(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1〜7では、メインダイスの吐出圧及び補助ダイスの吐出圧の関係に着目していない。本願発明者は、メインダイスの吐出圧及び補助ダイスの吐出圧の関係に着目したところ、鋼板のエッジ領域におけるめっき液の付着量のばらつきを抑制できるとともに、エッジ領域におけるめっき液のスプラッシュ(飛び散る現象)を抑制できることが分かり、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本願第1の発明であるガスワイピング装置は、メインダイス及び補助ダイスを有する。メインダイスは、めっき液が付着した鋼板の表面に向かっ
てガスを吐出する。補助ダイスは、メインダイスの外部に配置されており、鋼板のエッジ領域に向かっ
てガスを吐出する。
メインダイス又は補助ダイスから吐出されたガスが鋼板の表面に到達したときの圧力である吐出圧について、メインダイスの吐出圧に対する補助
ダイスの吐出圧の比(吐出圧比)は、1.3〜1.7である。
【0006】
補助ダイスは、鋼板の幅方向におけるメインダイスの両端側にそれぞれ配置することができる。これにより、鋼板の幅方向における両側のエッジ領域において、めっき液の付着量のばらつきを抑制できるとともに、めっき液のスプラッシュ(飛び散る現象)を抑制できる。
【0007】
メインダイスは、鋼板の表面と直交する方向に向かってガスを吐出することができる。また、補助ダイスは、メインダイスの上方から下方に向かってガスを吐出することができる。このようにガスを吐出させることにより、鋼板に対するめっき液の付着量を調整しやすくなる。
【0008】
本願第2の発明であるガスワイピング方法は、めっき液が付着した鋼板の表面に向かって、メインダイスか
らガスを吐出するとともに、メインダイスの外部に配置された補助ダイスから、鋼板のエッジ領域に向かっ
てガスを吐出する。ここで、
メインダイス又は補助ダイスから吐出されたガスが鋼板の表面に到達したときの圧力である吐出圧について、メインダイスの吐出圧に対する前記補助
ダイスの吐出圧の比(吐出圧比)は、1.3〜1.7である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、吐出圧比を1.3〜1.7とすることにより、鋼板のエッジ領域において、めっき液の付着量のばらつきを抑制できるとともに、めっき液のスプラッシュ(飛び散る現象)を抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1は、めっき装置1の概略図である。めっき装置1は、めっき液Pが溜められためっき槽2と、めっき液Pが付着した鋼板Sに向けてガスを吐出するガスワイピング装置3とを有する。めっき液Pとしては、例えば、溶融亜鉛めっき液を用いることができる。ガスとしては、例えば、空気を用いることができる。
【0012】
めっき槽2の内部には、鋼板Sの搬送方向を変更するためのロール2aが配置されている。
図1に示す矢印D1は、鋼板Sの搬送方向を示しており、めっき槽2に溜められためっき液Pに進入した鋼板Sは、ロール2aを通過して、鉛直方向の上方に移動する。これにより、めっき液Pが付着した鋼板Sがめっき槽2の外部に送り出される。
【0013】
めっき槽2の上方には、一対のガスワイピング装置3が配置されており、めっき液Pが付着した鋼板Sは、一対のガスワイピング装置3の間に形成されたスペースを通過する。各ガスワイピング装置3は、鋼板Sの表面に向かってガスを吐出することにより、鋼板Sの表面におけるめっき液Pの付着量を調整することができる。
【0014】
次に、ガスワイピング装置3の構造について、
図2及び
図3を用いて説明する。なお、一対のガスワイピング装置3は同一の構造を有しているため、一方のガスワイピング装置3の構造について、以下に説明する。
【0015】
図2は、ガスワイピング装置3の一部の構造を示す正面図であり、具体的には、他方のガスワイピング装置3から一方のガスワイピング装置3を見たときの図である。
図3は、ガスワイピング装置3の側面図であり、具体的には、
図2に示す矢印D2の方向からガスワイピング装置3を見たときの図である。
図3では、一対のガスワイピング装置3のうち、一方のガスワイピング装置3の一部を二点鎖線で示している。
【0016】
ガスワイピング装置3は、メインダイス31及び一対の補助ダイス32を有する。
図2では、一方の補助ダイス32だけを示している。メインダイス31は、鋼板Sの幅方向(
図2の左右方向又は
図1の紙面と直交する方向)に延びており、メインダイス31の長手方向における両端部は、第1支持アーム33aによって支持されている。また、メインダイス31の上部は、複数の第2支持アーム33bによって支持されている。第1支持アーム33aや第2支持アーム33bは、固定板33cに固定されており、固定板33cは、後述するレール37に固定されている。
【0017】
メインダイス31は、ガスを吐出させるための吐出口31aを有しており、吐出口31aは、メインダイス31の長手方向(言い換えれば、鋼板Sの幅方向)に延びている。鉛直方向(
図2の上下方向)における吐出口31aの幅は、メインダイス31の長手方向における位置にかかわらず、一定である。すなわち、吐出口31aは矩形状に形成されている。
【0018】
吐出口31aは、鋼板Sの表面と直交する方向にガスを吐出する。メインダイス31の長手方向における吐出口31aの長さは、幅が異なる複数種類の鋼板Sのうちの最大幅よりも長い。このため、吐出口31aから吐出されるガスには、鋼板Sの表面に衝突するガスと、鋼板Sの表面に衝突しないガスとが含まれる。
【0019】
メインダイス31の上部には、メインダイス31の内部に形成された流通室にガスを供給するためのメインガスダクト34が接続されている。メインガスダクト34にはポンプ(不図示)が接続されており、ポンプから送り出されたガスは、メインガスダクト34を通過して、メインダイス31の流通室に導かれる。流通室は、メインダイス31の長手方向に延びており、メインダイス31の流通室に導かれたガスは、吐出口31aから吐出される。本実施形態では、メインダイス31の流通室内に均一にガスを導くために、メインダイス31の長手方向において、複数のメインガスダクト34が並んで配置されている。
【0020】
メインダイス31は、鉛直方向に対して傾斜する上側傾斜面31b及び下側傾斜面31cを有しており、上側傾斜面31b及び下側傾斜面31cの境界に吐出口31aが形成されている。一対の補助ダイス32は、上側傾斜面31bに沿って配置されている。
【0021】
補助ダイス32は、メインダイス31の長手方向に沿って延びており、この長手方向における補助ダイス32の一端面には、補助ダイス32の内部に形成された流通室にガスを供給するための補助ガスダクト35が接続されている。補助ガスダクト35にはポンプ(不図示)が接続されており、ポンプから送り出されたガスは、補助ガスダクト35を通過して、補助ダイス
32の流通室に導かれる。
【0022】
本実施形態では、メインダイス31に対して一対の補助ダイス32を配置しており、補助ダイス32及び補助ガスダクト35の位置関係は、左右対称である。すなわち、
図2に示す補助ダイス32では、この補助ダイス32の右側端面に補助ガスダクト35が接続されている。一方、
図2に示していない補助ダイス32では、この補助ダイス32の左側端面に補助ガスダクト35が接続されている。なお、補助ガスダクト35は、補助ダイス32の流通室にガスを供給できればよく、補助ダイス32に対する補助ガスダクト35の接続位置は適宜決めることができる。
【0023】
補助ガスダクト35はガイド36に固定されており、ガイド36は、メインダイス31の長手方向に延びるレール37に係合してレール37に沿って移動する。ガイド36をレール37に沿って移動させることにより、メインダイス31の長手方向における補助ダイス32の位置を変更することができる。本実施形態において、補助ダイス32から吐出されたガスには、鋼板Sに向かって吐出されるガスと、鋼板Sから外れた位置に向かって吐出されるガスとが含まれる。このようにガスを吐出させるために、鋼板Sのエッジの位置に応じて、補助ダイス32の位置が設定される。
【0024】
レール37には、レール37の表面を覆うカバー38が設けられている。ここで、カバー38は、ガイド36を避けた位置に配置されており、ガイド36は、カバー38から突出している。カバー38は、蛇腹状に形成されており、ガイド36の移動に応じて伸縮する。カバー38を設けることにより、レール37の表面に異物が付着することを抑制できる。なお、カバー38を省略することもできる。
図3では、カバー38を省略している。
【0025】
次に、補助ダイス32の構造について、
図4〜
図6を用いて説明する。
図4は、補助ダイス32の正面図である。
図5Aは、
図4に示すA−A断面図であり、
図5Bは、
図4に示すB−B断面図である。
図6は、
図4に示す矢印D3の方向から補助ダイス32を見たときの図である。
【0026】
図5A及び
図5Bに示すように、補助ダイス32は、第1ダイス本体321及び第2ダイス本体322を有しており、第1ダイス本体321及び第2ダイス本体322は、複数のボルト323によって連結されている。補助ダイス32の内部には、ガスが移動する流通室32aが設けられている。流通室32aは、補助ダイス32の長手方向に延びている。流通室32aは、補助ガスダクト35に接続されており、補助ガスダクト35から供給されたガスが流通室32aに導かれる。
【0027】
補助ダイス32は、ガスを吐出させる吐出口32bを有しており、吐出口32bは、流通室32aと繋がっている。流通室32aに導かれたガスは、吐出口32bに移動して、吐出口32bから補助ダイス32の外部に吐出される。
図3から分かるように、吐出口32bからのガスの吐出方向は、鋼板Sの表面に対して傾斜する方向であり、メインダイス31のガスの吐出方向とは異なる方向である。すなわち、補助ダイス32は、メインダイス31の吐出口31aよりも上方の位置から下方に向かってガスを吐出する。このように、メインダイス31及び補助ダイス32からガスを吐出させることにより、鋼板Sに対するめっき液の付着量を調整しやすくなる。
【0028】
図6に示すように、吐出口32bは、補助ダイス32の長手方向(
図6の左右方向)に延びている。ここで、
図6は、補助ダイス32の概略図であり、
図4、
図5A及び
図5Bに示したボルト323を省略して示している。上述したように、吐出口32bから吐出されたガスには、鋼板Sの表面に向かうガスと、鋼板Sから外れた位置に向かうガスとが含まれる。
【0029】
本実施形態において、吐出口32bの幅(
図6の上下方向の寸法)は、吐出口32bの長手方向における一端32b1から他端32b2に向かって連続的に狭まっている。ここで、一端32b1を含む一部の領域から吐出されたガスは、鋼板Sから外れた位置に向かう。また、他端32b2を含む残りの領域から吐出されたガスは、鋼板Sの表面に向かう。
【0030】
本実施形態では、流通室32aが補助ダイス32の長手方向に延びているため、補助ガスダクト35から流通室32aに流入したガスは、流通室32aの長手方向に沿って移動しやすくなる。このようなガスの流れを考慮すると、吐出口32bからガスを吐出させるときに、吐出口32bの長手方向における位置に応じてガスの吐出量にばらつきが発生してしまうことがある。
【0031】
そこで、本実施形態では、吐出口32bを上述した形状に形成することにより、ガスの吐出量のばらつきを抑制するようにしている。すなわち、吐出口32bの他端32b2側にはガスが流れやすくなるため、吐出口32bの幅を狭くすることにより、ガスの吐出量を低減させている。一方、吐出口32bの一端32b1側にはガスが流れにくくなるため、吐出口32bの幅を広げることにより、ガスの吐出量を増加させている。これにより、吐出口32bの全体におけるガスの吐出量を均一化させることができる。
【0032】
なお、吐出口32bの形状は、
図6に示す形状に限るものではない。上述したように、吐出口32bからのガスの吐出量を均一化させることができればよい。例えば、補助ダイス32の流通室32aにおいて、ガスの流量ばらつきを抑制できる構造を設ければ、吐出口32bを、メインダイス31の吐出口31aと同様の形状(矩形状)とすることができる。
【0033】
本実施形態では、メインダイス31から吐出されるガスの圧力(吐出圧)と、補助ダイス32から吐出されるガスの圧力(吐出圧)とを調整することにより、鋼板Sのエッジ領域において、めっき液の付着量のばらつきを抑制できるとともに、めっき液のスプラッシュを抑制できる。具体的には、メインダイス31の吐出圧と、補助ダイス32の吐出圧との比(吐出圧比という)が1.3以上であって1.7以下であるとき、鋼板Sのエッジ領域において、めっき液の付着量のばらつきを抑制できるとともに、めっき液のスプラッシュを抑制できる。吐出圧比とは、補助ダイス32の吐出圧をメインダイス31の吐出圧で除算した値である。
【0034】
ここで、吐出圧とは、メインダイス31又は補助ダイス32から吐出されたガスが鋼板Sの表面に到達したときの圧力である。鋼板Sの表面に相当する位置に圧力センサを配置しておき、メインダイス31又は補助ダイス32から圧力センサに向かってガスを吐出させることにより、予め吐出圧を測定することができる。これにより、メインダイス31の吐出圧と、メインダイス31に供給するガスの流量との相関関係を把握することができる。同様に、補助ダイス32の吐出圧と、補助ダイス32に供給するガスの流量との相関関係を把握することができる。鋼板Sの表面にガスを吐出させるときには、メインダイス31及び補助ダイス32のそれぞれにおいて所望の吐出圧が得られるように、上述した相関関係に基づいて、メインダイス31に供給されるガスの流量や、補助ダイス32に供給されるガスの流量を設定することができる。
【0035】
吐出圧比が0よりも大きく1.3よりも小さいと、鋼板Sのエッジ領域におけるめっき液の付着量が、エッジ領域以外の他の領域におけるめっき液の付着量よりも増加しやすくなってしまう。なお、エッジ領域以外の他の領域でも、めっき液の付着量にばらつきが発生するものの、このばらつきは許容範囲内となりやすい。一方、エッジ領域では、エッジに近づくほど、めっき液の付着量が増加しやすくなり、めっき液の付着量のばらつきは許容範囲を超えてしまう。
【0036】
吐出圧比が1.7よりも大きいと、鋼板Sのエッジ領域におけるめっき液の付着量が、エッジ領域以外の他の領域におけるめっき液の付着量よりも減少しやすくなってしまう。なお、エッジ領域以外の他の領域でも、めっき液の付着量にばらつきが発生するものの、このばらつきは許容範囲内となりやすい。一方、エッジ領域では、エッジに近づくほど、めっき液の付着量が減少しやすくなり、めっき液の付着量のばらつきは許容範囲を超えてしまう。また、吐出圧比が1.7よりも大きいと、鋼板Sのエッジ領域において、めっき液のスプラッシュが発生してしまう。
【0037】
エッジ領域において、めっき液の付着量のばらつきを抑制するとともに、めっき液のスプラッシュを抑制するためには、好ましくは吐出圧比の上限が1.6であり、より好ましくは吐出圧比の上限が1.5である。吐出圧比を設定するときには、メインダイス31の吐出圧を基準(固定)として、補助ダイス32の吐出圧を調整することもできるし、補助ダイス32の吐出圧を基準(固定)として、メインダイス31の吐出圧を調整することもできる。
【実施例1】
【0038】
本発明の実施例について説明する。鋼板Sの搬送速度を一定にするとともに、めっき槽2内のめっき液Pの温度(浴温)を略一定に保ちながら、吐出圧比を変化させた。このときの条件を下記表1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】
上記表1において、搬送速度は、鋼板Sを搬送するときの速度である。メインダイス31の吐出圧は、メインダイス31の吐出口31aから鋼板Sの表面までの距離に相当する位置に圧力センサを配置して測定した。そして、この測定条件において、吐出口31aから、めっき液Pが付着した鋼板Sに向けてガスを吐出させた。補助ダイス32の吐出圧は、補助ダイス32の吐出口32bから鋼板Sの表面までの距離に相当する位置に圧力センサを配置して測定した。そして、この測定条件において、吐出口32bから、めっき液Pが付着した鋼板Sに向けてガスを吐出させた。
【0041】
ダイス間隔とは、2つのメインダイス31における吐出口31aの間隔(
図1参照)である。実施例1,2及び比較例1〜3において、ダイス間隔は一定(17[mm])とした。補助ダイスのセット位置とは、
図7に示すように、鋼板Sの幅方向において、鋼板SのエッジEから補助ダイス32の一端面までの距離Lsである。ここでいう補助ダイス32の一端面は、鋼板SのエッジEよりも鋼板Sの内側に位置する端面である。なお、補助ダイス32の他端面は、補助ガスダクト35に接続されており、鋼板SのエッジEよりも鋼板Sの外側に位置する。
【0042】
実施例1,2及び比較例1〜3では、メインダイス31の吐出圧を一定(1.1[kgf/cm
2])として、補助ダイス32の吐出圧を変化させた。実施例1では、補助ダイス32の吐出圧が1.4[kgf/cm
2]であり、吐出圧比は1.3[−]であった。実施例2では、補助ダイス32の吐出圧が1.6[kgf/cm
2]であり、吐出圧比は1.5[−]であった。
【0043】
比較例1では、補助ダイス32からガスを吐出させず、メインダイス31だけからガスを吐出させた。このため、吐出圧比は0である。比較例2では、補助ダイス32の吐出圧が0.8[kgf/cm
2]であり、吐出圧比は0.7[−]であった。比較例3では、補助ダイス32の吐出圧が2.0[kgf/cm
2]であり、吐出圧比は1.8[−]であった。
【0044】
実施例1,2及び比較例1〜3について、鋼板Sの表面に形成されためっき層の厚さを測定した。この測定結果を
図8に示す。
図8において、横軸は、鋼板Sの幅方向において、鋼板Sの一方のエッジからの距離Leを示し、縦軸は、鋼板Sの表面に形成されためっき層の厚さである。ここでは、
図8に示すように、距離Leが0〜40[mm]の領域をエッジ領域とした。
【0045】
図8から分かるように、エッジ領域以外の領域では、実施例1,2及び比較例1〜3にかかわらず、距離Leに応じて、めっき層の厚さにばらつきが発生するものの、このばらつきは許容範囲(0〜0.005[mm])内であった。一方、比較例1,2については、エッジ領域において、エッジに近づくほど、めっき層の厚さが上述した許容範囲を超えて極端に増加した。また、比較例3については、エッジ領域において、エッジの近傍におけるめっき層の厚さが許容範囲を超えて極端に減少した。
【0046】
めっき層の厚さに関する評価としては、めっき層の厚さが許容範囲(0〜0.005[mm])外であるときを×とし、めっき層の厚さが許容範囲(0〜0.005[mm])内であるときを○とした。
【0047】
一方、メインダイス31や補助ダイス32から鋼板Sの表面にガスを吐出させているときにおいて、めっき液のスプラッシュが発生しているか否かを目視によって確認した。評価としては、スプラッシュが発生したときを×とし、スプラッシュが発生しなかったときを○とした。
【0048】
上述した評価結果を下記表2に示す。
【0049】
【表2】
【0050】
上記表2から分かるように、実施例1,2によれば、エッジ領域において、めっき層の厚さがばらつくことを抑制できたとともに、スプラッシュが発生することを防止できた。比較例1,3によれば、エッジ領域内においてめっき層の厚さが極端に変化したとともに、スプラッシュが発生した。比較例2によれば、スプラッシュが発生しなかったが、エッジ領域内においてめっき層の厚さが極端に増加した。