JP2018178156A - Hot metal plating apparatus and hot metal plating method - Google Patents
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Abstract
【課題】溶融金属めっき浴の浴面に対して傾斜設置されるスナウトとの干渉を回避し、スナウト内のめっき浴の浴面の流動を均一にする。【解決手段】連続搬送される金属板を、一端が溶融金属めっき浴に浸漬されたスナウト内を通して溶融金属めっき浴に浸漬させて、金属板にめっきする溶融金属めっき装置であって、スナウトは浴面に対して傾斜して設置され、スナウト内の浴面の位置には、溶融金属めっき浴に進入する金属板に対して溶融金属を吐出する吐出ノズルと、幅方向に金属板を挟んで吐出ノズルと対向して設けられる吸引ノズルと、が設置されており、吐出ノズルは、金属板に対して溶融金属めっき装置のフロント側とバック側とにそれぞれ位置するように配置された２つの吐出口を有するヘッド部と、ヘッド部からスナウトの傾斜に沿って溶融金属めっき浴に浸漬される配管と、を有し、配管とヘッド部との接合位置は、吐出口の中間位置よりフロント側にある。【選択図】図４An object of the present invention is to avoid interference with a snout installed at an angle with respect to the bath surface of a molten metal plating bath, and to make the flow of the plating bath surface in the snout uniform. [Solution] A hot-dip metal plating device that plating a metal plate by passing a continuously conveyed metal plate through a snout whose one end is immersed in the hot-dip metal plating bath, and plating the metal plate by passing the metal plate through a snout whose one end is immersed in the hot-dip metal plating bath. It is installed at an angle with respect to the surface, and at the bath surface position in the snout there is a discharge nozzle that discharges molten metal to the metal plate entering the molten metal plating bath, and a discharge nozzle that discharges molten metal across the metal plate in the width direction. A suction nozzle is installed facing the nozzle, and the discharge nozzle has two discharge ports arranged to be respectively located on the front side and the back side of the hot-dip metal plating apparatus with respect to the metal plate. and a pipe that is immersed in the molten metal plating bath from the head part along the slope of the snout, and the joining position of the pipe and the head part is on the front side from the middle position of the discharge port. . [Selection diagram] Figure 4
Description
本発明は、溶融金属めっき装置及び溶融金属めっき方法に関する。 The present invention relates to a molten metal plating apparatus and a molten metal plating method.
従来、溶融金属めっき方法として、金属板を加熱焼鈍した後、上部が焼鈍炉に接続され下端が溶融金属めっき浴（以下、単に「めっき浴」ともいう。）に浸漬されたスナウトの内部を通じて、焼鈍後の金属板を溶融金属中に浸漬させ、浴中の浸漬ロールにより金属板の進行方法を変えて上方に引き上げた後、気体絞り法により金属板の表面に付着した溶融金属の付着量を制御する方法が用いられている。 Conventionally, as a molten metal plating method, after heat annealing a metal plate, the upper part is connected to an annealing furnace, and the lower end is through the inside of a snout immersed in a molten metal plating bath (hereinafter, also simply referred to as "plating bath") The metal sheet after annealing is immersed in the molten metal, the advancing method of the metal sheet is changed by the immersion roll in the bath, and the metal sheet is pulled upward, and then the adhesion amount of the molten metal adhered to the surface of the metal sheet by the gas drawing method A control method is used.
上記スナウト内は大気と遮断され、かつ、窒素ガス等の非酸化性雰囲気に保持されており、めっきを施す金属板の表面の酸化汚染を防止している。しかしながら、非酸化性雰囲気あるいは焼鈍後の金属板表面には微量の酸素や水分が含有されているため、これらの酸素や水分が溶融金属浴面の溶融金属と反応して、浮遊ドロスが生成される。また、金属板から溶融金属中に溶出した金属（例えば、鋼板から溶出したＦｅ）と、めっき密着性向上のために浴中に添加されているＡｌとが反応して、ドロスが生成されることも知られている。このようにして生成されたドロスは、めっき浴の浴面に浮遊しておりめっき浴内に浸漬される金属板の表面に付着して品質不良を生じさせる原因になっていた。 The interior of the snout is shut off from the atmosphere and is kept in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen gas to prevent the oxidation contamination of the surface of the metal plate to be plated. However, since a trace amount of oxygen and moisture are contained in the non-oxidizing atmosphere or the metal plate surface after annealing, these oxygen and moisture react with the molten metal of the molten metal bath surface to generate floating dross. Ru. In addition, a metal that is eluted from the metal plate into the molten metal (for example, Fe eluted from the steel plate) reacts with Al that is added to the bath to improve the plating adhesion, thereby generating dross. It is also known. The dross thus generated floats on the surface of the plating bath and adheres to the surface of the metal plate to be immersed in the plating bath, causing a quality defect.
溶融金属めっき処理においては、焼鈍炉で加熱焼鈍された金属板は、スナウトの内部を通じて溶融金属のめっき浴に浸漬される。金属板が溶融金属中に浸漬される際に、めっき浴の浴面に浮遊する異物を巻き込むことで、不めっきやドロス疵等といった外観の品質不良が発生することがある。めっき浴の浴面には、溶融金属が酸化もしくは凝固したスカムと呼ばれる膜状の異物や、蒸発した溶融金属が凝固し浴面に落下することで生じるヒュームと呼ばれる粒子状の異物が存在する。これらの異物が金属板の溶融金属への浸漬に伴う浴中随伴流によって巻き込まれることで、外観の品質不良が発生する。 In the molten metal plating process, a metal plate heat-annealed in an annealing furnace is immersed in a plating bath of molten metal through the inside of the snout. When the metal plate is immersed in the molten metal, the appearance defects such as non-plating and dross may occur due to the inclusion of foreign matter floating on the bath surface of the plating bath. On the bath surface of the plating bath, there are film-like foreign substances called scum in which the molten metal has been oxidized or solidified, and particulate foreign substances called fume which are generated when the molten metal that has evaporated solidifies and falls onto the bath surface. When the foreign matter is entrained by the accompanying flow in the bath accompanying the immersion of the metal plate in the molten metal, the appearance defect occurs.
そこで、めっき浴の浴面を浮遊するドロスが金属板の表面に付着することを防ぐため、スナウト内で、めっき浴の表面に流動を形成させて、浴面に浮遊する浮遊スカムを系外に排出する手法が広く採用されている。例えば、特許文献１には、スナウト内の浴面に、鋼帯を幅方向に挟むように一対の吐出口と吸い込み口とを設け、吐出口から液流を噴出させて鋼帯の表面および裏面に沿った液流を幅方向一端側から他端側へ流動させ、吸い込み口から溶融金属とドロスを吸い込み、スナウトの外方に導く構成が開示されている。 Therefore, in order to prevent dross floating on the surface of the plating bath from adhering to the surface of the metal plate, a flow is formed on the surface of the plating bath within the snout to make floating scum floating on the bath surface out of the system. The method of discharging is widely adopted. For example, in Patent Document 1, a pair of discharge ports and suction ports are provided on the bath surface in the snout so as to sandwich the steel strip in the width direction, and a liquid flow is jetted from the discharge ports to front and back surfaces of the steel strip. It is disclosed a configuration in which a liquid flow along one side is made to flow from one end side to the other side in the width direction, the molten metal and the dross are sucked from the suction port and led to the outside of the snout.
しかし、上記特許文献１に記載の方法では、吐出口から吐出される溶融金属が流通する吐出管路を浴面に対して垂直に近い状態となるようにするため、めっき浴の浴面へ傾斜して設置されるスナウトの先端部の開口を大きくする必要があり、めっき浴背面側（焼鈍炉側）の浴中スペースが狭くなる。このため、インゴットの投入スペースや、スナウトポンプ・配管等の付帯機器類の設置スペースに制約がかかったり、溶融金属の流れが阻害され、成分偏析によるドロス生成が助長されたりする懸念がある。 However, in the method described in the above-mentioned Patent Document 1, in order to make the discharge pipeline through which the molten metal discharged from the discharge port circulates become almost perpendicular to the bath surface, it is inclined to the bath surface of the plating bath It is necessary to enlarge the opening at the tip of the snout to be installed, and the space in the bath on the back side of the plating bath (the annealing furnace side) becomes narrow. For this reason, there is a concern that the insertion space for ingots and the installation space for accessories such as a snout pump and piping may be restricted, or the flow of molten metal may be obstructed to promote dross generation due to component segregation.
また、上記特許文献２、３では、１つの吐出口からの吐出により形成される吐出流がめっき浴内部に分散することで生じる品質欠陥を抑制するため、吐出流の広がりや吐出口からの吐出により発生する波立ちを防止するために吐出口のノズル形状を改善している。しかし、吐出口から吐出される溶融金属が流通する筒部は、上記特許文献１と同様、浴面に対して垂直に近い状態に設置されており、めっき浴の浴面に対して傾斜設置されるスナウトと干渉する可能性が高い。筒部を傾斜させてスナウトとの干渉を回避することも考えられるが、筒部を傾斜させると吐出口からの吐出流の分布が変化するため、スナウト内の幅方向におけるめっき浴の浴面の流動が不均一となり、適切に異物を吸い込み口へ導くことができなくなる可能性もある。 Further, in Patent Documents 2 and 3 described above, the spread of the discharge flow and the discharge from the discharge port are suppressed in order to suppress the quality defect caused by the discharge flow formed by the discharge from one discharge port being dispersed in the plating bath. The nozzle shape of the discharge port is improved in order to prevent the generation of a wave caused by the above. However, the cylindrical portion through which the molten metal discharged from the discharge port flows is installed in a state close to perpendicular to the bath surface as in the case of the above-mentioned Patent Document 1, and is installed obliquely with respect to the bath surface of the plating bath. Are likely to interfere with the It is also conceivable to incline the cylindrical portion to avoid interference with the snout, but if the cylindrical portion is inclined, the distribution of the discharge flow from the discharge port changes, so the bath surface of the plating bath in the width direction in the snout The flow may be uneven and it may not be possible to properly guide foreign matter to the suction port.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶融金属めっき浴の浴面に対して傾斜設置されるスナウトとの干渉を回避し、かつ、スナウト内のめっき浴の浴面の流動を均一にすることが可能な、新規かつ改良された溶融金属めっき装置及び溶融金属めっき方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to avoid interference with a snout placed at an angle to the bath surface of a molten metal plating bath, and It is an object of the present invention to provide a new and improved molten metal plating apparatus and a molten metal plating method capable of making the flow of the plating bath surface in the snout uniform.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、連続搬送される金属板を、一端が溶融金属めっき浴に浸漬されたスナウト内を通して溶融金属めっき浴に浸漬させて、金属板にめっきする溶融金属めっき装置であって、スナウトは、溶融金属めっき浴の浴面に対して傾斜して設置され、スナウト内の溶融金属めっき浴の浴面の位置には、溶融金属めっき浴に進入する金属板に対して溶融金属を吐出する吐出ノズルと、金属板の幅方向に金属板を挟んで吐出ノズルと対向し、溶融金属を吸引する吸引ノズルと、が設置されており、吐出ノズルは、金属板に対して溶融金属めっき装置のフロント側とバック側とにそれぞれ位置するように配置された２つの吐出口を有するヘッド部と、ヘッド部からスナウトの傾斜に沿って溶融金属めっき浴に浸漬される配管と、を有し、配管とヘッド部との接合位置は、吐出口の中間位置よりフロント側にある、溶融金属めっき装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a continuously conveyed metal plate is immersed in a molten metal plating bath by passing through a snout which is immersed in the molten metal plating bath at one end, A molten metal plating apparatus for plating, wherein the snout is installed at an angle to the bath surface of the molten metal plating bath, and the position of the bath surface of the molten metal plating bath in the snout enters the molten metal plating bath The discharge nozzle that discharges the molten metal to the metal plate to be used, and the suction nozzle that faces the discharge nozzle across the metal plate in the width direction of the metal plate and sucks the molten metal are installed. A head portion having two discharge ports respectively disposed on the front side and the back side of the molten metal plating apparatus with respect to the metal plate, and the molten metal plating along the slope of the snout from the head portion Anda pipe which is immersed in the bonding position between the pipe and the head portion, the front side of the intermediate position of the discharge port, the molten metal plating apparatus is provided.
２つの吐出口の中心間距離を２Ｌ、吐出口の中間位置と接合位置との距離をＤとしたとき、接合位置は、Ｄ／Ｌが０．４以上となる範囲内に設けられるように構成される。 Assuming that the distance between the centers of the two discharge ports is 2 L and the distance between the middle position of the discharge ports and the bonding position is D, the bonding position is provided within the range where D / L is 0.4 or more. Be done.
また、各吐出口の口径は同一であってもよい。 Further, the diameter of each discharge port may be the same.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、連続搬送される金属板を、一端が溶融金属めっき浴に浸漬されたスナウト内を通して溶融金属めっき浴に浸漬させて、金属板にめっきする溶融金属めっき方法であって、スナウトは、溶融金属めっき浴の浴面に対して傾斜して設置され、スナウト内の溶融金属めっき浴の浴面の位置には、金属板に対して溶融金属めっき装置のフロント側とバック側とにそれぞれ位置するように配置された２つの吐出口を有するヘッド部と、ヘッド部からスナウトの傾斜に沿って溶融金属めっき浴に浸漬される配管と、を有し、配管とヘッド部との接合位置が、吐出口の中間位置よりフロント側に位置するように構成された、溶融金属を吐出する吐出ノズルと、金属板の幅方向に金属板を挟んで吐出ノズルと対向し、溶融金属を吸引する吸引ノズルと、が設置されており、吐出ノズルから溶融金属を吐出し、吐出ノズルと対向する吸引ノズルにより溶融金属を吸引して、溶融金属めっき浴に金属板が進入する位置におけるスナウト内の浴面を流動させる、溶融金属めっき方法が提供される。 Further, in order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, the metal plate conveyed continuously is immersed in the molten metal plating bath through the inside of the snout immersed at one end in the molten metal plating bath, A molten metal plating method for plating on a metal plate, wherein the snout is installed obliquely to the bath surface of the molten metal plating bath, and the position of the bath surface of the molten metal plating bath in the snout is a metal plate. On the other hand, a head unit having two discharge ports arranged to be respectively positioned on the front side and the back side of the molten metal plating apparatus, and piping immersed in the molten metal plating bath along the slope of the snout from the head unit And a discharge nozzle for discharging the molten metal, and a metal plate in the width direction of the metal plate, wherein the bonding position between the pipe and the head portion is positioned on the front side relative to the middle position of the discharge port. Across the A suction nozzle facing the discharge nozzle and sucking the molten metal is provided, the molten metal is discharged from the discharge nozzle, and the molten metal is suctioned by the suction nozzle opposed to the discharge nozzle to form a molten metal plating bath. A molten metal plating method is provided which causes the bath surface in the snout to flow at a position where the metal plate enters.
以上説明したように本発明によれば、溶融金属めっき浴の浴面に対して傾斜設置されるスナウトとの干渉を回避し、かつ、スナウト内のめっき浴の浴面の流動を均一にすることができる。 As described above, according to the present invention, the interference with a snout placed at an angle to the surface of a molten metal plating bath is avoided, and the flow of the plating surface within the snout is made uniform. Can.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals and redundant description will be omitted.
＜１．溶融金属めっき装置の全体構成＞
まず、図１及び図２に基づいて、本発明の一実施形態に係る溶融金属めっき装置（連続溶融金属めっき装置）の全体構成の一例について、詳細に説明する。図１は、溶融金属めっき装置１００の構成例を模式的に示した説明図であり、溶融金属めっき装置１００を側方（金属板Ｓの幅方向）から見た模式図を示している。図２は、本実施形態に係る溶融金属めっき装置１００のスナウト１２０内部の状態を示した模式図であり、下図は装置前方（金属板Ｓの板厚方向）から見た模式図であり、上図は下図のＩ−Ｉ切断線において上部側から見た模式図である。
<1. Overall configuration of molten metal plating apparatus>
First, based on FIG.1 and FIG.2, an example of the whole structure of the molten metal plating apparatus (continuous molten metal plating apparatus) which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated in detail. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration example of the molten metal plating apparatus 100, and is a schematic view of the molten metal plating apparatus 100 as viewed from the side (the width direction of the metal plate S). FIG. 2 is a schematic view showing the inside of the snout 120 of the molten metal plating apparatus 100 according to this embodiment, and the lower view is a schematic view seen from the front of the apparatus (in the thickness direction of the metal plate S). The figure is a schematic view seen from the upper side of the I-I cutting line in the lower figure.
溶融金属めっき装置１００は、例えば溶融亜鉛等の溶融金属５が収容されているめっき槽１０１と、スナウト１２０と、シンクロール１３０と、ガスワイピング装置１４０とを備える。溶融金属めっき装置１００の前段に設けられている焼鈍炉１１０は、内部が還元性雰囲気に維持されており、連続搬送される鋼板等の金属板Ｓを加熱する。かかる焼鈍炉１１０によって、金属板Ｓの表面が活性化され、また、金属板Ｓの機械的性質が調整される。 The molten metal plating apparatus 100 includes, for example, a plating tank 101 containing a molten metal 5 such as molten zinc, a snout 120, a sink roll 130, and a gas wiping apparatus 140. The inside of the annealing furnace 110 provided at the front stage of the molten metal plating apparatus 100 is maintained in a reducing atmosphere, and heats the metal sheet S such as a steel sheet which is continuously conveyed. The annealing furnace 110 activates the surface of the metal plate S and adjusts the mechanical properties of the metal plate S.
かかる焼鈍炉１１０の出側端部は、ターンダウンロール１１１が設けられた空間を経由して、スナウト１２０の上流側の端部に接続されている。スナウト１２０は、上流側の端部が焼鈍炉１１０の出側端部に接続され、下流側の端部が溶融金属５中に斜め上方から浸漬されている。かかるスナウト１２０の内部は大気雰囲気から遮断され、還元性雰囲気に維持されている。また、スナウト１２０の前段に位置する焼鈍炉１１０の内部についても、大気雰囲気から遮断されている。スナウト１２０は、一般的に、金属板の通板方向に対して直交する方向の断面が長方形を成す。本明細書において、溶融金属めっき装置１００の「フロント」とは、スナウト１２０に対してガスワイピング装置１４０が位置する方向を意味し、溶融金属めっき装置１００の「バック」とは、ガスワイピング装置１４０に対してスナウト１２０が位置する方向を意味する。 The outlet end of the annealing furnace 110 is connected to the upstream end of the snout 120 via a space in which the turn-down roll 111 is provided. The upstream end of the snout 120 is connected to the outlet end of the annealing furnace 110, and the downstream end is immersed in the molten metal 5 from diagonally above. The interior of the snout 120 is isolated from the air atmosphere and maintained in a reducing atmosphere. In addition, the inside of the annealing furnace 110 located at the front stage of the snout 120 is also shielded from the air atmosphere. The snout 120 generally has a rectangular cross section in the direction orthogonal to the sheet passing direction of the metal plate. In the present specification, the “front” of the molten metal plating apparatus 100 means the direction in which the gas wiping apparatus 140 is located with respect to the snout 120, and the “back” of the molten metal plating apparatus 100 is the gas wiping apparatus 140. Means the direction in which the snout 120 is located.
ターンダウンロール１１１により通板方向が下向きに変えられた金属板Ｓは、スナウト１２０の内部を通過して、めっき槽１０１に保持されている溶融金属５へと連続的に浸漬される。かかるめっき槽１０１の内部には、シンクロール１３０が設けられている。シンクロール１３０は、金属板Ｓの幅方向に平行な回転軸を有しており、シンクロール１３０の外周面における、回転軸に沿う方向の幅は、金属板Ｓの幅以上となっている。かかるシンクロール１３０により、金属板Ｓの通板方向が上向きに変えられる。 The metal plate S whose passing direction has been changed downward by the turn down roll 111 passes the inside of the snout 120 and is continuously immersed in the molten metal 5 held in the plating tank 101. A sink roll 130 is provided inside the plating tank 101. The sink roll 130 has a rotation axis parallel to the width direction of the metal plate S, and the width of the outer peripheral surface of the sink roll 130 in the direction along the rotation axis is equal to or greater than the width of the metal plate S. The passing direction of the metal plate S is changed upward by the sink roll 130.
ガスワイピング装置１４０は、めっき槽１０１から導出される金属板Ｓの両面に対してガスを吹き付けることにより、金属板Ｓの表面に付着した溶融金属めっきの一部を掻き落とす。これにより、金属板Ｓの表面の溶融金属めっきの付着量が調整される。このとき、めっき槽１０１から導出される金属板Ｓは、両面に付着する溶融金属めっきの付着量を調整しやすくするために、めっき槽１０１から略垂直に導出される。 The gas wiping apparatus 140 scrapes off a part of the molten metal plating attached to the surface of the metal plate S by blowing gas onto both surfaces of the metal plate S drawn out of the plating tank 101. Thereby, the adhesion amount of the molten metal plating on the surface of the metal plate S is adjusted. At this time, the metal plate S drawn out of the plating tank 101 is drawn out substantially vertically from the plating tank 101 in order to make it easy to adjust the adhesion amount of the molten metal plating adhering to both surfaces.
シンクロール１３０によって通板方向を垂直方向に上向きに変えて金属板Ｓを導出するためには、シンクロール１３０はガスワイピング装置１４０の下方に配置される。溶融金属５内に浸漬させる金属板Ｓが通過するスナウト１２０は、ガスワイピング装置１４０を避けて配置されることが必要であり、シンクロール１３０の斜め上方に位置する。このため、シンクロール１３０に向けて搬送される金属板Ｓは、溶融金属５の浴面に対して斜め方向から進入させられる。これに伴って、スナウト１２０も、内部空間が金属板Ｓの通板方向に対して略平行となるように設けられている。 The sink roll 130 is disposed below the gas wiping device 140 in order to change the sheet passing direction upward in the vertical direction by the sink roll 130 and lead out the metal plate S. The snout 120 through which the metal plate S to be immersed in the molten metal 5 passes is required to be disposed avoiding the gas wiping device 140 and is positioned obliquely above the sink roll 130. Therefore, the metal plate S conveyed toward the sink roll 130 is made to approach the bath surface of the molten metal 5 in a diagonal direction. Along with this, the snout 120 is also provided so that the internal space is substantially parallel to the passing direction of the metal plate S.
このときの金属板Ｓの進入角度は、例えば５０〜７０°の範囲内の値とされる。金属板Ｓの進入角度が大きすぎると、金属板Ｓの周りを囲むスナウト１２０がガスワイピング装置１４０に緩衝するおそれがある。また、金属板Ｓの進入角度が小さすぎると、めっき槽１０１を大きくする必要が生じる。したがって、金属板Ｓの通板方向と略平行に設けられるスナウト１２０も、全体的に５０〜７０°程度傾いている。 The approach angle of the metal plate S at this time is, for example, a value within the range of 50 to 70 °. If the approach angle of the metal plate S is too large, the snout 120 surrounding the metal plate S may buffer the gas wiping device 140. Moreover, when the approach angle of the metal plate S is too small, the plating tank 101 needs to be enlarged. Therefore, the snout 120 provided substantially parallel to the passing direction of the metal plate S is also generally inclined by about 50 to 70 °.
図１に示した溶融金属めっき装置１００は、例えば５０ｍ／分以上の、比較的高速の通板速度下で使用される。金属板Ｓの通板速度が速くなるほど、スナウト１２０内の溶融金属５の浴面近傍では、溶融金属５に進入する金属板Ｓに付随して溶融金属５が引き込まれることによる随伴流が生成されやすくなる。そのため、溶融金属５の浴面に浮遊しているスカム等の異物が、随伴流に乗って引き込まれて金属板Ｓに付着しやすくなる。このため、本実施形態に係る溶融金属めっき装置１００は、図２に示すように、スナウト１２０内の溶融金属５の浴面近傍に、金属板Ｓを幅方向に挟むように、溶融金属を吐出する吐出ノズル１５０と、溶融金属を吸引する吸引ノズル１６０とが設けられている。吐出ノズル１５０からの溶融金属の吐出により、板厚方向（Ｙ方向）に金属板Ｓを挟むように、吐出ノズル１５０側から吸引ノズル１６０側へ向かう吐出流が形成される。これにより、ダスト等の異物を含むスナウト１２０内の溶融金属５が吸引ノズル１６０に接続されたメタルポンプ等のポンプにより吸引され、スナウト１２０の外側へと排出される。 The molten metal plating apparatus 100 shown in FIG. 1 is used under a relatively high threading speed, for example, 50 m / min or more. As the sheet passing speed of the metal plate S increases, in the vicinity of the bath surface of the molten metal 5 in the snout 120, an accompanying flow is generated due to the molten metal 5 being drawn along with the metal plate S entering the molten metal 5 It will be easier. Therefore, foreign substances such as scum floating on the bath surface of the molten metal 5 are easily drawn along the accompanying flow and adhere to the metal plate S. Therefore, as shown in FIG. 2, the molten metal plating apparatus 100 according to the present embodiment discharges the molten metal in the vicinity of the bath surface of the molten metal 5 in the snout 120 so as to sandwich the metal plate S in the width direction. And a suction nozzle 160 for suctioning the molten metal. By discharging the molten metal from the discharge nozzle 150, a discharge flow is formed from the discharge nozzle 150 to the suction nozzle 160 so as to sandwich the metal plate S in the thickness direction (Y direction). Thereby, the molten metal 5 in the snout 120 containing foreign matter such as dust is sucked by a pump such as a metal pump connected to the suction nozzle 160 and discharged to the outside of the snout 120.
＜２．吐出ノズルの構成＞
本実施形態に係る溶融金属めっき装置１００では、図２に示したように、スナウト１２０の内部に吐出ノズル１５０及び吸引ノズル１６０を設けることで、スナウト１２０内のめっき浴の浴面付近に浮遊する異物をスナウト１２０内部のめっき浴から除く。ここで、金属板Ｓを浴面に対して傾斜するようにめっき浴へ進入させることから、スナウト１２０は、金属板Ｓの傾斜に対して略平行となるように傾斜して配置される。そこで、本実施形態に係る溶融金属めっき装置１００では、吐出ノズル１５０及び吸引ノズル１６０の配管を、浴面に対して傾斜配置されたスナウト１２０と干渉しないように傾斜させる。そして、吐出ノズル１５０からの吐出流が均一となるように、溶融金属を吐出する吐出ノズル１５０の吐出口を有するヘッド部に対して、ヘッド部へ供給される溶融金属が流通する配管を、２つの吐出口の中間位置から前方（すなわち、溶融金属めっき装置１００のフロント側）にシフトさせた位置に接合する。
<2. Configuration of Discharge Nozzle>
In the molten metal plating apparatus 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the discharge nozzle 150 and the suction nozzle 160 are provided inside the snout 120 to float in the vicinity of the surface of the plating bath in the snout 120. Remove foreign substances from the plating bath inside the snout 120. Here, since the metal plate S is made to enter the plating bath so as to be inclined with respect to the bath surface, the snout 120 is arranged to be substantially parallel to the inclination of the metal plate S. Therefore, in the molten metal plating apparatus 100 according to the present embodiment, the piping of the discharge nozzle 150 and the suction nozzle 160 is inclined so as not to interfere with the snout 120 that is inclined with respect to the bath surface. Then, for the head portion having the discharge port of the discharge nozzle 150 which discharges the molten metal so that the discharge flow from the discharge nozzle 150 becomes uniform, the piping through which the molten metal supplied to the head portion flows is It joins to the position shifted to the front (namely, front side of molten metal plating apparatus 100) from the middle position of the two discharge ports.
なお、以下の説明において、スナウト１２０において、溶融金属めっき装置１００のバック側に位置する部分をバック部１２１、バック部１２１と対向し、溶融金属めっき装置１００のフロント側に位置する部分をフロント部１２３とする（図３参照）。また、バック部１２１とフロント部１２３との対向方向を前後方向（Ｙ方向）、スナウト１２０内を通板される金属板Ｓの板幅方向に対応し、前後方向に対して直交する方向を幅方向（Ｘ方向）とする。 In the following description, in the snout 120, the portion positioned on the back side of the molten metal plating apparatus 100 faces the back portion 121 and the back portion 121, and the portion positioned on the front side of the molten metal plating device 100 is a front portion. And 123 (see FIG. 3). Further, the opposing direction of the back portion 121 and the front portion 123 corresponds to the longitudinal direction (Y direction), and the width direction of the metal plate S passing through the snout 120 corresponds to the width direction of the metal plate S. It is the direction (X direction).
［２−１．配管シフトによる作用］
まず、図３及び図４に基づいて、本実施形態に係る吐出ノズル１５０において、配管をフロント側へずらしてヘッド部に接合する理由について説明する。図３は、本実施形態に係る溶融金属めっき装置１００の吐出ノズル１５０の比較構成として、ヘッド部５１の２つの吐出口の中間位置に配管５３が接合された吐出ノズル５０を示す説明図である。図４は、本実施形態に係る溶融金属めっき装置１００の吐出ノズル１５０の構成を示す説明図である。図３及び図４は、いずれも吸引ノズル側から幅方向（Ｘ方向）に吐出ノズルを見た状態を示している。
[2-1. Operation by piping shift]
First, based on FIG.3 and FIG.4, the reason which shifts piping to the front side and is joined to a head part is demonstrated in the discharge nozzle 150 which concerns on this embodiment. FIG. 3 is an explanatory view showing a discharge nozzle 50 in which a pipe 53 is joined to an intermediate position between two discharge ports of the head portion 51 as a comparison configuration of the discharge nozzle 150 of the molten metal plating apparatus 100 according to the present embodiment. . FIG. 4 is an explanatory view showing the configuration of the discharge nozzle 150 of the molten metal plating apparatus 100 according to the present embodiment. FIGS. 3 and 4 each show a state where the discharge nozzle is viewed in the width direction (X direction) from the suction nozzle side.
本実施形態に係る吐出ノズル１５０は、金属板Ｓの幅方向（Ｘ方向）に溶融金属５を吐出する。吐出ノズル１５０からの吐出流は、金属板Ｓの前面側と背面側とを流れ、金属板Ｓを挟んで幅方向（Ｘ方向）に対向する吸引ノズル１６０側へ向かう。このとき、吐出流による浴面流速は、スナウト１２０内の浴面付近に浮遊する異物が金属板Ｓの表面に付着しないように、金属板Ｓの前面側と背面側とで略均一となることが望ましい。このため、本実施形態に係る吐出ノズル１５０は、図４に示すように、ヘッド部１５１の金属板Ｓ側の面に、溶融金属を吐出する２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂを前後方向（Ｙ方向）に並んで配置している。フロント側吐出口１５５ｆは、金属板Ｓの前面に沿って溶融金属を吐出し、バック側吐出口１５５ｂは、金属板Ｓの背面に沿って溶融金属を吐出する。このように、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂを設けることで、金属板Ｓの前面側と背面側の浴面流速が略均一となりやすくなる。 The discharge nozzle 150 according to the present embodiment discharges the molten metal 5 in the width direction (X direction) of the metal plate S. The discharge flow from the discharge nozzle 150 flows on the front side and the back side of the metal plate S, and is directed to the suction nozzle 160 side facing in the width direction (X direction) with the metal plate S interposed therebetween. At this time, the flow velocity on the bath surface due to the discharge flow is substantially uniform on the front and back sides of the metal plate S so that foreign matter floating around the bath surface in the snout 120 does not adhere to the surface of the metal plate S. Is desirable. Therefore, as shown in FIG. 4, the discharge nozzle 150 according to the present embodiment has two discharge ports 155f and 155b for discharging the molten metal on the surface of the head portion 151 on the metal plate S side in the front-rear direction (Y direction Are arranged side by side). The front side discharge port 155 f discharges the molten metal along the front surface of the metal plate S, and the back side discharge port 155 b discharges the molten metal along the back surface of the metal plate S. Thus, by providing the two discharge ports 155f and 155b, the bath surface flow velocity on the front side and the back side of the metal plate S tends to be substantially uniform.
ここで、上述したように、スナウト１２０は溶融金属めっき浴の浴面に対して傾斜設置されるため、吐出ノズル１５０のヘッド部１５１に接合される配管１５３及び吸引ノズル１６０の配管は、スナウト１２０との干渉を回避するため、スナウト１２０の傾斜に合わせて、スナウト１２０と略平行となるように５０〜７０°程度傾斜させて配置される。しかし、吐出ノズル１５０の配管１５３の傾斜は、吐出流速に影響を及ぼし、浴面流速を不均一にする要因となる。 Here, as described above, since the snout 120 is installed obliquely with respect to the bath surface of the molten metal plating bath, the piping 153 joined to the head portion 151 of the discharge nozzle 150 and the piping of the suction nozzle 160 are the snout 120. To avoid interference with the snout 120, and is disposed so as to be approximately 50 to 70 ° so as to be substantially parallel to the snout 120. However, the inclination of the pipe 153 of the discharge nozzle 150 affects the discharge flow velocity and causes the bath surface flow velocity to be nonuniform.
例えば、図３に示すように、ヘッド部１５１と配管１５３とを、ヘッド部１５１の２つの吐出口の中間位置にて接合させたとする。このとき、配管１５３内をヘッド部１５１に向かって上昇して流れる溶融金属は２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂから吐出されるが、配管１５３は浴面に対して垂直な状態からスナウト１２０のバック部１２１に（図３においては反時計回りに）傾斜されているため、フロント側吐出口１５５ｆよりもバック側吐出口１５５ｂから吐出される溶融金属の吐出量が多くなる。その結果、フロント側吐出口１５５ｆからの吐出流速が、バック側吐出口１５５ｂからの吐出流速よりも小さくなり、スナウト１２０内の溶融金属５の浴面流れが不均一となる。このため、一般的に、スナウト１２０のフロント部１２３側に起因する欠陥が多く発生している。 For example, as shown in FIG. 3, it is assumed that the head unit 151 and the pipe 153 are joined at an intermediate position between two discharge ports of the head unit 151. At this time, the molten metal flowing upward in the pipe 153 toward the head portion 151 is discharged from the two discharge ports 155f and 155b, but the pipe 153 is perpendicular to the bath surface and the back portion of the snout 120 is Since it is inclined at 121 (counterclockwise in FIG. 3), the discharge amount of the molten metal discharged from the back side discharge port 155b is larger than that of the front side discharge port 155f. As a result, the discharge flow velocity from the front-side discharge port 155 f becomes smaller than the discharge flow velocity from the back-side discharge port 155 b, and the flow of the molten metal 5 in the snout 120 becomes uneven. For this reason, generally, many defects resulting from the front part 123 side of the snout 120 occur.
そこで、本実施形態では、図４に示すように、吐出ノズル１５０のヘッド部１５１と配管１５３との接合位置を、ヘッド部１５１の２つの吐出口の中間位置よりもフロント側とする。これにより、ヘッド部１５１と配管１５３との接合位置がヘッド部１５１の２つの吐出口の中間位置にある場合よりも、配管１５３を流れてきた溶融金属がフロント側吐出口１５５ｆから吐出され易くなる。その結果、フロント側吐出口からの溶融金属の吐出量が増加され、フロント側吐出口１５５ｆとバック側吐出口１５５ｂとで吐出流速を均一にすることができる。 So, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the joining position of the head part 151 of the discharge nozzle 150 and the piping 153 is made more front side than the middle position of the two discharge ports of the head part 151. Thereby, the molten metal flowing through the pipe 153 is more easily discharged from the front side discharge port 155 f than when the joining position of the head portion 151 and the pipe 153 is at the middle position between the two discharge ports of the head portion 151. . As a result, the discharge amount of the molten metal from the front side discharge port is increased, and the discharge flow velocity can be made uniform between the front side discharge port 155f and the back side discharge port 155b.
［２−２．具体的構成］
図５及び図６に基づき、本実施形態に係る吐出ノズル１５０の具体的な構成を説明する。図５は、本実施形態に係る吐出ノズル１５０の具体的構成を示す平面図及び側面図である。図６は、ヘッド部１５１の２つの吐出口の中間位置からの配管１５３の接合位置のシフト量と、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂからの吐出流速比との関係との関係を示すグラフである。
[2-2. Concrete configuration]
The specific configuration of the discharge nozzle 150 according to the present embodiment will be described based on FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a plan view and a side view showing a specific configuration of the discharge nozzle 150 according to the present embodiment. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the shift amount of the joining position of the pipe 153 from the middle position of the two discharge ports of the head portion 151 and the discharge flow velocity ratio from the two discharge ports 155f and 155b. .
本実施形態に係る吐出ノズル１５０は、図５に示すように、溶融金属を吐出する吐出口１５５ｆ、１５５ｂを有するヘッド部１５１と、吐出口１５５ｆ、１５５ｂから吐出される溶融金属が流通する配管１５３とからなる。 As shown in FIG. 5, the discharge nozzle 150 according to this embodiment has a head portion 151 having discharge ports 155f and 155b for discharging the molten metal, and a pipe 153 through which the molten metal discharged from the discharge ports 155f and 155b flows. It consists of
ヘッド部１５１は、図２に示したように、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂがスナウト１２０内の金属板Ｓと対向するように、めっき浴の浴面付近に配置される。このとき、フロント側吐出口１５５ｆとバック側吐出口１５５ｂとで金属板Ｓを前後方向（Ｙ方向）に挟むように吐出ノズル１５０を設置して、フロント側吐出口１５５ｆからの吐出流が金属板Ｓの前面に沿って流れ、バック側吐出口１５５ｂからの吐出流が金属板Ｓの背面に沿って流れるようにする。本実施形態では、フロント側吐出口１５５ｆ及びバック側吐出口１５５ｂの開口形状は円形であり、その口径は同一とするが、本発明はかかる例に限定されず、各吐出口からの吐出流速比が後述の範囲内であれば、開口形状は楕円形、多角形であってもよく、その開口面積も厳密に同一でなくてもよい。 The head portion 151 is disposed near the bath surface of the plating bath so that the two discharge ports 155 f and 155 b face the metal plate S in the snout 120 as shown in FIG. At this time, the discharge nozzle 150 is installed so as to sandwich the metal plate S in the front-rear direction (Y direction) by the front side discharge port 155f and the back side discharge port 155b, and the discharge flow from the front side discharge port 155f is a metal plate It flows along the front surface of S, and discharge flow from the back side discharge port 155 b flows along the back surface of the metal plate S. In the present embodiment, the opening shapes of the front side discharge port 155f and the back side discharge port 155b are circular, and the diameters thereof are the same. However, the present invention is not limited to such an example, and the discharge flow velocity ratio from each discharge port The aperture shape may be elliptical or polygonal as long as it is within the range described later, and the aperture area may not be strictly the same.
配管１５３は、例えばヘッド部１５１の底面（Ｚ軸負方向側の面）に接合される。配管１５３は、ヘッド部１５１との接合位置から下方（Ｚ軸負方向側）に向かうにつれて前方（Ｙ軸正方向側）へ向かうように傾斜している。配管１５３は、例えば断面形状が円形の円筒であってもよい。なお、配管１５３の断面形状はかかる例に限定されず、例えば楕円形状の断面を有する筒状部材や多角形状の断面を有する中空の角管等を用いてもよい。また、配管１５３の開口面積は、特に限定されないが、圧力損失を最小とするため、配管１５３の周囲に配置されている装置等と干渉しない範囲で大きくするのがよい。 The pipe 153 is joined to, for example, the bottom surface (surface on the Z-axis negative direction side) of the head portion 151. The pipe 153 is inclined toward the front (Y-axis positive direction side) as it goes downward (Z-axis negative direction side) from the joining position with the head portion 151. The pipe 153 may be, for example, a cylinder having a circular cross-sectional shape. The cross-sectional shape of the pipe 153 is not limited to this example, and for example, a tubular member having an elliptical cross section, a hollow square tube having a polygonal cross section, or the like may be used. The opening area of the pipe 153 is not particularly limited, but in order to minimize pressure loss, it is preferable to increase the area so as not to interfere with a device or the like disposed around the pipe 153.
本実施形態において、ヘッド部１５１と配管１５３との接合位置は、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂの中間位置Ｃ１より、フロント側吐出口１５５ｆ側に距離Ｄ（「シフト量Ｄ」ともいう。）だけシフトした位置に設けられる。接合位置をフロント側へずらすことで、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂの中間位置Ｃ１に接合位置を設けた場合に吐出流速が弱くなるフロント側吐出口１５５ｆからの吐出流を、バック側吐出口１５５ｂからの吐出流と同等の吐出流速にする。 In the present embodiment, the joining position between the head portion 151 and the pipe 153 has two discharge ports 155f, from the intermediate position C 1 of 155b, (also referred to as "shift amount D".) The distance to the front side discharge port 155f side D Provided at the shifted position. By shifting the joining position to the front side, two discharge openings 155f, the discharge flow from the front side discharge port 155f discharge flow rate is weakened when provided joining position to the intermediate position C 1 of 155b, the back-side discharge port The discharge flow rate is the same as the discharge flow from 155b.
より詳細には、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂの中心間距離を２Ｌ、吐出口１５５ｆ、１５５ｂの中間位置Ｃ１からの接合位置のシフト量をＤとしたとき、接合位置は、Ｄ／Ｌが０．４以上となる範囲内に設けるようにする。なお、接合位置は、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂの高さ方向（Ｚ方向）における中心位置Ｃ２と配管１５３の中心Ｃ３との交点として考える。 More specifically, the two discharge ports 155f, 155b to center distance of 2L, the discharge port 155f, when was the D shift amount of the bonding position from the intermediate position C 1 of 155b, the joining position is, D / L is It is provided in the range which becomes 0.4 or more. The bonding position is considered as the intersection of the two discharge ports 155f, the center position C 2 in 155b in the height direction (Z direction) and the center C 3 of the pipe 153.
Ｄ／Ｌが０．４以上となる範囲は、図６に示すＤ／Ｌと２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂからの吐出流速比との関係より、各吐出口１５５ｆ、１５５ｂからの吐出流速が同程度とみなせる吐出流速比が１．１以下となるＤ／Ｌの範囲である。図６に示すように、Ｄ／Ｌの値が大きくなるにつれて２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂの吐出流速比は小さくなり、Ｄ／Ｌが０．６７のときに吐出流速比が１に近づく。さらにＤ／Ｌの値が大きくなると吐出流速比は僅かに大きくなるが、１に近い値から大きく変化することはない。したがって、Ｄ／Ｌが０．４以上となるようにヘッド部１５１と配管１５３との接合位置を設定することで、各吐出口１５５ｆ、１５５ｂからの吐出流による浴面流速を略同一にすることができる。 The range in which D / L is 0.4 or more is the same as the relationship between D / L shown in FIG. 6 and the discharge flow velocity ratio from the two discharge openings 155f, 155b, the discharge flow velocity from each discharge opening 155f, 155b is the same. It is a range of D / L in which the discharge flow velocity ratio that can be regarded as the degree is 1.1 or less. As shown in FIG. 6, as the D / L value increases, the discharge flow velocity ratio of the two discharge ports 155f and 155b decreases, and the discharge flow velocity ratio approaches 1 when D / L is 0.67. Further, when the value of D / L increases, the discharge flow velocity ratio slightly increases, but does not change significantly from a value close to 1. Therefore, by setting the joining position of the head portion 151 and the pipe 153 so that D / L is 0.4 or more, the bath surface flow velocity by the discharge flow from each discharge port 155f, 155b is made approximately the same. Can.
なお、接合位置のシフト量Ｄの上限は、配管１５３がスナウト１２０のフロント部１２３に接触しない範囲であればよい。例えば、配管１５３がヘッド部１５１の底面に接合されている場合には、シフト量Ｄの上限は、スナウト１２０のフロント部１２３に接触せず、かつ、吐出口１５５ｆ、１５５ｂの中間位置Ｃ１からヘッド部１５１のフロント側端部に最も寄せた位置までの距離となる。このとき、接合位置は、フロント側吐出口１５５ｆよりもフロント側へずれていてもよい。また、配管１５３は、ヘッド部１５１の側面に接合されてもよく、この場合にも、配管１５３は、スナウト１２０のフロント部１２３に接触しないように設けられていればよい。 The upper limit of the shift amount D at the joining position may be in a range in which the pipe 153 does not contact the front portion 123 of the snout 120. For example, when the pipe 153 is joined to the bottom surface of the head portion 151, the upper limit of the shift amount D does not contact with the front portion 123 of the snout 120, and the discharge port 155f, from the intermediate position C 1 of 155b The distance to the position closest to the front end of the head portion 151 is obtained. At this time, the bonding position may be shifted to the front side more than the front side discharge port 155f. Also, the pipe 153 may be joined to the side surface of the head portion 151, and in this case, the pipe 153 may be provided so as not to contact the front portion 123 of the snout 120.
Ｄ／Ｌと吐出流速比との関係は、配管１５３の傾斜角度によって変動するが、５０〜７０°の範囲においては略一定であり、その変動は無視できる程度のものである。すなわち、配管１５３の傾斜角度が５０〜７０°においては、Ｄ／Ｌが０．４以上となるように配管１５３を接合位置からフロント側へシフトさせることで、各吐出口１５５ｆ、１５５ｂからの吐出流による浴面流速を略同一にすることができる。 The relationship between D / L and the discharge flow velocity ratio varies depending on the inclination angle of the pipe 153, but is substantially constant in the range of 50 to 70 °, and the variation is negligible. That is, when the inclination angle of the pipe 153 is 50 to 70 °, the pipe 153 is shifted from the joining position to the front side so that D / L is 0.4 or more, so that the discharge from the discharge ports 155f and 155b The bath surface flow velocity can be made substantially the same.
以下、本実施形態に係る溶融金属めっき装置１００の吐出ノズル１５０の構成により浴面流速分布が均一となることを検証するため、２つの吐出口を有する吐出ノズルの吐出口の口径またはヘッド部と配管との接合位置を変化させたときの浴面流速分布について数値流体解析を実施した。 Hereinafter, in order to verify that the bath surface flow velocity distribution is uniformed by the configuration of the discharge nozzle 150 of the molten metal plating apparatus 100 according to the present embodiment, the diameter of the discharge port of the discharge nozzle having two discharge ports or the head portion Numerical fluid analysis was performed on the bath surface flow velocity distribution when the bonding position with the pipe was changed.
まず、上記図３に示したように、フロント側吐出口５５ｆとバック側吐出口５５ｂとの口径を同一とし、２つの吐出口５５ｆ、５５ｂの中間位置に配管５３を接合させたとき、溶融金属は、バック側吐出口５５ｂから優先的に吐出され、フロント側吐出口５５ｆからの吐出が弱い傾向にあった。 First, as shown in FIG. 3, when the diameter of the front side discharge port 55f and the back side discharge port 55b are the same, and the pipe 53 is joined to the middle position of the two discharge ports 55f and 55b, the molten metal The ink was discharged preferentially from the back side discharge port 55b, and the discharge from the front side discharge port 55f tended to be weak.
［比較例］
まず、２つの吐出口５５ｆ、５５ｂの口径比を変更したときの各吐出口５５ｆ、５５ｂからの浴面流速分布を調べた。
[Comparative example]
First, the bath surface flow velocity distribution from each of the discharge ports 55f, 55b when the aperture ratio of the two discharge ports 55f, 55b was changed was examined.
比較例Ａとして、吐出の弱いフロント側吐出口５５ｆの口径を拡大した場合を検証した。その結果を図７及び図８に示す。図７は、比較例Ａにおけるノズル径比、ノズル形状の模式図、及び、各吐出口５５ｆ、５５ｂから吸引ノズル６０へ向かう浴面流速分布を表す浴面コンター図を示す説明図である。ノズル形状の模式図は、吐出ノズル５０を吐出ノズル５０側から吸引ノズル６０を見たときの状態を示しており、浴面コンター図は、スナウト内部における浴面を上方からみた状態を示している。図８は、比較例Ａにおけるフロント側吐出口５５ｆの口径を拡大した場合のノズル径比と流量比及び吐出流速比とを示すグラフである。図７及び図８において、ノズル径比が１の場合は、２つの吐出口５５ｆ、５５ｂが同一口径である場合であり、ノズル径比が０．８の場合は、バック側吐出口５５ｂの形状は変化させず、フロント側吐出口５５ｆの口径を拡大した場合である。また、図７の浴面コンター図においては、色が薄い部分ほど浴面流速が大きいことを示している。 As Comparative Example A, the case where the diameter of the weak front side discharge port 55f of discharge was enlarged was verified. The results are shown in FIG. 7 and FIG. FIG. 7 is a schematic view showing the nozzle diameter ratio and the nozzle shape in Comparative Example A, and a bath surface contour diagram showing the bath surface flow velocity distribution from the discharge ports 55 f and 55 b toward the suction nozzle 60. The schematic view of the nozzle shape shows a state when the suction nozzle 60 is seen from the discharge nozzle 50 side of the discharge nozzle 50, and the bath surface contour view shows the state when the bath surface inside the snout is viewed from above . FIG. 8 is a graph showing the nozzle diameter ratio, the flow ratio, and the discharge flow velocity ratio when the diameter of the front side discharge port 55f in Comparative Example A is enlarged. In FIGS. 7 and 8, when the nozzle diameter ratio is 1, the two discharge ports 55f and 55b have the same diameter, and when the nozzle diameter ratio is 0.8, the shape of the back side discharge port 55b. Is a case where the diameter of the front side discharge port 55f is enlarged without changing. Further, in the bath surface contour diagram of FIG. 7, it is shown that the thinner the color is, the higher the bath surface flow rate is.
図８に示すように、フロント側吐出口５５ｆの口径を拡大した場合、溶融金属の吐出流量を大きくすることはできる。しかし、開口部分の断面積増加に伴い、吐出流速比は２つの吐出口５５ｆ、５５ｂの口径が同一である場合よりも低下する結果となった。また、図７の浴面コンター図より、浴面流速分布のバック側とフロント側との差も拡大した。 As shown in FIG. 8, when the diameter of the front side discharge port 55f is enlarged, the discharge flow rate of the molten metal can be increased. However, as the cross-sectional area of the opening portion increases, the discharge flow velocity ratio decreases as compared with the case where the diameters of the two discharge ports 55f and 55b are the same. Further, from the bath surface contour diagram of FIG. 7, the difference between the back side and the front side of the bath surface flow velocity distribution is also enlarged.
次に、比較例Ｂとして、吐出が強いバック側吐出口５５ｂの径を縮小した場合を検証した。その結果を図９及び図１０に示す。図９は、比較例Ｂにおけるノズル径比、ノズル形状の模式図、及び、各吐出口５５ｆ、５５ｂからの浴面流速分布を表す浴面コンター図を示す説明図である。図１０は、比較例Ｂにおけるバック側吐出口５５ｂの口径を縮小した場合のノズル径比と流量比及び吐出流速比とを示すグラフである。図９及び図１０において、ノズル径比が１の場合は、２つの吐出口５５ｆ、５５ｂが同一口径である場合であり、ノズル径比が０．８、０．６２５の場合は、フロント側吐出口５５ｆの形状は変化させず、バック側吐出口５５ｂの口径を縮小した場合である。また、図９においても、浴面コンター図では色が薄い部分ほど浴面流速が大きいことを示している。 Next, as Comparative Example B, the case where the diameter of the back side discharge port 55 b with strong discharge was reduced was verified. The results are shown in FIG. 9 and FIG. FIG. 9 is a schematic view showing the nozzle diameter ratio and the nozzle shape in Comparative Example B, and a bath surface contour diagram showing the bath surface flow velocity distribution from the discharge ports 55f and 55b. FIG. 10 is a graph showing the nozzle diameter ratio, the flow rate ratio, and the discharge flow velocity ratio when the bore diameter of the back side discharge port 55b in Comparative Example B is reduced. 9 and 10, when the nozzle diameter ratio is 1, the two discharge ports 55f and 55b have the same diameter, and when the nozzle diameter ratio is 0.8 and 0.625, the front side discharge is performed. The shape of the outlet 55f is not changed, and the diameter of the back side discharge port 55b is reduced. Further, in FIG. 9 as well, in the bath surface contour diagram, it is shown that the thinner the color, the higher the bath surface flow velocity.
バック側吐出口５５ｂの口径を縮小した場合、図１０に示すように、各吐出口５５ｆ、５５ｂから吐出される溶融金属の流量比は、ノズル径比が小さくなるにつれて小さくなり、吐出流速比も、２つの吐出口５５ｆ、５５ｂの口径が同一である場合よりも１に近づき若干改善した。図９に示す浴面コンター図からも、浴面流速分布のバック側とフロント側との差が若干改善している。 When the diameter of the back side discharge port 55b is reduced, as shown in FIG. 10, the flow ratio of the molten metal discharged from each discharge port 55f, 55b becomes smaller as the nozzle diameter ratio becomes smaller, and the discharge flow velocity ratio is also In the case where the diameters of the two discharge ports 55f and 55b are the same, they approach 1 and improve slightly. Also from the bath surface contour diagram shown in FIG. 9, the difference between the back side and the front side of the bath surface flow velocity distribution is slightly improved.
この結果は、配管５３からヘッド部５１へ供給される溶融金属のうち、フロント側吐出口５５ｆへの溶融金属の配分量が増加し、さらに、フロント側吐出口５５ｆの断面積が不変であることから、フロント側吐出口５５ｆの吐出流速も増加させることができたと考えられる。しかし、吐出口の口径を縮小することは、溶融金属の合金層付着によるノズルの詰まりを誘発するため望ましくない。このようなノズル閉塞のリスクを考えると、各吐出口５５ｆ、５５ｂから吐出される溶融金属の吐出流速比の改善効果は小さく、有効な対策とは言えない。 The result is that, of the molten metal supplied from the piping 53 to the head portion 51, the distribution amount of the molten metal to the front side discharge port 55f increases, and the cross-sectional area of the front side discharge port 55f remains unchanged. From this, it is considered that the discharge flow velocity of the front side discharge port 55f could also be increased. However, reducing the diameter of the discharge port is undesirable because it causes clogging of the nozzle due to the deposition of an alloy layer of molten metal. When considering the risk of such nozzle clogging, the improvement effect of the discharge flow velocity ratio of the molten metal discharged from the discharge ports 55f and 55b is small, and can not be said to be an effective measure.
［実施例］
一方で、上記比較例Ａ、Ｂの解析結果より、浴面流速分布、より具体的には各吐出口からの吐出流の到達距離は、溶融金属の流量ではなく、吐出流速に依存することが明確となった。例えば、図９のノズル径比０．６２５の場合には、フロント側吐出口５５ｆからの吐出流量はバック側吐出口５５ｂからの吐出流量より大きくなったにも関わらず、吐出流の到達距離は、浴面コンター図よりバック側吐出口５５ｂからの吐出流の方が長くなっている。
[Example]
On the other hand, according to the analysis results of Comparative Examples A and B, the bath surface flow velocity distribution, more specifically, the reach distance of the discharge flow from each discharge port may depend not on the flow rate of the molten metal but on the discharge flow speed. It became clear. For example, in the case of the nozzle diameter ratio of 0.625 in FIG. 9, although the discharge flow rate from the front side discharge port 55f becomes larger than the discharge flow rate from the back side discharge port 55b, the reach distance of the discharge flow is The discharge flow from the back side discharge port 55b is longer than the bath surface contour diagram.
以上の比較例Ａ、Ｂの解析結果より、ｉ）スナウト１２０内の浴面流れの均一化には吐出口からの流量でなく流速が重要である、ｉｉ）吐出口の口径比を変化させるだけではスナウト１２０内の浴面流れの均一化は達成できない、という知見を得た。これらを踏まえて、本願発明者らは、２つの吐出口からの溶融金属の吐出によって形成される浴面流速を均一化するため、吐出口の口径比を変化させることに頼らず、傾斜してめっき浴に挿入される配管１５３と浴面に対して水平に設置されるヘッド部１５１との接合位置を、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂの中間位置からシフトさせる構成を想到した。 From the above analysis results of Comparative Examples A and B, i) not only the flow rate from the discharge port but also the flow rate is important for equalizing the flow of the bath surface in the snout 120, ii) changing the aperture ratio of the discharge port Then, it has been found that equalization of the bath surface flow in the snout 120 can not be achieved. Based on these, in order to equalize the bath surface flow velocity formed by the discharge of the molten metal from the two discharge ports, the inventors of the present invention are inclined without depending on changing the aperture ratio of the discharge ports. A configuration was conceived in which the bonding position of the pipe 153 inserted into the plating bath and the head portion 151 installed horizontally with respect to the bath surface was shifted from an intermediate position between the two discharge ports 155f and 155b.
図１１及び図１２に、２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂ（５５ｆ、５５ｂ）の口径は同一として、ヘッド部１５１（５１）と配管１５３（５３）との接合位置を、２つの吐出口の中間位置とした場合（Ｄ／Ｌ＝０．００（配管シフトなし））と、２つの吐出口の中間位置からフロント側にシフトした場合（Ｄ／Ｌ＝０．６７（配管シフトあり））とについて検証した結果を示す。図１１は、配管シフト有無による浴面流速分布を検証した時の、ノズル径比、配管シフト量、ノズル形状の模式図、及び、各吐出口からの浴面流速分布を表す浴面コンター図を示す説明図である。図１２は、配管シフト有無による流量比及び吐出流速比を示すグラフである。配管の傾斜角度（すなわち、スナウト１２０の浸漬角度）は６０°であった。また、図１２においても、浴面コンター図では色が薄い部分ほど浴面流速が大きいことを示している。 11 and 12, the diameter of the two discharge ports 155f, 155b (55f, 55b) is the same, and the joining position of the head portion 151 (51) and the pipe 153 (53) is an intermediate position of the two discharge ports. (D / L = 0.00 (no piping shift)) and when shifted from the middle position of the two discharge ports to the front side (D / L = 0.67 (with piping shift)) Show the results. FIG. 11 is a schematic drawing of the nozzle diameter ratio, the amount of pipe shift, and the nozzle shape, and the bath surface contour diagram showing the bath surface flow velocity distribution from each discharge port when the bath surface flow velocity distribution according to the presence or absence of piping shift is verified. FIG. FIG. 12 is a graph showing the flow rate ratio and the discharge flow rate ratio depending on the presence or absence of piping shift. The inclination angle of the pipe (ie, the immersion angle of the snout 120) was 60 °. Further, in FIG. 12 as well, in the bath surface contour diagram, it is shown that the thinner the color, the higher the bath surface flow rate.
図１１に示すように、２つの吐出口の中間位置からヘッド部と配管との接合位置をシフトさせた場合、浴面コンター図より、ヘッド部と配管との接合位置を２つの吐出口の中間位置に設けた場合（すなわち、配管シフトなしの場合）と比較して、フロント側吐出口１５５ｆからの吐出流及びバック側吐出口１５５ｂからの吐出流の到達距離が長くなっていることがわかる。また、図１２より、ヘッド部と配管との接合位置をシフトさせることで、流量比及び吐出流速比共にバック側とフロント側とでの差がほぼなくなり、均一な吐出流が形成されることがわかる。 As shown in FIG. 11, when the bonding position between the head and the pipe is shifted from the middle position between the two discharge ports, according to the bath surface contour diagram, the bonding position between the head and the pipe is between the two discharge ports. It can be seen that the reach distance of the discharge flow from the front-side discharge port 155f and the discharge flow from the back-side discharge port 155b is longer as compared with the case where it is provided at the position (that is, without piping shift). Further, from FIG. 12, by shifting the joining position of the head portion and the pipe, the difference between the back side and the front side of the flow rate ratio and the discharge flow rate ratio almost disappears, and a uniform discharge flow is formed. Recognize.
以上より、本実施形態のように２つの吐出口の中間位置からヘッド部と配管との接合位置をＤ／Ｌが０．４以上となるように設定することで、均一な吐出流を形成できることがわかる。なお、配管のシフト量の適切な値は、実際には、スナウトの浸漬角度、吐出口の中心間距離、吐出口の開口形状等によって変化するため、数値流体解析または水モデル等の模型実験または実機試験により決定するのが望ましい。 From the above, it is possible to form a uniform discharge flow by setting the bonding position between the head portion and the pipe from the middle position of the two discharge ports so that D / L is 0.4 or more as in this embodiment. I understand. In addition, since the appropriate value of the shift amount of the piping changes depending on the immersion angle of the snout, the distance between the centers of the discharge ports, the opening shape of the discharge ports, etc., model experiments such as numerical fluid analysis or water model or It is desirable to decide by a real machine test.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention belongs can conceive of various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also fall within the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、吐出ノズル１５０には２つの吐出口１５５ｆ、１５５ｂを設ける構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。吐出ノズルの吐出口は複数であればよく、例えば３つ以上であってもよい。このとき、各吐出口は、スナウトのバック部とフロント部とが対向する前後方向に配列される。また、吐出ノズルの配管は、例えば前後方向の両端にある吐出口の中間位置よりもフロント側へシフトするようにしてもよい。実際には、各吐出口からの吐出流が略均一となるように、数値流体解析あるいは実験により配管のシフト量を決定するのがよい。 For example, in the above embodiment, the discharge nozzle 150 is provided with two discharge ports 155f and 155b, but the present invention is not limited to this example. The number of discharge ports of the discharge nozzle may be plural, and may be, for example, three or more. At this time, the discharge ports are arranged in the front-rear direction in which the back portion and the front portion of the snout face each other. Also, the piping of the discharge nozzle may be shifted to the front side, for example, relative to the middle position of the discharge ports at both ends in the front-rear direction. In practice, it is preferable to determine the shift amount of piping by numerical fluid analysis or experiment so that the discharge flow from each discharge port becomes substantially uniform.
５ 溶融金属
１００ 溶融金属めっき装置
１０１ めっき槽
１２０ スナウト
１２１ バック部
１２３ フロント部
１３０ シンクロール
１４０ ガスワイピング装置
１５０ 吐出ノズル
１５１ ヘッド部
１５３ 配管
１５５ｆ フロント側吐出口
１５５ｂ バック側吐出口
１６０ 吸引ノズル
Ｓ 金属板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Molten metal 100 Molten metal plating apparatus 101 Plating tank 120 Snout 121 Back part 123 Front part 130 Sink roll 140 Gas wiping apparatus 150 Discharge nozzle 151 Head part 153 Piping 155f Front side discharge port 155b Back side discharge port 160 Suction nozzle S Metal plate
Claims (4)
前記スナウトは、前記溶融金属めっき浴の浴面に対して傾斜して設置され、
前記スナウト内の前記溶融金属めっき浴の浴面の位置には、
前記溶融金属めっき浴に進入する前記金属板に対して溶融金属を吐出する吐出ノズルと、
前記金属板の幅方向に前記金属板を挟んで前記吐出ノズルと対向し、前記溶融金属を吸引する吸引ノズルと、
が設置されており、
前記吐出ノズルは、
前記金属板に対して前記溶融金属めっき装置のフロント側とバック側とにそれぞれ位置するように配置された２つの吐出口を有するヘッド部と、前記ヘッド部から前記スナウトの傾斜に沿って前記溶融金属めっき浴に浸漬される配管と、を有し、
前記配管と前記ヘッド部との接合位置は、前記吐出口の中間位置より前記フロント側にある、溶融金属めっき装置。 A molten metal plating apparatus for plating the metal plate by immersing the metal plate conveyed continuously through the snout through which one end thereof is immersed in the molten metal plating bath and plating the metal plate,
The snout is installed obliquely to the bath surface of the molten metal plating bath,
The position of the bath surface of the molten metal plating bath in the snout is
A discharge nozzle for discharging molten metal to the metal plate entering the molten metal plating bath;
A suction nozzle that faces the discharge nozzle across the metal plate in the width direction of the metal plate and suctions the molten metal;
Is installed,
The discharge nozzle is
A head unit having two discharge ports arranged to be respectively positioned on the front side and the back side of the molten metal plating apparatus with respect to the metal plate, and the melting along the slope of the snout from the head unit And a pipe immersed in the metal plating bath;
The welding position of the said piping and the said head part is a molten metal plating apparatus which exists in the said front side from the middle position of the said discharge port.
前記スナウトは、前記溶融金属めっき浴の浴面に対して傾斜して設置され、
前記スナウト内の前記溶融金属めっき浴の浴面の位置には、
前記金属板に対して前記溶融金属めっき装置のフロント側とバック側とにそれぞれ位置するように配置された２つの吐出口を有するヘッド部と、前記ヘッド部から前記スナウトの傾斜に沿って前記溶融金属めっき浴に浸漬される配管と、を有し、前記配管と前記ヘッド部との接合位置が、前記吐出口の中間位置より前記フロント側に位置するように構成された、溶融金属を吐出する吐出ノズルと、
前記金属板の幅方向に前記金属板を挟んで前記吐出ノズルと対向し、前記溶融金属を吸引する吸引ノズルと、
が設置されており、
前記吐出ノズルから溶融金属を吐出し、前記吐出ノズルと対向する前記吸引ノズルにより前記溶融金属を吸引して、前記溶融金属めっき浴に前記金属板が進入する位置における前記スナウト内の浴面を流動させる、溶融金属めっき方法。
A molten metal plating method of plating a metal sheet, which is continuously conveyed, through the snout through which one end is immersed in the molten metal plating bath, into the molten metal plating bath, thereby plating the metal sheet,
The snout is installed obliquely to the bath surface of the molten metal plating bath,
The position of the bath surface of the molten metal plating bath in the snout is
A head unit having two discharge ports arranged to be respectively positioned on the front side and the back side of the molten metal plating apparatus with respect to the metal plate, and the melting along the slope of the snout from the head unit And a pipe immersed in a metal plating bath, wherein the bonding position between the pipe and the head portion is positioned on the front side with respect to the middle position of the discharge port. A discharge nozzle,
A suction nozzle that faces the discharge nozzle across the metal plate in the width direction of the metal plate and suctions the molten metal;
Is installed,
The molten metal is discharged from the discharge nozzle, and the molten metal is sucked by the suction nozzle opposed to the discharge nozzle to flow on the bath surface in the snout at a position where the metal plate enters the molten metal plating bath. Let the molten metal plating method.
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