JP2862155B2 - 溶融金属メッキの付着量調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属メッキの付着
量調整方法、特に溶融亜鉛等の溶融金属メッキ浴内を通
過させて引上げられるストリップの表面の金属付着量を
ワイピングノズルによるガスの噴射によって調整する溶
融金属メッキの付着量調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、連続溶融亜鉛メッキ等の溶融金
属メッキは、メッキ浴にストリップを浸漬・通過させた
後に引上げると共に、引上げられたストリップの表面に
ワイピングノズルからガスを吹き付け、余分な溶融金属
を取除くことにより行われている。

【０００３】上記連続溶融金属メッキにおいては、スト
リップに対する溶融金属の付着量を目標の値となるよう
に正確に調整することが極めて重要である。

【０００４】このような、連続溶融金属メッキラインで
のメッキ付着量の調整は、メッキ後の製品の用途の多様
性、耐蝕性、コスト等の点から多くの種類に細分化され
ている。従って、品種を切替えるときは勿論のこと、目
標付着量を変更するときにも、ノズル噴射圧Ｐ、ノズル
−ストリップ間隔Ｄ、ワイピングノズル高さＨ、ワイピ
ングノズルのスリット厚さＢ、ストリップ移動速度Ｖを
適切、且つ迅速に変更・設定する必要がある。

【０００５】溶融金属メッキを行う際の付着量調整方法
としては、例えば、特開昭５４−１４９３３１、特公昭
５６−１２３１６、特開平１−９２３２４に開示されて
いるものが知られている。

【０００６】特開昭５４−１４９３３１では、ストリッ
プ表面での気体圧力を、メッキ浴面からの距離の関数と
してとらえ、該関数を充足するようにノズル高さ、ノズ
ル−ストリップ間隔、気体の噴射圧力を調整するように
しており、又、特公昭５６−１２３１６では、気体噴射
圧力がノズルの間隔、高さ、角度、ラインスピード、メ
ッキ付着量の関数で表わされることを利用してメッキ付
着量を調整しており、更に、特開平１−９２３２４で
は、ノズル直上部のメッキ付着量をフィードバック制御
する際に、ワイピング圧力と付着量の関係式、及び、ノ
ズル間隔と付着量との関係式を用いてメッキ付着量を調
整している。

【０００７】従来は、上記公報に開示されているよう
に、ワイピングノズルの噴射圧Ｐ、ノズル−ストリップ
間隔Ｄ、ストリップ速度Ｖ、溶融金属付着量Ｗ等に基づ
いてフィードバック制御する方法や、溶融金属付着量Ｗ
と操業因子との関係式によりフィードフォワード制御す
る方法が一般に実施されている。

【０００８】一般に、フィードフォワード制御又はフィ
ードバック制御を行う際には、連続的に移動するストリ
ップに対する溶融金属の付着量を調整するために、目標
付着量に応じてワイピングノズルの噴射圧Ｐやノズル−
ストリップ間隔Ｄを溶融金属付着量Ｗと操業因子との関
係式に基づいて決定している。従って、溶融金属付着量
を正確に調整するためには、制御に使用する上記関係式
が、操業範囲全体に亘って溶融金属のワイピング現象を
正しく且つ精度良く表現できていることが重要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報等に開示されている従来の溶融金属メッキの付着量調
整方法で使用されている関係式は各因子の相関関係を実
験的に求めた実験式であり、同一の関係式が操業範囲を
考慮することなく一律に適用されている。

【００１０】従って、関係式から求められる付着量の計
算値と実績値との間に誤差が存在し、操業範囲（操業因
子を変化させる範囲）が広くなるほどその誤差が大きく
なり、実際の溶融金属付着量が目標値（自動車用鋼板の
例では指定値±２g ／ m² 以内である）を外れる製品の
量が多くなる。

【００１１】このように関係式の精度に起因して溶融金
属付着量が目標値から外れることは、フィードフォワー
ド制御では勿論のこと、フィードバック制御において
も、定常的な偏差となって現われるため、精度の高い溶
融金属付着量の調整はできないという問題がある。

【００１２】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、品種切換えあるいはストリップの形
状等の要因により操業因子を変更させる場合、その変更
条件に応じてメッキ付着量を目標値に制御できる、付着
量と操業因子との適切な関係式を設定し、該関係式に基
づきメッキ付着量を正確に調整することができる溶融金
属メッキの付着量調整方法を提供することを課題とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融金属浴の
上方にワイピングノズルを配置し、該溶融金属浴を通過
させたストリップに上記ワイピングノズルからガスを吹
き付けて該ストリップに対する溶融金属の付着量を調整
する溶融金属メッキの付着量調整方法において、前記ワ
イピングノズルのスリット厚さＢと、該ノズルからスト
リップ迄の間隔Ｄとの関係が、ワイピングノズルからの
ガス噴流における展開領域と完全発達領域の境界を規定
する定数Ｃに関して、（i ）Ｄ／Ｂ≦Ｃ（展開領域）の
場合と、（ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃ（完全発達領域）の場合と
で、それぞれ異なる付着量関係式に基づいてストリップ
に対する溶融金属の付着量を調整すると共に、 （i ）Ｄ／Ｂ≦Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれな
い次の付着量関係式（Ｉ）により、 Ｗ＝ h₁ ×ρ_M ×｛（Ｋ−１）／（２×η×Ｋ×Ｐ_A ）｝^a ×Ｄ^b ×［μ×Ｖ／｛（Ｐ／Ｐ_A ）^(K-1)/K −１｝］^c …（Ｉ） （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれる
次の付着量関係式（II）により、 Ｗ＝ h₂ ×ρ_M ×｛（Ｋ−１）／（２×η×Ｋ×Ｐ_A ）｝^a ×（Ｄ／Ｂ^d ）×［μ×Ｖ／｛（Ｐ／Ｐ_A ）^(K-1)/K −１｝］^c …（II） （ここで、Ｗ；溶融金属付着量、 h₁ ， h₂ ；定数、ρ
_M ；溶融金属密度、Ｋ；気体の比熱比、η；ノズル効
率、Ｐ_A ；ノズル出口のガス圧力、Ｐ；溶融金属表面に
作用するガス圧力、μ；溶融金属粘度、Ｖ；ストリップ
速度、a ，b ，c ，d ；定数（ｂ、ｄ≒１／２））それ
ぞれストリップに対する溶融金属の付着量を調整するこ
とにより、前記課題を達成したものである。

【００１４】

【００１５】本発明は、又、前記ワイピングノズルのス
リット厚さＢ及びノズル−ストリップ間隔Ｄの少なくと
も一方を制御して、前記（ｉ）Ｄ／Ｂ≦Ｃの関係を維持
しながら、前記付着量関係式（Ｉ）に基づいてストリッ
プに対する溶融金属の付着量を調整することにより、一
層確実に前記課題を達成したものである。

【００１６】

【作用】本発明は、本発明者等が種々検討することによ
って得られた以下に詳述する知見に基づいてなされたも
のである。

【００１７】第１の知見は、ガスによる溶融金属のワイ
ピング現象を理論的に解析した結果、ワイピングノズル
からのガス噴流の特性に起因して、ワイピングノズルの
スリット厚さＢと、ノズル−ストリップ間隔Ｄとの相対
的関係を次の２つの場合に分け、それぞれの場合におい
てメッキ付着量と操業因子との関係式を区別して考える
ことが重要であるということである。

【００１８】（i ）Ｄ／Ｂ≦Ｃ （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃ

【００１９】ここで、Ｃは、後述するワイピングノズル
からのガス噴流における展開領域と完全発達領域の境界
を規定する定数に相当し、実際には、ワイピングガスの
種類、ワイピングガスの温度、ノズル形状等により決ま
る定数で、実験的に求められるものであるが、通常５〜
９程度の値が用いられる。

【００２０】以下、図２〜図４を用いて上記理論的解析
について詳述する。

【００２１】図２に示すように、メッキ浴槽１０に収容
されている溶融金属からなるメッキ浴１２に浸漬・通過
させた後、上方に引上げられるストリップＳに対し、メ
ッキ浴１２からの高さＨの位置でワイピングノズル１４
により該ストリップＳの表面に付着した溶融金属に噴射
圧Ｐで噴射して余分な溶融金属をワイピングする場合を
考える。図３は、上記ワイピングノズル１４の位置にお
ける溶融金属のワイピング状態を模式的に表わしたもの
であり、溶融金属のメッキ浴１２から引上げられたスト
リップＳに対してワイピングノズル１４から圧力Ｐでガ
ス噴流Ｆが吹き付けられている場合の該ストリップＳに
付着している溶融金属の流動状態は、流体力学における
運動方程式及び連続の式を用いると、同図の座標系にお
いては、次の（１）、（２）式で表わすことができる。

【００２２】

【数１】

【００２３】ここで μ；溶融金属粘度
ρ_M ；溶融金属密度 u ；溶融金属の速度分布 g ；重力加
速度 Ｐ；溶融金属表面に作用するガス圧力 t ；最終のメッキ付着量 Ｖ；ストリップ速度 x 、y ；座
標 δ；x 位置における溶融金属の厚さ

【００２４】上記（１）式を、y ＝０で u＝Ｖ、y ＝δ
で（ d′u ／ d′y ）＝０（ d′は偏微分を表わす）で
あるという境界条件の下で解き、且つ（２）式と連立さ
せることにより、ガス圧力の最大圧力勾配［ dＰ／dx］
_max における関係を求めると、次の（３）式を得る。な
お、便宜上（３）式における［ dＰ／dx］の［ ］は絶
対値を表わす（下記（４）、（８）、（９）の各式にお
いても同じ）。

【００２５】 t ＝｛（４／９）×μ×Ｖ／［ dＰ／dx］_max ｝^1/2 …（３）

【００２６】上記（３）式からメッキ付着量Ｗは次の
（４）式で記述できる。

【００２７】 Ｗ＝ρ_M ×t ＝ρ_M ×｛（４／９）×μ×Ｖ／［ dＰ／dx］_max ｝^1/2 …（４）

【００２８】一方、２次元自由噴流理論によれば、図４
に示すように、ガス噴流Ｆの中心速度の減衰がないポテ
ンシャルコアとその両側の混合領域からなる展開領域、
及び完全に発達した乱流となる完全発達領域の２つの領
域に別けて考えることができる。上記各領域における速
度分布は、次の（５）式及び（６）式でそれぞれ表わさ
れる。

【００２９】（i ）展開領域（Ｄ／Ｂ≦Ｃ）

【００３０】

【数２】

【００３１】（ii）完全発達領域（Ｄ／Ｂ＞Ｃ）

【００３２】 v ＝Ｃ₀ × v₀ ×（Ｂ／Ｄ）^1/2 ×sech² （σ₂ × x／Ｄ） …（６） ここで v ；噴流速度 v₀ ；ノズ
ル出口の一様流速 Ｄ；ノズルからの噴流中心線方向距離 Ｂ；ノズルスリット厚み σ₁ 、σ₂ 、Ｃ₀ ；定数

【００３３】又、ガスの動圧は、次の（７）式で表わさ
れる。ここで、ρ_Aは、ノズル出口のガス密度である。

【００３４】 Ｐ＝（１／２）ρ_A ・ v² …（７）

【００３５】上記（７）式に、（５）式又は（６）式を
適用すると、最大圧力勾配は、次の（８）式又は（９）
式で表わせる。

【００３６】（i ）展開領域

【００３７】

【数３】

【００３８】（ii）完全発達領域

【００３９】

【数４】

【００４０】上記（８）、（９）式に含まれるガス噴流
速度 v₀ は、等エントロピー流れを仮定して求めること
ができる。

【００４１】エネルギー保存則から次の（１０）式が成
立ち、又、流れの速度が速く状態変化が短時間の内に起
り、その変化が断熱変化である、即ち等エントロピー変
化の場合には、次の（１１）式が成立つ。

【００４２】

【数５】

【００４３】 Ｐ／ρ^k ＝const …（１１）k ：気体の比熱比（２原子分子でk ＝１．４）

【００４４】上記（１０）、（１１）式から等エントロ
ピー流れのエネルギー保存則は、次の（１２）式で記述
できる。

【００４５】

【数６】

【００４６】この（１２）式で、ノズル内流速 vが０に
等しいとおき、（１１）式の関係を用いると次の（１
３）式が得られる。

【００４７】 v₀ ＝［｛２Ｋ／（Ｋ−１）｝×（Ｐ_A ／ρ_A ） ×｛（Ｐ／Ｐ_A ）^(K-1)/K −１｝］^1/2 …（１３）

【００４８】実際には、ノズル等のエネルギー損失があ
るため、ノズル効率ηを考慮して、次の（１４）式で表
わす。

【００４９】

【数７】

【００５０】次いで、上記（１４）式を、（８）式又は
（９）式に代入し、これらを更に（４）式に代入するこ
とによってメッキ付着量と各制御因子との関係を表わす
次の（１５）、（１６）式が導出できる。

【００５１】

【数８】

【００５２】なお、上記（１５）、（１６）式におけ
る、展開領域と完全発達領域との境界点Ｃの値（７．４
８３）は一例であり、ここでは、ノズル特性定数Ｃ₀ 、
σ₁ 、σ₂ として文献値を用い、（１５）式＝（１６）
式としてＣを求めた。このＣの値は、ガス噴流の流速分
布を実際に測定してこれらノズル特性定数を決定するこ
とにより求めることが望ましい。

【００５３】上記（１５）式と（１６）式とを比較して
みると、因子のうちρ_M 、μ、Ｖ、Ｐについては同一の
影響度を示すが、ＤとＢについては両者で異なり、（i
）展開領域では、付着量ＷがＤ^1/2 に比例し、（ii）
完全発達領域では付着量ＷがＤ／Ｂ^1/2 に比例する。

【００５４】これにより、下記（Ａ）〜（Ｃ）が判る。

【００５５】（Ａ）展開領域では、ノズル−ストリップ
間隔Ｄの影響度が小さくなる。

【００５６】（Ｂ）展開領域では、ノズルのスリット厚
さＢに無関係である。

【００５７】（Ｃ）ＤとＢとの比Ｄ／Ｂの大小関係によ
り、付着量と制御因子との関係を区別して考える必要が
ある。

【００５８】以上詳述した如く、ノズル−ストリップ間
隔Ｄとノズルのスリット厚さＢとの相対的な関係によ
り、メッキ付着量と各影響因子との関係が異なることが
示された。従って、Ｄ／Ｂの値により領域を区別して考
えると共に、それぞれの領域に対して、前記（１５）又
は（１６）式のようにメッキ付着量の関係式を区別して
適用することが重要である。

【００５９】なお、前記（１５）、（１６）式は一例を
示したものであり、これら２式に限定されるものではな
く、例えば定数やベキ数は適宜変更可能である。

【００６０】第２の知見は、前記（１５）、（１６）式
から明らかなように、メッキ付着量は、Ｄ／Ｂ≦ＣとＤ
／Ｂ＞Ｃとの場合によって操業因子の影響度が異なり、
Ｄを一定としてＢを変化させた場合、Ｄ／Ｂ＞Ｃの領域
では、Ｄ／Ｂが小さくなるにつれてワイピング効率が上
る（ワイピングし易くなる）が、Ｄ／Ｂ≦Ｃの領域で
は、Ｄ／Ｂが変化してもワイピング効率が殆ど変らない
ことである。この様子を図５に示した。なお、Ｄが小さ
くなればワイピング効率が上ることは一般に知られてい
る。

【００６１】又、同時に、ワイピングガスの流量を少な
くするほど、メッキ浴の表面から発生するスプラッシュ
（溶融金属の飛び散り）を少なくできることを実験的に
見出した。即ち、他の条件が同一の場合、スリット厚さ
Ｂを小さくすればスプラッシュの発生を少なくすること
ができる。

【００６２】第３の知見は、前記理論的解析に加え、更
に実験検討を行った結果、ワイピング特性に影響する溶
融金属の物性を、ワイピングするノズル位置における溶
融金属の温度の関数として評価することが重要であるこ
とである。

【００６３】即ち、図６は、ワイピングノズルの位置に
おけるメッキ金属（溶融金属）温度と、メッキ付着量の
誤差（実測付着量−メッキ金属温度の依存性を考慮しな
い場合の計算付着量）との関係を示したものであるが、
この図６から明らかなように、メッキ金属温度の低下と
共に、ワイピング特性が低下する。ところが、ワイピン
グノズルの位置におけるメッキ温度の依存性を考慮する
場合には、前記誤差は非常に小さくなることが分った。

【００６４】以下、一例として、ワイピングノズルの位
置におけるメッキ金属温度の計算方法、及びメッキ金属
物性に対する考慮の方法について前記図２を参照して説
明する。

【００６５】図２に示すように、温度Ｔ_z.0 のストリッ
プＳがライン速度Ｖにて温度Ｔ_M のメッキ浴１２に浸漬
され、メッキ浴温度Ｔ_M に近い温度Ｔ_z.1 となってメッ
キ浴１２から上方に引上げられる。このメッキ浴１２を
出るストリップ温度Ｔ_z.1 は、溶融金属中の平板に対す
る熱伝達に基づくとして次の（１７）式で与えられる。

【００６６】 Ｔ_Z.1 ＝Ｔ_M ＋（Ｔ_z.0 −Ｔ_M ）× exp｛−（２×α_M × l_M ） ／（ρ_S ×Ｃ_p.s × t_S ×Ｖ）｝ …（１７） ここで、α_M ；メッキ浴とストリップとの熱伝達係数 l_M ；メッキ浴中の浸漬距離 ρ_S ；ストリップ密度 Ｃ_p.s ；ストリップ比熱 t_S ；ストリップ厚さ

【００６７】又、温度Ｔ_z.1 のストリップＳは、ワイピ
ングガスにより冷却され、ワイピングノズル１４の位置
における付着金属温度Ｔ_z.2となる。この温度Ｔ_z.2 は
次の（１８）式で表わすことができる。

【００６８】 Ｔ_z.2 ＝Ｔ_g ＋（Ｔ_z.1 −Ｔ_g ） × exp｛（−２×α×Ｈ）／（ρ_s ×Ｃ_p.s × t_s ′×Ｖ）｝ …（１８） ここで、Ｔ_g ；ノズルから噴出したワイピングガス温度 α；ワイピングガスによる熱伝達係数（ノズル圧力の関数） Ｈ；メッキ浴面からノズルまでの距離 t_s ′；ストリップ厚さとストリップ熱容量基準に換算した付着金属 厚さとの和

【００６９】次いで、付着金属の粘度μの温度依存性
を、上記（１８）式で得られる付着金属温度を適用し
た、例えば次の（１９）式で設定する。

【００７０】

【数９】

【００７１】上記（１９）式から得られる付着金属の粘
度μを前記（１５）式又は（１６）式に適用することに
より、一段と精度の高いメッキ付着量の調整を行うこと
が可能となる。

【００７２】なお、上記（１８）式の導出では、メッキ
浴１２から引上げられた直後の付着金属の温度をストリ
ップ温度Ｔ_z.1 に等しいとした。一般の操業条件では、
上記両温度は実質的に等しいため特に問題はないが、ス
トリップ温度と付着金属温度とが異なるとして定式化し
てもよい。

【００７３】以上詳述した如く、前記第１の知見によ
り、ノズル−ストリップ間隔Ｄとノズルのスリット厚さ
Ｂとの相対的関係により付着量関係式（制御式）を区別
して使用することにより、メッキ付着量と操業因子との
関係式の予測精度を向上することが可能となる。

【００７４】従って、いわゆる展開領域においては、ノ
ズル厚さＢに関係しない前記（１５）式を用い、いわゆ
る完全発達領域においては、ノズル−ストリップ間隔Ｄ
及びノズルのスリット厚さＢの両者を含む前記（１６）
式を用いてそれぞれ、ノズル−ストリップ間隔Ｄ及びノ
ズルのスリット間隔Ｂの少なくとも一方と、ノズル圧力
Ｐ、ノズル高さＨ、ストリップ速度Ｖ等を制御すること
により、広い操業範囲に亘って目標のメッキ付着量で溶
融金属メッキを行うことが可能となる。

【００７５】又、前記第２の知見により、ワイピング効
率を上げるためには、Ｄ／Ｂ≦Ｃの領域でワイピングす
ることがよく、又、ワイピングガス流量は、ノズルのス
リット厚さＢに比例するため、該スリット厚さＢを小さ
くするほどワイピングガス流量を小さくすることが可能
となり、経済的メリットも高い。

【００７６】更に、上記スリット厚さＢを小さくする場
合には、メッキ浴表面から発生するスプラッシュを少な
くすることができる。

【００７７】従って、Ｄ／Ｂ≦Ｃを満す範囲で、Ｄ及び
Ｂの少なくとも一方を制御しながら、スリット厚さＢを
できる限り小さくすることがワイピング効率を悪化させ
ることなく、ワイピングガス流量を低減でき、しかもス
プラッシュを減少させることができる。

【００７８】又、定数Ｃを実験により求めたところ、測
定精度を含めて６．６〜８．１と幅をもった値が得られ
た。従って、展開領域において、前記（１５）式を用い
てメッキ付着量を調整する場合には、実験より求めたＣ
の平均値Ｃa を基準にして、次の（２０）式の範囲に調
整することが好ましい。

【００７９】 Ｃa −１≦Ｄ／Ｂ≦Ｃa ＋１ …（２０）

【００８０】上記スリット厚さＢを所望値に制御する場
合には、例えば特開昭６３−２３８２５４に開示されて
いるノズルを使用することができる。

【００８１】なお、特公昭４９−３７８９８には、付着
量Ｗとスリット厚さＢとの相関を実験的に求め、スリッ
ト厚さＢをある範囲に限定する方法が開示されている
が、ノズル−スリット間隔Ｄとスリット厚さＢとの相対
関係に基づいてメッキ付着量を調整することは行われて
いない。

【００８２】前記第３の知見によれば、前記（１５）式
又は前記（１６）式により、メッキ付着量の調整を行う
場合には、各式に含まれる溶融金属の粘度について温度
依存性をも考慮するため、一段と高精度なメッキ付着量
の調整を行うことが可能となる。

【００８３】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００８４】図７は、本発明に係る第１実施例に適用す
る溶融金属メッキ制御装置の概略を示すブロック線図で
ある。

【００８５】上記制御装置は、メッキ浴槽１０に収容さ
れているメッキ浴１２にストリップＳを浸漬・通過させ
た後、該ストリップＳは、上方に引上げられ更に移動す
るようになっている。メッキ浴１２から引上げられたス
トリップＳの両側には、ワイピングノズル１４からその
両面に所定の圧力のガスが吹き付けられるようになって
いる。なお、メッキ浴１２に浸漬されたストリップＳは
シンクロール１６により方向が変えられるようになって
いる。

【００８６】上記ワイピングノズル１４は、調整器１８
によりノズル間隔Ｄやノズルのスリット厚さＢが調整可
能となっており、又、調整器２０によりその高さＨが調
整可能になっている。

【００８７】上記ストリップＳの進行方向前方には幅方
向膜厚計２２が設置されており、該膜厚計２２からの検
出信号は、フィードバック特性補償装置２４、フィード
バック制御装置２６、操作量選択器２８を介して前記調
整器１８に入力されるようになっている。

【００８８】又、ストリップＳの移動長さ及び移動速度
はそれぞれ、ストリップＳに接触して回転するメジャー
ロールに設けられたパルス発振器３０及び速度変換器３
２により測定され、前記フィードバック特性補償装置２
４及びフィードフォワード制御装置３４に入力される。
このフィードフォワード制御装置３４には、製造条件設
定装置３６及びプリセット制御装置３８からそれぞれ信
号入力されるようになっており、圧力調整器４０を経て
圧力調整弁４２を所定の開度に調整するようになってい
る。この圧力調整弁４２によりワイピングノズルから噴
出されるガスの圧力を調整可能となっている。

【００８９】又、前記製造条件設定装置３６からの信号
は、プリセット制御装置３８を経て前記調整器１８に入
力されるようになっている。更に、前記操作量選択器２
８からの信号は前記高さ調整器２０へ入力されるように
なっている。

【００９０】次に、本実施例による代表的な制御例につ
いて簡単に説明する。

【００９１】フィードフォワード制御の場合は、メッキ
付着量Ｗ、ライン速度Ｖ、鋼種等の操業条件が変化する
場合、メッキ付着量Ｗ、ライン速度Ｖに応じて、前記
（１５）式又は（１６）式を用いて設定値としてのノズ
ル−ストリップ間隔Ｄ、スリット厚さＢ、ノズル噴射圧
Ｐを決定する。その際、ノズル−ストリップ間隔Ｄは、
ストリップがノズルに接触しないようにするために下限
値以下とならないように、又、噴射圧Ｐは上限値以上と
ならない範囲とし、ノズル高さＨは通常基準値に設定す
る。

【００９２】設定値が決定されると、ノズル−ストリッ
プ間隔Ｄ、スリット厚さＢ、噴射圧Ｐを、前記調整器１
８、圧力調整器４０により設定値となるように調整す
る。又、ノズル高さＨを調整する必要があるときは、調
整器２０により調整する。

【００９３】フィードバック制御の場合は、膜厚計２２
による測定結果に付着量の指示値と目標値に差がある場
合や途中でライン速度が変化する場合、（１５）式又は
（１６）式に基づき、付着量の偏差量やライン速度変化
量に応じて、ノズル−ストリップ間隔Ｄ、スリット厚さ
Ｂ及び噴射圧Ｐの少なくとも１つの変化量を算出し、こ
の変化量に対応する調整を前記調整器１８、圧力調整器
４０により行う。この場合も、ノズル高さＨは基本的に
は基準値に設定する。

【００９４】上記制御装置を用いて、前記（１５）式及
び（１６）式を適用して亜鉛（Ｚn）メッキ付着量の制
御を行ったところ、図１の結果が得られた。

【００９５】図１（Ａ）は、前記（１５）式、（１６）
式に、ワイピング位置での付着金属温度を考慮してメッ
キ付着量の制御を行った結果である。この時の操業条件
を下記表１に示した。

【００９６】図１（Ｂ）は、操業因子の回帰式として作
成した付着量関係式を用いて同一の制御装置によりメッ
キ付着量の制御を行った従来方法の結果を示したもので
ある。

【００９７】図１より、従来の方法では、ストリップ速
度、目標付着量、ストリップ形状の変化のタイミングに
よって付着量が変動していると共に、操業条件によって
は条件の変化のない定常状態においても偏差が見られ
る。これに対し、本発明方法によれば各種条件変更によ
らず略目標付着量に制御することができている。

【００９８】

【表１】

【００９９】次に第２実施例を説明する。

【０１００】本実施例は、展開領域、即ちＤ／Ｂ≦Ｃを
満たす範囲でＤ及びＢの少なくとも一方を制御すること
により、メッキ付着量の調整を行ったものである。

【０１０１】前記第１実施例の場合と同一の制御装置を
用い、下記表２の操業条件のもとで、溶融亜鉛メッキを
実施した結果を表３に示す。

【０１０２】

【表２】

【０１０３】

【表３】

【０１０４】表３は、平均値として示したものである
が、従来の場合に比べ、ワイピングガス流量（消費量）
を削減でき、スプラッシュ発生を低減でき、更に操業に
支障をきたさない範囲でノズル圧力を高くすることがで
きた（表中、ワイピングガス流量１．０は５，５００Ｎ
m³ ／hrに、限界ノズル圧力１．０は０．６５Ｋg Ｇに
それぞれ相当しており、スプラッシュ発生量は目視観察
による）。

【０１０５】このようにノズル圧力を高くすることがで
きるので、付着量の制御範囲を拡大することができ、高
いライン速度でも薄い厚さのメッキが可能となる。

【０１０６】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に示したものに限られるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。

【０１０７】例えば、メッキ付着量を制御するための関
係式（制御式）（Ｉ）及び（II）は、前記（１５）式及
び（１６）式にそれぞれ限定されるものでなく、式
（Ｉ）及び（II）のべき数a 、b 、c 、d の値は、実際
の現象に合せて１／２以外の値を用いてもよい。

【０１０８】又、実際に使用する溶融金属メッキ制御装
置も、前記実施例に示したものに限定されるものでな
く、又、メッキの種類も亜鉛メッキに限定されるもので
ない。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ノズル−ストリップ間隔Ｄとノズルのスリット厚さＢと
の相対的関係に基づいてメッキ付着量を決定する前記関
係式（Ｉ）、（II）を設定し、該関係式を用いて、スト
リップに対する溶融金属の付着量を調整するようにした
ので、品種の切替えやストリップの形状等の要因により
操業因子を変更させる際にも、メッキ付着量を目標値に
制御することが可能となる。

【０１１０】又、Ｄ／Ｂの値を展開領域に維持しなが
ら、付着量を決定する上記関係式を適用することによ
り、ワイピング効率の高い条件でメッキ付着量を調整す
ることが可能となると共に、広い操業範囲に亘って、ワ
イピングガス流量、スプラッシュ発生量を低減でき、更
に限界ノズル圧力を高くすることができることから増産
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る一実施例の効果を示す線
図である。

【図２】図２は、溶融金属メッキ方法を示す概略説明図
である。

【図３】図３は、ストリップに付着した溶融金属に対す
るワイピングの様子を示す模式図である。

【図４】図４は、ワイピングノズルから噴射されるガス
噴流の状態を示す概略説明図である。

【図５】図５は、展開領域におけるワイピング効率（付
着量の比）とノズルのスリット厚さとの関係を示す線図
である。

【図６】図６は、ワイピングノズル位置におけるメッキ
金属温度とメッキ付着量誤差との関係を示す線図であ
る。

【図７】図７は、本発明に係る実施例に適用可能な溶融
金属メッキ制御装置を示すブロック線図である。

【符号の説明】

１０…メッキ浴槽、 １２…メッキ浴、 １４…ワイピングノズル、 Ｂ…スリット厚さ、 Ｄ…ノズル−ストリップ間隔、 Ｓ…ストリップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−173757（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−149331（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−149957（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−25745（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融金属浴の上方にワイピングノズルを配
   置し、該溶融金属浴を通過させたストリップに上記ワイ
   ピングノズルからガスを吹き付けて該ストリップに対す
   る溶融金属の付着量を調整する溶融金属メッキの付着量
   調整方法において、前記 ワイピングノズルのスリット厚さＢと、該ノズルか
   らストリップ迄の間隔Ｄとの関係が、ワイピングノズル
   からのガス噴流における展開領域と完全発達領域の境界
   を規定する定数Ｃに関して、（i ）Ｄ／Ｂ≦Ｃ（展開領
   域）の場合と、 （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃ（完全発達領域）の場合とで、それぞ
   れ異なる付着量関係式に基づいてストリップに対する溶
   融金属の付着量を調整すると共に、 （i ）Ｄ／Ｂ≦Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれな
   い次の付着量関係式（Ｉ）により、 Ｗ＝ h₁ ×ρ_M ×｛（Ｋ−１）／（２×η×Ｋ×Ｐ_A ）｝^a ×Ｄ^b ×［μ×Ｖ／｛（Ｐ／Ｐ_A ）^(K-1)/K −１｝］^c …（Ｉ） （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれる
   次の付着量関係式（II）により、 Ｗ＝ h₂ ×ρ_M ×｛（Ｋ−１）／（２×η×Ｋ×Ｐ_A ）｝^a ×（Ｄ／Ｂ^d ）×［μ×Ｖ／｛（Ｐ／Ｐ_A ）^(K-1)/K −１｝］^c …（II） （ここで、Ｗ；溶融金属付着量、 h₁ ， h₂ ；定数、ρ
   _M ；溶融金属密度、Ｋ；気体の比熱比、η；ノズル効
   率、Ｐ_A ；ノズル出口のガス圧力、Ｐ；溶融金属表面に
   作用するガス圧力、μ；溶融金属粘度、Ｖ；ストリップ
   速度、a ，b ，c ，d ；定数（ｂ、ｄ≒１／２））それ
   ぞれストリップに対する溶融金属の付着量を調整するこ
   とを特徴とする溶融金属メッキの付着量調整方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記 ワイピングノズルのスリット厚さＢ及びノズル−ス
   トリップ間隔Ｄの少なくとも一方を制御して、前記
   （ｉ）Ｄ／Ｂ≦Ｃの関係を維持しながら、前記付着量関
   係式（Ｉ）に基づいてストリップに対する溶融金属の付
   着量を調整することを特徴とする溶融金属メッキの付着
   量調整方法。