专利名称：热镀金属带的制造方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热镀金属带的制造方法及其装置。
背景技术：
作为连续电镀钢带等金属带的方法，广为人知的热镀法，把金属带浸渍于熔融了锌或铝等电镀金属的浴(以后称为熔融金属浴)中进行电镀。该热镀法和电气电镀法比，具有可以廉价制造电镀金属带、并能容易地制造厚镀膜的金属带等诸多优点。
图1表示的是过去的热镀金属带的制造生产线。
在前道工序冷轧工序中进行轧制，之后把在洗净工序中洗净了表面的金属带1搬运到热镀金属带制造生产线上，在被保持为无氧化性或还原性氛围的退火炉71中清除表面氧化膜，同时进行退火后，被冷却为和熔融金属浴2基本相同的温度并被引入熔融金属浴2内，使其表面附着上熔融金属。然后，金属带1被引出到熔融金属浴2外面，利用从气刷(ガスワイパ)6喷出的气体清除掉所附着的过剩熔融金属，并调整熔融金属附着量，使金属带1上形成熔融金属的电镀层。
熔融金属浴2如图2所示，金属带1从被称为嘴(スナウト)4的、被保持为非氧化性氛围的筒状部件被引入到熔融金属浴2中，在熔融金属浴2中通过方向转换用同步辊3被改变移动方向，通过稳定辊79a和矫正辊79b(二者合称为浴中支撑辊79)矫正产生于宽度方向的翘曲，抑制振动，并被引出到熔融金属浴2外面。
之后，形成了电镀层的金属带1再根据用途接受不同的处理后就形成最终产品。例如，被用作汽车用外板时，金属带1通过合金化炉9进行电镀层的合金化处理，通过急冷带75后，利用化学转化处理装置76进行特殊的防锈、耐蚀处理。
但是，这种热镀法存在以下问题。
1)熔融金属浴2中产生被称为浮渣的不纯物，该不纯物附着在金属带1或浴中支撑辊79上，形成金属带1的缺陷，降低成品率。因此，例如对用于汽车用外板等的高级热镀金属带，可以采取进行低速运转以防止浮渣附着的对策，但这明显阻碍生产效率。
2)浴中支撑辊79经常处于高温的苛刻环境下，容易产生旋转不良等故障，必须定期停止生产线，对这些辊进行维护或更换，所以降低了生产效率。另外，因为这种故障，有时会使金属带1产生浮渣附着等缺陷。
3)由于浴中支撑辊79的旋转速度不均，产生颤痕状的附着量不均，降低了品质。
发明内容
本发明的目的是，提供一种可以在既不降低生产效率又能防止浮渣附着的状态下，制造高品质的热镀金属带的方法及装置。
该目的是通过一种热镀金属带的制造方法实现的，该方法包括附着工序，把金属带引入电镀金属的熔融金属浴中，使金属带表面附着熔融金属；引出工序，把金属带转换方向后，在不受来自金属带的带面外的力学作用的状态下引出到熔融金属浴外面；调整工序，调整附着在金属带上的熔融金属的附着量；和控制工序，在紧接调整附着量的工序之前或之后，通过磁力非接触地控制金属带的形状。
另外，该方法还要通过热镀金属带制造装置来实现，该装置包括熔融金属浴槽，只具有电镀金属的熔融金属，和金属带的方向转换装置，后者为用于从金属带的带面外施加力学作用的装置；刮刷，调整附着在金属带上的熔融金属的附着量；和控制装置，使用电磁铁非接触地控制设置于紧接刮刷之前或之后的金属带的形状。
图1表示的是过去的热镀金属带的制造生产线的示意图。
图2表示的是过去的熔融金属浴的示意图。
图3表示的是金属带的宽度方向产生翘曲的机理图。
图4表示的是通过浴中支撑辊矫正翘曲的机理图。
图5表示的是用于研究浴中支撑辊对金属带的品质影响的实验装置图。
图6表示的是支撑辊附近的水的流动情况示意图。
图7表示的是使用电磁铁控制金属带的形状的方法的一例的图。
图8A、8B表示的是翘曲量和金属带的板厚、同步辊直径的关系图。
图9表示的是同步辊直径和最大翘曲量的关系图。
图10表示的是设有包围部件的熔融金属浴的一例的图。
图11表示的是有包围部件时的翘曲量和金属带的板厚、同步辊直径的关系图。
图12表示的是设有浮渣上浮防止板的包围部件的一例的图。
图13表示的是设有整流板的包围部件的一例的图。
图14表示的是设有其他整流板的包围部件的一例的图。
图15表示的是本发明的热镀金属带制造装置的一例的图。
图16表示的是本发明的热镀金属带制造装置的其他例子的图。
图17A、17B表示的是本发明的热镀金属带制造装置的其他例子的图。
图18表示的是本发明的热镀金属带制造装置的其他例子的图。
图19表示的是本发明的热镀金属带的制造装置的其他例子的图。
图20表示的是本发明的具有包围部件的热镀金属带制造装置的一例的图。
图21表示的是本发明的热镀金属带制造装置的其他例子的图。
图22A、22B表示的是金属带从同步辊脱离时的距离和翘曲量的关系图。
具体实施例方式
本发明者等对不降低生产效率又能防止浮渣附着，制造高品质热镀金属带的方法进行了研究，结果发现，去掉浴中支撑辊，取而代之利用不接触地对从熔融金属浴引出的金属带的形状进行控制的方式非常有效。以下，就进行详细说明。
图3表示的是金属带的宽度方向产生翘曲的机理图。
金属带1的宽度方向的翘曲，考虑主要是由于在同步辊3时金属带1遭受弯曲和弯曲恢复而产生的。即，金属带1卷绕到同步辊3上时产生弯曲，在即将从同步辊3脱离前的位置处通过同步辊3又产生弯曲恢复，在金属带1和同步辊3接触的面上有拉伸应力作用，在其反面上有压缩应力作用。因此，在金属带1从同步辊3脱离、没有约束力的位置，和同步辊3接触的金属带1的一个面的拉伸应力被释放，要恢复原状的力产生作用，在其反面上压缩应力被释放，要恢复原状的力产生作用。所以，金属带1因其应力分布，其两端在同步辊3一侧产生类似弯曲的宽度方向的翘曲。
这样，金属带产生翘曲时，从熔融金属浴出来的金属带通过气刷不能在宽度方向上进行均一附着量的调整，使金属带的宽度方向上产生附着量不均。
另外，金属带产生翘曲时，为避免金属带和气刷的接触，要缩小金属带和气刷的间隔就受到限制。其结果，为确保所期望的清除熔融金属的能力，就必须提高擦拭气体的压力，而这样又会导致擦拭时剧烈飞散的熔融金属附着到金属带上，有时会产生被称为飞溅的缺陷。
因此，有必要利用浴中支撑辊矫正在同步辊处产生的翘曲。
图4表示的是使用浴中支撑辊矫正翘曲的机理图。
浴中支撑辊的结构包括稳定辊79a和矫正辊79b，矫正辊79b配置在稳定辊的下方并可水平移动。通过同步辊3金属带1被向熔融金属浴2的上方转换方向，稳定辊79a的设置方式是使其和向上方转换方向后的金属带1接触，矫正辊79b的设置方式是使位于同步辊3和稳定辊79a之间的金属带1，在金属带1的法线方向上只被压入规定量L。
如上所述，金属带1发生以因同步辊3产生的弯曲和弯曲恢复为起因的翘曲，但如果使用矫正辊79b把压入量L调整合适，可以给金属带1施加反方向的弯曲，以矫正翘曲。
一般，金属带的振动是由于同步辊的旋转不良或松动、其他干扰因素，使金属带被施加上相当于辊的旋转频率成分的振动，或使金属带自身的固有振动模式被激励而产生的。
如图1所示，过去的热镀金属带制造生产线是，金属带1浸渍到熔融金属浴2中后，在没有任何支撑的状态下被提起数十米的距离，所以非常容易振动。
因此，如图2所示，通过利用浴中支撑辊79夹持金属带1可以抑制该振动。图2中，因浴中支撑辊79是振动节，所以不能期待在远离熔融金属浴2的上方处有振动抑制效果，但在接近浴中支撑辊79的气刷6的位置处可以抑制振动，所以能够降低品质上最重要的附着量不均。
这样，浴中支撑辊主要是为了矫正金属带的宽度方向翘曲和抑制金属带振动而被长年使用，从其实际效果上被认为是热镀金属带制造生产线的必须设备。
但是，浴中支撑辊的使用还存在以下几个问题。
①熔融金属浴中产生的浮渣等不纯物附着在金属带上，浴中支撑辊将该不纯物按压到金属带上，产生疵点等缺陷。
②为矫正金属带宽度方向的翘曲而强行压入矫正辊时，金属带会产生被称为“腰折”的缺陷。
③因浴中支撑辊自身的旋转不良或松动等，金属带在气刷部发生振动，使金属带产生呈条纹状缺陷的辊印。
④浴中支撑辊需要定期维护和更换，所以需要使设备停止工作，致使生产效率降低，而且维修费用是必要的。
这些问题如果没有了浴中支撑辊也就不会产生，所以，本发明者等进行了从熔融金属带浴中去掉浴中支撑辊的研究。
首先，考查了去掉浴中支撑辊对金属带品质的影响。这是因为在实际制造中有说法认为，浴中支撑辊具有使熔融金属浴中的浮渣等异物难以附着到金属带上的功能，所以如果去掉浴中支撑辊，会增加金属带的缺陷。
图5表示的是用于研究浴中支撑辊对金属带的品质影响的实验装置的示意图。
该实验装置用水代替熔融金属，在水中分别设置辊80和81作为同步辊和支撑辊，使用环形带82作为金属带。这里是用水代替熔融金属，但设定辊的直径和转数等，使得实际熔融金属浴中的辊圆周与雷诺数(レイノズル)或流体数等同，可以从流体力学上模拟熔融金属浴中的行为。另外，为观察水的流动情况，还添加了铝粉作为示踪物。
图6表示的是支撑辊附近的水的流动情况示意图。
在支撑辊81和环形带82的接触部下部，确认了因压力上升产生喷出水流把异物压出的现象。另一方面，在支撑辊81和环形带82的接触部上部呈现的状态是，产生因压力降低而被吸入的水流反而使异物容易附着。
另外，未观察到支撑辊81有清除附着在环形带82上的异物的作用，支撑辊81只是在挤压异物。
根据以上结果，本发明者等判断浴中支撑辊没有清除异物的作用，去掉浴中支撑辊也不会增加缺陷的产生。因此，为去掉浴中支撑辊，只要能寻找到具有矫正金属带宽度方向的翘曲的功能和抑制振动功能的替代装置即可。
作为替代装置之一，可以使浴中支撑辊伸出到浴上方，将其设置在浴面和刮刷之间。但是，该装置存在以下问题。
1)通过刮刷被清除掉的熔融金属产生氧化，例如形成ZnO或Al2O3等浮渣，这些浮渣通过伸出到浴上方的支撑辊被按压在金属带表面，造成缺陷。
2)浴面和刮刷间的距离通常约为400-500mm，没有设置支撑辊的空间。
因此，本发明者等想到引入主动控制技术来作为替代装置。主动控制技术是通过使用某种传动装置，以传感器测试的控制对象的状态为基础，向控制对象施加外力，使控制对象的形状成为所期望的形状，或抑制振动的技术。近年，因计算机能力的显著提高已广泛普及开来。该技术在过去的熔融金属电镀技术被开发的时期尚不存在，但为使其适用于金属带的形状矫正和振动抑制，只要以金属带平坦且无振动的状态为目标值控制传动装置即可。此时，作为传动装置，类似磁力传动装置(电磁铁)或气动传动装置(空气垫)等以非接触方式施加力的装置，是防止金属带缺陷的必要设备。
例如，特开平7-102354号公报公开了下述装置，通过兼配备有用于调整电镀附着量的气体喷嘴的静压垫(气动传动装置)，实现对金属带的形状矫正和振动抑制。但是，该装置存在1)在熔融金属浴上使用气动传动装置时，因气流金属带被不必要地冷却而产生品质问题；2)气动传动装置比电磁铁大，安装装置上附带的配管及鼓风机等需要大的空间；3)气动传动装置与电磁铁比，有需要的电力大等问题。另外，特开平7-102354号公报公开的装置中，金属带的行走线是弯曲的圆弧状，所以当出现因停电等气体喷射停止的情况时，金属带有可能撞击静压垫导致重大生产线故障。所以，气动传动装置不适用，需要使用磁力传动装置。
根据上述情况，从熔融金属浴中拿掉浴中支撑辊，在熔融金属浴中，除使金属带只转换方向外，不从带面外施加力学作用，在设置有附着量调整用刮刷的附近，通过磁力即可不接触地控制从熔融金属浴中引出的金属带的形状，做到不降低生产效率就能防止浮渣附着，而且还可以使金属带的电镀附着量均一化，能够制造出高品质的热镀金属带。
图7表示的是使用电磁铁控制金属带形状的方法的一例。
沿着行走的金属带1的正面和反面，与金属带1非接触地设置有多个位置传感器10，用以测量距金属带1表面的距离，和多个电磁铁13，控制金属带1的形状；控制器11接受来自位置传感器10的信号，通过放大器12向电磁铁13传送控制信号，利用电磁铁13的吸引力矫正金属带1的翘曲。只要在金属带1的宽度方向上取3处(两端和中央)配置位置传感器10和电磁铁13，就能充分矫正金属带1的翘曲。翘曲矫正是在刮刷位置处使金属带1变平坦。例如，在紧接刮刷后面设置电磁铁13时，利用电磁铁13施加使金属带1向最初翘曲的反方向翘曲的力，就很有效果。
若控制金属带形状的同时也能控制振动，就可以使熔融金属的附着量更加均一。
如果使已调整了熔融金属附着量后的金属带接触辊(浴外支撑辊)来控制其振动，可以更可靠地防止振动。
对使接触该辊并进行了振动控制后的金属带，也可以实施电镀层的合金化处理。
另外，作为附着量调整用的刮刷，除上述气刷外，也可以使用电磁刷等。
使用非接触控制装置来去掉浴中支撑辊时，可以有效利用熔融金属浴中的空间，如以下说明所述，可以使同步辊的直径和设置位置做到最佳化。
现在，在张力бt作用下，产生于被卷绕在辊上的金属带的最表面的最大拉伸应力б用公式(1)表示。
б＝t×E×(бy+бt)/(D×бy)(1)这里，t表示金属带的板厚，E表示金属带的杨氏模量，бy表示金属带屈服应力，D表示辊直径。
该应力б在其金属带的屈服应力以上时，可认为金属带发生塑性变形，产生宽度方向翘曲。所以，辊直径D大的不易产生塑性变形，可以减小宽度方向的翘曲。
图8A、8B表示的是翘曲量和金属带的板厚、同步辊直径的关系。
图8A、8B表示张力为3Kg/mm2、同步辊直径为Ф500mm、Ф750mm、Ф900mm时的每宽1m的翘曲量和金属带板厚的关系，图8A使用的是屈服应力为8Kg/mm2的金属带，图8B使用的是屈服应力为14Kg/mm2的金属带。
由此可知最大翘曲量在同步辊直径为Ф500mm时约是-53mm、Ф750mm时约是-38mm、Ф900mm时约是-32mm。可以预想如果翘曲量大到-53mm，并且没有浴中支撑辊时，作为形状矫正装置的电磁铁的输出功率如果不是相当大，就很难矫正翘曲。
图9表示的是同步辊直径和最大翘曲量的关系。
同步辊直径在Ф600mm以上时，使用普通的电磁铁可以把最大翘曲量控制在大约-46mm以下，能够减小翘曲。如果同步辊直径在Ф850mm以上时，为把最大翘曲量控制在大约-33mm以下，使用更小的电磁铁输出功率就可以充分矫正翘曲。
关于熔融金属浴中的同步辊的高度方向上的位置，同步辊上端和熔融金属浴的浴面的距离优选在50-400mm。该距离不足50mm时，通过同步辊的旋转，使熔融金属浴的浴面出现紊流，以存在于浴面附近的锌氧化物为主体的顶部浮渣容易附着到金属带上，而超过400mm时，到以下支撑点，例如到设置在浴上方的刮刷和合金化炉间的辊、即液外支撑辊的距离变长，增加了金属带振动、在气刷处的翘曲、熔融金属提升量。所以，该距离优选是100-200mm。
另外，同步辊下端和熔融金属浴底部的距离，从防止浮渣附着的观点看，优选在400mm以上。该距离如果是在700mm以上则更佳。
对钢带实施热镀锌时，附着于钢带并形成缺陷的浮渣，是所谓存在于液底部附近的底部浮渣，是在熔融锌浴中从钢带熔析的铁和锌的金属间化合物。生成初期的浮渣很微细，该微细浮渣即使附着在钢带上，也不会成为品质上的大问题。但是，该微细浮渣的密度比锌密度高，所以在熔融锌浴中沉降、堆积。堆积在熔融锌液底部的浮渣通过行走的钢带所伴随的熔融锌的流动而容易上浮，在上浮和沉降的反复过程中，由于浴温变动和浴成分变动等产生聚集并变成粗大的浮渣。该粗大浮渣通过熔融锌的流动而漂浮，容易并附着在钢带表面形成缺陷。钢带的行走速度快时，熔融锌的流动变大，浮渣容易上浮，增加了钢带缺陷的产生。
因此，为可靠防止因钢带浮渣产生的缺陷，有必要防止堆积在熔融锌液底部的浮渣的漂浮，所以有必要防止钢带行走对熔融锌液底部带来的大的影响。另外，还有必要使即使浮渣漂浮也不让其附着到钢带上。
为此，如图10所示，本发明者等发现如果用从下侧包围同步辊3的包围部件8把熔融金属浴2上下分开，并且使位于包围部件8的上部和下部的熔融金属可以流动，是有效的。图10中，省略了从旋转轴方向包围同步辊3的侧板。在本发明中，没有浴中支撑辊，所以能够有效利用熔融金属浴2中的空间，对设置这种包围部件8很有利。
在位于包围部件8上部的熔融金属浴2A中，熔融金属伴随行走的金属带1按图示箭头流动，由包围部件8的、金属带1从熔融金属浴2中被引出的一侧向包围部件8的下部流动，在位于包围部件8下部的熔融金属浴2B中，熔融金属由包围部件8的、金属带1被引入熔融金属浴2中的一侧向包围部件8的上部流动，以使熔融金属产生循环流。
现在，假设金属带1是钢带，熔融金属是锌，那么在熔融锌液2A中从钢带1熔析Fe，并生成微细的Fe-Zn系浮渣。该微细浮渣的一部分附着在钢带1上，并可以从熔融锌液2A中清除掉。所以该微细浮渣即使附着在钢带1上也没有品质问题。从熔融锌液2A中清除不掉的微细浮渣与行走的钢带1伴随的熔融锌的流动一起，由包围部件8的、钢带1从熔融金属浴2被引出的一侧被迅速排出到包围部件8的下部。
流入熔融锌液2B的微细浮渣通过包围部件8的下方，向包围部件8的、钢带1被引入到熔融金属浴2的一侧移动。熔融锌液2B和熔融锌液2A比，容量大，另外不直接受钢带1行走所伴随的熔融锌的流动的影响，所以熔融锌的流动缓慢。因此，在流入熔融锌液2B的熔融锌流到嘴4期间，包含在熔融锌中的浮渣在熔融锌液2B的底部沉降、堆积。该堆积的浮渣发生聚集并变成粗大的浮渣17。该粗大的浮渣17即使在钢带1的行走速度发生变化时也难以上浮，所以在熔融锌液2B中流动并到达嘴4外围部的熔融锌是清洁的。
该清洁的熔融锌通过钢带1的行走所伴随的熔融锌的流动，从包围部件8的侧面上端8a流入熔融锌液2A。
所以，钢带1在从嘴4被引入熔融金属浴2，并从熔融锌液2被引出的期间，粗大的浮渣17不会附着到钢带1上。
设置包围部件8的这种方法，利用钢带1行走所伴随的熔融金属的流动进行熔融金属的循环，不需要泵等设备，可以说是一种简易廉价的方法。
包围部件8，例如可以用不锈钢板制作。
如图10所示，包围部件8优选设置在熔融金属浴2的浴面下方，以使顶部浮渣不附着到包围部件8的侧面，包围部件8的上端也可以设置在熔融金属浴2的浴面上方。此时，需要在包围部件8的侧面上设置使熔融金属流动的开口。
把包围部件8设置在熔融金属浴2的浴面下方时，包围部件8的上端距浴面如果不足100mm，由于钢带1的行走所伴随的熔融金属的流动使浴面被搅拌，加大了顶部浮渣的产生，所以，包围部件8的上端优选设置在距浴面100mm以上的位置处。
包围部件8和同步辊3的最接近距离优选是50-400mm。这是因为如果不足50mm，会和已热变形的金属带1接触，使包围部件8的设置变困难，而如果超过400mm，在包围部件8内部产生不受金属带1的行走所伴随的熔融金属的流动影响的区域，使产生在包围部件8内的浮渣不能排出到外部，导致熔融金属浴2A中堆积粗大的浮渣。
包围部件8的两侧面上端8a、8b的位置优选设在同步辊3的轴心的上部，以使行走于熔融金属浴2A内的金属带1所伴随的熔融金属的流动不影响熔融金属浴2B中的熔融金属的流动，并使堆积在熔融金属浴2B底部的粗大浮渣不上浮。进一步讲，该位置优选设在同步辊3的上端的上部。
包围部件8的嘴4的侧面上端8a和金属带1的距离优选是在1000mm以下。进一步讲，该距离更优选是在800mm以下。
如图11所示，即使有包围部件时，翘曲量和同步辊直径的关系与上述没有包围部件时的情况是相同的，同步辊的直径优选在850mm以上。
另外，同步辊的设置位置优选也要和上述没有包围部件时相同。
如图10所示，如果使位于金属带1从熔融金属浴2被引出一侧的包围部件8的侧面和金属带1的带面基本平行，包围部件8的侧面上端8b位于同步辊3的上端的上部，并距熔融金属浴2的浴面100mm以上，则行走的金属带1伴随的熔融金属的流动维持在高速状态，所以可以使熔融金属浴2A的熔融金属有效地向熔融金属浴2B移动，同时可以有效地防止浮渣附着。
如图12所示，如果在包围部件8的侧面上端8b上，对着包围部件8的外侧设置浮渣上浮防止板14，则可以通过从熔融金属浴2A流入的熔融金属，防止堆积在熔融金属浴2B底部的粗大浮渣上浮并浮着在金属带1上。另外，从抑制熔融金属浴2的浴面紊流的观点看，浮渣上浮防止板14优选是由水平面向下方倾斜。浮渣上浮防止板14也可以设置在包围部件8的侧面上端8a上。
如图13所示，在设置于图1 2所示的包围部件8的侧面上端8b的浮渣上浮防止板14和熔融金属浴2的浴面之间，如果设置和浴面基本平行的整流板15，会使从熔融金属浴2A出来的熔融金属容易流向熔融金属浴2B，同时可以防止因熔融金属的流动产生的熔融金属浴2的浴面紊流。整流板15优选设置得离金属带1尽可能近，以使熔融金属的流动平稳，但为了避免和金属带1接触，距金属带1的距离需要在30mm以上。
图14是在过去的装置中设置了支撑板的地方设置其他形式的整流板，即具有和金属带的带面基本平行的部位的整流板16的示例。通过设置这样的整流板16，可以更可靠地防止浮渣附着。
上述方法中，从熔融金属浴中去掉了所有的浴中支撑辊，但若仍保留1根浴中支撑辊，通过使在同步辊处转换方向后的金属带接触该浴中支撑辊，可以更有效地矫正翘曲和抑制振动。但是，该方法从提高生产效率和防止浮渣附着的观点看，和去掉所有浴中支撑辊相比，还是不利的。
实施例1图15表示的是本发明的热镀金属带的制造装置的一例。
金属带1从被保持在非氧化性氛围中的嘴4被引入熔融金属浴2中，通过同步辊3被改变方向，并被引出到熔融金属浴2的上方。金属带1在熔融金属浴2中移动时所附着上的电镀金属的熔融金属附着量可以用气刷6调整。
本装置不具有过去装置中使用的熔融金属浴2中的支撑辊，取而代之的是，在紧接气刷6的后面的位置处，与金属带1不接触地设置有使用磁力的金属带形状及振动控制装置7。这里所说的紧接气刷6的后面的位置处，是指从气刷6到后述的合金化炉之间的位置。金属带形状及振动控制装置7如果接近气刷6就能实现更良好形状的控制。
使用磁力的金属带形状及振动控制装置7，采用的是图7所示的使用电磁铁对金属带的形状及振动进行控制的装置。
实施例2图16表示的是本发明的热镀金属带的制造装置的其他例子。
在本装置中，图15的使用磁力的金属带形状及振动控制装置7被与金属带1非接触地设置在紧接气刷6的前面位置处。这里所说的紧接前面的位置处，是指从熔融金属浴2到气刷6之间的位置。金属带形状及振动控制装置7如果接近气刷6就能实现更良好形状的控制。
金属带形状及振动控制装置7设置在紧接气刷6的前面或后面的任一位置时，金属带形状及振动控制效果是相同的，但位于紧接其前面或紧接其后面位置时分别有以下优点。
位于紧接前面的位置时气刷6进行擦拭后，不会立即打乱气流，所以不会引起品质降低。
位于紧接后面的位置时通过擦拭被清除掉的熔融金属附着，不会引起控制装置故障。
所以，金属带形状及振动控制装置7的设置位置，可以分别考虑各自优点及空间等制造生产线的条件来适当选择。
实施例3图17A、17B表示的是本发明的热镀金属带的制造装置的其他例子。
在本装置中，在紧接气刷6的后面位置或紧接气刷6的前面和后面位置处，非接触地设置了2台使用磁力的金属带形状及振动控制装置7。
这样，通过设置多台金属带形状控制装置7，可以更有效地矫正形状或抑制振动。
一般，进行形状矫正时，因翘曲等形状变化缓慢，所以对金属带形状及振动控制装置7的控制系统不要求跟踪性。另一方面，进行振动控制时，因金属带1的振动变化快，所以对金属带形状及振动控制装置7的控制系统要求有良好的灵敏度。另外，传动装置所需要的力是，形状矫正时因金属带1的厚度和张力而要求相当大的力，振动控制时多是有能够抑制金属带1的共振的力就足够了，例如，传动装置是电磁铁时，用于形状矫正和振动控制时需要改变线圈的圈数和铁芯形状等。
所以，把多台装置分别用作主要进行形状矫正的金属带形状及振动控制装置7和主要进行振动控制的金属带形状及振动控制装置7，是很有效的。
实施例4图18表示的是本发明的热镀金属带的制造装置的其他例子。
在本装置中，在紧接图15所示的使用磁力的金属带形状及振动控制装置7的后面的位置处，设置有从正、反面按压金属带1的液外支撑辊83。
一般，液外支撑辊83在热镀金属带制造工序中被应用于汽车外板等高级材料的制造上，扮演着抑制金属带1的振动、使金属带1安全行走的角色。因此，本发明是通过液外支撑辊83抑制金属带1的振动，利用金属带形状及振动控制装置7主要进行形状矫正。另外，当产生突发性的大的振动时，通过液外支撑辊83还可以防止该振动的影响，所以能够更稳定地进行作业。
优选不要在紧接擦拭后的位置处设置接触金属带1的液外支撑辊83，但是，在类似高级材料制造后进行合金化处理时，液外支撑辊83接触的影响几乎不产生问题。
另外，考虑到液外支撑辊83从金属带1接受力的方向，也可以只在正面或反面设置1根液外支撑辊83。即，如果通过金属带形状及振动控制装置7可以经常地向1根液外支撑辊83施加按压金属带1的力，金属带1和液外支撑辊83的接触点就成为振动节，所以可以抑制金属带1的振动。
实施例5图19表示的是本发明的热镀金属带的制造装置的其他例子。
本装置在图18所示的液外支撑辊83的后面位置处设置有合金化炉9。
如上所述，通过该合金化炉9可以消除因液外支撑辊83和金属带1的接触所带来的影响。
实施例6使用图20所示的本发明的一例—具有包围部件的热镀金属带制造装置，向宽1200mm、厚1.0mm的钢带1以速度90mpm、张力2kg/mm2的条件连续附着熔融锌，并通过气刷6把钢带单面附着量调整为45g/m2，制得熔融锌电镀钢带1。
同步辊3的直径是800mm。同步辊3的上端和熔融锌液2的浴面的距离约为600mm。在同步辊3的下侧设置有包围同步辊3的包围部件8，并把熔融锌液2上下分开。包围部件8和钢带1的最接近距离是150mm。
在紧接气刷6的后面、钢带1的宽度方向上分3处、并且距钢带1的距离为20mm的位置处设置了具有提供磁力的电磁铁13的形状及振动控制装置7，以便在气刷6的附近矫正钢带1的翘曲。
从上述的熔融锌电镀钢带1上取下300mm方钢试样，观察钢带1表面，未能确定有浮渣。钢带1的宽度方向上的附着量的偏差是约±5g/m2。
去掉包围部件8，再做相同试验，在300mm方钢试样上确认有10个浮渣。钢带1的宽度方向上的附着量的偏差是约±5g/m2。
另一方面，为了比较，使用图2所示具有过去的熔融金属浴的装置进行相同试验，在300mm方钢试样上确认有20个浮渣。钢带1的宽度方向上的附着量的偏差是约±10g/m2。
实施例7使用图20所示的热镀金属带制造装置，向宽1200mm、厚1.0mm的钢带1以速度90mpm、张力2kg/mm2的条件连续附着熔融锌，并通过气刷6把钢带单面附着量调整为45g/m2，制得熔融锌电镀钢带1。
同步辊3的直径是950mm。同步辊3的上端和熔融锌液2的浴面的距离约为200mm。包围部件8和钢带1的最接近距离是100mm。
进行和实施例6相同的试验，在300mm方钢试样上未能确认浮渣。钢带1的宽度方向上的附着量的偏差是约±5g/m2。
去掉包围部件8，再做相同试验，在300mm方钢试样上确认有14个浮渣。钢带1的宽度方向上的附着量的偏差是约±4g/m2。
另一方面，为了比较，使用图2所示具有过去的熔融金属浴的装置进行相同试验，在300mm方钢试样上确认有17个浮渣。钢带1的宽度方向上的附着量的偏差是约±10g/m2。
实施例8图21表示的是本发明的热镀金属带的制造装置的其他例子。
本装置在非接触金属带形状及振动控制装置7的后面设置了从正、反面按压金属带1的液外支撑辊83的图18所示装置的基础上，进一步在液中设置了1根浴中支撑辊5。
如图22A、22B所示，通过同步辊3，金属带1发生塑性变形并产生的宽度方向的翘曲量，随着从同步辊3的脱离在带面以外形成凸状的量增加，在达到某距离以上时变为恒定。所以，没有浴中支撑辊5时，从金属带1未被约束的同步辊3到气刷6的距离，比有浴中支撑辊5时从金属带1未被约束的浴中支撑辊5到气刷6的距离变长，因此，金属带的翘曲量变大，在气刷6位置处需要增强使金属带1变平坦的矫正力。
所以，如图21所示，通过设置1根浴中支撑辊5来按压金属带1，表观上可以消除翘曲，因此能够减小在气刷6位置处使金属带1变平坦所需的矫正力(例如，使用电磁铁时的供给电流)。
另外，浴中支撑辊是1根，和过去方法的差异小，不需要对过去的运转条件做大的变动就能适用本发明。所以，本实施例可以说是向取消浴中支撑辊的实施形式转移的第一步形式。
此外，浴中支撑辊5并不限定于图21所示位置，也可以设置在同步辊3的与金属带1的带面接触的位置。设置有浴中支撑辊5时，可以对图16到图19所示附带装置进行变更。
权利要求
1.一种热镀金属带的制造方法，其包括附着工序，把金属带引入电镀金属的熔融金属浴中，使所述金属带表面附着所述熔融金属；引出工序，把所述金属带转换方向后，在不受来自所述金属带的带面外的力学作用的状态下引出到所述熔融金属浴外面；调整工序，调整附着在所述金属带上的所述熔融金属的附着量；和控制工序，在紧接调整所述附着量的工序的前面或后面，通过磁力非接触地控制所述金属带的形状。
2.如权利要求1所述的热镀金属带的制造方法，其中在控制金属带形状的工序中，同时进行所述金属带的振动控制。
3.如权利要求1所述的热镀金属带的制造方法，其中还包括使至少1根辊接触已调整了熔融金属的附着量后的金属带，以控制其振动的工序。
4.如权利要求3所述的热镀金属带的制造方法，其中还包括对把使接触至少1根辊进行振动控制后的金属带，进行合金化处理的工序。
5.一种热镀金属带的制造方法，其包括附着工序，把金属带引入电镀金属的熔融金属浴中，使所述金属带表面附着所述熔融金属；引出工序，使所述金属带通过1根同步辊转换方向后，引出到所述熔融金属浴外面；调整工序，调整附着在所述金属带上的所述熔融金属的附着量；和控制工序，在紧接调整所述附着量的工序的前面或后面，通过磁力非接触地控制所述金属带的形状；并且，在所述熔融金属浴中的所述金属带和辊的接触是只和所述同步辊接触。
6.如权利要求5所述的热镀金属带的制造方法，其中还包括使至少1根辊接触已调整了熔融金属的附着量后的金属带，以控制其振动的工序，和对经过所述振动控制后的金属带进行合金化处理的工序。
7.如权利要求5所述的热镀金属带的制造方法，其中同步辊的直径为600mm以上。
8.如权利要求5所述的热镀金属带的制造方法，其中同步辊的直径为850mm以上。
9.如权利要求5所述的热镀金属带的制造方法，其中把同步辊设置成其上端和熔融金属浴面的距离为50-400mm。
10.如权利要求5所述的热镀金属带的制造方法，其中把同步辊设置成其下端和熔融金属浴底部的距离为400mm以上。
11.如权利要求5所述的热镀金属带的制造方法，其中把同步辊设置成其下端和熔融金属浴底部的距离为700mm以上。
12.如权利要求5所述的热镀金属带的制造方法，其中利用从下侧包围同步辊的包围部件把熔融金属浴上下分开，并且使位于所述包围部件的上部及下部的熔融金属可以流动。
13.如权利要求12所述的热镀金属带的制造方法，其中为产生熔融金属的循环流，使位于包围部件的上部的熔融金属由所述包围部件的、金属带从熔融金属浴被引出的一侧向所述包围部件的下部流动，位于包围部件的下部的、熔融金属从所述包围部件的金属带被引入熔融金属浴的一侧向所述包围部件的上部流动。
14.如权利要求12所述的热镀金属带的制造方法，其中包围部件设置于熔融金属浴的浴面下面。
15.如权利要求12所述的热镀金属带的制造方法，其中同步辊和包围部件的最接近距离为50-400mm。
16.如权利要求12所述的热镀金属带的制造方法，其中把同步辊设置成其上端和熔融金属浴面的距离为50-400mm。
17.如权利要求12所述的热镀金属带的制造方法，其中把同步辊设置成其下端和熔融金属浴底部的距离为400mm以上。
18.如权利要求12所述的热镀金属带的制造方法，其中同步辊的直径为850mm以上。
19.一种热镀金属带的制造方法，其包括附着工序，把金属带引入电镀金属的熔融金属浴中，使所述金属带表面附着所述熔融金属；引出工序，把所述金属带通过1根同步辊转换方向后，使之与1根浴中支撑辊接触并引出到所述熔融金属浴外面；调整工序，调整附着在所述金属带上的所述熔融金属的附着量；和控制工序，在紧接调整所述附着量的工序的前面或后面，通过磁力非接触地控制所述金属带的形状；并且，在所述熔融金属浴中的所述金属带和辊的接触是只和所述同步辊及所述浴中支撑辊接触。
20.一种热镀金属带的制造装置，其包括熔融金属浴槽，只含有电镀金属的熔融金属，及所述金属带的方向转换装置，后者是用于从金属带的带面外施加力学作用的装置；刮刷，调整附着在所述金属带上的所述熔融金属的附着量；和控制装置，使用电磁铁非接触地控制设置于紧接所述刮刷的前面或后面位置处的所述金属带的形状。
21.如权利要求20所述的热镀金属带的制造装置，其中通过控制装置同时控制金属带形状及其振动。
22.如权利要求20所述的热镀金属带的制造装置，其中在熔融金属的附着量被调整后的金属带正反侧的至少一侧还设置有接触所述金属带的辊。
23.如权利要求22所述的热镀金属带的制造装置，其中还设置有合金化炉，用于使附着在金属带上的电镀金属合金化。
24.如权利要求20所述的热镀金属带的制造装置，其中刮刷是喷出气体以清除过剩的熔融金属的气刷。
25.一种热镀金属带的制造装置，其包括熔融金属浴槽，具有电镀金属的熔融金属，和使金属带转换方向的1根同步辊；刮刷，调整附着在所述金属带上的所述熔融金属的附着量；和控制装置，使用电磁铁非接触地控制设置于紧接所述刮刷的前面或后面位置处的所述金属带的形状；并且，在所述熔融金属浴中的所述金属带和辊的接触是只和所述同步辊的接触。
26.如权利要求25所述的热镀金属带的制造装置，其中在熔融金属的附着量被调整后的金属带正反侧的至少一侧还设置有接触所述金属带的辊，和对附着在金属带上的电镀金属进行合金化的合金化炉。
27.如权利要求25所述的热镀金属带的制造装置，其中同步辊的直径为600mm以上。
28.如权利要求25所述的热镀金属带的制造装置，其中同步辊的直径为850mm以上。
29.如权利要求25所述的热镀金属带的制造装置，其中把同步辊设置成其上端和所述电镀金属浴面的距离为50-400mm。
30.如权利要求25所述的热镀金属带的制造装置，其中把同步辊设置成其下端和熔融金属浴槽底部的距离为400mm以上。
31.如权利要求25所述的热镀金属带的制造装置，其中把同步辊设置成其下端和熔融金属浴槽底部的距离为700mm以上。
32.如权利要求25所述的热镀金属带的制造装置，其中通过设置从下侧包围同步辊、并把熔融金属浴上下分开的包围部件，使位于所述包围部件的上部及下部的熔融金属可以流动。
33.如权利要求32所述的热镀金属带的制造装置，其中为产生熔融金属的循环流，使位于包围部件的上部的熔融金属由所述包围部件的、金属带从熔融金属浴被引出的一侧向所述包围部件的下部流动，位于所述包围部件的下部的熔融金属从所述包围部件的、金属带被引入熔融金属浴的一侧向所述包围部件的上部流动。
34.如权利要求32所述的热镀金属带的制造装置，其中包围部件设置于熔融金属浴的浴面下面。
35.如权利要求32所述的热镀金属带的制造装置，其中同步辊和包围部件的最接近距离为50-400mm。
36.如权利要求32所述的热镀金属带的制造装置，其中把同步辊设置成其上端和熔融金属浴面的距离为50-400mm。
37.如权利要求32所述的热镀金属带的制造装置，其中把同步辊设置成其下端和熔融金属浴槽底部的距离为400mm以上。
38.如权利要求32所述的热镀金属带的制造装置，其中同步辊的直径为850mm以上。
39.如权利要求32所述的热镀金属带的制造装置，其中位于金属带从熔融金属浴中被引出一侧的包围部件的侧面和所述金属带的带面基本平行，并且所述包围部件的侧面的上端位于同步辊的上端以上、距所述熔融金属浴面100mm以上的位置。
40.如权利要求32所述的热镀金属带的制造装置，其中在位于金属带从熔融金属浴中被引出一侧的包围部件的侧面上端，对着所述包围部件的外侧设置有防止浮渣上浮的浮渣上浮防止板。
41.如权利要求40所述的热镀金属带的制造装置，其中在浮渣上浮防止板和熔融金属浴面之间、以和所述浴面基本平行地方式还设置有整流板，以使熔融金属平稳流动，抑制所述浴面的紊流。
42.如权利要求41所述的热镀金属带的制造装置，其中在整流板上设置有与从熔融金属浴引出的金属带的带面基本平行的部位。
43.一种热镀金属带的制造装置，其包括熔融金属浴槽，具有电镀金属的熔融金属，使金属带转换方向的1根同步辊，和支撑所述金属带的1根浴中支撑辊；刮刷，调整附着在所述金属带上的所述熔融金属的附着量；和控制装置，使用电磁铁非接触地控制设置于紧接所述刮刷的前面或后面位置处的所述金属带的形状；并且，在所述熔融金属浴中的所述金属带和辊的接触是只和所述同步辊及浴中支撑辊的接触。
44.一种包围部件，其特征在于，其位于金属带从熔融金属浴中被引出一侧的侧面与所述金属带的带面基本平行、并且所述侧面的上端位于同步辊的上端之上、距所述熔融金属浴面100mm以上的位置。
45.如权利要求44所述的包围部件，其中在其位于金属带从熔融金属浴中被引出一侧的侧面上端，对着所述侧面的外侧设置有防止浮渣上浮的浮渣上浮防止板。
46.如权利要求45所述的包围部件，其中在浮渣上浮防止板和熔融金属浴面之间、以与所述浴面基本平行地方式还设置有整流板，以使熔融金属平稳流动，抑制所述浴面的紊流。
47.如权利要求46所述的包围部件，其中在整流板上还设置有与从熔融金属浴中被引出的金属带的带面基本平行的部位。
全文摘要
本发明涉及一种热镀金属带的制造方法，该方法包括附着工序，把金属带引入电镀金属的熔融金属浴中，使金属带表面附着熔融金属；引出工序，把金属带转换方向后，在不受来自金属带的带面外的力学作用的状态下引出到熔融金属浴外面；调整工序，调整附着在金属带上的熔融金属的附着量；和控制工序，在紧接调整附着量的工序的前面或后面，通过磁力非接触地控制金属带的形状。根据本发明，可以既不降低生产效率又能防止浮渣的附着，可以制造高品质的热镀金属带。
文档编号C23C2/40GK1501985SQ0280064
公开日2004年6月2日 申请日期2002年3月13日 优先权日2001年3月15日
发明者壁矢和久, 石田匡平, 石冈宗浩, 高桥秀行, 石井俊夫, 宫川洋一, 蒲昭, 铃木克一, 一, 夫, 平, 浩, 行 申请人:日本钢管株式会社