スロットノズル先端角度のワイピング性能への影響

摘要

連続溶融亜鉛めっき設備における最重要プロセスの 1 つであるめっき付着量制御工程には,主として表面外観の 観点からガスワイピング法が一般に用いられる.本論文では,パラフィンを用いたワイピング実験によってスロッ トノズル先端角度の液膜絞り能力に及ぼす影響を評価,ノズル先端角度 90°では 50°に比較して 20％程度付着量が 多くなることを示した.従来のワイピング理論から考えると,噴流の衝突圧力およびせん断力といった特性変化が 推定されたため,ラボ計測および CFD 解析を行ったところ,ノズル先端角度の影響はほとんどみられなかった. 一方,ワイピング時の液膜形状を詳細に観察したところ,ノズル先端角度とめっき液膜形状には相関があり,ノズ ル先端角度が鈍角になるほど液膜メニスカス角度も増大することが判明した.CFD 解析によると,この液膜メニス カス形状の変化は衝突圧力やせん断力分布にも大きな影響を与えることから,ノズル先端角度の液膜絞り性への影 響はメニスカス形状変化を介して発現するものと推定した.なお,本論文は実験力学会誌「実験力学」に記載され た論文 1）を再編集した内容となっている.