JP2005163057A - Hot dip galvannealed steel plate manufacturing device, and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、縦型の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置および方法に関し、詳しくは、被めっき鋼板が電磁誘導加熱合金化炉を通過した後におけるめっき層の鉄拡散を適切に行う保熱帯を備えたものおよびその温度制御方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for producing a vertical alloyed hot-dip galvanized steel sheet, and more particularly, to maintain a retentive zone that appropriately diffuses iron in a plated layer after the steel sheet to be plated has passed through an electromagnetic induction heating alloying furnace. And a temperature control method thereof.
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の従来の縦型製造装置の概略を図4に示す。合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置100は、焼鈍炉から出た鋼板は亜鉛ポット20に浸漬し、シンクロール30により上方に通搬方向が変更されて前記亜鉛ポット20から出た後、ワイピングノズル40により所定の目付量に亜鉛付着量が制御される。その後、合金化炉50、保熱帯70を通過し、その間めっき層に鉄を拡散させて合金化を行い、冷却帯140において合金化を停止させ、合金化溶融亜鉛めっき鋼板130となる。
FIG. 4 shows an outline of a conventional vertical manufacturing apparatus for alloyed hot-dip galvanized steel sheet. The alloyed hot-dip galvanized steel
合金化溶融亜鉛めっき鋼板130は、近年用途が拡大し、めっき付着量が薄目付から厚目付まで広範囲に亘り、鋼種、鋼板サイズ、操業条件等により精度の良い温度制御を行わないと合金化不良を起こし、製品にならないため、合金化炉50だけでなく保熱帯70においても精度の良い温度制御が望まれている。
Alloyed hot-dip galvanized
合金化炉50は直火バーナを用いる方式と電磁誘導加熱方式に大別され、特許文献1は、保熱帯70での温度制御のための熱補償手段として、直火バーナを用いる方式に関し、合金化炉50の直火バーナの燃焼排ガスを空気で希釈して保熱帯70に導入する方式を提案し、エネルギーの有効利用と均一な温度のガスを保熱帯に導入している。
The
一方、特許文献2は電磁誘導加熱合金化炉における保熱帯70の熱補償手段としては、電気ヒータを用いる方式を提案し、また特許文献3は保熱帯入側での加熱ムラ防止に向けてバーナを設置する方式を提案している。
しかしながら、電磁誘導加熱合金化炉における保熱帯70の熱補償手段に電気ヒータを用いると、亜鉛粉が付着してトリップする場合があり、その対策のため設備費が増大する。また、バーナでの熱補償を行う場合には、合金化炉で発生した加熱ムラに応じてバーナの燃焼制御をする必要があり、加熱ムラが生じている個所を判定するのが困難である。
However, if an electric heater is used as the heat compensation means of the
一般的な乱流拡散火炎バーナを用いると、火炎が直接鋼板に当り、局所的に高温になり、逆に合金化ムラを発生させる可能性があり、このようなバーナで鋼板幅方向に均一に加熱することは困難である。 When a general turbulent diffusion flame burner is used, the flame directly hits the steel plate, locally becomes hot, and may cause uneven alloying. It is difficult to heat.
上述した理由から、電磁誘導加熱合金化を設置した縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置において、安価で温度制御性の良い保熱帯熱補償手段が望まれる。 For the reasons described above, in a vertical alloyed hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus in which electromagnetic induction heating alloying is installed, an inexpensive and good temperature controllable tropical heat compensation means is desired.
本発明は上述した種々の問題点を解決しするためになされたもので、電磁誘導加熱合金化炉を通過した後におけるめっき層の鉄拡散を適切に行う保熱帯を備えた縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置およびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned various problems, and is a vertical alloying and melting with a retentive zone that appropriately performs iron diffusion of a plating layer after passing through an electromagnetic induction heating alloying furnace. An object of the present invention is to provide a galvanized steel sheet manufacturing apparatus and a control method thereof.
本発明の課題は以下の手段により達成できる。
1 電磁誘導加熱合金化炉の下流に設置する保熱帯の下部または保熱帯の直前に燃料ガスおよび燃焼用空気を管状バーナの接線方向から吹込む管状火炎バーナを、前記保熱帯を通過する鋼板を挟んで対向するように複数本設置することを特徴とする縦型合金化亜鉛めっき鋼板製造装置。
2 前記保熱帯に保熱帯内の熱風ガス温度を測定する温度計と、前記熱風ガス温度の測定値を目標値に一致させるために管状火炎バーナの燃料流量および空気流量を制御する制御装置を備えたことを特徴とする1記載の縦型合金化亜鉛めっき鋼板製造装置。
The object of the present invention can be achieved by the following means.
1. A tubular flame burner that blows fuel gas and combustion air from the tangential direction of the tubular burner immediately below the retentive or immediately before the retentive installed downstream of the electromagnetic induction heating alloying furnace, and a steel plate that passes through the retentive A vertical alloyed galvanized steel sheet manufacturing apparatus, wherein a plurality of such steel sheets are installed so as to face each other.
2. A thermometer for measuring the hot air gas temperature in the heat retention zone in the retentive zone, and a control device for controlling the fuel flow rate and the air flow rate of the tubular flame burner in order to match the measured value of the hot air gas temperature with a target value. 2. The apparatus for producing a vertical alloyed galvanized steel sheet according to 1, wherein
3 1記載の縦型合金化亜鉛めっき鋼板製造装置に、更に保熱帯に保熱帯内の熱風ガス温度を測定する温度計と保熱帯の鋼板搬送側壁面の表面温度を測定する温度計を備え縦型合金化亜鉛めっき鋼板製造装置と、前記これらの温度計の測定温度値と操業条件から保熱帯出側での鋼板温度を予測する演算手段と、該演算により求まる所定の熱風ガス温度と熱風ガス温度測定値を一致させるために燃料流量および空気流量を制御する制御装置を備えたことを特徴とする合金化亜鉛めっき鋼板の製造装置。
4 所定の付着量とした溶融亜鉛鋼板を、電磁誘導加熱合金化炉および保熱帯を通過させる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、前記保熱帯の下部での熱風ガス温度値が目標値になるように前記保熱帯の下側または入口に設置した管状火炎バーナの燃料流量および空気流量を制御することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
の製造装置。
The vertical alloyed galvanized steel sheet manufacturing apparatus according to 31 is further provided with a thermometer for measuring hot air gas temperature in the retentive zone and a thermometer for measuring the surface temperature of the steel sheet transport side wall in the retentive area. Type alloyed galvanized steel sheet manufacturing apparatus, calculation means for predicting the steel sheet temperature on the tropical rain discharge side from the measured temperature values and operating conditions of these thermometers, predetermined hot air gas temperature and hot air gas determined by the calculation An apparatus for producing an alloyed galvanized steel sheet, comprising a control device for controlling a fuel flow rate and an air flow rate in order to match temperature measurement values.
4 A method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, in which a hot-dip galvanized steel sheet having a predetermined adhesion amount is passed through an electromagnetic induction heating alloying furnace and a retentive zone, wherein a hot air gas temperature value at the lower part of the retentive zone is a target A method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, characterized by controlling a fuel flow rate and an air flow rate of a tubular flame burner installed at a lower side or an entrance of the retentive zone so as to have a value.
Manufacturing equipment.
本発明によれば保熱帯に直接熱風発生用のバーナを設置するので、一般的な乱流拡散火炎バーナを用いた熱風発生装置よりも、設備をコンパクトにでき、設備費用の低廉化が可能である。また、保熱帯での鋼板温度を精度良く制御するので、所定の合金化度を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造することが可能となる。 According to the present invention, since a burner for generating hot air is directly installed in the retentive zone, the equipment can be made more compact and the equipment cost can be reduced than a hot air generator using a general turbulent diffusion flame burner. is there. Moreover, since the steel plate temperature in the tropical region is controlled with high accuracy, it becomes possible to manufacture an galvannealed steel plate having a predetermined degree of alloying.
本発明に係る縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置は、燃料ガスおよび燃焼用空気を管状火炎バーナの接線方向から吹込むことを特徴とする管状火炎バーナを保熱帯下部または保熱体直前にその幅方向に複数本設置することを特徴とする。管状火炎バーナは火炎がバーナ軸方向に伸びる一般的な乱流拡散火炎バーナと比較して、燃焼筒内での燃焼完結が可能、高空気比でも安定燃焼が可能、燃焼排ガスや火炎は燃焼筒出側において半径方向に広がる傾向にある などの特徴を有している。 A vertical alloyed hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus according to the present invention blows a fuel flame and combustion air from a tangential direction of a tubular flame burner to a tubular flame burner immediately before a heat retention lower part or a heat retaining body. It is characterized by installing a plurality in the width direction. The tubular flame burner can complete combustion in the combustion cylinder compared to a general turbulent diffusion flame burner in which the flame extends in the axial direction of the burner, stable combustion is possible even at a high air ratio, and combustion exhaust gas and flame It has features such as a tendency to spread radially on the exit side.
図1は本発明に係る縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置の構造を説明する概略図で、図1において1は装置本体、2は亜鉛ポット、3はシンクロール、4はワイピングノズル、5は電磁誘導加熱炉、6は管状火炎バーナ、7は保熱帯、8は熱風ガス温度計、10は冷却帯、11は静圧パッド、12は制御装置、13は鋼板を示す。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the structure of a vertical alloyed hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an apparatus body, 2 is a zinc pot, 3 is a sink roll, 4 is a wiping nozzle, 5 Is an electromagnetic induction heating furnace, 6 is a tubular flame burner, 7 is a tropical zone, 8 is a hot air gas thermometer, 10 is a cooling zone, 11 is a static pressure pad, 12 is a control device, and 13 is a steel plate.
本発明に係る縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置は、焼鈍炉(図示せず)から出た鋼板13を浸漬する亜鉛ポット2と、前記亜鉛ポット2から出た後の鋼板の通搬方向を上方向に変更させるシンクロール3と、該鋼板に所定の目付量に亜鉛を付着させるワイピングノズル4と、付着させた亜鉛を鋼板表面で合金化させる電磁誘導加熱炉5と、めっき層に鉄を拡散させて合金化を行う保熱帯7、合金化を停止させる冷却帯10を基本構成とし、前記保熱帯7の下方、または保熱帯7の入口に、複数の管状火炎バーナ6を、鋼板を挟んで対向させるように配置することを特徴とする。
The vertical alloyed hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus according to the present invention includes a
管状火炎バーナ6を保熱帯7の下方、または保熱帯7の入口直前に配置し、鋼板に直接火炎を当てることなく、また管状火炎バーナ6は高空気比燃焼とすることにより燃焼排ガス温度を調整することができるので、局所的な鋼板の温度上昇が防止できる。
The
また、本発明に係る縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置は保熱帯7の鋼板出側となる上部に、鋼板振動を抑制する静圧パッド11を設けてもかまわない。
Further, the vertical alloyed hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus according to the present invention may be provided with a
尚、管状火炎バーナ6は、先端が開放された管状の燃焼室と、ノズル噴射口が前記燃焼室の内面に開口し、燃料と酸素含有ガスを別々あるいは予混合して吹き込むノズルを備え、各ノズルの噴射方向が燃焼室内周面の接線方向とほぼ一致している構造のものである。
The
図2に、本発明の他の実施形態に係る縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置を示す。図1に示した構成の縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置に、更に、保熱帯7の鋼板出側上部に排気ブロア15により熱風を系外に導く吸引ダクト14を設けている。
FIG. 2 shows a vertical alloyed hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention. In addition to the vertical alloyed hot dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus shown in FIG. 1, a
図3に、本発明の他の実施形態に係る縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置を示す。図1に示した構成の縦型合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置の保熱帯7に、鋼板が通過する側の壁面表面の温度を測定する保熱帯壁表面温度計9を設けたものである。以下に、保熱帯壁表面温度計9による保熱帯壁表面温度測定の効果を説明する。
FIG. 3 shows a vertical alloyed hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention. A retentive
保熱帯7における鋼板13への熱の授受は、保熱帯7の内部の気体と鋼板13との熱伝達、保熱帯7の壁と鋼板13との熱放射、さらには保熱帯7の内部の気体が二酸化炭素や水蒸気を含む場合には保熱帯7の内部の気体と鋼板との熱放射とが考えられる。
Transfer of heat to the
これらの中で、気体と鋼板との熱放射は気体温度も比較的低く、かつ気体の放射率が小さいため無視しても大きな誤差は生じ難いものと言える。したがって、鋼板13の温度は、保熱帯7の内部の気体との熱伝達と保熱帯壁との熱放射を考慮すれば良い。
Among these, the heat radiation between the gas and the steel plate has a relatively low gas temperature, and since the gas emissivity is small, it can be said that a large error hardly occurs even if ignored. Therefore, the temperature of the
ところが、移動式保熱帯が設置された直後の保熱帯壁の表面温度は、例え熱風が供給されてもライン外に置かれて冷えているため、目標とするところの鋼板温度と比較してかなり低い。したがって、保熱帯内部の気体温度を鋼板目標温度に設定しても保熱帯壁との熱放射により鋼板温度は目標値まで上昇しない。 However, the surface temperature of the tropical retentive wall immediately after the installation of the mobile retentive area is considerably low compared to the target steel plate temperature because it is placed outside the line and cooled even if hot air is supplied. Low. Therefore, even if the gas temperature inside the retentive zone is set to the steel plate target temperature, the steel plate temperature does not rise to the target value due to thermal radiation with the retentive wall.
そこで、保熱帯壁温度を測定して保熱帯壁との熱放射による受熱量を演算し、鋼板が目標値になるような熱風ガス温度にするために燃料および空気、あるいはどちらかを制御可能とする装置構成と制御方式が鋼板温度を目標値にするために有効である。 Therefore, it is possible to control the fuel and / or air to measure the heat retention wall temperature, calculate the amount of heat received by heat radiation with the heat retention wall, and make the hot air gas temperature so that the steel plate becomes the target value. The device configuration and the control method are effective for setting the steel plate temperature to the target value.
以下実施例について説明する。 図3に示した合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置を用いて、板厚1.4mmの鋼板1を90m/分の速度で亜鉛ポット2に浸漬後、ワイピングノズル4にて目標付着量60g/m2(片面あたり)に調整し、電磁誘導加熱合金化炉5にて鋼板温度を520℃まで昇温後、約10m長さの保熱帯域に通搬させ、保熱帯域前後の鋼板表面温度を調べた。
Examples will be described below. 3 is immersed in the
移動式保熱帯7には、管状火炎バーナを主要部とする熱風発生装置6が設置されている。また、保熱帯7には熱風発生装置からでた熱風温度を測定するための温度計8、および保熱帯7の壁表面の温度を測定する温度計9を取り付けた。
A
本実施例では、熱風発生装置6は、直径50mmで、鋼板幅方向に等間隔に片側6本を設置したものであり、燃料はコークス炉ガスを用い、1本あたり最大15Nm3/hの燃料ガスを供給可能なものとした。
In this embodiment, the
鋼板温度の測定は、移動式保熱帯7がライン内に設置された直後の場合(実施例1)と設置後充分時間が経過して保熱帯壁表面温度が500℃前後まで上昇した場合(実施例2)について行った。また、比較のために、移動式保熱帯を設置していない場合(比較例1)、保熱帯を設置して熱風を供給していない場合(比較例2)、保熱帯を設置直後に鋼板保熱目標温度500℃と同じ500℃の熱風を供給した場合(比較例3)について鋼板温度測定を実施した。
The measurement of the steel sheet temperature is performed immediately after the mobile
それぞれの結果を表1に記す。実施例は本発明実施例を示す。保熱帯設置により鋼板温度の低下は抑制できるものの、さらに保熱帯で合金化を進めるために、本発明例で示したように保熱帯壁の表面温度を考慮して、供給する熱風温度を調整すると、保熱帯の壁温度がまだ冷えている設置直後から精度良く鋼板温度を制御できることが確認された。 The results are shown in Table 1. Examples show examples of the present invention. Although the decrease in steel sheet temperature can be suppressed by installing the tropical zone, in order to further promote alloying in the tropical zone, adjusting the hot air temperature to be supplied in consideration of the surface temperature of the tropical zone wall as shown in the present invention example It was confirmed that the steel plate temperature could be controlled with high accuracy immediately after installation, when the wall temperature in the tropical zone was still cold.
1 装置本体
2 亜鉛ポット
3 シンクロール
4 ワイピングノズル
5 電磁誘導加熱炉
6 管状火炎バーナ
7 保熱帯
8 熱風ガス温度計
9 保熱帯壁表面温度計
10 冷却帯
11 静圧パッド
12 制御装置
13 鋼板
20 亜鉛ポット(従来例)
30 シンクロール(従来例)
40 ワイピングノズル(従来例)
50 合金化炉(従来例)
70 保熱帯(従来例)
100 装置(従来例)
130 合金化溶融亜鉛めっき鋼板(従来例)
140冷却帯(従来例)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus
30 sink roll (conventional example)
40 Wiping nozzle (conventional example)
50 Alloying furnace (conventional example)
70 tropical rain (conventional example)
100 devices (conventional example)
130 Alloyed galvanized steel sheet (conventional example)
140 cooling zone (conventional example)
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JP2003399916A JP2005163057A (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Hot dip galvannealed steel plate manufacturing device, and method for controlling the same |
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