CN101796209B - 热镀金属钢带的制造装置 - Google Patents

Abstract

一种热镀金属钢带的制造装置，从在热镀金属槽上方夹持钢带(2)并在其两侧相向配置的擦拭喷嘴向从热镀金属槽(8)连续地拉起的钢带(2)喷吹气体，来控制附着金属的厚度，其中，在浴内支承辊(5)上方的浴面下的钢带(2)的两侧，以不接触钢带(2)和浴内支承辊(5)的方式设置整流板(1)，所述整流板(1)具备以覆盖浴内支承辊(5)的外圆周面的浴面侧1/4以上的方式形成的辊覆盖部分和在其上方配置并以与钢带相向的方式形成的钢带相向部分，所述整流板(1)的钢带相向部分与辊覆盖部分的钢带侧端部连接。

Description

热镀金属钢带的制造装置

技术领域

本发明涉及在热镀金属工艺中，能够减少熔融金属的飞溅物飞散的热镀金属钢带的制造装置(an apparatus for producing a hot-dip metalcoated steel strip)。

背景技术

在连续热镀工艺等中，如图1所示，通常设置有下述控制熔融金属的附着量(镀层附着量)(coating weight)的气体擦拭装置：使钢带2浸渍在充满镀槽8内的热浸镀金属浴7中，利用导辊6(sink roll 6)改变方向，然后在将该钢带2向垂直上方拉起的工序之后，从夹持该钢带2并相向设置的在钢带宽度方向上延伸的气体擦拭喷嘴3向钢带上喷射加压气体，除去过量的熔融金属，以使附着在钢带表面的熔融金属在板宽方向和板长方向上均匀地达到规定的镀层厚度。

为了使气体擦拭部的钢带移动位置稳定，通常，在导辊6上方的浴面下配置浴内支承辊5(submersed support roll 5)，另外在进行合金化处理等时，根据需要在气体擦拭喷嘴3上方设置浴上支承辊4(supportroll outside the bath)。

气体擦拭喷嘴3为了在适应各种钢带宽度的同时适应钢带拉起时在宽度方向的偏移等，通常比钢带宽度长，即延伸至钢带2的宽度端部外侧。在这种气体擦拭装置中，由于冲击钢带2的射流混乱，因此向钢带下方落下的熔融金属向周围飞散，产生所谓的飞溅物，导致钢带的表面质量的降低。

另外，在连续工艺中，为了使产量增加，可以使钢带通过速度增加，但在连续热镀工艺中利用气体擦拭方式控制镀层附着量时，由于熔融金属的粘性，随着生产线速度的增加，钢带的刚通过镀浴后的初期附着量增加，因此，为了将镀层附着量控制在一定范围内，不得不将擦拭气体压力设定为更高压力，由此，飞溅物大幅增加，变得无法维持良好的表面质量。

为了解决上述问题，在从热镀金属槽到擦拭喷嘴之间，一定程度上减少钢带所附带的过量的熔融金属，从而降低刚通过镀浴后的初期附着量的方法公开如下。

专利文献1：日本特开2004-76082号公报中公开了下述热镀金属装置，其在镀液中支承辊和气体擦拭喷嘴之间、在钢带的两侧以非接触的方式设置相向的熔融金属减少构件，并在除掉过量的镀层后，利用气体擦拭来调整镀层厚度，该熔融金属减少构件的形状优选为矩形、具有越往下端与钢带内外表面的距离越大的导入部的形状或圆柱体，该熔融金属减少构件的设置位置最优选为跨越镀液面的上下的位置。

专利文献2：日本特开2005-15837号公报中公开了一种热镀金属装置，其在钢带两侧设置相对钢带倾斜的刮刀刮取装置，从而在离开镀液面时除去过量的镀层，然后利用气体擦拭调整镀层厚度，其特征在于，该刮刀最接近钢带的部分具有直径30mm以下的圆形。

但是，在专利文献1公开的方法中，在熔融金属减少构件在镀浴面上侧或跨越镀液面的上下的情况下，最终利用气体擦拭除去的熔融金属流落至下方，在钢带和熔融金属减少构件的空隙形成液体积存处，由于从该液体积存处的高度到气体擦拭的距离短，因此结果是减少效果小，而且，在熔融金属减少构件上粘着并固化的金属附着于钢带上而存在发生表面缺陷等的问题。另一方面，在将熔融金属减少构件配置在镀槽内的情况下，通过采用越往熔融金属减少构件的下端与钢带的距离越大的形状，流路逐渐变窄因而熔融金属集中流入、流速局部地增加，存在减少效果减小的问题。

另外，在专利文献2公开的方法中，即使例如使刮刀倾斜并赋予钢带前端部圆形，但仍与专利文献1同样地在上端形成液体积存处，因此从积存处到气体擦拭的距离短，因而结果是减少效果小。

因此，在专利文献1～2的方法中，由于无法充分地显示出减少刚通过镀浴后的初期附着量的效果，因此利用气体擦拭部减少熔融金属的飞溅物的产生的效果不充分。

发明内容

本发明的目的在于，提供减少刚通过镀浴后的初期附着量、无论在通常的钢带通过速度下还是在高速通过时都能减少飞溅物的产生、并能够稳定地制造表面外观优良的热镀金属钢带的热镀金属钢带制造设备。

在从导辊到气体擦拭之间设置用于除去过量的熔融金属的熔融金属减少构件时，如上所述由于液体积存位置与气体擦拭位置的距离短而结果产生无法减少过量镀层量的问题，本发明人由此得出了最好将熔融金属减少构件设置在镀液面下侧的结论。但是，若熔融金属减少构件的截面形状仍为现有技术的形状则镀层减少效果小。因此，为了有效地减少从镀槽取出的钢带所附带的熔融金属镀层的量，使用模拟熔融金属减少构件周围的熔融金属的流动的水模型装置，进行了详细的流动分析。其结果可知，对随钢带提起的熔融金属的量产生影响的是在钢带表面附近沿钢带前进方向流动的所谓的伴流，越是使该流动减少则越有效。

本发明人基于以上的见解，对用于除去钢带所附带的过量的熔融金属的熔融金属减少构件的形状等进行了专心研究，其结果是作为熔融金属减少构件，构想出具备覆盖浴内支承辊的外圆周面的浴面侧1/4以上的部分和与钢带相向的部分的整流板，从而完成了具有以下特征的发明。

(1)一种热镀金属钢带的制造装置，从在热镀金属槽上方夹持钢带并在钢带两侧相向配置的擦拭喷嘴向从热镀金属槽连续地拉起的钢带喷吹气体，来控制附着金属的厚度，其特征在于，在浴内支承辊上方的浴面下的钢带的两侧，以不接触钢带和浴内支承辊的方式设置整流板(baffle plate)，所述整流板具备以覆盖浴内支承辊的外圆周面的浴面侧1/4以上的方式形成的辊覆盖部分(roll covered portion)和在该辊覆盖部分的上方配置并以与钢带相向的方式形成的钢带相向部分，所述整流板的钢带相向部分与辊覆盖部分的钢带侧端部连接。

(2)如(1)所述的热镀金属钢带的制造装置，其中，所述整流板的辊覆盖部分与浴内支承辊的最近距离为100mm以下，所述整流板的钢带相向部分与钢带的最近距离为100mm以下。

(3)如(1)或(2)所述的热镀金属钢带的制造装置，其中，所述整流板的钢带相向部分的最上部与金属镀浴面的距离在100mm以内。

(4)如(1)～(3)中任一项所述的热镀金属钢带的制造装置，其中，将钢带与整流板的最近距离设为S[mm]、浴内支承辊与整流板的最近距离设为Sr[mm]、整流板所覆盖的浴内支承辊外圆周面的浴面侧圆弧的长度设为Lr[mm]、整流板的钢带相向部分的长度设为L[mm]时，满足Lr×Sr≥S×L。

根据本发明，通过在镀浴中设置具备覆盖浴内支承辊的外圆周面的浴面侧1/4以上的部分和与钢带相向的部分的整流板，能够在减少钢带所附带的过量的熔融金属量之后利用气体擦拭调整镀层厚度，因此能够大幅降低飞溅物的产生量。而且，利用现有技术提高钢带通过速度时飞溅物的产生量大幅增加，但根据本发明，即使大幅提高通过速度也能够抑制飞溅物的产生，可以维持高生产率地制造无表面缺陷的镀层钢带。

附图说明

图1是表示一般的热镀金属钢带制造装置的图。

图2是表示本发明的热镀金属钢带制造装置的一个实施方式的图。

图3是表示本发明的热镀金属钢带制造装置上设置的整流板的截面形状的一个实施方式及整流板周围的熔融金属的流动的图。

图4是说明本发明的整流板的设置方法的图。

图5是说明本发明的热镀金属钢带制造装置上设置的整流板的截面形状的其它实施方式的图。

图6是说明本发明的热镀金属钢带制造装置上设置的整流板的截面形状的其他实施方式的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施的方式进行说明。在以下的图中，对与已说明的图所表示的部分作用相同的部分赋予相同的标记，并省略其说明。图2是表示本发明的热镀金属钢带制造装置的一个实施方式的图。在图2中，1为整流板。整流板1设置在各浴内支承辊5上方的浴面下的钢带2的两侧。

整流板1具备以非接触地覆盖浴内支承辊5的外圆周面的方式形成的部分(辊覆盖部分)和以非接触地与钢带相向的方式形成的部分(钢带相向部分)。钢带相向部分设置在辊覆盖部分的上方，钢带相向部分的下端与辊覆盖部分的钢带侧端部连接。旋转驱动浴内支承辊5，以使其距钢带最近部与钢带的前进方向为同方向。

图3是表示图2的装置上设置的整流板1的截面形状的一个实施方式及该整流板1周围的熔融金属的流动的图。11是伴随浴内支承辊5产生的流动，12是伴随钢带2产生的流动，13是由流动11产生的流动。

若在镀浴面下的浴内支承辊5上方设置整流板1，则在浴内支承辊5和整流板1之间，产生伴随浴内支承辊5的流动11。若产生流动11，则即使产生随钢带2前进的伴流12，也会在钢带2和整流板1之间产生与钢带2的前进方向相反方向的强制性的流动13，从而大幅地抑制伴流12。由此，能够减少从镀浴拉起的钢带所附带的过量的熔融金属量。

为了通过由浴内支承辊5的旋转产生的伴流11使钢带2和整流板1之间充分地产生与钢带2的前进方向相反方向的流动13，整流板1的覆盖浴内支承辊5的部分的长度需要达到覆盖浴内支承辊5的外圆周面的浴面侧1/4以上(25％以上)的长度。覆盖浴内支承辊5的部分的长度只要是不接触钢板的范围，则长度越长效果越好。在浴内支承辊5的外圆周面的浴面侧1/4以上(25％以上)且小于浴内支承辊5的外圆周面的浴面侧100％的范围内且不接触钢带2即可。这里，整流板1覆盖浴内支承辊5的长度是指，在与浴内支承辊中心线垂直的截面上，在向浴内支承辊5的中心投影整流板1时，浴内支承辊5外圆周面中的整流板1的投影弧长。

另外，整流板1与浴内支承辊5的距离优选为100mm以下，进一步优选为50mm以下。若距离大于100mm则伴流11的流动减弱，因此不会产生流动13，减少钢带所附带的过量的熔融金属量的效果降低。而且，若达到50mm以下，则能够抑制减少钢板所附带的过量的熔融金属量的流动本身，因此减少钢板所附带的过量的熔融金属量的效果进一步增大。只要整流板1不与浴内支承辊5接触，则即使整流板1与浴内支承辊5的距离减小也没有关系。整流板1与浴内支承辊5的距离只要大于0mm即可。

另外，整流板1与钢带2的距离优选为100mm以下，进一步优选为50mm以下。若大于100mm，则与钢带2的前进方向相反方向的流动13没有给随钢带2前进的伴流12带来影响，减少钢带所附带的过量的熔融金属量的效果降低。另外，若达到50mm以下，则能够抑制伴随钢带产生的流动本身，因此减少钢带所附带的过量的熔融金属量的效果进一步增大。只要整流板1不与钢带2接触，则即使整流板1与钢带2的距离减小也没有关系。整流板1与浴内支承辊5的距离只要大于0mm即可。

整流板1不需要与浴内支承辊5保持固定的距离，而且也不需要与钢带2保持固定的距离。因此，整流板1的覆盖浴内支承辊5的部分的形状并不限为圆弧形，而且整流板1的与钢带2相向的部分也可以不与钢带平行。

整流板1的上端优选设置在距金属镀浴面100mm以内的位置。若距浴面的距离大于100mm，则在整流板1的上方，随钢带2前进的伴流12增强，减少钢带所附带的过量的熔融金属量的效果降低。若整流板1的上端在金属镀浴面上，则被擦拭掉的过量的熔融金属附着在整流板1的上端，存在损伤钢板的问题。

接着，如图4所示，对于将覆盖浴内辊的部分制成与浴内支承辊5具有相同中心的圆弧、将钢带相向部分制成与钢带表面平行的形状的整流板1，研究了整流板的减少性能。其结果发现，将钢带2与整流板1的距离设为S[mm]、浴内支承辊5与整流板1的距离设为Sr[mm]、整流板1所覆盖的浴内支承辊5的外圆周面的浴面侧圆弧的长度设为Lr[mm]、整流板1的与钢带2平行的部分的长度设为L[mm]时，为了减少从镀浴拉起的钢带所附带的过量的熔融金属量，更优选满足下式(1)。

Lr×Sr≥S×L…(1)

并且，支承辊圆周速度Vr与钢带速度Vp同步，钢带2与整流板1的距离S以及浴内支承辊5与整流板1的距离Sr均为100mm以下，整流板1所覆盖的浴内支承辊5的外圆周面的浴面侧圆弧的长度Lr在πD/4以上。

式(1)的左侧越大，则越可以使减少钢带所附带的过量的熔融金属量的效果提高。

若整流板1的覆盖浴内支承辊5的部分的形状不是图3这样的圆弧，而是例如图5(a)这样的水平部分与垂直部分连接的反L型形状、或图5(b)这样的在水平部分与垂直部分之间存在倾斜部分的形状，则产生少许压力损失而效果降低，但通过以浴内支承辊5的钢带侧和浴面侧的辊外圆周面(图5(a)、(b)的四分之一圆AOB的圆弧部分。其中，AO与钢带表面成直角，BO与钢带表面平行)与整流板1的最近距离Sr’作为代表距离Sr来应用于式(1)，可以算出大致的效果。

另外，整流板1的与钢带2相向的部分不只是如图3这样与钢带表面平行的形状，即使是例如图6这样在钢带前进方向上相对钢带表面倾斜的形状，通过以钢带2与整流板1的最近距离S’作为代表距离S、并将向钢带表面投影整流板1的钢带相向部分时整流板1的钢带相向部分的钢带通过方向的投影长度设为L来应用于式(1)，也可以算出大致的效果。

实施例

在连续热镀锌生产线上设置图2所示的热镀金属钢带的制造装置，进行热镀锌钢带的制造实验。整流板1由于安装在支承辊5的框架上，因此在生产线运转中不能任意地移动。

在上述连续热镀锌生产线中，配置在钢带2的两侧的浴内支承辊之间的垂直方向偏移量为200mm，浴面与靠近浴面侧的浴内支承辊上端的距离为80mm。考虑与外围设备的布局，将浴内支承辊5与整流板1的距离Sr设为20mm，将钢带2与整流板1的距离S设为固定的30mm，或者，将整流板的钢带相向部分制成上端20mm、下端30mm的倾斜形状，延长整流板1的与钢带平行部分的长度至与熔融锌液面的距离达到30mm。将整流板1的覆盖浴内支承辊5的部分的形状制成圆弧。整流板1的钢带宽度方向长度与气体擦拭喷嘴相当，设为2000mm。浴内支承辊直径D为400mm。

热镀锌钢带制造条件为，气体擦拭喷嘴的狭缝：0.8mm、气体擦拭喷嘴-钢带距离：7mm、距熔融锌浴的喷嘴高度：400mm、熔融锌浴温度：460℃；制造的钢带的尺寸为厚0.8mm×宽1.2m；镀层附着量为单面45g/m²。将其它的制造条件及整流板1的覆盖浴内支承辊5的外圆周面的浴面侧的部分的长度Lr、钢带与整流板的最近距离S、整流板的钢带相向部分的长度L、浴内支承辊与整流板的最近距离Sr和成为产品质量指标的飞溅物产生量的调查结果示于表1。飞溅物产生量是指，在各种制造条件下由检查工序判断的存在飞溅物缺陷的钢带长度相对于通过的钢带长度的比率，其包含了实际使用中不成为问题的轻微的飞溅物缺陷。

实施例1及2是整流板1的覆盖浴内支承辊5的外圆周面的浴面侧的部分的长度Lr不同的例子，但与比较例1相比均得到了大幅的飞溅物减少效果。实施例3是将整流板1的钢带相向部分的形状制成上端20mm、下端30mm的倾斜形状的例子，但与比较例1相比得到了大幅的飞溅物减少效果。实施例4及比较例2是将钢带通过速度提高至4.0m/s的例子，但在比较例2中大量产生飞溅物，是无法操作的情况，与此相对，在实施例4中，可以实现比现状的2.5m/s良好的质量水平下的操作。

本发明的装置能够作为减少飞溅物的产生且表面外观优良的热镀金属钢带的制造设备来进行利用。本发明的装置，由于在钢带高速通过时也能够抑制飞溅物的产生，因此能够作为维持高的生产率地制造表面外观优良的热镀金属钢带的装置来进行利用。

Claims (3)

1.一种热镀金属钢带的制造装置，从在热镀金属槽上方夹持钢带并在钢带两侧相向配置的气体擦拭喷嘴向从热镀金属槽连续地拉起的钢带喷吹气体，来控制附着金属的厚度，其中，

在浴内支承辊上方的浴面下的钢带的两侧，以不接触钢带和浴内支承辊的方式设置整流板，所述整流板具备以覆盖浴内支承辊的外圆周面的浴面侧1/4以上的方式形成的辊覆盖部分和在该辊覆盖部分的上方配置并以与钢带相向的方式形成的钢带相向部分，所述整流板的钢带相向部分与辊覆盖部分的钢带侧端部连接，

所述整流板的辊覆盖部分与浴内支承辊的最近距离为100mm以下，所述整流板的钢带相向部分与钢带的最近距离为100mm以下。

2.如权利要求1所述的热镀金属钢带的制造装置，其中，所述整流板的钢带相向部分的最上部与金属镀浴面的距离在100mm以内。

3.如权利要求1或2所述的热镀金属钢带的制造装置，其中，将钢带与整流板的最近距离设为S、浴内支承辊与整流板的最近距离设为Sr、整流板所覆盖的浴内支承辊外圆周面的浴面侧圆弧的长度设为Lr、整流板的钢带相向部分的长度设为L时，满足Lr×Sr≥S×L，其中，S、Sr、Lr和L的单位为mm。

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