JP2006508240A - 金属ストランドを溶融金属浸漬被覆するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、金属ストランド１、特に鋼ストリップを、溶融金属浸漬被覆するための方法であって、この方法の場合、この金属ストランド１が、少なくとも部分的に、垂直方向に、溶融された被覆金属２を収容する容器３を貫いて、予め設定された搬送速度ｖでもって貫通案内される様式の、上記方法に関する。被覆プロセスの品質を調整するために、本発明により、溶融された被覆金属２内における金属ストランド１の滞留時間ｔが、容器３内における、この溶融された被覆金属２のレベル位置の高さｈの制御、または調節によって、予め設定される。更に、本発明は、金属ストランドを溶融金属浸漬被覆するための装置に関する。

Description

本発明は、金属ストランド、特に鋼ストリップを、溶融金属浸漬被覆するための方法であって、この方法の場合、この金属ストランドが、少なくとも部分的に、垂直方向に、溶融された被覆金属を収容する容器を貫いて、予め設定された搬送速度でもって貫通案内される様式の、上記方法に関する。更に、本発明は、金属ストランドを溶融金属浸漬被覆するための装置に関する。

古典的な金属ストリップのための金属浸漬被覆設備は、メンテナンス頻度の高い部分を、即ち、この被覆容器内に設けられた装備を有している被覆容器を備えている。これら被覆されるべき金属ストリップの表面は、被覆の前に、酸化残余物を洗浄されねばならず、且つ、被覆金属との結合のために活性化されねばならない。この理由から、これらストリップ表面は、この被覆の前に、還元雰囲気内における熱プロセス内において処理される。酸化被膜が、前もって、化学的、または研磨的に除去されるので、還元状態の熱プロセスでもって、これら表面は、これら表面がこの熱プロセスの後に金属的に純粋な状態で存在するように活性化される。

ストリップ表面の活性化でもって、しかしながら、囲繞する空気酸素のためのこれらストリップ表面の親和力は増大する。被覆プロセスの前の空気酸素が、再び、これらストリップ表面に到達可能であることを防止するために、これらストリップは、浸漬細長管内において、上方から、浸漬被覆浴内へと導入される。被覆金属が、流動状態の様式で存在し、且つ、重力が、吹払い装置との協働で、被覆厚さの調節のために利用され、後続する諸プロセスが、しかしながら、ストリップ接触を、被覆金属の完全な凝固状態に至るまで禁止するので、このストリップは、被覆容器内において、垂直方向に方向転換されねばならない。このことは、流動状態の金属内において転動するローラーでもってなされる。流動状態の被覆金属によって、このローラーは、強い磨耗の支配下にあり、且つ、諸停止の、および従って生産作業における突然の停止の原因である。

マイクロメートルの範囲内において変動可能な、所望の僅かな被覆金属の載置厚さによって、ストリップ表面の品質に対する高い諸要件が課される。このことは、同様にストリップを案内するローラーの表面も、高い品質でなければならないことを意味する。これらローラーの表面に対する障害は、一般的に、ストリップ表面における損害を誘起する。このことは、設備のたびたびの停止に関する更に別の理由である。

流動状態の被覆金属内において転動するローラーと関連している諸問題を回避するために、その被覆容器の下の領域内において、垂直方向のストリップ貫通案内のための案内通路を、上方に向かって有する、下方へと開いている被覆容器を使用すること、および、封隙のために電磁的な閉鎖部を使用することのための試みがなされた。この場合、電磁的な誘導子が重要な要素であり、これら誘導子は、押し戻しする、ポンピングする、もしくは拘束する、電磁的な交番磁場または移動磁場でもって作動し、これら磁場が、この被覆容器を下方に向かって封隙する。

このような解決策は、例えば、ヨーロッパ特許第６７３ ４４４号明細書（特許文献１）から公知である。下方に向かっての被覆容器の封隙のための電磁的な閉鎖部を、同様に、国際公開第９６／３５３３号パンフレット（特許文献２）に従う解決策、もしくは、特開平５−８６４４６号明細書（特許文献３）に従う解決策も使用している。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２ ０８ ５７８号明細書（特許文献４）から、同様に、電磁的な閉鎖部を有する溶融金属浸漬被覆設備が公知である。金属ストランドの通過速度に依存しない、被覆金属内における金属ストランドの制御可能な滞留継続時間のために、ここで、この金属ストランドの通過の間じゅう、溶融流動状態の被覆材料が、この金属ストランドの表面に対して整向された運動を保持され、且つ、空気の閉鎖のもとで循環される。

全ての上記された解決策は、基本的に、被覆容器内における被覆金属の予め設定されたレベル位置が達成しようとされることを目指している。一般には、被覆浴を通る金属ストランドの通過速度は、溶融金属浸漬被覆の様式および品質に対する重要な調整パラメータとして援用される。ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２ ０８ ５７８号明細書（特許文献４）内において開示された解決策を除いて、更に、大抵の場合、アクティブに溶融金属浸漬被覆プロセスを調整する、如何なる可能性も存在しない。即ち、被覆媒体内における金属ストランドの滞留時間は、公知の溶融金属浸漬被覆方法の場合、動的に、大抵の場合、被覆容器を通るこの金属ストランドの通過速度を介して変更される、何故ならば、被覆浴レベルが、ただ極めて緩慢にだけ、この金属ストランドに沿っての被覆成果を介して、低減可能であるからである。この被覆浴レベルは、それ故に、即ち、品質上の特徴の調節するための動的な調節部材として使用され得ない。
ヨーロッパ特許第６７３ ４４４号明細書 国際公開第９６／３５３３号パンフレット 特開平５−８６４４６号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２ ０８ ５７８号明細書

従って、本発明の根底をなす課題は、その方法、もしくはその装置でもって、必然的に、溶融された被覆金属を通る金属ストランドの通過速度を変更すること無しに、溶融金属浸漬被覆のパラメータの効率の良い調整を行うことが可能である、金属ストランドを溶融金属浸漬被覆するための方法、および所属する装置を提供することである。

本発明によるこの課題の解決策は、溶融された被覆金属内における金属ストランドの滞留時間が、容器内における、この溶融された被覆金属のレベル位置の高さの制御、または調節によって、予め設定されることによって特徴付けられる。

本発明のコンセプトは、即ち、溶融金属浸漬被覆プロセスの品質を調整する、パラメータの合目的な調整のために、被覆容器内における溶融された被覆金属のレベル位置の高さが援用されることを目指している。このやり方でもって、被覆装置を通る金属ストランドの搬送速度が変化される必要無しに、被覆品質を調整することは可能である。

第１の他の構成は、金属ストランドが、専ら垂直方向にだけ、溶融された被覆金属を通って、および、容器の前方に接続されている案内通路を通って貫通案内されること、および、
この容器内におけるこの被覆金属の抑制のために、電磁的な場が、少なくとも２つの、この金属ストランドの両側にこの案内通路の領域内において設けられた誘導子を用いて形成されること、
を目指している。
この構成に従って、即ち、自体で公知の、電磁的な底部閉鎖を有するＣＶＧＬ方法（Continuous Vertical Galvanising Line）が使用される。

更に、容器を通る、金属ストランドの搬送速度が、十分に一定に保持されることは有利である。

金属ストランドを、溶融金属浸漬被覆するための本発明による装置であって、
この装置内において、この金属ストランドが、少なくとも部分的に、垂直方向に、溶融された被覆金属を収容する容器を貫いて貫通案内される様式の上記装置は、
溶融された被覆金属内における金属ストランドの予め設定された滞留時間に依存して、容器内における溶融された被覆金属のレベル位置の高さを制御または調節するための手段が設けられていることによって特徴付けられる。

この装置は、その場合に有利には、容器の前方に接続されている案内通路、並びに、
この容器内における被覆金属の抑制のための電磁的な場を形成するための、少なくとも２つの、金属ストランドの両側にこの案内通路の領域内において設けられた誘導子、
を有している（ＣＶＧＬ方法）。

有利には、容器内における、溶融された被覆金属のレベル位置の高さを制御または調節するための手段は、この容器内における、この溶融された被覆金属のレベル位置を測定するための測定手段、および、このレベル位置を調整するための手段を有しており、これら手段が、制御または調節装置と結合状態にある。

更に、溶融された被覆金属のレベル位置を調整するための手段は、容器から受け容器内へと、溶融された被覆金属を排出するための流出部、並びに、この受け容器からこの容器内へと、溶融された被覆金属を搬送するためのポンプを有している。その際、この受け容器は、有利には、この容器の下に設けられている。

容器内における、溶融された被覆金属のレベル位置を、可能な限り効率良く、且つ迅速に調整するために、容器の収容容積が、受け容器の収容容積よりも、何倍もより小さく；且つ、この場合、特に、この容器の収容容積が、この受け容器の収容容積の５から２０％までの間の値であることが有用であることが実証されている。

図に、本発明の１つの実施例が図示されている。このただ１つの図は、概略的に、溶融金属浸漬被覆装置を、この溶融金属浸漬被覆装置を通って案内される金属ストランドと共に示している。

この装置は、溶融流動状態の被覆金属２でもって満たされた容器３を有している。この被覆金属は、例えば、亜鉛、またはアルミニウムである。鋼ストリップの様式の被覆されるべき金属ストランド１は、この容器３を、搬送方向Ｒにおいて、垂直方向に上方に、予め設定され、且つプロセス内において一定に保持された搬送速度ｖでもって通過する。

ここで、この金属ストランド１が、この容器３を上方から下方へと通過することは、基本的に、同様に可能であるということをコメントしておきましょう。

容器３を貫いての金属ストランド１の貫通のために、この容器は、底部領域内において開放されており；且つ、ここで、案内通路４が設けられている。溶融流動状態の被覆金属２が、この案内通路４を通って、下方へと流出可能でないために、この金属ストランド１の両側に、磁気的な場を形成する、２つの電磁的な誘導子５が設けられており、この場が、体積力をこの流動状態の金属内において誘起し、これら体積力が、この被覆金属２の重力に対して反対に作用し、且つ従って、この案内通路４を、下方に向かって封隙する。

誘導子５は、２つの、向かい合わせに配設された交番磁場誘導子、または誘導子であり、これら誘導子が、２Ｈｚから１０ｋＨｚまでの周波数領域内において作動され、且つ、電磁的な横方向場を、搬送方向Ｒに対して垂直方向に構成する。単相のシステム（交番磁場誘導子）のための有利な周波数領域は、２ｋＨｚと１０ｋＨｚとの間にあり、多相のシステム（例えば、移動磁場誘導子）のための有利な周波数領域は、２Ｈｚと２ｋＨｚとの間にある。

この提案された溶融金属浸漬被覆装置の場合、適当な手段を介して、アクティブに、容器３内における溶融された被覆金属２のレベル位置ｈが調整され、且つ、このレベル位置が、合目的に、プロセスパラメータの加減調整のために、且つ従って、被覆の品質に援用される。

この目的で、レベル位置の高さｈを制御または調節するための手段６が設けられており、その際、図から、このレベル位置ｈが、最低のレベル位置ｈ_minと最高のレベル位置ｈ_maxとの間の広い範囲内において移動可能であることは見て取れる。

容器３内におけるレベル位置の現在の高さｈ、並びに、金属ストランド１の搬送速度ｖを介して、被覆金属２内におけるこの金属ストランド１の滞留時間ｔが与えられ；且つ、このことから、他方また、溶融金属浸漬被覆プロセスのための重要な調整パラメータ（Einflussparameter）が与えられる。

ベル位置の高さｈを制御または調節するための手段６は、先ず第一に、測定手段７を備えており、この測定手段でもって、現在のレベル位置ｈが測定される。この測定手段７によって測定された値は、制御または調節装置１０に供給される。この制御または調節装置は、被覆金属２内における金属ストランド１の滞留時間ｔの所望の値も与えられる。この制御または調節装置１０は、レベル位置ｈの加減調整のための手段８、９を、とりわけ、それでもって溶融流動状態の被覆金属２が容器３から排出される、流出部８、並びに、それでもってこの被覆金属２がこの容器３内へとポンピングされる、回転数制御されたポンプ９を調整可能である。この容器３内へ、もしくはこの容器３からの、被覆金属２の流入もしくは流出に対する、適当な影響力の行使によって、所望の、もしくは必要とされるレベル位置ｈは、この制御または調節装置１０によって制御もしくは調節された状態で維持される。

上記の目的で、容器３の下に、受け容器１１が設けられている場合、特に有利である。この実施例において見られるように、管状導管１２は、流出部８を、この受け容器１１と結合している。同じやり方で、管状導管１３が設けられており、この管状導管内において、ポンプが設けられており、このポンプでもって、被覆金属２が、この受け容器１１から、この容器３内へとポンピングされる。

被覆浴レベルは、即ち、流出部８、およびポンプ９を介して、動的に調節、もしくは制御される。従って、レベル位置ｈを、被覆された金属ストランド１の品質制御のための調節量として使用することは可能である。

被覆浴レベルｈの合目的な変更によって、 −一定の搬送速度ｖの場合の− 被覆金属２内における金属ストランド１の滞留時間ｔの、この被覆浴レベルの変更に伴って現れる変更を介して、被覆装置の後ろで、被覆された状態で存在する金属ストランド１の品質上の特徴は、調節、もしくは再調整される。

本発明の１つの実施例の図である。

符号の説明

１ 金属ストランド（鋼ストリップ）
２ 被覆金属
３ 容器
４ 案内通路
５ 誘導子
６ レベル位置の高さを制御または調節するための手段
７ レベル位置を測定するための測定手段
８ レベル位置の調整のための手段、流出部
９ レベル位置の調整のための手段、ポンプ
１０ 制御または調節装置
１１ 受け容器
１２ 管状導管
１３ 管状導管
ｖ 搬送速度
ｔ 滞留時間
ｈ 容器内における、溶融された被覆金属のレベル位置
ｈ_min 最低のレベル位置
ｈ_max 最高のレベル位置
Ｒ 搬送方向

Claims (10)

1. 金属ストランド（１）、特に鋼ストリップを、溶融金属浸漬被覆するための方法であって、
   この方法の場合、この金属ストランド（１）が、少なくとも部分的に、垂直方向に、溶融された被覆金属（２）を収容する容器（３）を貫いて、予め設定された搬送速度（ｖ）でもって貫通案内される様式の、上記方法において、
   溶融された被覆金属（２）内における金属ストランド（１）の滞留時間（ｔ）が、容器（３）内における、この溶融された被覆金属（２）のレベル位置の高さ（ｈ）の制御、または調節によって、予め設定されることを特徴とする方法。
2. 金属ストランド（１）は、専ら垂直方向にだけ、溶融された被覆金属（２）を通って、および、容器（３）の前方に接続されている案内通路（４）を通って貫通案内されること、および、
   この容器（３）内におけるこの被覆金属（２）の抑制のために、この案内通路（４）の領域内において、電磁的な場が、少なくとも２つの、この金属ストランド（１）の両側に設けられた誘導子（５）を用いて形成されること、
   を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 容器（３）を通る、金属ストランド（１）の搬送速度（ｖ）は、十分に一定に保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 金属ストランド（１）、特に鋼ストリップを、溶融金属浸漬被覆するための装置であって、
   この装置内において、この金属ストランド（１）が、少なくとも部分的に、垂直方向に、溶融された被覆金属（２）を収容する容器（３）を貫いて貫通案内される様式の、上記装置において、
   溶融された被覆金属（２）内における金属ストランド（１）の予め設定された滞留時間（ｔ）に依存して、容器（３）内における溶融された被覆金属（２）のレベル位置の高さ（ｈ）を制御または調節するための手段（６）が設けられていることを特徴とする装置。
5. 装置は、容器（３）の前方に接続されている案内通路（４）、並びに、
   この容器（３）内における被覆金属（２）の抑制のための電磁的な場を形成するための、少なくとも２つの、金属ストランド（１）の両側にこの案内通路（４）の領域内において設けられた誘導子（５）、
   を有していることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 容器内（３）における、溶融された被覆金属（２）のレベル位置の高さ（ｈ）を制御または調節するための手段（６）は、この容器（３）内における、この溶融された被覆金属（２）のレベル位置（ｈ）を測定するための測定手段（７）、および、このレベル位置（ｈ）を調整するための手段（８、９）を有しており、これら手段が、制御または調節装置（１０）と結合状態にあることを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
7. 溶融された被覆金属（２）のレベル位置（ｈ）を調整するための手段（８、９）は、
   容器（３）から受け容器（１１）内へと、溶融された被覆金属（２）を排出するための流出部）８）、並びに、
   この受け容器（３）からこの容器（１１）内へと、溶融された被覆金属（２）を搬送するためのポンプ（９）を有していることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 受け容器（１１）は、容器（３）の下に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 容器（３）の収容容積は、受け容器（１１）の収容容積よりも、何倍もより小さいことを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
10. 容器（３）の収容容積は、受け容器（１１）の収容容積の５から２０％までの間の値であることを特徴とする請求項９に記載の装置。

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