JP2010215929A - Equipment for manufacturing hot-dip metal coated steel strip and method for manufacturing hot-dip metal coated steel strip - Google Patents
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本発明は、溶融めっきプロセスにおいて、通常通板速度においても、また高速通板時においても、溶融金属のスプラッシュの発生を低減し、表面外観に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できる溶融金属めっき鋼帯製造設備及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法に関するものである。 The present invention reduces the occurrence of molten metal splash in the hot dipping process at both normal plate passing speed and high speed plate passing, and can stably produce a hot dipped steel strip with excellent surface appearance. The present invention relates to a metal-plated steel strip manufacturing facility and a method for manufacturing a molten metal-plated steel strip.
連続溶融めっきプロセス等においては、図4に示すように、一般的に溶融金属が満たされているめっき浴8に鋼帯3を浸漬させシンクロール7で方向転換した後、該鋼帯3を鉛直上方に引き上げる工程の後に、鋼帯表面に付着した溶融金属が板幅方向および板長手方向に均一に所定のめっき厚になるように、この鋼帯3を挟んで対向して設けた鋼帯幅方向に延在するワイピングノズル1から加圧気体を鋼帯上に噴出させて、余剰な溶融金属を絞り取り、溶融金属の付着量(めっき付着量)を制御するガスワイピング装置が設けられている。
In a continuous hot dipping process or the like, as shown in FIG. 4, the
ガスワイピング部での鋼帯走行位置を安定化させるために、通常、シンクロール7上方の浴面下のめっき浴中に、サポートロール6が配置され、また合金化処理等を行う場合は必要に応じてワイピングノズル1上方にサポートロール5が設置される。
In order to stabilize the steel strip traveling position in the gas wiping section, the
ワイピングノズル1は、多様な鋼帯幅に対応すると同時に鋼帯引き上げ時の幅方向のズレなどに対応するため、通常、鋼帯幅より長く、すなわち鋼帯3の幅端部より外側まで延びている。このようなガスワイピング装置では、鋼帯3に衝突した噴流の乱れによって鋼帯下方に落下する溶融金属が周囲に飛び散る、いわゆるスプラッシュが発生して、鋼帯の表面品質の低下を招く。
The
また、連続プロセスにおいて、生産量を増加させるには、鋼帯通板速度を増加させればよいが、連続溶融めっきプロセスにおいてガスワイピング方式でめっき付着量を制御する場合、溶融金属の粘性により、鋼帯通板速度の増加に伴って鋼帯のめっき浴通過直後の初期付着量(持ち上げ量)が増加するため、めっき付着量を一定範囲内に制御するには、ワイピングガス圧力をより高圧に設定せざるを得ず、それによってスプラッシュが大幅に増加し、良好な表面品質を維持できなくなる。 Moreover, in order to increase the production amount in the continuous process, the steel plate passing speed may be increased. However, in the case of controlling the coating amount by the gas wiping method in the continuous hot dipping process, due to the viscosity of the molten metal, Since the initial adhesion amount (lifting amount) immediately after passing through the plating bath of the steel strip increases as the steel strip passage speed increases, the wiping gas pressure must be increased to control the plating coverage within a certain range. It must be set, which greatly increases splash and makes it impossible to maintain good surface quality.
上記の問題を解決するため、溶融金属めっき槽からガスワイピング部に到達する前に、鋼帯にガスを噴射してある程度余剰な溶融金属を削減しておく方法が以下の通り開示されている。 In order to solve the above-mentioned problem, a method for reducing excess molten metal to some extent by injecting gas into a steel strip before reaching the gas wiping portion from the molten metal plating tank is disclosed as follows.
特許文献1には、図5に示すように、ワイピングノズル11直下に、ワイピングノズル11と平行に設けた補助ノズル12から鋼帯13にガスを噴射し、鋼帯13に付着した余剰金属を除去するとともに、鋼帯表面に沿って流下するワイピングガス14の流れを減衰させる方法が開示されている。
In
特許文献2には、図6に示すように、ワイピングノズル11上方で、鋼帯エッジより外側に配置した補助ノズル16から、鋼帯中央方向に角度をつけてガスを噴射することで、鋼帯13に付着した余剰金属を除去する方法が開示されている。
In
特許文献3には、図7に示すように、鋼帯13の幅方向延長線上に設けたサイドノズル(補助ノズル)17より鋼帯13のエッジに向けてガスを噴射して鋼帯13に付着した余剰金属を除去し、エッジオーバーコートを低減する方法が開示されている。
In
ところが、特許文献1に開示された方法では、ワイピングノズル11で絞られて鋼帯面上を流下する溶融金属が、下部の補助ノズル12からのガスによって堰きとめられ、スプラッシュが余計に増えてしまい、ワイピングノズル11本体への溶融金属の付着も激しく、操業に耐えられるものではなかった。
However, in the method disclosed in
特許文献2に開示された方法では、補助ノズル16からの噴射ガス圧力をワイピングノズル11からのガス噴流を突き抜ける程度まで高めなくてはならず、鋼帯エッジ部分の余剰金属は除去可能であったが、代わりにめっき浴面に到達するガス流速が上がったために浴面スプラッシュが大量に発生し、結果としてスプラッシュ欠陥を抑制することはできなかった。また、鋼帯幅に応じて補助ノズルを幅方向に移動させる装置が必要である。
In the method disclosed in
特許文献3に開示された方法では、板幅に対応して移動するサイドノズル17からガスを噴射しているが、両方のサイドノズル17からのガスが鋼帯センター部分で干渉し、非常に強い乱れを生じ、結果として多量のスプラッシュが発生することがわかった。
In the method disclosed in
本発明は、上記問題点を考慮し、通常通板速度においても、また高速通板時においても、スプラッシュの発生を低減し、表面外観に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できる溶融金属めっき鋼帯製造設備及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法を提供することを課題とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention is a molten metal that can stably produce a molten metal-plated steel strip that reduces the occurrence of splash and is excellent in surface appearance at both normal plate speed and high-speed plate passing. It is an object of the present invention to provide a plating steel strip manufacturing facility and a method for manufacturing a molten metal plated steel strip.
本発明者らは鋭意検討を重ねた。そして、操業上特に問題となるのは鋼帯エッジで発生するエッジスプラッシュであり、ワイピングノズルに到達する前に余剰亜鉛を除去するのは非常に有効な手段であるが、流下してくる溶融金属の流れやワイピングガスの流れに対向するような機構では、結果として別の箇所でスプラッシュを増加させてしまい、十分な効果が得られないことを把握するとともに、流下する溶融金属に噴射するガスの向きによって、溶融金属のスプラッシュ発生状況が大きく変化することを突き止めた。そして、以下の特徴を有する発明を完成させた。 The present inventors made extensive studies. In particular, edge splash that occurs at the edge of the steel strip is a problem in operation, and it is a very effective means to remove excess zinc before reaching the wiping nozzle, but the molten metal that flows down As a result, the mechanism that opposes the flow of the gas and the wiping gas increases the splash at another point, and it is understood that a sufficient effect cannot be obtained. It was found that the state of occurrence of splash of molten metal changes greatly depending on the orientation. And the invention which has the following characteristics was completed.
[1]溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、ワイピングノズルから気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、
前記ワイピングノズルの下方の鋼帯エッジより内側に、ガス噴射方向が鋼帯幅方向センタから鋼帯エッジに向かって下向きでかつ鋼帯面に近づくように、鋼帯進行方向及び鋼帯面と所定角度を有して形成された補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯面にガスを噴射することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。
[1] In a manufacturing apparatus for a molten metal plated steel strip that controls the amount of plating on the surface of the steel strip by blowing a gas from a wiping nozzle onto the surface of the steel strip that is continuously pulled up from the molten metal plating bath.
Inside the steel strip edge below the wiping nozzle, the steel strip traveling direction and the steel strip surface are predetermined so that the gas injection direction is downward from the steel strip width direction center toward the steel strip edge and approaches the steel strip surface. An apparatus for producing a molten metal-plated steel strip, characterized in that an auxiliary nozzle formed with an angle is provided and gas is injected from the auxiliary nozzle onto the steel strip surface.
[2] [1]において、前記補助ノズルは、出口断面が矩形のスリットノズルであることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。 [2] An apparatus for manufacturing a molten metal-plated steel strip according to [1], wherein the auxiliary nozzle is a slit nozzle having a rectangular exit cross section.
[3] [1]または[2]において、前記所定角度は、補助ノズルの上方から補助ノズルを見たときのガス噴射方向と鋼帯面との角度が5〜30°で、鋼帯面に鉛直方向から見たときのガス噴射方向と鋼帯進行方向との角度が20〜70°であることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。 [3] In [1] or [2], the predetermined angle is 5 to 30 degrees between the gas injection direction and the steel strip surface when the auxiliary nozzle is viewed from above the auxiliary nozzle, An apparatus for producing a molten metal-plated steel strip, wherein an angle between a gas injection direction and a steel strip traveling direction when viewed from the vertical direction is 20 to 70 °.
[4] [1]〜[3]のいずれかの溶融金属めっき鋼帯製造装置を用いることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。 [4] A method for producing a molten metal-plated steel strip, comprising using the apparatus for producing a molten metal-plated steel strip according to any one of [1] to [3].
本発明によれば、補助ノズルによって余剰めっき金属を鋼帯上をめっき浴上に流下させることで、ワイピングノズルでワイプされて流下してくる溶融金属の流れやワイピングガスの流れに対向するような流れを生成することなく、余剰なめっき金属を削減した後にガスワイピングでめっき厚を調整できるので、通常通板速度においても、また通板速度を上昇しても、スプラッシュの発生量を大幅に低減し、表面欠陥の無いめっき鋼帯を高い生産性を維持したまま安定製造することが可能となる。 According to the present invention, the surplus plating metal is caused to flow down onto the plating bath over the steel strip by the auxiliary nozzle, so that the flow of the molten metal or the flow of the wiping gas that is wiped down by the wiping nozzle flows down. Since the plating thickness can be adjusted by gas wiping after reducing excess plating metal without generating a flow, the amount of splash generated is greatly reduced at both normal plate feed speed and increased plate feed speed. In addition, it is possible to stably manufacture a plated steel strip having no surface defects while maintaining high productivity.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の溶融金属めっき鋼帯製造装置の一実施形態を図1及び図2に示す。図1は概略正面図、図2は側面図である。図1及び図2において、1はワイピングノズル、2は補助ノズル、3は鋼帯である。 One Embodiment of the hot-dip metal plating steel strip manufacturing apparatus of this invention is shown in FIG.1 and FIG.2. 1 is a schematic front view, and FIG. 2 is a side view. 1 and 2, 1 is a wiping nozzle, 2 is an auxiliary nozzle, and 3 is a steel strip.
補助ノズル2は、ワイピングノズル1の下方に配置され、鋼帯3を挟み、両方の鋼帯エッジより内側に、鋼帯面から所定距離離れた位置に配置される。
The
補助ノズル2は、鋼帯エッジ部分の余剰金属を面で除去するのが効果的であるため、出口断面が矩形のスリットノズルであることが望ましい。噴射ガス量を極力抑制する観点から、スリットノズルのスリットギャップは1〜3mm、長さは50〜200mm、噴射ガス圧は、0.02〜0.4kgf/cm2が望ましい。
Since it is effective for the
補助ノズル2は、ガス噴射方向が鋼帯幅方向センタから鋼帯エッジに向かって下向きでかつ鋼帯面に近づくように、鋼帯進行方向及び鋼帯面と所定角度を有するようにする。
The
前記所定角度は、鋼帯面に鉛直方向から見たときのガス噴射方向と鋼帯進行方向との角度(図3(a)中の角度α)が20〜70°、上方から補助ノズル2を見たときのガス噴射方向と鋼帯面との角度(図3(b)中の角度β)が5〜30°であることが好ましい。このような配置にすることで、余剰めっき金属は鋼帯上をめっき浴方向に流下するか、板道外に少量飛散するようになり、鋼帯品質を劣化させることなく、ワイピングノズル噴射前の余剰めっき金属を削減可能となる。
The predetermined angle is such that the angle between the gas injection direction and the steel strip traveling direction (angle α in FIG. 3A) when viewed from the vertical direction on the steel strip surface is 20 to 70 °, and the
前記角度α、βは、各々ガス噴射方向中心(スリットノズルでは、噴射口長手方向中心及びスリットギャップ中心におけるガス噴射方向である。)と鋼帯進行方向との角度、上方から補助ノズルを見たときのガス噴射方向と鋼帯面との角度である。 The angles α and β are the angles between the gas injection direction center (in the slit nozzle, the gas injection direction at the injection port longitudinal direction center and the slit gap center) and the steel strip traveling direction, and the auxiliary nozzle is viewed from above. The angle between the gas injection direction and the steel strip surface.
所定角度α、βが前記範囲外になると、流下する溶融金属を堰きとめてしまったり、浴面に向かうガス速度が高くなりすぎてしまったり、ライン外まで溶融金属のスプラッシュを吹飛ばしてしまうため、好ましくない。 If the predetermined angles α and β are out of the above range, the molten metal flowing down will be blocked, the gas velocity toward the bath surface will be too high, or the splash of molten metal will be blown out of the line. It is not preferable.
スリットノズルは、設置のし易さ等から、噴射口長手方向を鋼帯面に平行に配置することを基本とするが、噴射口長手方向を鋼帯面に対して5°程度傾斜させて配置してもよい。 The slit nozzle is basically arranged with the longitudinal direction of the injection port parallel to the steel strip surface for ease of installation, etc., but the longitudinal direction of the injection port is inclined about 5 ° with respect to the steel strip surface. May be.
補助ノズルの高さ方向位置は、ワイピングノズル1から50〜300mm下方で且つ浴面から100mm以上上方が望ましい。これは、以下の理由による。補助ノズル2の位置がワイピングノズルから50mm未満になると、ワイピングノズルからのガス噴流と補助ノズル2からのガス噴流の干渉が激しくなってスプラッシュが発生しやすく、また発生したスプラッシュが補助ノズル2に付着しやすくなる。補助ノズルの位置が浴面から100mm未満になると、補助ノズル2から噴き付けたガスによって浴面からスプラッシュが発生しやすくなる。スリットノズルでは、噴射口長手方向全てが上記範囲内にあることが好ましい。
The height direction position of the auxiliary nozzle is preferably 50 to 300 mm below the wiping
溶融金属めっき鋼帯製造装置には、種々サイズの鋼帯が通板される。補助ノズル2から噴射したガスは鋼帯面に噴き付ける必要がある。補助ノズル2の鋼帯幅方向の設置位置は、上記角度で補助ノズル2を設置したときに、補助ノズル中心線の延長線が、通板する鋼帯最小幅のエッジ位置と交わる位置に設置すればよい。通板鋼帯幅が変わっても、補助ノズル2から噴射するガスが鋼帯面に噴き付けられるようになる。補助ノズル2が鋼帯に近すぎるとワイピングノズルからのスプラッシュが付着しやすくなり、離れすぎると補助ノズル2からのガス噴流が弱まって余剰めっき金属除去効果が低下するので、補助ノズル2は鋼帯面から20〜100mm離して設置するのが好ましい。補助ノズル2と鋼帯面の距離は、補助ノズル2の鋼帯側端部と鋼帯面との鉛直距離である。スリットノズルは、噴射口長手方向全長が上記を満足するように配置することが好ましい。
Steel strips of various sizes are passed through the molten metal plated steel strip manufacturing apparatus. The gas sprayed from the
本発明の補助ノズルは、鋼帯センターからエッジに向けてガスを噴射するので、最小幅のときに鋼帯エッジにガスが当たるようにしておけば、それより広い幅の鋼帯でも外向きに余剰なめっき金属を流して溶融金属浴上に除去することができる。ワイピングノズルによってワイプされて流下してくる溶融金属の流れやワイピングガスの流れに対向するような流れを生成することなく、余剰なめっき金属を削減できる。鋼帯幅が変わっても補助ノズルの幅方向位置を変更する必要が無いので、補助ノズルの鋼帯幅方向位置を調整する装置を設置する必要がない。 Since the auxiliary nozzle of the present invention injects gas from the steel strip center toward the edge, if the gas hits the steel strip edge at the minimum width, even a steel strip having a wider width will face outward. Excess plating metal can be poured and removed onto the molten metal bath. Excess plating metal can be reduced without generating a flow that opposes the flow of the molten metal that is wiped down by the wiping nozzle or the flow of the wiping gas. Even if the steel strip width changes, there is no need to change the position in the width direction of the auxiliary nozzle, so there is no need to install a device for adjusting the position in the width direction of the auxiliary nozzle.
本発明の溶融金属めっき鋼帯製造装置を用いて溶融亜鉛めっき鋼帯を製造すると、通常通板速度においても、また通板速度を上昇しても、スプラッシュの発生量を大幅に低減し、表面欠陥の無いめっき鋼帯を高い生産性を維持したまま安定製造することが可能となる。 When the hot-dip galvanized steel strip is manufactured using the hot-dip metal-plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention, the amount of splash is greatly reduced at both the normal plate feed speed and the plate feed speed. It is possible to stably produce a defect-free plated steel strip while maintaining high productivity.
溶融亜鉛めっき鋼帯の製造条件は、ワイピングノズルのスリットギャップ0.9mm、ワイピングノズル−鋼帯距離8mm、溶融亜鉛浴からのワイピングノズル高さ450mm、溶融亜鉛浴温度460℃とし、製造する鋼帯サイズは、0.8mm厚×1.4m幅、めっき付着量は片面50g/m2とした。補助ノズルに供給するガスは、鋼帯の片面に1本の導管を設け、それを二股にして両エッジの補助ノズルに接続した。補助ノズルの噴射ガス圧力は、二股に分岐する手前のライン外の位置にある圧力計および調整バルブで調整可能で、実施例1では0.15kgf/cm2、実施例2では0.3kgf/cm2にした。
The manufacturing conditions of the hot dip galvanized steel strip were as follows: slit gap of wiping nozzle 0.9 mm, wiping nozzle-
本発明の補助ノズルは、スリットギャップ2mm、長さ100mmのフラットなスリットノズルであり、鉛直下向きに対して、鋼帯エッジに向けて、鋼帯通板方向との角度(図3(a)の角度α)を60°、鋼帯面との角度(図3(b)の角度β)を10°、スリット長手方向は鋼帯面に平行とし、製造鋼帯の最エッジ部から200mmの位置に当たるようにし、ワイピングノズルの200mm下方で、鋼帯から30mmの位置に設置した。 The auxiliary nozzle of the present invention is a flat slit nozzle having a slit gap of 2 mm and a length of 100 mm, and is directed to the steel strip edge toward the steel strip edge with respect to the vertical downward direction (of FIG. 3 (a)). The angle α) is 60 °, the angle with the steel strip surface (angle β in FIG. 3 (b)) is 10 °, the slit longitudinal direction is parallel to the steel strip surface, and is 200 mm from the outermost edge of the production steel strip. Thus, it was installed at a position 30 mm from the steel strip, 200 mm below the wiping nozzle.
比較例のサイドノズルは、吹き付け角度が下向き45°、吹き付け圧力はワイピングノズルと同圧力に設定した。 In the side nozzle of the comparative example, the spray angle was set to 45 ° downward, and the spray pressure was set to the same pressure as that of the wiping nozzle.
その他の製造条件および製品品質の指標となるスプラッシュ発生量の調査結果を表1に示す。スプラッシュ発生量は、各製造条件で通過した鋼帯長さに対する検査工程でスプラッシュ欠陥ありと判定された鋼帯長さの比率であり、実用上問題とならない軽度のスプラッシュ欠陥を含んでいる。 Table 1 shows the results of investigating the amount of splash generated, which is an index of other manufacturing conditions and product quality. The splash generation amount is a ratio of the steel strip length determined to have a splash defect in the inspection process to the steel strip length passed under each manufacturing condition, and includes a slight splash defect that does not cause a problem in practice.
通板速度2.5m/sの条件では、補助ノズルを使用しない比較例1はスプラッシュ発生率が1.20%であった。特許文献3に記載の補助ノズルを使用した比較例3は、スプラッシュ発生率は比較例1より若干減少しただけであった。これに対して、本発明の補助ノズルを使用した実施例1は、スプラッシュ発生率が、比較例1に対して90%以上、比較例3に対して88%減少した。
Under the condition of a plate passing speed of 2.5 m / s, in Comparative Example 1 in which the auxiliary nozzle was not used, the splash occurrence rate was 1.20%. In Comparative Example 3 using the auxiliary nozzle described in
通板速度を4.0m/sに上昇した条件では、補助ノズルを使用しない比較例2、特許文献3に記載の補助ノズルを使用した比較4は、スプラッシュ発生率が操業不可能なレベルになったが、本発明の補助ノズルを使用した実施例2は、通板速度2.5m/sで補助ノズルを使用しない比較例1と同程度のレベルのスプラッシュ発生率で操業が可能であった。
In the condition where the plate passing speed is increased to 4.0 m / s, in Comparative Example 2 in which the auxiliary nozzle is not used and in Comparative 4 in which the auxiliary nozzle described in
本発明によれば、通常通板速度においても、また通板速度を上昇しても、スプラッシュの発生量を大幅に低減し、表面欠陥の無いめっき鋼帯を高い生産性を維持したまま安定製造することが可能となる。 According to the present invention, even at a normal plate speed and even when the plate speed is increased, the amount of splash is greatly reduced, and a plated steel strip without surface defects is stably manufactured while maintaining high productivity. It becomes possible to do.
1、11 ワイピングノズル
2、12、16 補助ノズル
3、13 鋼帯
5、6 サポートロール
7 シンクロール
8、18 溶融金属めっき浴
14 ワイピングガス
17 サイドノズル(補助ノズル)
1, 11
Claims (4)
前記ワイピングノズルの下方の鋼帯エッジより内側に、ガス噴射方向が鋼帯幅方向センタから鋼帯エッジに向かって下向きでかつ鋼帯面に近づくように、鋼帯進行方向及び鋼帯面と所定角度を有して形成された補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯面にガスを噴射することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。 In the manufacturing apparatus of the molten metal plating steel strip, which controls the amount of plating on the surface of the steel strip by blowing gas from the wiping nozzle onto the surface of the steel strip that is continuously pulled up from the molten metal plating bath.
Inside the steel strip edge below the wiping nozzle, the steel strip traveling direction and the steel strip surface are predetermined so that the gas injection direction is downward from the steel strip width direction center toward the steel strip edge and approaches the steel strip surface. An apparatus for producing a molten metal-plated steel strip, characterized in that an auxiliary nozzle formed with an angle is provided and gas is injected from the auxiliary nozzle onto the steel strip surface.
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