JP2011127180A - Equipment for manufacturing hot dip metal coated steel strip and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
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、溶融めっき浴上に発生するトップドロスの発生を低減し、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 top dross generated on the hot dipping bath in the hot dipping process at both normal plate feeding speed and high speed plate feeding, and stabilizes the hot metal plating steel strip with excellent surface appearance. It is related with the manufacturing method of the molten metal plating steel strip manufacturing apparatus which can be manufactured in this way, and a molten metal plating steel strip.
連続溶融めっきプロセス等においては、溶融金属めっき鋼帯は、図5に示すように、一般に溶融金属が満たされているめっき浴9に鋼帯5を浸漬させシンクロール8で方向転換した後、該鋼帯5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5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)を制御することで製造される。
In a continuous hot dipping process or the like, as shown in FIG. 5, the hot metal plating steel strip is generally immersed in a plating bath 9 filled with a hot metal and the direction is changed by a
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8上方の浴面下のめっき浴中に、サポートロール7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6が設置される。
In order to stabilize the steel strip traveling position in the gas wiping part, 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5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、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、いわゆるエッジスプラッシュが発生して、鋼帯の表面品質の低下を招く。また同時に、図4に示すように、噴射されたガスが鋼帯に沿って流下してめっき浴面を激しく揺らしていわゆる浴面スプラッシュが発生する。エッジススプラッシュと浴面スプラッシュがトップドロスとなることで鋼帯の表面品質の低下を招くとともに、トップドロスを作業者が除去する必要がある等のデメリットが生じる。
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およびトップドロスが大幅に増加し、良好な表面品質を維持できなくなるとともに、トップドロス除去作業頻度が増加する問題がある。 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. Therefore, there is a problem that splash and top dross are greatly increased, it becomes impossible to maintain good surface quality, and the frequency of removing top dross is increased.
上記の問題を解決するため、トップドロスを排出する装置が以下の通り開示されている。 In order to solve the above problem, an apparatus for discharging a top dross is disclosed as follows.
特許文献1には、溶融金属めっき浴中に浸漬されたシンクロールを介して鉛直に立ち上がる鋼帯を浴面近傍で包囲する外側壁の下端部を内側に折り返して底面壁と内側壁とを形成した浸漬トラフを、該浸漬トラフの外側壁が浴面上から浴面下に亘ると共に、底面壁と内側壁とが浴面上から浴面下に浸漬されるように配置し、この浸漬トラフの底部にトップドロスと共に溶融めっき金属を吸引して浸漬トラフ外へ排出する装置が開示されている。
In
特許文献2には、溶融金属の液面近傍にて、引き上げられる帯板近傍とそれ以外とを仕切り、下端が前記溶融金属内に配置される仕切具と、前記膜厚調整手段の下方に配置される回収器とを有し、前記回収器により、前記膜厚調整手段にて除去された不純物を含む余剰溶融金属を前記溶融金属の液面より上方にて回収し、前記仕切具の外側に排出するようにした装置が開示されている。
In
ところが、特許文献1に開示された装置では、高温液体金属を大型ポンプで移動させるために、間欠的に使用すると配管詰まり等のトラブルが発生し、連続使用すると発生トップドロスに対する溶融金属排出量のコントロールが難しく、メンテナンス・コスト面での問題があって安定使用が困難であることがわかった。
However, in the apparatus disclosed in
特許文献2に開示された装置では、回収器端部が鋼帯に随伴する溶融金属に接触しているため、回収器上方だけでなく、下面側にも溶融金属が回りこんでしまい、仕切り板の外側に溶融金属を排出するどころか、通板開始早々に回収器および仕切り板全体が溶融金属に覆われてしまい、仕切り板内部にはいわゆるトップドロスとは形態の異なる、溶融金属が固化した状態で堆積してしまい、鋼帯に疵を発生させるなどの問題があった。
In the apparatus 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、スプラッシュおよびトップドロス欠陥の発生を低減し、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 consideration of the above problems, the present invention reduces the occurrence of splash and top dross defects at both normal plate speed and high plate speed, and stably produces a molten metal plated steel strip having an excellent surface appearance. It is an object of the present invention to provide a molten metal plated steel strip manufacturing facility and a method of manufacturing a molten metal plated steel strip that can be manufactured.
本発明者らは鋭意検討を重ねた。そして、ワイピングノズル下方に飛散する溶融金属のスプラッシュを浴面より上方で回収するともに、鋼帯に沿って流下するワイピングガスの浴面到達時の流速を低減することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors made extensive studies. And while recovering the splash of the molten metal scattered below the wiping nozzle above the bath surface, and reducing the flow velocity of the wiping gas flowing down along the steel strip when reaching the bath surface, the above problem can be solved. The headline and the present invention were completed.
上記課題を解決する本発明の手段は下記のとおりである。 Means of the present invention for solving the above-mentioned problems are as follows.
[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に、鋼帯幅方向長さが前記ワイピングノズルより長く、鋼帯幅方向に移動可能なめっき金属粉排出ベルトと、該めっき金属粉排出ベルトの下方に、前記ワイピングノズルと同等の鋼帯幅方向長さを有し、鋼帯面にガスを噴射するガスノズルが配置されていることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置である。 [1] In a manufacturing apparatus for a molten metal-plated steel strip in which gas is blown from the wiping nozzle onto the surface of the steel strip that is continuously pulled up from the molten metal plating bath, the amount of plating adhesion on the surface of the steel strip is controlled. A plating metal powder discharge belt that is longer in the width direction of the steel strip than the wiping nozzle and is movable in the width direction of the steel strip, and a steel strip equivalent to the wiping nozzle under the plating metal powder discharge belt An apparatus for producing a molten metal-plated steel strip having a length in the width direction and having a gas nozzle for injecting gas onto the steel strip surface.
[2] 前記[1]において、前記めっき金属粉排出ベルトは、鋼帯幅方向の両側に配置されたロールに巻き掛けて無端帯状に構成されたエンドレスベルトであること特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置である。 [2] In the above [1], the plated metal powder discharge belt is an endless belt formed in an endless belt shape around a roll disposed on both sides in the steel strip width direction. It is a belt manufacturing device.
[3] 前記[1]または[2]において、前記めっき金属粉排出ベルトの鋼帯幅方向の両側に配置された回転ロールの少なくとも一方のベルト巻き掛け部に、該めっき金属粉排出ベルト上のめっき金属粉を除去するブレードが押し付けられていること特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置である。 [3] In the above [1] or [2], on the plated metal powder discharge belt, at least one belt winding portion of a rotating roll disposed on both sides in the steel strip width direction of the plated metal powder discharge belt. An apparatus for producing a molten metal-plated steel strip, wherein a blade for removing plated metal powder is pressed.
[4] 前記[1]〜[3]の何れかにおいて、前記ガスノズルの噴射口は鋼帯面から20mm以上離れていること特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置である。 [4] In any one of the above [1] to [3], the gas nozzle nozzle is 20 mm or more away from the steel strip surface.
[5] 前記[1]〜[4]の何れかに記載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である。 [5] A method for producing a molten metal plated steel strip, comprising using the molten metal plated steel strip production apparatus according to any one of [1] to [4].
本発明によれば、ガスノズル下方に鋼帯に非接触に配置しためっき金属粉排出ベルトによってワイピングノズル下方に飛散する溶融金属のエッジスプラッシュを回収し、また前記めっき金属粉排出ベルトとその下方に配置したガスノズルを備えることによって、鋼帯に沿って流下するワイピングガスの浴面到達時の流速を低減して浴面振動を抑制し、浴面スプラッシュとトップドロスの発生を抑制できるので、通常通板速度においても、また通板速度を上昇しても、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 molten metal edge splash scattered below the wiping nozzle is recovered by the plating metal powder discharge belt disposed in a non-contact manner on the steel strip below the gas nozzle, and is disposed below the plating metal powder discharge belt. By providing a gas nozzle, the flow rate of the wiping gas flowing down along the steel strip can be reduced when the bath surface reaches the bath surface, thereby suppressing bath surface vibration and preventing the occurrence of bath surface splash and top dross. Even if the speed is increased or the sheet passing speed is increased, a plated steel strip having no surface defects can be stably manufactured 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は溶融金属めっき鋼帯製造装置の概略斜視図、図2は溶融金属めっき鋼帯製造装置の鋼帯幅方向中心における縦断面図である。図1及び図2において、1はワイピングノズル、2はめっき金属粉排出ベルト、3はガスノズル、5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. FIG. 1 is a schematic perspective view of a molten metal plated steel strip manufacturing apparatus, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the molten metal plated steel strip manufacturing apparatus at the center in the width direction of the steel strip. 1 and 2, 1 is a wiping nozzle, 2 is a plating metal powder discharge belt, 3 is a gas nozzle, and 5 is a steel strip.
本実施形態では、めっき金属粉排出ベルト2は、鋼帯幅方向の両側に配置された2本のロール11、12に巻き掛けて無端帯状に構成されたエンドレスベルトからなる。ロール11は駆動ロール、ロール12は支持ロールである(ロール11、ロール12の架台、ロール11の駆動モータは図示されていない。)。
In the present embodiment, the plated metal
めっき金属粉排出ベルト2は、鋼帯5を挟んでその両側に配置された各々のワイピングノズル1の下方に設置されている。めっき金属粉排出ベルト2は、鋼帯幅方向長さがワイピングノズル1より長く、鋼帯幅方向に循環移動可能である。めっき金属粉排出ベルト2は、鋼帯面から所定距離離れた位置に配置される。
The plated metal
めっき金属粉排出ベルト2は、ベルト面が水平になるように配置される。ベルト面の傾斜が大きくなると、めっき金属粉排出ベルト2の設置スペースが大きくなり、またプラッシュがベルト上に捕捉されにくくなるためである。ここで、ベルト面が水平になるように配置とは、ベルト面を厳密に水平に配置する場合だけでなく、設置スペースが確保され、プラッシュの捕捉作用が損なわれない範囲でベルト面を傾斜させた場合を包含する。
The plated metal
鋼帯5を挟んで両側に配置されたワイピングノズル1からガスを吹き付けて鋼帯表裏のめっき付着量を制御したときに、両側のワイピングノズル1からの噴流の衝突で発生した乱れによって発生したエッジスプラッシュがめっき金属粉排出ベルト2上に付着する。付着したスプラッシュ(金属粉)は、ロール11又は12近傍でめっき金属粉排出ベルト2から除去するのが望ましい。この点から、少なくとも一方のロールのベルト巻き掛け部に、めっき金属粉排出ベルト2より広幅でベルト幅方向に延在するブレード13が該めっき金属粉排出ベルト2に押し付けて配置されることが好ましい。本実施形態では、ブレード13は、駆動ロール11のベルト巻き掛け部に、ブレード13上面が、反鋼帯端部側に向かって斜め下方に傾斜して配置されている(ブレード13の架台は図示されていない。)。
Edges generated by turbulence caused by collision of jets from the
駆動ロール11を回転駆動してめっき金属粉排出ベルト2を循環移動する。めっき金属粉排出ベルト2上のスプラッシュ(金属粉)は、ブレード13で掻き取られ、図示されていない回収容器に回収、除去される。
The drive roll 11 is rotationally driven to circulate and move the plated metal
また、めっき金属粉排出ベルト2は、ワイピングノズル1から噴射されて鋼帯5に沿って溶融金属浴面に向かって流下するワイピングガスのガス流れをある程度遮断する作用を有する。
Further, the plated metal
無端帯状に構成されためっき金属粉排出ベルト2の上ベルトと下ベルトの間隔は100〜500mmが好ましい。100mm未満になると上ベルトと下ベルト間にガスノズル3を設置しにくくになり、500mm超になると、上ベルトがワイピングノズル1、下ベルトが溶融金属浴面に近接し、スプラッシュがめっき金属粉排出ベルト2上に堆積しやすくなるだけでなく、ワイピングノズル1にスプラッシュが付着しやすくなり、鋼帯品質の低下を招く。めっき金属粉排出ベルト2と鋼帯5の間隔は20〜100mmが好ましい。20mm未満になるとめっき金属粉排出ベルト2が鋼板および流下する溶融金属と接触する恐れがあり、100mm超になるとワイピングガスのガス流れを遮断する効果が低下する。めっき金属粉排出ベルト2の駆動は、連続駆動、間歇駆動のどちらでもよく、スプラッシュの堆積状態に応じて適宜の駆動形態を採用できる。
The distance between the upper belt and the lower belt of the plated metal
めっき金属粉排出ベルト2の上下何れか一方のベルトの下方に、ワイピングノズル1と同等の鋼帯幅方向長さを有するガスノズル3が配置される。本実施形態では、上ベルトの下方に設置されている。ガスノズル3によって、浴面に向かって流下するワイピングガスの流速を低減し、浴面振動を抑制することによって、トップドロスの生成を抑制する。
A
ガスノズル3の噴射口は、鋼帯5から20mm以上離して設置することが好ましい。20mm未満になるとノズルにスプラッシュが付着しやすく、ノズル詰まりが発生しやすくなる。ガスノズル3の噴射口が鋼帯5から離れすぎるとワイピングガスのガス流れを遮断する効果が低下するので、300mm以下が好ましい。ガスノズル3の噴射口の形状は、図3(a)のように1本のスリットノズルでもよいし、ガス量を低減させるために図3(b)のように短いスリットを所定の間隔をあけて設けたものでもよいし、図3(c)のように円形孔を所定間隔を設けて配置したものでもよい。また図3(a)〜(c)以外の形状でも構わない。
It is preferable that the injection port of the
ガスノズル3から噴射するガスはN2等の不活性ガスであることが好ましく、鋼帯面到達速度が高すぎるとスプラッシュが発生するので、鋼帯面到達速度が50m/s以下の速度になるように噴射速度を調整することが好ましい。また、鋼帯面到達速度が低すぎるとワイピングガスのガス流れを遮断する効果が低下するので、鋼帯面到達速度の下限は5m/s以上の速度になるように噴射速度を調整することが好ましい。上記のガスノズル3に代えて、鋼帯表面に静圧溜まりを形成するような静圧ノズルを用いても構わない。ガスノズル3によって、溶融金属に非接触で浴面に向かって流下するワイピングガスの流速を低減し、浴面振動を抑制することによって、トップドロスの生成の抑制が可能になる。
The gas jetted from the
上記実施形態では、めっき金属粉排出ベルト2の移動は、ベルトをエンドレスベルトとして駆動ロールを用いて循環移動させたが、めっき金属粉排出ベルト2の移動は本実施形態のものに限定されない。
In the above embodiment, the plating metal
本発明では、トップドロスの発生をゼロにはできないが、特許文献1や2のように浴面から浴中にトップドロスを回収するための構造物を設置する必要がないので、少量発生したトップドロスは従来通りに手動で回収することが可能である。
In the present invention, the generation of top dross cannot be reduced to zero, but it is not necessary to install a structure for collecting the top dross from the bath surface into the bath as in
以下の溶融亜鉛めっき鋼帯の製造試験を行った。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×1.2m幅、めっき付着量は片面50g/m2とした。 The following hot-dip galvanized steel strip production test was conducted. The manufacturing conditions of the hot dip galvanized steel strip are as follows: slit width of the wiping nozzle is 0.9 mm, distance between the wiping nozzle and the steel strip is 8 mm, the height of the wiping nozzle from the hot dip zinc bath is 450 mm, and the hot dip zinc bath temperature is 460 ° C. The size was 0.8 mm thickness × 1.2 m width, and the amount of plating was 50 g / m 2 on one side.
亜鉛粉排出ベルトは、0.4mm厚×300mm幅のステンレス製エンドレスベルトを、ベルト面が水平になるように配置し、溶融亜鉛浴の鋼帯幅方向両側に設置したロールにて循環移動する構造とした。上下のベルト間隔は250mmとした。亜鉛粉排出ベルトは連続駆動し、移動速度は0.2m/sとした。 The zinc powder discharge belt has a structure in which a stainless steel endless belt of 0.4 mm thickness x 300 mm width is placed so that the belt surface is horizontal and circulated by rolls installed on both sides of the molten zinc bath in the steel strip width direction. It was. The distance between the upper and lower belts was 250 mm. The zinc powder discharging belt was continuously driven, and the moving speed was 0.2 m / s.
ガスノズルは、噴射口が図3(b)の形態(スリットサイズ2mm×100mm、スリット間隔30mm)とし、鋼帯の両側に、ガス噴射方向が鋼帯面に対して垂直になるように、鋼板からガスノズル先端までの距離を50mmに設置した。ガスノズルに供給するガスは、鋼帯の一方の端部外側に1本の導管を設け、それを二股に分岐して、鋼帯両側のガスノズルに接続した。ガス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とし、本実施例では3kPaにした(鋼帯面到達速度は35m/sである)。
The gas nozzle is formed from a steel plate so that the injection port has the form shown in FIG. 3B (
その他の製造条件および製品品質の指標となるトップドロス発生量の調査結果を表1に示す。トップドロス発生量は、工場オペレーターが手動で汲み出したトップドロスを鋼帯生産量1トン当たりの重量に換算した数値である。 Table 1 shows the results of the investigation of the amount of top dross generated as an index of other manufacturing conditions and product quality. The amount of top dross generated is the numerical value obtained by converting the top dross manually pumped by the factory operator into the weight per ton of steel strip production.
通板速度2.2m/sの条件では、本発明装置を使用しない通常操業の比較例1はトップドロス発生量(鋼帯1トン生産当たり)が3.2kgであったのに対し、本発明例1は0.8kgでおよそ75%も減少した。 Under the condition of a sheet passing speed of 2.2 m / s, the comparative example 1 of the normal operation not using the apparatus of the present invention had a top dross generation amount (per 1 ton of steel strip production) of 3.2 kg, whereas the present invention Example 1 was reduced by approximately 75% at 0.8 kg.
通板速度を3.0m/sに上昇した条件では、本発明装置を使用しない比較例2は、比較例1と比べて、通板速度は1.36倍であるのに対して、トップドロス発生量は7.5kgで2.34倍に増加した。この発生量では、トップドロスを汲み出すために工場オペレーターが常時2名で作業しなければならず、表面欠陥の増加だけでなく、オペレーター人数の増加によるコストアップの問題がある。一方、本発明例2はトップドロス発生量が1.4kgとなり、比較例2より81%減少し、比較例1に対しても56%減少しており、通板速度を上昇しても十分な効果が確認できた。 Under the condition that the sheet passing speed is increased to 3.0 m / s, the comparative example 2 not using the apparatus of the present invention has a threading speed of 1.36 times that of the comparative example 1, whereas the top dross The generated amount increased by 2.34 times at 7.5 kg. With this generated amount, the factory operator must always work with two people in order to pump out the top dross, which causes not only an increase in surface defects but also a cost increase due to an increase in the number of operators. On the other hand, in Example 2 of the present invention, the amount of top dross generated was 1.4 kg, which was 81% less than that of Comparative Example 2, and 56% less than that of Comparative Example 1. The effect was confirmed.
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、トップドロス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 when the plate feeding speed is increased or the plate feeding speed is increased, the generation amount of top dross is greatly reduced, and a plated steel strip having no surface defects is stably maintained with high productivity. It can be manufactured.
1 ワイピングノズル
2 めっき金属粉排出ベルト
3 ガスノズル
5 鋼帯
6 サポートロール
7 サポートロール
8 シンクロール
9 めっき浴
11 ロール(駆動ロール)
12 ロール(支持ロール)
13 ブレード
DESCRIPTION OF
12 rolls (support rolls)
13 blades
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