JP2018178154A

JP2018178154A - 溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部におけるエッジマスク遮蔽板及び溶融亜鉛飛散防止方法

Info

Publication number: JP2018178154A
Application number: JP2017074902A
Authority: JP
Inventors: 山内　優; Masaru Yamauchi; 優山内; 強伊藤; Tsuyoshi Ito; 晋平吉田; Shinpei Yoshida; 弘賢松田; Hiromasa Matsuda
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-05
Also published as: JP6911474B2

Abstract

【課題】溶融亜鉛めっきラインのガスワイピング部において、品質欠陥を引き起こす飛散亜鉛の発生を抑制しつつ、飛散亜鉛が付着しない手段を提供すること。【解決手段】溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部におけるエッジマスク遮蔽板であって、ワイピングノズルから吐出されたガスの衝突高さの中心をワイピング位置としたとき、当該ワイピング位置上で、かつ前記エッジマスク遮蔽板の鋼板エッジ側の遮蔽板端部を原点とし、当該原点から鋼板通板方向と逆の鉛直下方向への距離を高さH[mm]、当該原点から鋼板エッジ部から水平方向に離れる距離を幅L[mm]とするとき、下記式（１）の範囲を満たすことを特徴とする溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部におけるエッジマスク遮蔽板とする。0.033*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.0642 ≦ H ≦ 0.0146*L2+0.0746*L+0.3146*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.8286 （１）【選択図】図４

Description

本発明は、溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部におけるエッジマスク遮蔽板及び溶融亜鉛飛散防止方法に関するものである。

溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインでは防錆を目的として、鋼板にZnを一定量付着させている。このZn付着量は鋼板表裏面に設置したワイピングダイスと呼ばれる装置からガスを吐出して鋼板に衝突させ、鋼板衝突圧力を調整することで制御している。一方、溶融亜鉛めっき鋼板の生産性を向上するためにラインスピードを増速することが求められる。この時、鋼板表面のZn付着量を一定にし続けるために、鋼板衝突圧力も上げる。しかし、鋼板衝突圧力を上げると、鋼板エッジ部においてワイピングダイスから吐出されたガス同士の衝突力も大きくなり、ガス乱れを助長させる。ガス乱れが大きくなると、鋼板エッジ部で発生するZn飛沫(以下：飛散亜鉛)も大きくなる。この飛散亜鉛が鋼板に付着すると品質欠陥が発生する。

これに対して、特許文献１に記載されているように、めっき浴を通過した鋼板の側方にエッジマスク遮蔽板を設置することが知られている。このエッジマスク遮蔽板は鋼板エッジ部でのガス乱れを緩和することができる。

特開２００３−３２１７５６号公報

ところで、従来のエッジマスク遮蔽板では、鋼板衝突圧力を上げても品質欠陥を発生させるような大きな飛散亜鉛の発生は抑制できるものの、飛散亜鉛を完全には抑制できない。そのため、エッジマスク遮蔽板に飛散亜鉛が付着してしまう。エッジマスク遮蔽板に飛散亜鉛が付着し続け、成長して亜鉛塊になると鋼板に接触して品質欠陥が発生する。このため、エッジマスク遮蔽板の清掃は必須となっている。また、清掃治具が鋼板に接触すると品質欠陥が発生するため、清掃時はエッジマスク遮蔽板を鋼板エッジ部から離す必要がある。この時、エッジマスク遮蔽板による鋼板エッジ部のガス乱れ緩和効果が失われ、品質欠陥を発生させるような大きな飛散亜鉛が発生する。そのため、エッジマスク遮蔽板の清掃時にはエッジマスク遮蔽板を鋼板エッジ部から離しても大きな飛散亜鉛が発生しないラインスピードまで減速する必要があり、生産性が著しく低下する。以上のようにエッジマスク遮蔽板への飛散亜鉛付着は、生産性を著しく低下させる要因であり、飛散亜鉛付着を防止可能なエッジマスク遮蔽板の発明が望まれていた。

本発明は、このような経緯でなされた発明であり、溶融亜鉛めっきラインのガスワイピング部において、品質欠陥を引き起こす飛散亜鉛の発生を抑制しつつ、飛散亜鉛が付着しない手段を提供することである。

上記課題を解決するため、溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部におけるエッジマスク遮蔽板であって、ワイピングノズルから吐出されたガスの衝突高さの中心をワイピング位置としたとき、当該ワイピング位置上で、かつ前記エッジマスク遮蔽板の鋼板エッジ側の遮蔽板端部を原点とし、当該原点から鋼板通板方向と逆の鉛直下方向への距離を高さH[mm]、当該原点から鋼板エッジ部から水平方向に離れる距離を幅L[mm]とするとき、下記式（１）の範囲を満たすことを特徴とする溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部におけるエッジマスク遮蔽板とする。0.033*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.0642 ≦ H ≦ 0.0146*L²+0.0746*L+0.3146*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.8286 （１）

また、溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部における溶融亜鉛飛散防止方法であって、ワイピングノズルから吐出されたガスの衝突高さの中心をワイピング位置としたとき、当該ワイピング位置上で、かつ前記エッジマスク遮蔽板の鋼板エッジ側の遮蔽板端部を原点とし、当該原点から鋼板通板方向と逆の鉛直下方向への距離を高さH[mm]、当該原点から鋼板エッジ部から水平方向に離れる距離を幅L[mm]とするとき、当該HおよびLが下記式（１）の範囲内であるエッジマスク遮蔽板を用いることを特徴とする溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部における溶融亜鉛飛散防止方法とする。0.033*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.0642 ≦ H ≦ 0.0146*L²+0.0746*L+0.3146*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.8286 （１）

本発明は、溶融亜鉛めっきラインのガスワイピング後において、品質欠陥を引き起こす飛散亜鉛の発生を抑制しつつ、飛散亜鉛が付着しない手段を提供することができる。

鋼板とエッジマスク遮蔽板の正面図である。ワイピングダイスと鋼板とエッジマスク遮蔽板の平面図である。鋼板とエッジマスク遮蔽板の原点と原点からのエッジマスク遮蔽板の鉛直方向位置Hと水平方向位置Lの関係を表す図である。原点からのエッジマスク遮蔽板の鉛直方向位置Hと、水平方向位置Lと、品質欠陥と、エッジマスク遮蔽板へのZn付着との関係を示す図である。

以下では、発明の実施形態について説明する。本実施形態のエッジマスク遮蔽板は、溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部において使用されるものである。より具体的には、図１及び図２に示すように、亜鉛浴から引き揚げられた鋼板の鋼板エッジに隣接して配置されるものである。

ガスワイピングは、ワイピングダイスからガスを吹き付けることでなされる。図２に示すことから理解されるように、エッジマスク遮蔽板は、亜鉛浴から引き揚げられた鋼板の側端と対向するように配置されている。このエッジマスク遮蔽板は、その目的からして、飛散亜鉛が鋼板に付着することを抑制しなくてはならないが、エッジマスク遮蔽板に飛散亜鉛が付着し続けることにより生じる弊害を抑制することも望まれる。

ところで、ガスワイピング時における亜鉛の飛散挙動は、ガスが鋼板に衝突する圧力である鋼板衝突圧力で変化する。また、ガスの鋼板衝突圧力は鋼板表面のZn付着量で変化する。一方、ラインスピードが変化してもZn付着量を一定の範囲に収める必要がある。そこで、一般的な溶融亜鉛めっきラインの最大級のラインスピード（例えば１５０ｍｐｍ）までの範囲の操業において、要求される鋼板表面のZn付着量(30〜60g/m²)を達成するために必要な鋼板衝突圧力を確認した。圧力センサーで確認したところ、この鋼板衝突圧力は、25〜60kPaであった。

次に、発明者らは、様々な形状のエッジマスク遮蔽板を用意し、上記の溶融亜鉛めっきラインのラインスピードと鋼板衝突圧力の範囲において、エッジマスク遮蔽板の形状と、品質欠陥を引き起こす飛散亜鉛の発生およびその抑制との関係を調査した。飛散亜鉛は主としてワイピングノズル部の衝突高さの中心から斜め下方に向かって飛散するため、エッジマスク遮蔽板の形状は、ワイピングノズル部の衝突高さの中心をワイピング位置としたとき、ワイピング位置より上については問わず、ワイピング位置以下についての形状を検討対象事項とした。

エッジマスク遮蔽板の形状を調査するに際して、図３に示すように、鋼板エッジ側の遮蔽板端部かつワイピング位置を原点位置とした。エッジマスク遮蔽板は原点から鋼板通板方向と逆、すなわち鉛直下方向への距離を高さH[mm]とし、鋼板エッジ部から離れる方向の距離を幅L[mm]とした。この条件における実験結果を図４に示している。この実験結果より、品質欠陥を引き起こす飛散亜鉛の発生の有無と、鋼板エッジ部で発生してエッジマスク遮蔽板方向に飛散する飛散亜鉛の挙動は、共に鋼板衝突圧力の関数で表現できることが分かった。より具体的には、溶融亜鉛めっきラインの最大ラインスピードかつ鋼板衝突圧力が25〜60kPaの範囲において、品質欠陥を引き起こす飛散亜鉛の発生を抑制しつつ、エッジマスク遮蔽板に飛散亜鉛が付着しない形状は下記式（１）を満たす条件のものであることが分かった。

0.033*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.0642 ≦ H ≦ 0.0146*L²+0.0746*L+0.3146*(鋼板衝突圧[kPa] )+0.8286
（ただし、原点から鉛直下方向への距離を高さH[mm]とし、原点から鋼板エッジ部から離れる方向の距離を幅L[mm]とし、鋼板衝突圧力はワイピングノズル部から吐出されたガスが鋼板に衝突するときの圧力[kPa]である。）
尚、鋼板衝突圧力は操業で実際に使用し得るワイピング条件にて鋼板を模擬したシート型の圧力センサーを対向するワイピングノズル間に配置し、別途測定した結果の最大値である。

したがって、この条件を満たすエッジマスク遮蔽板とすれば、エッジマスク遮蔽板への飛散亜鉛の付着を抑制しつつ、鋼板に飛散亜鉛が付着することも抑制できる。また、この条件を満たすエッジマスク遮蔽板を用いることで、溶融亜鉛の飛散を適切に抑制した結果、品質欠陥を引き起こす飛散亜鉛の発生を抑制しつつ、飛散亜鉛が付着しないエッジマスク遮蔽板が獲得できる。本発明の条件を満たすエッジマスク遮蔽板を使用したところ、エッジマスク遮蔽板の清掃頻度は、従来の３６回/３日から１回/３日に減少し、本発明は生産効率の向上に貢献するものとなることが確認された。

本発明は、以上の実施形態には限定されることは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適応可能なことは勿論のことである。

Claims

溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部におけるエッジマスク遮蔽板であって、ワイピングノズルから吐出されたガスの衝突高さの中心をワイピング位置としたとき、当該ワイピング位置上で、かつ前記エッジマスク遮蔽板の鋼板エッジ側の遮蔽板端部を原点とし、当該原点から鋼板通板方向と逆の鉛直下方向への距離を高さH[mm]、当該原点から鋼板エッジ部から水平方向に離れる距離を幅L[mm]とするとき、下記式（１）の範囲を満たすことを特徴とする溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部におけるエッジマスク遮蔽板。
0.033*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.0642 ≦ H ≦ 0.0146*L²+0.0746*L+0.3146*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.8286 （１）
溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部における溶融亜鉛飛散防止方法であって、ワイピングノズルから吐出されたガスの衝突高さの中心をワイピング位置としたとき、当該ワイピング位置上で、かつ前記エッジマスク遮蔽板の鋼板エッジ側の遮蔽板端部を原点とし、当該原点から鋼板通板方向と逆の鉛直下方向への距離を高さH[mm]、当該原点から鋼板エッジ部から水平方向に離れる距離を幅L[mm]とするとき、当該HおよびLが下記式（１）の範囲内であるエッジマスク遮蔽板を用いることを特徴とする溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部における溶融亜鉛飛散防止方法。
0.033*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.0642 ≦ H ≦ 0.0146*L²+0.0746*L+0.3146*(鋼板衝突圧力[kPa])+0.8286 （１）