JP3411712B2 - 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉及びその操業方法 - Google Patents
溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉及びその操業方法Info
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- JP3411712B2 JP3411712B2 JP07643395A JP7643395A JP3411712B2 JP 3411712 B2 JP3411712 B2 JP 3411712B2 JP 07643395 A JP07643395 A JP 07643395A JP 7643395 A JP7643395 A JP 7643395A JP 3411712 B2 JP3411712 B2 JP 3411712B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板合
金化炉の操業方法に関し、詳しくは、めっきされた鋼板
を合金化炉に装入し、該炉内で該鋼板表面上のめっき層
への鉄の拡散を適切に行う方法に係わる。
金化炉の操業方法に関し、詳しくは、めっきされた鋼板
を合金化炉に装入し、該炉内で該鋼板表面上のめっき層
への鉄の拡散を適切に行う方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶融亜鉛めっき鋼板（以下、単に
鋼板という）としては、めっき層の一部あるいは全体が
Ｆｅ−Ｚｎ合金層となるよう合金化処理されたものが知
られており、その合金化処理は、通常以下のようにして
行われる。まず、図７に示すように、めっき浴１の直上
に合金化炉６を配置し、該めっき浴６より引上げられた
鋼板表面上の溶融亜鉛２を絞り装置４により適量に絞
り、溶融亜鉛付着量の調整を行う。そして、引き続き、
加熱帯８、保持帯９及び冷却帯２２からなる竪型炉（以
下、合金化炉６という）において、例えば図８に示すよ
うな一定のヒートパターンで該鋼板５を加熱し、めっき
層への鉄の拡散を行わせる。
鋼板という）としては、めっき層の一部あるいは全体が
Ｆｅ−Ｚｎ合金層となるよう合金化処理されたものが知
られており、その合金化処理は、通常以下のようにして
行われる。まず、図７に示すように、めっき浴１の直上
に合金化炉６を配置し、該めっき浴６より引上げられた
鋼板表面上の溶融亜鉛２を絞り装置４により適量に絞
り、溶融亜鉛付着量の調整を行う。そして、引き続き、
加熱帯８、保持帯９及び冷却帯２２からなる竪型炉（以
下、合金化炉６という）において、例えば図８に示すよ
うな一定のヒートパターンで該鋼板５を加熱し、めっき
層への鉄の拡散を行わせる。
【０００３】しかし、この合金化処理が適正に行われな
いと、鋼種によっては表面が合金化不足の状態「生焼
け」であったり、逆に合金化が過度に進行してプレス加
工時にパウダリングが起きたりするので、合金化処理、
つまり、合金化炉の操業を適切に行うことは、溶融亜鉛
めっき鋼板の製造において重要な課題である。ところ
で、現在一般に行われれいる合金化炉６の操業方法は、
例えば特開平３−４４４２６号公報に開示されているよ
うに、直火バーナ７と、抽出した炉内ガスを常温空気で
希釈した後、再び炉内に吹き込む熱ガス循環回路とを備
えた炉で、上記直火バーナ７の燃料ガス流量を操作して
合金化炉６の温度を制御する炉温制御系と上記炉内ガス
の循環流量を操作して炉内ガス温度を制御するガス温制
御系とにより、鋼板温度を制御するものである。
いと、鋼種によっては表面が合金化不足の状態「生焼
け」であったり、逆に合金化が過度に進行してプレス加
工時にパウダリングが起きたりするので、合金化処理、
つまり、合金化炉の操業を適切に行うことは、溶融亜鉛
めっき鋼板の製造において重要な課題である。ところ
で、現在一般に行われれいる合金化炉６の操業方法は、
例えば特開平３−４４４２６号公報に開示されているよ
うに、直火バーナ７と、抽出した炉内ガスを常温空気で
希釈した後、再び炉内に吹き込む熱ガス循環回路とを備
えた炉で、上記直火バーナ７の燃料ガス流量を操作して
合金化炉６の温度を制御する炉温制御系と上記炉内ガス
の循環流量を操作して炉内ガス温度を制御するガス温制
御系とにより、鋼板温度を制御するものである。
【０００４】しかしながら、該合金化炉６の必要機能
は、第１に炉内の鋼板５を必要な温度まで加熱するに要
する熱量を供給すること、第２に燃焼排ガスで炉内を満
たし、燃焼に寄与しない炉外からの空気流入を極力抑制
して燃焼効率を高め、結果的に炉内酸素濃度を極小化す
ることである。そして、炉内を走行する鋼板５の質量速
度、比熱及び昇温すべき温度は、操業への与条件となる
ので、使用される燃焼ガスと空気は、燃焼ガスのカロリ
ーが決まれば一義的に決定される。従って、この条件で
生ずる炉内圧も炉構造が一定であれば、一義的に決ま
る。もし、このとき、上述した方法で冷却空気を炉内に
再循環させると、余剰の気体容積を炉体に負荷したこと
になり、当然、炉圧は上昇する。その結果、炉内を下か
ら上に向かって流れる気体体積が増大し、炉内気流の圧
損が上昇する。そのため、炉入口からの空気流入量が減
少し、上記保持帯９の温度が変化し、炉温制御が非常に
難しくなり、めっき層の合金化が適切に行われないとい
う問題があった。
は、第１に炉内の鋼板５を必要な温度まで加熱するに要
する熱量を供給すること、第２に燃焼排ガスで炉内を満
たし、燃焼に寄与しない炉外からの空気流入を極力抑制
して燃焼効率を高め、結果的に炉内酸素濃度を極小化す
ることである。そして、炉内を走行する鋼板５の質量速
度、比熱及び昇温すべき温度は、操業への与条件となる
ので、使用される燃焼ガスと空気は、燃焼ガスのカロリ
ーが決まれば一義的に決定される。従って、この条件で
生ずる炉内圧も炉構造が一定であれば、一義的に決ま
る。もし、このとき、上述した方法で冷却空気を炉内に
再循環させると、余剰の気体容積を炉体に負荷したこと
になり、当然、炉圧は上昇する。その結果、炉内を下か
ら上に向かって流れる気体体積が増大し、炉内気流の圧
損が上昇する。そのため、炉入口からの空気流入量が減
少し、上記保持帯９の温度が変化し、炉温制御が非常に
難しくなり、めっき層の合金化が適切に行われないとい
う問題があった。
【０００５】また、特公平１−４４７８２号公報は、め
っき層の合金化を制御する方法として、合金化炉６内を
走行する鋼板５めっき面の反射光強度を該鋼板５の走行
方向で多数のセンサを利用して測定し、その測定値より
合金化位置を推定し、常にその位置で合金化が行われる
よう炉温、通板速度、亜鉛浴成分等を調整する技術を開
示した。しかし、この方法では、合金化位置の推定精度
を高めるためにかなり多くの測定点（センサ）が必要で
あること、合金化位置だけの制御は、加熱保持時間を一
定にするのみで、加熱温度が考慮されておらず、適切な
ものでなかった。
っき層の合金化を制御する方法として、合金化炉６内を
走行する鋼板５めっき面の反射光強度を該鋼板５の走行
方向で多数のセンサを利用して測定し、その測定値より
合金化位置を推定し、常にその位置で合金化が行われる
よう炉温、通板速度、亜鉛浴成分等を調整する技術を開
示した。しかし、この方法では、合金化位置の推定精度
を高めるためにかなり多くの測定点（センサ）が必要で
あること、合金化位置だけの制御は、加熱保持時間を一
定にするのみで、加熱温度が考慮されておらず、適切な
ものでなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、めっき層の合金化度に対して応答性及び精度の
良い制御を行える溶融亜鉛めっき鋼板合金化炉及びその
操業方法を提供することを目的としている。
を鑑み、めっき層の合金化度に対して応答性及び精度の
良い制御を行える溶融亜鉛めっき鋼板合金化炉及びその
操業方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉に関して、
鋼板走行速度等、負荷変動があっても該鋼板の合金化度
が適切に維持できるような装置及びその操業方法を鋭意
研究し、本発明を完成させた。すなわち、第１の本発明
は、燃焼ガスを噴射する直火バーナを備えた加熱帯と、
保持帯とを鉛直に連設し、その中を溶融亜鉛めっきした
鋼板を走行させる竪型合金化炉において、上記保持帯に
冷却ガスを吹込むノズルを設けると共に、上記保持帯の
出口に設けた上記走行する鋼板の温度を測定する板温計
と、炉内圧を測定する炉圧計と、これら２つの測定値を
目標値に一致させるため、加熱帯に吹込む燃焼ガス量及
び保持帯へ吹込む冷却ガス量を操作量として制御する制
御装置とを備えたことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板
の合金化炉である。また、本発明は、加熱帯及び保持帯
を鉛直に連設した竪型合金化炉内に、溶融亜鉛めっきし
た鋼板を走行させ、そのめっき層へ鉄を拡散させる溶融
亜鉛めっき鋼板合金化炉の操業方法において、上記保持
帯の出口で走行する上記鋼板の温度が目標値と一致し、
且つ炉内圧を一定に維持するように、加熱帯への燃料ガ
ス吹込み量及び保持帯への冷却ガス吹込み量を調整する
ことを特徴とする溶融亜鉛合金化炉の操業方法である。
加えて、第２の本発明は、燃焼ガスを噴射する直火バー
ナを備えた加熱帯と、保持帯とを鉛直に連設し、その中
を溶融亜鉛めっきした鋼板を走行させる竪型合金化炉に
おいて、上記保持帯に冷却ガスを吹込むノズルを設ける
と共に、上記鋼板の表面温度を測定する複数の放射温度
計と、その測定値に基づき該鋼板の合金化位置を推定す
る合金化位置演算器と、上記保持帯の出口に設けた板温
計と、上記推定した合金化位置及び板温計の測定値をそ
れぞれ目標値に一致させるよう加熱帯への吹込み燃料ガ
ス量及び保持帯への冷却ガス量を調整する制御装置とを
備えたことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉
であり、さらに、本発明は、加熱帯及び保持帯を鉛直に
連設した竪型合金化炉内に、溶融亜鉛を表面に付着した
鋼板を走行させ、そのめっき層へ鉄を拡散させる溶融亜
鉛めっき鋼板合金炉の操業方法において、上記鋼板の合
金化位置を放射温度の測定で推定すると共に、上記保持
帯の出口で鋼帯温度を測定し、該鋼板の合金化位置及び
出口温度を目標値に一致させるよう加熱帯に吹込む燃料
ガス量及び保持帯に吹込む冷却ガス量を調整することを
特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板合金化炉の操業方法でも
ある。
成するため、溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉に関して、
鋼板走行速度等、負荷変動があっても該鋼板の合金化度
が適切に維持できるような装置及びその操業方法を鋭意
研究し、本発明を完成させた。すなわち、第１の本発明
は、燃焼ガスを噴射する直火バーナを備えた加熱帯と、
保持帯とを鉛直に連設し、その中を溶融亜鉛めっきした
鋼板を走行させる竪型合金化炉において、上記保持帯に
冷却ガスを吹込むノズルを設けると共に、上記保持帯の
出口に設けた上記走行する鋼板の温度を測定する板温計
と、炉内圧を測定する炉圧計と、これら２つの測定値を
目標値に一致させるため、加熱帯に吹込む燃焼ガス量及
び保持帯へ吹込む冷却ガス量を操作量として制御する制
御装置とを備えたことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板
の合金化炉である。また、本発明は、加熱帯及び保持帯
を鉛直に連設した竪型合金化炉内に、溶融亜鉛めっきし
た鋼板を走行させ、そのめっき層へ鉄を拡散させる溶融
亜鉛めっき鋼板合金化炉の操業方法において、上記保持
帯の出口で走行する上記鋼板の温度が目標値と一致し、
且つ炉内圧を一定に維持するように、加熱帯への燃料ガ
ス吹込み量及び保持帯への冷却ガス吹込み量を調整する
ことを特徴とする溶融亜鉛合金化炉の操業方法である。
加えて、第２の本発明は、燃焼ガスを噴射する直火バー
ナを備えた加熱帯と、保持帯とを鉛直に連設し、その中
を溶融亜鉛めっきした鋼板を走行させる竪型合金化炉に
おいて、上記保持帯に冷却ガスを吹込むノズルを設ける
と共に、上記鋼板の表面温度を測定する複数の放射温度
計と、その測定値に基づき該鋼板の合金化位置を推定す
る合金化位置演算器と、上記保持帯の出口に設けた板温
計と、上記推定した合金化位置及び板温計の測定値をそ
れぞれ目標値に一致させるよう加熱帯への吹込み燃料ガ
ス量及び保持帯への冷却ガス量を調整する制御装置とを
備えたことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉
であり、さらに、本発明は、加熱帯及び保持帯を鉛直に
連設した竪型合金化炉内に、溶融亜鉛を表面に付着した
鋼板を走行させ、そのめっき層へ鉄を拡散させる溶融亜
鉛めっき鋼板合金炉の操業方法において、上記鋼板の合
金化位置を放射温度の測定で推定すると共に、上記保持
帯の出口で鋼帯温度を測定し、該鋼板の合金化位置及び
出口温度を目標値に一致させるよう加熱帯に吹込む燃料
ガス量及び保持帯に吹込む冷却ガス量を調整することを
特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板合金化炉の操業方法でも
ある。
【０００８】
【作用】本発明では、燃焼ガスを噴射する直火バーナを
備えた加熱帯と、保持帯とを鉛直に連設し、その中を溶
融亜鉛めっきした鋼板を走行させる竪型合金化炉におい
て、上記保持帯に冷却ガスを吹込むノズルを設けると共
に、上記保持帯の出口に設けた上記走行する鋼板の温度
を測定する板温計と、炉内圧を測定する炉圧計と、これ
ら２つの測定値を目標値に一致させるために、加熱帯に
吹込む燃焼ガス量及び保持帯へ吹込む冷却ガス量を操作
量として制御する制御装置とを備えるようにしたので、
炉内での負荷に変動があっても、炉内圧の変動及び保持
帯出口の板温を応答性良く制御できるようになる。その
結果、鋼板表面上での合金化度もほとんど変化なく、安
定した操業が続けられる。
備えた加熱帯と、保持帯とを鉛直に連設し、その中を溶
融亜鉛めっきした鋼板を走行させる竪型合金化炉におい
て、上記保持帯に冷却ガスを吹込むノズルを設けると共
に、上記保持帯の出口に設けた上記走行する鋼板の温度
を測定する板温計と、炉内圧を測定する炉圧計と、これ
ら２つの測定値を目標値に一致させるために、加熱帯に
吹込む燃焼ガス量及び保持帯へ吹込む冷却ガス量を操作
量として制御する制御装置とを備えるようにしたので、
炉内での負荷に変動があっても、炉内圧の変動及び保持
帯出口の板温を応答性良く制御できるようになる。その
結果、鋼板表面上での合金化度もほとんど変化なく、安
定した操業が続けられる。
【０００９】また、本発明では、燃焼ガスを噴射する直
火バーナを備えた加熱帯と、保持帯とを鉛直に連設し、
その中を溶融亜鉛めっきした鋼板を走行させる竪型合金
化炉において、上記保持帯に冷却ガスを吹込むノズルを
設けると共に、上記鋼板の表面温度を測定する複数の放
射温度計と、その測定値に基づき該鋼板の合金化位置を
推定する合金化位置演算器と、上記保持帯の出口に設け
た板温計と、上記推定した合金化位置及び板温計の測定
値をそれぞれ目標値に一致させるよう加熱帯への吹込み
燃料ガス量及び保持帯への冷却ガス量を調整する制御装
置とを備えるようにしたので、合金化炉のヒートパター
ンを正確に制御できるようになり、鋼板表面での合金化
度の安定維持が可能となる。
火バーナを備えた加熱帯と、保持帯とを鉛直に連設し、
その中を溶融亜鉛めっきした鋼板を走行させる竪型合金
化炉において、上記保持帯に冷却ガスを吹込むノズルを
設けると共に、上記鋼板の表面温度を測定する複数の放
射温度計と、その測定値に基づき該鋼板の合金化位置を
推定する合金化位置演算器と、上記保持帯の出口に設け
た板温計と、上記推定した合金化位置及び板温計の測定
値をそれぞれ目標値に一致させるよう加熱帯への吹込み
燃料ガス量及び保持帯への冷却ガス量を調整する制御装
置とを備えるようにしたので、合金化炉のヒートパター
ンを正確に制御できるようになり、鋼板表面での合金化
度の安定維持が可能となる。
【００１０】以下、実施例において、図１〜６に基づ
き、本発明の内容を説明する。
き、本発明の内容を説明する。
【００１１】
（実施例１）まず、第１の本発明に係る溶融めっき鋼板
の合金化炉の構成を図１に示す。図１から明らかなよう
に、被めっき鋼板１５は、めっき浴１に浸漬され溶融亜
鉛２を表面に付着される。その後、シンクロール３で進
行方向を上向きに変え、めっき浴１の直上にある絞り装
置４でその付着量を調整され、本発明に係る合金化炉６
へ入る。
の合金化炉の構成を図１に示す。図１から明らかなよう
に、被めっき鋼板１５は、めっき浴１に浸漬され溶融亜
鉛２を表面に付着される。その後、シンクロール３で進
行方向を上向きに変え、めっき浴１の直上にある絞り装
置４でその付着量を調整され、本発明に係る合金化炉６
へ入る。
【００１２】該合金化炉６は、竪型で下方から鋼板５を
加熱する加熱帯８と一定温度を保持する保持帯９とでゾ
ーン分けしてある。そして、加熱帯８には、燃料ガス１
６を燃焼し加熱ガスを噴射する直火バーナ７が、保持帯
９にはその中の温度制御に使用する冷却ガスを吹きつけ
るノズル１０がそれぞれのガス量制御装置１１、１２と
共に取付けられており、さらに該炉６には、保持帯出口
近傍に鋼板５の温度を測定する板温計１３と、その測定
値を目標板温と比較し、目標温度になるよう燃料ガス量
及び冷却ガス量を制御するとともに、炉内圧を測定する
炉圧計１４と、その測定値を比較し、目標炉内圧になる
よう冷却ガス量を制御し、上記鋼板温度と炉内圧の２変
数制御を非干渉ＰＩＤ制御する制御装置１５が設けられ
ている。本発明では、このＰＩＤ制御により、冷却ガス
量及び加熱ガス量を同時に調整することが可能となり、
加熱ガスのみによる従来の制御法と比べて応答性よく保
持帯出口近傍で板温の制御ができるのである。
加熱する加熱帯８と一定温度を保持する保持帯９とでゾ
ーン分けしてある。そして、加熱帯８には、燃料ガス１
６を燃焼し加熱ガスを噴射する直火バーナ７が、保持帯
９にはその中の温度制御に使用する冷却ガスを吹きつけ
るノズル１０がそれぞれのガス量制御装置１１、１２と
共に取付けられており、さらに該炉６には、保持帯出口
近傍に鋼板５の温度を測定する板温計１３と、その測定
値を目標板温と比較し、目標温度になるよう燃料ガス量
及び冷却ガス量を制御するとともに、炉内圧を測定する
炉圧計１４と、その測定値を比較し、目標炉内圧になる
よう冷却ガス量を制御し、上記鋼板温度と炉内圧の２変
数制御を非干渉ＰＩＤ制御する制御装置１５が設けられ
ている。本発明では、このＰＩＤ制御により、冷却ガス
量及び加熱ガス量を同時に調整することが可能となり、
加熱ガスのみによる従来の制御法と比べて応答性よく保
持帯出口近傍で板温の制御ができるのである。
【００１３】次に、上記保持帯出口での鋼板温度の制御
原理を説明する。一般的に、合金化炉６においては、鋼
板５への伝熱量Ｑは（１）式で表わされる。 Ｑ＝λ×ＱR ＋（１−λ）×ＱC …（１） ここで、 ＱR ：放射による伝熱量 ＱC ：対流による伝熱量 λ ：定数で、１より小さい （１）式において、被加熱物（鋼板５）が炉壁に囲まれ
た状態では、全伝熱量Ｑに対してＱR が支配的である。
そのＱR は、通常、下記の（２）式で表わされる。
原理を説明する。一般的に、合金化炉６においては、鋼
板５への伝熱量Ｑは（１）式で表わされる。 Ｑ＝λ×ＱR ＋（１−λ）×ＱC …（１） ここで、 ＱR ：放射による伝熱量 ＱC ：対流による伝熱量 λ ：定数で、１より小さい （１）式において、被加熱物（鋼板５）が炉壁に囲まれ
た状態では、全伝熱量Ｑに対してＱR が支配的である。
そのＱR は、通常、下記の（２）式で表わされる。
【００１４】
ＱR ＝４．８８×１０-8
×φCG｛（ＴW ＋２７３）4 −（ＴS ＋２７３）4 ｝ …（２）
ここで、ＴW ：炉壁温度
ＴS ：鋼板温度
一方、ＱC は、下記（３）式で表わされる。
ＱC ＝α×（Ｔs −Ｔg ）＝（ａ＋ｂw 0.8 ）×（Ｔs −Ｔg ）
…（３）
ここで、 ａ、ｂ：定数
Ｗ：冷却ガス流速（ｍ／ｓ）
前記したように、全伝熱量Ｑに対してＱR が支配的であ
る場合は、伝熱量を左右するのはＴW （炉壁温度）であ
り、その応答性は炉壁温度の変化速度によって決定され
る。
る場合は、伝熱量を左右するのはＴW （炉壁温度）であ
り、その応答性は炉壁温度の変化速度によって決定され
る。
【００１５】従来の合金化炉６においては、加熱ガス量
の調整のみで、温度制御を行っていたが、ガス量変更し
た際の炉壁温度の測定結果を図３に示す。図３より、そ
の場合の炉壁温度変化の応答性は４０℃／４〜５ｍｉｎ
であり、この応答性によって合金化炉６内における鋼板
温度変化の応答性も律速される。一方、本発明のよう
に、加熱ガスに加えて、保持帯８で冷却ガス１０を吹き
込んだ場合には、（１）式における全伝熱量に対して
は、ＱC の寄与が大きくなり、その結果、全伝熱量自体
の絶対値も大きくなる。図４に、保持帯９で冷却ガス量
を変化させた場合のＱC と同タイミングでの板温測定結
果を示す。図４より、冷却ガス１０を吹き込むことによ
ってＱC が変化し、板温応答性が向上することが分か
る。
の調整のみで、温度制御を行っていたが、ガス量変更し
た際の炉壁温度の測定結果を図３に示す。図３より、そ
の場合の炉壁温度変化の応答性は４０℃／４〜５ｍｉｎ
であり、この応答性によって合金化炉６内における鋼板
温度変化の応答性も律速される。一方、本発明のよう
に、加熱ガスに加えて、保持帯８で冷却ガス１０を吹き
込んだ場合には、（１）式における全伝熱量に対して
は、ＱC の寄与が大きくなり、その結果、全伝熱量自体
の絶対値も大きくなる。図４に、保持帯９で冷却ガス量
を変化させた場合のＱC と同タイミングでの板温測定結
果を示す。図４より、冷却ガス１０を吹き込むことによ
ってＱC が変化し、板温応答性が向上することが分か
る。
【００１６】最後に、第１の本発明の実操業での成績
を、従来法での成績と比較して図５に示す。図５には、
鋼板５の走行速度 ９０ｍ／ｍｉｎ、板厚０．８ｍｍの
条件で操業中に、板厚が０．６ｍｍとなった時の保持帯
９出口での鋼板温度変化、及び炉内圧の変化、操作した
燃料ガス量及び冷却ガス量の変化が示されている。図５
より、燃料ガス量のみで調整した従来法での板厚はずれ
は６５秒間であったが、本発明法では加熱ガス量を減少
させると同時に保持帯９の冷却ガス量を増加させること
によって、それを１６秒間に短縮できた。従って、合金
化度の乱れもその分低減させることができ、安定した合
金化炉６の操業が行えるようになった。
を、従来法での成績と比較して図５に示す。図５には、
鋼板５の走行速度 ９０ｍ／ｍｉｎ、板厚０．８ｍｍの
条件で操業中に、板厚が０．６ｍｍとなった時の保持帯
９出口での鋼板温度変化、及び炉内圧の変化、操作した
燃料ガス量及び冷却ガス量の変化が示されている。図５
より、燃料ガス量のみで調整した従来法での板厚はずれ
は６５秒間であったが、本発明法では加熱ガス量を減少
させると同時に保持帯９の冷却ガス量を増加させること
によって、それを１６秒間に短縮できた。従って、合金
化度の乱れもその分低減させることができ、安定した合
金化炉６の操業が行えるようになった。
【００１７】なお、本実施例では、燃料ガスにコークス
炉ガスを、冷却ガスに空気を使用した。 （実施例２）まず、第２の本発明に係る溶融めっき鋼板
５の合金化炉６の構成を図２に示す。この第２の本発明
の構成が、図１に示した第１の本発明のそれと異なる点
は、合金化位置の検出とその位置制御機構を加えたこと
にある。つまり、図２には、合金化位置を検出するため
の放射温度計１８と、その信号を用いて該位置を推定す
る合金化位置演算器１９と、その推定位置及び炉圧計１
４より得られる指示値を目標値と比較し、加熱ガス量及
び冷却ガス量を調整する制御装置２０、目標設定器２１
が示されている。なお、第２の本発明では、保持帯９出
口での鋼板温度と、上記合金化位置の２変数制御を非干
渉ＰＩＤ制御としている。
炉ガスを、冷却ガスに空気を使用した。 （実施例２）まず、第２の本発明に係る溶融めっき鋼板
５の合金化炉６の構成を図２に示す。この第２の本発明
の構成が、図１に示した第１の本発明のそれと異なる点
は、合金化位置の検出とその位置制御機構を加えたこと
にある。つまり、図２には、合金化位置を検出するため
の放射温度計１８と、その信号を用いて該位置を推定す
る合金化位置演算器１９と、その推定位置及び炉圧計１
４より得られる指示値を目標値と比較し、加熱ガス量及
び冷却ガス量を調整する制御装置２０、目標設定器２１
が示されている。なお、第２の本発明では、保持帯９出
口での鋼板温度と、上記合金化位置の２変数制御を非干
渉ＰＩＤ制御としている。
【００１８】次に、第２の本発明の実施結果を、図６に
本発明を実施しない従来法との比較で示す。実施例１の
場合と同様に、鋼板５の走行速度は９０ｍ／ｍｉｎ，板
厚０．８ｍｍとしたが、本実施例では鋼板５の走行速度
が６５ｍ／ｍｉｎになった時の応答状況を示している。
従来法による場合は、合金化位置及び鋼板温度の復帰が
遅く、合金化度も完全に乱れてしまったが、本発明では
短時間で復帰するため、合金度は製品品質としての許容
範囲内に抑えることができた。
本発明を実施しない従来法との比較で示す。実施例１の
場合と同様に、鋼板５の走行速度は９０ｍ／ｍｉｎ，板
厚０．８ｍｍとしたが、本実施例では鋼板５の走行速度
が６５ｍ／ｍｉｎになった時の応答状況を示している。
従来法による場合は、合金化位置及び鋼板温度の復帰が
遅く、合金化度も完全に乱れてしまったが、本発明では
短時間で復帰するため、合金度は製品品質としての許容
範囲内に抑えることができた。
【００１９】なお、本実施例では、合金化位置の手段と
して放射温度計を使用したが、レーザ等を照射しその反
射光強度を測定することでも良い。
して放射温度計を使用したが、レーザ等を照射しその反
射光強度を測定することでも良い。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、めっ
き層の合金化度に対して応答性及び精度の良い制御を行
える溶融亜鉛めっき鋼板合金化炉及びその操業方法を提
供することができた。
き層の合金化度に対して応答性及び精度の良い制御を行
える溶融亜鉛めっき鋼板合金化炉及びその操業方法を提
供することができた。
【図１】第１の本発明に係る合金化炉を示す図である。
【図２】第２の本発明に係る合金化炉を示す図である。
【図３】従来法を実施した場合の炉壁温度の変化を示す
図である。
図である。
【図４】第１の本発明による鋼板温度の変化を示す図で
ある。
ある。
【図５】第１の本発明の実施成績を示す図である。
【図６】第２の本発明の実施成績を示す図である。
【図７】従来の一般的な合金化炉の概念図である。
【図８】合金化炉で鋼板を加熱する際のヒートパターン
を示す図である。
を示す図である。
１ めっき浴
２ 溶融亜鉛
３ シンクロール
４ 絞り装置
５ 溶融めっき鋼板（鋼板）
６ 竪型炉（合金化炉）
７ 直火バーナ
８ 加熱帯
９ 保持帯
１０ 冷却ガス吹込ノズル（ノズル）
１１ 加熱ガス量制御装置
１２ 冷却ガス吹込量制御装置
１３ 板温計
１４ 炉圧計
１５ 制御装置
１６ 燃料ガス
１７ 冷却ガス
１８ 放射温度計
１９ 合金化位置演算器
２０ 制御装置
２１ 目標設定器
２２ 冷却帯
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 新井 信
千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株
式会社 千葉製鉄所内
(72)発明者 秋吉 勝則
千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株
式会社 千葉製鉄所内
(72)発明者 藤田 健一
千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株
式会社 千葉製鉄所内
(56)参考文献 特開 平７−11414（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−11413（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−30745（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−212387（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−247619（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−270952（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 2/00 - 2/40
Claims (4)
- 【請求項１】 燃焼ガスを噴射する直火バーナを備えた
加熱帯と、保持帯とを鉛直に連設し、その中を溶融亜鉛
めっきした鋼板を走行させる竪型合金化炉において、 上記保持帯に冷却ガスを吹込むノズルを設けると共に、
上記保持帯の出口に設けた上記走行する鋼板の温度を測
定する板温計と、炉内圧を測定する炉圧計と、これら２
つの測定値を目標値に一致させるために、加熱帯に吹込
む燃焼ガス量及び保持帯へ吹込む冷却ガス量を操作量と
して制御する制御装置とを備えたことを特徴とする溶融
亜鉛めっき鋼板の合金化炉。 - 【請求項２】 加熱帯及び保持帯を鉛直に連設した竪型
合金化炉内に、溶融亜鉛めっきした鋼板を走行させ、そ
のめっき層へ鉄を拡散させる溶融亜鉛めっき鋼板合金化
炉の操業方法において、 上記保持帯の出口で走行する上記鋼板の温度が目標値と
一致し、且つ炉内圧を一定に維持するように、加熱帯へ
の燃料ガス吹込み量及び保持帯への冷却ガス吹込み量を
調整することを特徴とする溶融亜鉛合金化炉の操業方
法。 - 【請求項３】 燃焼ガスを噴射する直火バーナを備えた
加熱帯と、保持帯とを鉛直に連設し、その中を溶融亜鉛
めっきした鋼板を走行させる竪型合金化炉において、 上記保持帯に冷却ガスを吹込むノズルを設けると共に、
上記鋼板の表面温度を測定する複数の放射温度計と、そ
の測定値に基づき該鋼板の合金化位置を推定する合金化
位置演算器と、上記保持帯の出口に設けた板温計と、上
記推定した合金化位置及び板温計の測定値をそれぞれ目
標値に一致させるよう加熱帯への吹込み燃料ガス量及び
保持帯への冷却ガス量を調整する制御装置とを備えたこ
とを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉。 - 【請求項４】 加熱帯及び保持帯を鉛直に連設した竪型
合金化炉内に、溶融亜鉛を表面に付着した鋼板を走行さ
せ、そのめっき層へ鉄を拡散させる溶融亜鉛めっき鋼板
合金炉の操業方法において、 上記鋼板の合金化位置を放射温度の測定で推定すると共
に、上記保持帯の出口で鋼帯温度を測定し、該鋼板の合
金化位置及び出口温度を目標値に一致させるよう加熱帯
に吹込む燃料ガス量及び保持帯に吹込む冷却ガス量を調
整することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板合金化炉の
操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07643395A JP3411712B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉及びその操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07643395A JP3411712B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉及びその操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08269668A JPH08269668A (ja) | 1996-10-15 |
| JP3411712B2 true JP3411712B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=13605030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07643395A Expired - Fee Related JP3411712B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉及びその操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3411712B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100613100B1 (ko) * | 2000-05-16 | 2006-08-16 | 주식회사 포스코 | 홀딩 존의 냉, 난방 장치 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP07643395A patent/JP3411712B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08269668A (ja) | 1996-10-15 |
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