JP3617465B2 - Analytical device for atmospheric gas in snout and metal vapor removal device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属めっき槽に設けられたスナウトの内部における雰囲気ガスの分析装置及び金属蒸気除去装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、鋼帯に連続的に溶融金属めっき(以降の説明では溶融亜鉛めっきを例にとる)を行うための溶融亜鉛めっき装置は、鋼帯をめっき可能な温度に加熱するための加熱炉と、加熱した鋼帯を加熱炉から溶融亜鉛めっき槽へ清浄な状態を維持しながら導くためのスナウトと、溶融亜鉛めっき浴を収容する溶融亜鉛めっき槽とを備える。
【0003】
このスナウトの内部には、雰囲気を清浄に保つため、水素と窒素との混合ガスが吹き込まれる。また、スナウト内の雰囲気を一定に保つため、酸素計、水素計さらには露点計等からなる雰囲気ガス分析計を用いてスナウト内の雰囲気ガスを分析し、この分析結果に基づいてスナウト内に吹き込む混合ガスの組成等を適宜制御している。
【0004】
ところで、この溶融亜鉛めっきにおける亜鉛溶解温度は約419.5℃であるため、めっき浴面から亜鉛蒸気が連続的かつ多量に発生する。このため、雰囲気ガス分析計に導かれる雰囲気ガスにも亜鉛蒸気が含まれる。
【0005】
この亜鉛蒸気は、腐食性を有し、雰囲気ガス分析計の分析精度や寿命に悪影響を及ぼす。このため、雰囲気ガス分析計のメンテナンスを頻繁に行わざるを得ず、メンテナンスに要する工数や費用が嵩む。したがって、適当な手段を用いて雰囲気ガス分析計に導かれる雰囲気ガスから亜鉛蒸気を除去しておくことが必要である。
【0006】
このため、一般的に、フィルタを用いて濾過することにより、雰囲気ガスから亜鉛蒸気を除去していた。また、例えば電子クーラ等の冷却装置を用いて雰囲気ガスを一旦冷却することにより亜鉛蒸気を粉体固化することにより、雰囲気ガスから亜鉛蒸気を除去することも知られていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
フィルタを用いた亜鉛蒸気の濾過は、これまでにも様々な改善が行われてきた周知慣用の除去手段である。しかし、亜鉛蒸気は連続的かつ多量に発生するため、フィルタが短時間で早期に目詰まりしてしまう。この場合、雰囲気ガス分析計の稼働を一時的に中断し、逆方向からのパージ等を行って目詰まり解消を図ることを相当の頻度で行う必要があった。さらに、この場合にも、最終的にはフィルタを交換する必要が発生する。このように、フィルタを用いた亜鉛蒸気の濾過は、フィルタのメンテナンスを頻繁に行う必要があるため、雰囲気ガス分析計を長期間安定して稼動することが難しい。
【0008】
また、電子クーラを用いた亜鉛蒸気の除去には、(a) 電子クーラが複雑であるために設備費が嵩むこと、(b) 除去後の亜鉛粉体の処理(リサイクル)が難しいこと、(c) 電気料金やメンテナンス費用等のランニングコストが嵩むこと、さらには(d) フィルタを用いた場合と同様に、連続的かつ多量に発生する亜鉛蒸気や亜鉛粉体の処理が追い付かず、頻繁にメンテナンスを行う必要があることといった、問題があった。
【0009】
このため、これらの従来の技術によっても、雰囲気ガス分析計を用いて工業的規模で、溶融金属めっき槽の内部における雰囲気ガスを円滑かつ連続的に分析することができなかった。
【0010】
本発明の目的は、溶融金属めっき槽に設けられたスナウトの内部における雰囲気ガスの分析装置及び金属蒸気除去装置を提供することであり、例えば、雰囲気ガス分析計を用いてスナウトの内部における雰囲気ガスを分析する際に、工業的規模で雰囲気ガスを安価、円滑および連続的に分析することができる、溶融金属めっき槽に設けられたスナウトの内部における雰囲気ガスの分析装置及び金属蒸気除去装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述したように、亜鉛めっきにおける亜鉛溶解温度は約419.5℃であるため、亜鉛蒸気はめっき浴面から連続的かつ多量に発生する。そこで、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、下記手段(i) 〜(iv)を用いて雰囲気ガスから金属蒸気を除去することにより、雰囲気ガス分析計を用いて工業的規模で雰囲気ガスを安価、円滑および連続的に分析することができることを知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
(i) 雰囲気ガスに含まれる金属蒸気を、めっき浴の上方に配置した冷却装置により冷却し粉体化 (凝固) させることにより、雰囲気ガスから金属蒸気を除去することができること。
(ii)冷却装置の内部では、付着した粉体化した金属に次々に供給される金属蒸気が接触するため、粉体化した金属を大きく成長させることができること。
(iii) 成長して重量が増えた金属の粉体の塊は、その付着面に例えば振動を付与することにより、付着面から剥離させてめっき浴へ自由落下させることができること。
(iv)これにより、金属の粉体の塊を自動的に発生源(溶融金属浴面) に戻すことが可能となり、除去後の亜鉛粉体の処理(リサイクル)を、工数増を伴うことなく実現できること。
【0012】
本発明は、溶融金属めっき槽に収容されるめっき浴の上方に配置され、スナウトの内部の雰囲気ガスを冷却しながら上方へ向けて流通させるための雰囲気ガス流通路を有する冷却装置と、雰囲気ガスが冷却装置により冷却されることにより、雰囲気ガス流通路の内面に付着した金属蒸気の凝固物を、この内面から剥離させるための付着凝固物剥離装置とを組み合わせて備える金属蒸気除去装置を有し、さらに、この金属蒸気除去装置により金属蒸気を除去された雰囲気ガスを分析するためのガス分析計を有することを特徴とするスナウト内の雰囲気ガスの分析装置である。
【0013】
この本発明にかかるスナウト内の雰囲気ガスの分析装置では、付着凝固物剥離装置が、雰囲気ガス流通路の内面に付着した金属蒸気の凝固物に外力を作用させることによって、この凝固物を剥離させることが望ましい。
【0014】
これらの本発明にかかるスナウト内の雰囲気ガスの分析装置では、付着凝固物剥離装置が、冷却装置の外面に装着されたバイブレータであることが望ましい。
【0015】
別の観点からは、本発明は、溶融金属めっき槽に収容されるめっき浴の上方に配置され、スナウトの内部の雰囲気ガスを冷却しながら上方へ向けて流通させるための雰囲気ガス流通路を有する冷却装置と、雰囲気ガスが冷却装置により冷却されることにより、雰囲気ガス流通路の内面に付着した金属蒸気の凝固物を、この内面から剥離させるための付着凝固物剥離装置とを組み合わせて備え、雰囲気ガス流通路の下部には、めっき浴に浸漬される第1の接続部材が装着されるとともに、雰囲気ガス流通路の上部には、金属蒸気が除去された雰囲気ガスを雰囲気ガス分析計へ導くための第2の接続部材が装着されることを特徴とするスナウト内の雰囲気ガスの金属蒸気除去装置である。
【0016】
この場合において、第1の接続部材または冷却装置には、スナウトの内部の雰囲気ガスを雰囲気ガス流通路へ導くための雰囲気ガス取込み部材が装着されることが望ましい。
【0017】
この本発明にかかるスナウト内の雰囲気ガスの金属蒸気除去装置では、さらに、雰囲気ガス分析計により溶融金属めっき槽の内部の雰囲気ガスを分析する際には、雰囲気ガス取込み部材、第1の接続部材、雰囲気ガス流通路、第2の接続部材および雰囲気ガス分析計の順、もしくは雰囲気ガス取込み部材、雰囲気ガス流通路、第2の接続部材および雰囲気ガス分析計の順に雰囲気ガスを流通させるとともに付着凝固物剥離装置を停止し、雰囲気ガスを分析しない際には、雰囲気ガスを流通させないとともに付着凝固物剥離装置を運転する制御を行う制御装置を備えることが、望ましい。
【0018】
この本発明にかかるスナウト内の雰囲気ガスの金属蒸気除去装置では、付着凝固物剥離装置が、雰囲気ガス流通路の内面に付着した金属蒸気の凝固物に外力を作用させることによって、この凝固物を剥離させることが望ましい。
【0019】
これらの本発明にかかるスナウト内の雰囲気ガスの金属蒸気除去装置では、付着凝固物剥離装置が、冷却装置の外面に装着されたバイブレータであることが望ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるスナウト内の雰囲気ガスの分析装置および金属蒸気除去装置の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、溶融金属めっきが溶融亜鉛めっきである場合を例にとる。
【0021】
図1は、本実施の形態のスナウト内の雰囲気ガスの金属蒸気除去装置1の構成例を模式的に示す説明図である。同図に示すように、本実施の形態の金属蒸気除去装置1は、冷却装置2と、付着凝固物剥離装置3と、第1の接続部材4と、第2の接続部材5と、取込み部材6と、制御装置7とを備えており、この金属蒸気除去装置1と、後述する雰囲気ガス分析計18とにより、本実施の形態のスナウト内の雰囲気ガスの分析装置が構成される。そこで、本実施の形態の金属蒸気除去装置1のこれらの構成要素について、順次説明する。
【0022】
[冷却装置2]
本実施の形態の金属蒸気除去装置1は冷却装置2を備える。この冷却装置2は、溶融亜鉛めっき槽に収容されるめっき浴8の浴面8aの上方に、図示しない適当な支持手段によって支持されて配置される。本実施の形態では、冷却管9により冷却装置2を構成した。この冷却管9の本体には、図示しない冷却水流路が例えば螺旋状に埋設されており、この冷却水流路には冷却水供給管10aおよび冷却水排出管10bが接続されている。冷却水を、冷却水供給管10aから冷却水流路を介して冷却水排出管10bへ供給することにより、冷却管9の本体を冷却すること、すなわち冷却管9の内部に形成される雰囲気ガス流通路11を間接的に水冷することができるように構成されている。
【0023】
本実施の形態では、冷却管9が鉛直上方向きに配置されていることから、雰囲気ガス流通路11も鉛直上方向きに配置される。このため、後述するように、雰囲気ガス流通路11の内面11aに付着した、亜鉛蒸気の凝固物12が付着凝固物剥離装置3の作用により剥離すると、凝固物12はその自重により、鉛直下方向きに自由落下する。
【0024】
さらに、後述するように、この雰囲気ガス流通路11を、スナウトの内部の雰囲気ガス(サンプルガス)が鉛直上方へ向けて流通する。このため、この雰囲気ガス流通路11は、雰囲気ガス(サンプルガス)を冷却しながら上方へ向けて流通させることができる。
本実施の形態の冷却装置2は、以上説明したように構成される。
【0025】
[付着凝固物剥離装置3]
本実施の形態の金属蒸気除去装置1は付着凝固物剥離装置3を備える。この付着凝固物剥離装置3は、雰囲気ガス(サンプルガス)が冷却装置2により冷却されることにより、雰囲気ガス流通路11の内面11aに付着した金属蒸気の凝固物12を、この内面11aから剥離させるための装置であり、本実施の形態では、付着凝固物剥離装置3として、冷却装置2の外面2aに装着されたバイブレータ3a、3bを用いた。
【0026】
これらのバイブレータ3a、3bは、いずれも、エアー式のバイブレータであって、圧縮エアー供給源13に接続されたエアー供給管14からエアーを供給されることにより、振動を発生する。なお、エアー供給管14の一部には、後述する制御装置7からの制御信号S1により作動する電磁弁15が装着されており、バイブレータ3a、3bの動作が制御装置7により制御されるように、構成されている。
【0027】
このように、本実施の形態の付着凝固物剥離装置3は、雰囲気ガス流通路11の内面11aに付着した亜鉛蒸気の凝固物12に、バイブレータ3a、3bが発生する振動を用いて外力を作用させることによって、凝固物12を雰囲気ガス流通路11の内面11aから剥離させる。
本実施の形態の付着凝固物剥離装置3は、以上説明したように構成される。
【0028】
[第1の接続部材4]
本実施の形態の金属蒸気除去装置1は第1の接続部材4を備える。本実施の形態では、第1の接続部材4として、浸漬管を用いた。この浸漬管4の上端部にはフランジ4aが設けられており、フランジ4aは冷却管9の下端部に設けられたフランジ9aに図示しない締結部材により締結される。これにより、浸漬管4は、雰囲気ガス流通路11に連通した状態で接続される。また、浸漬管4の下部は、めっき浴8に浸漬される。めっき浴8に浸漬される部分の外面には、耐亜鉛浴材からなるコーティング層4bが形成されている。なお、本実施の形態とは異なり、外面にコーティング層4bが形成された浸漬管4を用いるのではなく、浸漬管4を例えばSUS316L等により構成し、一定期間使用して摩耗した場合には交換することとしてもよい。これにより、外面にコーティング層4bが形成された浸漬管4を用いるよりも、浸漬管4に要するコストを低減することが可能である。
【0029】
なお、本実施の形態では、このように、雰囲気ガス流通路11に連通させて第1の接続部材の一例である浸漬管4を配置したが、これとは異なり、雰囲気ガス流通路11に連通するとともにめっき浴8には浸漬されない凝固物収容槽を配置し、この凝固物収容槽の内部に堆積した凝固物を定期的に取り除くようにしてもよい。
【0030】
前述したように、付着凝固物剥離装置3の作用により雰囲気ガス流通路11の内面11aから剥離し、その自重によって鉛直下方向きに自由落下した凝固物12は、雰囲気ガス流通路11を通過した後にさらに浸漬管4の内部を鉛直下方向きに自由落下し、めっき浴8に落下する。
本実施の形態の第1の接続部材4は、以上説明したように構成される。
【0031】
[第2の接続部材5]
本実施の形態の金属蒸気除去装置1は第2の接続部材5を有する。本実施の形態では、第2の接続部材5として配管16を用いた。配管16の一端は、雰囲気ガス(サンプルガス)中に含まれる亜鉛蒸気を濾過するためのフィルタ17を介して、冷却管9の上端部に接続される。一方、配管16の他端部は、雰囲気ガス分析計18に接続される。
【0032】
この雰囲気ガス分析計18は、酸素計、水素計さらには露点計等からなる周知慣用の雰囲気ガス分析計であり、表示部18aに分析結果を表示するとともに、分析結果をスナウト内雰囲気ガス制御装置(図示しない)に出力し、スナウト内の雰囲気を制御する。
【0033】
なお、雰囲気ガス分析計18には、採取した雰囲気ガス(サンプルガス)を排出するための排出用配管19の一端が接続される。この排出用配管19の他端は、排気用ポンプ20に接続される。排出用配管19には、制御装置7からの制御信号S2により制御される電磁弁21が装着される。
【0034】
このように、本実施の形態では、雰囲気ガス流通路11の上部に、金属蒸気が除去された雰囲気ガスを雰囲気ガス分析計18へ導くための第2の接続部材5が装着される。
本実施の形態の第2の接続部材5は、以上説明したように構成される。
【0035】
[取込み部材6]
本実施の形態の金属蒸気除去装置1は取込み部材6を有する。この取込み部材6は、第1の接続部材4に溶接されて装着され、スナウトの内部の雰囲気ガスGを雰囲気ガス流通路11へ導くための部材であり、本実施の形態では、配管22を用いた。
【0036】
配管22の制御装置7からの制御信号S3により制御される電磁弁23が装着される。なお、本実施の形態とは異なり、電磁弁23は用いなくともよい。これにより、金属蒸気除去装置1の部品点数をさらに低減できる。
本実施の形態の取込み部材6は、以上説明したように構成される。
【0037】
[制御装置7]
本実施の形態の金属蒸気除去装置1は制御装置7を有する。この制御装置7は、予め設定されたプログラムに基づいて、電磁弁15、21、23にそれぞれ制御信号S1、S2、S3をそれぞれ出力することにより、電磁弁15、21、23それぞれの開閉動作を制御する。
【0038】
すなわち、制御装置7は、(a) 雰囲気ガス分析計18によりスナウトの内部の雰囲気ガスGを分析する際には、電磁弁21、23に開信号S2、S3を、電磁弁15に閉信号S1をそれぞれ出力することによって、雰囲気ガス取込み部材6、第1の接続部材4、雰囲気ガス流通路11、第2の接続部材5および雰囲気ガス分析計18の順に雰囲気ガスGを流通させるとともに付着凝固物剥離装置3を停止し、(b) 雰囲気ガスGを分析しない際には、電磁弁21、23に閉信号S2、S3を、電磁弁15に開信号S1をそれぞれ出力することによって、雰囲気ガスGを流通させず、かつ付着凝固物剥離装置3を運転する制御を行う。
【0039】
このように、本実施の形態の金属蒸気除去装置1は、冷却装置2と、付着凝固物剥離装置3と、第1の接続部材4と、第2の接続部材5と、取込み部材6と、制御装置7とを備える。次に、本実施の形態の金属蒸気除去装置1の動作を説明する。
【0040】
[動作の説明]
雰囲気ガス分析計18によりスナウトの内部の雰囲気ガスGを分析する場合、制御装置7は、予め定められたプログラムにより、電磁弁21、23に開信号S2、S3を、電磁弁15に閉信号S1をそれぞれ出力する。これにより、400 〜500 ℃程度の溶融亜鉛めっき浴8のめっき面8aの雰囲気ガスGは、配管22をより吸入され、浸漬管4を介して冷却管9の雰囲気ガス流通路11に導かれる。
【0041】
この冷却管9は冷却水により冷却されているため、雰囲気ガス流通路11に導かれた雰囲気ガスGは冷却温度差数100 ℃程度で急速に冷却される。このため、雰囲気ガスGに含まれた亜鉛蒸気は、雰囲気ガス流通路11の内面11aに亜鉛蒸気の凝固物12として凝固する。
【0042】
この際、内面11aに付着・凝固した凝固物12には、次々に亜鉛蒸気が供給されて接触するため、凝固物12は大きく成長し、粉体状から塊状となる。この繰り返しにより、雰囲気ガスGから亜鉛蒸気が確実に除去され、雰囲気ガスGは連続的に清浄化される。
【0043】
亜鉛蒸気が除去された雰囲気ガスGは、雰囲気ガス流通路11およびフィルタ17を通過した後、配管16を介して雰囲気ガス分析計18に導かれる。このようにして、雰囲気ガス分析計18により雰囲気ガスGの分析が行われる。
【0044】
一方、雰囲気ガス分析計18によりスナウトの内部の雰囲気ガスGを分析しない場合、制御装置7は、予め定められたプログラムにより、電磁弁21、23に閉信号S2、S3を、電磁弁15に開信号S1をそれぞれ出力する。これにより、バイブレータ3が起動し、雰囲気ガス流通路11の内面11aに付着して塊状に成長した亜鉛蒸気の凝固物12を振るい落とす。
【0045】
振るい落とされた亜鉛蒸気の凝固物12は、雰囲気ガス流通路11および浸漬管4を経由して、亜鉛浴面8aに自由落下する。亜鉛浴面8aの温度は400 ℃程度であるから落下した凝固物12は溶解し、溜まることはない。このように、本実施の形態によれば、人手を要さず自動的に亜鉛蒸気を回収および処理することができる。
【0046】
この動作を一定時間継続して行うことにより、雰囲気ガス流通路11の内面11aに付着した凝固物12が除去された後、制御装置7は、予め定められたプログラムにより、電磁弁21、23に開信号S2、S3を、電磁弁15に閉信号S1をそれぞれ出力する。これにより、雰囲気ガス(サンプルガス)の分析を再開する。以降、このような操作を繰り返す。
【0047】
このように、本実施の形態の金属蒸気除去装置1によれば、鋼帯の連続亜鉛めっき設備におけるスナウト内の雰囲気ガスGが清浄化されて雰囲気ガス分析計18に供給されるため、雰囲気ガス分析計18のメンテナンス頻度を従来に比較して大幅に伸ばすことができるとともに、雰囲気ガス分析計18は安定して稼働し、高精度で分析することができる。このため、鋼帯のメッキ品質等の向上が図られる。
【0048】
また、本実施の形態の金属蒸気除去装置1によれば、(a) 連続的に多量に発生する亜鉛蒸気を人が介入することなく自動的に除去できること、(b) 除去した亜鉛の凝固物を長時間滞留させることなく自動的に除去・回収できること、(c) 腐食性の亜鉛蒸気を含む雰囲気ガスGが雰囲気ガス分析計18等に与える障害を除去できること、(d) 安価であり、ランニングコストが殆どかからないことという効果が得られる。
【0049】
さらに、本実施の形態の金属蒸気除去装置1は、極めて少ない部品点数で頑強に構成されているため、環境が厳しいスナウト近傍に設置されても長期間安定して稼働することができる。
【0050】
このため、本実施の形態により、雰囲気ガス分析計18を用いてスナウトの内部における雰囲気ガスGを分析する際に、工業的規模で雰囲気ガスGを安価、円滑および連続的に分析することができる、スナウトの内部における雰囲気ガスGの亜鉛蒸気除去装置1を提供できた。
【0051】
(変形形態)
実施の形態の説明では、溶融金属めっきが溶融亜鉛めっきである場合を例にとった。しかし、本発明は溶融亜鉛めっきに限定されるものではなく、溶融亜鉛めっき以外の他の溶融金属めっきについても同様に適用される。
【0052】
また、実施の形態の説明では、冷却装置2が溶融金属めっき槽の鉛直上方に配置されている場合を例にとった。しかし、本発明はこの形態には限定されず、冷却装置2が溶融金属めっき槽の鉛直上方から外れた位置にあってもよい。この場合には、冷却装置2を構成する冷却管3、すなわち雰囲気ガス流通路11を屈曲して配置すればよいからである。
【0053】
また、実施の形態の説明では、付着凝固物剥離装置3が、冷却装置2の外面に装着されたバイブレータ3a、3bである場合を例にとった。しかし、本発明における付着凝固物剥離装置はこのバイブレータ3a、3bには限定されず、雰囲気ガス流通路11の内面11aに付着した金属蒸気の凝固物を、雰囲気ガス流通路11の内面11aから剥離させることができる装置であれば、等しく適用される。例えば、電動式バイブレータや作業者による打撃、さらには雰囲気ガス流通路11の内面11aに付着した金属蒸気の凝固物を掻き落とすことができるスクレーパ等を適宜配置することによっても、同様の作用効果を達成することができる。
【0054】
また、実施の形態および実施例の説明では、取込み部材6が第1の接続部材4に装着された場合を例にとった。しかし、本発明はこの形態には限定されず、取込み部材6が例えば冷却装置2に接続されていてもよい。この場合、制御装置7は、雰囲気ガス分析計18によりスナウトの内部の雰囲気ガスGを分析する際には、電磁弁21、23に開信号を、電磁弁15に閉信号をそれぞれ出力することによって、雰囲気ガス取込み部材6、雰囲気ガス流通路11、第2の接続部材5および雰囲気ガス分析計18の順に雰囲気ガスを流通させ、かつ付着凝固物剥離装置3を停止させ、一方、雰囲気ガス分析計18によりスナウトの内部の雰囲気ガスGを分析しない際には、電磁弁21、23に閉信号を、電磁弁15に開信号をそれぞれ出力することによって、雰囲気ガスを流通させず、かつ付着凝固物剥離装置3を起動すればよい。
【0055】
さらに、実施の形態で示した付着凝固物剥離装置3は、あくまでも、本発明の例示であり、本発明は、溶融金属めっき浴の上方に配置されて溶融金属めっき槽の内部の雰囲気ガスGを冷却しながら上方へ向けて流通させるための雰囲気ガス流通路11を有する冷却装置2と、この冷却装置2により冷却されることにより、雰囲気ガス流通路11の内面11aに付着した金属蒸気の凝固物12を、剥離させるための付着凝固物剥離装置3とを組み合わせて備える装置であれば、本発明に包含される。
【0056】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、雰囲気ガス分析計を用いてスナウトの内部における雰囲気ガスを分析する際に、工業的規模で雰囲気ガスを安価、円滑および連続的に分析することができる、溶融亜鉛めっき槽に設けられたスナウトの内部における雰囲気ガスの分析装置及び亜鉛蒸気除去装置を提供することができた。
かかる効果を有する本発明の意義は極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態のスナウト内の雰囲気ガスの金属蒸気除去装置の構成例を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
1 金属蒸気除去装置
2 冷却装置
3 付着凝固物剥離装置
8 めっき浴
11 雰囲気ガス流通路
11a 内面
12 金属蒸気の凝固物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an atmospheric gas analyzer and a metal vapor removal device inside a snout provided in a molten metal plating tank.
[0002]
[Prior art]
As is well known, a hot dip galvanizing apparatus for continuously performing hot metal plating on a steel strip (in the following explanation, hot dip galvanization is used) is a heating for heating the steel strip to a temperature at which plating can be performed. A furnace, a snout for guiding the heated steel strip from the heating furnace to a hot dip galvanizing bath while maintaining a clean state, and a hot dip galvanizing bath for containing a hot dip galvanizing bath are provided.
[0003]
Inside the snout, a mixed gas of hydrogen and nitrogen is blown in order to keep the atmosphere clean. In addition, in order to keep the atmosphere inside the snout constant, the atmosphere gas inside the snout is analyzed using an atmosphere gas analyzer consisting of an oxygen meter, hydrogen meter, dew point meter, etc., and blown into the snout based on the analysis result. The composition of the mixed gas is appropriately controlled.
[0004]
By the way, since the zinc melting temperature in this hot dip galvanizing is about 419.5 ° C., zinc vapor is generated continuously and in large quantities from the plating bath surface. For this reason, zinc vapor is also contained in the atmospheric gas guided to the atmospheric gas analyzer.
[0005]
This zinc vapor is corrosive and adversely affects the analysis accuracy and life of the atmospheric gas analyzer. For this reason, maintenance of an atmospheric gas analyzer must be performed frequently, and the man-hour and cost which a maintenance requires increase. Therefore, it is necessary to remove zinc vapor from the atmospheric gas introduced to the atmospheric gas analyzer using an appropriate means.
[0006]
For this reason, generally zinc vapor was removed from atmospheric gas by filtering using a filter. It has also been known to remove zinc vapor from the atmospheric gas by solidifying the zinc vapor by temporarily cooling the atmospheric gas using a cooling device such as an electronic cooler.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Filtration of zinc vapor using a filter is a well-known and commonly used removal means that has been improved in various ways. However, since zinc vapor is generated continuously and in large quantities, the filter is clogged early in a short time. In this case, it has been necessary to interrupt the operation of the atmospheric gas analyzer temporarily and perform clogging elimination by purging in the reverse direction at a considerable frequency. Further, in this case, it is necessary to finally replace the filter. Thus, the filtration of zinc vapor using a filter requires frequent maintenance of the filter, and it is difficult to operate the atmospheric gas analyzer stably for a long period of time.
[0008]
In addition, removal of zinc vapor using an electronic cooler requires (a) the equipment cost increases due to the complexity of the electronic cooler, (b) the difficulty in processing (recycling) the zinc powder after removal, ( c) Increased running costs such as electricity bills and maintenance costs, and (d) as with the case of using filters, the processing of zinc vapor and zinc powder generated continuously and in large quantities cannot keep up, and frequently There were problems such as the need for maintenance.
[0009]
For this reason, even with these conventional techniques, the atmospheric gas inside the molten metal plating tank cannot be analyzed smoothly and continuously on an industrial scale using an atmospheric gas analyzer.
[0010]
An object of the present invention is to provide an atmospheric gas analyzer and a metal vapor removal device inside a snout provided in a molten metal plating tank. For example, an atmospheric gas inside a snout using an atmospheric gas analyzer Provides an atmospheric gas analyzer and a metal vapor removal device inside a snout installed in a molten metal plating tank, which can analyze atmospheric gas at an industrial scale at a low cost, smoothly and continuously. It is to be.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As described above, since the zinc melting temperature in galvanizing is about 419.5 ° C., zinc vapor is generated continuously and in large quantities from the plating bath surface. Therefore, as a result of extensive studies, the present inventor removed the atmospheric gas from the atmospheric gas using the following means (i) to (iv), and thereby reduced the atmospheric gas on an industrial scale using an atmospheric gas analyzer. The inventor found that the analysis can be performed inexpensively, smoothly and continuously, and further studies were made to complete the present invention.
(i) The metal vapor contained in the atmospheric gas can be removed from the atmospheric gas by cooling and pulverizing (solidifying) the metal vapor contained in the atmospheric gas with a cooling device disposed above the plating bath.
(ii) Inside the cooling device, metal vapor supplied one after another comes into contact with the adhered powdered metal, so that the powdered metal can be grown greatly.
(iii) The mass of the metal powder that has grown and increased in weight can be peeled off from the adhesion surface by, for example, applying vibration to the adhesion surface and allowed to fall freely into the plating bath.
(iv) With this, it becomes possible to automatically return the lump of metal powder to the source (molten metal bath surface), and the processing (recycling) of the zinc powder after removal is not accompanied by an increase in man-hours. What can be achieved.
[0012]
The present invention relates to a cooling device having an atmosphere gas flow passage which is disposed above a plating bath accommodated in a molten metal plating tank and has an atmosphere gas flow passage for circulating the atmosphere gas inside the snout while being cooled, and an atmosphere gas Has a metal vapor removing device that is combined with an attached solidified material peeling device for separating the solidified metal vapor adhering to the inner surface of the atmospheric gas flow passage from the inner surface by being cooled by the cooling device. Furthermore, the present invention is a device for analyzing atmospheric gas in a snout, characterized by having a gas analyzer for analyzing the atmospheric gas from which the metal vapor has been removed by the metal vapor removing device.
[0013]
In the analysis apparatus for the atmospheric gas in the snout according to the present invention, the adhered solidified substance peeling device peels off the solidified substance by applying an external force to the solidified substance of the metal vapor adhered to the inner surface of the atmospheric gas flow passage. It is desirable.
[0014]
In these atmospheric gas analyzers in the snout according to the present invention, it is desirable that the attached solidified substance peeling device is a vibrator attached to the outer surface of the cooling device.
[0015]
From another point of view, the present invention has an atmosphere gas flow passage which is disposed above the plating bath accommodated in the molten metal plating tank and allows the atmosphere gas inside the snout to flow upward while cooling. A combination of a cooling device and an attached solidified material peeling device for separating the solidified metal vapor adhering to the inner surface of the atmospheric gas flow passage from the inner surface when the atmospheric gas is cooled by the cooling device; A first connecting member immersed in the plating bath is attached to the lower part of the atmospheric gas flow path, and the atmospheric gas from which the metal vapor has been removed is guided to the atmospheric gas analyzer at the upper part of the atmospheric gas flow path. A metal vapor removing device for atmospheric gas in a snout, wherein a second connecting member for mounting is attached.
[0016]
In this case, it is desirable that the first connecting member or the cooling device is provided with an atmospheric gas intake member for guiding the atmospheric gas inside the snout to the atmospheric gas flow passage.
[0017]
In the apparatus for removing the atmospheric gas in the snout according to the present invention, when the atmospheric gas inside the molten metal plating tank is further analyzed by the atmospheric gas analyzer, the atmospheric gas intake member, the first connecting member Atmosphere gas flow passage, second connection member and atmosphere gas analyzer in order, or atmosphere gas intake member, atmosphere gas flow passage, second connection member and atmosphere gas analyzer in order of circulation and adhesion solidification When the object peeling device is stopped and the atmospheric gas is not analyzed, it is desirable to provide a control device that does not circulate the atmospheric gas and controls the operation of the attached solidified material peeling device.
[0018]
In the metal vapor removal apparatus for atmospheric gas in the snout according to the present invention, the adhered solidified substance peeling device applies an external force to the solidified metal vapor adhered to the inner surface of the atmospheric gas flow passage, thereby removing the solidified substance. It is desirable to peel.
[0019]
In the metal vapor removing apparatus for the atmospheric gas in the snout according to the present invention, it is desirable that the attached solidified substance peeling device is a vibrator attached to the outer surface of the cooling device.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a device for analyzing atmospheric gas in a snout and a metal vapor removing device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a case where the molten metal plating is hot dip galvanizing is taken as an example.
[0021]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of an atmospheric gas metal vapor removing apparatus 1 in the snout according to the present embodiment. As shown in the figure, the metal vapor removing device 1 of the present embodiment includes a
[0022]
[Cooling device 2]
The metal vapor removal apparatus 1 according to the present embodiment includes a
[0023]
In the present embodiment, since the cooling pipe 9 is arranged vertically upward, the atmospheric gas flow passage 11 is also arranged vertically upward. For this reason, as will be described later, when the solidified
[0024]
Further, as will be described later, the atmospheric gas (sample gas) inside the snout circulates in the atmospheric gas flow passage 11 vertically upward. For this reason, this atmospheric gas flow passage 11 can distribute | circulate upwards, cooling atmospheric gas (sample gas).
The
[0025]
[Adhesive solidified product peeling device 3]
The metal vapor removal apparatus 1 according to the present embodiment includes an attached solidified substance peeling apparatus 3. The attached solidified material peeling device 3 peels the metal vapor solidified
[0026]
These vibrators 3 a and 3 b are all air-type vibrators, and generate vibrations when air is supplied from an
[0027]
As described above, the adhered solidified material peeling apparatus 3 according to the present embodiment applies an external force to the zinc vapor solidified
The adhered and solidified product peeling apparatus 3 according to the present embodiment is configured as described above.
[0028]
[First connecting member 4]
The metal vapor removal apparatus 1 according to the present embodiment includes a
[0029]
In the present embodiment, the
[0030]
As described above, the solidified
The first connecting
[0031]
[Second connecting member 5]
The metal vapor removal apparatus 1 of the present embodiment has a second connecting
[0032]
This
[0033]
The
[0034]
Thus, in the present embodiment, the
The second connecting
[0035]
[Intake member 6]
The metal vapor removal apparatus 1 according to the present embodiment has an intake member 6. This intake member 6 is a member that is welded to and attached to the first connecting
[0036]
An
The intake member 6 of the present embodiment is configured as described above.
[0037]
[Control device 7]
The metal vapor removal apparatus 1 of the present embodiment has a
[0038]
That is, the control device 7 (a) when analyzing the atmospheric gas G inside the snout by the
[0039]
As described above, the metal vapor removing apparatus 1 of the present embodiment includes the
[0040]
[Description of operation]
When the
[0041]
Since the cooling pipe 9 is cooled by the cooling water, the atmospheric gas G guided to the atmospheric gas flow passage 11 is rapidly cooled at a cooling temperature difference of about 100 ° C. For this reason, the zinc vapor contained in the atmospheric gas G solidifies on the inner surface 11a of the atmospheric gas flow passage 11 as a solidified
[0042]
At this time, since the zinc vapor is successively supplied to and contacted with the coagulated
[0043]
The atmospheric gas G from which the zinc vapor has been removed passes through the atmospheric gas flow passage 11 and the filter 17 and is then guided to the
[0044]
On the other hand, when the
[0045]
The solidified
[0046]
By performing this operation continuously for a certain period of time, after the solidified
[0047]
Thus, according to the metal vapor removal apparatus 1 of the present embodiment, the atmospheric gas G in the snout in the continuous galvanizing facility for the steel strip is cleaned and supplied to the
[0048]
Further, according to the metal vapor removal apparatus 1 of the present embodiment, (a) zinc vapor generated in large amounts continuously can be automatically removed without human intervention, and (b) the removed zinc coagulum. Can be removed and collected automatically without staying for a long time, (c) the atmospheric gas G containing corrosive zinc vapor can remove the obstacles to the
[0049]
Furthermore, since the metal vapor removal apparatus 1 of the present embodiment is robustly configured with an extremely small number of parts, it can operate stably for a long period of time even if it is installed near a severe snout.
[0050]
Therefore, according to the present embodiment, when the atmospheric gas G inside the snout is analyzed using the
[0051]
(Deformation)
In the description of the embodiment, the case where the molten metal plating is hot dip galvanization is taken as an example. However, the present invention is not limited to hot dip galvanization, and is similarly applied to hot dip metal plating other than hot dip galvanization.
[0052]
Moreover, in description of embodiment, the case where the
[0053]
Further, in the description of the embodiment, the case where the attached solidified substance peeling device 3 is the vibrators 3a and 3b attached to the outer surface of the
[0054]
In the description of the embodiments and examples, the case where the intake member 6 is attached to the first connecting
[0055]
Furthermore, the adhered coagulated material peeling device 3 shown in the embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention is arranged above the molten metal plating bath so that the atmospheric gas G inside the molten metal plating tank is generated. A
[0056]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when analyzing the atmospheric gas inside the snout using the atmospheric gas analyzer, the atmospheric gas can be analyzed inexpensively, smoothly and continuously on an industrial scale. It was possible to provide an apparatus for analyzing atmospheric gas and a device for removing zinc vapor inside a snout provided in a hot dip galvanizing tank.
The significance of the present invention having such an effect is extremely remarkable.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a device for removing metal vapor from atmospheric gas in a snout according to an embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal
Claims (8)
該金属蒸気除去装置により金属蒸気を除去された雰囲気ガスを分析するためのガス分析計を有すること
を特徴とするスナウト内の雰囲気ガスの分析装置。A cooling device disposed above a plating bath accommodated in a molten metal plating tank and having an atmospheric gas flow passage for circulating the atmospheric gas inside the snout while cooling it, and the atmospheric gas is cooled Having a metal vapor removing device that is combined with an attached solidified substance peeling device for separating the solidified metal vapor adhering to the inner surface of the atmospheric gas flow passage from the inner surface by being cooled by the apparatus; And a gas analyzer for analyzing the atmospheric gas from which the metal vapor has been removed by the metal vapor removing apparatus.
前記雰囲気ガスが該冷却装置により冷却されることにより、前記雰囲気ガス流通路の内面に付着した金属蒸気の凝固物を、該内面から剥離させるための付着凝固物剥離装置とを組み合わせて備え、
前記雰囲気ガス流通路の下部には、前記めっき浴に浸漬される第1の接続部材が装着されるとともに、前記雰囲気ガス流通路の上部には、前記金属蒸気が除去された前記雰囲気ガスを雰囲気ガス分析計へ導くための第2の接続部材が装着されることを特徴とするスナウト内の雰囲気ガスの金属蒸気除去装置。A cooling device that is disposed above the plating bath accommodated in the molten metal plating tank and has an atmospheric gas flow passage for circulating the atmospheric gas inside the snout while cooling it;
When the atmospheric gas is cooled by the cooling device, the solidified metal vapor adhering to the inner surface of the atmospheric gas flow path is combined with an attached solidified material peeling device for separating the solidified material from the inner surface,
A first connecting member immersed in the plating bath is attached to the lower part of the atmosphere gas flow passage, and the atmosphere gas from which the metal vapor has been removed is attached to the upper part of the atmosphere gas flow passage. A device for removing metal vapor from an atmospheric gas in a snout, wherein a second connecting member for guiding the gas analyzer is attached.
を特徴とする請求項5に記載されたスナウト内の雰囲気ガスの金属蒸気除去装置。Furthermore, when the atmospheric gas inside the snout is analyzed by the atmospheric gas analyzer, the atmospheric gas intake member, the first connection member, the atmospheric gas flow passage, the second connection member, and the atmosphere In order of the gas analyzer, or in the order of the atmosphere gas intake member, the atmosphere gas flow path, the second connection member and the atmosphere gas analyzer, and the attached solidified substance peeling device is stopped, The atmosphere gas in the snout according to claim 5, further comprising a control device that controls the operation of operating the attached solidified substance peeling device while not circulating the atmosphere gas when the atmosphere gas is not analyzed. Metal vapor removal equipment.
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