JP4050938B2

JP4050938B2 - 冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備

Info

Publication number: JP4050938B2
Application number: JP2002189443A
Authority: JP
Inventors: 博行堀部; 一慶前原; 伸義岡田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004027340A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属めっき鋼板と冷延鋼板を同一の設備を用いて製造する冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄板鋼板の表面に溶融金属めっきを施した溶融金属めっき鋼板と、薄板鋼板に焼鈍処理を施して表面の酸化膜や加工特性を調節した冷延鋼板は、それぞれ別の製造経路を用いて製造されていた。
しかし、溶融金属めっき鋼板及び冷延鋼板の製造経路は、溶融金属めっき鋼板及び冷延鋼板の原鋼板である薄板鋼板を焼鈍する連続焼鈍装置の上流側に設けられた洗浄装置等、連続焼鈍装置の下流側に設けられた塗油装置、巻き取り装置等が殆ど同じ構成であるため、冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の製造には、兼用設備が使用されるようになっている。そのため、冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備には、連続焼鈍装置に設けられた最終熱処理炉の出口から出た薄板鋼板から冷延鋼板を製造するバイパス炉に案内する焼鈍用通板路に導く切り替えロールが最終熱処理炉の出口に設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この切り替えロールは、溶融金属めっき装置に設けられた、例えば、亜鉛や錫等の溶融金属を貯留する溶融金属槽から溶融金属めっき用通板経路を経由して飛来してくる溶融金属のヒュームを主体とした異物が存在する雰囲気に常時曝されているため、切り替えロールの表面には異物が付着する。このため、切り替えロールで薄板鋼板を焼鈍用通板路に案内する場合、切り替えロールの表面に付着した異物により薄板鋼板の表面に、例えば押し疵等の疵が入り、得られる冷延鋼板に品質上問題が生じる。
そこで、切り替えロールの表面に付着した異物の除去を行う必要が生じるが、異物の除去を行うには製造ラインの停止が前提となるため、除去作業は品種切り替え等の製造ラインの休止時に合わせて行う必要がある。このため、異物の除去作業に長時間を要すると、製造ラインの休止時間が長くなったり、除去作業に多大の労力が必要となったりして、冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の製造に兼用設備を使用して設備効率を向上させるという本来の目的が達成できないという問題が生じる。
【０００４】
また、切り替えロールの表面に異物が付着するのを根本的に解消する方法として、溶融金属めっき鋼板の製造時に、溶融金属めっき用通板路を介して溶融金属のヒュームを主体とした異物を吸引して強制的に外部に排出して切り替えロール周辺の雰囲気を清浄化することが考えられる。しかし、高温の溶融金属のヒュームは爆発の危険性が高く、切り替えロール周辺の雰囲気を清浄化するには防爆対策を含めて多大な設備投資が必要になるという問題が生じる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、切り替えロール表面に異物が付着するのを防止して冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備としての設備効率を高位に安定化させることが可能な冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備は、薄板鋼板を焼鈍する連続焼鈍装置の最終熱処理炉から出た前記薄板鋼板の経路を溶融金属めっき用通板路、又は焼鈍用通板路のいずれかに切り替えて冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板を製造する冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備において、
前記最終熱処理炉の出口側の前記溶融金属めっき用通板路と前記焼鈍用通板路の分岐部に設けられて前記焼鈍用通板路に前記薄板鋼板を導き、溶融金属めっき鋼板製造時には使用されない切り替えロールは、溶融金属めっき鋼板製造時においても回転駆動されていると共に、該回転駆動する切り替えロールには、前記溶融金属めっき用通板路を通過した前記薄板鋼板に溶融金属めっきを施す溶融金属めっき装置から前記溶融金属めっき用通板路を経由して飛来してきた異物が前記切り替えロールの表面に付着するのを防止する掻き取り部材が一定の圧力で接触している。
【０００６】
切り替えロールに掻き取り部材を設け、回転している切り替えロールの表面に掻き取り部材の先端を常時、一定の圧力で接触させることにより、溶融金属（例えば、亜鉛、錫等）のヒュームを主体とする異物が切り替えロールの表面に飛来しても、付着する前に直ちに掻き落とすことができる。このため、切り替えロールの表面に溶融金属のヒュームを主体とする異物が付着するのを防止することができ、切り替えロールの表面を常時清浄に保つことができる。
ここで、掻き取り部材としては、例えば、切り替えロールに接触する先端側がナイフエッジ状となった耐熱鋼製の板を使用することができる。また、掻き取り部材を回転している切り替えロールの表面に接触させる際の圧力としては、例えば、０、又は０を超えて２ｋｇ／ｃｍ² 以下である。この切り替えロールを、溶融金属めっき処理の操業中は、常時回転させておくことが異物の付着を少なくする。
【０００７】
本発明に係る冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備において、前記切り替えロールには、該切り替えロールの表面を加熱する加熱装置が設けられていることが好ましい。
切り替えロールが設けられている最終熱処理炉の出口側、すなわち、溶融金属めっき用通板路と焼鈍用通板路の分岐部の雰囲気温度は１００〜５００℃であり、溶融金属めっき鋼板の製造時には切り替えロールの表面の温度は３５０〜４５０℃となる。このため、溶融金属のヒュームと切り替えロール表面の間の温度関係で、溶融金属のヒュームが切り替えロールの表面に飛来した際、切り替えロールに熱を瞬時に奪われ凝結して付着する場合が考えられる。
そこで、切り替えロール近傍の雰囲気の温度を、例えば３５０〜５００℃に加熱し、間接的に切り替えロールの表面を加熱することにより、切り替えロールの表面の温度を３５０〜４５０℃として、溶融金属のヒュームが切り替えロールの表面に飛来して接触した際に、瞬時に熱が奪われないようにすることができる。その結果、溶融金属のヒュームが切り替えロールの表面に飛来しても強固に付着することを防止できる。
【０００８】
本発明に係る冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備において、前記切り替えロールの表面には、前記溶融金属めっき装置から飛来した異物との反応性が低く耐熱性及び耐磨耗性を有した材料からなるコーティング層が形成されていることが好ましい。
切り替えロールの表面に、溶融金属のヒュームを主体とする異物との反応性が低い材料からなるコーティング層が形成されているので、異物が飛来し凝結して付着する際に、コーティング層との間に反応層が形成されず、異物とコーティング層との間の付着力を低下させることができる。なお、コーティング層の材質としては、例えば炭化タングステンとモリブデンのサーメット材を使用することができ、コーティング層の形成は溶射により行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備の概念図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備における薄板鋼板の溶融金属めっき鋼板製造時の通板状況説明図、冷延鋼板製造時の通板状況説明図、図３は本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備の切り替えロールに設けた掻き取り部材の説明図である。
【００１０】
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備１０には、冷延鋼板１５又は溶融金属めっき鋼板１３の原鋼板である薄板鋼板１１を焼鈍する連続焼鈍装置１２と、連続焼鈍装置１２から出た薄板鋼板１１に溶融金属めっきを施して溶融金属めっき鋼板１３を製造する溶融金属めっき装置１４が設けられている。更に、冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備１０には、溶融金属めっきを行わない冷延鋼板１５を製造する冷延鋼板製造装置１６と、製造された溶融金属めっき鋼板１３及び冷延鋼板１５を冷却して図示しない巻き取り装置側に搬送する冷却装置１７が設けられている。
【００１１】
連続焼鈍装置１２は、例えば、水素５％及び窒素９５％に調整された雰囲気中で薄板鋼板１１の焼鈍処理を行うもので、薄板鋼板１１を、例えば６００〜８００℃程度に加熱し複数の案内ロール１７ａを備えた加熱炉１８と、加熱された薄板鋼板１１の温度を均一化し複数の案内ロール１８ａを備えた均熱炉１９と、均一温度となった薄板鋼板１１を１００〜５００℃程度に徐冷し複数の案内ロール１９ａを備えた冷却炉２０の３種の熱処理炉を有している。このような構成とすることにより、所定の搬送速度（例えば、３０〜１５０ｍ／分）で連続して搬送されてくる薄板鋼板１１を、順次加熱し、均一温度に保持して、冷却することができる。その結果、最終熱処理炉である冷却炉２０から出てきた薄板鋼板１１は、焼鈍処理済の状態となっている。
【００１２】
溶融金属めっき装置１４には、最終熱処理炉である冷却炉２０の出口に接続され薄板鋼板１１を溶融金属めっき装置１４側に案内する溶融金属めっき用通板路２１が設けられている。なお、溶融金属めっき用通板路２１の入口側には、冷却炉２０の出口から排出された焼鈍処理済の薄鋼鋼板１１を溶融金属めっき用通板路２１に案内する案内ロール２２が設けられている。
また、溶融金属めっき装置１４には、溶融金属めっき用通板路２１を通ってきた薄板鋼板１１が浸漬される溶融金属めっき液２３を貯留している溶融金属槽２４と、溶融金属めっきが施された薄板鋼板１１、すなわち溶融金属めっき鋼板１３を溶融金属槽２４から排出させるために溶融金属めっき鋼板１３の搬送方向を変更させるポットロール２５が設けられている。
更に、溶融金属めっき装置１４には、溶融金属槽２４から排出された溶融金属めっき鋼板１３を再度加熱する加熱機の一例である誘導加熱機２６と、誘導加熱された溶融金属めっき鋼板１３の合金化処理を行う合金化保持炉２７と、合金化処理が行われた溶融金属めっき鋼板１３を冷却する冷却機の一例である気水冷却機２８と、気水冷却後の溶融金属めっき鋼板１３に対して最終冷却処理を行う冷却装置１７に溶融金属めっき鋼板１３を案内する案内ロール２９、３０が設けられている。
【００１３】
冷延鋼板製造装置１６には、最終熱処理炉である冷却炉２０の出口に接続され薄板鋼板１１を冷延鋼板製造装置１６側に案内する焼鈍用通板路３１と、それに続くバイパス炉３２が設けられている。更に、冷延鋼板製造装置１６には、焼鈍用通板路３１に搬送された薄板鋼板１１の搬送方向を変更する案内ロール３３と、バイパス炉３２より搬送されてきた薄板鋼板１１、すなわち冷延鋼板１５に対して最終冷却処理を行う冷却装置１７に冷延鋼板１５を案内する案内ロール３４が設けられている。
【００１４】
また、溶融金属めっき用通板路２１と、焼鈍用通板路３１が接続される冷却炉２０の出口の分岐部３５には、冷却炉２０から出た薄板鋼板１１を焼鈍用通板路３１に導く、例えば耐熱鋳鋼製の切り替えロール３６が設けられている。そして、切り替えロール３６には、溶融金属めっき装置１４から溶融金属めっき用通板路２１を経由して飛来してきた溶融金属のヒュームを主体とする異物が切り替えロール３６の表面に付着するのを防止する掻き取り部材の一例である耐熱鋼製の掻き取り板３７が設けられている。
【００１５】
掻き取り板３７は、図３に示すように、切り替えロール３６に接触する先端側がナイフエッジ状に加工されている。そして、掻き取り板３７の基端側はアーム３８に固着され、掻き取り板３７とアーム３８との固着部は軸受３９により支持されている。また、アーム３８の基端側は、連結ピン４０を介して、駆動機構の一例であるエアシリンダー４１のピストン４２の先端側に連結されている。
このような構成とすることにより、エアシリンダー４１を駆動してピストン４２を進退させると、軸受３９を支点としてアーム３８が回動し、このアーム３８に固着した掻き取り板３７もアーム３８に連動して回動することになる。その結果、ピストン４２が前進すると、掻き取り板３７の先端側が切り替えロール３６の表面から離脱し、ピストン４２が後退すると、掻き取り板３７の先端側が切り替えロール３６の表面に接触し推圧することになる。なお、エアシリンダー４１の圧力を調整することにより、掻き取り板３７の先端側が切り替えロール３６の表面を推圧する際の圧力を調整することができる。
【００１６】
また、切り替えロール３６の表面には、例えば、炭化タングステンとモリブデンのサーメット材からなるコーティング層が溶射により形成されている。炭化タングステンとモリブデンのサーメット材のように、亜鉛や錫との反応性が低い材料からなるコーティング層を切り替えロール３６の表面に形成することにより、溶融亜鉛や溶融錫を貯留している溶融金属槽２４から発生した亜鉛や錫のヒュームを主体とした異物が飛来し凝結しても強固に付着することはない。このため、掻き取り板３７を切り替えロール３６の表面、すなわち炭化タングステンとモリブデンのサーメット材のコーティング層に接触させ推圧すると、容易に異物を除去することができる。
【００１７】
更に、切り替えロール３６の周囲には、薄板鋼板１１の通過を妨げない位置に、切り替えロール３６の表面を加熱するための複数の加熱装置４３（図２では２機）が設けられている。加熱装置４３により、切り替えロール３６の表面の温度を、例えば、３５０〜４５０℃程度に加熱すると、異物が切り替えロール３６の表面に飛来し接触した際に瞬時に熱が奪われることがなく、異物が切り替えロール３６の表面に強固に付着することを防止できる。その結果、掻き取り板３７を切り替えロール３６の表面、すなわち炭化タングステンとモリブデンのサーメット材のコーティング層に接触させ推圧すると、更に容易に異物を除去することができる。
なお、符号４４、４５は、冷却炉２０から排出される際の薄板鋼板１１の搬送方向を変更するための案内ロールである。また、符号４６は、掻き取り板３７により除去された異物を受ける異物受である。
【００１８】
次に、本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備１０を使用した溶融金属めっき鋼板１３、及び冷延鋼板１５の製造方法について説明する。
連続焼鈍装置１２で６００〜８００℃程度に加熱され焼鈍処理された薄板鋼板１１は、溶融金属めっきを施した溶融金属めっき鋼板１３を製造する溶融金属めっき装置１４、又は冷延鋼板１５を製造する冷延鋼板製造装置１６の何れかの装置に通板されて、それぞれの製品となる。
【００１９】
溶融金属めっき装置１４に薄板鋼板１１を通板して溶融金属めっき鋼板１３を製造する場合、図２（Ａ）に示すように、案内ロール４４、４５を介して搬送された薄板鋼板１１は、案内ロール２２から溶融金属めっき用通板路２１を通って溶融金属めっき液２３を入れた溶融金属槽２４内に設けられたポットロール２５に案内され、薄板鋼板１１の表面には溶融した亜鉛、錫等のめっきが施される。表面にめっきが施された薄板鋼板１１、すなわち、溶融金属めっき鋼板１３は、次いで誘導加熱機２６により再度加熱されて合金化保持炉２７に搬送され、合金化処理が行われた後、気水冷却機２８で冷却されて、案内ロール２９、３０を介して冷却装置１７に送られて最終冷却が行われ、巻き取り装置に搬送される。
【００２０】
溶融金属めっき鋼板１３の製造中、溶融金属めっき液２３を貯留している溶融金属槽２４で発生した溶融金属のヒュームを主体とした異物が溶融金属めっき用通板路２１を経由して飛来し切り替えロール３６の表面に付着する。ここで、切り替えロール３６は加熱装置４３で、切り替えロール３６の表面の温度が、例えば、３５０〜４５０℃程度に加熱されている。このため、異物が切り替えロール３６の表面に飛来し接触しても瞬時に熱が奪われることがなく、異物が切り替えロール３６の表面に強固に付着しない。また、切り替えロール３６の表面には、亜鉛、錫と反応性が低い炭化タングステンとモリブデンのサーメット材からなるコーティング層が形成されており、異物が切り替えロール３６の表面に付着し難くしている。
更に、切り替えロール３６は、図示しない回転駆動機構により薄板鋼板１１の搬送速度に同期した周速が切り替えロール３６の表面で得られるように所定の回転速度で回転しており、この切り替えロール３６の表面には先端側がナイフエッジ状となった掻き取り板３７が常時接触し推圧している。このため、切り替えロール３６の表面に異物が飛来し付着しても、切り替えロール３６の表面との付着力は小さく、直ちに掻き取り板３７により除去される。従って、切り替えロール３６の表面は常に清浄に保たれることになる。
【００２１】
一方、冷延鋼板製造装置１６に薄板鋼板１１を通板して冷延鋼板１５を製造する場合、図２（Ｂ）に示すように、案内ロール４４、４５を介して搬送された薄板鋼板１１は、切り替えロール３６を介して焼鈍用通板路３１に案内され、更に案内ロール３３により搬送方向が変更されてバイパス炉３２に送られ、冷延鋼板１５となる。得られた冷延鋼板１５は、バイパス炉３２の出口側に設けられた案内ロール３４を介して冷却装置１７に搬送し、最終冷却処理を行って巻き取り装置に搬送する。
なお、溶融金属槽２４から飛来して切り替えロール３６の表面に付着した異物は、掻き取り板３７により付着しても直ちに掻き取られるため、切り替えロール３６の表面は常に清浄に保たれている。このため、溶融金属めっき鋼板１３の製造を停止し、切り替えロール３６を使用して薄板鋼板１１の進行経路を変更し、冷延鋼板１５の製造を直ちに実施することができる。更に、切り替えロール３６の表面には異物が存在していないため、切り替えロール３６に案内されて焼鈍用通板路３１を通過する薄板鋼板１１の表面には押し疵が生じない。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、掻き取り部材として耐熱鋼製の掻き取り板を使用したが、砥石、耐磨耗性セラミック材を使用した掻き取り板、耐熱鋼製のブラシを使用することも可能である。また、切り替えロールの表面に溶射により炭化タングステンとモリブデンのサーメット材からなるコーティング層を形成したが、溶融金属槽から飛来する異物との反応性が低く耐熱性及び耐磨耗性を有したセラミック系のロールを用いることも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１、２記載の冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備においては、切り替えロールには、溶融金属めっき装置から溶融金属めっき用通板路を経由して飛来してきた異物が切り替えロール表面に付着するのを防止する掻き取り部材が設けられているので、切り替えロール表面を常時清浄に保つことができ、安価な設備費で冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備で製造する冷延鋼板の品質を確保することが可能になると共に、切り替えロールに付着した異物の除去作業が不要となって、冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備としての設備効率を高位に安定化させることが可能となる。
【００２４】
特に、請求項２記載の冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備においては、切り替えロールには、切り替えロールの表面を加熱する加熱装置が設けられているので、溶融金属のヒュームを主体とする異物が切り替えロールの表面に飛来しても凝結により強固に付着することがなく、掻き取り部材で直ちに除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備の概念図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備における薄板鋼板の溶融金属めっき鋼板製造時の通板状況説明図、冷延鋼板製造時の通板状況説明図である。
【図３】同冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備の切り替えロールに設けた掻き取り部材の説明図である。
【符号の説明】
１０：冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備、１１：薄板鋼板、１２：連続焼鈍装置、１３：溶融金属めっき鋼板、１４：溶融金属めっき装置、１５：冷延鋼板、１６：冷延鋼板製造装置、１７：冷却装置、１７ａ：案内ロール、１８：加熱炉、１８ａ：案内ロール、１９：均熱炉、１９ａ：案内ロール、２０：冷却炉、２１：溶融金属めっき用通板路、２２：案内ロール、２３：溶融金属めっき液、２４：溶融金属槽、２５：ポットロール、２６：誘導加熱機、２７：合金化保持炉、２８：気水冷却機、２９、３０：案内ロール、３１：焼鈍用通板路、３２：バイパス炉、３３、３４：案内ロール、３５：分岐部、３６：切り替えロール、３７：掻き取り板、３８：アーム、３９：軸受、４０：連結ピン、４１：エアシリンダー、４２：ピストン、４３：加熱装置、４４、４５：案内ロール、４６：異物受

Claims

薄板鋼板を焼鈍する連続焼鈍装置の最終熱処理炉から出た前記薄板鋼板の経路を溶融金属めっき用通板路、又は焼鈍用通板路のいずれかに切り替えて冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板を製造する冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備において、
前記最終熱処理炉の出口側の前記溶融金属めっき用通板路と前記焼鈍用通板路の分岐部に設けられて前記焼鈍用通板路に前記薄板鋼板を導き、溶融金属めっき鋼板製造時には使用されない切り替えロールは、溶融金属めっき鋼板製造時においても回転駆動されていると共に、該回転駆動する切り替えロールには、前記溶融金属めっき用通板路を通過した前記薄板鋼板に溶融金属めっきを施す溶融金属めっき装置から前記溶融金属めっき用通板路を経由して飛来してきた異物が前記切り替えロールの表面に付着するのを防止する掻き取り部材が一定の圧力で接触していることを特徴とする冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備。
請求項１記載の冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備において、前記切り替えロールには、該切り替えロールの表面を加熱する加熱装置が設けられていることを特徴とする冷延鋼板と溶融金属めっき鋼板の兼用設備。