JP4306471B2 - 溶融めっき浴への金属帯進入板温度制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶融めっきラインのめっき浴に進入する金属帯の進入板温度制御方法に関する。

溶融亜鉛めっき鋼板は、例えば図２に示すような連続溶融亜鉛めっきラインで製造される。
鋼板１は、図示しない焼鈍炉において還元性雰囲気で焼鈍が施された後、冷却帯２にてめっき浴温度近傍まで冷却され、その後にめっき槽６内の溶融亜鉛めっき浴３（以下、単にめっき浴３という）中に浸漬され、めっき浴３中でシンクロール４により方向を転換されてめっき浴３中から引き上げられることにより、表面にめっき層が形成される。

そして、従来においては、鋼板１表面に高品質な溶融めっきを施すために、めっき槽６に取り付けた誘導加熱装置５によりめっき浴３を一定の出力で加熱制御すると共に、めっき浴３表面からの対流、輻射による熱放散等に起因する抜熱を考慮して鋼板１からめっき浴に入る熱量を制御することで、めっき浴３の温度を一定（溶融亜鉛めっきの場合４６０°Ｃ程度）に保つようにしている（例えば特許文献１参照）。
特許第３０２４３０２号公報

しかしながら、上記従来のめっき浴温度の制御方法においては、鋼板１からめっき浴３への入熱量が変化する場合があるため、時定数の大きなめっき浴の温度分布が変動してドロスを発生させてしまうという問題がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、めっき浴中の温度分布の変動を抑制してドロスの発生を防止し、これにより、高品質な溶融めっきを施すことができる溶融めっき浴への金属帯進入板温度制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、溶融めっきラインのめっき浴に金属帯を浸漬させるにあたり、製造条件の変更として、前記金属帯のラインスピード、板幅、及び板厚の少なくとも一つが変動する場合において、前記金属帯が前記めっき浴へ持ち込む熱量が一定となるように、「入熱量Ｑ１（一定）＝板厚ｔ×板幅ｗ×ラインスピードＬＳ×（進入板温度−目標めっき浴温度）×係数α」の式を用いて目標進入板温度を決定し、前記金属帯の実際の進入板温度が前記目標進入温度となるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、製造条件の変更として、金属帯のラインスピード、板幅、及び板厚の少なくとも一つが変動する場合において、金属帯がめっき浴へ持ち込む熱量が一定となるように、「入熱量Ｑ１（一定）＝板厚ｔ×板幅ｗ×ラインスピードＬＳ×（進入板温度−目標めっき浴温度）×係数α」の式を用いて目標進入板温度を決定し、前記金属帯の実際の進入板温度が前記目標進入温度となるように制御するので、めっき浴中の温度分布の変動を抑制することができ、これにより、ドロスの発生を防止して金属帯の表面に高品質な溶融めっきを施すことができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である溶融めっき浴への金属帯進入板温度制御方法を実施する連続溶融亜鉛めっき製造ラインの概略図である。
この連続溶融亜鉛めっき製造ラインは、鋼板１１が、図示しない焼鈍炉において還元性雰囲気で焼鈍が施された後、冷却帯１２にてめっき浴温度近傍まで冷却され、その後にハースロール１３及びターンダウンロール１４を介してスナウト１５内を通ってめっき槽１６内の溶融亜鉛めっき浴１７（以下、単にめっき浴１７という）中に浸漬され、めっき浴１７中でシンクロール１８により方向を転換されてめっき浴１７中から引き上げられることにより、表面にめっき層が形成される。また、めっき浴１７は、めっき槽１６に取り付けた誘導加熱装置１９により略４６０°Ｃの温度となるように加熱制御されている。

ところで、めっき浴１７の熱バランスを考えると、入熱に関しては、鋼板１１からの入熱量Ｑ１、誘導加熱装置１９による加熱量Ｑ２、一方、抜熱に関しては、めっき浴１７表面からの対流、輻射による熱放散量Ｑ３、めっき浴設備（めっき槽、浴機器等）表面からの輻射による熱放散量Ｑ４、インゴット投入による抜熱量Ｑ５が考えられる。
鋼板１１表面に高品質な溶融めっきを施すために、めっき浴１７の温度を一定に保つには、入熱量Ｑ１＋加熱量Ｑ２＝熱放散量Ｑ３＋熱放散量Ｑ４＋抜熱量Ｑ５となるように誘導加熱装置１９による加熱量Ｑ２を変化させる。これらの内で、Ｑ３及びＱ４については、めっき浴温の変化による変動は少なく、また、Ｑ５についてもインゴットボックスの設置や溶解専用の誘導加熱装置を設置することで浴温低下による影響を軽微にでき、従って、めっき浴温度に大きな影響を及ぼすのは鋼板１１からの入熱量Ｑ１の変化であるといえる。

例えば、めっき浴１７への鋼板１１の進入板温度とめっき浴１７の温度との差が１０°Ｃで、板厚０．４〜３．２ｍｍ、板幅７００〜１８００ｍｍ、ラインスピードＬＳ５０〜１５０ｍｐｍと変化する場合、最小８．８ｋｗ〜最大５４０ｋｗまで鋼板１１からの入熱量Ｑ１が変化する。
そこで、この実施の形態では、めっき浴１７への鋼板１１の進入板温度を、該鋼板１１がめっき浴１７へ持ち込む熱量が一定となるように、即ち、「Ｑ１（一定）＝板厚ｔ×板幅ｗ×ラインスピードＬＳ×（進入板温度−目標めっき浴温度）×係数α」の式を用いて目標進入板温度を決定し、実際の進入板温度が目標進入板温度となるように冷却帯１２で鋼板１１の温度を制御する。

具体的には、めっき浴１７の温度を測定する浴温センサ２０を設けると共に、実際の進入板温度を測定する進入板温度センサ２１をスナウト１５の先端に設け、進入板温度制御装置２２によって、浴温センサ２０からの測定値及びプロセスコンピュータから得られた板厚ｔ、板幅ｗ、ラインスピードＬＳを基に上式を用いて目標進入板温度を設定すると共に、進入板温度センサ２１の測定値が目標進入板温度となるように、冷却帯１２に送気して鋼板１１を冷却するための送気ファン２３と該冷却帯１２との間に介装された制御バルブ２４の開度をフィードバック制御する。

なお、熱量Ｑ１については、誘導加熱装置１９の出力がアナログ（タップ）式の場合、上記熱バランスを計算することにより、誘導加熱装置１９の出力値前後となるように設定することがより好ましい。
上記の説明から明らかなように、この実施の形態では、めっき浴１７への鋼板１１の進入板温度を、該鋼板１１がめっき浴１７へ持ち込む熱量Ｑ１が一定となるように制御しているので、めっき浴１７中の温度分布の変動を抑制することができ、これにより、ドロスの発生を防止して鋼板１１の表面に高品質な溶融めっきを施すことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、スナウト１５の先端に設けた進入板温度センサ２１による鋼板１１の進入板温度の測定値が目標進入板温度となるように制御バルブ２４の開度を制御する場合を例に採ったが、必ずしもこのようにする必要はなく、特開平６−１０８２１４号公報や特開平８−９２７１２号公報等に開示されたように、冷却帯１２出側に設けた温度センサの測定値等を用いてめっき浴進入時の鋼板１１の進入板温度をモデル化して計算し、該進入板温度が目標進入板温度となるように制御バルブ２４の開度を制御するようにしてもよい。

溶融亜鉛めっき製造ラインにおいて、溶融亜鉛めっき浴への鋼板の進入板温度を一定とした従来例では、浴温変化が±４°Ｃとなり、浴内ドロス量（４時間の平均値）が３０個／ｃｍ² で、鋼板不良率が０．２０％であったのに対し、溶融亜鉛めっき浴への鋼板の進入板温度を、該鋼板がめっき浴へ持ち込む熱量が一定となるように制御した本発明例では、浴温、Ａｌ濃度、通板サイズ、ラインスピードＬＳに関係なく、浴温変化が±１°Ｃ以下となり、浴内ドロス量（４時間の平均値）が１２個／ｃｍ² で、鋼板不良率が０．１５％であった。

本発明の実施の形態の一例である溶融めっき浴への金属帯進入板温度制御方法を実施する連続溶融亜鉛めっき製造ラインの概略図である。 従来の連続溶融亜鉛めっき製造ラインの一例を示す概略図である。

符号の説明

１１ 鋼板（金属帯）
１２ 冷却帯
１６ めっき槽
１７ めっき浴
１９ 誘導加熱装置
２０ 浴温センサ
２１ 進入板温度センサ
２２ 進入板温度制御装置
２３ 送気ファン
２４ 制御バルブ

Claims (1)

1. 溶融めっきラインのめっき浴に金属帯を浸漬させるにあたり、製造条件の変更として、前記金属帯のラインスピード、板幅、及び板厚の少なくとも一つが変動する場合において、前記金属帯が前記めっき浴へ持ち込む熱量が一定となるように、「入熱量Ｑ１（一定）＝板厚ｔ×板幅ｗ×ラインスピードＬＳ×（進入板温度−目標めっき浴温度）×係数α」の式を用いて目標進入板温度を決定し、前記金属帯の実際の進入板温度が前記目標進入温度となるように制御することを特徴とする溶融めっき浴への金属帯進入板温度制御方法。

Images