JP4428096B2 - 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。
なお、めっき槽６の側部には誘導加熱装置５が取り付けられており、めっき浴３を加熱制御して該めっき浴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。

ところで、めっき浴３中では、鋼板１のＦｅが溶出してＦｅＺｎ₇ を主成分とするドロスが生成し、このドロスはめっき槽６の底部に堆積する。
めっき浴３中では過飽和のＦｅが存在し、Ｆｅ−Ｚｎ，Ｆｅ−Ａｌ合金等が析出しやすい。シンクロール４はめっき浴３中に位置する支持アーム等を介しての熱放散により、めっき浴槽１の温度より低い状態にあるため、シンクロール４の表面にはＦｅＺｎ₇ を主体とするドロスが析出して巻き付きやすい状態になる。
そこで、従来においては、シンクロール４の表面に加熱装置７を配置して、該加熱装置７でシンクロール４の表面を加熱することで、該シンクロール４の表面温度をめっき浴２の温度より高くし、これにより、シンクロール４の表面にドロスが析出するのを抑制するようにした技術が提案されている（例えば特許文献１参照）
特開平５−１８６８５８号公報

しかしながら、上記従来のシンクロール表面のドロス付着防止技術においては、シンクロール４の表面に新たに加熱装置７を設置する必要があるばかりか、加熱するのためのコストも掛かるため、設備コストが高騰するという問題がある。
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、シンクロールの表面にドロスが析出するのを低コストで防止することができ、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、請求項１に係る発明は、溶融めっきラインのめっき浴に金属帯を浸漬させた後、シンクロールを介して前記めっき浴から引き上げるにあたり、前記めっき浴への前記金属帯の進入板温度を、前記シンクロールの表面に取り付けたロール表面温度センサによる測定値が前記めっき浴の温度を測定する浴温センサによる測定値より高くなるように、前記ロール表面温度センサによる測定値、前記浴温センサによる測定値、前記金属帯のラインスピード、板幅、及び板厚に基づいて決定して制御することを特徴とする。

本発明によれば、めっき浴への金属帯の進入板温度を、シンクロールの表面に取り付けたロール表面温度センサによる測定値が前記めっき浴の温度を測定する浴温センサによる測定値より高くなるように、前記ロール表面温度センサによる測定値、前記浴温センサによる測定値、前記金属帯のラインスピード、板幅、及び板厚に基づいて決定して制御するので、新たにシンクロール表面に加熱装置を配置する必要がなく、シンクロールの表面にドロスが析出するのを低コストで防止することができ、これにより、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（金属帯）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。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。

鋼帯１１からめっき浴１７へ入熱されると、浴中の溶融金属の温度が上昇する。ここで、浴中での熱伝導は、鋼板１１に沿って移動する熱量が大きく、鋼板１１により加熱された鋼板１１近傍の溶融金属は、その周辺へ熱をあまり奪われることなく、シンクロール１８近傍まで到達する。したがって、鋼板１１の進入板温度から浴中に持ち込まれる熱量Ｑを大きくすることで、シンクロール１８の温度を上昇させることが可能となる。
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、シンクロール１８の表面温度がめっき浴１７の温度より高くなるように制御している。

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、シンクロール１８の表面温度を測定するロール表面温度センサ２５を設け、且つ実際の鋼板１１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、ロール表面温度センサ２５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を基にシンクロール１８の表面温度がめっき浴１７の温度より高くなる鋼板１１の目標進入板温度を設定している。

以下、鋼板１１の進入目標板温度Ｔ₁ の設定方法について説明する。シンクロール１８の温度とめっき浴温度との差が大きく、シンクロール１８のほうが温度が低い場合、シンクロール１８への入熱量を大きくすればよいから、シンクロール１８の温度Ｔ₃ とめっき浴温度Ｔ₂ に基づいて、鋼板１１からシンクロール１８への入熱量（正確には、鋼板１１の随伴流となっている溶融金属からの入熱量）Ｑを次式（１）に基づいて変化させればよい。
Ｑ＝（Ｔ₂ −Ｔ₃ ）・ｋ＋Ｑ₀ …（１）
ｋ，Ｑ₀ ：定数

また、鋼板１１からのシンクロール１８への入熱量は次式（２）となる。
Ｑ＝（Ｔ₁ −Ｔ₃ ）・α …（２）
α：係数
（１）式と（２）式から次式（３）が成り立ち、シンクロール温度Ｔ₃ の測定値、めっき浴温の測定値Ｔ₂ に基づいて、鋼板１１の進入板温Ｔ₁ を設定することができる。
（Ｔ₁ −Ｔ₃ ）・α＝（Ｔ₂ −Ｔ₃ ）・ｋ＋Ｑ₀ …（３）

なお、（２）式は、鋼板１１の板厚、板幅及びラインスピードが一定のもとに成り立つ式であり、これらが操業中に変化する場合、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ｔが０．４〜３．２ｍｍ、板幅ｗが７００〜１８００ｍｍ、ラインスピードＬＳが５０〜１５０ｍｐｍと変化する場合、最小８．８ｋＷから最大５４０ｋＷまで鋼板１１からめっき浴１７への入熱量は変化する。上記（２）式を板厚ｔ、板幅ｗ及びラインスピードＬＳを考慮すると、次式（４）となる。
Ｑ＝ｔ・ｗ・ＬＳ（Ｔ₁ −Ｔ₃ ）・α′ …（４）

（１）式と（４）式から次式（５）が成り立ち、板厚ｔ、板幅ｗ、ラインスピードＬＳ、シンクロール温度Ｔ₃ の測定値、めっき浴温の測定値Ｔ₂ に基づいて、鋼板１１の進入板温Ｔ₁ を設定することができる。
ｔ・ｗ・ＬＳ（Ｔ₁ −Ｔ₃ ）・α′＝（Ｔ₂ −Ｔ₃ ）・ｋ＋Ｑ₀ …（５）

そして、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。
この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（入熱量）を、シンクロール１８の表面温度がめっき浴１７の温度より高くなるように制御しているので、加熱された鋼板１１に沿って移動する亜鉛浴の随伴流によってシンクロール１８の表面がめっき浴１７の温度より高くなるよう加熱され、これにより、従来のように、新たにシンクロール表面に加熱装置を配置する必要がなく、シンクロール１８の表面にドロスが析出するのを低コストで防止することができ、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。

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
２５ ロール表面温度センサ

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た後、シンクロールを介して前記めっき浴から引き上げるにあたり、前記めっき浴への前記金属帯の進入板温度を、前記シンクロールの表面に取り付けたロール表面温度センサによる測定値が前記めっき浴の温度を測定する浴温センサによる測定値より高くなるように、前記ロール表面温度センサによる測定値、前記浴温センサによる測定値、前記金属帯のラインスピード、板幅、及び板厚に基づいて決定して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。

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