JP4574040B2

JP4574040B2 - 竪型合金化炉及びその操業方法

Info

Publication number: JP4574040B2
Application number: JP2001062835A
Authority: JP
Inventors: 昌幸三宅; 久幹若林
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: JP2002266060A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板を溶融メッキ浴に浸漬して引き上げ、ガスワイピング後、加熱・保定・冷却して合金化メッキ鋼板を製造するとともに、メッキ浴に浸漬してガスワイピング後、加熱・保定は行わずに冷却し、合金化処理を行わない非合金化メッキ鋼板を製造するための竪型合金化炉及びその操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用材料等として合金化亜鉛メッキ鋼板の需要が増大してきており、防錆力強化の要請が高まってきている。この合金化亜鉛メッキ鋼板製造用合金化炉としては、例えば、図３に示すような竪型のものが知られている。この竪型合金化炉においては、焼鈍後の鋼板１を溶融亜鉛メッキ浴２に浸漬して鋼板１に溶融亜鉛をメッキし、シンクロール３を経て引き上げながらワイピングノズル４によるガスワイピング処理を経てメッキ目付量を調整しながら加熱帯５に送り、ここで誘導加熱や直火式の加熱手段６によって加熱し、誘導加熱による場合は次の保定帯７において例えばチューブヒーターにより、また直火式加熱による場合は保定帯７において燃焼排ガスにより保定して合金化反応を生成し、得られた合金化亜鉛メッキ鋼板１を冷却帯１２において気水冷却装置等の冷却装置８で冷却後、搬送ローラー９により炉外に搬出するようになっている。
【０００３】
保定帯７の後端には風量調整ができる煙道１０が設けられている。又保定帯７と冷却帯１２の境界部には、合金化亜鉛メッキ鋼板１の搬出に伴う炉内ガスのドラフトを抑制するために、鋼板１を挟んで一対のガス噴射ボックス１１−１、１１−２からなるシール機構が対向設置されている。また、加熱帯５から保定帯７に至る上昇ガス流通路、即ち保定帯７の途中に、鋼板１を挟んで一対のガス噴射ボックス１３−１、１３−２を対向設置し、これによりガス流に対する圧損を調整し、特に加熱帯５における下部からの空気の侵入を抑制すると共に、保定帯７におけるガスのドラフトを抑制することにより鋼板１に対する急速加熱を可能とし、また、保定帯７における保定効率を向上させている。またこれら二対のガス噴射ボックス１１−１、１１−２、１３−１、１３−２は、鋼板１のフラッタリング防止機能も併せ持っており、ワイピングノズル４の上部に設置されたタッチロール１４とともに鋼板のフラッタリングを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような竪型合金化炉においては、溶融亜鉛メッキを施した後、加熱・保定を行って合金化メッキ鋼板を製造する場合と、溶融亜鉛メッキを施した後、加熱・保定は行わずに冷却を行って非合金化メッキ鋼板を製造する場合があり、この両者の鋼板製造については竪型合金化炉を共用して使用している。竪型合金化炉は、一般的に約７０ｍ程度の高さを有しているため、鋼板１は搬送中に大きく振動する、いわゆるフラッタリングを起こす。従って、図３に示すようにタッチロール１４及び二対のガス噴射ボックス１１−１、１１−２、１３−１、１３−２により鋼板１を支持しながら熱処理を行っている。合金化メッキ鋼板を製造する場合は、メッキ目付量が一般的に小さく、目付量ばらつきの精度に対する要求が厳しいため、タッチロール１４を使用する必要がある。また、メッキ浴を通った後、加熱・保定によりメッキの合金化を行っているため、メッキ浴２を通過した後の鋼板１にタッチロール１４が接触してもメッキ外観品質上特に問題になりにくい。
【０００５】
一方、合金化処理を施さない場合、メッキ浴２を通過した後の鋼板１は、メッキ浴２を通過した後、加熱・保定されることなく冷却される。また非合金化メッキ鋼板のメッキ目付量は一般的に合金化メッキ鋼板に比べて多い。よって冷却帯１２に到達するまでにメッキが乾燥していない状態であるため、鋼板１をタッチロール１４で支持してしまうと、鋼板１表面のメッキにキズが入り外観品質上問題となるため、合金化メッキ鋼板のようにタッチロール１４で鋼板１を支持することができない。対向配置したガス噴射ボックス１１−１、１１−２、１３−１、１３−２にもフラッタリング防止機能はあるものの、鋼板１がＣ反り等の形状となっている場合、鋼板１表裏の保持力のバランスが崩れるためガス噴射ボックスによりフラッタリングを防止することが難しい。従って、従来の竪型合金化炉で合金化を施さない非合金化メッキ鋼板を製造した場合、鋼板１の形状によっては、鋼板１はフラッタリングを起こしてしまい、ガスワイピングノズル４や加熱装置６、冷却装置８等に衝突してしまうというような問題やメッキの目付量にむらが発生するというような問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、竪型合金化炉を利用して、鋼板に合金化処理を施す場合も、合金化処理を施さない場合においても、その板形状にかかわらず鋼板がフラッタリングを起こさないような竪型合金化炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋼板にメッキを施すメッキ浴、該メッキ浴上方に、メッキ浴から引き上げられた鋼板のメッキ目付量を調節するワイピングノズル、タッチロール、加熱帯、保定帯、冷却帯を順に有する竪型合金化炉において、前記保定帯の中段部に、鋼板を挟んで一対のガス噴射ボックスを対向して設け、該一対のガス噴射ボックスのいずれか一方の上方又は下方に、もう一つのガス噴射ボックスを設置するとともに、更に前記保定帯と冷却帯の境界部にも、鋼板を挟んで一対のガス噴射ボックスを対向設置したことを特徴とする。
【０００８】
また、上記構成の竪型合金化炉の操業方法において、鋼板に合金化処理を施す時は、前記タッチロールで鋼板のフラッタリングを防止するとともに、前記保定帯中段部に対向設置したガス噴射ボックス及び前記保定帯と冷却帯の境界部に対向設置したガス噴射ボックスからのガス噴射により各々シールを行い、鋼板に合金化処理を施さない時は、前記保定帯中段部に非対向に設置したガス噴射ボックスからのガス噴射により鋼板のフラッタリングを防止するとともに、前記保定帯と冷却帯の境界部に対向設置したガス噴射ボックスからのガス噴射によりシールを行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の竪型合金化炉の実施例を示す。溶融亜鉛メッキ浴２の上方には、メッキ浴２から引き上げられた鋼板１のメッキ目付量を調節するワイピングノズル４、鋼板１のフラッタリングを防止するタッチロール１４が設置してあり、更にその上方には加熱帯５、保定帯７、冷却帯１２が順に設置され竪型合金化炉を構成している。保定帯７の中段には、鋼板１を挟んで一対のガス噴射ボックス１３−１、１３−２が対向設置され、更にガス噴射ボックス１３−１の上方にはガス噴射ボックス１５が設置されている。このガス噴射ボックス１５は鋼板１を挟んでガス噴射ボックス１３−２と非対向に設置されている。尚、このガス噴射ボックス１３−１、１３−２、１５は平行移動可能となっている。
【００１０】
保定帯７の後端には風量調整ができる煙道１０が設けられている。又保定帯７と冷却帯１２の境界部には、メッキ鋼板１の搬出に伴う炉内雰囲気ガスのドラフトを抑制するために、鋼板１を挟んで一対のガス噴射ボックス１１−１、１１−２からなるシール機構が対向設置されている。そしてこのガス噴射ボックス１１−１、１１−２についても平行移動可能となっている。
【００１１】
次に合金化処理を施す合金化メッキ鋼板を製造する場合と合金化処理を施さない非合金化メッキ鋼板を製造する場合の操業方法について説明する。
合金化メッキ鋼板を製造する場合、焼鈍後の鋼板１は溶融亜鉛メッキ浴２（約４７０℃）に浸漬して溶融亜鉛をメッキされ、シンクロール３を経て引き上げられながらワイピングノズル４によるガスワイピング処理を経てメッキ目付量を調整される。その後加熱帯５に送られ、例えば鋼板１を挟んで鋼板１に近接して対向配置した直火式の加熱手段６によって、鋼板１をその両面からバーナー火炎によって直接加熱して約５２０℃程度まで急速加熱される。
【００１２】
次に、鋼板１はバーナーからの燃焼排ガスにより保定帯７において保定されることで合金化反応を生成し、得られた合金化メッキ鋼板１は冷却帯１２において例えば気水冷却装置等の冷却装置８で冷却後、搬送ローラー９により炉外に搬出される。竪型合金化炉は７０ｍ程度の高さがあるため、鋼板１がフラッタリングを起こさないようにタッチロール１４により鋼板１を支持しながら上記ガスワイピング処理及び合金化処理を行っている。
【００１３】
また、図２は保定帯７の中段に対向して設置されたガス噴射ボックスの拡大図であるが、合金化処理を行った合金化メッキ鋼板１の場合は、図２の遮断弁１６を閉、遮断弁１７、１８を開にして、鋼板１を挟んで対向配置されたガス噴射ボックス１３−１、１３−２から鋼板１に向かってガスを噴射し静圧を発生させ、加熱帯５からのガス流に対して圧損抵抗を与え、加熱帯５から上昇するガス流のシールを行う。このガス噴射ボックスにはガスを噴射する複数のスリット状のガス噴出ノズル１９が各々設けられており、ノズル１９からはブロワーにより保定帯７から吸引した炉内ガスを鋼板１の両面側に噴射している。流量調整はブロワー回転数により行う。
【００１４】
また、保定帯７の鋼板１出側、即ち保定帯７と冷却帯１２の間に、鋼板１を挟んで対向設置された一対のガス噴射ボックス１１−１、１１−２からもガスを噴射し、上記したガス噴射ボックス１３−１、１３−２とあわせて二重シールを行っている。尚、ガス噴射ボックス１３−１、１３−２の構成はガス噴射ボックス１１−１、１１−２と同じである。また噴射するガスは常温空気である。
このように保定帯７の中段と出側においてガス噴射による二重シールを行うことにより、加熱帯５における燃焼ガスの滞留性を向上させ急速加熱を可能とすると共に、加熱帯５からの高温燃焼ガスが上昇し、冷却帯１２に流入するのを防止し冷却効果を上げることが可能となる。
【００１５】
次に、鋼板１に合金化処理を行わない非合金化メッキ鋼板を製造する場合について説明する。焼鈍後の鋼板１は溶融亜鉛メッキ浴２（約４７０℃）に浸漬して溶融亜鉛をメッキされ、シンクロール３を経て引き上げられながらワイピングノズル４によるガスワイピング処理を経てメッキ目付量を調整される。その後鋼板１は、加熱帯５・保定帯７を通過するが、単に通過するだけであり冷却帯１２に到達するまでの間、加熱処理は行わない。合金化しない場合、鋼板１の表面に付着したメッキは乾燥していないため、タッチロール１４により鋼板１を支持することができない。従ってワイピングノズル４上部のタッチロール１４は鋼板１から退避している。従って、このタッチロール１４の替わりに、本発明では、保定帯７中段に設置したガス噴射ボックスにより鋼板１のフラッタリングを防止している。
【００１６】
即ち、ここでは図２において、遮断弁１７を閉、遮断弁１６、１８を開にして、鋼板１を挟んで非対向に配置されたガス噴射ボックス１３−２、１５から鋼板１に向かってガスを噴射する。鋼板１の表裏からガスを非対向に噴射することにより、鋼板１の長手方向に曲げ力が付加され鋼板１の剛性が向上し、Ｃ反り鋼板など形状の悪い鋼板１の場合においてもフラッタリングを防止することが可能となる。このガス噴射ボックス１３−２、１５は平行移動可能となっており、このフラッタリング防止は鋼板１との距離が小さい程効果が高い。
【００１７】
また、合金化処理を行わない場合でも、鋼板１からの放散熱によるドラフトにより高温ガスが上昇してくるため、保定帯７と冷却帯１２の境界部に設けられたガス噴射ボックス１１−１、１１−２から常温空気を鋼板１に向かって噴射してシールすることにより、高温ガスが冷却帯１２に流入するのを防止している。但し、合金化処理を行わない場合は合金化処理を行う場合のように加熱帯５の加熱装置６からの燃焼排ガスがないため、保定帯７と冷却帯１２の境界部のみのガス噴射シールにより、充分なシール効果を得ることが可能である。冷却帯１２の冷却装置８により冷却された鋼板１は、搬送ローラー９により炉外に搬出される。
【００１８】
尚、本実施例においては、保定帯７のガス噴射ボックス１３−１の上方にガス噴射ボックス１５を配置したが、ガス噴射ボックス１３−１の下方に設置してもかまわない。またガス噴射ボックス１３−２の上方または下方にガス噴射ボックス１５を設置してもかまわない。要は、ガス噴射ボックスを、鋼板１を挟んで対向と非対向になるように配置し、対向噴射と非対向噴射の切替が可能な構成であれば本発明は実施可能である。
【００１９】
また、加熱帯５での加熱装置としてバーナーを例にあげて実施例の説明を行ったが、バーナーではなく誘導加熱装置の場合も同様に本発明は適用できる。その場合保定帯７ではチューブヒーターを使用し炉内ガスを加熱することが好ましい。尚、誘導加熱装置の場合はバーナーのように燃焼排ガスが発生しないため、系外に設けた熱風発生装置により発生するガスをガス噴射ボックス１３−１、１３−２、１５から吹き込み鋼板１の温度降下を防止する。
また遮断弁１６、１７の替わりに切替遮断弁を使用してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、保定帯の中段部に鋼板を挟んで、対向・非対向にガス吹き付けを切り替え可能なガス噴射ボックスを設置し、更に保定帯と冷却帯の境界部にもガス噴射ボックスを対向設置し、合金化メッキ鋼板を製造する時と合金化をしない非合金化メッキ鋼板を製造する時とで保定帯中段部のガス噴射ボックスの吹き付け方を切り替えて可能な構成及び操業方法としている。よって、合金化メッキ鋼板製造時は保定帯中断部と保定帯・冷却帯の境界部において対向配置されたガス噴射ボックスからガスを噴射することで二重シールとなり、加熱帯及び保定帯からの高温ガスが冷却帯に流入するのを防止し冷却効率を高くするとともに、加熱帯における下部からの空気の侵入を抑制させ急速加熱を可能とすることができる。また、タッチロールにより支持をしているためフラッタリングの問題もない。
【００２１】
また、合金化をしないメッキ鋼板を製造する時は保定帯の中段部のガス噴射ボックスから非対向にガスを噴射することにより、鋼板を安定して搬送しＣ反り形状等の鋼板を処理する場合においても確実にフラッタリングを防止することができるとともに、保定帯と冷却帯の境界部に対向配置したガス噴射ボックスからのガス噴射により、保定帯内の高温ガスが冷却帯に流入するのを防止し、冷却効率を高くすることが可能となる。
このように本発明では、非常にシンプルな装置構成及び操業方法により、合金化メッキ鋼板、非合金化メッキ鋼板のどちらを製造する場合においてもシール性を確保しつつ、Ｃ反り鋼板などを処理する場合においても確実にフラッタリングを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の竪型合金化炉を示す図、
【図２】本発明の保定帯におけるガス噴射ボックスの配列を示す図、
【図３】従来の竪型合金化炉を示す図である。
【符号の説明】
１鋼板
２溶融亜鉛メッキ浴
３シンクロール
４ワイピングノズル
５加熱帯
６加熱手段
７保定帯
８冷却装置
９搬送ローラー
１０煙道
１１−１、１１−２ガス噴射ボックス
１２冷却帯
１３−１、１３−２ガス噴射ボックス
１４タッチロール
１５ガス噴射ボックス
１６、１７、１８遮断弁
１９ガス噴出ノズル

Claims

鋼板にメッキを施すメッキ浴、該メッキ浴上方に、メッキ浴から引き上げられた鋼板のメッキ目付量を調節するワイピングノズル、タッチロール、加熱帯、保定帯、冷却帯を順に有する竪型合金化炉において、前記保定帯の中段部に、鋼板を挟んで一対のガス噴射ボックスを対向して設け、該一対のガス噴射ボックスのいずれか一方の上方又は下方に、もう一つのガス噴射ボックスを設置するとともに、更に前記保定帯と冷却帯の境界部にも、鋼板を挟んで一対のガス噴射ボックスを対向設置したことを特徴とする竪型合金化炉。
鋼板にメッキを施すメッキ浴、該メッキ浴上方に、ワイピングノズル、タッチロール、加熱帯、保定帯、冷却帯を順に有する竪型合金化炉の保定帯の中段部に、鋼板を挟んで一対のガス噴射ボックスを対向して設け、該一対のガス噴射ボックスのいずれか一方の上方又は下方に、もう一つのガス噴射ボックスを設置するとともに、更に前記保定帯と冷却帯の境界部にも、鋼板を挟んで一対のガス噴射ボックスを対向設置した竪型合金化炉の操業方法であって、鋼板に合金化処理を施す時は、前記タッチロールで鋼板のフラッタリングを防止するとともに、前記保定帯中段部に対向設置したガス噴射ボックス及び前記保定帯と冷却帯の境界部に対向設置したガス噴射ボックスからのガス噴射により各々シールを行い、鋼板に合金化処理を施さない時は、前記保定帯中段部に非対向に設置したガス噴射ボックスからのガス噴射により鋼板のフラッタリングを防止するとともに、前記保定帯と冷却帯の境界部に対向設置したガス噴射ボックスからのガス噴射によりシールを行うことを特徴とする竪型合金化炉の操業方法。