JP5586478B2 - 鋼ストリップのための溶融めっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部による鋼ストリップのための溶融めっき装置に関する。

連続的に移動する圧延された鋼ストリップの溶融めっきは、基本的に２つの態様を有する公知の技術であり、１つの態様は、めっき炉から出るストリップが、亜鉛、アルミニウム等のめっきに適した少なくとも１つの金属を含む溶融金属の浴に斜めに下降し、その後、溶融金属の前記浴に浸漬されたロールによって鉛直方向上方へ逸らされる。別の態様は、ストリップが炉から出る時にストリップを鉛直方向上方に逸らせ、その後、ストリップを、磁気的に維持された溶融亜鉛を含む鉛直方向チャネルを通過させる。溶融金属の浴は、アルミニウム、マグネシウム又はマンガンの可変の割合を含む亜鉛合金である。分かり易くするために、本願は、亜鉛とアルミニウムの合金の場合だけを説明する。

両方の場合において、操作は、鋼ストリップの表面上に、前記ストリップが通過させられる亜鉛とアルミニウムの溶融した混合物の連続的でかつ付着する堆積物を形成することが意図されている。この堆積物の形成の運動学は、当業者に知られており、Giorgi 他、"La Revue de Metallurgie - CIT"における"Modelling of galvanizing reactions"、２００４年１０月、を含む多くの出版物において網羅されている。この文献は、溶融混合物との接触が鋼ストリップから鉄の溶解を生ぜしめ、これは、第１に、ストリップの表面上に化合物Ｆｅ₂Ａｌ₅Ｚｎ_xの約０．１μの化合物層の形成に関与し、第２に、Ｆｅ₂Ａｌ₅Ｚｎ_x層が連続的に形成されるまで溶融混合物の浴へ広がる。Ｆｅ₂Ａｌ₅Ｚｎ_x層は、最終的な保護的な亜鉛層を支持するために働くのに対し、溶融した鉄は、溶融混合物における"マット"又は"垢"として知られる、鉄Ｆｅ、アルミニウムＡｌ、亜鉛Ｚｎを含む析出物の形成に寄与する。

数ミクロンから数ダースミクロンまでの大きさの粒子であるこれらの析出物は、コーティングされた（めっきされた）ストリップ上に目に見える欠陥を生じ、特に自動車の車体の見える部分に使用するための薄板金のストリップの場合、売買契約取り消しになることがある。したがって、鉄鋼会社は、めっき浴から垢を制限又は排除するための大きな努力を行う。

垢形成の減少は、例えばAjersch他、"Numerical simulation of the rate of dross formation in continuous galvanizing bath"等の出版物によって当業者に知られている。溶融亜鉛浴の温度及びアルミニウム濃度に応じて、溶解されることができる鉄の量は、かなり広い範囲で変化する。鉄の濃度が溶解度限界を超えると、規定されたＦｅ−Ａｌ−Ｚｎ化合物の核生成及び拡大（enlargement）が可能になる。通常の連続しためっき法では、ストリップ上に堆積される溶融混合物を含むコーティング浴は、常に鉄で飽和させられており、ストリップから溶解しかつ溶融混合物内へ広がる鉄の全ては、その場で垢を形成するために即座に利用される。

垢を制御するために、又は少なくともコーティングタンクにおける量を減じるための様々な手段のうち、溶融混合物の表面の手作業による垢取りが従来行われてきた。この方法は、オペレータにとって極めて危険であると考えられ、特開２００１−０６４７６０号公報のように、この作業を機械化及びロボット化する手段が考えられてきた。オーバーフロー、ポンピング又はエジェクションを伴うその他の技術が、コーティングタンクにおいて形成される垢を除去するために考えられてきた。欧州特許第１０７０７６５号明細書には、垢が形成されるコーティングタンクに加え、垢が排除されるための補助タンクを有するめっき装置の一連の態様が記載されている。

欧州特許第０４２９３５１号明細書には、金属ストリップのコーティングゾーンと、溶融亜鉛を含むめっき浴のクレンジングゾーンとの間の溶融混合物の循環を組織化するための方法及び装置が詳細に記載されている。これにより、クレンジングゾーンにおける垢の分離を保証し、次いで、"鉄濃度が溶解度限界に近いか又は溶解度限界よりも低い"溶融混合物をコーティングゾーンへ戻す。しかしながら、存在する物理的原理が適切に説明されるならば、この文献は、当業者がこれらを実行するための、特にどのように熱交換器による冷却及び同じクレンジングゾーンの誘導による加熱を同時に制御するかの詳細を提供していない。また、溶融亜鉛の循環率をどのように決定するかについての詳細もない。

本発明の１つの目的は、溶融混合物における鋼ストリップのための溶融めっき装置を提供することであり、この溶融めっき装置において、溶融混合物の循環回路は熱的に最適化される。

本発明によるこのような装置は、請求項１の内容によって提案される。

したがって、本発明は、連続して移動する圧延された鋼ストリップのための溶融めっき装置を提供し、この溶融めっき装置において、ストリップは、ストリップ上に堆積させられるための金属、例えば亜鉛及びアルミニウムの溶融混合物を含むコーティングタンクにおいて浸漬される。溶融混合物は、前記コーティングタンクと準備装置との間を連続して循環させられ、この準備装置において、溶融混合物の温度が、鉄溶解度限界を低下させるために故意に低下させられ、準備装置の融解ゾーンにおける亜鉛−アルミニウムＺｎ−Ａｌ合金を含む少なくとも１つのインゴットの融解を活性化させるように十分に高く、これにより、ストリップに堆積される溶融混合物を補償するように十分な量で、溶融混合物（Ｚｎ，Ａｌ）の付加的な供給を保証する。さらに、
−準備装置は、溶融混合物のための引渡し手段（又は中央開口を備えた壁としての分離装置）によって接続された第１及び第２のゾーンを有しており、
−溶融混合物の流路は、コーティングタンクから、インゴット融解及び垢定着のための第１のゾーンと、引渡し手段（又は分離装置）とを介して、垢がクレンジングされた溶融混合物を受け取る第２のゾーンへ連続して提供されており、溶融混合物自体は、クレンジングされた溶融混合物のための戻り流路を介してコーティングタンクにおける循環へ戻され、戻り流路は、ループ等によって流路から物理的に別個であり、
熱調整手段が、第１のゾーンからの流れの出口とコーティングタンク内への戻り流の入口との間の熱ループをも提供する溶融混合物の流路に沿って配置されており、出口と入口とは別個である。

本発明による装置の連続的な物理的及び熱的なループにより、連続して移動する圧延された鋼ストリップに溶融めっきが有利に実施され、この場合、ストリップは、前記コーティングタンクと準備装置との間を連続して循環させられる溶融亜鉛及びアルミニウム混合物を含むコーティングタンクにおいて浸漬され、準備装置において、溶融混合物の温度は、溶解度限界を低下させるために故意に低下させられる。この目的のために、流路及び戻り流路は、以下のように形成及び管理される：
−コーティングタンクに到達した時の、鋼ストリップの速度及び鋼ストリップの厚さ及び幅に基づき、コーティングタンクの溶融混合物浴における第１の温度で進入する前記ストリップによって供給されるパワーが決定される。作動の熱平衡の制御を可能にするために、コーティング浴の第２の温度が、第１の温度よりも低い予め設定されたレベルに固定される。
−ストリップの速度及び意図されたコーティングの幅及び厚さに基づき、第２の予め設定された温度における消費率を考慮して、消費される溶融混合物の量を維持するためのパワーが決定される。
−２つの前記パワーの間のコンパレータが次いで作動させられ、採用されるべき熱ループにおける２つの決定モードの認識（点ａ及びｂ）を確立する：
ａ）ストリップによって供給されるパワーが、消費される亜鉛の量の融解のために必要なパワーよりも大きいならば、命令ユニットは、２つの前記パワーの間の平衡又は特定の差を支持するために、ストリップ移動速度を減じるための命令に潜在的に関連した、ストリップの温度を減じるための命令を発する。
ｂ）逆の場合、（コーティングタンクにおいて又は損失に関連した）消費される溶融混合物の測定されたレートに関して、準備装置における予熱されたＺｎ−Ａｌ合金の連続した融解を保証するために必要とされるエネルギ又はさもなければ消費される混合物を補償するために十分な量において第３の温度へのエネルギが、決定される。

これらの熱的条件に応じて、コーティングタンクと準備装置との間の溶融混合物の第２の循環レートを調整する手段が次いで、準備装置における溶融混合物の温度を、全ての場合に第２の温度よりも低い第４の予め設定された値に維持しながら、インゴットの連続した融解のために必要とされるエネルギを、前記準備装置において提供するために、実行される。

最後に、温度調整手段は、第１のレートに関して、コーティングタンクにおける近傍の戻り流入口を用いて、意図された熱平衡のために必要とされる付加的なパワーを提供するために、準備装置から出る溶融混合物のための第５の温度を設定することを可能にする。

これらの条件において、コーティングタンクにおける、鉄融解レート（単位時間ごとの鉄濃度のレート）を制御及び維持／調整する手段は、溶融混合物の鉄濃度をチェックし、この鉄濃度を全体的に溶解度限界よりも低く維持することを可能にする。

本発明は、溶融混合物のための物理的流れ及び戻り流ループの複数の箇所に相前後して、ひいては適切に配置された、パワー、温度、レート（流量及び濃度）を決定、制御又は調整するための手段を有しており、これにより、亜鉛、アルミニウム及び鉄の濃度に関して適切な割合を可能にし、本明細書に記載のように、ループにおける関連した熱分布及び熱平衡を生ぜしめる。

本発明による装置の複数の有利な典型的な実施形態が、従来技術の欠点を克服するために説明される。これに関して、特許請求の範囲は、発明の利点を示している。

典型的な実施形態は、説明される図を用いて提供される。

装置の概略的な図である。 装置の１つの態様の概略的な図である。 コーティングタンクの概略的な図である。 第１の実施形態による装置の構成である。 第２の実施形態による装置の構成である。 第３の実施形態による装置の構成である。 第４の実施形態による装置の構成である。 第５の実施形態による装置の構成である。 第６の実施形態による装置の構成である。

図１は、本発明による装置の概略的な図である。鋼ストリップ１は、めっき炉への連結導管３（コーティングタンク２の上流には示されていない）を介してコーティングタンク２内へ斜めに、理想的には連続的な移動で導入される。ストリップは、ロール４によって鉛直方向に変向され、前記コーティングタンクに含まれた溶融したコーティング混合物５を通過させられる。ストリップは、ストリップの移動を支持する水平方向のロール４によって変向されてよい。チャネル６は、溶融混合物が２つのゾーンを有する準備装置７内へ溢れることを可能にする。第１のゾーン７１においては、少なくとも１つのＺｎ−Ａｌ合金インゴット８が十分な量で溶融され、コーティングタンクにおいてストリップに堆積される溶融混合物と、不可避な（材料の）損失とを補償する。第２のゾーン７２は、溶融混合物の流路方向（ＦＬ）で第１のゾーンと連続的に並列されている（コーティングタンクから第１のゾーン、次いで第２のゾーン）。これらの２つのゾーン７１，７２は、図１に示されたように並置されていて引渡し手段７４によって連結された２つの別個のタンクに配置されているか、又は１つのタンクにおいて組み合わされており、この１つのタンクにおいて２つのゾーンは、中央の開口を備えた壁部等の分離装置によって分離されている。

熱調整手段は、コーティングタンクから出る溶融混合物のための又はインゴット８溶融ゾーンにおける冷却装置６２を有しており、前記冷却は、インゴットを溶融するために十分に高い、準備装置の第１のゾーン７１における最小温度限界を生じる。チャネル６から出る時、すなわち第１のゾーン７１内に進入する時の溶融混合物の冷却の効果により、第１のゾーン７１の端壁によって放出流れ方向（ＦＬ）で、表面垢８１及び底部垢８２が形成及び保持される。２つの垢層８１及び８２の間の溶融混合物を引き出す引渡し手段７４は、準備装置の第２のゾーン７２への引渡しを可能にし、したがって第２のゾーンは、好適には誘導による加熱手段７５によって再熱される、クレンジングされた溶融混合物を受け取る。パイプ９は、第２のゾーン７２において溶融混合物を回収し、図１の場合、ポンピング装置１０及び戻り流路１１の作用により、パイプは、クレンジングされた溶融混合物量でシュート１２によってコーティングタンク２に再供給する。装置は、準備装置からの垢の排出を可能にする（第１のゾーン７１）。有利には、準備装置の第１のゾーン７１は、流路方向ＦＬに対して垂直に配置された複数のインゴット８の間に配置された溶融混合物の部分を隔離する隔壁（図示せず）を有している。これらは、中央の開口を備えた壁部によって実現されてよく、これらにより、底部垢８２と表面垢８１とをインゴットごとにそのアルミニウム濃度に関して濃縮することができる。

インゴットの溶融に関して、準備装置の第１のゾーン７１は少なくとも１つのインゴット供給部（８＝８₁，８₂，．．．，８_n）を有しており、これらのインゴットの濃度は、準備タンクにおける混合物によって必要に応じて異なり（Ａｌｔ）、第１のゾーンは有利には、インゴットの供給部を有しており、そのうち少なくとも２つのインゴット供給部は異なるアルミニウム濃度を有しており、そのうち少なくとも１つのインゴットは、準備装置における溶融混合物によって必要とされる濃度よりも高い濃度を有している。さらに、準備装置の第１のゾーン７１は、理想的には第１のゾーン７１における少なくとも１つのインゴットの選択的な浸漬及び除去によって、少なくとも２つのインゴットの溶融の速度を調整するための手段を有している。最後に、準備装置の第１のゾーンは、温度（Ｔ）を低下させるための局所的な調整手段６２を有しており、この調整手段は、必要ならば、第１のゾーン７１における少なくとも１つのインゴットの選択的な浸漬及び除去によって理想的に行われる、必要とされる溶融混合物の温度の低下を生ぜしめることを助ける。定義によって、第１の温度（Ｔ=Ｔ₁）はコーティングタンク２に進入するストリップ１の温度を表し、第２の温度（Ｔ=Ｔ₂）はコーティングタンクにおける温度を表し、第３の温度（Ｔ＝Ｔ₃）は、準備装置の入口及び第１のゾーン７１内の温度を表す。

その結果、準備装置７１におけるインゴット８の連続的な溶融は、全溶融速度で保証される。したがって、複数のｎ個のインゴットを溶融した混合物の浴に同時に浸漬すると有利であり、各インゴットは潜在的に異なるアルミニウム濃度を有しており、少なくとも１つのインゴットは、時間の経過とともに可変の濃度プロフィル（又は溶融速度）を決定することができるように、準備装置において必要とされる濃度よりも高いアルミニウム濃度を有している。所要の濃度自体は、コーティングタンクと、ストリップの表面に形成されたＦｅ₂Ａｌ₅Ｚｎ_x化合物層と、準備装置において形成された垢とにおいて測定及び評価されたアルミニウム消費に基づき決定されることができる。有利には、ｎ個のインゴットのそれぞれの溶融速度も個々に制御されることができ、これにより、必要とされる全溶融速度を維持しながら準備装置におけるアルミニウム濃度を所要の濃度に調整する。準備装置におけるインゴットの連続的な溶融は、第２の温度（Ｔ₂）（コーティングタンクの出口）から第１のゾーン７１における第３の予め設定された温度（Ｔ₃）への溶融混合物の冷却を局所的に生じ、これにより、鉄溶解度限界を低下させ、予め設定された温度における溶解度限界が達せられるまで前記準備装置における垢の局所化された形成を可能にする。したがって、アルミニウム含有量の高い"表面"垢は、好適には、浸漬されたアルミニウム含有量の高いインゴットの近傍で形成し、次いで表面に向かって定着し、亜鉛含有量の高い"底部"垢は、好適には、浸漬されたアルミニウム含有量の低いインゴットの近傍で形成し、底部に向かって定着する。

垢の形成の後、予め設定された温度における鉄の溶解度限界と等しい鉄濃度を有するコーティングタンクに進入する溶融混合物の更新速度は、溶解された鉄濃度の増大を、第２の温度における溶解度限界よりも低く保つことを可能にする。

このように装置は、以下の作用を特徴とするめっき方法の実施を可能にする。

コーティングタンク２は、溶融混合物５と接触した第１の金属製の囲いと、加熱手段が配置されたスペースによって第１の囲いから分離された、耐火材料から成る第２の囲いとを有している。これらの加熱手段は、有利には、均一な熱分布を保証しかつタンク内のホットスポットを回避するために金属囲い上に放射する電気抵抗器である。コーティングタンクを加熱することは、主に、タンク自体によって生ぜしめられる熱損失を補償するためである。これは、必ずしも、説明された実施形態に関連しためっき方法の熱平衡のための一般的な方法に積極的に含まれるものではない。

準備装置は、ストリップに堆積された溶融混合物と、補足的な使用に匹敵する不可避な損失とを補償するために、十分な量でのＺｎ−Ａｌ合金インゴットの溶融を保証する。第１のゾーン７１において、インゴットの制御された溶融は、溶融混合物の温度の制御された低下を伴い、これは、準備装置のみにおける垢の形成の局所化を可能にする。この垢は、溶融混合物がコーティングタンクへ引き渡される前に溶融混合物をクレンジングするために、準備装置において分離される。

循環回路は、コーティングタンクと準備装置との間、及び準備装置の構成部分の間で、例えばポンピング及び重力による排出によって、溶融混合物の引渡しを保証する。

コーティングタンク２には、前記タンクに向かって移動するストリップの入口と、前記タンクの下流のめっき炉（明瞭にするために示されていない）の出口チャネルとの間の連結を保証するシーリングシステムが設けられている。コーティングタンクを覆う蓋を使用することによって、溶融混合物の表面全体は、コーティングタンクのストリップ入口側においてめっき炉の中性雰囲気によって、また同じタンクのストリップ出口側では準備装置における溶融混合物の表面をも保護するパイプ６１によって導入される中性ガスの僅かな過圧によって、酸化から保護されている。

準備装置７は２つのタンクを有していてよく、一方のタンクは、インゴットを溶融しかつ垢形成を局所化するためのものであり、他方のタンクは溶融混合物の再熱手段を局所化し、溶融混合物は、弁によって交互に又は一緒に供給されてよいフィルタシュートによって、ポンピング又は重力によって一方のタンクから他方のタンクへ引き渡される。

準備装置７は、例えばフィルタ壁部によって分離された第１及び第２のゾーン７１，７２を有する１つのタンクをも含み、第１のゾーンはインゴットを溶融させかつ垢形成を局所化し、第２のゾーン７２は、クレンジングされた溶融混合物を受け取る。この場合、第２のゾーンには加熱手段７５、有利には誘導加熱が設けられており、クレンジングされた溶融混合物がコーティングタンクに戻る前に再熱し、これにより、流路の端部において新たな流れ（ＦＬ）の開始への戻り流路（ＲＦＬ）熱ループを提供する。

循環回路は、準備装置のクレンジングされたゾーンにおけるダクト９を介して引き込む少なくとも１つの吸上げポンプ１０を有しており、戻り流路（ＲＦＬ）ダクトを通過し、コーティングタンク２における戻りシュート１２に直接に供給し、又は溶融した混合物が重力によって戻りシュートを介してコーティングタンクに戻される前に再熱する誘導加熱手段が設けられた付加的なタンクに供給する交換可能なフィルタシュートが設けられている。ポンプの吸上げ高さを減じるために、少なくとも１つのポンプは、有利には、準備装置のクレンジングされたゾーン７２と、付加的なタンクとの間において使用されてよく、少なくとも１つの他のポンプが、付加的なタンクと、コーティングタンクのシュートとの間において使用されてよい。これは以下でもさらに説明される。

要するに、図１は、連続的に移動する圧延された鋼ストリップ１のための溶融めっき装置の第１の図を示しており、この溶融めっき装置において、ストリップは、前記コーティングタンクと、準備装置７との間を連続的に移動する、ストリップ上に堆積されるべき亜鉛及びアルミニウム等の溶融した金属混合物５を含んだコーティングタンク内に浸漬され、前記準備装置７において、溶融混合物の温度は、鉄溶解度限界を減じるために低下させられ、この温度は、ストリップ上に堆積された溶融混合物を補償するために十分な量で、準備装置の溶融ゾーンにおいて少なくとも１つのＺｎ−Ａｌインゴット８の溶融を活性化するために十分に高い。

装置は以下の特徴によって規定される。準備装置７は、２つの別個のタンク又は引渡し手段７４又は分離装置によって分離された１つのタンクにおいて第１及び第２のゾーン７１，７２を有している。溶融混合物の流れは、コーティングタンクから、インゴットを溶融する第１のゾーン７１を介して、潜在的には引渡し手段又は分離装置７３を介して連続的に提供され、分離装置７３は、第１のゾーンにおいて溶融混合物から垢をろ過し、垢がろ過された溶融混合物を、垢がクレンジングされた溶融混合物を受け取る第２のゾーン７２へ引き渡すように設計されており、溶融混合物は、クレンジングされた溶融混合物の戻り流路１１を介してコーティングタンクにおける循環に戻される。

熱調整手段が溶融混合物の流れに沿って配置されており、第２のゾーン７２からの流れの出口９と、コーティングタンクにおける戻り流の入口１２との間の熱ループを提供している。

熱調整手段のうちの１つは、第２のゾーン７２においてクレンジングされた溶融混合物のための第１の加熱手段７５を含んでいる。有利には、これは、流路と戻り流路との個々の入口及び出口の間のループ状の熱連続性を可能にする。

熱調整手段のうちの１つは、コーティングタンクにおける溶融混合物のための第２の加熱手段１を含んでいる。この加熱手段は、少なくともこの加熱手段の温度限界付近のメンテナンス及び調整も、めっき炉から出てコーティングタンク内の溶融混合物の温度よりも高い温度でコーティングタンク内に下降するストリップ自体によって保証又は補足される。第２の加熱手段を構成するこの有利な態様は、したがって、所定の量の溶融混合物を所要の温度にもたらすために必要とされる、溶融混合物５に浸漬されるストリップの原動力を提供することによって、熱伝導によって行われる。コーティングタンクにおける溶融混合物の温度は、移動するストリップを使用した加熱又は温度維持の後、第１のインゴット溶融ゾーン７１への入口において、上述の温度低下を生じる。したがって、流路における基本的な熱ループ化段階が有利には提供される。

図１によれば、準備装置は、並置された２つの別個のゾーン又はタンク７１，７２を連結する引渡し手段７４を有しており、前記ゾーン又はタンクの間において溶融混合物が引き渡される。引渡し手段７４は、ポンプ７４２又はリンクチャネルを有している。引渡し手段７４は実際には、第１のゾーン７１の中間高さに配置されたポンプ入口７４１と、第２のゾーン７２におけるポンプ出口７４３とを備えた吸上げポンプ７４２を有しており、前記第１及び第２のゾーン７１，７２は、２つの異なるタンクとして物理的に分離されている。第１のゾーン７１におけるポンプ入口７４１の高さ又はリンクチャネルの高さは有利には、表面垢８１のための上部定着ゾーンと、底部垢８２のための下部沈降ゾーンとの間、若しくは第１のゾーン７１の高さの、中三分の一に配置されている。垢が圧送されないように、ポンプ入口７４１は、垢が存在しない隙間に配置されていることが重要である。定着及び沈降ゾーンは、徐々に増大する蓄積を形成し、この蓄積は、流路ＦＬでの溶融混合物の与えられた速度の場合、第１のゾーン７１において、垢が存在しないポンピングウィンドウが存在することを保証する。

図２は、初期コーティングタンクが、第１のストリップ変向区画１５（溶融混合物を備えていない）と、磁気浮上によって支持された溶融混合物浴５とに分割された、図１による装置の概略的な図の態様である。原理的に、装置は、溶融混合物浴５が、図１のように準備装置に接続されたコーティングタンク１３において磁気浮上によって支持される方法の態様を実行する。浮上効果は、連続的に電磁装置１４によって提供される。区画１５は、炉と、ロール４によるストリップ１の変向とを連結している。

図３は、図１によって記載された態様によるコーティングタンクの概略的な図である。このタイプのタンクは（空であるならば）、ストリップを磁気浮上コーティングタンク内へ導入する手段として、図２によるコーティングタンクのために適応されていてもよい。めっき炉（図示せず）から来る鋼ストリップ１は、溶融混合物５に浸漬された（水平の回転軸線における）ロール４によって鉛直方向上方へ変向される。ロール４による変向の後、鉛直方向に移動するストリップは、次いで、アンチクロスボウロール４１と、コーティングタンクの上部開口を通る、通過ラインを決定するロール４２とに接触する。コーティングタンクは第１の金属の囲い２から形成されており、第１の金属の囲いの、ストリップが移動するルートと同じ寸法を備える形状は、溶融混合物の体積を減じるように、ひいては例えば毎時１００トンに近い能力を備えるポンプを使用する急速な更新を可能にするように、設計されている。有利には、タンクからの低い熱損失を補償するために、これらの２つの囲いの間には加熱抵抗器（図示せず）が設けられている。放出シュート６及び戻りシュート１２は、タンクが溶融混合物の循環回路（流路、戻り流路）内に容易に配置されることを可能にする。可動なシーリングシステム３１は、タンクの入口が、移動の下流のめっき炉の出口チャネルに連結されることを可能にする。溶融混合物の自由面は、このゾーンにおいて、炉の不活性雰囲気による酸化から保護されている。

図４は、第１の実施形態による装置の構成を示している。図１又は図３に示されたような浸漬されたロールを備えるコーティングタンク２又は図２に示されたような磁気浮上を備えるコーティングタンク１３は、溶融混合物を準備装置７内へ、特に第１のゾーン７１内へ溢れさせる。この準備装置は実際にはここでは、図１に示したように２つのゾーン７１及び７２に分割されている。準備タンクの第１のゾーン７１において、インゴット８の溶融と、垢の局所化された沈殿とが生じる。（沈降による）底部垢の自然分離及び（定着による）表面垢の自然分離によるクレンジングされた溶融混合物は、第２のゾーン７２において収集され、この第２のゾーンにおいて誘導装置７５によって加熱される。第１のゾーンから第２のゾーンへの引き渡しは、引渡し手段７４を用いて（図１に示されたような吸上げポンプ７４２によって）又は単純な連結チャネルによって行われてよい。この場合、少なくとも１つの吸上げポンプ１０は溶融混合物を準備装置のクレンジングされたゾーン７２とコーティングタンクのシュート１２との間で戻りダクト（戻り流路）を介して循環させる。有利には、２つの吸上げポンプ１０が並置されており、第１の吸上げポンプがメンテナンスを必要とするか、又は作動の誤り又は摩耗による故障を発生する場合に、一方が使用され、他方が待機中になる。全ての装置の態様の場合に、表面垢及び底部垢（８１，８２）は、機械的なスキミング、ポンピング、遠心分離、又は磁気分離によって、準備装置から収集及び放出される。

図５は、第２の実施形態による装置の構成を示している。大まかな原理は図４に示された第１の実施形態と同じであり、少なくとも１つの吸上げポンプ１０（例えば引渡し手段７４のポンプ７４２、ひいてはポンプ１０，７４２のうちの１つにおいてセーブする）は、溶融混合物を、準備装置の第１のゾーン７１の出口から、誘導加熱手段７５が設けられかつコーティングタンク２の供給シュート１２のすぐ上流に配置された第２のゾーンへ循環させ、供給シュート１２は重力によって供給される。この場合、コーティングタンクに向かう戻り流１１に向けられた溶融混合物の温度の制御はより効率的である。なぜならば、クレンジングタンクの出口からの戻り流路における熱損失がより精密に補償されるからである（コーティングタンクにおける温度を維持することは、実際には、装置の正確な作動を保証するために重要である）。溶融混合物は、第２のゾーン７２における吸上げポンプ出口チャネルから、少なくとも１つのフィルタシュート７６、この場合は、交互に使用されるように設計された２つの交換可能なシュートを介して引き渡されてよい。また、この場合、一方のシュートが使用されながら、他方のシュートは待機中である。付加的なシュートが使用されかつ支持されながら、他方の２つのシュートが装置に取り付けられていてもよい。第２のゾーン７２においてろ過されかつ再熱された溶融混合物は、戻り流路の最終段階を保証するために、重力を介して、コーティングタンクのシュート１２における出口へ再び導入される。

図６は、第３の実施形態による装置の構成を示している。大まかな原理は図５に示された第２の実施形態のものと同じであり、溶融混合物は２つの段階において、すなわちまずクレンジングされた溶融混合物を準備装置の第１のゾーン７１から第２のゾーン７２に圧送し、次いで前記第２のゾーン７２からコーティングタンクの供給シュート１２へ圧送することによって、引き渡される。図５の第２の実施形態と比べて、この構成により、戻り経路に相前後して配置された２つの吸上げポンプ７４２，１０のそれぞれの吸上げ高さが減じられることができる。第２のゾーン７２の出口は第２の吸上げポンプ１０の入口に接続されており、第２の吸上げポンプ１０の１つの出口はコーティングタンクの供給シュート１２に通じている。第１の吸上げポンプ１０の出口と、第２のゾーン７２の入口との間において、複数のフィルタシュート７６が交換可能であることもできる。

図７は、図４と同様の第４の実施形態による装置の構成を示しており、準備装置の第１のゾーン７１と第２のゾーン７２との間における溶融混合物の引渡し手段７４が、重力によって、交互に供給されるフィルタシュート７６を通じて、例えば一方を使用して他方を待機状態にすることによって、実現されている。フィルタシュートを第２のタンク７ｂの上方に保持するディストリビュータ７７によって、付加的なフィルタシュートが支持されていてよい。フィルタシュート７７として働くアームの入口は、上述のように、垢の蓄積が生じない壁の高さに配置されている。このように、引渡し手段７４のための吸上げポンプ７４２の使用が省略されるので有利である。

図８は、図１に記載された原理とは異なる構成を示しており、準備装置７は２つのゾーンを有しており、第１のゾーン７１においては、少なくとも１つのインゴット８が、コーティングタンクにおいてストリップに堆積される溶融混合物と、不可避な（材料）損失とを補償するために十分な量で溶融され、第２のゾーン７２は、溶融混合物の流路方向ＦＬで第１のゾーン７１と相前後して並置されている（コーティングタンク、第１のゾーン、第２のゾーンの順である）。これらの２つのゾーン７１，７２は、示されたように同じタンクにおいて局所化されており、中央部分７３１において開口又は少なくとも１つの垢フィルタを備えた壁部等の分離装置７４，７３によって分離されている。第１のゾーン７１は、インゴットを溶融し、垢の形成を中央部分７３１の外側に局在化させ、第２のゾーン７２は、中央部分７３１を通って、クレンジングされた溶融混合物を受け取る。この場合、第２のゾーンには誘導加熱手段７５が設けられており、この誘導加熱手段７５は、例えば流路の端部において新たな流路の始点への戻り流路熱ループを提供するために、クレンジングされた溶融物が吸上げポンプ１０を介してコーティングタンクへ戻る前にこのクレンジングされた溶融物を再熱する。分離装置７３の開口にはフィルタキャップが設けられていてよく、このフィルタキャップは、タンクの表面又は底部に定着しない垢を保持するようになっている。フィルタキャップの代わりに、交換可能なフィルタ壁が設けられてもよい。

この実施形態は、補助用の再熱タンクと共同で用いられてもよい。この場合、準備装置は、誘導加熱手段を有さず、準備装置と再熱タンクの相対配置は、図４、図５、図６及び図７に示された準備装置の第１及び第２のゾーンの間に設けられたもののうちの１つであってよい。

説明及び図面の数を増やしすぎないために、引渡し手段７４、又は準備装置の少なくとも延長方向中央部分（図１、図２、図４、図６、図７）に付加的に図８に示したようなフィルタ壁７３が設けられてもよく、このフィルタ壁は、例えば第１のゾーン７１の第１の部分（インゴット溶融部分）の引渡し手段７４のポンプ入口７４１を隔離するように配置されることが説明される。これは、ポンプ入口が垢によってブロックされないことを保証する。同様に、引渡し手段７４は、ポンピング装置の代わりに、図８に示したように、中央開口７３１を備えた１つの鉛直方向壁７３として分離装置を有していてもよい。

最後に、図９は、溶融混合物の戻り流路に配置された少なくとも１つの吸上げポンプを必要とする実施形態の全てに関する装置の実施形態を示している（これまでの側面図とは異なり上面図である）。準備装置は、コーティングタンク２，１３の出口から来る溶融混合物の少なくとも１つの流路部分ＦＬを有している。この流路部分ＦＬは、コーティングタンクにおける入口Ｃ２を介して、溶融混合物の戻り流路ＲＦＬと並置されている。言い換えれば、この上面図において流路と戻り流路とは互いに平行であるか、又は少なくともこれらは、コーティングタンクから出てコーティングタンクに再び接続する１８０度方向転換を備えたチャネルを形成している。理想的には、これまでの図面に記載されたゾーンの定義によれば、流路部分は第１のゾーン７１に、戻り流路の部分は第２のゾーン７２に設けられている。したがって、この構成により、クレンジングタンクとして第２のゾーン７２を使用する戻り流路を構成することができる。したがって、戻り流管路１１はもはや不要である。この実施形態もまた、吸上げポンプを用いずに構成することができるので有利である。ポンプから延びる管による戻り流熱損失が回避されるので、熱ループも単純化される。

この例においては、流路部分及び戻り流路部分は、コーティングタンクとは反対側の端部を有しており、これらの端部は、溶融混合物の流れ方向の変更を保証するために少なくとも１つのリンクＣＲ（この場合はチャネル）によって接続されている。しかしながら、リンクチャネルは、別の形態、例えば流路の出口と戻り流路の入口とを延長するハーフリングを有するか、又は流路及び戻り流路の２つの共通の側部の間の中央開口であってよい。つまり、図８に示されたような分離装置７３は、溶融混合物の流れ方向でリンクチャネルの上流に配置されている。２つの並置されたタンク７１，７２が並置されている場合、フィルタ壁が設けられた２つのタンクの間の側部開口は、それ自体で十分にリンクチャネルの役割を満たす。

コーティングタンクからの及びコーティングタンクへのループ循環を容易にするために、特に水平の循環流路及び戻り流路を用いる場合、戻り流路部分は、特に第２のクレンジングゾーン７２に配置された、コーティングタンクにおける出口に近い少なくとも１つのデリバリポンプ（PUMP）を有していてよい。その他のデリバリポンプ（吸上げポンプではない）も、溶融混合物５のための完全な循環ループにおいて必要とされるように配置されてよい。流路部分、リンクチャネル及び／又は戻り流路部分は、コーティングタンクの出口Ｃ１の後に重力の作用により一方向の排出を容易にするために少なくとも１つの下降斜面を有する排出セクションを有することもできる。吸上げポンプ及び重力排出装置は、混合物が管を詰まらせる危険性を回避する。図９に示されたように同じ高さでの排出のために、管を加熱するオプションを提供することが望ましい。

最後に、本発明による全ての実施形態によれば、溶融混合物の１つ又は２つ以上の要素、例えばアルミニウムの温度及び濃度を測定するための、理想的には連続して作動可能な手段が、少なくとも流路においてコーティングタンクの入口から準備装置の出口まで提供され、
溶融混合物レベルを測定するための、理想的には連続して作動可能な手段が、準備装置に配置され、
溶融混合物のレート及び温度を維持及び調整するための、理想的には連続して作動可能な手段が、流路の少なくとも１つの箇所に配置され、
コーティングタンクに接続されためっき炉から出るストリップの温度を維持及び調整するための、理想的には連続して作動可能な手段が、コーティングタンク及び／又はコーティングタンクの入口の下流に配置され、
ストリップの移動速度を維持及び調整するための、理想的には連続して作動可能な手段が、熱ループにおいて考慮され、
コーティングタンクの下流のストリップの幅及び厚さを測定するための、理想的には連続して作動可能な手段も、熱ループにおいて考慮され、
準備装置の溶融ゾーンにおけるインゴットのための挿入原動力（insertion dynamic）を維持及び調整するための、理想的には連続して作動可能な手段が、好適には準備装置の第１のゾーン７１の上方に配置され、
コーティングタンク及び準備装置における、ダイナミックパラメータ測定制御ユニット及びストリップに関連したパラメータのための調整ユニットが、測定及び調整（又はメンテナンス）手段に接続される。特に、調整ユニットは、予測パラメータ命令、実時間制御システム及び／又は自己学習プロセスを含んでよい。さらに、調整ユニットは、例えば、合金元素、例えばアルミニウムの濃度、温度変化、移動するストリップの特性の変化等のための新たな測定値の結果としてパラメータの再調整を行う場合に、手動調整又はオーバーライド調整を可能にするために、調整ユニットに平行した外部命令インプットを有してよい。

１ 鋼ストリップ、 ２ コーティングタンク、 ３ めっき炉への連結導管、 ４ ロール、 ５ コーティング混合物、 ６ チャネル、 ７ 準備装置、 ８ インゴット、 ９ ダクト、 １０ ポンピング装置、 １１ 戻り流路、 １２ シュート、 ４１ アンチクロスボウロール、 ３１ 可動なシーリングシステム、 ４２ ロール、 ６１ パイプ、 ６２ 冷却装置、 ７１，７２ ゾーン、 ７３ 分離装置、 ７４ 引渡し手段、 ７５ 加熱手段、 ７６ フィルタシュート、 ７７ ディストリビュータ、 ８１ 表面垢、 ８２ 底部垢、 ７４１ ポンプ入口、 ７４２ ポンプ、 ７４３ ポンプ出口

Claims (39)

1. 連続して移動する圧延された鋼ストリップ（１）のための溶融めっき装置であって、前記鋼ストリップ（１）が、該鋼ストリップ（１）上に堆積される金属の溶融混合物（５）を含んだコーティングタンク（２）において浸漬させられるようになっており、前記溶融混合物（５）が、前記コーティングタンク（２）と準備装置（７）との間を連続して循環させられるようになっており、該準備装置（７）において、前記溶融混合物（５）の温度が、鉄溶解度限界を減じるために低下させられかつ少なくとも１つの金属インゴット（８）の溶融を活性化させるために十分に高く、前記ストリップ（１）上に堆積した前記溶融混合物（５）を補償するために十分な量で、前記準備装置（７）の１つの溶融ゾーンにおいて溶融混合物の付加的な供給を提供するようになっており、
   前記準備装置（７）が、溶融混合物の引渡し手段（７４）によって接続された第１及び第２のゾーン（７１，７２）を有しており、
   前記溶融混合物（５）の流れが連続して、前記コーティングタンク（２）から、少なくともアルミニウム（Ａｌ）を含む前記金属インゴット（８）を溶融させかつ垢（８１，８２）を定着させる前記第１のゾーン（７１）と、引渡し手段（７４）とを介して、垢がクレンジングされた溶融混合物を受け取る前記第２のゾーン（７２）まで提供され、前記溶融混合物（５）は、クレンジングされた前記溶融混合物（５）の戻り流路（１１）を介して前記コーティングタンク（２）における循環へ戻されるようになっており、
   熱調整手段が前記溶融混合物（５）の前記流れに沿って配置されており、前記熱調整手段が、前記第２のゾーン（７２）からの前記流れの出口（９）と、前記コーティングタンク（２）への前記戻り流路（１１）の入口（１２）との間に熱ループを提供するようになっており、前記熱調整手段の一つは、前記第２のゾーン（７２）における、クレンジングされた前記溶融混合物（５）のための第１の加熱手段（７５）と、前記コーティングタンク（２）における前記溶融混合物（５）のための第２の加熱手段とを含み、該第２の加熱手段による加熱は、前記溶融混合物（５）の温度（Ｔ２）の上昇をもたらすために必要とされる、該溶融混合物（５）に浸漬される前記ストリップ（１）の原動力を供給することによって、発熱により行われ、
   さらに、前記第１のゾーン（７１）における温度（Ｔ３）を低下させるための調整手段が、前記第１のゾーン（７１）に配置され、該調整手段による前記温度（Ｔ３）の低下は、該第１のゾーン（７１）における前記金属インゴット（８）の選択的な浸漬及び除去により行われることを特徴とする、溶融めっき装置。
2. 前記金属の溶融混合物（５）が、亜鉛（Ｚｎ）又はアルミニウム（Ａｌ）を含む、請求項１記載の溶融めっき装置。
3. 前記金属の溶融混合物（５）が、前記第１のゾーン（７１）を有する前記準備装置（７）内へ流れることを可能とするチャネル（６）が、前記コーティングタンク（２）と前記準備装置（７）との間に設けられている、請求項１又は２記載の溶融めっき装置。
4. 前記第１のゾーン（７１）において、前記コーティングタンク（２）において前記鋼ストリップへの堆積に必要な前記金属の溶融混合物（５）の不足を補償する、請求項１から３までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
5. 前記熱調整手段のうちの１つが、前記コーティングタンクから出る前記溶融混合物又は前記インゴット（８）の前記溶融ゾーンにおける前記溶融混合物のための冷却装置（６２）を有しており、前記冷却が、前記インゴットの溶融のために十分に高い、前記準備装置の前記第１のゾーン（７１）における最小温度限界を生ぜしめる、請求項１から４までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
6. 前記準備装置の前記第１のゾーン（７１）が、インゴット（８＝８1，８2，．．．，８n）の少なくとも１つの供給部を有しており、該インゴットの濃度は、前記準備装置における前記溶融混合物の濃度により異なる（Ａｌｔ）、請求項１から５までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
7. 前記準備装置の前記第１のゾーン（７１）が、インゴット（８＝８1，８2，．．．，８n）の複数の供給部を有しており、そのうちの少なくとも２つのインゴットが異なるアルミニウム濃度を有しており、そのうちの少なくとも１つのインゴットが、前記準備装置における前記溶融混合物によって必要とされる濃度（Ａｌｔ）よりも高い濃度を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
8. 前記準備装置の前記第１のゾーン（７１）が、前記第１のゾーン（７１）における少なくとも１つのインゴットの選択的な浸漬及び除去によって、前記インゴット（８＝８1，８2，．．．，８n）のうちの少なくとも２つの溶融の全体的な速度を調整するための手段を有している、請求項６又は７記載の溶融めっき装置。
9. 前記準備装置の前記第１のゾーン（７１）が、前記第１のゾーン（７１）における少なくとも１つのインゴットの選択的な浸漬及び除去によって、前記インゴットが溶融される前記溶融混合物の予め設定された温度低下（Ｔ2，Ｔ3）を調整するための手段を有している、請求項５から８までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
10. 前記準備装置の前記第１のゾーン（７１）が、前記インゴットの間に配置された前記溶融混合物の部分を隔離する隔壁を有している、請求項５から９までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
11. 前記コーティングタンクが、磁気浮上によって支持された溶融混合物浴を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
12. 前記戻り流路（１１）が、少なくとも１つの吸上げポンプ（７４２）を有しており、該吸上げポンプが前記準備装置から引き出しかつ前記コーティングタンクのシュート（１２）に供給し、前記吸上げポンプが、垢が存在しない隙間に配置されたポンプ入口（７４１）を有する、請求項１から１１記載の溶融めっき装置。
13. 前記吸上げポンプ（７４２）が、前記溶融混合物（５）の前記戻り流路（１１）に接続された吸上げポンプ（１０）である、請求項１２記載の溶融めっき装置。
14. 前記引渡し手段（７４）が、前記第１のゾーン（７１）の中央高さに配置されたポンプ入口（７４１）と、前記第２のゾーン（７２）におけるポンプ出口（７４３）とを備えた吸上げポンプ（７４２）を含み、前記第１及び第２のゾーン（７１，７２）が、２つの異なるタンクとして物理的に分離されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
15. 前記引渡し手段（７４）が、中央開口（７３１）を備えた鉛直方向壁（７３）としての分離装置を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
16. 前記コーティングタンクの前記供給シュート（１２）と前記吸上げポンプ（１０）の出口との間に少なくとも１つのフィルタシュート（７６）が配置されている、請求項１２から１５までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
17. 前記準備装置の前記第２のゾーン（７２）が、前記フィルタシュート（７６）と、前記コーティングタンクの前記供給シュート（１２）との間に配置されており、前記第２のゾーンが加熱手段（７５）を有している、請求項１６記載の溶融めっき装置。
18. 前記準備装置の前記第２のゾーン（７２）が前記コーティングタンクに隣接して配置されている、請求項１７記載の溶融めっき装置。
19. 前記準備装置の前記第２のゾーン（７２）が、前記準備装置の前記第１のゾーン（７１）の下流に配置されている、請求項１７記載の溶融めっき装置。
20. 前記準備装置の前記第２のゾーン（７２）の出口が、吸上げポンプ（１０）に接続されており、該吸上げポンプの出口が、前記コーティングタンクの前記供給シュート（１２）に通じている、請求項１２から１９までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
21. 前記準備装置の前記第１のゾーン（７１）及び前記第２のゾーン（７２）が、それぞれ異なる高さに配置されており、流れ方向でフィルタドレーン（７７）によって接続されており、この方向で、前記インゴットが前記第１のゾーン（７１）において溶融される、請求項１から２０までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
22. 流れ方向で、前記第２のゾーン（７１）が加熱手段（７５）を有している、請求項２１記載の溶融めっき装置。
23. 前記準備装置が、前記コーティングタンクにおける入口（Ｃ２）を介して前記溶融混合物の戻り流路（ＲＦＬ）部分と並置された前記コーティングタンク（２，１３）の出口（Ｃ１）から、前記溶融混合物の少なくとも１つの流路部分（ＦＬ）を有している、請求項１から２２までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
24. 前記流路部分及び前記戻り流路部分が、前記溶融混合物の流れ方向の変更を保証するために少なくとも１つのリンク手段（ＣＲ）によって接続された前記コーティングタンクとは反対側の端部を有している、請求項２３記載の溶融めっき装置。
25. 前記戻り流路部分が、前記第２のクレンジングゾーン（７２）に配置された、前記コーティングタンクにおける出口に少なくとも１つのデリバリポンプ（PUMP）を有している、請求項２３又は２４記載の溶融めっき装置。
26. 前記流路部分が前記第１のゾーン（７１）に位置し、前記戻り流路が前記第２のゾーン（７２）に位置している、請求項２３又は２４記載の溶融めっき装置。
27. 前記流路部分、前記リンク手段（ＣＲ）及び／又は前記戻り流路部分が、少なくとも１つの下降傾斜を有する排出区分を有している、請求項２４記載の溶融めっき装置。
28. 前記分離装置（７３）が、前記溶融混合物の流れ方向で前記リンク手段（ＣＲ）の上流に配置されている、請求項２４又は２７記載の溶融めっき装置。
29. 前記引渡し手段（７４）が、フィルタ壁を有している、請求項１から２８までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
30. 前記コーティングタンクにおける前記入口から前記準備装置の前記出口までの少なくとも流路において前記溶融混合物の温度及びアルミニウム濃度を測定するための、連続して作動可能な手段が設けられている、請求項１から２９までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
31. 前記準備装置において前記溶融混合物のレベルを測定するための、連続して作動可能な手段が設けられている、請求項１から３０までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
32. 前記溶融混合物の速度及び温度を維持及び調整するための、連続して作動可能な手段が設けられている、請求項１から３１までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
33. 前記コーティングタンクの入口側に接続されためっき炉から出るストリップの温度を維持及び調整するための、連続して作動可能な手段が設けられている、請求項１から３２までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
34. 前記ストリップの移動速度を維持及び調整するための、連続して作動可能な手段が設けられている、請求項１から３３までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
35. 前記コーティングタンクの下流におけるストリップの幅及び厚さを測定するための、連続して作動可能な手段が設けられている、請求項１から３４までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
36. 前記準備装置の溶融ゾーンにおける前記インゴットのための挿入原動力を維持及び調整するための、連続して動作可能な手段が設けられている、請求項１から３５までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
37. 前記コーティングタンク及び前記準備装置において、ダイナミックパラメータ測定制御ユニット（ＵＣ）及び前記ストリップに関連したパラメータのための調整ユニット（ＵＲ）が設けられている、請求項１から３６までのいずれか１項記載の溶融めっき装置。
38. 前記調整ユニット（ＵＲ）が、予測パラメータ命令、実時間制御システム及び／又は自己学習プロセスを含んでいる、請求項３７記載の溶融めっき装置。
39. 前記調整ユニット（ＵＲ）が、該調整ユニット（ＵＲ）に対して平行な外部命令入力を有している、請求項３７又は３８記載の溶融めっき装置。

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