JP6007764B2 - 溶融亜鉛めっきラインにおけるスナウト内浮遊スカム除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶融亜鉛めっきラインにおけるスナウト内浮遊スカム除去装置に関するものである。

図１１に示すように、溶融亜鉛めっきラインは、還元焼鈍炉１と溶融亜鉛ポット３の間を連結する筒状のスナウト４を備えている。スナウト４は、還元焼鈍炉１で処理された鋼帯２を還元性雰囲気で保護したまま、溶融亜鉛ポット３中に浸漬するための機能を有するものであり、その一端部は、還元焼鈍炉１に接続され、他端部は溶融亜鉛ポット３中に部分的に浸漬されており、スナウト４内部には、還元性雰囲気ガスが満たされている。

スナウト４内では、亜鉛浴の表面から蒸発した亜鉛が内壁に凝縮付着して粉末状のスカムとなる現象が不可避的に生じている。スナウト４内で内壁に付着したスカムが、振動等によって浴表面に落下して、鋼帯２に付着すると、品質欠陥の要因となる。そこで、従来、図１２に示すように、スナウト４内で、亜鉛浴の表面に流動を形成させて、浴面に浮遊する浮遊スカムを系外に排出する手法が広く採用されている。特許文献１には、溶融亜鉛を吐出する吐出ノズル５と、溶融亜鉛と共にスカムを吸引する吸込ノズル６を、スナウト４内の溶融亜鉛ポット表面近傍に対向配置することにより亜鉛浴の表面に流動を形成させる技術が開示されている。従来の吐出ノズル５は、図１３に示すように、垂直に配置した管状部材の先端を吐出方向に向けて開口させた単純形状からなるものが一般的である。

しかし、図１３に示すような吐出ノズル５を用いると、図１４に示すように、吐出流が浴内部に分散してしまい、この吐出流の分散が、新たな品質欠陥の要因となる問題があった。具体的には、スナウト内壁方向に吐出流が分散すると、スナウト内壁付近の流速が高くなり、壁面に付着したスカムが剥離して浴表面の清浄度が低下し、鋼板の品質欠陥の要因となる問題があった。また、吐出流が浴内部に分散して浴表面が波立つと、鋼板に波目上の模様が発生して品質欠陥となる問題があった。更に、吐出流が浴内部に分散すると、浴表面流速が低下して、スカムが排出される前に鋼板に付着して品質欠陥となる問題があった。

なお、浴表面流速の低下を補って目的の浴表面流速を得るためには、大型の吐出ポンプを用いて吐出流量を多くする必要があり、吐出流量を多くすると前記の各問題が助長される悪循環となる問題や、設備コストが増大するといった問題もあった。

特開平８−２６９６５９号公報

本発明の目的は前記問題を解決し、スナウト内に吐出ノズルと吸込ノズルを設けて吐出流を形成し、この吐出流を用いてスナウト内のスカム除去を行う際に、吐出流の分散を抑え、吐出流の分散に起因して生じていた鋼板の品質欠陥を低減する技術を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の溶融亜鉛めっきラインにおけるスナウト内浮遊スカム除去装置は、溶融亜鉛めっきラインにおいて、還元焼鈍炉と溶融亜鉛ポットを連結するスナウト内の亜鉛浴表面近傍で、スナウト内を通過する鋼帯の両側付近に、各々、溶融亜鉛を吐出する吐出ノズルと、溶融亜鉛と共にスカムを吸引する吸込ノズルを対向配置し、吐出ノズルから吸込ノズルに向かう流動を形成しながらスナウト内を浮遊するスカムを除去するスナウト内浮遊スカム除去装置であって、該吐出ノズルは、垂直筒部と、該垂直筒部の上端部に配置された吐出部からなり、該吐出部は、垂直筒部と接続する溶融亜鉛流入口と、該溶融亜鉛流入口から垂直上向きに流入してくる溶融亜鉛の流れを水平方向に整流する箱状の整流空間と、スナウト内に向けて水平方向に溶融亜鉛を吐出する吐出口と、整流空間から吐出口へと溶融亜鉛の流れをガイドするガイド空間を有し、（整流空間の垂直高さ―吐出口の垂直高さ）／吐出口の垂直高さ ≧ ０．２を満足し、ガイド空間の水平方向距離／整流空間の方向距離≧ ０．２を満足することを特徴とするものである。

吐出ノズルを、垂直筒部と、該垂直筒部の上端部に配置された吐出部から構成し、該吐出部は、垂直筒部と接続する溶融亜鉛流入口と、該溶融亜鉛流入口から垂直上向きに流入してくる溶融亜鉛の流れを水平方向に整流する箱状の整流空間と、スナウト内に向けて水平方向に溶融亜鉛を吐出する吐出口と、整流空間から吐出口へと溶融亜鉛の流れをガイドするガイド空間を有し、（整流空間の垂直高さ―吐出口の垂直高さ）／吐出口の垂直高さ ≧ ０．２を満足し、ガイド空間の水平方向距離／整流空間の方向距離≧ ０．２を満足するものとすることにより、吐出ノズル内で、溶融亜鉛流入口から高速で流入してくる溶融亜鉛の垂直流れを、吐出口上端よりも高い位置にある整流空間上面に流路を長くとりながら衝突させることで、水平方向に整流して吐出することができ、従来技術に比べて、スナウト内浴表面の波立ちが低減し、かつ鋼板幅方向の（平均）流速が増加する。また、ガイド空間を有することにより、吐出流をガイドすることができ、図７に示すように、従来技術に比べて、吐出流の分散が抑制される。

本発明のスナウト内浮遊スカム除去装置の要部正面図である。 吐出ノズルの正面図である。 吐出ノズルの前側面図である。 吐出ノズルの上面図である。 吐出ノズル内の整流作用を説明する図（吐出ノズルの正面図）である。 吐出ノズル内の整流作用を説明する図（吐出ノズルの上面図）である。 吐出流の流速分布を、従来技術と本発明で対比して示す図である 本発明の効果を示す図である（波立ち低減）。 本発明の効果を示す図である（内壁付近流速低減）。 本発明の効果を示す図である（平均流速増加）。 溶融亜鉛めっきラインの説明図である。 従来のスナウト内浮遊スカム除去装置の要部正面図である。 従来の吐出ノズルの正面図である。 従来の吐出流の流速分布を示す図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。

図１１に示したように、スナウト４の一端部は、還元焼鈍炉１に接続され、他端部は溶融亜鉛ポット３中に部分的に浸漬されている。スナウト４の溶融亜鉛ポット３中に浸漬されている部分は、亜鉛に対する耐食性に優れた材料（セラミックス、または耐熱鋼鋳鋼品など）によって構成されている。スナウト４の内部には、還元性雰囲気ガス（たとえば５０％Ｈ₂−５０％Ｎ₂）が導入されている。

本発明のスナウト内浮遊スカム除去装置は、スナウト４内の亜鉛浴表面近傍に流動を形成させ、スナウト４内で発生したスカムを鋼帯に付着させずに系外に排出する機能を有するものであり、図１に示すように、溶融亜鉛を吐出する吐出ノズル５と、溶融亜鉛と共にスカムを吸引する吸込ノズル６を有し、その他は、図示を省略した供給管路や吸込管路やポンプ等、従来技術と同様に構成されている。

図１４に示したように、図１３に示す吐出ノズルを用いる従来技術では、吐出流が浴内部に分散し、特に、スナウト内壁付近の流速が高くなるとともに、浴表面流速が低下する現象が観察されたが、本発明では、吐出ノズル５を、図２〜図４に示す形状とすることにより、吐出流の分散を抑制することができる。

本発明の吐出ノズル５は、図２〜図４に示すように、垂直筒部８と、該垂直筒部の上端部に配置された吐出部９から構成されている。

吐出部９は、垂直筒部８と接続する溶融亜鉛流入口１０と、該溶融亜鉛流入口１０から垂直上向きに流入してくる溶融亜鉛の流れを水平方向に整流する箱状の整流空間１１と、スナウト４内に向けて水平方向に溶融亜鉛を吐出する吐出口１２と、整流空間１１から吐出口１２へと溶融亜鉛の流れをガイドするガイド空間１３を有し、図２に示すように、（整流空間の垂直高さ―吐出口の垂直高さ）＝Ｈ２、吐出口の垂直高さ ＝Ｈ１、ガイド空間の水平方向距離＝Ｌ１、整流空間の方向距離＝Ｌ２としたとき、Ｈ２／Ｈ１≧ ０．２およびＬ１／Ｌ２≧ ０．２の関係を満足している。尚、Ｈ２は、流れを確実に整流するために整流空間上部に一定以上の空間が必要なため１０ｍｍ以上であることが好ましい。Ｈ２の上限は特に規定しないが、あまり寸法を取りすぎると吐出部９上方でよどみが生じることもあるので２００ｍｍ以下であれば好ましい。またＬ１は、流れの分散を抑制するために１０ｍｍ以上であることが好ましい。Ｌ１の上限は特に規定しないが、あまり寸法を取りすぎると鋼板や周辺機器との干渉もあるので３００ｍｍ以下であれば好ましい。Ｈ１、Ｌ２は吐出させる溶融亜鉛の量や垂直筒部８のサイズなどに応じ、適宜決める。

吐出ノズル５を上記構成とすることにより、図５〜６に示すように、溶融亜鉛流入口１０から高速で流入してくる溶融亜鉛の垂直流れを、整流空間１１とガイド空間１３を介して、流路を長くとりながら水平方向に整流して吐出させることができ、図７に示すように、従来技術に比べて、吐出流の分散が抑制することができる。

本発明の効果を、模擬試験機（実機１／２サイズ）で検証した結果、図８に示すように浴表面の波立ちが低減され、図９に示すようにスナウト内壁付近の流速が低減し、図１０に示すように鋼板幅方向の（平均）流速が増加することが確認された。

更に、本発明の効果を、実機試験で検証したところ、鋼板へのスナウト内浴面浮遊スカムの付着量が約半分に低減することが確認された。

１ 還元焼鈍炉
２ 鋼帯
３ 溶融亜鉛ポット
４ スナウト
５ 吐出ノズル
６ 吸込ノズル
８ 垂直筒部
９ 吐出部
１０ 溶融亜鉛流入口
１１ 整流空間
１２ 吐出口
１３ ガイド空間

Claims (1)

1. 溶融亜鉛めっきラインにおいて、還元焼鈍炉と溶融亜鉛ポットを連結するスナウト内の溶融亜鉛ポット表面近傍で、スナウト内を通過する鋼帯の両側付近に、各々、溶融亜鉛を吐出する吐出ノズルと、溶融亜鉛と共にスカムを吸引する吸込ノズルを対向配置し、吐出ノズルから吸込ノズルに向かう流動を形成しながらスナウト内を浮遊するスカムを除去するスナウト内浮遊スカム除去装置であって、
   該吐出ノズルは、垂直筒部と、該垂直筒部の上端部に配置された吐出部からなり、
   該吐出部は、垂直筒部と接続する溶融亜鉛流入口と、該溶融亜鉛流入口から垂直上向きに流入してくる溶融亜鉛の流れを水平方向に整流する箱状の整流空間と、スナウト内に向けて水平方向に溶融亜鉛を吐出する吐出口と、整流空間から吐出口へと溶融亜鉛の流れをガイドするガイド空間を有し、
   （整流空間の垂直高さ―吐出口の垂直高さ）／吐出口の垂直高さ ≧ ０．２を満足し、
   ガイド空間の水平方向距離／整流空間の方向距離≧ ０．２を満足することを特徴とする溶融亜鉛めっきラインにおけるスナウト内浮遊スカム除去装置。