JP6160051B2 - スナウト内異物排出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、連続溶融金属めっき設備のスナウト内異物排出装置に関する。
連続溶融金属めっき設備、例えば連続溶融亜鉛めっき設備においては、一般に焼鈍炉で熱処理を行った鋼帯を大気に触れないようにするため、焼鈍炉とめっき浴間はスナウトを介して接続されており、内部は還元性ガスで満たされている。スナウトを介してめっき浴中に搬入された鋼帯は、めっき浴中のシンクロールによって上方に転換されてめっき浴を出た後、ガスワイピングによって溶融亜鉛が吹き落とされ、所定のめっき厚さに調整される。
このような連続溶融金属めっき設備において、めっき浴中の異物が鋼帯に付着し品質欠陥を生じることがある。このような異物としては、ドロスやアッシュと称される異物がある。ドロスとは、鋼帯からめっき浴中に溶出したＦｅと、めっき密着性向上を目的にめっき浴中に添加されているＡｌとが反応して生じるＦｅ２Ａｌ５であり、トップドロスとも称される。ドロスが鋼帯に付着したままプレス加工等を行うと、金型の破損や押し疵の原因となる。アッシュは亜鉛ヒュームの固体であり、鋼帯に付着した状態でガスワイピングされると吹き飛ばされて不めっき部が発生する。
また上記の異物以外にもめっき浴中の亜鉛が空気と反応して生じる酸化亜鉛（酸化ドロスとも称される。）があり、これら異物は鋼帯がめっき浴内に搬入される際のめっき浴の流れによってスナウト内に引き込まれ、スナウト内部にたまりやすくなる。
そのため、スナウト内のめっき浴面のドロス等の異物を排出する方法や装置がこれまで考案されている。例えば、特許文献１には、スナウト内の浴面付近で鋼板の幅方向の一外側方に供給ノズルと、他外側方に吸い込みノズルを設置してそれぞれ移送管の他端に設けたポンプにより幅方向の流れを形成しドロスを吸い込み、ノズル近辺に集積させて排出除去される方法が提案されている。
一方、特許文献２には、ドロス等の異物を除去する方法としてスクリュー軸を用いた方法が提案されている。この装置は、スナウト内の浴面部に斜めに切った切り口の一部を浴面上に出した吸入口をＵ字パイプの一端に設け、他端内にパイプ他端側壁に形成した排出口から異物をスナウト外に排出する浴中スクリューを設けたものである。
しかしこれらの方法では以下に挙げるような問題があった。特許文献１では使用するポンプの構造上ケーシングごとインペラを浴中に浸漬して使用する。インペラ等が溶融亜鉛による腐食と磨耗により損傷を受けた場合には部品の交換を行う必要があるが、ドロス等の堆積によってケーシングと移送管の接続部が覆われてしまい分解整備が困難となる問題があった。また、前記ポンプでは吐出口が狭小のためドロスが詰まり移送管が閉塞することで送液効率が低下してしまう問題があった。
特許文献２ではスクリューを浴面に対して垂直に設置した場合、移送管の水平部から垂直部への接続部にて圧力損失が大きく、ドロスを含む流れが滞留して移送管内壁に固着することで移送管の閉塞を生じる問題がある。また、めっき浴面に対し垂直にスクリューが設置されている場合、移送管水平部から吐出口までの距離が短くなり、設置できるスクリューの羽根枚数が少なく排出効率が低下してしまい、十分な流量が得られずドロスが固まりやすいという問題がある。
また、実際の保守整備の際には、めっき浴を含むポットをライン進行方向に対して水平に移動あるいは昇降させて作業を行うことが一般的である。その際、ポットを水平に移動させる場合には、排出ポンプ移送管水平部の下端がポット壁面と干渉しないようにするため、ポット上面の高さ以上に排出ポンプを昇降させる機構が必要である。また、ポットを昇降させる場合にも、スナウトおよび排出ポンプ移送管水平部の下端がポット壁面と干渉しないようにするための昇降量を確保する必要がある。いずれにせよ、排出ポンプ移送管をめっき浴に浸漬させて使用すると、こうした昇降量を大きく設計する必要があり、架構式構造が大きくなってしまうため、設備管理上または費用上好ましくない。また、移送管長を大きくすると、圧力損失が大きくなり排出効率が低下してしまう問題がある。このような理由から、昇降量を小さくし圧力損失を小さくするために、移送管の水平部を極力浴面に近づけ移送管長を小さくすることが必要である。
本発明は上記のような問題点に鑑み、移送管内の詰まりを生じず排出効率の高いスナウト内異物排出装置を提供することを目的とする。
本発明者らは前記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、スクリューを浴面に対して傾けて設置することを見出した。本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］連続的に鋼帯を溶融金属めっきする設備において、先端部がめっき浴内に浸漬されたスナウトの内部に発生する異物をスナウト内異物排出装置で排出するに際し、
前記スナウト内異物排出装置は、前記スナウト内に配置されて前記スナウト内の異物を吸入する吸込側配管と、前記スナウト外に配置されて前記スナウト内の異物を排出する排出側配管とを備える移送管を有し、前記排出側配管内にはスクリューが挿入されており、前記スクリューはめっき浴面に対して傾斜して設置されていることを特徴とするスナウト内異物排出装置。
［２］前記スクリューの羽根および軸は耐食性材料で形成されているとともに、肉盛溶接加工を施されていることを特徴とする［１］に記載のスナウト内異物排出装置。
［３］前記スクリューはスクリュー軸駆動部を有し、前記スクリュー軸駆動部と前記排出側配管は、めっき浴外で接続されていることを特徴とする［１］または［２］に記載のスナウト内異物排出装置。
［１］連続的に鋼帯を溶融金属めっきする設備において、先端部がめっき浴内に浸漬されたスナウトの内部に発生する異物をスナウト内異物排出装置で排出するに際し、
前記スナウト内異物排出装置は、前記スナウト内に配置されて前記スナウト内の異物を吸入する吸込側配管と、前記スナウト外に配置されて前記スナウト内の異物を排出する排出側配管とを備える移送管を有し、前記排出側配管内にはスクリューが挿入されており、前記スクリューはめっき浴面に対して傾斜して設置されていることを特徴とするスナウト内異物排出装置。
［２］前記スクリューの羽根および軸は耐食性材料で形成されているとともに、肉盛溶接加工を施されていることを特徴とする［１］に記載のスナウト内異物排出装置。
［３］前記スクリューはスクリュー軸駆動部を有し、前記スクリュー軸駆動部と前記排出側配管は、めっき浴外で接続されていることを特徴とする［１］または［２］に記載のスナウト内異物排出装置。
本発明では、スクリューを浴面に対して傾斜させて設置したので、浴面に対して垂直に設置する場合に比べて、移送管曲管部での圧力損失が小さい。また、スクリュー羽根の枚数をより多く設置できる。このため、異物の排出効率が上がり、移送管内に異物が固着しにくくなり、スナウト内異物排出装置を長期間に亘って使用することができる。
図１は、本発明のスナウト内異物排出装置の実施形態を示す断面図である。図１に示されるように、連続溶融金属めっき設備において、めっき浴槽１の溶融金属内にはスナウト２が差し込まれており、スナウト２を介して鋼帯Ｓは連続的に溶融金属内に搬入される。スナウト２を介してめっき浴槽１中に搬入された鋼帯Ｓは、めっき浴槽１中のシンクロール３によって上方に転換されてサポートロール４を通過しめっき浴槽１を出る。その後、ガスワイピングノズル５により鋼帯Ｓ表面の余剰の溶融金属が吹き落とされ、所定のめっき厚さに調整される。
本発明のスナウト内異物排出装置は、スナウト２内の異物を移送する移送管６を有する。移送管６は、移送管６の一端を形成しスナウト２内に設置される吸込側配管６ａと、移送管６の他端側を形成しスナウト２外に設置される排出側配管６ｂとからなる。移送管６は、例えば、曲管部を有するＵ字型形状であればよい。排出側配管６ｂ内にはスクリュー７が挿入されている。スクリュー７の一端はスクリュー軸駆動部８を成しており、スクリュー軸駆動部８と排出側配管６ｂは、めっき浴槽１外で接続部９を介して接続されている。
排出側配管６ｂの側面には排出口１０が形成されている。排出口１０は、めっき浴槽３中に開口するように形成されている。スナウト２内の異物１１は、吸込側配管６ａから吸い込まれ、スクリュー７の稼動により移送管６内を移動し、最終的に排出側配管６ｂを介して排出口１０からスナウト２外に排出される。
本発明において、スクリュー７はめっき浴面に対して傾斜して設置されていることを特徴とする。スクリュー７がめっき浴面に対して傾斜していることにより、浴面に対して垂直に対して設置する場合に比べて、移送管６の曲管部での圧力損失が小さい。また、スクリュー７の羽根枚数をより多くすることができるため、異物の排出効率が向上する。このため、移送管６内に異物が固着しにくくなり、スナウト内異物排出装置の取替頻度を低減させることができる。したがって、本発明のスナウト内異物排出装置は、長期間に亘って使用することができる。なお、本発明において、「スクリュー」とは、ねじ羽根付きの軸を回転させて、スナウト内の異物１１に軸方向の推進力を与えて連続的に搬送させるものである。
スクリュー７のねじ羽根のピッチとしては、少なくとも１．５ピッチ以上が望ましい。１．５ピッチ未満の場合、異物の排出効率が低下する。
スクリュー７の傾斜角度としては、浴面から３０度以上８０度以下であることが好ましい。傾斜角度が３０度未満では、スクリュー７の軸が大きくたわみ、移送管６とスクリュー７の羽根が接触する恐れがある。傾斜角度が８０度超えでは、スクリュー７のねじ羽根のピッチを増やすことができず、その結果、異物の排出効率が低下する。
スクリュー７の羽根および軸は、高温の溶融金属に浸漬されているので、耐食性材料であることが好ましい。あわせて、スクリュー７の羽根および軸は、肉盛溶接加工を施しているものを用いることが好ましい。耐食性材料を用いて肉盛溶接加工を施していることにより、耐食性が向上し、腐食による溶損の発生を防ぐことができる。
また、スクリュー軸駆動部８と排出側配管６ｂは、めっき浴槽１外で接続されている。そのため、スクリュー軸駆動部８の溶融金属の付着を防止することができる。さらに、スクリュー軸駆動部８と排出側配管６ｂは、接続部９で接続されている。そのため、容易にスクリュー７を移送管６から脱着することができる。したがって、容易に移送管６の交換が可能である。
連続溶融亜鉛めっき設備において、図１に示す本発明のスナウト内異物排出装置を用いて溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。めっき浴の温度は４６０±５℃とし、Ａｌを質量％で０．１２〜０．１５％添加した亜鉛−Ａｌ浴（Ｆｅ：０．０５％以下、Ｐｂ：０．０２％以下）を用いた。また、スクリューには、２ピッチ（１６９ｍｍ）のねじ羽根（２条ねじタイプ）を用いた。スクリューの傾斜角度は５６度とした。ライン稼動中は常時使用状態とした。その結果、使用開始から６０日が経過しても、異物による移送管の閉塞がなく使用可能な状態を維持することができた。また、腐食による溶損もほとんどなかった。この耐用期間は、以前使用していた噴流型ポンプの実績耐用期間３０日に比べ２倍以上に長い。
１ めっき浴槽
２ スナウト
３ シンクロール
４ サポートロール
５ ガスワイピングノズル
６ 移送管
６ａ 吸込側配管
６ｂ 排出側配管
７ スクリュー
８ スクリュー軸駆動部
９ 接続部
１０ 排出口
１１ 異物
Ｓ 鋼帯
２ スナウト
３ シンクロール
４ サポートロール
５ ガスワイピングノズル
６ 移送管
６ａ 吸込側配管
６ｂ 排出側配管
７ スクリュー
８ スクリュー軸駆動部
９ 接続部
１０ 排出口
１１ 異物
Ｓ 鋼帯
Claims (3)
- 連続的に鋼帯を溶融金属めっきする設備において、先端部がめっき浴内に浸漬されたスナウトの内部に発生する異物をスナウト内異物排出装置で排出するに際し、
前記スナウト内異物排出装置は、前記スナウト内に配置されて前記スナウト内の異物を吸入する吸込側配管と、前記スナウト外に配置されて前記スナウト内の異物を排出する排出側配管とを備える移送管を有し、
前記排出側配管内にはスクリューが挿入されており、前記スクリューの軸はめっき浴面に対して傾斜して設置されており、前記スクリューのねじ羽根のピッチは、１．５ピッチ以上であることを特徴とするスナウト内異物排出装置。 - 前記スクリューはスクリュー軸駆動部を有し、前記スクリュー軸駆動部と前記排出側配管は、めっき浴外で接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスナウト内異物排出装置。
- スクリューの軸の傾斜角度は、浴面から３０度以上８０度以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のスナウト内異物排出装置。
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