JP6450109B2 - 鋼帯の製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、鋼帯の製造装置に関する。
近年、溶融めっき鋼帯と冷延鋼帯とを同一の設備で製造する製造装置が提案されている。具体的には、特許文献１には、連続焼鈍炉と、溶融めっき設備と、連続焼鈍炉から溶融めっき設備を経ることなくウォータークエンチへ鋼帯を搬送するバイパス炉と、を備える製造装置が記載されている。この製造装置では、溶融めっき鋼帯を製造する際は、鋼帯は連続焼鈍炉から溶融めっき設備へ搬送され、冷延鋼帯を製造する際には、鋼帯はバイパス炉を介して連続焼鈍炉からウォータークエンチへ搬送される。
特開２００２−８８４１４号公報
しかしながら、特許文献１記載の製造装置では、溶融めっき鋼帯と冷延鋼帯との間で製造する鋼帯を切り換えるためにバイパス炉が設けていることから、製造装置が大規模になると共に、製造装置の設計が困難になる。また、製造する鋼帯を切り換える際に鋼帯の通板経路が変わるために、鋼帯の切断、溶接作業、及び連続焼鈍炉の開放、閉鎖作業等のために大変な労力と時間とを要する。
また、一般に、連続焼鈍炉内の鋼板の酸化を防ぐために、製造する鋼帯を切り換える際に連続焼鈍炉内の雰囲気ガスに大気が侵入しないようにする必要がある。また、連続焼鈍炉内に大気が侵入した場合、大気中に含まれる酸素等を除去しなければならないために、連続焼鈍炉内の雰囲気ガスを入れ替える必要がある。しかしながら、特許文献１には切り換える際に連続焼鈍炉内に大気が侵入しないようにする方策が開示、示唆されていない。さらに、特許文献１記載の製造装置では、溶融めっき鋼帯製造時の鋼帯の搬送経路と冷延鋼帯製造時の鋼帯の搬送経路とが異なるために、製造する鋼帯を切り換える度に鋼帯の搬送処理を制御するプログラムを変更する必要がある。
以上のように、特許文献１記載の製造装置によれば、連続焼鈍炉内の雰囲気ガスの炉外への流出と炉内への大気の侵入とを防止しつつ、多くの労力及び時間を要することなく溶融めっき鋼帯及び冷延鋼帯を同一の設備で製造することは困難である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、連続焼鈍炉内の雰囲気ガスの炉外への流出と炉内への大気の侵入とを防止しつつ、多くの労力及び時間を要することなく溶融めっき鋼帯又は冷延鋼帯を略同一の搬送経路及び搬送長で製造可能な鋼帯の製造装置を提供することにある。
本発明に係る鋼帯の製造装置は、溶融めっき鋼帯と冷延鋼帯とを製造可能な製造装置であって、連続焼鈍炉と、前記連続焼鈍炉に接続されたスナウトと、前記スナウトの入り側に鋼帯の搬送方向に沿って順に設置された、接触方式のシール板装置及び非接触方式のシールロール装置と、移動可能な溶融めっき槽と、前記スナウトを通過した鋼帯の通板方向を変えるロールと、を有し、前記連続焼鈍炉において鋼帯を連続的に焼鈍した後、鋼帯を溶融めっき槽に導入することによって溶融めっき鋼帯を製造する溶融めっき鋼帯製造手段と、前記連続焼鈍炉において鋼帯を連続的に焼鈍した後、鋼帯を前記溶融めっき槽を経由せずに通板することによって冷延鋼帯を製造する冷延鋼帯製造手段と、が切り換え可能に設置されていることを特徴とする。
本発明に係る鋼帯の製造装置は、上記発明において、前記鋼帯の通板方向を変えるロールは、溶融めっき鋼帯を製造する場合はシンクロール、冷延鋼帯を製造する場合はデフレクタロールであって、製造する鋼帯の種類にあわせて前記シンクロール又は前記デフレクタロールを選択し、所定の位置に設置することを特徴とする。
本発明に係る鋼帯の製造装置は、上記発明において、前記シールロール装置は、鋼帯の搬送方向に沿って２段設置されていることを特徴とする。
本発明に係る鋼帯の製造装置は、上記発明において、前記シール板装置と前記シールロール装置との間、又は前記シールロール装置と前記スナウトとの間の少なくとも一方に作業用空間を備えることを特徴とする。
本発明に係る鋼帯の製造装置によれば、連続焼鈍炉内の雰囲気ガスの炉外への流出と炉内への大気の侵入とを防止しつつ、多くの労力及び時間を要することなく溶融めっき鋼帯又は冷延鋼帯を略同一の搬送経路及び搬送長で製造することができる。
図１は、本発明の一実施形態である鋼帯の製造装置の構成を示す模式図である。 図２は、図１に示す連続焼鈍炉の出側における鋼帯の製造装置の構成を示す模式図である。 図３は、シールロール装置及びシール板装置を設置した場合の連続焼鈍炉内の還元性ガスのシール部からの流出量の一例を示す図である。 図４Ａは、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造から冷延鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。 図４Ｂは、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造から冷延鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。 図４Ｃは、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造から冷延鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。 図４Ｄは、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造から冷延鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。 図５Ａは、冷延鋼帯の製造から溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。 図５Ｂは、冷延鋼帯の製造から溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。 図５Ｃは、冷延鋼帯の製造から溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。 図５Ｄは、冷延鋼帯の製造から溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である鋼帯の製造装置について、溶融亜鉛めっき鋼帯及び冷延鋼帯を製造する場合を例として詳細に説明する。
〔製造装置の構成〕
始めに、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態である鋼帯の製造装置の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態である鋼帯の製造装置の構成を示す模式図である。図２は、図１に示す連続焼鈍炉の出側における鋼帯の製造装置の構成を示す模式図である。図３は、シールロール装置及びシール板装置を設置した場合の連続焼鈍炉内の還元性ガスのシール部からの流出量の一例を示す図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態である鋼帯の製造装置１は、連続焼鈍炉２と、スナウト入り側に設置されたシール装置１０，２０と、スナウト６と、溶融亜鉛めっき槽５と、浴機器（槽内浸漬シンクロール３１，槽内サポートロール３２，めっき付着量制御装置３３等）と、を主な構成要素として備えている。ここで、スナウト入り側とは、スナウト６と連続焼鈍炉２とを接続している部分である。
連続焼鈍炉２内の還元性ガスとしては、焼鈍中の鋼帯表面の酸化を防ぐために、通常水素濃度が数〜数十vol%の水素と窒素との混合ガスを例示することができる。還元性ガスの水素濃度や供給量等の条件は適宜設定される。
溶融亜鉛めっき浴を内部に有する溶融亜鉛めっき槽５は、鋼帯Ｓに溶融亜鉛めっきを施す時のオンライン位置と鋼帯Ｓに溶融亜鉛めっきを施さない時に退避するオフライン位置との間で移動可能に構成されている。溶融亜鉛めっき槽５の移動機構としては、スクリュージャッキ及び台車を利用した移動機構を例示することができる。スナウト６を通過して溶融亜鉛めっき槽５に導入された鋼帯Ｓは、溶融亜鉛めっき浴から引き上げられた後、ガスワイピング装置等のめっき付着量制御装置によって亜鉛めっき付着量が調整される。
亜鉛めっき皮膜が形成された後は、鋼帯Ｓを冷却する。又は、鋼帯Ｓに対して合金化処理を施してもよい。合金化処理は、図示しない誘導加熱炉等の合金化炉を用いて鋼帯Ｓを所定温度まで再加熱することによって鋼帯Ｓに付着した亜鉛めっき皮膜を合金化する処理である。
図２に示すように、連続焼鈍炉２の出側とスナウト６との間には、鋼帯Ｓの搬送方向に沿って順にシール板装置１０及び２段のシールロール装置２０が設けられている。
シール板装置１０は、通常、短時間のライン停止時、又は操業時のトラブルでラインを停止せざるを得なくなった時に、対向する一対のシール板１１ａ，１１ｂが鋼帯Ｓに接触する接触方式で、連続焼鈍炉２内の炉内雰囲気ガス（還元性ガス）の炉外への流出を防止し、また大気が炉内に侵入することを防止する装置である。シール板１１ａとシール板１１ｂとの間の距離は、開閉装置１２ａ，１２ｂにより制御される。
シールロール装置２０は、一対のシールロール２１ａ，２１ｂが鋼帯Ｓに必要に応じて近接するが接触しない非接触方式で連続焼鈍炉内の還元性ガスの炉外への流出と、大気の炉内への侵入を防止する装置である。シールロール装置２０は、１段ずつ独立して制御することができる。シールロール装置２１ａとシールロール装置２１ｂとの間の距離は、開閉装置２２ａ，２２ｂにより制御される。
連続焼鈍炉２の出側とスナウト６の入り側との間の位置にシール板装置１０及びシールロール装置２０を設けることにより、溶融めっき鋼帯製造ルートと冷延鋼板製造ルートとの切り換え時及び冷延鋼板製造時における還元性ガスの炉外への流出と連続焼鈍炉２内への大気の侵入とをより効果的に防止できる。
シール板装置１０は、ライン停止時に、接触方式で還元性ガスの炉外への流出を防止するため、シールロール装置２０と比較して炉外への還元性ガスの流出量を低減することができる。なお、ライン停止時にシールロール装置２０も閉じることによってさらに還元性ガスの炉外への流出を防止してもよい。
シールロール装置２０を２段に設置する理由は、図３に示すように、１段よりも２段の方が炉外への還元性ガスの流出量がより低減すること、またいずれかのシールロール装置２０に異物付着等の問題が発生した場合であっても、問題が発生した１段のシールロール装置２０を開放して、残った１段のシールロール装置２０で操業を続けることができるためである。シールロール装置２０を３段以上設置することは、製造装置のコストが増加し、且つ、設置に要するスペースが必要になる割には効果が少ないので望ましくない。
鋼帯Ｓの搬送方向に沿って順にシール板装置１０と２段のシールロール装置２０とを設置する理由は、ライン停止時にシール板装置１０を用いて還元性ガスの炉外への流出を防止した状態でシールロール装置２０の点検や清掃を容易に行うことができるためである。シールロール装置２０の点検や清掃を行うことによって、シールロール装置２０に起因する製品不良の発生を低減することができる。また、ライン停止時には、シール板装置１０が還元性ガスの炉外への流出を防止しているので、シールロール装置２０の点検時に、シールロール装置２０を開放することができ、その結果、点検や清掃が非常に容易となる。
シールロール装置２０の設置位置近傍の炉壁には、シールロール装置２０を視認可能なように点検窓２３が設けられている。これにより、点検窓２３を介してシールロール装置２０の点検を容易に行うことができる。また、シール板装置１０と２段のシールロール装置２０との間、又は、２段のシールロール装置２０とスナウト６との間の少なくとも一方の空間には、炉内高さ１．５ｍ以上の作業用空間が設けられていることが望ましい。このような作業用空間を設けることにより、ライン停止時にシール板装置１０によって還元性ガスの流出がほとんどない安全な状態で、作業者が、炉壁を開けて作業用空間に入ることができ、作業用空間内でシールロール装置２０の点検や清掃を容易に行うことができる。
このような構成を有する鋼帯の製造装置を用いて、以下に示す手順で、溶融亜鉛めっき鋼帯又は冷延鋼帯を製造することができる。以下、図４Ａ〜４Ｄ及び図５Ａ〜５Ｄを参照して、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造から冷延鋼帯の製造に切り換える場合と、冷延鋼帯の製造から溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に切り換える場合とに分けて鋼帯の製造装置の動作について説明する。
〔冷延鋼帯の製造への切り換え方法〕
始めに、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造から冷延鋼帯の製造に切り換える場合の鋼帯の製造装置の動作について説明する。
図４Ａ〜図４Ｄは、装置の動作を示す模式図である。図４Ａは溶融亜鉛めっき鋼帯を製造している状態を示す図である。この状態から冷延鋼帯の製造に切り換える場合、始めに鋼帯Ｓの搬送を停止した後、図４Ｂに示すように、シール板装置１０を閉じることによって連続焼鈍炉２内の還元性ガスの流出を止める。そして、図４Ａに示す槽内浸漬シンクロール３１及び槽内サポートロール３２やめっき付着量制御装置３３等を含む浴機器を取り外す。
次に、図４Ｃに示すように、溶融亜鉛めっき槽５をオンライン位置からオフライン位置に移動させる。その後槽内浸漬シンクロール３１の位置にデフレクタロール４０を設置して、冷延鋼帯製造時の鋼帯Ｓの搬送経路を形成する。スナウト６を通過した鋼帯Ｓの搬送方向はデフレクタロール４０で転換される。
そして最後に、図４Ｄに示すように、シールロール装置２０を閉じた後にシール板装置１０を開放することによって、シールロール装置２０を利用して還元性ガスの流出と、炉内への大気の侵入を防止する。その後、鋼帯Ｓを搬送すれば、冷延鋼帯を製造することができる。
鋼帯Ｓの搬送方向が、槽内浸漬シンクロール３１の位置に配置されたデフレクタロール４０で転換されるので、溶融亜鉛めっき鋼帯と略同じ搬送経路及び搬送長で冷延鋼帯を製造することができる。また、鋼帯Ｓの位置追跡計算処理が製造する鋼帯Ｓに関係なくほぼ同じになるので、計算機内の位置追跡プログラムが１つでよいことになり、プログラムの切り換え処理も不要となり、システムが簡素化される。
さらに、鋼帯Ｓの搬送経路を変更するためにスナウト６を傾動させる機能及び操作も不要となり、設備費を削減できる。また、連続焼鈍炉２の開放及び閉鎖作業等が不要になるので、切り換えに伴う労力及び時間を削減でき、生産効率も向上する。
〔溶融亜鉛めっき鋼帯の製造への切り換え方法〕
次に、冷延鋼帯の製造から溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に切り換える場合の鋼帯の製造装置の動作について説明する。
図５Ａ〜図５Ｄは、冷延鋼帯の製造から溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に切り換える場合の製造装置の動作を示す模式図である。図５Ａは冷延鋼帯を製造している状態を示す図である。この状態から溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に切り換える場合、始めに鋼帯Ｓの搬送を停止した後、図５Ｂに示すように、シール板装置１０を閉じて還元性ガスの流出と大気の侵入とを防止する。そして、デフレクタロール４０を取り外し、溶融亜鉛めっき槽５をオフライン位置からオンライン位置に移動させる。シール板装置１０を閉じている時には、シールロール装置２０を開放していてもよい。
次に、図５Ｃに示すように、槽内浸漬シンクロール３１及び槽内サポートロール３２やめっき付着量制御装置３３等を含む浴機器を設置する。
そして最後に、図５Ｄに示すように、スナウト６の先端を溶融亜鉛めっき槽５の溶融亜鉛めっき浴に浸漬させた後、シール板装置１０を開放する。この時、スナウト６内は完全に密閉されるため、連続焼鈍炉２からの還元性ガスの流出と炉内への大気の侵入とを防止できる。その後、鋼帯Ｓを搬送すれば溶融亜鉛めっき鋼帯を製造することができる。
スナウト６を通過した鋼帯Ｓの搬送方向はデフレクタロール４０の位置に配置された槽内浸漬シンクロール３１で転換される。その結果、冷延鋼帯と略同じ搬送経路及び搬送長で溶融亜鉛めっき鋼帯を製造することができる。システムが簡素化されること及び設備費が削減され生産効率も向上することは、前述したとおりである。
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である鋼帯の製造装置を用いれば、シール板装置１０及びシールロール装置２０を用いて連続焼鈍炉２内の還元性ガスの炉外への流出と炉内への大気の侵入とを防止することができる。また、槽内浸漬シンクロール３１とデフレクタロール４０とを同じ位置に取り付けることにより、鋼帯Ｓの種類によらずに鋼帯Ｓの方向転換点が同じになり、溶融亜鉛めっき鋼帯又は冷延鋼帯を略同じ搬送経路及び搬送長で製造することができる。その結果、多くの労力及び時間を要することなく、溶融亜鉛めっき鋼帯及び冷延鋼帯の製造の切り換えが可能となり、さらに製造装置の簡素化及び生産効率の向上を実現できる。
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、めっきは溶融亜鉛めっきだけではなく、アルミニウムのめっき、亜鉛とアルミニウムとの複合めっき等であってもよい。また、冷延鋼帯の鋼種も特に限定されるものではない。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
１ 鋼帯の製造装置
２ 連続焼鈍炉
５ 溶融亜鉛めっき槽
６ スナウト
１０ シール板装置
２０ シールロール装置
３１ 槽内浸漬シンクロール
３２ 槽内サポートロール
３３ めっき付着量制御装置
４０ デフレクタロール
Ｓ 鋼帯

Claims (3)

  1. 溶融めっき鋼帯と冷延鋼帯とを製造可能な製造装置であって、
    連続焼鈍炉と、前記連続焼鈍炉に接続されたスナウトと、前記スナウトの入り側に鋼帯の搬送方向に沿って順に設置された、接触方式のシール板装置及び非接触方式のシールロール装置と、移動可能な溶融めっき槽と、前記連続焼鈍炉および前記スナウトの外に設置され、前記スナウトを通過した鋼帯の通板方向を変えるロールと、を有し、
    前記連続焼鈍炉において鋼帯を連続的に焼鈍した後、鋼帯を溶融めっき槽に導入することによって溶融めっき鋼帯を製造する溶融めっき鋼帯製造手段と、
    前記連続焼鈍炉において鋼帯を連続的に焼鈍した後、鋼帯を前記溶融めっき槽を経由せずに通板することによって冷延鋼帯を製造する冷延鋼帯製造手段と、
    が切り換え可能に設置されており、
    前記鋼帯の通板方向を変えるロールは、溶融めっき鋼帯を製造する場合はシンクロール、冷延鋼帯を製造する場合はデフレクタロールであって、
    製造する鋼帯の種類にあわせて前記シンクロール又は前記デフレクタロールを選択し、前記シンクロール又は前記デフレクタロールを同じ位置に設置し、前記シンクロールと前記デフレクタロールとを切り換える時には、前記シンクロールと共に前記シンクロール以外の浴機器を取り外す又は設置する機能を有し、
    さらに、溶融めっき鋼帯の製造から冷延鋼帯の製造に変更する場合には、前記シンクロールと前記シンクロール以外の浴機器取り外した後、溶融めっき槽をオンライン位置からオフライン位置に移動させ、その後に前記デフレクタロールを前記シンクロールの位置に設置し、冷延鋼帯の製造から溶融めっき鋼帯の製造に変更する場合には、前記デフレクタロールを取り外した後に前記溶融めっき槽をオフライン位置からオンライン位置に移動させ、その後前記シンクロールと前記シンクロール以外の浴機器を設置する機能を有することを特徴とする鋼帯の製造装置。
  2. 前記シールロール装置は、鋼帯の搬送方向に沿って２段設置されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼帯の製造装置。
  3. 前記シール板装置と前記シールロール装置との間、又は前記シールロール装置と前記スナウトとの間の少なくとも一方に作業用空間を備えることを特徴とする請求項２に記載の鋼帯の製造装置。
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