JP6697418B2

JP6697418B2 - 高温ガスワイピング装置

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Publication number: JP6697418B2
Application number: JP2017107934A
Authority: JP
Inventors: 淳史稲葉; 琢実小山; 裕二國島; 優寺崎; 高橋　秀行; 秀行高橋; 悠祐安福; 高士　弘一; 弘一高士; 道明堤; 修平關口
Original assignee: JFE Steel Corp; JP Steel Plantech Co
Current assignee: JFE Steel Corp; JP Steel Plantech Co
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2037-05-31
Also published as: JP2018204055A

Description

本発明は、高温のガスを金属帯の両面に吹付ける高温ガスワイピング装置に関し、特に溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる金属帯の両面に向けて高温ガスを吹付けるのに好適なものである。

焼鈍後の薄板鋼板表面に亜鉛めっき処理を連続的に行う連続溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）では、亜鉛の融点４１９．５℃を超える温度の溶融亜鉛を溶融亜鉛めっき浴（ポット）に保持し、このポットに鋼板を連続的にどぶ付けして亜鉛めっきを施し、鋼板の両面に昇圧したガスを吹付け（ガスワイピング）することで余分な溶融亜鉛を除去し、規定のめっき厚み（目付量）を達成している。目付量はガスワイピングの鋼板への衝突圧力に依存することから、鋼板搬送速度とガスワイピングのガス圧力を制御することで規定の目付量を得ている。

従来、ガスワイピングに用いるガス（ワイピングガス）は、大気圧から昇圧し、調節弁などによって規定の圧力に調整している。このように規定の圧力に昇圧されたワイピングガスをワイピング用のノズル（ワイピングノズル）に送気し、ワイピングノズルから吹き出すことで鋼板に衝突させる。一方、ワイピングガスの温度を高温とすることで、低温のワイピングガスに比べて、除去する余分な亜鉛の量を増大できることが分かっており、そのようにすることで、鋼板搬送速度を大きくして生産性を向上したり、溶融亜鉛のめっき厚みを小さくして製品性を多様化したりできると考えられている。このようなメリットを得るためには、ワイピングガスの温度を亜鉛融点以上にする必要があり、過去においてはワイピングガス温度を向上するための様々な装置や手法が試みられている。

下記特許文献１や特許文献２では、焼鈍炉などの無酸化炉で生じる高温の排ガスを昇圧した後、熱交換器とファンを用いて冷却する、又は常温ガスを直接混合することで規定の温度に調整したガスをワイピングガスとして利用している。また、無酸化炉の排ガスは酸素濃度が０％であることからめっきにとって不活性であり、品質に影響を与えないとしている。また、下記特許文献３、特許文献４、特許文献５では、めっきに使用する溶融亜鉛の顕熱を利用してワイピングガスを昇温するために溶融亜鉛ポット内に熱交換設備を設置し、且つ熱交換設備の後段に加熱装置を設置することで、効率よくガスを昇熱して高温のワイピングガスを得るようにしている。また、下記特許文献６では、ワイピングノズルの内部で燃焼を生じせしめ、その燃焼ガスと空気又は窒素を混合することで高温のワイピングガスを得るようにし、燃焼時の容積膨張によって圧力を増大させることでワイピング性を向上するようにしている。また、下記特許文献７では、ワイピングガスの温度を４００〜８００℃の高温とすることを目的として、昇圧後のガスをワイピングノズルに供給する供給系統の途中にバーナを設置し、燃焼ガスに常温ガスを混合することで規定の温度のワイピングガスとしてワイピングノズルに供給している。また、ワイピングノズルへのガス供給系統にバイパス系統を設けると共にバーナの上流側及び下流側に自動切替弁を設置し、バーナ点火後、燃焼が安定してから常温ガスから高温ガスに短時間に切替えができるようにしている。

特開昭５６−７２１６５号公報実開昭５９−５１０５８号公報特開平６−２７２０１０号公報特開平６−１２２９５３号公報特開平６−１１６６９８号公報特開２００９−２６３６９８号公報特開昭５０−１０４１３９号公報

ところで、亜鉛めっきが施された鋼板の両面に吹付けられるワイピングガスの温度を自在に調整することができれば、めっきの厚みを自在に調整したり、鋼板の外観を多様化したりすることが可能であると考えられる。しかしながら、何れの特許文献に記載される高温ガスワイピング装置も、ワイピングガスの温度を所望の温度に調整することはできない。また、特許文献１や特許文献２における無酸化炉は鋼板の直火型加熱炉であるから、排ガス中には鋼板から生じるスケールなどの金属酸化物の不純物が含まれ、また無酸化炉の燃料としてコークス炉などの副生成ガスを用いる場合には、副生成ガス中に不純物として含まれるタールなどが燃焼して発生する炭化物を排ガス中に含む。そのため、このような無酸化炉排ガスをワイピングガスとして直接、めっき鋼板に吹付けると排ガス中の不純物がめっき鋼板表面に付着するおそれがある。また、無酸化炉の排ガス中酸素濃度０％は、即ち燃料の未燃分（ＣＯ等）を含んでいるから、排ガスの未燃状態を維持することは燃焼異常などのリスクを伴う。また、近年の連続溶融亜鉛めっきライン焼鈍炉の大型化から、無酸化炉（直火炉）とガスワイピング装置との距離が大きくなり、両者を連結する配管などの設備が長距離化し、排ガス顕熱の損失防止なども考慮すると、無酸化炉の排ガスをワイピングガスに利用することは設備費の増大に繋がる。また、溶融亜鉛は金属への浸食性が高い溶融金属であり、熱交換器は金属製が一般的であるから、特許文献３〜特許文献５のように熱交換器を溶融亜鉛ポット内に設置すると、金属製の熱交換器が溶融亜鉛によって浸食される可能性がある。また、前述したようにめっきの目付量の制御はワイピングガスの鋼板への衝突圧力に依存し、その制御には高い精度が要求されるので、特許文献６のように内燃式ワイピングノズルで発生する自然発生的な圧力ではめっき目付量の制御に要求される精度を得にくい。また、特許文献７に用いられるバルブは開閉のみの切替え弁であり、ワイピングガスの圧力や温度を高精度に制御することはできない。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、ワイピングガスの圧力及び温度を高精度に制御することができ、その結果、鋼板（金属帯）に施されるめっき厚さや外観を多様に調整することが可能な高温ガスワイピング装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、燃料ガスと空気を燃焼して高温且つ高圧の燃焼ガスを発生する高温高圧燃焼炉と、燃料ガス供給装置から高温高圧燃焼炉の一次側に供給される燃料ガスの燃料ガス供給路に設けられ、高温高圧燃焼炉の一次側への燃料ガス流量を制御する燃料ガス流量制御弁と、加圧空気供給源から高温高圧燃焼炉の一次側に供給される加圧空気の燃焼用加圧空気供給路に設けられ、高温高圧燃焼炉の一次側への加圧空気流量を制御する燃焼用加圧空気流量制御弁と、加圧空気供給源から高温高圧燃焼炉の二次側に供給される加圧空気の温度調整用加圧空気供給路に設けられ、温度調整用加圧空気供給路からの加圧空気が高温高圧燃焼炉の燃焼ガスと混合されて高温高圧燃焼炉の二次側から排出される混合ガスの温度を調整する混合ガス温度制御弁と、溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる金属帯の両面に向けて前記混合ガスを吹付けるためのワイピングノズルに高温高圧燃焼炉の二次側から排出される混合ガスを供給する混合ガス供給路の大気開放分岐路に設けられ、混合ガス供給路内の混合ガスの圧力を制御する混合ガス圧力制御弁と、燃料ガス流量制御弁、燃焼用加圧空気流量制御弁、混合ガス温度制御弁、及び混合ガス圧力制御弁の弁開度を制御する制御装置とを備えた高温ガスワイピング装置が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、燃料ガスと空気を燃焼して高温且つ高圧の燃焼ガスを発生する高温高圧燃焼炉と、燃料ガス供給装置から高温高圧燃焼炉の一次側に供給される燃料ガスの燃料ガス供給路に設けられ、高温高圧燃焼炉の一次側への燃料ガス流量を制御する燃料ガス流量制御弁と、加圧空気供給源から高温高圧燃焼炉の一次側に供給される加圧空気の燃焼用加圧空気供給路に設けられ、高温高圧燃焼炉の一次側への加圧空気流量を制御する燃焼用加圧空気流量制御弁と、加圧空気供給源から高温高圧燃焼炉の二次側に供給される加圧空気の温度調整用加圧空気供給路に設けられ、温度調整用加圧空気供給路からの加圧空気が高温高圧燃焼炉の燃焼ガスと混合されて高温高圧燃焼炉の二次側から排出される混合ガスの温度を調整する混合ガス温度制御弁と、溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる金属帯の両面に向けて混合ガスを吹付けるためのワイピングノズルに高温高圧燃焼炉の二次側からの混合ガスを供給する混合ガス供給路の大気開放分岐路に設けられ、高温高圧燃焼炉の二次側の混合ガスの圧力を制御する燃焼炉二次側圧力制御弁と、大気開放分岐路よりも混合ガス供給方向下流側で混合ガス供給路に設けられ、混合ガス供給路からワイピングノズルに供給される混合ガスの圧力を制御する混合ガス圧力制御弁と、燃料ガス流量制御弁、燃焼用加圧空気流量制御弁、混合ガス温度制御弁、燃焼炉二次側圧力制御弁、及び混合ガス圧力制御弁の弁開度を制御する制御装置とを備えた高温ガスワイピング装置が提供される。

本発明によれば、ワイピングガスとなる混合ガスの圧力及び温度を高精度に制御することができ、その結果、金属帯に施されるめっき厚さや外観を多様に調整することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る高温ガスワイピング装置を示す概略構成図である。図１の高温ガスワイピング装置によるワイピングガスの圧力と温度の説明図である。本発明の第２実施形態に係る高温ガスワイピング装置を示す概略構成図である。図３の高温ガスワイピング装置によるワイピングガスの圧力と温度の説明図である。

以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下、本発明の実施形態に係る高温ガスワイピング装置について図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態に係る高温ガスワイピング装置の概略構成が示されており、この図１に示す高温ガスワイピング装置１は鋼板の連続溶融亜鉛めっきラインに適用されたものである。図１に示す鋼板Ｓは、金属帯として連続焼鈍炉で焼鈍された後、溶融亜鉛ポットにどぶ付けされてから引き上げられている。この実施形態の高温ガスワイピング装置１は、溶融亜鉛が付着している鋼板Ｓの両面に高温のワイピングガスを吹付けて余分な溶融亜鉛を除去し、所望のめっき厚みや外観を得ようとするものである。

この実施形態の高温ガスワイピング装置１は、高温のワイピングガスを得るために高温高圧燃焼炉２を用いる。この高温高圧燃焼炉２は、例えば８００℃以上で且つ８０ｋＰａ程度の高温高圧の燃焼ガスを二次側（出力側）２ｂに出力する、所謂直火型（気密出力型）の燃焼炉である。この実施形態では、高温高圧燃焼炉２の燃料ガスにＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）を用いる。このＬＰＧの供給源であるＬＰＧ供給装置（燃料ガス供給装置）３は、ＬＰＧを貯留するタンク３ａと、タンク３ａ内のＬＰＧを気化するための熱交換器３ｂを備えて構成される。このＬＰＧ供給装置３のタンク３ａ及び熱交換器３ｂは、ＬＰＧ供給路（燃料ガス供給路）４を介して高温高圧燃焼炉２の一次側（入力側）２ａに接続されている。従って、ＬＰＧ供給装置３内のＬＰＧはＬＰＧ供給路４を通して高温高圧燃焼炉２の一次側２ａに供給される。

また、高温高圧燃焼炉２の一次側２ａには、加圧空気も供給される。この加圧空気の供給源である加圧空気供給源５は、モータＭで駆動されるブロワ５ａを備え、ブロワ５ａの空気取入口にはフィルタ５ｂが設けられ、このフィルタ５ｂとブロワ５ａの間に開閉弁５ｃが設けられている。従って、開閉弁５ｃが開状態にあるときにブロワ５ａをモータＭで駆動すると、加圧空気が出力される。この加圧空気供給源５は燃焼用加圧空気供給路６を介して高温高圧燃焼炉２の一次側２ａに接続されているので、ブロワ５ａから出力された加圧空気は燃焼用加圧空気供給路６を介して高温高圧燃焼炉２の一次側２ａに供給される。この加圧空気と共に燃料ガスであるＬＰＧが高温高圧燃焼炉２で燃焼して高温高圧の燃焼ガスが発生する。

この加圧空気供給源５は温度調整用加圧空気供給路７を介して高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂ、具体的には燃焼室にも接続されている。従って、加圧空気供給源５の加圧空気は、高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂ、即ち燃焼室にも供給される。この高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂ、即ち燃焼室に供給される加圧空気は常温であるから、高温の燃焼ガスと混合して温度が低下する。この高温の燃焼ガスと常温の加圧空気が混合された混合ガスをワイピングガスとして溶融亜鉛めっき鋼板Ｓの両面に吹付ける。めっき鋼板Ｓの表面に付着している亜鉛が溶融していれば、鋼板Ｓの表面に吹付けられる混合ガス、即ちワイピングガスの衝突圧力によって余分な溶融亜鉛が除去される。鋼板Ｓにめっきされる溶融亜鉛の目付量は、ワイピングガスの圧力も重要であるが、同時に温度も重要であることが分かっている。なお、高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂに加圧空気を供給する加圧空気供給源５は、高温高圧燃焼炉２の一次側２ａに加圧空気を供給する加圧空気供給源５と同じものでなくともよい。

一方、溶融亜鉛ポットから引き上げられる鋼板Ｓの搬送ラインの両側には、高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂで混合された混合ガスをワイピングガスとして鋼板Ｓの両面に吹付けるためのワイピングノズル８が配置されている。このワイピングノズル８は、ワイピングガスである混合ガスを一時的に貯留する二次ヘッダ１０に直接形成されており、例えば鋼板Ｓの搬送方向に短尺且つ鋼板幅方向に長尺な幅狭の開口部からなり、混合ガスからなるワイピングガスを鋼板Ｓの幅方向に拡散するようにして吹出す。なお、ヘッダとは「管寄せ」の意味であるが、混合ガスの緩衝室のような役割をなす。また、二次ヘッダ１０の混合ガス供給方向上流側には一次ヘッダ９も設けられている。

高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂ、即ち燃焼室と一次ヘッダ９、二次ヘッダ１０、ワイピングノズル８は、混合ガス供給路１１及び混合ガス分岐供給路１２を介して接続されている。混合ガス分岐供給路１２は、混合ガス供給路１１を二股に分岐したものである。従って、一次ヘッダ９、二次ヘッダ１０、ワイピングノズル８には、燃焼ガスと加圧空気が燃焼室で混合された混合ガスが混合ガス供給路１１、混合ガス分岐供給路１２を介して供給される。なお、混合ガス供給路１１の途中には、混合ガス供給路１１内の混合ガスを大気開放する大気開放分岐路１３が設けられている。

ＬＰＧ供給路４のＬＰＧ供給方向最上流側には、燃料ガスであるＬＰＧの供給圧力を制御するためのＬＰＧ圧力制御弁１４が設けられ、そのＬＰＧ供給方向下流側に、燃料ガスであるＬＰＧの流量を制御するためのＬＰＧ流量制御弁（燃料ガス流量制御弁）１５が設けられている。また、ＬＰＧ流量制御弁１５のＬＰＧ供給方向下流側には、ＬＰＧ供給路４内のＬＰＧの圧力を検出するためのＬＰＧ圧力センサ１６が設けられている。また、燃焼用加圧空気供給路６には、高温高圧燃焼炉２の一次側２ａに供給される加圧空気の流量を制御する燃焼用加圧空気流量制御弁１７が設けられている。また、温度調整用加圧空気供給路７には、高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂに供給される加圧空気の流量を制御して混合ガスの温度を制御する混合ガス温度制御弁１８が設けられている。即ち、高温の燃焼ガスと混合される常温の加圧空気の流量を制御すれば混合ガスの温度が制御される。

一方、大気開放分岐路１３には、混合ガス供給路１１内の混合ガスの圧力を制御する混合ガス圧力制御弁１９が設けられている。また、２つの混合ガス分岐供給路１２の夫々には、夫々の混合ガス分岐供給路１２内の混合ガスの圧力を制御する混合ガス分岐圧力制御弁２０が設けられている。また、２つの一次ヘッダ９の夫々には、夫々の一次ヘッダ９内の混合ガス、即ちワイピングガスの圧力を検出する混合ガス圧力センサ２１、及び混合ガス、即ちワイピングガスの温度を検出する混合ガス温度センサ２２が設けられている。

これらＬＰＧ圧力制御弁１４、ＬＰＧ流量制御弁１５、燃焼用加圧空気流量制御弁１７、混合ガス温度制御弁１８、混合ガス圧力制御弁１９、混合ガス分岐圧力制御弁２０は、高度な演算処理機能を有する制御装置２３によって弁開度が制御される。この制御装置２３は、コンピュータシステムを備えて構成される。制御装置２３は、高温ガスワイピング装置１の他、連続焼鈍工程のプロセス全般を監視したり管理したりする制御全般を幅広く且つ高速に行う。これらの制御は、コンピュータシステムを備えた制御装置２３内で実行される演算処理、即ちソフトウエアに従って行われる。そのため、制御装置２３は、ソフトウエアで構築される演算処理部の他に、図示しない記憶装置や表示装置、入出力装置などを備える。

ＬＰＧ圧力制御弁１４は、ＬＰＧ供給路４に設けられたＬＰＧ圧力センサ１６の検出信号に基づき、ＬＰＧ供給路４内のＬＰＧ供給圧力が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。また、ＬＰＧ流量制御弁１５は、ＬＰＧ供給方向上流側に設けられたオリフィス１５ａの前後のＬＰＧ圧力差検出信号に基づき、そのＬＰＧ圧力差から求めたＬＰＧ流量が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。また、燃焼用加圧空気流量制御弁１７は、燃焼用加圧空気供給方向上流側に設けられたオリフィス１７ａの前後の燃焼用加圧空気圧力差検出信号に基づき、その燃焼用加圧空気圧力差から求めた燃焼用加圧空気流量が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。また、燃焼用加圧空気流量制御弁１７の弁開度及びＬＰＧ流量制御弁１５の弁開度は、燃焼用加圧空気流量及びＬＰＧ流量の空燃比が規定値（規定範囲）になるようにも制御される。

また、混合ガス温度制御弁１８は、一次ヘッダ９に設けられた混合ガス温度センサ２２の検出信号に基づき、一次ヘッダ９内の混合ガス、つまりワイピングガスの温度が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。具体的には、例えば２つの混合ガス温度センサ２２で検出された２つの一次ヘッダ９内の混合ガス、つまりワイピングガスの温度のうち、何れか小さい方の混合ガスの温度が予め設定された下限値以上になるように、混合ガス温度制御弁１８の弁開度を制御する。混合ガス温度制御弁１８の弁開度については、混合ガス温度制御弁１８の開度が大きいほど、混合ガスの温度は小さくなり、混合ガス温度制御弁１８の開度が小さいほど、混合ガスの温度は大きくなる。なお、混合ガス温度の制御態様は、前述に限らず、例えば２つの混合ガス温度センサ２２で検出された混合ガスの温度の平均値が規定値以上となるように制御したり、２つの混合ガス温度センサ２２で検出された混合ガスの温度の大きい方の値が予め設定された上限値以下となるように制御したりすることも可能である。

また、混合ガス圧力制御弁１９は、一次ヘッダ９に設けられた混合ガス圧力センサ２１の検出信号に基づき、一次ヘッダ９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。具体的には、例えば２つの混合ガス圧力センサ２１で検出された２つの一次ヘッダ９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力のうち、何れか小さい方の混合ガスの圧力が予め設定された下限値以上になるように、混合ガス圧力制御弁１９の弁開度を制御する。混合ガス圧力制御弁１９の弁開度については、混合ガス圧力制御弁１９の開度が大きいほど、混合ガスの圧力は小さくなり、混合ガス圧力制御弁１９の開度が小さいほど、混合ガスの圧力は大きくなる。なお、混合ガス圧力の制御態様は、前述に限らず、例えば２つの混合ガス圧力センサ２１で検出された混合ガスの圧力の平均値が規定値以上となるように制御したり、２つの混合ガス圧力センサ２１で検出された混合ガスの圧力の大きい方の値が予め設定された上限値以下となるように制御したりすることも可能である。

また、２つの混合ガス分岐圧力制御弁２０の夫々は、２つの一次ヘッダ９に設けられた混合ガス圧力センサ２１の検出信号に基づき、該当する一次ヘッダ９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力が反対側の一次ヘッダ９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力に接近するように弁開度が制御される。具体的には、例えば２つの混合ガス圧力センサ２１で検出された２つの一次ヘッダ９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力のうち、何れか大きい方の混合ガスの圧力が何れか小さい方の混合ガスの圧力に接近するように、混合ガス分岐圧力制御弁２０の弁開度を制御する。これにより、２つの一次ヘッダ９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力がほぼ均等となり、ワイピングノズル８から鋼板Ｓの両面に吹付けられるワイピングガスの圧力がほぼ同等となる。

夫々のガス（加圧空気を含む）の圧力既定値（規定範囲）、温度既定値（規定範囲）、流量既定値（規定範囲）は、鋼板Ｓの亜鉛めっき厚み、つまり目付量や亜鉛めっきの外観といった仕様に応じて予め設定されている。この実施形態では、例えば要求される鋼板Ｓの目付量や外観を制御装置２３にオペレータが入力すると、これらの既定値（規定範囲）が自動的に設定されるように構成されている。勿論、各既定値（規定範囲）をオペレータが個別に入力することも可能である。

この実施形態の高温ガスワイピング装置１では、混合ガス温度制御弁１８及び混合ガス圧力制御弁１９によって一次ヘッダ９内の混合ガス、即ちワイピングガスの温度及び圧力を自在に調整することが可能となる。このため、ワイピングガスによって除去される溶融亜鉛の量や除去状態を多様に調整することで、鋼板Ｓの亜鉛めっき厚み、つまり目付量や亜鉛めっきの外観を多様に調整することができる。また、混合ガス分岐圧力制御弁２０によって、鋼板Ｓの両面に吹付けられるワイピングガスの圧力をほぼ均等にすることができ、これにより鋼板両面の亜鉛めっき厚み、つまり目付量や亜鉛めっきの外観をほぼ均一化することができる。

図２は、この実施形態の高温ガスワイピング装置１による一次ヘッダ９内の混合ガス、即ちワイピングガスの圧力とワイピングノズル出口におけるワイピングガス、即ち混合ガスの温度の説明図である。図２の網掛け部分が、この実施形態によるワイピングガス、即ち混合ガスの圧力と温度の制御範囲である。この実施形態の高温ガスワイピング装置１では、一次ヘッダ９内の混合ガスの圧力は５０〜８０ｋＰａと広範囲で且つワイピングノズル出口におけるワイピングガスの温度は一次ヘッダ９内圧力が５０ｋＰａのとき約６２０℃、圧力８０ｋＰａのときでも約５９０℃と高温であり、これより低い温度領域を全て制御することができる。このことから、この実施形態の高温ガスワイピング装置１では、鋼板両面の亜鉛めっき厚み、つまり目付量や亜鉛めっきの外観を多様に調整することが可能である。

このように、この実施形態の高温ガスワイピング装置１では、ＬＰＧ（燃料ガス）と空気を燃焼して高温且つ高圧の燃焼ガスを発生する高温高圧燃焼炉２と、ＬＰＧ供給装置３から高温高圧燃焼炉２の一次側２ａに供給されるＬＰＧのＬＰＧ供給路４に設けられ、高温高圧燃焼炉２の一次側２ａへのＬＰＧ流量を制御するＬＰＧ流量制御弁１５と、加圧空気供給源５から高温高圧燃焼炉２の一次側２ａに供給される加圧空気の燃焼用加圧空気供給路６に設けられ、高温高圧燃焼炉２の一次側２ａへの加圧空気流量を制御する燃焼用加圧空気流量制御弁１７と、加圧空気供給源５から高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂに供給される加圧空気の温度調整用加圧空気供給路７に設けられ、温度調整用加圧空気供給路７からの加圧空気が高温高圧燃焼炉２の燃焼ガスと混合されて高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂから排出される混合ガスの温度を調整する混合ガス温度制御弁１８と、溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる溶融亜鉛めっき鋼板Ｓの両面に向けて混合ガスを吹付けるためのワイピングノズル８に高温高圧燃焼炉２の二次側２ｂから排出される混合ガスを供給する混合ガス供給路１１の大気開放分岐路１３に設けられ、混合ガス供給路１１内の混合ガスの圧力を制御する混合ガス圧力制御弁１９と、ＬＰＧ流量制御弁１５、燃焼用加圧空気流量制御弁１７、混合ガス温度制御弁１８、及び混合ガス圧力制御弁１９の弁開度を制御する制御装置２３とを備える。そのため、ワイピングガスとなる混合ガスの圧力及び温度を高精度に制御することができ、その結果、鋼板Ｓに施されるめっき厚さや外観を多様に調整することが可能となる。

また、混合ガス供給路１１は、２つのワイピングノズル８に混合ガスを供給するための混合ガス分岐供給路１２を２つ有し、混合ガス分岐供給路１２の夫々は、ワイピングノズル８より混合ガス供給方向上流側に設けられた一次ヘッダ９及びワイピングノズル８直近に設けられた二次ヘッダを備え、制御装置２３は、一次ヘッダ９に設けられた混合ガス温度センサ２２の検出信号に基づいて混合ガス温度制御弁１８の弁開度を制御し、一次ヘッダ９に設けられた混合ガス圧力センサ２１の検出信号に基づいて混合ガス圧力制御弁１９の弁開度を制御する。このため、実際に鋼板Ｓの両面に吹付けけられるワイピングガスとしての混合ガスの温度と圧力を高精度に制御することができ、鋼板Ｓに施されるめっき厚さや外観を高精度に調整することが可能となる。

また、２つの混合ガス分岐供給路１２の夫々に各混合ガス分岐供給路１２の混合ガスの圧力を制御する混合ガス分岐圧力制御弁２０を備え、制御装置２３は、２つの混合ガス分岐供給路１２の一次ヘッダ９の混合ガス圧力センサ２１の検出信号に基づいて混合ガス分岐圧力制御弁２０の弁開度を制御する。このため、鋼板Ｓの両面に吹付けられるワイピングガスとしての混合ガスの圧力をほぼ均等にすることができ、これにより鋼板Ｓの両面のめっき厚さや外観をほぼ均等にすることができる。

また、制御装置２３は、高温高圧燃焼炉２への空燃比が規定された空燃比になるようにＬＰＧ流量制御弁１５及び燃焼用加圧空気流量制御弁１７の弁開度を制御する。このため、高温高圧燃焼炉２における燃焼状態を規定された状態に維持することができ、その結果、燃焼ガスの発生状態を安定化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る高温ガスワイピング装置について図面を参照しながら説明する。

図３には、本発明の第２実施形態に係る高温ガスワイピング装置の概略構成が示されており、図３に示す高温ガスワイピング装置１０１は鋼板の連続溶融亜鉛めっきラインに適用されたものである。図３に示す鋼板Ｓは、金属帯として連続焼鈍炉で焼鈍された後、溶融亜鉛ポットにどぶ付けされてから引き上げられている。この実施形態の高温ガスワイピング装置１０１は、溶融亜鉛が付着している鋼板Ｓの両面に高温のワイピングガスを吹付けて余分な溶融亜鉛を除去し、所望のめっき厚みや外観を得ようとするものである。

この実施形態の高温ガスワイピング装置１０１は、高温のワイピングガスを得るために高温高圧燃焼炉１０２を用いる。この高温高圧燃焼炉１０２は、例えば８００℃以上で且つ８０ｋＰａ程度の高温高圧の燃焼ガスを二次側（出力側）１０２ｂに出力する、所謂直火型（気密出力型）の燃焼炉である。この実施形態では、高温高圧燃焼炉１０２の燃料ガスにＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）を用いる。このＬＰＧの供給源であるＬＰＧ供給装置（燃料ガス供給装置）１０３は、ＬＰＧを貯留するタンク１０３ａと、タンク１０３ａ内のＬＰＧを気化するための熱交換器１０３ｂを備えて構成される。このＬＰＧ供給装置１０３のタンク１０３ａ及び熱交換器１０３ｂは、ＬＰＧ供給路（燃料ガス供給路）１０４を介して高温高圧燃焼炉１０２の一次側（入力側）１０２ａに接続されている。従って、ＬＰＧ供給装置１０３内のＬＰＧはＬＰＧ供給路１０４を通して高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａに供給される。

また、高温高圧燃焼炉２の一次側１０２ａには、加圧空気も供給される。この加圧空気の供給源である加圧空気供給源１０５は、モータＭで駆動されるブロワ１０５ａを備え、ブロワ１０５ａの空気取入口にはフィルタ１０５ｂが設けられ、このフィルタ１０５ｂとブロワ１０５ａの間に開閉弁１０５ｃが設けられている。従って、開閉弁１０５ｃが開状態にあるときにブロワ１０５ａをモータＭで駆動すると、加圧空気が出力される。この加圧空気供給源１０５は燃焼用加圧空気供給路１０６を介して高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａに接続されているので、ブロワ１０５ａから出力された加圧空気は燃焼用加圧空気供給路１０６を介して高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａに供給される。この加圧空気と共に燃料ガスであるＬＰＧが高温高圧燃焼炉１０２で燃焼して高温高圧の燃焼ガスが発生する。なお、この高温高圧燃焼炉１０２は、一次側及び二次側の圧力が予め設定された圧力、例えば二次側圧力が定格である８０ｋＰａで安定しているほど、燃焼状態が安定する。

この加圧空気供給源１０５は温度調整用加圧空気供給路１０７を介して高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂ、具体的には燃焼室にも接続されている。従って、加圧空気供給源１０５の加圧空気は、高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂ、即ち燃焼室にも供給される。この高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂ、即ち燃焼室に供給される加圧空気は常温であるから、高温の燃焼ガスと混合して温度が低下する。この高温の燃焼ガスと常温の加圧空気が混合された混合ガスをワイピングガスとして溶融亜鉛めっき鋼板Ｓの両面に吹付ける。めっき鋼板Ｓの表面に付着している亜鉛が溶融していれば、鋼板Ｓの表面に吹付けられる混合ガス、即ちワイピングガスの衝突圧力によって余分な溶融亜鉛が除去される。鋼板Ｓにめっきされる溶融亜鉛の目付量は、ワイピングガスの圧力も重要であるが、同時に温度も重要であることが分かっている。なお、高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂに加圧空気を供給する加圧空気供給源１０５は、高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａに加圧空気を供給する加圧空気供給源１０５と同じものでなくともよい。

一方、溶融亜鉛ポットから引き上げられる鋼板Ｓの搬送ラインの両側には、高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂで混合された混合ガスをワイピングガスとして鋼板Ｓの両面に吹付けるためのワイピングノズル１０８が計２つ配置されている。このワイピングノズル１０８は、ワイピングガスである混合ガスを一時的に貯留する二次ヘッダ１１０に直接形成されており、例えば鋼板Ｓの搬送方向に短尺且つ鋼板幅方向に長尺な幅狭の開口部からなり、混合ガスからなるワイピングガスを鋼板Ｓの幅方向に拡散するようにして吹出す。なお、ヘッダとは「管寄せ」の意味であるが、混合ガスの緩衝室のような役割をなす。また、二次ヘッダ１１０の混合ガス供給方向上流側には一次ヘッダ１０９も設けられている。

高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂ、即ち燃焼室と一次ヘッダ１０９、二次ヘッダ１１０、ワイピングノズル１０８は、混合ガス供給路１１１及び混合ガス分岐供給路１１２を介して接続されている。混合ガス分岐供給路１１２は、混合ガス供給路１１１を二股に分岐したものである。従って、一次ヘッダ１０９、二次ヘッダ１１０、ワイピングノズル１０８には、燃焼ガスと加圧空気が燃焼室で混合された混合ガスが混合ガス供給路１１１、混合ガス分岐供給路１１２を介して供給される。なお、混合ガス供給路１１１の途中には、混合ガス供給路１１１内の混合ガスを大気開放する大気開放分岐路１１３が設けられている。

ＬＰＧ供給路１０４のＬＰＧ供給方向最上流側には、燃料ガスであるＬＰＧの供給圧力を制御するためのＬＰＧ圧力制御弁１１４が設けられ、そのＬＰＧ供給方向下流側に、燃料ガスであるＬＰＧの流量を制御するためのＬＰＧ流量制御弁（燃料ガス流量制御弁）１１５が設けられている。また、ＬＰＧ流量制御弁１１５のＬＰＧ供給方向下流側には、ＬＰＧ供給路１０４内のＬＰＧの圧力を検出するためのＬＰＧ圧力センサ１１６が設けられている。また、燃焼用加圧空気供給路１０６には、高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａに供給される加圧空気の流量を制御する燃焼用加圧空気流量制御弁１１７が設けられている。また、温度調整用加圧空気供給路１０７には、高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂに供給される加圧空気の流量を制御して混合ガスの温度を制御する混合ガス温度制御弁１１８が設けられている。即ち、高温の燃焼ガスと混合される常温の加圧空気の流量を制御すれば混合ガスの温度が制御される。

また、燃焼用加圧空気供給路１０６には、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の加圧空気供給方向下流側に燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４が設けられている。この燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４の燃焼用加圧空気供給方向上流側で且つ燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の燃焼用加圧空気供給方向下流側には、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の二次側、即ち出力側の加圧空気の圧力を検出する燃焼用加圧空気圧力センサ１２５が設けられている。また、温度調整用加圧空気供給路１０７には、混合ガス温度制御弁１１８の加圧空気供給方向下流側に温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６が設けられている。この温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６の温度調整用加圧空気供給方向上流側で且つ混合ガス温度制御弁１１８の温度調整用加圧空気供給方向下流側には、混合ガス温度制御弁１１８の二次側、即ち出力側の加圧空気の圧力を検出する温度調整用加圧空気圧力センサ１２７が設けられている。

一方、大気開放分岐路１１３には、高温高圧燃焼炉１０２の二次側の混合ガスの圧力を制御する燃焼炉二次側圧力制御弁１２８が設けられている。また、混合ガス供給路１１１には、大気開放分岐路１１３よりも混合ガス供給方向下流側に、ワイピングノズル１０８にワイピングガスとして供給される混合ガスの圧力を制御する混合ガス圧力制御弁１１９が設けられている。また、２つの混合ガス分岐供給路１１２の夫々には、夫々の混合ガス分岐供給路１１２内の混合ガスの圧力を制御する混合ガス分岐圧力制御弁１２０が設けられている。また、燃焼炉二次側圧力制御弁１２８、具体的には大気開放分岐路１１３よりも混合ガス供給方向上流側には、高温高圧燃焼炉１０２の二次側の混合ガスの圧力を検出する二次側圧力センサ１２９が設けられている。また、２つの一次ヘッダ１０９の夫々には、夫々の一次ヘッダ１０９内の混合ガス、即ちワイピングガスの圧力を検出する混合ガス圧力センサ１２１、及び混合ガス、即ちワイピングガスの温度を検出する混合ガス温度センサ１２２が設けられている。

これらＬＰＧ圧力制御弁１１４、ＬＰＧ流量制御弁１１５、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７、混合ガス温度制御弁１１８、混合ガス圧力制御弁１１９、混合ガス分岐圧力制御弁１２０、燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４、温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６、燃焼炉二次側圧力制御弁１２８は、高度な演算処理機能を有する制御装置１２３によって弁開度が制御される。この制御装置１２３は、コンピュータシステムを備えて構成される。制御装置１２３は、高温ガスワイピング装置１０１の他、連続焼鈍工程のプロセス全般を監視したり管理したりする制御全般を幅広く且つ高速に行う。これらの制御は、コンピュータシステムを備えた制御装置１２３内で実行される演算処理、即ちソフトウエアに従って行われる。そのため、制御装置１２３は、ソフトウエアで構築される演算処理部の他に、図示しない記憶装置や表示装置、入出力装置などを備える。

ＬＰＧ圧力制御弁１１４は、ＬＰＧ供給路１０４に設けられたＬＰＧ圧力センサ１１６の検出信号に基づき、ＬＰＧ供給路１０４内のＬＰＧ供給圧力が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。また、ＬＰＧ流量制御弁１１５は、ＬＰＧ供給方向上流側に設けられたオリフィス１１５ａの前後のＬＰＧ圧力差検出信号に基づき、そのＬＰＧ圧力差から求めたＬＰＧ流量が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。また、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７は、燃焼用加圧空気供給方向上流側に設けられたオリフィス１１７ａの前後の燃焼用加圧空気圧力差検出信号に基づき、その燃焼用加圧空気圧力差から求めた燃焼用加圧空気流量が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。また、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の弁開度及びＬＰＧ流量制御弁１１５の弁開度は、燃焼用加圧空気流量及びＬＰＧ流量の空燃比が規定値（規定範囲）になるようにも制御される。

また、混合ガス温度制御弁１１８は、一次ヘッダ１０９に設けられた混合ガス温度センサ１２２の検出信号に基づき、一次ヘッダ１０９内の混合ガス、つまりワイピングガスの温度が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。具体的には、例えば２つの混合ガス温度センサ１２２で検出された２つの一次ヘッダ１０９内の混合ガス、つまりワイピングガスの温度のうち、何れか小さい方の混合ガスの温度が予め設定された下限値以上になるように、混合ガス温度制御弁１１８の弁開度を制御する。混合ガス温度制御弁１１８の弁開度については、混合ガス温度制御弁１１８の開度が大きいほど、混合ガスの温度は小さくなり、混合ガス温度制御弁１１８の開度が小さいほど、混合ガスの温度は大きくなる。なお、混合ガス温度の制御態様は、前述に限らず、例えば２つの混合ガス温度センサ１２２で検出された混合ガスの温度の平均値が規定値以上となるように制御したり、２つの混合ガス温度センサ１２２で検出された混合ガスの温度の大きい方の値が予め設定された上限値以下となるように制御したりすることも可能である。

また、混合ガス圧力制御弁１１９は、一次ヘッダ１０９に設けられた混合ガス圧力センサ１２１の検出信号に基づき、一次ヘッダ１０９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。具体的には、例えば２つの混合ガス圧力センサ１２１で検出された２つの一次ヘッダ１０９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力のうち、何れか小さい方の混合ガスの圧力が予め設定された下限値以上になるように、混合ガス圧力制御弁１１９の弁開度を制御する。混合ガス圧力制御弁１１９の弁開度については、混合ガス圧力制御弁１１９の開度が大きいほど、混合ガスの圧力は小さくなり、混合ガス圧力制御弁１１９の開度が小さいほど、混合ガスの圧力は大きくなる。なお、混合ガス圧力の制御態様は、前述に限らず、例えば２つの混合ガス圧力センサ１２１で検出された混合ガスの圧力の平均値が規定値以上となるように制御したり、２つの混合ガス圧力センサ１２１で検出された混合ガスの圧力の大きい方の値が予め設定された上限値以下となるように制御したりすることも可能である。

また、２つの混合ガス分岐圧力制御弁１２０の夫々は、２つの一次ヘッダ１０９に設けられた混合ガス圧力センサ１２１の検出信号に基づき、該当する一次ヘッダ１０９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力が反対側の一次ヘッダ１０９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力に接近するように弁開度が制御される。具体的には、例えば２つの混合ガス圧力センサ１２１で検出された２つの一次ヘッダ１０９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力のうち、何れか大きい方の混合ガスの圧力が何れか小さい方の混合ガスの圧力に接近するように、混合ガス分岐圧力制御弁１２０の弁開度を制御する。これにより、２つの一次ヘッダ１０９内の混合ガス、つまりワイピングガスの圧力がほぼ均等となり、ワイピングノズル１０８から鋼板Ｓの両面に吹付けられるワイピングガスの圧力がほぼ同等となる。

また、燃焼炉二次側圧力制御弁１２８は、燃焼炉二次側圧力制御弁１２８、具体的には大気開放分岐路１１３よりも混合ガス供給方向上流側に設けられた二次側圧力センサ１２９の検出信号に基づき、高温高圧燃焼炉１０２の二次側の混合ガスの圧力が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。具体的には、二次側圧力センサ１２９で検出される高温高圧燃焼炉１０２の二次側の混合ガスの圧力が高温高圧燃焼炉１０２の定格圧力である８０ｋＰａとなるように燃焼炉二次側圧力制御弁１２８の弁開度を制御する。燃焼炉二次側圧力制御弁１２８の弁開度については、燃焼炉二次側圧力制御弁１２８の弁開度が大きいほど、高温高圧燃焼炉１０２の二次側の混合ガスの圧力が小さくなり、燃焼炉二次側圧力制御弁１２８の弁開度が小さいほど、高温高圧燃焼炉１０２の二次側の混合ガスの圧力が大きくなる。

また、温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６は、混合ガス温度制御弁１１８よりも温度調整用加圧空気供給方向下流側に設けられた温度調整用加圧空気圧力センサ１２７の検出信号に基づき、混合ガス温度制御弁１１８の二次側（出力側）の温度調整用加圧空気の圧力が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６の弁開度については、温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６の弁開度が大きいほど、混合ガス温度制御弁１１８の二次側の温度調整用加圧空気の圧力が小さくなり、温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６の弁開度が小さいほど、温度調整用加圧空気の圧力が大きくなる。温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６による温度調整用加圧空気圧力の制御は、混合ガス温度制御弁１１８の一次側（入力側）の加圧空気圧力が二次側（出力側）の加圧空気圧力よりも高い状態を維持することで混合ガス温度制御弁１１８における温度調整用加圧空気の流量を確保することを主目的とし、これにより高温高圧燃焼炉２の二次側の混合ガスの圧力を定格状態に近づけることを可能とする。

また、燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４は、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７よりも燃焼用加圧空気供給方向下流側に設けられた燃焼用加圧空気圧力センサ１２５の検出信号に基づき、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の二次側（出力側）の燃焼用加圧空気の圧力が規定値（規定範囲）になるように弁開度が制御される。燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４の弁開度については、燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４の弁開度が大きいほど、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の二次側の燃焼用加圧空気の圧力が小さくなり、燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４の弁開度が小さいほど、燃焼用加圧空気の圧力が大きくなる。燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４による燃焼用加圧空気圧力の制御は、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の一次側（入力側）の加圧空気圧力が二次側（出力側）の加圧空気圧力よりも高い状態を維持することで燃焼用加圧空気流量制御弁１１７における燃焼用加圧空気の流量を確保することを主目的とし、これにより高温高圧燃焼炉１０２の一次側の加圧空気の圧力を定格状態に近づけることを可能とする。

夫々のガス（加圧空気を含む）の圧力既定値（規定範囲）、温度既定値（規定範囲）、流量既定値（規定範囲）は、鋼板Ｓの亜鉛めっき厚み、つまり目付量や亜鉛めっきの外観といった仕様に応じて予め設定されている。この実施形態では、例えば要求される鋼板Ｓの目付量や外観を制御装置１２３にオペレータが入力すると、これらの既定値（規定範囲）が自動的に設定されるように構成されている。勿論、各既定値（規定範囲）をオペレータが個別に入力することも可能である。

この実施形態の高温ガスワイピング装置１０１では、混合ガス温度制御弁１１８及び混合ガス圧力制御弁１１９によって一次ヘッダ９内の混合ガス、即ちワイピングガスの温度及び圧力を自在に調整することが可能となる。このため、ワイピングガスによって除去される溶融亜鉛の量や除去状態を多様に調整することで、鋼板Ｓの亜鉛めっき厚み、つまり目付量や亜鉛めっきの外観を多様に調整することができる。また、混合ガス分岐圧力制御弁１２０によって、鋼板Ｓの両面に吹付けられるワイピングガスの圧力をほぼ均等にすることができ、これにより鋼板両面の亜鉛めっき厚み、つまり目付量や亜鉛めっきの外観をほぼ均一化することができる。また、燃焼炉二次側圧力制御弁１２８によって高温高圧燃焼炉１０２の二次側の混合ガスの圧力を定格状態に維持することにより、高温高圧燃焼炉１０２の燃焼状態を安定化して燃焼ガスの発生状態を安定化することができる。

図４は、この実施形態の高温ガスワイピング装置１０１による一次ヘッダ１０９内の混合ガス、即ちワイピングガスの圧力とワイピングノズル出口におけるワイピングガス、即ち混合ガスの温度の説明図である。図４の網掛け部分が、この実施形態によるワイピングガス、即ち混合ガスの圧力と温度の制御範囲である。この実施形態の高温ガスワイピング装置１０１では、一次ヘッダ１０９内の混合ガスの圧力は１０〜８０ｋＰａと広範囲で且つワイピングノズル出口におけるワイピングガスの温度は約６００℃と高温であり、これより低い温度領域を全て制御することができる。実質的に、ワイピングノズル１０８におけるワイピングガス、即ち混合ガスの要求圧力が５ｋＰａ程度であることもあり、その場合、一次ヘッダ１０９内の混合ガスの圧力は約１０ｋＰａとなる。この実施形態では、このような低圧でも十分に高温なワイピングガスを吹付けることが可能である。このことから、この実施形態の高温ガスワイピング装置１０１では、鋼板両面の亜鉛めっき厚み、つまり目付量や亜鉛めっきの外観を多様に調整することが可能である。

このように、この実施形態の高温ガスワイピング装置１０１では、ＬＰＧ（燃料ガス）と空気を燃焼して高温且つ高圧の燃焼ガスを発生する高温高圧燃焼炉１０２と、ＬＰＧ供給装置１０３から高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａに供給されるＬＰＧのＬＰＧ供給路１０４に設けられ、高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａへのＬＰＧ流量を制御するＬＰＧ流量制御弁１１５と、加圧空気供給源１０５から高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａに供給される加圧空気の燃焼用加圧空気供給路１０６に設けられ、高温高圧燃焼炉１０２の一次側１０２ａへの加圧空気流量を制御する燃焼用加圧空気流量制御弁１１７と、加圧空気供給源１０５から高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂに供給される加圧空気の温度調整用加圧空気供給路１０７に設けられ、温度調整用加圧空気供給路１０７からの加圧空気が高温高圧燃焼炉１０２の燃焼ガスと混合されて高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂから排出される混合ガスの温度を調整する混合ガス温度制御弁１１８と、溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる溶融亜鉛めっき鋼板Ｓの両面に向けて混合ガスを吹付けるためのワイピングノズル１０８に高温高圧燃焼炉１０２の二次側１０２ｂから排出される混合ガスを供給する混合ガス供給路１１１の大気開放分岐路１１３に設けられ、高温高圧燃焼炉１０２の二次側の混合ガスの圧力を制御する燃焼炉二次側圧力制御弁１２８と、大気開放分岐路１１３よりも混合ガス供給方向下流側で混合ガス供給路１１１に設けられ、混合ガス供給路１１１からワイピングノズル１０８に供給される混合ガスの圧力を制御する混合ガス圧力制御弁１１９と、ＬＰＧ流量制御弁１１５、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７、混合ガス温度制御弁１１８、混合ガス圧力制御弁１１９、及び燃焼炉二次側圧力制御弁１２８の弁開度を制御する制御装置１２３とを備える。そのため、高温高圧燃焼炉１０２の燃焼状態を安定化しながら、ワイピングガスとなる混合ガスの圧力及び温度を高精度に制御することができ、その結果、鋼板Ｓに施されるめっき厚さや外観を多様に調整することが可能となる。

また、混合ガス供給路１１１は、２つのワイピングノズル１０８に混合ガスを供給するための混合ガス分岐供給路１１２を２つ有し、混合ガス分岐供給路１１２の夫々は、ワイピングノズル１０８より混合ガス供給方向上流側に設けられた一次ヘッダ１０９及びワイピングノズル１０８直近に設けられた二次ヘッダを備え、制御装置１２３は、一次ヘッダ１０９に設けられた混合ガス温度センサ１２２の検出信号に基づいて混合ガス温度制御弁１１８の弁開度を制御し、一次ヘッダ１０９に設けられた混合ガス圧力センサ１２１の検出信号に基づいて混合ガス圧力制御弁１１９の弁開度を制御すると共に、燃焼炉二次側圧力制御弁１２８よりも混合ガス供給方向上流側に設けられた二次側圧力センサ１２９の検出信号に基づいて燃焼炉二次側圧力制御弁１２８の弁開度を制御する。このため、実際に高温高圧燃焼炉１０２の燃焼状態を安定化しながら鋼板Ｓの両面に吹付けけられるワイピングガスとしての混合ガスの温度と圧力を高精度に制御することができ、鋼板Ｓに施されるめっき厚さや外観を高精度に調整することが可能となる。

また、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７よりも加圧空気供給方向下流側で燃焼用加圧空気供給路１０６に設けられ、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の二次側の加圧空気圧力を制御する燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４と、混合ガス温度制御弁１１８よりも加圧空気供給方向下流側で温度調整用加圧空気供給路１０７に設けられ、混合ガス温度制御弁１１８の二次側の加圧空気圧力を制御する温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６とを備え、制御装置１２３は、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７よりも燃焼用加圧空気供給方向下流側に設けられた燃焼用加圧空気圧力センサ１２５の検出信号に基づいて燃焼用加圧空気圧力制御弁１２４の弁開度を制御し、混合ガス温度制御弁１１８よりも温度調整用加圧空気供給方向下流側に設けられた温度調整用加圧空気圧力センサ１２７の検出信号に基づいて温度調整用加圧空気圧力制御弁１２６の弁開度を制御する。これにより、燃焼用加圧空気流量制御弁１１７や混合ガス温度制御弁１１８における加圧空気の流量を確保することが可能となり、結果的に高温高圧燃焼炉２の燃焼状態を安定化することが可能となる。

また、２つの混合ガス分岐供給路１１２の夫々に各混合ガス分岐供給路１１２の混合ガスの圧力を制御する混合ガス分岐圧力制御弁１２０を備え、制御装置１２３は、２つの混合ガス分岐供給路１１２の一次ヘッダ１０９の混合ガス圧力センサ１２１の検出信号に基づいて混合ガス分岐圧力制御弁１２０の弁開度を制御する。このため、鋼板Ｓの両面に吹付けられるワイピングガスとしての混合ガスの圧力をほぼ均等にすることができ、これにより鋼板Ｓの両面のめっき厚さや外観をほぼ均等にすることができる。

また、制御装置１２３は、高温高圧燃焼炉１０２への空燃比が規定された空燃比になるようにＬＰＧ流量制御弁１１５及び燃焼用加圧空気流量制御弁１１７の弁開度を制御する。このため、高温高圧燃焼炉１０２における燃焼状態を規定された状態に維持することができ、その結果、燃焼ガスの発生状態を安定化することができる。
なお、前述の第１及び第２実施形態では、燃料ガスとしてＬＰＧを用いた場合のみについて説明したが、高温高圧燃焼炉の燃料ガスとしては、その他の如何なる燃料ガスを適用することも可能である。

本発明がここに記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１，１０１高温ガスワイピング装置
２，１０２高温高圧燃焼炉
２ａ，１０２ａ一次側
２ｂ，１０２ｂ二次側
３，１０３ＬＰＧ供給装置（燃料ガス供給装置）
４，１０４ＬＰＧ供給路（燃料ガス供給路）
５，１０５加圧空気供給源
６，１０６燃焼用加圧空気供給路
７，１０７温度調整用加圧空気供給路
８，１０８ワイピングノズル
９，１０９一次ヘッダ
１０，１１０二次ヘッダ
１１，１１１混合ガス供給路
１２，１１２混合ガス分岐供給路
１３，１１３大気開放分岐路
１４，１１４ＬＰＧ圧力制御弁
１５，１１５ＬＰＧ流量制御弁（燃料ガス流量制御弁）
１６，１１６ＬＰＧ圧力センサ
１７，１１７燃焼用加圧空気流量制御弁
１８，１１８混合ガス温度制御弁
１９，１１９混合ガス圧力制御弁
２０，１２０混合ガス分岐圧力制御弁
２１，１２１混合ガス圧力センサ
２２，１２２混合ガス温度センサ
２３，１２３制御装置
１２４燃焼用加圧空気圧力制御弁
１２５燃焼用加圧空気圧力センサ
１２６温度調整用加圧空気圧力制御弁
１２７温度調整用加圧空気圧力センサ
１２８燃焼炉二次側圧力制御弁
１２９二次側圧力センサ
Ｓ鋼板（金属帯）

Claims

燃料ガスと空気を燃焼して高温且つ高圧の燃焼ガスを発生する高温高圧燃焼炉と、
燃料ガス供給装置から前記高温高圧燃焼炉の一次側に供給される燃料ガスの燃料ガス供給路に設けられ、前記高温高圧燃焼炉の一次側への燃料ガス流量を制御する燃料ガス流量制御弁と、
加圧空気供給源から前記高温高圧燃焼炉の一次側に供給される加圧空気の燃焼用加圧空気供給路に設けられ、前記高温高圧燃焼炉の一次側への加圧空気流量を制御する燃焼用加圧空気流量制御弁と、
加圧空気供給源から前記高温高圧燃焼炉の二次側に供給される加圧空気の温度調整用加圧空気供給路に設けられ、前記温度調整用加圧空気供給路からの加圧空気が前記高温高圧燃焼炉の燃焼ガスと混合されて前記高温高圧燃焼炉の二次側から排出される混合ガスの温度を調整する混合ガス温度制御弁と、
溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる金属帯の両面に向けて前記混合ガスを吹付けるためのワイピングノズルに前記高温高圧燃焼炉の二次側から排出される混合ガスを供給する混合ガス供給路の大気開放分岐路に設けられ、前記混合ガス供給路内の混合ガスの圧力を制御する混合ガス圧力制御弁と、
前記燃料ガス流量制御弁、前記燃焼用加圧空気流量制御弁、前記混合ガス温度制御弁、及び前記混合ガス圧力制御弁の弁開度を制御する制御装置とを備え、
前記混合ガス供給路は、２つのワイピングノズルに混合ガスを供給するための混合ガス分岐供給路を２つ有し、
前記混合ガス分岐供給路の夫々は、前記ワイピングノズルより混合ガス供給方向上流側に設けられた一次ヘッダ及びワイピングノズル直近に設けられた二次ヘッダを備え、
前記制御装置は、前記一次ヘッダに設けられた混合ガス温度センサの検出信号に基づいて前記混合ガス温度制御弁の弁開度を制御し、前記一次ヘッダに設けられた混合ガス圧力センサの検出信号に基づいて前記混合ガス圧力制御弁の弁開度を制御することを特徴とする高温ガスワイピング装置。
前記２つの混合ガス分岐供給路の夫々に各混合ガス分岐供給路の混合ガスの圧力を制御する混合ガス分岐圧力制御弁を備え、
前記制御装置は、２つの前記混合ガス分岐供給路の前記一次ヘッダの混合ガス圧力センサの検出信号に基づいて前記混合ガス分岐圧力制御弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の高温ガスワイピング装置。
前記制御装置は、前記高温高圧燃焼炉への空燃比が規定された空燃比になるように前記燃料ガス流量制御弁及び燃焼用加圧空気流量制御弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の高温ガスワイピング装置。
燃料ガスと空気を燃焼して高温且つ高圧の燃焼ガスを発生する高温高圧燃焼炉と、
燃料ガス供給装置から前記高温高圧燃焼炉の一次側に供給される燃料ガスの燃料ガス供給路に設けられ、前記高温高圧燃焼炉の一次側への燃料ガス流量を制御する燃料ガス流量制御弁と、
加圧空気供給源から前記高温高圧燃焼炉の一次側に供給される加圧空気の燃焼用加圧空気供給路に設けられ、前記高温高圧燃焼炉の一次側への加圧空気流量を制御する燃焼用加圧空気流量制御弁と、
加圧空気供給源から前記高温高圧燃焼炉の二次側に供給される加圧空気の温度調整用加圧空気供給路に設けられ、前記温度調整用加圧空気供給路からの加圧空気が前記高温高圧燃焼炉の燃焼ガスと混合されて前記高温高圧燃焼炉の二次側から排出される混合ガスの温度を調整する混合ガス温度制御弁と、
溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる金属帯の両面に向けて前記混合ガスを吹付けるためのワイピングノズルに前記高温高圧燃焼炉の二次側からの混合ガスを供給する混合ガス供給路の大気開放分岐路に設けられ、前記高温高圧燃焼炉の二次側の混合ガスの圧力を制御する燃焼炉二次側圧力制御弁と、
前記大気開放分岐路よりも混合ガス供給方向下流側で前記混合ガス供給路に設けられ、前記混合ガス供給路から前記ワイピングノズルに供給される混合ガスの圧力を制御する混合ガス圧力制御弁と、
前記燃料ガス流量制御弁、前記燃焼用加圧空気流量制御弁、前記混合ガス温度制御弁、前記燃焼炉二次側圧力制御弁、及び前記混合ガス圧力制御弁の弁開度を制御する制御装置とを備え、
前記混合ガス供給路は、２つのワイピングノズルに混合ガスを供給するための混合ガス分岐供給路を２つ有し、
前記混合ガス分岐供給路の夫々は、前記ワイピングノズルより混合ガス供給方向上流側に設けられた一次ヘッダ及びワイピングノズル直近に設けられた二次ヘッダを備え、
前記制御装置は、前記一次ヘッダに設けられた混合ガス温度センサの検出信号に基づいて前記混合ガス温度制御弁の弁開度を制御し、前記一次ヘッダに設けられた混合ガス圧力センサの検出信号に基づいて前記混合ガス圧力制御弁の弁開度を制御し、前記燃焼炉二次側圧力制御弁よりも混合ガス供給方向上流側に設けられた二次側圧力センサの検出信号に基づいて前記燃焼炉二次側圧力制御弁の弁開度を制御することを特徴とする高温ガスワイピング装置。
前記燃焼用加圧空気流量制御弁よりも加圧空気供給方向下流側で前記燃焼用加圧空気供給路に設けられ、前記燃焼用加圧空気流量制御弁の二次側の加圧空気圧力を制御する燃焼用加圧空気圧力制御弁と、
前記混合ガス温度制御弁よりも加圧空気供給方向下流側で前記温度調整用加圧空気供給路に設けられ、前記混合ガス温度制御弁の二次側の加圧空気圧力を制御する温度調整用加圧空気圧力制御弁とを備え、
前記制御装置は、前記燃焼用加圧空気流量制御弁よりも燃焼用加圧空気供給方向下流側に設けられた燃焼用加圧空気圧力センサの検出信号に基づいて前記燃焼用加圧空気圧力制御弁の弁開度を制御し、前記混合ガス温度制御弁よりも温度調整用加圧空気供給方向下流側に設けられた温度調整用加圧空気圧力センサの検出信号に基づいて前記温度調整用加圧空気圧力制御弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項４に記載の高温ガスワイピング装置。
前記２つの混合ガス分岐供給路の夫々に各混合ガス分岐供給路の混合ガスの圧力を制御する混合ガス分岐圧力制御弁を備え、
前記制御装置は、２つの前記混合ガス分岐供給路の前記一次ヘッダの混合ガス圧力センサの検出信号に基づいて前記混合ガス分岐圧力制御弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の高温ガスワイピング装置。
前記制御装置は、前記高温高圧燃焼炉への空燃比が規定された空燃比になるように前記燃料ガス流量制御弁及び燃焼用加圧空気流量制御弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の高温ガスワイピング装置。