JPH01252761A

JPH01252761A - 溶融亜鉛めっき用合金化炉の板温制御装置

Info

Publication number: JPH01252761A
Application number: JP63208752A
Authority: JP
Inventors: Makoto Arai; 新井　信; Kuniaki Sato; 邦昭佐藤; Shinichiro Muto; 武藤　振一郎; Munehiro Fukuda; 福田　宗弘
Original assignee: Kawatetsu Galvanizing Co Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Kawatetsu Galvanizing Co Ltd
Priority date: 1987-12-08
Filing date: 1988-08-23
Publication date: 1989-10-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、鋼板を溶融亜鉛めっき槽で亜鉛めっきした
後、この鋼板を最適なＦｅ−Ｚｎ合金層に合金化熱処理
する溶融亜鉛めっき用合金化炉の板温制御装置に関する
。

（従来の技術〕従来から、溶融亜鉛めっき鋼板として、鋼板の亜鉛めっ
き層の一部又は全部をＦｅ−Ｚｎ合金層に合金化熱処理
を施した溶融亜鉛めっき鋼板が知られている。

この溶融亜鉛めっき鋼板を合金化する従来の装置につい
て、第１１図を用いて説明する。

図中、１は溶融亜鉛を加熱・保持、収容している亜鉛め
っき槽で、亜鉛めっき槽１のめっき浴中に進入して亜鉛
めっきされる鋼板２の進行方向を上方に変えるジンクロ
ール３が、亜鉛めっき槽１に設けられている。そして、
亜鉛めっき槽１の直上に、亜鉛めっきされた鋼板２の入
口を下にして配した複数のバーナ４を有した溶融亜鉛め
っき用合金化炉（以後、合金化炉と称する）５を配して
いる。また、この合金化炉５と亜鉛めっき槽１との間で
、且つ鋼板２の板厚を挟む両側に、鋼板２が亜鉛めっき
槽１から引上げられて行く際、鋼板２の表面に過剰に付
着した亜鉛を絞りとる亜鉛絞り装置６を設けである。

従って、鋼板２は亜鉛めっき槽１の溶融亜鉛浴に進入し
、ジンクロール３でその進行方向を上方に変え、鋼板２
はこの溶融亜鉛浴中で亜鉛めっきされて、亜鉛めっき槽
１の上方から出浴する。出浴した鋼板２は亜鉛絞り装置
６の間を通り、合金化炉３に進出する。このときに、鋼
板２に過剰に付着した亜鉛は亜鉛絞り装置６で絞りとら
れる。

そして合金化炉５に進入した鋼板２は、合金化炉５の直
火式バーナ４の火炎で加熱され、合金化炉５内を進行し
ていく間に、鋼板２はめつきされた亜鉛層に地のＦｅが
拡散してＦｅ−Ｚｎ合金層として合金化熱処理される。

この合金化処理が過合金となったり合金不足となったす
せずに適正に行われるためには、合金化炉５内を通過す
る鋼板２の温度（以後、板温と称する）を正確に把握し
、且つ鋼板２の温度を確実に制御することが必要である
。

しかし、合金化処理に影響を及ぼす因子が、板温、鋼板
への亜鉛付着量、めっき浴中のＡ１濃度及び亜鉛めっき
された鋼板の均熱時間等多くあり、更に前記因子同志が
互いに影響しあっているので、合金化炉内の適正な熱処
理条件を予め決定することは困難である。

また、溶融亜鉛めっき製造設備においては、合金化炉以
外のセクションに起因する理由で、合金化炉を通過する
鋼板の速度（以後、通板速度と称する）が変化すること
があり、この場合には適正な合金化熱処理を妨げること
になる。

従って、上記対策方法として、特開昭５７−１８５９６
６号公報や特開昭５０−６７７３０号公報に記載された
発明が知られている。前者は、複数の板温測定点を合金
化炉の通板方向に設け、この板温測定点の間で亜鉛めっ
きされた鋼板をＦｅ−Ｚｎ合金化するように合金化炉の
炉内温度を調節している。また、後者は、合金化処理後
の合金化亜鉛鋼板の輻射エネルギを検出し、これにより
輻射率を演算し、この輻射率の変化に基づき合金化炉の
温度を制御して適正な合金化熱処理を実施しようとする
ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例においては、次のような問題
点を有していた。

（１）通板速度の変化が生じると、上記いずれの従来例
も通板速度を検出して、これを炉内温度の制御因子とし
ていないので、炉内温度制御に遅れを生じる。その結果
、通板速度変化後から制御の遅れを取り戻すまでの時間
は、合金化熱処理を適正に行えない。特に、急激な通板
速度変化が生じた場合には、合金化処理後の鋼板の品質
を保証することは不可能である。

（２）合金化処理に影響を及ぼす因子（板温、亜鉛付着
量、めっき槽内アルミ濃度、均熱時間等）が多く、また
因子同志が互いに影響し合っているため、合金化炉内で
の適正処理条件を予め明らかにするのが困難であった。

（３）合金化炉においては、鋼板は火炎からの輻射の影
響を強く受けるために炉温制御により熱処理条件を一定
に保つことが困難であった。

（４）亜鉛めっき鋼板表面の放射率εは、例えば第１２
図に示すように板温により変化し、しかも合金化が進行
する温度範囲で急変する。このため、通常使用されてい
る放射率設定タイプの放射形板温計では、真の板温を測
定することは困難であった。

この発明は、このような従来技術の有する種々の問題に
着目してなされたもので、通板速度、鋼板の亜鉛付着量
、及びめっき浴中のＡ！濃度の変動に応じた板温目標値
を設定し、この板温目標値と実際の板温との偏差に応じ
て鋼板の加熱具合を調節し、これによって、前記各制御
因子の変動が加熱具合に及ぼす悪影響を排除し、合金化
度の精度を向上させ、且つ、歩留まりを良くすることを
、その解決しようとする課題としている。

また、この発明では、板温計として予め鋼板の放射率を
設定しておいて測定する放射形板温計を使用した場合で
あっても、鋼板のめっき表面が合金化するときの放射率
の変動に対応して測定誤差を排除した板温計に対する板
温目標値を設定し、この板温目標値と実際の板温との偏
差に応じて鋼板の加熱具合を調節し、これによって、合
金化時の放射率急変に伴う板温計測誤差の影響を排除し
、合金化度の精度を向上させ、且つ、歩留まりを良くす
るとともに、従来の板温計をそのまま使用することので
きる装置とすることを、もう一つの解決しようとする課
題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、請求項１記載の装置では、
炉が、溶融亜鉛めっき槽の直上に鋼板の入口を下にして
配され、且つ複数のバーナを有する縦形溶融亜鉛めっき
用合金化炉であり、この炉内を通過する前記鋼板の板温
を制御する制御装置において、前記板温を測定する板温
計と、前記炉内を通過する前記鋼板の通板速度、前記ａ
仮の亜鉛付着量及び前記溶融亜鉛めっき槽のめっき浴中
のＡＩ！濃度から目標の前記板温を設定する目標板温設
定器と、前記板温計の出力信号と前記目標板温設定器の
出力信号とを比較し、その偏差に応じて前記バーナの燃
焼量を調節する燃料調節装置と、前記燃料調節装置の出
力信号で前記バーナに供給される燃料とエアを増減する
前記燃料調節装置の操作端とを備えている。

また、請求項２記載の装置では、請求項１記載の装置の
内、板温計は、放射率を予め設定して測定する放射形の
板温計であって、目標板温設定器は、前記亜鉛付着量及
びＡｌ濃度に基づき亜鉛めっき鋼板の合金化時の放射率
変化に対応した真の板温を算出し、この算出値と通板速
度、亜鉛付着量、Ａｎ濃度とに応じて前記板温計が計測
すべき板温目標値を設定するようにしている。

〔作用〕

この発明の請求項１記載の装置は、合金化炉を通板する
亜鉛めっきされた鋼板の板温を測定する板温計の値と、
前記合金化炉を通板する通板速度。

前記鋼板の亜鉛付着量及び溶融亜鉛めっき槽のめっき浴
中のＡＩ！濃度から求めた適正合金状態の得られる合金
化温度を設定する目標板温設定器の値とを比較し、その
偏差に応じて前記合金化炉に設けられたバーナの燃焼量
を調節し、前記板温を制御する装置としたので、前記合
金化炉出側の亜鉛めっきされた鋼板の板温を正確且つ確
実に制御することができる。

また、請求項２記載の装置では、目標板温設定器が、亜
鉛付着量及びＡｌ濃度に基づき亜鉛めっき鋼板の合金化
時の放射率変化に対応した真の板温を算出し、この算出
値と通板速度、亜鉛付着量。

Ａｌ濃度とに応じた板温計の計測すべき板温目標値を設
定する。そして、この設定値に対して、請求項１記載の
装置と同様に、バーナの燃焼量が調整され、板温が制御
される。このため、板温計が放射形のものを用いたとき
でも、合金化時における放射率の急変に伴う計測誤差を
回避した制御となる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。

（第１実施例）この発明の請求項１記載の装置における第１実施例を第
１図に示す。第１図では、実施例装置を側面からみた状
況を示している。

第１図において、１は溶融亜鉛を加熱・保持、収容して
いる亜鉛めっき槽で、亜鉛めっき槽１のめっき浴中に進
入する亜鉛めっきされる鋼板２の進行方向を上方に変え
るジンクロール３が、この亜鉛めっき槽１に設けられて
いる。そして、亜鉛めっき槽１の直上に、亜鉛めっきさ
れた鋼板２の入口を下にして、複数の直火式バーナ４を
有した縦形合金化炉５を配している。そして、この直火
式バーナ４は合金化炉５の入側に設けられている。

また、この合金化炉５と亜鉛めっき槽１との間で、且つ
鋼板２の板厚を挟む両側に、鋼板２の表面に過剰に付着
した亜鉛を絞りとる亜鉛絞り装置６を設けである。そし
て、鋼板２の亜鉛めっき面に対向して、合金化炉５内の
出側近くの合金化炉均熱帯５ａに放射温度計である板温
計７を設けである。この合金化炉５には均熱帯５ａと加
熱帯５ｂが設けられ、加熱帯５ｂは合金化炉５の入口か
ら直火式バーナ４で加熱する領域までをいい、均熱帯５
ａは加熱帯５ｂの終わりから合金化炉５の炉内の出口ま
でをいう。

また、前記板温計７と、目標の板温を設定する目標板温
設定器３０と、板温計７及び目標板温設定器３０の出力
信号を受ける燃料調節装置８とが電気的に接続されてお
り、そしてこの燃料調節装置８と、燃料調節装置８の出
力信号を受ける燃料調節装置８の操作端９とが電気的に
接続されている。また、前記燃料調節装置８は温度調節
計１０と、燃料ガス流量調節器１１と、燃料ガス・エア
比設定器１２と、燃焼エア流量調節器１３とで構成され
、温度調節計１０と燃料ガス流ｉｔｓ節器１１とが電気
的に接続されている。更に、燃料ガス流量調節器１１と
燃料ガス・エア比設定器１２とが電気的に接続され、こ
の燃料ガス・エア比設定器１２と燃焼エア流量調節器１
３とが同様に接続されている。

また、前記操作端９は燃料ガス流量計１４と、燃料ガス
流ｍａｉ１節弁１５と、燃焼エア流量計１６と、燃焼エ
ア流量調節弁１７とで構成されている。

そして、前記燃料ガス流量調節器１１は、燃料ガス流量
計１４と、燃料ガス流量調節弁１５とに電気的に接続さ
れている。また、前記燃焼エア流量調節器１３は、燃焼
エア流量計１６と、燃焼エア流量調節弁１７とに電気的
に接続されている。

更に、図示されていない燃料ガス供給源と燃料ガス流量
計１４とが配管接続され、この燃料ガス流量計１４と燃
料ガス流量調節弁１５とが配管接続されている。そして
更に、燃料ガス流量調節弁１５から合金化炉５に設けら
れた各直火式バーナ４の燃料ガス接続口に燃料ガス配管
１８で配管接続されている。また、燃焼用のエアを送る
ファン１９と燃焼エア流量計１６とが配管接続され、こ
の燃焼エア流量計１６と燃焼エア流量調節弁１７とが配
管接続されている。そして更に、燃焼エア流量調節弁１
７から各直火式バーナ４のエア接続口に燃焼エア配管２
０で配管接続されている。

また、前記目標板温設定器３０は、Ａｔ’濃度測定器３
１．亜鉛付着量測定器３２及び通板速度測定器３３のそ
れぞれと電気的に接続されると共に、前記それぞれの測
定器の出力信号を受ける。そして、ＡＩ濃度測定器３１
は亜鉛めっき槽１内の亜鉛めっき浴中に含有するＡ１の
濃度を測定し、その値を目標板温設定器３０に電気的信
号として出力する。また、亜鉛付着量測定器３２は鋼板
２に付着した亜鉛の量を亜鉛絞り装置６と合金化炉５の
間で測定し、その値を目標板温設定器３０に電気的信号
として出力する。更に、通板速度測定器３３は、亜鉛め
っきされた鋼板の進行する速度を測定し、その値を目標
板温設定器３０に出力する。

そして目標板温設定器３０は、前記夫々の測定器３１．
３２．３３の値と、予め入力された合金化炉５の均熱帯
５ａの長さしの値から後述する（１）式の計算をし、適
正な合金化状態の得られる合金化温度Ｔｓを目標板温と
して温度調節計１０に電気的信号で出力する。

従って、綱板２は亜鉛めっき槽１の溶融亜鉛浴中に進入
浸漬され、ジンクロール３で鋼板２の進行方向を上方に
変える。そして鋼板２は、この溶融亜鉛浴中で亜鉛めっ
きされた後、鋼板２は上方に進行し、鋼板２のめっき面
に過剰に付着した亜鉛は亜鉛絞り装置６で絞りとられる
。更に、この鋼板２は合金化炉５に進行し、この鋼板２
は、目標板温設定器３０と、板温計７と、燃料調節装置
８と、操作端９とで燃焼量を調節される直火式バーナ４
によって加熱され、且つ合金化炉５内を進行中に合金化
炉５の均熱帯５ａで均熱される。そして、前記鋼板２は
合金化炉５内でＦｅ−Ｚｎ合金槽に合金化熱処理される
。

ここで、本発明の請求項１記載の装置における制御原理
を説明する。まず、適正な合金化処理ができる適正合金
化範囲と、めっき鋼板の均熱温度。

均熱時間、めっき浴中のＡ１濃度及び鋼板への亜鉛付着
量との関係を調べてみれば、それぞれ第２図、第３図及
び第４図のグラフのようになる。そして、第２図からは
、めっき鋼板２の均熱湯度を例えば５２０℃、５００°
Ｃ及び４８０°Ｃと選択すると、それぞれの選択された
温度に対して適正な合金化状態の得られる均熱時間範囲
が存在することが判る。また、第３図からは、合金化の
ための均熱条件を例えば均熱温度５００°Ｃ９均熱時間
３０秒とし、亜鉛付着量を例えば５０ｇ／ｒｄとすれば
、適正な合金化状態の得られるめっき浴中のＡβ濃度範
囲のあることが判る。更に、第４図からは、例えば、上
記均熱条件でめっき浴中のＡｊ？濃度を０．１０％と選
択すれば、適正な合金化状態の得られる亜鉛付着量のあ
ることが判る。

上記第２図〜第４図に示される関係から、適正な合金化
状態の得られる均熱温度（以後、目標板温と称する）を
Ｔｓとすれば、Ｔｓは（１）式で求められる。

Ｔｓ、ＫＩＸＡ＋１ｈＸＺ＋ＫｆｆＸ　　−（’Ｃ）　
　−−−・・−（１１Ｓここで、Ｋ＋　、Ｋｚ　、Ｋｚはめっき鋼板２０種類、
Ａｌ濃度、亜鉛付着量２通板速度及び合金化炉５の均熱
帯の長さによって定まる定数であり、Ａはめっき浴１中
のＡｌ濃度であり、Ｚは亜鉛付着量であり、Ｌは合金化
炉５の均熱帯５ａの長さであり、ＬＳは通板速度である
。ここで、Ｌ／ＬＳは均熱時間を意味することになる。

次に、第１実施例に戻って、上述した制御原理に基づい
て行われる板温制御動作を説明する。

まず、鋼板２の温度を検出した板温計７からの出力信号
を受けた温度調節計１０は、目標板温設定器３０からの
目標板温に相当する出力信号と、板温計７で測定した現
在の板温に相当する出力信号とを比較し、その偏差に応
じた出力信号を燃料ガス流１ｉＪ５Ｉ節器１１に出力す
る。温度調節計１０からの出力信号を受けた燃料ガス流
量調節器１１は、燃料ガス流量計１４に燃料ガス流量調
節器１１の出力信号を送り、その出力信号にバランスす
るところまで燃料ガス流量調節弁１５を作動させると共
に、燃料ガス流量調節器１１の出力信号を燃料ガス・エ
ア比設定器工２に送る。前記信号を受けた燃料ガス・エ
ア比設定器１２は、予め設定された燃料ガスとエアとの
比率に応じて燃焼エア流量調節器１３に出力信号を送る
。燃料ガス・エア比設定器１２から信号を受けた燃焼エ
ア流量調節器１３は、燃焼エア流量計１６に燃焼エア流
量調節器１３の出力信号を送り、その出力信号にバラン
スするところまで燃焼エア流量調節弁１７を作動させる
。

以上によって、直火式バーナ４に送られる燃料ガス量と
燃料ガス量に応じた燃焼エアとが調節され、合金化炉５
内の鋼板２は目標板温に制御される。即ち、目標板温設
定器３０で計算された目標板温に比べて、板温計７の測
定温度が高ければ、直火式バーナ４に供給する燃料ガス
と燃焼エアを減少し、その逆であれば燃料ガスと燃焼エ
アを増加させて板温を制御することができる。

従って、溶融亜鉛めっきされた綱板２のめっき層は、亜
鉛層に地のＦｅが適度に拡散し、過合金となってパウダ
リングを起こしたり、合金不足となって焼は不足を起こ
したすせず、適正な合金化熱処理が行われる。

（第２実施例）次に、この発明の請求項１記載の装置における第２実施
例を第５図を用いて説明する。第５図では装置を背面か
ら見た状況を示しており、第１図との対応部分には同一
符号を付し、その説明を簡略化又は省略する。

第１実施例では板温計７の測定点が１点である例につい
て述べたが、この実施例では板温計７をプロフィール型
とし、合金化炉５の炉幅方向に３点の測定点を設けてい
る例について説明する。

前記測定点は、炉幅方向で、炉内の中心位置２１と、そ
の両側となる合金化炉５のドライブ側（Ｄｒ側）位Ｗ２
２と、合金化炉５のオペレータ側（ＯＰ側）位置２３と
に設けられている。そして、この各測定点に共通するＡ
ｌ濃度測定器３１及び通板速度測定器３３と、前記各測
定点に対をなす亜鉛付着量測定器３２及び目標板温設定
器３０とを設け、更に前記各測定点にそれぞれ対をなし
て、燃料調節装置８と操作端９とでなるガス・エア供給
量制御系２４．２５．２６を設け、そして更に、これら
ガス・エア供給量制御系２４，２５．２６に燃料ガス・
エアを調節される複数の直火式バーナ４を合金化炉５に
設けて、それぞれの直火式バーナ４に配管１８．２０が
配管接続されている。

上記構成によって第１実施例の場合より、鋼板２０板温
を均一に制御することができると共に、鋼板２の全域に
渡って適正な合金化熱処理を行うことができる。

次に、本発明の請求項１記載の装置によって、燃料ガス
とエアの量とを制御した場合と制御しない場合の操業デ
ータを第６図に示し、この第６図を用いて、制御した場
合と制御しない場合の差異を説明する。

第６図（ａｌ〜（ｅ）は、横軸に経過時間（ｍｉｎ）を
とり、樅軸に合金化炉５の通板速度（ｍ／ｍ１ｎ）と、
亜鉛付着ｆｆｉ（ｇ／ｒｒｒ）と、めっき浴中のＡβ濃
度（％）と、板温（°Ｃ）と、パウダリングの値をとり
、それぞれの関係を示している。そして図の左側のグラ
フは板温を制御しない場合を示し、図の右側のグラフは
板温を制御した場合を示している。但し、前記パウダリ
ングの数値はめっき鋼板の合金化度を示し、パウダリン
グの値１は、合金化の状態が良好であることを示し、１
より大きな値、例えば１゜５は合金化状態が悪いことを
示す。

このグラフから、制御しない場合には、オペレータ（Ｏ
Ｐ）が設定している目標板温は、通板速度が６５ｍ／ｍ
ｉｎから５５ｍ／ｍｉｎに変化し、亜鉛付着量及びＡ１
濃度も変化しているにも拘らず一定としているので、鋼
板２の均熱時間が長くなり、パウダリングが悪化してい
る。この状態の合金化された鋼板２は製品として出荷で
きない品質となっている。

次に、本発明の請求項１記載の装置で板温を制御した右
側のグラフを見ると、通板速度は５５ｍ／ｍｉｎから６
０ｍ／ｍｉｎに変化し、亜鉛付着量及び／１濃度も変化
している。しかし、これらの変化に対して、本発明装置
の目標板温設定器３０は目標板温を計算し、板温５００
　’Ｃから５２０°Ｃ，５１０゛Ｃと変化させている。

そして、それらの目標設定値により板温は制御され、そ
の時のパウダリングの値は１で、合金化熱処理が適正に
行われたことを示している。

また、本発明の請求項１記載の装置によって、亜鉛めっ
き鋼板を製造した結果、本発明実施前の歩どまり８０％
が９５％に大きく改善された。

従って、通板速度、亜鉛付着量及びＡ１濃度が変化して
も、板温を正確且つ確実に制御できたと共に、鋼板２の
合金化熱処理が適正に行えたことが確認できた。

なお、上記各実施例では鋼板２の測定点を１点又は３点
の場合について説明したが、測定点の点数を必要に応じ
て選択してもよい。

（第３実施例）次に、本発明の第３実施例を第７図乃至１０図に基づき
説明する。ここで、前述した各実施例における構成要素
と同一のものについては同一の符合を付し、その説明を
簡略化又は省略する。

第７図において、予め放射率を設定して使用する放射形
の板温計７の出力端は、メモリを内蔵したコンピュータ
でなる目標板温設定器３ＯＡ及び燃料調節装置８内の温
度調節器１０Ａに至る。また、目標板温設定器３０Ａは
、Ａｌ濃度測定器３１及び亜鉛付着量測定器３２２通板
通板側定器３３の測定信号をも受けるようになっており
、後述する制御原理に基づき、板温計７の測定温度に対
する制御板温範囲ＴＳＩ　′〜Ｔ、２′を演算し、この
演算値に対応した電気信号を温度調節器１０Ａに出力す
るようになっている。一方、温度調節器１０Ａは、目標
板温設定器３０Ａによって与えられる設定値（板温目標
値）と、板温計７から得られる測定値とを比較し、両者
を一致させる制御信号を燃料ガス流量調節器１１に出力
するようになっている。

その他の構成は、第１実施例と同一である。

ここで、本発明の請求項２記載の装置における制御原理
を説明する。

この制御原理では、鋼板２の合金化度に影響を及ぼす因
子として亜鉛付着量、めっき浴中ＡＮｆｉ度（％）、均
熱時間及び合金化炉５内の板温の４項目を取り上げたも
のである。この内、亜鉛付着ｌ、Ａβ濃度及び均熱時間
については第１．第２実施例で述べたようにオンライン
での実績データを採用することができるが、合金化炉内
の板温については前述したように合金化が進行すると放
射率εが急変するために（第１２図参照）、正確な板温
が測定できないので、当該装置は、その点を改善したも
のである。

これを詳述すると、第８図（ａｌに示すように、鋼板２
の板温か上昇してＶｉ、温ＴＳＩを越えると、ＦｅとＺ
ｎの合金化が開始され（このときの鋼板の放射率はε、
である）、板温がＴ’ｓ＋を越えると、合金化が急速に
進行し、これに対応する形で鋼板２の放射率も急変する
。板温がＴ、２に達すると（このときの放射率はε２で
ある）、合金化の進行速度が小さくなり、これに対応し
て放射率の変化も殆どみられなくなる。つまり、この板
温範囲ＴＳＩ〜Ｔ３ｇに制御することが鋼板２の合金化
度を最適とするための必要条件であり、板温がＴ’ｓ＋
未満であれば焼はムラ、Ｔ、２を越えるとパウダリング
不良となる。

そこで、第８図（ｂ）に示すように、板温計７に事前に
設定した放射率をε′、合金化開始時の放射率をε１．
目標合金化時点の放射率をε２としたとき、鋼板２の真
の放射率と設定放射率の差から、反対に、板温計表示板
温と真の板温との関係を求める。これにより、板温計表
示板温から真の板温を算出することが可能になり、例え
ば第８図（ｂｌでは、板温をＴ□とＴ’ｓｉの間に制御
しようとするためには、板温表示温度をＴ５．′とＴ、
２′の間に制御すればよい。そこで、真の制御目標板温
をＴｓ（但し、Ｔ　ｓ　＋　＜　Ｔ　ｓ　＜　Ｔ　ｓ　
ｚ　）としたとき、板温計表示温度Ｔ３　′は、・・・・・・　（２）の式に依り求めた値を制御目標値として制御すればよい
ことになる。

一方、合金化に伴う放射率εの変化は、第９図（ａｌ　
（ｂ）に示すように、亜鉛付着量、浴中Ａｊ２濃度の影
響を受ける。そこで、同図（ａｌ　（ｂｌの関係を予め
記憶しておいて、オンラインでは、亜鉛付着量、浴中／
１ｊ２ｆｉ度のデータを演算器に取り込み、一定時間毎
又は連続的に板温ＴｓＩ、Ｔｓ□及び放射率ε１゜ε２
を算出した後、これに応じた板温表示温度ＴＳｌ’＋Ｔ
Ｓ２′を求める。そして、この温度Ｔ、１′〜’ｒｓｇ
’内の目標値Ｔ、゛を前記（２）式により設定し、この
設定値に応じて燃料流量制御を行う。

次に、第３実施例に戻って、同実施例の制御動作を説明
する。

目標板温設定器３０Ａは、／ｌ濃度測定器３１及び亜鉛
付着量測定器３２の測定信号を読み込み、この測定値に
応じた板温Ｔ、、、Ｔ、２及び放射率ε、。

ε２をメモリから読み出す（第８図ｆａ）参照）。次い
で、予め設定されている板温計７の放射率ε′に対応し
て、鋼板２の真の放射率ε１．ε２と設定放射率ε′と
の差値より、真の板温と板温計表示温度との関係を演算
する（第８図中）参照）。次いで、この関係から、板温
範囲をＴＳＩ〜”Ｉ’ｓｚにするための板温計７の計測
すべき温度範囲Ｔ、１′〜Ｔ、２′を設定する。次いで
、真の制御目標値Ｔ。

を、Ｔ　ｓ＋　＜　Ｔ　ｓ　＜　Ｔ　ｓｚの範囲で決定
した後、前記第（２）式に基づき真の制御目標値Ｔ、に
対応する板温計表示温度を演算し、この演算値に対応す
る設定信号を温度調節器１０Ａに出力する。

その他の部分の動作は、前述したものと同様であるため
、鋼板２の温度が板温表示温度でＴｓ　′、即ち真の板
温でＴ、となるように燃料ガス、エアが調節される。

ここで、上記制御の数値例を挙げてみる。第８図（ａ）
は、実際には、Ａ１濃度が０．１２％、亜鉛付着量が６
０ｇ／ｍ”のときの板温と放射率との関係を示している
から、これらの濃度及び付着条件の際には、Ｔｓ＋＝４
５０°Ｃ，Ｔｓ□＝５００’Ｃ，ε１＝　０．２　、　
　ε、＝０．７が目標板温設定器３０Ａにおいて求めら
れる。そこで、放射形板温計７に設定した放射率ε’　
＝　０．５とすると、第８同市）に示す関係が求められ
る。この関係データから、真の板温’ｒ、、＝４５０°
Ｃ，Ｔｓｚ＝　５００　’Ｃに対応する板温計７の測定
すべき値は、Ｔｓ＋　′＝３００°Ｃ，Ｔ８□′＝７０
０°Ｃとなる。そこで、設定器３０Ａは、それらの測定
値Ｔ！Ｉ＋　’〜Ｔ、２′間における真の制御目標温度
Ｔ、を予め定めた比率によってＴ、＝４８０°Ｃと決定
し、この目標温度Ｔ、に対応する板温計７の制御目標温
度Ｔ、′を前記第（２）式よりＴｓ””６９０°Ｃと設
定し、この設定値に基づく温度制御を指令する。

第１Ｏ図（ａｌ〜＋ｄ）の夫々に、亜鉛付着！（ｇ／ｍ
”）。

めっき槽Ａｌ濃度（％）、Ｆｉ温（’ｃ）、及びパウダ
リング（−）に対する制御例を示す。同図において、時
刻ｔ０前は本発明（請求項２記載の発明）を実施しない
場合の制御状態を示し、ｔ０以降は本発明を実施して合
金化度を制御した状態を示している。同図から分かるよ
うに、時刻１０前にあっては、適正板温範囲Ｔｓ＋〜’
ｒ’ｓｚを外れて焼はムラ、過合金となる場合があるが
、時刻１Ｇ以降では、板温が適正板温範囲Ｔ３１〜’ｒ
’ｓｚ内の目標値Ｔ。

に良好に制御され、適正合金化度が維持されている。こ
れによって、歩留まりも、本発明実施前の８０％から実
施後の９５％に引き上げられた。

以上のように、この第３実施例によれば、放射形の板温
計７を使用した場合でも、めっき層の合金化が進行する
ときの鋼板の放射率急変による測定誤差を排除し、めっ
き鋼板の真温度を的確に捉えて、合金化度を高精度に制
御できる。また、板温計７は、従来の放射形のものを使
用できるため、特別な高精度な温度検出器を必要とする
こともなく、装置構成も簡単化される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の請求項１記載の装置に
よれば、合金化炉を通過する亜鉛めっきされた鋼板の板
温を測定する板温計の値と、前記合金化炉を通板する通
板速度、前記ｆｉＡ板の亜鉛付着量及び溶融亜鉛めっき
槽のめつき浴中のＡ　１．濃度から求めた適正合金状態
の得られる合金化温度を認定する目標板温設定器の値と
を比較し、この偏差に応じて前記合金化炉に設けられた
バーナの燃焼量を調節し、前記板温を制御する装置とし
たので、前記合金化炉で亜鉛めっきされた鋼板の板温を
正確且つ確実に制御することができ、その結果として過
合金となったり合金化不足となったすせず、適正な合金
化熱処理をすることができるという効果と、製品の歩留
まりを８０％ら９５％に向上できるという効果とが得ら
れる。

また、請求項２記載の装置によれば、板温計として放射
形のものを使用した場合でも、比較的簡単な構成によっ
て、亜鉛付着量及びＡ２濃度の変動に影響されることが
な（、めっき層の合金化時における放射率の急変に伴う
測定誤差を排除し、鋼板の真の温度を的確に把握でき、
且つ、これを合金化のための適正制御範囲内に高精度に
制御でき、この結果、鋼板のめっき層の合金化に対する
歩留まりが著しく向上して、生産能率が格段に良くなる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す概略構成図、第２
図は均熱時間と適正合金化範囲との関係を示すグラフ、
第３図はめっき浴中のＡ／濃度と適正合金化範囲との関
係を示すグラフ、第４図は亜鉛付着量と適正合金化範囲
との関係を示すグラフ、第５図は本発明の第２実施例示
す概略構成図、第６図（ａ）〜（ｅ）は夫々、本発明の
請求項１記載の装置に対する制御例を示すグラフであっ
て、同図（ａｌは経過時間と通板速度との関係を示すグ
ラフ、同図（ｂｌは経過時間と亜鉛付着量との関係を示
すグラフ、同図（Ｃ）は経過時間とめっき浴中のＡｌ濃
度との関係を示すグラフ、同図（ｄｉは経過時間と板温
との関係を示すグラフ、同図（ｅ）は経過時間とパウダ
リングとの関係を示すグラフ、第７図は本発明の第３実
施例を示す概略構成図、第８図（ａｌ　（ｂｌは夫々、
第３実施例に係る制御手法を示すグラフ、第９図（ａ）
　（ｂｌは夫々、亜鉛付着量、浴中Ａｉｆａ度をパラメ
ータとしたときの板温及び放射率の関係を示すグラフ、
第１０図＋ａｌ〜（ｄｉは夫々、第３実施例（請求項２
記載の装置）による制御例を示すグラフ、第１１図は従
来例を示す説明図、第１２図は合金化時におげろ板温と
放射率との関係を示すグラフである。図中、１は亜鉛めっき槽、２は鋼板、５は合金化炉、７
は板温計、８は燃料調節装置、９は操作端、１０は温度
調節計、ＩＯＡは温度調節器、１１は燃料ガス流量調節
器、１２は燃料ガス・エア比設定器、１３は燃焼エア流
量調節器、３０，３０Ａは目標板温設定器、３１はＡｆ
濃度測定器、３２は亜鉛付着量測定器、３３は通板速度
測定器である。特許出願人　　川崎製鉄株式会社川鉄鋼板株式会社代理人　弁理士　森　　　哲　也代理人　弁理士　内　藤　嘉　昭代理人　弁理士　清　水　　　正代理人　弁理士　大　賀　眞　司第４図ム第１図３１　ＡＱ：１Ｉｖｒ：則２に −３゜第５図第８図（０）？板　５ユ（０Ｃ）第８図（ｂ）第９図（０）板：ｉＬｆ’ｃ）第９図（ｂ）第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炉が、溶融亜鉛めっき槽の直上に鋼板の入口を下
にして配され、且つ複数のバーナを有する縦形溶融亜鉛
めっき用合金化炉であり、この炉内を通過する前記鋼板
の板温を制御する制御装置において、前記板温を測定す
る板温計と、前記炉内を通過する前記鋼板の通板速度、
前記鋼板の亜鉛付着量及び前記溶融亜鉛めっき槽のめっ
き浴中のＡｌ濃度から目標の前記板温を設定する目標板
温設定器と、前記板温計の出力信号と前記目標板温設定
器の出力信号とを比較し、その偏差に応じて前記バーナ
の燃焼量を調節する燃料調節装置と、前記燃料調節装置
の出力信号で前記バーナに供給される燃料とエアを増減
する前記燃料調節装置の操作端とからなることを特徴と
する溶融亜鉛めっき用合金化炉の板温制御装置。
（２）前記板温計は、放射率を予め設定して測定する放
射形の板温計であって、前記目標板温設定器は、前記亜
鉛付着量及びＡｌ濃度に基づき亜鉛めっき鋼板の合金化
時の放射率変化に対応した真の板温を算出し、この算出
値と通板速度、亜鉛付着量、Ａｌ濃度とに応じて前記板
温計が計測すべき板温目標値を設定するようにした請求
項１記載の溶融亜鉛めっき用合金化炉の板温制御装置。