JPH01301845A - 溶融亜鉛めっき用合金化炉の操業方法 - Google Patents

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〕 本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造工程で使用される
溶融亜鉛めっき用合金化炉とその操業方法に関する。

〔従来の技術〕

溶融亜鉛めっき鋼板には、溶融亜鉛めっき直後の鋼板に
熱処理を施して、そのめっき層の一部あるいは全体をＦ
ｅ−Ｚｎ合金層としたものがある。

この合金化処理は、第６図に示されるように、溶融亜鉛
めっき槽１の直上に配設した溶融亜鉛めっき用合金化炉
（以下、単に合金化炉という）２を用いて行われる。

溶融亜鉛が加熱状態で貯えられている溶融亜鉛めっき槽
１に鋼板３が進入し、ジンクロール４で上向きに方向転
換されて引き上げられる。次いで、溶融亜鉛の付着した
その鋼板３を絞り装置５に通して、鋼板面の亜鉛付着量
を調整した後、合金化炉２の炉体の下端側の入り口２Ａ
から炉内に導入する。炉内では複数の直火式バーナ６で
加熱処理して、亜鉛層へ鉄を拡散させる。合金化処理さ
れた鋼板３は、炉体の上端側の出口２Ｂから炉外に取り
出される。

本来耐食性の高い溶融亜鉛めっき鋼板に合金化処理を施
すと、優れた７装性か得られる。

〔発明が解決しようとする課題］ 合金化炉としては、長い煙突形の加熱炉が用いられてき
たが、従来のものは炉体人口側と出口側のシールが不十
分であり、炉内の高温ガスのドラフトにより、炉体人口
側から多量の外気が炉内に侵入する。

そのため、省エネルギーと品質安定の見地から次のよう
な問題点があった。

■　侵入外気を所定の炉内温度まで加熱するのに必要な
熱量は、合金化処理に要する全出熱量の約２０％にも及
び、極めて不経済である。

■　侵入外気のため炉内の温度上昇が妨げられて、合金
化処理する鋼板の温度（板温）を一定に保つことが難し
く、合金化処理品質が安定しない。

■　侵入外気の加熱のため、生産性の向上に大きな支障
をきたしている。

このような合金化炉内への侵入外気により発生する問題
点を解決するために、合金化炉の内壁から中心方向に向
かって突出した仕切り壁であって、溶融亜鉛めっき鋼板
の連続送給方向に沿って少なくとも１以上設けた仕切り
壁によって炉内を少なくとも１以上のブロックに区画し
、該仕切り壁によって制限された長手方向空間内を前記
鋼板が連続走行するように構成した合金化炉が従業され
ている（特開昭６０−１４９７５９号公報）。

しかしながら、この従来例にあっては、炉内を走行する
鋼板のばたつきにより鋼板に発生する表面傷を考慮する
と、鋼板と仕切り壁の間の距離をあまり小さくすること
はできない。そのため、炉内高温ガスのドラフトを低減
させる効果が小砕くて、相変わらず外気の侵入を阻止す
ることが難しい。このため、炉内温度の維持が阻害され
、結局のところ外気侵入に基づく上記従来の合金化炉の
問題点については未解決のままである。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
ものであり、合金化炉の上端側に気体噴出ノズルを設け
、この気体噴出ノズルからの噴出気流で炉内高温ガスの
ドラフトを低減せしめるようにした溶融亜鉛めっき用合
金化炉とその操業方法を提供して、上記問題点を解決す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

その目的を達成する本発明の第一は、溶融亜鉛めっき槽
の直上に配設された炉体を有し、溶融亜鉛めっき槽を通
過した鋼板が炉体の下端側から炉内に導入され、加熱さ
れて炉体の上端側から炉外に排出される溶融亜鉛めっき
用合金化炉において、前記炉体の上端側に気体噴出ノズ
ルを設け、該ノズルは炉外に排出される鋼板の表裏両面
側に設けられ、鋼板の板幅方向に平行で且つ下向きに帯
状の気体噴流を形成するノズル口を備えたことを特徴と
する溶融亜鉛めっき用合金化炉である。

また、本発明の第二は、溶融亜鉛めっき槽の直上に配し
た溶融亜鉛めっき用合金化炉の上端側に気体噴出ノズル
を備え、溶融亜鉛めっき槽を通過した鋼板を炉体の下端
側から炉内に導入して加熱処理し、その後炉体の上端側
から炉外に排出する際、鋼板の表裏両面側に前記ノズル
から＠仮の板幅方向に平行で且つ下向きに帯状の気体噴
流を噴射し、その気体噴射流量は炉内圧力または炉内雰
囲気ガス中の酸素濃度のいずれかが予め設定した目標値
になるように調節されることを特徴とする溶融亜鉛めっ
き用合金化炉の操業方法である。

〔作用〕 炉体の上端側に設けた気体噴出ノズルから噴射される気
体噴流は、鋼板の板幅方向に平行で且つ下向きに帯状で
あるから、炉体上方に抜けようとする炉内の高温ガスの
流れを抑制し、ドラフトを低減させる。これにより、炉
体入口側から炉内への外気の侵入が阻止される。

また、鋼板の炉内通過量（通板量）が一定セずある範囲
で変動する場合ゆ、気体噴出ノズルから噴射される気体
噴流量が一定であると、炉内圧力（炉圧）のある程度の
変動が生じ、その変動に応じて外気が侵入することがあ
る。そこで、炉圧が外気圧より僅かに高めに設定した目
標値になるように、気体噴出ノズルから噴射される気体
噴流量を調節することにより、ドラフトが低減されて外
気の侵入を阻止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図とともに説明する。

第１図ないし第５図は、本発明の第１の実施例を示すも
のである。なお、従来と同−又は相当部分には同一符号
を付しである。

図において、１０は気体噴出ノズルであり、合金化炉２
の炉体上端側にある出口２Ｂのやや上方位置に設けられ
ている。この気体噴出ノズル１゜は２個１対となり、炉
体の出口２Ｂから炉外に排出される溶融亜鉛めっき鋼板
３の表裏両面側に設けられている。この実施例の各気体
噴出ノズル１０は中空円筒形をなし、第２図に示される
ような、軸方向に長いスリット開口部からなるノズル口
１１を有している。そのノズル口１１は、鋼板３の板幅
方向に平行で且つ下向きに設けてあり、炉体の出口２Ｂ
と鋼板３との間の開口をシールするように、帯状の気体
（シールエア）噴流を形成するものである。もっとも、
ノズル口１１については、上記のスリットタイプに限定
されるものではない。

例えば第３図に示されるように、多数の小孔を軸方向に
配列してなるマルチホールタイプなど、要は帯状の気体
噴流を形成するものであればよい。

上記気体噴出ノズル１０は、第４図に矢符号イで示され
る方向にいくらか回動可能に支持され、気体噴流の鋼板
３に対する噴出角度を手動調整することができるように
しである。そして各気体噴出ノズル１０は、フレキシブ
ル配管１２Ａを介して接続された複数のバランス調整弁
１２を経てエアヘッダ１３に連通されている。複数のバ
ランス調整弁１２は、鋼板３の板幅方向に間隔をおいて
配設されており、その開度を手動で調整して、板幅方向
及びｍ板表裏における気体噴出ノズルエ０からの噴出量
を加減できるようにしている。これは、アンバランスな
シールエアの噴出による鋼板３の振動を防止するためで
ある。

エアヘッダ１３は、シールエア用の流量調整弁Ｉ４を介
して送給ファン１５に接続されている。

シールエア用の流量調整弁Ｉ４の受信部は、弁開度調節
信号を出力する炉圧調節計１６に接続されている。この
炉圧調節計１６には、目標炉圧設定器１７及び合金化炉
２の入口２Ａ近辺に設置された炉圧測定器１８からの信
号が入力され、その偏差信号が流量調整弁１４に出力さ
れる。

２０は排気ダクトで、排気ダンパ２１を備えて合金化炉
２の出口２Ｂ近辺の炉壁に設けられており、気体噴出ノ
ズル１０を使用しない操業時に、排気ダンパ２１を開き
、合金化炉２内の排気を行う。

なお、合金化炉２の加熱帯Ｈ１（Ｈ２は均熱帯である）
における炉壁に設けられた直火式バーナ６は、燃料ガス
流量調節弁２２を介して燃料ガス供給源２３に燃料ガス
配管２４で接続され、更に、燃焼エア流量調節弁２５を
介して燃焼エア送給ファン２６に燃焼エア配管２７で接
続されている。

また、３０は燃料調節装置、３１は合金化炉２の出口２
Ｂ近辺の炉壁に設けられた板温計、３２は目標板温設定
器である。この燃料調節装置３０は、板温計３１からの
温度信号及び目標板温設定器３２からの板温目標値信号
を入力し、両信号の偏差量に応じた温度制御信号を出力
する温度調節計゛と、この温度制御信号に基づいて燃料
ガス流量調節弁２２に燃料ガス流量調節信号を出力する
燃料ガス流量調節器と、この燃料ガス流量調節信号に基
づいて燃料ガスと燃焼エアとの比率（空燃比）を設定し
てガス・エア比信号を出力する燃料ガス・燃焼エア比設
定器と、このガス・エア比信号に基づいて燃焼エア流Ｍ
調節弁２５に燃焼エア流量調節信号を出力する燃焼エア
流量調節器とで構成されている。

次に上記第１実施例の作用を説明する。

合金化炉２の操業条件は以下のとおりに設定した。

通板量：２８ｔ／Ｈ１板温設定値＝５５０°Ｃ１燃料ガ
ス（Ｃガス）流ｉ：　３００Ｎｒｒｒ／Ｈ，燃焼エア流
量ＬＱＯＯＮｍ／Ｈ１炉圧：　　５ｆｌＨｚＯ（外気圧
基準）、炉内雰囲気ガス中の酸素濃度（以下、排ガス酸
素値という）１０％。

この条件下で、送給ファン１５からシールエアを送給し
、気体噴出ノズル１０から吐出量２０ＯＮｒｄ／Ｈで噴
出させてエアカーテンを形成して炉出口２Ｂをエアシー
ルしつつ操業した。

その結果、排ガス酸素値は当初の１０％から５％に減少
された。一方、炉圧は当初の−５＊ｎ　ＨｚＯから＋１
ｍｉ＋Ｈ２ｏに変化して外気圧に対して正圧となり、炉
入口２Ａからの外気の炉内侵入を殆ど阻止することがで
きた。

第５図は、エアシールを実施する前とエアシール実施後
の操業における燃料ガス量の消費量の変化を表したもの
で、エアシール実施前に３０ＯＮｒｙ？／Ｈであったも
のを、エアシール実施後には、２５０　Ｎ　ｒ＋？　／
　）（に低減することができた。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。

この実施例は、第１実施例とは操業条件を異にする場合
である。

すなわち、合金化炉２の通Ｆｉ量は、溶融亜鉛めっき工
程以前の工程の影響を受けである程度変動することがあ
り得る。このような通板量の変動がある場合は、気体噴
出ノズル１０からのシールエアの噴出量を一定にすると
、炉圧が変動し、その影響で外気の炉内侵入を生じる。

その場合の対応としては、まず目標炉圧設定器１７に、
目標炉圧を予め設定する。炉圧目標値は外気に対して僅
かに正圧となる値である。そして、この目標値と炉圧測
定器１８で測定される炉圧実測値を炉圧調節計１６に入
力してシール気体用の流量調整弁１４の開度をフィード
バック制御することにより、気体噴出ノズル１０から噴
射するシールエアの噴出量を制御し、炉圧を一定に抑え
て炉内への外気侵入を防止する。

例えば、通板量が１０〜３０ｔ／Ｈの範囲で変化したと
き、板温設定値：５５０°Ｃ一定とし、燃料ガス（Ｃガ
ス）流量：　２００〜３５ＯＮｉ／Ｈ１燃焼エア流量６
５０〜１０５ＯＮｒＪ／Ｈの範囲で空燃比制御を行った
。

そのとき、気体噴出ノズル１０からのシールエアの吐出
量を一定値２０ＯＮｎ−ｒ／Ｈとした場合は、炉圧が−
’ｌ　ｗ　Ｈｚ　Ｏ〜＋　２　ＢＨｚ　Ｏの範囲で変動
し、そのため炉内侵入外気の量が変化して、排ガス酸素
値が４〜７％の範囲で変動した。

そこで、目標炉圧設定器１７に炉圧目標値を設定して＋
２璽鳳Ｈ，Ｏ一定となるようにフィードバック制御した
ところ、気体噴出ノズルＩＯからのシールエアの噴出量
は２００〜４０ＯＮ％／Ｈの範囲で制御され、炉圧を＋
２ｍ鐙ＨｚＯ一定に抑えて炉内への外気侵入は殆どなく
なった。また排ガス酸素値は４％一定に保たれた。

なお、前記実施例では、制御目標値として炉圧を用いた
場合を説明したが、これに限らず、炉内雰囲気ガス中の
酸素濃度すなわち排ガス酸素値を一定に設定して制御す
ることもできる。

なおまた、前記実施例で、は、気体噴出ノズル１Ｏから
噴出されるシールエアを常温空気としたが、加熱空気あ
るいは第１図に鎖線で示される配管４０を設けて炉内雰
囲気ガスを用いることも可能である。このようにすれば
、めっきされた鋼板の急冷による品質低下や炉温の低下
を防止する上で更に効果的である。

（発明の効果） このように、本発明によれば、合金化炉の出口側を気体
噴流でエアシールするものとしたため、炉外から炉内へ
の侵入空気を殆ど無くすことができて、炉温の上昇も円
滑となり燃料ガス量を大幅に低減することが可能となっ
た。

しかも、通板量が変化した場合、その変化に応じて燃焼
制御を行うが、エアシール用の気体量を制御することで
炉圧を一定として外気の侵入を無くすことが可能となる
から、板温を一定に保つことができ、めっき鋼板の品質
を安定させることができると共に、生産圧を向上させる
ことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を示す模式図、第２図
と第３図はそれぞれ気体噴出ノズルの態様を示す部分縦
断面回、第４図は気体噴出ノズル部の詳細を説明する模
式斜視図、第５図は本発明の効果を従来と比較して示す
グラフ、第６図は従来の溶融亜鉛めっき用合金化炉の模
式縦断面図である。 １は溶融亜鉛めっき槽、２は合金化炉、３は鋼板、１０
は気体噴出ノズル、１１はノズル口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融亜鉛めっき槽の直上に配設された炉体を有し
   、溶融亜鉛めっき槽を通過した鋼板が炉体の下端側から
   炉内に導入され、加熱されて炉体の上端側から炉外に排
   出される溶融亜鉛めっき用合金化炉において、 前記炉体の上端側に気体噴出ノズルを設け、該ノズルは
   炉外に排出される鋼板の表裏両面側に設けられ、鋼板の
   板幅方向に平行で且つ下向きに帯状の気体噴流を形成す
   るノズル口を備えたことを特徴とする溶融亜鉛めっき用
   合金化炉。
2. （２）溶融亜鉛めっき槽の直上に配した溶融亜鉛めっき
   用合金化炉の上端側に気体噴出ノズルを備え、溶融亜鉛
   めっき槽を通過した鋼板を炉体の下端側から炉内に導入
   して加熱処理し、その後炉体の上端側から炉外に排出す
   る際、鋼板の表裏両面側に前記ノズルから鋼板の板幅方
   向に平行で且つ下向きに帯状の気体噴流を噴射し、その
   気体噴射流量は炉内圧力または炉内雰囲気ガス中の酸素
   濃度のいずれかが予め設定した目標値になるように調節
   されることを特徴とする溶融亜鉛めっき用合金化炉の操
   業方法。