JPH0470062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗装焼付炉における塗装鋼板の塗膜
焼付方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の塗装鋼帯の塗膜焼付方法を第４図により
説明すると、１は塗装焼付炉であり、所定温度
（通常、約200〜300℃）に保持された炉内を塗装
鋼板Ｓが所定速度で送通することにより、塗膜の
焼付けが行なわれる。塗装鋼板Ｓの送通により炉
内には揮発溶剤が発生する。４０は焼付炉内に発
生した揮発溶剤を熱焼させるためのインシネレー
タであり、揮発溶剤を含む炉ガラスは、送気路Ｌ
１を介してブロアー５により焼付炉１から導出さ
れてインシネレータ４０に送り込まれる。焼付炉
１内での揮発溶剤の濃度増大を放置すると、焼付
炉１の炉ガスの爆発の危険や、インシネレータ４
０内での揮発溶剤燃焼量の増加による炉温異常が
生じるので炉１内の揮発溶剤濃度が所定の値、例
えば、6000ppm以下（ヘキサン換算値、以下同
じ）に保持されるように、炉１内の揮発溶剤濃度
に応じた流量で炉ガスを焼付炉１から導出し、イ
ンシネレータ４０で燃焼処理する。焼付炉１から
インシネレータ４０への炉ガス導出流量の調節
は、揮発溶剤濃度測定器２により適時炉内の溶剤
濃度を測定し、その測定値に基づいて風量コント
ローラ３でダンパ４を開閉制御することにより行
われる。

インシネレータ４０内での揮発溶剤の燃焼反応
は、燃焼反応に必要な温度（800℃以上）を維持
するための燃料（天然ガス等）と燃焼用空気の供
給下に行われる。その燃焼反応により発生した多
量の燃焼生成ガス（800℃以上）はその一部が焼
付炉１の炉温保持のための熱源として送気路Ｌ２
を介して焼付路１に返戻され、残部はダンパ２２
の操作により系外に排出される。

焼付炉１内は複数のゾーン（例えば、４〜６ゾ
ーン）に分かれており、各ゾーンには、そのゾー
ンの雰囲気温度を調節するためのゾーンクーラ
（熱交換器）を備えた炉ガス回流路Ｌ４が各ゾー
ンごとに設けられている（図は、１つのゾーンに
ついてだけ示している）。ゾーンの雰囲気温度が
設定値をこえている場合は、ブロアー５１により
ガス回流路Ｌ４に導入された炉ガスの一部ないし
は全量を、ダンパ５２，５３の開閉制御によりバ
イパスのゾーンクーラ５４に通して冷却し炉内に
戻すことによりゾーン内の雰囲気温度を調節して
いる。

なお、前記インシネレータ４０から焼付炉１に
返戻される燃焼生成ガスは800℃以上の高温熱風
であるので、直接炉内に送り込む代りに、上記各
ゾーンのガス回流路Ｌ４に導き、路内雰囲気温度
に応じてゾーンクーラ５４で冷却したうえ、炉内
に返戻するようになつている。

上記塗装焼付炉はイナートエア式と称される代
表的な焼付炉であり、炉内圧は大気圧よりやや高
く保持され、炉内への大気の侵入はなく、炉内の
酸素濃度は約５％と低いレベルに保たれている。
この炉内の酸素濃度と前記揮発溶剤濃度の調節に
より、焼付炉の爆発防止が図られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記インシネレータ４０において、炉ガスに含
まれている揮発溶剤の燃焼反応を行われせるに
は、インシネレータ内を800℃以上の高温度に保
持することが必要である。すなわちインシネレー
タ４０内には、導入される炉ガスの揮発溶剤濃度
に関係なく、800℃以上の温度に保つための熱源
として多量の燃料（天然ガス等）を供給しなけれ
ばならない。そのエネルギーコストの負担は大き
い。また、その燃焼生成ガスは800℃以上と高く、
かつ大量に発生するが、焼付炉１の熱源として炉
中に返戻されるのは、その一部であつて、大半は
系外に排出しなければならず、それによる熱損失
も極めて大きい。

他方、焼付炉１に導入される塗装鋼帯Ｓのウエ
ツト塗膜の表面温度は約40℃以下（一般に35〜38
℃程度）である。これに対して酸素濃度が約５％
程度に保たれた炉ガスの露点は約50℃前後と、ウ
エツト塗膜の表面温度より高いため、炉内に導入
された直後の塗膜面に結露が生じ易い。この塗膜
面に生じる結露は、塗膜の光沢・色調等の外観不
良や、焼付硬化不足に伴う耐候性不良等の品質欠
陥の原因となる。この結露防止策としては、炉内
ガスの露点が塗膜の表面温度より低くなるよう
に、炉内にフレツシユエアー（大気）を供給して
炉内の酸素濃度を高めることが考えられる（第２
図に炉内のガスの酸素濃度と露点との関係を示し
たように、例えば炉内の酸素濃度を約13％以上に
高めることにより、露点を40℃以下に降下させる
ことができる）。しかし、このように炉ガスの酸
素濃度を約13％以上もの高いレベルに設定して操
業を行うためには、焼付炉の爆発防止の観点か
ら、炉ガスの揮発溶剤濃度の許容値を、従来の
6000ppmから、安全率を見込んで、約4000ppmな
いしそれ以下に下げることが必要である。このこ
とは、インシネレータ４０における炉ガスの燃焼
処理量を倍増させなければならないということで
あり、従つてインシネレータ４０での燃焼反応を
行わせるに必要な燃料（天然ガス等）の消費量が
著しく増大することになる。また、炉内の露点調
節に必要なフレツシユエアーの炉内供給量に相当
する量だけ、燃焼生成ガスの系外排出量を増やさ
ねばならないこととなる。すなわち、炉内の露点
調節の実施に伴つて、インシネレータ４０での燃
料消費量の大幅な増加と、インシネレータ４０か
ら導出される800℃以上の高温燃焼生成ガスの大
量廃棄という二重の熱損失を余儀なくされる。な
お、上記のようにインシネレータ４０での炉ガス
の燃焼処理量を増やすには、既設のインシネレー
タの容量不足を補うために新たなインシネレータ
の追加設置を必要とする等、設備改造にも多大の
コストが必要である。

本発明は、上記に鑑み、インシネレータでの燃
料消費量や廃熱損失量の少ない条件下に、フレツ
シユエアーの炉内導入による低露点操業を実現し
ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明の塗装鋼帯の塗膜焼付方法は、 焼付炉内の揮発溶剤を含む炉ガスを、その揮発
溶剤の濃度により決められる流量で焼付炉から触
媒反応型インシネレータに送給し、該インシネレ
ータ内で炉ガス中の揮発溶剤を触媒反応により低
温燃焼させ、該インシネレータより導入される燃
焼生成ガスの一部を焼付炉内に導入すると共に、
焼付炉から導出された前記炉ガスの導出流量と、
焼付炉への燃焼生成ガスの導入流量との差にほぼ
相当する量のフレツシユエアーを焼付炉内に供給
することにより焼付炉内の露点を調節しながら、
塗装鋼帯の塗装焼付を行うことを特徴とするもの
である。

以下、本発明方法を第１図により説明する。図
中の各構成部分について、第４図におけるそれと
同一の部分には同一の符号を付している。

１０は、焼付炉から導出された炉ガス中の揮発
溶剤を低温燃焼させるための触媒反応型インシネ
レータである。触媒反応型インシネレータ１０
は、その内部に、触媒層１３を有する触媒反応室
１２が設けられている。接触層１３は石英繊維等
の耐熱性繊維の表面に触媒成分（白金等の貴金
属）を層状に付着させた布状フイルタである（そ
の好適な具体例として、三菱重工業(株)製「石英繊
維触媒」が挙げられる）。１１は熱交換器であり、
インシネレータ１０に導入される炉ガスとインシ
ネレータ１０から導出される燃焼生成ガスの熱交
換を行う。

３１は、焼付炉内の露点調節のためのフレツシ
ユエアーを炉内に供給するフアンであり、３２は
炉内酸素濃度測定器、３３は風量コントローラで
ある。風量コントローラ３３は、炉内酸素濃度測
定器３２による酸素濃度測定値にもとづきフレツ
シユエアー供給路Ｌ３のダンパ３４を開閉制御す
る。

上記塗装焼付装置において、焼付炉１からイン
シネレータ１０への炉ガスの導出流量は、炉内の
溶剤濃度が設定された上限値（例えば4000ppm）
以下に維持されるように、溶剤濃度測定器２によ
る溶剤濃度測定値に応じてコントローラ３により
調節される。インシネレータ１０に送り込まれた
揮発溶剤を含む炉ガスは、触媒反応室１２の触媒
層１３を通過することにより、揮発溶剤の燃焼が
行われる。その燃焼反応は、約350℃以上の温度
で進行する。その温度は、揮発溶剤の燃焼反応に
より生じる熱量で充分にまかなわれるので、燃料
の供給は、操業開始初期、または揮発溶剤濃度が
少なく燃焼反応の発熱量か不足する場合を除いて
行う必要がない。

インシネレータ１０における燃焼生成ガス温度
は、燃焼処理される炉ガスの揮発溶剤濃度により
異なるが、おおむね500〜700℃であり、その燃焼
生成ガスは、熱交換器１１において、インシネレ
ータ１０内に導入される炉ガスに給熱し、約400
〜600℃の熱風となつて、インシネレータ１０か
ら送出される。

インシネレータ１０から送出された燃焼生成ガ
スは、その一部が送気路Ｌ２を介して焼付炉１の
各ゾーンに分流して返戻され、残部は系外に排出
される。燃焼生成ガスは約400〜600℃と比較的低
いので、その一部を焼付炉１の熱源として炉中に
返戻するに際しては、従来のようにゾーンクーラ
５４で冷却する必要はなく、ダンパ６１の開閉に
よる熱風流量の調節により炉温調節を行うことが
できる。これにより、ゾーンクーラ５４を使用す
る場合のような熱損失がなくなり、コスト負担が
軽減する。

焼付炉１内に返戻される燃焼生成ガスの炉内導
入流量は、炉内の露点調節に必要な量のフレツシ
ユエアーの炉内流入を可能とするために、炉ガス
の導出流量から、フレツシユエアーの炉内供給量
を差し引いた量にほぼ等しくなるように調節され
る。図では、その燃焼生成ガスの炉内導入流量調
節を、炉内酸素濃度測定器３２による測定結果に
もとづいてコントローラ３５により行うようにし
た例を示している。

他方、フアン３１によるフレツシユエアーの炉
内供給流量は、炉内の露点が設定された上限値
（例えば40℃）をこえないように、酸素濃度測定
器３２により検出される炉内の酸素濃度測定値に
応じて、コントローラ３３により調節される。第
３図は、焼付炉中の酸素濃度（露点）をパラメー
タとし、炉中の揮発溶剤発生量（Kg／Hr）とフ
レツシユエアーの供給量との関係を示している
（炉ガス導出流量一定）。この図から、例えば溶剤
発生量が200Kg／Hrの場合において、フレツシユ
エアーを約110Nm³／分以上の流量で供給してや
れば、炉内の露点は40℃以下（酸素濃度：13％以
上）に維持されることがわかる。この場合、イン
シネレータ１０から炉中に返戻される燃焼生成ガ
スの炉内導入流量を、炉ガス導出流量より約
110Nm³／分だけ減らしてやれば、その差が炉内
の負圧となつてフレツシユエアー約110Nm³／分
の炉内供給は円滑に行われる。

なお、インシネレータ１０で燃焼処理される炉
ガス中の揮発溶剤濃度が低く、その燃焼生成ガス
の熱量が著しく少なくなる場合や、フレツシユエ
アーの焼付炉への供給量との関係で、焼付炉への
燃焼生成ガスの導入流量が少量に制御される場合
があり、そのために焼付炉の熱源として炉中に導
入される燃焼生成ガスによる給熱量が不足するよ
うな場合には、インシネレータ１０内に燃料を吹
き込むことにより、不足する熱量を補つてやれば
よい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、 (1) インシネレータでの揮発溶剤の燃焼反応が約
350℃の低温度で行われるので、その燃焼反応
を維持するための燃料供給は殆んど必要としな
い。従つて、焼付炉内の露点調節を目的とする
フレツシユエアーの炉内供給と関連してインシ
ネレータ内での炉ガスの燃焼処理が増加（例え
ば、倍増）するに拘らず、その燃料消費量は大
幅に節減される。

また、インシネレータから送出される燃焼生
成ガス温度は約400〜600℃と従来（800℃以上）
に比べて著しく低いので、フレツシユエアーの
炉中供給と関連して燃焼生成ガスの系外排出量
が増大するに拘らず、実質的な熱廃棄量はごく
少量にとどまる。

すなわち、インシネレータでの燃料消費量や
燃焼生成ガスの系外排出による熱損失量を増大
させることなく、むしろより少ない燃料消費量
とより少ない熱損失量のもとに、フレツシユエ
アーの炉内導入による露点調節操業とそれによ
る結露防止および塗膜焼付品質の向上が可能で
ある。

(2) インシネレータでの燃焼生成ガス温度が、
400〜600℃と従来（800℃以上）に比し低く、
従つてそのガス容量は小さいので、インシネレ
ータでの炉ガスの燃焼処理量を増加（例えば、
倍増）させるにも拘らず、インシネレータ容量
の増加を必要とせず、既設のインシネレータに
触媒反応室を設置するという若干の改造を行う
だけでよい。

(3) 焼付炉の炉温保持のための熱源として炉中に
返戻される燃焼生成ガスは、各ゾーン毎に設け
られたダンパにより、その返戻ガス量がコント
ロールされる。従つて、従来のように炉中の各
ゾーンごとに設けられているゾーンクーラを備
えたガス回流路は不要となり、そのメンテナン
スおよびそのためのコスト負担を解消すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す装置系統図、第
２図は炉ガスの露点と酸素濃度の関係を示すグラ
フ、第３図は炉ガスの揮発溶剤発生量と露点調節
に必要なフレツシユエアー供給量の関係を示すグ
ラフ、第４図は従来法を示す装置系統図である。 １：焼付炉、２：炉内揮発溶剤濃度測定器、
３，３３，３５：風量コントローラ、１０：触媒
反応型インシネレータ、１２：触媒反応室、３
１：フレツシユエアー送給用フアン、３２：炉内
酸素濃度測定器、Ｓ：塗装鋼板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 焼付炉内の揮発溶剤を含む炉ガスを、その揮
   発溶剤の濃度により決められる流量で焼付炉から
   触媒反応型インシネレータに送給し、該インシネ
   レータ内で炉ガス中の揮発溶剤を触媒反応により
   低温燃焼させ、該インシネレータより導出される
   燃焼生成ガスの一部を焼付炉内に導入すると共
   に、焼付炉から導出された前記炉ガスの導出流量
   と、焼付炉への燃焼生成ガスの導入流量との差に
   ほぼ相当する量のフレツシユエアーを焼付炉内に
   供給することにより焼付炉内の露点を調節しなが
   ら、塗装鋼帯の塗膜焼付を行うことを特徴とする
   塗装鋼帯の塗膜焼付方法。