JPH0681093A - ストリップの溶融金属メッキ設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合金化処理炉の鉛直方向高さを低くすると共
に、ワイピングガスを加熱する燃焼ガスの熱エネルギの
利用率を向上する。 【構成】 誘導加熱式加熱帯19の上方に配置する保持帯
20と冷却帯25とをベンドフロート21を介して水平に配設
することにより、鉛直方向の高さを低くする。燃焼炉８
で製造した燃焼ガスを間接熱交換器２に導いてワイピン
グガスを加熱した後、ワイピングノズル17から噴射して
メッキ層をワイピングするのでストリップ27の冷却が防
止される。燃焼ガスは保持炉20に導かれて再利用される
ので熱エネルギの利用率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱帯、保持帯及び冷
却帯を有する合金化処理炉の高さを低くすることができ
るストリップの溶融金属メッキ設備に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯等のストリップの溶融金属メッキ処
理に使用されるメッキ設備は図２に示すようになってい
る。図２において、15は亜鉛等のメッキ浴槽であり、30
ａは合金化処理炉であり、合金化処理炉30ａにはストリ
ップ27を所定の温度に加熱して、その素地とメッキ金属
との間の合金化反応を生起させる加熱帯28ａと、合金化
のむらをなくし、合金層を均一化するための保持帯20ａ
と、ストリップ27のメッキ層を凝固させるための冷却帯
25とが順次下側から鉛直方向に直列して配置されてい
る。

【０００３】前記メッキ設備において、ストリップ27は
シンクロール16を介してメッキ浴槽15内のメッキ浴に浸
漬され、メッキが施された後、メッキ浴槽15の上方に配
設した一対のワイピングノズル17から噴射される窒素ガ
ス等のワイピングガスによりメッキ浴槽15の浴中から引
き上げられるストリップ27の表面に施されたメッキ層厚
が調節され、前述の合金化処理炉30ａに導入される。な
お、メッキ浴槽の浴上方空間を覆う破線で示すようにシ
ールボックス29を設け、非酸化性ガスによりボックス29
内の酸素濃度を制御してストリップ27の酸化を防止する
こともある。合金化処理炉30ａで所定の合金化処理を受
けたストリップ27は、冷却帯25ａを通って、メッキ層を
十分に凝固させた後、デフレクタロール26ａにて水平方
向に転換し、その後、巻取機にてコイル状に巻き取られ
る。

【０００４】ここで合金化処理炉には次のようなものが
知られている。 （１）直火加熱帯（または誘導加熱帯）、保持帯および
冷却帯をメッキ浴槽の上方に鉛直方向に直列した配置し
たもの。 （２）誘導加熱帯、直火加熱帯、保持帯および冷却帯を
メッキ浴槽の上方に鉛直直列に配置したもの（特開昭61
−207564号公報参照）。

【０００５】（３）前記保持帯の熱源として前記
（１）、（２）において直火加熱帯を有するものはその
燃焼ガスを空気にて温度調整したものが用いられ、誘導
加熱帯のみの場合には別途加熱したガスが使用されてい
る。 （４）デフレクタロールに代り非接触式のベンドフロー
タを用いて合金化処理炉の冷却帯や保持帯を水平に配置
してメッキ設備の高さを短縮するものも知られている
（特開昭57−89468 号、特開平２−166266号、特開平２
−27758 号公報参照）。

【０００６】（５）ワイピングノズルに供給するワイピ
ングガスを無酸化炉の高温排ガスを利用して加熱し、メ
ッキ浴から引き上げられるストリップの冷却を防止する
もの（特公昭57−47261 号公報参照）、ワンピングガス
を加熱するための熱源として別途設置した燃焼炉の燃焼
ガスと間接熱交換するもの（特公昭61−31181 号公報参
照）、熱処理炉の排ガスを利用して間接熱交換するもの
（特開昭60−149757号公報参照）が知られている。これ
らはいずれも、メッキ表面を美麗にするためワイピング
性能を０とさない程度にストリップの急冷を抑制しよう
とすることを主たる目的としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記図２に示すように
メッキ浴槽15の上方に鉛直方向に設けられる合金化処理
炉30ａは、加熱能力や設備構造上、炉長が長くなりメッ
キ浴槽15からデフレクターロール26ａに至るまでの設備
全体の高さはライン速度にもよるが一般に約40ｍ前後に
も及ぶ長大なものとなる。特に常温に近いワイピングガ
スにてストリップ27に施されたメッキ層厚が調整される
場合には、ストリップ27が冷却されるため、加熱帯28ａ
での必要昇熱量が大きく、したがって加熱帯の長さが一
層長くなる。このため、従来のメッキ設備は建家を含め
莫大な設備投資額を要するという問題点があった。

【０００８】メッキ設備高さを低減する手段の一つとし
て、合金化処理炉に配設する加熱帯として急速加熱が可
能な誘導加熱式の加熱帯を配設し、ストリップを急速加
熱することによって設備高さを低くするものが知られて
いる。しかるに誘導加熱式加熱帯を採用することによる
設備高さ低減には限界があり、抜本的対策としては不十
分である。また誘導加熱式の加熱帯のみを利用する場合
には、保持帯の熱源として直火加熱帯の燃焼排ガスとい
った余剰熱を利用できず別途に燃焼炉を必要とし、熱エ
ネルギ消費量が増加する。

【０００９】また前記の非接触式のベンドフロータを用
いてメッキ設備の高さを短縮する手段も有効ではある
が、これだけでは不十分であり改善の余地がある。また
ワイピングガスの熱源として利用された燃焼排ガスは、
その後、有効利用されることなく廃棄されていた。本発
明は、前記の事情をかんがみてなされたものであり、加
熱帯、保持帯および冷却帯を有する合金化処理炉の設備
高さを大幅に低減するとともに熱効率の高いストリップ
の溶融金属メッキ設備を提供することを目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は誘導加熱式加熱
帯とベンドフロータとの利点を有利に組み合わせること
に着目してなされたものであり、その特徴とするところ
は下記の通りである。すなわち本発明の第１発明は、ス
トリップの表面に溶融金属メッキを施す溶融金属メッキ
装置と、その上方に配置された加熱帯、保持帯および冷
却帯を有する合金化処理炉とを備えたストリップの溶融
金属メッキ設備において、前記溶融メッキ装置の上方
に、誘導加熱式の加熱帯を鉛直に配設し、この誘導加熱
式加熱帯の上方に、ベンドフロータを入口部に、水平フ
ロータを途上に内蔵した保持帯を水平に配設し、さらに
この保持帯に水平フロータを介して冷却帯を水平に接続
配設して合金化処理炉を構成したことを特徴とするスト
リップの溶融金属メッキ設備である。

【００１１】また、本発明の第２発明は、前記第１発明
のメッキ設備において、溶融金属メッキ浴と合金化処理
炉の間に、メッキ浴を通して引き上げられるストリップ
表面の金属メッキ付着量を調整する一対のワイピングノ
ズルを配設し、前記一対のワイピングノズルに供給する
ワイピングガスを間接加熱する燃焼ガスを加熱源とする
間接熱交換器と、この間接熱交換器に供給される燃焼ガ
スとの間接熱交換により所定温度に加熱されたワイピン
グガスを前記一対のワイピングノズルに供給するワイピ
ングガス供給配管と、前記間接熱交換器の加熱源として
使用した間接熱交換後の燃焼ガスを所定温度に調整して
保持帯に供給する燃焼ガス供給配管とを備えたことを特
徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明は前記第１発明に記載した構成により、
溶融メッキ装置の上方に配設する加熱帯を急速加熱の可
能な誘導加熱式とすることによって加熱帯の高さ方向長
さを短くする。また加熱帯の上方に配設する保持帯を入
口部に内蔵したベンドフロータにより水平に配設すると
共に、保持帯に接続する冷却帯も水平に配設して合金化
処理装置の全体的高さを大幅に低減する。

【００１３】また本発明の第２発明に記載するようにワ
イピングノズルに供給するワイピングガスを所定の温度
に加熱する熱交換器の加熱源として使用した間接熱交換
後の燃焼ガスを保持帯に供給してストリップを所要の温
度に保持するので、省エネルギとなるばかりでなくライ
ンの高速化が達成される。本発明の構成および作用を図
面に基づいて説明する。

【００１４】図１は本発明に係るメッキ設備の一具体例
を示す全体概略図である。図１に示すように合金化処理
炉30は、メッキ槽15の上方に鉛直に配設された誘導加熱
式加熱帯19と、この誘導加熱式加熱帯19の上方に、ベン
ドフロータ21を入口部に、水平フロータ24ａを途上に内
蔵した保持帯20と、この保持帯20に水平フロータ24ｂを
介して水平に配設された冷却帯25とから構成されてい
る。

【００１５】また溶融金属メッキ装置31は、メッキ浴28
をプールしたメッキ浴槽15と、メッキ浴槽15の上方空間
を覆い下端縁をメッキ浴28中に浸漬したシールボックス
18と、このシールボックス18内の空間に配設されメッキ
浴28を通して引き上げられるストリップ27の表面にワイ
ピングガス（通常、窒素ガス）を噴射して金属メッキ付
着量を調整する一対のワイピングノズル17と、メッキ浴
28中に浸漬されたシンクロール16とから主として構成さ
れている。なお図面では省略したがシールボックス18内
へワイピングノズル17から噴射される窒素ガス等の非酸
化性ガスを導入して、メッキ金属たとえば亜鉛の酸化に
よるドロス化などを防止するようになっている。

【００１６】さらに本発明では、一対のガスワイピング
ノズル17に供給するワイピングガスを加熱する間接熱交
換器２が設置してあると共に、この間接熱交換器２の加
熱源になる燃焼ガスを製造する燃焼炉８が設置してあ
る。燃焼炉８には、燃料供給配管４および空気供給配管
６からそれぞれの燃料流量調整弁５および空気流量調整
弁７によって流量を調整しつつ燃料と空気が供給され、
燃焼炉８内での燃焼によって燃焼ガスが発生する。

【００１７】燃焼炉８で発生した燃焼ガスは燃焼ガス供
給配管12ａを介して間接熱交換器２内に配設されたスパ
イラル状の伝熱管12ｂを通過するようになっている。一
方、間接熱交換器２にはワンピングガス供給配管１から
ワイピングガス（窒素ガス）が供給され、間接熱交換器
２内を通過する間に伝熱管12ｂを通過する燃焼ガスとの
間接熱交換により加熱される。

【００１８】間接熱交換器２内で加熱されたワイピング
ガスは、ワイピングガス供給配管３を介して一対のワイ
ピングノズル17に供給される。この時、間接熱交換器２
の出側に接続されたワイピングガス供給配管３に取り付
けたワイピングガス温度検出器14を用いてワイピングガ
スの温度を検出し、温度検出器14からの温度信号に基づ
き燃料流量調弁５および空気流量調弁７の開度を調整し
て燃焼炉８に供給する燃料および空気の供給量を調整し
つつ燃焼制御を行う。

【００１９】このようにして燃焼炉８内での燃焼制御に
より製造された燃焼ガスを間接熱交換器２に供給して間
接加熱により所定の温度に加熱した清浄な高温のワイピ
ングガスをシールボックス18内に配設された一対のワイ
ピングノズル17に供給する。このため斜め上方からメッ
キ浴槽15内に導かれ、メッキ浴28内に浸漬して配置され
たシンクロール16に巻き付けられて鉛直上方に導かれる
ストリップ27の表面に付着した溶融メッキをワイピング
ノズル27から噴射される高温のワイピングガスによって
急冷することなく、溶融金属メッキ層厚を調整すること
ができる。

【００２０】前述のようにして一対のワイピングノズル
17を経て鉛直に引き上げられるストリップ27はメッキ浴
28の温度程度に保持された状態で誘導加熱式加熱帯19に
送り込まれ、低周波等による誘導加熱により効率よく急
速に加熱され、素地金属とメッキ金属との間の合金化反
応を生起させる。このため従来の直火加熱式のものに比
較して誘導加熱式加熱帯19の炉長短縮を図ることができ
る。

【００２１】誘導加熱式加熱帯19で所定温度に加熱され
たストリップ27は、保持帯20の一端下部から炉内に導か
れ、入口部に内蔵されたベンドフロータ21の湾曲面に開
孔するノズル（図示せず）から噴出される高圧ガスの押
し上げ力によって一定距離だけ離隔した非接触の状態に
保持して移送方向を鉛直方向から水平方向に転換され
る。

【００２２】このようにして水平方向に転換されたスト
リップ27は、途上に配設された水平フロータ24ａの上面
に開孔するノズル（図示せず）から噴出される高温ガス
の押し上げ力により一定距離だけ離隔した非接触の状態
に保持して移送される間に合金化のむらをなくしてメッ
キ合金層を均一化する。保持帯20を出たストリップ27は
引続き水平フロータ24ｂを介して水平に接続された冷却
帯25に導かれここで冷却ガスにより強制冷却してストリ
ップ27の合金メッキ層を十分凝固させる。冷却帯25から
出たストリップ27はデフレクタロール26を介して下方に
方向転換され、その後、巻取機（図示せず）でコイル状
に巻き取られる。

【００２３】本発明では、ベンドフロータ21により非接
触でストリップを保持して鉛直から水平方向に方向転換
し、水平に配設した保持帯20および冷却帯25で合金化処
理を行うので、設備の高さを大幅に低減できると共に、
ストリップ27を非接触で保持するので金属メッキ層に疵
が発生するのを防止できる。また従来の鉛直直列配置の
場合に比較して水平配置を取り入れた本発明ではドラフ
トによる空気侵入が少なくわずかな熱エネルギで所定の
温度に保持できる。

【００２４】また、保持帯20にベンドフロータ21を内蔵
させたため、ベンドフロータ21を外部に設ける場合に比
較して設備全体の水平長さを短縮することができる。さ
らに本発明では、保持帯20の加熱源として間接熱交換器
２内に配設された伝熱管12ｂを通過した燃焼ガスを使用
するものであり、これによってワイピングガスの加熱に
使用された燃焼ガスが保有する熱エネルギを有効に利用
できることになる。すなわち、間接熱交換器２の伝熱管
12ｂを通過した燃焼ガスは、燃焼ガス供給配管12に配設
した循環ファン９を用いて保持帯20に導入され、保持帯
20内の雰囲気を所定の温度に保つことにより金属メッキ
を施したストリップ27の合金化を図る。

【００２５】保持炉20に供給する燃焼ガスの温度は、燃
焼ガス供給配管12に配設した燃焼ガス温度検出器13を用
いて燃焼ガスの温度を検出し、この温度検出器13からの
温度信号に基づき、上流側の空気吸引配管29に取り付け
た空気吸引弁11の開度を制御して吸引する空気量を調整
する。このように燃焼ガス供給配管12を通過する燃焼ガ
スに吸引配管29から常温の空気を混合することによって
燃焼ガスの温度が所定の温度になるように調整される。

【００２６】なお、燃焼ガス供給配管に配設した循環フ
ァン９の下流側から分岐した循環ガス配管12ｃが燃焼炉
８に接続されており、余剰の燃焼ガスを循環ガス流量調
節弁10を調整しながら燃焼炉８に導いて循環利用される
ので熱エネルギの利用効率が向上できる。保持炉20内を
所定の温度に保持してストリップ27と金属メッキ層との
合金化処理に使用された燃焼ガスは高温なのでフロータ
ガス配管32に配設した昇圧ファン22により高圧ガスに昇
圧された後、フロータガス流量調節弁23ａ、23ｂにより
それぞれ流量を制御してベンドフロータ21および水平フ
ロータ24ａに供給される。

【００２７】このためベンドフロータ21および水平フロ
ータ24ａのノズルから噴出される燃焼ガスを利用した高
温の高圧ガスによってストリップ27を非接触状態で保持
するのでストリップ27の冷却を防止できる。また、保熱
帯20内の燃焼ガスをフロータガス配管32、昇圧ファン2
2、ベンドフロータ21および水平フロータ24ａを介して
循環使用することになるので、熱エネルギの利用効率が
向上できる。

【００２８】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明設備による溶融メ
ッキ処理について説明する。図１に示す本発明の設備を
用いて板厚0.9mm 、板幅1200mmの鋼ストリップに溶融亜
鉛メッキを行った。 （１）設備仕様 誘導加熱式加熱帯：長さ２ｍ 保持帯 ：全長40ｍ （うちベンドフロータの通板長さ ９ｍ） 冷却帯 ：長さ20ｍ メッキ浴面からベンドフロータまでの高さ：高さ９ｍ （２）操業条件 浴温 470℃の亜鉛メッキ浴に鋼ストリップを浸漬し、浴
温とほぼ同一温度の鋼ストリップをシンクロールを介し
て鉛直に引き上げ、シールボックス内に配設した一対の
ワイピングノズルから高圧ガス（窒素ガス）噴出するに
際し、ワイピングガスの断熱膨張による低下する温度を
考慮して、たとえば間接熱交換器でワイピングガスを 5
50℃に加熱する。

【００２９】かくして 550℃に加熱した高圧のワイピン
グガスをワイピングノズルから噴出して鋼ストリップの
亜鉛メッキ層厚を調整すると、約 470℃のガスとなって
シールボックス内を満たす。鋼ストリップは、高温のワ
イピングガスによって冷却されることなく誘導加熱帯に
て約 500℃に昇熱して素地と亜鉛メッキとの合金化を生
起させ、保持帯にて約 500℃に保持して合金化を進行さ
せた後、冷却帯にて約250℃まで冷却される。この時、
ワイピングガスと熱交換後の燃焼ガスは保持温度約500
℃に調整後、保持帯へ供給される。

【００３０】前記条件下に、ライン速度150m／分にて処
理した結果、外観の美麗なかつ合金化も十分なめっき鋼
帯が得られた。なお、従来であれば、メッキ浴を 470℃
で出た鋼ストリップはワイピングにより約 440℃に冷却
されるため、誘導加熱にて加熱する場合でも本発明の約
２倍の長さが必要である。また、ベンドフロータを保持
帯の一部として利用しているため、保持帯の水平部分の
長さを短くできるとともに、従来の縦型合金化炉では設
備高さの観点から達成できなかった高速化を達成でき
た。

【００３１】また、ワイピングガスと熱交換後の燃焼ガ
スを保持帯熱源に利用でき、かつ水平保持帯によりドラ
フトが少なくわずかな熱エネルギーで温度保持が可能で
ある。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば下記
の効果を奏する。 （１）合金化処理炉の鉛直方向の高さを低くすることが
できるので設備投資額が少なくてすむと共にドラフトに
よる侵入空気を減らすことができる。 （２）ワイピングガスの加熱源として使用した燃焼ガス
を保持帯に導いてストリップの保熱に利用するので熱エ
ネルギの利用効率が向上する。

【００３３】（３）フロータによりストリップを保持す
るので金属メッキ層の疵発生を防止できる。 （４）ラインの高速化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメッキ設備の一具体例を示す全体
概略図である。

【図２】鋼帯等のストリップの溶融金属メッキ処理に使
用されるメッキ設備の説明図である。

【符号の説明】

１ ワイピングガス供給配管（加熱前） ２ 間接熱交換器 ３ ワイピングガス供給配管（加熱後） ４ 燃料供給配管 ５ 燃料流量調整弁 ６ 空気供給配管 ７ 空気流量調整弁 ８ 燃焼炉 ９ 燃焼ガス循環ファン 10 循環ガス流量調節弁 11 空気吸引弁 12 燃焼ガス供給配管 13 燃焼ガス温度検出器 14 ワイピングガス温度検出器 15 メッキ浴槽 16 シンクロール 17 ワイピングノズル 18 シールボックス 19 誘導加熱式加熱帯 20 保持帯 21 ベンドフロータ 22 昇圧ファン 23 フロータガス流量調整弁 24 水平フロータ 25 冷却帯 26 デフレクタロール 27 ストリップ 28 メッキ浴 29 空気吸引配管 30 合金化処理炉 31 溶融金属メッキ装置 32 フロータガス配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストリップの表面に溶融金属メッキを施
   す溶融金属メッキ装置と、その上方に配置され加熱帯、
   保持帯および冷却帯を有する合金化処理炉とを備えたス
   トリップの溶融金属めっき設備において、前記溶融メッ
   キ装置の上方に、誘導加熱式の加熱帯を鉛直に配設し、
   この誘導加熱式加熱帯の上方に、ベンドフロータを入口
   部に、水平フロータを途上に内蔵した保持帯を水平に配
   設し、さらにこの保持帯に水平フロータを介して冷却帯
   を水平に接続配設して合金化処理炉を構成したことを特
   徴とするストリップの溶融金属メッキ設備。
2. 【請求項２】 請求項１記載のメッキ設備において、溶
   融金属メッキ浴と合金化処理炉の間に、メッキ浴を通し
   て引き上げられるストリップ表面の金属メッキ付着量を
   調整する一対のワイピングノズルを配設し、前記一対の
   ワイピングノズルに供給するワイピングガスを間接加熱
   する燃焼ガスを加熱源とする間接熱交換器と、この間接
   熱交換器に供給される燃焼ガスとの間接熱交換により所
   定温度に加熱されたワイピングガスを前記一対のワイピ
   ングノズルに供給するワイピングガス供給配管と、前記
   間接熱交換器の加熱源として使用した間接熱交換後の燃
   焼ガスを所定温度に調整して保持帯に供給する燃焼ガス
   供給配管とを備えたことを特徴とする請求項１記載のス
   トリップの溶融金属メッキ設備。