JPH07116580B2

JPH07116580B2 - 冷却機能付き保持帯を有する合金化炉

Info

Publication number: JPH07116580B2
Application number: JP63272447A
Authority: JP
Inventors: 良一井出; 晴美重本; 祐弘飯田
Original assignee: 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH02122058A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、めっきを施したストリップを加熱、保持する
ことにより合金化めっき層を形成させる合金化炉、特に
保持帯に冷却装置と冷却流体排出手段を設けた冷却機能
付き保持帯を有する合金化炉に関する。

＜従来の技術＞従来、合金化炉では、第４図に示すようにめっきポット
１でめっきされワイピング装置２でその付着量を制御さ
れたストリップ３は、合金化炉４に入りその加熱帯５で
加熱され保持帯６で合金化温度に保持後、冷却されてい
る。

通常、加熱帯５の排ガスは、保持帯６入口で稀釈用空気
によって温度調節され、保持帯６出口で、排気される。
７はブロワである。

また、保持帯にストリップ冷却手段を有するガルバニー
ル炉としては、例えば特開昭60−159159に開示されたも
のがあるが、この構造では保持帯は１ゾーンであり、保
持帯の温度は調節可能であっても保持時間の調節が不可
能である。

これらの合金化炉では、何らかの理由、例えばめっき前
処理炉の能力またはめっき付着量制御の能力の関係から
通板速度が変化した場合およびめっき層中の成分変更に
ともなう目標保持時間が変化した場合にきめこまかな対
応ができない。

従来炉では、保持帯の長さが一定などで、通板速度が変
化すれば保持時間も変化し保持時間を制御できず、特開
昭60−159159では「保持有」または「保持無」の選択し
かできず、保持時間の制御はできない。

また、保持帯６を冷却帯として使用する場合において、
通板されるストリップ３を冷却するために保持体６入口
から供給された冷却用流体は、保持帯６内を加温されな
がら通過し次第に冷却用流体の温度が上昇して保持帯６
出口で排気されるから冷却効率が悪く均質な合金化が不
能である。

＜発明が解決しようとする課題＞合金化めっき鋼板は、非合金化めっき鋼板と比較し、表
面被覆の密着性、塗装性などに優れており、自動車用、
家電用を主体に広く利用されている。

高品質の合金化めっき鋼板を製造するためには、素地鉄
とめっき金属との合金化反応を生じさせる加熱帯での加
熱温度および合金化の均一化を行なう保持帯での保持時
間を厳格に制御する必要がある。

しかし、保持帯長が固定では必要保持時間とライン速度
とは一義的に決まってしまい、それぞれ異なる処理速度
能力を持つ複数の設備からなる連続ラインでは、所定の
保持時間が必ずしも得られない。

そのため、何らかの理由で通板速度が変化した場合、も
しくはめっき層の成分が変化し目標保持時間が変化した
場合、保持時間が目標から大きくはずれ、目標より長く
なれば合金化反応が進行しすぎ焼けすぎとなり、合金化
層がはがれるパウダリングが問題となりやすい。

また逆に、保持時間が短すぎると合金化反応が進行せ
ず、焼け不足、または焼けむらが発生し製品として不適
当であるという問題点があった。

また、保持帯を冷却帯として使用する場合に供給される
冷却用流体の出口は、保持帯出側の排気口しかないため
保持帯を通過する間に冷却用流体の温度が上昇し、冷却
効率が悪いという問題点がある本発明は、保持帯を冷却帯として使用する場合に、効率
よく冷却できるようにした冷却機能付き保持帯を有する
合金化炉を提供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞上記目的を達成するために、本発明によれば、めっき直
後のストリップを加熱、保持する合金化炉において、め
っきを施したストリップを加熱する加熱帯と、一定温度
に保持する保持帯とを備え、該保持帯をストリップの通
板方向に２以上のゾーンに分割可能なゾーン分割部材を
各ゾーン出側に設け、該各分割部材の上流にそれぞれ遮
断弁を有する排気ダクトの一端を開口し、その他端は排
出管を有する接続ダクトにそれぞれ連通し、前記加熱帯
に隣接する保持帯の第１ゾーンの入側に加熱帯から導入
される排ガスの温度を調節するための空気導入管を設
け、第２ゾーン以下の各ゾーンにそれぞれ冷却装置を設
けるとともに、冷却流体排出手段を設けてなり、該冷却
流体排出手段が、第２ゾーン以下の各ゾーンの通板され
るストリップの幅方向両側壁の一側壁に設けられ、かつ
開閉可能なドアを有する冷却流体排出口と、他側壁に第
２ゾーン以下の各ゾーンを連続して開口して設けられ、
かつ開閉可能なドアを有する冷却流体排出口とからなる
ことを特徴とする冷却機能付き保持帯を有する合金化炉
が提供される。

また、前記第１ゾーンも冷却装置と冷却流体排出手段を
有するのが好ましい。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

第２図は、一例として３ゾーンに分割された保持帯を有
する合金化炉の説明図である。

本発明の合金化炉４は、ストリップ３の入側に公知の加
熱帯５を設け、この加熱帯５の出側に３分割された保持
帯６が連設されている。

前記加熱帯５は常法により所定の温度に設定できるよう
になっている。

前記保持帯６の入側には、加熱帯５から導入される排ガ
スの温度を調節するための空気導入管８が設けられ、ブ
ロワ７により空気導入量を加減するようになっている。

３分割された各ゾーン6a、6b、6cの出側にはそれぞれ排
気ダクト9a、9b、9cと遮断弁10a、10b、10cが設けら
れ、接続ダクト11に接続され、排出管12から保持帯６外
へ排ガスが放散されるようになっている。

前記各排気ダクト9a、9b、9cの開口部の下流にはそれぞ
れゾーン分割部材13a、13b、13cが設けられ、また、第
２ゾーン6bおよび第３ゾーン6cにはそれぞれ冷却装置14
bおよび14cが設けられている。

前記ゾーン分割部材13a、13b、13cとしては、例えばガ
スシールまたは仕切板など、ストリップ３が通板でき、
かつ加熱帯５から導入された排ガスが遮断できるもので
あればよい。また、前記冷却装置14bおよび14cとして
は、冷却用流体、例えば空気を供給できるようにしたチ
ャンバー等でよい。

以上３ゾーンからなる保持帯を有する合金化炉について
説明したが、ゾーン数は多い程きめこまかな制御が可能
となる反面、設備費も増大するので３〜４ゾーン程度が
好ましい。

また、第１ゾーン6aには通常冷却装置は不要であるが、
必要に応じて冷却装置を設けても差支えはない。

なお、複数のゾーンに分割されない従来型の保持帯を有
する合金化炉については、上記説明において第１ゾーン
6aに冷却装置14aを設け、かつ第２および第３ゾーンを
除去した場合と同じであるので説明を省略する。

つぎに、保持帯６に設けた冷却流排出手段について、第
１図に示す３ゾーンからなる保持帯の斜視図に基づいて
説明する。なお、冷却装置はわかりやすいように省略し
てある。

第１ゾーン6aに冷却装置14aが設けられている場合に
は、第１ゾーン6aへ通板されるストリップ３の幅方向の
側壁61a、62aにそれぞれ冷却流体排出口63a、64が開口
されるとともに、該各排出口を開閉するためのドア65
a、66aが設けられている。

第２ゾーン6bには同様に側壁61b、62bに冷却流体排出口
63b、64が開口されるとともにドア65b、66bが設けられ
ている。

第３ゾーン6cにも同様に側壁61c、62cに冷却流体排出口
63c、64が開口されるとともにドア65c、66cが設けられ
ている。

通常、第１図で見て右側の保持帯側壁62a、62bには保持
帯をオフラインにリトラクト（移動）するための開口部
が加熱帯５の側壁から連続して設けられているので、こ
の開口部を冷却流体排出口64とすることができる（第１
図参照）。

第１図で見て左側の保持帯側壁61a、61b、61cの冷却流
体排出口63a、63b、63cは、右側のように連続して開口
する必要はなく、図示しない各冷却装置の長さ方向に対
応する全長または一部分あるいはそれ以上が開口されて
いればよい。

なお、保持帯６をリトラクトする必要のない合金化炉の
場合は、前記右側の排出口64も前記左側の排出口63a、6
3b、63cと同様に不連続に開口すればよい。

つぎに、本発明合金化炉の動作例について説明する。

第１図および第２図に示す合金化炉において、ストリッ
プ３がめっきポット１に浸漬されたのち、ワイピング装
置２にて余分なめっきを払拭され、所定のめっき厚に調
整される。

続いて、合金化処理をうけるために加熱帯５で所定温度
に加熱され、保持帯６にて必要時間だけ保熱をされる。

ここで、第１〜第３ゾーン6a、6b、6cをすべて保持帯と
して使用する場合は、冷却流体排出口63a、63b、63cお
よび64ならびに遮断弁10a、10bを閉とし、10cを開と
し、ゾーン分割部材13a、13bは使用せずに開放状態と
し、13cのみを使用して遮断状態とすれば、温度調節さ
れた排ガスは第１〜第３ゾーン6a、6b、6cを経由して排
気ダクト9cから排出管12を経て排出させることができ
る。

また、通板速度が低下または目標保持時間が短くなった
場合には、通板速度と保持時間から保持帯として使用す
るゾーン数を決定すればよく、例えば第１、第２ゾーン
6a、6bを保持帯として使用する場合は、遮断弁10bを開
とし、10a、10cは閉とし、ゾーン分割部材13a、13cは使
用せずに開放状態とし、13bのみを使用して遮断状態と
すれば、温度調節された排ガスは第１、第２ゾーン6a、
6bを経由して排気ダクト9bから排出管12を経て排出させ
ることができる。このとき第３ゾーン6cの両側壁61c、6
2cのドア65c、66cを開とし、他のドア65a、65bおよび66
a、66bを閉とし、かつ冷却装置14cから冷却用流体を供
給して第３ゾーン6cを冷却帯として使用する。

さらに保持長が短くてよい場合は、第２、第３ゾーン6
b、6cを冷却帯として使用するため、第２、第３ゾーン6
b、6cの両側壁61b、61c、62b、62cのドア65b、65c、66
b、66cを開とし、他のドア65a、66aを閉とし、かつ冷却
装置14a、14bから冷却用流体を供給し、ゾーン分割部材
13aを使用して遮断状態とし、排気ダクト9aから排出管1
2を経て排ガスを排出させればよい。

保持帯を４ゾーン以上に分割する場合も上記と同様の切
替えを実施すればよい。また、第１ゾーン6aに冷却装置
を設置して保持ゾーン無しに対応する場合や従来型の非
分割保持帯を冷却帯として使用する場合なども、同様の
切替えで行なうことができる。

＜実施例＞以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１）めっき付着量60g/m²にめっきされた亜鉛めっき鋼帯（幅
1200mm、厚0.9mm）を炉温1100℃に設定された加熱帯を
経由し、４ゾーンに分割された保持帯へ導入した。

この鋼板のめっき層中の合金化を均一にするために必要
な保持時間は10［秒］、保持帯各ゾーンの有効長は５
［ｍ］、ゾーン分割部材はガスシールとした。また、各
ゾーンの通板されるストリップの幅方向両側壁にそれぞ
れ流体排出口およびドアを設けた。

まず、最初にライン速度が90［mpm］であったので、第
３ゾーン出側のガスシールを使用して遮断状態とし、保
持帯の入側から第１〜第３ゾーンを保持帯、第４ゾーン
を冷却帯として使用した。

つぎに、ライン速度が60［mpm］となったので、第２ゾ
ーン出側のガスシールを使用して遮断状態とし、第１、
第２ゾーンを保持帯、第３、第４ゾーンを冷却帯として
使用した。

このように保持帯各ゾーンを保持・冷却帯に使い分ける
ことにより、必要保持時間を長短なく適正に守ることが
できた。

すなわち、第３図に示すストリップ通過時間と炉内温度
およびストリップ温度との関係説明図から明らかなよう
に、従来炉を用いた場合は保持帯での炉内温度は目標保
持温度（T₁）よりも高目にしている場合が多く、ストリ
ップ温度はT₁よりも少し上昇している。さらに、保持帯
長の切替えが不可能なため保持帯での保持時間（t₂）が
ライン速度に応じて変動することになっていた（Ａ点が
第３図で見て左右に移動してしまう）。そこで、加熱帯
の温度を変化させて焼けすぎ、焼け不足を防止するとい
う複雑な操業を行っていた。

これに対し実施例では、保持帯の各ゾーンをライン速度
に応じて保持・冷却帯に使い分けることができるから保
持ゾーンの炉温をT₁に設定でき、ライン速度が変化して
も保持帯の各ゾーンを使い分けることにより常に保持ゾ
ーンにおけるストリップ保持時間を目標保持時間（t₁）
とすることができ、従来炉を用いた場合にはライン速度
変更時の長時間保持におけるパウダリング性不良などの
不良品が0.5wt％（製品500トンに対し）発生したが、上
記実施例では製品300トン中焼けすぎ、焼け不足の発生
はなく高品質の合金化めっき鋼板が得られた。

また、実施例では冷却帯として使用したゾーンの両側壁
を開放として冷却用流体を排出するようにしたため、冷
却用流体がストリップに衝突後直ちに炉外に排出され、
従来炉で見られた冷却用流体の温度上昇による約10％の
冷却能力低下を防止できた。

また、実施例では冷却帯として使用したゾーン内が大気
圧開放状態となるため冷却用流体供給用ファン動力が単
位供給量当り約５％低減できた。

＜発明の効果＞本発明は、以上説明したように構成されているので、合
金化炉の保持帯を冷却帯として使用する場合に、供給さ
れる冷却用流体がストリップに衝突後直ちに炉外へ排出
されるため、冷却効率の向上と冷却用流体供給動力の低
減がはかれるという効果を奏する。

また、保持帯を複数のゾーンに分割して保持・冷却帯に
使い分けることにより、加熱帯において最適合金化温度
まで、加熱したのち、保持帯で目標時間だけ保持するこ
とが可能となり、ストリップ板厚の変化等によるライン
速度の変更に際しても、ライン速度の変化に応じて瞬時
に保持帯長を変更して目標時間だけ保持できるようにな
り、加熱帯での加熱温度を変更する必要がない。また、
めっき中の成分、例えば合金化速度に大きな影響を与え
るAlの濃度等の変化に応じて目標保持時間が変化した場
合でも、加熱帯の能力を変えずに瞬時に保持帯長を変化
させ保持時間を変更できる。

従って、操業変化時に保持帯の熱応答に要していた時間
に発生していた不良が発生しなくなった。

さらに、本発明により、保持帯における保持時間、保持
温度が厳密に制御可能となり合金化めっき鋼板の不良率
の発生が0.5wt％から0.2wt％に低減できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、３ゾーンからなる保持帯の一部省略斜視図で
ある。第２図は、３ゾーンに分割された保持帯を有する本発明
合金化炉の説明図である。第３図は、ストリップ通過時間と炉内温度およびストリ
ップ温度との関係を示すグラフである。第４図は、従来の合金化炉の概要を示す線図である。符号の説明１……めっきポット、２……ワイピング装置、３……ストリップ、４……合金化炉、５……加熱帯、６……保持帯、 6a……第１ゾーン、 6b……第２ゾーン、 6c……第３ゾーン、 61a、61b、61c、62a、62b、62c……保持帯側壁、 63a、63b、63c、64……冷却流体排出口（排出手段）、 65a、65b、65c、66a、66b、66c……ドア、７……ブロワ、８……空気導入管、 9a、9b、9c……排気ダクト、 10a、10b、10c……遮断弁、 11……接続ダクト、 12……排出管、 13a、13b、13c……ゾーン分割部材、 14a、14b、14c……冷却装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−159159（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−121644（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−41780（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき直後とストリップを加熱、保持する
合金化炉において、めっきを施したストリップを加熱す
る加熱帯と、一定温度に保持する保持帯とを備え、該保
持帯をストリップの通板方向に２以上のゾーンに分割可
能なゾーン分割部材を各ゾーン出側に設け、該各分割部
材の上流にそれぞれ遮断弁を有する排気ダクトの一端を
開口し、その他端は排出管を有する接続ダクトにそれぞ
れ連通し、前記加熱帯に隣接する保持帯の第１ゾーンの
入側に加熱帯から導入される排ガスの温度を調節するた
めの空気導入管を設け、第２ゾーン以下の各ゾーンにそ
れぞれ冷却装置を設けるとともに、冷却流体排出手段を
設けてなり、該冷却流体排出手段が、第２ゾーン以下の
各ゾーンの通板されるストリップの幅方向両側壁の一側
壁に設けられ、かつ開閉可能なドアを有する冷却流体排
出口と、他側壁に第２ゾーン以下の各ゾーンを連続して
開口して設けられ、かつ開閉可能なドアを有する冷却流
体排出口とからなることを特徴とする冷却機能付き保持
帯を有する合金化炉。
【請求項２】前記第１ゾーンも冷却装置と冷却流体排出
手段を有する請求項１に記載の合金化炉。