JPH1088304A

JPH1088304A - 連続式溶融メッキ装置

Info

Publication number: JPH1088304A
Application number: JP23790196A
Authority: JP
Inventors: Fumio Fujita; 文夫藤田; Kenji Araki; 健治荒木; Toshio Ishii; 俊夫石井; Takaharu Nagayama; 隆治永山; Tsutomu Fukushima; 勤福島; Michitaka Sakurai; 理孝桜井
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】スナウト内で発生する金属蒸気を効率的にス
ナウト外に排出して、熱処理炉内における金属華の生成
を低減し、またスナウト内における金属華の生成も低減
し、スナウト外に排出した金属蒸気の処理を容易に行
う。【解決手段】熱処理炉の出側から下方斜めに連なる筒
状のスナウトをその最下端が溶融金属ポットに浸漬する
ように配置して、該熱処理炉から抽出した鋼帯を該溶融
金属ポットに導いてメッキ処理する装置において、該熱
処理炉の出側またはスナウト内にシール装置、スナウト
下部にその端部が溶融金属ポット内に浸漬された排気
管、および、該排気管の途中に、該シール装置のシール
の隙間における雰囲気ガスの流れが常に熱処理炉からス
ナウト出口に向かう流れになるような量の雰囲気ガスを
吸気し、この吸気した雰囲気ガスを溶融金属ポット内に
導く吸気装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯に熱処理を施
した後、連続的に溶融メッキを施す連続式溶融メッキ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続式溶融金属メッキ装置を用いて、亜
鉛メッキ、亜鉛−アルミ合金メッキ、アルミメッキ等の
溶融金属メッキが行われている。

【０００３】連続式溶融金属メッキ装置の一例を図６に
示す。図６の装置では、加熱帯１と冷却帯２からなる熱
処理炉３の出口に、下方斜めに連なる筒状のスナウト４
がその最下端を溶融金属ポット５に浸漬して配置されて
いる。熱処理炉３で熱処理された鋼帯６は熱処理炉３の
出側ロール７を経て、スナウト４内を通過して、外気に
触れることなく溶融金属ポット５内に導かれる。溶融金
属ポット５内に導かれた鋼帯６は、浴中ロール８により
走行方向を変えられて、溶融金属ポット５の上方に引上
げられてメッキされる。

【０００４】スナウト４内は、熱処理炉３内と同じ還元
性雰囲気に維持されており、還元性雰囲気ガスはスナウ
ト４から熱処理炉３の入側に向かって鋼帯６に対して向
流に流れる。一般に、溶融金属ポット５内の金属は微量
ながらも蒸発する。スナウト４内で蒸発した金属蒸気
は、還元性雰囲気ガスの流れにのって上昇し、温度の低
いスナウト４の内壁や熱処理炉３の出口付近、あるいは
さらに上流の熱処理炉内で凝着して、粉状の生成物（以
下、金属華という）となって堆積する。

【０００５】金属華の量が多くなると、金属華は少しの
振動でも脱落し、鋼帯上に落着して、溶融メッキ金属に
巻き込まれて、鋼帯に不メッキやメッキ表面不良などの
表面欠陥を発生する。このため、定期的にスナウト４内
や熱処理炉３内の金属華を除去する必要がある。金属華
の除去は、装置を停止して行うので、生産効率を大きく
損なう。特に熱処理炉３内の金属華の除去は、熱処理炉
３の温度を低下してから行う必要があるため、生産能率
への影響が著しく大きくならざるをえなかった。

【０００６】前記金属華による問題を解決するために以
下の提案がなされている。特開昭６１−２４６３５２号
公報には、亜鉛−アルミ合金メッキ装置のスナウト内の
亜鉛華の凝固を防ぐために、スナウト内にシールを設
け、さらにスナウト下部に排ガス管を設けて、スナウト
内などへ供給された雰囲気ガスとともにスナウト内の亜
鉛蒸気をスナウト外に排出するようにした装置が記載さ
れている。

【０００７】また、特開昭６１−２４６３５３号公報に
は、前記公報に記載された装置に加えて、スナウト内の
シールの下部位置に給ガス管を設けるとともに、スナウ
ト壁を断熱し、かつ雰囲気ガスを加熱するヒータをスナ
ウト内や給ガス管内に設けることによって、スナウト内
の亜鉛蒸気の凝固を防止するとともに、亜鉛蒸気をスナ
ウト外にすみやかに排出するようにした装置が記載され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記した公報に記載さ
れる装置では、排ガス量が十分に多い場合、スナウト内
の亜鉛華の発生を防止することができるが、排ガス量が
少ない場合、スナウト内の亜鉛華の発生を防止すること
ができない。また、排ガス量が多い場合、排出される亜
鉛蒸気量が増大し、これに伴って排ガス管出口で亜鉛華
が大量に発生するが、発生した大量の亜鉛華を処理する
ことは容易でない。前記した公報には、発生する亜鉛華
の具体的な処理方法についての記載がない。したがっ
て、前記した公報に記載される装置を実操業に適用する
ことは難しい。

【０００９】本発明は、前記した事情を考慮してなされ
たものであり、スナウト内で発生する金属蒸気を効率的
にスナウト外に排出して、熱処理炉内における金属華の
生成を大幅に低減するこを可能にし、またスナウト内に
おける金属華の生成を低減するとともに、スナウト外に
排出した金属蒸気の処理を容易に行うことができる連続
式溶融メッキ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の手段は次のとおりである。

【００１１】（１）熱処理炉の出側から下方斜めに連な
る筒状のスナウトをその最下端が溶融金属ポットに浸漬
するように配置して、該熱処理炉から鋼帯を該溶融金属
ポットに導いてメッキ処理する装置において、該熱処理
炉の出側またはスナウト内にシール装置、スナウト下部
にその端部を溶融金属ポット内に浸漬した排気管、およ
び、該排気管の途中に、該シール装置のシール隙間にお
ける雰囲気ガスの流れが常に熱処理炉からスナウト出口
に向かう流れになるような量の雰囲気ガスを吸気し、こ
の吸気した雰囲気ガスを溶融金属ポット内に導く吸気装
置を設けた連続式溶融メッキ装置である（以下、第１発
明）。

【００１２】（２）前記（１）記載の発明が、さらにス
ナウト内壁を加熱する手段を有する連続式溶融メッキ装
置である（以下、第２発明）。

【００１３】（３）前記（１）または（２）記載の発明
が、さらにスナウトを振動する手段を有する連続式溶融
メッキ装置である（以下、第３発明）。

【００１４】スナウト内は、鋼帯の走行に随伴する雰囲
気ガスの流れがあるため、十分に攪拌されていると考え
られる。このため、溶融金属ポットから蒸発した溶融金
属の蒸気は、ほぼスナウト内に均一に充満していると考
えられる。スナウト内へガスを供給、排気してこのガス
の流れを変えて一方向の流れにするためには、供給・排
気するガス量を相当多くする必要がある。例えば、スナ
ウト内の断面の大きさが３０ｃｍ×２ｍ、鋼帯の走行速
度が２００ｍ／分であるとすると、スナウト内のガスの
流れは最大３ｍ／秒程度になると考えられる。この速度
と同等の一方向の流れをスナウト内に起こさせるには、
１．８ｍ³／秒≒１１０ｍ³／分程度のガスの供給、排
気を行う必要がある。このような量のガスを排気する
と、スナウト内の金属蒸気がほとんど排出されるが、排
気に伴いガス中の金属蒸気の蒸気圧が低下するため、ガ
ス中に金属蒸気が充満しているときに比べて溶融金属の
蒸発量が増大する。この多量のガスの処理およびガス中
に含まれる金属蒸気の処理が膨大になるため、これを実
操業に適用することは難しかった。

【００１５】本発明では、スナウト内のガスの排気を積
極的に調整して、熱処理炉出口またはスナウト内に設置
したシール装置のシール隙間におけるガスの流れが、シ
ール隙間の全ての位置で、常に熱処理炉側からスナウト
側に流れるようにスナウト内のガスの排気を行うことを
特徴としている。

【００１６】シールに対して、鋼帯はライン速度に等し
い速度で走行し、ロールはライン速度に等しい速度で回
転しているが、これに伴うガスの流れの解析を行って、
シール隙間の全ての位置で、雰囲気ガスの流れが常に熱
処理炉側からスナウト側に流れるようにするには、排出
ガス量Ｑがライン速度Ｖ_lineに対して、ほぼ下式（１）
を満足する必要があることを確認した。

【００１７】Ｑ≧ｋ₀・Ａ・Ｖ_line ^1/2 ・・・（１）ここに、Ａはシール隙間面積、ｋ₀はシール隙間、ガス
組成などにより決まる係数である。

【００１８】前記により得られる流量以上のガスをスナ
ウトから排出すれば、シールを通ってスナウト側から熱
処理炉側へのガスの流出を防止でき、このガス流れに乗
って金属蒸気が熱処理炉内へ拡散することを防止でき
る。しかし、前記ガス流量をあまりに大流量に設定する
と、スナウトから排出したガスの処理が問題になるの
で、必要最小限の適切な量に設定することが望ましい。

【００１９】シール性能にもよるが、平均シール隙間を
１０ｍｍとしてもＱは２〜５ｍ³／分になる。この量は
前記した既存技術で必要とされる量に比べて一桁以上少
ないガス量になる。このため、スナウト内の金属蒸気の
蒸気圧が大きく低下することがなく、また、溶融金属の
蒸発量が大きく増加することもない。

【００２０】排気ガスを溶融金属ポット内へ吹き込むこ
とによって、排気ガス中に含まれる金属蒸気が溶融金属
ポット内の溶融金属内に溶け込む。排気ガスは溶融金属
ポット浴面から大気中に流出するが、その際に、金属華
を生成することがほとんどない。排気ガスをこのように
して処理することができるので、設備を非常に簡略化で
き、また人手によらない作業ができる。

【００２１】シール隙間でのガスの流れが、シール隙間
の全ての位置で、熱処理炉側からスナウト側に流れるの
で、スナウト内の金属蒸気を含むガスがシールを超えて
加熱炉側に侵入することをほぼ完全に防止でき、加熱炉
内での金属華の生成を防止できる。したがって、生成さ
れる金属華については、スナウト内での対策だけに集中
することができる。

【００２２】金属蒸気が凝着して金属華が生じても、ス
ナウト内のみであるため、金属華の除去のために熱処理
炉全体の温度を低下する必要がなく、従来に比べて除去
作業を短時間にできる。

【００２３】また、スナウト下部からガスを排出するこ
とによって、スナウト内での金属華の凝着も少なくな
る。そのため、被メッキ鋼帯が浸漬を開始するメッキ浴
面への金属華の堆積も少なくなり、金属華の溶融メッキ
金属への巻き込みによるメッキ表面不良の発生が少なく
なることも期待できる。

【００２４】スナウト内壁を加熱する手段を設けること
によって、スナウト内壁を金属華の凝着温度以上の温度
に加熱しておくことができるので、スナウト内壁の金属
華の凝着を最低限に抑制できる。そのため、スナウト内
壁の金属華の除去清掃処理のピッチを大幅に長期化でき
る。

【００２５】スナウトを振動する手段を設けることによ
って、スナウトを振動してスナウト内壁の金属華を除去
することができるので、スナウト内壁の金属華を除去す
る清掃処理をさらに低頻度あるいは短時間にすることが
できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の第１発明の実施の形態に
ついて図１、図２を用いて説明する。

【００２７】図１は、本発明の第１発明の実施の形態を
示す図、図２は、図１のシール装置のＡ−Ａ断面矢視図
である。図において、１１はシール装置、１２は排気
管、１３は吸引ブロアを用いた吸気装置であり、シール
装置１１は加熱炉３の出側に設けられている。排気管１
２は、スナウト４の下部から吸気装置１３にガスを送る
排気管部材１２ａと、吸気装置１３から溶融金属ポット
５内にガスを送る端部が溶融金属ポット５内に浸漬され
た排気管部材１２ｂからなる。

【００２８】１１ａは、出側ロール７に巻付けられて走
行する鋼帯走行部において、出側ロール７の周面と熱処
理３の炉殻１６の間をシールする板状シールである。板
状シール１１ａは、出側ロール７の軸方向に延設されて
おり、走行する鋼帯６との接触を防ぎまたスナウト４か
ら熱処理炉３にガスが流れることを防ぐために必要な所
定の隙間が、板状シール１１ａと出側ロール７の間に設
けられている。

【００２９】１１ｂは出側ロール７と炉殻１６の間をシ
ールする板状シールである。板状シール１１ｂは、出側
ロール７の軸方向に延設されており、出側ロール７との
接触を防ぎまたスナウト４から熱処理炉３にガスが流れ
ることを防ぐために必要な所定の隙間が、板状シール１
１ｂと出側ロール７の間に設けられている。

【００３０】１１ｃは、側面シールであり、出側ロール
７の軸方向に延設された板状シール１１ａ、１１ｂの両
端部で、板状シール１１ａ、１１ｂおよび炉殻１６に取
付けられている。側面シール１１ｃの出側ロール７の近
接部は凹状の形状であり、出側ロール７との接触を防ぎ
またスナウト４から熱処理炉３にガスが流れることを防
ぐために必要な所定の隙間が、側面シール１１ｃと出側
ロール７の周面の間に設けられている。

【００３１】前記により構成されるシール装置１１を用
いて、以下に説明するようにして、スナウト４から熱処
理炉３にガスが流れることを防ぐことができる。

【００３２】シール装置１１において、シール隙間を通
ってスナウト４から熱処理炉３へ雰囲気ガスが流れるこ
とを防止するためには、前記したように排出ガス量Ｑ
（ｍ³／分）がライン速度Ｖ_line（ｍ／分）に対して、
ほぼ下式（２）を満足する必要がある。

【００３３】Ｑ≧ｋ₀・Ａ・Ｖ_line ^1/2 ・・・（２）ここに、Ａはシール隙間面積（ｍ²）、ｋ₀はシール隙
間、ガス組成などにより決まる係数であるので、予め、
シール隙間、ガス組成などに応じて係数ｋ₀の値を求め
ておくことにより、ライン速度に応じて必要な排出ガス
量Ｑを求めることができる。

【００３４】スナウト４内に直接雰囲気ガスが供給され
ないので、前記で求められるガス量を、スナウト下部か
ら吸気装置１３により吸気して、溶融金属ポット５内に
導けばよい。

【００３５】排出ガス量Ｑは前記で求められる最小流量
以上であればよい。例えば亜鉛メッキで、雰囲気ガス組
成を４〜８％Ｈ₂−残Ｎ₂、ライン速度を１２０ｍ／
分、シール隙間の平均を２０ｍｍとすると、数値解析に
よって得られた結果から、ｋ₀＝２０．５ｍ³／（分・
ｍ）であるので、必要な最低排出ガス量は、シール装置
の鋼帯幅方向のシール幅１ｍあたり４．５ｍ³／分にな
る。吸気装置によって、このガスをスナウト下部から溶
融金属ポット内に排出すればよい。例えば、シール装置
の鋼帯幅方向のシール幅が２ｍの場合、必要な最低排出
ガス量Ｑは９ｍ³／分になる。

【００３６】排出ガス量Ｑは、ライン速度に応じた流量
に制御しながら設定することもできるが、鋼帯の最大走
行速度において必要な排出ガス量に設定するのが、簡易
である。

【００３７】排出ガス量をあまりに大流量に設定する
と、スナウトから排出したガスの処理が問題になるの
で、排出ガス量は前記で求めた最小流量の１．５倍以下
にすることが望ましい。また、予期しない操業条件の変
動を考慮すると、排出ガス量は前記で求めた最小流量の
１．２倍以上の流量に設定することが好ましい。

【００３８】本発明に使用するシール装置としては、前
記で説明したシール装置だけでなく、公知のシール装置
を広く使用することができる。シール機構としてラビリ
ンスシールなどの公知の技術を用いることができる。ま
た、シール装置は、前記した加熱炉出側でなく、スナウ
ト４内に設けてもよい。

【００３９】本発明に使用する吸気装置としては、前記
で説明した吸気ブロアのみならず公知の吸排気装置を広
く使用することができる。

【００４０】本発明の第２発明の実施の形態について、
図３を用いて説明する。図３の装置は前記した第１発明
の装置に加えて、さらにスナウト内壁を加熱するための
加熱ヒータ１４がスナウト４の外側に設けられている。
加熱ヒータ１４はシート状に形成された電気ヒータから
なる。電気ヒータは図示されていない制御装置により、
スナウト内壁の温度を金属華の凝着温度以上に加熱して
おくことができるので、スナウト内壁の金属華の凝着を
最低限に抑制できる。そのため、スナウト内壁の金属華
の除去清掃処理のピッチを大幅に長期化できる。

【００４１】加熱手段としては、前記した電気ヒータだ
けでなく、その他の公知の加熱手段によることができ
る。また、シール装置を熱処理炉出側に設ける場合、加
熱手段は、必要に応じてさらにスナウトに連接する熱処
理炉出側に設けてもよい。

【００４２】本発明の第３発明の実施の形態について、
図４と図５を用いて説明する。図４の装置は前記した第
１発明の装置に加えて、さらにスナウト４を振動するた
めの振動装置１５を設けてある。振動装置１５は機械的
ハンマリング装置であり、その細部を図５に示す。

【００４３】図５において、２１はその一端が軸２２の
周りに回転自在のＬ型形状のハンマ、２３は軸２４の回
転により回転するカム、２５はバネ、２６はバネ抑え部
材であり、軸２２およびバネ抑え部材２６は架台２０に
取付けられ、軸２４は架台２０に取付けられた図示され
ていない軸受で軸支されている。

【００４４】ハンマ２１にはバネ２５により常に矢印の
方向の力Ｆが加えられており、またカム２３の外縁は屈
曲形状であり、図示されていない回転装置による軸２４
の回転を介してカム２３が回転すると、ハンマ２１の先
端２１_Tがスナウトを打撃して振動を与える。

【００４５】スナウト４を振動することによって、スナ
ウト内壁の金属華の除去を行うことができるので、スナ
ウト内壁の金属華を除去する清掃処理をさらに短時間で
行うことができる。

【００４６】振動手段としては、前記で説明した振動装
置だけでなく、公知の振動手段を用いることができる。
また、図４の装置に、前記第２発明で記載したスナウト
内壁を加熱するための電気ヒータ１４等の加熱ヒータを
設けることもできる。これにより、スナウト内壁の金属
華の生成が少なくなるので、スナウト内壁の金属華を除
去する清掃処理をさらに低頻度または短時間にすること
ができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、溶融金属ポットからの
蒸発した金属蒸気の熱処理炉への侵入がほぼ皆無にな
り、熱処理炉内の金属華の除去に伴う生産能率の著しい
低下を防止できる。

【００４８】また、スナウト内で発生した金属蒸気を少
ない排気ガスとともにスナウト外に排出して人手による
ことなく簡略な装置により処理できるので、人手による
金属華を処理する劣悪な作業を撤廃できる。

【００４９】スナウト内壁を加熱する手段を設けること
によって、スナウト内壁の金属華の除去清掃作業のピッ
チを大幅に長期化でき、また、スナウトを振動する手段
を設けることによって、スナウト内壁の金属華の除去清
掃作業をさらに低頻度あるいは短時間で行うことができ
るので、生産効率を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１発明の実施の形態を示す図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図。

【図３】本発明の第２発明の実施の形態を示す図。

【図４】本発明の第３発明の実施の形態を示す図。

【図５】本発明の振動装置を示す図。

【図６】連続式溶融金属メッキ装置を示す図。

【符号の説明】

３熱処理炉４スナウト５溶融金属ポット６鋼帯７熱処理炉の出口ロール８浴中ロール１１シール装置１１ａ、１１ｂ板状シール１１ｃ側面シール１２排気管１３吸気装置１４加熱ヒータ１５振動装置１６炉殻２１ハンマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永山隆治東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者福島勤東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者桜井理孝東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱処理炉の出側から下方斜めに連なる筒
状のスナウトをその最下端が溶融金属ポットに浸漬する
ように配置して、該熱処理炉から鋼帯を該溶融金属ポッ
トに導いてメッキ処理する装置において、該熱処理炉の
出側またはスナウト内にシール装置、スナウト下部にそ
の端部を溶融金属ポット内に浸漬した排気管、および、
該排気管の途中に、該シール装置のシール隙間における
雰囲気ガスの流れが常に熱処理炉からスナウト出口に向
かう流れになるような量の雰囲気ガスを吸気し、この吸
気した雰囲気ガスを溶融金属ポット内に導く吸気装置を
設けたことを特徴とする連続式溶融メッキ装置。
【請求項２】スナウト内壁を加熱する手段を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の連続式溶融メッキ装置。
【請求項３】スナウトを振動する手段を有することを
特徴とする請求項１または請求項２記載の連続式溶融メ
ッキ装置。