JPS5871365A - 連続溶融メツキライン等における鋼帯の還元促進方法及びその装置 - 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】 本発明は、連続溶融メツキライン等の還元炉内における
銅帯の還元促進方法及びその装置Ｋｌｌする。

銅帯の連続溶融メツキライン等においては第１図、第２
図に示すように燃焼加熱炉（Ｈ）（］／）と溶融金属浴
（Ｆ）　（Ｆ’）との間に、還元帯（ｒ）及び第１徐冷
膏（虫）、第１急冷￥Ｆ　（ｃｍ）、第２徐冷帯（Ｃ８
）、第２急冷帯（Ｃ４）からなる還元炉（Ｒ）又は（Ｉ
Ｌ）を設け、燃焼加熱炉（Ｈ）（ｄ）において鋼帯（１
）表面上に生成した微細酸化膜を該還元炉（Ｒ）　（Ｒ
）内に還元性雰囲気ガスを注入（＄１１図ＫｊＰいては
第２急冷帯（Ｃ４）側から還元帯（ｒ）に向けて注入）
して還元除去している。

このような還元方法において、特に難還元性の酸化皮膜
の除去を促進し、メッキ密着性を高めるため従来から還
元炉温の上昇、メッキ浴温Ｏ上昇が行なわれるはか還元
性雰囲気ガス中の水素濃度の増加、ラインスピードの低
下等の対策が講じられている。

しかし１１！還元性の酸化皮膜を形成しやすい多くの高
張力用合金添加鋼に対しては、上記対策に伴う生産コス
トの増加は無視し得ない程太きくなシ、又これらの対策
だけではメッキが不可能な場合も多い。さらに近年連続
溶融メツキラインにおいては高生産性を目的とするライ
ンの高速化及び需要拡大に伴う被メツキ鋼種の多様化並
びに省エネルギ一対策に伴う還元性雰囲気ガス節約の観
点から、還元炉におけるメッキ前の銅帯表面の還元力の
向上が望まれているが、前述の対策はこれらの要求に逆
行し、全く新しい還元力向上対策が望まれていた。

このような要求に対し、還元性雰囲気ガスの還元炉への
送入方法に関する特公昭５５−４１２８６号「メッキ用
鋼板の連続熱処理ライン還元炉における銅帯の還元方法
」が提供されている。

この方法は、メッキ用鋼板の横型の連続熱処理ライン還
元炉において水素濃度１５〜７５憾の薪鮮な還元性雰囲
気ガスを圧力１０００〜３０００■ムｑ　の範囲で上下
方向より銅帯へ垂直に吹き付けて、銅帯の上下位置にお
ける炉内の還元ガス濃度を接近させることを特徴とする
ものである。さらに１この方法では高圧の還元性雰囲気
ガスを銅帯表面へ垂直に吹き込むことによって銅帯表面
に停滞する酸化性雰囲気ガスを打破して排除し、清浄で
新鮮な水素ガスで銅帯表面の酸化皮膜を急激に還元する
ことかで惠るとされている。

しかし以上の方法では、比較的高圧の新鮮な還元性雰囲
気ガスを銅帯に吹き付けるため、現在通常の横皺連続溶
融メツキラインで必要とされる量よシもかな９多くの量
のガスが新規に必要とな夛、さらに新規に炉内に送入す
るガスは炉内温度に比較してかなシ低温度なので、この
新鮮なガスの吹き付けによシ炉内及び銅帯が過度に冷却
される。そのため還元性雰囲気ガス必要量の増大が余儀
なくされ、また炉内温度及び銅帯温度の低下が銅帯の還
元力上低下させ、これらの温度を維持しようとすればエ
ネルギーが余分に消費されるという問題があった。

本発明は以上の従来技術の問題点を解決することを目的
としておシ、そのため第一の発明は還元炉内にある還元
性雰囲気ガスを銅帯表面に対し垂直若しくは喬直に近い
角度をもって吹き付けることによシ、銅帯の還元反応を
促進させ、また銅帯表面の酸化皮膜の還元に使用されな
いまま燃焼加熱炉で燃やされていたこの還元性雰囲気ガ
スを炉内で循環して使用することにより還元性雰囲気ガ
スの利用効率を高めることを特徴としている。さらに第
二の発明は第一の方法に係る発明の実施に使用するため
、還元炉内にある還元性雰囲気ガスを吸引する吸引口と
、この吸引口から吸引した還元性雰囲気ガスを銅帯表面
に吹１付ける送風装置とを還元炉に設けたことを特徴と
している。

以下本発明の具体的実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明を実施した横型連続溶融メツキラインの
概略図、第４図は本発明を実施した縦型連続溶融メツキ
ラインの概略図であシ、それぞれ第１図、第２図に始応
しておシ、ては燃焼加熱炉（Ｈ）から溶融金属浴（Ｆ）
に向けて銅帯（１）が移動し、その間に還元帯（ｒ）、
第１徐冷帯（Ｃ２）、第１急冷帯（Ｃ２）、第２徐冷帯
（Ｃ１）、第２急冷帯（Ｃ１）からなる還元炉（Ｒ）を
設けて、通常、第２急冷帯（Ｃ１）側から還元性雰囲気
ガスを注入し、銅帯（１）の表面の酸化皮膜の還元を行
なっている。この還元炉（Ｒ）において銅帯（１）表面
の片側、あるいは銅帯（１）表面をはさんで両側から炉
内にある高温の還元性雰囲気ガスを鋼１１（１）の表面
に垂直若しくＦｉ垂直に近い角度をもって高速に吹き付
は炉内にある還元性雰囲気ガスを循環して使用する。

まえ第４図に示す縦履連続溶融メッキラインにおいては
、同様に燃焼加熱炉（Ｈ）から溶融金属浴（ｉ’）に銅
帯（１）が移動する間に還元炉（Ｒ）内で還元性雰囲気
ガスによシ鋼帯（１）の表面の酸化皮膜の還元を行なっ
ている。この還元炉（ｄ）においても同様に銅帯（１）
表面の片側あるいは銅帯（１）表面を挾んで両側から炉
内にある高温の還元性雰囲気ガスを銅帯（１）の表面に
垂直若しくは垂泊に近い角度をもって高速に吹き付け、
炉内にある還元性雰囲気ガスを循環して使用する。

還元炉（幻（Ｒ′）内にある高温の還元性雰囲気ガスの
吹き付けによって銅帯（１）及び炉（Ｒ）（Ｒ）内の温
度を維持しつつ銅帯（１）の表面の酸化皮膜の還元が促
進され、高速の該ガスの鋼帯（１）表面への衝突効果に
よって鋼帯（１）表面の酸化物の物理的な除去が行なわ
れている。

次に本発明方法の実施例を示す。

実施例 下記表−１に示されたものは実際のメツキラインに対し
、メッキの付着しない不メツキ部分が生ずる水素濃度１
０優程度の還元性雰囲気ガス内で、第一の発明に係る還
元促進方法による場合と従来方法による場合のメッキの
付着面積及びメッキの付着した部分についての密着性の
調査の比較結果である。

１（不良）〜５（良好）の５段階評価 （実施条件） １）使用銅帯　　λ００■幅×０．４箇厚シリコンキル
ド鋼２）銅帯速度　　１００愼／分 ３）亜鉛浴温　　　　　　　４６０℃ ４）還元炉条件 還元ガス温度　　　７００℃ 水素濃度　約１０憾 露　　　　点　　　−２０’０ ５）ガス吹き付は条件 後述第５図に示す還元促進装置を使用 プロペラ外径　　　グ３００− プロペラ回転数　　２００Ｏｒｐｍ ガス吹き付は速度　３０〜４０　ｔｍ／　Ｓｅｃ装置配
置方法　　　千鳥配置片側２基ずつ計４基使用 表−１で示す通り本発明に係る方法を使用した場合は、
実施条件の項に示すような通常よシも不良な還元炉条件
のもとで、難メツキ鋼種であるシリコンキルド鋼に対し
ほぼ良好なメッキが可能である。

次に以上のような還元促進方法を実施する九めの還元促
進装置の具体的実施例について説明する。

第５図は還元促進装置（２）の一実施例を示したもので
ある。諌実−例では還元炉（（Ｒ）（Ｒ′）以下同じ）
の炉壁（２）に銅帯（１）の表面を挾んで両側Ｋ１元促
進装置傭）を取シ付けている。この還元促進装置（９）
は炉内にある還元性雰囲気ガスを吸引する吸引口（３）
と該吸引口（３）から吸引された咳ガスを銅帯（１）表
面に吹き付ゆる送風装置（４）とを有している。この吸
引口（勾は該送風装置（４）によって送風されるガス流
を銅帯（１）表面に垂直に吹き付けるため該炉壁（２）
内に立設された送風ガイド管（ロ）の側面に設けられて
いる。また送風装置（４）は、該送風ガイド管（ロ）内
に設けられ吸引口（３７よシ吸引したガスを流動させる
プロペラ（２）及びプロペラシャフト（２）と、炉外に
取り付けられプロペラ（ロ）を回転させる駆動装置−と
を備えている。さらにこの駆動装置ｏ４はプロペラシャ
フト（至）の炉ｍｏＯ外側の一端に設けられたプーリ（
２）と、炉外に設置された電動１！（図示せず）と、プ
ーリ四と該電動機との間にかけられたＶベルト（図示せ
ず）より成シ、この電動機の駆動がＶベルトを介してプ
ーリ（ハ）に伝達され、プロペラ（ロ）が回転せられる
ようになっている。このプロペラシャフト（至）は炉壁
（イ）に取り付けられた軸受部（２）によシ支えられて
いる。このプロペラ（至）の回転によりひきおこされた
炉内にある還元性雰囲気ガスの流れは、第５図矢印に示
すフローパターンのように、吸引口ｅ）よシ吸引され、
送風装置（４）によシ送風ガイド管（ロ）内を通って、
銅帯（１）の表面に対し、はぼ垂直な角度で吹き付けら
れる。

この還元促進装置（２）は、銅帯（１）表面の還元反応
を促進するほか炉内還元性雰囲気ガスを攪拌する効果に
よシ炉内の水素濃度を均一化し銅帯（１）の表裏の還元
率を均一化する作用もある。

なお、本実施例においては、はぼプロペラ（ロ）前面に
プロペラ（２）径とほぼ径を−にする円柱状のガス流が
得られるため広幅の銅帯（１）に対しては、銅帯（１）
の全幅にわたって吹き付けを行なうことが不可能々場合
があるが、このような場合は鋼帯０）の幅方向に数台の
本装置（２）を配置すれば良い。もちろんこの装置（２
）は横型、縦型両方のメツキラインに適用可能である。

また第６図に還元促進装置（２）の他の実施例を示す。

第６図（ａ）は本装置（２）の正面図、また第６図伽）
は本装置（２）の側面図であ、９、（１）は銅帯である
。

本実施例における還元促進装置（２）は、還元炉（Ｒ）
　（Ｒ）内に設けられ、該炉内にあるガスを吸引する吸
引口（３）と、該吸引口Ｌ３Ｊから吸引され九ガスを後
記ノズル（５）に送風する送風装置（４）と、鋼Ｗ（１
）表面に面して設置され送風装置（４）によって高速で
送風されるガスを銅帯（１）の表面に吹き付けるノズル
優）とからなる。該送風装置（４）は吸引口（２）の穿
設された炉壁斡のくぼみ内に収納されたプロペラに）と
、プロペラシャフト（２）と、炉壁（７）外側に設けら
れこのプロペラ（２）を回転する駆動装−（ロ）（前述
の実施例と同じ）とからなる。蚊ノズル（５）は第６図
−）Ｋ示すように銅帯（１）の表面を挾んで両側に設け
られている。またノズルφ）の代表的な形状を第７図（
ａ）〜（ｃ）に示す。第７図−）のノズル（５）　ａ円
筒形のノズルヘッダｖ）Ｋ長手方向に幅の狭いスリット
（ト）を設けただけのノズル、第７図（ｂ）のノズル（
５）は円筒形のノズルヘッダ（財）に吹き付はガスの流
れに、よシ方向性を与えるためのノズル先端部（２）を
設け、この先端部（至）の長手方向に幅の狭いスリット
に）を設けたノズル、第７図（Ｃ）はノズルヘッダ（ロ
）とノズル先端部ａ鴫を一体構造とし、この先端部（至
）の長手方向に幅の狭いスリット（財）を設けたノズル
である。

この還元促進装置（２）は第７図伽）に示すように送風
装置（４）によって吸引口（３）から吸引された炉内ガ
スが、該送風装置（４）によって、銅帯（１）の表面に
近接した位置に設けられているノズルヘッダ（ロ）に送
風され、このガスがノズルスリット（至）から鋼帯（１
）の幅方向全域にわたつて吹き付けられる。また第６図
−）Ｋ示すように本実施例においては、銅帯（１）の表
面両側から該ガスが吹き付けられる。またガスの吹き付
は角度は第７図−）Ｋ示すように１鋼帯（１）に対しノ
ズル（５）を適切な任意の角度に取シ付けることにより
調整される。このノズル（５）から吹き付けられるガス
流は、大略流速１５０　ｍ／８ｔｉｅ以下、風圧１５０
〜２００ｍｍＡ（ｌである。

本実施例の還元促進装置（２）によれば、前述の実施例
と比べ、同条件下で同程度以上の結果を得ることができ
るだけでカ＜、鋼帯（１）の幅方向に均一にガスを吹き
付けることができ、また広幅鋼帯α）の場合にもその幅
方向に数台の還元促進装置ψ）を設ける必！！はなくな
る。

第８図は諌還元促進装置ψ）の別の実施例を示したもの
である。

本実施例において還元促進装置（２）は炉壁（２）に設
けられた吸引口（３）と、この吸引口（３）Ｋ連結し炉
外に設けられたパイプ（６）と、このパイプ（６）内に
導入したガスを後記ヘッダ四に送風する送風装置（４）
と、パイプ（６）に連結し炉ａｏＯの外側面に沿って設
けられ、送風装置（４）によって送風されたガスを導入
するヘッダ曽と、このヘッダーから炉内に張シ出したノ
ズル（５）とから成る。該送風装置（４）はパイプ（６
）内に収納されたプロペ５（６）及びプロペ９シヤ７）
（２）と、該パイプ（６）の外側に設けられプロペラシ
ャフト（２）に連結しプロペラ（ロ）を回転させる駆動
装置０４　（本実施例では電動機）より成るが、プロペ
ラ（６）等のかわりに圧縮機等上用いても良い。またノ
ズル（５）の形状は”第７図−）〜（ｃ）　Ｋ示した前
述の実施汐りのものを用いても良い。

この実施例においては、炉内にあるガスを送風装置０に
よって吸引口（３Ｊからパイプ（６）を通って一旦炉外
に抜き出した後、ヘッダーに送風し、このヘッダ輪から
各ノズル優）に送り込まれ、該ガスはノズルスリット−
から銅帯（１）表面に向けて高速で吹き付けられる。

この実施例の装置（２）によれば、使用される送風装置
（４）の数を削減で龜るという利点がある。また送風装
置（４）を炉外に設置することは保守保全Ｏ際に便利で
ある。さらにパイプ（６）によやガスを一旦炉外に出す
こととしたため、送風装置（４）に、圧縮機等のガスを
２より昇圧できる気体輸送機を使用して、前述の実施例
よシも格段の高圧力のガスを銅帯（１）の表面に対し吹
き付けることができ、より鋼帯（１）の表面の還元を促
進することができる。

第９Ｗ７Ａは前記実施例の炉外に設けられたパイプ（６
）の途中に還元性雰囲気ガス中ＯＩｌ素及び水分を除去
する還元ガス精製装置（７）を設けた還元促進装置は）
の他の実施例を示したものである。

この還元ガス精製装置（ηは還元性雰囲気ガス中の酸素
を骸ガス中の水素と反応させて水分とする反応器と、こ
の生成した水分と還元性雰囲気ガス中に尚初から存在す
る水分を合わせて除去する一着装置とから構成される。

この還元促進装置（２）Ｋよれば、パイプ（６）内を侵
入してきたガスが還元ガス精製装置（７）によってその
中に混在する酸素及び水分を除去し、ガスの還元能力を
向上させた後、送風装置（４）によってノズル（５）か
ら銅帯（１）の表面に吹き付けることができる。

この還元ガス精製装置（７）により還元性雰囲気ガス中
の酸素及び水分は表−２のように変化する。

さらに、実際の溶融メッキツインにおいて本実施例にお
ける還元ガス精製装置（７）を備えた還元促進装置（２
）を使用し喪場合と、使用しなかった場合の結果を下記
表−３に示す。

Ｏυ　密着性評価は、 １（不ｊＬ）〜５（良好）のｓ段階評価！！ｉ！−３で
示すとお）、還元促進装置Ｑ）を使用しない場合はもち
ろん、還元ガス精製装置（ηを備えていない前述の３つ
の実施例における還元促進装置儲）に比べ、本実施例の
還元ガス精製装置（７）を備える還元促進装置幹）の方
が還元率及びメッキ書着性勢祉、よシ一層向上ツキライ
ンの還元炉（Ｒ）　ｃｉ＞において適用されるのみなら
ず□、銅帯を連続′的に熱処理しながら銅帯表面の還元
を行なう炉、例えば鋼帝の連続焼鈍ライン等においても
適用され得べきものである。

以上のように本発明によれば、炉内にある還元性雰囲気
ガスを銅帯表面に対し垂直若しくは働直に近い角度をも
って吹き付けるため、銅帯の還元反応を促進させると共
に１鋼帯表面の酸化皮膜の還元に使用されない１１燃焼
加熱炉で燃やされていたこの還元性雰囲気ガスを炉内で
循環して使用することにょシ、還元性雰囲気ガスの利用
効率を高めることがで□きるというすぐれた効果を有し
ている。このような本発明による還元力の向上によ）難
メツキ鋼種についてもそのメッキ性を向上することがで
き、さらに還元性雰囲気ガスの利用効率の向上により、
当該ガス消費量を節約できる。また新規ガス吹き付けに
伴う炉内及び銅帯温度の低下を引き起こすことなく還元
反応を促進することができ、そのため炉内及び銅帯温度
を維持するためのエネルギーの消費量を節約することが
可能となる。加えて還元高速化を図シ、その生産性を向
上でき、ま良還元性雰囲気ガス使用量の節約及びエネル
ギー消費量の節約によシ生産コストの低減も可能となる
等の優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の横置連続溶融メツキラインの概略図、第
２図は従来の縦型連続溶融メツキラインの概略図、第３
図は第一の発明の方法を使用した横型連続溶融メツキラ
インの概略図、第４図は第一の発明の方法を使用した縦
型連続溶融メツキラインの概略図、第５図は第二の発明
に係る還元促進装置の一実施例の説明図、第６図−）は
第二の発明に係る還元促進装置の他の実施例の正面図、
第６図伽）は第６図−）の装置の側面図、第７図（ａ）
　（ｂ）　（ｃ）はノズルの形状を示す斜視図、第８図
は第二の発明に係る還元促進装置の他の実施例の説明図
、第９図は第二の発明に係る還元促進装置の他の実施例
の説明図である。 図中、（１）は銅帯、（２）は還元促進装置、９）は吸
引口、（４）は送風装置、（５）はノズル、（６）はパ
イプ、（７）は還元ガス精製装置、（Ｒ）　（Ｒ）は還
元炉、（ｒ）は還元帯、（ｃｉ）は第１徐冷帯、（Ｃり
は第１急冷帯、（Ｃ，）は第２徐冷帯、（Ｃ４）は第２
急冷帯を各示す。 特許出願人　日本鋼管株式会社 発明者　原　　富　啓 同　　　　安谷屋　武　志 同　　　　　　　　　安　　　藤　　　嘉　　　紹同　
　　　　　　　　　島　　　　１）　　聡　　　−同　
　弁膜士　　　吉　　　原　　　弘　　　子′彩・：・
、；）・τ、°− 一二 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続溶融メツキライン等の還元炉で還元性雰囲気ガ
   スを用いて行なう銅帯の還元における還元促進方法にお
   いて、炉内にある還元性雰囲気ガスを銅帯表面に対し垂
   直若しくは垂直に近い角度をもって吹き付けることｆ％
   黴とする銅帯の還元促進方法。 ｉ　還元炉内に設けられ該炉内にある還元性雰囲気ガス
   を吸引する吸引口と、該炉に取シ付けられこの吸引口か
   ら吸引し九還元性雰囲気ガスを銅帯表面に垂直若しくは
   −直に近い角度をもって吹き付ける送風装置とを備える
   仁とを特徴とする還元促進装置。