JPS6115957A - 溶融亜鉛めつき用合金化炉 - 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】 この発明は溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備に関し、特に
その溶融亜鉛めっき浴の直上においてめっき層の合金化
処理を行なうための合金化炉に関するものである。

周知のように溶融亜鉛めっき鋼板としては、そのめっき
層全体をＦｅ−Ｚｎ合金層とした合金化処理溶融亜鉛め
っき鋼板が知られている。このような合金化処理（いわ
ゆるガルバニール処理）は、第１図に示すように溶融亜
鉛めつき槽１の直上に合金化炉２を配設しておき、めつ
き槽１から引上げられた鋼板３の表面の亜鉛をダイスや
気体噴出装置等の絞り装置４で絞って亜鉛付着量を調整
した俵、直ちに合金化炉２において例えば６００〜７０
０℃程度に加熱して亜鉛層と鋼素地との間に相互拡散を
行なわせるのが通常である。

ところで従来の合金化炉２としては、第２図および第３
図に示す如く、めっき鋼覧３の板面に対向するように複
数のバーナ５を垂直な炉壁６に分散配置しておき、めっ
き鋼板３の板面に向けて直角に各バーナ５から火炎７を
放射させる方式のものが主流であったが、このような合
金化炉においては次のような問題があった。

すなわち第２図、第３図の合金化炉′でパは、めっき鋼
板の幅広い板面全体を加熱するための多数のバーナ５を
配設しなければならないが、このように多数のバーナを
設けた場合、各バーナ間に送り込まれる燃料ガスや燃焼
用エアーのアンバランスが生じ易く、そのため各バーナ
の火炎の長さが均一とならず、その結果めっき鋼板の板
幅方向に加熱温度の不均一が生じ、極端な場合は長過ぎ
る火炎がめつき鋼板の表面に直接接触してヒートスポッ
トが生じ、その結果合金面が平滑とならなくなる不都合
がある。

また上述のように板幅方向に加熱温度がばらつく結果、
板幅方向の一部では温度が合金化のための適切な温度範
囲を外れてしまうことがある。すなわち溶融亜鉛めっき
鋼板の合金化処１１＆：おいては、加熱温度が高過ぎれ
ば合金化が過度となって合金層の密着性が悪化し、鋼板
にプレス成形等の加工を施す際に合金層が剥離する問題
が生じ、逆に加熱温度が低過ぎる場合には合金化が充分
に進まず、この場合めっき層の硬度が高いため成形加工
の課に表面に割れが生じる等の問題があり、したがって
合金化処理においては加熱温度を適切に制御することが
重要であるが、上述のように板幅方向の一部で適切な温
度範囲を外れれば、その部分で合金−の剥離や割れが発
生してしまうのである。

さらに、Ｎ焼バーナにおいては火炎の安定維持のために
バーナタイル長さを長くとらなければならず、そのため
バーナタイルを含むバーナ自体の！量が大きくなるに加
えて、多数のバーナを設置しているため、炉Ｉ！は大重
量を支える構造としなければならず、したがって従来は
炉壁の耐火物として重−が大きい耐火レンガを使用せざ
るを得す、またその厚みも相当に厚くする必要があった
。そのため合金炉全体の重量も大きくなり、しばしば移
動させる必要のある合理他炉としては問題があった。ま
た上述のように炉壁として耐火レンガを用いかつその厚
みも厚いため、炉壁の熱容量が著しく太き（、そのため
炉温を変化させる際の制御応答性が悪い欠点もあった。

すなわち例えば先行する鋼板に板厚の異なる鋼板（後行
板）を接続して連続処理する場合には、板厚に応じて合
金化処理のための炉温を変化させなければならないが、
上述のようにか温制御の応答性が悪いため、後行板に適
した炉温に即座には至らず、そのため後行板にかなりの
長さにわたって合金化不良が発生する問題があった。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、溶融亜
鉛めっき後の鋼板を板幅方向に均一かつ安定して加熱し
て、常に良好な合金化めっき層が得られるようにすると
ともに、炉壁を軽量かつ熱容量が小さい耐火材で構成し
得るようにして、炉体の重量を軽減するとともに加熱温
度制御に対する応答性を良好になし得るようにした溶融
亜鉛めっき用合金化炉を提供することを目的とするもの
である。

すなわちこの発明の合金化炉は、溶融亜鉛めっき槽の直
上に配設され、亜鉛めっき後の鋼板が炉体の下端から進
入して上端から排出されるようにした溶融亜鉛めっき用
合金化炉において、炉体の下端部の両側、すなわち亜鉛
めっき後゛の鋼板の進入口の両側に、鋼板の幅方向に拡
がったＷＩｍ帯状の火炎を発生するバーナを上方に向け
て配設したことを特徴とするものであり、このような構
成とすることによって、鋼板はその板面と平行に拡がる
ｗＩｓ帯状の火炎によって加熱されることになり、その
結果銅板の板幅方向の加熱温度のばらつきが生じ難くな
り、また垂直な炉壁にバーナが取付けられていないため
その垂直な炉壁を軽量がっ熱容量の小さい耐火材で形成
することが可能となるのである。また特に前記バーナを
、鋼板の板幅方向に複数の領域に区分しかつ各領域ごと
に火炎を制御ｌ（調整）し得る構成とすることによって
、鋼板の板幅が変わる場合でもその板幅に応じて各領域
の火炎を調節することが可能となる。

以下にこの発明の合金化炉の実施例について第４図〜第
６図を参照して詳細に説明する。

第４図はこの発明の合金化炉を、溶融亜鉛めっき後の鋼
板３の板面に対し直交する垂直断面で示すものであり、
炉体８の下端部には溶融亜鉛めっきを施した直後の鋼板
３を連続的に進入させるための進入口９が形成され、炉
体８の上端部には処理後の鋼板３を連続的に排出するた
めの排出口１０が形成されている。そして炉体８の下端
部における進入口９の両側の位置、すなわち鋼板３を挾
む両側の位置には、それぞれＩｌ！帯状の火炎１１を発
生するように帯状（スリットもしくは複数個の穴を巾方
向に設けたもの）の火口１２が形成されだバーナ１３．
１４が上方に向けて配設されている。これらのバーナ１
３．１４は、第５図に示す如く前記薄膜帯状の火炎１１
の拡がり方向（幅方向）Ａが前記鋼板３の板幅方向Ｂと
平行となるように、前記火口１２の長さ方向が鋼板３の
板幅方向Ｂと平行に位置決めされている。

さらに前記バーナは、第６図に詳細に示す如く、鋼板の
板幅方向に複数の領域１５Ａ〜１５Ｅに区分されかつそ
れぞれの領域１５Ａ〜１５Ｅの火炎が独立に制御可能と
なるように構成されている。

すなわち第６図において、燃料ガスが流通する内側通路
１６と燃焼用エアーが流通する外側通路１７とを有する
２重管状のバーナのバーナ本体１８の各通路１６．１７
が、複数の隔壁１９によって遮断されて各領域１５Ａ〜
１５Ｅに区分され、燃料ガス供給配管２０を接続した燃
料ガス分配管２１とバーナ本体１８の各領域１５Δ〜１
５Ｅの内側流路１６とがそれぞれ分岐管２２Ａ〜２２Ｅ
によって連結されるとともに、燃焼用エアー供給配管２
３を接続した燃焼用エアー分配管２４とバーナ本体１８
の多額・域１５Ａ〜１５Ｅの外ｃｆＩ流路１７とがそれ
ぞれ分岐管２５Ａ〜２５Ｅによって連結され、各分岐管
２２Ａ〜２２Ｅ、２５Ａ〜２５Ｅのうち、中央の領［１
５Ａに対応する分岐管２２Ａ、２５Ａを除く分岐管２２
Ｂ〜２２Ｅ１２５Ｂ〜２５Ｅにそれぞれ流量制御弁２７
に設けられており、このような構成とすることによって
各領域１５Ａ〜１５Ｅにおける燃料ガス流量および燃焼
用エアー流量をそれぞれ独立に制御して、各領域１５Ａ
〜１５Ｅの火炎を独立に調節することができる。

上述のような合金化炉においては、鋼板３がその板面に
平行に沿った薄膜帯状の火炎１１によって加熱されるた
め、第２図および第３図に示される従来の合金化炉の如
くバーナの火炎の長短によって鋼板３の板幅方向に加熱
温度のばらつきが生じるおそれが極めて少ない。また実
際の操檗にあたっては、種々の板幅の鋼板が処理される
ことになるが、各領域１５Ａ〜１５Ｅの火炎、特に両サ
イドの火炎を調節することによって、無駄な燃料消費を
伴なうことなく板幅に応じた最適な幅の火炎を発生させ
て効率良く合金化処理を行なうことができる。なお上述
の合金炉においてはバーナ１３．１４は炉体８の下端部
に取付けられているから、垂直な炉壁８Ａ、８Ｂは特に
六重りを支える構造とする必要がなく、したがって炉壁
８Δ、８Ｂとしては耐火レンガを使用する必要がなく、
著しくｗｉｎなセラミックファイバー等を使用すること
ができる。そしてこのようにセラミックファイバー等を
用いることによって、炉体の軽量化をもたらすのみなら
ず、炉壁の熱容量を従来よりも著しく小さくして、炉温
制御時の応答性を従来よりも格段に向上させることがで
きる。

次にこの発明の合金化炉についての実験結果を、従来の
第２図、第３図に示す合金化炉についての実験結果と対
比して説明する。

第７図は炉内の炉幅方向（したがってｗ４板３の板幅方
向）の温度分布を示すものであり、適正な合金状態を得
るために必要な温度範囲６００〜７００℃に対して、従
来の合金化炉の場合には炉内の温度分布が６１０〜６９
５℃と大きく、そのため炉温か若干でも変動すれば幅方
向の一部で適正な温度範囲を外れ、過度の合金化あるい
は合金化不足が生じ、前述のように成形加工時の合金層
の剥離または表面割れが発生するおそれがあることが判
る。これに対しこの発明の合金化炉の場合、温度分布が
上下２０℃の範囲内に納まり、したがって多少の炉温変
動があっても常に適切な渇度笥囲内に維持して、安定し
て適切な合金化処理を施し得ることが明らかである。

第８図は、処理すべき鋼板の板厚変化などに対応させる
べく設定炉温を変化させた場合の炉内温度の時間的変化
を示す。なおこの場合この発明の合金化炉では炉壁とし
てセラミックファイバーを用い、また従来の合金化炉で
は炉壁として耐火レンガを用いた。第８図から明らかな
ように設定炉温を５０℃上昇させるた、め（従来の合金
化炉では約１０分間を要したのに対し、この発明の合金
化炉ではわずか３分間で上昇させることができた。

このことから、この発明の合金化炉を使用した場合に、
先行する鋼板に対し厚みの異なる他の鋼板（後行板）を
接続して連続処理する場合でも、合金化不良が生じる部
分の長さが従来の合金化炉を用いた場合よりも格段に短
かくなることが判る。

以上の説明で明らかなようにこの発明の合金化炉によれ
ば、ｒ８Ｉ＆亜鉛めっき後の鋼板を＠幅方向に均一かつ
安定して加熱することができ、したがって鋼板の全幅に
わたって適切な合金化状態のめっき唐を有する優れた合
金化処理亜鉛めっき鋼板を安定して骨ることができる。

またこの発明の合金化炉は、炉壁を軽量かつ熱容量の小
さいセラミックファイバー等のａｍ耐火材で形成するこ
とができ、したがって炉体を軽量化することができると
ともに、加熱温度制御に対する応答性を従来よりも格段
（こ高めることができる３、そしてまた、バーナを特に
？Ｗ数の領域に区分した実施態様にあっては、板幅に応
じて適切に火炎を調整して無駄な燃料ガス消費を避けて
、燃料原里位の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

１ｆｆ１図は一般的な合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
設備の一例を示す略解図、第２図は従来の合金化炉の一
例を示す縦断面図、第３図は第２図のｍ−１ｓにおける
断面図、第４図はこの発明の合金化炉の一例を示す縦断
面図、第５図は第４図の合金化炉におけるＷ４ｒ１とバ
ーナの位１ｍ係を示す斜視図、第６図は第４図の合金化
炉に使用されるバーナを示す模式的な断面図、第７図は
この発明の合金化炉および従来の合金化炉における炉幅
方向の温度分布を示す線図、第８図（Ａ）、（Ｂ）はそ
れぞれ設定温度変化時の炉温および燃料ガス僅の推移を
示す線図で、（Ａ）は従来の合金化炉について示す線図
、（Ｂ）はこの発明の合金化炉について示す線図である
。 １・・・溶融亜鉛めっき槽、　２・・・合金化炉、　３
・・・鋼板、　８・・・炉体、　１１・・・火炎、　１
３．１４・・・バーナ、　１５Ａ〜１５　Ｅ　−・・Ｗ
４域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融亜鉛めっき槽の直上に配設され、亜鉛めつき
   後の鋼板が炉体の下端から進入して上端から排出される
   ようにした溶融亜鉛めつき用合金化炉において、 炉体の下端部の両側に、鋼板の幅方向に拡がった薄膜帯
   状の火炎を発生するバーナを上方へ向けて配設したこと
   を特徴とする溶融亜鉛めつき用合金化炉。
2. （２）前記バーナが、鋼板の幅方向に複数の領域に区分
   され、各領域の火炎が独立に制御可能とされている特許
   請求の範囲第１項記載の溶融亜鉛めつき用合金化炉。