TWI485262B - 鋼帶之連續退火爐、連續退火方法、連續熔融鍍鋅設備及熔融鍍鋅鋼帶之製造方法 - Google Patents

鋼帶之連續退火爐、連續退火方法、連續熔融鍍鋅設備及熔融鍍鋅鋼帶之製造方法 Download PDF

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Description

鋼帶之連續退火爐、連續退火方法、連續熔融鍍鋅設備及熔融鍍鋅鋼帶之製造方法
本發明係關於一種鋼帶之連續退火爐、連續退火方法、連續熔融鍍鋅設備及熔融鍍鋅鋼帶之製造方法。
習知，於使鋼帶退火之連續退火爐中，廣泛地進行如下方法，即，於爐之大氣釋放後之啟動時或大氣進入至爐內環境之情形等時，為使爐內之水分或氧濃度減少，使爐內溫度上升而使爐內之水分汽化，相繼於此，對爐內供給惰性氣體等非氧化性氣體作為爐內環境之取代氣體，同時排出爐內之氣體，藉此將爐內環境取代為非氧化性氣體。
但是，此種習知之方法有如下問題，即，為使爐內環境中之水分或氧濃度降低至適於穩定操作之既定之水平需要長時間，且其間無法進行操作，故而使生產性顯著降低。
又，近年來，於汽車、家電、建材等領域中，可有助於結構物之輕量化等之高張力鋼(高強度材料(high tensile strength steel))之需求增加。於該高強度材料之技術中，若於鋼中添加Si，則表現出 可製造擴孔性良好之高張力鋼帶之可能性。又，於該高強度材料之技術中，若含有Si或Al，則表現出可提供容易形成殘留γ且延展性良好之鋼帶之可能性。
但是，若於高強度冷軋鋼帶中含有Si、Mn等易氧化性元素，則於退火中該等易氧化性元素會於鋼帶表面增濃而形成Si、Mn等之氧化物，其結果，有變為外觀不良或磷酸鹽處理等之化學處理性不良之問題。
於熔融鍍鋅鋼帶之情形時，若鋼帶含有Si、Mn等易氧化性元素，則於退火中該等易氧化性元素會於鋼帶表面增濃而形成Si、Mn等之氧化物，其結果，有妨礙鍍敷性而產生未鍍敷缺陷、或於鍍敷後之合金化處理時使合金化速度降低之問題。尤其若Si於鋼帶表面形成SiO2 之氧化膜，則會使鋼帶與熔融鍍敷金屬之潤濕性顯著降低，而且於合金化處理時，SiO2 氧化膜成為肥粒鐵(ferrite)與鍍敷金屬之擴散之障壁。因此，Si特別容易產生妨礙鍍敷性、合金化處理性之問題。
作為避免該問題之方法，想到控制退火環境中之氧勢(oxygen potential)之方法。
作為增加氧勢之方法，例如於專利文獻1中揭示有自加熱帶後段起將均熱帶之露點控制為-30℃以上之高露點之方法。該方法可期待某種程度之效果，且有對高露點之控制亦於工業上較容易之優點。但是，該方法有無法簡易地進行不期望於高露點下操作之鋼種(例如Ti系-IF鋼)之製造的缺點。其原因在於，為了使一旦成為高露點之退火環境為低露點要花費非常長之時間。又，該方法係使爐內環境為氧化性，故而若誤控制，則有氧化物附著於爐內輥而產生拾取缺陷之 問題、或爐壁損傷之問題。
作為其他方法，想到有形成低氧勢之方法。但是，Si、Mn等非常容易氧化，故而認為於如配置在連續熔融鍍鋅線(CGL，Continuous Galvanizing Line)、連續退火線(CAL，Continuous Annealing Line)般之大型之連續退火爐中，非常難以穩定地獲得抑制Si、Mn等之氧化之作用優異之-40℃以下之低露點之環境。
有效地獲得低露點之退火環境之技術係例如揭示於專利文獻2、專利文獻3。該等技術係關於單路徑立式爐之相對較小規模之爐之技術，且未考慮對如CGL、CAL般之多路徑立式爐之應用。因此，於該等技術中無法有效地降低露點之危險性非常高。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：WO2007/043273號公報
專利文獻2：日本專利第2567140號公報
專利文獻3：日本專利第2567130號公報
本發明之課題在於提供一種鋼帶之連續退火爐，其於進行對鋼帶連續地熱處理之穩定操作之前，或於在穩定操作中爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度上升時，可使爐內環境之露點迅速地降低至適於穩定操作之水平。又，本發明之課題在於提供一種鋼帶之連續退火爐，其可穩定地獲得拾取缺陷之產生或爐壁損傷之問題較少之低露點之環境，且防止於退火時鋼中之Si、Mn等易氧化性元素於鋼帶表面 增濃而形成Si、Mn等易氧化性元素之氧化物，而適於含有Si等易氧化性元素之鋼帶之退火。又，本發明之課題在於提供一種使用有上述連續退火爐之鋼帶之連續退火方法。
又，本發明之課題在於提供一種包括上述退火爐之連續熔融鍍鋅設備。又，本發明之課題在於提供一種於利用上述退火方法使鋼帶連續退火後進行熔融鍍鋅之熔融鍍鋅鋼帶之製造方法。
再者，本發明係一種對存在將退火爐之加熱帶與均熱帶物理性地分離之間隔壁之退火爐應用之技術。
發明者等人進行具有多路徑之大型立式爐內之露點分佈之測定或以此為基礎之流動解析等。其結果，發明者等人發現以下見解。
1)與佔據環境之大部分之N2 氣體相比，水蒸氣(H2 O)之比重較輕，故而於具有多路徑之立式退火爐中，爐上部容易成為高露點。
2)自爐內之上部抽吸爐內氣體並導入至包括去氧器與除濕器之精製機中以去除氧及水分而降低露點，使已降低露點之氣體返回至爐內之特定部分，藉此，可防止爐上部成為高露點，並可於短時間內使爐內環境之露點減小至適於穩定操作之既定之水平。
3)於亦自除爐上部以外抽吸爐內氣體並導入至精製機之情形時，必需不於加熱帶下部之鋼帶導入部附近之區域設置導入部。
根據上述，發明者等人發現：關於爐內環境，可穩定地獲得拾取缺陷之產生或爐壁損傷之問題較少且可防止退火時鋼中之Si、Mn等易氧化性元素於鋼帶表面增濃而形成Si、Mn等易氧化性元素之氧化物之低露點之環境。
解決上述課題之本發明之手段係如下所述。
(1)一種鋼帶之連續退火爐，其係以如下方式構成之立式退火爐，該立式退火爐係依序配置將鋼板於上下方向搬送之加熱帶、均熱帶及冷卻帶，上述均熱帶與上述冷卻帶之連結部係配置於爐上部，上述加熱帶與上述均熱帶係於爐上部連通，爐上部之連通部以外係設置間隔壁而使加熱帶與均熱帶物理性地分離，自爐外對爐內供給環境氣體，將爐內氣體自加熱帶下部之鋼帶導入部排出，且抽吸爐內氣體之一部分並導入至具備設置於爐外之去氧裝置與除濕裝置之精製機中以去除氣體中之氧與水分而降低露點，使已降低露點之氣體自氣體之噴出口返回至爐內；且該鋼帶之連續退火爐之特徵在於：將自爐內向精製機之氣體之抽吸口設置於均熱帶-冷卻帶之連結部下部，且於除自加熱帶下部之鋼帶導入部起鉛垂方向距離為6m以下且爐長方向距離為3m以下之區域以外之加熱帶或/及均熱帶中設置1處以上。
(2)如上述(1)之鋼帶之連續退火爐，其特徵在於：於配置在上述加熱帶、均熱帶之氣體之抽吸口附近設置有對爐內氣體之露點進行測定之露點計的露點檢測部。
(3)如上述(1)或(2)之鋼帶之連續退火爐，其特徵在於：於均熱帶-冷卻帶之連結部及加熱帶之上部設置複數個自精製機朝向爐內之氣體之噴出口，加熱帶上部之氣體之噴出口之噴出寬度W0係相對於加熱帶之爐寬W，滿足W0/W>1/4。
此處，加熱帶之氣體之噴出口之噴出寬度W0係配置於加熱帶之最靠近進料側之氣體噴出口與配置於最靠近出料側之氣體之噴出口之爐長方向之間隔。
(4)一種鋼帶之連續退火方法，其特徵在於：於使用如上 述(2)或(3)之鋼帶之連續退火爐使鋼帶連續退火時，對加熱帶及均熱帶之氣體之抽吸口附近之爐內氣體之露點進行測定，優先抽吸露點較高之部位之爐內氣體，且自加熱帶上部之氣體之噴出口優先噴出自精製機返回之氣體。
(5)如上述(4)之鋼帶之連續退火方法，其特徵在於：自加熱帶上部噴出之氣體之噴出寬度W1係相對於加熱帶之爐寬W，滿足W1/W>1/4。
此處，氣體之噴出寬度W1係自加熱帶之最靠近進料側噴出之氣體噴出口與自最靠近出料側噴出之氣體噴出口之爐長方向之間隔。
(6)一種鋼帶之連續熔融鍍鋅設備，其特徵在於：於如上述(1)至(3)中任一項之退火爐之下游具備熔融鍍鋅設備。
(7)一種熔融鍍鋅鋼帶之製造方法，其特徵在於：於利用如上述(4)或(5)之方法使鋼帶連續退火後，進行熔融鍍鋅。
根據本發明，於進行對鋼帶連續地熱處理之穩定操作之前，或於在穩定操作中爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度上升時，減少爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度，縮短使爐內環境之露點降低至可穩定地製造鋼帶之-30℃以下為止之時間，而可防止生產性之降低。
又，根據本發明，可穩定地獲得拾取缺陷之產生或爐壁損傷之問題較少且可防止退火時鋼中之Si、Mn等易氧化性元素於鋼帶表面增濃而形成Si、Mn等易氧化性元素之氧化物的露點為-40℃以下之低露點之爐內環境。又，根據本發明，可容易進行如Ti系-IF鋼般之不期望於高露點下操作之鋼種。
1‧‧‧鋼帶
2‧‧‧退火爐
3‧‧‧加熱帶
4‧‧‧均熱帶
5‧‧‧冷卻帶
5a‧‧‧第1冷卻帶
5b‧‧‧第2冷卻帶
6‧‧‧爐鼻
7‧‧‧鍍浴
8‧‧‧氣體去除噴嘴
9‧‧‧加熱裝置
10‧‧‧精製機
11a‧‧‧上部爐底輥
11b‧‧‧下部爐底輥
12‧‧‧間隔壁
13‧‧‧連結部
14‧‧‧爐喉
15‧‧‧輥
16‧‧‧密封輥
17‧‧‧環境氣體供給系統
18、18a~18e‧‧‧氣體導入管
19、19a~19e‧‧‧氣體導出管
22a~22e‧‧‧氣體之抽吸口
23a~23e‧‧‧氣體之噴出口
24a~24g‧‧‧露點檢測部
30‧‧‧熱交換器
31‧‧‧冷卻器
32‧‧‧過濾器
33‧‧‧鼓風機
34‧‧‧去氧裝置
35、36‧‧‧除濕裝置
40~45、47~50、52、53‧‧‧閥
46、51‧‧‧切換閥
W‧‧‧爐寬
W0‧‧‧噴出寬度
圖1係表示本發明之實施形態之包括鋼帶之連續退火爐之連續熔融鍍鋅線之一構成例的圖。
圖2係表示向精製機之氣體之抽吸口、來自精製機之氣體之噴出口、露點檢測部之配置例之圖。
圖3係表示精製機之一構成例之圖。
圖4係退火爐之露點降低之趨勢之圖。
鋼帶之連續熔融鍍鋅線係於鍍浴之上游具備退火爐。通常，退火爐係自爐之上游向下游依序配置有加熱帶、均熱帶及冷卻帶。亦有於加熱帶之上游具備預熱帶之情形。退火爐與鍍浴係經由爐鼻(snout)而連接，且自加熱帶至爐鼻為止之爐內係保持為還原性環境氣體或非氧化性環境。加熱帶、均熱帶係使用輻射管(RT，Radiant Tube)作為加熱手段，間接對鋼帶進行加熱。還原性環境氣體通常使用H2 -N2 氣體，且被導入至自加熱帶至爐鼻為止之爐內之適當部位。於該線中，於加熱帶、均熱帶將鋼帶加熱退火至既定溫度後，於冷卻帶進行冷卻，且經由爐鼻而浸漬於鍍浴中進行熔融鍍鋅，或進而進行鍍鋅之合金化處理。
連續熔融鍍鋅線之爐係經由爐鼻而連接於鍍浴。因此，導入至爐內之氣體係若除爐體洩漏等不可避免之情況以外，自爐之進料側排出，爐內氣體之流動係於與鋼帶前進方向相反之方向自爐之下游朝向上游流動。而且，與佔據環境之大部分之N2 氣體相比，水蒸氣(H2 O)比重較輕，故而於具有多路徑之立式退火爐中，爐上部容易成為高露點。
為了效率良好地降低露點，重要的是不發生爐內環境氣體之停滯(於爐之上部、中間部、下部之環境氣體之停滯)而防止爐上部成為高露點。又，為了效率良好地降低露點，亦重要的是知曉使露點上升之水之產生源。作為水之產生源，可列舉自爐壁、鋼帶、爐入口之外部氣體流入及自冷卻帶或爐鼻之流入等，且有如下情形，即，若於RT或爐壁存在洩漏部位，則該處亦成為水之供給源。
波及鍍敷性之露點之影響係鋼帶溫度越高則越大，尤其是於與氧之反應性提高之鋼帶溫度700℃以上之區域影響變大。因此，溫度提高之加熱帶後半部及均熱帶之露點對鍍敷性造成較大之影響。於存在將加熱帶與均熱帶物理性地分離之間隔壁之情形時，必需效率良好地使加熱帶與均熱帶之各者低露點化。
具體而言，於進行對鋼帶連續地熱處理之穩定操作之前，或於在穩定操作中爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度上升時，必需可使爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度減少，並可縮短使爐整體之環境露點降低至可穩定地製造鋼帶之-30℃以下為止之時間。
又，必需使露點降低至抑制Si、Mn等之氧化之作用優異之-40℃以下為止，於存在將加熱帶與均熱帶物理性地分離之間隔壁之退火爐中，必需使加熱帶與均熱帶之兩者之露點降低。露點係就鍍敷性之方面而言更低者較有利，露點較佳為可降低至-45℃以下，進而較佳為可降低至-50℃以下。
本發明係為了降低環境氣體之露點，而將爐內之環境氣體之一部分導入至具備設置在爐外之去氧裝置與除濕裝置之精製機中以去除氣體中之氧與及水分而降低露點，使已降低露點之氣體返回至爐內。此時，本發明係如下述1)~3)般配置向精製機導入之爐內氣體 之抽吸口、自精製機返回之露點已降低之氣體之向爐內之噴出口者。
1)由於冷卻帶上部會混入來自鍍敷槽側之高露點之氣體，且為了防止自冷卻帶、爐鼻之外部氣體流入，必需防止環境氣體於冷卻帶上部停滯。為了防止該部位之環境氣體停滯，將向精製機導入之氣體之抽吸口配置於均熱帶-冷卻帶之連結部之下部。氣體之抽吸口較佳為配置於均熱帶-冷卻帶之連結部之下部之爐喉部或密封輥(seal roll)附近等之流路變窄之位置。但是，氣體之抽吸口之位置較佳為距離冷卻帶之冷卻裝置(冷卻噴嘴)4m以內，進而較佳為2m以內。其原因在於：若至冷卻裝置之距離變得過長，則於冷卻開始前鋼板被長時間暴露於高露點之氣體中，而有Si、Mn等易氧化性元素於鋼板表面增濃之虞。藉由該氣體抽吸而可防止冷卻帶上部之氣體之停滯，但有氣體之抽吸口附近之爐壓變為負壓之虞。因此，較佳為於均熱帶與冷卻帶之連結部配置自精製機返回之氣體之噴出口。較佳為氣體之噴出口配置於較均熱帶-冷卻帶之連結部之路線更高之位置。進而較佳為氣體之噴出口係配置於高於該路線且較將自均熱帶導出之鋼帶之移行方向變更為下方之輥更靠出料側之爐壁側。較理想為氣體之抽吸口與氣體之噴出口相隔2m以上而配置。其原因在於，若氣體之抽吸口與氣體之噴出口之位置過近，則自抽吸口抽吸之高露點氣體之比率變低(導入氣體被抽吸之比率變高)，且水分去除效率降低。
2)爐內氣體之抽吸口理想為配置於露點最高之部位。於在加熱帶與均熱帶之間存在間隔壁之情形時，根據主要之水產生位置存在於間隔壁之上游/下游中之何者，露點分佈存在較大差異。例如於在爐進料側等、退火爐前半之加熱帶存在主要之水供給源之情形時，加熱帶之露點變高，故而必需於加熱帶設置氣體之抽吸口。相反，於 主要之水供給源存在於退火爐後半之均熱帶之情形時，均熱帶之露點變高，故而必需於均熱帶設置氣體之抽吸口。於露點變高之部位無法限定於加熱帶、均熱帶中之任一者之情形時，氣體之抽吸口必需於加熱帶、均熱帶之兩者分別設置至少1處。如此，藉由設置氣體之抽吸口，精製機之除濕能力格外提高。但是，加熱帶之氣體之抽吸口係配置於除自加熱帶下部之鋼帶導入部起鉛垂方向距離為6m以下且爐長方向距離為3m以下之區域以外的區域。其原因在於，若將氣體之抽吸口配置於自加熱帶下部之鋼帶導入部起鉛垂方向距離為6m以下且爐長方向距離為3m以下之區域，則有將爐外氣體吸入至爐內之可能性增加而露點上升之虞。
3)加熱帶上部係於其構造上，幾乎不存在爐內氣體之流動，環境氣體易停滯。因此該部位易高露點化，故而較佳為於加熱帶上部配置自精製機返回之氣體之噴出口。為了消除停滯，較有利的是氣體之噴出口係配置於加熱帶之儘可能高之位置，更佳為氣體之噴出口係以至少較加熱帶之上部爐底輥中心之鉛垂位置低2m之位置為基準，而配置於較其更高之區域(較鉛垂位置-2m更高之區域)。
為了防止加熱帶之氣體之停滯，較佳為將氣體之噴出口配置於2處以上。於此情形時，可更提高防止加熱帶之氣體之停滯之效果，故而較佳為以加熱帶之氣體噴出口之噴出寬度W0相對於加熱帶之爐寬W滿足W0/W>1/4之方式配置。此處，加熱帶之氣體噴出口之噴出寬度W0係配置於加熱帶之最進料側之氣體噴出口與配置於最出料側之氣體噴出口之爐長方向之間隔(噴出口中心間之距離)。
本發明係基於此種觀點而成者。
以下，使用圖1至圖3來說明本發明之實施形態。
圖1表示本發明之實施中所使用之包括立式退火爐之鋼帶之連續熔融鍍鋅線之一構成例。
於圖1中，1為鋼帶、2為退火爐，退火爐2係於鋼帶前進方向依序包括加熱帶3、均熱帶4及冷卻帶5。於加熱帶3、均熱帶4中，配置有複數個上部爐底輥11a及下部爐底輥11b，且形成將鋼帶1於上下方向搬送數次之複數個路徑。於加熱帶3、均熱帶4中使用RT作為加熱手段，而間接加熱鋼帶1。6為爐鼻、7為鍍浴、8為氣體去除噴嘴(air wiping nozzle)、9為進行鍍敷之合金化處理之加熱裝置、10為進行自爐內抽吸之環境氣體之去氧與除濕之精製機。
加熱帶3與均熱帶4於爐之上部連通。除爐之上部之連通部以外，設置有將加熱帶3與均熱帶4之環境氣體阻斷之間隔壁12。間隔壁12係設置於加熱帶3出口之上部爐底輥與均熱帶4入口之上部爐底輥間之爐長方向中間位置，且以上端接近於鋼帶1、下端及鋼帶寬度方向端部接觸於爐壁部之方式鉛垂地配置。
均熱帶4與冷卻帶5之連結部13配置於冷卻帶5上側之爐上部，且於該連結部13內配置有將自均熱帶4導出之鋼帶1之移行方向變更為下方之輥15。為了防止均熱帶4之環境氣體流入至冷卻帶5內，並且防止連結部爐壁之輻射熱進入至冷卻帶5內，該連結部下部之冷卻帶5側出口係成為爐喉(鋼帶穿通部截面積變小之構造、爐喉部)，於該爐喉部14配置有密封輥16。
冷卻帶5包括第1冷卻帶5a及第2冷卻帶5b，第1冷卻帶5a之鋼帶路徑為單路徑。
於圖1中，17係自爐外向爐內供給環境氣體之環境氣體供給系統，18係向精製機10之氣體導入管，19係自精製機10之氣體 導出管。
藉由配置於環境氣體供給系統17之向各帶域之配管之中途之閥(未圖示)及流量計(未圖示)，可個別地進行向加熱帶3、均熱帶4及冷卻帶5以後之爐內之各帶域之環境氣體之供給量之調整、停止。通常，為了還原存在於鋼帶表面之氧化物，且不使環境氣體之成本變得過高，對爐內供給之環境氣體使用具有H2 ：1~10vol%且剩餘部分包含N2 及不可避免之雜質的組成之氣體。露點為-60℃左右。
向精製機導入之爐內氣體之抽吸口係配置於均熱帶4與冷卻帶5之連結部13下部，且配置於除自加熱帶3下部之鋼帶導入部起鉛垂方向距離為6m以下且爐長方向距離為3m以下之區域(參照圖2)以外之加熱帶3或/及均熱帶4。配置於加熱帶3、均熱帶4之抽吸口較佳為配置於多處。於在爐喉部14配置有密封輥時，於該部位氣體流路進而變窄，故進而較佳為於該部位或其附近配置氣體之抽吸口。
將於精製機中降低露點之氣體向爐內噴出之氣體之噴出口較佳為配置於均熱帶-冷卻帶之連結部、及加熱帶之上部。配置於均熱帶-冷卻帶之連結部之氣體之噴出口更佳為配置於較均熱帶4與冷卻帶5之連結部13之路線更高之位置。配置於均熱帶-冷卻帶之連結部之氣體之噴出口進而較佳為配置於較路線更高之位置且較將連結部內之鋼帶移行方向變更為下方之輥15更靠出料側之爐壁側。配置於加熱帶3之上部之氣體之噴出口更佳為配置於較加熱帶3之上部爐底輥中心之鉛垂位置-2m更高之區域。加熱帶之氣體之噴出口較佳為配置於多處。
圖2表示向精製機10之氣體之抽吸口、自精製機10之氣體之噴出口、露點檢測部之配置例。22a~22e為氣體之抽吸口，23a ~23e為氣體之噴出口，24a~24g為露點檢測部。加熱帶之爐寬(W)為12m，均熱帶之爐寬為4m，加熱帶與均熱帶之合計爐寬為16m。
氣體之抽吸口之直徑為200mm。氣體之抽吸口係於均熱帶4與冷卻帶5之連結部13下部之爐喉部單獨地配置有1個(22e)。進而，氣體之抽吸口係以於爐長方向設置1m之間隔而配置之2個抽吸口為一組，於自均熱帶之上部爐底輥中心起1m下(22b)、均熱帶之爐高之1/2之位置(高度方向之中央：22c)、自均熱帶之下部爐底輥中心起1m上(22d)及加熱帶之中央(爐高之1/2之位置且爐長方向之中央：22a)配置有合計四組抽吸口(22a~22d)。
氣體之噴出口之直徑為50mm。氣體之噴出口係於距離均熱帶與冷卻帶之連結部之出料側爐壁1m之位置且距離頂板壁1m之位置單獨地配置1個(23e)。進而，氣體之噴出口係於自加熱帶上部之爐底輥中心起1m下，以距離加熱帶之進料側爐壁1m之位置為起點，以2m間隔於爐長方向配置有4處(23a~23d)。於圖2中，加熱帶上部之氣體噴出口之噴出寬度W0為6m。該噴出寬度W0相對於加熱帶之爐寬W(=12m)之比為W0/W=1/2，滿足W0/W>1/4。再者，加熱帶之氣體噴出口之噴出寬度W0為配置於加熱帶之最進料側之氣體噴出口與配置於最出料側之氣體噴出口之爐長方向之間隔。
對爐內氣體之露點進行檢測之露點計之露點檢測部係配置於均熱帶與冷卻帶之連結部(24g)、均熱帶與加熱帶上所配置之各組之2個抽吸口之中間(24b、24d~24f)、自加熱帶之進料側爐壁起第3個與第4個噴出口之中間(噴出口23c與23d之中間：24a)及自加熱帶之下部爐底輥中心起1m上且距離進料側爐壁6m之位置(24c)。
自配置於均熱帶-冷卻帶之連結部下部之爐喉部之抽吸 口始終進行抽吸，配置於均熱帶、加熱帶之抽吸口可根據抽吸部位之露點資料而選擇抽吸氣體之抽吸口。
於加熱帶及均熱帶之各者設置多處環境抽吸口係依據如下理由。
於在加熱帶及均熱帶之間存在間隔壁之情形時，根據水產生源相對於間隔壁存在於鋼帶移行方向之上游/下游中之何者，露點分佈存在較大差異。例如，於水產生源位於爐進料側附近之情形時，自間隔壁來看，爐進料側之露點係於各地點總體地變高，而另一方面，爐出料側之露點則變低。因此，若於爐進料側抽吸氣體，則除濕效率會提高。但是，於水產生源位於爐出料側之情形時，若於爐進料側抽吸氣體，則除濕效率會降低。因此，就即便水產生源之部位改變亦使除濕效率提高而言，必需於間隔壁之兩側設置抽吸口。
自氣體之抽吸口抽吸之環境氣體可經過氣體導入管18a~18e及18而導入至精製機。藉由設置於各氣體導入管18a~18e之中途之閥(未圖示)及流量計(未圖示)，可個別地控制自各抽吸口之爐內之環境氣體之抽吸量之調整、停止。
圖3表示精製機10之一構成例。於圖3中，30為熱交換器，31為冷卻器，32為過濾器，33為鼓風機，34為去氧裝置，35、36為除濕裝置，46、51為切換閥，40~45、47~50、52、53為閥。去氧裝置34係使用有鈀觸媒之去氧裝置。除濕裝置35、36係使用有合成沸石觸媒之除濕裝置。以可連續操作之方式並列地配置有2台除濕裝置35、36。
於精製機中去除氧與水分而降低了露點之氣體可經過氣體導出管19及19a~19e自噴出口23a~23e向爐內噴出。藉由設置 於各氣體導出管19a~19e之中途之閥(未圖示)及流量計(未圖示)，可個別地控制自各噴出口向爐內噴出之氣體之噴出量之調整、停止。
此時，以自加熱帶上部噴出之氣體之噴出寬度W1相對於加熱帶之爐寬W滿足W1/W>1/4之方式噴出氣體，藉此可更提高防止環境氣體於加熱帶上部停滯而成為高露點之效果。此處，氣體之噴出寬度W1係自加熱帶之最靠近進料側噴出之氣體噴出口與自最靠近出料側噴出之氣體噴出口之爐長方向之間隔。
於該連續熔融鍍鋅線中使鋼帶退火後進行熔融鍍鋅時係以如下方式進行。首先，藉由於加熱帶3、均熱帶4內搬送鋼帶1，而加熱至既定溫度(例如800℃左右)而退火後，於冷卻帶5中冷卻至既定溫度。該冷卻後，經由爐鼻6將鋼帶1浸漬於鍍浴7而進行熔融鍍鋅，自鍍浴提拉後利用設置於鍍浴上之氣體去除噴嘴8而將鍍敷附著量調整為所期望之附著量。於視需要調整鍍敷附著量後，使用配置於氣體去除噴嘴8上方之加熱設備9而進行鍍鋅之合金化處理。
此時，自環境氣體供給系統17向爐內供給環境氣體。環境氣體種類、組成、氣體供給方法為通常之方法即可。通常使用H2 -N2 氣體，對加熱帶3、均熱帶4及冷卻帶5以後之爐內各部供給。
又，利用鼓風機33自氣體之抽吸口22a~22e抽吸加熱帶3、均熱帶4、均熱帶4與冷卻帶5之連結部13下部之爐喉部14之環境氣體。使已抽吸之氣體依序通過熱交換器30、冷卻器31而將環境氣體冷卻至40℃左右以下，利用過濾器32使氣體潔淨化後，藉由去氧裝置34進行環境氣體之去氧、利用除濕裝置35或36之環境氣體之除濕，使露點降低至-60℃左右。除濕裝置35與36之切換係操作切換閥46、51而進行。
於使降低了露點之氣體通過熱交換器30後，自氣體之噴出口23a~23e返回至加熱帶3、均熱帶4與冷卻帶5之連結部13。藉由使降低了露點之氣體通過熱交換器30，可提高向爐內噴出之氣體溫度。
以如上之方式配置氣體之抽吸口、氣體之噴出口，且適當地調整來自各抽吸口之抽吸氣體量、來自各噴出口之噴出氣體量，藉此可防止均熱帶及冷卻帶前半部之爐之上部、中間部、下部之環境氣體之停滯，而可防止爐上部成為高露點。
為了降低露點，當然係向精製機導入之氣體流量較大者較有利。但若增加流量，則配管直徑或除濕、去氧設備大型化，故而設備成本增加。因此，重要的是使向精製機導入之氣體流量為儘可能少之流量而獲得作為目標之露點。藉由以如上方式配置向精製機之氣體之抽吸口、來自精製機之氣體之噴出口，可使向精製機導入之氣體流量為較少之流量而可獲得作為目標之露點。
其結果，於進行對鋼帶連續地熱處理之穩定操作之前，或於在穩定操作中爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度上升時，使爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度減少，縮短使爐內環境之露點降低至可穩定地製造鋼帶之-30℃以下為止之時間，而可防止生產性之降低。又，可使均熱帶及均熱帶與冷卻帶之連結部之環境露點降低至-40℃以下、或進而-45℃以下。又，進而亦可防止加熱帶後半部之爐之上部、中間部、下部之環境氣體之停滯，並可使加熱帶後半部、均熱帶及均熱帶與冷卻帶連結部之環境露點降低至-45℃以下、或進而-50℃以下。
進而，將對爐內氣體之露點進行測定之露點計設置於加熱帶、均熱帶之多處並於未使用精製機之狀態下對露點進行測定。優 先自露點較高之部位抽吸爐內氣體，並優先對加熱帶上部噴出自精製機返回之氣體，藉此，可使向精製機導入之氣體流量為較少之流量而獲得作為目標之低露點。
露點較高之部位係以加熱帶、均熱帶、均熱帶-冷卻帶之連結部之露點之平均值為基準，以較其更高露點之部位為基本。然而，根據鋼種而有如下情形，即，加熱帶中因鋼帶溫度較低而未發生表面增濃，而必需防止均熱帶~均熱帶-冷卻帶之連結部之表面增濃。於此種情形時，只要以均熱帶~均熱帶-冷卻帶之連結部之露點之平均值為基準，將較其更高露點之部位設為露點較高之部位便可。
為了降低爐內氣體之露點，只要自平均值以上之露點之所有部位抽吸氣體便可，但就成本而言變得不利。因此，較有效的是自平均值以上之露點之部位中選定1處或多處露點更高之部位，自該部位抽吸爐內氣體，或考慮爐內之氣流而自該部位之氣流之下游側抽吸爐內氣體。
所謂優先抽吸氣體係指將自該抽吸部位抽吸之氣體之抽吸量設為平均流量以上。所謂優先噴出氣體係指將自該噴出部位噴出之氣體之噴出量設為平均流量以上。抽吸、噴出口之數量有於1處設置1個之情形，亦有設置複數個之情形。其原因在於就所需流量、配管直徑、設備費用等而言最佳之數量有所不同，且為應一面考慮各種條件一面適當最佳化之事項。
例如於總抽吸量為1200Nm3 /hr且氣體抽吸部位為4處之情形時，平均流量為300Nm3 /hr，故而平均流量以上係該抽吸部位之流量為300Nm3 /hr以上。噴出量亦同樣，於總噴出量為1200Nm3 /hr且氣體噴出部位之數量為4之情形時，平均流量以上係該抽吸部位之流 量為300Nm3 /hr以上。
於上述連續退火爐中，於加熱帶之上游未配置有預熱爐，但亦可具備預熱爐。
以上，關於CGL對本發明之實施形態進行了說明，但本發明亦可應用於使鋼帶連續退火之連續退火線(CAL)。
根據以上所說明之作用，於進行對鋼帶連續地熱處理之穩定操作之前，或於在穩定操作中爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度上升時，使爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度減少，縮短使爐內環境之露點降低至可穩定地製造鋼帶之-30℃以下為止之時間，而可防止生產性之降低。又，可穩定地獲得拾取缺陷之產生、爐壁損傷之問題較少且抑制退火時鋼中之Si、Mn等易氧化性元素於鋼帶表面增濃而形成Si、Mn等易氧化性元素之氧化物之效果優異的-40℃以下之低露點之爐內環境。其結果，可容易地進行如Ti系-IF鋼般之不期望於高露點下操作之鋼種。
[實施例1]
利用圖1所示之ART型(全輻射(all radiant)型)CGL(退火爐長(退火爐內之鋼帶總路徑長)400m，加熱帶、均熱帶之爐高20m)而進行露點測定試驗。加熱帶之爐寬(W)為12m，均熱帶之爐寬為4m，加熱帶與均熱帶之合計爐寬為16m。
來自爐外之環境氣體供給部位係於均熱帶中自驅動側之爐床起高度為1m、10m之位置之爐長方向各3處而合計6處，於加熱帶中自驅動側之爐床起高度為1m、10m之位置之爐長方向各8處而合計16處。供給之環境氣體之露點為-60℃。
將向精製機之氣體之抽吸口、來自精製機之氣體之噴出 口、露點檢測部之配置位置示於圖2。於圖2中，二點鏈線係表示加熱帶及均熱帶之上部爐底輥中心、下部爐底輥中心之鉛垂方向位置。
向精製機之氣體之抽吸口係配置於均熱帶-冷卻帶之連結部下部之爐喉部(22e：「連結部下部」)、自均熱帶之上部爐底輥中心起1m下(22b：「均熱帶上部」)、均熱帶中央(爐高之中央且爐長方向之中央：22c：「均熱帶中央」)、自均熱帶之下部爐底輥中心起1m上(22d：「均熱帶下部」)、加熱帶之中央(爐高之中央且爐長方向之中央：22a：「加熱帶中央」)之各位置。自精製機向爐內之氣體噴出口係配置於距離均熱帶-冷卻帶之連結部之出料側爐壁及頂板壁各自1m之位置(23e：「連結部」)，加熱帶係自上部爐底輥中心起1m下，以距離進料側爐壁1m之位置為起點隔2m設置於4處(23a~23d：「自加熱帶上部-進料側起第1個~第4個」)。再者，抽吸口為200mm，連結部以外係以2個一組而將抽吸口之距離設為1m，連結部係設為單獨配置。噴出口為50mm，連結部為單獨配置。
爐內氣體之露點檢測部係分別配置於均熱帶-冷卻帶之連結部(24g：「連結部」)、自加熱帶之進料側起第3個與第4個氣體噴出口之中間(24a：「加熱帶上部」)、以2個一組構成之均熱帶、加熱帶之各組之2個抽吸口之中間(24b、24d~24f：「加熱帶中央」、「均熱帶上部」、「均熱帶中央」、「均熱帶下部」)。上述加熱帶、均熱帶之露點檢測部(24a、24b、24d~24f)之位置係於加熱帶、均熱帶之爐長方向之中央，高度與氣體抽吸口或氣體排出口為相同高度。為了測定加熱帶下部之爐長方向中央之露點，亦於自加熱帶之下部爐底輥中心起1m上且距離進料側爐壁6m之位置(爐長方向之中央)配置露點檢測部(24c：「加熱帶下部」)。
配置於均熱帶-冷卻帶之連結部、加熱帶之各氣體噴出口係可個別地調整氣體噴出量。均熱帶-冷卻帶之連結部下部之爐喉部之氣體抽吸口係可個別地調整氣體抽吸量，均熱帶、加熱帶之各組之氣體抽吸口係能夠以組單位而個別地調整氣體抽吸量。又，可根據均熱帶、加熱帶中央之露點資料，而選擇均熱帶、加熱帶之氣體之抽吸位置。
關於精製機，除濕裝置使用合成沸石，去氧裝置使用鈀觸媒。
使用板厚0.8~1.2mm、板寬950~1000mm之範圍之鋼帶，進行退火溫度800℃、穿通速度100~120mpm而儘可能使條件統一之試驗。將鋼帶之合金成分示於表1。
作為環境氣體，供給H2 -N2 氣體(H2 濃度10vol%、露點-60℃)，以未使用精製機時之環境之露點(初始露點)為基礎(-34℃~-36℃)，調查精製機使用1hr後之露點。
將初始露點分佈(未使用精製機時之露點)與精製機抽吸、噴出位置之露點降低效果示於表2。此處，表2中之各項目(上述「」內之記載)係與各抽吸口、噴出口、露點檢測部具有上述對應關係。
根據於加熱帶、均熱帶中之何者露點較高而將基礎條件分為A、B之2種。A為均熱帶之露點高於加熱帶之情形，B為加熱帶之露點高於均熱帶之情形。
本發明例係於任一基礎條件下，加熱帶(除加熱帶下部)、均熱帶、均熱帶-冷卻帶之連結部之露點均降低至-45℃以下。又，可知於任一基礎條件下，進行自於未使用精製機之狀態(表2中之No.1、No.10)下測定之露點較高之部位之抽吸口進行向精製機之氣體抽吸，且將來自精製機向加熱帶之氣體之噴出寬度設定為超過加熱帶之爐寬之1/4，藉此可使加熱帶、均熱帶、均熱帶-冷卻帶之連結部之露點降低至-50℃以下。
相對於此，於自加熱帶下部之鋼帶導入部起鉛垂方向距離為6m以下且爐長方向距離為3m以下之區域設置向精製機之氣體之吸入口，而在已吸入與發明例相同量之氣體量之表2中之試驗No.9中亦存在-40℃以上之露點之部位，總體上成為較高之露點。
此處，所謂露點較高之部位係如下所述之部位。即，根據各位置之露點而求出平均露點Da、標準偏差σ，Da+σ以上之位置全部為露點較高之部位。但是，加熱帶下部之未設置區域為對象以外。於存在複數個露點較高之部位之情形時，自任一處之抽吸均可，但根據爐內氣流而言，於利用自1處之抽吸無法抽吸盡之情形時較理想為自多處之抽吸。
自多處進行抽吸之情形時之各部位之流量較理想為於露點較高之位置傾斜分配，但該部位之露點無較大之差之情況較多，故而通常只要單純地均等分配便可。於進行傾斜分配之情形時，列舉下述方法作為一例。
i)將抽吸對象位置之露點Dp(℃)換算為體積含水率Wr(ppm)。自露點向含水率之換算只要依據例如下述(1)式便可。
ii)對與各位置含水率成比例之流量按比例分配。例如於該部位為以下所示之A、B、C之3處且抽吸之總流量為1000Nm3 /hr之情形時，以如下之方式按比例分配。
A：露點-30.4℃(=體積含水率359ppm)、B：露點-31.2℃(=體積含水率330ppm)，C：露點-30.8℃(=體積含水率344ppm)
於A之抽吸量=1000×359/(359+330+344)=348Nm3 /hr
於B之抽吸量=1000×330/(359+330+344)=319Nm3 /hr
於C之抽吸量=1000×344/(359+330+344)=333Nm3 /hr
[實施例2]
利用實施例1中所使用之圖1所示之ART型(全輻射型)CGL而調查露點降低之趨勢。
習知法(未使用精製機)之條件係如下所述。即，對爐內供給之環境氣體之組成為H2 ：8vol%且剩餘部分包含N2 及不可避免之雜質(露點-60℃)，冷卻帶以後之供給氣體量：300Nm3 /hr、向均熱帶之供給氣體量：100Nm3 /hr、向加熱帶之供給氣體量：450Nm3 /hr。又，使用板厚0.8~1.2mm、板寬950~1000mm之範圍之鋼帶(鋼之合金成分與表1相同)，退火溫度為800℃，穿通速度為100~120mpm。
本發明法之條件為與上述相同之條件，且進而使用精製 機，抽吸位置等條件係由於初始露點接近A基礎條件(均熱帶上部露點最高)，故而於表2之No.2之條件(A基礎之最佳條件)下進行。將調查結果示於圖4。露點為均熱帶上部之露點。
習知法中使露點降低至-30℃以下需要40小時左右，70小時後仍無法降低至-35℃。相對於此，於本發明法中，能夠以6小時使露點降低至-30℃以下，以9小時降低至-40℃以下，以14小時降低至-50℃以下。
(產業上之可利用性)
本發明可作為如下鋼帶之退火方法而利用，即，於進行對鋼帶連續地熱處理之穩定操作之前，或於在穩定操作中爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度上升時，可減少爐內環境中之水分濃度及/或氧濃度，可於短時間內使爐內環境之露點降低至可穩定地製造鋼帶之-30℃以下。
本發明係於在均熱帶/加熱帶間存在間隔壁之退火爐中較有效，拾取缺陷之產生、爐壁損傷之問題較少，而可作為含有Si、Mn等易氧化性元素之高強度鋼帶之退火方法而利用。
1‧‧‧鋼帶
2‧‧‧退火爐
3‧‧‧加熱帶
4‧‧‧均熱帶
5‧‧‧冷卻帶
5a‧‧‧第1冷卻帶
5b‧‧‧第2冷卻帶
6‧‧‧爐鼻
7‧‧‧鍍浴
8‧‧‧氣體去除噴嘴
9‧‧‧加熱裝置
10‧‧‧精製機
11a‧‧‧上部爐底輥
11b‧‧‧下部爐底輥
12‧‧‧間隔壁
13‧‧‧連結部
14‧‧‧爐喉
15‧‧‧輥
16‧‧‧密封輥
17‧‧‧環境氣體供給系統
18‧‧‧氣體導入管
19‧‧‧氣體導出管

Claims (7)

  1. 一種鋼帶之連續退火爐，其係以如下方式構成之立式退火爐，該立式退火爐係依序配置將鋼帶於上下方向搬送之加熱帶、均熱帶及冷卻帶，上述均熱帶與上述冷卻帶之連結部係配置於爐上部，上述加熱帶與上述均熱帶係於爐上部連通，爐上部之連通部以外係設置間隔壁而使加熱帶與均熱帶物理性地分離，自爐外對爐內供給環境氣體，將爐內氣體自加熱帶下部之鋼帶導入部排出，並且抽吸爐內氣體之一部分並導入至具備設置於爐外之去氧裝置與除濕裝置之精製機中以去除氣體中之氧與水分而降低露點，使已降低露點之氣體自氣體之噴出口返回至爐內；且該鋼帶之連續退火爐之特徵在於：將自爐內向精製機之氣體之抽吸口設置於均熱帶-冷卻帶之連結部下部，且於除自加熱帶下部之鋼帶導入部起鉛垂方向距離為6m以下且爐長方向距離為3m以下之區域以外之加熱帶或/及均熱帶中設置1處以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之鋼帶之連續退火爐，其中，於配置在上述加熱帶、均熱帶之氣體之抽吸口附近設置有對爐內氣體之露點進行測定之露點計的露點檢測部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之鋼帶之連續退火爐，其中，於均熱帶-冷卻帶之連結部及加熱帶之上部設置複數個自精製機向爐內之氣體之噴出口，加熱帶上部之氣體之噴出口之噴出寬度W0係相對於加熱帶之爐寬W，滿足W0/W>1/4；此處，加熱帶之氣體之噴出口之噴出寬度W0為配置於加熱帶最靠近進料側之氣體噴出口與配置於最靠近出料側之氣體之噴出口之爐長方向之間隔。
  4. 一種鋼帶之連續退火方法，其特徵在於：於使用申請專利範圍第2或3項之鋼帶之連續退火爐使鋼帶連續退火時，對加熱帶及均熱帶之氣體之抽吸口附近之爐內氣體之露點進行測定，優先抽吸露點較高之部位之爐內氣體，且自加熱帶上部之氣體之噴出口優先噴出自精製機返回之氣體。
  5. 如申請專利範圍第4項之鋼帶之連續退火方法，其中，自加熱帶上部噴出之氣體之噴出寬度W1係相對於加熱帶之爐寬W，滿足W1/W>1/4；此處，氣體之噴出寬度W1係自加熱帶之最靠近進料側噴出之氣體之噴出口與自最靠近出料側噴出之氣體之噴出口之爐長方向之間隔。
  6. 一種鋼帶之連續熔融鍍鋅設備，其特徵在於：於申請專利範圍第1至3項中任一項之退火爐之下游具備熔融鍍鋅設備。
  7. 一種熔融鍍鋅鋼帶之製造方法，其特徵在於：於利用申請專利範圍第4或5項之方法使鋼帶連續退火後，進行熔融鍍鋅。
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