WO2013005732A1 - 連続溶融めっき設備におけるスナウト内金属ヒューム除去方法及び装置 - Google Patents

連続溶融めっき設備におけるスナウト内金属ヒューム除去方法及び装置 Download PDF

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山内　優
川村　三喜夫
邦晶 山本
徳博 水野
古田　昇
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新日鐵住金株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for removing metal fume in a snout formed between an outlet of a continuous annealing furnace and a molten metal plating tank in a continuous hot dipping facility.
  • the molten metal vapor generated on the molten metal surface is cooled on the wall surface of the snout and condensed and deposited. If this drops onto the steel plate due to its own weight or vibration, adheres to the steel plate, or drops onto the bath surface of the molten metal plating tank, and adheres to the steel plate, it causes a quality defect called non-plating where a part of the steel plate is not plated. .
  • the metal vapor of the molten metal condenses into particles (mostly 1 ⁇ m or less) and deposits on the snout wall as metal fume and then drops and adheres to the steel plate, or directly adheres to the steel plate.
  • These metal vapor and metal fume further come close to each other to become metal dust (often a size of 1 ⁇ m or more), causing a larger quality defect.
  • Patent Document 1 a technique has been proposed in which an electric heater is installed in the snout and heated from the outside.
  • the temperature of the inner wall of the snout rises, so that the amount of condensed metal fume is reduced.
  • the amount of condensation deposited is not completely eliminated, and the metal vapor evaporated from the molten metal surface continues to accumulate on the inner wall of the snout and eventually falls and causes non-plating.
  • the electric heater since the electric heater is used to heat from the outside, the outside temperature becomes higher than the inside temperature of the snout, and the snout is likely to be thermally deformed. If cracks occur in the snout skin due to such thermal deformation and the atmosphere enters, this also causes a quality defect.
  • Patent Document 2 provides exhaust ports 2 on both the left and right sides of the lower part of the snout 1 to exhaust atmospheric gas containing metal vapor evaporated from the molten metal surface
  • a technique has been proposed in which the metal vapor is agglomerated and separated by the separator 3 and then only the atmospheric gas is returned to the inside of the snout from the air supply ports 4 formed at the upper left and right side positions.
  • FIG. 2A a short path for the atmospheric gas is formed between the air supply port 4 and the exhaust port 2. Therefore, the flow which can interrupt
  • a part of the metal vapor slips upward from the center of the snout as indicated by the arrow 5 and remains in the snout 1. Further, a part of the metal vapor slipped upward is directed to the continuous annealing furnace, condensing and depositing on the inner wall thereof, and similarly causing non-plating.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to remove the metal fume that causes unplating from the snout without heating the outer wall of the snout, and a method for removing the metal fume in the snout.
  • a snout metal fume removal apparatus is provided.
  • metal fume in a broad sense
  • metal fume is used as a term meaning any one or a combination of metal vapor, metal fume (in a narrow sense), or a combination of metal dusts, or all combinations.
  • a heated inert gas is supplied to the inside of a snout formed between an outlet of a continuous annealing furnace and a molten metal plating tank.
  • the metal of the snout in the continuous hot dipping plating equipment that exhausts the gas at a flow rate higher than the amount of the supplied gas while maintaining the atmosphere temperature and the inner wall temperature inside the snout at a temperature at which the metal fume does not condense.
  • a fume removal method is provided.
  • the air supply port includes a front air supply port capable of supplying air to the front side of the steel plate on the first side surface of the snout, and a back side air supply capable of supplying air to the back side of the steel plate on the second side surface of the snout.
  • the exhaust port includes a front side exhaust port capable of exhausting on the front side of the steel plate on the second side surface and a back side exhaust port capable of exhausting on the back side of the steel plate on the first side surface.
  • the heated inert gas is supplied from the front side air supply port and exhausted from the front side exhaust port, and the heated inert gas is supplied from the back side air supply port and exhausted from the back side exhaust port.
  • a heated inert gas is supplied to the inside of the snout formed between the outlet of the continuous annealing furnace and the molten metal plating tank, and the inside of the snout
  • a device for removing metal fume from a snout in a continuous hot dipping system that exhausts a gas having a flow rate higher than the amount of gas supplied while maintaining the atmospheric temperature and the inner wall temperature at a temperature at which the metal fume does not condense.
  • the metal fume removing device includes an air supply port formed on one side surface of the snout and a downstream side of the air supply port in the direction of the steel plate, It is preferable that an exhaust port formed on the other side surface opposite to the side surface on which the air port is formed is provided, and the heated inert gas flow is formed from the air supply port to the exhaust port.
  • the air supply port includes a front air supply port capable of supplying air to the front side of the steel plate on the first side surface of the snout, and a back side air supply capable of supplying air to the back side of the steel plate on the second side surface of the snout.
  • the exhaust port includes a front side exhaust port capable of exhausting on the front side of the steel plate on the second side surface and a back side exhaust port capable of exhausting on the back side of the steel plate on the first side surface.
  • the heated inert gas is supplied from the front side air supply port and exhausted from the front side exhaust port, and the heated inert gas is supplied from the back side air supply port and exhausted from the back side exhaust port.
  • a heated inert gas is supplied to the inside of the snout, and the atmosphere temperature and the inner wall temperature inside the snout are maintained at a temperature at which the metal fume does not condense, and the flow rate is larger than the supply gas amount. Exhaust the gas. For this reason, the metal fume evaporated from the molten metal surface is exhausted from the inside of the snout on the gas flow, and therefore does not condense on the wall surface of the snout. Further, since the inside of the snout is kept at a negative pressure, a flow from the outlet of the continuous annealing furnace toward the exhaust outlet of the snout is formed, and the metal fume does not enter the continuous annealing furnace. As a result, the occurrence rate of non-plating can be greatly reduced. Moreover, there is no possibility that the snout is thermally deformed as in the case where the conventional snout is heated from the outside.
  • the air supply port and the corresponding exhaust port are separated from each other in the front and back direction of the steel plate passed through the snout, and the inert gas flow from the air supply port toward the exhaust port is three-dimensionally on the front and back of the steel plate.
  • FIG. 4A is a DD cross-sectional view of FIG. 4A. It is a graph which shows the relationship between an exhaust rate and a metal fume index.
  • FIG. 3 and FIGS. 4A to 4C are views showing an embodiment of the present invention.
  • the snout 10 is formed between the outlet 11 of the continuous annealing furnace and the molten metal plating tank 12. Usually, most of them have a rectangular cross section, but the shape is not necessarily limited to a rectangular cross section.
  • the exhaust port 13 is formed on both sides of the snout 10 on the lower side of the snout 10 near the molten metal plating tank 12.
  • the air supply port 14 is formed on both sides of the snout 10 above the exhaust port 13, that is, on the upper side near the continuous annealing furnace of the snout 10.
  • the steel plate 15 coming out of the continuous annealing furnace continuously runs toward the molten metal plating tank 12.
  • the steel plate 15 is subjected to, for example, hot dip galvanization in the hot metal plating tank 12.
  • the air supply ports 14a and 14b formed on one side surface of the snout 10 are directed toward the exhaust ports 13a and 13b formed on the side surface on the opposite side of the snout 10, respectively. It is formed diagonally downward.
  • the inert gas heated by the heater 16 is blown into the inside of the snout 10 from these air supply ports 14a and 14b. That is, the heated inert gas is blown in an oblique direction with respect to the extending direction of the snout 10 (the direction from the continuous annealing furnace toward the molten metal plating tank 12).
  • nitrogen gas is used as the inert gas.
  • the heated inert gas is blown in this way, the internal atmospheric temperature of the snout 10 and the inner wall of the snout are maintained at a high temperature and substantially evenly, so that condensation of metal fume on the inner wall of the snout 10 is suppressed.
  • thermal deformation of the snout 10 can be prevented.
  • the inert gases blown from the left and right air supply ports 14a and 14b cross three-dimensionally inside the snout 10 as shown in FIG. 4A and are exhausted from the exhaust ports 13a and 13b. More specifically, an inert gas is blown from the air supply port 14a formed on the right side surface of the snout 10 toward the exhaust port 13a formed on the left side surface. An inert gas is blown from the air supply port 14b formed on the left side surface of the snout 10 toward the exhaust port 13b formed on the right side surface.
  • the air supply ports 14 a and 14 b and the exhaust ports 13 a and 13 b are formed of the steel plate 15 passed through the snout 10. Separately placed on the front and back. That is, as shown in FIG. 4B and FIG. 4C, which are a CC cross-sectional view and a DD cross-sectional view of FIG. 4A, the air supply port 14a is arranged on the front side of the steel plate 15, and the air supply port 14b is a steel plate. 15 on the back side.
  • the exhaust port 13 a is disposed on the front side of the steel plate 15, and the exhaust port 13 b is disposed on the back side of the steel plate 15.
  • the gas flow from the air supply port 14a on the front side of the steel plate 15 to the exhaust port 13a and the gas flow from the air supply port 14b on the back side of the steel plate 15 to the exhaust port 13b are three-dimensionally sandwiching the steel plate 15. Intersect. If such a gas flow is generated inside the snout 10, the metal fume rising from the molten metal plating tank 12 side is prevented from passing through the gas flow and flowing to the continuous annealing furnace side.
  • the air supply ports 14a and 14b and the exhaust ports 13a and 13b are preferably completely separated on the front and back sides of the steel plate 15 as shown in FIGS. 4A to 4C, but the steel plate 15 is used as shown in FIGS. Even if the air supply port and the exhaust port are integrated with each other, the presence of the steel plate 15 separates the gas flow.
  • a gas having a flow rate larger than the supply gas amount is exhausted from the exhaust port 13.
  • the inside of the snout 10 has a slight negative pressure, and a gas flow from the continuous annealing furnace toward the snout 10 is formed as indicated by an arrow 17 in FIG.
  • the metal fume generated from the molten metal plating tank 12 is reliably exhausted from the exhaust port 13. Further, it is possible to prevent the metal fume from entering the inside of the continuous annealing furnace.
  • the metal fume in the snout is quickly removed, so that the occurrence of non-plating can be greatly reduced. Specific data will be described below.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the exhaust rate and the amount of metal fume in the snout or the amount of metal fume in the continuous annealing furnace.
  • the exhaust rate on the horizontal axis is a percentage obtained by dividing the exhaust flow rate by the supply air flow rate.
  • the metal fume index in the snout or continuous annealing furnace on the vertical axis is the mass of metal fume (in a broad sense) existing in the snout or in the continuous annealing furnace, and in the snout and the continuous annealing furnace when the exhaust rate is zero. It is a value obtained by indexing the total value of the mass of the metal fume inside as 100.
  • the metal fume index in the snout indicated by a black circle decreases rapidly when the exhaust rate exceeds 100%.
  • the exhaust rate is preferably set to a value exceeding 100% in order to obtain a remarkable reduction effect for the metal fume in the snout.
  • an exhaust rate of 150% or more is sufficient.
  • the metal fume index in the continuous annealing furnace indicated by rhombus also decreases rapidly when the exhaust rate exceeds 100%, and does not change much when the exhaust rate exceeds 150%. Therefore, the metal fume in the continuous annealing furnace is preferably set to a value exceeding 100% in order to obtain a remarkable reduction effect, and it can be said that it is sufficient to set the exhaust rate to 150% or more. .
  • FIG. 6A to 6C are diagrams schematically showing the airflow in the snout due to the difference in the exhaust rate.
  • FIG. 6A is a state where the exhaust rate is less than 100%
  • FIG. 6B is a state where the exhaust rate is 100%
  • FIG. 6A since a gas flow from the snout toward the continuous annealing furnace is formed, fumes are condensed and deposited on the entire inner wall of the snout and the entire furnace wall of the continuous annealing furnace, and quality defects are generated. Conversely, in the state shown in FIG.
  • FIG. 6C shows a state where both flows are balanced, but there is also a gas flow toward the continuous annealing furnace, so that a sufficient metal fume suppression effect cannot be obtained.
  • FIGS. 8A to 8D are diagrams showing the results of examining the positional relationship between the air supply port and the exhaust port.
  • the width of the snout is W
  • the height difference between the air supply port and the exhaust port is L
  • a straight line connecting the air supply port and the exhaust port is the extension of the snout.
  • the angle formed with respect to the direction is ⁇ .
  • the attachment angle of the air supply port to the snout side surface is equal to the angle ⁇ .
  • a preferable positional relationship between the air supply port and the exhaust port is defined by W / L and the angle ⁇ . More specifically, a region where 0.75 ⁇ W / L ⁇ 1.75 and A ⁇ 5 ° ⁇ ⁇ ⁇ A + 5 ° is a preferable region.
  • W is usually usually usually 2 to 3 m, and in this case, L is preferably 4 to 5 m.
  • FIG. 8A to 8D are diagrams for explaining specific reasons for the above examination.
  • W / L when W / L is less than 0.75, the distance between the air supply port and the exhaust port is too far, and the gas flow injected from the air supply port is attenuated before reaching the exhaust port. Therefore, a part of the gas is short-passed. This weakens the gas flow, and part of the metal fumes generated from the bath surface passes through the gas flow to the continuous annealing furnace side.
  • W / L exceeds 1.75, the gas flow injected from the air supply port short-passes to the exhaust port disposed on the back side of the air supply port, Similar problems arise.
  • top dross D which is an alloy of iron and aluminum that adheres to the lower part of the inner wall of the snout due to fluctuations in the bath surface, peels off and falls onto the molten metal surface, and is attracted by the accompanying flow of the steel plate to the steel plate Adhering may cause quality defects.
  • the non-plating occurrence index is a value obtained by indexing the rate of yield drop caused by non-plating as 100 when the embodiment is not applied.

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Abstract

【課題】スナウトの外壁を加熱することなく、不めっきの原因となる金属ヒュームをスナウトから確実に除去することができる連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去方法及びスナウトの金属ヒューム除去装置を提供する。 【解決手段】連続焼鈍炉の出口と、溶融金属めっき槽との間に形成されたスナウト１０の内部に加熱された不活性ガスを給気して、スナウト内部の雰囲気温度とスナウト内壁温度とを保ちつつ、給気ガス量よりも多くの流量のガスを排気することで、連続焼鈍炉から溶融金属めっき槽の表面に向かうガス流を形成し、溶融金属面から発生した金属ヒュームがスナウト内壁または連続焼鈍炉内壁に凝結堆積したり、鋼板に落下付着して品質欠陥が発生することを防ぐ。

Description

連続溶融めっき設備におけるスナウト内金属ヒューム除去方法及び装置
　本発明は、連続溶融めっき設備における連続焼鈍炉の出口と溶融金属めっき槽との間に形成されたスナウト内の金属ヒューム除去方法及び装置に関する。
　鋼板を連続的に溶融金属めっき槽に浸漬してめっきを施す連続溶融めっき設備においては、鋼板をめっきに適した温度に維持したまま、かつ、その表面を無酸化状態に保持したまま、溶融金属めっき槽に浸漬する必要がある。このためスナウトと呼ばれる矩形断面の設備が、連続焼鈍炉の出口と溶融金属めっき槽との間に形成されている。
　このスナウトの下端部は溶融金属めっき槽の浴面に達しているため、溶融金属面で発生した溶融金属の金属蒸気が、スナウト壁面で冷却され、凝結堆積する。これが自重や振動などによって、鋼板上に落下し鋼板に付着、もしくは溶融金属めっき槽の浴面上に落下した後、鋼板に付着すると、鋼板の一部がめっきされない不めっきと呼ばれる品質欠陥を引き起こす。また、溶融金属の金属蒸気は、凝縮して粒子状（多くは１μｍ以下の大きさ）となり、金属ヒュームとしてスナウト壁面に堆積した後に鋼板上に落下付着したり、直接鋼板上に付着して同様の品質欠陥を引き起こす。これら金属蒸気や金属ヒュームは、さらに寄り合って金属粉塵（多くは１μｍ以上の大きさ）となり、より大きな品質欠陥を引き起こす。
　そこで特許文献１に示されるように、スナウトに電熱ヒータを設置し、外部から加熱する技術が提案されている。この方式を採用すれば、スナウト内壁の温度が上昇するため、金属ヒュームの凝結堆積量は軽減される。しかし凝結堆積量が皆無になるわけではなく、溶融金属面から蒸発した金属蒸気はスナウト内壁に凝結堆積し続け、いずれは落下して不めっきを引き起こす。
　また、電熱ヒータにより外側から加熱するためにスナウトの内側温度よりも外側温度が高くなり、スナウトの熱変形が生じ易くなる。このような熱変形によりスナウトの鉄皮に亀裂が発生して大気が侵入すると、これも品質不良の原因となる。
　このほか特許文献２には、図１および図２Ａ～図２Ｃに示すようにスナウト１の下部の左右両側に排気口２を設けて溶融金属面から蒸発した金属蒸気を含む雰囲気ガスを排気し、セパレータ３で金属蒸気を凝集分離したうえで、雰囲気ガスのみを上方の左右両側位置に形成された給気口４からスナウト内部に戻す技術が提案されている。しかし、この構造では、図２Ａに示したように給気口４と排気口２との間で雰囲気ガスのショートパスが形成される。そのためにスナウト１の中央部では金属蒸気を遮断できる流れを維持することができない。従ってスナウトの中央部から金属蒸気の一部が矢印５で示すように上方にすり抜けてしまい、スナウト１内に残存する。また上方にすり抜けた金属蒸気の一部は連続焼鈍炉に向かい、その内壁に凝結堆積して同様に不めっきを発生させる原因となる。
特許第２８９７６６８号公報 特開平７－３１６７６０号公報
　本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、スナウトの外壁を加熱することなく、不めっきの原因となる金属ヒュームをスナウトから確実に除去することができるスナウト内の金属ヒューム除去方法及びスナウトの金属ヒューム除去装置を提供することである。尚、以下の説明では、前述の金属蒸気、金属ヒューム（狭義）、金属粉塵のいずれかひとつ又は複数の組み合わせ、あるいは全ての組み合わせを意味する用語として、金属ヒューム（広義）を用いる。
　上記の課題を解決するために、本発明のある観点によれば、連続焼鈍炉の出口と溶融金属めっき槽との間に形成されたスナウトの内部に、加熱された不活性ガスを給気し、上記スナウトの内部の雰囲気温度と内壁温度とを金属ヒュームが凝結しない温度に保ちつつ、上記給気されるガスの量よりも多くの流量のガスを排気する、連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去方法が提供される。
　上記の金属ヒューム除去方法において、上記スナウト内には鋼板が通板され、上記スナウトの一方の側面に形成された給気口から、当該給気口の鋼板通板方向下流であって、当該給気口が形成された側面とは反対側の他方の側面に形成された排気口へ上記加熱された不活性ガス流れが形成されることが好ましい。また、上記給気口は、上記スナウトの第１の側面で上記鋼板の表側に給気可能な表側給気口と、上記スナウトの第２の側面で上記鋼板の裏側に給気可能な裏側給気口とを含み、上記排気口は、上記第２の側面で上記鋼板の表側で排気可能な表側排気口と、上記第１の側面で上記鋼板の裏側で排気可能な裏側排気口とを含み、上記表側給気口から上記加熱された不活性ガスを給気し上記表側排気口から排気するとともに上記裏側給気口から上記加熱された不活性ガスを給気し上記裏側排気口から排気することによって、上記加熱された不活性ガスによるガス流を上記鋼板の表側を流れる第１のガス流と上記鋼板の裏側を流れる第２のガス流とに分離するとともに上記第１のガス流と上記第２のガス流とを前記鋼板の表裏で立体的に交差させてもよい。
　また、本発明の別の観点によれば、連続焼鈍炉の出口と溶融金属めっき槽との間に形成されたスナウトの内部に、加熱された不活性ガスを給気し、上記スナウトの内部の雰囲気温度と内壁温度とを金属ヒュームが凝結しない温度に保ちつつ、上記給気されるガスの量よりも多くの流量のガスを排気する、連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去装置が提供される。
　上記スナウト内には鋼板が通板され、上記の金属ヒューム除去装置は、上記スナウトの一方の側面に形成された給気口と、当該給気口の鋼板通板方向下流であって、当該給気口が形成された側面とは反対側の他方の側面に形成された排気口とを備え、上記給気口から上記排気口へ前記加熱された不活性ガス流れが形成されることが好ましい。また、上記給気口は、上記スナウトの第１の側面で上記鋼板の表側に給気可能な表側給気口と、上記スナウトの第２の側面で上記鋼板の裏側に給気可能な裏側給気口とを含み、上記排気口は、上記第２の側面で上記鋼板の表側で排気可能な表側排気口と、上記第１の側面で上記鋼板の裏側で排気可能な裏側排気口とを含み、上記表側給気口から上記加熱された不活性ガスを給気し上記表側排気口から排気するとともに上記裏側給気口から上記加熱された不活性ガスを給気し上記裏側排気口から排気することによって、上記加熱された不活性ガスによるガス流を上記鋼板の表側を流れる第１のガス流と上記鋼板の裏側を流れる第２のガス流とに分離するとともに、上記第１のガス流と上記第２のガス流とを上記鋼板の表裏で立体的に交差させてもよい。
　本発明によれば、スナウトの内部に加熱された不活性ガスを給気し、スナウトの内部の雰囲気温度と内壁温度を金属ヒュームが凝結しない温度に保ちつつ、給気ガス量よりも多くの流量のガスを排気する。このため溶融金属面から蒸発した金属ヒュームは、ガス流に乗ってスナウト内部から排気されるため、スナウトの壁面で凝結堆積することもない。さらにスナウト内部は負圧に保たれるので、連続焼鈍炉の出口からスナウトの排気口に向かう流れが形成され、金属ヒュームが連続焼鈍炉に侵入することもない。この結果、不めっきの発生率を大きく低減することができる。また従来のスナウトを外側から加熱する場合のようにスナウトを熱変形させるおそれもない。
　また、給気口とそれに対応する排気口とを、スナウト内に通板される鋼板の表裏方向に分離配置して、給気口から排気口に向かう不活性ガス流を鋼板の表裏で立体的に交差させることによって、ガス流同士の衝突や、ショートパスを防止できるため、溶融金属面から蒸発した金属ヒュームが上方にすり抜けることを確実に防止することができ、より好ましい結果を得ることができる。
従来技術に係るスナウトを示す側方断面図である。 従来技術に係るスナウトを示す正面図である。 図２ＡのＡ－Ａ断面図である。 図２ＡのＢ－Ｂ断面図である。 本発明の一実施形態に係るスナウトを示す側方断面図である。 本発明の一実施形態に係るスナウトを示す正面図である。 図４ＡのＣ－Ｃ断面図である。 図４ＡのＤ－Ｄ断面図である。 排気率と金属ヒューム指数との関係を示すグラフである。 排気率が１００％未満の状態でのスナウト内の気流を模式的に示した図である。 排気率が１００％の状態でのスナウト内の気流を模式的に示した図である。 排気率が１００％超の状態でのスナウト内の気流を模式的に示した図である。 給気口と排気口との好ましい位置関係を検討した結果を示すグラフである。 図７Ａの結果について説明するための図である。 図７Ａに示された好ましい位置関係の具体的な理由の説明図であり、Ｗ／Ｌが０．７５未満の場合を示す。 図７Ａに示された好ましい位置関係の具体的な理由の説明図であり、Ｗ／Ｌが１．７５を超える場合を示す。 図７Ａに示された好ましい位置関係の具体的な理由の説明図であり、θがＡ＋５°を超える場合を示す。 図７Ａに示された好ましい位置関係の具体的な理由の説明図であり、θがＡ－５°未満の場合を示す。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　図３および図４Ａ～図４Ｃは、本発明の一実施形態を示す図である。スナウト１０は、連続焼鈍炉の出口１１と溶融金属めっき槽１２との間に形成される。通常その多くは矩形断面であるが、必ずしも矩形断面に限らず、概ね矩形形状であれば十分である。排気口１３は、スナウト１０の溶融金属めっき槽１２に近い下側で、スナウト１０の両側面に形成される。給気口１４は、排気口１３よりも上方、つまりスナウト１０の連続焼鈍炉に近い上側で、スナウト１０の両側面に形成される。スナウト１０の内部では、連続焼鈍炉から出た鋼板１５が溶融金属めっき槽１２に向かって連続走行する。鋼板１５は、溶融金属めっき槽１２で、例えば溶融亜鉛めっきを施される。
　図４Ａに示すように、本実施形態では、スナウト１０の一側面に形成された給気口１４ａ，１４ｂが、スナウト１０の反対側の側面に形成された排気口１３ａ，１３ｂに向かって、それぞれ斜め下向きに形成されている。これらの給気口１４ａ，１４ｂから、ヒータ１６により加熱された不活性ガスが、スナウト１０の内部に吹き込まれる。つまり、加熱された不活性ガスは、スナウト１０の延在方向（連続焼鈍炉から溶融金属めっき槽１２に向かう方向）に対して斜め方向に吹き込まれる。不活性ガスとしては、例えば窒素ガスが用いられる。このように加熱された不活性ガスが吹き込まれることにより、スナウト１０の内部雰囲気温度や、スナウト内壁は高温かつ略均等に維持されるため、金属ヒュームのスナウト１０の内壁への凝結堆積が抑制される。またスナウト１０の熱変形も防止することができる。
　左右両側の給気口１４ａ，１４ｂからそれぞれ吹き込まれた不活性ガスは、図４Ａに示すようにスナウト１０の内部で立体的に交差して、排気口１３ａ，１３ｂから排気される。より詳しくは、スナウト１０の右側面に形成される給気口１４ａからは、左側面に形成される排気口１３ａに向けて不活性ガスが吹き込まれる。スナウト１０の左側面に形成される給気口１４ｂからは、右側面に形成される排気口１３ｂに向けて不活性ガスが吹き込まれる。吹き込まれた不活性ガスによるガス流をスナウト１０の内部で立体的に交差させるために、給気口１４ａ，１４ｂと、排気口１３ａ，１３ｂとは、スナウト１０内に通板される鋼板１５の表裏に分離配置される。つまり、図４ＡのＣ－Ｃ断面図およびＤ－Ｄ断面図である図４Ｂおよび図４Ｃに示されているように、給気口１４ａは鋼板１５の表側に配置され、給気口１４ｂは鋼板１５の裏側に配置される。一方、排気口１３ａは鋼板１５の表側に配置され、排気口１３ｂは鋼板１５の裏側に配置される。これによって、鋼板１５の表側の給気口１４ａから排気口１３ａへのガス流と、鋼板１５の裏側の給気口１４ｂから排気口１３ｂへのガス流とが、鋼板１５をはさんで立体的に交差する。スナウト１０の内部でこのようなガス流を発生させれば、溶融金属めっき槽１２側から立ち上る金属ヒュームがガス流をすり抜けて連続焼鈍炉側に流れることが防止される。尚、給気口１４ａ，１４ｂや排気口１３ａ，１３ｂは、図４Ａ～Ｃのように鋼板１５の表裏で完全に分離していることが好ましいが、後述の図６Ａ～Ｃのように鋼板１５の表裏を跨った一体の給気口や排気口であっても、鋼板１５の存在自体がガス流を分離してくれるので概ね差し支えない。
　さらに、本発明では、給気ガス量よりも多くの流量のガスを排気口１３から排気する。このためスナウト１０の内部はわずかに負圧になり、図３に矢印１７で示すように、連続焼鈍炉からスナウト１０に向かうガス流が形成される。このため溶融金属めっき槽１２から発生する金属ヒュームは排気口１３から確実に排気される。また金属ヒュームが連続焼鈍炉の内部に侵入することも防止される。
　このように本発明によればスナウト内の金属ヒュームは速やかに除去されるため、不めっきの発生を大きく低減することができる。以下にその具体的なデータを説明する。
　図５は排気率とスナウト内金属ヒューム量、または連続焼鈍炉内金属ヒューム量との関係を示すグラフである。ここで、横軸の排気率は、排気流量を給気流量で除して百分率としたものである。縦軸のスナウト内、または連続焼鈍炉内の金属ヒューム指数は、スナウト内、または連続焼鈍炉内に存在する金属ヒューム（広義）の質量を、排気率がゼロの場合のスナウト内と連続焼鈍炉内の金属ヒュームの質量の合計値を１００として指数化した値である。
　グラフを参照すると、黒丸で示すスナウト内の金属ヒューム指数は、排気率が１００％を超えると急激に減少する。ところが、排気率が１５０％以上になると、金属ヒューム指数の排気率あたりの減少幅が小さくなり、排気率を増加させても金属ヒューム指数があまり変化しなくなる。この結果から、スナウト内の金属ヒュームについて、顕著な低減効果を得るには、排気率を１００％を超えた値とすることが好ましいことがわかる。また、排気率は１５０％以上とすれば十分であることもわかる。一方、菱形で示す連続焼鈍炉内の金属ヒューム指数も同様に、排気率が１００％を超えると急激に減少し、排気率が１５０％以上ではあまり変化しなくなる。従って、連続焼鈍炉内の金属ヒュームについても、顕著な低減効果を得るには排気率を１００％を超えた値とすることが好ましく、さらに排気率は１５０％以上とすれば十分であるといえる。
　図６Ａ～図６Ｃは、排気率の相違によるスナウト内の気流を模式的に示した図であり、図６Ａは排気率が１００％未満の状態、図６Ｂは１００％の状態、図６Ｃは１００％超の状態を示す。図６Ａの状態ではスナウトから連続焼鈍炉に向かうガス流が形成されるため、スナウトの内壁全面、及び連続焼鈍炉の炉壁全面にヒュームが凝結堆積し、品質欠陥が発生する。逆に図６Ｃの状態では連続焼鈍炉から溶融金属面に向かうガス流が形成されるため、スナウト内壁や連続焼鈍炉の炉壁への金属ヒューム凝縮堆積が抑制される。図６Ｂは双方の流れがバランスした状態であるが、連続焼鈍炉に向かうガス流も存在するため、十分な金属ヒューム抑制効果は得られない。
　図７Ａおよび図７Ｂと図８Ａ～図８Ｄとは、給気口と排気口との位置関係を検討した結果を示す図である。この検討では、図７Ｂに示すように、スナウトの幅をＷとし、給気口と排気口との高さの差をＬとし、更に給気口と排気口とを結ぶ直線がスナウトの延在方向に対してなす角度をθとする。なお、本実施形態において、給気口は排気口に向けて設置されるため、給気口のスナウト側面に対する取り付け角度は、角度θに等しい。
　検討の結果を、図７Ａのグラフに示す。給気口と排気口との好ましい位置関係は、Ｗ／Ｌと角度θとによって規定される。より具体的には、０．７５≦Ｗ／Ｌ≦１．７５、かつＡ－５°≦θ≦Ａ＋５°となる領域が好ましい領域である。ここで、角度Ａは、Ａ＝ａｒｃｔａｎ（Ｗ／Ｌ）として定義される角度である（すなわち、ｔａｎＡ＝Ｗ／Ｌ）。なお、実機においては、Ｗは通常２～３ｍであることが多く、この場合Ｌは４～５ｍであることが好ましい。
　図８Ａ～図８Ｄは、上記の検討の具体的な理由を説明するための図である。図８Ａに示すように、Ｗ／Ｌが０．７５未満のときには、給気口と排気口との間の距離が遠すぎ、給気口から噴射されたガス流が排気口に達する前に減衰するため、ガスの一部がショートパスしてしまう。これによりガス流が弱くなり、浴面から発生した金属ヒュームの一部はガス流れを横切って連続焼鈍炉側にすり抜けてしまう。逆に、図８Ｂに示すように、Ｗ／Ｌが１．７５を超えると、給気口から噴射されたガス流が給気口の裏面側に配置された排気口にショートパスしてしまい、同様の問題が生ずる。
　また、図８Ｃに示すように、θがＡ＋５°を超えると、給気口から噴射したガスが排気口の上側に衝突して連続焼鈍炉に向かう流れと、排気口に向かう流れとに分離する。このため浴面から発生したヒュームが分離前のガス流に乗った場合には、連続焼鈍炉へ漏洩してしまう可能性がある。逆に、図８Ｄに示すように、θがＡ－５°未満の場合には、給気口から噴射したガスが排気口の下側に衝突する。このため浴面の変動によりスナウト内壁の下部に付着している鉄とアルミニウムの合金であるトップドロスＤの小塊が剥離して溶融金属面に落下し、鋼板の随伴流に引き寄せられて鋼板に付着し、品質欠陥が発生する可能性がある。
　以上に説明した本発明の一実施形態を溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備に適用したところ、不めっき発生指数を２６にまで減少させることができた。ここで、不めっき発生指数は、不めっき起因の歩留落ちの割合を、上記実施形態が適用されない場合を１００として指数化した値である。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１０　スナウト
１１　連続焼鈍炉の出口
１２　溶融金属めっき槽
１３　排気口
１４　給気口
１５　鋼板
１６　ヒータ
１７　連続焼鈍炉からスナウトに向かうガス流を示す矢印
 

Claims (6)

  1. 　連続焼鈍炉の出口と溶融金属めっき槽との間に形成されたスナウトの内部に、加熱された不活性ガスを給気し、前記スナウトの内部の雰囲気温度と内壁温度とを金属ヒュームが凝結しない温度に保ちつつ、前記給気されるガスの量よりも多くの流量のガスを排気する、連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去方法。
  2. 　前記スナウト内には鋼板が通板され、
    　前記スナウトの一方の側面に形成された給気口から、当該給気口の鋼板通板方向下流であって、当該給気口が形成された側面とは反対側の他方の側面に形成された排気口へ前記加熱された不活性ガス流れが形成される、請求項１に記載の連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去方法。
  3. 　前記給気口は、前記スナウトの第１の側面で前記鋼板の表側に給気可能な表側給気口と、前記スナウトの第２の側面で前記鋼板の裏側に給気可能な裏側給気口とを含み、
    　前記排気口は、前記第２の側面で前記鋼板の表側で排気可能な表側排気口と、前記第１の側面で前記鋼板の裏側で排気可能な裏側排気口とを含み、
    　前記表側給気口から前記加熱された不活性ガスを給気し前記表側排気口から排気するとともに前記裏側給気口から前記加熱された不活性ガスを給気し前記裏側排気口から排気することによって、前記加熱された不活性ガスによるガス流を前記鋼板の表側を流れる第１のガス流と前記鋼板の裏側を流れる第２のガス流とに分離するとともに前記第１のガス流と前記第２のガス流とを前記鋼板の表裏で立体的に交差させる、請求項２に記載の連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去方法。
  4. 　連続焼鈍炉の出口と溶融金属めっき槽との間に形成されたスナウトの内部に、加熱された不活性ガスを給気し、前記スナウトの内部の雰囲気温度と内壁温度とを金属ヒュームが凝結しない温度に保ちつつ、前記給気されるガスの量よりも多くの流量のガスを排気する、連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去装置。
  5. 　前記スナウト内には鋼板が通板され、
    　前記スナウトの一方の側面に形成された給気口と、当該給気口の鋼板通板方向下流であって、当該給気口が形成された側面とは反対側の他方の側面に形成された排気口とを備え、
    　前記給気口から前記排気口へ前記加熱された不活性ガス流れが形成される、請求項４に記載の連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去装置。
  6. 　前記給気口は、前記スナウトの第１の側面で前記鋼板の表側に給気可能な表側給気口と、前記スナウトの第２の側面で前記鋼板の裏側に給気可能な裏側給気口とを含み、
    　前記排気口は、前記第２の側面で前記鋼板の表側で排気可能な表側排気口と、前記第１の側面で前記鋼板の裏側で排気可能な裏側排気口とを含み、
    　前記表側給気口から前記加熱された不活性ガスを給気し前記表側排気口から排気するとともに前記裏側給気口から前記加熱された不活性ガスを給気し前記裏側排気口から排気することによって、前記加熱された不活性ガスによるガス流を前記鋼板の表側を流れる第１のガス流と前記鋼板の裏側を流れる第２のガス流とに分離するとともに、前記第１のガス流と前記第２のガス流とを前記鋼板の表裏で立体的に交差させる、請求項５に記載の連続溶融めっき設備におけるスナウトの金属ヒューム除去装置。
     
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