WO2014050082A1 - スナウト内異物排出装置 - Google Patents

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啓介 岩根
政伸 藤沢
竜也 福島
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • C23C2/003—Apparatus
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/325—Processes or devices for cleaning the bath

Definitions

  • the present invention relates to a foreign matter discharging apparatus in a snout of a continuous molten metal plating facility.
  • the annealing furnace and the plating bath are generally connected via a snout so that the steel strip that has been heat-treated in an annealing furnace is not exposed to the atmosphere.
  • the interior is filled with reducing gas.
  • the steel strip carried into the plating bath via the snout is redirected upward by the sink roll in the plating bath and exits the plating bath, and then the molten zinc is blown off by gas wiping, and a predetermined plating thickness is obtained. Adjusted to
  • Dross is Fe 2 Al 5 produced by the reaction of Fe eluted from the steel strip into the plating bath and Al added to the plating bath for the purpose of improving plating adhesion, and is also referred to as top dross.
  • top dross The If pressing or the like is performed while the dross is attached to the steel strip, it may cause damage to the mold or pushing rivets.
  • Ash is a solid of zinc fume. When gas wiping is performed while adhering to the steel strip, it is blown away and an unplated portion is generated.
  • Patent Document 1 a supply nozzle and a suction nozzle are installed on the outer side in the width direction of the steel plate near the bath surface in the snout, and a pump provided at the other end of the transfer pipe is installed in the width direction.
  • a method has been proposed in which a flow in a direction is formed, dross is sucked, and is collected in the vicinity of the nozzle to be discharged and removed.
  • Patent Document 2 proposes a method using a screw shaft as a method for removing foreign matters such as dross.
  • This device is provided with a suction port, which is part of a cut surface obliquely cut in the bath surface portion in the snout, on the bath surface at one end of the U-shaped pipe, and from the discharge port formed in the other end side wall in the other end.
  • a screw in the bath for discharging foreign matter out of the snout is provided.
  • Patent Document 1 due to the structure of the pump used, the impeller is immersed in a bath together with the casing. When the impeller or the like is damaged by corrosion and wear due to molten zinc, it is necessary to replace the parts. In such a case, there has been a problem that the connection between the casing and the transfer pipe is covered by the accumulation of dross or the like, which makes it difficult to disassemble and maintain. Further, since the discharge port of the pump is narrow, there is a problem that the liquid feeding efficiency is lowered by clogging the dross and closing the transfer pipe.
  • Patent Document 2 when the screw is installed perpendicular to the bath surface, the pressure loss is large at the connecting portion from the horizontal portion to the vertical portion of the transfer pipe, and the flow containing dross stays and adheres to the inner wall of the transfer pipe. As a result, there is a problem that the transfer pipe is blocked. In addition, when the screw is installed perpendicular to the plating bath surface, the distance from the horizontal portion of the transfer pipe to the discharge port is shortened, and the number of screw blades that can be installed is small, and the discharge efficiency is lowered. As a result, there is a problem that a sufficient flow rate cannot be obtained and dross tends to harden.
  • an object of the present invention is to provide a snout foreign matter discharge device that does not cause clogging in a transfer pipe and has high discharge efficiency.
  • the gist of the present invention is as follows. [1] In a facility for continuously metal-plating a steel strip, when discharging foreign matter generated inside a snout whose tip is immersed in a plating bath with a foreign matter discharge device in the snout, the intra-snout foreign matter discharging apparatus is a transfer composed of a suction side pipe arranged inside the snout for sucking in the foreign matter inside the snout and a discharge side pipe arranged outside the snout for discharging foreign matter inside the snout.
  • a device for discharging foreign matter in a snout comprising a pipe, wherein a screw is inserted into the discharge-side pipe, and the screw is installed inclined with respect to the plating bath surface.
  • the screw since the screw is installed to be inclined with respect to the bath surface, the pressure loss at the bent portion of the transfer pipe is small compared to the case where the screw is installed perpendicular to the bath surface. In addition, more screw blades can be installed. For this reason, the foreign matter discharge efficiency is increased, and the foreign matter is less likely to adhere to the transfer pipe, and the in-snout foreign matter discharge device can be used for a long period of time.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the intra-snout foreign matter discharging apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a foreign matter discharging apparatus in a snout according to the present invention.
  • a snout 2 is inserted into the molten metal in the plating bath 1, and the steel strip S is continuously carried into the molten metal via the snout 2.
  • the steel strip S carried into the plating bath 1 through the snout 2 is turned upward by the sink roll 3 in the plating bath 1, passes through the support roll 4, and exits the plating bath 1. Thereafter, excess molten metal on the surface of the steel strip S is blown off by the gas wiping nozzle 5 and adjusted to a predetermined plating thickness.
  • the foreign matter discharge device in the snout has a transfer pipe 6 for transferring the foreign matter in the snout 2.
  • the transfer pipe 6 includes a suction side pipe 6 a that forms one end of the transfer pipe 6 and is installed in the snout 2, and a discharge side pipe 6 b that forms the other end of the transfer pipe 6 and is installed outside the snout 2.
  • the transfer pipe 6 may be, for example, a U-shape having a curved pipe portion.
  • a screw 7 is inserted into the discharge side pipe 6b. One end of the screw 7 forms a screw shaft driving unit 8, and the screw shaft driving unit 8 and the discharge side pipe 6 b are connected to each other outside the plating bath 1 through a connection unit 9.
  • a discharge port 10 is formed on the side surface of the discharge side pipe 6b.
  • the discharge port 10 is formed so as to open into the plating bath 1.
  • the foreign matter 11 in the snout 2 is sucked from the suction side pipe 6a, moves in the transfer pipe 6 by the operation of the screw 7, and is finally discharged out of the snout 2 from the discharge port 10 through the discharge side pipe 6b. .
  • the screw 7 is provided to be inclined with respect to the plating bath surface. Since the screw 7 is inclined with respect to the plating bath surface, the pressure loss at the curved pipe portion of the transfer tube 6 is small as compared with the case where the screw 7 is installed perpendicular to the bath surface. Moreover, since the number of blades of the screw 7 can be increased, the foreign matter discharge efficiency is improved. For this reason, it becomes difficult for foreign matters to adhere to the inside of the transfer pipe 6, and the replacement frequency of the foreign matter discharging apparatus within the snout can be reduced. Therefore, the snout foreign matter discharging apparatus of the present invention can be used for a long period of time.
  • the term “screw” means that a shaft with screw blades is rotated to continuously convey the foreign material 11 in the snout 2 with an axial thrust.
  • the pitch of the screw blades of the screw 7 is preferably at least 1.5 pitch or more. When the pitch is less than 1.5, the foreign matter discharge efficiency decreases.
  • the inclination angle of the screw 7 is preferably 30 degrees or more and 80 degrees or less from the bath surface. If the inclination angle is less than 30 degrees, the axis of the screw 7 is greatly deflected, and there is a possibility that the transfer pipe 6 and the blades of the screw 7 come into contact with each other. If the inclination angle exceeds 80 degrees, the pitch of the screw blades of the screw 7 cannot be increased, and as a result, the foreign matter discharge efficiency decreases.
  • the screw 7 be a corrosion-resistant material.
  • the blades and shafts of the screw 7 are preferably subjected to build-up welding from the viewpoint of ensuring wear resistance and thickness.
  • the corrosion resistance is improved and the occurrence of melting damage due to corrosion can be prevented.
  • An example of the corrosion resistant material is a 64Co-28Cr-4W alloy.
  • the screw shaft drive unit 8 and the discharge side pipe 6b are connected outside the plating bath 1. Therefore, adhesion of the molten metal of the screw shaft drive part 8 can be prevented. Further, the screw shaft drive unit 8 and the discharge side pipe 6 b are connected by a connection unit 9. Therefore, the screw 7 can be easily detached from the transfer pipe 6. Therefore, the transfer pipe 6 can be easily replaced.
  • a hot dip galvanized steel sheet was manufactured using the snout foreign matter discharging apparatus of the present invention shown in FIG.
  • the temperature of the plating bath is within 460 ⁇ 5 ° C.
  • a zinc-Al bath Fe: 0.05 mass% or less, Pb: 0.02 mass% or less
  • the screw pitch 169 mm
  • the inclination angle of the screw was 56 degrees.

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Abstract

　スナウト内異物排出装置において、移送管内の詰まりを生じず排出効率の高いスナウト内異物排出装置を提供する。　連続的に鋼帯を溶融金属めっきする設備において、先端部がめっき浴内に浸漬されたスナウトの内部に発生する異物をスナウト内異物排出装置で排出するに際し、前記スナウト内異物排出装置は、前記スナウト内に配置されて前記スナウト内の異物を吸入する吸込側配管と、前記スナウト外に配置されて前記スナウト内の異物を排出する排出側配管とからなる移送管を有し、前記排出側配管内にはスクリューが挿入されており、前記スクリューはめっき浴面に対して傾斜して設置されているスナウト内異物排出装置。

Description

スナウト内異物排出装置
　本発明は、連続溶融金属めっき設備のスナウト内異物排出装置に関する。
　連続溶融金属めっき設備、例えば連続溶融亜鉛めっき設備においては、一般に焼鈍炉で熱処理を行った鋼帯を大気に触れないようにするため、焼鈍炉とめっき浴間はスナウトを介して接続されており、内部は還元性ガスで満たされている。スナウトを介してめっき浴中に搬入された鋼帯は、めっき浴中のシンクロールによって上方に方向転換されてめっき浴を出た後、ガスワイピングによって溶融亜鉛が吹き落とされ、所定のめっき厚さに調整される。
　このような連続溶融金属めっき設備において、めっき浴中の異物が鋼帯に付着し品質欠陥を生じることがある。このような異物としては、ドロスやアッシュと称される異物がある。ドロスとは、鋼帯からめっき浴中に溶出したＦｅと、めっき密着性向上を目的にめっき浴中に添加されているＡｌとが反応して生じるＦｅ２Ａｌ５であり、トップドロスとも称される。ドロスが鋼帯に付着したままプレス加工等を行うと、金型の破損や押し疵の原因となる。アッシュは亜鉛ヒュームの固体であり、鋼帯に付着した状態でガスワイピングされると吹き飛ばされて不めっき部が発生する。
　また、上記の異物以外にもめっき浴中の亜鉛が空気と反応して生じる酸化亜鉛（酸化ドロスとも称される。）がある。これら異物は鋼帯がめっき浴内に搬入される際のめっき浴の流れによってスナウト内に引き込まれ、スナウト内部にたまりやすくなる。
　そのため、スナウト内のめっき浴面のドロス等の異物を排出する方法や装置がこれまで考案されている。例えば、特許文献１には、スナウト内の浴面付近で鋼板の幅方向の一外側方に供給ノズルと、他外側方に吸い込みノズルを設置してそれぞれ移送管の他端に設けたポンプにより幅方向の流れを形成しドロスを吸い込み、ノズル近辺に集積させて排出除去される方法が提案されている。
　一方、特許文献２には、ドロス等の異物を除去する方法としてスクリュー軸を用いた方法が提案されている。この装置は、スナウト内の浴面部に斜めに切った切り口の一部を浴面上に出した吸入口をＵ字パイプの一端に設け、他端内にパイプ他端側壁に形成した排出口から異物をスナウト外に排出する浴中スクリューを設けたものである。
特開平８－２６９６５９号公報 登録実用新案第３００８３３１号公報
　しかし、これらの方法では以下に挙げるような問題があった。特許文献１では、使用するポンプの構造上、ケーシングごとインペラを浴中に浸漬して使用する。インペラ等が溶融亜鉛による腐食および磨耗により損傷を受けた場合、部品の交換を行う必要がある。このような場合、ドロス等の堆積によってケーシングと移送管との接続部が覆われてしまい、分解整備が困難となる問題があった。また、前記ポンプでは吐出口が狭小のため、ドロスが詰まり移送管が閉塞することで送液効率が低下してしまう問題があった。
　特許文献２では、スクリューを浴面に対して垂直に設置した場合、移送管の水平部から垂直部への接続部にて圧力損失が大きく、ドロスを含む流れが滞留して移送管内壁に固着することで移送管の閉塞を生じる問題がある。また、めっき浴面に対し垂直にスクリューが設置されている場合、移送管水平部から吐出口までの距離が短くなり、設置できるスクリューの羽根枚数が少なく排出効率が低下してしまう。その結果、十分な流量が得られずドロスが固まりやすいという問題がある。
　また、実際の保守整備の際には、めっき浴を含むポットをライン進行方向に対して水平に移動あるいは昇降させて作業を行うことが一般的である。その際、ポットを水平に移動させる場合には、排出ポンプ移送管水平部の下端がポット壁面と干渉しないようにするため、ポット上面の高さ以上に排出ポンプを昇降させる機構が必要である。また、ポットを昇降させる場合にも、スナウトおよび排出ポンプ移送管水平部の下端がポット壁面と干渉しないようにするための昇降量を確保する必要がある。いずれにせよ、排出ポンプ移送管をめっき浴に浸漬させて使用すると、こうした昇降量を大きく設計する必要がある。このため、架構式構造が大きくなってしまい、設備管理上または費用上好ましくない。また、移送管長を大きくすると、圧力損失が大きくなり排出効率が低下してしまう問題がある。このような理由から、昇降量を小さくし圧力損失を小さくするために、移送管の水平部を極力浴面に近づけ、移送管長を小さくすることが必要である。
　本発明は上記のような問題点に鑑み、移送管内の詰まりを生じず排出効率の高いスナウト内異物排出装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは前記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、スクリューを浴面に対して傾けて設置することを見出した。本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］連続的に鋼帯を溶融金属めっきする設備において、先端部がめっき浴内に浸漬されたスナウトの内部に発生する異物をスナウト内異物排出装置で排出するに際し、
前記スナウト内異物排出装置は、前記スナウト内に配置されて前記スナウト内の異物を吸入する吸込側配管と、前記スナウト外に配置されて前記スナウト内の異物を排出する排出側配管とからなる移送管を有し、前記排出側配管内にはスクリューが挿入されており、前記スクリューはめっき浴面に対して傾斜して設置されていることを特徴とするスナウト内異物排出装置。
［２］前記スクリューの羽根および軸は耐食性材料で形成されているとともに、肉盛溶接加工を施されていることを特徴とする［１］に記載のスナウト内異物排出装置。
［３］前記スクリューはスクリュー軸駆動部を有し、前記スクリュー軸駆動部と前記排出側配管は、めっき浴外で接続されていることを特徴とする［１］または［２］に記載のスナウト内異物排出装置。
　本発明では、スクリューを浴面に対して傾斜させて設置したので、浴面に対して垂直に設置する場合に比べて、移送管曲管部での圧力損失が小さい。また、スクリュー羽根の枚数をより多く設置できる。このため、異物の排出効率が上がり、移送管内に異物が固着しにくくなり、スナウト内異物排出装置を長期間に亘って使用することができる。
図１は、本発明のスナウト内異物排出装置の実施形態を示す断面図である。
　図１は、本発明のスナウト内異物排出装置の実施形態を示す断面図である。図１に示されるように、連続溶融金属めっき設備において、めっき浴槽１の溶融金属内にはスナウト２が差し込まれており、スナウト２を介して鋼帯Ｓは連続的に溶融金属内に搬入される。スナウト２を介してめっき浴槽１中に搬入された鋼帯Ｓは、めっき浴槽１中のシンクロール３によって上方に方向転換されてサポートロール４を通過しめっき浴槽１を出る。その後、ガスワイピングノズル５により鋼帯Ｓ表面の余剰の溶融金属が吹き落とされ、所定のめっき厚さに調整される。
　本発明のスナウト内異物排出装置は、スナウト２内の異物を移送する移送管６を有する。移送管６は、移送管６の一端を形成しスナウト２内に設置される吸込側配管６ａと、移送管６の他端側を形成しスナウト２外に設置される排出側配管６ｂとからなる。移送管６は、例えば、曲管部を有するＵ字型形状であればよい。排出側配管６ｂ内にはスクリュー７が挿入されている。スクリュー７の一端はスクリュー軸駆動部８を成しており、スクリュー軸駆動部８と排出側配管６ｂは、めっき浴槽１外で接続部９を介して接続されている。
　排出側配管６ｂの側面には排出口１０が形成されている。排出口１０は、めっき浴槽１中に開口するように形成されている。スナウト２内の異物１１は、吸込側配管６ａから吸い込まれ、スクリュー７の稼動により移送管６内を移動し、最終的に排出側配管６ｂを介して排出口１０からスナウト２外に排出される。
　本発明において、スクリュー７はめっき浴面に対して傾斜して設置されていることを特徴とする。スクリュー７がめっき浴面に対して傾斜していることにより、浴面に対して垂直に設置する場合に比べて、移送管６の曲管部での圧力損失が小さい。また、スクリュー７の羽根枚数をより多くすることができるため、異物の排出効率が向上する。このため、移送管６内に異物が固着しにくくなり、スナウト内異物排出装置の取替頻度を低減させることができる。したがって、本発明のスナウト内異物排出装置は、長期間に亘って使用することができる。なお、本発明において、「スクリュー」とは、ねじ羽根付きの軸を回転させて、スナウト２内の異物１１に軸方向の推進力を与えて連続的に搬送させるものである。
　スクリュー７のねじ羽根のピッチとしては、少なくとも１．５ピッチ以上が望ましい。１．５ピッチ未満の場合、異物の排出効率が低下する。
　スクリュー７の傾斜角度としては、浴面から３０度以上８０度以下であることが好ましい。傾斜角度が３０度未満では、スクリュー７の軸が大きくたわみ、移送管６とスクリュー７の羽根が接触する恐れがある。傾斜角度が８０度超えでは、スクリュー７のねじ羽根のピッチを増やすことができず、その結果、異物の排出効率が低下する。
　スクリュー７の羽根および軸は、高温の溶融金属に浸漬されているので、耐食性材料であることが好ましい。あわせて、スクリュー７の羽根および軸は、耐摩耗性および肉厚の確保の点から、肉盛溶接加工を施しているものを用いることが好ましい。耐食性材料を用いて肉盛溶接加工を施していることにより、耐食性が向上し、腐食による溶損の発生を防ぐことができる。耐食性材料としては、たとえば、６４Ｃｏ－２８Ｃｒ－４Ｗ系合金が挙げられる。
　また、スクリュー軸駆動部８と排出側配管６ｂは、めっき浴槽１外で接続されている。そのため、スクリュー軸駆動部８の溶融金属の付着を防止することができる。さらに、スクリュー軸駆動部８と排出側配管６ｂは、接続部９で接続されている。そのため、容易にスクリュー７を移送管６から脱着することができる。したがって、容易に移送管６の交換が可能である。
　連続溶融亜鉛めっき設備において、図１に示す本発明のスナウト内異物排出装置を用いて溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。めっき浴の温度は４６０±５℃以内とし、Ａｌを質量％で０．１２～０．１５％添加した亜鉛－Ａｌ浴（Ｆｅ：０．０５質量％以下、Ｐｂ：０．０２質量％以下）を用いた。また、スクリューには、２ピッチ（１６９ｍｍ）のねじ羽根（２条ねじタイプ）を用いた。スクリューの傾斜角度は５６度とした。ライン稼動中は常時使用状態とした。その結果、使用開始から６０日が経過しても、異物による移送管の閉塞がなく使用可能な状態を維持することができた。また、腐食による溶損もほとんどなかった。この耐用期間は、以前使用していた噴流型ポンプの実績耐用期間３０日に比べ２倍以上に長い。
　１　　めっき浴槽
　２　　スナウト
　３　　シンクロール
　４　　サポートロール
　５　　ガスワイピングノズル
　６　　移送管
　６ａ　　吸込側配管
　６ｂ　　排出側配管
　７　　スクリュー
　８　　スクリュー軸駆動部
　９　　接続部
　１０　排出口
　１１　異物
　Ｓ　　鋼帯

Claims (3)

  1. 　連続的に鋼帯を溶融金属めっきする設備において、先端部がめっき浴内に浸漬されたスナウトの内部に発生する異物をスナウト内異物排出装置で排出するに際し、
    前記スナウト内異物排出装置は、前記スナウト内に配置されて前記スナウト内の異物を吸入する吸込側配管と、前記スナウト外に配置されて前記スナウト内の異物を排出する排出側配管とからなる移送管を有し、
    前記排出側配管内にはスクリューが挿入されており、前記スクリューはめっき浴面に対して傾斜して設置されていることを特徴とするスナウト内異物排出装置。
  2. 　前記スクリューの羽根および軸は耐食性材料で形成されているとともに、肉盛溶接加工を施されていることを特徴とする請求項１に記載のスナウト内異物排出装置。
  3. 　前記スクリューはスクリュー軸駆動部を有し、前記スクリュー軸駆動部と前記排出側配管は、めっき浴外で接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスナウト内異物排出装置。
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