JPH01152253A - 溶融亜鉛めっき用合金化装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、亜鉛めっき阻止剤を片面に塗布した鋼板を
溶融亜鉛めっき槽で亜鉛めっきした後、この鋼板をＦｅ
−Ｚｎ合金層に合金化熱処理をする溶融亜鉛めっき用合
金化装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、溶融亜鉛めっき鋼板として、鋼板の亜鉛めっ
き層の一部又は全体をＦｏ−Ｚｎ合金層に合金化熱処理
を施した溶融亜鉛めっき鋼板が知られている。

この溶融亜鉛めっき鋼板を合金化する従来の装置につい
て、第５図を用いて説明する。

、図中、１は溶融亜鉛を加熱・保持、収容している亜鉛
めっき槽で、亜鉛めっき槽１のめっき浴中に進入して亜
鉛めっきされる鋼板２の進行方向を上方に変えるジンク
ロール３が、亜鉛めっき槽１に設けられている。そして
亜鉛めっき槽１の直上に、亜鉛めっきされた。鋼板２の
入口と出口をそれぞれ下と上にして複数の直火式バーナ
４を有した溶融亜鉛めっき用合金化炉（以後合金化炉と
称する）５を配している。また、この合金化炉５と亜鉛
めっき槽１との間で、且つ綱板２の板厚を挟む両側に、
鋼板２が亜鉛めっき槽ｌから引上げられて行く際、鋼板
２の表面に過剰に付着した亜鉛を絞りとる亜鉛絞り装置
６を設けである。

したがって、鋼板２は亜鉛めっき槽１の溶融亜鉛浴に進
入し、ジンクロール３でその進行方向を上方に変え、鋼
板２はこの溶融亜鉛浴中で亜鉛めっきされて、亜鉛めっ
き槽重の上方から出浴する。

出浴した鋼板２は亜鉛絞り装置６の間を通り、合金化炉
３に進出する。このときに、鋼板２に過剰に付着した亜
鉛は亜鉛絞り装置６で絞りとられる。

そして合金化炉５に進入した鋼板２は、合金化炉５の直
火バーナ４の火炎で加熱され、合金化炉５内を進行して
行く間に、鋼板２はめっきされた亜鉛層に地のＦｅが拡
散してＦｅ−Ｚｎ合金層として合金化熱処理される。こ
の合金化処理が過合金となったり、合金不足となったす
せずに適正に行われるためには、合金化炉５内を通過す
る鋼板２の温度（以後、板温と称する）を正確に把握し
、且つ鋼板２の温度を確実に制御することが必要である
。これらの例として、特開昭５７−１８５９６６号公報
や特開昭５０−６７７３０号公報に記載された発明が知
られている。前者は、鋼板めっき面の輻射エネルギを検
出して板温を計測する板温計を合金化炉に設けて、この
検出値によって合金化炉の炉温を制御するものである。

また、後者は合金化炉の出口と合金化炉内とに、鋼板め
っき面の輻射エネルギを検出する板温計を設けて、この
板温計の間で前記鋼板の合金化を行うように、前記板温
計の検出値によって合金化炉の炉温を制御するものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来例においては、いずれも鋼板の
亜鉛めっき面から放射される輻射エネルギを検出するた
め、次のような問題点を有していた。

即ち、鋼板の亜鉛めっき面から放射される輻射エネルギ
は、一定でなく以下に記す諸条件で変動するものである
。

（１）鋼板の輻射率は、亜鉛めっき付着量によって変動
する。

（２）溶融亜鉛浴中の／１等の不純物濃度により、合金
化処理後のめっき面の白色度が変化し、鋼板の輻射率も
変化する。

（３）合金化炉中で、亜鉛めっき表面が溶融状態の亜鉛
相（η相、融点４１９℃）から合金化されてζ相（融点
５３０℃）、δ相（融点６４０℃）になって固化する。

この変化は鏡面液相状態から固相に変化するものであり
、輻射率は大きく変化する。

これは、片面溶融亜鉛めっき鋼板の板温と放射率の関係
を示す第４図のめっき面側の曲線で示される。

したがって、鋼板のめっき面から放射される輻射エネル
ギを検出して板温を測定することは、このめっき面から
放射される放射率が変動するため、常にこのめっき面の
状況に応じて変化する放射率を修正しない限り実現でき
ない。これは前記側々の条件があり、非常に困難なこと
である。

このため、溶融亜鉛めっき鋼板の板温を測定して、合金
化炉の炉内温度を正確且つ確実に制御することができな
い。また、当然なことながら、Ｆｅ−Ｚｎ合金化熱処理
を適正に行うこともできないという問題点があった。

そこで、この発明は、合金化熱処理後の鋼板の品質を保
証するために、特公昭５７−２８７４４号公仰、特公昭
６１−８９９号公報、特公昭６１−１４９７号公報、及
び特公昭６１−１４９８号公報に知られた阻止剤法によ
る片面溶融亜鉛めっき鋼板の合金化炉に関して、阻止剤
塗布面側の放射率が板温の変化に関係なく安定している
ことを利用して板温を正確に測定し、合金化炉の炉内温
度を正確且つ確実に制御して、上記問題点を解決するこ
とを目的としている。

なお、上記放射率について、片面熔融亜鉛めっき鋼板の
板温と放射率（ε）との関係を示す第４図で説明すれば
、第４図のグラフ中の実線で示される阻止剤塗布面側の
放射率は、板温の変化に関係なく、はぼ０．９で安定し
ている。しかし、亜鉛めっきをした面側の放射率は、板
温か１００℃〜６５０℃まで変化すると０．１〜０．９
まで変化している。特に、合金化処理後の鋼板の品質を
保証するための目標合金化炉出側の板温範囲では、グラ
フから約０．３〜０．８まで急変している。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、亜鉛めっき阻
止剤を片面に塗布した鋼板を溶融亜鉛めっきする溶融亜
鉛めっき槽と、このめっき槽の直上に前記鋼板の入口と
出口をそれぞれ下と上にして配した溶融亜鉛めっき用合
金化炉と、この炉内で前記鋼板の温度を測定する板温計
と、前記板温計の検出信号を受けて前記合金化炉の加熱
源となる燃料の供給量を調節する燃料調節装置と、燃料
調節装置の出力で作動する燃料調節装置の操作端とを有
する前記溶融亜鉛めっき用合金化装置において、前記板
温計を、前記鋼板の亜鉛めっき阻止剤塗布面に対向して
配設したことを特徴とする。

〔作用〕

この発明は、鋼板の亜鉛めっき阻止剤を塗布した面に対
向して、合金化炉内に板温計を配設したので、前記阻止
剤塗布面は熱放射率が板温変化に影響されずに安定して
いるから、板温を正確に測定することができる。そして
、この板温計の検出信号に基づいて燃料調節装置でその
操作端を制御して、合金化炉の加熱源となる燃料の供給
量を調節し、合金化炉出側の亜鉛めっきされた鋼板の板
温を正確且つ確実に制御することができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図はこの発明の一実施例を示し、第１図
はこの発明の第１の実施例装置を側面から見た説明図で
あり、第２図は亜鉛めっき阻止剤を鋼板に塗布した面側
から第２の実施例装置を見た説明図である。

第１図において、１は溶融亜鉛を加熱・保持、収容して
いる亜鉛めっき槽で、亜鉛めっき槽１のめっき浴中に進
入する亜鉛めっきされる鋼板２の進行方向を上方に変え
るジンクロール３が、この亜鉛めっき槽Ｉに設けられて
いる。なお、前記鋼板２は亜鉛めっきの前工程で鋼板２
の片面に亜鉛めっき阻止剤が塗布されている。そして、
亜鉛めっき槽１の直上に、亜鉛めっきされた鋼板２の入
口と出口をそれぞれ下と上にして、複数の直火バーナ４
を有した合金化炉５を配している。そして、この直火式
バーナ４は合金化炉５の入側に設けられている。

また、この合金化炉５と亜鉛めっき槽１との間で、且つ
鋼板２の亜鉛めっき面２ａに臨んで、鋼板２の表面に付
着した亜鉛を絞りとる亜鉛絞り装置６を設けである。そ
して、鋼板２のめっき阻止剤塗布面２ａに対向して、合
金化炉５内の出側近くに放射温度形である板温計７を設
けている。

更に、この板温計７と、板温計７の出力信号を受ける燃
料調節装置８とが電気的に接続されており、そしてこの
燃料調整装置８と、燃料調節装置８の出力信号を受ける
燃料調節装置８の操作端９とが電気的に接続されている
。また、前記燃料調節装置８は温度調節計１０と、燃料
ガス流量調節器ＩＩと、燃料ガス・エア比設定器１２と
、燃料エア流量調節器１３とで構成され、温度調節計Ｉ
Ｏと燃料ガス流量調節器１１とが電気的に接続されてい
る。更に、燃料ガス流ｆｆｌ調節器１１と燃料ガス・エ
ア比設定器１２とが電気的に接続され、この燃料ガス・
エア比設定器１２と燃料エア流量調節器１３とが同様に
接続されている。また、前記操作端９は燃料ガス流量計
１４と、燃料ガス流量調節弁１５と、燃焼エア流量計１
６と、燃焼エア流ｔＪ１節弁１７とで構成されている。

そして、前記燃料ガス流ｉ調節器１１は、燃料ガス流量
計１４と、燃料ガス流量調節弁１５とに電気的に接続さ
れている。また、前記燃焼エア流ｔＪ１節器１３は、燃
焼エア流量計１６と、燃焼エア流量調節弁１７とに電気
的に接続されている。更に、図示されていない燃料ガス
供給源と燃料ガス流量計１４とが配管接続され、この燃
料ガス流量計１４と燃料ガス流量調節弁１５とが配管接
続されている。

そして更に、燃料ガス流量調節弁１５から合金化炉５に
設けられた各直火式バーナ４の燃料ガス接続口に燃料ガ
ス配管１８で配管接続されている。

また、燃焼用のエアを送るファン１９と燃焼エア流量計
１６とが配管接続され、この燃焼エア流量計１６と燃焼
エア流量調節弁Ｉ７とが配管接続されている。そして更
に、燃焼エア流量調節弁１７から各直火式バーナ４のエ
ア接続口に燃焼エア配管２０で配管接続されている。

したがって、溶融亜鉛めっきの前工程で、亜鉛めっき阻
止剤を片面に塗布された鋼板２は、亜鉛めっき槽１の溶
融亜鉛浴中に進入浸潤され、ジンクロール３で鋼板２の
進行方向を上方に変える。

そして鋼板２は、この溶融亜鉛浴中で亜鉛めっきされた
後、鋼板２は上方に進行し、鋼板２のめっき面に過剰に
付着した亜鉛は、亜鉛絞り装置６で絞りとられる。更に
、この鋼板２は合金化炉５に進行し、この鋼板２は、板
温計７と燃料調節装置８と操作端９とで燃焼量を調節さ
れる直火式バーナ４で加熱され且つ合金化炉５内を進行
中に均熱され、前記鋼板２は合金化炉５内でＦｅ−Ｚｎ
合金層に合金化熱処理される。

次に、直火式バーナ４の燃焼量を調節する方法について
詳述する。

まず、鋼板２のめっき阻止剤塗布面２ｂの温度を検出し
た板温計７からの出力信号を受けた温度調節計１０は、
予め設定された温度調節計１０の設定値と板温計７の出
力信号値とを比較し、その偏差に応じた出力信号を燃料
ガス流量調節器１１に出力する。温度調節計１０からの
出力信号を受゛けた燃料ガス流量調節器１１は、燃料ガ
ス流量計１４に燃料ガス流量調節器１１の出力信号を送
り、その出力信号にバランスするところまで燃料ガス流
量調節弁１５を作動させると共に、燃料ガス流量調節器
１１の出力信号を燃料ガス・エア比設定器１２に送る。

信号を受けた燃料ガス・エア比設定器１２は、予め設定
された燃料ガスとエアとの比率に応じて燃焼エア流ｆｆ
ｉ調節器１３に出力信号を送る。燃料ガス・エア比設定
器１２から信号を受けた燃焼エア流ｆｆｉ調節器１３は
燃焼エア流量計１６に燃焼エア流量調節器１３の出力信
号を送り、その出力信号にバランスするところまで燃焼
エア流量調節弁１７を作動させる。

以上によって、直火式バーナ４に送られる燃料ガス量と
燃料ガス量に応じた燃焼エアとが調節される。即ち、温
度調節計１０の設定値（合金化熱処理が適正に行われる
温度）に比べて、板温計７の測定温度が高ければ、直火
式バーナ４に供給する燃料ガスと燃焼エアを減少し、そ
の逆であれば燃料ガスと燃焼エアとを増加させて板温を
制御することができる。

したがって、溶融亜鉛めっきされた鋼板２のめっき層は
、亜鉛層に地のＦｅが適度に拡散し、過合金となったり
、合金不足となったすせずに、適正に合金化熱処理が行
われる。

次に、第２図を用いて第２の実施例を、第１図との対応
部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略して説明
する。

第１の実施例では板温計７の測定点が１点である例につ
いて述べたが、この実施例では板温計７をプロフィール
型とし、合金化炉５の炉幅方向に３点の測定点を設けて
いる例について説明する。

前記測定点は、炉幅方向で、炉幅の中心位置２１と、そ
の両側となる合金化炉５のドライブ側（Ｄｒ側）位置２
２と、合金化炉５のオペレータ側（ＯＰ側）位ｒ１１２
３とに設けられ、この各測定点にそれぞれ対をなして、
燃料調節装置８と操作端９とでなるガス・エア供給量制
御系２４，２５゜２６を設け、更にこれらガス・エア供
給量制御系２４．２５．２６に燃料ガス・エアを調節さ
れる複数の直火式バーナ４を合金化炉５に設けて、それ
ぞれの直火式バーナ４に配管１８．２０が配管接続され
ている。

上記構成によって、第１の実施例の場合より、鋼板２の
板温を均一に制御することができると共に、適正な合金
化熱処理を行うことができる。

次に、本発明装置によって、燃料ガスとエアの量とを制
御した場合と、制御しない場合の操業データを第３図に
示し、この第３図を用いて、制御した場合と制御しない
場合の差異を説明する。

第３図は、横軸に経過時間（ｍｉｎ）をとり、縦軸に合
金化炉５の通板速度（ｍ／ｍ１ｎ）と、合金化炉出側の
板温（”Ｃ）と、燃料ガス流Ｉ（Ｎｎ？　／　Ｈｒ　）
をとり、それぞれの関係を示している。

そして図の左側のグラフは板温を制御しない場合を示し
、図の右側のグラフは板温を制御した場合を示している
。

このグラフから、制御しない場合には、定常状態時の鋼
板２の板温は幅方向で約１５℃の温度差であるが、通板
速度を４０ｍ／ｍｉｎから３５ｍ／　ｍ　ｉ　ｎに変更
すると、変更後の約１５分の間、板温は目標としている
板温範囲を約５０℃はずれている。この間に合金化処理
されたｆｉｌ板２の品質は低下し、製品として出荷でき
ない。

しかしながら、本発明装置で板温を制御した右側のグラ
フを見ると、定常状態時の板温は幅方向で約１０℃の温
度差に縮小し、通板速度を３５ｍ／ｍｉｎから２５ｍ／
ｍｉｎに変更しても目標としている設定板温３９０℃と
オーバーシュート時の最高温度との温度差は約１５℃で
あり、その時間も５分程度であった。そして、この板温
制御を実施して合金化処理した結果、本発明実施前の歩
どまり８０％が９５％に改善された。

したがって、板温を正確且つ確実に制御できたと共に、
鋼板２の合金化熱処理が適正に行えたことが確認できた
。

なお、上記実施例では鋼板２の測定点を１点と３点の場
合について説明したが、測定点の点数を必要に応じて選
択してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、鋼板の、亜鉛
めっき阻止剤を塗布した面に対向して、合金化炉内に＋
Ｊｉ温計を配設したので、前記阻止剤塗布面は放射率が
板温変化に影響されずに安定しているから、板温を正確
に測定することができ、その結果として過合金となった
り合金化不足となったすせず、適正な合金化熱処理をす
ることができるという効果と、製品の歩どまりを８０％
から９５％に向上できるという効果とが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す説明図、第２図は他
の実施例を示す説明図、第３図（ａｌは経過時間と通板
速度との関係を示すグラフ、第３図（ｂ）は経過時間と
合金化炉出側の板温との関係を示すグラフ、第３図（Ｃ
１は経過時間と燃料ガス流量との関係を示すグラフ、第
４図は片面溶融亜鉛めっき鋼板の板温と放射率との関係
を示すグラフ、第５図は従来例を示す説明図である。 図中、１は亜鉛めっき槽、２は鋼板、５は合金化炉、７
は板温計、８は燃料調節装置、９は操作端、１０は温度
調節計、１１は燃料ガス流量調節器、１２は燃料ガス・
−エア比設定器、１３は燃焼エア流量調節器である。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 川鉄鋼板株式会社 代理人　弁理士　森　　　哲　也 代理人　弁理士　内　ｇ　嘉　昭 代理人　弁理士　清　水　　　正 大ｆＦ傘＋ｎ°ス流量（Ｎｍ’／ｈ１）冒材２合く≧イ
ヒ’ＫＰＪニゴ旦１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 亜鉛めっき阻止剤を片面に塗布した鋼板を溶融亜鉛めっ
   きする溶融亜鉛めっき槽と、このめっき槽の直上に前記
   鋼板の入口と出口をそれぞれ下と上にして配した溶融亜
   鉛めっき用合金化炉と、この炉内で前記鋼板の温度を測
   定する板温計と、前記板温計の検出信号を受けて前記合
   金化炉の加熱源となる燃料の供給量を調節する燃料調節
   装置と、燃料調節装置の出力で作動する燃料調節装置の
   操作端とを有する前記溶融亜鉛めっき用合金化装置にお
   いて、前記板温計を、前記鋼板の亜鉛めっき阻止剤塗布
   面に対向して配設したことを特徴とする溶融亜鉛めっき
   用合金化装置。