JPH11302811A - 連続亜鉛メッキ設備の炉内雰囲気ガス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融亜鉛メッキ浴に鋼帯を浸漬して、連続的
に溶融亜鉛メッキ鋼板を製造する連続式溶融亜鉛メッキ
設備において、亜鉛蒸気を含むスナウト内の雰囲気を熱
処理炉側雰囲気と遮断し、亜鉛蒸気が鋼帯表面に付着し
て生じるメッキ後の製品外観不良やメッキ密着性不良を
防止する。 【解決手段】 連続式溶融亜鉛メッキラインにおいて、
熱処理炉出側とスナウトの間に鋼帯を挟んで両側に非接
触式ガス仕切装置を設け、該非接触ガス仕切装置部から
スナウト内の雰囲気ガスを抽気し、冷却して亜鉛を除去
した後再加熱してスナウト内へ噴射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続亜鉛メッキ設
備の炉内雰囲気ガス制御装置に関するものであり、特に
溶融亜鉛浴から発生する亜鉛蒸気がスナウト内を通して
熱処理炉内側に拡散するのを防止するスナウト内の雰囲
気ガス仕切装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛メッキ浴に鋼帯を浸漬して、連
続的に溶融亜鉛メッキ鋼帯を製造する連続亜鉛メッキ設
備において、鋼帯は、不活性ガス及び還元性ガスからな
る炉内雰囲気ガス中で熱処理され、続いて出側を溶融亜
鉛メッキ浴に浸漬されたスナウトと呼ばれる気密ダクト
内を通して浴内に導入され亜鉛メッキが施される。とこ
ろでスナウト内では、十分な還元性雰囲気が得られない
場合に金属灰などが生成し、また、溶融亜鉛浴からは亜
鉛が蒸発し、亜鉛蒸気となる。スナウト内で発生した亜
鉛蒸気は、熱処理炉内へ流れ込むとともに、スナウトを
通して溶融亜鉛浴に導入される鋼帯の表面に付着し、メ
ッキ後の製品に外観不良やメッキ密着性不良を生じるこ
とになる。

【０００３】この問題を解決するために、特開昭６２−
１７７１６４号公報に開示されているように、スナウト
の熱処理炉側に、スナウト内の雰囲気ガスを熱処理炉側
の雰囲気ガスと遮断する機械的雰囲気ガス遮断機構を設
け、この機械的雰囲気ガス遮断機構付近に、スナウト内
の雰囲気ガスと同種のガスで形成する遮断層を設ける技
術が開示されている。このとき、スナウト内の雰囲気ガ
スはスナウト下部から吸引され、雰囲気ガス中の亜鉛等
の金属を除去した後で加熱し、前記機械的雰囲気ガス遮
断機構付近の遮断層に供給するように構成されている。

【０００４】また、回収された雰囲気ガス中の亜鉛等の
金属の除去は、雰囲気ガスを金属の凝固温度状態にする
金属蒸気凝固室及び金属を除去した後で雰囲気ガスを所
定の温度まで加熱するガス加熱器を設けている。機械的
雰囲気ガス遮断機構は、鋼帯の片側にシールロールを配
設し、シールロールは、鋼帯及びスナウト内壁とわずか
な隙間を保つように設けられている。鋼帯のシールロー
ルと反対側には、進退自在なシール機構が設けられてお
り、鋼帯とシール機構は所定の隙間を開けて使用され
る。

【０００５】さらに、この機械的雰囲気ガス遮断機構を
一対として一定間隔をおいて２個設け、それらによって
形成される室に、所定の温度に加熱された雰囲気ガスを
供給して、スナウト及び熱処理炉より高い圧力の加圧室
を形成することにより雰囲気ガスの遮断を行おうとする
ものや、機械的雰囲気ガス遮断機構のスナウト側及び熱
処理炉側にガス噴射ノズルを設けて、所定の温度に加熱
した雰囲気ガスを該噴射ノズルより噴出することにより
ガスカーテンを形成し、スナウト内と熱処理炉内の雰囲
気ガスを遮断しようとしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スナウトに設けた機械的雰囲気ガス遮断機構において
は、鋼帯と機械的雰囲気ガス遮断機構との摩擦に起因す
る鋼帯表面の傷の発生を防止するためには、鋼帯との間
に隙間を設けざるを得ず、例え、機械的雰囲気ガス遮断
機構を一対設け、それによって形成される空間に雰囲気
ガスを供給して圧力の高い加圧室を形成させる方法や、
ガス噴射ノズルを併設してガスカーテンを形成せしめる
方法を併用したとしても、鋼帯と機械的雰囲気ガス遮断
機構の間の隙間から亜鉛蒸気を含むスナウト内雰囲気ガ
スが熱処理炉側へ拡散することは避けられないという問
題があった。

【０００７】従来の方法において、亜鉛蒸気の熱処理炉
側への拡散を防止する為には、大量の雰囲気ガスを供給
して、加圧室を形成せしめるか或いはガスカーテン効果
を得ることが必要になるが、その場合は、雰囲気ガスの
消費量が莫大なものになるという欠点があった。特に、
従来の方法ではガスカーテンを形成せしめるための雰囲
気ガスは、ガス噴射ノズルから単に噴射されるだけであ
るため、効果的なガスカーテン効果を得ることが困難で
あった。さらには、鋼帯を挟んで機械的雰囲気ガス遮断
機構と反対側には、シールロールが配設されており、シ
ールロールと鋼帯の間及びシールロールとスナウト内壁
の間には、同様に隙間を設けざるを得ず、この隙間から
亜鉛蒸気を含むスナウト内の雰囲気ガスが熱処理炉側へ
流出することは避けられないという致命的な欠点があっ
た。

【０００８】また、スナウト内の亜鉛蒸気を含む雰囲気
ガスは、スナウト下部より単に吸引されているだけであ
ったため、スナウト入側部に設けられた機械的雰囲気ガ
ス遮断機構の近傍に雰囲気ガスを供給して、スナウト入
側からスナウト下部に向かう雰囲気ガス流れを形成せし
めて、スナウト下部でスナウト内の雰囲気ガスを吸引し
たとしても、亜鉛メッキ浴面から発生する亜鉛蒸気を効
果的に捕修することは不可能であった。

【０００９】すなわち、前記スナウト入側部の機械的雰
囲気ガス遮断機構付近に供給した雰囲気ガス或いはスナ
ウト内へ別系統から供給された雰囲気ガスは、スナウト
下部に設けられた雰囲気ガス吸引部に向かって流れるこ
とにより、僅かながら亜鉛メッキ浴面から発生する亜鉛
蒸気の上昇を阻害する効果は期待できるものの、前記ス
ナウト下部に向かって流れる雰囲気ガスの流れが、スナ
ウト断面各部で一様にならない為、大部分の亜鉛蒸気が
機械的雰囲気ガス遮断機構に向かって上昇し、鋼帯と機
械的雰囲気ガス遮断機構の間の隙間或いは、鋼帯とシー
ルロールの間及びシールロールとスナウト内壁との間の
隙間を通過して、熱処理炉側へ流れてしまうという問題
があった。このとき、シールロール及びシールロールと
スナウト内壁部の比較的温度の低い箇所に亜鉛蒸気が凝
固堆積し、この堆積物が成長して鋼帯表面にスリ疵等の
欠陥を生じたり、鋼帯表面に付着してメッキ後の製品に
外観不良やメッキ密着性不良を生じることになってい
た。

【００１０】運転時においては、鋼帯と機械的雰囲気ガ
ス遮断機構との間の隙間の量を管理することは極めて困
難であり、スナウトに覗き窓等を設けて該隙間を可視化
できるように工夫したとしても、スナウト内の亜鉛蒸気
により短期間で覗き窓ガラスの内面に曇りが生じてしま
うので、隙間の管理は、鋼帯にスリ疵等が生じないよう
に配慮して、小さく設定できないのが実状であった。こ
のことは、さらに従来の機械的雰囲気ガス遮断機構で
は、亜鉛蒸気を含む雰囲気ガスを熱処理炉側へ拡散しな
いようにしようとする所定の目的を達成することができ
ない理由とされていた。

【００１１】亜鉛蒸気の発生を抑制する為に、また、亜
鉛密着性を向上する目的で、溶融亜鉛浴に侵入する鋼帯
の表面活性度をあげる為に、スナウト内の水素濃度を高
めようとすると、従来の方法では、スナウト内に導入し
た雰囲気ガスは容易に炉内側へ流れてしまう為、スナウ
ト部のみ雰囲気ガス中の水素濃度を上げることが容易で
なく、スナウト及び焼鈍炉内雰囲気ガス全体の水素濃度
を上げざるを得ず、水素原単位が高くなるという問題が
あった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる従来の
問題を解決するために、 （１）連続亜鉛メッキ設備の熱処理炉出側のスナウト部
から、亜鉛蒸気を含む雰囲気ガスを系外へ吸引し、冷却
して亜鉛を除去した後、再加熱して再びスナウト内へ噴
射し、鋼帯に亜鉛蒸気が付着することを防止する如く形
成された連続亜鉛メッキ設備の炉内雰囲気ガス制御装置
において、ガス噴射ノズルとガス吸引ノズルより構成し
たガス仕切装置を、熱処理炉出側のスナウト部に、鋼帯
を挟んで両側に設け、該ガス仕切装置のガス吸引ノズル
からスナウト内雰囲気ガス或いは熱処理炉内雰囲気ガス
の一部を抽気するとともに、該抽気ガスを冷却して亜鉛
蒸気を除去し、さらに再加熱してスナウト内へ吹き込む
如くなした。

【００１３】（２）特にガス仕切装置は、ガス吸引ノズ
ルと該ガス吸引ノズルの両側に設けられたガス噴射ノズ
ルにより一体的に構成されていることを特徴とする。 （３）ガス仕切装置が設置されているスナウト部の、該
ガス仕切装置よりも下方の任意の位置に、雰囲気ガス供
給配管を接続し、熱処理炉内雰囲気ガス中の水素濃度よ
り高い水素濃度を有する雰囲気ガスをスナウト内へ吹き
込む如くなしたことを特徴とする。 （４）スナウト内部に鋼帯を挟んで両側に電気式ヒータ
ーを配設したことを特徴とする。 （５）スナウトの外周部に電気式ヒーターを配設し、該
電気式ヒーターとスナウトを同時に保温材で覆う如くな
したことを特徴とする。

【００１４】

【実施例】本発明を図１に示す実施例をもって説明す
る。鋼帯１は、熱処理炉２において熱処理された後、タ
ーンダウンロール３を介しスナウト６を経て、溶融亜鉛
メッキ浴４に導入される。さらに、シンクロール５を経
て、コーティングノズル（図示していない）により所定
のメッキ厚さに調整され亜鉛メッキされる。熱処理炉２
とスナウト６の間には、ガス仕切装置１２が設けられて
いる。

【００１５】図２にガス仕切装置１２の詳細を示す。ガ
ス仕切装置１２は、ガス噴射ノズル１３、１３ａ、１３
ｂ及び１３ｃとガス吸引ノズル１４及び１４ａによって
構成されている。すなわち本実施例では、中央にガス吸
引ノズル１４、１４ａを設けるとともに、その両側にそ
れぞれガス噴射ノズル１３及び１３ａ、１３ｂ及び１３
ｃを設けた一体的な構成となっている。ガス吸引ノズル
１４及び１４ａからは、亜鉛蒸気を含むスナウト内雰囲
気ガス或いは熱処理炉２内の雰囲気ガスの一部が吸引さ
れる。

【００１６】吸引された雰囲気ガスは、引き続いて、図
１に示す冷却器８によって亜鉛蒸気が凝縮回収されスカ
ム回収箱９に集められる。亜鉛を除去された雰囲気ガス
は、回収ブロワー７によって吸引、昇圧され、ヒーター
１０により加熱された後再びガス仕切装置１２のガス噴
射ノズル１３、１３ａ、１３ｂ及び１３ｃに供給され
る。ガス噴射ノズル１３、１３ａ、１３ｂ及び１３ｃの
それぞれに供給される雰囲気ガス量は、スナウト６内圧
力、熱処理炉２内圧力に応じて、バルブ或いはダンパー
等の風量調整機構により最適量に調整され、亜鉛蒸気を
確実に回収できるようにされている。

【００１７】このように、本実施例におけるガス仕切装
置１２は、中央に吸引ノズル１４及び１４ａがあって、
その両側にガス噴射ノズル１３及び１３ａまたは１３ｂ
及び１３ｃを設けており、このガス噴射ノズル１３及び
１３ａまたは１３ｂ及び１３ｃから噴射されるシールガ
スによって囲まれる領域に静圧領域を形成する様に配慮
されており、この静圧領域からシールガスの一部を外部
に抽気するので、従来のような機械的雰囲気ガス遮断機
構に比べ、シール性がよく、特にスナウト６側の圧力変
動に対して有利になる。

【００１８】また、ガス噴射ノズル１３及び１３ａまた
は１３ｂ及び１３ｃは鋼帯に対して３０〜６０度の角度
を持たせるのがシールをする上で効果的である。これ
は、ガス噴射ノズル角度が鋼帯に対して３０度未満であ
ると、鋼帯表面に沿って上昇する亜鉛蒸気を含むスナウ
ト内雰囲気ガスの流れを効果的に遮断できなくなるし、
６０度を超えるとガス噴射ノズル１３から噴射されるシ
ールガスによって形成される静圧発生効率が悪くなるた
めである。

【００１９】図２に示すガス仕切装置１２は、ガス噴射
ノズル１３及び１３ａとガス吸引ノズル１４によって、
さらに、ガス噴射ノズル１３ｂ及び１３ｃとガス吸引ノ
ズル１４ａによって、一体的に構成されている一実施例
を示すが、ガス噴射ノズルとガス吸引ノズルは、それぞ
れ独立して、互いに接近させて構成しても良い。スナウ
ト６には、焼鈍炉内の雰囲気ガスに比べて、水素濃度の
高い、例えば、７５〜１００％水素濃度の雰囲気ガスを
供給する雰囲気ガス供給配管１５が、ガス仕切装置１２
よりも下方の任意の位置に接続されている。この雰囲気
ガス供給配管の経路には、雰囲気ガスを予熱するガス予
熱器１６が設けられている。

【００２０】このように、熱処理炉２内の雰囲気ガス中
の水素濃度を変えることなく、スナウト６内に高濃度水
素を導入することにより、溶融亜鉛浴に侵入する鋼帯１
の表面活性度をあげることができ、亜鉛密着性を向上す
ることができる。またスナウト６内に独立した形で水素
を導入することができるので、従来に比べ水素原単位が
小さくてすむ。

【００２１】さらに、スナウト内部には、鋼帯を挟んで
両側に電気式ヒーター１７が配設されており、スナウト
内部に亜鉛蒸気が凝縮して堆積するのを防止している。
また、図示されていないが、電気式ヒーターをスナウト
の外側に設け、断熱材によってスナウトごと覆うことに
よって、同様にスナウト内面に亜鉛蒸気が凝縮して堆積
するのを防止するようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】溶融亜鉛浴から発生する蒸気は、本願の
構成によるガス仕切装置により完全に遮断され、かつ、
雰囲気回収配管及び冷却器により除去されるため、熱処
理炉内へ拡散することを完全に防止することができる。
また、回収された雰囲気ガスは、回収ブロワー及びヒー
ターにより再生利用されスナウト内に再循環されるた
め、雰囲気ガス原単位を悪化させるおそれがない。

【００２３】本発明における仕切装置は、走行する鋼帯
と非接触にスナウト内の雰囲気ガスを熱処理炉側の雰囲
気ガスと完全遮断することができるため、従来の機械的
雰囲気ガス遮断機構のように鋼帯との隙間を厳しく管理
する必要がなく、また、従来技術における加圧室やガス
カーテンを形成せしめるための雰囲気ガスを多量に使用
しなくて済む。しかも、水素濃度の高い雰囲気ガスはス
ナウト部においてガス仕切装置の下方よりスナウト内に
吹き込まれるため、スナウト内の亜鉛浴面とガス仕切装
置の間を均一な水素濃度の雰囲気ガスとすることができ
る。

【００２４】さらに、亜鉛密着性を向上する目的で、溶
融亜鉛浴に侵入する鋼帯の表面活性度をあげる目的でス
ナウト内の水素濃度を高めようとする場合には、熱処理
炉内の雰囲気ガス中の水素濃度を変えることなくスナウ
ト内の水素濃度のみを容易に高めることができるため、
水素原単位が小さくて済む。さらに、スナウト内部に、
鋼帯を挟んで両側に電気式ヒーターを設け、または電気
式ヒーターをスナウトの外側に設け、断熱材によってス
ナウトごと覆うことによって、スナウト内部に亜鉛蒸気
が凝縮して堆積するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連続式溶融亜鉛メッキラインにおける
炉内雰囲気制御方法の一例を示す説明図である。

【図２】本発明における非接触式ガス仕切装置の一例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 鋼帯 ２ 熱処理炉 ３ ターンダウンロール ４ 溶融亜鉛メッキ浴 ５ シンクロール ６ スナウト ７ 回収ブロワー ８ 冷却器 ９ スカム回収箱 １０ ヒーター １１ 雰囲気ガス回収配管 １２ ガス仕切装置 １３，１３ａ、１３ｂ，１３ｃ ガス噴射ノズル １４，１４ａ ガス吸引ノズル １５ 雰囲気ガス供給管 １６ ガス予熱器 １７ 電気式ヒーター

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続亜鉛メッキ設備の熱処理炉出側のス
   ナウト部から、亜鉛蒸気を含む雰囲気ガスを系外へ吸引
   し、冷却して亜鉛を除去した後、再加熱して再びスナウ
   ト内へ噴射し、鋼帯に亜鉛蒸気が付着することを防止す
   る如く形成された連続亜鉛メッキ設備の炉内雰囲気ガス
   制御装置において、ガス噴射ノズルとガス吸引ノズルに
   より構成したガス仕切装置を、熱処理炉出側のスナウト
   部に、鋼帯を挟んで両側に設け、該ガス仕切装置のガス
   吸引ノズルからスナウト内雰囲気ガス或いは熱処理炉内
   雰囲気ガスの一部を抽気するとともに、該抽気ガスを冷
   却して亜鉛蒸気を除去し、さらに再加熱してスナウト内
   へ吹き込む如くなしたことを特徴とする連続亜鉛メッキ
   設備の炉内雰囲気ガス制御装置。
2. 【請求項２】 前記ガス仕切装置は、ガス吸引ノズルと
   該ガス吸引ノズルの両側に設けられたガス噴射ノズルに
   より一体的に構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の連続亜鉛メッキ設備の炉内雰囲気ガス制御装置。
3. 【請求項３】 前記ガス仕切装置が設置されているスナ
   ウト部の、該ガス仕切装置よりも下方の任意の位置に、
   雰囲気ガス供給配管を接続し、熱処理炉内雰囲気ガス中
   の水素濃度より高い水素濃度を有する雰囲気ガスをスナ
   ウト内へ吹き込む如くなしたことを特徴とする請求項１
   または２記載の連続亜鉛メッキ設備の雰囲気ガス制御装
   置。
4. 【請求項４】 スナウト内部に鋼帯を挟んで両側に電気
   式ヒーターを配設したことを特徴とする請求項１〜３記
   載の連続亜鉛メッキ設備の雰囲気ガス制御装置。
5. 【請求項５】 スナウトの外周部に電気式ヒーターを配
   設し、該電気式ヒーターとスナウトを同時に保温材で覆
   う如くなしたことを特徴とする請求項１〜３記載の連続
   亜鉛メッキ設備の雰囲気ガス制御装置。