(57)【要約】【課題】不定形耐火物を均一に目的とする温度で加熱して乾燥し、引き続き連続溶融金属メッキ設備で使用可能にするためのメッキ用ポットの乾燥加熱設備及びその乾燥加熱方法を提供する。【解決手段】ポット１１の内部に金属のインゴット１２を積上げた状態で、ポット１１の内側とポット１１に連通して設けられた誘導加熱装置１３の内部にそれぞれ配置された不定形耐火物１４、１５を乾燥し、連続溶融金属メッキ設備で使用可能にするメッキ用ポットの乾燥加熱設備１０であって、バーナー２０で発生させる燃焼ガスを希釈空気にて希釈した熱風を、ダクト２９を介してポット１１内に導く乾燥加熱装置１５ａを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポットの内部に金属のインゴットを積上げた状態で、前記ポットの内側と該ポットに連通して設けられた誘導加熱装置の内部にそれぞれ配置された不定形耐火物を乾燥し、連続溶融金属メッキ設備で使用可能にするメッキ用ポットの乾燥加熱設備であって、
バーナーで発生させる燃焼ガスを希釈空気にて希釈した熱風を、ダクトを介して前記ポット内に導く乾燥加熱装置を備えることを特徴とするメッキ用ポットの乾燥加熱設備。
【請求項２】
請求項１記載のメッキ用ポットの乾燥加熱設備において、前記乾燥加熱装置は、前記バーナーの先側に筒状物を備えた燃焼ガス発生手段と、前記筒状物を隙間を有して囲む外筒を備え、該外筒の基側にはバルブを介して空気取入口が設けられ、前記希釈空気を導入する希釈空気導入手段とを有し、前記外筒の先側に前記希釈空気と前記燃焼ガスとの混合部を設けたことを特徴とするメッキ用ポットの乾燥加熱設備。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のメッキ用ポットの乾燥加熱設備において、前記熱風の温度制御は、前記燃焼ガスに対する前記希釈空気の混合比を変えることで行うことを特徴とするメッキ用ポットの乾燥加熱設備。
【請求項４】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のメッキ用ポットの乾燥加熱設備において、前記熱風の温度制御は、前記燃焼ガスの燃焼熱量を調整することで行うことを特徴とするメッキ用ポットの乾燥加熱設備。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のメッキ用ポットの乾燥加熱設備において、前記ダクトの先側で前記ポット内に差し込まれた部分に湾曲ダクトを回動可能に設けたことを特徴とするメッキ用ポットの乾燥加熱設備。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のメッキ用ポットの乾燥加熱設備を使用し、前記ダクトを動かして、前記熱風の噴出し方向を変え、前記誘導加熱装置の不定形耐火物を局所的に加熱、及び／又は前記ポットの不定形耐火物を全体的に加熱することを特徴とするメッキ用ポットの乾燥加熱方法。
【請求項７】
請求項６記載のメッキ用ポットの乾燥加熱方法において、前記金属のインゴットの溶解開始前までは、前記熱風の温度を前記金属の融点未満に制御し、前記金属のインゴットの溶解開始後は、前記熱風の温度を前記金属の融点から（融点＋２００℃）の範囲内に制御することを特徴とするメッキ用ポットの乾燥加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯の連続溶融金属メッキ設備で使用するメッキ用ポットの不定形耐火物を乾燥させるメッキ用ポットの乾燥加熱設備及びその乾燥加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼帯の連続溶融金属メッキ設備で使用するメッキ用ポットの不定形耐火物の乾燥は、メッキ用ポットのポット内に、金属のインゴットを積上げた状態で火炎を形成し、不定形耐火物を加熱することで行っている。なお、ポット内の温度制御は、火炎を形成するための燃料ガス量（直火力）を調整することで行っている。
しかし、従来のバーナーによる加熱では、火炎をポット内で形成させるため、火炎の近傍では温度が高くなり（例えば、１５００℃程度）、それ以外の部分では低い温度となっていた。このため、ポット内での温度のばらつきが大きくなり、ひいては、不定形耐火物の温度のばらつきも大きくなって、不定形耐火物に割れが発生する恐れがあった。
【０００３】
上記した問題を解消するため、不定形耐火物をバーナーで均一に乾燥する方法として、以下のような方法が開示されている。
例えば、特許文献１には、溶銑や溶鋼を入れる容器の蓋に、撹拌翼と複数のバーナーを設け、各バーナーからの燃焼ガスを撹拌翼で撹拌して、容器に内張りされた不定形耐火物を均一に乾燥させる方法が開示されている。
また、特許文献２、３には、混銑車の外部に設けた熱風発生装置により、混銑車炉体に内張りされた不定形耐火物を均一に乾燥させる方法が開示されている。なお、混銑車炉体内の温度管理は、熱風送風管内の熱電対によって行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７７８２２号公報
【特許文献２】特開平８−２７５１０号公報
【特許文献３】特開２０００−１６１８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、メッキ用ポットは、引用文献１に開示された容器や、引用文献２、３に開示された混銑車とは異なり、ポットに誘導加熱装置が連通して設けられ、しかも誘導加熱装置は、溶融金属を通過させて加熱するための湯道（インダクターチャンネルともいう）を不定形耐火物により形成した複雑な構造となっている。このため、例え、ポット内側の不定形耐火物を均一に加熱できても、誘導加熱装置の不定形耐火物の加熱が不十分となって、前記したトラブルを惹起する恐れがあった。
また、誘導加熱装置の湯道は、乾燥を十分にするため、局部的に、ポット内の温度より高温にする必要があるが、従来のバーナーでは困難であった。
更に、ポット内には金属のインゴットが積上げられており、不定形耐火物の乾燥が終了するのに引き続き、金属のインゴットの溶解を開始する。しかし、ポット内の温度にばらつきがあると、不定形耐火物の乾燥時に部分的に金属が溶解し、積上げた金属のインゴットが崩壊して、ポットを損傷する恐れがあった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、不定形耐火物を均一に目的とする温度で加熱して乾燥し、引き続き連続溶融金属メッキ設備で使用可能にするためのメッキ用ポットの乾燥加熱設備及びその乾燥加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱設備は、ポットの内部に金属のインゴットを積上げた状態で、前記ポットの内側と該ポットに連通して設けられた誘導加熱装置の内部にそれぞれ配置された不定形耐火物を乾燥し、連続溶融金属メッキ設備で使用可能にするメッキ用ポットの乾燥加熱設備であって、
バーナーで発生させる燃焼ガスを希釈空気にて希釈した熱風を、ダクトを介して前記ポット内に導く乾燥加熱装置を備える。
【０００８】
第１の発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱設備において、前記乾燥加熱装置は、前記バーナーの先側に筒状物を備えた燃焼ガス発生手段と、前記筒状物を隙間を有して囲む外筒を備え、該外筒の基側にはバルブを介して空気取入口が設けられ、前記希釈空気を導入する希釈空気導入手段とを有し、前記外筒の先側に前記希釈空気と前記燃焼ガスとの混合部を設けることが好ましい。
【０００９】
第１の発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱設備において、前記熱風の温度制御は、前記燃焼ガスに対する前記希釈空気の混合比を変えることで行うことが好ましい。
第１の発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱設備において、前記熱風の温度制御は、前記燃焼ガスの燃焼熱量を調整することで行ってもよい。
第１の発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱設備において、前記ダクトの先側で前記ポット内に差し込まれた部分に湾曲ダクトを回動可能に設けることが好ましい。
【００１０】
前記目的に沿う第２の発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱方法は、第１の発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱設備を使用し、前記ダクトを動かして、前記熱風の噴出し方向を変え、前記誘導加熱装置の不定形耐火物を局所的に加熱、及び／又は前記ポットの不定形耐火物を全体的に加熱する。
【００１１】
第２の発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱方法において、前記金属のインゴットの溶解開始前までは、前記熱風の温度を前記金属の融点未満に制御し、前記金属のインゴットの溶解開始後は、前記熱風の温度を前記金属の融点から（融点＋２００℃）の範囲内に制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るメッキ用ポットの乾燥加熱設備及びその乾燥加熱方法は、バーナーで発生させる燃焼ガスを希釈空気にて希釈した熱風を、不定形耐火物の乾燥に使用するので、メッキ用ポット内の温度の保持が容易で、かつ温度のばらつきを極小化でき、温度のばらつきにより惹起される不定形耐火物のトラブルを未然に防止できる。また、特に乾燥が必要な誘導加熱装置の不定形耐火物を、熱風により加熱することで、この部分の乾燥を確実に実施できる。
これにより、不定形耐火物に含まれる水分を、均一かつ十分に除去することが可能となり、また、積上げた金属のインゴットが、部分的な加熱によって早い段階で溶解して崩れる恐れも無くなり、ポットの損傷も防止できる。従って、ポットに対して補修等の作業を行うことなく、ポットを連続溶融金属メッキ設備で引き続き使用できる。
【００１３】
また、熱風の温度制御を、燃焼ガスに対する希釈空気の混合比を変えることで行う場合は、簡単な方法で熱風の温度制御ができる。
そして、熱風の温度制御を、燃焼ガスの燃焼熱量を調整することで行う場合は、簡単な方法で熱風の温度制御ができる。
ダクトの先側でポット内に差し込まれた部分に湾曲ダクトを回動可能に設ける場合は、簡単な構成で、目的とする場所へ熱風を吹付けることができる。
更に、金属のインゴットの溶解開始の前後で、熱風の温度を変える場合は、不定形耐火物の乾燥を確実に実施できると共に、積上げた金属のインゴットの溶解による崩壊を未然に防止でき、ポットの損傷も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るメッキ用ポットの乾燥加熱方法の説明図である。
【図２】同メッキ用ポットの乾燥加熱方法に使用するメッキ用ポットの乾燥加熱設備の説明図である。
【図３】同メッキ用ポットの乾燥加熱方法を適用するポット及び誘導加熱装置の部分平断面図である。
【図４】同メッキ用ポットの乾燥加熱方法の温度パターンを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係るメッキ用ポットの乾燥加熱設備１０は、ポット１１の内部に亜鉛（金属の一例）のインゴット１２を積上げた状態で、ポット１１の内側とポット１１に連通して設けられた２つの誘導加熱装置１３の内部にそれぞれ配置された不定形耐火物１４、１５を乾燥し、引き続きインゴット１２溶解し、ポット１１を図示しない鋼帯の連続溶融亜鉛メッキ設備（連続溶融金属メッキ設備の一例）で使用可能にするためのものである。以下、詳しく説明する。
【００１６】
メッキ用ポットの乾燥加熱設備１０は乾燥加熱装置１５ａを有しており、この乾燥加熱装置１５ａは、燃焼ガス発生手段１６と希釈空気導入手段１７とを有している。
燃焼ガス発生手段１６は、火炎１９を形成するバーナー２０の先側に水平配置された筒状物１８を備えている。このバーナー２０には、燃料ガスを供給するためのガス供給口２１と、空気を供給するための空気供給口２２とが、それぞれ設けられている。
希釈空気導入手段１７は、その基部が燃焼ガス発生手段１６の基部に取付けられ、その内周面が筒状物１８の外周面とは隙間２３を有して筒状物１８を囲む外筒２４を備えている。この外筒２４は、先側に向けて徐々に縮径してテーパ状となっており、その基側側壁には、バタフライ弁（バルブの一例）２５を介して空気取入口２６が設けられている。
【００１７】
外筒２４の先側には、燃焼ガス発生手段１６の筒状物１８内に火炎１９を形成して発生させた燃焼ガスと、筒状物１８と外筒２４との間の隙間２３を通って供給される希釈空気とを混合する混合部２７が設けられている。また、希釈空気の一部は、筒状物１８の基側からも、筒状物１８内へ供給される。この希釈空気は、バタフライ弁２５の開度を調整することで、その流入量を調整できる。
これにより、燃焼ガス発生手段１６の筒状物１８内で、例えば、１５００℃程度の高温の燃焼ガスを発生させ、この燃焼ガスを、混合部２７内で希釈空気により希釈して、降温することができる。
なお、外筒２４には、複数（ここでは４本）の脚２８が取付けられている。
【００１８】
外筒２４の先端部には、燃焼ガスを希釈空気にて希釈して生成した熱風をポット１１内に導くためのダクト２９が設けられている。
ダクト２９は、熱風が通過しても溶融しないステンレス製のものであり、図１に示すように、ダクト２９の先側で、ポット１１内に差し込まれた部分に、湾曲ダクト３０が回動可能に設けられている。なお、湾曲ダクト３０の軸心は、鉛直方向に対して角度θ（例えば、２０〜７０度、好ましくは３０〜６０度の範囲内）となるように、湾曲している。
ダクト２９は、保温のために断熱材（図示しない）が巻かれているが、湾曲ダクト３０には巻かれていない。
また、ダクトは、上記した構成に限定されるものではなく、熱風の温度に耐え、熱風の噴出し方向を可変にできるのであれば、例えば、蛇腹状にしたものでもよい。
【００１９】
これにより、ダクト２９に対して湾曲ダクト３０を回動させることで、熱風の噴出し方向を可変にして、不定形耐火物１４、１５の乾燥に用いることができる。
この熱風の温度は、ダクト２９及び湾曲ダクト３０内の搬送方向に複数箇所配置された熱電対により測定し、この温度に基づき、例えば、１００℃以上７００℃以下の範囲内で制御される（フィードバック制御）。
この温度制御の方法としては、バタフライ弁２５の開度を調整して、燃焼ガスに対する空気の混合比を変えることで行うのが容易であるが、燃焼ガスの燃焼熱量を調整することで行ってもよい。なお、燃焼熱量の調整方法としては、例えば、バーナー２０へ送る燃料ガス量を調整する方法がある。
【００２０】
以上に示したメッキ用ポットの乾燥加熱設備１０を、図１、図３に示すように、ポット１１の内側に配置された不定形耐火物１４と、誘導加熱装置１３の内部に配置された不定形耐火物１５の乾燥に使用する。
なお、ポット１１の不定形耐火物１４は、ポット１１の内側角部や、誘導加熱装置１３の取付け部分のように、形状が複雑となる部分に配置され、他の部分は定形耐火物であるれんが３１が配置されている。
また、誘導加熱装置１３の不定形耐火物１５は、誘導加熱装置１３のコイル３２を覆うように配置され、ポット１１内部と連通した湯道３３を形成している。これにより、ポット１１内の溶融状態の亜鉛が、湯道３３を通過する間に、誘導加熱装置１３により加熱できる。
【００２１】
続いて、本発明の一実施の形態に係るメッキ用ポットの乾燥方法について説明する。
まず、ポット１１の内側と誘導加熱装置１３の内部に、それぞれ不定形耐火物１４、１５を配置する。なお、ポット１１の内側には、前記したように、れんが３１も配置されている。
このポット１１の内部に、亜鉛の板３４を介してインゴット１２を複数段に積上げた後、ポット１１の上方に耐火物で構成された複数の蓋３５〜３７をする。なお、本実施の形態では、溶融させる金属として亜鉛を使用する場合について説明しているが、亜鉛だけでなく、メッキに使用する従来公知の亜鉛アルミニウム合金等の亜鉛合金でもよい。
そして、各蓋３５〜３７に形成された開口部３８〜４０からポット１１内に、湾曲ダクト３０をそれぞれ差し込み、不定形耐火物１４、１５の乾燥準備を行う。なお、乾燥加熱装置１５ａの外筒２４は、各蓋３５〜３７の上方に配置された作業台４１上に、複数の脚２８を介して取付け固定されている。
【００２２】
熱風をポット１１内に供給するに際しては、まず、バーナー２０に燃料ガスと空気を供給し、燃料ガスを燃焼させることで、筒状物１８内に約１５００℃の高温の燃焼ガスを発生させる。
このとき、バタフライ弁２５の開度を調整することで、外筒２４内への常温（例えば、０℃を超え４０℃以下）の希釈空気の流入量を制御し、混合部２７で燃焼ガスを希釈して温度制御を行い、約１００〜７００℃の熱風を造り出し、これをダクト２９と湾曲ダクト３０を介してポット１１内に導入し、不定形耐火物１４、１５を乾燥する。なお、温度制御は、前記したように、ダクト２９内及び湾曲ダクト３０内を流れる熱風の温度に基づき、予め設定した温度となるように、燃焼ガスに対する希釈空気の混合比や燃焼ガスの燃焼熱量を調整することで行う。また、ポット１１内に供給された熱風は、蓋３６の排気口４２、４３を介して、ポット１１の外へ排気される。
【００２３】
ここで、不定形耐火物の乾燥工程における熱風の温度パターンの一例について説明する。
熱風の温度は、亜鉛のインゴット１２の溶解開始前まで、亜鉛の融点未満（例えば、４２０℃以下）に制御することが好ましい。例えば、図４に示すように、ポット１１内を、約１２０〜２００℃程度の比較的低温に保ち、不定形耐火物の中に含まれる水分を十分に乾燥させることが、不定形耐火物１４、１５のトラブルを未然に防ぐために重要である。
また、乾燥の最終段階（即ち、少なくとも不定形耐火物１４、１５の表層部が乾燥した段階）である亜鉛のインゴット１２の溶解開始後は、熱風の温度を亜鉛の融点から（融点＋２００℃）、例えば、融点以上６００℃以下の範囲内に制御するのがよい。例えば、図４に示すように、不定形耐火物の焼結を促進するため、誘導加熱装置１３の不定形耐火物１５のみを、５５０℃まで加熱することが必要である。
【００２４】
このとき、亜鉛のインゴット１２の溶解開始の前後で、湾曲ダクト３０を回動させて、熱風の噴出し方向を変えるのがよい。
例えば、亜鉛のインゴット１２の溶解開始前は、熱風の噴出し方向をポット１１の中央部（亜鉛のインゴット１２）側とし、ポット１１内の不定形耐火物１４と誘導加熱装置１３の不定形耐火物１５を加熱する。
そして、亜鉛のインゴット１２の溶解開始後は、熱風の噴出し方向を誘導加熱装置１３側とし、誘導加熱装置１３の不定形耐火物１５を局所的に加熱する。具体的には、熱風の温度を５５０℃に保ち、各蓋３５〜３７を適度に開放して、誘導加熱装置１３の不定形耐火物１５を５５０℃、ポット１１の不定形耐火物１４を４６０℃とする。これは、誘導加熱装置１３の湯道３３が最も狭い空間であり、この部分の加熱を確実に行うためである。
【００２５】
以上のように、本発明のメッキ用ポットの乾燥加熱設備及びその乾燥加熱方法を用いることで、ポット１１の不定形耐火物１４と誘導加熱装置１３の不定形耐火物１５を均一に、しかも目的とする温度に加熱できるので、ポット１１等の補修作業等を行うことなく、ポット１１を引き続き鋼帯の連続溶融亜鉛メッキ設備に使用できる。
【００２６】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のメッキ用ポットの乾燥加熱設備及びその乾燥方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、２つの誘導加熱装置が設けられたメッキ用ポットの不定形耐火物を乾燥させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の構成のメッキ用ポット、例えば、１つ又は３つ以上（複数）の誘導加熱装置を備えるものでもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０：メッキ用ポットの乾燥加熱設備、１１：ポット、１２：インゴット、１３：誘導加熱装置、１４、１５：不定形耐火物、１５ａ：乾燥加熱装置、１６：燃焼ガス発生手段、１７：希釈空気導入手段、１８：筒状物、１９：火炎、２０：バーナー、２１：ガス供給口、２２：空気供給口、２３：隙間、２４：外筒、２５：バタフライ弁（バルブ）、２６：空気取入口、２７：混合部、２８：脚、２９：ダクト、３０：湾曲ダクト、３１：れんが、３２：コイル、３３：湯道、３４：板、３５〜３７：蓋、３８〜４０：開口部、４１：作業台、４２、４３：排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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