(57)【要約】【課題】鋼板エッジ近傍の合金化不良を防止し、あるいはさらにめっき絞り部での鋼板の反りを低減することで、鋼板幅方向のめっき量の不均一を改善し、もって鋼板幅方向の合金化度を均一にできる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を提供することである。【解決手段】めっき絞り装置と、その上方に配置された電磁誘導加熱合金化炉を備え、前記前記電磁誘導加熱合金化炉の下方に、燃料ガスおよび燃焼用空気を管状バーナの接線方向から吹込む管状火炎バーナを、鋼板両面の各エッジ近傍部に対応する位置に移動可能に設ける。【選択図】図３
2006274409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき絞り装置と、その上方に配置された電磁誘導加熱合金化炉を備え、前記前記電磁誘導加熱合金化炉の下方に、燃料ガスおよび燃焼用空気を管状バーナの接線方向から吹込む管状火炎バーナを、鋼板両面の各エッジ近傍部に対応する位置に移動可能に設けることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項２】
めっき絞り装置と、鋼板を挟んでその両側に鋼板の進行方向に対して位置をずらして配置したタッチロール、電磁誘導加熱合金化炉を順次備え、さらに前記タッチロールと前記電磁誘導加熱合金化炉間に、燃料ガスおよび燃焼用空気を管状バーナの接線方向から吹込む管状火炎バーナを、鋼板両面の各エッジ近傍部に対応する位置に移動可能に設置することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項３】
前記管状火炎バーナは、火炎形状を鋼板面に対して、鋼板進行方向斜め上方に傾動可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図１に示す装置により製造される。すなわち、溶融亜鉛を満たした亜鉛ポット３に浸漬された鋼板１は、シンクロール４で通板方向が変えられ上方に引き上げられ、過剰な亜鉛は、亜鉛ポット３の上方に設けたワイピングノズル５から、空気、窒素ガス等の高圧ガスを吹き付けて絞り取り、所定の付着量に調整される。所定の亜鉛付着量とされた溶融亜鉛めっき鋼板は、合金化炉８に導入され、５００〜６００℃程度に加熱されることにより、めっき皮膜の合金化処理が施されて合金化溶融亜鉛めっき鋼帯が製造される。合金化炉８は、直火バーナを用いる方式と電磁誘導加熱方式があり、応答性の点からは、電磁誘導加熱方式が優れる。
【０００３】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、鋼板エッジ近傍は、めっき絞り部で付着量が多くなる傾向があり、また鋼板エッジ部は鋼板幅方向中央部に比べて冷却されやすい。そのため合金化処理の際に鋼板エッジ近傍に合金化不良（フリージンク）が発生しやすいとい問題がある。
【０００４】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、近年用途が拡大し、めっき付着量は薄目付から厚目付まで広範囲に亘り、また鋼種、鋼板サイズもより多岐に亘るようになってきた。そのため、めっき絞り部での鋼板の反り（Ｃ反り）が大きくなり、鋼板幅方向の付着量が不均一になりやすいという問題がある。鋼板幅方向の付着量が不均一になると、鋼板幅方向の合金化度が不均一になる。
【０００５】
鋼板エッジ近傍の合金化不良を防止するために、図２に示すように、合金化炉８の下方にエッジバ−ナ２１を配し、合金化不良が生じやすい鋼板エッジを局部加熱することにより、鋼板エッジ近傍の合金化不良を防止することが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開平５−２５６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、先行文献１は、鋼板エッジ近傍の合金化不良を防止する効果が不十分である。また、引用文献１には、鋼板幅方向のめっき量の不均一を改善することは何も記載されていない。
【０００７】
本発明の課題は、上記問題点を改善し、鋼板エッジ近傍の合金化不良を防止し、あるいはさらにめっき絞り部での鋼板の反りを低減することで、鋼板幅方向のめっき量の不均一を改善し、もって鋼板幅方向の合金化度を均一にできる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の手段は以下のとおりである。
【０００９】
第１発明は、めっき絞り装置と、その上方に配置された電磁誘導加熱合金化炉を備え、前記前記電磁誘導加熱合金化炉の下方に、燃料ガスおよび燃焼用空気を管状バーナの接線方向から吹込む管状火炎バーナを、鋼板両面の各エッジ近傍部に対応する位置に移動可能に設けることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置である。
【００１０】
第２発明は、めっき絞り装置と、鋼板を挟んでその両側に鋼板の進行方向に対して位置をずらして配置したタッチロール、電磁誘導加熱合金化炉を順次備え、さらに前記タッチロールと前記電磁誘導加熱合金化炉間に、燃料ガスおよび燃焼用空気を管状バーナの接線方向から吹込む管状火炎バーナを、鋼板両面の各エッジ近傍部に対応する位置に移動可能に設置することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置である。
【００１１】
第３発明は、第１又は第２発明において、前記管状火炎バーナは、火炎形状を鋼板面に対して、鋼板進行方向斜め上方に傾動可能に構成されていることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鋼板エッジ近傍の合金化不良を防止できる。また、さらにタッチロールを設置することで、鋼板幅方向の付着量の不均一を改善して、鋼板幅方向の合金化度を均一にすることができる。また、タッチロールを使用することで発生する亜鉛粉による品質低下の問題を安価な設備で解消でき、また合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備をコンパクトな設備にできることから、既存設備でも設備改造して本発明を実施することが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図３は本発明に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の一実施形態を説明する概略図である。図３において、１は鋼板（めっき鋼板）、２は焼鈍炉、３は亜鉛ポット、４はシンクロール、５はワイピングノズル、６はタッチロール、７は管状火炎バーナ、８は合金化炉（電磁誘導加熱炉）、９は亜鉛粉除去装置である。タッチロール６は、鋼板１を挟んでその両側に該鋼板１の進行方向に対して位置をずらして配置され、クロムめっきされた中空の鋼製ロールで、内部は水冷却されている。亜鉛粉除去装置９は、各タッチロール６の上部周面に近接して配置した吸引フード１１、吸引ブロア１２、吸引フード１１と吸引ブロア１２を連結するダクト１３、前記ダクト１３の途中に設けられた除塵器（サイクロン式除塵器）１４を備え、吸引ブロア１２出側には排出用ダクト１５が設置されている。
【００１５】
タッチロール６のパスライン方向への押し込み量を調整することで、ワイピングノズル５部での鋼板１の反り（Ｃ反り）を矯正する。その結果、鋼板サイズが変わっても鋼板幅方向の付着量を均一にできる。しかし、鋼板１がタッチロール６を通過する際に、溶融状態にあるめっき表面から微細な亜鉛が削り取られる。この微細な亜鉛（以下、亜鉛粉と記載する。）は、ガスワイピングノズル５から噴射されたガスの上昇流（鋼板随伴流）に乗って上昇して合金化炉内に堆積し、あるいは一旦上昇した後下降してガスワイピングノズルの上部に堆積し、以下の問題を発生させる。
（１）合金化炉内に堆積した亜鉛粉は、めっき鋼板に付着して押し傷の等の欠陥の原因や、誘導加熱コイルの電流が亜鉛を通じて漏洩し、電源トリップ等を招く。
（２）ガスワイピングノズル上部に堆積した亜鉛粉が鋼板に付着して、点状の異物付着、フリージンクとなる。
【００１６】
亜鉛粉除去装置９は、タッチロール６が掻き取った亜鉛粉を吸引除去する。すなわち、吸引ブロア１２を駆動することで、タッチロール６が掻き取った亜鉛粉は、吸引フード１１から吸引され、除塵器１４で分離・除去される。亜鉛粉が除去された後の吸引されたガスは排出用ダクト１５から大気中に放散される。タッチロール６が掻き取った亜鉛粉の合金化炉内の堆積、ガスワイピングノズルへの堆積が防止され、タッチロール６から発生する亜鉛粉に起因する前述の問題点が解消される。
【００１７】
管状火炎バーナ７は、鋼板エッジ近傍部分を加熱して鋼板エッジ近傍部分に発生するフリージンクを防止する。管状火炎バーナ７は、タッチロール６と合金化炉（電磁誘導加熱炉）８の間、すなわち合金化炉の下方に設置されている。図４に示すように、管状火炎バーナ７は、鋼板両エッジ近傍の両面に配置され、各管状火炎バーナ７は、各々鋼板幅方向に沿って設けられたバーナガイド１６に鋼板幅方向に移動可能に設置され、それぞれが駆動装置１７によって鋼板幅方向に個別に移動できるように構成されている。
【００１８】
図５は、管状火炎バーナの構造を示す。管状火炎バーナ７は、バーナガイド１６に固定された軸１８の周りに鋼板進行方向上方に傾動可能に取り付けられている。燃料ガスおよび燃焼用空気を管状の燃焼室１９内へその接線方向から吹込む。管状火炎バーナは、火炎がバーナ軸方向に伸びる一般的な乱流拡散火炎バーナと比較して、燃焼筒内での燃焼完結が可能であり、また高空気比でも安定燃焼が可能で、しかも、火炎形状制御が容易である。そのため、鋼板の狭い領域を短時間で能率よく加熱することができる。また、バーナ本体２２を鋼板走行方向上方に傾動させて火炎形状を斜め上向きにすることで、鋼板に衝突した火炎形状を主に上向き方向にすることができる。燃料は適宜の燃料を使用できる。一例を挙げると、管径２５ｍｍφでＣＯＧ流量を２５Ｎｍ３／ｈ程度とすることができる。
【００１９】
図６は火炎形状を示す模式図で、（ａ）はトーチ型バーナ、（ｂ）は管状火炎バーナである。吸引フードは、耐熱性の点から、バーナ火炎を吸い込まないようにする必要がある。トーチ型バーナは、火炎形状の制御性が劣るため、鋼板端部を加熱しても管状火炎バーナに比べて昇温速度が劣ることに加えて、バーナと吸引フードとの間隔を５００ｍｍ程度に近づけると、図６（ｂ）に示すように、火炎が吸引フードに吸引されるようになり、バーナと吸引フードを前記間隔まで近づけることが困難である。
【００２０】
これに対して、管状火炎バーナは、火炎の形状制御が容易であるので、図６（ｂ）に示すように、バーナ火炎形状を鋼板面に対して斜め上方に向けることで、鋼板に衝突後の火炎形状を主に上向きの火炎形状とすることができるので、噴射バーナと吸引フードの間隔を５００ｍｍ程度の間隔まで近づけても、火炎が吸引ードに吸い込まれることを防止できる。
【００２１】
管状火炎バーナを鋼板エッジ近傍に移動させて、鋼板のエッジ近傍を短時間で能率よく昇温加熱できる。そのため、例えば、合金化処理後の鋼板エッジ近傍の外観を目視観察して合金化の適否を評価し、評価結果に基き、管状火炎バーナのガス流量およびそれに対応する空気流量を適宜流量に調整することで、鋼板エッジ近傍の合金化不良（フリージンク）の発生を的確に防止できる。
【００２２】
以上説明したとおり、図３の装置によれば、管状火炎バーナを用いて鋼板エッジ近傍をすることで、鋼板エッジ近傍の合金化不良（フリージンク）の発生を的確に防止できる。また、本発明で使用する管状火炎バーナは火炎形状の制御性に優れるので、火炎方向を主に鋼板走行方向のみに形成させることができる。従って、管状火炎バーナの下方にタッチロールと、タッチロールから発生する亜鉛粉を吸引・除去する亜鉛粉除去装置を設置しても、火炎形状を主に鋼板走行方向（上方）のみとすることで、下方に配置される亜鉛粉除去装置への熱影響が少なく、亜鉛粉除去装置の吸引フード等に使用する装置材料に対して要求される耐熱性が緩和され、安価な材料を使用できる。また、両者を近接して配置できることから、タッチロール、亜鉛粉除去装置、管状火炎バーナを設置するためのスペース（鋼板走行方向長さ）を小さくでき、既存設備において設備改造により本発明を容易に実施することができる。
【００２３】
次に、本発明の装置を用いて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法について説明する。
【００２４】
焼鈍炉２で所定の熱処理を施した鋼板に、溶融亜鉛を満たした亜鉛ポット３で浸漬めっきし、亜鉛ポット３から引き上げて、亜鉛ポット３の上方に設けたワイピングノズル５から、空気、窒素ガス等の高圧ガスを吹き付けて亜鉛付着量を所定の付着量に調整する。次いでタッチロール６を通過させた後、鋼板エッジ近傍に配置した管状火炎バーナで鋼板エッジ近傍を加熱し、引き続き合金化炉８でめっき皮膜の合金化処理を行う。引き続き図示されていない冷却装置で冷却し、あるいはさらに調質圧延、後処理等の所要の処理を施して、所要の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得る。
【００２５】
鋼板１を挟んで配置したタッチロール６のパスラインと直角方向への押し込み量を、ワイピングノズル５部での鋼板の反りを少なくするよう調整し、鋼板幅方向の付着量の不均一になるのを防止する。同時に、亜鉛粉除去装置９の吸引フード９から、タッチロール６から発生する亜鉛粉を吸引し、系外に除去することで、亜鉛粉による品質欠陥の発生を防止する。管状火炎バーナを用いて鋼板エッジ近傍を適量加熱することで、合金化処理後に発生する鋼板エッジ近傍の合金化不良を防止する。
【００２６】
図７は、本発明に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の別の実施形態を説明する概略図である。図７の装置は、図３に示した装置で配置されたタッチロール６および亜鉛粉除去装置９が配置されていない。前記説明から明らかなように、本装置においても、鋼板エッジ近傍の合金化不良を防止できる効果が奏される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の装置は、鋼板エッジ近傍の合金化不良の発生を低減できる合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する設備装置として利用することができる。
【００２８】
また、本発明の装置は、鋼板幅方向の合金化度の均一性に優れ、また鋼板エッジ近傍の合金化不良の発生を低減できる合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するための装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来法の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の図である。
【図２】特許文献１に記載される合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の図である。
【図３】本発明に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の一実施形態を説明する概略図である。
【図４】図３の装置に設置された管状火炎バーナを鋼板幅方向に移動させる装置の実施形態を説明する図である。
【図５】昇温速度の調査試験で使用した管状火炎バーナの構造を示す図である。
【図６】管状火炎バーナおよびトーチ型バーナの各火炎形状を示す模式図で、（ａ）はトーチ型バーナ、（ｂ）は管状火炎バーナである。
【図７】本発明に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の別の実施形態を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    鋼板
２    焼鈍炉
３    亜鉛ポット
４    シンクロール
５    ワイピングノズル
６    タッチロール
７    管状火炎バーナ
８    合金化炉（電磁誘導加熱炉）
９    亜鉛粉除去装置
１１    吸引フード
１２    吸引ブロア
１３、１５    ダクト
１４    除塵器（サイクロン式除塵器）
１６    バーナガイド
１７    駆動装置
２１    エッジバーナ
【図１】
2006274409.tif 000003
【図２】
2006274409.tif 000004
【図３】
2006274409.tif 000005
【図４】
2006274409.tif 000006
【図５】
2006274409.tif 000007
【図６】
2006274409.tif 000008
【図７】
2006274409.tif 000009