(57)【要約】【課題】本発明は帯状の火炎を噴出させるスリットバーナおよびそれを用いた金属帯の加熱方法を提供する。【解決手段】噴射面と該噴射面の４周に取り付けられる保護壁を有し、前記噴射面は一列の、複数の燃料ガス供給孔からなる燃料ガス供給孔列と、前記燃料ガス供給孔列の両側で、平行となるように配置される複数の燃焼用空気供給孔からなる燃焼用空気供給孔列と、更にその外側で、前記燃焼用空気供給孔列と平行となるように配置される複数の空気流入孔からなる空気流入孔列を有し、前記燃料ガス供給孔と前記燃焼用空気供給孔には供給管が連結され、前記保護壁は相対する内方に傾斜している。金属帯の進行方向に対し、燃料ガス供給孔列を直角となるように配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射面と該噴射面の４周に取り付けられる保護壁を有し、前記噴射面は一列の、複数の燃料ガス供給孔からなる燃料ガス供給孔列と、前記燃料ガス供給孔列の両側で、平行となるように配置される複数の燃焼用空気供給孔からなる燃焼用空気供給孔列と、更にその外側で、前記燃焼用空気供給孔列と平行となるように配置される複数の空気流入孔からなる空気流入孔列を有し、前記燃料ガス供給孔と前記燃焼用空気供給孔には供給管が連結され、前記保護壁は相対する内方に傾斜していることを特徴とするスリットバーナ。
【請求項２】
燃料ガス供給孔列の両側に配置される燃焼用空気供給孔列の開口面積の総和が各列で相違することを特徴とする請求項１記載のスリットバーナ。
【請求項３】
空気流入孔列と平行に、その外側で噴射面に、相対して取り付けられる保護壁の高さが相違することを特徴とする請求項１記載のスリットバーナ。
【請求項４】
燃料ガス供給孔列の両側に配置される燃焼用空気供給孔列の孔面積の総和が各列で相違し、孔面積の総和が大きい燃焼用空気供給孔列の外側に配置される空気流入孔列と平行に、その外側で噴射面に、相対して取り付けられる保護壁の高さが他方の保護壁の高さより、より高いことを特徴とする請求項１記載のスリットバーナ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載のスリットバーナを、その燃料ガス供給孔列が金属帯の進行方向と直角となるように配置することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【請求項６】
請求項２記載のスリットバーナを、その燃料ガス供給孔列が金属帯の進行方向と直角となるように配置する際、孔面積の総和が大きい燃焼用空気供給孔列が金属帯の進行方向となるように配置することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【請求項７】
請求項３記載のスリットバーナを、その燃料ガス供給孔列が金属帯の進行方向と直角となるように配置する際、高さが高い保護壁が金属帯の進行方向となるように配置することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【請求項８】
請求項４記載のスリットバーナを、その燃料ガス供給孔列が金属帯の進行方向と直角となるように配置する際、高さが高い保護壁が金属帯の進行方向となるように配置することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【請求項９】
空気比０．８±０．２で燃焼させることを特徴とする請求項５乃至８の何れか一つに記載の金属帯の加熱方法。
但し、空気比の計算において、空気量として、燃焼用空気供給孔列から供給されるものを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯状の火炎を噴出させるスリットバーナおよびそれを用いた金属帯の加熱方法に関し、金属帯両端部の加熱に好適なものに関する。特に、溶融亜鉛めっき等の溶融めっき設備において、鋼板幅方向でのめっき層の合金化を制御するものに関する。      
【背景技術】
【０００２】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図７に示す装置により製造される。すなわち、溶融亜鉛２００を満たした亜鉛ポット１００に浸漬された鋼板Ｓは、シンクロール３００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１００の上方に設けたワイピングノズル４００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。
【０００３】
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７００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７００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。
【０００４】
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。
【０００５】
そのため、連続溶融金属鍍金装置において鍍金浴を浸漬通過させた後、次工程に至る間での金属帯両端部の温度低下を熱補償することが必要で、種々の加熱装置や加熱方法が提案されている。
特許文献１は、スリットバーナに関し、保護壁でほぼ閉囲させた燃焼区間で、燃料ガスと燃焼用空気を混合燃焼させ、さらに燃焼用の圧力空気供給孔の外側に設けた複数の空気流入孔より空気を自然流入させることにより不完全燃焼を解消し垂直方向に帯状の火炎をつくり、金属帯の端部を集中的に加熱するものが記載されている。
【特許文献１】実用新案登録第２５０６８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載のスリットバーナは、燃焼用空気供給孔がセンターに一列、燃料ガス供給孔がその外側に２列配列された構造で燃焼用空気供給孔面積をあまり大きくできないため、燃料ガスを完全燃焼させるために必要な空気量が、燃料ガス量を上回り、燃焼用空気供給孔部の圧力損失が過大となり、燃焼用空気供給条件が限定される。
【０００７】
また、図５、６に示すように、スリットバーナ１０により金属帯６０の両端部を加熱する場合、噴射面２０に設けた燃料ガス供給孔４０や圧力空気供給孔３０、空気流入孔５０が、矢印Ｃで示す金属帯６０の移動方向に沿うように配置するので、金属帯６０に衝突した火炎ｄは、矢印ｅに示すように、金属帯６０の進行方向と直角方向に広がり、端部のみの加熱に留まらず、金属帯の中央部も加熱されるようになる。
【０００８】
そこで、本発明は、金属帯端部の集中的な加熱に適したスリットバーナおよびその使用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】
【０００９】
本発明の課題は以下の手段により達成される。
【００１０】
１  噴射面と該噴射面の４周に取り付けられる保護壁を有し、前記噴射面は一列の、複数の燃料ガス供給孔からなる燃料ガス供給孔列と、前記燃料ガス供給孔列の両側で、平行となるように配置される複数の燃焼用空気供給孔からなる燃焼用空気供給孔列と、更にその外側で、前記燃焼用空気供給孔列と平行となるように配置される複数の空気流入孔からなる空気流入孔列を有し、前記燃料ガス供給孔と前記燃焼用空気供給孔には供給管が連結され、前記保護壁は相対する内方に傾斜していることを特徴とするスリットバーナ。
【００１１】
２  燃料ガス供給孔列の両側に配置される燃焼用空気供給孔列の開口面積の総和が各列で相違することを特徴とする１記載のスリットバーナ。
【００１２】
３  空気流入孔列と平行に、その外側で噴射面に、相対して取り付けられる保護壁の高さが相違することを特徴とする１記載のスリットバーナ。
【００１３】
４  燃料ガス供給孔列の両側に配置される燃焼用空気供給孔列の孔面積の総和が各列で相違し、孔面積の総和が大きい燃焼用空気供給孔列の外側に配置される空気流入孔列と平行に、その外側で噴射面に、相対して取り付けられる保護壁の高さが他方の保護壁の高さより、より高いことを特徴とする１記載のスリットバーナ。
【００１４】
５  １乃至４のいずれか一つに記載のスリットバーナを、その燃料ガス供給孔列が金属帯の進行方向と直角となるように配置することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【００１５】
６  ２記載のスリットバーナを、その燃料ガス供給孔列が金属帯の進行方向と直角となるように配置する際、孔面積の総和が大きい燃焼用空気供給孔列が金属帯の進行方向となるように配置することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【００１６】
７  ３記載のスリットバーナを、その燃料ガス供給孔列が金属帯の進行方向と直角となるように配置する際、高さが高い保護壁が金属帯の進行方向となるように配置することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【００１７】
８  ４記載のスリットバーナを、その燃料ガス供給孔列が金属帯の進行方向と直角となるように配置する際、高さが高い保護壁が金属帯の進行方向となるように配置することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【００１８】
９  空気比０．８±０．２で燃焼させることを特徴とする５乃至８の何れか一つに記載の金属帯の加熱方法。
【００１９】
但し、空気比の計算において、空気量として、燃焼用空気供給孔列から供給されるものを用いる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、金属帯の幅方向端部の集中加熱が可能で、更に、火炎形状を制御することにより、金属帯が低温となる、移動方向下流側をより強く加熱することが可能となり、効果的に金属帯端部の熱補償を行え、産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、スリットバーナにおいて燃料ガスの燃焼に必要な空気量を供給する際、燃焼用空気の圧力損失が過大とならないように燃料ガス供給孔と燃焼用空気供給孔を配置することを特徴とする。また、金属帯の端部が均一に加熱されるように、スリットバーナから噴出する燃焼炎の形状を制御する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例に係るスリットバーナの構造を説明する模式図で、図２は図１のＡ−Ａ断面図を示す。図において１は、スリットバーナ、２は噴出面、３は燃焼用空気供給孔、４は燃料ガス供給孔、５は空気流入孔、６は金属帯、７、８は保護壁、ａは燃料ガス供給孔４に燃料ガスを供給する燃料ガス供給管、ｂは燃焼用空気供給孔３に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給管、ｃは金属帯の進行方向、ｄは燃焼炎、ｅは燃焼炎ｄの噴出方向を示す。
【００２３】
図示したスリットバーナは、噴射面２とその４周に、相対する内方に傾斜して取り付けられる保護壁（図では７と８を示し、他の２面は略）を有し、前記噴射面２と保護壁は、噴射面２を底辺とし、その先端部に、燃焼炎ｄを噴出する開口部を有する四角錘の一部からなる空間を形成する。
【００２４】
噴射面２には、一列の、複数の燃料ガス供給孔４からなる燃料ガス供給孔列と、その燃料ガス供給孔列の両側で、平行となるように配置される複数の燃焼用空気供給孔３からなる燃焼用空気供給孔列と、更にその外側で、前記燃焼用空気供給孔列と平行となるように配置される複数の空気流入孔５からなる空気流入孔列を設ける。
【００２５】
このような配置により、供給する燃焼用空気の供給圧を過度に高めることなく、燃料ガスに対して十分な量の燃焼用空気が供給でき、燃焼用空気の圧力損失を通常の操業条件の範囲内とすることが可能となる。
【００２６】
燃料ガス供給孔４には燃料ガス供給管ａ，燃焼用空気供給孔３には燃焼用空気供給管ｂが連結される。
【００２７】
燃焼炎ｄの形状を制御する場合は、燃焼用空気供給孔列の燃焼用空気供給孔３の孔面積の総和か、保護壁７（８）の高さの少なくとも一つを調整する。燃焼用空気供給孔列の燃焼用空気供給孔３の孔面積の総和が大きい列は、燃焼用空気がより多量に供給されるので、燃焼炎ｄは、孔面積の総和が大きい列側に偏向する。また、燃焼炎ｄは、保護壁７（８）の高さが高い側に偏向する。
【００２８】
尚、燃焼炎の方向は、金属帯の進行方向、または逆方向に偏向させることが可能であるが進行方向に偏向させることが好ましい。加熱の噴射面の範囲は加熱個所とほぼ同等の範囲である。燃料ガス、燃焼用空気の供給用開口部の形状は孔でなく、スリットとしても良い。
【００２９】
孔面積の総和が大きい燃焼用空気供給孔列の外側に、保護壁７（８）の高さが他方の保護壁より、より高いものを取り付けると、燃焼炎ｄは更に強く偏向するようになる。
【００３０】
尚、燃焼炎ｄの噴出方向を制御する場合は、空気比０．８±０．２で燃焼させる。上記範囲の下限以下では未燃焼ガスが発生し、上限以上では火炎長が短くなりすぎ加熱効率が低下する。
【００３１】
燃焼用空気供給孔列の燃焼用空気供給孔３の孔面積の総和の大小により燃焼炎ｄの噴出方向を制御し、安定燃焼させる場合は、更に、燃料ガスと燃焼用空気の吐出流速の比を１：０．４〜１：１とすることが好ましい。空気比の計算において、供給空気は燃焼用空気供給孔３からの供給する空気のみで空気流入孔５からの空気は含まない。
【００３２】
本発明に係るスリットバー１を用いて金属帯６の端部を加熱する場合は、その燃料ガス供給孔列が金属帯６の進行方向と直角となるように配置する。金属帯６に衝突した燃焼炎ｄは、燃料ガス供給孔列が金属帯６の進行方向と直角に位置するので、金属帯６の進行方向に拡がり、主に端部を加熱する。
【００３３】
金属帯６は、その移動方向下流側が低温となるので、燃焼用空気供給孔列の燃焼用空気供給孔３の孔面積や、保護壁７（８）の高さを調整して、燃焼炎ｄを下流側に偏向させ、下流側を、より強く加熱する。
【実施例１】
【００３４】
金属帯６に対しスリットバー１を図３に示すように配置し、燃焼炎ｄを噴出させ、金属帯６の端部を加熱した。バーナ寸法は１１２Ｈ×１５２Ｗとした。
【００３５】
燃料ガスはＣＯＧとし、燃料ガス供給孔列は２Φの孔で１１個、空気流入孔５は各列１０Φの孔で５個、燃焼用空気供給孔列は金属帯６の進行方向（上流側）を３．２Φの孔で１１個、下流側を４．７Φの孔で１１個とした。速度比はＣＯＧ：空気で１：０．５、燃焼用空気の運動量比は上流側：下流側で１：２とした。また空気比は０．８とした。
【００３６】
金属帯６の端部が効果的に加熱されることが確認された。
【実施例２】
【００３７】
金属帯６に対しスリットバー１を図４に示すように配置し、燃焼炎ｄを噴出させ、金属帯６の端部を加熱した。バーナ寸法は１１２Ｈ×１５２Ｗとした。本実施例では、スリットバー１の保護壁７（金属帯６の進行方向上流側）の高さを保護壁８（下流側）より高く、高さ比で１：０．１とした。
【００３８】
燃料ガスはＣＯＧとし、燃料ガス供給孔列は２Φの孔で１１個、空気流入孔５は各列１０Φの孔で５個、燃焼用空気供給孔列は金属帯６の進行方向（上流側）を３．２Φの孔で１１個、下流側も３．２Φの孔で１１個とした。速度比はＣＯＧ：空気で１：０．５、燃焼用空気の運動量比は上流側：下流側で１：１とした。また空気比は０．８とした。
【００３９】
本実施例では、金属帯６の進行方向に燃焼炎ｄが偏向し、より強く加熱されることが観察された。幅方向では端部が効果的に加熱された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明例。
【図２】本発明例。
【図３】実施例。
【図４】実施例。
【図５】従来例。
【図６】従来例。
【図７】従来例（合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造装置の一例を示す模式図）。
【符号の説明】
【００４１】
１    スリットバーナ
２    噴出面
３    燃焼用空気供給孔
４    燃料ガス供給孔
５    空気流入孔
６    金属帯
７、８保護壁
ａ    燃料ガス供給管
ｂ    燃焼用空気供給管
ｃ    金属帯の進行方向
ｄ    燃焼炎
ｅ    噴出方向
１０  スリットバーナ
２０  噴射面
３０  圧力空気供給孔
４０  燃料ガス供給孔
５０  空気流入孔
６０  金属帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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