(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金化炉に向って移動する溶融亜鉛メッキ鋼板の幅方向両側エッジ部に対向配置され、水電気分解ガスを燃焼させた火炎で前記両側エッジ部を加熱するバーナーと、前記溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の位置を検出するレーザーセンサと、前記バーナーを前記溶融亜鉛メッキ鋼板の幅方向に移動させるバーナー移動装置部と、前記レーザーセンサの検出結果に応じて、前記バーナーが前記溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部に追従するよう前記バーナー移動装置部の動作を制御する加熱制御部と、前記バーナー及び前記バーナー移動装置部を収容するバーナー移動装置ケーシングと、を有して構成される溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置であって、
前記バーナー移動装置ケーシングは、超音波センサが設けられて、前記溶融亜鉛メッキ鋼板の破断の兆候である鋼板の振動を感知し、
前記加熱制御部は、前記超音波センサが感知した前記鋼板の振動の情報を受けて、前記バーナーを、前記バーナー移動装置ケーシングの内部に引き込ませることを特徴とする溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項２】
前記バーナー移動装置部は、さらに、前記バーナーを前記溶融亜鉛メッキ鋼板の面に対して垂直方向に移動可能に構成して、前記溶融亜鉛メッキ鋼板とバーナーとの間隔が調整できることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項３】
前記バーナー移動装置部は、さらに前記バーナーを前記溶融亜鉛メッキ鋼板の移動に対して平行方向にも移動可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項４】
前記バーナー移動装置部は、前記加熱制御部に入力された溶融亜鉛メッキ鋼板の厚さ、溶融亜鉛メッキ鋼板の材質及びメッキ量データを基に、前記バーナーを前記溶融亜鉛メッキ鋼板の幅方向、前記溶融亜鉛メッキ鋼板面に対して垂直方向および前記溶融亜鉛メッキ鋼板の移動に対して平行方向の任意の方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項５】
前記バーナー移動装置部は、バーナーを固定させるバーナー保持フレームが組み立てられたバーナーガイドレールと、前記バーナーを移動させるためのバーナー移動用モータを有していることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項６】
前記レーザーセンサは、前記溶融亜鉛メッキ鋼板から離れて配置され、前記溶融亜鉛メッキ鋼板にレーザービームを照射して、前記レーザービーム照射からピクセル値が設定されて溶融亜鉛メッキ鋼板の幅が算出され、前記算出された前記溶融亜鉛メッキ鋼板の幅を基に前記バーナーが溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部に追従することを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項７】
前記バーナー移動装置ケーシングは、前記バーナーが動作している時にはその先端部が前記バーナー移動装置ケーシングから前記溶融亜鉛メッキ鋼板に向って外に突出するように前記バーナーが配置されることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項８】
前記バーナーは、前記溶融亜鉛メッキ鋼板の幅方向両エッジ部の片面に、前記溶融亜鉛メッキ鋼板の移動方向に沿ってそれぞれ３個ずつ配置されることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項９】
前記バーナー移動装置ケーシングは、内部を冷却するための冷却ガスを吹き込むための冷却ガスラインが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１０】
前記バーナーは、その断面の中央部に配置された空気または酸素を通過させる酸素溝と前記酸素溝を囲うよう配置されて水電気分解ガスを通過させる複数のバーナーガス溝が内部に形成されたバーナー胴体と、前記水電気分解ガスを前記バーナーガス溝に、空気または酸素を前記酸素溝にそれぞれ供給するための配管部と、を有してなることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１１】
前記バーナーガス溝は、バーナー胴体の先端に近づくほど径が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１２】
前記バーナーガス溝は、バーナー胴体の中間部分からバーナー胴体の先端までバーナーの断面の中央部に集まるよう傾斜して延長されていることを特徴とする請求項１０に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１３】
前記バーナーガス溝は、螺旋状に巻かれて延びていることを特徴とする請求項１０に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１４】
前記バーナーは、さらに、前記配管部と前記バーナー胴体との間に設けられガス逆流防止セルと、前記逆流防止セルの内部に設けられた逆流防止板と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１５】
さらに、水の電気分解により発生した水電気分解ガスを前記バーナーに供給するガス供給部と、前記ガス供給部に水電気分解に必要な水を供給し前記ガス供給部を冷却させるための冷却水を供給する水供給部と、を有して構成され、前記ガス供給部は、水を電気分解することにより水電気分解ガスを生成する複数のセルを有するガス発生器を備えることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１６】
さらに、前記ガス発生器から前記各バーナーに供給される水電気分解ガスの流量を調節するためにバーナー別に設けられる流量調節弁と、前記バーナーそれぞれの火炎を着火するためにバーナー別に設けられる火炎着火器と、前記バーナーそれぞれの着火を感知する着火センサを有することを特徴とする請求項１５に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１７】
前記流量調節弁、前記火炎着火器、及び前記着火センサは、請求項７に記載のバーナー移動装置ケーシング内に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【請求項１８】
さらに、前記バーナーの下部に気流遮断板を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置に関し、さらに詳細には、メッキ鋼板に合わせてバーナーの位置を自動制御できると共に、メッキ鋼板が破断したときにバーナーが破損するのを防止することができるようにした溶融亜鉛メッキ鋼板のエッジ部の加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に溶融亜鉛メッキ鋼板（以降、特に断りのない限り「メッキ鋼板」と記す。）は、圧延鋼板を亜鉛メッキ浴に通過させた後、高圧の空気を鋼板に噴射させて行うエアーナイフでメッキの厚さを調節する工程と、次いで亜鉛メッキされた鋼板を合金化炉で再加熱する合金化工程を行って製造される。
【０００３】
しかし、溶融亜鉛メッキされた鋼板が、高圧の冷却空気が噴射するエアーナイフを通過する間に鋼板の両側の縁部（エッジ部）が中央部分より過冷却されて過メッキとなることがある。このような過冷却または過メッキ状態のエッジ部を有する鋼板がメッキ浴の上部に位置する合金化用加熱炉（合金化炉）に投入されて合金化工程を行うと、メッキ鋼板のエッジ部（以降、特に断りのない限り「メッキ鋼板エッジ部」と記す。）は、メッキ鋼板の中央部に比べて合金化が遅くなり、エッジ部に合金化不充分な個所が生じ、白色帯が生じるなどの品質上の欠陥となり易い。
【０００４】
このようなメッキ鋼板エッジ部における合金化の不良を改善するため、鋼板がエアーナイフが通過した後で合金化炉に入る前に、ＣＯＧガスを用いたエッジバーナーで鋼板エッジ部近傍を集中加熱する方案〔例えば、特許文献１参照〕が行われてきた。しかし、ＣＯＧガスによる通常のバーナーは、火炎が弱く直進性が足りないため、下部から上昇するエアーナイフの渦流気流及びメッキ鋼板の高速移動による偏流の影響により火炎が真っ直ぐでなく、一方向に傾くこととなり、これによりメッキ鋼板エッジ部の表面の加熱能力が劣ってしまい、エッジ部の合金化の不良は依然として満足するほど解決されないのが実情である。特に操業工程において生産性を上げるためメッキ鋼板が下から上に合金化炉に向って高速に移動する場合に、従来のエッジバーナーではメッキ鋼板を十分に加熱できていない。
【０００５】
上述のメッキ鋼板エッジ部の合金化不充分の問題を解決するため、合金化炉において高周波加熱して管理温度を高く維持する方案〔例えば、特許文献２参照〕が提示されている。しかし、この場合、鋼帯（メッキ鋼板）の中央部が過合金化されてメッキ鋼板の表面亜鉛が粉末となって脱落し易く、これによりメッキ鋼板表面の欠陥が引き起こされるという２次的な問題点が発生することがある。
【０００６】
また、メッキ鋼板の幅が製品の種類によって異なり、鋼板が幅方向に短い場合、あるいは鋼板の断面がＣ状に曲がっている場合（例えば、高張力鋼板の場合）などには、メッキ鋼板の幅や位置の変化に応じて作業者が手動でエッジバーナーの位置を調節しなければならないなど厄介な作業を伴い、さらにエッジバーナーの手動調節の際に火傷などの事故が発生する危険がある。
【０００７】
メッキ鋼板の両側エッジバーナーの間隔を手動調節する代りに、カメラセンサを使用してメッキ鋼板の両側エッジ部を感知してエッジバーナーの間隔を自動調節する技術が提案されたが、下部の亜鉛メッキ浴から上ってくる蒸気や亜鉛粉などによりカメラセンサが汚れてセンサの誤動作を招き、正確なセンシング機能及び間隔の制御が不可能となり、結局再度手動調節することになる。また、既存のカメラセンサなどを用いたメッキ鋼板の幅によるエッジバーナー間隔自動制御システムは、幅の追従速度が２〜３秒程度要して遅いため、高速に移動するメッキ鋼板の両側エッジ部を正確に加熱するに不充分であった。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−０１８０１１号公報（段落００１３〜００１４）
【特許文献２】特開平０５−３３１６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
かかる問題点に鑑み、本発明は、高速に移動するメッキ鋼板のエッジ部に対して正確に、かつ十分な昇温能力を有して、エッジ部の均一な合金化ができる溶融亜鉛メッキ鋼板のエッジ部（以降、「メッキ鋼板エッジ部」と記す。）の加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のメッキ鋼板エッジ部の加熱装置は、合金化炉に向って移動する溶融亜鉛メッキ鋼板の幅方向両側エッジ部に対向配置され、水電気分解ガス（以降、特に断りのないときは、単に「ガス」と記す。）を燃焼させた火炎で前記両側エッジ部を加熱するバーナーと、溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の位置を検出するレーザーセンサと、バーナーを溶融亜鉛メッキ鋼板の幅方向に移動させるバーナー移動装置部と、レーザーセンサの検出結果に応じて、バーナーがメッキ鋼板エッジ部に追従するようバーナー移動装置部の動作を制御する加熱制御部と、バーナー及びバーナー移動装置部を収容するバーナー移動装置ケーシング（以降、単に「ケーシング」と記す。）と、を有して構成され、ケーシングは、超音波センサが設けられて、メッキ鋼板の破断の兆候である鋼板の振動を感知し、加熱制御部は、超音波センサが感知した鋼板の振動の情報を受けて、バーナーを、ケーシングの内部に引き込ませるようにしている。
【００１１】
本発明の実施形態によると、上記バーナー移動装置部は、さらに、バーナーをメッキ鋼板とバーナーとの間隔を調整する前記溶融亜鉛メッキ鋼板の面に対して垂直方向と、バーナーをメッキ鋼板の移動に対して平行方向にも移動可能に構成され、加熱制御部に入力されたメッキ鋼板の厚さ、メッキ鋼板の材質及びメッキ量のデータを基に、バーナーをメッキ鋼板の幅方向とともに、メッキ鋼板面から垂直方向および／あるいはメッキ鋼板の移動に対して平行方向にも移動させることができる。
【００１２】
本発明の実施形態によると、上記バーナー移動装置部は、バーナーを固定させるバーナー保持フレームが組み立てられたバーナーガイドレールと、バーナーを移動させるためのバーナー移動用モータを有することができる。
【００１３】
本発明の実施形態によると、上記レーザーセンサは、メッキ鋼板から離れて配置され、メッキ鋼板にレーザービームを照射して、レーザービーム照射からピクセル値が設定されてメッキ鋼板の幅を算出することができ、算出されたメッキ鋼板の幅を基にバーナーがメッキ鋼板エッジ部に追従していく。
【００１４】
本発明の実施形態によると、上記メッキ鋼板エッジ部の加熱装置は、さらに、バーナー及びバーナー移動装置部を収容するバーナー移動装置ケーシング（以降、単に「ケーシング」と記す。）を有することができる。ケーシングには、バーナーが動作している時にはバーナーの先端部がケーシングからメッキ鋼板に向って外に突出するように配置され、バーナーは、メッキ鋼板の幅方向両エッジ部の片面に、メッキ鋼板の移動方向に沿ってそれぞれ３個ずつ配置されるのがよい。また、ケーシングは、内部を冷却するための冷却ガスを吹き込むための冷却ガスラインが設けられるのがよい。
【００１６】
本発明の実施形態によると、上記バーナーは、その断面の中央部に配置された空気または酸素を通過させる酸素溝と、酸素溝を囲うよう配置されてガスを通過させる複数のバーナーガス溝（以降、単に「ガス溝」と記す。）が内部に形成されたバーナー胴体と、ガスをガス溝に、空気または酸素を酸素溝にそれぞれ供給するための配管部と、を有することができる。
特にガス溝は、バーナー胴体の先端に近づくほど径が小さくなるように形成され、バーナー胴体の中間部分からバーナー胴体の先端までバーナーの断面の中央部に集まるよう傾斜して延長されているのがよい。また、ガス溝は、螺旋状に巻かれて延びている形状であることもできる。
【００１７】
バーナーは、さらに、配管部とバーナー胴体との間に設けられガス逆流防止セルと、逆流防止セルの内部に設けられた逆流防止板と、を有することができる。
【００１８】
さらに本発明の実施形態によると、水の電気分解により発生したガスをバーナーに供給するガス供給部と、ガス供給部に水電気分解に必要な水を供給しガス供給部を冷却させるための冷却水を供給する水供給部と、を有して構成され、上記ガス供給部は、水を電気分解することによりガスを生成する複数のセルを有するガス発生器を備えることができる。
【００１９】
本発明のメッキ鋼板エッジ部の加熱装置は、さらに、ガス発生器から各バーナーに供給されるガスの流量を調節するためにバーナー別に流量調節弁と、バーナーそれぞれの火炎を着火するためにバーナー別に設けられる火炎着火器と、バーナーそれぞれの着火を感知する着火センサを有して、それぞれケーシング内に配置することができる。
【００２０】
本発明のメッキ鋼板エッジ部の加熱装置は、さらに、バーナーの下から上昇する気流や渦流を遮断するように、バーナーの下部に気流遮断板を有して構成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の実施形態によると、溶融亜鉛メッキ工程からのメッキ鋼板の両側エッジ部での過冷却、過メッキによる合金化の遅延などの合金化不良及び欠陥を防止することができる。また、合金化炉の管理温度を上げることによる鋼帯中央部での過合金化、及びこれによるメッキ鋼板からの表面亜鉛が粉末となって脱落するメッキ鋼板表面の欠陥など２次的な問題点を解消することができる。
また、本発明のメッキ鋼板エッジ部の加熱装置は、バーナー及びバーナー移動装置部を収容するケーシングを有し、ケーシングには超音波センサが設けられて、メッキ鋼板の破断の兆候である鋼板の振動を感知し、加熱制御部は、超音波センサが感知した鋼板の振動の情報を受けて、バーナーを、ケーシングの内部に引き込ませるようにしている。これにより、メッキ鋼板が破断してバーナーに衝突し、バーナーが破損するのを防止することができる。
【００２２】
特に、本発明が提案する火炎直進性のよいバーナーを使用することにより、高速で移動するメッキ鋼板エッジ部を急速に局部加熱することができる。さらに、メッキ鋼板の幅を短時間で追従できるレーザーセンサを備えた鋼帯幅追従システムを備えることにより、鋼帯幅の変化に対してリアルタイムで正確に対応することができ、既存のカメラセンサの汚染や鋼帯幅追従装置の対応遅れを解決することができる。これにより高速に移動するメッキ鋼板の全体の表面メッキ状態を著しく改善して、高品質のメッキ鋼板を生産することが可能となる。
【００２３】
さらに、メッキ鋼板の幅の他に、メッキ鋼板の厚さ、材質、メッキ量（メッキの厚さ）に応じて両側バーナーの位置（メッキ鋼板の面から垂直方向、メッキ鋼板の幅方向、またはメッキ鋼板の移動に対して平行方向の位置）とガスの供給量を調節することにより、最適化した稼働条件でメッキ鋼板両側エッジ部を合金化させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照にして本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態は、以下に述べる実施形態により限定されるものではなく、様々な他の形態に変形して実施することができる。図面における形状及び大きさは、本発明を説明するために部分的に誇張してあり、実際の比率ではない。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態によるメッキ鋼板エッジ部の合金化のための加熱装置の構成図である。亜鉛メッキ浴を通過したメッキ鋼板（鋼帯）はエアーナイフを通る間にメッキの厚さが調節され、本発明で提案した加熱装置により鋼帯両側のエッジ部が急速加熱することができる。
【００２６】
図１を参照すると、本発明のメッキ鋼板エッジ部の加熱装置は、水を電気分解して生成したガスを使用するバーナー３１４−１、３１４−２が設置されており、直進性のある火炎によりメッキ鋼板４００を加熱している。このバーナーは、一側にバーナー３１４−１と他側にバーナー３１４−２があり、それぞれ溶融メッキ浴の上方の合金化炉に向けて高速で移動するメッキ鋼板４００の両側のエッジ部それぞれに向うように配置されて、火炎でメッキ鋼板エッジ部を加熱している。
【００２７】
ＣＯＧガスを使用した従来のバーナーは、下にあるエアーナイフから上昇する気流とメッキ鋼板の高速移動による偏流の影響により、火炎が真っ直ぐでなく上方または側方に傾いてメッキ鋼板エッジ部にあたり、正確に局部加熱することができず、エッジ部の温度を高める能力が劣っていた。本実施形態によるバーナー３１４−１、３１４−２は、火炎の直進性に優れて、上昇気流や偏流による影響が少なく、従来のＣＯＧガスバーナーに比べて工程中のメッキ鋼板に対して約３倍以上の昇温能力を有している。
【００２８】
バーナー３１４−１、３１４−２で使用されるガスは、ガス供給部１００から供給されるが、ガス供給部１００では、水を電気分解してそのガスを発生させている。水供給部２００は、電気分解に必要な水（純水）をガス供給部１００に供給し、またガス供給部１００を冷却させる冷却水をも供給している。
【００２９】
ガス供給部１００は、ガス発生器１０１と、配管及び流量調節手段を有しており、ガス発生器１０１は、内部に複数のセルがあり、各セルで水を電気分解してガスを発生させている。ガス供給部１００には、その他、ガス発生器１０１からのガス出側に配置された遮断弁１０３、非常用ガス排出ライン及び弁１０４、バーナーに供給されるガスの流量を調節するガス流量調節弁１０５、バーナーに供給されるガスの圧力を測定するガス圧力計１０６が備えられ、流量、圧力が調節されたガスがバーナー３１４−１、３１４−２に供給される構成となっている。
【００３０】
ガス供給部１００に隣接して、ガス発生器１０１に安定した電気を供給するための電圧調整器１０２を設置するのが好ましく、これに伴い、電圧調整器１０２に電力を供給するためのＭＣＣパネルなどの電力供給部５０１をもつ電気室５００を設置する。
【００３１】
水供給部２００は、冷却水供給ライン２０１と冷却水回収ライン２０２とを有してガス発生器１０１を冷却する冷却水を供給および回収し、また、純水供給ライン２０３を有してガス発生器１０１における水の電気分解に必要な水（純水）を供給している。さらに、冷却ガス供給ライン２０４を設け、バーナー３１４−１、３１４−２を内蔵するケーシング３１０の冷却用窒素または空気を冷却している。
【００３２】
ケーシング３１０に冷却ガスを流すことにより、内部にある種々の部品、機器（バーナー３１４−１、３１４−２、サーボモータ２０、２１、ガイドレール２３など）を、亜鉛メッキ浴から上ってくる高温の熱気、さらに亜鉛粉体などによる汚れから保護することができる。
【００３３】
バーナー３１４−１、３１４−２は、ケーシング３１０内に配置されて、ガス供給部１００から供給されるガスを主燃料として使用している。バーナー３１４−１、３１４−２は、その動作時には先端部がケーシング３１０に形成されたスリット（開口）を貫通してケーシングからメッキ鋼板４００に向っての外に突出している（図２参照）。バーナー３１４−１、３１４−２の先端部と反対側には、ガス供給用耐熱ホース（図２の図面符号２４参照）がそれぞれ連結されて、ガス供給部１００からのガスおよび酸素（空気）が供給される。
【００３４】
ケーシング３１０内には、さらにバーナー３１４−１、３１４−２のそれぞれに連結して、ガス流量調節弁３１１、自動着火器３１２、及び着火センサ３１３が設けられており、これらは、ケーシング内に流れる冷却ガスにより熱から護られ、また、ケーシングの囲いにより粉塵などの汚れから保護されている。
【００３５】
メッキ鋼板４００を挟んでバーナー３１４−１、３１４−２の反対側には、メッキ鋼板の幅を感知するためのレーザーセンサ３２１が、メッキ鋼板４００の幅方向両側に配置されている。レーザーセンサ３２１は、メッキ鋼板エッジ部の位置を瞬時に検出できる機能を有し、その検出結果を加熱制御部３３０に送り、加熱制御部３３０は、その情報に基づいてバーナー移動装置部（図２）を制御し、バーナー３１４−１、３１４−２を鋼板の幅に従う最適位置に移動させている。レーザーセンサ３２１は、メッキ鋼板４００から離れた位置で機能することができ、レーザービームを照射して鋼板幅をピクセル値で読み取っており、そのピクセル値は、サーボモータ２１の駆動を制御するデータとして用いることになる。
【００３６】
従来のＣＯＧガスを用いたメッキ鋼板のエッジ部の加熱方式は、昇温能力が劣るためエッジ部の合金化が不充分で、また、鋼板幅の追従が遅いことにより、鋼板幅の変更後の約５０ｍ程度の鋼板移動距離の間ではエッジ部の加熱が極めて不正確であった。本発明の加熱装置では、鋼板幅の変化を０．０１秒以内で±０．２ｍｍの幅の誤差範囲で読み取ることができ、鋼板の移動に追従してほぼ完璧に鋼板エッジ部を加熱することができる。
【００３７】
また、監視カメラ３２２を設けて加熱装置の全般的な動作状態を監視することができる。そして、監視カメラ３２２から得た映像は、運転室６００の監視カメラモニター６０２を通して見ることができる。
本発明のメッキ鋼板エッジ部の加熱装置は、さらにケーシング３１０内にメッキ鋼板４００が破断する兆候である鋼板の振動（揺れ）を感知する超音波センサ３２３を設けている。超音波センサ３２３がメッキ鋼板が破断する直前にその兆候を感知すると、加熱制御部３３０はその情報を受けると直ちにバーナー３１４−１、３１４−２の先端部をケーシング３１０の内部に完全に引き込める制御動作に入ることができる。このように、超音波センサ３２３を設置することにより、メッキ鋼板４００が破断してバーナー３１４−１、３１４−２に衝突し、バーナー３１４−１、３１４−２が破損するのを防止することができる。
【００３８】
ケーシング３１０内の装置や機器（バーナー３１４−１、３１４−２、サーボモータ２０，２１など）は、加熱領域３００に配置された加熱制御部３３０で制御することができる。運転室６００には、加熱制御部３３０に連結されている運転室モニター６０１と、遠隔運転部（図示してない）が設けられ、運転者は、運転室モニター６０１と遠隔運転部を通して加熱装置の全般的な作動を操作することができる。
【００３９】
図２は、ケーシング３１０内に配置されたバーナー３１４及びバーナー移動装置部の構成を示す図面であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図２を参照すると、ケーシング３１０は、高温気流の熱に耐えられる材料で製作され、内部には、バーナー３１４−１、３１４−２とともに、バーナーを移動させるサーボモータ２０、２１とガイドレール２３を備えたバーナー移動装置部が配置されている。これにより、バーナー３１４−１、３１４−２とバーナー移動装置部は、加熱装置の下の亜鉛メッキ浴（図示していない）から上昇する高温の気流から保護される。特に、上述した通りケーシング３１０の中に窒素ガスや空気などの冷却ガスを吹き込むことにより、ケーシング３１０の内部が過度の高温にならず、内部の機器、装置類を亜鉛粉末や高温の熱気から保護することができる。
【００４０】
バーナー３１４は、ケーシング３１０の一側（図２（ａ）における右側）にバーナー３１４−１、他側（図２（ａ）における左側）にバーナー３１４−２と２つに分けて設けられる。さらに、メッキ鋼板４００の高速移動に対応するため、バーナー３１４−１は、メッキ鋼板の移動方向に沿って３段にバーナー３１４−１ａ、３１４−１ｂ、３１４−１ｃが配列され、バーナー３１４−２も同様、バーナー３１４−２ａ、３１４−２ｂ、３１４−２ｃが配列されている（図２の（ｂ）及び（ｃ）参照）。一側のバーナー３１４−１はメッキ鋼板４００の一側エッジ部を、他側のバーナー３１４−２はメッキ鋼板の他側エッジ部の加熱をそれぞれ担当する。それぞれのバーナー３１４−１、３１４−２にはガス供給用耐熱ホース２４がそれぞれ連結されて、ガス供給部１００からガスの供給を受けている。このようなメッキ鋼板４００の幅方向両エッジ部それぞれにメッキ鋼板４００の移動方向に沿って３段式バーナーを配置することで、メッキ鋼板の火炎接触時間を長くすることができ、有利である。
【００４１】
バーナー３１４−１、３１４−２の先端部は、それぞれバーナープロテクタ１８−１、１８−２によりその側部が囲われ、バーナー３１４の動作時にバーナー火炎がメッキ鋼板エッジ部に届くようケーシング３１０からメッキ鋼板４００に向って外に突出している。バーナー３１４は、ガイドレール２３に組み立てられたバーナー保持フレーム２２に固定され、サーボモータ２１によりメッキ鋼板４００の幅方向に、作動用サーボモータ２０によりメッキ鋼板４００の面からバーナーに向う垂直方向に、それぞれ移動できるよう配置される。また、バーナー３１４の下部には、バーナーの下に位置するエアーナイフから上昇する気流や渦流を遮断する半円状の気流遮断板１９を設けることができる。
【００４２】
上述のバーナー３１４及びバーナー移動装置部の構成により、メッキ鋼板の幅に合わせてバーナー３１４−１、３１４−２をそれぞれメッキ鋼板４００の幅方向に移動させることができるばかりでなく、メッキ鋼板と最適の間隔を確保するようにバーナー３１４−１、３１４−２のそれぞれの位置を調節することができる。また、追加のモータとガイドレールを設けたり、ケーシング移動装置を設けてバーナー３１４を、メッキ鋼板の移動方向に調節できるよう構成することもできる。
【００４３】
加熱制御部３３０は、操業条件に設定されたメッキ鋼板の厚さ、メッキ鋼板の材質、メッキ量（メッキの厚さ）などのデータが入力されて、最適の条件でメッキ鋼板エッジ部を加熱するようにバーナー３１４−１、３１４−２をメッキ鋼板４００の面から垂直方向、メッキ鋼板４００の幅方向、メッキ鋼板４００の移動に対して平行方向に移動させることができる。
【００４４】
図３は、図１のバーナー３１４の構成を示した図面で、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。図３を参照すると、バーナー３１４は、ガス供給用耐熱ホース２４と連結されるねじ部２６と、バーナー保持フレーム（図２の図面符号２２参照）に固定される配管部２７と、ガスの逆流防止セル２８と、ガスが通過するガス溝３１が形成されたバーナー胴体３２を有している。逆流防止セル２８の内部の中間には、逆流防止板２９が設置される。
【００４５】
ガス供給用耐熱ホース２４からねじ部２６、配管部２７、逆流防止セル２８を通過したガスは、ガス溝３１を通って高速で外部へ排出され、燃焼される。図３（ｂ）は、バーナー胴体３２の断面を示しており、その中央には酸素溝３４が形成され、酸素溝３４を囲むように複数個、この例では６個のガス溝３１が配置されている。このようにガス溝３１と酸素溝３４を配置することでガスは直進して出て、直進性の強い火炎を作ることができる。
【００４６】
特に、ガス溝３１はバーナー胴体３２の先端に近づくほど径を小さくし、複数のガス溝３１がバーナー胴体３２の中間部からバーナー胴体３２の先端まで中央に集中するよう一定角度で傾斜して延長して設けるのがよい（図３の（ａ））。このようなガス溝３１の径を先端程小さくし、かつ傾斜して配置することにより、バーナー３１４の火炎の高速直進性を促進させることができる。
【００４７】
また、ガス溝３１は、３段のバーナー３１４−１ａ、３１４−１ｂ、３１４−ｃ（および３１４−２ａ、３１４−２ｂ、３１４−２ｃ）のそれぞれに対して異なる径とすることができ、例えば、３段のうちメッキ鋼板４００の移動の下流側に行くほどガス溝の径が大きくなるよう設計して、後段にいくほど火炎の直径（大きさ）が大きくなるようにすることにより、メッキ鋼板エッジ位置での加熱面積を、正確に、かつ最大に広く確保することができ、エッジ部の昇温能力を高く確保することができる。
【００４８】
図４は、本発明の第２の実施形態によるバーナーの構成を示した側面図である。図４に図示したように、バーナー胴体３２内のガス溝３１は螺旋状になって延びており、これによりバーナー胴体３２から噴射されるガスの流れを渦巻き状にすることで、バーナーの火炎の直進性と出力を高め、火炎がメッキ鋼板の表面にさらに強力にぶつかって加熱することができるようになる。結局、高速で移動するメッキ鋼板に対しても優れた昇温能力を有してメッキ鋼板エッジ部を局部的に急速加熱することができる。
【００４９】
以下に、図１及び２を参照にして、バーナー、バーナー移動装置部及び鋼帯幅のレーザー感知システムを中心に加熱装置の動作及び作用を説明する。
【００５０】
ガス発生器１０１で生成したガスは、排出ラインに沿って、遮断弁１０３、非常用ガス排出ライン及び弁１０４、（ガス供給部１００の）ガス流量調節弁１０５、ガス圧力計１０６、（加熱領域３００の）ガス流量調節弁３１１によりその流量が調節され、ケーシング３１０内のバーナー３１４−１、３１４−２に供給される。運転者は、運転室で作動シグナルを送ると、バーナー着火器３１２が自動でバーナーを着火し、着火したことを感知する着火センサ３１３を通して感知することができる。
【００５１】
これと共に、バーナー３１４−１、３１４−２がそれぞれメッキ鋼板エッジ部の幅に追従できるようにするため、鋼帯幅を感知するレーザーセンサ３２１は、レーザービームを照射してメッキ鋼板エッジ位置及び／または鋼板幅を検出する。レーザーセンサ３２１により検出された結果は、加熱制御部３３０へ伝送され、加熱制御部３３０はレーザーセンサ３２１の検出結果を基にバーナー３１４−１、３１４−２がメッキ鋼板エッジ部に追従するようバーナー移動装置部のサーボモータ２１の動作を制御する。この制御動作によりバーナー３１４−１、３４−２は、メッキ鋼板の幅に合わせて最適な位置で高速直進性の火炎を発射してメッキ鋼板４００の急速な加熱を行うことになる。
【００５２】
特に、レーザーセンサ３２１は、メッキ鋼板４００から離れた位置からレーザービームを照射することができ、メッキ鋼板４００の幅をピクセル値として読み取っている。このようなレーザーセンサシステムを使用すると、メッキ鋼板４００の幅を約０．０１秒内の速さで正確に追従できる（既存のカメラセンサでは、鋼板幅の追従に約２〜５秒かかる）。
【００５３】
本発明の実施形態によると、バーナー３１４−１、３１４−２は、レーザーセンサ３２１を通してメッキ鋼板４００の幅に合わせてメッキ鋼板４００の幅方向に移動することができるだけでなく、バーナーとメッキ鋼板との間隔を最適に維持するようメッキ鋼板４００の面から垂直方向、メッキ鋼板４００の移動に対して平行方向に移動することもできる。
【００５４】
さらに、溶融亜鉛メッキ工程の操業条件として設定されたメッキ鋼板の厚さ、メッキ鋼板の材質、メッキ量（メッキの厚さ）などのデータを加熱制御部３３０に入力しておくと、その入力されたデータを基に最適の稼働条件でメッキ鋼板エッジ部を加熱するよう加熱制御部３３０の制御動作によりサーボモータ２０、２１などを制御してバーナーをメッキ鋼板４００の面から垂直方向、メッキ鋼板４００の幅方向、またはメッキ鋼板４００の移動に対して平行方向向に移動させることができる。断面がＣ状に曲がりやすい高張力メッキ鋼板の場合、バーナー３１４−１、３１４−２の位置を再調整して対処することができる。
【００５５】
バーナー３１４とバーナー移動装置部の全ての作動状態は、ＣＣＴＶなどの監視カメラ３２２を通して監視することができる。また、運転者は、現場で関連装置を見ながら加熱制御部３３０の制御パネルを通してバーナー３１４、バーナー移動部、レーザーセンサ３２１などの装置を運転することもできる。
【００５６】
従来の装置では、メッキ鋼板４００が破断したときには、バーナー３１４がメッキ鋼板４００に衝突して破損し、安定した運転を続けることができない場合があるが、本発明では、このような問題を解決するため、メッキ鋼板４００の破断の兆候であるメッキ鋼板４００の振動を感知する超音波センサ３２３を設けておき、メッキ鋼板４００が破断する前に振動を感知し、加熱制御部３３０によりバーナー移動装置部のサーボモータ２０を制御してバーナー３１４−１、３１４−２の先端部がケーシング３１０の中に引き込むようにする。これによりメッキ鋼板４００の破断時においてもバーナー３１４の破損を防ぐことができ、加熱装置を含むメッキ設備の安定運転が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置は、高速に移動するメッキ鋼板のエッジ部を効率よく、急速に温度を上げることができ、後段の合金化炉において均一な合金化ができる。これは、溶融亜鉛メッキ鋼板の品質向上、生産性の向上に結びつくものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態による溶融亜鉛メッキ鋼板エッジ部の加熱装置の構成図である。
【図２】図１のバーナー及びバーナー移動装置部の構成を表した図面であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図３】図１のバーナーの構成を表した図面であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるバーナーの構成を表した側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１８−１、１８−２；バーナープロテクタ
１９；気流遮断板
２０、２１；サーボモータ
２２；バーナー保持フレーム
２３；ガイドレール
２４；ガス供給用耐熱ホース
２６；ねじ部
２７；配管部
２８；逆流防止セル
２９；逆流防止板
３１；（バーナー）ガス溝
３２；バーナー胴体
３４；酸素溝
１００；ガス供給部
１０１；ガス発生器
１０２；電圧調整器
１０３；遮断弁
１０４；非常用ガス排出ライン及び弁
１０５；（ガス供給部の）ガス流量調節弁
１０６；ガス圧力計
２００；水供給部
２０１；冷却水供給ライン
２０２；冷却水回収ライン
２０３；純水供給ライン
２０４；冷却ガス供給ライン
３００；加熱領域
３１０；（バーナー移動装置部）ケーシング
３１１；（加熱領域の）ガス流量調節弁
３１２；自動着火器
３１３；着火センサ
３１４、３１４−１、３１４−２；バーナー
３２１；（鋼帯幅を感知する）レーザーセンサ
３２２；監視カメラ
３２３；（鋼帯の破断の兆候となる振動を感知する）超音波センサ
３３０；加熱制御部
４００；メッキ鋼板
５００；電気室
５０１；電力供給部
６００；運転室
６０１；運転室モニター
６０２；監視カメラモニター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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