(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスジェット方式の可変速ブロワーを配設した冷却帯が、通板材進行方向に第１制御ゾーン、第２制御ゾーン、第３制御ゾーンに３分割され、各制御ゾーンの出側に板温計が設置され、すくなくとも第２制御ゾーンにはヒーターが配設され、あらかじめ設定した冷却パターンおよび各板温計の計測値に基づいて、各制御ゾーンの可変速ブロワーおよびヒーターまたはそれらのいずれか一方を制御して、
連続焼鈍材を冷却する際には、非酸化性の炉内で２００℃以下まで、
溶融メッキ材を冷却する際には、第２制御ゾーンを徐冷域または保定域として、メッキ浴に浸漬する温度まで、
それぞれ冷却する制御機構を有することを特徴とする、ＩＦ鋼の連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備における連続焼鈍炉の冷却帯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板の連続焼鈍と溶融メッキを同一の設備で切替えて行う連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備における連続焼鈍炉の冷却帯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板の連続焼鈍材と溶融メッキ材は別々の設備で製造されるのがこれまで一般的であった。すなわち、連続焼鈍材は連続焼鈍炉を出た鋼板を水冷装置により冷却して製造され、溶融メッキ材は連続焼鈍炉を出た鋼板を溶融メッキ装置でメッキしついで水冷装置により冷却して製造されていた。一方、連続焼鈍炉の後に溶融メッキ装置を経て水冷装置に至る工程と、溶融メッキ装置を通らずに水冷装置に至る工程を設け、連続焼鈍材と溶融メッキ材を切替えて製造できる兼用設備が知られている。
【０００３】
このような連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備の連続焼鈍炉では、通板材を加熱して焼鈍するまでは両者同条件であるが、冷却条件が異なる。すなわち連続焼鈍材は、鋼板表面が酸化しなくなる２００℃程度以下まで非酸化性の炉内で冷却するのに対し、溶融メッキ材は、メッキ浴に浸漬して鋼板表面にメッキ金属との合金化層を形成するため、炉出側の板温をメッキ浴温度とほぼ等しい温度、たとえば亜鉛メッキの場合は約４５０℃の均一な一定温度に制御することが必要である。
【０００４】
このため兼用設備では、連続焼鈍炉の冷却帯において、連続焼鈍材および溶融メッキ材それぞれに対する冷却制御が必要となる。
連続焼鈍炉における鋼板の冷却制御に関しては、特開平５−９５９３号公報、特開平５−２９５５０８号公報などが知られている。
【０００５】
前者は、急冷設備と徐冷設備を順に配置した冷却帯において、ロールクラウンを考慮して徐冷設備の輻射伝熱モデル式による板温推移予測計算を行い、徐冷設備出口で目標板温になっているか否かを判定したうえで急冷設備出口の板温および徐冷設備の炉温を決定して制御することにより、鋼板の絞りや蛇行を防止する技術である。
【０００６】
後者は、ガスジェット帯とラジアントチューブ帯を順に配置した冷却帯において、板厚、板幅、ライン速度からテーブルを使ってラジアントチューブ帯の出側設定温度を求め、また輻射による熱交換計算モデルからガスジェット帯の出側設定温度を求めて冷却制御することで、制御系統を自動管理し、サイズ変更時の応答を迅速化する技術である。これらの技術は、連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備における連続焼鈍炉の冷却制御にそのまま適用できるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明が解決しようとする課題は、連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備の連続焼鈍炉において、炉出側の適正板温が異なる連続焼鈍材および溶融メッキ材それぞれについて、効率的に適正な冷却を行うことができるように制御可能な冷却帯を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、ガスジェット方式の可変速ブロワーを配設した冷却帯が、通板材進行方向に第１制御ゾーン、第２制御ゾーン、第３制御ゾーンに３分割され、各制御ゾーンの出側に板温計が設置され、すくなくとも第２制御ゾーンにはヒーターが配設され、あらかじめ設定した冷却パターンおよび各板温計の計測値に基づいて、各制御ゾーンの可変速ブロワーおよびヒーターまたはそれらのいずれか一方を制御して、
連続焼鈍材を冷却する際には、非酸化性の炉内で２００℃以下まで、
溶融メッキ材を冷却する際には、第２制御ゾーンを徐冷域または保定域として、メッキ浴に浸漬する温度まで、
それぞれ冷却する制御機構を有することを特徴とする、ＩＦ鋼の連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備における連続焼鈍炉の冷却帯である。
【０００９】
削除
【００１０】
削除
【００１１】
削除
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の装置は、連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備において、連続焼鈍材および溶融メッキ材に共通して使用される連続焼鈍炉の冷却帯である。
前述のように、連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備の連続焼鈍炉では、焼鈍後の冷却条件が通板材によって異なる。溶融メッキ材では、冷却帯から炉外に出るときの板温をメッキ浴温度とほぼ等しい温度、たとえば亜鉛メッキの場合は約４５０℃の均一な一定温度に制御することが必要であり、連続焼鈍材では、鋼板表面が酸化しなくなる約２００℃以下まで非酸化性の炉内で冷却する必要がある。そのため本発明の装置は、通常の溶融メッキ専用設備にくらべ冷却帯を長くし、連続焼鈍材および溶融メッキ材のそれぞれに対して適正な条件で連続冷却できるようにした。
【００１３】
本発明の装置は、図１（ａ）の例に示すように、ガスジェット方式の可変速ブロワー３を配設した冷却帯２を、通板材１の進行方向に第１制御ゾーンＣＦ１、第２制御ゾーンＣＦ２、第３制御ゾーンＣＦ３に３分割し、第１制御ゾーンＣＦ１の出側に板温計５、第２制御ゾーンＣＦ２の出側に板温計６、第３制御ゾーンＣＦ３の出側に板温計７を設置し、各制御ゾーン毎に可変速ブロワー３を制御する制御機構８を備えている。制御機構８は、あらかじめ設定した通板材１の冷却パターンおよび板温計５，６，７の計測値に基づいて可変速ブロワー３を制御する機能を有している。なお、図１（ａ）ではヒーターの使用が無かったため、図からヒーターを省略した。
【００１４】
本発明の装置において、あらかじめ設定した通板材の冷却パターンおよび板温計５，６，７の計測値に基づいて、各制御ゾーンＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３の可変速ブロワー３を制御する。
冷却パターンは、通板材１の種類およびサイズに応じて定めたものをあらかじめ制御機構８に設定しておく。通板材１の種類は、連続焼鈍材、溶融メッキ材であり、鋼種はＩＦ鋼であり、サイズは板幅および板厚である。
【００１５】
本発明の装置において、制御機構８は、図１（ａ）に示すように板温計５，６，７の計測値を入力し、該各計測値とあらかじめ設定した通板材１の冷却パターンに基づいて、可変速ブロワー３を制御する機能を有している。可変速ブロワー３の制御は、ブロワーの回転数をＶＶＶＦ制御などにより調整することで、鋼板に向けて噴出するガスジェットの風量を調整して行うことができる。可変速ブロワー３は、各制御ゾーンにおいて個々のブロワー毎に制御してもよく、またブロックに分割し、各ブロック毎に制御してもよい。
なお、図１（ａ）ではヒーターの使用が無かったため、図からヒーターを省略した。
【００１６】
通板材が連続焼鈍材の場合は、各制御ゾーンＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３の可変速ブロワー３の冷却能力を十分に発揮させて、第３制御ゾーンＣＦ３出側の板温計７の計測値が２００℃以下となるように制御して冷却すればよい。
しかし溶融メッキ材の場合は、鋼板表面にメッキ金属との合金化層を形成した良好なメッキ製品を得るため、上述のように、メッキ浴に浸漬するときの板温を均一な一定温度にする必要があり、第３制御ゾーンＣＦ３出側の板温を高精度で制御する。亜鉛メッキの場合、メッキ浴の成分により異なるが約４５０℃である。
【００１７】
したがって本発明の装置による溶融メッキ材の冷却に際し、第２制御ゾーンＣＦ２を徐冷域とするのが好ましい。これにより、２００℃程度まで冷却する能力を有する冷却帯で約４５０℃までの均一高精度な冷却を行うことができる。
第１制御ゾーンＣＦ１入側の板温をＴ０ 、第１制御ゾーンＣＦ１出側の板温をＴ１ 、第２制御ゾーンＣＦ２出側の板温をＴ２、第３制御ゾーンＣＦ３出側の板温をＴ３ とするとき、例えば図１（ｂ）のような冷却パターンとする。本例は第１制御ゾーンＣＦ１および第２制御ゾーンＣＦ２を徐冷域とし、Ｔ０からＴ２ までほぼ一様な勾配で徐冷し、第３制御ゾーンＣＦ３では、冷却速度を速めてＴ３まで冷却している。図１（ｂ）の横軸は、通板材１のパスラインにおける位置を表す。
【００１８】
さらに本発明の装置は、図２（ａ）の例に示すように、第２制御ゾーンＣＦ２にヒーター４を配設し、制御機構８にヒーター４を制御する機能も持たせている。さらに、第１制御ゾーンＣＦ１あるいは第３制御ゾーンＣＦ３にヒーター４を配設することもできる。
【００１９】
また本発明の装置は、上記装置において、あらかじめ設定した通板材の冷却パターンおよび板温計５，６，７の計測値に基づいて、各制御ゾーンＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３の可変速ブロワー３およびヒーター４を制御する冷却制御装置を含んでいる。
冷却パターンは、前記と同様、通板材１の種類およびサイズに応じて定めたものをあらかじめ制御機構８に設定しておく。
【００２０】
本発明の装置において、制御機構８は、図１（ｂ）に示すように板温計５，６，７の計測値を入力し、該各計測値とあらかじめ設定した通板材１の冷却パターンに基づいて、可変速ブロワー３およびヒーター４を制御する機能を有している。可変速ブロワー３の制御は、前記と同様にして行うことができる。ヒーター４としては、一般的に使用されている抵抗発熱体等を採用することができ、その制御は、通電する電流を可変することにより行うことができる。
また第２制御ゾーンＣＦ２では、可変速ブロワー３を使用せずヒーター４のみを使用することもでき、第２制御ゾーンＣＦ２の入側近くの部位では可変速ブロワー３のみを使用し、その他の部位ではヒーター４のみを使用することもできる。
【００２１】
本発明の装置における他の用例としては、主として溶融メッキ材の特に薄手材の連続冷却に採用する。溶融メッキ材の場合は、上述のように、メッキ浴に浸漬するときの板温を例えば約４５０℃の均一な一定温度にするため、第３制御ゾーンＣＦ３出側の板温を高精度で制御する必要がある。そして、特に薄手材では第１制御ゾーンＣＦ１で板温が低下しやすいので、第２制御ゾーンＣＦ２にてヒーターを使用し、特に板幅方向の板温均一化をはかる。
【００２２】
したがって上記した、本発明の装置における他の用例において、溶融メッキ材の冷却に際し第２制御ゾーンＣＦ２を保定域とするのが好ましい。第１制御ゾーンＣＦ１入側の板温をＴ０、第１制御ゾーンＣＦ１出側の板温をＴ１ 、第２制御ゾーンＣＦ２出側の板温をＴ２ 、第３制御ゾーンＣＦ３出側の板温をＴ3 とするとき、例えば図２（ｂ）のような冷却パターンとする。本例は第１制御ゾーンＣＦ１を徐冷域とし、Ｔ０からＴ２ までほぼ一様な勾配で徐冷し、第２制御ゾーンＣＦ２をＴ１  ＝Ｔ２とする一定温度の保定域とし、第３制御ゾーンＣＦ３では、冷却速度を速めてＴ３まで冷却している。
【００２３】
【実施例】
（１）実施例１：図１に示す冷却帯により、鋼種ＩＦ鋼（Interstitial Atom Free Steel）、板厚０．７mm、板幅１．６ｍの連続焼鈍材を速度１５０ｍ/minで通板し、本発明の装置を用いて連続冷却した。冷却帯内における板温の推移を図３に示す。横軸は通板材１のパスラインにおける位置を表す。第３制御ゾーンＣＦ３出側の板温計７の計測値は２００℃で、ほぼ均一に冷却され大気中に出ても鋼板表面の酸化はみられなかった。
【００２４】
（２）実施例２：図１に示す冷却帯により、鋼種ＩＦ鋼、板厚１．０６mm、板幅１．６ｍの溶融メッキ材を速度１５０ｍ/minで通板し、本発明の装置を用いて連続冷却した。上記と同様の板温推移を図４に示す。第３制御ゾーンＣＦ３出側の板温計７の計測値は４５０℃で、板幅方向均一に冷却され、溶融メッキ後の鋼板には均一に合金層が形成され、良好なメッキ製品が得られた。
【００２５】
（３）実施例３：図２に示す冷却帯により、鋼種ＩＦ鋼、板厚０．４６７mm、板幅１．２ｍの溶融メッキ材を速度１５０ｍ/minで通板し、本発明の装置を用いて連続冷却した。第２制御ゾーンＣＦ２の出側近くの部位にヒーター４を設け、該部位では可変速ブロワー３を使用せず、ヒーター４で加熱した。上記と同様の板温推移を図５に示す。第３制御ゾーンＣＦ３出側の板温計７の計測値は４５０℃で、板幅方向均一に冷却され、溶融メッキ後の鋼板には均一に合金層が形成され、良好なメッキ製品が得られた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、連続焼鈍および溶融メッキ兼用設備の連続焼鈍炉において、炉出側の適正板温が異なる連続焼鈍材および溶融メッキ材それぞれについて、効率的に高精度な冷却制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の装置の例を示す説明図である。
【図２】  本発明の装置の例を示す説明図である。
【図３】  本発明の実施例１における冷却パターンの例を示すグラフである。
【図４】  本発明の別の実施例２における冷却パターンの例を示すグラフである。
【図５】  本発明の別の実施例３における冷却パターンの例を示すグラフである。
【符号の説明】
１…通板材                      ２…冷却帯
３…可変速ブロワー              ４…ヒーター
５，６，７…板温計              ８…制御器
９…仕切壁
ＣＦ１…第１制御ゾーン          ＣＦ２…第２制御ゾーン
ＣＦ３…第３制御ゾーン
Ｔ0 …冷却帯入側板温            Ｔ1 …第１制御ゾーン出側板温
Ｔ2 …第２制御ゾーン出側板温    Ｔ3 …第３制御ゾーン出側板温
【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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