JP6885183B2 - 溶融亜鉛ポットへのＺｎ−Ａｌ合金供給方法及びＺｎ−Ａｌ合金供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶融亜鉛ポットへのＺｎ−Ａｌ合金供給方法及びＺｎ−Ａｌ合金供給装置に関するものである。

特許文献１に記載されているように、不活性ガスが充填された挿入ガイドの下端をＡｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させることができる位置に配置し、浴液の表層より下方でＺｎ−Ａｌ合金を溶融亜鉛ポットに供給することが知られている。

特許５４２３９２９号公報

しかしながら、この装置では、挿入ガイド内の亜鉛浴を不活性ガスで押し下げる必要があり、このため装置の気密性確保のための不活性ガスによるパージ機能を要するなどの事情が発生し、大型化となり設備コストがかさむ。また、溶融亜鉛ポット周辺で作業しているオペレータにとって、大型の挿入ガイドは溶融亜鉛浴周辺での作業の妨げになるものでもあった。

本発明は、このような背景でなされた発明であり、その課題は、浴内外にわたって位置する不活性ガスでパージされた挿入ガイドを用いずに、溶融亜鉛ポット内にＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーを適切に供給することである。

上記課題を解決するため、所定の溶融亜鉛浴温において、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤーを浴表層から浴内に侵入させて送り出す際に、Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さにてＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーが溶け切る様なワイヤー送り出し速度で送り出すことを特徴とするＺｎ−Ａｌ合金供給方法とする。

また、好ましくは前記Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さ位置は、フロントサポートロールの下端から±４００ｍｍの範囲内の深さであることを特徴とするＺｎ−Ａｌ合金供給方法とし、より好ましくは溶融亜鉛浴に鋼板が通過することにより消費されるＡｌ量にあわせてＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給と停止を繰り返すことを特徴とするＺｎ−Ａｌ合金供給方法とし、さらに好ましくは溶融亜鉛浴を鋼板が通過する時間の内、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給に充てられる時間の割合を供給比とするとき、予め当該供給比と鋼板のライン速度と板幅との積との関係を求めておき、これにより求められた供給比に従ってＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給と停止を繰り返すことを特徴とするＺｎ−Ａｌ合金供給方法とする。

また、所定の溶融亜鉛浴温において、Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さ位置にてＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーが溶け切る様なワイヤー送り出し速度の制御手段を備えることを特徴とするＺｎ−Ａｌ合金供給装置とする。

好ましくはさらに、消費されるＡｌ量にあわせてＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給と停止を繰り返す制御手段を備えることを特徴とする請求項５に記載のＺｎ−Ａｌ合金供給装置とする。

本発明を用いると、浴内外にわたって位置する挿入ガイドや不活性ガス等によるパージを必須とせずに、溶融亜鉛ポット内にＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーを適切に供給することができる。

実施例のＺｎ−Ａｌ合金供給方法を表す図である。 ワイヤー径と、送り出し速度と、溶解深さの関係を表した図である。 供給比を定める例を示した図である。 供給比を０．５にした場合の供給・停止の周期を表した図である。 実施例を用いてＡｌ濃度を調整する場合の経時変化と、Ａｌケーキを投入してＡｌ濃度を調整する場合の経時変化を、比較した図である。 実施例を用いてＡｌ濃度を調整する場合のドロス検出個数と、Ａｌケーキを投入してＡｌ濃度を調整する場合のドロス検出個数を、比較した図である。

以下では、発明の実施形態について説明する。本実施形態では、例えば図１に示すように、溶融亜鉛ポット２にＺｎ−Ａｌ合金を供給するに際して、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７を浴表層から浴内に侵入させ、Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さ、例えばフロントサポートロール３の下端から±４００ｍｍ以内の深さでＺｎ−Ａｌ合金ワイヤー７が溶け切る様なワイヤー送り出し速度で送り出す。このため、浴内外にわたって位置する挿入ガイドや不活性ガス等によるパージを必須とせずに、溶融亜鉛ポット２内にＺｎ−Ａｌ合金ワイヤー７を適切に供給することができる。尚、浴表層は、溶融亜鉛浴とつながっている別の浴でも、浴表層位置が同じなら構わず、さらに別の浴の場合、その別の浴と溶融亜鉛浴との浴表層位置が±１００ｍｍ程度異なっていても構わない。

Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７を溶融亜鉛ポット２に供給するＺｎ−Ａｌ合金供給装置１は、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７を浴表層から浴内に侵入させる繰り出し装置１１と、この繰り出し装置１１を制御する制御手段１２を備えている。Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７は、浴表層まで間で外気に曝されていて構わないが、保全のためにカバーがかけられていても構わない。

ところで、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７をＡｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さにて溶かし切ることは、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７の送り出し速度によって制御することが可能である。Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７は、溶融亜鉛浴に供給されると同時に温度上昇が始まり、溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さ位置に到達するまでに移動しつつ更に温度が上昇し、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７の先端近傍の表面の一部は溶解温度に到達して溶け出すが、内部は未溶解のまま、所定の深さに到達したところで全て溶け切るのが好ましい。本発明者らは、この点を実験により確認し、例えば溶解深さ[mm]は、定数α×ワイヤー７断面積[mm²]×送り出し速度[mm/s]という計算をすることにより、所定に位置で溶け切るようなＺｎ−Ａｌ合金ワイヤー７の送り出し速度を導き出せることを見出した。したがって、例えば、ワイヤー７の径と、送り出し速度と、溶解深さは図２に示すような関係となる。発明者らは、例えば前記のような関係式を考えたが、溶融亜鉛浴の仕様や状況、溶融亜鉛浴の温度などによって別の関係式で導き出したり、テーブル形式にしても構わない。ちなみに本発明の場合、溶融亜鉛浴の温度は４５０℃±１０℃の範囲内であったが、これも溶融亜鉛浴の温度に応じて前記送り出し速度を調整、変更しても構わない。

次にＡｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さについて説明する。図１に示すように、鋼板９は、溶融亜鉛ポット２の浴内を通過するように搬送される。この際、鋼板９はシンクロール５の下部に引き込まれるように搬送され、その後上方に搬送される。鋼板９が上方に搬送される際、フロントサポートロール３とバックサポートロール４の間を通過するように搬送される。このフロントサポートロール３と溶融亜鉛ポット２の壁面との間の領域であるフロント部において、フロントサポートロール３の動きなどにより強い攪拌流が生じる部位がある。この部位は、先行特許文献１に記載ある様に、Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さであり、その位置はフロント部において、フロントサポートロール３の下端から±４００ｍｍ以内の深さとなる。

ここで、溶融亜鉛浴中のＡｌは、鋼板が通過することにより消費され、減少していく。溶融亜鉛浴中のＡｌ濃度は溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性などの品質安定のために一定に保たれなければならないが、Ａｌの濃度、即ちＡｌの消費量は、そのサイズ、特に板幅と鋼板のライン速度によって大きく左右される。そこで発明者らは、そのＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーが溶け切る位置のみならず、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給量の制御についても鋭意検討を行った。その結果、例えば図３に示すように、全時間のうち、供給に充てられる時間の割合を供給比とし、鋼板９に付着させる亜鉛の量を考慮し、鋼板９を送るライン速度と鋼板９の板幅をかけあわせた値に比例させて、当該供給比を定め、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７の供給と停止を繰り返すことで、溶融亜鉛浴中のＡｌ濃度を一定に保つことができることを見出した。

Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー供給／停止制御手段１２は、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー７の供給と停止を繰り返すように繰り出し装置１１を制御する。例えば、図４に示す例では、供給の時間を１．５分、停止の時間を１．５分とした周期を繰り返している。図４にはＡｌ濃度の測定結果を記しているが、このＡｌ濃度は溶融亜鉛ポット２のフロント側となる測定位置１（図１参照）において測定したものである。なお、図４の測定結果を得た際の測定条件は表１に示す通りである。尚、供給比による供給と停止の具体的時間は、Ａｌ濃度測定結果等から、溶融亜鉛浴のＡｌ濃度管理範囲を逸脱しない範囲で適宜具体的に決めればよい。

図４の例においては、前記供給比が０．５となるように繰り出し装置１１を動かしている。この前記供給比は０から１の間で変更できるものであるため、所望の条件にあわせて、適宜、図３のような関係を求め、値を定めればよい。

このようにして、必要なＡｌ量に相当するように、送り出し速度とＺｎ−Ａｌ合金ワイヤー７の径を定めて運転すればよい。具体的には、適切な供給速度となるようにＺｎ−Ａｌ合金ワイヤー７の供給と停止を切り替えるものとすれば、浴中のＡｌ濃度が一定となるように制御することができる。

本発明を採用することにより、その一部が浴中に位置するように挿入ガイドを配置しなくても、狙い深さ（例えば、フロントサポートロール３の下端から±４００ｍｍ）でＺｎ−Ａｌ合金ワイヤー７を過不足なく溶解させることが可能となった。その一部が浴中に位置するような挿入ガイドやパージ機能は、溶融亜鉛ポット２の周辺で作業しているオペレータにとって作業の妨げになるものであったが、本発明を採用することにより、このような事態を回避可能となる。また設備コストの増大が回避可能となる。

本発明は、以上の実施形態には限定されることは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適応可能なことは勿論のことである。例えば、溶融亜鉛ポットの浴中に挿入ガイドを設置することで、狙った方向以外にワイヤーが逸れていくことを抑制させるようにしても良い。この場合、断面Ｕ字状などの、非筒型の挿入ガイドとし、その開放側が溶融亜鉛ポットの側壁に対向するように設置することが好ましい。また操業に支障ない程度のサイズや仕様であれば、溶融亜鉛浴外の挿入ガイドや、Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さまで到達していないパージ機能が設置されていても本発明の効果を妨げるものではない。

本発明の実施例を、従来のＡｌケーキ（Ａｌインゴット）投入と比較して示す。図５に示すことから理解されるように、Ａｌケーキを投入してＡｌ濃度を調整する場合に比べ、Ａｌ濃度を安定させた操業とすることができる。更には、図６に示すことから理解されるように、Ａｌケーキを投入してＡｌ濃度を調整する場合に比べ、亜鉛浴中のドロスの個数を低減させることが可能となる。

１ Ｚｎ−Ａｌ合金供給装置
２ 溶融亜鉛ポット
３ フロントサポートロール
４ バックサポートロール
５ シンクロール
１１ 繰り出し装置
１２ Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤー供給／停止制御手段

Claims (3)

1. 所定の溶融亜鉛浴温において、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤーを浴表層から浴内に侵入させて送り出す際に、Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さにてＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーが溶け切る様なワイヤー送り出し速度で送り出すＺｎ−Ａｌ合金供給方法であって、
   溶融亜鉛浴を鋼板が通過する時間の内、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給に充てられる時間の割合を供給比とするとき、予め当該供給比と鋼板のライン速度と板幅との積との関係を求めておき、これにより求められた供給比に従ってＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給と停止を繰り返し、溶融亜鉛浴に鋼板が通過することにより消費されるＡｌ量にあわせることを特徴とするＺｎ−Ａｌ合金供給方法。
2. 前記Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さ位置は、フロントサポートロールの下端から±４００ｍｍの範囲内の深さであることを特徴とする請求項１に記載のＺｎ−Ａｌ合金供給方法。
3. 所定の溶融亜鉛浴温において、Ａｌを溶融亜鉛浴中に均一拡散させ得る溶融亜鉛浴深さ位置にてＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーが溶け切る様なワイヤー送り出し速度の制御手段を備え、溶融亜鉛浴を鋼板が通過する時間の内、Ｚｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給に充てられる時間の割合を供給比とするとき、予め当該供給比と鋼板のライン速度と板幅との積との関係を求めておき、これにより求められた供給比に従ってＺｎ−Ａｌ合金ワイヤーの供給と停止を繰り返す制御手段を備えることを特徴とするＺｎ−Ａｌ合金供給装置。

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