めっき鋼帯製造装置及びめっき鋼帯製造方法
【課題】１鋼帯当たりの長さが短い鋼帯のめっき付着量を正確に制御することができるめっき鋼帯製造装置及びめっき鋼帯製造方法を提供する。
【解決手段】溶融めっき浴４より上方に設置されているＸ線遮蔽室２０内には、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０を、それぞれ、所望の測定点に移動させる第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２が配置されている。給排気装置１２は、工場建屋１外から取り込まれた外気を工場建屋１内の気体から遮蔽しながら冷却してＸ線遮蔽室２０に供給することによりＸ線遮蔽室２０に外気の温度以下の冷却外気を供給するとともに、Ｘ線遮蔽室２０内の気体を工場建屋１外に排出する。めっき鋼帯製造装置２は、冷却外気をＸ線遮蔽室２０内に送り込みながら測定されためっき付着量に基づいてワイピングノズル９を制御することにより、鋼帯３のめっき付着量を調整する。
【解決手段】溶融めっき浴４より上方に設置されているＸ線遮蔽室２０内には、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０を、それぞれ、所望の測定点に移動させる第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２が配置されている。給排気装置１２は、工場建屋１外から取り込まれた外気を工場建屋１内の気体から遮蔽しながら冷却してＸ線遮蔽室２０に供給することによりＸ線遮蔽室２０に外気の温度以下の冷却外気を供給するとともに、Ｘ線遮蔽室２０内の気体を工場建屋１外に排出する。めっき鋼帯製造装置２は、冷却外気をＸ線遮蔽室２０内に送り込みながら測定されためっき付着量に基づいてワイピングノズル９を制御することにより、鋼帯３のめっき付着量を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき鋼帯製造装置及びめっき鋼帯製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶融めっき装置では、溶融めっき浴に浸した鋼帯を溶融めっき浴から上方に引き上げながら、付着量制御ノズルからガスを鋼帯両面に噴出することにより鋼帯のめっき付着量を制御している。付着量制御ノズルを通過した鋼帯は、一旦、高所まで引き上げられた後に再び引き下げられる。引き下げられた位置には、鋼帯のめっき付着量を測定する付着量計が設置されている。付着量計で測定されためっき付着量に基づいて、付着量制御ノズルの位置、風向及び風圧などのパラメータを調整することにより、鋼帯のめっき付着量が所望の値に制御される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７９４１５号公報
【特許文献２】特開平６−１７２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶融めっき装置に送り込まれる鋼帯は複数の鋼帯を溶接して連結されており、めっき付着量は１鋼帯毎に制御されることが多い。一般的に、板厚が薄い鋼帯は１鋼帯当たりの長さが長いため、一旦、引き上げた鋼帯を引き下げてから鋼帯のめっき付着量を測定すれば、測定した結果を付着量制御ノズルの調整にフィードバックして鋼帯の大部分のめっき付着量を制御することができる。しかしながら、板厚が厚い鋼帯においては１鋼帯当たりの長さが極端に短くなる場合がある。１鋼帯当たりの長さが短い鋼帯をめっきする際には、引き下げられた位置にある付着量計に先端が到達した時には当該鋼帯の大部分が既に付着量制御ノズルを通過しているため、めっき付着量の測定結果を付着量の制御に十分に反映できない問題がある。
【０００５】
そこで、本願発明者が付着量制御ノズルより下流であって、できるだけ付着量制御ノズルに近い位置においてめっき付着量を測定する方法を検討したところ、単に、付着量計を付着量制御ノズルに近接させただけでは付着量の正確な測定ができないために、付着量制御ノズルを正確に制御することができないことが明らかとなった。
【０００６】
特許文献２の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、気体絞り装置により目付量調整がなされた鋼板面のＺｎ付着量を、気体絞り装置の直後に設置した付着量計で連続的に測定し、この測定値に基づき高周波誘導加熱炉での鋼板の加熱条件をフィードフォワード制御することを目的としている。ただし、付着量の測定原理については記載がなく、付着量計を気体絞り装置に近づけた場合において、本願発明者が見出した後述のような不具合について何ら考慮がされていない。
【０００７】
鋼帯のめっき付着量の測定には、一般的に蛍光Ｘ線が用いられる。また、めっき付着量は、鋼帯の幅方向一端部、中央部、他端部においてそれぞれ測定することが通常である。その際、幅方向における測定点を正確に位置決めしなければ付着量制御を正確に行うことができないため、アクチュエータを正確に走査する必要がある。
【０００８】
ここで、Ｘ線を使用した付着量計付近は、安全性の問題によりＸ線の漏洩を防止するために金属壁で遮蔽されていなければならない。ところが、溶融めっき浴から引き上げられた鋼帯の温度は４００℃近い高温となっているため、溶融めっき浴に近い位置に配置された付着量計を遮蔽すると、高温のめっき鋼帯による輻射熱により、遮蔽された空間内の温度が異常に高温となってしまう。金属壁で遮蔽された空間が高温に加熱されると、付着量計を移動させる移動装置を含む各種アクチュエータが異常動作を起こすという問題が生じる。特に、溶融めっき浴の上方は、溶融めっき浴と、溶融めっき浴後段に配置されて溶融めっき及び鋼帯を加熱して合金化処理する合金化炉とから対流によって伝達される熱によっても高温となる。
【０００９】
付着量計、並びにアクチュエータには、正常に動作する温度範囲が規定されている。しかし、これらの機器は、一般的に室温環境で動作することを想定したものであり、４００℃近い高温のめっき鋼帯に近接した状態で蛍光Ｘ線によりめっき付着量を測定するためには、何らかの温度対策を施さない限り、熱によるセンサ類の劣化故障、熱による歪みや誤動作を生じてしまう。
【００１０】
アクチュエータが正常に動作しなければ付着量計を測定点まで正確に移動させることができない。正しい測定点でめっき付着量を測定できないと、付着量制御ノズルを正確に制御できないため、鋼帯のめっき付着量を正確に制御することができない。
【００１１】
従来は、特許文献１のように、溶融めっき浴から鋼帯を引き上げた後で更に引き下げた位置に付着量計を配置していた。その場合、鋼帯の温度がほぼ常温まで低下しているためアクチュエータの異常動作という問題は認識されていなかった。本発明は、１鋼帯当たりの長さが短い鋼帯においてもめっき付着量を制御可能とするために、付着量計を溶融めっき浴に近づけたことにより新たにこのような問題が浮上した。
【００１２】
本発明は、１鋼帯当たりの長さが短い鋼帯のめっき付着量を正確に制御することができるめっき鋼帯製造装置及びめっき鋼帯製造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】
【００１３】
本発明の第１のめっき鋼帯製造装置は、工場建屋内に施設されためっき鋼帯製造装置であって、鋼帯を浸して鋼帯に溶融めっきを付着させる溶融めっき浴と、溶融めっき浴から引き上げられた鋼帯のめっき付着量を調整するめっき調整部と、溶融めっき浴より上方に設置されているとともにめっき調整部から更に引き上げられた鋼帯を導入する入口と鋼帯を排出する出口とが形成されたＸ線遮蔽室と、Ｘ線遮蔽室内においてＸ線を使用して鋼帯のめっき付着量を測定する付着量計と、付着量計を所望の測定点に移動させる移動部と、工場建屋外から取り込まれた外気を工場建屋内の気体から遮蔽しながら冷却してＸ線遮蔽室に供給することによりＸ線遮蔽室に外気の温度以下の冷却外気を供給する給気手段と、Ｘ線遮蔽室内の気体を工場建屋外に排出する排気手段と、冷却外気をＸ線遮蔽室内に送り込みながら測定されためっき付着量に基づいてめっき調整部を制御することにより、鋼帯のめっき付着量を調整する制御手段とを備える。
【００１４】
本発明の第２のめっき鋼帯製造装置は、第１のめっき鋼帯製造装置において、Ｘ線遮蔽室より手前で外気中の塩分量を低減するフィルターを更に備える。
【００１５】
本発明の第１のめっき鋼帯製造方法は、工場建屋内に施設されためっき鋼帯製造装置により鋼帯にめっきを付着させるめっき鋼帯製造方法であって、溶融めっき浴から引き上げられながらめっき付着量を調整された鋼帯を導入する入口と鋼帯を排出する出口とが形成されているとともに溶融めっき浴より上方に設置されているＸ線遮蔽室内において、工場建屋外から取り込まれた外気を工場建屋内の気体から遮蔽しながら冷却してＸ線遮蔽室に供給することによりＸ線遮蔽室に外気の温度以下の冷却外気を供給するとともにＸ線遮蔽室内の気体を工場建屋外に排出しながら、Ｘ線を使用する付着量計を所望の測定点に移動させて測定された鋼帯のめっき付着量に基づいて鋼帯のめっき付着量を調整することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２のめっき鋼帯製造方法は、第１のめっき鋼帯製造方法において、Ｘ線遮蔽室より手前で、Ｘ線遮蔽室に導入する外気中の塩分量を低減することを特徴とする。
【００１７】
第１のめっき鋼帯製造装置及び第１のめっき鋼帯製造方法によれば、冷却外気をＸ線遮蔽室内に送り込みながら測定されためっき付着量を使用してめっき調整部を制御するため、溶融めっき浴上方において鋼帯のめっき付着量を測定する場合においても、めっき付着量を正確に制御することができる。
【００１８】
第２のめっき鋼帯製造装置及び第２のめっき鋼帯製造方法によれば、Ｘ線遮蔽室内への塩分を含んだ冷却エアーの混入を防ぐことができる。特に、付着量計を所望の測定点に移動させる移動部を含む駆動系の錆を防ぐことにより、長期間にわたり移動部を正確に動作させることができる。移動部の動作を正確に保つことにより、めっき付着量を正確な位置で測定することができるため、正確な測定結果を使用してめっき付着量を制御することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、１鋼帯当たりの長さが極端に短い鋼帯のめっき付着量を測定する場合においても、めっき付着量を正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、工場建屋内に施設された本実施形態のめっき鋼帯製造装置の部分構成図である。
【図２】図２は、めっき付着量制御部と他の構成との接続関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、工場建屋１内に設置された本実施形態のめっき鋼帯製造装置２の部分構成図である。本実施形態でめっき処理される鋼帯３は、独立した鋼帯を複数つなぎ合わせることにより形成されたものである。鋼帯３を構成する独立した各鋼帯の長さは一定でなくてもよい。
【００２２】
まず、鋼帯３の搬送経路について説明する。前工程から搬送されてきた鋼帯３は、溶融金属を貯留した溶融めっき浴４に浸入して溶融金属を表面に付着させた後、溶融めっき浴４中のシンクロール５によって鉛直上方に経路変更されて溶融めっき浴４から引き上げられる。本実施形態では、溶融金属として溶融亜鉛を使用するが他の金属であってもよい。本実施形態の溶融めっき浴４内における溶融金属の温度は約５００℃に設定されており、溶融めっき浴４から引き上げられた直後の鋼帯３の温度は約４００℃程度の高温状態になっている。溶融めっき浴４及び鋼帯３、及び合金化炉１０の熱は対流により上方に伝達される。
【００２３】
溶融めっき浴４から引き上げられた鋼帯３は、ワイピングノズル９を通る。ワイピングノズル９は、鋼帯３の表面及び裏面にそれぞれ気体を吹き付ける開口を有しており、気体の風向、風圧及びその他のパラメータを変えることにより鋼帯３に付着しためっきを落としてめっき付着量を調整する。ワイピングノズル９から更に引き上げられた鋼帯３は、必要により合金化炉１０で加熱されることにより合金化処理される。
【００２４】
合金化炉１０から更に引き上げられた鋼帯３は、入側トップロール６によって水平方向に経路変更されてめっき付着量測定部１１に送り込まれる。給排気装置１２によって外気を給排気することにより冷却された空間内においてめっき付着量が測定された後、めっき付着量測定部１１から水平方向に送り出された鋼帯３は、出側トップロール７によって鉛直下方に経路変更されて引き下げられる。ワイピングノズル９程度の高さまで引き下げられた鋼帯３は、ロール８によって更に経路変更されて後工程へ搬送される。
【００２５】
次に、めっき付着量測定部１１の詳細構成について説明する。めっき付着量測定部１１は、溶融めっき浴４及び合金化炉１０の上方の高所に位置しており、めっき付着量測定部１１は、Ｘ線遮蔽室２０、表面測定ユニット２１、裏面測定ユニット２２及び室温計２７を備えている。
【００２６】
Ｘ線遮蔽室２０は、例えば、入側トップロール６と出側トップロール７との間に位置し、直方体箱形状の金属壁によって測定空間を囲うことにより、測定で使用するＸ線が測定空間外部に漏洩することを防いでいる。入側トップロール６に近いＸ線遮蔽室２０の一側面２０ａには、鋼帯３を搬入するために開口した水平に長いスリット状の入口２３が形成されている。出側トップロール７に近いＸ線遮蔽室２０の他側面２０ｂには、鋼帯３を搬出するために開口した水平に長いスリット状の出口２４が形成されている。入口２３と出口２４とは同じ高さに形成されている。入口２３及び出口２４の大きさは、Ｘ線漏洩量が十分に低くなる程度に小さく形成されている。更に、Ｘ線遮蔽室２０の他側面２０ｂには給気口２５が開口形成され、天井２０ｃには複数の排気口２６が開口形成されている。室温計２７は、Ｘ線遮蔽室２０内の温度を測定する。以下、Ｘ線遮蔽室２０内では、上方を向いた鋼帯３の一方の面を表面とし、下方を向いた鋼帯３の他方の面を裏面と称する。
【００２７】
表面測定ユニット２１は、第１の付着量計３０、第１のレール３１及び第１の移動装置３２を備えている。第１の付着量計３０は、入口２３に近い側に配置されており、上方から鋼帯３表面にＸ線を照射するとともに、Ｘ線を受けて鋼帯３から発生する蛍光Ｘ線を測定することにより鋼帯３表面のめっき付着量を測定する。第１のレール３１は、鋼帯３上方における水平面内で鋼帯３の進行方向に直交する幅方向に沿って設置されている。第１の移動装置３２は、第１の付着量計３０を上方から保持するとともに、第１のレール３１に沿って鋼帯３の幅方向に直線的に移動する。第１の付着量計３０又は第１の移動装置３２には、鋼帯３の幅方向端部を検知するセンサが搭載されており、第１の移動装置３２は検知された幅方向端部から所定距離の複数の測定点に第１の付着量計３０を移動し、第１の付着量計３０は各測定点においてめっき付着量を測定する。
【００２８】
裏面測定ユニット２２は、第２の付着量計４０、第２のレール４１及び第２の移動装置４２を備えている。第２の付着量計４０は、出口２４に近い側に配置されており、下方から鋼帯３裏面にＸ線を照射するとともに、Ｘ線を受けて鋼帯３から発生する蛍光Ｘ線を測定することにより鋼帯３裏面のめっき付着量を測定する。第２のレール４１は、鋼帯３下方における水平面内で鋼帯３の進行方向に直交する幅方向に沿って設置されている。第２の移動装置４２は、第２の付着量計４０を下方から保持するとともに、第２のレール４１に沿って鋼帯３の幅方向に直線的に移動する。第２の付着量計４０又は第２の移動装置４２には、鋼帯３の幅方向端部を検知するセンサが搭載されており、第２の移動装置４２は検知された幅方向端部から所定距離の複数の測定点に第２の付着量計４０を移動し、第２の付着量計４０は各測定点においてめっき付着量を測定する。
【００２９】
表面測定ユニット２１及び裏面測定ユニット２２の各構成には、正確に動作できる温度範囲が規定されており、各構成の熱による歪みや誤動作を生じないようにしなければ第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０において正確にめっき付着量を測定することができない。第１のレール３１、第１の移動装置３２、第２のレール４１及び第２の移動装置４２のいずれかの温度が既定の温度範囲から外れて異常動作が発生すると、第１の付着量計３０又は第２の付着量計４０を正確に移動させることができなくなるため、めっき付着量を正確に測定することができなくなる。なお、表面測定ユニット２１と裏面測定ユニット２２は、鋼板進行方向にずらして設置される場合に限定されず、両者が対向するように設置される場合もある。また、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０は冷却水によって冷却されている。
【００３０】
次に、給排気装置１２の構成について説明する。給排気装置１２は、給気ダクト５０、熱交換部５１、給気ファン５２、塩害用フィルター５３、水循環路５４、ポンプ５５、水冷タンク５６、チラーユニット５７、チラー冷却ファン５８、排気ダクト５９及び排気ファン６０を備えている。
【００３１】
給気ダクト５０は、工場建屋１外からＸ線遮蔽室２０付近まで外気を案内する。熱交換部５１は、給気ダクト５０とＸ線遮蔽室２０との間に配設され、給気ダクト５０により引き込まれた外気を冷却し、給気口２５を通じて当該外気をＸ線遮蔽室２０に案内する。給気ファン５２は、給気ダクト５０と熱交換部５１との間に配設され、外気を給気ダクト５０へと強制的に流入させるとともに、給気ダクト５０から熱交換部５１及びＸ線遮蔽室２０へと送り込む。給気ダクト５０及び熱交換部５１を通る外気は工場建屋１内の空気から遮蔽されたままＸ線遮蔽室２０に案内される。塩害用フィルター５３は、給気ダクト５０と給気ファン５２との間に配設されて、外気に含まれる塩分量を低減する。塩害用フィルター５３は、特に、海岸周辺の外気に含まれる塩分を低減するものであることが好ましい。
【００３２】
工場建屋１内の溶融めっき浴４及び合金化炉１０上方では、空気が高温に熱せられている。工場建屋１外から取り込んだ外気を工場建屋１内の空気から遮蔽することにより、外気温に近いまま熱交換部５１まで供給することができる。外気を直接Ｘ線遮蔽室２０内に供給するとめっき付着量測定部１１の構成部材に錆が発生する場合がある。錆によって第１のレール３１、第２のレール４１、第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２が正確に稼働しなくなるおそれがあるが、塩害用フィルター５３の設置によって錆を防ぐことにより、めっき付着量の正確な測定結果を使用してめっき付着量を制御することができる。
【００３３】
水循環路５４は、熱交換部５１を通るように所定経路で冷却水を案内する。ポンプ５５により強制的に水循環路５４中を循環する冷却水は、水冷タンク５６からチラーユニット５７に送られ、チラーユニット５７においてチラー冷却ファン５８から取り込まれた外気と熱交換することにより外気温より低い温度まで冷却された後、熱交換部５１内の外気と熱交換することにより外気を冷却し、その後、水冷タンク５６に戻る。冷却水と外気が熱交換するように構成しているため、工場建屋１内の気体と熱交換する場合に比較して冷却水を効率的に冷却することができる。
【００３４】
排気ダクト５９は、Ｘ線遮蔽室２０の複数の排気口２６から工場建屋１外まで空気を案内する。排気ファン６０は、Ｘ線遮蔽室２０内の空気を強制的に排気ダクト５９に排気する。給気口２５及び排気口２６は、Ｘ線遮蔽室２０内の室温ができるだけ均一になる位置に設けられている。
【００３５】
入側トップロール６及び出側トップロール７は他の設備よりも高所に位置しているため、他の設備がほとんど存在しない。入側トップロール６及び出側トップロール７に並べてめっき付着量測定部１１を高所に設置することにより、低所に設置する場合に比較して給気ダクト５０及び排気ダクト５９の設置が容易であるため、短経路で外気をＸ線遮蔽室２０に供給することができる。外気の供給経路が短いため、工場建屋１内における外気の温度上昇を防いでＸ線遮蔽室２０を効率的に冷却することができ、高精度な測定結果を得ることができる。
【００３６】
次に、めっき付着量の制御方法について説明する。図２は、めっき付着量を制御するめっき付着量制御部７０と他の構成との接続関係を示すブロック図である。めっき付着量制御部７０は、コンピュータを使用してソフトウェアにより実現されるものであってもよいし、ハードウェアで実現されるものであってもよい。めっき付着量制御部７０は、めっき付着量測定部１１の第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２に対して測定点への移動を含む移動指示を送信し、第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２から位置情報を受信する。めっき付着量制御部７０は、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０に対して測定指示を送信し、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０から測定結果を受信する。更に、めっき付着量制御部７０は、室温計２７からＸ線遮蔽室２０内の室温を受信する。また更に、めっき付着量制御部７０は、給排気装置１２の給気ファン５２、ポンプ５５、チラーユニット５７、チラー冷却ファン５８及び排気ファン６０に動作を指示する。めっき付着量制御部７０は、ワイピングノズル９に対して、気体（ガス）の風向、風圧、鋼帯のめっき付着面までの距離及びその他のパラメータから必要な調整情報を選択して送信する。なお、めっき付着量制御部７０が独立した複数の制御部で構成され、給排気装置１２の一部又は全ての構成を制御する制御部は、めっき付着量測定部１１の一部又は全ての構成を制御する制御部に接続されていないものであってもよい。
【００３７】
次に、めっき付着量制御部７０の動作について説明する。まず、めっき付着量制御部７０は、ポンプ５５、チラーユニット５７及びチラー冷却ファン５８を動作させることにより、熱交換部５１に外気より低温の冷却水を送る。同時に、めっき付着量制御部７０は、給気ファン５２を動作させることにより、熱交換部５１で外気を冷却しながらＸ線遮蔽室２０に送り込むとともに、排気ファン６０でＸ線遮蔽室２０を排気する。めっき付着量制御部７０は、室温が所定温度範囲内になるように給排気装置１２の各構成を制御する。
【００３８】
なお、めっき付着量制御部７０は、Ｘ線遮蔽室２０内の室温が高いほど給気ファン５２及び排気ファン６０による送風量を上げるなど、室温変化に対応することが好ましい。めっき付着量制御部７０は、外気が十分に低温である場合には、Ｘ線遮蔽室２０内の室温が外気温程度になるまで給気ファン５２及び排気ファン６０の送風量を上げるとともに冷却水の循環を止めることにより省電力化を図ってもよい。
【００３９】
次に、めっき付着量制御部７０は、所定温度範囲内に冷却されたＸ線遮蔽室２０内において、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０を所定の測定点に移動させてめっき付着量を測定させる。本実施形態では、鋼帯３の幅方向端部から所定の距離の３点においてめっき付着量を測定する。めっき付着量の測定タイミングは定期的なものであってもよいし、適宜設定されたものであってもよい。めっき付着量制御部７０は、室温が所定温度以下となったタイミングだけ測定を実施することにより、正確な測定値だけが付着量の調整に使用されるようにしてもよい。
【００４０】
次に、めっき付着量制御部７０は、所定温度範囲のＸ線遮蔽室２０内で測定されためっき付着量に基づいて、ワイピングノズル９を調整し、めっき付着量を所望の値に近づくようにする。測定されためっき付着量とワイピングノズル９の調整量との関係は、式や表などにより予め定められている。めっき付着量制御部７０がめっき付着量の調整を指示する対象はワイピングノズル９に限られるものではなく、溶融めっき浴４中で鋼帯を案内するシンクロール５及びその他のサポートロールであってもよく、めっき付着量を調整することができる他の手段であってもよい。めっき付着量の調整とは、めっき付着量を制御するあらゆる調整手段を含む概念である。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１は、給排気装置１２を備えていない対策なしの場合、工場建屋１の中であってＸ線遮蔽室２０の外にある空気を給排気装置１２を経由してＸ線遮蔽室２０内に送り込んだ比較例の場合、及び、工場建屋１の外の空気を給排気装置１２を経由してＸ線遮蔽室２０内に送り込んだ、本実施形態の場合のそれぞれについて、Ｘ線遮蔽室２０の室内気温とＸ線遮蔽室２０の室外気温と工場建屋１の外気温と表面測定ユニット２１及び裏面測定ユニット２２の動作異常回数との関係を測定した実験結果である。なお、水循環路５４、ポンプ５５、水冷タンク５６、チラーユニット５７及びチラー冷却ファン５８を使用する本実施形態の熱交換は、比較例の場合には行っていない。いずれの場合も、工場建屋１の中であってＸ線遮蔽室２０の外にある空気の温度を示すＸ線遮蔽室外気温は６５℃であり、工場建屋１の外の気温を示す建屋外気温は３５℃である。対策なしの場合にはＸ線遮蔽室２０の室内気温は６５℃になり、比較例の場合にはＸ線遮蔽室２０の室内気温は５５℃になった。対策なしの場合及び比較例の場合には、共に、Ｘ線遮蔽室２０の室内気温が十分に低下しないため、表面測定ユニット２１又は裏面測定ユニット２２の動作異常が頻発し、操業開始から数時間以内に表面測定ユニット２１又は裏面測定ユニット２２の信頼性が失われた。一方、本実施形態の場合、Ｘ線遮蔽室２０の室内気温は４５℃〜４２℃の間となり、表面測定ユニット２１又は裏面測定ユニット２２の動作異常が発生しなかった。本実施形態によれば、対策なしの場合及び比較例の場合に比べて、Ｘ線遮蔽室２０の室内気温が大幅に低下し、表面測定ユニット２１又は裏面測定ユニット２２の動作異常を防ぐことができた。
【００４３】
本実施形態のめっき鋼帯製造装置２によれば、溶融めっき浴４からの熱が伝達されやすい位置でめっき付着量を測定しながら、正確にめっき付着量を制御することができる。本実施形態のめっき鋼帯製造装置２によれば、Ｘ線遮蔽室２０内を冷却することにより、熱による第１のレール３１及び第２のレール４１の歪み、並びに、熱による第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２の駆動機構の異常動作を防ぐことができ、測定点を正確に検知してめっき付着量を測定することができるため、めっき付着量を正確に制御することができる。特に鋼帯３を構成する独立した各鋼帯の長さが短い場合にも、めっき付着後の早い段階で正確にめっき付着量を測定し、ワイピングノズル９を正確に制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、本実施形態のめっき鋼帯製造装置に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない種々のめっき鋼帯製造装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 工場建屋
２ めっき鋼帯製造装置
３ 鋼帯
４ 溶融めっき浴
５ シンクロール
６ 入側トップロール
７ 出側トップロール
８ ロール
９ ワイピングノズル
１０ 合金化炉
１１ めっき付着量測定部
１２ 給排気装置
２０ Ｘ線遮蔽室
２０ａ 一側面
２０ｂ 他側面
２０ｃ 天井
２１ 表面測定ユニット
２２ 裏面測定ユニット
２３ 入口
２４ 出口
２５ 給気口
２６ 排気口
２７ 室温計
３０ 第１の付着量計
３１ 第１のレール
３２ 第１の移動装置
４０ 第２の付着量計
４１ 第２のレール
４２ 第２の移動装置
５０ 給気ダクト
５１ 熱交換部
５２ 給気ファン
５３ 塩害用フィルター
５４ 水循環路
５５ ポンプ
５６ 水冷タンク
５７ チラーユニット
５８ チラー冷却ファン
５９ 排気ダクト
６０ 排気ファン
７０ めっき付着量制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき鋼帯製造装置及びめっき鋼帯製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶融めっき装置では、溶融めっき浴に浸した鋼帯を溶融めっき浴から上方に引き上げながら、付着量制御ノズルからガスを鋼帯両面に噴出することにより鋼帯のめっき付着量を制御している。付着量制御ノズルを通過した鋼帯は、一旦、高所まで引き上げられた後に再び引き下げられる。引き下げられた位置には、鋼帯のめっき付着量を測定する付着量計が設置されている。付着量計で測定されためっき付着量に基づいて、付着量制御ノズルの位置、風向及び風圧などのパラメータを調整することにより、鋼帯のめっき付着量が所望の値に制御される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７９４１５号公報
【特許文献２】特開平６−１７２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶融めっき装置に送り込まれる鋼帯は複数の鋼帯を溶接して連結されており、めっき付着量は１鋼帯毎に制御されることが多い。一般的に、板厚が薄い鋼帯は１鋼帯当たりの長さが長いため、一旦、引き上げた鋼帯を引き下げてから鋼帯のめっき付着量を測定すれば、測定した結果を付着量制御ノズルの調整にフィードバックして鋼帯の大部分のめっき付着量を制御することができる。しかしながら、板厚が厚い鋼帯においては１鋼帯当たりの長さが極端に短くなる場合がある。１鋼帯当たりの長さが短い鋼帯をめっきする際には、引き下げられた位置にある付着量計に先端が到達した時には当該鋼帯の大部分が既に付着量制御ノズルを通過しているため、めっき付着量の測定結果を付着量の制御に十分に反映できない問題がある。
【０００５】
そこで、本願発明者が付着量制御ノズルより下流であって、できるだけ付着量制御ノズルに近い位置においてめっき付着量を測定する方法を検討したところ、単に、付着量計を付着量制御ノズルに近接させただけでは付着量の正確な測定ができないために、付着量制御ノズルを正確に制御することができないことが明らかとなった。
【０００６】
特許文献２の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、気体絞り装置により目付量調整がなされた鋼板面のＺｎ付着量を、気体絞り装置の直後に設置した付着量計で連続的に測定し、この測定値に基づき高周波誘導加熱炉での鋼板の加熱条件をフィードフォワード制御することを目的としている。ただし、付着量の測定原理については記載がなく、付着量計を気体絞り装置に近づけた場合において、本願発明者が見出した後述のような不具合について何ら考慮がされていない。
【０００７】
鋼帯のめっき付着量の測定には、一般的に蛍光Ｘ線が用いられる。また、めっき付着量は、鋼帯の幅方向一端部、中央部、他端部においてそれぞれ測定することが通常である。その際、幅方向における測定点を正確に位置決めしなければ付着量制御を正確に行うことができないため、アクチュエータを正確に走査する必要がある。
【０００８】
ここで、Ｘ線を使用した付着量計付近は、安全性の問題によりＸ線の漏洩を防止するために金属壁で遮蔽されていなければならない。ところが、溶融めっき浴から引き上げられた鋼帯の温度は４００℃近い高温となっているため、溶融めっき浴に近い位置に配置された付着量計を遮蔽すると、高温のめっき鋼帯による輻射熱により、遮蔽された空間内の温度が異常に高温となってしまう。金属壁で遮蔽された空間が高温に加熱されると、付着量計を移動させる移動装置を含む各種アクチュエータが異常動作を起こすという問題が生じる。特に、溶融めっき浴の上方は、溶融めっき浴と、溶融めっき浴後段に配置されて溶融めっき及び鋼帯を加熱して合金化処理する合金化炉とから対流によって伝達される熱によっても高温となる。
【０００９】
付着量計、並びにアクチュエータには、正常に動作する温度範囲が規定されている。しかし、これらの機器は、一般的に室温環境で動作することを想定したものであり、４００℃近い高温のめっき鋼帯に近接した状態で蛍光Ｘ線によりめっき付着量を測定するためには、何らかの温度対策を施さない限り、熱によるセンサ類の劣化故障、熱による歪みや誤動作を生じてしまう。
【００１０】
アクチュエータが正常に動作しなければ付着量計を測定点まで正確に移動させることができない。正しい測定点でめっき付着量を測定できないと、付着量制御ノズルを正確に制御できないため、鋼帯のめっき付着量を正確に制御することができない。
【００１１】
従来は、特許文献１のように、溶融めっき浴から鋼帯を引き上げた後で更に引き下げた位置に付着量計を配置していた。その場合、鋼帯の温度がほぼ常温まで低下しているためアクチュエータの異常動作という問題は認識されていなかった。本発明は、１鋼帯当たりの長さが短い鋼帯においてもめっき付着量を制御可能とするために、付着量計を溶融めっき浴に近づけたことにより新たにこのような問題が浮上した。
【００１２】
本発明は、１鋼帯当たりの長さが短い鋼帯のめっき付着量を正確に制御することができるめっき鋼帯製造装置及びめっき鋼帯製造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】
【００１３】
本発明の第１のめっき鋼帯製造装置は、工場建屋内に施設されためっき鋼帯製造装置であって、鋼帯を浸して鋼帯に溶融めっきを付着させる溶融めっき浴と、溶融めっき浴から引き上げられた鋼帯のめっき付着量を調整するめっき調整部と、溶融めっき浴より上方に設置されているとともにめっき調整部から更に引き上げられた鋼帯を導入する入口と鋼帯を排出する出口とが形成されたＸ線遮蔽室と、Ｘ線遮蔽室内においてＸ線を使用して鋼帯のめっき付着量を測定する付着量計と、付着量計を所望の測定点に移動させる移動部と、工場建屋外から取り込まれた外気を工場建屋内の気体から遮蔽しながら冷却してＸ線遮蔽室に供給することによりＸ線遮蔽室に外気の温度以下の冷却外気を供給する給気手段と、Ｘ線遮蔽室内の気体を工場建屋外に排出する排気手段と、冷却外気をＸ線遮蔽室内に送り込みながら測定されためっき付着量に基づいてめっき調整部を制御することにより、鋼帯のめっき付着量を調整する制御手段とを備える。
【００１４】
本発明の第２のめっき鋼帯製造装置は、第１のめっき鋼帯製造装置において、Ｘ線遮蔽室より手前で外気中の塩分量を低減するフィルターを更に備える。
【００１５】
本発明の第１のめっき鋼帯製造方法は、工場建屋内に施設されためっき鋼帯製造装置により鋼帯にめっきを付着させるめっき鋼帯製造方法であって、溶融めっき浴から引き上げられながらめっき付着量を調整された鋼帯を導入する入口と鋼帯を排出する出口とが形成されているとともに溶融めっき浴より上方に設置されているＸ線遮蔽室内において、工場建屋外から取り込まれた外気を工場建屋内の気体から遮蔽しながら冷却してＸ線遮蔽室に供給することによりＸ線遮蔽室に外気の温度以下の冷却外気を供給するとともにＸ線遮蔽室内の気体を工場建屋外に排出しながら、Ｘ線を使用する付着量計を所望の測定点に移動させて測定された鋼帯のめっき付着量に基づいて鋼帯のめっき付着量を調整することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２のめっき鋼帯製造方法は、第１のめっき鋼帯製造方法において、Ｘ線遮蔽室より手前で、Ｘ線遮蔽室に導入する外気中の塩分量を低減することを特徴とする。
【００１７】
第１のめっき鋼帯製造装置及び第１のめっき鋼帯製造方法によれば、冷却外気をＸ線遮蔽室内に送り込みながら測定されためっき付着量を使用してめっき調整部を制御するため、溶融めっき浴上方において鋼帯のめっき付着量を測定する場合においても、めっき付着量を正確に制御することができる。
【００１８】
第２のめっき鋼帯製造装置及び第２のめっき鋼帯製造方法によれば、Ｘ線遮蔽室内への塩分を含んだ冷却エアーの混入を防ぐことができる。特に、付着量計を所望の測定点に移動させる移動部を含む駆動系の錆を防ぐことにより、長期間にわたり移動部を正確に動作させることができる。移動部の動作を正確に保つことにより、めっき付着量を正確な位置で測定することができるため、正確な測定結果を使用してめっき付着量を制御することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、１鋼帯当たりの長さが極端に短い鋼帯のめっき付着量を測定する場合においても、めっき付着量を正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、工場建屋内に施設された本実施形態のめっき鋼帯製造装置の部分構成図である。
【図２】図２は、めっき付着量制御部と他の構成との接続関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、工場建屋１内に設置された本実施形態のめっき鋼帯製造装置２の部分構成図である。本実施形態でめっき処理される鋼帯３は、独立した鋼帯を複数つなぎ合わせることにより形成されたものである。鋼帯３を構成する独立した各鋼帯の長さは一定でなくてもよい。
【００２２】
まず、鋼帯３の搬送経路について説明する。前工程から搬送されてきた鋼帯３は、溶融金属を貯留した溶融めっき浴４に浸入して溶融金属を表面に付着させた後、溶融めっき浴４中のシンクロール５によって鉛直上方に経路変更されて溶融めっき浴４から引き上げられる。本実施形態では、溶融金属として溶融亜鉛を使用するが他の金属であってもよい。本実施形態の溶融めっき浴４内における溶融金属の温度は約５００℃に設定されており、溶融めっき浴４から引き上げられた直後の鋼帯３の温度は約４００℃程度の高温状態になっている。溶融めっき浴４及び鋼帯３、及び合金化炉１０の熱は対流により上方に伝達される。
【００２３】
溶融めっき浴４から引き上げられた鋼帯３は、ワイピングノズル９を通る。ワイピングノズル９は、鋼帯３の表面及び裏面にそれぞれ気体を吹き付ける開口を有しており、気体の風向、風圧及びその他のパラメータを変えることにより鋼帯３に付着しためっきを落としてめっき付着量を調整する。ワイピングノズル９から更に引き上げられた鋼帯３は、必要により合金化炉１０で加熱されることにより合金化処理される。
【００２４】
合金化炉１０から更に引き上げられた鋼帯３は、入側トップロール６によって水平方向に経路変更されてめっき付着量測定部１１に送り込まれる。給排気装置１２によって外気を給排気することにより冷却された空間内においてめっき付着量が測定された後、めっき付着量測定部１１から水平方向に送り出された鋼帯３は、出側トップロール７によって鉛直下方に経路変更されて引き下げられる。ワイピングノズル９程度の高さまで引き下げられた鋼帯３は、ロール８によって更に経路変更されて後工程へ搬送される。
【００２５】
次に、めっき付着量測定部１１の詳細構成について説明する。めっき付着量測定部１１は、溶融めっき浴４及び合金化炉１０の上方の高所に位置しており、めっき付着量測定部１１は、Ｘ線遮蔽室２０、表面測定ユニット２１、裏面測定ユニット２２及び室温計２７を備えている。
【００２６】
Ｘ線遮蔽室２０は、例えば、入側トップロール６と出側トップロール７との間に位置し、直方体箱形状の金属壁によって測定空間を囲うことにより、測定で使用するＸ線が測定空間外部に漏洩することを防いでいる。入側トップロール６に近いＸ線遮蔽室２０の一側面２０ａには、鋼帯３を搬入するために開口した水平に長いスリット状の入口２３が形成されている。出側トップロール７に近いＸ線遮蔽室２０の他側面２０ｂには、鋼帯３を搬出するために開口した水平に長いスリット状の出口２４が形成されている。入口２３と出口２４とは同じ高さに形成されている。入口２３及び出口２４の大きさは、Ｘ線漏洩量が十分に低くなる程度に小さく形成されている。更に、Ｘ線遮蔽室２０の他側面２０ｂには給気口２５が開口形成され、天井２０ｃには複数の排気口２６が開口形成されている。室温計２７は、Ｘ線遮蔽室２０内の温度を測定する。以下、Ｘ線遮蔽室２０内では、上方を向いた鋼帯３の一方の面を表面とし、下方を向いた鋼帯３の他方の面を裏面と称する。
【００２７】
表面測定ユニット２１は、第１の付着量計３０、第１のレール３１及び第１の移動装置３２を備えている。第１の付着量計３０は、入口２３に近い側に配置されており、上方から鋼帯３表面にＸ線を照射するとともに、Ｘ線を受けて鋼帯３から発生する蛍光Ｘ線を測定することにより鋼帯３表面のめっき付着量を測定する。第１のレール３１は、鋼帯３上方における水平面内で鋼帯３の進行方向に直交する幅方向に沿って設置されている。第１の移動装置３２は、第１の付着量計３０を上方から保持するとともに、第１のレール３１に沿って鋼帯３の幅方向に直線的に移動する。第１の付着量計３０又は第１の移動装置３２には、鋼帯３の幅方向端部を検知するセンサが搭載されており、第１の移動装置３２は検知された幅方向端部から所定距離の複数の測定点に第１の付着量計３０を移動し、第１の付着量計３０は各測定点においてめっき付着量を測定する。
【００２８】
裏面測定ユニット２２は、第２の付着量計４０、第２のレール４１及び第２の移動装置４２を備えている。第２の付着量計４０は、出口２４に近い側に配置されており、下方から鋼帯３裏面にＸ線を照射するとともに、Ｘ線を受けて鋼帯３から発生する蛍光Ｘ線を測定することにより鋼帯３裏面のめっき付着量を測定する。第２のレール４１は、鋼帯３下方における水平面内で鋼帯３の進行方向に直交する幅方向に沿って設置されている。第２の移動装置４２は、第２の付着量計４０を下方から保持するとともに、第２のレール４１に沿って鋼帯３の幅方向に直線的に移動する。第２の付着量計４０又は第２の移動装置４２には、鋼帯３の幅方向端部を検知するセンサが搭載されており、第２の移動装置４２は検知された幅方向端部から所定距離の複数の測定点に第２の付着量計４０を移動し、第２の付着量計４０は各測定点においてめっき付着量を測定する。
【００２９】
表面測定ユニット２１及び裏面測定ユニット２２の各構成には、正確に動作できる温度範囲が規定されており、各構成の熱による歪みや誤動作を生じないようにしなければ第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０において正確にめっき付着量を測定することができない。第１のレール３１、第１の移動装置３２、第２のレール４１及び第２の移動装置４２のいずれかの温度が既定の温度範囲から外れて異常動作が発生すると、第１の付着量計３０又は第２の付着量計４０を正確に移動させることができなくなるため、めっき付着量を正確に測定することができなくなる。なお、表面測定ユニット２１と裏面測定ユニット２２は、鋼板進行方向にずらして設置される場合に限定されず、両者が対向するように設置される場合もある。また、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０は冷却水によって冷却されている。
【００３０】
次に、給排気装置１２の構成について説明する。給排気装置１２は、給気ダクト５０、熱交換部５１、給気ファン５２、塩害用フィルター５３、水循環路５４、ポンプ５５、水冷タンク５６、チラーユニット５７、チラー冷却ファン５８、排気ダクト５９及び排気ファン６０を備えている。
【００３１】
給気ダクト５０は、工場建屋１外からＸ線遮蔽室２０付近まで外気を案内する。熱交換部５１は、給気ダクト５０とＸ線遮蔽室２０との間に配設され、給気ダクト５０により引き込まれた外気を冷却し、給気口２５を通じて当該外気をＸ線遮蔽室２０に案内する。給気ファン５２は、給気ダクト５０と熱交換部５１との間に配設され、外気を給気ダクト５０へと強制的に流入させるとともに、給気ダクト５０から熱交換部５１及びＸ線遮蔽室２０へと送り込む。給気ダクト５０及び熱交換部５１を通る外気は工場建屋１内の空気から遮蔽されたままＸ線遮蔽室２０に案内される。塩害用フィルター５３は、給気ダクト５０と給気ファン５２との間に配設されて、外気に含まれる塩分量を低減する。塩害用フィルター５３は、特に、海岸周辺の外気に含まれる塩分を低減するものであることが好ましい。
【００３２】
工場建屋１内の溶融めっき浴４及び合金化炉１０上方では、空気が高温に熱せられている。工場建屋１外から取り込んだ外気を工場建屋１内の空気から遮蔽することにより、外気温に近いまま熱交換部５１まで供給することができる。外気を直接Ｘ線遮蔽室２０内に供給するとめっき付着量測定部１１の構成部材に錆が発生する場合がある。錆によって第１のレール３１、第２のレール４１、第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２が正確に稼働しなくなるおそれがあるが、塩害用フィルター５３の設置によって錆を防ぐことにより、めっき付着量の正確な測定結果を使用してめっき付着量を制御することができる。
【００３３】
水循環路５４は、熱交換部５１を通るように所定経路で冷却水を案内する。ポンプ５５により強制的に水循環路５４中を循環する冷却水は、水冷タンク５６からチラーユニット５７に送られ、チラーユニット５７においてチラー冷却ファン５８から取り込まれた外気と熱交換することにより外気温より低い温度まで冷却された後、熱交換部５１内の外気と熱交換することにより外気を冷却し、その後、水冷タンク５６に戻る。冷却水と外気が熱交換するように構成しているため、工場建屋１内の気体と熱交換する場合に比較して冷却水を効率的に冷却することができる。
【００３４】
排気ダクト５９は、Ｘ線遮蔽室２０の複数の排気口２６から工場建屋１外まで空気を案内する。排気ファン６０は、Ｘ線遮蔽室２０内の空気を強制的に排気ダクト５９に排気する。給気口２５及び排気口２６は、Ｘ線遮蔽室２０内の室温ができるだけ均一になる位置に設けられている。
【００３５】
入側トップロール６及び出側トップロール７は他の設備よりも高所に位置しているため、他の設備がほとんど存在しない。入側トップロール６及び出側トップロール７に並べてめっき付着量測定部１１を高所に設置することにより、低所に設置する場合に比較して給気ダクト５０及び排気ダクト５９の設置が容易であるため、短経路で外気をＸ線遮蔽室２０に供給することができる。外気の供給経路が短いため、工場建屋１内における外気の温度上昇を防いでＸ線遮蔽室２０を効率的に冷却することができ、高精度な測定結果を得ることができる。
【００３６】
次に、めっき付着量の制御方法について説明する。図２は、めっき付着量を制御するめっき付着量制御部７０と他の構成との接続関係を示すブロック図である。めっき付着量制御部７０は、コンピュータを使用してソフトウェアにより実現されるものであってもよいし、ハードウェアで実現されるものであってもよい。めっき付着量制御部７０は、めっき付着量測定部１１の第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２に対して測定点への移動を含む移動指示を送信し、第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２から位置情報を受信する。めっき付着量制御部７０は、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０に対して測定指示を送信し、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０から測定結果を受信する。更に、めっき付着量制御部７０は、室温計２７からＸ線遮蔽室２０内の室温を受信する。また更に、めっき付着量制御部７０は、給排気装置１２の給気ファン５２、ポンプ５５、チラーユニット５７、チラー冷却ファン５８及び排気ファン６０に動作を指示する。めっき付着量制御部７０は、ワイピングノズル９に対して、気体（ガス）の風向、風圧、鋼帯のめっき付着面までの距離及びその他のパラメータから必要な調整情報を選択して送信する。なお、めっき付着量制御部７０が独立した複数の制御部で構成され、給排気装置１２の一部又は全ての構成を制御する制御部は、めっき付着量測定部１１の一部又は全ての構成を制御する制御部に接続されていないものであってもよい。
【００３７】
次に、めっき付着量制御部７０の動作について説明する。まず、めっき付着量制御部７０は、ポンプ５５、チラーユニット５７及びチラー冷却ファン５８を動作させることにより、熱交換部５１に外気より低温の冷却水を送る。同時に、めっき付着量制御部７０は、給気ファン５２を動作させることにより、熱交換部５１で外気を冷却しながらＸ線遮蔽室２０に送り込むとともに、排気ファン６０でＸ線遮蔽室２０を排気する。めっき付着量制御部７０は、室温が所定温度範囲内になるように給排気装置１２の各構成を制御する。
【００３８】
なお、めっき付着量制御部７０は、Ｘ線遮蔽室２０内の室温が高いほど給気ファン５２及び排気ファン６０による送風量を上げるなど、室温変化に対応することが好ましい。めっき付着量制御部７０は、外気が十分に低温である場合には、Ｘ線遮蔽室２０内の室温が外気温程度になるまで給気ファン５２及び排気ファン６０の送風量を上げるとともに冷却水の循環を止めることにより省電力化を図ってもよい。
【００３９】
次に、めっき付着量制御部７０は、所定温度範囲内に冷却されたＸ線遮蔽室２０内において、第１の付着量計３０及び第２の付着量計４０を所定の測定点に移動させてめっき付着量を測定させる。本実施形態では、鋼帯３の幅方向端部から所定の距離の３点においてめっき付着量を測定する。めっき付着量の測定タイミングは定期的なものであってもよいし、適宜設定されたものであってもよい。めっき付着量制御部７０は、室温が所定温度以下となったタイミングだけ測定を実施することにより、正確な測定値だけが付着量の調整に使用されるようにしてもよい。
【００４０】
次に、めっき付着量制御部７０は、所定温度範囲のＸ線遮蔽室２０内で測定されためっき付着量に基づいて、ワイピングノズル９を調整し、めっき付着量を所望の値に近づくようにする。測定されためっき付着量とワイピングノズル９の調整量との関係は、式や表などにより予め定められている。めっき付着量制御部７０がめっき付着量の調整を指示する対象はワイピングノズル９に限られるものではなく、溶融めっき浴４中で鋼帯を案内するシンクロール５及びその他のサポートロールであってもよく、めっき付着量を調整することができる他の手段であってもよい。めっき付着量の調整とは、めっき付着量を制御するあらゆる調整手段を含む概念である。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１は、給排気装置１２を備えていない対策なしの場合、工場建屋１の中であってＸ線遮蔽室２０の外にある空気を給排気装置１２を経由してＸ線遮蔽室２０内に送り込んだ比較例の場合、及び、工場建屋１の外の空気を給排気装置１２を経由してＸ線遮蔽室２０内に送り込んだ、本実施形態の場合のそれぞれについて、Ｘ線遮蔽室２０の室内気温とＸ線遮蔽室２０の室外気温と工場建屋１の外気温と表面測定ユニット２１及び裏面測定ユニット２２の動作異常回数との関係を測定した実験結果である。なお、水循環路５４、ポンプ５５、水冷タンク５６、チラーユニット５７及びチラー冷却ファン５８を使用する本実施形態の熱交換は、比較例の場合には行っていない。いずれの場合も、工場建屋１の中であってＸ線遮蔽室２０の外にある空気の温度を示すＸ線遮蔽室外気温は６５℃であり、工場建屋１の外の気温を示す建屋外気温は３５℃である。対策なしの場合にはＸ線遮蔽室２０の室内気温は６５℃になり、比較例の場合にはＸ線遮蔽室２０の室内気温は５５℃になった。対策なしの場合及び比較例の場合には、共に、Ｘ線遮蔽室２０の室内気温が十分に低下しないため、表面測定ユニット２１又は裏面測定ユニット２２の動作異常が頻発し、操業開始から数時間以内に表面測定ユニット２１又は裏面測定ユニット２２の信頼性が失われた。一方、本実施形態の場合、Ｘ線遮蔽室２０の室内気温は４５℃〜４２℃の間となり、表面測定ユニット２１又は裏面測定ユニット２２の動作異常が発生しなかった。本実施形態によれば、対策なしの場合及び比較例の場合に比べて、Ｘ線遮蔽室２０の室内気温が大幅に低下し、表面測定ユニット２１又は裏面測定ユニット２２の動作異常を防ぐことができた。
【００４３】
本実施形態のめっき鋼帯製造装置２によれば、溶融めっき浴４からの熱が伝達されやすい位置でめっき付着量を測定しながら、正確にめっき付着量を制御することができる。本実施形態のめっき鋼帯製造装置２によれば、Ｘ線遮蔽室２０内を冷却することにより、熱による第１のレール３１及び第２のレール４１の歪み、並びに、熱による第１の移動装置３２及び第２の移動装置４２の駆動機構の異常動作を防ぐことができ、測定点を正確に検知してめっき付着量を測定することができるため、めっき付着量を正確に制御することができる。特に鋼帯３を構成する独立した各鋼帯の長さが短い場合にも、めっき付着後の早い段階で正確にめっき付着量を測定し、ワイピングノズル９を正確に制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、本実施形態のめっき鋼帯製造装置に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない種々のめっき鋼帯製造装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 工場建屋
２ めっき鋼帯製造装置
３ 鋼帯
４ 溶融めっき浴
５ シンクロール
６ 入側トップロール
７ 出側トップロール
８ ロール
９ ワイピングノズル
１０ 合金化炉
１１ めっき付着量測定部
１２ 給排気装置
２０ Ｘ線遮蔽室
２０ａ 一側面
２０ｂ 他側面
２０ｃ 天井
２１ 表面測定ユニット
２２ 裏面測定ユニット
２３ 入口
２４ 出口
２５ 給気口
２６ 排気口
２７ 室温計
３０ 第１の付着量計
３１ 第１のレール
３２ 第１の移動装置
４０ 第２の付着量計
４１ 第２のレール
４２ 第２の移動装置
５０ 給気ダクト
５１ 熱交換部
５２ 給気ファン
５３ 塩害用フィルター
５４ 水循環路
５５ ポンプ
５６ 水冷タンク
５７ チラーユニット
５８ チラー冷却ファン
５９ 排気ダクト
６０ 排気ファン
７０ めっき付着量制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場建屋内に施設されためっき鋼帯製造装置であって、
鋼帯を浸して当該鋼帯に溶融めっきを付着させる溶融めっき浴と、
前記溶融めっき浴から引き上げられた前記鋼帯のめっき付着量を調整するめっき調整部と、
前記溶融めっき浴より上方に設置されているとともに前記めっき調整部から更に引き上げられた前記鋼帯を導入する入口と当該鋼帯を排出する出口とが形成されたＸ線遮蔽室と、
前記Ｘ線遮蔽室内においてＸ線を使用して前記鋼帯のめっき付着量を測定する付着量計と、
前記付着量計を所望の測定点に移動させる移動部と、
前記工場建屋外から取り込まれた外気を当該工場建屋内の気体から遮蔽しながら冷却して前記Ｘ線遮蔽室に供給することにより当該Ｘ線遮蔽室に前記外気の温度以下の冷却外気を供給する給気手段と、
前記Ｘ線遮蔽室内の気体を前記工場建屋外に排出する排気手段と、
前記冷却外気を前記Ｘ線遮蔽室内に送り込みながら測定された前記めっき付着量に基づいて前記めっき調整部を制御することにより、前記鋼帯の前記めっき付着量を調整する制御手段と
を備えるめっき鋼帯製造装置。
【請求項２】
前記Ｘ線遮蔽室より手前で前記外気中の塩分量を低減するフィルターを更に備える、請求項１の鋼帯製造装置。
【請求項３】
工場建屋内に施設されためっき鋼帯製造装置により鋼帯にめっきを付着させるめっき鋼帯製造方法であって、
溶融めっき浴から引き上げられながらめっき付着量を調整された前記鋼帯を導入する入口と当該鋼帯を排出する出口とが形成されているとともに当該溶融めっき浴より上方に設置されているＸ線遮蔽室内において、前記工場建屋外から取り込まれた外気を当該工場建屋内の気体から遮蔽しながら冷却して当該Ｘ線遮蔽室に供給することにより当該Ｘ線遮蔽室に前記外気の温度以下の冷却外気を供給するとともに当該Ｘ線遮蔽室内の気体を当該工場建屋外に排出しながら、Ｘ線を使用する付着量計を所望の測定点に移動させて測定された当該鋼帯の当該めっき付着量に基づいて当該鋼帯の前記めっき付着量を調整することを特徴とする
めっき鋼帯製造方法。
【請求項４】
前記Ｘ線遮蔽室より手前で前記外気中の塩量を低減することを特徴とする請求項３の鋼帯製造方法。
【請求項１】
工場建屋内に施設されためっき鋼帯製造装置であって、
鋼帯を浸して当該鋼帯に溶融めっきを付着させる溶融めっき浴と、
前記溶融めっき浴から引き上げられた前記鋼帯のめっき付着量を調整するめっき調整部と、
前記溶融めっき浴より上方に設置されているとともに前記めっき調整部から更に引き上げられた前記鋼帯を導入する入口と当該鋼帯を排出する出口とが形成されたＸ線遮蔽室と、
前記Ｘ線遮蔽室内においてＸ線を使用して前記鋼帯のめっき付着量を測定する付着量計と、
前記付着量計を所望の測定点に移動させる移動部と、
前記工場建屋外から取り込まれた外気を当該工場建屋内の気体から遮蔽しながら冷却して前記Ｘ線遮蔽室に供給することにより当該Ｘ線遮蔽室に前記外気の温度以下の冷却外気を供給する給気手段と、
前記Ｘ線遮蔽室内の気体を前記工場建屋外に排出する排気手段と、
前記冷却外気を前記Ｘ線遮蔽室内に送り込みながら測定された前記めっき付着量に基づいて前記めっき調整部を制御することにより、前記鋼帯の前記めっき付着量を調整する制御手段と
を備えるめっき鋼帯製造装置。
【請求項２】
前記Ｘ線遮蔽室より手前で前記外気中の塩分量を低減するフィルターを更に備える、請求項１の鋼帯製造装置。
【請求項３】
工場建屋内に施設されためっき鋼帯製造装置により鋼帯にめっきを付着させるめっき鋼帯製造方法であって、
溶融めっき浴から引き上げられながらめっき付着量を調整された前記鋼帯を導入する入口と当該鋼帯を排出する出口とが形成されているとともに当該溶融めっき浴より上方に設置されているＸ線遮蔽室内において、前記工場建屋外から取り込まれた外気を当該工場建屋内の気体から遮蔽しながら冷却して当該Ｘ線遮蔽室に供給することにより当該Ｘ線遮蔽室に前記外気の温度以下の冷却外気を供給するとともに当該Ｘ線遮蔽室内の気体を当該工場建屋外に排出しながら、Ｘ線を使用する付着量計を所望の測定点に移動させて測定された当該鋼帯の当該めっき付着量に基づいて当該鋼帯の前記めっき付着量を調整することを特徴とする
めっき鋼帯製造方法。
【請求項４】
前記Ｘ線遮蔽室より手前で前記外気中の塩量を低減することを特徴とする請求項３の鋼帯製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１２２２２１（Ｐ２０１１−１２２２２１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８２３１５（Ｐ２００９−２８２３１５）
【出願日】平成２１年１２月１１日（２００９．１２．１１）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１１日（２００９．１２．１１）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]