JP5863464B2 - Annealing furnace of hot dip galvanizing equipment and operation method in the annealing furnace - Google Patents
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Description
本発明は、溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉およびその焼鈍炉における操業方法に関する。 The present invention relates to an annealing furnace of a hot dip galvanizing facility and an operation method in the annealing furnace.
代表的な金属材料の1つである鋼板は、自動車、家電、建材等の分野において広く用いられている。近年、自動車業界においては、耐久性の向上に加えて、燃費向上および排出ガス削減の観点から自動車の軽量化が進んでおり、高張力鋼板の使用が急増している。
このような高張力鋼板に対して表面処理の1つである溶融亜鉛めっきを行うに際しては、高張力鋼板がシリコンなどの鉄よりも酸化しやすい元素(易酸化性元素)を0.2〜3重量%程度含有しているため、酸化還元法による焼鈍工程を経た上で、めっき処理が施されることとなる。
A steel plate, which is one of typical metal materials, is widely used in the fields of automobiles, home appliances, building materials and the like. In recent years, in the automobile industry, in addition to improving durability, the weight of automobiles has been reduced from the viewpoint of improving fuel efficiency and reducing exhaust gas, and the use of high-tensile steel sheets has increased rapidly.
When performing hot dip galvanization, which is one of the surface treatments, on such a high-tensile steel plate, 0.2 to 3 elements (easily oxidizable elements) that the high-tensile steel plate is more easily oxidized than iron such as silicon are used. Since it is contained in an amount of about% by weight, the plating process is performed after an annealing process by a redox method.
この酸化還元法は、焼鈍中に、まず酸化帯で鋼板を酸化させて鋼板表面に酸化鉄層を生成し、次に還元帯で酸化鉄層を鉄層に還元する。この鉄層により易酸化性元素の酸化物が生成されることを防止する。すなわち、易酸化性元素の酸化物(たとえばシリコン酸化膜)は溶融亜鉛をはじくために点状のめっき不良を発生するが、鉄層により易酸化性元素の酸化物が生成されることを防止して、均一なめっきを実現している。 In this oxidation-reduction method, during annealing, a steel plate is first oxidized in an oxidation zone to form an iron oxide layer on the surface of the steel plate, and then the iron oxide layer is reduced to an iron layer in the reduction zone. This iron layer prevents generation of an easily oxidizable element oxide. That is, an oxide of an easily oxidizable element (for example, a silicon oxide film) repels molten zinc and generates a spot-like plating defect, but prevents an oxide of an easily oxidizable element from being generated by the iron layer. And uniform plating.
このように、酸化還元法を用いて焼鈍して溶融亜鉛めっきするに際して、酸化鉄層が不均一または/および不十分に生成してしまうと、還元後の鉄層も不均一または/および不十分になり、易酸化性元素の酸化物が生成されてしまい、めっき不良が発生する。
溶融亜鉛めっき工程の前処理として酸化還元法を用いた焼鈍工程については様々な技術が公知である。たとえば、特許文献1(特開2007−146241号公報)は、シリコン濃度が高い鋼板のめっき不良を回避することのできる溶融亜鉛めっきの製造方法を開示する。
As described above, when the hot-dip galvanization is performed by annealing using the oxidation-reduction method, if the iron oxide layer is formed nonuniformly and / or insufficiently, the iron layer after reduction is also nonuniformly and / or insufficiently formed. As a result, an oxide of an easily oxidizable element is generated, resulting in poor plating.
Various techniques are known for an annealing process using a redox method as a pretreatment for the hot dip galvanizing process. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-146241) discloses a method of manufacturing hot dip galvanizing that can avoid poor plating of a steel sheet having a high silicon concentration.
この製造方法は、酸化鉄層が厚いと還元帯で酸化鉄層の還元が不十分となり、還元されなかった鉄酸化層が残留するために安定して良好なめっきが得られないという問題に鑑みなされたものである。この製造方法は、鋼板を、直火加熱方式の直火帯で加熱し、さらに竪型還元帯において還元雰囲気中で表面の還元と焼鈍を行ったのち、溶融亜鉛めっき浴に浸漬させて亜鉛めっきを行う溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、竪型還元帯では、少なくとも入側領域において雰囲気ガスを鋼板の進行方向と逆方向に流すようにすることを特徴とする。 In view of the problem that when the iron oxide layer is thick, the reduction of the iron oxide layer becomes insufficient in the reduction zone, and the iron oxide layer that has not been reduced remains, and stable and good plating cannot be obtained. It was made. In this manufacturing method, a steel sheet is heated in a direct flame heating type direct flame zone, and after surface reduction and annealing in a reducing atmosphere in a vertical reduction zone, it is immersed in a hot dip galvanizing bath and galvanized. The hot-dip galvanized steel sheet manufacturing method is characterized in that, in the vertical reduction zone, the atmospheric gas is caused to flow in a direction opposite to the traveling direction of the steel sheet at least in the entry side region.
この製造方法によると、還元帯内の還元性ガスの流れの方向が鋼板の進行方向と逆方向になるような流れが形成されることで、鋼板に随伴して直火加熱帯から還元帯に流れるガス流れを抑止することができる。また、還元帯内では、酸化皮膜の還元により発生した高露点ガスは、この高露点ガスの発生位置から、鋼板進行方向とは逆方向の直火加熱帯側に流れる。この高露点ガスは還元を終えた鋼板進行方向に流れることがないため、還元された鋼板がこの高露点ガスによって再度酸化されることがない。還元帯で発生した高露点のガスは、鋼板の進行方向とは逆方向に集積していくので、還元帯入口から還元帯出口に向けて徐々に還元性が増すような雰囲気の分布が確保され、還元帯出口付近で最大の還元力が確保できる。その結果、酸化膜の還元反応が安定し、易酸化性元素であるシリコンが添加された鋼板であっても、還元帯において安定して良好な還元作用が発現される。その結果、安定して良好に亜鉛めっきを実現することができる。 According to this manufacturing method, a flow is formed so that the flow direction of the reducing gas in the reduction zone is opposite to the traveling direction of the steel plate. The flowing gas flow can be suppressed. Further, in the reduction zone, the high dew point gas generated by the reduction of the oxide film flows from the generation position of the high dew point gas to the direct fire heating zone side in the direction opposite to the steel plate traveling direction. Since the high dew point gas does not flow in the traveling direction of the steel plate after the reduction, the reduced steel plate is not oxidized again by the high dew point gas. The gas with a high dew point generated in the reduction zone accumulates in the direction opposite to the direction of travel of the steel sheet, ensuring an atmosphere distribution that gradually reduces the reducibility from the reduction zone inlet to the reduction zone outlet. The maximum reduction power can be secured near the reduction zone exit. As a result, the reduction reaction of the oxide film is stable, and even in a steel sheet to which silicon, which is an easily oxidizable element, is added, a good reduction action is stably exhibited in the reduction zone. As a result, galvanization can be realized stably and satisfactorily.
しかしながら、上述した特許文献1に開示された技術は、還元帯において安定して良好な還元作用が発現することに着目しており、そもそも、酸化鉄層を均一に生成することに着目していない。特許文献1においては、酸化帯(直火加熱帯)と還元帯との接続部付近
の還元帯の雰囲気ガスの露点の測定結果に基いて酸化帯のガスの燃焼制御、特に空気比制御を行い、酸化帯で形成される酸化鉄層の厚みを制御することができるとの記載しかない。これでは、酸化鉄層を均一に生成することができない場合があり、安定して良好に亜鉛めっきを実現することに疑問がある。また、特許文献1に開示された技術は、竪型還元帯を備えた焼鈍炉においては有効であるかもしれないが、横型還元帯を備えた焼鈍炉における効果については疑問がある。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 described above pays attention to stably exhibiting a good reducing action in the reduction zone, and does not pay attention to the uniform generation of the iron oxide layer in the first place. . In Patent Document 1, the combustion control of the gas in the oxidation zone, particularly the air ratio control is performed based on the measurement result of the dew point of the atmospheric gas in the reduction zone in the vicinity of the connection between the oxidation zone (direct flame heating zone) and the reduction zone. There is only a description that the thickness of the iron oxide layer formed in the oxidation zone can be controlled. In this case, the iron oxide layer may not be uniformly formed, and there is a question that galvanization can be stably and satisfactorily realized. Moreover, although the technique disclosed in Patent Document 1 may be effective in an annealing furnace having a vertical reduction zone, there is a question about the effect in an annealing furnace having a horizontal reduction zone.
本出願人は、安定して良好な亜鉛めっきを実現するために、鋼板表面に均一に酸化鉄層を生成する方法について研究開発を行い、均一な酸化鉄層を生成するためには、炉内の雰囲気の安定化とともに急速酸化(還元直前で急速に酸化鉄層を生成して搬送ロールでの酸化鉄層の剥離を防止)の2つの観点が重要であることを見出した。しかしながら、上述したように、特許文献1ではこのような観点について考慮されていない。 In order to realize stable and good galvanization, the present applicant has researched and developed a method for uniformly producing an iron oxide layer on the surface of a steel sheet, and in order to produce a uniform iron oxide layer, It was found that two viewpoints of the rapid oxidation (the iron oxide layer is rapidly formed immediately before the reduction to prevent the iron oxide layer from being peeled off by the transport roll) are important together with the stabilization of the atmosphere. However, as described above, Patent Document 1 does not consider such a viewpoint.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、鋼板を焼鈍炉で酸化還元法を用いて前処理し、良好な溶融亜鉛めっきを実現することのできる、溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉およびその焼鈍炉における操業方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an annealing furnace for a hot dip galvanizing facility capable of pre-treating a steel sheet using an oxidation-reduction method in an annealing furnace and realizing good hot dip galvanizing. And it aims at providing the operating method in the annealing furnace.
上記課題を解決するため、本発明の溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉は、鋼板を酸化還元法を用いて溶融亜鉛めっきする溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉である。当該焼鈍炉は、前記鋼板の上下に配備された直火のバーナで空気比1未満の燃焼ガスを燃焼させて鋼板を酸化させないように加熱する無酸化帯(A帯)と、前記無酸化帯(A帯)の下流側に配備され、且つ前記鋼板の上下に配備された直火のバーナで空気比1以上の燃焼ガスを燃焼させて鋼板を酸化させて加熱する酸化帯(C帯)と、前記酸化帯(C帯)の下流側に配備され、且つ水素を含む還元ガス雰囲気において酸化鋼板の表面の酸化膜が還元される還元帯(E帯)とで構成される。前記還元帯(E帯)の出側から鋼板の送り方向とは逆にガスが流れる。このような溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉において、前記酸化帯(C帯)における酸化雰囲気を安定化すべく、前記酸化帯(C帯)に設置されたバーナのうち、還元帯(E帯)に隣接する少なくとも上下1本ずつのバーナである還元帯隣接バーナ(D帯のバーナ)の空気比が、酸化帯(C帯)の他の全てのバーナの空気比より高く、かつ、前記還元帯(E帯)から流入する還元ガスを燃焼するような空気比に設定されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the annealing furnace of the hot dip galvanizing facility of the present invention takes the following technical means.
That is, the annealing furnace of the hot dip galvanizing facility of the present invention is an annealing furnace of a hot dip galvanizing facility that hot dip galvanizes a steel sheet using an oxidation-reduction method. The annealing furnace includes a non-oxidation zone (A zone) that heats a steel plate so as not to oxidize by burning a combustion gas having an air ratio of less than 1 with an open flame burner disposed above and below the steel plate, and the non-oxidation zone An oxidation zone (C zone) that is disposed downstream of (A zone) and burns combustion gas having an air ratio of 1 or more with a direct-burn burner located above and below the steel plate to oxidize and heat the steel plate. The reduction zone (E zone) is disposed downstream of the oxidation zone (C zone) and reduces the oxide film on the surface of the oxidized steel sheet in a reducing gas atmosphere containing hydrogen. Gas flows in the direction opposite to the feeding direction of the steel plate from the exit side of the reduction zone (E zone). In such an annealing furnace for hot dip galvanizing equipment, adjacent to the reduction zone (E zone) among the burners installed in the oxidation zone (C zone) in order to stabilize the oxidizing atmosphere in the oxidation zone (C zone). The air ratio of the reduction zone adjacent burner (D zone burner) that is at least one burner at the top and bottom is higher than the air ratio of all other burners in the oxidation zone (C zone), and the reduction zone (E The air ratio is set to burn the reducing gas flowing in from the belt.
好ましくは、前記無酸化帯(A帯)における無酸化雰囲気を安定化すべく、前記無酸化帯(A帯)に設置されたバーナのうち、酸化帯(C帯)に隣接する少なくとも上下1本ずつのバーナである酸化帯隣接バーナ(B帯のバーナ)の空気比が、無酸化帯(A帯)の他の全てのバーナの空気比より低く、かつ、前記酸化帯(C帯)から流入する酸素ガスを燃焼するような空気比に設定されているように構成されると良い。 Preferably, in order to stabilize the non-oxidizing atmosphere in the non-oxidation zone (A zone), at least one burner installed in the non-oxidation zone (A zone) is adjacent to the oxidation zone (C zone). The air ratio of the burner adjacent to the oxidation zone (B zone burner) is lower than the air ratio of all other burners in the non-oxidation zone (A zone) and flows from the oxidation zone (C zone). It is preferable that the air ratio is set so as to burn oxygen gas.
好ましくは、前記酸化帯(C帯)のバーナの空気比が1以上に設定され、前記還元帯(E帯)から流入する還元ガスを燃焼して燃焼後のガス中の酸素濃度が、酸化帯(C帯)のバーナに設定した空気比で実現される酸素濃度と同じになるように、前記還元帯隣接バーナ(D帯のバーナ)の空気比が設定されているように構成されると良い。
好ましくは、前記無酸化帯(A帯)のバーナの空気比が1未満に設定され、前記酸化帯(C帯)から流入する酸素ガスを燃焼して燃焼後のガス中の酸素濃度が、無酸化帯(A帯)のバーナに設定した空気比で実現される酸素濃度と同じになるように、前記酸化帯隣接バーナ(B帯のバーナ)の空気比が設定されているように構成されると良い。
Preferably, the air ratio of the burner of the oxidation zone (C zone) is set to 1 or more, the reducing gas flowing from the reduction zone (E zone) is burned, and the oxygen concentration in the burned gas is equal to the oxidation zone. It is preferable that the air ratio of the reduction zone adjacent burner (D zone burner) is set to be the same as the oxygen concentration realized by the air ratio set in the (C zone) burner. .
Preferably, the air ratio of the burner in the non-oxidation zone (A zone) is set to less than 1, and the oxygen concentration in the gas after combustion by burning the oxygen gas flowing from the oxidation zone (C zone) is zero. The air ratio of the oxidation zone adjacent burner (B zone burner) is set to be the same as the oxygen concentration realized by the air ratio set in the oxidation zone (A zone) burner. And good.
好ましくは、前記酸化帯隣接バーナ(B帯のバーナ)および前記還元帯隣接バーナ(D帯のバーナ)の空気比を変更するに際しては、バーナ噴流の強さを維持または上昇させるように構成されると良い。
また、本発明の溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉における操業方法は、上述した溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉において、前記酸化帯(C帯)における酸化雰囲気を安定化すべく、前記酸化帯(C帯)に設置されたバーナのうち、還元帯(E帯)に隣接する少なくとも上下1本ずつのバーナである還元帯隣接バーナ(D帯のバーナ)の空気比が、酸化帯(C帯)の他の全てのバーナの空気比より高く、かつ、前記還元帯(E帯)から流入する還元ガスを燃焼するような空気比が設定されていることを特徴とする。
Preferably, when the air ratio of the oxidation zone adjacent burner (B zone burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone burner) is changed, the strength of the burner jet is maintained or increased. And good.
Moreover, the operating method in the annealing furnace of the hot dip galvanizing equipment of the present invention is the above-mentioned oxidizing zone (C zone) in order to stabilize the oxidizing atmosphere in the oxidizing zone (C zone) in the annealing furnace of the hot dip galvanizing equipment. Among the burners installed in the reduction zone (E zone), the air ratio of at least one burner adjacent to the reduction zone (E zone) is the other of the oxidation zone (C zone). The air ratio is set to be higher than the air ratio of all the burners and to burn the reducing gas flowing in from the reduction zone (E zone).
好ましくは、上述した操業方法において、前記無酸化帯(A帯)における無酸化雰囲気を安定化すべく、前記無酸化帯(A帯)に設置されたバーナのうち、酸化帯(C帯)に隣接する少なくとも上下1本ずつのバーナである酸化帯隣接バーナ(B帯のバーナ)の空気比が、無酸化帯(A帯)の他の全てのバーナの空気比より低く、かつ、前記酸化帯(C帯)から流入する酸素ガスを燃焼するような空気比に設定されているように構成されると良い。 Preferably, in the operation method described above, among the burners installed in the non-oxidation zone (A zone), adjacent to the oxidation zone (C zone) in order to stabilize the non-oxidation atmosphere in the non-oxidation zone (A zone). The air ratio of the burner adjacent to the oxidation zone (B zone burner) that is at least one burner at the top and bottom is lower than the air ratio of all other burners in the non-oxidation zone (A zone), and the oxidation zone ( The air ratio may be set so as to burn oxygen gas flowing in from (C band).
本発明の溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉およびその焼鈍炉における操業方法を用いることにより、鋼板を焼鈍炉で酸化還元法を用いて前処理し、良好な溶融亜鉛めっきを実現することができる。 By using the annealing furnace of the hot dip galvanizing equipment of the present invention and the operation method in the annealing furnace, the steel sheet can be pretreated using the oxidation-reduction method in the annealing furnace, and good hot dip galvanizing can be realized.
以下、本発明の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉およびその焼鈍炉における操業方法を、図面に基づき詳しく説明する。なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
[溶融亜鉛めっき設備]
図1に、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備100の模式図を示す。
Hereinafter, an annealing furnace of a hot dip galvanizing facility according to an embodiment of the present invention and an operation method in the annealing furnace will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[Hot galvanizing equipment]
In FIG. 1, the schematic diagram of the hot dip galvanization equipment 100 which concerns on this embodiment is shown.
上工程で圧延などを終えた鋼板200は、この溶融亜鉛めっき設備100を連続的に通過して溶融亜鉛めっき鋼板210となる。本実施形態においては、鋼板200はシリコン(Si)を、0.2〜3.0重量%、好ましくは1.2〜3.0重量%含有する高張力鋼板(ハイテン鋼)とする。また、高張力化のために、シリコンに加えてリン(P)を含有する鋼板200であっても構わない。 The steel plate 200 that has been rolled in the upper process continuously passes through the hot dip galvanizing equipment 100 to become a hot dip galvanized steel plate 210. In this embodiment, the steel plate 200 is a high-tensile steel plate (high-tensile steel) containing silicon (Si) in an amount of 0.2 to 3.0% by weight, preferably 1.2 to 3.0% by weight. Moreover, the steel plate 200 containing phosphorus (P) in addition to silicon may be used for increasing the tension.
この溶融亜鉛めっき設備100は、鋼板200の入り側から、予熱帯110、無酸化帯120、酸化帯130、還元帯140、冷却帯150、スナウト160およびめっきポッ
ド170から構成されている。そして、予熱帯110、無酸化帯120、酸化帯130、還元帯140で焼鈍炉を構成し、この焼鈍炉において、後述するような前処理(溶融めっき処理に先立つ熱処理)を鋼板200に対して施す。
This hot dip galvanizing equipment 100 is composed of a pre-tropical zone 110, an oxidation-free zone 120, an oxidation zone 130, a reduction zone 140, a cooling zone 150, a snout 160 and a plating pod 170 from the entry side of the steel plate 200. Then, the pre-tropical zone 110, the non-oxidation zone 120, the oxidation zone 130, and the reduction zone 140 constitute an annealing furnace, and in this annealing furnace, pretreatment (heat treatment prior to hot dipping) as described later is performed on the steel plate 200. Apply.
前処理を施された鋼板200は、連続してめっきポッド170へ投入されて溶融亜鉛めっき処理される。めっき条件は、目付け量を50g/m2、合金化温度を480℃、めっき浴温度を440℃である。なお、この溶融亜鉛めっき設備100の焼鈍炉は横型(水平型)である。
還元帯は、雰囲気ガスで充満させる必要があり、鋼板200の搬送方向の逆方向に、ガスが流れている。このようにガスが流れる方向が決められている理由は、還元帯140の水素を、酸素と反応させることを回避して、上流の直火帯で燃焼させるためである。
The pretreated steel plate 200 is continuously put into the plating pod 170 and hot dip galvanized. The plating conditions are a weight per unit area of 50 g / m 2 , an alloying temperature of 480 ° C., and a plating bath temperature of 440 ° C. In addition, the annealing furnace of this hot dip galvanizing equipment 100 is a horizontal type (horizontal type).
The reduction zone needs to be filled with atmospheric gas, and the gas flows in the direction opposite to the conveying direction of the steel plate 200. The reason why the gas flow direction is determined in this way is to prevent the hydrogen in the reduction zone 140 from reacting with oxygen and burn it in the upstream direct flame zone.
ここで、焼鈍炉を構成する予熱帯110、無酸化帯120、酸化帯130、還元帯140について説明する。
予熱帯110は、鋼板200を400℃程度まで加熱する領域であって、無酸化帯120は、空気比1未満(0.9〜0.98)でバーナを燃焼させて鋼板を酸化させないように700℃程度まで加熱する領域である。酸化帯130は、空気比1以上でバーナを燃焼させて鋼板200を酸化させて加熱する領域である。還元帯140とは水素等の還元ガス(水素濃度15%程度)を雰囲気とし800℃程度で鋼板200の表面に生成された酸化鉄層を還元して加熱焼鈍する領域である。
Here, the pre-tropical zone 110, the non-oxidation zone 120, the oxidation zone 130, and the reduction zone 140 constituting the annealing furnace will be described.
The pre-tropical zone 110 is a region where the steel plate 200 is heated to about 400 ° C., and the non-oxidation zone 120 does not oxidize the steel plate by burning the burner at an air ratio of less than 1 (0.9 to 0.98). This is a region to be heated to about 700 ° C. The oxidation zone 130 is an area where the burner is burned at an air ratio of 1 or more to oxidize and heat the steel plate 200. The reduction zone 140 is a region in which a reducing gas such as hydrogen (hydrogen concentration of about 15%) is used as an atmosphere and the iron oxide layer generated on the surface of the steel plate 200 is reduced and heated and annealed at about 800 ° C.
また、無酸化帯120、酸化帯130および還元帯140は、1台の焼鈍炉内に形成された領域で構成されても良いし、各々が独立して設けられた炉で構成されても良い。本実施形態においては、各々が独立して設けられた炉で構成され、無酸化帯120と酸化帯130との間および、酸化帯130と還元帯140との間には、それぞれ中間帯(スロート)が設けられる。これらの中間帯および焼鈍炉内(予熱帯110、無酸化帯120、酸化帯130、還元帯140、冷却帯150およびスナウト160)には、鋼板200を搬送する複数のロール180が配置されている。 Further, the non-oxidation zone 120, the oxidation zone 130, and the reduction zone 140 may be configured by a region formed in one annealing furnace, or may be configured by a furnace provided independently. . In the present embodiment, each is constituted by a furnace provided independently, and an intermediate zone (throat) is provided between the non-oxidation zone 120 and the oxidation zone 130 and between the oxidation zone 130 and the reduction zone 140. ) Is provided. In these intermediate zones and in the annealing furnace (pre-tropical 110, non-oxidation zone 120, oxidation zone 130, reduction zone 140, cooling zone 150 and snout 160), a plurality of rolls 180 for conveying the steel plate 200 are arranged. .
無酸化帯120および酸化帯130は、直火のバーナ(サイドバーナ)で鋼板200を直接加熱する直火帯であって、還元帯140は、ラジアントチューブ142で鋼板200を間接加熱するともに鋼板200の表面の酸化鉄層を還元する。
詳しくは、直火帯において、鋼板200は、サイドバーナで直接的に加熱されて、その鋼板200の成分組成および材質規格に対応して設定されたヒートパターンに従って所定温度に加熱昇温され、同時に鋼板200の表面の圧延油が除去されるとともに、鋼板200の表面に酸化層が生成される。
The non-oxidation zone 120 and the oxidation zone 130 are direct-fire zones in which the steel plate 200 is directly heated by an open flame burner (side burner). The reduction zone 140 indirectly heats the steel plate 200 by the radiant tube 142 and the steel plate 200. The iron oxide layer on the surface of the iron is reduced.
Specifically, in the direct fire zone, the steel plate 200 is directly heated by a side burner and heated to a predetermined temperature according to a heat pattern set corresponding to the component composition and material standard of the steel plate 200, and at the same time The rolling oil on the surface of the steel plate 200 is removed, and an oxide layer is generated on the surface of the steel plate 200.
その後、還元帯において、鋼板200は、ラジアントチューブ142で間接的に加熱されて、その鋼板200の成分組成および材質規格に対応して設定されたヒートパターンに従って、所定温度で所定時間に加熱焼鈍される。
なお、予熱帯110および冷却帯150については、本発明の要旨と直接的な関係が低いために詳細に説明しないが、公知の設備が適宜採用される。
[無酸化帯および酸化帯におけるサイドバーナ]
図2(a)〜図2(c)に、直火帯である無酸化帯120および酸化帯130におけるサイドバーナの配置図を示す。
Thereafter, in the reduction zone, the steel plate 200 is indirectly heated by the radiant tube 142, and is heat-annealed at a predetermined temperature for a predetermined time in accordance with a heat pattern set corresponding to the component composition and material standard of the steel plate 200. The
The pre-tropical zone 110 and the cooling zone 150 are not described in detail because they have a low direct relationship with the gist of the present invention, but well-known equipment is appropriately employed.
[Side burner in non-oxidation zone and oxidation zone]
FIG. 2A to FIG. 2C show layout diagrams of the side burners in the non-oxidation zone 120 and the oxidation zone 130 which are direct flame zones.
図2(a)は、炉内(無酸化帯120または酸化帯130)における、鋼板200の長手方向のサイドバーナの配置を示し、図2(c)は、鋼板200の長手方向に垂直な炉内(無酸化帯120または酸化帯130)のある断面を示す。図1、図2(a)および図2(c)に示すように、無酸化帯120または酸化帯130の炉内において、サイドバーナ122(132)とサイドバーナ124(134)とは、長手方向の同じ位置において、上下一対で配置される。また、これらの図に示すように、長手方向の同じ位置に配置されたサイドバーナは、上側と下側とでは火炎の噴射方向が異なる。図2(a)の紙面の裏側から手前側へ火炎を噴射するサイドバーナ(丸印に点)と、紙面の手前側から裏前へ火炎を噴射するサイドバーナ(丸印に×)とが上下一対に配置されている。このようにサイドバーナを配置することにより(サイドバーナを対向させないことにより互いのサイドバー
ナが影響し合うことを回避しつつ)、ロール180で搬送されてくる鋼板200を、長手方向および表裏方向に均一に加熱することができる。このようにサイドバーナを配置した場合、上下一対の2本のサイドバーナ(図2(a)に示す点線枠内の2本)を調整することにより、炉内において鋼板200の長手方向に垂直な断面における雰囲気を制御することができる。このため、後述する、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、それぞれ上下一対の2本となる。
2A shows the arrangement of the side burners in the longitudinal direction of the steel plate 200 in the furnace (the non-oxidation zone 120 or the oxidation zone 130), and FIG. 2C shows the furnace perpendicular to the longitudinal direction of the steel plate 200. A cross section inside (non-oxidation zone 120 or oxidation zone 130) is shown. As shown in FIG. 1, FIG. 2 (a) and FIG. 2 (c), in the furnace of the non-oxidation zone 120 or the oxidation zone 130, the side burner 122 (132) and the side burner 124 (134) are in the longitudinal direction. Are arranged in a pair at the top and bottom. Moreover, as shown in these drawings, the side burners arranged at the same position in the longitudinal direction have different flame injection directions on the upper side and the lower side. The side burner (dots on the circle) that injects a flame from the back side to the near side of the paper surface in FIG. 2 (a) and the side burner (dots on the circle symbol) that injects a flame from the near side to the front side of the paper surface are vertically moved. It is arranged in a pair. By arranging the side burners in this way (while avoiding the mutual influence of the side burners by not facing the side burners), the steel plates 200 conveyed by the roll 180 are moved in the longitudinal direction and the front and back directions. It can be heated uniformly. When the side burners are arranged in this manner, by adjusting the pair of upper and lower side burners (two in the dotted frame shown in FIG. 2A), the vertical direction of the steel plate 200 in the furnace is adjusted. The atmosphere in the cross section can be controlled. For this reason, the oxidation zone adjacent burner (B-band side burner) and the reduction zone adjacent burner (D-band side burner), which will be described later, each have a pair of upper and lower.
さらに、図2(b)にサイドバーナの別の配置を示す。この図に示すように、このサイドバーナの配置は、図2(a)において上側または下側のサイドバーナの配置を、サイドバーナの配置間隔の半分程度を長手方向にずらしたものである。すなわち、図2(b)に示すサイドバーナの配置においても、鋼板200の長手方向に垂直な炉内の断面は図2(c)に示すようになる。このようにサイドバーナを配置することにより、ロール180で搬送されてくる鋼板200を、長手方向および表裏方向に均一に加熱することができる。このようにサイドバーナを配置した場合、上下に対のサイドバーナ2本(図2(b)に示す点線枠の2本)を調整することにより、炉内において鋼板200の長手方向に垂直な断面における雰囲気を制御することができる。このため、後述する、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、それぞれ上下に対の2本となる。なお、図2(b)に示す点線枠で示すように、火炎の方向は同方向であっても異方向(同方向よりもより好ましいと考えられる)であっても構わない。さらに、場合によっては、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、上側2本下側1本、上側1本下側2本等であっても構わない。 Furthermore, another arrangement of the side burner is shown in FIG. As shown in this figure, the arrangement of the side burners is obtained by shifting the arrangement of the upper or lower side burners in FIG. 2A by about half the arrangement interval of the side burners in the longitudinal direction. That is, also in the arrangement of the side burner shown in FIG. 2B, the cross section in the furnace perpendicular to the longitudinal direction of the steel plate 200 is as shown in FIG. By arranging the side burners in this way, the steel plate 200 conveyed by the roll 180 can be uniformly heated in the longitudinal direction and the front and back directions. When the side burners are arranged in this manner, a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the steel plate 200 in the furnace is obtained by adjusting two pair of side burners (two of the dotted line frames shown in FIG. 2B) on the top and bottom. The atmosphere in can be controlled. For this reason, the oxidation zone adjacent burner (B-band side burner) and the reduction zone adjacent burner (D-band side burner), which will be described later, each have two pairs in the vertical direction. Note that, as indicated by the dotted frame shown in FIG. 2B, the direction of the flame may be the same direction or a different direction (considered to be more preferable than the same direction). Further, in some cases, the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) are two on the upper side, one on the lower side, two on the upper side, one on the lower side, etc. It doesn't matter.
このように、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、炉内の長手方向に垂直な断面における雰囲気を調整できることが必要になる。酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、図2(a)に示す配置では上下1対の2本となり、図2(b)に示す配置では上下に対の2本(または少なくとも上下各1本を含む3本等)となる。これらの酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)の数は、炉長、バーナ数、バーナ配置等により、本発明の効果(炉内の長手方向に垂直な断面における雰囲気を調整でき良好に溶融亜鉛めっき)が発現できるように適宜設定される。したがって、本発明において、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、このような本数および配置に限定されるものではない。 Thus, the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) need to be able to adjust the atmosphere in a cross section perpendicular to the longitudinal direction in the furnace. The oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) are two pairs of upper and lower in the arrangement shown in FIG. 2A, and the arrangement shown in FIG. Then, there are two pairs vertically (or three including at least one each above and below). The number of these oxidation zone adjacent burners (B zone side burners) and reduction zone adjacent burners (D zone side burners) depends on the length of the furnace, the number of burners, the arrangement of the burners, etc. (the longitudinal direction in the furnace). It is appropriately set so that the atmosphere in the cross section perpendicular to the surface can be adjusted and the hot dip galvanization can be favorably expressed. Therefore, in the present invention, the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) are not limited to such numbers and arrangements.
なお、サイドバーナ122、124、132、134の構造は、本発明の要旨と直接的な関係が低いために詳細に説明しないが、例えば、特開2009−35783号公報などに開示された燃焼バーナの構造を適宜適用することが可能である。
図1に示すように、無酸化帯120をA帯、酸化帯130をC帯、還元帯140をE帯として、無酸化帯120と酸化帯130との間の中間帯をB帯、酸化帯130と還元帯140との間の中間帯をD帯とする。
The structure of the side burners 122, 124, 132, and 134 is not described in detail because it has a low direct relationship with the gist of the present invention. For example, the combustion burner disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-35783 is disclosed. This structure can be applied as appropriate.
As shown in FIG. 1, the non-oxidation zone 120 is the A-band, the oxidation zone 130 is the C-band, the reduction zone 140 is the E-band, and the intermediate zone between the non-oxidation zone 120 and the oxidation zone 130 is the B-band. An intermediate zone between 130 and the reduction zone 140 is a D zone.
厳密には中間帯は炉間であるので、サイドバーナは配置されていないが、無酸化帯120(A帯)に設置されたサイドバーナ122、124、・・・、126、128のうち、酸化帯130(C帯)に隣接する少なくとも1対のサイドバーナ126、128を酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)とする。
また、酸化帯130(C帯)に設置されたサイドバーナ132、134、・・・、136、138のうち、還元帯140(E帯)に隣接する少なくとも1対のサイドバーナ136、138を還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)とする。
Strictly speaking, since the intermediate zone is between the furnaces, no side burner is arranged, but among the side burners 122, 124,..., 126, 128 installed in the non-oxidation zone 120 (A zone), oxidation is not possible. At least one pair of side burners 126 and 128 adjacent to the band 130 (C band) is defined as an oxidation band adjacent burner (B band side burner).
Further, among the side burners 132, 134,..., 136, 138 installed in the oxidation zone 130 (C zone), at least one pair of side burners 136, 138 adjacent to the reduction zone 140 (E zone) is reduced. A band adjacent burner (side burner of D band) is used.
本実施形態に係る操業方法においては、これらの酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)における空気比を制御する。
ここで、空気比について説明する。この空気比は、サイドバーナへ供給される燃焼ガスの理論空気比(燃焼ガスと酸素とが過不足なく反応して燃焼する時の燃焼ガスに対する空気の比)に対する比率であって、空気比が1より高いと酸素が余剰(過剰)状態となり、空気比が1より低いと酸素が不足状態となる。
In the operation method according to the present embodiment, the air ratio in the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) is controlled.
Here, the air ratio will be described. This air ratio is a ratio to the theoretical air ratio of the combustion gas supplied to the side burner (ratio of air to combustion gas when combustion gas and oxygen react and burn without excess or deficiency), and the air ratio is When it is higher than 1, oxygen is in an excess (excess) state, and when the air ratio is lower than 1, oxygen is in a shortage state.
本発明において、サイドバーナの空気比を変更する場合、サイドバーナへの空気量を調整してもガス量(燃料量)を調整しても、双方を調整しても、いずれの方法であっても構わない。なお、酸化雰囲気にしたい場合、ガス量を減少させて酸素を余剰状態とするのではなく、ガス量を減少させないで空気量を増加させることが好ましく、還元雰囲気にしたい場合、空気量を減少させて酸素を不足状態とするのではなく、空気量を減少させないでガス量を増加させることが好ましい。 In the present invention, when changing the air ratio of the side burner, either the amount of air to the side burner, the amount of gas (fuel amount), or the both can be adjusted. It doesn't matter. Note that when an oxidizing atmosphere is desired, it is preferable to increase the amount of air without reducing the amount of gas to reduce the amount of gas, but it is preferable to increase the amount of air without reducing the amount of gas. Therefore, it is preferable to increase the gas amount without decreasing the air amount, instead of making the oxygen insufficient.
このようにすることにより、サイドバーナの燃焼エネルギーを減少させることなく空気比を操作して炉内雰囲気を所望の状態にできるとともに、サイドバーナの噴流の勢いを弱めることなく(バーナ噴流と排気ガス流れまたは雰囲気の流れとの混合を促進して完全燃焼を実現)、鋼板200の温度を十分に加熱することができる。
さらに、炉内の雰囲気を調整する場合において、ガス量を調整しないで空気量を調整するようにすると、サイドバーナへの空気供給量を操作するだけで良くなり、設備(絞り弁)および制御(流量制御)が簡素化される。
By doing so, the air ratio can be manipulated without reducing the combustion energy of the side burner to bring the atmosphere in the furnace into a desired state, and the momentum of the jet of the side burner can be reduced (burner jet and exhaust gas). Mixing with the flow or the flow of the atmosphere is promoted to realize complete combustion), and the temperature of the steel plate 200 can be sufficiently heated.
Furthermore, when adjusting the atmosphere in the furnace, if the air amount is adjusted without adjusting the gas amount, it is only necessary to operate the air supply amount to the side burner, and the equipment (throttle valve) and control ( Flow rate control) is simplified.
より詳しくは、たとえば、D帯は、炉内ガス量が少なく炉内流速が遅いため、混合しにくいためにサイドバーナのガス量を絞らないほうが好ましい(したがって、ガス量ではなく空気量を調整)。B帯は、C帯、D帯からの排ガス量が多く混合し易い傾向があり、サイドバーナの空気量を低下させても影響は少ないため、空気量を調整するだけでよい。このような場合に、サイドバーナへの空気供給量を操作するだけで良くなり、ガス量の制御が不要となり設備費用を抑制することができる。 More specifically, for example, in the D zone, since the amount of gas in the furnace is small and the flow velocity in the furnace is low, it is difficult to mix, so it is preferable not to reduce the gas amount of the side burner (thus adjusting the air amount, not the gas amount). . The B band tends to be mixed with a large amount of exhaust gas from the C band and the D band, and even if the air quantity of the side burner is reduced, there is little influence, so it is only necessary to adjust the air quantity. In such a case, it is only necessary to operate the air supply amount to the side burner, and the control of the gas amount becomes unnecessary, so that the equipment cost can be suppressed.
[操業方法の概要]
本出願人は、安定して良好な亜鉛めっきを実現するために、鋼板表面に均一に酸化鉄層を生成する方法について研究開発を行い、均一な酸化鉄層を生成するためには、炉内の雰囲気の安定化とともに急速酸化(還元直前で急速に酸化鉄層を生成して搬送ロールでの酸化鉄層の剥離を防止)の2つの観点が重要であることを見出した。
[Outline of operation method]
In order to realize stable and good galvanization, the present applicant has researched and developed a method for uniformly producing an iron oxide layer on the surface of a steel sheet, and in order to produce a uniform iron oxide layer, It was found that two viewpoints of the rapid oxidation (the iron oxide layer is rapidly formed immediately before the reduction to prevent the peeling of the iron oxide layer on the transport roll) are important in addition to the stabilization of the atmosphere.
特に、均一に酸化鉄層を生成するためには、炉内の雰囲気を安定化させる必要がある。上述したように、直火帯(無酸化帯120および酸化帯130)と還元帯140とで構成される焼鈍炉の場合、炉内のガスは還元帯140側から流れ直火帯で燃焼して直火帯の排気ガスとともに外気に排気される。直火帯を酸化雰囲気にして鋼板200を酸化させる場合、還元帯140から流入する還元ガスの影響で酸化帯130の雰囲気が安定しないという問題がある。 In particular, in order to produce an iron oxide layer uniformly, it is necessary to stabilize the atmosphere in the furnace. As described above, in the case of an annealing furnace including the direct flame (non-oxidation zone 120 and oxidation zone 130) and the reduction zone 140, the gas in the furnace flows from the reduction zone 140 side and burns in the direct flame zone. It is exhausted to the outside air along with the exhaust gas in the direct fire zone. When the steel plate 200 is oxidized in an oxidizing atmosphere in the direct fire zone, there is a problem that the atmosphere in the oxidation zone 130 is not stable due to the reducing gas flowing from the reducing zone 140.
また、酸化鉄層を生成した後の鋼板200を炉内で搬送するとロール180で酸化鉄層が剥離することがあるため、できるだけ還元帯140の直前で急速に酸化鉄層を生成することことが好ましい(還元後は鉄層に戻るため剥離しにくい)。急速に酸化させるためには、無酸化で昇温した後、酸化させることが必要である。無酸化帯120で鋼板200を昇温させる場合、酸化帯130から流入する排気ガスの影響で無酸化帯120の雰囲気が安定しないという問題がある。 Moreover, since the iron oxide layer may be peeled off by the roll 180 when the steel plate 200 after the iron oxide layer is generated is conveyed in the furnace, the iron oxide layer can be generated as quickly as possible immediately before the reduction zone 140. It is preferable (it is hard to peel off after returning to the iron layer). In order to oxidize rapidly, it is necessary to oxidize after raising the temperature without oxidation. When the temperature of the steel plate 200 is raised in the non-oxidation zone 120, there is a problem that the atmosphere of the non-oxidation zone 120 is not stable due to the influence of exhaust gas flowing from the oxidation zone 130.
このように、酸化帯130で鋼板200を酸化させる酸化雰囲気は、還元帯140から流入する還元ガス(水素含有)の影響がある。無酸化帯120で鋼板200を昇温する無酸化雰囲気は、酸化帯130から流入する排気ガス(酸素含有)の影響がある。なお、還元帯140から流入する還元ガス(水素含有)を還元ガスと記載する場合がある。
このような観点から、本出願人は鋭意研究を進め、鋼板200を無酸化で加熱し、高温になってから急速に酸化することを実現するために、無酸化雰囲気および酸化雰囲気について、他の領域(帯)から流入するガスによる影響を排除するために、以下の方法が好適であることに到達した。
Thus, the oxidizing atmosphere in which the steel sheet 200 is oxidized in the oxidation zone 130 is affected by the reducing gas (containing hydrogen) flowing from the reduction zone 140. The non-oxidizing atmosphere in which the temperature of the steel sheet 200 is raised in the non-oxidizing zone 120 is affected by the exhaust gas (containing oxygen) flowing from the oxidizing zone 130. The reducing gas (containing hydrogen) flowing from the reducing zone 140 may be referred to as a reducing gas.
From such a point of view, the present applicant has made intensive research and heated the steel sheet 200 without oxidation, and in order to realize rapid oxidation after reaching a high temperature, the non-oxidizing atmosphere and the oxidizing atmosphere are different from each other. In order to eliminate the influence of the gas flowing in from the region (band), it has been reached that the following method is suitable.
酸化帯130の雰囲気を安定化させるためには、還元帯140から流入する水素を含有する還元ガスにより酸化帯130の雰囲気が不安定にならないように、酸化帯130と還元帯140の境界(中間帯であるD帯)で、還元帯隣接バーナ(D帯のバーナであるサイドバーナ136、138)の火炎により還元ガスを完全に燃焼させる。
そのために、還元帯140から流入する還元ガスの流速よりバーナ噴流の流速を高めて(後述するように空気比を変更してもターンダウンしないようにしてバーナ噴流の流速を
落とさないで)、バーナ噴流と還元ガス流れとの混合を促進し、完全燃焼を実現する。この場合において、D帯のサイドバーナの空気比は、還元ガスが燃焼するのに十分に高い空気比に設定することが好ましい。
In order to stabilize the atmosphere of the oxidation zone 130, the boundary between the oxidation zone 130 and the reduction zone 140 (intermediate) so that the atmosphere of the oxidation zone 130 does not become unstable due to the reducing gas containing hydrogen flowing in from the reduction zone 140. The reducing gas is completely burned by the flame of the reducing zone adjacent burner (side burners 136 and 138 which are the D zone burners) in the D zone which is the belt.
For this purpose, the flow rate of the burner jet is made higher than the flow rate of the reducing gas flowing in from the reduction zone 140 (as will be described later, the flow rate of the burner jet is not lowered so as not to turn down even if the air ratio is changed). Promotes mixing of jet and reducing gas flow to achieve complete combustion. In this case, the air ratio of the D-band side burner is preferably set to a sufficiently high air ratio so that the reducing gas burns.
無酸化帯120の雰囲気を安定化させるためには、酸化帯130から流入する酸素を含有する燃焼ガス(酸素ガス)、言い換えれば排気ガスにより無酸化帯120の雰囲気が不安定にならないように、無酸化帯120と酸化帯130との境界(中間帯であるB帯)で、酸化帯隣接バーナ(B帯のバーナであるサイドバーナ126、128)の火炎により排気ガスを完全に燃焼させる。 In order to stabilize the atmosphere of the non-oxidation zone 120, a combustion gas containing oxygen flowing from the oxidation zone 130 (oxygen gas), in other words, so that the atmosphere of the non-oxidation zone 120 does not become unstable due to exhaust gas, Exhaust gas is completely burned by the flame of the burner adjacent to the oxidation zone (side burners 126 and 128 which are burners of the B zone) at the boundary between the non-oxidation zone 120 and the oxidation zone 130 (B zone which is an intermediate zone).
そのために、排気ガスの流速よりもバーナ噴流の流速より大きく高めて(後述するように空気比を変更してもターンダウンしないようにしてバーナ噴流の流速を落とさないで)、バーナ噴流と排気ガス流れとの混合を促進し、完全燃焼を実現する。この場合において、B帯のサイドバーナの空気比は、排気ガスが燃焼するのに十分に低い空気比に設定することが好ましい。 For that purpose, the burner jet and exhaust gas are made larger than the flow velocity of the burner jet (the flow rate of the burner jet is not lowered so as not to turn down even if the air ratio is changed as described later). Promotes mixing with the flow and achieves complete combustion. In this case, the air ratio of the B-band side burner is preferably set to a sufficiently low air ratio so that the exhaust gas burns.
このように酸化還元法により焼鈍処理することにより、無酸化帯120および酸化帯130の雰囲気が安定し、均一に酸化鉄層が生成する。また、急速に酸化鉄層を生成することが可能となり、ロールでの脱落を抑制することができる。その後、均一な酸化鉄層は還元帯で鉄層に還元されるために、めっき品質が向上する。
[詳細な操業方法]
図1および図2に示す構成を備えた、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備100の焼鈍炉における詳細な操業方法を、図3のフローチャートを参照して説明する。図3は、この溶融亜鉛めっき設備100の操業を管理するオペレータにより実行される処理の手順を示すフローチャートである。
By performing the annealing treatment by the oxidation-reduction method in this way, the atmosphere of the non-oxidation zone 120 and the oxidation zone 130 is stabilized and an iron oxide layer is uniformly formed. Moreover, it becomes possible to produce | generate an iron oxide layer rapidly and can suppress the drop-off | omission with a roll. Thereafter, since the uniform iron oxide layer is reduced to the iron layer in the reduction zone, the plating quality is improved.
[Detailed operation method]
A detailed operation method in the annealing furnace of the hot dip galvanizing facility 100 according to the present embodiment having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of processing executed by an operator who manages the operation of the hot dip galvanizing equipment 100.
ステップ(以下、ステップをSと記載する)10にて、鋼板200にシリコンなどの鉄より酸化しやすい元素が含有されているか否かを判断する。このとき、溶融亜鉛めっき設備100に仕掛けられる鋼板200の成分組成および材質規格に基づいて判断される。鋼板200にシリコンなどの鉄より酸化しやすい元素が含有されている場合には(S10にてYES)、処理はS12へ移され、そうではない場合には(S10にてNO)、処理はS14へ移される。 In step (hereinafter, step is described as S) 10, it is determined whether or not the steel plate 200 contains an element that is more easily oxidized than iron such as silicon. At this time, the determination is made based on the component composition and material standard of the steel plate 200 mounted on the hot dip galvanizing equipment 100. If steel plate 200 contains an element that oxidizes more easily than iron, such as silicon (YES in S10), the process proceeds to S12. If not (NO in S10), the process proceeds to S14. Moved to.
S12にて、酸化還元法を用いて加熱焼鈍処理して、鋼板を溶融亜鉛めっきする。その後、処理はS16へ移される。S14にて、鋼板200にシリコンなどの鉄より酸化しやすい元素が含有されていないため、操業条件を変更しないで、溶融亜鉛めっきする。S14の処理後、この処理は終了する。
S16にて、C帯のサイドバーナの空気比を空気比を高めて(酸素余剰状態)操業する。このように操業することにより、酸化帯130で鋼板200の表面に酸化鉄層を生成することができる。
In S12, the steel sheet is hot dip galvanized by heat annealing using an oxidation-reduction method. Thereafter, the process proceeds to S16. In S14, since the steel plate 200 does not contain an element that is more easily oxidized than iron such as silicon, hot dip galvanization is performed without changing the operation conditions. After the process of S14, this process ends.
In S16, the air ratio of the C-band side burner is increased (oxygen surplus state) to operate. By operating in this way, an iron oxide layer can be generated on the surface of the steel plate 200 in the oxidation zone 130.
S18にて、鋼板200の表面に生成される酸化鉄層のむら(酸化むら)により、めっきむらが発生する可能性があるか否かを判断する。空気比を繰り返し調整しても、このような可能性があると判断される場合には(S18にてYES)、処理はS20へ移される。そうでない場合には(S18にてNO)、均一にめっき処理できるので、S22にて操業条件を変更しないで、溶融亜鉛めっきする。S22の処理後、この処理は終了する。 In S18, it is determined whether or not there is a possibility of uneven plating due to unevenness of the iron oxide layer generated on the surface of the steel plate 200 (unevenness of oxidation). If it is determined that such a possibility exists even if the air ratio is repeatedly adjusted (YES in S18), the process proceeds to S20. If not (NO in S18), the plating process can be performed uniformly, so hot dip galvanization is performed without changing the operating conditions in S22. After the process of S22, this process ends.
S20にて、還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)の空気比を高くするとともに、この空気比を高めるにあたって還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)をターンダウンしない。すなわち、還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)の能力を絞ることなく、空気比を高くする。ターンダウンとは、サイドバーナへ供給するガス量(燃料量)も空気量も減少させないようにすることを示す(以下同じ)。ターンダウンしないので、還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)からの十分な噴流と還元帯140から流入する還元ガス流れとの混合を促進し、還元ガスに含有される水素を完全に燃焼させることができる。その後、処理はS24へ移される。 At S20, the air ratio of the reduction zone adjacent burner (D band side burner) is increased, and the reduction band adjacent burner (D band side burner) is not turned down to increase the air ratio. That is, the air ratio is increased without reducing the ability of the reduction zone adjacent burner (the D zone side burner). The turn-down means that neither the amount of gas (fuel amount) nor the amount of air supplied to the side burner is reduced (the same applies hereinafter). Since it does not turn down, the mixing of the sufficient jet flow from the burner adjacent to the reduction zone (side burner of D zone) and the reduction gas flow flowing in from the reduction zone 140 is promoted, and the hydrogen contained in the reduction gas is completely combusted. be able to. Thereafter, the process proceeds to S24.
S24にて、S20にて変更した操業条件でも、鋼板200の表面に生成される酸化鉄層のむら(酸化むら)により、めっきむらが発生する可能性があるか否かを判断する。S
20にて変更した操業条件で空気比を繰り返し調整しても、このような可能性があると判断される場合には(S24にてYES)、処理はS26へ移される。そうでない場合には(S24にてNO)、均一にめっき処理できるので、S28にて操業条件を変更しないで、溶融亜鉛めっきする。S28の処理後、この処理は終了する。
In S24, it is determined whether or not there is a possibility of uneven plating due to unevenness of the iron oxide layer generated on the surface of the steel plate 200 (uneven oxidation) even under the operating conditions changed in S20. S
If it is determined that there is such a possibility even if the air ratio is repeatedly adjusted under the operating condition changed in 20 (YES in S24), the process proceeds to S26. If not (NO in S24), the plating process can be performed uniformly, so hot dip galvanizing is performed without changing the operating conditions in S28. After the process of S28, this process ends.
S26にて、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)の空気比を低くするとともに、この空気比を高めるにあたって酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)をターンダウンしない。すなわち、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)の能力を絞ることなく、空気比を低くする。ターンダウンしないので、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)からの十分な噴流と酸化帯130から流入する排気ガス流れとの混合を促進し、排気ガスに含有される酸素を完全に燃焼させることができる。その後、処理はS30へ移される。 At S26, the air ratio of the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) is lowered, and the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) is not turned down to increase the air ratio. That is, the air ratio is lowered without reducing the ability of the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner). Since it does not turn down, mixing of a sufficient jet flow from the burner adjacent to the oxidation zone (side burner of B zone) and the exhaust gas flow flowing in from the oxidation zone 130 is promoted, and oxygen contained in the exhaust gas is completely burned. be able to. Thereafter, the process proceeds to S30.
S30にて、S26にて変更した操業条件でも、鋼板200の表面に生成される酸化鉄層のむら(酸化むら)により、めっきむらが発生する可能性があるか否かを判断する。S24にて変更した操業条件で空気比を繰り返し調整しても、このような可能性があると判断される場合には(S30にてYES)、処理はS32へ移される。そうでない場合には(S30にてNO)、均一にめっき処理できるので、S34にて操業条件を変更しないで、溶融亜鉛めっきする。S34の処理後、この処理は終了する。 In S30, it is determined whether or not there is a possibility of uneven plating due to unevenness of the iron oxide layer generated on the surface of the steel plate 200 (uneven oxidation) even under the operation conditions changed in S26. If it is determined that such a possibility exists even if the air ratio is repeatedly adjusted under the operating conditions changed in S24 (YES in S30), the process proceeds to S32. If not (NO in S30), the plating process can be performed uniformly, so hot dip galvanizing is performed without changing the operating conditions in S34. After the process of S34, this process ends.
S32にて、A帯のサイドバーナ、B帯のサイドバーナ、C帯のサイドバーナおよびD帯のサイドバーナの空気比を以下のように変更する。C帯のサイドバーナの空気比を1.0以上に、D帯のサイドバーナの空気比を、E帯から流入する水素を含む還元ガスを燃焼して燃焼後のガス中の酸素濃度がC帯のサイドバーナに設定した空気比で実現される酸素濃度と同じになるように、A帯のサイドバーナの空気比を1.0未満に、B帯のサイドバーナの空気比を、C帯から流入する酸素を含む排気ガスを燃焼して燃焼後のガス中の(不足)酸素濃度が、A帯のサイドバーナに設定した空気比で実現される(不足)酸素濃度と同じになるように、空気比を変更する。この場合においても、サイドバーナはターンダウンさせない。 In S32, the air ratios of the A-band side burner, the B-band side burner, the C-band side burner, and the D-band side burner are changed as follows. The air ratio of the C-band side burner is set to 1.0 or more, the air ratio of the D-band side burner is set to the C band, and the oxygen concentration in the gas after combustion by burning the reducing gas containing hydrogen flowing in from the E band The air ratio of the A-band side burner is less than 1.0 and the air ratio of the B-band side burner flows from the C-band so that the oxygen concentration is the same as the oxygen concentration that is set for the side burner. So that the (deficient) oxygen concentration in the gas after burning the exhaust gas containing oxygen is the same as the (deficient) oxygen concentration realized by the air ratio set in the A-band side burner. Change the ratio. Even in this case, the side burner is not turned down.
このようなフローチャートで示される本実施形態に係る操業方法は、鋼板200の表面に生成される酸化鉄層のむら(酸化むら)が発生しないようにしてめっきむらが発生しないように、サイドバーナの空気比を調整することを繰り返している。すなわち、めっきむらが発生する可能性があると判断されると、還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)の空気比を(繰り返し)調整する(S20)。それでも、めっきむらが発生する可能性があると判断されると、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)の空気比を(繰り返し)調整する(S26)。それでも、めっきむらが発生する可能性があると判断されると、還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)の空気比および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)の空気比を(繰り返し)調整する(S32)。 In the operation method according to the present embodiment shown in such a flowchart, the air of the side burner is generated so that the unevenness of the iron oxide layer generated on the surface of the steel plate 200 (the unevenness of oxidation) does not occur and the unevenness of plating does not occur. Repeatedly adjusting the ratio. That is, if it is determined that there is a possibility of uneven plating, the air ratio of the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) is adjusted (repetitively) (S20). If it is determined that plating unevenness may still occur, the air ratio of the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) is adjusted (repeatedly) (S26). If it is determined that plating unevenness may still occur, the air ratio of the reduction zone adjacent burner (D-band side burner) and the air ratio of the reduction zone adjacent burner (D-band side burner) are (repeated). Adjust (S32).
[作動状態:炉内の酸素濃度分布およびめっき状態]
以上のような構成およびフローチャートに基づいて、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉における操業方法を実行した場合の作動状態を、図を参照して説明する。
図7〜図9は、サイドバーナの空気比および焼鈍炉内の酸素濃度の分布を示す図であって、図4は従来技術を用いた結果を、図5は比較技術1を用いた結果を、図6は比較技術2を用いた結果を、図7はS20にて変更した操業条件を用いた結果を、図8はS26にて変更した操業条件を用いた結果を、図9はS32にて変更した操業条件を用いた結果を、それぞれ示している。すなわち、図7〜9が本実施形態に係る操業方法に対応する。
[Operating state: Oxygen concentration distribution and plating state in the furnace]
Based on the above configuration and flowchart, the operation state when the operation method in the annealing furnace of the hot dip galvanizing facility according to this embodiment is executed will be described with reference to the drawings.
7 to 9 are diagrams showing the air ratio of the side burner and the oxygen concentration distribution in the annealing furnace. FIG. 4 shows the result of using the conventional technique, and FIG. 5 shows the result of using the comparative technique 1. FIG. 6 shows the result using the comparative technique 2, FIG. 7 shows the result using the operating condition changed in S20, FIG. 8 shows the result using the operating condition changed in S26, and FIG. 9 shows the result in S32. The results using the changed operating conditions are shown respectively. That is, FIGS. 7 to 9 correspond to the operation method according to the present embodiment.
これらの図においては、棒グラフがサイドバーナの空気比を、折れ線が焼鈍炉内の酸素濃度の分布を示す。なお、炉内のサイドバーナは離散的に配置されているので、棒グラフでサイドバーナの空気比で表しているが、棒グラフの数とサイドバーナの数とが的確に対応しているわけではない。
図4は、従来技術として示す、易酸化性元素を含まない通常の鋼板(軟鋼)の操業条件(酸化なし)での、サイドバーナの空気比および炉内の酸素濃度の分布を示す。この操業条件では、サイドバーナの空気比は全域において1.0未満の0.95に設定している。図4からわかるように、炉内の全域において酸素不足になっているが、これは、還元ガス
の水素や未燃焼ガスを燃焼させるのに酸素が不足しているためである。
In these figures, the bar graph shows the air ratio of the side burner, and the broken line shows the oxygen concentration distribution in the annealing furnace. Since the side burners in the furnace are discretely arranged, the bar graph represents the air ratio of the side burners, but the number of bar graphs and the number of side burners do not correspond exactly.
FIG. 4 shows the distribution of the air ratio of the side burner and the oxygen concentration in the furnace under the operating conditions (no oxidation) of a normal steel plate (mild steel) that does not contain an easily oxidizable element, which is shown as the prior art. Under this operating condition, the air ratio of the side burner is set to 0.95, which is less than 1.0 over the entire area. As can be seen from FIG. 4, oxygen is deficient in the entire area of the furnace because oxygen is insufficient to burn the reducing gas hydrogen and unburned gas.
図5は、酸化操業条件であって、無酸化帯120および酸化帯130のバーナの空気比を1.05に高めた操業条件での炉内の酸素濃度の分布を示す。この操業条件では、無酸化帯120のサイドバーナ(A帯のサイドバーナおよびB帯のサイドバーナ)ならびに酸化帯130のサイドバーナ(C帯のサイドバーナおよびD帯のサイドバーナ)の空気比を高く設定している。しかしながら、酸化帯130は還元帯140から流れ込む還元ガスの影響を受けて、酸素濃度は0%を下回る酸素不足状態になっており安定した酸化雰囲気となっていない。また、無酸化帯120は、酸素濃度が0%以上の酸素余剰状態になっており安定した無酸化雰囲気となっていない。 FIG. 5 shows the distribution of oxygen concentration in the furnace under the operating conditions where the burner air ratio in the non-oxidizing zone 120 and the oxidizing zone 130 is increased to 1.05. Under these operating conditions, the air ratio of the non-oxidation zone 120 side burner (A zone side burner and B zone side burner) and the oxidation zone 130 side burner (C zone side burner and D zone side burner) is increased. It is set. However, the oxidation zone 130 is affected by the reducing gas flowing from the reduction zone 140, so that the oxygen concentration is in an oxygen-deficient state below 0%, and a stable oxidizing atmosphere is not achieved. Further, the non-oxidation zone 120 is in an oxygen surplus state where the oxygen concentration is 0% or more and is not a stable non-oxidation atmosphere.
図6は、無酸化帯120で鋼板200を酸化させることなく加熱するために無酸化帯120のサイドバーナ(A帯のサイドバーナおよびB帯のサイドバーナ)の空気比を0.95とし、酸化帯130で鋼板200を急速に酸化させるために酸化帯130のサイドバーナ(C帯のサイドバーナおよびD帯のサイドバーナ)の空気比を1.1とした操業条件での炉内の酸素濃度の分布を示す。無酸化帯120(A帯)での酸素不足状態を実現し安定した無酸化雰囲気となっているが、酸化帯130(C帯)でも酸素不足状態となっており安定した酸化雰囲気となっていない。 FIG. 6 shows that in order to heat the steel plate 200 in the non-oxidation zone 120 without being oxidized, the air ratio of the side burners of the non-oxidation zone 120 (A-side side burner and B-side side burner) is set to 0.95. In order to rapidly oxidize the steel plate 200 in the band 130, the oxygen concentration in the furnace under the operating conditions in which the air ratio of the side burners in the oxidation band 130 (the C side burner and the D band side burner) was 1.1 was used. Show the distribution. The oxygen-deficient state in the non-oxidation zone 120 (A zone) is realized and a stable non-oxidizing atmosphere is obtained. However, the oxidation zone 130 (C-band) is also in an oxygen-deficient state and is not in a stable oxidizing atmosphere. .
図7は、還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)の空気比を1.3まで高くした操業条件での炉内の酸素濃度の分布を示す。D帯のサイドバーナの空気比を高くすると、酸化帯130の酸素濃度が高くなり、酸化雰囲気が安定することがわかる。鋼板200の表面に均一な酸化鉄層を生成することができる。ただし、無酸化帯120の下流側(酸化帯130側)において酸素余剰状態になっており、酸化帯130の急速な酸化鉄層の形成にやや好ましくない状況である。 FIG. 7 shows the distribution of oxygen concentration in the furnace under operating conditions where the air ratio of the reduction zone adjacent burner (side burner in D zone) is increased to 1.3. It can be seen that when the air ratio of the D-band side burner is increased, the oxygen concentration in the oxidation zone 130 is increased and the oxidation atmosphere is stabilized. A uniform iron oxide layer can be generated on the surface of the steel plate 200. However, the oxygen surplus state is present on the downstream side of the non-oxidation zone 120 (the oxidation zone 130 side), which is a slightly undesirable situation for the rapid formation of an iron oxide layer in the oxidation zone 130.
図8は、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)の空気比を0.85まで低くした操業条件での炉内の酸素濃度の分布を示す。B帯のサイドバーナの空気比を低くすると、酸化帯130から流入する排気ガス中の酸素を消費させることができる。B帯での酸素濃度が0になっていることがわかる。酸化帯130の酸素濃度が高くなり、酸化雰囲気が安定することに加えて、無酸化帯120の下流側(酸化帯130側)において酸素余剰状態が解消されており、酸化帯130で急速に酸化鉄層を生成することができる。 FIG. 8 shows the distribution of oxygen concentration in the furnace under operating conditions where the air ratio of the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) is lowered to 0.85. When the air ratio of the B-band side burner is lowered, oxygen in the exhaust gas flowing from the oxidation zone 130 can be consumed. It can be seen that the oxygen concentration in the B band is zero. In addition to the oxygen concentration in the oxidation zone 130 becoming higher and the oxidation atmosphere being stabilized, the oxygen surplus state has been eliminated on the downstream side (oxidation zone 130 side) of the non-oxidation zone 120, and the oxidation zone 130 is rapidly oxidized. An iron layer can be generated.
図9に、D帯のサイドバーナの空気比を、E帯から流入する水素を含む還元ガスを燃焼して燃焼後のガス中の酸素濃度がC帯のサイドバーナに設定した空気比で実現される酸素濃度と同じになるようにし、さらに、B帯のサイドバーナの空気比を、C帯から流入する酸素を含む排気ガスを燃焼して燃焼後のガス中の(不足)酸素濃度が、A帯のサイドバーナに設定した空気比で実現される(不足)酸素濃度と同じになるように、空気比を変更した操業条件での炉内の酸素濃度の分布を示す。D帯のサイドバーナの空気比を上記のように設定することにより、還元帯140(E帯)から流入する還元ガス中の水素を消費することができ、酸化帯130(C帯)の酸素濃度が一定にすることができる。同様に、B帯のサイドバーナの空気比を上記のように設定することにより、酸化帯130(C帯)から流入する排気ガス中の酸素を消費することができ、無酸化帯120(A帯)の酸素濃度を一定にすることができる。 In FIG. 9, the air ratio of the D-band side burner is realized by the air ratio set in the C-band side burner by burning the reducing gas containing hydrogen flowing from the E band and burning the reducing gas. Further, the air ratio of the side burner in the B zone is set to be equal to the oxygen concentration in the gas after burning the exhaust gas containing oxygen flowing in from the C zone. The distribution of oxygen concentration in the furnace under the operating conditions with the air ratio changed to be the same as the (insufficient) oxygen concentration realized at the air ratio set in the side burner of the belt. By setting the air ratio of the side burner in the D zone as described above, hydrogen in the reducing gas flowing from the reduction zone 140 (E zone) can be consumed, and the oxygen concentration in the oxidation zone 130 (C zone). Can be constant. Similarly, by setting the air ratio of the B side burner as described above, oxygen in the exhaust gas flowing from the oxidation zone 130 (C zone) can be consumed, and the non-oxidation zone 120 (A zone). ) Can be kept constant.
これらをまとめて表1に示す。 These are summarized in Table 1.
表1に示すように、図5に示す比較技術1および図6に示す比較技術2で焼鈍処理した鋼板200はめっき不良を発生させたが、図7〜図9に示す本実施形態に示す操業方法で焼鈍処理した鋼板200はその表面に均一な酸化鉄層を生成できるので、後工程での溶融亜鉛めっき処理しても、めっき不良を発生させていない。なお、めっき状態は目視検査結果に基づく。 As shown in Table 1, the steel sheet 200 annealed by the comparative technique 1 shown in FIG. 5 and the comparative technique 2 shown in FIG. 6 caused plating failure, but the operation shown in the present embodiment shown in FIGS. Since the steel plate 200 annealed by the method can form a uniform iron oxide layer on its surface, no defective plating occurs even when hot dip galvanizing is performed in a later step. The plating state is based on the visual inspection result.
以上のようにして、本実施の形態に係る溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉およびその焼鈍炉における操業方法によると、無酸化帯および酸化帯の雰囲気が安定し、均一に酸化鉄層を生成することが可能となる。また、急速に酸化鉄層を生成することが可能となり、ロールでの脱落を抑制することができる。その後、均一な酸化鉄層は還元帯で鉄層に還元されるために、めっき品質を向上させることができる。 As described above, according to the annealing furnace of the hot dip galvanizing facility according to the present embodiment and the operation method in the annealing furnace, the atmosphere of the non-oxidation zone and the oxidation zone is stabilized, and the iron oxide layer is generated uniformly. Is possible. Moreover, it becomes possible to produce | generate an iron oxide layer rapidly and can suppress the drop-off | omission with a roll. Thereafter, the uniform iron oxide layer is reduced to the iron layer in the reduction zone, so that the plating quality can be improved.
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉およびその焼鈍炉における操業方法のより具体的な効果として、
(1)点状不めっきが改善される。
(2)酸化鉄層(酸化膜)の剥離による、めっき不良が改善される。
(3)酸化鉄層(酸化膜)不足によるめっき不良が改善される。
As a more specific effect of the operation method in the annealing furnace of the hot dip galvanizing equipment according to this embodiment and the annealing furnace,
(1) Spot-like non-plating is improved.
(2) Plating defects due to peeling of the iron oxide layer (oxide film) are improved.
(3) The plating failure due to the lack of the iron oxide layer (oxide film) is improved.
(4)酸化帯の酸素濃度が、還元帯から流入する還元ガスの水素濃度に影響されず余剰状態で安定し、均一な酸化鉄層(酸化膜)を生成できる。
(5)無酸化帯の酸素濃度が、酸化帯から流入する排気ガス中の残存酸素濃度に影響されず不足状態で安定し、鋼板を酸化させずに加熱することができ、酸化帯で急速に酸化することができ、ローラによる剥離が抑制できる。
(4) The oxygen concentration in the oxidation zone is stabilized in an excess state without being influenced by the hydrogen concentration of the reducing gas flowing from the reduction zone, and a uniform iron oxide layer (oxide film) can be generated.
(5) The oxygen concentration in the non-oxidation zone is stable in a deficient state without being affected by the residual oxygen concentration in the exhaust gas flowing from the oxidation zone, and the steel plate can be heated without being oxidized. It can oxidize and can suppress peeling by a roller.
(6)高張力鋼板と通常鋼板との切替操業であっても、酸化帯の下流側のサイドバーナおよび無酸化帯の下流側のサイドバーナ(言い換えると酸化帯における上流側のサイドバーナおよび下流側のサイドバーナ)の空気比を制御するだけで、無酸化雰囲気および酸化雰囲気を間単に切り替えることができる。
なお、図9に示すように酸化帯130(C帯)の酸素濃度および無酸化帯120(A帯)の酸素濃度を一定にするために、D帯のサイドバーナの空気比およびB帯のサイドバーナの空気比を調整したが(S32)、これに加えて/代えて、C帯のサイドバーナの空気比およびA帯のサイドバーナの空気比を調整して、直火帯における酸素濃度を所望の濃度で安定化させるようにしても構わない。
(6) Even in the operation of switching between a high-strength steel plate and a normal steel plate, the side burner downstream of the oxidation zone and the side burner downstream of the non-oxidation zone (in other words, the upstream side burner and downstream side of the oxidation zone) The non-oxidizing atmosphere and the oxidizing atmosphere can be easily switched by simply controlling the air ratio of the side burner.
As shown in FIG. 9, in order to make the oxygen concentration of the oxidation zone 130 (C zone) and the oxygen concentration of the non-oxidation zone 120 (A zone) constant, the air ratio of the D zone side burner and the side of the B zone Although the air ratio of the burner was adjusted (S32), in addition to / alternatively, the air ratio of the C-band side burner and the air ratio of the A-band side burner were adjusted to obtain the oxygen concentration in the direct fire zone. You may make it stabilize with the density | concentration of.
[サイドバーナの配置]
上述したように、特定のサイドバーナの空気比を調整することによりめっき不良を改善等できることを説明してきたが、図2(a)および図2(b)以外の別のサイドバーナの配置について、以下に詳しく説明する。
図10、図11および図12において、(a)に図1の直火帯(無酸化帯および酸化帯)のサイドバーナの配置を模式的に示す斜視図、(b)にその側面図をそれぞれ示す。
[Arrangement of side burner]
As described above, it has been described that defective plating can be improved by adjusting the air ratio of a specific side burner. However, regarding the arrangement of another side burner other than FIGS. 2 (a) and 2 (b), This will be described in detail below.
10, 11, and 12, (a) is a perspective view schematically showing the arrangement of side burners in the direct flame zone (non-oxidation zone and oxidation zone) of FIG. 1, and (b) is a side view thereof. Show.
図10に示すように、別のサイドバーナの配置は、炉幅が広い場合等に採用されるものであって、サイドバーナが対面で対になるように設けられている。図10(b)の紙面の
裏側から手前側へ火炎を噴射するサイドバーナ(丸印に小白丸)と、紙面の手前側から裏前へ火炎を噴射するサイドバーナ(丸印に×)とが互いに対向するように配置されている。このため、図10(b)では、紙面の裏側から手前側へ火炎を噴射するサイドバーナ(丸印に小白丸)と、紙面の手前側から裏前へ火炎を噴射するサイドバーナ(丸印に×)とが重なって示されている。このような配置は、炉幅が広いとサイドバーナの火炎の長さが取りにくくなるため、かつ、サイドバーナを対向させても炉幅が広く互いのサイドバーナが影響し合わないため、サイドバーナを両側に設けている。この場合においても、サイドバーナが上側および下側に設けられており、図1と同様に、上下一対の2本ずつのサイドバーナ(図10(b)に示す点線枠内の4本)を調整することにより、炉内において鋼板200の長手方向に垂直な断面における雰囲気を制御することができる。すなわち、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、上下一対の2本ずつのサイドバーナ(図10(b)に示す点線枠内の4本)となる。
As shown in FIG. 10, the arrangement of another side burner is employed when the furnace width is wide, and is provided so that the side burners face each other. In FIG. 10B, there are a side burner (a small white circle on a circle) that injects a flame from the back side of the paper surface to the front side, and a side burner (× on the circle symbol) that injects a flame from the front side of the paper surface to the front side. It arrange | positions so that it may mutually oppose. For this reason, in FIG.10 (b), the side burner which injects a flame from the back side of a paper surface to this side (small white circle on a circle mark), and the side burner which injects a flame from the near side of a paper surface to the front side (in a circle mark). X) is shown overlapping. Such an arrangement makes it difficult to take the flame length of the side burner when the furnace width is wide, and even if the side burners face each other, the furnace width is wide and the side burners do not affect each other. Are provided on both sides. Also in this case, the side burners are provided on the upper side and the lower side, and a pair of upper and lower side burners (four in the dotted frame shown in FIG. 10B) are adjusted in the same manner as in FIG. By doing so, the atmosphere in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the steel plate 200 can be controlled in the furnace. That is, the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) are a pair of upper and lower side burners (four in the dotted frame shown in FIG. 10B). )
次に、図11に示すように、さらに別のサイドバーナの配置は、サイドバーナを間引いて使う場合や、元々対面に設けられたサイドバーナが上下方向に千鳥に配置されている場合の配置であって、対面点火かつ上下千鳥になるように設けられている。図11(b)におけるサイドバーナの表記は図10(b)と同じである。この場合においては、2列分のサイドバーナ(図11(b)に示す点線枠内の4本)を調整することにより、炉内において鋼板200の長手方向に垂直な断面における雰囲気を制御することができる。すなわち、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、2列分のサイドバーナ(図11(b)に示す点線枠内の4本)となる。 Next, as shown in FIG. 11, another side burner is arranged when the side burner is thinned or used, or when the side burners originally provided on the opposite side are arranged in a staggered manner in the vertical direction. Therefore, it is provided to be face-to-face ignition and staggered up and down. The notation of the side burner in FIG. 11B is the same as that in FIG. In this case, the atmosphere in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the steel plate 200 is controlled in the furnace by adjusting the side burners for two rows (four in the dotted frame shown in FIG. 11B). Can do. That is, the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) are side burners for two rows (four in the dotted frame shown in FIG. 11B). .
次に、図12に示すように、さらに別のサイドバーナの配置は、対面千鳥かつ上下千鳥になるように設けられている。図12(b)におけるサイドバーナの表記は図10(b)と同じである。この場合においては、2列分のサイドバーナ(図12(b)に示す点線枠内の4本)を調整することにより、炉内において鋼板200の長手方向に垂直な断面における雰囲気を制御することができる。2列分のサイドバーナ(図12(b)に示す点線枠内の4本)となる。ただし、この場合、隣接するサイドバーナの間隔が狭いことが好ましい。 Next, as shown in FIG. 12, the arrangement of another side burner is provided so as to be a staggered face and a staggered top and bottom. The notation of the side burner in FIG.12 (b) is the same as FIG.10 (b). In this case, the atmosphere in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the steel plate 200 is controlled in the furnace by adjusting the side burners for two rows (four in the dotted line frame shown in FIG. 12B). Can do. There are two rows of side burners (four in the dotted frame shown in FIG. 12B). However, in this case, it is preferable that the interval between adjacent side burners is narrow.
なお、上述したように、これらの酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)の数は、炉長、バーナ数、バーナ配置等により、本発明の効果(炉内の長手方向に垂直な断面における雰囲気を調整でき良好に溶融亜鉛めっき)が発現できるように適宜設定される。したがって、本発明において、酸化帯隣接バーナ(B帯のサイドバーナ)および還元帯隣接バーナ(D帯のサイドバーナ)は、このような本数および配置に限定されるものではない。 As described above, the number of these oxidation zone adjacent burners (B zone side burners) and reduction zone adjacent burners (D zone side burners) depends on the furnace length, the number of burners, the burner arrangement, and the like. It is suitably set so that the effect (atmosphere in a cross section perpendicular to the longitudinal direction in the furnace can be adjusted and hot dip galvanization can be exhibited). Therefore, in the present invention, the oxidation zone adjacent burner (B zone side burner) and the reduction zone adjacent burner (D zone side burner) are not limited to such numbers and arrangements.
ところで、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。また、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、たとえば、運転条件、操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。 By the way, this invention is not limited to embodiment mentioned above, The shape, structure, material, combination, etc. of each member can be suitably changed in the range which does not change the essence of invention. Further, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions, operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. However, matters that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.
100 溶融亜鉛めっき設備
110 予熱帯
120 無酸化帯
130 酸化帯
140 還元帯
150 冷却帯
160 スナウト
170 めっきポッド
180 ロール
200 鋼板
210 溶融亜鉛めっき鋼板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Hot-dip galvanization equipment 110 Pre-tropical 120 Non-oxidation zone 130 Oxidation zone 140 Reduction zone 150 Cooling zone 160 Snout 170 Plating pod 180 Roll 200 Steel plate 210 Hot-dip galvanized steel plate
Claims (7)
前記酸化帯における酸化雰囲気を安定化すべく、前記酸化帯に設置されたバーナのうち、還元帯に隣接する少なくとも上下1本ずつのバーナである還元帯隣接バーナの空気比が、酸化帯の他の全てのバーナの空気比より高く、かつ、前記還元帯から流入する還元ガスを燃焼するような空気比に設定されていることを特徴とする溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉。 An annealing furnace of a hot dip galvanizing facility for hot-dip galvanizing a steel sheet using an oxidation-reduction method. The annealing furnace burns combustion gas having an air ratio of less than 1 with an open flame burner arranged above and below the steel sheet. The combustion gas having an air ratio of 1 or more is burned by a non-oxidation zone that heats the steel plate so as not to oxidize, and a direct-fired burner that is disposed downstream of the non-oxidation zone and disposed above and below the steel plate. An oxidation zone that oxidizes and heats the steel plate, a reduction zone that is disposed downstream of the oxidation zone and that reduces the oxide film on the surface of the oxidized steel plate in a reducing gas atmosphere containing hydrogen, and In the annealing furnace of the hot dip galvanizing equipment where gas flows from the outlet side of the reduction zone in the direction opposite to the feed direction of the steel sheet,
In order to stabilize the oxidation atmosphere in the oxidation zone, among the burners installed in the oxidation zone, the air ratio of the reduction zone adjacent burner that is at least one burner adjacent to the reduction zone is An annealing furnace of a hot dip galvanizing facility, characterized in that it is set to an air ratio that is higher than the air ratio of all burners and burns the reducing gas flowing in from the reduction zone.
前記還元帯から流入する還元ガスを燃焼して燃焼後のガス中の酸素濃度が、酸化帯のバーナに設定した空気比で実現される酸素濃度と同じになるように、前記還元帯隣接バーナの空気比が設定されていることを特徴とする、請求項2に記載の溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉。 The air ratio of the burner in the oxidation zone is set to 1 or more,
Combustion of the reducing gas flowing from the reduction zone, and the oxygen concentration in the gas after combustion is the same as the oxygen concentration realized by the air ratio set in the burner of the oxidation zone, The annealing furnace for hot dip galvanizing equipment according to claim 2, wherein an air ratio is set.
前記酸化帯から流入する酸素ガスを燃焼して燃焼後のガス中の酸素濃度が、無酸化帯のバーナに設定した空気比で実現される酸素濃度と同じになるように、前記酸化帯隣接バーナの空気比が設定されていることを特徴とする、請求項2又は3に記載の溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉。 The air ratio of the non-oxidizing zone burner is set to less than 1,
Combustion of the oxygen gas flowing from the oxidation zone, and the oxygen concentration in the burned gas is the same as the oxygen concentration realized by the air ratio set in the non-oxidation zone burner. The annealing furnace of the hot dip galvanizing equipment according to claim 2 or 3, wherein an air ratio is set.
前記酸化帯における酸化雰囲気を安定化すべく、前記酸化帯に設置されたバーナのうち、還元帯に隣接する少なくとも上下1本ずつのバーナである還元帯隣接バーナの空気比が、酸化帯の他の全てのバーナの空気比より高く、かつ、前記還元帯から流入する還元ガスを燃焼するような空気比が設定されていることを特徴とする溶融亜鉛めっき設備の焼鈍炉の操業方法。 An annealing furnace of a hot dip galvanizing facility for hot-dip galvanizing a steel sheet using an oxidation-reduction method. The annealing furnace burns combustion gas having an air ratio of less than 1 with an open flame burner arranged above and below the steel sheet. The combustion gas having an air ratio of 1 or more is burned by a non-oxidation zone that heats the steel plate so as not to oxidize, and a direct-fired burner that is disposed downstream of the non-oxidation zone and disposed above and below the steel plate. An oxidation zone that oxidizes and heats the steel plate, a reduction zone that is disposed downstream of the oxidation zone and that reduces the oxide film on the surface of the oxidized steel plate in a reducing gas atmosphere containing hydrogen, and In the operation method of the annealing furnace of the hot dip galvanizing equipment, the gas flows from the outlet side of the reduction zone in the direction opposite to the feeding direction of the steel sheet.
In order to stabilize the oxidation atmosphere in the oxidation zone, among the burners installed in the oxidation zone, the air ratio of the reduction zone adjacent burner that is at least one burner adjacent to the reduction zone is An operating method of an annealing furnace of a hot dip galvanizing facility, characterized in that an air ratio is set to be higher than the air ratio of all burners and to burn reducing gas flowing in from the reduction zone.
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