特許 7520939 金属ストリップの浸漬コーティング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-12

(45)【発行日】2024-07-23

(54)【発明の名称】金属ストリップの浸漬コーティング方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 2/00 20060101AFI20240716BHJP

   C23C 2/40 20060101ALI20240716BHJP

   C23C 2/02 20060101ALI20240716BHJP

【ＦＩ】

C23C2/00

C23C2/40

C23C2/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022180091

(22)【出願日】2022-11-10

(62)【分割の表示】P 2020565779の分割

【原出願日】2019-04-03

(65)【公開番号】P2023025027

(43)【公開日】2023-02-21

【審査請求日】2022-12-09

(31)【優先権主張番号】PCT/IB2018/053726

(32)【優先日】2018-05-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IB

(73)【特許権者】

【識別番号】515214729

【氏名又は名称】アルセロールミタル

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アンヘル・ガルシア・マルティーノ

(72)【発明者】

【氏名】イノセンシオ・ガルシア－チャパ

【審査官】▲辻▼ 弘輔

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１８７２２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０６８０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１５１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２０９３１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ ２／００－２／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属ストリップ（１９）の連続溶融コーティング装置であって、
焼鈍炉と、
液体金属浴を収容するタンク（１８）と、
焼鈍炉と前記タンクとを接続する筒口であって、金属ストリップが保護雰囲気において筒口を走行し、前記筒口の下部である、筒口先端部（１）が、浴の表面と共に、この筒口（２）の内側によって、液体シールをもたらすために、液体金属浴中に少なくとも部分的に浸漬される筒口と、
固定具（４）を介して筒口に取り付けられた、独立したオーバーフロー（３）であって、前記オーバーフローは少なくとも一つのトレイ（５）を備え、該トレイは前記液体金属浴に入るときにストリップの近傍に配置され、かつ前記液体シールによって包囲されるオーバーフローと、
を備え、
前記固定具が前記筒口の上部（６）に取り付けられ、
前記トレイが、
－液体シールの表面に向かって方向づけられた、ストリップの一方の側に面する内壁（７）であって、該内壁の上縁（８）が前記浴の表面の下に配置される内壁と、
－液体シールの表面に向かって方向づけられた、前記筒口に対向する外壁（９）であって、該外壁の上縁（１０）が前記浴の表面より上方に位置する外壁と、
－前記外壁の下縁と内壁の下縁との間の接続部（１１）と、
－壁（１２）であって、それぞれが前述の壁の端部を共有し前述の縁の全てを接続する壁と、
－外壁上縁よりも低い内壁上縁と、
から形成され、
トレイの第１の内壁（７）の上縁が、長手方向に、一連の中空部および突起（１４）を備える、
装置。

【請求項2】

前記オーバーフロー（３）は、このトレイ（５）内の液体金属の自然な流れを設定するために、液体金属のレベルを液体シールの表面より下のレベルに維持する手段（１３）を備え、前記液体金属の自然な流れは、金属酸化物粒子および金属間化合物粒子が液体金属の流れに対して向流として上昇することを防止するために５０ｍｍより大きい、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記トレイは、前記固定具（４）に取り付けられた支持部品（１５）によって支持され、前記支持部品が、前記筒口に接触することなく前記固定具（４）から前記液体シールまで達する、請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記固定具（４）は、前記トレイ（５）内の液体金属のレベルを維持するための手段を保持する、請求項１～３のいずれかに記載の装置。

【請求項5】

前記支持部品（１５）を複数の部品で形成することができる、請求項３に記載の装置。

【請求項6】

前記オーバーフロー（３）が、前記金属ストリップに対して対称に配置された２つのトレイから構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記筒口に取り付けられた前記オーバーフロー（３）が垂直移動可能な、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記筒口に取り付けられた前記オーバーフロー（３）が、前記トレイ（５）の長さに対して垂直、水平移動可能な、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれかに記載の装置において、溶融浸漬コーティングによって金属コーティングを堆積させる方法であって、
－焼鈍炉で鋼板の再結晶焼鈍を行うことと、
－鋼板を焼鈍炉から筒口内で溶融浸漬コーティング浴へ通過させることと、
－前記溶融金属浴中で焼鈍鋼板の溶融浸漬コーティングを行うことと、
を備える方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属ストリップの溶融浸漬コーティング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

コーティングプロセス中、浴へのストリップの進入位置は、異なる要因、例えば、ストリップ進入位置および／または浴レベルの変化により、時間と共に変化する。したがって、オーバーフローの最適位置は変化する。そのため、プロセス中にオーバーフローをシフトさせて最適な位置に移動させる必要がある。

【0003】

また、使用中には、種々の影響により装置が劣化したり、故障したりする。例えば、筒口（ｓｎｏｕｔ）の浸漬部分は腐食を受け、ポンプまたはオーバーフローのレベルインジケータは動作不良を起こす。これらの問題を克服するために、筒口またはオーバーフローの一部を交換または修理する必要があり、このような作業は、ストリップの切断、生産性の低下および製造コストの上昇につながる。

【0004】

仏国特許発明第２８１６６３９号明細書は、金属ストリップの連続浸漬コーティング装置に関する。この装置は、筒口にオーバ－フローを付加することにより、ストリップの欠陥密度を減少させることで、その表面品質を改善する。そうするために、オーバーフローは筒口の延長部に設置され、ストリップ付近のドロスを収集する。

【0005】

国際公開第２０１７／１８７２２５号には、金属ストリップの連続浸漬コーティング装置が記載されている。この装置は、上述の仏国特許発明第２８１６６３９号明細書からの装置を改良し、ストリップに留意して筒口およびオーバーフローの位置調整を可能にする。そのために、筒口は、金属ストリップに対して第１の回転軸周りに回転する可動排出箱を装備し、排出箱はシース上部と比較して第２の回転軸周りを回転移動する。さらに、シース上部と比較して排出箱の回転を許容する関節部は連結旋回軸である。

【0006】

しかしながら、上記の装置を使用することによってオーバーフローの正しい設定をすることは複雑であり、適切に取り扱われなければ不適切な位置決めにつながる可能性がある。設定の複雑さは、垂直変位のない水平変位を作ることによりオーバーフローの両側の高さを等しくすることの困難さによる。さらに、これは、より高い故障確率につながる多くの機構を必要とする。さらに、１つの部品が破損した場合、それを修理するためには、筒口全体を取り外し、時には交換しなければならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】仏国特許発明第２８１６６３９号明細書

【文献】国際公開第２０１７／１８７２２５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、より単純でより信頼性の高いオーバーフロー調整装置ならびにその交換を容易にするものを見出す必要がある。この解決策はまた、オーバーフローの正確な位置決めを容易にしなければならない。さらに、ストリップを切断することなくオーバーフローを取り外すことができ、その結果ストリップが長いままの状態を保ち、製造への影響を低減することができれば、非常に有利である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的は、請求項１に記載の装置を提供することによって達成される。この装置はまた、請求項２～１１の任意の特徴を具備することができる。この目的は、請求項１２に記載の方法を提供することによっても達成される。

【0010】

本発明の他の特徴および利点は、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【0011】

本発明を説明するために、非限定的な例の様々な実施形態および試行を、特に以下の図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】使用中の本発明を示す。

【図2】本発明の異なる要素を示す。

【図3】本発明の異なる要素の分解図である。

【図4】オーバーフロー、ポンプ、およびレベルインジケータの拡大図である。

【図5】オーバーフロー、ポンプおよびレベルインジケータの上方からの拡大図である。

【図6】オーバーフロー、ポンプ、およびレベルインジケータの側面図である。

【図7】トレイの構成を示す図である。

【図8】トレイの異なる構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明は、金属ストリップの連続溶融コーティング装置であって、焼鈍炉と、液体金属浴を収容するタンクと、焼鈍炉と前記タンクとを接続する筒口とを備え、金属ストリップが保護雰囲気中を走行し、前記筒口の下部、筒口先端が、浴の表面と共に、この筒口の内側に、液体シールと、筒口固定具に取り付けられた、独立したオーバーフローとを画定するために、液体金属浴中に少なくとも部分的に浸漬され、前記オーバーフローは、前記液体金属浴に入るときにストリップの近傍に配置され、前記液体シールによって包囲される少なくとも一つのトレイを備える装置に関する。

【0014】

言い換えれば、筒口の一端は、焼鈍炉端部において、通常は高くなっており、他端は液体金属浴表面のわずかに下にあってシールを形成する。このような配置は、金属ストリップが液体金属浴に到達するまで、金属ストリップを焼鈍炉からの酸化から保護することを目的とする。オーバーフローは、筒口によって取り囲まれた液体金属浴の表面に位置する。前記筒口は、サボット（ｓａｂｏｔ）と呼ぶこともできる。

【0015】

従来技術では、オーバーフローを清掃し、修理し、または交換するために、オーバーフローのみを容易かつ迅速に取り外すことは不可能であるように思われる。さらに、筒口の前部または大部分を取り外すことなく、浴に接触している筒口部分のみを取り外し、それを交換または清掃することも可能ではないように思われる。これに対し、本発明の装置によれば、筒口全体を取り外すことなく、オーバーフローを容易に取り外すことができる。さらに、筒口全体またはその大部分を取り外すことなく、コーティング中に少なくとも部分的に浸漬された部分を、筒口から分離することが可能である。

【0016】

有利には、前記固定具は、筒口の上部に取り付けられる。このような固定具は、オーバーフローが取り外されるときに、筒口先端の取り外しを可能にする。

【0017】

有利には、前記トレイは、液体シールの表面に向けられたストリップの一方の側に面する内壁であって、その上縁が前記浴の表面の下に位置する内壁と、液体シールの表面に向けられた筒口に面する外壁であって、その上縁が前記浴の表面より上方に位置する外壁と、前記外壁と内壁の下縁との間の接続部分と、全ての縁と、外壁の上縁よりも下の内壁の上縁とを接続する、前述の壁の各共有端における壁と、によって形成される。

【0018】

有利には、前記オーバーフローには、このトレイ内の液体金属の自然な流れを設定するために、液体金属のレベルを液体シールの表面の下のレベルに維持するための手段が設けられ、前記液体金属の自然な流れは、金属酸化物粒子および金属間化合物粒子が液体金属の流れに対して向流として上昇するのを防止するために、５０ｍｍを超える。トレイ内の液体金属のレベルを維持するための可能な手段は、レベルインジケータおよびポンプであってもよく、両方ともオーバーフローに接続される。ポンプは、オーバーフローから液体金属を吸い上げ、それを浴中に放出する。

【0019】

有利には、トレイの第１の内壁の前記上縁は、長手方向に、一連の中空部および突起を備える。見かけ上、それは、ストリップ上のコーティングの飛沫を低減または抑制し、壁に沿った流れを和らげることを可能にする。

【0020】

有利には、前記トレイは、固定具に取り付けられた支持部品によって支持され、前記支持部品は、筒口に接触することなく、固定具から液体シールに達する。

【0021】

有利には、前記支持部品は、トレイ内の液体金属のレベルを維持するための手段を保持することもできる。

【0022】

有利には、前記支持部品は、複数の部品から形成することができる。

【0023】

有利には、前記オーバーフローは、少なくとも１つのトレイから構成される。明らかに、前記トレイが金属ストリップを連続的に取り囲むことが可能である。

【0024】

有利には、前記オーバーフローは、金属ストリップに対して対称に配置された２つのトレイから構成される。

【0025】

有利には、筒口に取り付けられた前記独立したオーバーフローは、垂直に移動させることができる。明らかに、このような移動は、筒口に沿ったパネルの変位を通して行うことができる。オーバーフローを垂直にシフトするもう１つの方法は、ナットとボルトを使用することである。この移動によって、浴のレベルに応じてオーバーフローをより良好に位置決めすることができる。

【0026】

有利には、筒口に取り付けられた前記独立したオーバーフローは、トレイの長さに対して水平に、垂直に移動させることができる。明らかに、このような移動は、Ｕ字型部品２１に沿ったＴ字型部品２５の変位を通して行うことができる。この変位は、オーバーフローのより良い位置決めを可能にする。それは、ストリップから正しい距離にオーバーフローを設定することを可能にする。

【0027】

また、本発明は、前述の設備において、溶融浸漬コーティングによって金属コーティングを堆積させる方法にも関し、この方法は、
－焼鈍炉で鋼板の再結晶焼鈍を行うことと、
鋼板を焼鈍炉から筒口内で溶融浸漬コーティング浴へ通過させることと、
浴中で焼鈍鋼板の溶融浸漬コーティングを行うことと、
を備える。

【0028】

また、本発明は、前述したような設備において、溶融浸漬コーティングプロセスから筒口の摩耗した下部を交換するための方法にも関し、
－オーバーフローが取り外され、および／または筒口の取り外し可能な下部が取り外され、新しいものと交換される。

【0029】

以下の説明は、金属ストリップの連続的な亜鉛めっき装置に関するものである。しかし、本発明は、表面汚染物質が存在し、液体シールが清浄なままでなければならず、オーバーフローを容易に取り外す必要がある連続コーティングのあらゆるプロセスに適用可能である。

【0030】

冷間圧延部の後、金属ストリップは、冷間圧延による歪硬化後の金属ストリップを再結晶化し、亜鉛めっき中に生じる化学反応を増加させる表面状態を作製するために、還元性雰囲気中で焼鈍炉（図示せず）を通過する。

【0031】

焼鈍炉では、金属ストリップは、一般に６５０～９００℃で構成される温度に加熱される。その直後、金属ストリップ１９は、図１に描かれているような亜鉛めっき設備を通過する。

【0032】

この設備は、焼鈍炉（図示せず）と、液体金属浴を収容するタンク１８とを備え、前記液体金属浴は、一般に、アルミニウムおよび鉄などの化学元素、ならびに場合によってはマグネシウムおよびアンチモンなどの添加元素を含む液体亜鉛から構成される。浴温度は一般に約４６０℃である。

【0033】

焼鈍炉の後、金属ストリップは、浴の１つに近い温度まで冷却され、次いで、金属液体浴２０に浸漬される。

【0034】

この浸漬の間、浴中に存在する元素に応じて金属間合金、一般にＦｅ-Ｚｎ-Ａｌが形成され、乾燥後に金属ストリップと前記金属ストリップ上の残りの亜鉛との間の連係を保証することができる。

【0035】

図２および図３に示されるように、オーバーフローを筒口に取り付ける固定具の一部はＵ字形（金属）バー２１で作られている。Ｕ字形バー２１の一端は、筒口に取り付けられたパネル２２で終端している。ナットおよびボルト２３は、Ｕ字形バー２１をＴ字形（金属）部材２４の矩形パネルに取り付けるために使用される。前述したように、Ｔ字形部材２４は、水平に配置された矩形パネルと、垂直に配置されたＵ字形バーとからなる。２つのバーは、ナットおよびボルトが２回それらを通過するように配向される。一方のＴ字形バーの矩形側ではない方の先端２５はレベルインジケータに取り付けられ、一方、第２の棒２６はポンプに取り付けられる。

【0036】

図４、図５および図６に示す拡大図は、オーバーフローを示す。それは、レベルインジケータ、ポンプ、支持体、およびオーバーフローを具備する。支持体は中空管で作られている。１本の管は水平で、２本の小さな垂直管が水平管の両側に垂直に取り付けられている。２本の管を水平の管に取り付け、小さな垂直の管に垂直に取り付ける。短い直線状セグメントの後、それらは上方に湾曲される。湾曲した中空管の端部には、トレイが取り付けられる。このシステム全体は、トレイ内部の液体がトレイからポンプおよびレベルインジケータに流れることを可能にする。トレイは筒口の近傍に配置され、液体シールによって包囲される。

【0037】

図４および図５に示されているように、トレイ５は、液体シールの表面に向かって、ストリップの一方の側に面する内壁７と、内壁が前記浴の表面の下に配置される上縁８と、液体シールの表面に向かって、筒口に面する外壁９と、外壁１０の上縁であって、浴２０の表面の上に配置されている上縁と、前記外壁と内壁の各下縁２７および２８との間の接続部１１と、全ての縁を接続する前述の壁の各共有縁部にある壁１２と、によって形成されている。内壁縁部上端は、外壁上端よりも低い。

【0038】

図８から分かるように、内壁は、ストリップに向かってわずかに傾斜させることができ、ストリップ上の飛沫を減少させることができる。

【0039】

当業者は、オーバーフローの幅がストリップの幅よりも広くなければならないことに留意すべきである。

【0040】

例
例１
特定の実施形態では、本発明の教示を使用して、浴の長さは３９００ｍｍ、その幅は２７２０、筒口の長さは２３００ｍｍ、幅は５２５ｍｍであり、１３００ｍｍ幅のストリップの通過を可能にする。使用時、筒口先端の高さは１２８３ｍｍである。トレイは、長さが１４５０ｍｍ、幅および外壁の高さが１５０ｍｍ、内壁の高さが１００ｍｍである。

【0041】

固定部のＵ字形部は長さ６００ｍｍ、固定部のＴ字形部は高さ７５０ｍｍであり、支持部材となる。

【0042】

支持部材を構成する中空管の直径は８００ｍｍである。支持部材は長さ６２０ｍｍ、高さ３９０ｍｍである。

【0043】

レベルは、代表的な小さなタンク（３５０×２５０×４８５ｍｍ）と、溶融液の高さを測定する精密レーザーで構成されている。

【0044】

ポンプは市販の溶湯ポンプである。

【0045】

内壁の上部は浴側から１２０ｍｍ下、外壁は浴側から７０ｍｍ下にある。トレイは、一方の側で支持部材に固定される。

【0046】

例２
好ましい実施形態では、（仏国特許発明第２８１６６３９号明細書のような）古典的なオーバーフローは、この特許に記載されたオーバーフローに置き換えられている。

【0047】

古典的なオーバーフローでは、オーバーフローを変更するために必要なステップは、一般に以下の通りである。
Ａ）ラインを停止する、
Ｂ）冷却する（待機する）、
Ｃ）浴のハードウェアを取り外す、
Ｄ）ポットを下降させる、
Ｅ）ポットをガレージ位置に移動する、
Ｆ）プラットフォームを取り付ける、
Ｇ）ストリップを切断する、
Ｈ）筒口を（オーバーフローと共に）取り外す、
Ｉ）新しい筒口を（オーバーフローと共に）取り付ける、
Ｊ）ストリップを固定する、
Ｋ）ストリップを溶接する、
Ｌ）プラットフォームを取り外す、
Ｍ）ポットをガレージ位置から移動する、
Ｎ）ポットを上昇させる、
Ｏ）浴のハードウェアを取り付ける、
Ｐ）筒口を不活性にする、
Ｑ）加熱する、
Ｒ）ラインを再始動する。

【0048】

この手順は、古典的なオーバーフローが使用される場合、約２４時間かかる。一方、取り外し可能なオーバーフローが取り付けられる場合、ステップＡ、Ｆ（裏側）、Ｈ（オーバーフローのみ）、Ｉ（オーバーフローのみ）、ＬおよびＲのみが行われる。したがって、取り外し可能なオーバーフローの交換は４時間しかかからず、保守停止中の交換が可能になる。さらに、ストリップは切断されてから溶接される必要はない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】