帯鋼連続溶融亜鉛めっき焼鈍

高効率省エネ設計

帯鋼用連続溶融亜鉛めっき焼鈍炉ライニングの設計と施工

連続溶融亜鉛めっき鋼板焼鈍装置-1

鋼板用連続溶融亜鉛めっき焼鈍装置-2

概要:

溶融亜鉛めっきプロセスは、前処理方法の違いにより、インラインめっきとアウトオブラインめっきの2種類に分けられます。帯鋼用連続溶融亜鉛めっき焼鈍炉は、インラインめっき工程中に溶融亜鉛めっきされた原板を加熱する焼鈍装置です。製造工程の違いにより、帯鋼用連続溶融亜鉛めっき焼鈍炉は、垂直型と水平型の2種類に分けられます。水平型炉は、一般的な直通型連続焼鈍炉に似ており、予熱炉、還元炉、冷却部の3つの基本部分で構成されています。垂直型炉はタワー型炉とも呼ばれ、加熱部、均熱部、冷却部で構成されています。

帯鋼連続焼鈍炉のライニング構造

連続溶融亜鉛めっき鋼板焼鈍装置 01

タワー構造炉

(1)加熱部(予熱炉)は液化石油ガスを燃料とし、炉壁の高さ方向にガスバーナーを配置しています。鋼板は炉内ガスの向流加熱を受け、弱い酸化雰囲気となります。加熱部(予熱炉)は馬蹄形構造で、上部とバーナーノズルが並ぶ高温部は高温・高風量のため、炉壁ライニングにはCCEFIRE高アルミ軽量レンガ、断熱レンガ、ケイ酸カルシウム板などの軽量耐火材料が採用されています。加熱部(予熱炉)の低温部(鋼板進入部)は温度が低く、高風量のため、CCEWOOLセラミックファイバーモジュールがライニング材としてよく使用されています。

各部の壁面ライニング寸法は以下のとおりです。
A. 加熱部(予熱炉)の上部。
炉上部のライニングにはCCEFIRE高アルミニウム軽量耐火レンガが選ばれています。
B. 加熱部(予熱炉)の高温部(ストリップタッピング部)

高温ゾーンのライニングは、常に次の材料の層で構成されます。
CCEFIRE高アルミニウム軽量レンガ(壁ライニングの高温表面)
CCEFIRE断熱レンガ
CCEWOOL ケイ酸カルシウムボード(壁ライニングの冷間面)
低温部にはジルコニウムを配合したCCEWOOLセラミックファイバーモジュール(体積密度200Kg/m3)をライニングに使用しています。

(2)均熱部(還元炉)では、ガス輻射管をストリップ還元炉の熱源として用い、ガス輻射管を炉の高さ方向に配置しています。ストリップは2列のガス輻射管の間を走行し、加熱されます。炉内には還元炉ガスが流入し、同時に常に正圧運転が維持されます。CCEWOOLセラミックファイバーは、正圧・還元雰囲気下では耐熱性と断熱性が大幅に低下するため、炉ライニングの耐火性と断熱性を確保し、炉重量を最小限に抑える必要があります。また、炉ライニングはスラグの落下を防ぎ、亜鉛メッキ原板の表面が滑らかで清潔であるように厳密に管理する必要があります。還元部の最高温度が950℃を超えないことを考慮し、均熱部(還元炉)の炉壁には、CCEWOOLセラミックファイバーブランケットまたは綿を2層の耐熱鋼板で挟んだ高温断熱層構造を採用しています。つまり、CCEWOOLセラミックファイバーブランケットまたは綿層が2枚の鋼板の間に敷設されています。セラミックファイバー中間層は、以下のセラミックファイバー製品で構成されています。
高温面の耐熱鋼板層にはCCEWOOLジルコニウム繊維ブランケットを採用。
中間層にはCCEWOOL高純度セラミックファイバーブランケットを採用。
冷表面鋼板の隣の層にはCCEWOOL普通セラミック繊維綿を使用しています。
均熱部(還元炉)の上部および壁面も上記と同様の構造を採用しており、炉内では75%のH2と25%のN2を含む還元炉ガスが維持され、鋼板の再結晶焼鈍と鋼板表面の酸化鉄の還元が行われます。

(3)冷却部:空冷輻射管により、鋼板を均熱部(還元炉)の炉温(700~800℃)から亜鉛めっき温度(460~520℃)まで冷却し、冷却部は還元炉ガスを維持します。
冷却部のライニングにはCCEWOOL高純度セラミックファイバーブランケットのタイル構造を採用しています。

(4)加熱部(予熱炉)、均熱部(還元炉)、冷却部等の接続部

上図から分かるように、溶融亜鉛めっき前の冷間圧延鋼板の焼鈍工程は、加熱、均熱、冷却などの工程を経る必要があり、各工程はそれぞれ予熱炉、還元炉、冷却室と呼ばれる異なる構造の独立した炉室で行われ、連続鋼板焼鈍ユニット(または焼鈍炉)を構成しています。焼鈍工程中、鋼板は最大線速度240m/分で上記の独立した炉室を連続的に通過します。鋼板の酸化を防止するため、連結部によって独立室間の連結が実現され、独立炉室の接合部における鋼板の酸化を防止するだけでなく、密閉性と保温性も確保されます。

各独立室間の接続部には、セラミックファイバー材をライニング材として採用しています。具体的な材質と構造は以下のとおりです。
ライニングにはCCEWOOLセラミックファイバー製品とタイル状セラミックファイバーモジュールの全繊維構造を採用しています。つまり、ライニングの高温面はCCEWOOLジルコニウム含有セラミックファイバーモジュール、冷温面はCCEWOOL通常のセラミックファイバーブランケットです。

連続溶融亜鉛めっき鋼板焼鈍装置 03

水平構造炉
横型炉の各部の異なる技術要件に応じて、炉は5つのセクションに分けられます。予熱セクション(PHセクション)、非酸化加熱セクション(NOFセクション)、均熱セクション(放射管加熱還元セクション;RTFセクション)、急速冷却セクション(JFCセクション)、ステアリングセクション(TDSセクション)です。具体的なライニング構造は以下のとおりです。

(1)予熱部:
炉頂部および炉壁には、CCEWOOLセラミックファイバーモジュールとセラミックファイバーブランケットを積層した複合炉ライニングを採用しています。低温部ライニングには、厚さ25mmに圧縮されたCCEWOOL 1260ファイバーブランケットを1層、高温部ライニングにはCCEWOOLジルコニウム含有繊維折り畳みブロックを使用しています。高温部ライニングには、CCEWOOL 1260ファイバーブランケットを1層、高温部ライニングにはセラミックファイバーモジュールを使用しています。
炉底は軽量粘土レンガとセラミックファイバーモジュールの積層複合ライニングを採用しており、低温部は軽量粘土レンガとジルコニウム含有セラミックファイバーモジュールの複合構造を採用し、高温部は軽量粘土レンガとセラミックファイバーモジュールの複合構造を採用しています。

(2)酸化加熱部なし:
炉の上部はセラミックファイバーモジュールとセラミックファイバーブランケットの複合構造を採用し、背面ライニングには1260枚のセラミックファイバーブランケットを採用しています。
炉壁の共通部品:CCEFIRE軽量高アルミナ質レンガ+CCEFIRE軽量断熱レンガ(体積密度0.8kg/m3)+CCEWOOL 1260セラミックファイバーブランケット+CCEWOOLケイ酸カルシウムボードの複合炉ライニング構造。
炉壁のバーナーは、CCEFIRE軽量高アルミナ質レンガ+CCEFIRE軽量断熱レンガ(体積密度0.8kg/m3)+1260CCEWOOLセラミックファイバーブランケット+CCEWOOLケイ酸カルシウムボードの複合炉ライニング構造を採用しています。

(3)浸漬部:
炉の上部にはCCEWOOLセラミックファイバーボードブランケットの複合炉ライニング構造を採用しています。


投稿日時: 2021年5月10日

技術コンサルティング

技術コンサルティング