JP2011080114A

JP2011080114A - 連続焼鈍炉の入側シール装置

Info

Publication number: JP2011080114A
Application number: JP2009233546A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Harada; 新太郎原田; Keiji Ogushi; 圭二大串
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-04-21

Abstract

【課題】炉内からの高温雰囲気ガスの漏出を、少ないメンテナンスで、長期間に亘って効果的に防止することができる連続焼鈍炉の入側シール装置を提供すること。
【解決手段】鋼板Ｓを連続焼鈍する連続焼鈍炉１０の入側シール装置２０において、連続焼鈍炉の入側に連続焼鈍炉の炉殻１２を水封する水タンク２１を設け、水タンクの中に鋼板を駆動するロール２２を設け、水タンクの出側に鋼板を乾燥及び予熱する乾燥・予熱炉２５を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板を連続焼鈍する連続焼鈍炉の入側（鋼板入口）をシールするシール装置に関する。

連続焼鈍炉は鋼板を連続的に熱処理するための炉であり、炉内は窒素と水素の混合ガスで満たされている。連続焼鈍炉の入側には、鋼板を通し、炉内ガスを漏らさないシール装置が必要である。

従来、鋼板の連続焼鈍炉の入側に設けられるシール装置には、図２に示すように、セラミックボードやフェルト等の鋼板１０２よりも硬度の低い耐熱材料で作られたシールパット１０１を連続焼鈍炉１０５の入側１０５ａに設置することによって鋼板１０２を挟むようにしてシールするものがある。

しかし、このようなシール装置では、鋼板の反りや移送時のバタツキによりシールパットの摩耗や破損が短期間に発生し、その都度、連続焼鈍炉を停止してシールパットの交換を行うか、又は炉内圧力を一定に保つために雰囲気ガスの投入量を増加する必要がある。また、連続焼鈍炉においては、色々な板厚の鋼板を連続的に通板するが、板厚の違いにより、シール性に違いが発生し、漏れる炉内ガスの流量が変わることになってしまう。

一方、図３に示すように、同一レベルに配置した一対又は複数対のシールロール１０３ａ，１０３ｂを、アクチュエータ１０４ａ，１０４ｂで鋼板１０２に対して移動させることによって鋼板１０２を挟んでシールするものもある。

しかし、このように同一レベルに配置した金属製のシールロールによって鋼板を挟むと、鋼板の表面に付着した異物を強圧して鋼板に押込み疵を発生させたり、軽微なシールロールの熱変形でもロール同士が接触して回転抵抗が大きくなり、駆動モータがトリップしてラインを停止させる場合がある。

したがって、一般に、金属製のシールロールを用いたシール装置では、シールロール１０３ａ，１０３ｂの表面と、鋼板１０２との間に隙間を持たせた設定で使用することとなる。すなわち、実際には鋼板と接触しない程度の隙間を確保することで製品品質や操業性を重視し、シール性能は犠牲にした使用方法となっている。

そこで、このようなシールロールを用いたシール装置において、水平型雰囲気炉のシール室に、パスラインを挟んで、可とう性耐火物を積層した対をなす上下のロールを、鋼板に摺接するように配置するものが、特許文献１で提案されている。この特許文献１で提案されたシール装置では、上ロールの一部を切欠き、その断面を半月状とすることで、鋼板の先端通板時のロール損傷を防止している。

また、縦型熱処理炉の出入口部に設置する、その表面にシリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体をライニングしたシールロールと、炉体との間に、弾性隔膜を張設したチャンバを形成し、チャンバ内の圧力調整によって弾性隔膜をシールロールに押し付けることで、炉内ガスの漏出を防止するものが、特許文献２で提案されている。

特開平９−３５３５号公報特開平１０−４６２６１号公報

しかしながら、特許文献１で提案されたシール装置における上下のロールを縦型炉に適用した場合には、ロールを形成する素材がセラミックファイバーシートなどの可撓性耐火物なので摩耗が進むため、前述のシールパットと同じ問題が生じ、長期間に亘って安定したシール性能を発揮することができない。

また、特許文献２で提案されたシール装置では、シールロールをゴム弾性ロールとしているが、これらのロールの耐熱温度は２００℃程度であるため、雰囲気ガスが高温の場合には採用できない。また、弾性隔膜を一定の力で常にシールロールに摺接させる構造となっていることから、弾性隔膜が摩耗し、弾性隔膜交換が必要となる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、炉内からの高温雰囲気ガスの漏出を、少ないメンテナンスで、長期間に亘って効果的に防止することができる連続焼鈍炉の入側シール装置を提供することにある。

本発明は、鋼板を連続焼鈍する連続焼鈍炉の入側シール装置であって、連続焼鈍炉の入側に連続焼鈍炉の炉殻を水封する水タンクを有し、水タンクの中に鋼板を駆動するロールを有し、水タンクの出側に鋼板を乾燥及び予熱する乾燥・予熱炉を有するものである。

このように、本発明の入側シール装置は、連続焼鈍炉の入側に連続焼鈍炉の炉殻を水封する水タンクを有するので、連続焼鈍炉の炉内からの高温雰囲気ガスの漏出を効果的に防止できる。また、鋼板を水タンクに通すだけであるので、メンテナンスは少なくて済み、長期間に亘ってシール効果を維持できる。また、水タンクを通過後の鋼板に随伴する水分は、水タンクの出側に配置された乾燥・予熱炉によって蒸発除去されるので、その水分が連続焼鈍炉の操業に悪影響を及ぼすことを防止できる。この水分をより確実に除去するには、水タンクと乾燥・予熱炉との間に水切りノズルを配置することが好ましい。

また、本発明においては、乾燥・予熱炉の出側に、連続焼鈍炉の雰囲気ガスの仕切りとなる雰囲気ガス仕切り装置と、乾燥・予熱炉からの湿ったガスを排出する湿りガス排出装置とを配置することができる。このように雰囲気ガス仕切り装置を配置することで、連続焼鈍炉からの雰囲気ガスの漏出をより確実に防止できる。また、湿りガス排出装置を配置することで、乾燥・予熱炉からの湿ったガスが連続焼鈍炉に持ち込まれることを確実に防止できる。

さらに、本発明においては、乾燥・予熱炉と連続焼鈍炉との間に、鋼板の張力を変更する張力変更ロールを配置することができる。このように張力変更ロールを配置することで、連続焼鈍炉内に比べ乾燥・予熱炉内の鋼板の張力を高くすることができ、乾燥・予熱炉内において安定して鋼板を通すことができる。

ここで、本発明において連続焼鈍炉入側の水封に使用する水タンクは、一般に連続焼鈍炉の入側に設置される入側洗浄設備の水洗タンクを兼ねることができる。これにより、水タンクを重複して設ける必要がなくなり、設備構成を簡略化できる。

また、この水タンクには、その水面部の間口を狭める機構を設けることができる。これにより、揮発して炉内へ進入する水分量を抑制することができる。

本発明によれば、連続焼鈍炉からの高温雰囲気ガスの漏出を、少ないメンテナンスで、長期間に亘って効果的に防止することができる。したがって、雰囲気ガスの消費量を大幅に削減することができる。

本発明に係る連続焼鈍炉の入側シール装置の一例を示す。シールパットを使用した従来のシール装置を示す。シールロールを使用した従来のシール装置を示す。

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１において、連続焼鈍炉１０の加熱帯１１の入側に、本発明の入側シール装置２０が配置され、その前段に鋼板の洗浄設備３０が配置されている。

洗浄設備３０は、鋼板Ｓに付着した冷延油などを除去するために、アルカリ洗浄タンク３１と電解洗浄タンク３２を有する。鋼板Ｓは、これらのアルカリ洗浄タンク３１及び電解洗浄タンク３２を通過することにより洗浄され、水噴霧ノズル３３によって一次的に水洗された後、水タンク２１によってさらに水洗される。

この水タンク２１は、本発明の入側シール装置２０において、連続焼鈍炉１０（加熱帯１１）の炉殻１２を水封する役割も担う。すなわち、連続焼鈍炉１０の入側は、水タンク２１よって雰囲気ガスが漏出しないように水封によりシールされる。

水タンク２１の中には鋼板Ｓを駆動するロール２２が配置されている。また、乾燥・予熱炉２５の水タンク２１への水封部は、３０ｍｍ程度の小さな幅になっており（水タンクの水面部の開口を狭める機構）、水タンク２１中の水の蒸発量を小さく抑えている。また、鋼板Ｓが振動し、水封部に接触しないように、鋼板Ｓの位置を安定させるサポートロール２９を設置している。

水タンク２１の出側には水切りノズル２３が上下に複数段配置されている。水切りノズル２３からは鋼板Ｓに向かってガスが吹き付けられる。これによって水タンク２１を通過した鋼板Ｓに随伴する水分が吹き飛ばされて水切りされる。水切りノズル２３で使用するガスとしては、連続焼鈍炉１０内への窒素ガスの供給を兼ねて窒素ガスを使用するが、連続焼鈍炉１０の雰囲気ガス（窒素・水素混合ガス）を循環して使用する方法もある。

水切りノズル２３が配置されている鋼板通路の炉体外壁には、水冷ジャケット２４が配置されている。すなわち、水冷ジャケット２４で水切りノズル２３近辺のガスを冷却し、結露させることにより、ガス中の水分もできるだけ除去するようにしている。

水切りノズル２３の後段には、鋼板Ｓを乾燥及び予熱する乾燥・予熱炉２５が配置されている。乾燥・予熱炉２５は上下に複数段配置されたガス吹付けノズル２５ａを有し、このガス吹付けノズル２５ａから鋼板Ｓにガスを吹き付けることによって、鋼板Ｓを乾燥及び予熱する。具体的には、例えば鋼板Ｓの板温が約１００℃、乾燥・予熱炉２５の雰囲気温度が約４００℃となるようにする。なお、ガス吹付けノズル２５ａで使用するガスとしては、連続焼鈍炉１０の雰囲気ガス（窒素・水素混合ガス）や加熱した窒素ガスを循環させて使用することができる。

乾燥・予熱炉２５の出側には、雰囲気ガス仕切り装置２６と湿りガス排出装置２７が配置されている。雰囲気ガス仕切り装置２６はガス吹付けノズル２６ａを有し、このガス吹付けノズル２６ａから鋼板Ｓにガスを吹き付けることによってエアカーテンを形成し、これが連続焼鈍炉１０の雰囲気ガスの仕切りとなる。ガス吹付けノズル２６ａで使用するガスとしては、前述の水切りノズル２３の場合と同様に、連続焼鈍炉１０の雰囲気ガス（窒素・水素混合ガス）や窒素ガスを循環させて使用することができる。

湿りガス排出装置２７は雰囲気ガス仕切り装置２６と併設されており、前述の乾燥・予熱炉２５からの湿ったガスを排出する。そのため、湿りガス排出装置２７は吸引ブロワ２７ａを有する。

雰囲気ガス仕切り装置２６及び湿りガス排出装置２７と連続焼鈍炉１０の加熱帯１１との間には、鋼板Ｓの張力を変更する張力変更ロールとしてブライドルロール２８が配置されている。このブライドルロール２８によって、連続焼鈍炉１０内に比べ、連続焼鈍炉１０入側の鋼板Ｓの張力を高くするようにしており、これによって鋼板Ｓが、乾燥・予熱炉２５内等を安定して通過できるようにしている。

ブライドルロール２８を通過した鋼板Ｓは連続焼鈍炉１０の加熱帯１１に導入され、所定の熱処理が施される。

１０連続焼鈍炉
１１加熱帯
２０入側シール装置
２１水タンク
２２ロール
２３水切りノズル
２４水冷ジャケット
２５乾燥・予熱炉
２５ａガス吹付けノズル
２６雰囲気ガス仕切り装置
２６ａガス吹付けノズル
２７湿りガス排出装置
２７ａ吸引ブロワ
２８ブライドルロール
２９サポートロール
３０洗浄装置
３１アルカリ洗浄タンク
３２電解洗浄タンク
３３水噴霧ノズル

Claims

鋼板を連続焼鈍する連続焼鈍炉の入側シール装置であって、
連続焼鈍炉の入側に連続焼鈍炉の炉殻を水封する水タンクを有し、
水タンクの中に鋼板を駆動するロールを有し、
水タンクの出側に鋼板を乾燥及び予熱する乾燥・予熱炉を有する連続焼鈍炉の入側シール装置。
水タンクと乾燥・予熱炉との間に水切りノズルを有する請求項１に記載の連続焼鈍炉の入側シール装置。
乾燥・予熱炉の出側に、連続焼鈍炉の雰囲気ガスの仕切りとなる雰囲気ガス仕切り装置と、乾燥・予熱炉からの湿ったガスを排出する湿りガス排出装置とを有する請求項１又は２に記載の連続焼鈍炉の入側シール装置。
乾燥・予熱炉と連続焼鈍炉との間に、鋼板の張力を変更する張力変更ロールを有する請求項１〜３のいずれかに記載の連続焼鈍炉の入側シール装置。
水タンクが連続焼鈍炉入側の洗浄設備の水洗タンクを兼ねる請求項１〜４のいずれかに記載の連続焼鈍炉の入側シール装置。
水タンクの水面部の間口を狭める機構を有する請求項１〜５のいずれかに記載の連続焼鈍炉の入側シール装置。