JP2982598B2 - 雰囲気熱処理炉の操業方法 - Google Patents

雰囲気熱処理炉の操業方法

Info

Publication number
JP2982598B2
JP2982598B2 JP5344178A JP34417893A JP2982598B2 JP 2982598 B2 JP2982598 B2 JP 2982598B2 JP 5344178 A JP5344178 A JP 5344178A JP 34417893 A JP34417893 A JP 34417893A JP 2982598 B2 JP2982598 B2 JP 2982598B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
gas
atmosphere
refractory
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5344178A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07173526A (ja
Inventor
正広 阿部
勝 石川
守弘 和田
和久 岡田
常弘 山路
裕久 拜司
勝司 笠井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kokan Ltd filed Critical Nippon Kokan Ltd
Priority to JP5344178A priority Critical patent/JP2982598B2/ja
Publication of JPH07173526A publication Critical patent/JPH07173526A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2982598B2 publication Critical patent/JP2982598B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鋼帯の連続熱処理炉
や金属製品の雰囲気焼鈍炉等、耐火物炉壁を有する雰囲
気熱処理炉の操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼帯の連続熱処理炉や金属製品の雰囲気
焼鈍炉では、炉内での被処理材料の酸化を極力防止する
必要があり、このため一般には非酸化性若しくは還元性
の炉内雰囲気ガスが使用される。例えば、鋼帯の連続熱
処理炉では、鋼帯をラジアント・チューブで加熱し、炉
内雰囲気ガスとしてはH2を含むN2が使用される。
【0003】ところで、雰囲気熱処理炉の炉壁の耐火物
としては、従来からレンガ系や不定形耐火物が用いられ
てきたが、最近ではこれらに代わり断熱性の高いファイ
バー系の耐火物の使用比率が高まっている。このファイ
バー系耐火物は極細の繊維状物質からなるもので、気孔
率が高いために優れた断熱性を有している。しかしなが
ら、このファイバー系耐火物は気孔率が高い故に空気や
水分を吸収し易く、炉の建設直後や炉修理或いは点検時
に炉を大気開放した際には、その内部に大量の空気や水
分を吸収した状態にある。また、炉の建設時や炉内耐火
物の修理の際には耐火物を接合するために水分を多く含
んだバインダーが使用され、これらの水分も大気中から
吸収された水分や空気とともに耐火物内部に含まれてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、炉開放後の再立
ち上げ時には雰囲気ガスを炉内空間に直接送気する方法
が採られているが、このような送気方法では耐火物内部
に入り込んだ空気や水分はなかなか抜けず、また、最近
の炉設計では炉体表面からの放散熱量を低減するために
断熱性に優れた断熱材が使用され、炉外壁面(鉄皮表
面)温度が80℃程度以下に保たれるようにしているた
め、鉄皮内面近傍に残留した水分は特に蒸発気化されに
くい。このため従来の雰囲気熱処理炉では、炉内の酸素
濃度や露点を低下させるために著しく長時間を要してい
る。
【0005】図9は、月産能力1万tの電磁鋼板用連続
焼鈍炉において、定期修理後の立ち上げ以降の炉内雰囲
気中の酸素濃度と露点の実測結果を示している。同図の
酸素濃度の推移を見ると、パーセント・レベルでは低下
は早いもののppmレベルでの低下は著しく遅い。この
操業例では、雰囲気ガスとして露点−70℃、含有酸素
濃度0.05ppmの高純度のN2を使用しているにも
かかわらず、30日経過後でも炉内酸素濃度は20〜3
0ppmもあり、また、露点も−30℃程度である。こ
のように酸素濃度と露点がなかなか低下しないのは、炉
壁耐火物の内部に残留している空気や水分が拡散により
少しずつ炉内空間に出てくるためである。
【0006】本発明はこのような従来の問題に鑑み、雰
囲気熱処理炉の炉開放後の立ち上りを速やかに安定させ
るために、炉壁耐火物内に残留する空気および水分を効
率良くパージすることができる炉の操業方法を提供しよ
うとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明法の構成は以下の通りである。
【0008】(1) 少なくとも炉開放後の立ち上げ時
に、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて温度が
50〜120℃の雰囲気ガスを送気することを特徴とす
る雰囲気熱処理炉の操業方法。
【0009】(2) 少なくとも炉開放後の立ち上げ時
に、炉内空間に直接雰囲気ガスを送気するとともに、炉
壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて温度が50〜
120℃の雰囲気ガスを送気することを特徴とする雰囲
気熱処理炉の操業方法。
【0010】
【0011】本発明法において、炉壁耐火物の最外面側
から炉内空間に向けての雰囲気ガス(ガス温度:50〜
120℃)の送気は、炉壁耐火物内に残留する空気およ
び水分が十分にパージされた時点、すなわち、炉内酸素
濃度および露点が所定値に達した時点で停止してもよい
し、炉の定常運転時に常時送気してもよい。また、炉壁
耐火物の最外面側から炉内空間に向けて送気される雰囲
気ガス(ガス温度:50〜120℃)は、炉内露点が所
定値に達した時点で常温のガスに切り替えてもよい。
【0012】
【作用】本発明によれば、炉壁耐火物の最外面側から炉
内空間に向けて送気された雰囲気ガスが、炉壁耐火物の
内部に残留した空気および水分を随伴して炉内空間側に
排出され、そのまま若しくは炉内空間に雰囲気ガスが直
接送気されている場合にはこの雰囲気ガスととともに、
排ガスポートから炉外に排出される。したがって、少な
くとも炉開放後の立ち上り時に炉壁耐火物の最外面側か
らの雰囲気ガスの送気を実施することにより、炉壁耐火
物内に残留する空気および水分が速やかにパージされ、
炉内酸素濃度及び露点は立上り後速やかに所定のレベル
まで低減される。炉壁耐火物の最外面側からの雰囲気ガ
スの送気は、従来から行われている送気ポートを通じた
炉内への直接送気と併用してもよいし、また、併用しな
くてもよく、いずれの場合も上記作用が得られる。
【0013】特に本発明では、炉壁耐火物の最外面側か
ら炉内空間に向けて送気する雰囲気ガスの温度を50〜
120℃とすることにより、耐火物内の水分を効率的に
除去することができる。図1に、炉壁が厚さ350mm
のセラミックファイバー系耐火物により構成され、炉内
温度:1200℃、炉外壁面温度:80℃で設計された
雰囲気熱処理炉について、炉開放後の立ち上げ時におけ
る炉壁耐火物厚さ方向の温度分布の推移を示す。これに
よれば、炉壁耐火物は断熱性が高いために立ち上げ初期
では鉄皮側の耐火物はほとんど常温に近く、この部分に
鉄皮を通じて常温の雰囲気ガスを送り込んでも、この雰
囲気ガスは飽和蒸気圧分の水分を随伴できるだけであ
る。
【0014】図2は雰囲気ガス温度と雰囲気ガスの随伴
可能水分量との関係を示しており、常温(20℃)の雰
囲気ガスの随伴可能水分量を1とすると、50℃の雰囲
気ガスでは約5倍、100℃の雰囲気ガスでは約20
倍、120℃の雰囲気ガスでは約40倍の水分量を随伴
することができる。したがって、炉壁耐火物内の水分の
除去を効率的に行うには、予熱された雰囲気ガスを炉壁
耐火物の最外面側から炉内空間に向けて送気することが
好ましい。一方、雰囲気ガスの温度を過度に高くすると
炉体放散熱が増大するため好ましくない。雰囲気ガス温
度が120℃の場合、炉外壁面温度の設計値である80
℃に対して1.5倍の放散熱となるため、この程度が省
エネルギーの観点からの限界であると考えられる。した
がって、本発明では水分の除去効率と省エネルギーの観
点から、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて送
気する雰囲気ガスの温度を50〜120℃とする。
【0015】
【実施例】図3は典型的な水平型焼鈍炉の縦断面を示す
もので、1は加熱帯、2は均熱帯、3は冷却帯、4はハ
ースロール、5は炉壁、6は炉壁耐火物に設けられる送
気ポート、Sは被処理材たるストリップである。従来の
雰囲気熱処理炉では、炉開放後の立ち上げ時の炉内への
雰囲気ガスの供給は、ガス供給路Aから送気ポート6を
通じてのみ行われている。これに対して本発明では、ガ
ス供給路Aおよび送気ポート6を通じた炉内空間への直
接送気とともに或いはこれに代えて、炉壁耐火物の最外
面側から炉内空間に向けて温度が50〜120℃の雰囲
気ガスを送気する。すなわち、温度が50〜120℃の
雰囲気ガスを炉殻の内側に供給し、炉壁耐火物の空隙
(気孔部)を通して炉内空間側へ送気する。
【0016】図4は、このような本発明の実施状況の一
例を炉を横断面した状態で示したもので、炉殻を構成す
る鉄皮8に送気孔7が設けられ、ガス供給路Bから送気
孔7を通じて鉄皮8の内側に温度が50〜120℃の
囲気ガスが供給される。この雰囲気ガスは、炉壁5を構
成する耐火物の空隙を通過する過程で耐火物内部に残留
した空気および水分を随伴しつつ、炉内空間側に排出さ
れ、炉内空間に雰囲気ガスが直接送気されている場合に
はこの雰囲気ガスとともに排ガスポートから炉外に排出
される。
【0017】炉壁耐火物の最外面側から炉内空間側に向
けて雰囲気ガスを送気するには、図4に示すように単純
に鉄皮8に送気孔7を開け、これにガス供給路Bの配管
を接続するだけでもよいが、炉壁5がファイバー系耐火
物のように気孔率の高い材料で構成されている場合に
は、図5に示すように送気孔7の炉殻内側の前面に邪魔
板9を設けることが好ましい。このような邪魔板9を設
けることにより、雰囲気ガスの流れを一旦鉄皮8の内面
に沿わせるようにしてから耐火物中を炉内空間方向に流
すことができるため、耐火物内の空気や水分をより効率
的に除去することができる。以下に具体的な実施例を示
す。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】図6および図7に示す試験炉(図6は縦断
面図、図7は横断面図)を用い、下記の試験を実施し
た。この試験炉は、炉内空間部容積:約8m 3 、耐火物
厚さ:300mm、加熱方式:電気抵抗加熱方式であ
り、最高1200℃まで炉温を上げることができる。ま
た、炉壁耐火物の構造は、炉床部については試料重量を
支えるためにレンガ系の耐火物とし、側壁および天井に
ついては外壁50a側にレンガ系耐火物、内壁50b側
に200mm厚のファイバー系耐火物をベニアリング
し、最外殻の鉄皮8には厚さ5mmの鋼板を使用してあ
る。図において、10は装入扉、11は排気ポートであ
り、他の構成は図4に示す実施例と同様であるため、同
一の符号を付してその説明は省略する。また、この試験
炉には炉に供給する雰囲気ガスの予熱装置を付設した。
この実施例では、雰囲気ガスとして露点−70℃、含有
酸素濃度0.05ppmの高純度のN 2 を使用し、送気
ポート6(ガス供給路A)を通じて炉内空間にN 2 を送
気するとともに、各壁面において平均3m 2 につき1ヶ
所の割合の送気孔7(ガス供給路B)からN 2 を送気し
た。この際、送気孔7を通じて送気するN 2 の温度を2
0〜200℃の範囲で種々変化させ、雰囲気ガスの予熱
効果を試験した。なお、N 2 の総供給量は50Nm 3 /h
とした。 この実施例では、炉開放点検を想定して炉前部
の装入扉10を開けて大気開放状態とし、1日経過後に
装入扉10を閉じるのと同時に、上記の条件でN 2 の送
気を開始し、それ以降炉内ガスをサンプリングして炉内
の露点の推移を測定した。本実施例において、炉内露点
が−40℃に到達するまでの時間を求めた結果を図8
示す。これによれば、炉内露点が−40℃に到達するま
でに常温(20℃)の雰囲気ガスでは約30時間を要す
るのに対し、50℃の雰囲気ガスでは約18時間、10
0℃の雰囲気ガスでは約13時間、120℃の雰囲気ガ
スでは約12時間、200℃の雰囲気ガスでは約11時
間をそれぞれ要している。このように雰囲気ガスを50
℃程度に予熱しただけでも、炉内露点の迅速な低下とい
う面で著しい改善ができることが判る。但し、雰囲気ガ
スを予熱することによる効果は120℃程度で略飽和し
ている。
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】図10に、図6および図7に示した試験炉
の鉄皮部の構造例を示す。この炉体構造では、鉄皮部を
内側鉄皮8aと外側鉄皮8bとからなる2重構造とし、
内側鉄皮8aには300mmのピッチで直径10mmの
送気孔7aを設けるとともに、外側鉄皮8bには各壁面
につき各1ヶ所づつ送気ポート12を設け、この送気ポ
ート12から内側鉄皮8aと外側鉄皮8bとの隙間に雰
囲気ガスを供給できるようにしてある。このような炉の
構造は、炉壁耐火物に対してより均一に雰囲気ガスを送
気し、且つ炉外壁面温度を下げることを狙いとしたもの
である。
【0029】
【0030】なお、上記の炉体構造は、各送気孔ごとに
ガス供給配管を接続することが不要であるため、設備の
簡略化を図ることができる利点がある。
【0031】
【発明の効果】以上述べた本発明の雰囲気熱処理炉の操
業方法によれば、炉開放後の立ち上り時に、炉壁耐火物
内に残留する空気および水分を効率良く迅速にパージす
ることができ、雰囲気熱処理炉の雰囲気を速やかに安定
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】雰囲気熱処理炉の炉開放後の立ち上げ時におけ
る炉壁耐火物の厚さ方向の温度分布の推移を示すグラフ
【図2】雰囲気ガス温度と雰囲気ガスの随伴可能水分量
との関係を示すグラフ
【図3】典型的な水平型焼鈍炉を示す縦断面図
【図4】本発明の実施状況の一例を炉を横断面した状態
で示す図面
【図5】本発明法におけるの雰囲気ガスの炉壁耐火物内
への送気方法の一例を炉壁を断面した状態で示す図面
【図6】実施例で使用した試験炉の縦断面図
【図7】実施例で使用した試験炉の横断面図
【図8】 実施例 において、雰囲気ガスの予熱温度と炉内
露点が−40℃に到達するまでの時間との関係を示すグ
ラフ
【図9】 従来における 炉立ち上げの炉内酸素濃度および
露点の経時的変化を示すグラフ
【図10】 図6及び図7に示される 試験炉の鉄皮部の
造例を示す説明図
【符号の説明】
1…加熱帯、2…均熱帯、3…冷却帯、4…ハースロー
ル、5…炉壁、6…送気ポート、7、7a…送気孔、8
…鉄皮、8a…内側鉄皮、8b…外側鉄皮、9…邪魔
板、10…装入扉、11…排気ポート、12…送気ポー
ト、A,B…ガス供給路、S…ストリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 和久 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 山路 常弘 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 拜司 裕久 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 笠井 勝司 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−21610(JP,A) 特開 平1−193588(JP,A) 実公 昭29−3768(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 1/74 F27D 7/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも炉開放後の立ち上げ時に、炉
    壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて温度が50〜
    120℃の雰囲気ガスを送気することを特徴とする雰囲
    気熱処理炉の操業方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも炉開放後の立ち上げ時に、炉
    内空間に直接雰囲気ガスを送気するとともに、炉壁耐火
    物の最外面側から炉内空間に向けて温度が50〜120
    ℃の雰囲気ガスを送気することを特徴とする雰囲気熱処
    理炉の操業方法。
JP5344178A 1993-12-17 1993-12-17 雰囲気熱処理炉の操業方法 Expired - Fee Related JP2982598B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5344178A JP2982598B2 (ja) 1993-12-17 1993-12-17 雰囲気熱処理炉の操業方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5344178A JP2982598B2 (ja) 1993-12-17 1993-12-17 雰囲気熱処理炉の操業方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07173526A JPH07173526A (ja) 1995-07-11
JP2982598B2 true JP2982598B2 (ja) 1999-11-22

Family

ID=18367235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5344178A Expired - Fee Related JP2982598B2 (ja) 1993-12-17 1993-12-17 雰囲気熱処理炉の操業方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2982598B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5500053B2 (ja) * 2010-11-25 2014-05-21 Jfeスチール株式会社 連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法
CN104955966B (zh) 2013-01-28 2017-09-26 杰富意钢铁株式会社 连续热处理炉的炉内气氛调节方法
JP6007870B2 (ja) * 2013-08-06 2016-10-12 Jfeスチール株式会社 雰囲気熱処理炉
JP6131880B2 (ja) * 2014-02-26 2017-05-24 Jfeスチール株式会社 連続焼鈍炉および連続焼鈍炉の立ち上げ方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07173526A (ja) 1995-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003075077A (ja) マイクロ波焼成炉およびマイクロ波焼成方法
JP2982598B2 (ja) 雰囲気熱処理炉の操業方法
EP1265044B1 (en) Vacuum heat treatment furnace
JP4982762B2 (ja) 熱処理炉
JP2007131936A (ja) 真空浸炭炉のバーンアウト方法
JP2567140B2 (ja) 光輝焼鈍炉
JP2000144241A (ja) 連続装入式加熱炉内での加熱方法及び連続装入式加熱炉
JPS59205412A (ja) 加工物の熱処理方法及び装置
JP2567130B2 (ja) 光輝焼鈍炉
JP4876279B2 (ja) 熱処理炉
JP3535630B2 (ja) 熱処理炉
JP2582554B2 (ja) 鋼材の浸炭処理方法
JP3794243B2 (ja) 酸化処理方法及びその装置
JP2002156188A (ja) ローラハース式雰囲気炉
JP2567113B2 (ja) 光輝焼鈍炉
JP2000088474A (ja) 熱処理炉
JPS6234233Y2 (ja)
JPH02115357A (ja) バッチ浸炭炉の炉休処置方法
JP4060737B2 (ja) 還元炉
JPH08193257A (ja) 高温雰囲気炉の内張り用金属板
JP2500950B2 (ja) 雰囲気制御性が優れた連続焼鈍炉
JP2789350B2 (ja) ステンレス鋼帯の光輝焼鈍方法及び装置
JPH11256235A (ja) 連続熱間圧延用鋼材の加熱操業方法
JP3241587B2 (ja) コークス炉上昇管基部のカーボン付着防止方法
JP2002327990A (ja) 雰囲気炉のシーズニング方法および雰囲気炉

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070924

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090924

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090924

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100924

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100924

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110924

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110924

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120924

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120924

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees