JP3197638B2 - 加熱炉におけるスケール制御方法 - Google Patents
加熱炉におけるスケール制御方法Info
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- JP3197638B2 JP3197638B2 JP34273592A JP34273592A JP3197638B2 JP 3197638 B2 JP3197638 B2 JP 3197638B2 JP 34273592 A JP34273592 A JP 34273592A JP 34273592 A JP34273592 A JP 34273592A JP 3197638 B2 JP3197638 B2 JP 3197638B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱炉におけるスケー
ル制御方法に関し、さらに詳しくは、連続鋳造機で発生
したスラブ表層の鋳造欠陥を加熱炉でスケールとして除
去し、表面品質が良好な熱延鋼板を得る方法に関する。
ル制御方法に関し、さらに詳しくは、連続鋳造機で発生
したスラブ表層の鋳造欠陥を加熱炉でスケールとして除
去し、表面品質が良好な熱延鋼板を得る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延における加熱炉の燃料コストは
大きな割合を占める。このため燃料コストの低減、歩止
向上のために連続鋳造ラインから供給される高温のスラ
ブを短時間の内に加熱炉に装入し、あるいはそのまま圧
延に供するいわゆる直送圧延技術が採用されている。こ
のことは例えば、「日本鉄鋼協会編:第2版わが国にお
ける最近のホットストリップ製造技術(P.42〜)S
62/8」に詳しく記載されている。この直送圧延を実
施することは、加熱炉へ装入するスラブ温度の高温化に
より燃料原単位の低減となることはもちろんであるが、
加熱炉での加熱時間も大巾に短縮されるので、加熱炉内
で発生するスケールも減小し、製品歩止り向上の面でも
好ましいわけである。
大きな割合を占める。このため燃料コストの低減、歩止
向上のために連続鋳造ラインから供給される高温のスラ
ブを短時間の内に加熱炉に装入し、あるいはそのまま圧
延に供するいわゆる直送圧延技術が採用されている。こ
のことは例えば、「日本鉄鋼協会編:第2版わが国にお
ける最近のホットストリップ製造技術(P.42〜)S
62/8」に詳しく記載されている。この直送圧延を実
施することは、加熱炉へ装入するスラブ温度の高温化に
より燃料原単位の低減となることはもちろんであるが、
加熱炉での加熱時間も大巾に短縮されるので、加熱炉内
で発生するスケールも減小し、製品歩止り向上の面でも
好ましいわけである。
【0003】さらに最近の圧延ラインでは生産性向上の
ため圧延速度が速く、その結果加熱炉抽出から圧延完了
までの時間が短くなり、圧延材の圧延中の温度低下量が
小さく、加熱炉の抽出温度も低温となっている。この結
果加熱炉内で発生するスケールは一層減少する。
ため圧延速度が速く、その結果加熱炉抽出から圧延完了
までの時間が短くなり、圧延材の圧延中の温度低下量が
小さく、加熱炉の抽出温度も低温となっている。この結
果加熱炉内で発生するスケールは一層減少する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】直送圧延化および圧延
速度の高速化に伴う加熱炉抽出温度の低温化により、加
熱炉内で発生するスケールは大巾に減小し、製品歩止り
の向上の面からは好ましい。一方連続鋳造機で鋳造され
たスラブの表層には不可避的に鋳造欠陥が存在する。こ
の鋳造欠陥はスラブ表層への不純物の濃縮、モールドパ
ウダーの巻き込みなどに起因するものである。従来は、
この鋳造欠陥は加熱炉内でスケールとして除去されてい
たが、スケール発生量の低減とともに、加熱炉抽出時に
地鉄側に残ってしまい、圧延後の製品の表面欠陥になる
という問題が発生していた。このため、表面品質要求の
高いものは直送圧延をすることができず、燃料原単位も
悪化していた。
速度の高速化に伴う加熱炉抽出温度の低温化により、加
熱炉内で発生するスケールは大巾に減小し、製品歩止り
の向上の面からは好ましい。一方連続鋳造機で鋳造され
たスラブの表層には不可避的に鋳造欠陥が存在する。こ
の鋳造欠陥はスラブ表層への不純物の濃縮、モールドパ
ウダーの巻き込みなどに起因するものである。従来は、
この鋳造欠陥は加熱炉内でスケールとして除去されてい
たが、スケール発生量の低減とともに、加熱炉抽出時に
地鉄側に残ってしまい、圧延後の製品の表面欠陥になる
という問題が発生していた。このため、表面品質要求の
高いものは直送圧延をすることができず、燃料原単位も
悪化していた。
【0005】加熱雰囲気の制御によりスケールオフ量を
制御することについては、特開昭53−140212号
公報に、雰囲気中の酸素濃度を調整する技術が開示され
ているが、加熱バーナの空燃比の調整では、酸素濃度の
調整範囲が狭く十分なスケールオフ量が得られない。
制御することについては、特開昭53−140212号
公報に、雰囲気中の酸素濃度を調整する技術が開示され
ているが、加熱バーナの空燃比の調整では、酸素濃度の
調整範囲が狭く十分なスケールオフ量が得られない。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは、前記スラブ
の鋳造欠陥の分布を調査した。その結果、鋳造欠陥はス
ラブ表層から0.5mmの位置までに集中していること
を確認した。つまり、加熱炉内で表層0.5mmの部分
をスケールとして除去することができれば、前記問題点
を解決することができるわけである。さらに鉄の酸化
(スケールの発生)は酸素雰囲気よりも、水蒸気雰囲気
の方が促進されるということを実験により確認した。
の鋳造欠陥の分布を調査した。その結果、鋳造欠陥はス
ラブ表層から0.5mmの位置までに集中していること
を確認した。つまり、加熱炉内で表層0.5mmの部分
をスケールとして除去することができれば、前記問題点
を解決することができるわけである。さらに鉄の酸化
(スケールの発生)は酸素雰囲気よりも、水蒸気雰囲気
の方が促進されるということを実験により確認した。
【0007】上記2点の結果から短時間の加熱時間であ
っても、加熱炉内の雰囲気を加熱時間と加熱温度に見合
った適切な露点に調整することにより、スラブの鋳造欠
陥をスケールとして除去することができ、良好な製品表
面品質が得られることを見出したわけである。そこで加
熱炉内のスケール生成量を適正に定めるために燃料の組
成、燃料流量及び燃焼用空気流量に基いて必要な水分投
入量を演算し、炉体に設けた投入口からこの水分を投入
し、所定の露点にすることによりスケールオフ量を制御
可能としたものである。すなわち本発明は熱間圧延用ス
ラブを加熱する加熱炉内の必要水蒸気濃度を設定し、こ
れよりも燃焼ガス中の水蒸気濃度が小さい場合に不足す
る水蒸気量を、燃料組成、燃料流量及び燃焼用空気流量
に基いて演算設定し、該演算設定された量の水蒸気を前
記加熱炉に設けた水蒸気投入口から吹き込むことを特徴
とする加熱炉におけるスケール制御方法である。
っても、加熱炉内の雰囲気を加熱時間と加熱温度に見合
った適切な露点に調整することにより、スラブの鋳造欠
陥をスケールとして除去することができ、良好な製品表
面品質が得られることを見出したわけである。そこで加
熱炉内のスケール生成量を適正に定めるために燃料の組
成、燃料流量及び燃焼用空気流量に基いて必要な水分投
入量を演算し、炉体に設けた投入口からこの水分を投入
し、所定の露点にすることによりスケールオフ量を制御
可能としたものである。すなわち本発明は熱間圧延用ス
ラブを加熱する加熱炉内の必要水蒸気濃度を設定し、こ
れよりも燃焼ガス中の水蒸気濃度が小さい場合に不足す
る水蒸気量を、燃料組成、燃料流量及び燃焼用空気流量
に基いて演算設定し、該演算設定された量の水蒸気を前
記加熱炉に設けた水蒸気投入口から吹き込むことを特徴
とする加熱炉におけるスケール制御方法である。
【0008】
【作用】図1に加熱時間、加熱温度とスケールオフ量
0.5mmを達成するのに必要な露点Wの調査結果を示
す。これを式で現すと W=5.85×105 /(T+273)−1.5H+
6.3×10-3H2 −294 ただし W:露点(℃) T:加熱温度(℃) H:加熱時間(hr) となる。つまり、この露点W以上に加熱炉雰囲気の露点
を調整することにより、鋳造欠陥の集中するスラブ表層
から0.5mmまでの深さの範囲は加熱炉でスケールオ
フされ、良好な表面品質の製品の製造が可能となる。露
点Wに相当する水蒸気濃度XH2O,1 は XH2O,1 ={7.02×(W+273.15)0.105 −12.08}9.52 [%] …(1) 一方燃料の燃焼ガス中の水蒸気濃度XH2O,2 を燃料の組
成とバーナの空気化で表すと
0.5mmを達成するのに必要な露点Wの調査結果を示
す。これを式で現すと W=5.85×105 /(T+273)−1.5H+
6.3×10-3H2 −294 ただし W:露点(℃) T:加熱温度(℃) H:加熱時間(hr) となる。つまり、この露点W以上に加熱炉雰囲気の露点
を調整することにより、鋳造欠陥の集中するスラブ表層
から0.5mmまでの深さの範囲は加熱炉でスケールオ
フされ、良好な表面品質の製品の製造が可能となる。露
点Wに相当する水蒸気濃度XH2O,1 は XH2O,1 ={7.02×(W+273.15)0.105 −12.08}9.52 [%] …(1) 一方燃料の燃焼ガス中の水蒸気濃度XH2O,2 を燃料の組
成とバーナの空気化で表すと
【0009】
【数1】
【0010】ただし m:空気比 XH2:燃料ガス中のH2 濃度 Xc:燃料ガス中の炭化水素Cp Hqの濃度 p,q:炭化水素Cp Hqの添字 XN2::燃料ガス中のN2 濃度 従って必要な水蒸気濃度XH2O,1よりも燃焼ガス中の水
蒸気濃度XH20,2 が小さい場合に不足する水蒸気量Q
H2Oは燃料の量をQfとすれば QH2O =QfGo m(XH2O,1 −XH20,2 )/100 [Nm 3 /H] …(2) であるからこの水蒸気(水分)量を炉体に設けた投入口
から吹込むように設定することにより必要な露点W1と
することが可能となり、安定して鋳造欠陥をスケールと
して除去できるようになる。また加熱炉の制御帯毎に上
記制御を行うことにより、加熱時間の変更加熱炉設定炉
温を変更した場合であっても必要なスケールオフ量を達
成することが可能となる。
蒸気濃度XH20,2 が小さい場合に不足する水蒸気量Q
H2Oは燃料の量をQfとすれば QH2O =QfGo m(XH2O,1 −XH20,2 )/100 [Nm 3 /H] …(2) であるからこの水蒸気(水分)量を炉体に設けた投入口
から吹込むように設定することにより必要な露点W1と
することが可能となり、安定して鋳造欠陥をスケールと
して除去できるようになる。また加熱炉の制御帯毎に上
記制御を行うことにより、加熱時間の変更加熱炉設定炉
温を変更した場合であっても必要なスケールオフ量を達
成することが可能となる。
【0011】
【実施例】本発明の効果を確認するために、260mm
厚のスラブを粗圧延機、仕上圧延機で製品厚3.2mm
まで熱間圧延し、製品の表面状況を確認した。図2に本
発明を実施したスラブ加熱炉1を示した。スラブ3は装
入口5から炉内に装入され、バーナ2によって加熱され
て抽出口7から排出される。バーナ2には燃焼用空気ブ
ロワ12からの空気及び燃料21が送られる。燃料21
は燃料ガス調整バルブ9によって調整され、その流量は
燃料ガス流量計8によって測定される。燃焼用空気は燃
焼用空気流量弁11で調整され、燃焼用空気流量計10
で測定される。バーナ2は炉長方向に等ピツチに設けて
いるので、これらのバーナの間に、炉内の露点を均一に
するために、蒸気投入口4を炉の天井と、炉床の双方に
設置した。
厚のスラブを粗圧延機、仕上圧延機で製品厚3.2mm
まで熱間圧延し、製品の表面状況を確認した。図2に本
発明を実施したスラブ加熱炉1を示した。スラブ3は装
入口5から炉内に装入され、バーナ2によって加熱され
て抽出口7から排出される。バーナ2には燃焼用空気ブ
ロワ12からの空気及び燃料21が送られる。燃料21
は燃料ガス調整バルブ9によって調整され、その流量は
燃料ガス流量計8によって測定される。燃焼用空気は燃
焼用空気流量弁11で調整され、燃焼用空気流量計10
で測定される。バーナ2は炉長方向に等ピツチに設けて
いるので、これらのバーナの間に、炉内の露点を均一に
するために、蒸気投入口4を炉の天井と、炉床の双方に
設置した。
【0012】燃料ガス流量計8、燃焼用空気流量計10
の測定値は演算装置16に入力される。演算装置16は
これらのデータ及び燃料ガス組成23のデータから所要
の露点を求め、必要水蒸気(水分)投入量を演算し、水
蒸気22吹込用の水蒸気流量調整バルブ14を調整す
る。水蒸気流量計13の測定値は演算装置16にフィー
ドバックされる。
の測定値は演算装置16に入力される。演算装置16は
これらのデータ及び燃料ガス組成23のデータから所要
の露点を求め、必要水蒸気(水分)投入量を演算し、水
蒸気22吹込用の水蒸気流量調整バルブ14を調整す
る。水蒸気流量計13の測定値は演算装置16にフィー
ドバックされる。
【0013】加熱炉の燃料組成(体積比)、燃料流量及
び燃焼用空気流量を表1に示した。この燃料排ガスの露
点は56℃である。スラブの加熱条件は、加熱温度12
00℃、加熱時間30分で操業した。この条件ではスケ
ール除去を行うために必要な露点は64℃であるので、
蒸気投入口より、水蒸気を投入して露点を64℃に調整
した。
び燃焼用空気流量を表1に示した。この燃料排ガスの露
点は56℃である。スラブの加熱条件は、加熱温度12
00℃、加熱時間30分で操業した。この条件ではスケ
ール除去を行うために必要な露点は64℃であるので、
蒸気投入口より、水蒸気を投入して露点を64℃に調整
した。
【0014】比較例として、露点以外は同一条件で加
熱、圧延したものを掲げた。この場合露点は水蒸気を投
入しない56℃の条件で実施した。製品表面品質の調査
結果を表2に示した。露点56℃で加熱したものでは、
鋳造欠陥に起因する表面欠陥が多発したが、実施例の蒸
気投入方法によって露点を64℃として加熱した場合に
は欠陥のない良好な表面品質の製品を得ることができ
た。
熱、圧延したものを掲げた。この場合露点は水蒸気を投
入しない56℃の条件で実施した。製品表面品質の調査
結果を表2に示した。露点56℃で加熱したものでは、
鋳造欠陥に起因する表面欠陥が多発したが、実施例の蒸
気投入方法によって露点を64℃として加熱した場合に
は欠陥のない良好な表面品質の製品を得ることができ
た。
【0015】
【表1】 ──────────────────────────────────── H2 CO CH4 N2 CO2 C2 H4 27.4% 13.2% 12.0% 32.0% 14.2% 1.2% ──────────────────────────────────── 燃料流量 燃焼用空気流量 15,000m3 /H 36,000m3 /H ────────────────────────────────────
【0016】
【表2】 加熱炉露点 加熱炉でのスケー 鋳造欠陥起因の欠陥個数 ルオフ厚 (1m2 当り) 64℃ 0.5mm 0 コ/m2 56℃ 0.3mm 50 コ/m2 なお、上記表1のガス組成は一例であり、水素や炭化水
素を含む場合は前記(2)式を用いることで適用可能で
あり、また他のガス組成の場合は本発明の要旨に応じ
て、不足する水分量を演算によって求め、蒸気量に換算
して水蒸気添加してもよく、ほかの手段により水分量を
添加してもよい。
素を含む場合は前記(2)式を用いることで適用可能で
あり、また他のガス組成の場合は本発明の要旨に応じ
て、不足する水分量を演算によって求め、蒸気量に換算
して水蒸気添加してもよく、ほかの手段により水分量を
添加してもよい。
【0017】
【発明の効果】本発明は、加熱炉炉体に水蒸気投入口を
設け、燃料組成、燃料流量、燃焼用空気流量から必要な
水蒸気投入量を設定することにより適切な炉内雰囲気露
点にすることができるようになったので、連続鋳造機に
起因する鋳造欠陥を加熱炉内でスケールとして確実に除
去でき、良好な表面品質の製品を製造することが可能と
なった。
設け、燃料組成、燃料流量、燃焼用空気流量から必要な
水蒸気投入量を設定することにより適切な炉内雰囲気露
点にすることができるようになったので、連続鋳造機に
起因する鋳造欠陥を加熱炉内でスケールとして確実に除
去でき、良好な表面品質の製品を製造することが可能と
なった。
【図1】本発明を実施した加熱炉の一例の系統図であ
る。
る。
【図2】加熱時間、加熱温度と最適な露点の関係を示す
グラフである。
グラフである。
1 加熱炉 2 バーナ 3 スラブ 4 蒸気投入口 5 装入口 6 煙道 7 抽出口 8 燃料ガス流
量計 9 燃料ガス流量調整バルブ 10 燃焼用空
気流量計 11 燃焼用空気流量弁 12 燃焼用空
気ブロワ 13 水蒸気流量計 14 水蒸気流
量調整バルブ 16 演算装置 21 燃料 22 水蒸気 23 ガス組成
量計 9 燃料ガス流量調整バルブ 10 燃焼用空
気流量計 11 燃焼用空気流量弁 12 燃焼用空
気ブロワ 13 水蒸気流量計 14 水蒸気流
量調整バルブ 16 演算装置 21 燃料 22 水蒸気 23 ガス組成
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 邦雄 千葉市中央区川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 金田 欣亮 千葉市中央区川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平5−320757(JP,A) 特公 昭46−23121(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 1/00 - 11/00 F27D 7/02
Claims (1)
- 【請求項1】 熱間圧延用スラブを加熱する加熱炉内の
必要水蒸気濃度を設定し、これよりも燃焼ガス中の水蒸
気濃度が小さい場合に不足する水蒸気量を、燃料組成、
燃料流量及び燃焼用空気流量に基いて演算設定し、該演
算設定された量の水蒸気を前記加熱炉に設けた水蒸気投
入口から吹き込むことを特徴とする加熱炉におけるスケ
ール制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34273592A JP3197638B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 加熱炉におけるスケール制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34273592A JP3197638B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 加熱炉におけるスケール制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06184627A JPH06184627A (ja) | 1994-07-05 |
JP3197638B2 true JP3197638B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=18356090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34273592A Expired - Fee Related JP3197638B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 加熱炉におけるスケール制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3197638B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5839778B2 (ja) * | 2010-04-06 | 2016-01-06 | 新日鐵住金株式会社 | 高周波鉄損の優れた無方向性電磁鋼板、及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP34273592A patent/JP3197638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06184627A (ja) | 1994-07-05 |
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---|---|---|---|
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