JP3509405B2 - 鋼帯の連続熱処理炉における炉内雰囲気改善方法 - Google Patents
鋼帯の連続熱処理炉における炉内雰囲気改善方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、無酸化ガス雰囲気
の連続熱処理炉において鋼帯を連続的に熱処理する定常
操業を行うに先立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲気
中の水分濃度及び／または酸素濃度が上昇した際に、炉
内雰囲気中の水分濃度および／または酸素濃度を定常操
業に適したレベルまで低減させるための炉内雰囲気改善
方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、鋼帯を無酸化ガス雰囲気中で熱処
理するための連続熱処理炉において、炉の大気開放後の
立ち上げ時や炉内雰囲気に大気が侵入した場合等に炉内
の水分や酸素濃度を低減させるには、炉内温度を上昇さ
せることにより炉内の水分を気化させ、これと相前後し
て不活性ガス等の無酸化性ガスを炉内雰囲気の置換ガス
として炉内に供給し、同時に炉内のガスを排気すること
で炉内雰囲気を無酸化性ガスに置換する方法が広く行わ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の方法では、炉内雰囲気中の水分や酸素濃度を定常操
業に適した所定のレベルまで減少させるのに長時間を要
し、その間は操業ができないため、連続熱処理炉の生産
性を著しく低下させるという問題がある。したがって本
発明の目的は、無酸化ガス雰囲気の熱処理炉において鋼
帯を連続的に熱処理する定常操業を行うに先立ち、若し
くは定常操業中に炉内雰囲気中の水分濃度及び／または
酸素濃度が上昇した際に、炉内雰囲気中の水分濃度およ
び／または酸素濃度を定常操業に適したレベルまで速や
かに低減させことができる炉内雰囲気改善方法を提供す
ることにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明は、無酸化ガス雰囲気の熱処理炉におい
て鋼帯を連続的に通板させて熱処理する定常操業を行う
に先立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲気中の水分濃
度及び／または酸素濃度が上昇した際に、炉内雰囲気中
の水分濃度および／または酸素濃度を低減させる方法に
おいて、無酸化性ガスを炉内供給して炉内雰囲気の置換
を行うとともに、これと並行して鋼中炭素濃度が６０ｐ
ｐｍ以上の鋼帯を炉内に通板させ、９００〜１３００℃
の温度で該鋼帯の鋼中炭素と炉内雰囲気中の水分及び／
または酸素を反応させ、炉内雰囲気中の水分濃度及び／
または酸素濃度を低減させることを特徴とする鋼帯の連
続熱処理炉における炉内雰囲気改善方法である。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明法では、無酸化ガス雰囲気
の熱処理炉において鋼帯を連続的に熱処理する定常操業
を行うに先立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲気中の
水分濃度及び／または酸素濃度が上昇した際に、以下の
ようにして炉内雰囲気の改善を行う。すなわち、通常は
炉内温度を上昇させて炉内の水分を気化させ、これと相
前後して無酸化性ガス（不活性ガス等）を炉内供給する
と同時に炉内のガスを排気する炉内雰囲気の置換を行う
が、この炉内雰囲気の置換と並行して鋼中炭素濃度が６
０ｐｐｍ以上の鋼帯を炉内に通板させ、この鋼帯の鋼中
炭素と炉内雰囲気中の水分及び／または酸素を反応させ
る。この鋼帯は炉内雰囲気中の水分や酸素濃度を低減さ
せるためだけに通板させる言わばダミーの鋼帯であり、
機能的には、炉内雰囲気中の水分や酸素と反応（鋼帯側
では脱炭反応）させてこれをＣＯの生成に消費するため
の炭素を炉内に連続的に供給する役目を果たす。 【０００６】例えば、炉内雰囲気中の水分に関して言え
ば、Ｈ2Ｏは下記（１）式に示すように鋼帯中の炭素と
反応してＣＯを生成させる。 Ｃ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 …（１） このように無酸化性ガスによる炉内雰囲気の置換中、上
記（１）式の反応によって炉内雰囲気中の水分や酸素が
ＣＯの生成のために急速に消費されるため、炉内雰囲気
中の水分や酸素濃度は速やかに低減する。したがって、
炉内雰囲気の置換だけで水分や酸素濃度を低減させてい
た従来法に較べ、炉内雰囲気中の水分や酸素濃度を極く
短時間のうちに定常操業に適したレベルまで低減させる
ことができる。なお、炉内雰囲気の置換と相前後して行
われる炉内の昇温は、無酸化性ガスの炉内への供給前ま
たは供給後のいずれでもよく、また供給と同時に行って
もよい。 【０００７】上記の反応により炉内雰囲気中の水分や酸
素濃度を効率的に低減させるためには、炉内に通板させ
る鋼帯中に炉内雰囲気中の水分や酸素と反応するための
十分な量の炭素が存在することが必要である。本発明者
らによる実験の結果、通板前の鋼中炭素濃度が６０ｐｐ
ｍ以上の鋼帯であれば、上記の反応が効率的に進行する
ことが判った。したがって、炉内に通板させる鋼帯は、
鋼中炭素濃度が６０ｐｐｍ以上のものとする。なお、鋼
帯には炉内雰囲気中の水分や酸素と反応するに十分な量
の炭素が存在すればよいので、鋼中炭素濃度の上限は特
に設けない。 【０００８】鋼帯中の炭素と炉内雰囲気中の水分や酸素
との反応の効率は、反応温度に大きく依存しており、炉
内温度が９００℃未満では上記の反応が速やかに進行せ
ず、一方、１３００℃を超えると鋼帯の強度が低下する
ため連続通板が困難となり、鋼帯の破断時の原因にもな
る。このため、鋼帯を通板させる際の炉内温度は９００
〜１３００℃とする必要がある。また、特に上記の反応
を速やかに行わせ、炉内雰囲気中の水分や酸素濃度を効
率的に低減させるためには、炉内温度を１２００℃以上
とすることが好ましい。また、炉内雰囲気中の水分や酸
素と鋼中炭素との反応量は鋼帯の炉内での滞留時間に依
存し、鋼帯の炉内での滞留時間は長いほどよい。したが
って、炉内雰囲気中の水分濃度及び酸素濃度、鋼帯の鋼
中炭素量、炉内温度、炉長等に応じて鋼帯の通板速度が
適宜選択される。 【０００９】本発明法は、連続焼鈍炉や浸珪処理炉をは
じめとする各種の連続熱処理炉に適用することができ
る。また、本発明法は無酸化ガス雰囲気の熱処理炉にお
いて鋼帯を連続的に熱処理する定常操業を行うに先立っ
て実施されるか、若しくは定常操業中に炉内雰囲気中の
水分濃度及び／または酸素濃度が上昇した際に実施され
るものであるが、具体的には次のようなケースが例示で
きる。 (1) 熱処理炉の建造後の立上時、或いは熱処理炉の修理
等のために炉を大気開放した後の再立上時 (2) 定常操業時に、熱処理炉の炉周辺設備の異常等によ
り水や空気等が炉内に多量に浸入した場合 (3) 定常操業時に、上記(2)以外の原因で露点が変動
し、露点が悪化した場合 【００１０】 【実施例】図１に示すような、入側から順に加熱帯１、
浸珪処理帯２、均熱帯３、冷却帯４を備えた連続浸珪処
理炉において、本発明例及び比較例の方法を実施した。
なお、この連続浸珪処理炉の定常操業では、鋼帯Ｓを加
熱帯１において加熱した後、ＳｉＣｌ4を含む無酸化性
ガス雰囲気の浸珪処理帯２において鋼帯Ｓに化学気相蒸
着による浸珪処理を施し、次いでＳｉＣｌ4を含まない
無酸化性ガス雰囲気の均熱帯において、浸珪処理で鋼帯
表面に浸透したＳｉを板厚方向に拡散させる熱処理を施
し、しかる後、冷却帯で冷却して高珪素鋼帯を製造す
る。 【００１１】このような連続浸珪処理炉において、炉を
大気開放した後、操業を再開する際に、無酸化性ガス
（窒素）を炉内供給して炉内雰囲気の置換を行うととも
に、これと並行して鋼中炭素濃度が異なる各種鋼帯（但
し、各鋼帯は単位長さ当りの表面積が同一）を炉内に一
定速度で通板させ、通板開始直後からの炉内雰囲気中の
水分濃度の変化を測定した。また、鋼帯を通板させるこ
となく炉内雰囲気の置換のみで炉内水分濃度を低減させ
る比較例も実施した。通板した鋼帯は、鋼中炭素濃度が
２０ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、１１０ｐｐｍ、７００ｐｐｍ
の４水準とした。また、鋼板を通板させた際の炉内温度
は１２００℃とした。 【００１２】その結果を図２に示す。同図によれば、炉
内雰囲気の置換だけで水分濃度を低減させる方法（従来
法）では、水分濃度を２００ｐｐｍのレベルまで低下さ
せるのに１２０時間以上かかるのに対して、炉内雰囲気
の置換と並行して鋼中炭素濃度が６０ｐｐｍ以上の鋼帯
を炉内に通板させる本発明法では、略半分の６０時間程
度で水分濃度を２００ｐｐｍのレベルまで低下させるこ
とができ、また、鋼中炭素濃度がさらに高い鋼帯を通板
させることにより、より短時間で水分濃度を目標のレベ
ルまで低減させ得ることが判る。 【００１３】 【発明の効果】以上述べた本発明によれば、無酸化ガス
雰囲気の熱処理炉において鋼帯を連続的に熱処理する定
常操業を行うに先立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲
気中の水分濃度及び／または酸素濃度が上昇した際に、
炉内雰囲気中の水分濃度および／または酸素濃度を低減
させる場合、炉内雰囲気の置換だけで水分や酸素濃度を
低減させていた従来法に較べ、炉内雰囲気中の水分や酸
素濃度を極く短時間のうちに定常操業に適したレベルま
で減少させることができる。
の連続熱処理炉において鋼帯を連続的に熱処理する定常
操業を行うに先立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲気
中の水分濃度及び／または酸素濃度が上昇した際に、炉
内雰囲気中の水分濃度および／または酸素濃度を定常操
業に適したレベルまで低減させるための炉内雰囲気改善
方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、鋼帯を無酸化ガス雰囲気中で熱処
理するための連続熱処理炉において、炉の大気開放後の
立ち上げ時や炉内雰囲気に大気が侵入した場合等に炉内
の水分や酸素濃度を低減させるには、炉内温度を上昇さ
せることにより炉内の水分を気化させ、これと相前後し
て不活性ガス等の無酸化性ガスを炉内雰囲気の置換ガス
として炉内に供給し、同時に炉内のガスを排気すること
で炉内雰囲気を無酸化性ガスに置換する方法が広く行わ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の方法では、炉内雰囲気中の水分や酸素濃度を定常操
業に適した所定のレベルまで減少させるのに長時間を要
し、その間は操業ができないため、連続熱処理炉の生産
性を著しく低下させるという問題がある。したがって本
発明の目的は、無酸化ガス雰囲気の熱処理炉において鋼
帯を連続的に熱処理する定常操業を行うに先立ち、若し
くは定常操業中に炉内雰囲気中の水分濃度及び／または
酸素濃度が上昇した際に、炉内雰囲気中の水分濃度およ
び／または酸素濃度を定常操業に適したレベルまで速や
かに低減させことができる炉内雰囲気改善方法を提供す
ることにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明は、無酸化ガス雰囲気の熱処理炉におい
て鋼帯を連続的に通板させて熱処理する定常操業を行う
に先立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲気中の水分濃
度及び／または酸素濃度が上昇した際に、炉内雰囲気中
の水分濃度および／または酸素濃度を低減させる方法に
おいて、無酸化性ガスを炉内供給して炉内雰囲気の置換
を行うとともに、これと並行して鋼中炭素濃度が６０ｐ
ｐｍ以上の鋼帯を炉内に通板させ、９００〜１３００℃
の温度で該鋼帯の鋼中炭素と炉内雰囲気中の水分及び／
または酸素を反応させ、炉内雰囲気中の水分濃度及び／
または酸素濃度を低減させることを特徴とする鋼帯の連
続熱処理炉における炉内雰囲気改善方法である。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明法では、無酸化ガス雰囲気
の熱処理炉において鋼帯を連続的に熱処理する定常操業
を行うに先立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲気中の
水分濃度及び／または酸素濃度が上昇した際に、以下の
ようにして炉内雰囲気の改善を行う。すなわち、通常は
炉内温度を上昇させて炉内の水分を気化させ、これと相
前後して無酸化性ガス（不活性ガス等）を炉内供給する
と同時に炉内のガスを排気する炉内雰囲気の置換を行う
が、この炉内雰囲気の置換と並行して鋼中炭素濃度が６
０ｐｐｍ以上の鋼帯を炉内に通板させ、この鋼帯の鋼中
炭素と炉内雰囲気中の水分及び／または酸素を反応させ
る。この鋼帯は炉内雰囲気中の水分や酸素濃度を低減さ
せるためだけに通板させる言わばダミーの鋼帯であり、
機能的には、炉内雰囲気中の水分や酸素と反応（鋼帯側
では脱炭反応）させてこれをＣＯの生成に消費するため
の炭素を炉内に連続的に供給する役目を果たす。 【０００６】例えば、炉内雰囲気中の水分に関して言え
ば、Ｈ2Ｏは下記（１）式に示すように鋼帯中の炭素と
反応してＣＯを生成させる。 Ｃ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 …（１） このように無酸化性ガスによる炉内雰囲気の置換中、上
記（１）式の反応によって炉内雰囲気中の水分や酸素が
ＣＯの生成のために急速に消費されるため、炉内雰囲気
中の水分や酸素濃度は速やかに低減する。したがって、
炉内雰囲気の置換だけで水分や酸素濃度を低減させてい
た従来法に較べ、炉内雰囲気中の水分や酸素濃度を極く
短時間のうちに定常操業に適したレベルまで低減させる
ことができる。なお、炉内雰囲気の置換と相前後して行
われる炉内の昇温は、無酸化性ガスの炉内への供給前ま
たは供給後のいずれでもよく、また供給と同時に行って
もよい。 【０００７】上記の反応により炉内雰囲気中の水分や酸
素濃度を効率的に低減させるためには、炉内に通板させ
る鋼帯中に炉内雰囲気中の水分や酸素と反応するための
十分な量の炭素が存在することが必要である。本発明者
らによる実験の結果、通板前の鋼中炭素濃度が６０ｐｐ
ｍ以上の鋼帯であれば、上記の反応が効率的に進行する
ことが判った。したがって、炉内に通板させる鋼帯は、
鋼中炭素濃度が６０ｐｐｍ以上のものとする。なお、鋼
帯には炉内雰囲気中の水分や酸素と反応するに十分な量
の炭素が存在すればよいので、鋼中炭素濃度の上限は特
に設けない。 【０００８】鋼帯中の炭素と炉内雰囲気中の水分や酸素
との反応の効率は、反応温度に大きく依存しており、炉
内温度が９００℃未満では上記の反応が速やかに進行せ
ず、一方、１３００℃を超えると鋼帯の強度が低下する
ため連続通板が困難となり、鋼帯の破断時の原因にもな
る。このため、鋼帯を通板させる際の炉内温度は９００
〜１３００℃とする必要がある。また、特に上記の反応
を速やかに行わせ、炉内雰囲気中の水分や酸素濃度を効
率的に低減させるためには、炉内温度を１２００℃以上
とすることが好ましい。また、炉内雰囲気中の水分や酸
素と鋼中炭素との反応量は鋼帯の炉内での滞留時間に依
存し、鋼帯の炉内での滞留時間は長いほどよい。したが
って、炉内雰囲気中の水分濃度及び酸素濃度、鋼帯の鋼
中炭素量、炉内温度、炉長等に応じて鋼帯の通板速度が
適宜選択される。 【０００９】本発明法は、連続焼鈍炉や浸珪処理炉をは
じめとする各種の連続熱処理炉に適用することができ
る。また、本発明法は無酸化ガス雰囲気の熱処理炉にお
いて鋼帯を連続的に熱処理する定常操業を行うに先立っ
て実施されるか、若しくは定常操業中に炉内雰囲気中の
水分濃度及び／または酸素濃度が上昇した際に実施され
るものであるが、具体的には次のようなケースが例示で
きる。 (1) 熱処理炉の建造後の立上時、或いは熱処理炉の修理
等のために炉を大気開放した後の再立上時 (2) 定常操業時に、熱処理炉の炉周辺設備の異常等によ
り水や空気等が炉内に多量に浸入した場合 (3) 定常操業時に、上記(2)以外の原因で露点が変動
し、露点が悪化した場合 【００１０】 【実施例】図１に示すような、入側から順に加熱帯１、
浸珪処理帯２、均熱帯３、冷却帯４を備えた連続浸珪処
理炉において、本発明例及び比較例の方法を実施した。
なお、この連続浸珪処理炉の定常操業では、鋼帯Ｓを加
熱帯１において加熱した後、ＳｉＣｌ4を含む無酸化性
ガス雰囲気の浸珪処理帯２において鋼帯Ｓに化学気相蒸
着による浸珪処理を施し、次いでＳｉＣｌ4を含まない
無酸化性ガス雰囲気の均熱帯において、浸珪処理で鋼帯
表面に浸透したＳｉを板厚方向に拡散させる熱処理を施
し、しかる後、冷却帯で冷却して高珪素鋼帯を製造す
る。 【００１１】このような連続浸珪処理炉において、炉を
大気開放した後、操業を再開する際に、無酸化性ガス
（窒素）を炉内供給して炉内雰囲気の置換を行うととも
に、これと並行して鋼中炭素濃度が異なる各種鋼帯（但
し、各鋼帯は単位長さ当りの表面積が同一）を炉内に一
定速度で通板させ、通板開始直後からの炉内雰囲気中の
水分濃度の変化を測定した。また、鋼帯を通板させるこ
となく炉内雰囲気の置換のみで炉内水分濃度を低減させ
る比較例も実施した。通板した鋼帯は、鋼中炭素濃度が
２０ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、１１０ｐｐｍ、７００ｐｐｍ
の４水準とした。また、鋼板を通板させた際の炉内温度
は１２００℃とした。 【００１２】その結果を図２に示す。同図によれば、炉
内雰囲気の置換だけで水分濃度を低減させる方法（従来
法）では、水分濃度を２００ｐｐｍのレベルまで低下さ
せるのに１２０時間以上かかるのに対して、炉内雰囲気
の置換と並行して鋼中炭素濃度が６０ｐｐｍ以上の鋼帯
を炉内に通板させる本発明法では、略半分の６０時間程
度で水分濃度を２００ｐｐｍのレベルまで低下させるこ
とができ、また、鋼中炭素濃度がさらに高い鋼帯を通板
させることにより、より短時間で水分濃度を目標のレベ
ルまで低減させ得ることが判る。 【００１３】 【発明の効果】以上述べた本発明によれば、無酸化ガス
雰囲気の熱処理炉において鋼帯を連続的に熱処理する定
常操業を行うに先立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲
気中の水分濃度及び／または酸素濃度が上昇した際に、
炉内雰囲気中の水分濃度および／または酸素濃度を低減
させる場合、炉内雰囲気の置換だけで水分や酸素濃度を
低減させていた従来法に較べ、炉内雰囲気中の水分や酸
素濃度を極く短時間のうちに定常操業に適したレベルま
で減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で用いた連続浸珪処理炉の構成を示す説
明図 【図２】実施例における鋼帯通板開始直後からの炉内雰
囲気中の水分濃度の変化を示すグラフ 【符号の説明】 １…加熱炉、２…浸珪処理炉、３…均熱炉、４…冷却炉
明図 【図２】実施例における鋼帯通板開始直後からの炉内雰
囲気中の水分濃度の変化を示すグラフ 【符号の説明】 １…加熱炉、２…浸珪処理炉、３…均熱炉、４…冷却炉
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 平谷 多津彦
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 平２−200723（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−304309（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−167721（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 1/76
C21D 9/52 - 9/66
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 無酸化ガス雰囲気の熱処理炉において鋼
帯を連続的に通板させて熱処理する定常操業を行うに先
立ち、若しくは定常操業中に炉内雰囲気中の水分濃度及
び／または酸素濃度が上昇した際に、炉内雰囲気中の水
分濃度及び／または酸素濃度を低減させる方法におい
て、無酸化性ガスを炉内供給して炉内雰囲気の置換を行
うとともに、これと並行して鋼中炭素濃度が６０ｐｐｍ
以上の鋼帯を炉内に通板させ、９００〜１３００℃の温
度で該鋼帯の鋼中炭素と炉内雰囲気中の水分及び／また
は酸素を反応させ、炉内雰囲気中の水分濃度及び／また
は酸素濃度を低減させることを特徴とする鋼帯の連続熱
処理炉における炉内雰囲気改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21675696A JP3509405B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 鋼帯の連続熱処理炉における炉内雰囲気改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21675696A JP3509405B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 鋼帯の連続熱処理炉における炉内雰囲気改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1046237A JPH1046237A (ja) | 1998-02-17 |
| JP3509405B2 true JP3509405B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=16693433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21675696A Expired - Fee Related JP3509405B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 鋼帯の連続熱処理炉における炉内雰囲気改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3509405B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5071551B2 (ja) * | 2010-12-17 | 2012-11-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼帯の連続焼鈍方法、溶融亜鉛めっき方法 |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP21675696A patent/JP3509405B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1046237A (ja) | 1998-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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