JP3574216B2 - 横型連続焼鈍炉の雰囲気仕切装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、横型連続焼鈍炉における炉長方向の雰囲気制御方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ストリップの連続焼鈍炉は、一般に加熱帯、均熱帯、冷却帯が連設されたものや、加熱帯、均熱帯、脱炭帯、還元帯及び冷却帯が連設されたもの等がある。それぞれの帯域では、所望の雰囲気ガスとし、連続焼鈍あるいは脱炭焼鈍が行われる。
表面性状を特に厳しく管理する必要があるストリップや、脱炭を必要とするものや更には鋼板表面の酸化層の形成状況を管理する必要のあるストリップを連続焼鈍する場合には、連続焼鈍炉各帯の雰囲気を所望の雰囲気とする必要がある。
【０００３】
従って、連続焼鈍炉における各帯の境界には炉内仕切り等の工夫が加えられ、炉内の雰囲気ガスの混合を防ぐ提案がされている。
例えば、特開昭６３−２４０３８号公報、特開昭６３−２４０３７号公報では帯境界に設けたシールボックスに、搬送ロールに対してシール体を昇降自在に設け、シール体をストリップ板面に接触させて帯域間のシールを行っている。
これらは、それなりの雰囲気制御効果があるがシール体の鋼板との摩耗によるシール性の劣化や鋼板との接触摩耗疵等の問題を残していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した如き背景に鑑みなされたもので、横型連続焼鈍炉において、炉内各帯域を所望の雰囲気に制御する仕切装置のシール機能の経時的な劣化とシール体と鋼板との接触による板疵を防止し、安定した雰囲気制御行い得る仕切装置を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、連続焼鈍炉内に、結晶質セラミックファイバーを適宜の厚みの集綿体として成形してなるモース硬度が９．０未満のブランケットを、その一端を炉頂部分幅方向に回転可能に設けたシャフトに、前記ブランケットを巻き上げ及び巻き下げ可能に支承すると共に、その他端部を垂下して少なくとも通板する鋼板面と接触するようにし、ブランケットの垂れ長さをシャフトの回動によって調節することにより炉長方向の雰囲気を遮蔽することにある。
【０００６】
また、連続焼鈍炉の雰囲気を制御するに当たり、回転シャフトに設置するブランケットの素材は、アルミナ含有量が７０重量％以上のアルミナ質ファイバー、又はムライト質ファイバーよりなる。これらファイバーは、平均繊維径が２．０〜１０．０μｍで、且つ、モース硬度が９．０未満の結晶質セラミックファイバーからなる雰囲気仕切装置であり、更には、前記ブランケットが、表裏両面よりニードリング処理されてなり、その引張強度を１ｋｇ／ｃｍ^２ 以上にし、その集綿体の表面を有機繊維からなる不織布によってコーティングされたことを特徴とする横型連続焼鈍炉の雰囲気仕切装置である。このブランケットは、結晶質セラミックファイバー中に含有される４５μｍ以上のショット含有率を５重量％以下にすることが好ましい。
【０００７】
【作用】
次に、本発明装置を図に示す実施例に基づいて更に詳細に述べる。
図１に、本発明の連続焼鈍炉における雰囲気仕切装置の概念図を示す。すなわち図において、１は、回動手段（図示せず）を有するシャフト、２は回転シャフト１に一端部が支承されるシール体ブランケット、３は鋼帯を搬送する通板ロール、４は天井仕切り板、５は、炉底仕切り板であって、これらの仕切り板４，５と、ブランケット２で仕切り、所望の雰囲気を形成するゾーンを形成する。６は炉内ライニング、７は通板（鋼帯）を示す。
【０００８】
図１に示すごとく、各帯の境界部の前後に炉幅方向に対し回転可能に設置された回転シャフト１に、本発明で得られたブランケット２の一端部を支持固定している。該シャフト１の回転により、ブランケット２は巻き上げまたは巻き下げられるようになる。すなわちブランケット２は、長く垂れ下げ、垂れ長さを調節されて、少くともその端部が通板ロール３上を走行する鋼帯面に接触して、炉内を仕切り、このような該雰囲気仕切装置前後の炉の各帯の炉内圧、ガス組成等を制御することを特徴としている。
【０００９】
本発明では、シール体素材に繊維長さ２０〜２００ｍｍの結晶質セラミックファイバーを用いる。設置するブランケットは、嵩密度０．０５〜０．１５ｇ／ｃｍ^３ で２５ｍｍ以上、または、これより薄い場合は複数枚重ねて使用することが望ましい。
【００１０】
これらによって、装置前後の各帯の雰囲気制御を十分に達成するだけでなく、従来問題にされていた鋼板との摩擦によるシール体の摩耗による雰囲気制御精度の経時変化を回転シャフトの回転角度により、ブランケットの垂れ下げ長さを調節することにより、回避することが可能となる。
【００１１】
また、シール体に使用する素材を結晶質セラミックファイバーにすることにより、雰囲気温度・ガス組成で長時間暴露されても結晶化による粉化が進行せず、炉内に飛散しないと同時に直接鋼板と接触した状態においても鋼板表面を損なうことがない。
【００１２】
又、以上の様な条件を満足したブランケットを用いて仕切り板とする際には、実際には常温で取り付け加工がなされるが、この加工時にハンドリングにより、前記ニードリングがはずれたり、ボルト等で固定する時に、ボルトが食い込んだりすることを防止するために、該ブランケット表面に有機性不織布をコーティングすることが望ましい。この不織布は、有機質であるため仕切り板として固定後、ストリップ処理温度になるまでに燃えつきてしまうため、鋼板処理上問題とはならない。
【００１３】
この不織布としては、ポリエチレン、寒冷紗等の材質が挙げられ、炭素、水素、酸素からなる有機繊維であれば何でも良いが、ハロゲン化合物、窒素化合物、硫黄化合物を含有しないことが必要である。このような化合物は、加熱処理中、鋼板表面と反応を起こしやすいガスを発生し、鋼板品質上大きな問題となる。
【００１４】
更に、本発明者は、通板疵とシール体素材との関係を鏡面化処理した鉛板と各種のセラミックファイバーとのすり合わせ試験法により調査した結果、各種のセラミックファイバー素材のモース硬度と鏡面化処理した鉛板へのすり疵指標に密接な関係があることを見出した。鉛板を選定した理由としては、モース硬度が１．５と金属材料の中では、最も硬度が低い材料のため、すり疵を評価する上で適しているためである。本結果では、図２に示すようにモース硬度が９．０以上のコランダム組成の結晶質セラミックファイバーになるとすり疵指標が極端に悪い結果となった。
【００１５】
これは、セラミックファイバーの硬度が鉛板の硬度より大きいためにすり疵が発生するためである。これらの結果から、使用するセラミックファイバーとしては、モース硬度が９．０未満の素材が望ましいことが判った。具体的には、アルミナ含有量９５重量％以上の中間アルミナ組成（γ；ガンマ θ；シーター相）、またはアルミナ含有量７０重量％以上シリカ含有量３０重量％未満のムライト組成の結晶質ファイバーがモース硬度として６．０〜６．５であり、鋼板や鋼板表面皮膜の硬度と類似しているためによく、従って本発明ではシール体素材としてモース硬度７以下がより好ましい。
【００１６】
また、繊維の柔軟性もしくはしなやかさも重要な要因である。しなやかさを出すためには、繊維径を細くしたり、焼成温度を低くすることで達成可能であるが、繊維径を小さくすると引張強度が低くなり、安全性の問題が懸念されるため、２．０μｍ以上、望ましくは、３．５μｍ以上にすべきである。逆に１０μｍを超えると繊維自身が脆くなるため、１０μｍ以下にする必要があり、５．０μｍ以下にするのが望ましい。
【００１７】
焼成温度が低ければ、柔軟性を出すことは可能であるが、低すぎると繊維の引張強度が低くなる。図３に焼成温度と引張強度の関係を示すが、強度低下の発生しにくい５００℃〜１３００℃で焼成するのが望ましい。
【００１８】
また、ブランケット自身が表裏からニードリング処理されているため、熱履歴を受けた後も厚さ方向にバラけることなく、しかも引張強度が１ｋｇ／ｃｍ^２ 以上が得られることから、耐用寿命延長につながる。
【００１９】
また、ブランケット中に含まれる４５μｍ以上のショット含有量と板疵との関係を調査した結果、ショット含有量が５重量％以上になると使用中にショットが通板接触面近傍に濃縮し、鋼板表面に付着していた炉内飛散物との反応物となり、板疵が発生する要因になっていることが判明した。
以下、本発明を使用した結果について記述する。
【００２０】
【実施例】
本発明の結晶質セラミックファイバーの製造方法を、以下に記載する。まずオキシ塩化アルミニウム水溶液（アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ ，Ａｌ／Ｃｌ（原子比）＝１．８）１リットルに、２０％シリカゾル溶液３５ｇ，５％ポリビニルアルコール水溶液２７８ｇを添加して混合した。この混合液を減圧下、５０℃濃縮して紡糸原液（粘度２７ポイズ、アルミナ含有量２６．５重量％）とし、吸出法により紡糸して生繊維を得た。この生繊維の概略の嵩密度は０．０５ｇ／ｃｍ^３ であった。これを層状に集綿し、ニードルパンチング機械により６〜７回／ｃｍ^２ パンチングを行って、アルミナ／シリカ重量％比＝９５／５、厚み２５ｍｍ、嵩密度０．１０ｇ／ｃｍ^３ 、引張強度１．５ｋｇ／ｃｍ^２ のブランケットを得た。次いで、これを１１５０℃１時間空気中で焼成した。尚、ここで得られたブランケットの表面には、ポリエチレンからなる不織布をコーティングした。
【００２１】
得られたブランケットは、前記の横型連続焼鈍炉の仕切り板として設置され、実操業に供された。実炉に適用したブランケットの特徴ならびに実炉適用結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
本発明により、連続焼鈍炉における各帯の雰囲気を炉の稼働期間中経時劣化もなく安定した状態で制御でき、しかも板疵の発生がない雰囲気仕切装置を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要ならびに実炉適用の結果を示す。
【図２】各種セラミックファイバーの硬度と鏡面化処理した鉛板とのすり合わせ試験結果を示す。
【図３】結晶質セラミックファイバーの焼成温度と引張強度の関係を示す。
【符号の説明】
１：シャフト
２：ブランケット
３：通板ロール
４：天井仕切り板
５：炉底仕切り板
６：炉内ライニング
７：通板（鋼帯）

Claims (5)

1. 連続焼鈍炉内に、結晶質セラミックファイバーを適宜の厚みの集綿体として成形してなるモース硬度が９．０未満のブランケットを、その一端を炉頂部分幅方向に回転可能に設けたシャフトに、前記ブランケットを巻き上げ及び巻き下げ可能に支承すると共に、その他端部を垂下して少なくとも通板する鋼板面と接触するようにし、ブランケットの垂れ長さをシャフトの回動によって調節することにより炉長方向の雰囲気を遮蔽可能とされていることを特徴とする横型連続焼鈍炉の雰囲気仕切装置。
2. 前記ブランケットがアルミナ含有量が７０重量％以上のアルミナ質ファイバー、またはムライト質ファイバーよりなり、これらファイバーは、繊維径２．０〜１０．０μｍであることを特徴とする請求項１記載の横型連続焼鈍炉の雰囲気仕切装置。
3. 前記ブランケットが、表裏両面よりニードリング処理されてなり、その引張強度が１ｋｇ／ｃｍ^２ 以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の横型連続焼鈍炉の雰囲気仕切装置。
4. 前記ブランケットが、粒径４５μｍ以上のショット含有率を５重量％以下とした結晶質セラミックファイバーよりなることを特徴とする請求項１，２，３のいずれか１項に記載の横型連続焼鈍炉の雰囲気仕切装置。
5. 前記ブランケットが、その表面を有機繊維からなる不織布によりコーティングしてなることを特徴とする請求項１，２，３，４のいずれか１項に記載の横型連続焼鈍炉の雰囲気仕切装置。

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