JPS61113727A - 金属ストリツプ連続焼鈍炉の加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上のオＩ」用分野〉 本兄明は金属ストリップ連続焼鈍炉における加熱装置に
関する。

〈従来の技術２ 便来、冷延鋼板やブリキ原板等の金属ストリップは、連
続焼鈍炉によって連続的に熱処理されて所要の機械的性
質を付与される。第６図はこの連続焼鈍炉の全体傅成の
一例の概略構成図を表わしているが、ペイオフリールか
う繰υ出されてクリーニングタンクやルーパーラ通った
金属ストリップ１１は、第６図に示すようＫ、連続焼鈍
炉１２に供給され、連続焼鈍炉１２内の上部と下部に設
けられた多数のヘルパーロール１３０間に掛は回されて
上下方向に蛇行しながら製品に要求される機械的性質に
応じて必要な加熱や冷却を受け、最終的に常温の状態で
所要の降伏強度、抗張力、深絞り性、耐時効性等の材料
としての機械的性質が与えられる。連続焼鈍炉１２には
、金属ストリップ１１０入口側から出口側に向けて順に
加熱帯１４、均熱帯１５、急冷帯１６、過時効帯１７、
最終冷却帯１８が配設されている。加熱帯１４及び均熱
帯１５で構成される加熱域にはラソアントチューブ１９
が設けられ、そこを通過する金属ストリップ１１゛を輻
射加熱により加熱するようになっておシ、金属ストリッ
プ１１は加熱帯１４において常温から６５０〜９００℃
まで加熱され、続く均熱帯１５においてその温度を保持
されるかさらに若干加熱される。続いて、加熱域を出た
金属ストリップ１１は、図示しないガスソエットや冷却
ロール等の手段によル、均熱帯１５に続く急冷帯１６に
おいて４００℃程度まで急冷されると共に、過時効帯１
７においてその温度を保持され、最後に最終冷却帯１８
において常温近くまで冷却される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで近年、多品種小量生産の要請に伴い、板厚や板
幅の異なる種々の金属ストリップを要求される機械的性
質に応じて異なるヒートサイクルで連続して焼鈍できる
連続焼鈍炉が求められている。ところが、従来のラジア
ントチューブ方式の加熱を行う連続焼鈍炉では、ラジア
ントチューブの温度の時定数が５〜１０分と大きいため
、金属ストリップに要求されるヒートサイクルの変化に
対応して加熱温度を迅速に制御できないという問題があ
る。すなわち、例えば先行する釡属スｌ−ＩＪツブに対
してより板厚の厚い金属ストリップを連続して処理する
場合、熱容量の大きい板厚の厚い金属ストリップか通る
時にはラジアントチューブの温度を上げる必要があるが
、ラジアントチューブのバーナの燃焼量を上げても金属
ストリップはすぐには必要な温度に達しない。一方、ラ
インの通板スピードを先行する薄い金属ストリップが連
続焼鈍炉を出るまでは変えない場合は、後行の厚い金属
ストリップの先端部分に加熱不足による２５００〜５０
００　ｍにもなる非常に長い焼鈍不足部分ができてしま
う。また、後行の厚い金属ストリップが必要な温度に達
するようにするためにラインスピードを必要なだけ低下
させた場合は、先行の薄い金属ストリップは温度が上昇
し過ぎて過剰に焼鈍され、一般的には求められる機械的
性質よフ軟質化する。スピードをこの中間レベル　　　
゛り に変化させると、先行板はやはシ軟質化し、後行板は焼
鈍不足の部分が発生する。一方、これと逆の板厚が途中
で薄くなる場合には、前述と逆の現像が発生する。

過去においては、一般的には要求する機械的性質を上ま
わる、例えば軟質化した製品は、加工の容易性という観
点から需要者にとってはむしろ歓迎されるべきことであ
った。ところが最近の金属板の塑性加工プロセスの自動
化によル、このようなことは必ずしも歓迎されるべきこ
とではなく、狙い通シの材質に均一化することの方がＮ
要になってきた。従って、スピードをどの様に変更して
も金属ストリップのつなぎの部分で相当の長さの材質異
常部が発生してしまう上述のような操業方式では最早対
処できない。

このため、板厚変更部での上記問題を避けるために、間
にダミーストリップを挿入して、このダミーストリップ
が通過する間に炉の条件変更を完了する等の便法が用い
られており、炉能力を結果的に低下させることになって
いた。また、炉操業の面からできるだけ大量の同一サイ
ズ又は同一材質のストリップの焼鈍を続ける必要があり
、連続焼鈍ライン前に大量の在庫をもっておいて、炉操
業計画を容易ならしむる必要かあ）、在庫費用の負担増
と必要なときに好ましいタイミングで製品の製造ができ
ない不便さが生じていた。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上述のラジアントチューブを主たる加熱源と
する金属ストリップ連続焼鈍炉の加熱装置における加熱
温度を迅速に制御できないという問題点を解決すること
を目的とするものでちゃ、そのために本発明では、所要
の温度に設定された温度調節用のガスを金属ストリップ
に噴射するガスソエット装置を加熱帯の後部から加熱域
の最後部にかけてラジアントチューブに隣接して設置す
るようにした。

く作用〉 本発明にかかる連続焼鈍炉では、板厚等が異なる金属ス
トリップが供給されると、それに伴ってラジアントチュ
ーブのバ〜す燃焼量を調節すると共に、ガスソエント装
置によシ所要の温度に設定された温度調節用のガスを金
属ストリツブに短時間噴射することによル、ラジアント
チューブの温度応答性の悪さを補って迅速な温就制御が
行われる。また、ガスジェット装置を加熱帯の後部から
加熱域の最後部にかけて設置しているので、ヒートサイ
クルの変化した金属ストリップの先端から適正な温度に
制御することができる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面によシ具体的に説明する。第
１図は本発明の一実施例にかかる連続焼鈍炉の要部の概
略構成図、第２図はそのガスジェット装置の構成図であ
る。

第１図に示すように、本実施例では加熱域は加熱帯１４
と均熱帯１５とからなシ、加熱帯１４の後部から加熱域
の最後部にかけて、すなわち加熱帯１４の後部の領域及
び均熱帯１５の全域に亘って、ガスジェット装置である
プレナムチャンバ２１をラジアントチューブ１９に隣接
して設置する。第２図に示すように、プレナムチャンバ
２１にはその中に温度調節用のガスな供給するためのガ
スダクト２２が設けられると共Ｋ、金属ストリップ１１
に温度調節用のガスを噴射するための複数のガスノズル
２３が金属ストリップ１１に対向して形成されている。

また、２４はセラ゛ミックファイバー等の熱的時定数が
小さい材料で作られた炉壁、２５は金属ストリップ１１
に衝突したあとのガスを排出するための排気ダクトであ
る。

また、炉外には充填槽２６内にセラミック等の高融点部
質からなる小石状の蓄熱体（へｏ２ル）２７を充填して
なるペブルヒータ２８が設けられる。ペブルヒータ２８
ｉＣはその頂部から高温ガス供給ダクト２９を通じて１
２００〜１３００℃ｏ高温ガスが供給されると共に１ペ
ブルヒータ２８内を通った高温ガスは底部から高温ガス
排気ダクト３０から排出されるようになっている。

さらに、ペブルヒータ２８の底部には温度調節用ＯＨＮ
、Ｉ！／ス（水素と窒素の混合がス）をペブルヒータ２
８内に供給するガス供給ダク）３１がパルプ３２ケ介し
て接続されると共に、ペブルヒータ２８の頂部にはペブ
ルヒータ２８内を通ったＨＮガスを前記ガスダクト２２
を介してプレナムチャンバ２１に供給する供給ダクト３
３が接続されている。また、供給ダクト３１　、３３の
間には、ＨＮがスをペブルヒータ２８内を通さずに直接
ブレナムチャン・ぐ２１に送るバイパスダクト３４及び
そのパル２３５が設けられている。

このような構成において、同一板厚の金属ストリップ１
１を加熱するような定常運転時にはラジアントチューブ
１９のみで金属ストリップ１１の加熱を行う一方、金属
ストリップ１１のヒートサイクル、板厚、板幅、ライン
の通板スピード等が変化してその生産量が変化して加熱
量を変化させる必要が生じたときにガスジェット装置を
動作させる。

すなわち、定常運転時にはペブルヒータ２８には図示し
ない加熱器で１２００〜１３００℃の高温に加熱した高
温ガスを高温ガス供給ダクト２９を介して供給しておく
。ペブルヒータ２８に高温ガスを供給すると、ペブルヒ
ータ２８内のペブル２７の温度は、第３図（ａ）に示す
ように、時間の経過とともに頂部から漸次高温ガスの高
度に近づいて行き、一定時間後にはペブルヒータ２８内
全体が高温に保持される。いま、金属ストリップ１１の
ヒートサイクルが変化すると、ペブルヒータ２８への高
温ガスの供給を停止し、今度はＨＮガスを底部からペブ
ルヒータ２８内に供給する。ペブルヒータ２８内に供給
されたＨＮｆ／スは、第３図（ｂ）に示すように、その
出口に到るまでに高温に加熱される。すなわち、低温の
ＨＮガスでも高温で熱容量、伝達面積が大きいペブルヒ
ータ２８内を通すことによシ、その温度を高温のペブル
２７の温度まで数秒で上げることができ、この温度を５
〜１０分間保持することができる。而して、この高温に
なったＨＮガスとバイパスダクト３４を通った加熱され
ていない低温のＨＮガスとを適当に混合することによ）
、ＨＮガスを所要の温度にして温度調節用のガスとして
プレナムチェンバ２１に供給する。

例えば、板厚が厚くなり生産量が増加した金属ストリッ
プ１１が連続焼鈍炉１２に供給されたとすると、加熱帯
１４及び均熱帯１５のラソアントチューブ１９のバーナ
燃焼量を上げると共に、ガスジェット装置で所要の高温
に加熱されたＨＮガスを、ラノアントチュ−７’１９の
温度が必要な高い温度に達するまでの間、金属ストリッ
プ１１に噴射することによシ、必要な金属ストリップ１
１の温度にまで時間遅れなく上げることができる。尚、
ここでガスジェット装置は加熱帯１４の後部の領域及び
均熱帯１５の全域に亘って設置しであるので、生産量が
変化した金＾ス）　ＩＪツブ１１の先端から適正な温度
に制御することができる。すなわち、ガスソエく　　　
　ット装置が加熱域の途中のみＫあると、金属ストリッ
プ１１の走行方向に対してその後方の部分ではラソアン
トチューブ１９の温就変化に連れが生じ、所定の温度に
達する前に金属ストリップ１１の先端が通過してしまう
。

このようなガスジェット装置を設置する領域の前端部は
、対象とする金属ストリップ１１のヒートサイクル又は
ラインスピードと板厚とストリップ昇温分の温度差の積
で求まる熱負荷量の変化に対応する熱負荷変化量（通常
は２０％程度）に応じて決められるべきであって、ガス
ジェット装置は少なくとも金属ストリップ１１熱負荷量
の２０〜３０チ減少変化分に対応した加熱帯１４の後部
領域から設けるのが望ましｂｏこのがスノエット設置領
域が短いと、例えば板厚が薄くなった場合、金属ストリ
ップ１１はガスジェット設置領域に達する前に焼鈍温度
以上まで過熱されていわゆる過焼鈍となってしまうから
である。

第４図（ａ）は本実施例にかかる炉内におけるストｙ’
：ｔｒ温度の変化を表わしている・第４図（ａ）　　　
　。

に示すように、例えば板厚が薄くなって熱負荷　　　′
量が小さくなると破線で表わすようにヘトリン　　　゛
′プ温度が定常状態よシも急上昇するが、がスノエット
装置設置領域にさしかかった所で温度は所定の温度に抑
えられる。また、第４図（ｂ）はガスジェット設置領域
を分割した本発明の他の実施例にかかるストリップ温度
の変化を表わすグラフであシ、本実施例ではガスジェッ
ト装置をさらに加熱帯１４の途中にも設置したものであ
る。

ざらに、第５図（ａ）　、　（ｂ）は均熱帯１５がない
連続焼鈍炉に本発明を実施した場合の第４図（ａ）。

（ｂ）に相当するグラフである。均熱帯１５がない連続
焼鈍炉においては、加熱域は加熱帯１４のみからなシ、
従ってガスジェット装置は加熱帯１４の後部の領域に設
置される。

尚、以上の説明では全域ストリップ１工の例えば板厚が
小さくなって熱負荷量が低下する場合について説明した
が、板厚、板幅、ラインの通板スピードが大きくなって
熱負荷蓋が増加する場合には、所要の高温に混合したＨ
Ｎ力゛スをブレナムチャン・マ２１に供給することによ
フ、ラジアントチューブ１９の温度が必要な亮５温度に
上昇するまでの間、金属ストリップ１１を必要な高い焼
鈍温度に保つことができる。

〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、金属ストリップの熱負荷
量の変化に対応して迅速に加熱温度を制御することが可
能となり、それによシ焼鈍能率の向上、製品歩溜フの向
上が図れる。

【図面の簡単な説明】

ｆｓ１図は本発明の一笑施例にかかる連続焼鈍炉の要部
の概略構成図、第２図はそのガスジェット装置の構成図
、第３図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれペブルヒータ内
における高温ガス及びＨＮガス供給時の温度分布図ミ第
４図（ａ）　、　（ｂ）、第５図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ本発明にかかる連続焼鈍炉内のストリ
ップ温度の変化を表わすグラス、第６図は従来の連続焼
鈍炉の全体構成の一例の概略構成図である。 図面中、 １１は金属ストリップ、 １２は連続焼鈍炉、 １４は加熱帯、 １５は均熱帯、 １９はラジアントチューブ、 ２１はプレナムチャンバ、 ２８はペブルヒータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属ストリップの連続焼鈍に際し、ヒートサイクル、ラ
   インスピード、板厚等の設定変更に応じて所要の温度、
   流量に設定された板温度調節用のガスを金属ストリップ
   に噴射するガスジェット装置の前端部を熱負荷変化量２
   ０〜３０％に対応した加熱帯の後部領域前端とし、後端
   部を加熱域の最後部にかけて、または均熱帯全体に設け
   たことを特徴とする金属ストリップ連続焼鈍炉の加熱装
   置。