JPS62116725A

JPS62116725A - 焼鈍炉

Info

Publication number: JPS62116725A
Application number: JP25449985A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takeuchi; 修竹内; Akira Aizawa; 相沢　章; Toru Iura; 井浦　透; Hiroshi Yamazaki; 宏山崎; Kenjiro Matsumoto; 松本　健二郎
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1987-05-28

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】［産業上の利用分野］この発明は、製鉄所の冷延工場の薄板熱処理工程におけ
る箱型タイト焼鈍炉に関するものである。

［従来の技術］第８図に従来の箱型コイル焼鈍炉の概略断面を示す。本
例の場合の被処理物は、０．２〜３．２ｍｍ厚程の薄板
を密に巻いた物であり、タイトコイルと称する。このよ
うなコイルＷを支持するプレナムチャンバ１は金属板を
格子状に組み、風が自由に流れるようになっている。こ
のプレナムチャンバｌの一端側には、モータ２に連結さ
れたファン３が設けられ、さらにファン３の吐出側には
風箱４が設けられている。この風箱４はプレナムチャン
バｌと共に、雰囲気ガスを循環させる一連のガス流路り
を成している。コイルＷの上方には、複数の輻射管５が
支持されている。これらの輻射管５の一端にはバーナ（
図示せず）、他端には排気ダクト（図示せず）が設置さ
れている。

風箱４の途中には炉殻６及び断熱材７を貫通してクーラ
８が設けられ、このクーラ８には、このクーラ８自体を
風箱４内に出し入れするターラ駆動装置９と、炉内外の
シールを目的とするベローズ１０が備えられている。一
方、炉前には、コイルＷを装入、抽出する際に開閉する
ドア１１と、このドア１１と炉殻６の接触部における炉
の内外を完全シールするためのドアシール装置１２が備
えられている。

コイルＷはその冶金上の要求から７５０℃程度に加熱さ
れ、十分に均熱された後に冷却処理される。炉内には窒
素と水素の混合ガスが封入されている。加熱、均熱期に
は、クーラー８を図中実線で表すようにクーラー駆動装
置９によって十分に炉外に引き出しておく。バーナで発
生した高温燃焼ガスを内包せる輻射管５の外表面より輻
射熱が発射され、モータ２の運転によりファン３が図中
の矢印方向に炉内雰囲気ガスを循環させる。

第９図によりコイルＷの加熱の仕組みを説明する。輻射
管５の外表面から外向きに放出された熱輻射線は概ねコ
イルＷに向かう分と、上方（天井）の断熱材７に向かう
分と、炉内雰囲気ガスに吸収される分となる。上方（天
井）の断熱材７の表面からはコイルＷに輻射線が発射さ
れる。

このことから、コイルＷの上面は、概ね輻射管５及び上
方（天井）断熱材７の熱輻射線と、雰囲気ガス流による
対流によって盛んに加熱される。コイルＷの側面の加熱
は、その角度から雰囲気ガス流による対流加熱が主とな
り、輻射管５からの輻射分は減少する。また、コイルＷ
の下面については、雰囲気ガス流による対流加熱のみと
なる。

コイルＷの上面のＡ点における温度上昇と温度降下曲線
Ａと、下面のＢ点における温度上昇と温度降下曲線Ｂを
第７図に示す。上面の点は下面の点に比べて温度上昇が
遅れている。これは、上述の輻射線の有無、上面のＡ点
付近で吸収された残りの熱ガスで下面のＢ点を加熱する
こと、さらに下面のＢ点が熱容量が大きい金属製のプレ
ナムチャンバ１と接しているためであり、第７図に示す
ように比較的大きなＴ、の時間遅れが生じる。

第７図にては時間帯を３つに分け、■を加熱期、■を均
熱期、■を冷却期とする。

下面のＢ点が目標温度に到達してから均熱を行い、次に
冷却を行う。その際には、輻射管５の端のバーナを消火
し、クーラー８をクーラー駆動装置９によって風箱４内
に挿入する。クーラー８は、その内部に冷却水管群を有
し、通過する雰囲気ガスを冷却する。雰囲気ガスが冷却
され、この冷却された循環ガスにより、断熱材７、コイ
ルプレナムチャン、（１、ファン３、輻射管５及び風箱
４の温度が徐々に下がる。

コイルＷから見ると最も冷たい雰囲気ガスがコイルＷの
上面に当たり、次に側面に沿い最後にプレナムチャンバ
１を介して冷却される。このことから前記の上面のＡ点
と下面のＢ点を比較すると、下面の点の温度降下が大幅
に遅れ、第７図に示すように比較的大きなＴ、の時間遅
れを生じる。

［発明が解決しようとする問題点］上述したように従来の焼鈍炉にあっては、コイルＷの下
面のＢ点の加熱、及び冷却には大きな時間遅れが生じ、
加熱、冷却期ともにそのコイルＷの下面のＢ点が最悪条
件点となる。そのため、次のような問題があった。

■、コイル下面の温度によって操業時間が決まるため、
加熱、均熱、冷却の操業時間が短縮できず、長い時間を
要する。

■、生産量が制限される。

■、燃料消費量が多く不経済である。

■、コイル上面と下面の温度差が大きく品質上不利であ
る。

この発明は、このような従来の問題を解決し、加熱、均
熱及び冷却時間の短縮による生産能力の向上、省エネル
ギー化、被処理物コイルの温度分布の改善とこれによる
品質向上を図ることのできる焼鈍炉を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明は、その目的を達成させるために、被処理物を
収めた炉内に、高温の雰囲気ガスを循環させて被処理物
を加熱、均熱させた後、低温の雰囲気ガスを循環させて
被処理物を冷却させる焼鈍炉において、被処理物の加熱
する輻射管と、雰囲気ガスの噴出ノズルと、炉内に形成
されたガス流路と、このガス流路中に備えられて雰囲気
ガスを前記噴出ノズルから噴出して炉内に循環させる循
環ファンと、前記ガス流路中における循環ファンと噴出
ノズルとの間に備えられて、被処理物の加熱、均熱時に
雰囲気ガスを加熱する補助加熱装置と、前記ガス流路中
に備えられて、被処理物の冷却時に雰囲気ガスを冷却す
るクーラーとを具備してなることを特徴としている。

［作用コこの発明の焼鈍炉は、輻射管による加熱作用と、加熱し
た雰囲気ガスを所定の位置から炉内へ噴出させることに
よって被処理物を加熱し、また、冷却した雰囲気ガスを
所定の位置から炉内に噴出させることによって被処理物
を冷却する。

［実施例コ以下、本発明の一実施例を第１図ないし第６図を参照し
ながら説明する。

第１図は焼鈍炉の構成図であり、図中２１は、焼鈍対象
のコイルＷを支持するプレナムチャンバである。このプ
レナムチャンバ２１は金属板を格子状に組んで成り、こ
のプレナムチャンバ２１の溝内部には、上吹きの噴出ノ
ズル２２を複数個取り付けたダクト状の下部ヘッダ２３
が複数列配置されている。この噴出ノズル２２の取り付
いた下部ヘッダ２３は風箱２４に接続されている。コイ
ルＷの上方には複数個の輻射管２５が配置されている。

コイルＷ１輻射管２５、プレナムチャンバ２１風箱２４
、及びこの風箱２４の上部の吸い込み箱２６等は、断熱
材２７、炉殻２８、コイルＷの装入、抽出する際に開閉
するドア２９、及びこのドア２９と炉殻２８の接触部に
おける炉内、炉外を完全シールするドアシール装置３０
等によって格納されている。炉殻２８は箱型をしていて
、その−側壁（本実施例の場合は後壁）に沿って風箱２
４が配置されている。

そして、本例の場合は風箱２４の中間に循環ファン３１
が設けられている。このファン３１には、それを駆動す
るモータ３２が付属されている。風箱２４の下方にはク
ーラ３３がクーラハウジング３４と共に設置されている
。クーラハウジング３４には、開口部における炉の内外
を完全にシールするベローズ又は蛇腹（図示せず）と、
クーラ３３を挿入、引き出しするクーラ駆動装置３５が
備えられている。更に、風箱２４の底部の部屋には、補
助加熱装置３６が複数個格納されている。

炉内には、窒素（Ｎ　ｔ）と水素（Ｈｌ）の混合ガスが
封入され、循環ファン３１の運転により、炉内雰囲気ガ
スとして炉内を循環する。また、前記輻射管２５、補助
加熱装置３６のそれぞれの一端にはバーナ（図示せず）
、他端には排気ダクト（図示せず）が備えられている。

補助加熱装置３６には、バーナ燃焼によるものの他に、
電気ヒータによる加熱方式のものもある。また、図中３
７は仕切り壁である。

次に、作用について説明する。

焼鈍作業は、前述した従来の場合と同様に、加熱−均熱
−冷却の３工程からなる。

まず、加熱−均熱の態様を第２図、第３図により説明す
る。

クーラ３３は、クーラ駆動装置３５によってクーラハウ
ジング３４内に引き出して格納しておく。

循環ファン３Ｉによって第２図中の矢印方向に雰囲気ガ
スを循環させる。すなわち、炉内の雰囲気ガスは、輻射
管２５によって加熱されてから、第２図において左方か
ら右方へと吸引箱２６内に引き込まれ、風箱２４内を下
降して、その風箱２４の底部の部屋に設けられた補助加
熱装置３６によって更に加熱され、そして複数列の下部
ヘッダー２３に流れ込んで噴出ノズル２２から上方に高
速噴出する。この下部ヘッダー２３は十分な容量（容積
）をもち、内部を均圧にして各噴出ノズル２２から高速
に、かつバランスよく循環ガスを噴出する。また、一方
において、輻射管２５の外周から熱輻射線が発射される
。

この時における加熱の仕組みを第３図に基いて詳述する
。

輻射管２５の熱輻射線は、コイルＷに向かう分と、天井
の断熱材２７に向かう分と、炉内の雰囲気ガスを温める
分とに分かれる。天井の断熱材２７に吸収される熱はコ
イルＷに再輻射される。他方、循環ファン３１によって
加圧された高温の雰囲気ガスは、補助加熱装置３６の周
辺を通り、コイルＷの下面に向って噴出ノズル２２がら
高速で吹き付けられて、コイルＷの下面を加熱する。

この結果、コイルＷはその上面を主に輻射加熱、下面を
噴流による対流加熱により加熱される。コイルＷの上面
と下面の加熱のバランスは、循環ファン３１の回転数の
調整と、補助加熱装置３６の調整により、容易に制御す
ることが可能である。

なお、コイルＷの下面に吹き付けられた雰囲気ガスは、
コイルＷの周辺を通ってから、輻射管２５の周辺を通過
して、再度、吸い込み管２６内に吸い込まれ、循環ファ
ン３１によって繰り返し循環されることになる。また、
本例の場合は、炉内に吹き出された雰囲気ガスが有効に
コイルＷと輻射管２５の周辺を通過するように、仕切り
壁３７や吸い込み箱２６の入り口を工夫している。吸い
込み箱２６の上下方向に関する位置も重要な要因であり
、本例においてはこれらを十分に考慮した構成となって
いる。

次に、冷却の態様を第４図、第５図により説明する。

クーラ３３は、クーラ駆動装置３５によってクーラハウ
ジング３４内から風箱２４内に挿入する。

輻射管２５と補助加熱装置３６のバーナは消火する。そ
して、循環ファン３１によって第４図中の矢印方向に雰
囲気ガスを循環させ、循環ファン３１によって加圧され
た雰囲気ガスを風箱２４内のクーラ３３により冷却する
。この冷却された雰囲気ガスは、風箱２４の下方に送り
出されて、下部ヘッダー２３内に流れ込み、噴出ノズル
２２から高速で上方に噴出される。

この時における冷却の仕組みを第５図に基いて詳述する
。

クーラ３３によって冷却された雰囲気ガスは、下部ヘッ
ダー２３に取り付いた噴出ノズル２２から高速で上方に
噴出して、コイルＷの下面に衝突し、そのコイルＷの熱
を奪う。その後、炉内に吹き出された雰囲気ガスは、コ
イルＷの周辺を通りつつコイルＷの熱を更に奪い、そし
て再度、循環ファン３Ｉによって吸い込み箱２６内に吸
い込まれて、クーラ３３により冷却され、噴出ノズル２
２からコイルＷの下面に向って噴出する。雰囲気ガスは
このように循環する。

コイルＷの上面と下面の冷却のバランスは、循環ファン
３１の回転数と、クーラ３３への供給冷却水量の調整に
より、容易に制御することが可能である。

また、本例においては、加熱期と同様に、炉内を流れる
雰囲気ガスが有効にコイルＷの周辺を通過するように考
慮した構成となっている。

第５図中のコイルＷの０点、Ｄ点、Ｅ点における温度曲
線を第６図に示す。・同図において、曲線Ｃは０点１曲
線りはＤ点の温度曲線であり、はぼ同一曲線となる。こ
れに対し、コイルＷの中央部のＥ点の温度曲線Ｅはやや
遅れる。しかし、この遅れＴ　３．　Ｔ　４は、従来の
場合の遅れＴ　、、Ｔ　、に比して半分以下となる。し
たがって、均熱時間も短縮可能となり、加熱−均熱−冷
却期の全てにおいて時間を短縮することができた。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明の焼鈍炉は、輻射管による
加熱作用と、加熱した雰囲気ガスの噴出によって被処理
物を加熱し、また、冷却した雰囲気ガスの噴出によって
被処理物を冷却する構成であるから、次のような優れた
効果を奏する。

■、雰囲気ガスの噴出位置を一つの変更要素として、被
処理物に対する加熱、冷却形態を多様化して、被処理物
の温度分布の均一化を図ることができる。例えば、被処
理物としてのコイルを上下両面から加熱し、冷却期は主
に冷え難い下面から冷却することによって、コイル内の
層温点および最冷点がコイル中央となり、コイル内の温
度分布が均一化されて、温度差がなくなった。

■、■の結果から品質が向上した。

■、操業時間が大幅に短縮され生産量が増大した。

■、燃料の消費量が減少し、燃料原単位の改善ができた
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の一実施例を説明するた
めの図であり、第１図は断面図、第２図は加熱−均熱状
態における断面図、第３図は加熱の仕組みを説明するた
めの図、第４図は冷却状態における断面図、第５図は冷
却の仕組みを説明するための図、第６図は被処理物の各
点における温度曲線を示す図である。第７図ないし第９図は従来例を説明するだめの図であり
、第７図は被処理物の各点における温度曲線を示す図、
第８図は加熱−均熱状態における断面図、第９図は加熱
の仕組みを説明するための図である。２！・・・・・・プレナムチャンバ、２２・・・・・・噴出ノズル、２３・・・・・・下部ヘ
ッダー、２４・・・・・・風箱、２５・・・・・・輻射
管、２７・・・・・・断熱材、３１・・・・・・循環フ
ァン、３３・・・・・・クーラー、３６・・・・・・補
助加熱装置、Ｗ・・・・・・コイル（被処理物）。 α　　　ｔ５　　　　　＆ ’ｔ：’ｔ　　　　２５　　　　ｙ第６図時間　□ 第７ｖ４対間　□

Claims

【特許請求の範囲】

被処理物を収めた炉内に、高温の雰囲気ガスを循環させ
て被処理物を加熱、均熱させた後、低温の雰囲気ガスを
循環させて被処理物を冷却させる焼鈍炉において、被処
理物の加熱する輻射管と、雰囲気ガスの噴出ノズルと、
炉内に形成されたガス流路と、このガス流路中に備えら
れて雰囲気ガスを前記噴出ノズルから噴出して炉内に循
環させる循環ファンと、前記ガス流路中における循環フ
ァンと噴出ノズルとの間に備えられて、被処理物の加熱
、均熱時に雰囲気ガスを加熱する補助加熱装置と、前記
ガス流路中に備えられて、被処理物の冷却時に雰囲気ガ
スを冷却するクーラーとを具備してなることを特徴とす
る焼鈍炉。