JP3574216B2

JP3574216B2 - Atmosphere partitioning device for horizontal continuous annealing furnace

Info

Publication number: JP3574216B2
Application number: JP09561995A
Authority: JP
Inventors: 清人笠井; 三郎松尾; 泰次郎松井; 正親矢口; 守荘司
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JPH08291339A

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）[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an atmosphere in a furnace length direction in a horizontal continuous annealing furnace.
[0002]
[Prior art]
For example, a continuous annealing furnace for a strip generally has a heating zone, a soaking zone, a cooling zone, and a heating zone, a soot zone, a decarburization zone, a reduction zone, and a cooling zone. . In each zone, continuous annealing or decarburizing annealing is performed with a desired atmosphere gas.
In the case of continuously annealing strips whose surface properties need to be particularly strictly controlled, strips that require decarburization, and strips that need to control the state of formation of an oxide layer on the surface of the steel sheet, a continuous annealing furnace is required. It is necessary to change the atmosphere of the belt to a desired atmosphere.
[0003]
Therefore, a proposal has been made to add a device such as a partition in the furnace to the boundary of each zone in the continuous annealing furnace to prevent mixing of atmospheric gas in the furnace.
For example, in JP-A-63-24038 and JP-A-63-24037, a seal is provided on a seal box provided at a band boundary so as to be movable up and down with respect to a transport roll, and the seal is brought into contact with a strip plate surface. Then, the sealing between the zones is performed.
Although these have a certain effect of controlling the atmosphere, they still have problems such as deterioration of sealability due to abrasion of the seal body with the steel sheet and flaws in contact with the steel sheet.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described background, and in a horizontal continuous annealing furnace, the sealing function of a partitioning device that controls each zone in the furnace to a desired atmosphere over time and the contact between the sealing body and the steel plate. The present invention proposes a partitioning device capable of preventing plate flaws due to the above and performing stable atmosphere control.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the present invention, in a continuous annealing furnace, a blanket having a Mohs hardness of less than 9.0, which is obtained by molding crystalline ceramic fibers into a cotton body having an appropriate thickness, is rotated at one end in the width direction of the furnace top. possible to the shaft provided, while hoisting and lowering can supported the blanket, so as to contact with the steel sheet surface at least through the plate and suspended its other end, the dripping length of the blanket of the shaft rotation To shield the atmosphere in the furnace length direction.
[0006]
In controlling the atmosphere of the continuous annealing furnace, the blanket material installed on the rotating shaft is made of alumina fiber or mullite fiber having an alumina content of 70% by weight or more. These fibers are atmosphere partitioning devices made of crystalline ceramic fibers having an average fiber diameter of 2.0 to 10.0 μm and a Mohs hardness of less than 9.0. An atmosphere partitioning device for a horizontal continuous annealing furnace, which has been subjected to a ring treatment, has a tensile strength of 1 kg / cm ² or more, and has a surface of a cotton body coated with a nonwoven fabric made of an organic fiber. The blanket preferably has a shot content of 45 μm or more contained in the crystalline ceramic fiber of 5% by weight or less.
[0007]
[Action]
Next, the device of the present invention will be described in more detail based on an embodiment shown in the drawings.
FIG. 1 shows a conceptual diagram of an atmosphere partitioning device in a continuous annealing furnace of the present invention. That is, in the drawing, 1 is a shaft having a rotating means (not shown), 2 is a seal blanket whose one end is supported by the rotating shaft 1, 3 is a threading roll for conveying a steel strip, and 4 is a ceiling partition The plates 5 are furnace bottom partition plates, which are separated from the

partition plates

4 and 5 by a blanket 2 to form a zone for forming a desired atmosphere. Reference numeral 6 denotes a furnace lining, and reference numeral 7 denotes a passing plate (steel strip).
[0008]
As shown in FIG. 1, one end of a blanket 2 obtained according to the present invention is supported and fixed to a rotating shaft 1 which is installed rotatably in the furnace width direction before and after the boundary of each band. By the rotation of the shaft 1, the blanket 2 can be wound up or down. That is, the blanket 2 hangs down for a long time, the length of the blanket 2 is adjusted, and at least its end contacts the steel strip surface running on the threading roll 3 to partition the inside of the furnace. It is characterized in that the furnace pressure, gas composition, etc. of each zone of the furnace before and after the apparatus are controlled.
[0009]
In the present invention, a crystalline ceramic fiber having a fiber length of 20 to 200 mm is used as the seal material. It is desirable that the blanket to be installed has a bulk density of 0.05 to 0.15 g / cm ³ and is 25 mm or more, or if it is thinner, a plurality of blankets are used.
[0010]
By these, not only the atmosphere control of each band before and after the apparatus is sufficiently achieved, but also the change with time of the atmosphere control accuracy due to the wear of the seal body due to friction with the steel plate, which has been a problem in the past, by the rotation angle of the rotating shaft, By adjusting the hanging length of the blanket, this can be avoided.
[0011]
In addition, by using a crystalline ceramic fiber as the material for the sealing body, powdering due to crystallization does not progress even if exposed for a long time at ambient temperature and gas composition, and it does not scatter in the furnace and at the same time directly Even in the contact state, the steel sheet surface is not damaged.
[0012]
Also, when using a blanket that satisfies the above conditions as a partition plate, the mounting process is actually performed at room temperature, but the needling is disengaged by handling during this process, or bolts etc. It is desirable to coat the blanket surface with an organic non-woven fabric in order to prevent the bolt from biting during fixing. Since this nonwoven fabric is organic, it burns up to the strip processing temperature after being fixed as a partition plate, so that it does not pose a problem in steel plate processing.
[0013]
Examples of the nonwoven fabric include materials such as polyethylene and cold gauze, and any organic fiber made of carbon, hydrogen, and oxygen may be used, but it is necessary that the nonwoven fabric contains no halogen compound, nitrogen compound, or sulfur compound. Such a compound generates a gas that easily reacts with the surface of the steel sheet during the heat treatment, which is a serious problem in the quality of the steel sheet.
[0014]
Furthermore, the present inventor investigated the relationship between the threading flaws and the sealing material by a grinding test method between a mirror-finished lead plate and various ceramic fibers. As a result, the Mohs hardness and the mirror surface of various ceramic fiber materials were determined. It has been found that there is a close relationship between the index of scratches on the treated lead plate. The reason why the lead plate was selected is that the metal material has the lowest Mohs hardness of 1.5, which is the lowest hardness among metal materials, and is therefore suitable for evaluating flaws. In this result, as shown in FIG. 2, when the crystalline ceramic fiber had a Corundum composition having a Mohs hardness of 9.0 or more, the flaw index was extremely poor.
[0015]
This is because abrasion occurs because the hardness of the ceramic fiber is greater than the hardness of the lead plate. From these results, it was found that a material having a Mohs hardness of less than 9.0 is desirable as the ceramic fiber to be used. Specifically, a crystalline fiber of an intermediate alumina composition (γ; gamma θ; sheeter phase) having an alumina content of 95% by weight or more, or a mullite composition having an alumina content of 70% by weight or more and a silica content of less than 30% by weight is Moose. The hardness is 6.0 to 6.5, which is good because it is similar to the hardness of the steel sheet or the surface coating of the steel sheet. Therefore, in the present invention, the Mohs hardness of 7 or less is more preferable as the seal body material.
[0016]
The flexibility or flexibility of the fiber is also an important factor. To achieve flexibility, it can be achieved by reducing the fiber diameter or lowering the sintering temperature. However, if the fiber diameter is reduced, the tensile strength decreases, and there is a concern about safety. It should be at least 0.0 μm, preferably at least 3.5 μm. Conversely, if it exceeds 10 μm, the fiber itself becomes brittle, so it needs to be 10 μm or less, and desirably 5.0 μm or less.
[0017]
If the firing temperature is low, flexibility can be obtained, but if it is too low, the tensile strength of the fiber becomes low. FIG. 3 shows the relationship between the sintering temperature and the tensile strength. It is preferable that the sintering be performed at 500 ° C. to 1300 ° C. where the strength is hardly reduced.
[0018]
In addition, since the blanket itself is subjected to needling treatment from the front and back, it does not disperse in the thickness direction even after receiving a heat history, and a tensile strength of 1 kg / cm ² or more is obtained. Connect.
[0019]
As a result of investigating the relationship between the shot content and Itakizu on 45μm or more contained in the blanket, the shot during use shot content is more than 5% by weight is concentrated in the vicinity of the sheet passing the contact surface, the steel plate It turned out to be a reaction product with the in-furnace scattered matter adhering to the surface, causing plate flaws.
Hereinafter, results using the present invention will be described.
[0020]
【Example】
The method for producing the crystalline ceramic fiber of the present invention will be described below. First, 35 g of a 20% silica sol solution and 278 g of a 5% polyvinyl alcohol aqueous solution were added to 1 liter of an aqueous solution of aluminum oxychloride (aluminum content 70 g / l, Al / Cl (atomic ratio) = 1.8) and mixed. This mixture was concentrated at 50 ° C. under reduced pressure to obtain a spinning stock solution (viscosity: 27 poise, alumina content: 26.5% by weight), and spun by a suction method to obtain a raw fiber. The approximate bulk density of this raw fiber was 0.05 g / cm ³ . This is collected in layers and punched 6 to 7 times / cm ² by a needle punching machine to obtain an alumina / silica weight% ratio of 95/5, a thickness of 25 mm, a bulk density of 0.10 g / cm ³ , and a tensile strength of 1 A blanket of 0.5 kg / cm ² was obtained. Then, it was fired in air at 1150 ° C. for 1 hour. The surface of the blanket obtained here was coated with a nonwoven fabric made of polyethylene.
[0021]
The obtained blanket was installed as a partition plate of the above-mentioned horizontal continuous annealing furnace, and provided for actual operation. Table 1 shows the characteristics of the blanket applied to the actual furnace and the results of application to the actual furnace.
[0022]
[Table 1]

[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an atmosphere partitioning device that can control the atmosphere of each zone in a continuous annealing furnace in a stable state without deterioration over time during the operation of the furnace, and that does not generate plate flaws.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the outline of the present invention and the results of application to a real furnace.
FIG. 2 shows the hardness of various ceramic fibers and the results of a grinding test with a mirror-finished lead plate.
FIG. 3 shows the relationship between the firing temperature and the tensile strength of a crystalline ceramic fiber.
[Explanation of symbols]
1: Shaft 2: Blanket 3: Roller roll 4: Ceiling partition plate 5: Furnace partition plate 6: Furnace lining 7: Roller plate (steel strip)

Claims

In a continuous annealing furnace, a blanket having a Mohs hardness of less than 9.0, which is obtained by molding crystalline ceramic fibers into a cotton body having an appropriate thickness, is mounted on a shaft having one end rotatably provided in the width direction of the furnace top. , furnace by while hoisting and lowering can supported the blanket, so as to contact with the steel sheet surface at least through the plate and suspended its other end, to adjust the sag length of the blanket by the rotation of the shaft horizontal continuous annealing furnace atmosphere partition device characterized that you have been capable shielding the length direction of the atmosphere.

The horizontal blank according to claim 1, wherein the blanket is made of alumina fibers or mullite fibers having an alumina content of 70% by weight or more, and these fibers have a fiber diameter of 2.0 to 10.0 µm. Atmosphere partitioning device for annealing furnace.

The atmosphere partitioning device for a horizontal continuous annealing furnace according to claim 1 or 2, wherein the blanket is subjected to needling treatment from both front and back surfaces, and has a tensile strength of 1 kg / cm ² or more.

4. The horizontal continuous annealing furnace according to claim 1, wherein the blanket is made of a crystalline ceramic fiber having a shot content of 45 μm or more and a shot content of 5 wt% or less. 5. Atmosphere partition device.

The atmosphere partitioning device for a horizontal continuous annealing furnace according to any one of claims 1, 2, 3, and 4, wherein the blanket has a surface coated with a nonwoven fabric made of an organic fiber.