JPS5952933B2 - ストリツプコイルの逐次熱処理用連続炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ストリップコイルの逐次熱処理用連続炉に
関し、とくに炉内ガスを適切に処理してその有害作用を
除去した、新規なこの種連続炉を提案しようとするもの
である。

一般に金属とくに鋼の圧延ストリップなかでもけい素鋼
帯のストリップコイルのコイル姿態での熱処理、就中無
酸化雰囲気での焼なましには、Ｎ２を含む雰囲気ガスを
用いることが多く、通常はコイルにマツフルをかぶせ、
このマツフルの内部に該雰囲気ガスを供給して、マツフ
ルの外側で電熱ヒータまたはラジアントチューブなどに
よる間接加熱、またときにはガスもしくは液体燃料を用
いる直火式バーナの直接加熱を施す場合もある。

ここにマツフルの裾には、いわゆるサンドシール、セラ
ミックウールシールなどの施用が一般であって完全な封
止は期し難く、さればといってマツフルの操作、作業性
の面から複雑なシールを用い得ないので、熱処理中にマ
ツフルに供給した雰囲気ガスは裾シールを通り抜けて炉
内に洩出し、その結果高温の炉内は、概ねマツフル内と
同様な雰囲気となり、熱処理雰囲気ガス中に、上記のよ
うにＮ２を含むとき、炉内ガスが外気に触れて爆発に至
るおそれが、とくに多数のストリップコイルの逐次的な
炉内装入−速進の間に熱処理を進行させる連続炉で殊の
外懸念される。

そこで従来は、第１図、第２図に台車式トンネル炉の代
表例で示した連続炉１の人、出側にそれぞれ二重しゃ断
層２，３を設け、それらによるしゃ画室４，５の内部を
、−たん不活性雰囲気たとえばＮ２ガスと置換するよう
なはん雑な操作が、ストリップコイルの装入、搬出の度
毎に必要であり、また第２図に示したトンネル炉の断面
にあられれているような炉壁を貫通する配管、配線類６
．７のまわり、あるいはさらに二重しゃ断層２．３自体
のシールを確実にするための築炉構造の複雑化がさけら
れなかったのである。

なお図中８は台車、９はマツフル、１０は裾シール、１
１はストリップコイル、１２は電熱ヒーター、１３は熱
処理雰囲気ガスの供給管、１４はその接続の脱着を司る
カプラである。

なお上記したところのほか、Ｎ２を含む雰囲気ガスが炉
内に洩出すと、これが炉壁に浸透してその断熱性を害し
、熱効率の低下をもたらす不利も加わるけれどもそれは
ともかくとして、炉内ガスについての上記のシール対策
は、一般に可燃性ガスたとえばＣＯの如きを熱処理雰囲
気ガスとして用いるときも、その炉外への逸出阻止が、
安全衛生管理の面でも不可欠とされるところから同様に
要請される。

この点について出願人会社の先行的な開発努力はたとえ
ば、特開昭５４−９６４０８号公報に示されるように、
炉中へ予熱空気を導入して炉内ガス中の可燃成分の着火
燃焼をもって無害化を図ることにより、数多くのメリッ
トをもたらしたところで゛ある。

この発明は、その成果を踏まえて一層の開発努力を重ね
、とくに炉内の低温域における漏出可燃性ガスの一層適
切、簡便な処理を可能ならしめたものである。

すなわち第１図にａで示した低温域で、とくに可燃性ガ
スを燃焼させようとする場合には、点火装置を不可欠と
し、その失調防止と管理に難点があったのを、とくに有
利に解決するものである。

この発明は、マツフルをかぶせたストリップコイルを、
マツフルの裾シールを施して炉内に順次装入する入側開
口と、炉内の加熱帯より均熱帯を経て冷却帯に送り進め
てから搬出する出側開口と、さらには炉内の高温域と低
温域との中間とに、それぞれしゃ断層をそなえるトンネ
ル炉からなり、炉内で逐次に送り進められるマツフルの
内部に可燃性ガスを含む雰囲気ガスを導入する供給系統
と、マツフルの裾シールを通り抜けて炉内に洩出した該
可燃性ガスを、炉内高温域では完全燃焼させ、また炉内
低温域では燃焼限界未満の濃度に希釈させる、それぞれ
の空気供給系統とを有するストリップコイルの逐次熱処
理用連続炉である。

この発明の実施において連続炉の高温域に適用する熱源
は、従来どおり電熱ヒーターやラジアントチューブを用
いてもよいが、その少くとも一部としてガスまたは液体
燃料を用いる直火式バーナに代え、とくにその燃焼用空
気を、理論混合比に対し過剰としてこれを高温域の炉内
漏出可燃性ガスの完全燃焼に利用することが可能である
。

第３図、第４図には、電熱ヒータを熱源に用いた例につ
いてこの発明の実施例を示し、上述先行技術では不可欠
であった二重しゃ断層２，３、従ってしゃ画室４，５を
全廃しこれらに代りそれぞれ単一板状構成のしゃ断層２
’、 ３’を、とくに炉内の低温域ａを高温域すに対
して区画する中間仕切り用しゃ断層１５とともに設け、
また高温域すおよび低温域ａのそれぞれの炉底に開口さ
せた空気供給系統１６と、同じく炉頂に配設した排気系
統１７とを設けた点のほかは第１図、第２図につきさき
にのべた構成とほは゛同様する。

第３図で１８は排気管、１９はスタック、２０はファン
である。

なお第５図には、熱処理雰囲気ガスも供給管１３から、
各マツフル９内への配管６に対する給気を行う脱着操作
系の一例を示し、可撓管２１によりガス元管２２に供給
管１３を接続し、この供給管１３には炉中で所定位置に
停止する台車８から垂下させた配管６のそれぞれに気密
適合するカプラ１４を配設するほかその脱着操作のため
に昇降シリンダ２３を設け、それによる供給管１３の降
下位置で台車８の順送り速進を行わせる。

なおこの際の給気停止を司る自閉弁をカプラ１４に設け
るを可とする。

空気供給系統１６は、゛連続炉１の高温域すと低温域ａ
とについて個別独立の系統とするを可とするが、空気供
給量についてあとでのべるような分配が可能ならば、共
通の加圧源によってもかまわない。

かように構成される連続炉の操業は、まず空気供給系統
１６から炉内に空気供給を行い、ついで加熱帯、引続き
均熱帯を所定温度に昇温させる準備を経て扉２′を開き
台車８を進めて、マツフル９で囲ったストリップコイル
１１を炉内に装入し、マツフル９の内部に可燃性ガスを
含む熱処理雰囲気ガスを導入する熱処理段階を逐次に進
め、高温域すが満たされたのちには中間のしゃ断層１５
、さらに低温域ａが満され２からは出側しゃ断層３′も
、入側しゃ断層２′と同時に開閉して、次のコイルの装
入と、処理済みコイルの搬出とが同時に行われる。

この操業中、マツフル９の裾シールを通り抜ケて炉内に
洩出した可燃性ガスは、熱処理温度が一般に７６０℃以
上であることから、高温域すにおいては、着火温度５７
０℃であるＨ２が雰囲気ガスとして用いられたときも直
ちに燃焼する。

ここに供給空気量は、Ｎ２が燃焼する濃度は、対空気比
率で４〜７４％でありそれ故Ｈ２１ｍ３に対して０．４
〜２４ｍ３に定め、燃焼排ガスは、排気系統１７から排
気管１８を介してスタック１９へ放出させる。

冷却帯つまり低温域ａ内でマツフル９の裾から洩出しな
Ｎ２ガスは、空気供給系１６からとくに大量に送られる
空気によって燃焼の下限界である４％以下に希釈し、燃
焼することなく排気系統１７からスタック１９を経て大
気中へ放出する。

この場合炉内低温域へ吹き込まれる空気量はＮ２ガス１
ｍ”に対して２４ｍ３以上が必要である。

その後、同様にして被焼鈍材を順次炉内へ装入して炉内
の加熱域す及び冷却域ａを通過させた後、出側しゃ断扉
３′から炉外へ取り出して焼鈍を終了する。

炉内に洩出しなＮ２ガスを完全に処理する場合に、この
発明の方式を用いれば特に複雑な炉制御は必要としない
。

即ち、マツフル内に供給されるＮ２ガス量はマツフル１
個につき０．５〜８ｍ３／ｈの範囲で供給する場合には
高温域すにおいてはマツフル１個当り供給空気量２〜１
２ｍ・／ｈの範囲にあればＮ２の燃焼範囲４〜７４％に
入るのでファン２０は定吐出量でよい。

すなわちＮ２ガス供給量が０．５〜５．１１＝／ｈの範
囲で変化しても供給空気量が２〜１２ｍ３／ｈの範囲内
の値であれば次のように必ず４〜７４％という範囲に入
る。

Ｎ２：０．５ｍ３／ｈ時、必要空気量：Ｘとおくと、ま
た低温域ａではマツフル１個当り供給空気量を１２０ｍ
”／ｈ以上であればやはり定吐出量のファンでよい。

つまり燃焼しない範囲にＮ２ガスを希釈するには、Ｎ２
濃度を４％以下にしたら良い。

従ってＮ２供給量が最大である時の希釈空気量があれば
、それ以下のＮ２ガス量については十分である。

すなわち０．５〜５ ｍ”／ｈという供給Ｎ２量に対し
ては、 が供給空気量の下限である。

この値以上のファンであれば一定量のファンで必要、十
分な空気を炉内へ送給できる。

従って両ファン２０は、予備機を併設し、停電時の電源
としてジーゼル発電機を常備しておく程度の安全対策で
足りる。

以上にの発明の実施例を直通したトンネル炉からなる連
続炉について説明したが、回転炉床型の連続炉について
も同様の方法で応用できるのはいうまでもない。

念のため、回転炉床８′を用いた連続炉を第６図に示し
すでにのべたところと同一の構成に共通の番号記号を付
したところから作用効果は容易に理解されよう。

■ 従来炉においては、マツフルから炉内へ洩出しなＮ
２など可燃性ガスを空気と接触させぬため、連続炉の入
口、出口に炉内と開閉自在な二重のしゃ断扉で区画され
た入口室、出口室を必要とし、これら各室にＮ２等の不
活性ガスを多量に必要とし、これら入口室、或いは出口
室と炉内を区画する開閉扉部の外気とのシール或いは、
炉内温度測定用カップル、雰囲気ガス、供給ガス管等炉
外から炉内へ貫通している配管配線などのシールが複雑
な構造となっていたのに対してこの発明の方式によれば
炉構造が極めて簡単となる。

■ Ｎ２雰囲気中での断熱材の熱伝導率は空気中または
燃焼ガス中のそれより非常に高く、２〜２．７倍にも達
して炉体からの放散熱が大きくなるがこの発明でＮ２を
雰囲気ガスを用いたときでもこの炉内での停滞なく、従
って熱効率の改善に大きく寄与する。

■ Ｎ２ガス燃焼によって２．５７２ｋｃａｌ／ｍｓ
−Ｎ２の熱量を炉温上昇に利用できるから、炉の加熱の
ためにＣガス使用の場合に、Ｎ２ガス１ ｍ”に対して
約０．６ｍ”のＣガス節減、また灯油使用の場合でもＮ
２ガス１ｍ”に対して約０．３１の節減につながりその
他電熱ヒーターやラジアントチューブによる場合には更
に著しい省エネルギー効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属ストリップコイルの連続式雰囲気熱
処理装置の一例の縦断面図、第２図はその横断面図、第
３図はこの発明による連続熱処理装置の縦断面図、第４
図は横断面図、第５図は雰囲気ガスの供給配管系統を示
す説明図であり、第６図は回転炉床型連続炉の平面配置
図である。 １・・・・・・連続炉、２’、 ３’・・・・・・人
出側各開口のしや断層、６・・・・・・配管、９・・・
・・・マツフル、１０・・・・・・裾シール、１５・・
・・・・中間しゃ断層、１３・・・・・・雰囲気ガス供
給管、１６・・・・・・空気供給系統。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マツフルをかぶせたストリップコイルを、マツフル
   の裾シールを施して炉内に順次装入する入側開口と、炉
   内の加熱帯より均熱帯を経て冷却帯に送り進めてから搬
   出する出側開口と、さらには炉内の高温域と低温域との
   中間とに、それぞれしゃ断層をそなえるトンネル炉から
   なり、炉内で逐次に送り進められるマツフルの内部に可
   燃性ガスを含む雰囲気ガスを導入する供給系統と、マツ
   フルの裾シールを通り抜けて炉内に洩出した該可燃性ガ
   スを炉内高温域では、完全燃焼させ、また炉内低温域で
   は燃焼限界未満の濃度に希釈させるそれぞれの空気供給
   系統とを有することを特徴とするストリップコイルの逐
   次熱処理用連続炉。