CN110295278B - 连续加热处理装置以及连续加热处理装置的改造方法 - Google Patents

Abstract

在搬运钢材(X)并通过多个加热炉对钢材(X)进行加热和处理的连续加热处理装置中，将钢材依次引导至第一感应式加热炉(10)、使用了燃烧器(21)的燃烧式的直烧加热炉(20A)、第二感应式加热炉(30)以进行加热，并且将通过上述第二感应式加热炉加热后的钢材引导至后期处理装置(50)以进行压延等处理。

Description

连续加热处理装置以及连续加热处理装置的改造方法

技术领域

本发明涉及一种搬运钢材且依次通过加热炉加热并处理的连续加热处理装置以及该连续加热处理装置的改造方法。特别地，具有下述特征：在上述连续加热处理装置中，在使钢片或钢板等钢材高效地加热并且将加热后的钢材引导至后期处理装置进行后期处理的情况下，例如，在将加热后的钢片引导至由压延装置构成的后期处理装置并进行压延的情况下，能够对加热后的钢片进行适当压延以使该钢片均质化，此外，能够对现有的连续加热处理装置进行改造以简单地获得如上所述的连续加热处理装置。

背景技术

目前，如专利文献1和2所示的那样，通过加热炉对使用了钢材的钢片依次进行加热，接着将钢片通过滚子等搬运构件引导至作为后期处理装置的压延装置，然后通过该压延装置对加热后的钢片进行压延。

在此，在将如上所述那样通过加热炉加热后的钢片通过搬运滚子等搬运构件引导至压延装置并且通过压延装置对加热后的钢片进行压延的情况下，在通过上述搬运装置将加热后的钢片引导至压延装置的过程中，存在下述问题：加热后的钢片的表面温度降低，钢片的内部温度与表面温度的温度差变大，在如上所述那样通过压延装置对加热后的钢片进行压延时，压延后的钢板等产品的均匀性降低。

此外，近年来，含有较多的碳成分、较薄且具有强度的高张力钢板(高强度钢)的需求变高，在加热钢片来制造上述高张力钢板的情况下，当加热钢片时，存在较多地包含于钢片的碳成分丢失这样的问题，因此，需要使将钢片加热至规定的温度为止的时间缩短。

此外，作为对钢片或将钢片压延后的长条状的带钢等钢材进行加热的加热炉，例如较广泛地使用直烧式加热炉或感应式加热炉，上述直烧式加热炉通过设置于炉壁的燃烧器使燃料燃烧并通过火焰对钢材进行加热，上述感应式加热炉通过由电力产生的电磁感应产生加热电流来对钢材进行加热。

在此，在上述直烧式加热炉的情况下，具有下述优点：能够通过具有较简单结构的燃烧器将钢材加热至高温，并且能够主要通过直接或来自炉内表面的热辐射提供来自火焰的辐射热以使用燃烧热能对钢材进行直接加热，能量效率较高。

然而，在直烧式加热炉的情况下，存在下述问题：由于从钢材的表面侧进行加热，因而，为了将钢材的内部加热至目标的加热温度，需要将炉内温度和燃烧废气升温至该目标温度以上，因此，由燃烧器中的燃烧产生的废气的排出温度变高，由于散热所造成的热损失变大，从而使能量效率变差，而且，需要耐高温的炉料并需要保温，从而使设备成本变高，并且，由于通过氧化气氛下的燃烧对钢材进行加热，因此，由于氧化而使钢材的材质变差。

另一方面，在上述感应式加热炉的情况下，具有下述优点：由于不燃烧燃料，因而，钢材的材质不会因为氧化而变差，由于能够减少氧化皮和脱碳的产生量，因而能够提高钢材的表面性质，此外，由于能够通过电磁感应充分地加热钢材的内部，因而钢材的壁厚方向上的温度差减小，从而能够将钢材的内部加热至均匀的温度，此外，与燃烧加热方法相比，能够以明显较快的加热速度对钢材进行加热，从而能够提高钢材的材质，进一步而言，炉的结构简单且操作和处理也容易，此外，由于不产生燃烧废气，因而也不存在燃烧废气的处理问题。

然而，在上述感应式加热炉的情况下，存在下述问题：为了将钢材加热至高温，需要使冷却水在感应加热用的线圈内流通以对该线圈进行冷却来保护线圈，从而使伴随该冷却的散热损失明显变大，此外，由于是通过电力进行加热的，因此，由于发电和送电过程中的能量损失以及感应式加热炉主体内的能量损失等，使得能量利用效率较低，每单位量所需要的费用变高。

此外，目前，如专利文献3至5等所示的那样，也提出了一种在对钢材等进行加热时将上述直烧式加热炉与感应式加热炉组合使用的连续加热处理装置。

然而，即使在如上所述那样将直烧式加热炉与感应式加热炉组合的情况下，依然存在下述问题：存在无法对钢材或将钢片压延后的长条状的带钢等钢材进行适当加热并进行后期处理的情况，例如，在将直烧式加热炉与感应式加热炉组合以对钢片进行加热后，在通过引导辊等将如上所述那样加热后的钢片引导至作为后期处理装置的压延装置并进行压延的情况下，在引导至压延装置的过程中，钢片的表面和两侧的端面的温度降低，从而无法通过压延装置对加热后的钢片进行适当压延，进而使压延后的钢板等产品的均匀性降低。

现有技术文献

专利文献

发明文献1：日本专利特开2012-206154号公报

发明文献2：日本专利特开2013-87300号公报

专利文献3：日本专利特开平11-293341号公报

专利文献4：日本专利实开昭61-41440号公报

专利文献5：日本专利特开昭62-243718号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的技术问题在于：解决搬运钢材并通过加热炉依次对上述钢材进行加热和处理的连续加热处理装置中的上述技术问题，并且能够利用现有的连续加热处理装置简单地获得这样一种连续加热处理装置。

也就是说，本发明的技术问题在于：在本发明的连续加热处理装置中，在使钢片或钢板等钢材高效地加热并且将加热后的钢材引导至后期处理装置进行后期处理的情况下，例如，在将加热后的钢片引导至由压延装置构成的后期处理装置并进行压延的情况下，能够对加热后的钢片进行适当压延以使该钢片均质化，此外，能够对现有的连续加热处理装置进行改造以简单地获得如上所述的连续加热处理装置。

解决技术问题所采用的技术方案

在本发明的连续加热处理装置中，为了解决上述技术问题，搬运钢材且通过多个加热炉对上述钢材进行加热和处理的连续加热处理装置的特征在于，将上述钢材依次搬运至第一感应式加热炉、使用了燃烧器的燃烧式加热炉、第二感应式加热炉以进行加热。

这样，若通过上述第一感应式加热炉对钢材进行加热，则与使用燃烧器使燃料燃烧的燃烧式加热炉相比，能够迅速地加热至规定温度、一般而言是居里点的温度，并且能够抑制在加热钢材时由于氧化而使钢材的材质变差这一情况，此外，能够减少燃烧废气的产生和由于燃料废气而引起的热损失，从而能够高效地加热钢材，进一步而言，能够在制造高张力钢板等时减少氧化皮和脱碳的产生量。

此外，若将如上所述那样通过第一感应式加热炉加热后的钢材引导至使用了燃烧器的燃烧式加热炉进行加热，则能够更迅速地将加热后的上述钢材均匀地加热至规定的温度。

此外，若在比上述使用了燃烧器的燃烧式加热炉靠钢材的搬运方向下游侧的位置设置第二感应式加热炉，则在通过使用了搬运滚子等的引导搬运部改变在燃烧式加热炉中加热后的钢材的搬运方向以将该钢材引导至压延装置等后期处理装置的过程中，即使在加热后的钢材的正面和背面以及各端面的温度降低的情况下，也能够在通过上述第二感应式加热炉对上述温度降低的钢材的表面和各端面进行适当加热的状态下将该钢材引导至压延装置等后期处理装置以进行后期处理。

在此，作为上述使用了燃烧器的燃烧式加热炉，虽然能够采用直烧式加热炉或间接加热式加热炉，但为了更迅速地将加热后的钢材均匀地加热至规定的温度，较为理想的是，采用直烧式加热炉作为燃烧式加热炉。另一方面，若采用在设置于炉内的辐射管内通过燃烧器使燃料燃烧的间接加热式加热炉，则即使在上述钢材是较薄的钢板的情况下，也能够使该钢板与燃烧废气直接接触以防止氧化。

此外，在本发明的连续加热处理装置的改造方法中，在对仅设置有搬运钢材且对该钢材进行加热处理的直烧式加热炉的连续加热处理装置进行改造时，在比上述直烧式加热炉靠上述钢材的搬运方向上游侧的位置设置第一感应式加热炉，并且在比上述直烧式加热炉靠上述钢材的搬运方向下游侧的位置设置第二感应式加热炉。

此外，在本发明的连续加热处理装置的改造方法中，在对设置有搬运钢材且对该钢材进行加热处理的直烧式加热炉、并且在比上述直烧式加热炉靠钢材的搬运方向上游侧或下游侧的任意一方的位置设置有感应式加热炉的连续加热处理装置进行改造时，在未设置有感应式加热炉并且比直烧式加热炉靠钢材的搬运方向上游侧或下游侧的位置设置感应式加热炉。

在此，作为上述各感应式加热炉，能够根据加热钢材的用途来选择各种感应式加热炉，例如，在对钢材整体进行加热的情况下，较为理想的是采用隧道型或横置型这样整体加热型的感应式加热炉，另一方面，在对钢材的一部分进行局部加热的情况下，较为理想的是与加热的部分对应地采用局部隧道型或局部横置型或发夹型这样局部加热型的感应式加热炉。

发明效果

在本发明的连续加热处理装置中，在搬运钢材并通过多个加热炉对该钢材进行加热和处理时，由于上述钢材依次被引导至第一感应式加热炉、使用了燃烧器的燃烧式加热炉、第二感应式加热炉进行加热，因此，在高效地加热钢片或钢板等钢材且将加热后的钢材引导至后期处理装置进行后期处理的情况下，例如在将加热后的钢片引导至由压延装置构成的后期处理装置进行压延的情况下，能够对加热后的钢片进行适当压延以使该钢片均质化。

此外，在本发明的连续加热处理装置的改造方法中，在仅设置有搬运钢材且对该钢材进行加热处理的直烧式加热炉的连续加热处理装置中，在比上述直烧式加热炉靠上述钢材的搬运方向上游侧的位置设置有第一感应式加热炉，并且在比上述直烧式加热炉靠上述钢材的搬运方向下游侧的位置设置第二感应式加热炉，此外，在设置有搬运钢材并对该钢材进行加热处理的直烧式加热炉、并且在比上述直烧式加热炉靠钢材的搬运方向上游侧或下游侧的任意一方的位置设置有感应式加热炉的连续加热处理装置中，通过在未设置有感应式加热炉且比直烧式加热炉靠钢材的搬运方向上游侧或下游侧的位置设置感应式加热炉，能够获得本发明的上述连续加热处理装置，从而能够有效地利用现有的连续加热处理装置。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的连续加热处理装置以及下述状态的示意说明图，上述状态是指：采用钢片作为钢材，在搬运该钢片并使该钢片依次在第一感应式加热炉、作为使用了燃烧器的燃烧式加热炉的直烧式加热炉中连续加热后，通过引导搬运部改变加热后的钢片的搬运方向以将之引导至第二感应式加热炉并加热，并且通过作为后期处理装置的压延装置对如上所述那样加热后的钢片进行压延。

图2是表示本发明实施方式二的连续加热处理装置以及下述状态的示意说明图，上述状态是指：采用长条状的带钢作为钢材，通过传送辊等搬运该带钢，使该带钢依次在第一感应式加热炉、作为使用了燃烧器的燃烧式加热炉的间接加热式加热炉、第二感应式加热炉中连续加热，将如上所述那样加热后的带钢引导至连续退火装置或电镀装置等后期处理装置并进行后期处理。

图3是表示本发明实施方式三的连续加热处理装置的改造方法以及下述状态的示意说明图，上述状态是指：相对于在上述实施方式一所示的连续加热处理装置中仅设置有直烧式加热炉的连续加热处理装置，在比上述直烧式加热炉靠上述钢材的搬运方向上游侧的位置设置第一感应式加热炉，并且在通过引导搬运部搬运通过上述直烧式加热炉加热后的钢片的搬运方向下游侧的位置设置第二感应式加热炉。

图4是表示本发明实施方式四的连续加热处理装置的改造方法以及下述状态的示意说明图，上述状态是指：相对于在上述实施方式一所示的连续加热处理装置中设置有第一感应式加热炉和直烧式加热炉的连续加热处理装置，在通过引导搬运部搬运通过上述直烧式加热炉加热后的钢片的搬运方向下游侧的位置设置第二感应式加热炉。

符号说明

10：第一感应式加热炉；

20：燃烧式加热炉；

20A：直烧式加热炉；

20B：间接加热式加热炉；

21：炉壁；

22：燃烧器；

30：第二感应式加热炉；

40：引导搬运部；

41：搬运滚子；

50：后期处理装置；

51：压延装置；

52：连续退火装置；

X：钢材；

X1：钢片；

X2：带钢。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明实施方式的连续热处理装置以及连续加热处理装置的改造方法进行具体说明。另外，本发明的连续热处理装置以及连续加热处理装置的改造方法并不限定于下述实施方式所示的方法，能够在不改变发明主旨的范围内进行适当改变来加以实施。

(实施方式一)

实施方式一表示连续加热处理装置的第一示例，在该实施方式一的连续加热处理装置中，如图1所示，作为钢材X，采用长方体状的钢片X1，并且使该钢片X1在与该钢片X1的长边方向正交的短边方向上搬运。

此外，在该连续加热处理装置中，朝向搬运上述钢片X1的搬运方向下游侧连续地设置第一感应式加热炉10以及作为使用了燃烧器21的燃烧式加热炉20的直烧式加热炉20A，使上述钢片X1依次导入并搬运至第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A，并且使上述钢片X1依次在第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A中加热。

在此，作为上述第一感应式加热炉10，为了使导入该第一感应式加热炉10的钢片X1整体迅速得到加热，采用隧道型等整体加热型的感应式加热炉。

此外，在上述直烧式加热炉20A中，在沿着钢片X1的搬运方向设置的两侧的炉壁21以在钢片X1的搬运方向上隔着所需间隔的方式设置多个燃烧器22，通过各燃烧器22使燃料燃烧，从而使通过第一感应式加热炉10加热后的钢片X1进一步加热。

此外，作为在与通过第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A搬运的钢片X1的搬运方向相交的方向上搬运如上所述那样通过第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A加热后的钢片X1以引导至第二感应式加热炉30的引导搬运部40，使多个搬运滚子41沿着与通过第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A搬运的钢片X1的搬运方向正交的方向排列。

另外，通过上述各搬运滚子41将如上所述那样加热后的钢片X1引导至第二感应式加热炉30并且使上述钢片X1在该第二感应式加热炉30中加热后，将该钢片X1引导至作为设置于该第二感应式加热炉30的下游侧的后期处理装置50的压延装置51，并且使通过第二感应式加热炉30加热后的钢片X1在该压延装置51中压延。

在此，在将如上所述那样通过第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A加热后的钢片X1通过上述各搬运滚子41引导至压延装置51前，若如上所述那样将上述钢片X1引导至第二感应式加热炉30进行加热，则在将上述加热后的钢片X1通过各搬运滚子41引导至压延装置51的过程中，即使加热后的钢片X1的表面和各端面的温度降低，上述温度降低后的钢片X1的表面和各端面也会在上述第二感应式加热炉30中迅速得到加热，从而在上述钢片X1整体受到充分且均匀加热的状态下将该钢片X1引导至压延装置51以进行压延，进而能够对加热后的钢片X1进行适当压延以使该钢片X1均质化。在此，作为上述第二感应式加热炉30，特别采用使温度降低的钢片X1的表面和各端面局部加热的局部横置型等局部加热型的感应式加热炉。

另外，在该实施方式一中，设置压延装置51作为后期处理装置50，但所使用的后期处理装置50不限定于压延装置51，也能够设置其它的装置。

此外，在该实施方式一中，使第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A连续设置而成的装置相对于作为上述引导搬运部40的多个搬运滚子41仅设置有一个，但也能够相对于作为上述引导搬运部40的多个搬运滚子41设置有多个将第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A连续设置而成的装置，并且能够通过上述搬运滚子41将通过如上所述那样设置为多个的第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A加热后的钢片X1依次引导至上述第二感应式加热炉30并进行加热，这样，能够将如上所述那样在第二感应式加热炉30中加热后的钢片X1依次引导至上述压延装置51以进行压延。

(实施方式二)

实施方式二表示连续加热处理装置的第二示例，在该实施方式二的连续加热处理装置中，如图2所示，作为钢材X，采用通过压延钢片等得到的长条状的带钢X2，并且经由传送辊(未图示)等将该带钢X2沿该带钢X2的长度方向搬运。

此外，在该连续加热处理装置中，从上述带钢X2的搬运方向上游侧朝向下游侧连续地设置第一感应式加热炉10、作为使用了燃烧器21的燃烧式加热炉20且在辐射管(未图示)内使燃料燃烧的间接加热式加热炉20B以及第二感应式加热炉30，并且在该第二感应式加热炉30的下游侧设置连续退火装置52以作为后期处理装置50。另外，设置于第二感应式加热炉30的下游侧的后期处理装置50不限于上述连续退火装置52，也能够设置例如电镀装置(未图示)。

在此，作为上述第一感应式加热炉10和第二感应式加热炉30，为了使导入该第一感应式加热炉10和第二感应式加热炉30的带钢X2整体迅速得到加热，采用隧道型等整体加热型的感应式加热炉。

此外，在上述间接加热式加热炉20B中，在沿着带钢X2的搬运方向设置的炉壁21以在带钢X2的搬运方向上隔着所需间隔的方式设置多个燃烧器22，通过各燃烧器22使燃料在炉内的辐射管(未图示)内燃烧，从而使通过第一感应式加热炉10加热后的带钢X2进一步加热，并且在该状态下将该带钢X2引导至上述第二感应式加热炉30，进而对带钢X2进行进一步加热。另外，若如上所述那样使用间接加热式加热炉20B并通过各燃烧器22使燃料在炉内的辐射管(未图示)内燃烧，则通过第一感应式加热炉10加热后的带钢X2能够与燃烧废气直接接触以防止氧化。

此外，使如上所述那样通过第一感应式加热炉10、间接式加热炉20B以及第二感应式加热炉30加热后的带钢X2导入至设置于第二感应式加热炉30的下游侧的连续退火装置52，并且在该连续退火装置52中使如上所述那样加热后的带钢X2连续退火。

(实施方式三)

实施方式三表示将图3所示的现有的连续加热处理装置改造成图1所示的上述实施方式一所示出的连续加热处理装置的示例。

在此，在该实施方式三的现有的连续加热处理装置中，处于仅设置有上述实施方式一所示出的连续加热处理装置中的上述直烧式加热炉20A而未设置有第一感应式加热炉10和第二感应式加热炉30的状态。

因此，在该实施方式三中，在比上述直烧式加热炉20A靠钢片X1的搬运方向上游侧的位置设置与上述实施方式一相同的第一感应式加热炉10，并且在使通过上述直烧式加热炉20A加热后的钢片X1的搬运方向改变并使之向压延装置51的方向搬运的上述多个搬运滚子41的部分处，将与上述实施方式一相同的第二感应式加热炉30设置于比上述压延装置51靠钢片X1的移送方向上游侧的位置，然后将通过该第二感应式加热炉30加热后的钢片X1引导至上述压延装置51，并且在该压延装置51中对通过第二感应式加热炉30加热后的钢片X1进行压延。

这样，能够通过对未设置有第一感应式加热炉10和第二感应式加热炉30的现有的连续加热处理装置进行改造以获得起到与上述实施方式一所示出的连续加热处理装置相同的作用效果的连续加热处理装置，从而能够有效地利用现有的连续加热处理装置。

(实施方式四)

实施方式四表示将图4所示的现有的连续加热处理装置改造成图1所示的上述实施方式一所示出的连续加热处理装置的示例。

在此，在该实施方式四的现有的连续加热处理装置中，处于设置有上述实施方式一所示出的连续加热处理装置中的第一感应式加热炉10和直烧式加热炉20A而未设置有上述第二感应式加热炉30的状态。

因此，在该实施方式四中，在使通过上述直烧式加热炉20A加热后的钢片X1的搬运方向改变并使之向压延装置51的方向搬运的上述多个搬运滚子41的部分处，将与上述实施方式一相同的第二感应式加热炉30设置于比上述压延装置51靠钢片X1的移送方向上游侧的位置，然后将通过该第二感应式加热炉30加热后的钢片X1引导至上述压延装置51，并且在该压延装置51中对通过第二感应式加热炉30加热后的钢片X1进行压延。

这样，能够通过对未设置有第二感应式加热炉30的现有的连续加热处理装置进行改造以获得起到与上述实施方式一所示出的连续加热处理装置相同的作用效果的连续加热处理装置，从而能够有效地利用现有的连续加热处理装置。

Claims (4)

1.一种连续加热处理装置，搬运钢材并通过多个加热炉对所述钢材进行加热和处理，并且通过后处理装置对加热后的钢材进行后处理，所述连续加热处理装置的特征在于，

所述钢材使用钢片，将所述钢片依次搬运至第一感应式加热炉、使用了燃烧器的燃烧式加热炉、第二感应式加热炉以进行加热，

在通过后处理装置的压延装置对加热后的钢片进行压延的情况下，通过引导搬运部改变在所述第一感应式加热炉和燃烧式加热炉中加热后的钢片的搬运方向，并且将该钢片引导至所述第二感应式加热炉进行加热，

通过与第二感应式加热炉连续设置的压延装置对在第二感应式加热炉中加热后的钢片进行压延。

2.如权利要求1所述的连续加热处理装置，其特征在于，

所述燃烧式加热炉是直烧式加热炉或者间接加热式加热炉。

3.一种连续加热处理装置的改造方法，其特征在于，

在设置有搬运钢片且对所述钢片进行加热处理的燃烧式加热炉的连续加热处理装置中，在比所述燃烧式加热炉靠所述钢片的搬运方向上游侧的位置设置第一感应式加热炉，并且在比所述燃烧式加热炉靠所述钢片的搬运方向下游侧的位置隔着使钢片的搬运方向改变的引导搬运部设置第二感应式加热炉。

4.一种连续加热处理装置的改造方法，其特征在于，

在设置有搬运钢片且对所述钢片进行加热处理的燃烧式加热炉、并且在比所述燃烧式加热炉靠钢片的搬运方向上游侧的位置设置有第一感应式加热炉的连续加热处理装置中，在比所述燃烧式加热炉靠所述钢片的搬运方向下游侧的位置隔着使钢片的搬运方向改变的引导搬运部设置第二感应式加热炉。

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