JP2002266036A

JP2002266036A - 金属ストリップ用横型連続熱処理炉

Info

Publication number: JP2002266036A
Application number: JP2001063610A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Nishida; 清西田
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】熱処理する金属ストリップの断面形状の変
形、亀裂および表面傷の発生の回避を可能とした金属ス
トリップ用横型連続熱処理炉を提供する。【解決手段】加熱帯１１と冷却帯１２との間に位置す
る連結帯１３内に熱処理する金属ストリップＳに向けて
気体を噴出する気体浮揚手段１４と昇降可能な支持ロー
ル１６とを備えた金属ストリップ用横型連続熱処理炉１
において、金属ストリップＳの断面寸法に基づいて気体
浮揚手段１４から噴出される気体の温度および圧力を調
節する噴出気体制御システム１７を設けた構成としてあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属ストリップを
浮揚支持する気体浮揚手段と接触支持する支持ロールと
を備えた金属ストリップ用横型連続熱処理炉に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばステンレスストリップのよ
うな金属ストリップを連続的に熱処理する炉として、カ
テナリ型ストリップ連続熱処理炉が特公平7-74393号公
報に開示されている。このカテナリ型ストリップ連続熱
処理炉は、加熱帯と冷却帯との間に位置する連結帯内に
フロータ（気体浮揚手段）と昇降可能な支持ロールとを
備え、熱処理する金属ストリップの板厚が薄い場合に
は、支持ロールを下方に待避させて金属ストリップを前
記フロータのみにより非接触で浮揚支持する一方、前記
板厚が厚い場合には、金属ストリップを前記支持ロール
で支持するように形成されている。また、前記フロータ
から噴出される気体を金属ストリップの冷却のために利
用することも可能となっている。なお、前記支持ロール
には、セラミックファイバーディスクロール、溶射ロー
ル或いはセラミックロール等が使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】金属ストリップの連続
熱処理炉の場合、金属ストリップの断面形状の変形、亀
裂および表面傷の発生を防ぐ必要がある。このため、加
熱後の金属ストリップの急速冷却を回避して、徐冷する
こと、および前記支持ロールを使用する場合における面
圧を軽減することが不可欠である。なお、面圧の軽減
は、セラミックファイバーディスクロールを使用する場
合、ディスクの消耗量の減少およびビルドアップの軽減
に対して極めて有効となるものである。しかしながら、
前述したカテナリ型ストリップ連続熱処理炉では、前記
フロータから噴出させる気体の温度および圧力（或いは
この圧力に対応する噴出気体速度）を管理していないた
め、熱処理する全ての金属ストリップにおいて、断面形
状の変形、亀裂および表面傷の発生を防ぐことができな
いという問題があった。本発明は、斯る従来の問題点を
なくすことを課題としてなされたもので、熱処理する金
属ストリップの断面形状の変形、亀裂および表面傷の発
生の回避を可能とした金属ストリップ用横型連続熱処理
炉を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第一発明は、加熱帯と冷却帯との間に位置する連結
帯内に熱処理する金属ストリップに向けて気体を噴出す
る気体浮揚手段と昇降可能な支持ロールとを備えた金属
ストリップ用横型連続熱処理炉において、前記金属スト
リップの断面寸法に基づいて前記気体浮揚手段から噴出
される気体の温度および圧力を調節する噴出気体制御シ
ステムを設けた構成とした。

【０００５】また、第二発明は、第一発明の構成に加え
て、前記金属ストリップを前記支持ロールで支持する際
には、前記気体浮揚手段を併用する構成とした。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１は、本発明に係る金属ストリ
ップ用横型連続熱処理炉１を示し、金属ストリップ用横
型連続熱処理炉１は加熱炉１１、冷却帯１２およびこの
両者間に介在する連結帯１３を備えており、この連結体
３の天井部には排気管１３ａを設けている。またこの連
結帯１３内には、金属ストリップＳの下方から金属スト
リップＳに向けて気体を噴出して金属ストリップＳを浮
揚支持する気体浮揚手段１４と、昇降手段１５により昇
降させられ、上昇時に金属ストリップＳを接触支持する
支持ロール１６とが互いに近接させて配設してある。そ
して、気体浮揚手段１４から噴出される気体の温度およ
び圧力は以下に詳述する噴出気体システム１７により調
節される。

【０００７】気体浮揚手段１４には、送風機２１から気
体、例えば図示するように空気が送り込まれ、その送風
量は送風機２１の吸込み側の流路に介在する温度制御弁
２２と圧力制御弁２３とにより調節される。そして、温
度制御弁２２と圧力制御弁２３との間の流路に他端が連
結帯１３内に連通する雰囲気循環路が設けられている。
また、気体浮揚手段１４内およびその気体流入側には、
気体浮揚手段１４から噴出される気体の温度を検出する
温度検出器２４とこの気体の圧力を検出する圧力検出器
２５とが設けられており、温度検出器２４による検出温
度は、温度信号として温度指示調節計２６に入力され、
圧力検出器２５による検出圧力は、圧力信号として圧力
指示調節計２７に入力される。一方、温度指示調節計２
６には、熱処理される金属ストリップＳの板厚と前記噴
出される気体の温度との関係を以下の例示のように規定
した設定部２８における板厚−噴出気体温度テーブルＴ
１から温度情報が設定温度として入力される。

【０００８】

【表１】

【０００９】例えば、板厚が0.3〜0.80mmtであれば、噴
出気体温度は600℃で、温度指示調節計２３の設定温度
が600℃となる。なお、板厚ｔが小さくなる程噴出気体
温度を高く設定するのは、金属ストリップＳの急速冷却
を回避してその変形を防止するためである。そして、温
度指示調節計２６から、金属ストリップＳに関する断面
寸法情報に基づき板厚−噴出気体温度テーブルＴ１によ
り設定される噴出気体温度と前述した検出温度との偏差
をゼロにするように温度制御弁２２の開度を変化させる
ための操作信号が温度制御弁２２の弁駆動部に出力され
る。具体的には、前記検出温度が高過ぎる場合には、弁
開度を増大させ、低過ぎる場合には、弁開度を減少させ
る操作信号が出力される。

【００１０】また、圧力指示調節計２７には、熱処理さ
れる金属ストリップＳの断面寸法（板厚ｔ×板幅ｗ）と
前記噴出される気体の圧力、即ち金属ストリップＳを適
正な浮揚高さに保つための気体の圧力との関係を以下の
例示のように規定した設定部２８における断面寸法−噴
出気体圧力テーブルＴ２から圧力情報が設定圧力として
入力される。

【００１１】

【表２】

【００１２】例えば、板厚ｔが1.2mmで、板幅ｗが1050m
mであれば、Ｆ２の式により算出された圧力が圧力指示
調節計２７に設定される。なお、断面寸法（ｔ×ｗ）に
より気体浮揚手段１４による浮揚力を変化させるのは、
種々の金属ストリップＳのそれぞれに対して適正な浮揚
高さを確保するためである。そして、圧力指示調節計２
７から、金属ストリップＳに関する断面寸法情報に基づ
き断面寸法−噴出空気圧力テーブルＴ２により設定され
る噴出気体圧力と前述した検出圧力との偏差をゼロにす
るように圧力制御弁２３の開度を変化させる操作信号が
圧力制御弁２３の弁駆動部に出力される。具体的には、
前記検出圧力が高過ぎる場合には、弁開度を減少させ、
低過ぎる場合には、弁開度を増大させる操作信号が出力
される。

【００１３】さらに、圧力指示調節計２７からは圧力制
御弁２３に対して操作信号を出力すると同時に、送風機
２１の駆動モータに対して前記偏差をゼロにするように
回転数制御部２９を介して操作信号が出力される。具体
的には、前記検出圧力が高過ぎる場合には、前記駆動モ
ータの回転数を下げさせ、低過ぎる場合には、この回転
数を上げさせる操作信号が出力される。なお、気体浮揚
手段１４から噴出される気体の圧力、流速は圧力制御弁
２３の開度制御のみならず送風機２１の駆動モータの回
転数制御によっても調節されるが、圧力制御弁２３の弁
駆動部の応答性は送風機の駆動モータの応答性に比して
約１０倍程早く、この調節の初期の段階で主に関係する
のはこの圧力制御弁２３の開度制御のみである。

【００１４】噴出気体制御システム１７は以上の構成か
らなり、この他に金属ストリップ用横型連続熱処理炉１
は支持ロール１６用の昇降制御システムを備えている。
即ち、この昇降制御システムは、予め熱処理される金属
ストリップＳの板厚情報と基準板厚ｔ_０が入力される図
示しない制御部を備え、この制御部にて金属ストリップ
Ｓの板厚ｔが基準板厚ｔ_０以下か否かが判断される。そ
して、この制御部にて基準板厚ｔ_０以下と判断された場
合には、この制御部からの信号により昇降手段１５は支
持ロール１６を下降状態に保ち、金属ストリップＳから
離し、逆に基準板厚ｔ_０を超えると判断された場合に
は、昇降手段１５は支持ロール１６を金属ストリップＳ
が接触支持される位置まで上昇させて、浮揚支持する気
体浮揚手段１４とともに支持ロール１６も金属ストリッ
プＳを支持する状態にする。

【００１５】次に、前述した金属ストリップ用横型連続
熱処理炉の操業方法の一例を具体的に説明する。まず最
初に、前述した図示しない昇降制御システムの制御部に
て金属ストリップＳの板厚情報に基づき、この板厚が基
準板厚ｔ_０、例えば2.00mm以下か否かが判断される。そ
して、2.00mm以下の第一の場合には、支持ロール１６は
下降状態に保たれ、金属ストリップＳは気体浮揚手段１
４により浮揚支持のみされる。また、2.00mmを超える第
二の場合には、支持ロール１６は金属ストリップＳを接
触支持する位置まで上昇させられ、金属ストリップＳは
気体浮揚手段１４により浮揚支持されるとともに、この
支持ロール１６によっても支持される。なお、この基準
板厚ｔ_０は、2.00mmに限定されるものでないことは勿論
のことで、気体浮揚手段１４により非接触で浮揚支持す
る場合における経済性や設備上の制限等に基づき決定さ
れる。

【００１６】ついで、前記第一の場合、例えば金属スト
リップＳの板厚ｔが0.3〜0.80mmとすると、板厚−噴出
気体温度テーブルＴ１に基づき設定温度は600℃とさ
れ、温度検出器２４による検出温度をこの設定温度に近
付けるように温度制御弁２２の開度制御がなされる。ま
た、例えば金属ストリップＳの板厚ｔが1.2mmで、板幅
ｗが1050mmとすると、断面寸法−噴出気体圧力テーブル
Ｔ２に基づき設定圧力は、（２）式による定まるＦ２の
値とされ、圧力検出器２５による検出圧力がこの設定圧
力に近付くように圧力制御弁２３の開度制御および送風
機２１の駆動モータの回転数制御が行われる。

【００１７】ところで、前述した操業例では、１種類の
金属ストリップＳのみを熱処理の対象としていたが、操
業中に金属ストリップＳの種類が変更され、これに対応
して前記設定圧力も変更しなければならない場合があ
る。例えば、現処理材の断面寸法が板厚ｔ：1.0mm、板
幅ｗ：1050mm（対応する設定圧力：Ｆ２）で、次処理材
の断面寸法が板厚ｔ：1.5mm、板幅ｗ：1550mm（対応す
る設定圧力：Ｆ１）の場合、前記設定圧力を上げる必要
がある。

【００１８】この場合、現処理材と次処理材との接続部
が気体浮揚手段の手前に到達すると、予め設定部２８に
入力された次処理材に関する断面寸法情報と板厚−噴出
気体温度テーブルＴ１に基づき、前記設定温度が得ら
れ、前記断面寸法情報と断面寸法−噴出気体圧力テーブ
ルＴ２に基づき、前記設定圧力が得られ、温度指示調節
計２６に設定温度信号が、また圧力指示調節計２７に設
定圧力信号が入力される。設定温度については、現処理
材では500℃であったのが次処理材では350℃と下がるた
め、温度指示調節計２６からの信号により温度制御弁２
２の開度を増大させるように制御される。

【００１９】一方、圧力制御弁２３は圧力指示調節計２
７からの信号により開度を増大させるように制御される
とともに、送風機２１の駆動モータは圧力指示調節計２
７から回転数制御部２９を介して入力された信号により
回転数を増大させるように制御される。この圧力制御に
ついては、前述したように圧力制御弁２３の応答性が送
風機２１の応答性に比して約１０倍程速く、気体浮揚手
段１４における気体圧力は主として圧力制御弁２３の開
度増大により前記設定圧力に達する。

【００２０】この気体圧力が前記設定圧力に達すると、
圧力制御弁２３の開度を制御基準開度の状態、例えば全
開状態（１００％）に対する開度約７０％の状態に、即
ち閉方向に移行させてゆくとともに、これに伴う圧力変
化が生じないように送風機２１の駆動モータの回転数を
増大させてゆき、圧力制御弁２３による圧力変動分を送
風機２１の駆動モータにより補償する。このように、圧
力制御弁２３の開度を一旦増大させた後、制御基準開度
まで縮小させるのは、その後噴出気体圧力を上げなけれ
ばならない状態が発生した場合に、応答性のよい圧力制
御弁２３により迅速に対応できるようにしておくためで
ある。換言すれば、圧力制御弁２３の開度を増大させた
ままにしておくと、斯かる状態が発生してもこれに対応
できなくなる。

【００２１】前記の場合とは逆に、例えば、現処理材の
断面寸法が板厚ｔ：1.0mm、板幅ｗ：1050mm（対応する
設定圧力：Ｆ２）で、次処理材の断面寸法が板厚ｔ：0.
5mm、板幅ｗ：1550mm（対応する設定圧力：Ｆ３）の場
合、前記設定圧力を下げる必要がある。この場合、前記
同様にして前記設定温度および前記設定圧力が得られ、
温度指示調節計２６に設定温度信号が、また圧力指示調
節計２７に設定圧力信号が入力される。設定温度につい
ては、現処理材では500℃であったのが次処理材では600
℃と上がるため、温度指示調節計２６からの信号により
温度制御弁２２の開度を減少させるように制御される。

【００２２】一方、圧力制御弁２３は圧力指示調節計２
７からの信号により開度を減少させるように制御される
とともに、送風機２１の駆動モータは圧力指示調節計２
７から回転数制御部２９を介して入力された信号により
回転数を低減させるように制御される。この圧力制御に
ついては、前述したように圧力制御弁２３の応答性が送
風機２１の応答性に比して良好であるため、気体浮揚手
段１４における気体圧力は主として圧力制御弁２３の開
度減少により前記設定圧力まで低下する。

【００２３】この気体圧力が前記設定圧力に達すると、
圧力制御弁２３の開度を制御基準開度の状態、例えば開
度約７０％の状態に、即ち開方向に移行させてゆくとと
もに、これに伴う圧力変化が生じないように送風機２１
の駆動モータの回転数を増大させてゆき、圧力制御弁２
３による圧力変動分を送風機２１の駆動モータにより補
償する。このように、圧力制御弁２３の開度を一旦減少
させた後、制御基準開度まで増大させるのは、その後、
噴出気体圧力を下げさせなければならない状態が発生し
た場合に、応答性のよい圧力制御弁２３により迅速に対
応できるようにしておくためである。換言すれば、圧力
制御弁２３の開度を減少させたままにしておくと、斯か
る状態が発生してもこれに対応できなくなる。

【００２４】次に、前記第二の場合、予め設定部２８に
入力された金属ストリップＳの断面寸法と板厚−噴出気
体温度テーブルＴ１とに基づき、設定温度が得られる。
この場合、板厚ｔが前記基準板厚ｔ_０（例：2.0mm）を
超えるため、設定温度は200℃で、この設定温度に基づ
き温度制御弁２２の開度制御が行われる。また、この場
合、例えば金属ストリップＳの板厚ｔが2.5mmで、板幅
ｗが1050mmとすると、板厚−噴出気体圧力テーブルＴ２
における板厚ｔが0.6＜ｔ≦2.00の行の板幅ｗが1050mm
に対応するＦ２、即ち(2)式により算出されるＦ２の値
を設定圧力とする。そして、この設定圧力に基づいて、
前記同様に、圧力制御弁２３弁開度制御および送風機２
１の駆動モータの回転数制御が行われる。

【００２５】例えば、金属ストリップＳの板厚ｔが0.3
〜0.80mmとすると、板厚−噴出気体温度テーブルＴ１に
基づき設定温度は600℃とされ、温度検出器２４による
検出温度をこの設定温度に近付けるように温度制御弁２
２の開度制御が行われる。なお、操業中に金属ストリッ
プＳの種類が変更される場合、まず次処理材の板厚ｔが
前記基準板厚ｔ_０以下上か否かが判断され、基準板厚以
下と判断された場合には、この次処理材に対して前述し
た第一の場合と同様の制御が行われ、この基準板厚を超
えると判断された場合には前述した第二の場合と同様の
制御が行われる。前述した金属ストリップ用横型連続熱
処理炉１では、気体浮揚手段１４からの噴出気体を空気
として説明したが、本発明はこの噴出気体を空気に限定
するものではない。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第一発
明によれば、熱処理する金属ストリップに向けて気体を
噴出し、この金属ストリップを浮揚支持する気体浮揚手
段を備えた金属ストリップ用横型連続熱処理炉におい
て、この金属ストリップの断面寸法に基づいて前記気体
浮揚手段から噴出される気体の温度および圧力を調節す
る噴出気体制御システムを設けた構成としてある。この
ため、この金属ストリップに適合した温度で、かつ、こ
の金属ストリップを適正な高さに維持するのに必要な圧
力の気体が気体浮揚手段から噴出され、金属ストリップ
が非接触で、安定して浮揚支持される結果、金属ストリ
ップの断面形状の変形、亀裂および表面傷の発生の回避
が可能になるという効果を奏する。

【００２７】また、第二発明によれば、第一発明の構成
に加えて、前記金属ストリップを前記支持ロールで支持
する際には、前記気体浮揚手段を併用する構成としてあ
る。このため、第一発明による効果の他に、支持ロール
の面圧が減少する結果、支持ロールによる金属ストリッ
プの接触支持による表面傷の発生を抑制することが可能
になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属ストリップ用横型連続熱処
理炉の全体構成を示す図である。

【符号の説明】

１金属ストリップ用横型連続熱処理炉１１加熱炉１２冷却帯１３連結帯１４気体浮揚手段１５昇降手段１６支持ロール１７噴出気体制御システム２１送風機２２温度制御弁２３圧力制御弁２４温度検出器２５圧力検出器２６温度指示調節計２７圧力指示調節
計２８設定部２９回転数制御部Ｓ金属ストリップＴ１板厚−噴出気体温度テーブルＴ２断面寸法−噴出気体圧力テーブル

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月２６日（２００１．３．２
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱帯と冷却帯との間に位置する連結帯
内に熱処理する金属ストリップに向けて気体を噴出する
気体浮揚手段と昇降可能な支持ロールとを備えた金属ス
トリップ用横型連続熱処理炉において、前記金属ストリ
ップの断面寸法に基づいて前記気体浮揚手段から噴出さ
れる気体の温度および圧力を調節する噴出気体制御シス
テムを設けたことを特徴とする金属ストリップ用横型連
続熱処理炉。
【請求項２】前記金属ストリップを前記支持ロールで
支持する際には、前記気体浮揚手段を併用することを特
徴とする請求項１に記載の金属ストリップ用横型連続熱
処理炉。