JP2005220419A - 被加熱材のスキッド部での局部的温度低下を低減したウォーキングビーム式加熱炉 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブルームなどの鋳片を分塊圧延のために加熱するウォーキングビーム式加熱炉において、被加熱材のスキッドマークの部分の局部的温度低下を低減し、次工程の分塊圧延時の疵の発生を低コストの設備改善で低減する。
【解決手段】 ウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビーム１のスキッドボタン５の配列を２直線の千鳥状に配列し、スキッドビーム上に存在するブルーム１０の一定の１箇所からの熱流出を防止して温度の低下量を低減し、この一定箇所とその周囲とのブルーム面の温度差を小さくしてブルーム１０を分塊圧延温度に加熱することにより、ウォーキングビーム式加熱炉から抽出して分塊圧延する際の鋼材に発生する表面疵を低減する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ブルームやビレットなどを加熱するウォーキングビーム式加熱炉のスキッド部における被加熱材の局部的温度低下を低減して後続の分塊圧延における表面疵の発生を低減する技術に関する。

従来、大量生産に適した連続式加熱炉であるウォーキングビーム式加熱炉は、水冷されたスキッドビームの上部に耐熱鋼からなるスキッドボタンを取付け、その上に被加熱材であるブルームなどの鋳片を載せ、固定床であるスキッドビーム上の被加熱材を可動床であるスキッドビームの上昇、前進、下降、後退からなる矩形運動の繰り返しにより、１行程毎にスキッドビーム上を摺動することなく歩むように前進して炉内を搬送している。

このウォーキングビーム式加熱炉によりブルームを加熱する場合、加熱された被加熱材であるブルームの熱はスキッドボタンを通じてスキッドビーム内に通した冷却水へ奪われる。このため、スキッドボタンに当接する被加熱材は局部的に温度低下し、被加熱材にスキッドマークが着くとともに、この局部的に温度低下した被加熱材のスキッドマークの部分がウォーキングビーム式加熱炉から抽出されて行われる次工程の分塊圧延時に、圧延された鋼材に表面疵が発生する要因となっていた。

そこで、このスキッドマークを軽減するために被加熱材をさらに加熱することも考えられるが、加熱が長時間となり能力の低下となる問題があった。

このような従来のウォーキングビーム式加熱炉におけるスキッドマークの発生および熱損失を回避するため、ウォーキングビーム式加熱炉の移動スキッドビーム、ビームサポート、固定スキッドビームに高強度セラミックファイバーを用いることで、水冷水を使用を必要としない熱損失の少ないウォーキングビーム式加熱炉が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このウォーキングビーム式加熱炉の場合、設備コストが高くつき簡単には採用できない問題があった。

特開昭５８−５２４１５号公報

本発明が解決しようとする課題は、ブルームなどの鋳片を分塊圧延のために加熱するウォーキングビーム式加熱炉において、被加熱材のスキッドマークの部分の局部的温度低下を低減し、次工程の分塊圧延時の疵の発生を低コストの設備改善で低減することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、ウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビーム１上に配設のスキッドボタン５の配列を従来の１直線の配列から２直線の千鳥状に配列したことを特徴としたウォーキングビーム式加熱炉である。このスキッドボタン５の配列を千鳥状とすることで、スキッドビーム１上に存在するブルーム１０の一定の１箇所からの熱流出を減少して温度の低下量を低減し、この一定の１箇所とその周囲の箇所とのブルーム表面の温度差を小さくしてブルーム１０を分塊圧延温度に加熱することにより、ウォーキングビーム式加熱炉から抽出して次工程の分塊圧延する際の鋼材に発生する表面疵を低減するものである。

上記のようにスキッドボタン５の配列を１列から千鳥状にすることにより、ウォーキングビーム式加熱炉における被加熱材の一定の１箇所からの熱流出を２箇所からの熱流出として分散することとなり、被加熱材のスキッドボタン５の部位における局部温度低下の度合いを減少させることができる。この結果、被加熱材のスキッドボタン５と当接する部位の局部温低部１１とそれ以外の当接しない部位である定常部との温度差を減少し、この温度差に起因する分塊圧延時の表面疵の発生を低減することができる。

さらに、上記の手段において、２直線の千鳥状の配列は前後の２個のスキッドボタン５を１セットとして千鳥状に交互に位置をずらしてビームに配列したことを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉である。

ウォーキングビーム式加熱炉におけるスキッドビーム１に載置するブルーム１０の断面は例えば高さ３８０ｍｍは幅４９０ｍｍであり、このブルーム１０の幅の４９０ｍｍの部分が常に１本のスキッドビーム１の前後の２個のスキッドボタン５と接触する状態となって、２本の移動床８であるスキッドビーム１と２本の固定床７であるスキッドビーム５からなる４本のスキッドビーム１上にブルーム１０は横向きに載置され、常に前後の２個のスキッドボタン５と当接して炉内を移動される。従って、１本のスキッドビーム１に前後の２個のスキッドボタン５を１セットとして千鳥状に交互に位置をずらして配列することによりウォーキングビームの１歩み毎にスキッドボタン５と当接するブルーム１０の位置がずれることとなり、スキッドボタン５を通じて行われる局部的熱流出が１定の１箇所に局限されることがなくなる。この結果、加熱炉から抽出して分塊圧延する際に、鋼材に発生する表面疵がより一層に低減される。

本発明は、ウォーキングビーム式加熱炉において、１本のスキッドビームに配列するスキッドボタンを従来の１直線状から２直線状の千鳥状としたことにより、ブルームとスキッドボタンが接触する位置が移動床の歩み毎にずれることとなり、スキッドボタンを通じてブルームが局部的に冷却される割合が減少することとなり、この結果、ウォーキングビーム式加熱炉から抽出して行う次工程の分塊圧延において、鋼材に発生する表面疵が減少する。さらに上記のスキッドボタンの配列を前後の２個のずつ１セットとして２直線状の千鳥状とすることで、ブルームは安定してスキッドビームに載置され、ブルームとスキッドボタンが接触する位置が移動床の歩み毎により的確にずれることとなり、加熱炉から抽出して分塊圧延する際に、鋼材に発生する表面疵がより１層に低減されることとなる。

本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の千鳥状に２列に配列のスキッドボタンを有するスキッドビームの模式図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。図２は、スキッドビームの構造を示す模式図である。図３は、スキッドビームにおけるブルームの局部温低部を示す模式図である。図４は、スキッドビームにおけるブルームの局部温低部を示す模式図である。以上の図に対し、図５は従来の１列に配列のスキッドボタンを有するスキッドビームの模式図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

ウォーキングビーム式加熱炉の移動床８および固定床９からなる各スキッドビーム１において、本発明では、図１に示すように、スキッドビーム１は鋼管２からなり、その内部は水冷水を通す冷却水通路３で、鋼管２の外周は耐火物４で被覆されている。スキッドビーム１の上面には耐熱鋼からなるスキッドボタン５が溶着部６で溶着されている。本発明では、このスキッドボタン５は１本のスキッドビーム１の上に２直線の位置に千鳥状に配列されている。この１本のスキッドビーム１上の２直線状のスキッドボタン５の配列において、本発明の実施の形態では、２列の千鳥状のスキッドボタン５の左右の内側の間隔は１００ｍｍとしている。

図２に示すように、スキッドビーム１はポスト７に支持されており、スキッドビーム１内にはポスト７を通じて冷却水通路３に水冷水が循環されている。スキッドビーム１上に配列のスキッドボタン５のうち、前後の２個のスキッドボタン５の上に炉内で加熱するブルーム１０が載置される。この場合、図３に示すように、１本のブルーム１０は長手方向を横にして２本のポスト７に支持された固定床９とその両側の２本のポスト７に支持された移動床８からなる４本のスキッドビーム１のスキッドボタン５上に載置される。これらの移動床８は固定床９より上に持ち上がってスキッドビーム１を支持して前方に移動し、固定床９より下に低下してスキッドビーム１を固定床９に載置して後方の元の位置に戻り、この動作を順次繰り返してブルーム１０を前方に順次移動する。この場合、スキッドボタン５と当接したスキッドビーム１の部位はスキッドボタン５に熱が流出して局部温低部１１となる。ところで、本発明の実施の形態において、適用するスキッドビーム１の断面の大きさは、図４に示すように、幅４９０ｍｍで高さ３８０ｍｍであり、前後の２個のスキッドボタン５の上に載置される。

本発明の実施の形態のスキッドビーム１を有するウォーキングビーム式加熱炉でブルームを加熱した場合について説明する。従来の図５に示す１本のスキッドビーム１に１直線に配列のスキッドボタン５を有するウォーキングビーム式加熱炉で加熱した場合には、次工程の分塊圧延４パス後の鋼材のスキッドボタンと当接していたスキッド部位とそれ以外の部位との表面温度差は１００℃であったものが、本発明における１本のスキッドビーム１に２直線で千鳥状に配列したスキッドボタン５で加熱した場合には、その鋼材のスキッドボタン５と当接していたスキッド部位とそれ以外の部位との表面温度差は５０℃と１／２に減少し、この結果、スキッド部位での表面疵の発生率も、従来のウォーキングビーム式加熱炉で加熱した場合には３０％であったものが、本発明のウォーキングビーム式加熱炉で加熱した場合には１０％と低減された。なお、上記の被加熱材のブルーム１０の表面温度は放射温度計にて測定し、表面疵の発生率は目視で得た結果である。

本発明の千鳥状に２列に配列のスキッドボタンを有するスキッドビームの模式図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 スキッドビームの構造を示す模式図である。 スキッドビームにおけるブルームの局部温低部を示す模式図である。 ブルーム断面とスキッドボタンの関係を示す図である。 従来の１列に配列のスキッドボタンを有するスキッドビームの模式図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

符号の説明

１ スキッドビーム
２ 鋼管
３ 冷却水通路
４ 耐火物
５ スキッドボタン
６ 溶着部
７ ポスト
８ 移動床
９ 固定床
１０ ブルーム
１１ 局部温低部

Claims (2)

1. ウォーキングビーム式加熱炉において、スキッドビーム上に配設のスキッドボタンの配列を２直線の千鳥状の配列としたことを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉。
2. ２直線の千鳥状の配列は前後の２個のスキッドボタンを１セットとして千鳥状に交互に位置をずらしてスキッドビームに配列したことを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉。

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