JP2007092140A - 鋼帯連続処理設備における均熱炉操業方法およびその均熱炉 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋼帯Sを搬送ロール12、13で搬送しながら連続処理する連続処理設備における均熱炉操業方法において、鋼帯搬送中の搬送ロール12、13を所定温度に全幅にわたり均一に加熱または冷却しながら、前記均熱炉入口に隣接する鋼帯加熱炉あるいは冷却炉において鋼帯Sを加熱または冷却中のロール温度と等しくなるように加熱または冷却する。
【選択図】図2
Description
a.鋼帯・ロール間の伝熱の影響で、均熱炉出口の鋼帯温度が所定温度とならない
b.ロールの熱クラウンのために鋼帯の蛇行あるいは絞りが発生する
という問題が発生していた。特に、高抗張力鋼帯を含む多種類の鋼帯を処理する設備では頻繁に熱処理サイクルを変更するので、上記問題は製品品質および生産性に深刻な影響を及ぼす。
特許文献1ではハースロールのクラウン制御方法としてロールの内側から冷却または加熱する発明が開示されている。また、特許文献2ではハースロールをロール室に入れ、そのロール室に帯板と同じ温度の気体を吹き込むことでロール熱変形を防ぐ発明を開示している。どちらも鋼帯の温度を制御することまで考慮していないので、特に熱処理サイクルの変更時のように、温度の変更に対しての対応が早くなるわけではなかった。
1.鋼帯の昇温速度または降温速度を低くし、温度差を問題が発生しない程度に抑える。この方法では、温度差を抑えることで、蛇行および絞りは発生しない。しかし、鋼帯の昇温および降温に長時間を要し、生産性や品質が低下するという問題があった。
2.均熱炉内雰囲気ガスを鋼帯温度と等しい温度に調節し、ロールと鋼帯との温度差を少なくして、ロールの熱クラウンを防止する。この方法では、ロール中央部とロール端部との間の温度差が若干小さくなり、蛇行および絞りは少し改善される。しかし、熱サイクル移行時、熱慣性の大きいロールと鋼帯との間の温度差はなくならないので、やはり、鋼帯の昇温および降温に長時間を要し、生産性や品質が低下する。
3.搬送ロール内部に誘導加熱装置を設ける。この方法では、ロールと鋼帯との間の温度差はなくなるが、設備費が膨大となるとともに、誘導加熱装置の耐熱が450℃程度と低いため、生産品種が限定されてしまう。
この発明は上記問題を解決するものであり、製品品質および生産性の向上を図ることができる鋼帯の連続処理設備における均熱炉操業方法および均熱炉を提供することを課題としている。
前記搬送ロールの内周面または外周面に加熱ガスまたは冷却ガスを吹き付けるガス吹付けノズル、
前記搬送ロールに設けたロール温度測定装置、
均熱炉入口に隣接し、鋼帯を加熱する鋼帯加熱炉あるいは冷却炉、
均熱炉入口の鋼帯温度を測定する鋼帯温度測定装置、および
搬送ロールの加熱温度または冷却温度をロール温度測定値に基づいて制御するとともに、鋼帯温度測定値に基づいて鋼帯温度が前記ロール温度に等しくなるように鋼帯温度を制御する制御装置、
とからなることを特徴としている。
イ.均熱炉出口の鋼帯温度を短時間(例えば、従来約1.5〜4時間に対し約10分)で目標温度に加熱または冷却することができる
ロ.均熱炉出口の鋼帯温度のばらつきが小さい
ハ.鋼帯の蛇行および絞りがなくなる
ニ.設備費の増大を抑える(例えば、搬送ロール内部に加熱装置を設ける場合に比べ、約50%低減する)ことができる
などの格別の効果を奏し、ひいては製品品質および生産性の向上を図ることができる。
図2に示す設備において、熱処理サイクル切替時の温度推移をテストした。鋼板は冷延鋼板であり、材質は、1470MPa級高張力鋼板(ハイテン)から590MPa級加工誘起変態型高張力鋼(TRIPハイテン)への移行、板厚は、1.0mm、板幅は、1700mmである。鋼板を250℃から390℃(温度差140℃)まで昇温し、また390℃から250℃に降温する。テストの結果を図8(a)および(b)に示す。従来技術では、このサイクル移行に6時間かかっていたが、図8から明らかなように、30分以内に熱サイクルを切り替えることができた。なお、蛇行、絞り等はこのテスト中で生じていなかった。また、材質も所定の通りで均質なものが得られた。
図2に示す設備において、熱処理サイクル切替時の温度推移をテストした。鋼板は溶融めっき鋼板であり、材質は、590MP級ハイテンから590MP級TRIPハイテンへの移行、板厚は、1.0mm、板幅は、1700mmである。鋼板を415℃から570℃まで昇温し、また570℃から415℃に降温する。テストの結果を図9(a)および(b)に示す。従来技術では、このサイクル移行に6時間かかっていたが、図9から明らかなように、30分以内に熱サイクルを切り替えることができた。
また、通常の熱処理サイクル切替の最大温度差である60℃では従来法では、150分程度かかっているが、本法では10分以下で切り替えが可能であり、10分という短い時間であれば、熱処理サイクルに鋭敏でない鋼種の鋼帯をいれ、切り替え時間でも製品を製造することも可能であるため、製品品質や生産性が大幅に改善する。なお、蛇行、絞り等はこのテスト中で生じていなかった。また、材質も所定の通りで均質なものが得られた。
4 一次均熱炉 5 二次均熱炉
6 一次冷却炉 7 再加熱炉
8 再均熱炉 9 二次冷却炉
10 二次冷却炉上部ロール室 12、13、18 搬送ロール
14 ステアリングロール 16 ブライドルロール
20 雰囲気ガス循環ブロア 22 循環ガス主管
24 冷却バイパス弁 25 冷却バイパス弁
27 加熱バイパス管 28 加熱バイパス弁
31〜35 分岐管 37 一次冷却炉出側ロール室
39 誘導加熱器 41〜45 ガス流量調整弁
50 雰囲気ガス冷却装置 51 ガス冷却用熱交換器
52 冷却水ポンプ 53 冷却管
55 ガス冷却温度調整弁 57 冷却出側遮断弁
60 雰囲気ガス加熱装置 61 ガス加熱用熱交換器
62 燃料ガス燃焼装置 63 燃料ガス燃焼器
64 燃焼用空気ブロア 65 加熱管
67 ガス加熱温度調整弁 68 加熱出側遮断弁
71、72、75、77 ガス吹付けノズル
73 ノズルヘッダ 74 炉内ガス噴出ノズル
80 制御装置 81 ロール温度検出器
82 スリップリング 84、85 鋼帯温度検出器
86 冷却装置出側ガス温度検出器 87 加熱装置出側ガス温度検出器
Claims (7)
- 鋼帯を搬送ロールで搬送しながら連続処理する鋼帯連続処理設備における均熱炉操業方法において、熱処理サイクルの変更時、鋼帯搬送中の搬送ロールを変更後の温度に向けて全幅にわたり均一に加熱または冷却しながら、前記均熱炉入口に隣接する鋼帯加熱炉あるいは冷却炉において加熱または冷却中のロール温度と等しくなるように鋼帯を加熱・冷却することを特徴とする鋼帯連続処理設備における均熱炉操業方法。
- 前記搬送ロールの外周面または内周面に加熱ガスまたは冷却ガスを全幅に吹き付けて搬送ロールを加熱または冷却する請求項1に記載の鋼帯連続処理設備における均熱炉操業方法。
- 前記加熱ガスまたは冷却ガスが、炉内の雰囲気ガスを炉外の雰囲気ガス加熱装置または雰囲気ガス冷却装置により加熱または冷却したガスである請求項1または請求項2記載の鋼帯連続処理設備における均熱炉操業方法。
- 前記鋼帯加熱炉において誘導加熱器で鋼帯を加熱する請求項1,2または3記載の鋼帯連続処理設備における均熱炉操業方法。
- 鋼帯を搬送ロールで搬送しながら連続処理する鋼帯連続処理設備における均熱炉において、
前記搬送ロールの内周面または外周面に加熱ガスまたは冷却ガスを吹き付けるガス吹付けノズル、
前記搬送ロールに設けたロール温度測定装置、
均熱炉入口に隣接し、鋼帯を加熱する鋼帯加熱炉あるいは冷却炉、
均熱炉入口の鋼帯温度を測定する鋼帯温度測定装置、および
搬送ロールの加熱温度または冷却温度をロール温度測定値に基づいて制御するとともに、鋼帯温度測定値に基づいて鋼帯温度が前記ロール温度に等しくなるように鋼帯温度を制御する制御装置、
とからなることを特徴とする鋼帯連続処理設備における均熱炉。 - 吸気側が炉内に通じている雰囲気ガス循環ブロワ、該雰囲気ガス循環ブロワの排気側に接続されたガス循環管、該ガス循環管に設けられた雰囲気ガス冷却装置、前記ガス循環管に設けられた雰囲気ガス加熱装置、および、前記ガス循環管から分岐しヘッダを介して前記ガス吹付けノズルに接続された分岐管を有する請求項5記載の鋼帯連続処理設備における均熱炉。
- 前記鋼帯加熱炉が鋼帯を加熱する誘導加熱器を備えた請求項5または請求項6記載の鋼帯連続処理設備における均熱炉。
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