JP2008518106A - 延伸された鉄鋼製品を加熱する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
管、テープ製品若しくは線材製品、又は棒などの延伸された鉄鋼製品を、圧延又は押出成形などの加工に続いて、通常は約５０〜９００℃の加熱処理温度に加熱する方法。本発明は、製品が送りこまれる中央貫通路２を有するバーナー１に送られる製品９全体に加熱が起こるようにすること、燃料及び酸化剤が、中央貫通路２の外側に存在する通路４、５から供給されるようにすること、バーナー１のバーナー・ヘッド１２の出口開口部１３の前で燃焼が起こる速度で、燃料及び酸化剤が供給されるようにすることを特徴とする。本発明は装置にも関する。
Description
本発明は、延伸された鉄鋼製品を加熱する方法及び装置に関するものである。
鉄鋼製品の加工の間に、材料の機械的、金属組織学的、及び表面化学的特性が変化する。後続の加工及び／又は使用の前に、これらの特性を変化させることが必要な場合がある。加熱処理は、材料の特性を変化させる１つの方法である。加熱処理は、材料をある温度まで加熱し、続いて材料を冷却する処理を含む。
加熱速度は、以下の３つの要因、即ち材料表面への熱の供給、境界層から材料表面への熱の伝達、および材料内での熱の伝導によって決まる。材料内での熱伝導は材料の定数であり、このために熱伝導には影響を与えることはできない。熱の供給および境界層内の熱伝達が、影響を及ばせるべき過程である。
延伸された鉄鋼製品の加熱における１つの問題は、エネルギーの供給が、製品の材料表面全体にわたって均一でなければならないことである。
他の問題としては、加熱される製品の材料表面に、圧延油、潤滑性石鹸油脂、さび止め油、ポリマー、有機粒子及び／又は無機粒子などの化学薬品が存在する場合が多いことである。このような混入物は、加熱処理装置上若しくは加熱処理装置内への付着、材料の外観上の表面欠陥、及び／又は出来上がった材料の表面の特性に対する影響などの望ましくない作用を、加熱又は加熱処理中に表面に及ぼす場合がある。
本発明はこれらの問題を解決するものである。
したがって、本発明は、管、テープ製品若しくは線材製品、又は棒などの延伸された鉄鋼製品を、圧延又は押出成形などの加工に続いて、通常は約５０〜９００℃の加熱処理温度に加熱する方法に関し、この方法は、製品が送り込まれる中央貫通路を有するバーナーに製品を送り込み、製品全体にわたって加熱が行われるようにすること、燃料及び酸化剤が、前記中央貫通路の外側に存在する通路から供給されるようにすること、バーナーのバーナー・ヘッドの出口開口部の前で燃焼を起こさせる速度で、燃料及び酸化剤が供給されるようにすることを特徴とする。
本発明は、そのような性質の装置であって、請求項８で特定される主な構成を有する装置にも関する。
本発明を、部分的に添付の図面で示す本発明の実施例と関連させて、以下により詳しく述べる。
本発明は、管、テープ製品若しくは線材製品、又は棒などの延伸された鉄鋼製品を、圧延又は押出成形などの加工に続いて、通常は約５０〜９００℃の熱処理温度に加熱することに関する。
本発明によると、バーナーに送りこまれる製品全体にわたって加熱が起こるようにされる。このバーナーは、製品がその中に送られる中央貫通路を有する。燃料及び酸化剤が、前記中央貫通路の外側に位置する既存の通路から供給されるようになっている。さらに、本発明によると、燃料及び酸化剤は、バーナーのバーナー・ヘッドの出口開口部の前で燃焼を起こさせる速度で送られるようにされている。
図１は、延伸された鉄鋼製品を加熱するためのバーナー１の形態の装置を示す。
バーナー１は、製品がバーナー１を通して送られるように構成された中央貫通路２を有する。通路２は管３を含む。さらに、燃料６及び酸化剤７を供給するために、前記中央貫通路２の外側に位置する通路４、５がバーナーに存在する。本発明によると、燃料及び酸化剤を供給するための前記通路は、バーナーのバーナー・ヘッドの出口開口部の前で燃焼が起こるように配置される。
好適実施例によると、材料は、排出ガスの流れと反対方向にバーナーに送られる。
材料９は、矢印１０の方向にバーナー１内に通され、排出ガスは矢印１１の方向に流れる。したがって燃料の燃焼は、バーナー１のヘッド１２の開口部１３の外側で起こる。
燃料及び酸化剤が、製品の長手方向軸線に対して１〜９０度の角度で供給されるようにすることが好ましい。
好適実施例によると、バーナーの出口開口部１３から外に延在し、製品の搬送経路と同心である炎管１４の内側で、炎が形成されるようにされる。
材料をバーナー内に通過させることによって、供給されたエネルギーが、延伸された鋼材表面の周囲に沿って均等に分配されることが保証される。最初の接触部で大きな熱強度又は火力が存在して、バーナーの開口部から材料の動きの反対方向に離れると、これが減少する。炎の直接的衝撃の前の予備加熱の力は、炎管の長さを適合させることによって変化させることができる。変えられるのは炎トンネルの長さである。燃焼プロセスは、炎トンネル内で発生する排出ガスの再循環によって「無炎」にすることができる。
他の好適実施例によると、酸化剤及び燃料は、製品に対して対称になるようにバーナーの出口開口部１３から送り出されるようにされる。
したがって、酸化剤及び燃料は、製品の周囲に沿って均等に分配されて、バーナーの出口開口部から送り出されるようにされることが好ましい。
また酸化剤は、体積％で少なくとも８５％の酸素を含むようにされることが好ましい。
加熱炉での材料の加熱時間は、熱の移動がより大きくなることによって相当程度短縮され、それによって、材料を加熱炉内を通って送る速度を、所与の加熱炉に関して相当程度上げることが可能である。
さらに、付着物及び油残留物等の燃焼および機械的吹き払いのうちの少なくとも一方が、材料の送り方向を排出ガスの流れと反対方向にすることによって達成される。このようにして、例えば熱処理、加工、酸化剤除去などのさらなる処理の前に、表面には燃焼生成物及び他の混入物が無くなる。
本発明によるバーナーの断面で、バーナーはその長手方向軸線に沿って２個の半体に分割される。一方の半体を、力発生手段によって他方の半体に対して変位させることができる。バーナーが分割された形態の構造であることにより、起動工程において延伸された鉄鋼製品をバーナーに通す必要がないという利点が保証される。
したがって、本発明により導入部で述べた問題が解決されることは明らかである。
いくつかの実施例を以上に述べた。しかし、バーナーの詳しい設計は、個々の鉄鋼製品に応じて変化させ、最適化させることが可能であることが明らかである。
したがって、本発明は、添付請求項の範囲で変化させることが可能であるので、上記に明記した実施例に限定されるものとして考慮するべきではない。
Claims (10)
- 管、テープ製品若しくは線材製品、又は棒などの延伸された鉄鋼製品を、圧延又は押出成形などの加工に続いて、通常は約５０〜９００℃の加熱処理温度に加熱する方法において、
前記製品が送りこまれる中央貫通路（２）を有するバーナー（１）に送られる前記製品（９）の全体にわたって加熱を行わせることと、
燃料及び酸化剤を、前記中央貫通路（２）の外側に存在する通路（４、５）から供給すること、
前記バーナー（１）のバーナー・ヘッド（１２）の出口開口部（１３）の前で燃焼を起こさせる速度で、燃料及び酸化剤を供給することを特徴とする加熱方法。 - 前記製品（９）を、前記バーナーの排出ガスの流れの方向とは反対方向に前記バーナーに送ることを特徴とする、請求項１に記載された加熱方法。
- 酸化剤及び燃料を、前記製品（９）に対して対称に前記バーナーの前記出口開口部（１３）から送り出すこと特徴とする、請求項１又は請求項２に記載された加熱方法。
- 酸化剤及び燃料を、前記製品（９）の周囲に沿って均等に分配して、前記バーナーの前記出口開口部（１３）から送り出すことを特徴とする、請求項３に記載された加熱方法。
- 燃料及び酸化剤を、前記製品（９）の長手方向軸線に対して１〜９０度の角度で供給することを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された加熱方法。
- 前記酸化剤に、体積％で少なくとも８５％の酸素を含ませることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された加熱方法。
- 前記バーナー（１）の前記出口開口部（１３）から外に延在し、前記製品（９）の搬送経路と同心である炎管（１４）内で、炎が形成されるようにさせることを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された加熱方法。
- 管、テープ製品若しくは線材製品、又は棒などの延伸された鉄鋼製品を、圧延又は押出成形などの加工に続いて、通常は約５０〜９００℃の加熱処理温度に加熱する装置において、
前記製品（９）をバーナー（１）に送るように構成された中央貫通路（２）を有するバーナー（１）と、
燃料及び酸化剤を供給するための、前記中央貫通路の外側に位置する、前記バーナー（１）内の通路（４、５）と、
前記バーナーのバーナー・ヘッド（１２）の出口開口部（１３）の前で燃焼が起こるように燃料及び酸化剤を供給するための、前記通路（４、５）の配置とを特徴とする加熱装置。 - 前記製品（９）が、前記バーナー（１）の排出ガスの流れの方向とは反対方向に前記バーナー（１）に送られるように配置されていることを特徴とする、請求項８に記載された加熱装置。
- 前記バーナーの前記出口開口部（１３）が、前記製品（９）の長手方向軸線に対して１〜９０度の角度で燃料及び酸化剤を供給するように構成されていることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載された加熱装置。
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