JP2011106013A - 非接触シール装置および連続熱処理炉 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気密性を要求されるゾーン2〜1間にシールボックス1を配置し、非接触で鋼帯2を挟み込むように配置される一対の仕切り板3と、仕切り板3および鋼帯2に非接触で鋼帯2を挟みこむように配置される一対のシールロール4と、シールガス供給ノズル5と、補助シールガス供給ノズル7とを備えるシール装置0である。シールロール4と仕切り板3との二つの間隙の圧力を部分的に上昇させるとともに、随伴流F1の成長を抑制でき、また、シールロール4を設置したシールボックス1の内部空間の静圧を上昇させることが可能となり、圧力変動によるこのシールボックス8への雰囲気ガスの流入を抑制でき、さらに、鋼帯2の搬送ラインの端のシール性を確保することができる。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、本発明に係るシール装置0は、一対のシールロール4、4の周囲の流動現象を詳細に検討して得られたものであり、一対のシールロール4、4と一対の仕切り部材(仕切り板)3、3、との間隙に、新たに配置するシールガス供給ノズル5、5を介してシールガス(リークしても問題を生じない成分を有するガス)を吹き付けることによって、この間隙の圧力を部分的に上昇させるとともに、随伴流F1の成長を抑制でき、また、シールガス供給ノズル5からのシールガスの吹きつけによってシールロール4、4を設置した空間8(例えばシールボックスの内部空間)の静圧を上昇させることが可能となり、圧力変動によるこの空間8への雰囲気ガスの流入を抑制できるという技術思想に基づくものである。
(i)鋼帯2との間に鋼帯2の板厚よりも大きい隙間を形成して、鋼帯2に非接触で鋼帯2を挟んで配置される一対の仕切り部材(仕切り板)3と、
(ii)一対の仕切り板3に非接触で近接して、かつ鋼帯2との間に鋼帯2の板厚よりも大きい隙間を形成して、鋼帯に非接触で鋼帯を挟んで配置される一対のシールロール4と、
(iii)仕切り板3とシールロール4との間に形成される間隙にシールガスF1を供給するために配置されるシールガス供給ノズル5と
を備えるものである。
仕切り板3とシールロール4との間にシールガスF1を供給するシールガス供給ノズル5は、その噴出角度を調整可能とし、噴出方向をシールロール4の回転と同一方向とするとともに、そのガス噴出量も調整可能としシール能力の向上を図ることが望ましい。具体的には、このシール装置0が隣接する二つの熱処理領域の圧力差が高い場合、鋼帯2の搬送速度が速いために高速回転するシールロール4の周囲の随伴流が大きくなる場合、または、シールロール4及び/又は仕切り板3と鋼帯2との間隙が広い場合には、シールガスの噴出量を多くする。
さらに、搬送される鋼帯2を加熱または冷却するために並んで設置される複数の熱処理領域を備える連続熱処理炉は、隣接する二つの熱処理領域の間、または熱処理領域の内部に設けられた、上述した本発明に係るシール装置0を少なくとも一つ有することが望ましい。
このシール装置0は、気密性を要求されるゾーン2〜1間にシールボックス1を配置し、鋼帯2を挟む状態でシールボックス1の壁と鋼帯2が存在する位置との間の空間に、鋼帯2の板厚よりも大きい間隙をおいて鋼帯2を挟み込むように配置される一対の仕切り板3、3と、仕切り板3、3に非接触状態で近接させ鋼帯2の板厚よりも大きい間隙をおいて鋼帯2を挟みこむように配置された一対のシールロール4、4と、シールロール4と仕切り板3との間隙にシールガスを供給するシールガス供給ノズル5と、シールロール4の軸方向の両端部のロール軸6において軸径が減少している部分でのシール効果を向上させるための補助シールガス供給ノズル7とを備える。
このシール装置0を詳述すると、シールロール4のロール軸6は、図示しない軸受けにより保持され回転可能に支持される。シールロール4は、駆動することにより静止状態から鋼帯2の搬送速度と同期した回転数に調整することが可能なように構成されている。また、ロール軸6を保持する軸受けは、鋼帯2の板厚方向(図2(b)における左右方向)へ移動可能に配置されており、鋼帯2を挟んで相対する対となるシールロール4、4間の距離及びそれぞれ近接して配置される仕切り板3、3との距離の調整を可能に配置されている。
仕切り板3とシールロール4との間にシールガスを供給するシールガス供給ノズル5は、シールガスの噴出角度を可変にするように構成されており、シールロール4と仕切り板3との相対的な位置関係によってシールガスの吹き出し方向を制御できるように構成されている。また、このシールガス供給ノズル5は、図示しないガス供給装置及び流量制御装置に接続されおり、供給されるガス流量が個々に制御されるように構成されている。
本実施例では、本発明に係るシール装置の効果を確認するため、数値シミュレーションを行った。シール装置0の構成は、図2に示した構成と同一(一対のシールロール4、4を二組)とした。以下、本発明に係るシール装置0の動作時の効果と、このシール装置0の非動作時の比較例(シールロール4停止、シールガス供給無し)の結果を示す。
仕切り板3と鋼板2の距離:100mm
シールロール4と仕切り板3との間隙:10mm
シールロール4と鋼板2との距離:20mm
シールノズル5:先端のスリット間隙を3mmとし、各ノズルあたり80Nm3/hの流量でゾ−ン1側雰囲気と同一ガスを供給する。
補助シールガスノズル7:仕切り板3から鋼帯2の搬送方向で100mm離れた、仕切り板3と金属帯2の中間位置に配し、スリット間隙を3mmとし、各ノズルあたり3.43Nm3/hの流量でゾ−ン1側雰囲気と同一ガスを鋼帯2の搬送方向と同一方向に供給した。
図4は、図3のグラフにおける矢印が示す時におけるゾーン2からのリーク状況を示す説明図であり、具体的にはゾーン2の雰囲気成分の質量分率分布を示す。
図5は、補助シールガス供給ノズル7の効果を示すために実施したシミュレーションにより、シールロール4の周囲の流動を模式的に示す説明図である。
1 シールボックス
2 鋼帯(金属帯)
3 仕切り部材(仕切り板)
4 シールロール4
5 シールガス供給ノズル
6 ロール軸
7 補助シールガス供給ノズル
8 内部空間
F1 随伴流
Claims (9)
- 搬送される金属帯を加熱または冷却するために並んで設置されるとともに連続熱処理炉を構成する複数の熱処理領域のうちの少なくとも一の熱処理領域の内部または外部に配置されて、該熱処理領域の気密性を維持するためのシール装置であって、
前記金属帯との間に該金属帯の板厚よりも大きい隙間を形成して、前記金属帯に非接触で該金属帯を挟んで配置される一対の仕切り部材と、
前記一対の仕切り部材に非接触で近接して、かつ前記金属帯との間に該金属帯の板厚よりも大きい隙間を形成して、前記金属帯に非接触で該金属帯を挟んで配置される一対のシールロールと、
前記仕切り部材と前記シールロールとの間に形成される間隙にシールガスを供給するために配置されるシールガス供給ノズルと
を備えることを特徴とする連続熱処理炉のシール装置。 - 前記シールロールは、その回転数が制御可能であって、かつその外周速度が前記金属帯の搬送速度と同一である請求項1に記載された連続熱処理炉のシール装置。
- 前記仕切り部材は前記金属帯の板厚方向と略平行な方向へ移動可能に配置されるとともに、前記方向への前記隙間の距離は調整可能である請求項1または請求項2に記載された連続熱処理炉のシール装置。
- 前記シールロールは前記金属帯の板厚方向と略平行な方向へ移動可能に配置されるとともに、前記方向への前記隙間の距離は調整可能である請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された連続熱処理炉のシール装置。
- 前記シールガス供給ノズルは、前記シールガスの噴出方向を調整可能に配置されるとともに、前記シールロールの回転方向と同じ向きに前記シールガスを噴出する請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載された連続熱処理炉のシール装置。
- 前記シールガス供給ノズルは、前記シールガスの供給量を調整可能に配置される請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載された連続熱処理炉のシール装置。
- さらに、前記一対のシールロールそれぞれの軸方向の両端部の間にシールガスを供給するために配置される一つ以上の補助シールガス供給ノズルを備える請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載された連続熱処理炉のシール装置。
- 前記補助シールガス供給ノズルは、前記シールガスの供給量を調整可能に配置される請求項7に記載された連続熱処理炉のシール装置。
- 搬送される金属帯を加熱または冷却するために並んで設置される複数の熱処理領域を備える連続熱処理炉であって、隣接する二つの前記熱処理領域の間、または前記熱処理領域の内部に設けられた、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載されたシール装置を少なくとも一つ有することを特徴とする連続熱処理炉。
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2009
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