JP2013047357A

JP2013047357A - 熱処理炉のガスシール装置

Info

Publication number: JP2013047357A
Application number: JP2011185675A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanaka; 博田中; Masaki Mizuno; 正毅水野
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-03-07

Abstract

【課題】十分なシール性能を発揮するとともにランニングコストを低く抑えることができる。
【解決手段】熱処理対象の金属ストリップＳを炉開口１１から炉内へ通過させるようにした熱処理炉において、金属ストリップＳの表裏板面に対向する炉開口１１の炉壁にそれぞれ、金属ストリップＳ板面に対し循環風を吹き付けて炉開口部に相対的に高圧のガスシール雰囲気を形成する第１吹出し口２３Ａ,２３Ｂを設けるとともに、これら第１吹出し口２３Ａ,２３Ｂを挟んで炉壁の内外位置にさらに、ガスシール雰囲気に向けて金属ストリップＳ板面に対し循環風を吹き付ける第２吹出し口３１Ａ,３１Ｂを設け、かつ第１吹出し口と第２吹出し口の間の炉壁に吸込み口４１Ａ,４１Ｂを設けて、当該吸込み口から吸引した循環風を再び第１吹出し口と第２吹出し口へ供給する循環風流路３Ａ，３Ｂを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は熱処理炉のガスシール装置に関し、特に、良好なシール性が得られるとともにランニングコストも安いガスシール装置を提供することを目的とする。

このようなガスシール装置として、特許文献１に示すものが知られている。ここでは、金属ストリップが通る炉開口の炉壁の、ストリップ通過方向の内外位置にそれぞれスリットノズルを設けている。そして、外側スリットノズルからはＮ2ガスを、内側スリットノズルからは炉内雰囲気ガスをそれぞれ互いに衝突する方向で金属ストリップ面に吹き付けることにより、炉開口部に相対的に高圧のガスシール雰囲気を形成するようにしている。

特開平５−２５５５２

しかし、上記従来のガスシール装置では、未だ十分に高圧のガスシール雰囲気を形成することができないためシール性能に劣るという問題があるとともに、高価なＮ2ガスを使用するためにランニングコストが高いという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、十分なシール性能を発揮するとともにランニングコストも低く抑えることが可能な熱処理炉のガスシール装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本第１発明では、熱処理対象の金属ストリップ（Ｓ）を炉開口(１１)から炉内ないし炉外へ通過させるようにした熱処理炉において、金属ストリップ（Ｓ）の表裏板面に対向する前記炉開口(１１)の炉壁にそれぞれ、金属ストリップ（Ｓ）板面に対し循環風を吹き付けて炉開口部に相対的に高圧のガスシール雰囲気を形成する第１吹出し口（２２，２３Ａ,２３Ｂ）を設けるとともに、これら第１吹出し口を挟んで炉壁の内外位置にさらに、前記ガスシール雰囲気に向けて前記金属ストリップ（Ｓ）板面に対し循環風を吹き付ける第２吹出し口（３１Ａ,３１Ｂ）を設け、かつ第１吹出し口と第２吹出し口の間の前記炉壁に吸込み口(４１Ａ,４１Ｂ)を設けて、当該吸込み口から吸引した前記循環風を再び前記第１吹出し口と第２吹出し口へ供給する循環風流路（３Ａ，３Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４５）を設けたことを特徴とする。

本第１発明においては、第１吹出し口を挟んで炉壁の内外位置にさらに、ガスシール雰囲気に向けて金属ストリップ板面に対し循環風を吹き付ける第２吹出し口を設けていることにより、ＣＯを含んだガスが炉開口から外方へ漏れ、あるいは循環風が炉内へ流入して炉内雰囲気を撹乱することは完全に防止され、十分なシール性能が発揮される。また、第１吹出し口と第２吹出し口の間の炉壁に吸込み口を設けて、当該吸込み口から吸引した循環風を再び第１吹出し口と第２吹出し口へ供給する循環風流路を設けていることにより、ガスシール用のガスを外部から供給する必要が無く、ランニングコストが低減される。しかも、循環するガス総量が増加しないから循環風が炉内外へ溢れるおそれが無く、第２吹出し口の存在とあいまって、ＣＯを含んだガスの外方への漏れや、循環風の炉内への流入がさらに完全に防止される。

本第２発明では、前記第１吹出し口（２２，２３Ａ,２３Ｂ）と前記第２吹出し口（３１Ａ,３１Ｂ）への循環風の供給風量割合を変更する流量調整ダンパ（３２）を設ける。

本第２発明によれば、流量調整ダンパの開度を調節することによって、第１吹出し口および第２吹出し口の風量割合を変更して、ガスシール雰囲気の圧力を比較的容易に変更調整することができる。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の熱処理炉のガスシール装置によれば、十分なシール性能を発揮するとともにランニングコストも低く抑えることができる。

本発明の一実施形態を示す、熱処理炉の入口に設けたガスシール装置の断面図である。背圧室の内端壁の正面図である。ガスシール装置の配管系統図であるガスシール装置の作動を示す循環風流通図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

図１には熱処理炉の入口に設けたガスシール装置の一例を示す。ガスシール装置は断熱材で構成された左右対称断面のハウジング１を備えており、ハウジング１は熱処理炉Ｈの入口側に連結されて炉壁の一部を構成している。ハウジング１の中央を、外気雰囲気の上方から下方の炉内へ金属ストリップＳが通過するようになっている。ハウジング１の最上端は炉開口１１となっており、炉開口１１の両側のハウジング１外壁には開閉扉１２Ａ,１２Ｂが設けられており、これらはシリンダ１３Ａ,１３Ｂで駆動される。開閉扉１２Ａ,１２Ｂは、通過する金属ストリップＳが接触しない範囲で炉開口１１の開口面積が最小になるように調整開放される。特に、板厚がほぼ２倍になる金属ストリップＳの重ね溶接部（継ぎ目）が炉開口１１を通過する場合には開閉扉１２Ａ,１２Ｂは自動的に瞬時開放させられて継ぎ目との接触が回避されるようになっている。

ハウジング１内には上下方向中央の左右位置にそれぞれ背圧室２Ａ,２Ｂが設けられている。背圧室２Ａ,２Ｂは略矩形断面をなし、その内端壁２１は金属ストリップＳの表裏の板面にそれぞれ一定間隔で対向している。上記内端壁２１には実際には図２に示すように、上下端部を除いた中央部一面に多数の噴気孔２２が分散形成されている。なお、噴気孔２２はガスシール雰囲気を形成するためのものである点で以下の第１吹出し口と同視できるものである。各背圧室２Ａ,２Ｂの上下端部にはそれぞれ、金属ストリップＳの幅方向へ延びる細長の第１吹出し口２３Ａ，２３Ｂが設けられており、上側の第１吹出し口２３Ａは炉内方向である斜め下方へ向けられている。これに対して、下側の第１吹出し口２３Ｂは炉外方向である斜め上方へ向けられている。

左右の背圧室２Ａ,２Ｂからはそれぞれ上方と下方へＬ字形に屈曲して延びるガス流路３Ａ,３Ｂが形成されており、各ガス流路３Ａ,３Ｂの先端は金属ストリップＳの表裏の板面に一定間隔で対向している。各ガス流路３Ａ,３Ｂの先端には第１吹出し口２３Ａ,２３Ｂと同様の形状の第２吹出し口３１Ａ,３１Ｂが設けられている。そして、上側ガス流路３Ａの先端に設けられた上側第２吹出し口３１Ａは炉内方向である斜め下方へ向けられ、一方、下側ガス流路３Ｂの先端に設けられた下側第２吹出し口３１Ｂは炉外方向である斜め上方へ向けられている。なお、各ガス流路３Ａ,３Ｂにはガス流量を調整するためのダンパ３２が設けられている。

第１吹出し口２３Ａ,２３Ｂと第２吹出し口３１Ａ,３１Ｂの間の、背圧室２Ａ，２Ｂとガス流路３Ａ,３Ｂの外壁で囲まれた空間は、紙面の前後方向で外部の吸込みダクト４２Ａ,４２Ｂ(図３参照)にそれぞれ連通する吸込み口４１Ａ,４１Ｂとなっている。各吸込みダクト４２Ａ,４２Ｂは図３に示すようにハウジング１外の流量調整ダンパ４３を経て合流し、クーラ４４を経て循環ファン４５に至っている。循環ファン４５から送出された循環風は途中で分岐させられてそれぞれハウジング１内の背圧室２Ａ,２Ｂ内へ循環供給される。なお、金属ストリップＳに沿った炉開口１１および各吸込み口４１Ａ,４１Ｂのハウジング壁(炉壁)、またガス流路３Ａ,３Ｂのハウジング壁（炉壁）、さらには各背圧室２Ａ,２Ｂの内端壁２１にはそれぞれ圧力検出管５の一端５１が開口している。

このような構造のガスシール装置の作動を、図４を参照しつつ以下に説明する。循環ファン４５から送出された循環風はハウジング１内の二つの背圧室２Ａ,２Ｂへ分流させられて、一部が内端壁２１の噴気孔２２から噴出させられ、下方の炉内へ送られる金属ストリップＳの表裏の板面にそれぞれ吹き付けられる。また、背圧室２Ａ,２Ｂ内に供給された循環風の別の一部は第１吹出し口２３Ａ,２３Ｂからそれぞれ金属ストリップＳの表裏の板面に吹き付けられる。上側と下側の各第１吹出し口２３Ａ,２３Ｂからは、噴気孔２２から噴出させられた循環風を上下から挟むように循環風が吹き出るから、噴気孔２２からの循環風は金属ストリップＳの板面周囲に滞留してここに相対的に高圧のガスシール雰囲気が形成される。

ところで、相対的に高圧のガスシール雰囲気が形成されるために、上側第１吹出し口２３Ａから下方の炉内方向へ吹き出た循環風は往々にして、金属ストリップＳの板面に沿って上方の炉外方向へ向きを変えられてしまう。また、下側第１吹出し口２３Ｂから上方の炉外方向へ吹き出た循環風も往々にして、金属ストリップＳの板面に沿って下方の炉内方向へ向きを変えられてしまう。このため、ＣＯを含んだガスが炉開口１１から外方へ漏れ、あるいは循環風が炉内へ流入して炉内雰囲気を撹乱するおそれがある。

ここにおいて本実施形態では、上側第１吹出し口２３Ａの外方にさらに上側第２吹出し口３１Ａを設けて、ガス流路３Ａを経て背圧室２Ａ,２Ｂから供給される循環風を炉内方向のガスシール雰囲気に向けて金属ストリップＳの板面に吹き付ける。また、下側第１吹出し口２３Ｂの内方にさらに下側第２吹出し口３１Ｂを設けて、ガス流路３Ｂを経て背圧室２Ａ,２Ｂから供給される循環風を炉外方向のガスシール雰囲気に向けて金属ストリップＳの板面に吹き付けている。これにより、ＣＯを含んだガスが炉開口１１から外方へ漏れ、あるいは循環風が炉内へ流入して炉内雰囲気を撹乱することは完全に防止される。

さらに本実施形態では、第１吹出し口２３Ａ,２３Ｂおよび第２吹出し口３１Ａ,３１Ｂから吹出された循環風をこれらの間に設けられた吸込み口４１Ａ,４１Ｂ（図１）から吸い込んで上記循環ファン４５に還流させるようにしているから、ガスシール用のガスを外部から供給する必要が無い。したがって、ランニングコストが低減される。加えて、循環するガス総量が増加しないから循環風が炉内外へ溢れるおそれが無く、第２吹出し口３１Ａ,３１Ｂの存在とあいまって、ＣＯを含んだガスの外方への漏れや、循環風の炉内への流入がさらに完全に防止される。

また、本実施形態のように途中にクーラ４４を設けて循環風を１００℃程度に冷却するようにすれば、循環風の密度の過度な低下が防止されて高圧のガスシール雰囲気が良好に形成される。さらに、本実施形態では、ガス流路３Ａ,３Ｂや吸込みダクト４２Ａ,４２Ｂに設けた流量調整ダンパ３２，４３の開度を調節することによって、噴気孔２２、第１吹出し口２３Ａ,２３Ｂ、および第２吹出し口３１Ａ,３１Ｂの間の風量割合を変更して、ガスシール雰囲気の圧力や吸込み口４１Ａ,４１Ｂ付近の圧力を比較的容易に変更調整することができる。特に、ＣＯを含んだガスの外方への漏れを完全に防止するためには吸込み口４１Ａから炉開口１１に至る領域の圧力を負圧にする必要があり、風量割合を変更して各部の圧力を変更調整できる機能は有用である。なお、流量調整ダンパ４３（図３）は省略しても良い。また、上記実施形態ではガスシール装置を炉入口に設けたが炉出口に設けても良い。

１１…炉開口、２２…噴気孔（第１吹出し口）、２３Ａ，２３Ｂ…第１吹出し口、３Ａ,３Ｂ…ガス流路（循環風流路）、３１Ａ，３１Ｂ…第２吹出し口、４１Ａ，４１Ｂ…吸込み口、４２Ａ，４２Ｂ…吸込みダクト（循環風流路）、４５…循環ファン（循環風流路）、Ｓ…金属ストリップ。

Claims

熱処理対象の金属ストリップを炉開口から炉内ないし炉外へ通過させるようにした熱処理炉において、金属ストリップの表裏板面に対向する前記炉開口の炉壁にそれぞれ、金属ストリップ板面に対し循環風を吹き付けて炉開口部に相対的に高圧のガスシール雰囲気を形成する第１吹出し口を設けるとともに、これら第１吹出し口を挟んで炉壁の内外位置にさらに、前記ガスシール雰囲気に向けて前記金属ストリップ板面に対し循環風を吹き付ける第２吹出し口を設け、かつ第１吹出し口と第２吹出し口の間の前記炉壁に吸込み口を設けて、当該吸込み口から吸引した前記循環風を再び前記第１吹出し口と第２吹出し口へ供給する循環風流路を設けたことを特徴とする熱処理炉のガスシール装置。
前記第１吹出し口と前記第２吹出し口への循環風の供給風量割合を変更する流量調整ダンパを設けた請求項１に記載の熱処理炉のガスシール装置。