JP2015160975A - 連続焼鈍炉の立ち上げ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】炉内開放後の立ち上げ開始から炉内雰囲気を所期の低露点に安定させるまでに要する時間を短縮することができること。
【解決手段】水素と窒素との混合雰囲気に調整した炉内空間中に順次搬送される鋼板を連続して焼鈍する連続焼鈍炉を立ち上げる際、炉内開放後の連続焼鈍炉の内部を窒素ガスによってパージし、さらに、この窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉の内部を、操業時の目標とする水素濃度と同じもしくはそれ以上の水素濃度を有する水素と窒素との混合ガスによってパージする。このパージ後の連続焼鈍炉の内部に水素と窒素との混合ガスを継続して供給することにより、この連続焼鈍炉の炉内雰囲気を調整し且つ混合雰囲気の露点を所定の値以下に調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、鋼板を連続して焼鈍する連続焼鈍炉の立ち上げ方法に関するものである。

従来、鋼板の焼鈍工程において、無方向性電磁鋼板等の処理対象の鋼板を連続的に焼鈍する連続焼鈍炉が使用されている。一般に、連続焼鈍炉は、水素と窒素との混合雰囲気（以下、水素−窒素混合雰囲気という）にした炉内部に処理対象の鋼板を順次受け入れ、受け入れた鋼板を搬送ロールによって順次搬送しつつ、この搬送中の鋼板を連続して焼鈍する。

また、連続焼鈍炉に対しては、炉内部を開放して定期修理する等、所定のメンテナンスが定期的に行われる。連続焼鈍炉は、メンテナンスが終了した後、再稼働すべく立ち上げられる。この際、連続焼鈍炉の炉内部の雰囲気（以下、炉内雰囲気と適宜略す）は、水素ガスおよび窒素ガスの投入等によって、水素−窒素混合雰囲気に再び調整される。

このような連続焼鈍炉の炉内部において、水素−窒素混合雰囲気の露点は、所期の低露点（例えば−４０［℃］以下）に調整する必要がある。何故ならば、炉内雰囲気（水素−窒素混合雰囲気）の露点が所期の低露点よりも高くなった場合、炉内部の搬送ロールに酸化物が付着し、これに起因して、焼鈍中の鋼板にピックアップと称される押疵が発生してしまうからである。したがって、連続焼鈍炉を立ち上げる際は、従来、この連続焼鈍炉の炉内部に窒素ガスを投入し、これにより、炉内雰囲気の露点が低く調整されている。

なお、連続焼鈍炉の炉内雰囲気の露点を低減させる従来技術として、例えば、金属板で覆った炉内耐火物内表面と金属板との間に窒素ガスを流し、炉内耐火物表面から発生する水分を排気孔から炉外部に放出することによって露点の低下を図るものがある（特許文献１参照）。

特公昭６２−５４８４５号公報

ところで、メンテナンス後等の炉内開放後における連続焼鈍炉の炉内部には、通常、酸素が残存している。このように炉内部に残存する酸素（以下、残存酸素という）は、水素と反応して水分を生成させるので、炉内雰囲気の露点上昇の原因となる。

しかしながら、上述した従来技術では、炉内開放後の連続焼鈍炉の立ち上げにおいて、連続焼鈍炉内の残存酸素を炉外部に十分に除去することが困難である。このため、連続焼鈍炉の炉内雰囲気を水素−窒素混合雰囲気にすべく、連続焼鈍炉内に水素ガス等を投入した際、投入した水素ガスと残存酸素との反応に起因して、炉内雰囲気（水素−窒素混合雰囲気）の露点が急上昇してしまう。この結果、炉内開放後の連続焼鈍炉の立ち上げ開始から炉内雰囲気の露点を所期の低露点に安定させるまでに多大な時間（例えば１週間程度）を要するという問題がある。

特に、無方向性電磁鋼板等、低露点での高温焼鈍（例えば仕上焼鈍等）を施すことが必要な鋼板（以下、ハイグレード材という）は、連続焼鈍炉の炉内雰囲気の露点が所期の低露点に安定的に調整されるまで処理することができない。このため、連続焼鈍炉は、炉内雰囲気の露点が所期の低露点になるまでの期間、ハイグレード材よりも目標の焼鈍温度が低い鋼種の鋼板のみを焼鈍することを余儀なくされる。このことは、ハイグレード材の生産効率の低下を招来する。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、炉内開放後の立ち上げ開始から炉内雰囲気を所期の低露点に安定させるまでに要する時間を短縮することが可能な連続焼鈍炉の立ち上げ方法を提供することを目的とする。

上述したように、炉内開放後の連続焼鈍炉の立ち上げ開始から、炉内雰囲気の露点が所期の低露点に安定して調整され、所望の鋼板（特にハイグレード材）の焼鈍が開始可能となるまで、連続焼鈍炉は、その操業（鋼板の焼鈍）を長期間（例えば１週間程度）待機しなければならなかった。このような連続焼鈍炉の操業の待機時間（以下、シーズニング期間という）に長期間を要するという問題に対し、従来、有効な手段がなく、炉内開放後の連続焼鈍炉の内部を窒素ガスによってパージする時間を延長する等の対策をとっていた。しかし、上記の問題を解消するには至っていない。

本発明者等は、上記の問題の原因について鋭意検討した結果、炉内開放後の連続焼鈍炉の内部を窒素ガスのみによってパージした場合、極めて長時間に亘り連続焼鈍炉の内部をパージしても、この連続焼鈍炉の内部の残存酸素を完全に除去することは困難であることが分かった。また、本発明者等は、この連続焼鈍炉の内部に窒素ガスを投入し続けて炉内雰囲気の露点が所望する露点（例えば−４０［℃］）に到達したとしても、この炉内雰囲気を水素−窒素混合雰囲気にすべく連続焼鈍炉の内部に水素含有の混合ガスを投入した際、この混合ガス中の水素と残存酸素とが反応してしまい、この結果、炉内雰囲気の露点が所望の露点よりも高い温度に上昇することが分かった。

したがって、本発明では、窒素ガスによる連続焼鈍炉の内部のパージが完了した時点に、この連続焼鈍炉の内部に供給するガスを、操業時の水素濃度を有する混合ガスに切り替え、この混合ガス中の水素と残存酸素とを反応させながら連続焼鈍炉の内部の残存酸素をこの混合ガスに置き換える。これにより、この連続焼鈍炉の内部から残存酸素とともに水分を除去して、炉内雰囲気の露点が所望の露点よりも高い温度に上昇する事態を防止しつつ、この炉内雰囲気を所期の低露点の水素−窒素混合雰囲気に調整する。なお、本発明において、操業時の水素濃度は、連続焼鈍炉が鋼板を焼鈍する際に目標とする炉内雰囲気（具体的には水素−窒素混合雰囲気）と同じ水素濃度である。

すなわち、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる連続焼鈍炉の立ち上げ方法は、水素と窒素との混合雰囲気に調整した炉内空間中に順次搬送される鋼板を連続して焼鈍する連続焼鈍炉の立ち上げ方法において、炉内開放後の前記連続焼鈍炉の内部に窒素ガスを供給し、供給した前記窒素ガスによって前記連続焼鈍炉の内部をパージする第１のパージステップと、前記窒素ガスによるパージ後の前記連続焼鈍炉の内部に、前記鋼板を焼鈍する際の前記炉内空間の目標とする前記混合雰囲気と同じもしくはそれ以上の水素濃度を有する水素と窒素との混合ガスを供給し、供給した前記混合ガスによって前記連続焼鈍炉の内部をさらにパージする第２のパージステップと、前記連続焼鈍炉の内部に前記混合ガスを継続して供給することにより、前記炉内空間を前記混合雰囲気に調整し且つ前記炉内空間の前記混合雰囲気の露点を所定の値以下に調整する炉内雰囲気調整ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる連続焼鈍炉の立ち上げ方法は、上記の発明において、前記第１のパージステップは、前記連続焼鈍炉の内壁を形成する断熱材の内部に通じるように前記連続焼鈍炉に設けられたガス供給ノズルを介して、前記断熱材の内部に前記窒素ガスを供給し、供給した前記窒素ガスによって前記断熱材の内部をパージすることを特徴とする。

本発明によれば、炉内開放後の立ち上げ開始から炉内雰囲気を所期の低露点に安定させるまでに要する時間を短縮することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態における連続焼鈍炉の一構成例を示す模式図である。 図２は、図１に示す連続焼鈍炉の内部構成の一例を示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉の立ち上げ方法の一例を示すフローチャートである。 図４は、炉内開放後の連続焼鈍炉を立ち上げる際における炉内空間の露点の経時変化を示す図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明にかかる連続焼鈍炉の立ち上げ方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、各図面において同一構成部分には同一符号が付されている。

（連続焼鈍炉の構成）
まず、本発明の実施の形態にかかる立ち上げ方法によって立ち上げられる連続焼鈍炉の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態における連続焼鈍炉の一構成例を示す模式図である。図１には、本発明の実施の形態にかかる立ち上げ方法によって立ち上げられる（再稼働する）連続焼鈍炉１の側面から見た連続焼鈍炉１の構成が模式的に図示されている。図２は、図１に示す連続焼鈍炉の内部構成の一例を示す模式図である。図２には、本発明の実施の形態における連続焼鈍炉１の横断面構造、すなわち、鋼板１０の搬送方向（図１参照）に向かって見た連続焼鈍炉１の断面構造が模式的に図示されている。図２において、鋼板１０の搬送方向は、紙面に垂直な方向である。

図１，２に示すように、本発明の実施の形態における連続焼鈍炉１は、焼鈍処理対象の鋼板１０を連続して焼鈍する炉本体２と、炉本体２の内部に窒素ガス等の必要なガスを供給する複数のガス供給ノズル３〜９とを備える。

炉本体２は、順次搬送される鋼板１０を連続して焼鈍する設備であり、図２に示すように、炉内空間１７を形成する断熱材１１〜１４と、レンガ壁１５と、断熱材１１〜１４の外表面を覆う鉄皮１６と、鋼板１０を搬送する複数の搬送ロール１８とを備える。

断熱材１１は、炉本体２の一側面の内壁を形成するものであり、図１に示す炉本体２の炉長方向の全域に亘って、炉本体２の内部に設けられる。本実施の形態において、断熱材１１は、図２に示すように、断熱ファイバ１１ａ，１１ｃ，１１ｅと断熱ボード１１ｂ，１１ｄとによる多層構造を有する。この断熱材１１の多層構造において、炉本体２の最も内部側に断熱ファイバ１１ａが配置され、この断熱ファイバ１１ａの外表面側に断熱ボード１１ｂが配置される。また、この断熱ボード１１ｂの外表面側に断熱ファイバ１１ｃが配置され、この断熱ファイバ１１ｃの外表面側に断熱ボード１１ｄが配置され、この断熱ボード１１ｄの外表面側に断熱ファイバ１１ｅが配置される。

断熱材１２は、炉本体２の両側の側面のうちの断熱材１１と反対側の側面の内壁を形成するものであり、断熱材１１と対向するように、炉本体２の炉長方向の全域に亘って炉本体２の内部に設けられる。本実施の形態において、断熱材１２は、図２に示すように、断熱ファイバ１２ａ，１２ｃ，１２ｅと断熱ボード１２ｂ，１２ｄとによる多層構造を有する。この断熱材１２の多層構造において、炉本体２の最も内部側に断熱ファイバ１２ａが配置され、この断熱ファイバ１２ａの外表面側に断熱ボード１２ｂが配置される。また、この断熱ボード１２ｂの外表面側に断熱ファイバ１２ｃが配置され、この断熱ファイバ１２ｃの外表面側に断熱ボード１２ｄが配置され、この断熱ボード１２ｄの外表面側に断熱ファイバ１２ｅが配置される。

断熱材１３は、炉本体２の上面の内壁を形成するものであり、炉本体２の炉長方向の全域に亘って炉本体２の内部に設けられる。断熱材１３は、多層構造（例えば３層構造）を有し、この断熱材１３の両側端部は、図２に示すように、断熱材１１，１２の上端部と各々接続される。

断熱材１４は、炉本体２の下面の内壁を形成するものであり、炉本体２の炉長方向の全域に亘って炉本体２の内部に設けられる。断熱材１４は、多層構造（例えば２層構造）を有し、この断熱材１４の両側端部は、図２に示すように、断熱材１１，１２の下端部と各々接続される。

レンガ壁１５は、耐火材としての機能と断熱材として機能とを兼ね備えるものであり、複数のレンガを積み重ねて接合することによって構成される。レンガ壁１５は、炉本体２の炉長方向（図１参照）の全域に亘り、図２に示すように、断熱材１４の内壁面上に設けられる。レンガ壁１５は、この断熱材１４の耐火性等を強化する。

上述した炉本体２の上下左右の各断熱材１１〜１４およびレンガ壁１５は、鋼板１０の搬送経路に沿って炉本体２の炉内空間１７を形成する。炉内空間１７は、鋼板１０を焼鈍する際、所期の低露点（例えば−４０［℃］以下）の水素−窒素混合雰囲気に調整される空間であり、図１に示す炉本体２の炉長方向の全域に亘って形成される。炉本体２は、このような炉内空間１７中に順次搬送される鋼板１０を連続して焼鈍する。なお、炉本体２の炉長方向は、連続焼鈍炉１（詳細には炉本体２）の長手方向であり、図１に示すように、鋼板１０の搬送方向に平行な方向である。

鉄皮１６は、炉本体２の外壁をなす金属板であり、図２に示すように、断熱材１１〜１４の各外表面を覆う。鉄皮１６は、外力から断熱材１１〜１４を保護し、これにより、断熱材１１〜１４の外力による破損を防止する。

搬送ロール１８は、炉本体２の炉長方向に沿って炉内空間１７に複数並べて配置される。これら複数の搬送ロール１８は、連続焼鈍炉１の入側から炉内空間１７に搬入された鋼板１０を連続焼鈍炉１の出側に向かって順次搬送する。

なお、特に図１，２には図示しないが、炉本体２は、鋼板１０を加熱するためのバーナーおよびヒーター、並びに、焼鈍後の鋼板１０を冷却ガスの吹き付け等によって冷却する冷却ユニット等、鋼板１０の焼鈍処理に必要な各種設備を備えている。

一方、上述した構成を有する炉本体２には、図１，２に示すように、複数のガス供給ノズル３〜９が設けられる。ガス供給ノズル３〜５は、炉本体２の炉長方向（長手方向）に沿って所定の間隔毎に、炉本体２の断熱材１１側の側部に配置される。この際、ガス供給ノズル３〜５の各々は、一方のノズル開口端部が断熱材１１の断熱ファイバ１１ｅの内部に配置され且つ他方のノズル開口端部が炉本体２の外部に向くように、この炉本体２の側部に設けられる。炉本体２の外側の各ノズル開口端部は、所定のガス供給装置（図示せず）と配管接続される。

ガス供給ノズル６〜８は、炉本体２の炉長方向に沿って所定の間隔毎に炉本体２の断熱材１３側の部分（上部）に配置される。この際、ガス供給ノズル６〜８の各々は、一方のノズル開口端部が断熱材１３の内部に配置され且つ他方のノズル開口端部が炉本体２の外部に向くように、この炉本体２の上部に設けられる。炉本体２の外側の各ノズル開口端部は、所定のガス供給装置（図示せず）と配管接続される。

ガス供給ノズル９は、上述したガス供給ノズル３〜５に対向するように、炉本体２の断熱材１２側の側部に複数配置される。すなわち、これら複数のガス供給ノズル９は、特に図１には図示しないが、炉本体２の炉長方向に沿って所定の間隔毎に、この炉本体２の側部に配置される。この際、各ガス供給ノズル９の一方のノズル開口端部は、断熱材１２の断熱ファイバ１２ｅの内部に配置される。各ガス供給ノズル９の他方のノズル開口端部は、炉本体２の外部に向くように配置される。炉本体２の外側の各ノズル開口端部は、所定のガス供給装置（図示せず）と配管接続される。

上述したように構成された複数のガス供給ノズル３〜９は、外部のガス供給装置から配管を通じて送り込まれた窒素ガスまたは水素と窒素との混合ガス（以下、ＨＮ混合ガスという）を炉本体２の内部に供給する。この際、複数のガス供給ノズル３〜９は、断熱材１１〜１４の内部（例えば断熱材内部の空隙）と炉内空間１７とを含む連続焼鈍炉１の内部の全域に、窒素ガスまたはＨＮ混合ガスを適宜投入する。

このようにガス供給ノズル３〜９によって炉本体２の内部に供給された窒素ガスは、炉本体２の内部の残存酸素と置き換わって連続焼鈍炉１の内部の全域をパージするパージガスとして作用する。また、これらのガス供給ノズル３〜９によって炉本体２の内部に供給されたＨＮ混合ガスは、水素と残存酸素との反応によって生じた水分を除去することにより連続焼鈍炉１の内部の全域をパージするパージガスとして作用するとともに、炉内空間１７を水素−窒素混合雰囲気に調整する炉内雰囲気調整ガスとして作用する。本実施の形態において、このＨＮ混合ガス中の水素濃度は、連続焼鈍炉１の操業時の水素濃度と同じである。

（連続焼鈍炉の立ち上げ方法）
つぎに、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉１の立ち上げ方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉の立ち上げ方法の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉１の立ち上げ方法は、水素−窒素混合雰囲気に調整した炉内空間１７中に順次搬送される鋼板１０を連続して焼鈍する連続焼鈍炉１（図１，２参照）を炉内開放後に立ち上げる方法である。

すなわち、図３に示すように、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉１の立ち上げ方法では、まず、炉内開放後の連続焼鈍炉１の内部を窒素ガスによってパージする（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の前段階において、連続焼鈍炉１は、定期的なメンテナンス等のために炉内部を開放した状態にされる。この炉内開放状態の連続焼鈍炉１に対してメンテナンス等の所定の作業が終了した後、連続焼鈍炉１は、この開放していた炉内部を閉じた元の状態に戻される。ステップＳ１０１においては、このような炉内開放後の連続焼鈍炉１の内部に窒素ガスを供給し、供給した窒素ガスによって連続焼鈍炉１の内部をパージする。

具体的には、ステップＳ１０１において、連続焼鈍炉１は、複数のガス供給ノズル３〜９を介して炉本体２の内部に窒素ガスを供給する。複数のガス供給ノズル３〜９は、図１，２に示したように、連続焼鈍炉１の内壁を形成する断熱材１１〜１４の各内部に通じるように前記連続焼鈍炉１の炉長方向に沿って炉本体２に設けられている。これら複数のガス供給ノズル３〜９は、各々、断熱材１１〜１４の内部に窒素ガスを順次供給し、これらの断熱材１１〜１４の各空隙内およびレンガ壁１５の空隙内に窒素ガスを流れ込ませつつ、炉本体２の内部の全域に窒素ガスを隈なく流通させる。

連続焼鈍炉１は、上述したように炉本体２の内部に供給した窒素ガスを、炉本体２の内部の残存酸素と順次置き換える。このように窒素ガスによって、連続焼鈍炉１は、断熱材１１〜１４およびレンガ壁１５の各空隙内の残存酸素を除去するように断熱材１１〜１４およびレンガ壁１５の各内部をパージする。且つ、連続焼鈍炉１は、炉内空間１７中の残存酸素を除去するように炉本体２の内部を窒素ガスによってパージする。このステップＳ１０１において窒素ガスによりパージされた連続焼鈍炉１の内部の残存酸素は、炉本体２に形成された排気孔（図示せず）から連続焼鈍炉１の外部へ順次排出される。

上述したステップＳ１０１を実行後、操業時の水素濃度を有するＨＮ混合ガスによって連続焼鈍炉１の内部をパージする（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２では、上述した窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉１の内部に、操業時の水素濃度を有するＨＮ混合ガスを供給し、この供給したＨＮ混合ガスによって連続焼鈍炉１の内部をさらにパージする。本実施の形態において、操業時の水素濃度は、上述したように、連続焼鈍炉１が鋼板１０を焼鈍する際の炉内空間１７の目標とする水素−窒素混合雰囲気と同じ水素濃度である。

このステップＳ１０２において、複数のガス供給ノズル３〜９は、各々、上述した窒素ガスの代わりに、操業時の水素濃度を有するＨＮ混合ガスを断熱材１１〜１４の内部に順次供給し、ステップＳ１０１における窒素ガスの場合と同様に、このＨＮ混合ガスを炉本体２の内部全域に隈なく流通させる。この炉本体２の内部全域には、図２に示した断熱材１１〜１４およびレンガ壁１５の各内部と炉内空間１７とが含まれる。

連続焼鈍炉１は、上述したようなＨＮ混合ガス中の水素と炉本体２の内部全域の残存酸素とを順次反応させて、これらの水素と残存酸素とによる水分（以下、残存酸素由来の水分という）を生成させる。続いて、連続焼鈍炉１は、このように生成した残存酸素由来の水分を、上述したように炉本体２の内部に順次供給されるＨＮ混合ガスによって十分に除去する。これにより、連続焼鈍炉１は、炉本体２の内部全域を十分にパージして、炉本体２の内部全域から残存酸素を可能な限り除去する。このステップＳ１０２において上記のＨＮ混合ガスによりパージされた残存酸素由来の水分は、炉本体２に形成された排気孔（図示せず）から連続焼鈍炉１の外部へ順次排出される。

また、このステップＳ１０２において、連続焼鈍炉１は、上述したＨＮ混合ガスによる炉本体２の内部のパージに並行して、バーナーの点火等により、炉本体２の内部を昇温する。

上述したステップＳ１０２を実行後、連続焼鈍炉１の内部に、上述した操業時の水素濃度を有するＨＮ混合ガスを継続して供給し、これにより、連続焼鈍炉１の炉内空間１７を水素−窒素混合雰囲気に調整し、且つ、この炉内空間１７の露点を所定の値以下に調整する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、連続焼鈍炉１は、複数のガス供給ノズル３〜９を介して、炉本体２の内部に上記のＨＮ混合ガスを継続的に供給するとともに、炉本体２の炉内空間１７を、鋼板１０の焼鈍に好適な温度に昇温する。この結果、連続焼鈍炉１は、炉内空間１７の雰囲気を水素−窒素混合雰囲気にし、且つ、この水素−窒素混合雰囲気の露点を目標の露点以下に低下させる。この際、連続焼鈍炉１は、炉内空間１７の水素-窒素混合雰囲気の露点を、目標の露点よりも高温に上昇変化させることなく、所期の低露点（例えば−４０［℃］以下）に安定的に調整する。

連続焼鈍炉１に対しては、メンテナンス等のために炉本体２の内部が開放される都度、図３に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０３の各処理ステップが繰り返し行われる。これにより、連続焼鈍炉１は、炉内開放後の状態から、所期の低露点の水素−窒素混合雰囲気に炉内空間１７を調整した状態に立ち上がる。立ち上げ完了後の連続焼鈍炉１は、このように雰囲気および露点を調整した炉内空間１７において、ハイグレード材等の鋼板１０を順次搬送しつつ連続して焼鈍する。

（実施例）
つぎに、本発明の実施例について説明する。本実施例では、上述した実施の形態における連続焼鈍炉１（図１，２参照）を用い、炉内開放後の連続焼鈍炉１を立ち上げる際における炉内空間１７の露点の経時変化について調査を行った。

本実施例の条件（以下、条件＃１という）として、連続焼鈍炉１の炉内空間１７の目標露点は、−４０［℃］に設定した。また、連続焼鈍炉１の操業時の水素濃度は、体積濃度として、３０［％］に設定した。すなわち、条件＃１において、窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉１の内部に供給するＨＮ混合ガスの水素濃度は、３０［％］である。本実施例では、連続焼鈍炉１の炉内開放から所定の時間が経過するまで、炉内開放後の連続焼鈍炉１の内部に複数のガス供給ノズル３〜９を介して所定の流量の窒素ガスを供給し続け、供給した窒素ガスによって、この連続焼鈍炉１の内部をパージした。ついで、この窒素ガスによるパージが完了した後の連続焼鈍炉１の内部に、複数のガス供給ノズル３〜９を介して条件＃１のＨＮ混合ガスを供給し続けた。このような条件＃１について、連続焼鈍炉１の炉内空間１７の露点を、炉内開放から一定時間が経過する毎に測定した。

一方、本実施例に対する比較例として、窒素ガスによるパージが完了した後の連続焼鈍炉１の内部に供給するＨＮ混合ガスの水素濃度を、操業時の水素濃度よりも低い０［％］、５［％］、１０［％］に変更した条件＃２〜＃４を設定した。本比較例のうち、条件＃２では、窒素ガスによるパージ完了後の連続焼鈍炉１の内部に、複数のガス供給ノズル３〜９を介して水素濃度＝０［％］のガス、すなわち窒素ガスを継続して供給した。条件＃３では、窒素ガスによるパージ完了後の連続焼鈍炉１の内部に、複数のガス供給ノズル３〜９を介して水素濃度＝５［％］のＨＮ混合ガスを供給した。条件＃４では、窒素ガスによるパージ完了後の連続焼鈍炉１の内部に、複数のガス供給ノズル３〜９を介して水素濃度＝１０［％］のＨＮ混合ガスを供給した。

また、本比較例の条件＃２〜＃４の各々において、連続焼鈍炉１の炉内空間１７の露点が目標露点（＝−４０［℃］）に低下したタイミングに、この連続焼鈍炉１の内部に供給するＨＮ混合ガスまたは窒素ガスは、操業時の水素濃度（＝３０［％］）を有するＨＮ混合ガスに変更した。本比較例では、これらの条件＃２〜＃４の各々について、連続焼鈍炉１の炉内空間１７の露点を、炉内開放から一定時間が経過する毎に測定した。なお、本比較例における他の条件は、上述した実施例と同じである。

図４は、炉内開放後の連続焼鈍炉を立ち上げる際における炉内空間の露点の経時変化を示す図である。図４において、×印は、実施例（条件＃１）に対応する露点の経時変化を示し、四角印は、比較例の条件＃２に対応する露点の経時変化を示す。また、黒丸印は、比較例の条件＃３に対応する露点の経時変化を示し、三角印は、比較例の条件＃４に対応する露点の経時変化を示す。

図４に示すように、本比較例の条件＃２〜＃４の何れの場合も、窒素ガスによる連続焼鈍炉１の内部のパージによって、連続焼鈍炉１の炉内空間１７の露点を、炉内開放後の高い露点（＝２０［℃］）から目標露点（−４０［℃］）に一時的に低下させることができた。しかし、この目標露点に達した時点（図４の矢印部分参照）以後、炉内空間１７を操業時の水素濃度（＝３０［％］）の水素−窒素混合雰囲気にすべく、水素濃度＝３０［％］のＨＮ混合ガスが連続焼鈍炉１の内部に供給された場合、炉内空間１７の露点が目標露点よりも高くなる露点上昇が認められた。特に、条件＃２の場合、このＨＮ混合ガスが連続焼鈍炉１の内部に供給された以後の炉内空間１７の露点上昇は、著しいものであった。上記の露点上昇に起因して、条件＃２〜＃４の何れの場合も、窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉１の炉内空間１７を操業時の水素濃度の水素−窒素混合雰囲気に調整しつつ、この炉内空間１７の露点を目標露点以下に安定させるまでに多大な時間（例えば約８日間）が必要であった。

上述した比較例に対し、実施例の条件＃１では、窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉１の炉内空間１７の露点を目標露点に低下させるまでの時間は、上述した条件＃２〜＃４よりも長くなるものの、炉内空間１７を操業時の水素濃度の水素−窒素混合雰囲気に調整するに際して、炉内空間１７の露点を目標露点よりも高くする露点上昇は、図４に示すように起こらなかった。これは、窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉１の内部が、操業時の水素濃度を有するＨＮ混合ガスによってパージされた結果、この連続焼鈍炉１の内部から残存酸素が十分に除去されたからである。

このような条件＃１を適用することによって、窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉１の炉内空間１７を操業時の水素濃度の水素−窒素混合雰囲気に調整しつつ、この炉内空間１７の露点を目標露点以下に安定させるまでに要する時間、すなわち、連続焼鈍炉１のシーズニング期間を、上述した条件＃２〜＃４に比べて大幅に短縮することができた。例えば、本実施例において、条件＃１を適用した場合の連続焼鈍炉１のシーズニング期間は、比較例の条件＃２〜＃４の場合（シーズニング期間＝約８日間）に比べて、約４．５日間に大幅に短縮された。このことは、低露点の雰囲気中における高温焼鈍が必要となる無方向性電磁鋼板等のハイグレード材の増産に大きく貢献する。

以上、説明したように、本発明の実施の形態では、水素−窒素混合雰囲気に調整した炉内空間中に順次搬送される鋼板を連続して焼鈍する連続焼鈍炉を立ち上げるに際して、炉内開放後の連続焼鈍炉の内部に窒素ガスを供給し、供給した窒素ガスによって連続焼鈍炉の内部をパージし、この窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉の内部に、操業時の水素濃度を有するＨＮ混合ガスを供給し、供給したＨＮ混合ガスによって連続焼鈍炉の内部をさらにパージし、このＨＮ混合ガスによるパージ後の連続焼鈍炉の内部に上記のＨＮ混合ガスを継続して供給し、これにより、この連続焼鈍炉の炉内空間を水素−窒素混合雰囲気に調整し、且つ、この炉内空間の水素−窒素混合雰囲気の露点を所定の値（例えば目標露点）以下に調整している。

このため、メンテナンス後等の炉内開放後における連続焼鈍炉の内部の残存酸素を窒素ガスによって炉外部へ除去し、さらに、この窒素ガスによるパージ後の連続焼鈍炉の内部の残存酸素を、操業時の水素濃度を有するＨＮ混合ガス中の水素と反応させて残存酸素由来の水分とし、このＨＮ混合ガスにより、残存酸素由来の水分を連続焼鈍炉の内部の残存酸素として炉外部へ除去することができる。また、このＨＮ混合ガスによる連続焼鈍炉の内部のパージに並行して、この連続焼鈍炉の炉内雰囲気を、目標とする水素濃度（＝操業時の水素濃度）の水素−窒素混合雰囲気に調整することができる。

以上のことにより、炉内開放後の連続焼鈍炉の炉内空間を操業に好適な水素濃度の水素−窒素混合雰囲気に調整しながら、目標露点以下に一旦低下させた炉内雰囲気の露点を目標露点超に上昇させることなく、この連続焼鈍炉の炉内空間における水素−窒素混合雰囲気の露点を目標露点以下に安定させることができる。この結果、炉内開放後の立ち上げ開始から目標の水素濃度の炉内雰囲気を所期の低露点に安定させるまでに要する時間を従来に比して大幅に短縮することができる。

本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉の立ち上げ方法によれば、上述したように連続焼鈍炉の立ち上げ時間を大幅に短縮できるとともに、鋼板を連続して焼鈍する際、鋼板表面にピックアップが発生することを可能な限り抑制できる。これに加え、炉内開放後の連続焼鈍炉の立ち上げ開始から、ハイグレード材の焼鈍を開始し得る炉内状態（炉内雰囲気および露点）に調整し終えるまでに要するシーズニング期間を従来に比して大幅に短縮することができる。この結果、ハイグレード材の生産効率を向上できるとともに、ハイグレード材の増産を促進することができる。

なお、上述した実施の形態では、炉本体の上面および両側面に各々３つのガス供給ノズル（合計９つのガス供給ノズル）を配置した連続焼鈍炉を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、連続焼鈍炉に設けられるガス供給ノズルの配置数および配置箇所は、特に問われない。

また、上述した実施の形態では、窒素ガスのガス供給ノズルとＨＮ混合ガスのガス供給ノズルとを同じノズルにしていたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明では、窒素ガス用のガス供給ノズルとＨＮ混合ガス用のガス供給ノズルとを連続焼鈍炉に設け、窒素ガス用のガス供給ノズルを介して、連続焼鈍炉の内部に窒素ガスを供給し、ＨＮ混合ガス用のガス供給ノズルを介して、操業時の水素濃度を有するＨＮ混合ガスを連続焼鈍炉の内部に供給してもよい。

さらに、上述した実施の形態では、連続焼鈍炉の炉本体に直接設置したガス供給ノズルに、炉本体の外側からガスを供給した例を示したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明においては、連続焼鈍炉の炉本体の内部に配管を設置しておき、この配管にガス供給ノズルを接続し、炉本体の外側からガス供給ノズルおよび炉本体内部の配管を介して、連続焼鈍炉の内部にガスを供給するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、第２のパージステップ（図３に示すステップＳ１０２）において連続焼鈍炉の内部に供給するＨＮ混合ガスの水素濃度を操業時の水素濃度と同じとしていたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、第２のパージステップの際に連続焼鈍炉の内部に供給するＨＮ混合ガスは、鋼板を焼鈍する際における連続焼鈍炉の炉内空間の目標とする水素−窒素混合雰囲気と同じもしくはそれ以上の水素濃度を有するものであればよい。すなわち、このＨＮ混合ガスの水素濃度は、操業時の水素濃度と同じ、もしくは、操業時の水素濃度以上であればよい。なお、第２のパージステップにおいて供給するＨＮ混合ガスの水素濃度を操業時の水素濃度以上とする場合は、続く炉内雰囲気調整ステップ（図３に示すステップＳ１０３）や、炉内雰囲気調整後において、連続焼鈍炉の炉内雰囲気の水素濃度を操業時の水素濃度と同じに調整すればよい。

また、上述した実施の形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明に含まれる。

１ 連続焼鈍炉
２ 炉本体
３〜９ ガス供給ノズル
１０ 鋼板
１１〜１４ 断熱材
１１ａ，１１ｃ，１１ｅ，１２ａ，１２ｃ，１２ｅ 断熱ファイバ
１１ｂ，１１ｄ，１２ｂ，１２ｄ 断熱ボード
１５ レンガ壁
１６ 鉄皮
１８ 搬送ロール

Claims (2)

1. 水素と窒素との混合雰囲気に調整した炉内空間中に順次搬送される鋼板を連続して焼鈍する連続焼鈍炉の立ち上げ方法において、
   炉内開放後の前記連続焼鈍炉の内部に窒素ガスを供給し、供給した前記窒素ガスによって前記連続焼鈍炉の内部をパージする第１のパージステップと、
   前記窒素ガスによるパージ後の前記連続焼鈍炉の内部に、前記鋼板を焼鈍する際の前記炉内空間の目標とする前記混合雰囲気と同じもしくはそれ以上の水素濃度を有する水素と窒素との混合ガスを供給し、供給した前記混合ガスによって前記連続焼鈍炉の内部をさらにパージする第２のパージステップと、
   前記連続焼鈍炉の内部に前記混合ガスを継続して供給することにより、前記炉内空間を前記混合雰囲気に調整し且つ前記炉内空間の前記混合雰囲気の露点を所定の値以下に調整する炉内雰囲気調整ステップと、
   を含むことを特徴とする連続焼鈍炉の立ち上げ方法。
2. 前記第１のパージステップは、前記連続焼鈍炉の内壁を形成する断熱材の内部に通じるように前記連続焼鈍炉に設けられたガス供給ノズルを介して、前記断熱材の内部に前記窒素ガスを供給し、供給した前記窒素ガスによって前記断熱材の内部をパージすることを特徴とする請求項１に記載の連続焼鈍炉の立ち上げ方法。

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