JP2889650B2 - 連続焼鈍装置 - Google Patents

連続焼鈍装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば冷間圧延鋼板や銅板、Al板等を連続
的に焼鈍する連続焼鈍装置に係り、特に、加熱および冷
却手段を改良した連続焼鈍装置に関する。
(従来の技術) まず、冷間圧延鋼板等の一般的な連続焼鈍に必要とさ
れる温度変化パターンの一例を第4図に基づいて説明す
る。
温度変化パターンは時間の経過に伴って加熱域A、第
1次等温(均熱)域B、第1次冷却域C、第2次等温
(均熱)域Dおよび最終冷却域Eに順次区分される。
この中で第1次冷却域Cは、さらに冷却速度の遅い徐
冷域Caと冷却速度の速い急冷域Cbに分かれる場合もあ
る。第1次等温域Bでの等温保持時間は約30秒〜90秒で
ある。第2次等温域Dでの等温保持時間は短かいもので
は約1分前後、長いものでは3分〜5分程度である。
また、第1次等温域Bの温度は被焼鈍金属の再結晶温
度以上にする必要があり、620℃〜850℃程度の値に制御
される場合が多い。但し、被焼鈍材料によっては920℃
〜1000℃以上の値にする場合もある。
第2次等温域Dの温度は350℃〜450℃程度の値に制御
される場合が多い。但し、被焼鈍材料によっては第1次
および第2次等温域とも放熱・徐冷による若干の冷却速
度を持つことを許容する場合もある。
このような温度変化パターンを実現する手段として、
従来、第5図に示す連続焼鈍装置が知られている。
つまり、この連続焼鈍装置は、被焼鈍金属として鋼板
1の入口2および出口3を有する密閉型の炉体4を設け
ている。
この炉体4内に鋼板1を入口2側から出口3側に向っ
て上下に蛇行させて連続的に搬送する搬送装置、例えば
上下配置の複数のローラ5…を設けている。
そして、この炉体4の内部空間は天井部が内方へ陥没
した形状の溝6…、または仕切板等により複数の室に区
分して、それぞれ熱的に遮断し、第4図の温度変化パタ
ーンに対応して入口2側から出口3側に向けて加熱領域
7、第1次等温領域8、徐冷領域9a、第1次冷却領域9
b、第2次等温(均熱)領域10、第2次冷却領域11等を
順次形成している。
加熱領域7内にはラジアントチューブ12が鋼板1の搬
送路に沿って多数設置され、このラジアントチューブ12
内では燃焼ガスが流動し、そのチューブ表面を高温化す
るようになっている。
また、各冷却領域9a,9b,11には、水またはガスを霧状
に噴出する冷却ノズル13a,13b,14が鋼板1の搬送路に沿
って単数または複数設けられている。
この連続焼鈍装置では、まず、鋼板1が炉体4内の加
熱領域7に入り、次いで、ローラ5によりて上下に蛇行
するようにガイドされる間にラジアントチューブ12から
の与熱で加熱され、所定の温度まで昇温される(第4図
A領域)。
この昇温後は第1次等温領域8に入り、その内部温度
で所定時間維持される(第4図B領域)。
次に、徐冷領域9aに入り、冷却ノズル13aから吹き付
けられるガスまたは水等の冷却材によって、または自然
放冷によってゆっくりと所定の温度まで冷却される(第
4図Ca領域)。
その後、鋼板1は第1次冷却領域9bに入り、冷却ノズ
ル13bから吹き付けられるガスまたは水、噴霧水等の冷
却材によって所定の温度まで急冷され(第4図Cb領
域)、その後、第2次等温領域10に入る。
そして、等温領域10で所定時間、所定温度に維持され
た後(第4図D領域)、第2次冷却領域11に入り、ここ
で冷却ノズル14から吹き付けられる冷却材により、室温
近くまで冷却され(第4図E領域)、炉体4から送出さ
れる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の連続焼鈍装置では熱
効率が低いという課題がある。
つまり、従来の連続焼鈍装置では、加熱手段として、
ラジアントチューブ12内の燃焼ガスを用い、かつ主に輻
射によって鋼板1に熱を伝えるようになっている。
しかも、このラジアントチューブ12が破損した時に
は、鋼板1や炉体4内に多量の腐食性燃焼ガスが放出さ
れるのを防ぐために、ラジアントチューブ12内では常に
炉体4内のガス圧よりも低い圧力で燃焼されているの
で、熱伝達率が悪く、多数のラジアントチューブ12を必
要とし、かつ加熱領域も長くなり装置全体が大型化する
問題がある。また輻射による伝熱効率を少しでも上げる
ためにラジアントチューブ12の表面温度をできるだけ高
温にするため、ラジアントチューブ12の腐食損耗も激し
く、その寿命が短かくなっている。
また、ラジアントチューブ12は長大であるので、その
内部を通る燃焼ガスの温度がラジアントチューブ12の入
口部と出口部では温度差が生じ、鋼板1の幅方向の均一
加熱を難しくしている。
さらに、高温となる燃焼廃ガスも余り有効に利用され
ず、熱的損失が多いと共に、発生するCO2は環境汚染の
原因ともなるおそれがある。
さらにまた、第1次冷却域9bでの冷却手段として、ガ
スまたは水等の冷却材を吹き付けるようにしているが、
このようなガス冷却では、冷却速度が遅く、しかもこの
冷却領域を長くする必要があるうえに、急冷域Cbの冷却
速度が遅い場合には、鋼板1の焼鈍効果を充分確保する
ためには第2次等温域Dの領域を長くする必要があり、
装置全体が大型化するという課題がある。
さらに、水等で冷却する場合には、鋼板1表面で吹き
付けられた水が沸騰するために冷却むらが生じ鋼板1の
幅方向に温度差が発生し易くなる。
その結果、伸び差による鋼板波打ち現象が発生し、破
断する場合もある。
さらにまた、水等で冷却する場合には冷却温度の制御
が難しく、過冷却になる場合も多く、プラントによって
は急冷域Cbと第2次等温域Dとの間に再加熱域を設ける
例もある。そして、輻射加熱やガス・水冷却を用いるこ
とから、加熱、冷却速度の制御可能な範囲が比較的狭
く、しかも、炉内の温度制御の応答性も悪いという欠点
があるため、板厚や板幅の異なる鋼板1を連続的に処理
する時には、温度上昇・下降が不充分で製品品質が低下
する問題がある。
そこで、本発明はこのような事情を考慮してなされた
もので、その目的は、熱損失が少なく、高い伝熱性能を
有し、加熱・冷却作用の均一化と広範囲に亘って制御可
能な加熱、冷却速度によって焼鈍鋼板の品質向上が図
れ、装置全体の小型化にも有効で、しかもCO2等放出に
よる環境汚染の少ない連続焼鈍装置を提供することにあ
る。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は前記課題を解決するために次のように構成さ
れる。
つまり、本発明は、被焼鈍金属の出入口を有する密閉
型の炉体内に被焼鈍金属を入口側から出口側に向って上
下に蛇行させて連続的に搬送する搬送装置を設け、その
炉体内を相互に熱的に遮断された加熱領域、均熱領域お
よび冷却領域に区分し、その炉体内を通過する前記被焼
鈍金属を連続的に焼鈍するようにした連続焼鈍装置にお
いて、前記加熱領域および冷却領域に前記被焼鈍金属を
液体金属中に浸漬して加熱および冷却する液体金属容器
をそれぞれ設置し、これら液体金属容器同士を配管によ
り順次直列に接続し、この配管の途中には、各液体金属
容器よりも下方に設置されてこれら各液体金属容器内の
液体金属の溢液を収容する自由液面を有するオーバーフ
ロータンクをそれぞれ介装すると共に、各オーバーフロ
ータンクの下流側にて熱交換器とポンプとをそれぞれ介
装し、前記液体金属を前記配管により前記冷却領域の液
体金属容器から前記加熱領域の液体金属容器に向けて強
制的に循環させる閉じたループを構成し、前記オーバー
フロータンクから前記液体金属容器へ液体金属を導入す
る前記配管の液体金属容器側の流入口のレベルを、液体
金属容器からオーバーフロータンクへ前記液体金属を導
入する配管の液体金属容器側の流出口のレベルよりも低
く設定する一方、オーバーフロータンクから液体金属容
器へ液体金属を導入する配管のオーバーフロータンク側
の流出口のレベルを、液体金属容器からオーバーフロー
タンクへ液体金属を導入する配管のオーバーフロータン
ク側の流入口のレベルよりも低く設定することを特徴と
する。
(作用) 被焼鈍金属は密閉型の炉体内に、その入口から入り、
搬送装置により上下に蛇行しながら出口に向って搬送さ
れる。
この搬送中に、被焼鈍金属は加熱領域、均熱領域およ
び冷却領域をそれぞれ通過する際に、連続して加熱、均
熱および冷却され、焼鈍される。
そして、被焼鈍金属を各液体金属容器内で加熱または
冷却する液体金属は、各液体金属容器から各オーバーフ
ロータンクまでは、自由落下により駆動される一方、各
オーバーフロータンクから各液体金属容器までは、ポン
プにより動力駆動されて、閉ループを循環する。
また、オーバーフロータンクは自由液面を有し、かつ
このオーバーフロータンクから液体金属容器へ液体金属
を導入する配管の液体金属容器側の流入口のレベルの方
が、液体金属容器からオーバーフロータンクへ液体金属
を導入する配管の液体金属容器側の流出口のレベルより
も低いので、液体金属がオーバーフロータンクから液体
金属容器へ導入される際には、常にその液体金属の液面
よりも下方で流入する。このために、液体金属が液体金
属容器内で飛散するのを防止ないし低減することができ
る。
さらに、オーバーフロータンクに貯留される液体金属
は液体金属容器へポンプによって送出されるが、オーバ
ーフロータンク側では、液体金属容器からオーバーフロ
ータンクへ液体金属を導入する配管の流入口のレベルよ
りも、オーバーフロータンクから液体金属容器へ液体金
属をポンプにより導入する配管の流出口のレベルの方が
低いので、オーバーフロータンク内に常に余剰の液体金
属を貯蔵しておくことにより、閉ループを構成する配管
を循環する液体金属の循環流量を安定させることができ
る。このために、閉ループ配管のポンプにキャビテーシ
ョンが発生するのを低減させることができる。
さらにまた、オーバーフロータンクは自由液面を有し
ているので、このオーバーフロータンクに予め余剰な液
体金属を貯蔵しておくことにより、閉ループ配管を循環
する液体金属の流れは途切れることなくスムースに定常
的に循環させることが可能であり、オーバーフロータン
クを液体金属のバッファタンクとして利用することがで
きる。このために、閉ループにおける液体金属の循環流
量を安定させることができ、そのために、被焼鈍金属と
液体金属との熱の授受の効率を向上させることができ
る。
(実施例) 以下、本発明の実施例について第1図〜第3図を参照
して説明する。
第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す図であ
り、図において、連続焼鈍装置20は前記した第4図に示
す温度変化パターンに基づいて焼鈍作用を行なうもので
ある。
連続焼鈍装置20は横長な密閉型の炉体21の各端部に冷
間圧延鋼板等の被焼鈍金属(以下、金属板という(22を
導入する入口23および排出する出口24をそれぞれ設けて
いる。
この入口23および出口24には、それぞれ入口シールロ
ール25、出口シールロール26を設け、金属板22を炉体21
の密閉空間内にシール性を保持しながら、連続的に出入
りし得るようにしている。
各シールロール25,26の構成は詳図していないが、炉
体21の外壁とロール外周面との隙間部にスプリングで付
勢したシール板を取り付けることによって入、出口23,2
4をシールするように構成される。
炉体21内には、金属板22を入口23側から出口24側に向
って上下に蛇行させて連続的に搬送する多数のローラ27
…を有する搬送装置28を設けている。
この炉体21の内部空間は気密に、かつ熱的に遮断され
た複数の領域に区分される。つまり、第4図の温度変化
パターンに対応して、入口23側から出口24側に向って、
入口不活性領域29、加熱領域30、第1次の等温(均熱)
領域31、徐冷領域32、第1次の冷却領域33、第2次の等
温(均熱)領域34、第2次の冷却領域35、不活性領域36
および冷却洗浄領域37に区分している。
これら各領域29〜37は複数の縦隔壁38…および横隔壁
39…により仕切られている。
加熱領域29には加熱手段として、金属板22を例えば液
体金属ナトリウム40中に直接浸漬して加熱する液体金属
容器である加熱槽41aを設けている。
この加熱槽41aは上面が開口した有底筒形のもので、
液体金属ナトリウム40が自由液面を有する状態で収容さ
れる。
この加熱槽41aはその互いに対向する側壁に、液体金
属ナトリウム40の流入口42aおよび溢液流出口43aを設
け、流入口42aのレベル(高さ)を、溢液流出口43aのレ
ベルよりも低い位置に設定している。
また、加熱槽41aはその開口上端を閉じている横隔壁3
9に、入口シールロール39aと出口シールロール39bとを
設けると共に、加熱槽41a内部には搬送装置28の下側ロ
ーラ27を収容している。
下側ローラ27にはその上方にある縦隔壁38の下部隔壁
38aの下端が結合され、この下部隔壁38aにより、加熱槽
41a内を液体金属ナトリウム40の流入口42aと溢液出口43
aとに仕切っている。
これにより、流入口42aから加熱槽41a内に流入した液
体金属ナトリウム40が溢液出口43a側に直接混合するの
を防止し、加熱作用が効率的に行なえるようになってい
る。
したがって、加熱槽41a内には金属板22がその入口シ
ールロール39aから流入口42a側へ入って、液体金属ナト
リウム40内を通って加熱され、下側ローラ27により溢液
出口43a側へ送り出され、さらに、出口シールロール39b
から第1次等温領域31内へ出る。
また、加熱槽41aは金属ナトリウム40の自由液面上の
空間44aには例えばAr等の不活性ガスからなるカバーガ
スをガス系配管44から供給して充填させ、液体金属ナト
リウム40の変質を防止している。
一方、第1、第2次の冷却領域33,35には冷却手段と
して、液体金属容器である第1次冷却槽41b、第2次冷
却槽41cをそれぞれ設けている。
これら、第1次、第2次冷却槽41b,41cは低温の液体
金属ナトリウム40内に金属板22を直接浸漬して冷却する
ものであり、加熱槽41aと共通する部分には第1図中、
同一符号を付して、その説明は省略する。
これら加熱槽41aおよび第1次、第2次冷却槽41b,41c
の図中上方において、熱的に遮断された状態で区分され
ている入口不活性領域29、第1次等温領域31、徐冷領域
32、第2次等温領域34、不活性領域36および冷却洗浄領
域37には不活性ガスを供給するガス系配管44の開口端部
がそれぞれ開口されており、不活性ガスを供給して金属
板21の酸化防止が図られると共に、ガス温度により均熱
作用を行なうようになっている。
また、徐冷領域32内には冷却用ガスを供給する冷却ガ
ス管45aに接続されたガス冷却器45を設けており、この
ガス冷却器45の多数の噴出孔から冷却ガスを金属板22に
吹き付けることにより、徐冷するようになっている。
この徐冷領域32内に噴出された冷却ガスはガス回収管
45bによりガス源に回収されるようになっている。
そして、加熱槽41aと第1次、第2次冷却槽41b,41cは
大循環配管46により順次直列に接続し、第2次冷却槽41
cから第1次冷却槽41bを経て加熱槽41aへ向けて液体金
属ナトリウム41bを強制的に循環させるようになってい
る。つまり、加熱槽41aと第1次、第2次冷却槽41b,41c
の各溢液出口42a,42a,42aには大循環管46の一部である
各オーバーフロー管46a,46b,46cを介して各オーバーフ
ロータンク47a,47b,47cに接続している。
各オーバーフロータンク47a,47b,47cは液体金属の自
由液面を有し、各オーバーフロータンク47a,47b,47c内
の液体金属ナトリウム40をそれぞれ循環させる小循環管
48a,48b,48cをそれぞれ設け、各小循環管48a,48b,48cに
は液体金属精製装置49a,49b,49cとポンプ50a,50、50と
をそれぞれ介装し、液体金属ナトリウム40中に混入した
不純物を各液体金属精製装置49a,49b,49cにより除去
し、精製するようになっている。
次に大循環配管46について説明する。
大循環配管46は前記オーバーフロー管46a〜46cと循環
配管51a〜51cとよりなる。
つまり、大循環配管46は、循環配管51a〜51cを加熱槽
41a、第1次および第2次冷却槽41b,41cの各流入口42a,
42a,42aと各オーバーフロータンク47a,47b,47cの各出口
とにそれぞれ接続し、各槽41a〜41c内の液体金属ナトリ
ウム40を図中矢印方向に循環させる閉じたループを構成
している。
また、各循環配管51a,51b,51cの途中には例えば電磁
ポンプよりなる循環ポンプ52a,52b,52cと、加熱器53aお
よび冷却器53b,53cとをそれぞれ介装し、加熱槽41a、第
1次、第2次冷却槽41b,41c内の液体金属ナトリウム40
を、第2次冷却槽41cから第1次冷却槽41bを経て加熱槽
41aへ向けて強制的に循環させると共に、その循環の際
に、液体金属ナトリウム40を適宜所定温度に加熱または
冷却するようになっている。
つまり、加熱器53aは加熱槽41aの流入口42aとオーバ
ーフロータンク47bの出口側に接続された循環配管51bの
途中に介装され、液体金属ナトリウム40を所定温度に加
熱するようになっている。
また、冷却器53b,53cは第1次および第2次冷却槽42
の各流入口42a,41aとオーバーフロータンク47b,47cの各
出口側に接続された循環配管51b,51cの途中にそれぞれ
介装され、液体金属ナトリウム40を所定温度に冷却する
ようになっている。
さらに、第1図に示すように各オーバーフロータンク
47a〜47c側では、各循環配管51a〜51cの流出口のレベル
を、各オーバーフロー配管46a〜46cの流入口のレベルよ
りも低く設定することにより、各循環ポンプ52a〜52cの
キャビテーションの防止ないし低減を図っている。
そして、加熱槽41aおよび第1次、第2次冷却槽41b,4
1cの底部と、各オーバーフロータンク47a〜47cとを各ド
レン管54を介してサージタンク55にそれぞれ接続し、各
ドレン弁54には弁54aをそれぞれ介装している。
また、各オーバーフロータンク47a〜47cとサージタン
ク55には所定のガスを供給するガス供給管56をそれぞれ
接続しており、これらガス供給管56…に介装された調節
弁の弁開度の調節による供給ガスの圧力調整と、ドレン
弁54aの開度調節とにより、サージタンク55への液体金
属ナトリウム40のチャージャやドレンを行なうことがで
きる。
なお、第1図中、符号56は冷却洗浄領域37において、
水または霧状の噴霧水を鋼板21の両面に吹き付けて冷却
する水ジェット冷却装置であり、その廃水等はドレン系
57へ排出される。
次に本実施例の作用を説明する。
まず、被焼鈍体である鋼板22は、入口シールロール25
を通って炉体21内の入口不活性領域29内に入る。
この入口不活性領域29内のガス圧は、炉体21外の圧力
や加熱槽41a内のカバーガス空間44aのガス圧よりも高く
保たれており、鋼板22の流入の際に入口シールロール25
から炉体21内へ外気が混入するのを防いでいる。
また、加熱槽41a内のカバーガス空間44aのガス圧より
も高くすることにより、加熱槽41a中の液体金属ナトリ
ウム40の蒸気やミストがカバーガスの移動に伴って、入
口不活性領域29や炉体21外にリークするのを防いでい
る。
次に鋼板22は、炉体21下部に設けた加熱槽41a内に、
蓋39の入口シールロール39aを通って入り、さらに、ロ
ーラ27により搬送されて高温の液体金属ナトリウム40中
に没入して浸漬され、所定温度まで加熱される。
この後、鋼板22は、加熱槽41aから出て、出口シール
ロール39bより、高温に保たれている第1次等温領域31
のガス空間内に入り、上下のローラ27により上昇、下降
を繰り返し、所定の時間等温状態に保たれる。
この第1次等温領域31のガス圧も加熱槽41a内のカバ
ーガス空間44aの圧力よりも高く保ち、出口シールロー
ル39bを通して液体金属ナトリウム40の蒸気やミストが
不活性ガスの移動に伴って侵入するのを防いでいる。
これと同様に、第1次、第2次冷却槽41b,41c内のカ
バーガス空間44b,44cのガス圧は、その上部に位置する
徐冷領域32、第2次等温領域34、不活性領域36のガス圧
よりも常に低く保ち、液体金属ナトリウム40の蒸気やミ
ストが炉体21内に拡散するのを防いでいる。
そして、第1次等温領域31で等温処理された鋼板22
は、次に徐冷領域32に入り、ここで、ガス冷却装置45か
ら噴出される冷却ガスにより所定の徐冷速度でゆっくり
冷やされる。
この徐冷後、鋼板22は、次の第1次冷却槽41b内に入
り、その内部に満たされている低温の液体金属ナトリウ
ム40内に没入し、浸漬されて所定の急冷速度により急冷
却される。
さらに、鋼板22はその急冷後、第1次冷却槽41bから
第2次等温領域34であるガス空間に入り、ここで、所定
時間等温状態に保たれる。
この後、鋼板22は第2次冷却槽41c内に入り、その内
部に満たされている低温の液体金属ナトリウム40中に没
入されて浸漬され、所定の常温に近い温度まで冷却され
る。
次に、鋼板22は出口シールロール39bから不活性領域3
0を通過してから、冷却洗浄領域37内に入り、ここで、
水ジェット冷却装置56により常温まで冷却されると同時
に、鋼板22の表面に付着している金属ナトリウムや不純
物が洗浄される。
しかる後、鋼板22は出口シールロール26から炉体21外
へ搬出される。
次に、液体金属ナトリウム40の循環について説明す
る。
第2次冷却槽41c内へ流入される液体金属ナトリウム4
0は、その流入前に冷却器53cで例えば200℃以下または1
50℃以下まで冷却されてから、流入口42aより流入さ
れ、中央の仕切壁38aとの間(図中右側)を鋼板22と熱
交換(冷却)しながら下降する。
そして、液体金属ナトリウム40は第2次冷却槽41c内
の中央ローラ27の下方で溢液出口43a側へ反転してから
上昇し、さらに鋼板22と熱交換し、この第2次冷却槽41
cに入ったときよりも高温になって、溢液出口43aからオ
ーバーフロー管46cを経てオーバーフロータンク47c内へ
流出する。
オーバーフロータンク47c内の液体金属ナトリウム40
はポンプ50cにより昇圧されて小循環管48cの液体金属精
製装置49c内を通り、液体金属ナトリウム40中の不純物
を除去している。
また、液体金属ナトリウム40は電磁ポンプよりなる循
環ポンプ52cによって汲み上げられ、冷却器53bで所定温
度まで冷却され、流入口42aから第1次冷却槽41b内に送
り込まれる。
そして、前記同様、液体金属ナトリウム40は第1次冷
却槽41bの仕切壁38aとの間を下降、上昇する間に鋼板22
を冷却する一方で熱を受け、第1次冷却槽41bの出口側
のオーバーフロー管46bより流出し、オーバーフロータ
ンク47bに入る。
この後は、再び前工程と同様に循環ポンプ52bにより
昇圧されて、加熱器53aにより加熱されてから、流入口4
2aより加熱槽41a内に流入する。
ここでも前記同様に液体金属ナトリウム40は仕切壁38
aとの間を下降、上昇する間に鋼板22と熱交換して加熱
する一方で冷却され、オーバーフロー管51aよりオーバ
ーフロータンク47a内に入る。
ここから、さらにまた循環ポンプ52aにより汲み上げ
られた液体金属ナトリウム40は循環配管51aを経て、冷
却器53cにより冷却され、再び第2次冷却槽41cに戻る。
したがって、加熱槽41aおよび第1次、第2次冷却槽4
1b,41cからの液体金属ナトリウム40の流出が液面位置に
設けられた各オーバーフロー管46a,46b,46cにより各オ
ーバーフロータンク47a〜47c内へオーバーフローされる
ので、各槽41a〜41c内の液体金属ナトリウム40の液面は
常に一定に保たれ、かつ液面に漂っている不純物を常に
各オーバーフロータンク47a〜47cに排出し、ここに設け
た各液体金属精製装置48a〜48cで精製することができ
る。
また、各槽41a〜41c内の液体金属ナトリウム40の自由
液面上方のガス空間44a〜44cはシール機能を持った出、
入口シールロール39a,39…、蓋39、仕切壁38aおよび各
槽41a〜41cの側壁によって密閉空間に形成され、各ガス
供給系44のコントロールによりガス圧および雰囲気条件
を制御できる。
さらに、他の各ガス空間も同様にガス圧および雰囲気
条件を制御できるのは勿論である。
そして、各槽41a〜41c、循環配管51a〜51c等への最初
の液体金属ナトリウム40の供給は、サージタンク55の図
示しないヒータ等により液体金属ナトリウム40を溶融さ
せ、各ガス圧を調整することにより各ドレン管54を介し
て各オーバーフロータンク47a〜47cと各槽41a〜41cに所
定量を送り込むことができる。
各液体金属ナトリウム40の各槽41a〜41c中や循環配管
51a〜51c等には必要に応じてヒータが設定されているこ
とは勿論である。
また、各槽41a〜41c内のローラ27と、仕切壁38aは、
初期の鋼板22のセッティングや、万一、鋼板22が破断し
た後のセッティング等のし易さを考慮して、上下方向に
移動が可能に構成されている。
そして、オーバーフロータンクは自由液面を有し、か
つこのオーバーフロータンクから液体金属容器へ液体金
属を導入する配管の液体金属容器側の流入口のレベルの
方が、液体金属容器からオーバーフロータンクへ液体金
属を導入する配管の液体金属容器側の流出口のレベルよ
りも低いので、液体金属がオーバーフロータンクから液
体金属容器へ導入される際には、常に、その液体金属の
液面よりも下方で流入する。このために、液体金属が液
体金属容器内で飛散するのを防止ないし低減することが
できる。
さらに、オーバーフロータンクに貯留される液体金属
は液体金属容器へポンプによって送出されるが、オーバ
ーフロータンク側では、液体金属容器からオーバーフロ
ータンクへ液体金属を導入する配管の流入口のレベルよ
りも、オーバーフロータンクから液体金属容器へ液体金
属をポンプにより導入する配管の流出口のレベルの方が
低いので、オーバーフロータンク内に常に余剰の液体金
属を貯蔵しておくことにより、閉ループを構成する配管
を循環する液体金属の循環流量を安定させることができ
る。このために、閉ループ配管のポンプにキャビテーシ
ョンが発生するのを低減させることができる。
さらにまた、オーバーフロータンクは自由液面を有し
ているので、このオーバーフロータンクに予め余剰な液
体金属を貯蔵しておくことにより、閉ループ配管を循環
する液体金属の流れは途切れることなくスムースに定常
的に循環させることが可能であり、オーバーフロータン
クを液体金属のバッファタンクとして利用することがで
きる。このために、閉ループにおける液体金属の循環流
量を安定させることができ、そのために、被焼鈍金属と
液体金属との熱の授受の効率を向上させることができ
る。
なお、第2図に示すように、各槽41a〜41c内での液体
金属ナトリウム40と鋼板22との熱交換性能を向上させる
ために、各槽41a〜41c内の仕切壁38a周りと内底部上と
にダミーブロック60,61を入れ、液体金属ナトリウム40
の流路を規制し、流速を上げるとともに、滞留領域など
の発生を防止して熱交換性能を向上させるように構成し
てもよい。一方のダミーブロック60は仕切壁38aに脱着
可能に構成してもよい。
さらに、鋼板22表面に付着した液体金属ナトリウム40
を除去するために、鋼板22の流出側のガス空間44a〜44c
部分に、不活性ガスを鋼板22に吹き付けるガス噴射装置
62を設けることも可能である。
また、そのバックアップとして、鋼板22の溢液出口43
aの蓋39の上方に、上蓋63と仕切壁38aによる密閉空間64
を形成し、その密閉空間64内には、鋼板22および付着ナ
トリウムを加熱し、蒸発除去するための加熱装置、例え
ば誘導加熱装置65を設ける。
さらに、金属ナトリウムの蒸発を促進させるために鋼
板22に不活性ガスを吹き付けるガス噴射装置66を設け
る。
これらのガス噴射装置62,66には、所定温度にコント
ロールされた不活性ガスを、ガス供給系67,68より供給
し、鋼板22から蒸発、除去された金属ナトリウムの蒸気
やミストを図示しない蒸気トラップやミストトラップ装
置を具備したガス系69やガス供給系44で捕集させてもよ
い。
また、第3図に示すように、各槽41a〜41c内の壁面70
の内側両面および第2図で示すダミーブロック60の外表
面に、左右一対の流路仕切板71a,71bの複数対を、上下
方向に所要のピッチで固着し、液体金属ナトリウム40の
流れを図中矢印で示すように内壁面に沿って蛇行させる
ように構成してもよい。
なお、前記実施例では加熱冷却用の熱媒体として液体
金属ナトリウム40の例を示したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば液体金属リチウムやNaKを
熱媒体として用いてもよい。
つまり、液体金属ナトリウム40はその融点が約98℃で
沸点が約881℃であり、第2次冷却槽41cでは鋼板22を98
℃以下まで冷却することは困難であり、また、加熱槽41
aにおいても常圧では881℃以上まで加熱することはでき
な。
しかし金属リチウムの融点は約180℃であるが、沸点
が1342℃なので高温を必要とする材料の焼鈍には都合が
良く、また、Nakは沸点は785℃であるが、融点が−12.6
℃なので、第2次冷却槽41cのみの冷却で常温まで冷却
したいときには有益な液体金属である。また、ビスマス
鉛を利用することも可能である。
また、前記実施例では第4図に示した温度変化パター
ンに沿う構成について説明したが、本発明は必ずしもこ
れに限定されるものではなく、しかも、液体金属槽41a
〜41cの数や冷却器53b,53cおよび加熱器53a、各槽41a〜
41c間の配管等の能力等を主々変化させることにより、
各種の温度変化パターンに対応できることは勿論であ
る。
また、アルゴン(Ar)等の不活性ガスの回収有効利用
を図るために、出、入口の各シールロール25,26を2重
構成にして、その間に設けたガス回収配管により炉体21
内からリークするAr等の不活性ガスを空気と共に吸引し
て回収し、分離した後にまた炉体21に送り込むように構
成してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、オーバーフロータンク
は自由液面を有し、かつこのオーバーフロータンクから
液体金属容器へ液体金属を導入する配管の液体金属容器
側の流入口のレベルの方が、液体金属容器からオーバー
フロータンクへ液体金属を導入する配管の液体金属容器
側の流出口のレベルよりも低いので、液体金属がオーバ
ーフロータンクから液体金属容器へ導入される際には、
常に、その液体金属の液面よりも下方で流入する。この
ために、液体金属が液体金属容器内で飛散するのを防止
ないし低減することができる。
さらに、オーバーフロータンクに貯留される液体金属
は液体金属容器へポンプによって送出されるが、オーバ
ーフロータンク側では、液体金属容器からオーバーフロ
ータンクへ液体金属を導入する配管の流入口のレベルよ
りも、オーバーフロータンクから液体金属容器へ液体金
属をポンプにより導入する配管の流出口のレベルの方が
低いので、オーバーフロータンク内に常に余剰の液体金
属を貯蔵しておくことにより、閉ループを構成する配管
を循環する液体金属の循環流量を安定させることができ
る。このために、閉ループ配管のポンプにキャビテーシ
ョンが発生するのを低減させることができる。
さらにまた、オーバーフロータンクは自由液面を有し
ているので、このオーバーフロータンクに予め余剰な液
体金属を貯蔵しておくことにより、閉ループ配管を循環
する液体金属の流れは途切れることなくスムースに定常
的に循環させることが可能であり、オーバーフロータン
クを液体金属のバッファタンクとして利用することがで
る。このために、閉ループにおける液体金属の循環流量
を安定させることができ、そのために、被焼鈍金属と液
体金属との熱の授受の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る連続焼鈍装置の一実施例の全体構
成図、第2図および第3図は第1図で示す実施例におけ
る加熱槽および第1次、第2次冷却器槽の変形例をそれ
ぞれ示す部分拡大図、第4図は一般的な鋼板等の焼鈍時
の温度変化パターンの一例を示すグラフ、第5図は従来
例の全体を示す概略構成図である。 20……連続焼鈍装置、21……炉体、22……鋼板、25……
入口シールロール、26……出口シールロール、28……搬
送装置、29……入口不活性領域、30……加熱領域、31…
…第1次等温(均熱)領域、33,35……第1次、第2次
冷却領域、40……液体金属(液体金属ナトリウム)、41
a……加熱槽(液体金属容器)、41b……第1次冷却槽
(液体金属容器)、41c……第2次冷却槽(液体金属容
器)、46……大循環配管(配管)、47a〜47c……オーバ
ーフロータンク、51a〜51c……循環配管(配管)、53a
……加熱器、53b,53c……冷却器、55……サージタン
ク。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被焼鈍金属の出入口を有する密閉型の炉体
    内に被焼鈍金属を入口側から出口側に向って上下に蛇行
    させて連続的に搬送する搬送装置を設け、その炉体内を
    相互に熱的に遮断された加熱領域、均熱領域および冷却
    領域に区分し、その炉体内を通過する前記被焼鈍金属を
    連続的に焼鈍するようにした連続焼鈍装置において、前
    記加熱領域および冷却領域に前記被焼鈍金属を液体金属
    中に浸漬して加熱および冷却する液体金属容器をそれぞ
    れ設置し、これら液体金属容器同士を配管により順次直
    列に接続し、この配管の途中には、各液体金属容器より
    も下方に設置されてこれら各液体金属容器内の液体金属
    の溢液を収容する自由液面を有するオーバーフロータン
    クをそれぞれ介装すると共に、各オーバーフロータンク
    の下流側にて熱交換器とポンプとをそれぞれ介装し、前
    記液体金属を前記配管により前記冷却領域の液体金属容
    器から前記加熱領域の液体金属容器に向けて強制的に循
    環させる閉じたループを構成し、前記オーバーフロータ
    ンクから前記液体金属容器へ液体金属を導入する配管の
    液体金属容器側の流入口のレベルを、液体金属容器から
    オーバーフロータンクへ液体金属を導入する配管の液体
    金属容器側の流出口のレベルよりも低く設定する一方、
    オーバーフロータンクから液体金属容器へ液体金属を導
    入する配管のオーバーフロータンク側の流出口のレベル
    を、液体金属容器からオーバーフロータンクへ液体金属
    を導入する配管のオーバーフロータンク側の流入口のレ
    ベルよりも低く設定することを特徴とする連続焼鈍装
    置。
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