JP2913733B2 - 薄板連続焼鈍炉 - Google Patents

薄板連続焼鈍炉

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JP2913733B2 JP5911190A JP5911190A JP2913733B2 JP 2913733 B2 JP2913733 B2 JP 2913733B2 JP 5911190 A JP5911190 A JP 5911190A JP 5911190 A JP5911190 A JP 5911190A JP 2913733 B2 JP2913733 B2 JP 2913733B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は冷間圧延後のメツキ用鋼板、ステンレス鋼
板、アルミ板などの表面輻射率の低い薄板を連続焼鈍す
る薄板連続焼鈍炉に関する。
〔従来の技術〕
一般に冷延ステンレス鋼板は、焼鈍温度が比較的高
く、加熱工程の後半において表面酸化の進行と供に表面
輻射率も上昇するため、加熱時において不均一に加熱す
ると、後工程の酸洗や研摩工程を経ても表面に色むらを
生じ、不良品となる不具合があつた。このため従来は炉
内走行中の薄板からバーナ火炎を極力遠ざけ、主として
炉壁からの輻射伝熱による加熱をおこなつていたが、伝
熱効率が悪いため炉長が大きくなり、炉壁の熱慣性が大
きいため板厚や板巾の変化に対する追従性が劣るという
問題があつた。
これらの問題を解決するために、特公昭50−31082号
公報においては薄板の表裏において千鳥配列状に設けた
バーナの火炎を薄板に直接吹付ける方法が提案されてい
るが、火炎が円筒状のため前記色むらが発生することは
避けられない。また特公昭54−42804号公報によると、
強制対流手段により予熱帯における薄板への伝熱を強化
する熱処理炉が開示されているが、強制対流手段として
用いるフアンの耐熱性に限界があるうえ加熱帯において
は輻射伝熱によつているため、伝熱効率の大巾な向上は
望めない。そこでたとえば特開昭59−89919号公報や同8
9920号公報に開示されているようなスリツト型バーナを
用いて帯状の火炎噴流を薄板に吹き付けることも考えら
れるが、これらは混合室は設けられているが充分な長さ
の燃焼室は設けられていないので、噴流速度を上げると
吹消えが生じ、また混合気の燃焼は開放状態の炉内でお
こなわれるため、炉内のガス流の影響により燃焼が乱れ
て均一火炎が得られず、さらに火炎が炉内に長く吹出す
ため、燃焼反応中の火炎が薄板に衝突して板表面との酸
化/還元反応が均一に生じないので、薄板材の均一加熱
は困難で、色むらの発生は避けられない。
〔発明が解決しようとする課題〕
この発明は上記従来の問題を解決するもので、表面輻
射率の小さい薄板を強制対流により効率よく均一に加熱
でき、薄板の板表面品質も良好に維持できる薄板連続焼
鈍炉を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
請求項1記載の薄板連続焼鈍炉は、炉体内を連続走行
する薄板を直火バーナにより焼鈍する薄板連続焼鈍炉に
おいて、炉巾方向に延びるガスチヤンバに設けたガス噴
出孔と該ガス噴出孔の近傍に開口するエア噴出孔の噴出
側に燃焼室を設けるとともに該燃焼室の出口側を絞つて
炉巾方向に延び薄板の板巾より長いスリツト状の燃焼ガ
ス噴出口を形成した帯状噴流バーナを、前記燃焼ガス噴
出口を薄板面に対向させて炉壁に複数基設け、炉体内に
おける薄板の走行位置を、前記帯状噴流バーナ部で発生
する火炎の先端から炉内側へ離間した位置に設定すると
ともに、薄板の他面側においては、薄板面とほぼ平行に
炉内方向に向う火炎を発するサイドバーナを炉側壁に取
付けたことを特徴とする。
請求項2記載の薄板連続焼鈍炉は、炉体内を連続走行
する薄板を直火バーナにより焼鈍する薄板連続焼鈍炉に
おいて、炉巾方向に延びるガスチヤンバに設けたガス噴
出孔と該ガス噴出孔の近傍に開口するエア噴出孔の噴出
側に燃焼室を設けるとともに該燃焼室の出口側を絞つて
炉巾方向に延び薄板の板巾より長いスリツト状の燃焼ガ
ス噴出口を形成した帯状噴流バーナを、前記燃焼ガス噴
出口を薄板面に対向させて薄板の片面に対向する炉壁に
複数基設け、炉体内における薄板の走行位置を、前記帯
状噴流バーナ部で発生する火炎の先端から炉内側へ離間
した位置に設定するとともに、前記燃焼ガス噴出口の長
手方向両端部に、炉内方向に向う制流壁を立設したこと
を特徴とする。
請求項3記載の発明の薄板連続焼鈍炉は、炉体内を連
続走行する薄板を直火バーナにより焼鈍する薄板連続焼
鈍炉において、炉巾方向に延びるガスチヤンバに設けた
ガス噴出孔と該ガス噴出孔の近傍に開口するエア噴出孔
の噴出側に燃焼室を設けるとともに該燃焼室の出口側を
絞つて炉巾方向に延び薄板の板巾より長いスリツト状の
燃焼ガス噴出口を形成した帯状噴流バーナを、前記燃焼
ガス噴出口を薄板面に対向させて薄板の片面に対向する
炉壁に複数基設け、炉体内における薄板の走行位置を、
前記帯状噴流バーナ部で発生する火炎の先端から炉内側
へ離間した位置に設定するとともに、薄板の他面側にお
いては、薄板面とほぼ平行に炉内方向に向う火炎を発す
るサイドバーナを炉側壁に取付け、前記燃焼ガス噴出口
の長手方向両端部に、炉内方向に向う制流壁を立設した
ことを特徴とする。
この発明において帯状噴流バーナは、焼鈍炉の全長に
わたつて設けてもよく、また加熱量の大きい加熱帯等の
特定のゾーンにのみ設けてもよい。また帯状噴流バーナ
は、薄板の片面側のみに設けてもよいし、両面側に設け
てもよい。
〔作用〕 この発明の薄板連続焼鈍炉においては、帯状噴流バー
ナ部においてガス噴出孔から噴出した燃料ガスとエア噴
出孔から噴出した燃焼用空気は、燃焼室で混合して燃焼
し、燃焼がほとんど完了した高温の燃焼ガスあるいは火
炎まじりの燃焼ガスとして、燃焼ガス噴出口から高速で
噴出する。この噴出ガス流は薄板の板巾より広巾の薄い
帯状を呈し、離間位置にある薄板に到着するまでに燃焼
が完結し、高温および速度分布がほぼ均一な帯状噴流と
なつて薄板に衝突し、薄板を効率よく均一に加熱する。
燃料ガスの燃焼は主として燃焼室内でおこなわれるた
め、炉内ガスの巻込みによる燃焼の乱れや吹消えを生じ
ることなく、安定した燃焼がおこなわれる。
また帯状噴流バーナの燃焼ガス噴出口の長手方向両端
部に、炉内方向に向う制流壁を立設すると、この制流壁
が、前記両端部において噴出ガス流の両縁部に炉内ガス
が多量に巻込まれるのを防止し、燃焼ガス噴出口長手方
向の噴出ガス流の温度および速度分布が均一化され、薄
板はさらに均一に加熱され熱効率も向上する。
〔実施例〕
以下第1図乃至第3図によりこの発明の一実施例を説
明する。
図中、1は冷延ステンレス薄鋼板焼鈍用の横形の連続
焼鈍炉であり、2はその予熱帯、3は加熱帯、4は均熱
帯、5は煙道である。6は帯状噴流バーナ、7は円筒状
火炎を発する通常の直火バーナから成るサイドバーナで
あり、この実施例では薄板8の高能率加熱が要求される
加熱帯3において、薄板8の上面側に帯状噴流バーナ6
を設け、下面側にサイドバーナ7を設けた構成とし、均
熱帯4においては従来炉と同様にサイドバーナ7を薄板
8の上下両面側の炉側壁に設けてある。
帯状噴流バーナ6は、第2図および第3図に示すよう
に、バーナケーシング11部と、このバーナケーシング11
の下方に燃焼室21を形成する。耐火物12部とから成る。
バーナケーシング11内には、炉巾方向に延びる細長いガ
スチヤンバ13と、このガスチヤンバ13の両側において炉
巾方向に延びるエアチヤンバ14,14とが形成されてい
る。ガスチヤンバ13の下部にはガスノズル部13aが形成
され、その下端部には垂直方向に対してやや傾斜したガ
ス噴出孔15,15が、炉巾方向に多数組穿設してある。ま
た各エアチヤンバ14の底壁部には、ガス噴出孔15の近傍
に開口するエア噴出孔16が、炉巾方向に多数個穿設して
ある。またガスチヤンバ13の上壁部には、図示しない燃
料ガス供給源に接続したガスパイプ17が接続されてい
る。またバーナケーシング11の側壁には、図示しない燃
焼用空気供給源に接続される4個のエア供給口18が設け
てある。19および20は多孔板からなる整流板で、それぞ
れガスチヤンバ13内およびエアチヤンバ14内に3段にわ
たつて設けてある。また21はガス噴出孔15およびエア噴
出孔16の噴出側に形成した燃焼室で、水平方向に延びる
略直方体状を呈し、燃料ガスの燃焼がほぼ完了するため
に必要な容積を有し、そのガス流方向の長さHは、上記
燃焼により発生する火炎の長さよりやや小さい寸法にし
てある。燃焼室21の下部は絞られて、水平方向に延びる
連続したスリツト状の燃焼ガス噴出口22が形成されてい
る。この燃焼ガス噴出口22の長さL(炉巾方向寸法)
は、薄板8の板巾Wより大きくしてある。燃焼室21を囲
繞する耐火物12は、電融アルミナレンガから成る内貼層
23をそなえている。24はパイロツトバーナで、燃料ガス
の燃焼開始時の着火に用いるものである。
上記構成の帯状噴流バーナ6は、加熱帯3の炉壁(天
井壁)31に、燃焼ガス噴出口22を下向きにして炉長方向
に複数基並設してある。そして薄板8は、燃焼ガス噴出
口22から燃焼ガスと共に噴出する火炎32の先端と薄板8
の上面との間に、所定の距離S(薄板8のカテナリ状の
垂下量を考慮してたとえば最小200mm)だけ離間した位
置を走行するように、各サポートローラ33の位置を設定
してある。34は燃焼ガス噴出口22の長手方向両端部にお
いて、耐火物12に下向きに立設した耐火物製の制流壁で
あり、その壁面は燃焼ガス噴出口22の長手方向に直交し
ている。
また薄板8の下面側の炉側壁35には、サイドバーナ7
がその火炎36の噴出方向をほぼ水平に向けて、複数基取
付けてある。一方均熱帯4の炉側壁37には、前記と同様
なサイドバーナ7が、薄板8の上下両面側に、火炎噴出
方向をほぼ水平に向けて複数基取付けてある。
上記構成の連続焼鈍炉において冷延ステンレス鋼板で
ある薄板8の焼鈍をおこなうには、薄板8を矢印方向に
搬送して先ず予熱帯2において煙道5に向つて流れる燃
焼排ガスにより対流伝熱により予熱をおこなう。次に加
熱帯3においては帯状噴流バーナ6による対流伝熱とサ
イドバーナ7による輻射伝熱により急速加熱をおこな
う。このとき帯状噴流バーナ6においては、燃料ガスを
ガスチヤンバ13内に供給してガス噴出孔15から噴出さ
せ、また予熱された高温空気をエアチヤンバ14内に供給
してエア噴出孔16から噴出させ、燃焼室21内にて燃焼さ
せる。燃焼ガスは燃焼室21内でほぼ燃焼を完了し、高温
の燃焼ガスと火炎32の混合体となり、絞られて高速の帯
状噴流となつて燃焼ガス噴出口22から炉内に噴出され
る。そして炉内において燃料ガスの未燃分は燃焼を完了
し、高温高速の燃焼ガスの帯状噴流38となつて薄板8の
上面に衝突する。これに伴つて炉内の燃焼ガスが矢印Χ
で示すように燃焼ガス噴出口22からの噴流および帯状噴
流38に同伴し噴流ガスの成分および温度をほぼ均一に希
釈するが、第2図に矢印Yで示すような燃焼ガス噴出口
22の両側端部における炉側壁側からの炉内ガスの巻込み
は、制流壁34によつて阻止されるので、燃焼ガス噴出口
22の開口長さLを小さくしても流速、温度ともほぼ均一
な帯状噴流38が得られる。
このようにして薄板8の上面は、薄板8より広巾でほ
ぼ均一な流速と温度を有する帯状噴流38によりほぼ均一
に加熱され、色むらの発生は極めて少量に抑制される。
また薄板8の裏面は、主としてサイドバーナ7により加
熱された炉底39からの輻射熱により加熱されるが、前記
のように帯状噴流38が燃焼を完了していて反応の活性が
低いうえ、薄板のため表裏の温度差も小さいので、薄板
8の表裏の酸化膜の厚みや色調の差異はほとんど生じな
い。さらに帯状噴流38は一種のガスカーテン押して作用
し炉長方向への燃焼排ガスの流れを妨げることになり、
薄板8の上下両側に帯状噴流バーナ6を設ける場合は炉
圧が過度に上昇しないように炉巾を広げる必要がでてく
るが、この実施例では薄板8の下側に燃焼排ガスの流動
抵抗が少ない円筒状火炎を発するサイドバーナ7を設け
たので、特に炉巾を広げる必要もなく、炉床下方にバー
ナ設置や保守のためのスペースを必要としないので、炉
体の小形化および設置スペースの低減化をはかることが
できる。
加熱帯3を通過した薄板8は均熱帯4において主とし
てサイドバーナ7により加熱された炉壁および炉床の輻
射熱により均熱加熱され、炉体外へと搬送され冷却等の
次工程側に供される。
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、た
とえば帯状噴流バーナ6の具体的内部構造は上記以外の
ものとしてもよい。また燃焼室21の長さHを燃焼による
火炎の長さより大きくして、燃焼室21内において燃焼を
完結させ、燃焼ガスのみを燃焼ガス噴出口22より炉内へ
噴出させるようにしてもよく、この場合は薄板を燃焼ガ
ス噴出口22にさらに接近させて炉体の小形化をはかるこ
とができる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、帯状噴流バー
ナの燃焼室から噴出する高温高速で広巾の帯状噴流ガス
により薄板を加熱するようにしたので、薄板を強制対流
により効率よく均一に加熱でき、色むらの少ない良好な
板表面品質を有する薄板焼鈍品を得ることができる。
また上記の効果に加えて、請求項1および3記載の発
明によれば、薄板の片側に燃焼排ガスの流動抵抗が少な
い円筒状火炎を発するサイドバーナを設けたので、薄板
の両側に帯状噴流バーナを設ける場合は炉圧が過度に上
昇しないように炉巾を広げる必要がでてくるのに比べ
て、特に炉巾を広げる必要もなく、また上記片側の炉壁
の外方にバーナ設置や保守のためのスペースを必要とし
ないので、炉体の小形化および設置スペースの低減化を
はかることができる。
また上記の効果に加えて、請求項2および3記載の発
明によれば、燃焼ガス噴出口の長手方向両端部に立設し
た炉内方向に向う制流壁が、前記両端部において噴出ガ
ス流の両縁部に炉内ガスが多量に巻込まれるのを防止
し、燃焼ガス噴出口長手方向の噴出ガス流の温度および
速度分布が均一化され、薄板はさらに均一に加熱され熱
効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す横形の連続焼鈍炉の
略示縦断面図、第2図は第1図のA−A線断面図、第3
図は第2図のB−B線断面図である。 1……連続焼鈍炉、3……加熱帯、6……帯状噴流バー
ナ、7……サイドバーナ、13……ガスチャンバ、14……
エアチャンバ、15……ガス噴出孔、16……エア噴出孔、
21……燃焼室、22……燃焼ガス噴出口、32……火炎、33
……サポートローラ、34……制流壁、35……炉側壁、36
……火炎、38……帯状噴流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 1/52,9/00 C21D 9/52,9/56 F23D 14/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉体内を連続走行する薄板を直火バーナに
    より焼鈍する薄板連続焼鈍炉において、炉巾方向に延び
    るガスチヤンバに設けたガス噴出孔と該ガス噴出孔の近
    傍に開口するエア噴出孔の噴出側に燃焼室を設けるとと
    もに該燃焼室の出口側を絞つて炉巾方向に延び薄板の板
    巾より長いスリツト状の燃焼ガス噴出口を形成した帯状
    噴流バーナを、前記燃焼ガス噴出口を薄板面に対向させ
    て薄板の片面に対向する炉壁に複数基設け、炉体内にお
    ける薄板の走行位置を、前記帯状噴流バーナ部で発生す
    る火炎の先端から炉内側へ離間した位置に設定するとと
    もに、薄板の他面側においては、薄板面とほぼ平行に炉
    内方向に向う火炎を発するサイドバーナを炉側壁に取付
    けたことを特徴とする薄板連続焼鈍炉。
  2. 【請求項2】炉体内を連続走行する薄板を直火バーナに
    より焼鈍する薄板連続焼鈍炉において、炉巾方向に延び
    るガスチヤンバに設けたガス噴出孔と該ガス噴出孔の近
    傍に開口するエア噴出孔の噴出側に燃焼室を設けるとと
    もに該燃焼室の出口側を絞つて炉巾方向に延び薄板の板
    巾より長いスリツト状の燃焼ガス噴出口を形成した帯状
    噴流バーナを、前記燃焼ガス噴出口を薄板面に対向させ
    て炉壁に複数基設け、炉体内における薄板の走行位置
    を、前記帯状噴流バーナ部で発生する火炎の先端から炉
    内側へ離間した位置に設定するとともに、前記燃焼ガス
    噴出口の長手方向両端部に、炉内方向に向う制流壁を立
    設したことを特徴とする薄板連続焼鈍炉。
  3. 【請求項3】炉体内を連続走行する薄板を直火バーナに
    より焼鈍する薄板連続焼鈍炉において、炉巾方向に延び
    るガスチヤンバに設けたガス噴出孔と該ガス噴出孔の近
    傍に開口するエア噴出孔の噴出側に燃焼室を設けるとと
    もに該燃焼室の出口側を絞つて炉巾方向に延び薄板の板
    巾より長いスリツト状の燃焼ガス噴出口を形成した帯状
    噴流バーナを、前記燃焼ガス噴出口を薄板面に対向させ
    て薄板の片面に対向する炉壁に複数基設け、炉体内にお
    ける薄板の走行位置を、前記帯状噴流バーナ部で発生す
    る火炎の先端から炉内側へ離間した位置に設定するとと
    もに、薄板の他面側においては、薄板面とほぼ平行に炉
    内方向に向う火炎を発するサイドバーナを炉側壁に取付
    け、前記燃焼ガス噴出口の流手方向両端部に、炉内方向
    に向う制流壁を立設したことを特徴とする薄板連続焼鈍
    炉。
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