JP3213095B2 - 加熱炉内雰囲気制御装置 - Google Patents
加熱炉内雰囲気制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱炉内雰囲気制御装
置に関し、さらに詳しくは、連続鋳造機で発生したスラ
ブ表層の鋳造欠陥を加熱炉でスケールとして除去し、表
面品質が良好な熱延鋼板を得る装置に関する。
置に関し、さらに詳しくは、連続鋳造機で発生したスラ
ブ表層の鋳造欠陥を加熱炉でスケールとして除去し、表
面品質が良好な熱延鋼板を得る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延における加熱炉の燃料コストは
大きな割合を占める。このため燃料コストの低減、歩止
向上のために連続鋳造ラインから供給される高温のスラ
ブを短時間の内に加熱炉に装入し、あるいはそのまま圧
延に供するいわゆる直送圧延技術が採用されている。こ
のことは例えば、「日本鉄鋼協会編：第２版わが国にお
ける最近のホットストリップ製造技術（Ｐ．４２〜）Ｓ
６２／８」に詳しく記載されている。この直送圧延を実
施することは、加熱炉へ装入するスラブ温度の高温化に
より燃料原単位の低減となることはもちろんであるが、
加熱炉での加熱時間も大巾に短縮されるので、加熱炉内
で発生するスケールも減小し、製品歩止向上の面でも好
ましいわけである。
大きな割合を占める。このため燃料コストの低減、歩止
向上のために連続鋳造ラインから供給される高温のスラ
ブを短時間の内に加熱炉に装入し、あるいはそのまま圧
延に供するいわゆる直送圧延技術が採用されている。こ
のことは例えば、「日本鉄鋼協会編：第２版わが国にお
ける最近のホットストリップ製造技術（Ｐ．４２〜）Ｓ
６２／８」に詳しく記載されている。この直送圧延を実
施することは、加熱炉へ装入するスラブ温度の高温化に
より燃料原単位の低減となることはもちろんであるが、
加熱炉での加熱時間も大巾に短縮されるので、加熱炉内
で発生するスケールも減小し、製品歩止向上の面でも好
ましいわけである。
【０００３】さらに最近の圧延ラインでは生産性向上の
ため圧延速度が速く、その結果加熱炉抽出から圧延完了
までの時間が短くなり、圧延材の圧延中の温度低下量が
小さく、加熱炉の抽出温度も低温となっている。この結
果加熱炉内で発生するスケールは一層減少する。
ため圧延速度が速く、その結果加熱炉抽出から圧延完了
までの時間が短くなり、圧延材の圧延中の温度低下量が
小さく、加熱炉の抽出温度も低温となっている。この結
果加熱炉内で発生するスケールは一層減少する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】直送圧延化および圧延
速度の高速化に伴う加熱炉抽出温度の低温化により、加
熱炉内で発生するスケールは大巾に減小し、製品歩止り
の向上の面からは好ましい。しかし、一方連続鋳造機で
鋳造されたスラブの表層には不可避的に鋳造欠陥が存在
する問題がある。この鋳造欠陥はスラブ表層への不純物
の濃縮、モールドパウダーの巻き込みなどに起因するも
のである。従来は、この鋳造欠陥は加熱炉内でスケール
として除去されていたが、スケール発生量の低減ととも
に、加熱炉抽出時に地鉄側に残ってしまい、圧延後の製
品の表面欠陥になるという問題が発生していた。このた
め、表面品質要求の高いものは直送圧延をすることがで
きず、燃料原単位も悪化していた。
速度の高速化に伴う加熱炉抽出温度の低温化により、加
熱炉内で発生するスケールは大巾に減小し、製品歩止り
の向上の面からは好ましい。しかし、一方連続鋳造機で
鋳造されたスラブの表層には不可避的に鋳造欠陥が存在
する問題がある。この鋳造欠陥はスラブ表層への不純物
の濃縮、モールドパウダーの巻き込みなどに起因するも
のである。従来は、この鋳造欠陥は加熱炉内でスケール
として除去されていたが、スケール発生量の低減ととも
に、加熱炉抽出時に地鉄側に残ってしまい、圧延後の製
品の表面欠陥になるという問題が発生していた。このた
め、表面品質要求の高いものは直送圧延をすることがで
きず、燃料原単位も悪化していた。
【０００５】加熱雰囲気の制御によりスケールオフ量を
制御することについては、特開昭５３−１４０２１２号
公報に、雰囲気中の酸素濃度を調整する技術が開示され
ているが、加熱バーナの空燃比の調整では、酸素濃度の
調整範囲が狭く十分なスケールオフ量が得られない。
制御することについては、特開昭５３−１４０２１２号
公報に、雰囲気中の酸素濃度を調整する技術が開示され
ているが、加熱バーナの空燃比の調整では、酸素濃度の
調整範囲が狭く十分なスケールオフ量が得られない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者らは、前記スラブ
の鋳造欠陥の分布を調査した。その結果、鋳造欠陥はス
ラブ表層から０．５ｍｍの位置までに集中していること
を確認した。つまり、加熱炉内で表層０．５ｍｍの部分
をスケールとして除去することができれば、前記問題点
を解決することができるわけである。さらに鉄の酸化
（スケールの発生）は酸素雰囲気よりも、水蒸気雰囲気
の方が促進されるということを実験により確認した。
の鋳造欠陥の分布を調査した。その結果、鋳造欠陥はス
ラブ表層から０．５ｍｍの位置までに集中していること
を確認した。つまり、加熱炉内で表層０．５ｍｍの部分
をスケールとして除去することができれば、前記問題点
を解決することができるわけである。さらに鉄の酸化
（スケールの発生）は酸素雰囲気よりも、水蒸気雰囲気
の方が促進されるということを実験により確認した。
【０００７】上記２点の結果から短時間の加熱時間であ
っても、加熱炉内の雰囲気を加熱時間と加熱温度に見合
った適切な露点に調整することにより、スラブの鋳造欠
陥をスケールとして確実に除去することができ、良好な
製品表面品質が得られることを見出したわけである。本
発明は、炉内雰囲気の露点は通常、燃料の組成により決
定されるので、加熱炉内へ水分を供給して所定の露点に
調整可能とした装置である。
っても、加熱炉内の雰囲気を加熱時間と加熱温度に見合
った適切な露点に調整することにより、スラブの鋳造欠
陥をスケールとして確実に除去することができ、良好な
製品表面品質が得られることを見出したわけである。本
発明は、炉内雰囲気の露点は通常、燃料の組成により決
定されるので、加熱炉内へ水分を供給して所定の露点に
調整可能とした装置である。
【０００８】加熱炉へ供給する水分量が多すぎるとスケ
ール発生量が多くなり過ぎ、歩留りが低下するととも
に、排ガス量が増加し、加熱炉の燃料原単位が悪化す
る。また投入量が少なすぎると所定のスケール発生量が
得られず初期の目標を達成することができない。そこで
本発明では炉内の露点を精度良く制御するために、 （ａ）加熱炉の炉壁を貫通して装着したガスサンプリン
グプローブと （ｂ）ガスサンプリングプローブから供給されるガス中
の水分濃度を測定し電気信号として発信する水分濃度測
定装置（水分濃度計）と、 （ｃ）炉内水分濃度の基準値と前記水分濃度測定装置
（水分濃度計）からの入力信号を比較演算し、炉内水分
濃度が基準値に等しくなるように補正信号を送出する水
分濃度調整装置と （ｄ）補正信号に応じて炉内へ投入する水分量を調整す
る水分投入量制御装置を設けたものである。すなわち本
発明は熱間圧延の素材となるスラブの加熱炉の加熱炉内
雰囲気制御装置であって、加熱炉内雰囲気ガス中の水分
濃度を測定する水分濃度測定装置と、測定した炉内水分
濃度を基準値と比較演算し、炉内水分濃度が基準値に等
しくなるように補正信号を送出する水分濃度調整装置
と、補正信号に応じて炉内へ投入する水分量を調整する
水分投入量制御装置とからなることを特徴とする加熱炉
内雰囲気制御装置である。
ール発生量が多くなり過ぎ、歩留りが低下するととも
に、排ガス量が増加し、加熱炉の燃料原単位が悪化す
る。また投入量が少なすぎると所定のスケール発生量が
得られず初期の目標を達成することができない。そこで
本発明では炉内の露点を精度良く制御するために、 （ａ）加熱炉の炉壁を貫通して装着したガスサンプリン
グプローブと （ｂ）ガスサンプリングプローブから供給されるガス中
の水分濃度を測定し電気信号として発信する水分濃度測
定装置（水分濃度計）と、 （ｃ）炉内水分濃度の基準値と前記水分濃度測定装置
（水分濃度計）からの入力信号を比較演算し、炉内水分
濃度が基準値に等しくなるように補正信号を送出する水
分濃度調整装置と （ｄ）補正信号に応じて炉内へ投入する水分量を調整す
る水分投入量制御装置を設けたものである。すなわち本
発明は熱間圧延の素材となるスラブの加熱炉の加熱炉内
雰囲気制御装置であって、加熱炉内雰囲気ガス中の水分
濃度を測定する水分濃度測定装置と、測定した炉内水分
濃度を基準値と比較演算し、炉内水分濃度が基準値に等
しくなるように補正信号を送出する水分濃度調整装置
と、補正信号に応じて炉内へ投入する水分量を調整する
水分投入量制御装置とからなることを特徴とする加熱炉
内雰囲気制御装置である。
【０００９】
【作用】本発明によれば、炉内ガスの水分濃度の分析値
に応じて、炉内の水分濃度が所定の値になるように、炉
内への投入水分量を調整することができるので、炉内の
水分濃度を所定の値に精度良く制御できるようになる。
その結果、加熱炉内でスラブの鋳造欠陥を確実に除去す
ることができ、表面性状の良好な鋼板を製造することが
可能となる。
に応じて、炉内の水分濃度が所定の値になるように、炉
内への投入水分量を調整することができるので、炉内の
水分濃度を所定の値に精度良く制御できるようになる。
その結果、加熱炉内でスラブの鋳造欠陥を確実に除去す
ることができ、表面性状の良好な鋼板を製造することが
可能となる。
【００１０】
【実施例】本発明の装置の効果を確認するために、２６
０ｍｍ厚のスラブを粗圧延機、仕上圧延機で製品厚３．
２ｍｍまで熱間圧延し、製品の表面状況を確認した。加
熱炉の燃料組成（体積比）を表１に示した。この燃料排
ガスの露点は５６℃である。スラブの加熱条件は、加熱
温度１２００℃、加熱時間３０分で操業した。この条件
では必要な露点は６４℃であるので、本発明の基準水分
濃度（露点）を６４℃とした。
０ｍｍ厚のスラブを粗圧延機、仕上圧延機で製品厚３．
２ｍｍまで熱間圧延し、製品の表面状況を確認した。加
熱炉の燃料組成（体積比）を表１に示した。この燃料排
ガスの露点は５６℃である。スラブの加熱条件は、加熱
温度１２００℃、加熱時間３０分で操業した。この条件
では必要な露点は６４℃であるので、本発明の基準水分
濃度（露点）を６４℃とした。
【００１１】本発明を適用した加熱炉の概略図を図１に
示した。加熱炉１は、スラブ３を加熱するもので、装入
口７からスラブ３を装入し、加熱した後、抽出口９から
抽出するようになっている。炉の長手方向には上段バー
ナ２ａ，下段バーナ２ｂが等間隔に配設されている。バ
ーナ２ａ，２ｂには燃料及び燃焼空気が供給され、火焔
を形成してスラブ３を加熱し、その排ガスは煙道８から
排出される。燃焼空気配管５ａ，５ｂが各バーナに供給
されている。バーナ２ａ，２ｂは炉長方向に等ピッチに
設けられており、上部帯と下部帯のガス流量、空気流量
はそれぞれ独立に制御できるようになっている。炉内へ
の水分の供給は、水蒸気配管６ａ，６ｂを上部帯、下部
帯それぞれの燃焼空気配管５ａ，５ｂに投入する方式と
した。
示した。加熱炉１は、スラブ３を加熱するもので、装入
口７からスラブ３を装入し、加熱した後、抽出口９から
抽出するようになっている。炉の長手方向には上段バー
ナ２ａ，下段バーナ２ｂが等間隔に配設されている。バ
ーナ２ａ，２ｂには燃料及び燃焼空気が供給され、火焔
を形成してスラブ３を加熱し、その排ガスは煙道８から
排出される。燃焼空気配管５ａ，５ｂが各バーナに供給
されている。バーナ２ａ，２ｂは炉長方向に等ピッチに
設けられており、上部帯と下部帯のガス流量、空気流量
はそれぞれ独立に制御できるようになっている。炉内へ
の水分の供給は、水蒸気配管６ａ，６ｂを上部帯、下部
帯それぞれの燃焼空気配管５ａ，５ｂに投入する方式と
した。
【００１２】炉内水分濃度の制御は、上部帯、下部帯そ
れぞれにガスサンプリングプローブ１０ａ，１０ｂを設
け、水分濃度計としての露点計１１ａ，１１ｂ、水分濃
度調節計１２ａ，１２ｂおよび水分投入量制御装置とし
ての水蒸気流量調節弁１３ａ，１３ｂを設けて実施し
た。比較例として、露点以外は同一条件で加熱、圧延し
たものを掲げた。この場合露点は水蒸気を投入しない５
６℃の条件で実施した。
れぞれにガスサンプリングプローブ１０ａ，１０ｂを設
け、水分濃度計としての露点計１１ａ，１１ｂ、水分濃
度調節計１２ａ，１２ｂおよび水分投入量制御装置とし
ての水蒸気流量調節弁１３ａ，１３ｂを設けて実施し
た。比較例として、露点以外は同一条件で加熱、圧延し
たものを掲げた。この場合露点は水蒸気を投入しない５
６℃の条件で実施した。
【００１３】
【表１】 ──────────────────────────────────── Ｈ2 ＣＯ ＣＨ4 Ｎ2 ＣＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ２７．４％ １３．２％ １２．０％ ３２．０％ １４．２％ １．２％ ──────────────────────────────────── 製品表面品質の調査結果を表２に示した。露点５６℃で
加熱したものでは、鋳造欠陥に起因する表面欠陥が多発
したが、本願に水分濃度調整方法で露点を６４℃で加熱
した場合には欠陥のない良好な表面品質の製品を得るこ
とができた。
加熱したものでは、鋳造欠陥に起因する表面欠陥が多発
したが、本願に水分濃度調整方法で露点を６４℃で加熱
した場合には欠陥のない良好な表面品質の製品を得るこ
とができた。
【００１４】
【表２】 加熱炉露点 加熱炉でのスケー 鋳造欠陥起因の欠陥個数 ルオフ厚 （１ｍ2 当り） ６４℃ ０．５ｍｍ ０ コ／ｍ2 ５６℃ ０．３ｍｍ ５０ コ／ｍ2 実施例では、以上のような個々の装置について説明した
が、本願はクレームの範囲を逸脱しない範囲でどのよう
な装置であってもよい。
が、本願はクレームの範囲を逸脱しない範囲でどのよう
な装置であってもよい。
【００１５】
【発明の効果】本発明装置は炉内の水分濃度（＝露点）
の測定値に応じて炉の水分濃度が所定の値になるように
炉内への投入水分量を調整することができるので、炉内
の水分濃度を所定の値に精度良く制御できるようにな
る。その結果加熱炉内でスラブの鋳造欠陥を確実に除去
することができ、表面性状の良好な鋼板の製造が可能と
なる。
の測定値に応じて炉の水分濃度が所定の値になるように
炉内への投入水分量を調整することができるので、炉内
の水分濃度を所定の値に精度良く制御できるようにな
る。その結果加熱炉内でスラブの鋳造欠陥を確実に除去
することができ、表面性状の良好な鋼板の製造が可能と
なる。
【図１】本発明装置を備えた加熱炉の一例の系統図であ
る。
る。
【図２】加熱時間、加熱温度と最適な露点の関係を示す
グラフである。
グラフである。
１ 加熱炉 ２ａ，２ｂ バーナ ３ スラブ ５ａ，５ｂ 燃焼空気配管 ６ａ，６ｂ 水蒸気配管 ７ 装入口 ８ 煙道 ９ 抽出口 １０ａ，１０ｂ ガスサンプリングプローブ １１ａ，１１ｂ 水分濃度計（露点計） １２ａ，１２ｂ 水分濃度調整装置（水分濃度調節計） １３ａ，１３ｂ 水蒸気流量調節弁（水分投入量制御装
置）
置）
フロントページの続き (72)発明者 吉田 邦雄 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 金田 欣亮 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平５−320757（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−23121（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 1/00 - 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】 熱間圧延の素材となるスラブの加熱炉の
加熱炉内雰囲気制御装置であって、加熱炉内雰囲気ガス
中の水分濃度を測定する水分濃度測定装置と、測定した
炉内水分濃度を基準値と比較演算し、炉内水分濃度が基
準値に等しくなるように補正信号を送出する水分濃度調
整装置と、補正信号に応じて炉内へ投入する水分量を調
整する水分投入量制御装置とからなることを特徴とする
加熱炉内雰囲気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34273692A JP3213095B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 加熱炉内雰囲気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34273692A JP3213095B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 加熱炉内雰囲気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184626A JPH06184626A (ja) | 1994-07-05 |
| JP3213095B2 true JP3213095B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=18356099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34273692A Expired - Fee Related JP3213095B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 加熱炉内雰囲気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3213095B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101462144B1 (ko) * | 2008-12-24 | 2014-11-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 가열로 연소 제어 시스템 및 방법 |
| KR101610359B1 (ko) * | 2014-11-04 | 2016-04-07 | 주식회사 포스코 | 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101647228B1 (ko) * | 2014-12-24 | 2016-08-10 | 주식회사 포스코 | 습도 측정 장치 및 이의 측정 정도 향상 방법 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP34273692A patent/JP3213095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101462144B1 (ko) * | 2008-12-24 | 2014-11-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 가열로 연소 제어 시스템 및 방법 |
| KR101610359B1 (ko) * | 2014-11-04 | 2016-04-07 | 주식회사 포스코 | 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06184626A (ja) | 1994-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000509 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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|
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