JP3664340B2

JP3664340B2 - 帯状金属材の連続式光輝焼鈍炉

Info

Publication number: JP3664340B2
Application number: JP23938296A
Authority: JP
Inventors: 潔川邉; 昇竹内
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH1088246A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼帯等の帯状金属材を還元性の炉内雰囲気下で焼鈍する連続式光輝焼鈍炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばステンレス鋼帯の連続式光輝焼鈍炉においては、処理材を保護する炉内雰囲気を露点を−４０℃以下でかつ清浄に保つために、炉内雰囲気ガスに断熱材が接しないようマッフルにより炉内雰囲気ガスと断熱材を隔離したマッフル炉、あるいは断熱材として高温炉内雰囲気ガス下においても炉内露点を低レベルに維持することが出来る特殊な煉瓦及びモルタルを使用した、上記マッフルを必要としない煉瓦炉、の２種類の炉が、その加熱装置として使われてきた。
【０００３】
ところが煉瓦炉の場合、主として煉瓦積み用モルタルに水分を含むことと、煉瓦中に吸収された水分が徐々に炉内雰囲気にでてくるため、煉瓦補修後などの炉立上げ時の炉内露点調整時間が長くかかること、また、竪型炉においては高温の煉瓦屑が加熱帯下部の炉内雰囲気ガスシール装置に落下して、製品に掻き疵を発生するという欠点があるため、これらの欠点のないマッフル炉が近年使用される傾向にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば処理材がオーステナイト系ステンレス鋼帯の場合、処理材の最高温度は１１００℃に達し、従ってマッフル炉の場合、マッフルは１１５０℃という高温に晒される。このマッフルは、ＳＵＳ３１０Ｓや更に高い割合のＣｒ・Ｎｉを含む高級耐熱鋼製のため高価であるが、高温酸化による肉厚の減耗やクリープによるマッフルの伸び・材質劣化のため、２〜３年で交換する必要があり、従ってマッフルの更新費用がかさむという問題があった。
また、最近の連続式光輝焼鈍炉に要求される処理能力は増大しており、従って加熱装置も長くなっているため、マッフル更新にかかる費用は更に増大すると共に、長大マッフルのメンテナンス作業時のハンドリングも困難であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決すべく創案されたものであり、その目的は、従来のマッフル炉が煉瓦炉に対して有する上述した機能上の利点、即ち露点調整時間が短いこと、製品の掻き疵が少ないこと、という機能を維持し、且つマッフル更新費用を低減できると共にメンテナンス性に優れた加熱装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、上記課題を解決するために、帯状金属材の連続式光輝焼鈍炉であって、処理材の昇温あるいは保定を行う加熱装置を、炉殻を断熱材で覆うと共にマッフルを内蔵した処理材の昇温用マッフル炉と、該マッフル炉の出口側に配置され、炉殻の内周をセラミックファイバーで覆って断熱を施した処理材の保定用ファイバー炉との組合わせにより構成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
添付した図面を参照しつつ、以下に本発明を詳細に説明する。
本発明を竪型ステンレス鋼帯用連続式光輝焼鈍炉に適用した場合を実施例として説明する。
【０００８】
図１に加熱装置２を、マッフル４により炉内雰囲気ガスと断熱材とを隔離するように構成したマッフル炉３と、該マッフル炉の出口側に配置されセラミックファイバーで断熱するように形成したファイバー炉１２との組合わせにより構成した場合の実施例を示す。
処理材１は入側シール装置８を経て加熱装置２において、例えば１１００℃まで昇温され、適当な時間保定される。次に冷却装置５において常温近くまで冷却され、ダウンパス１０を通過して出側シール装置９から炉外に出て、光輝焼鈍工程を完了する。処理材１の搬送経路に対して冷却装置５を含む下流側の設備は、本発明と直接の関連がないため以降説明を省略する。
【０００９】
加熱装置２はマッフル炉３とファイバー炉１２で構成され、マッフル炉３とファイバー炉１２は伸縮管１１により連結されている。炉内雰囲気ガスは、処理材１の表面光輝度を維持するために水素ガス７５％、窒素ガス２５％の還元性ガスで満たされており、その露点は−５０℃である。
【００１０】
図３にマッフル炉３のＢ−Ｂ断面図を示す。マッフル炉３は、炉殻１５がその内周をセラミックファイバー１４等の断熱材で覆われて断熱されると共に、耐熱鋼製のマッフル４を内蔵している。このマッフル４は、セラミックファイバー１４で断熱されたマッフル炉炉殻１５に支承される電気ヒーター１３により周囲から加熱されており、一方、マッフル４内部は水素ガスを含む還元性の炉内雰囲気ガスで充満され、処理材１はこの雰囲気ガスにより保護されつつマッフル４からの間接輻射により加熱されている。
このようにマッフル４により炉内雰囲気ガスがシールされ、炉内雰囲気ガスとセラミックファイバー等の断熱材やヒーターが隔離されているので、高温下で断熱材等から発生する汚染成分の影響を炉内雰囲気に与えることなく、清浄に保つことができる。
【００１１】
なおマッフルの加熱は、液化石油ガス等の燃料を使用するバーナーによってもよい。図の例では電気ヒーター１６を用い、これは波形に整形されておりマッフル炉炉殻１５に固定し、突出させたヒーター支持棒１３により支持され、セラミックファイバー１４の表面に配置されている。
【００１２】
またマッフル炉３は、自走式台車６を有し、この台車は移動用架台７によって支持されている。マッフル４の更新時は、伸縮管１１とマッフル４との連結を解いた後、自走式台車６によりマッフル炉３をオフラインに移動させて、マッフルを引き抜いて取り外す方式となっている。
【００１３】
ファイバー炉１２の構成を図１のＡ−Ａ断面図である図２に基づいて示す。
ファイバー炉１２は、マッフル等の遮蔽物により炉内雰囲気ガスと隔離されない断熱材であるセラミックファイバー２０と、炉内雰囲気ガスをシールするファイバー炉炉殻１７、及び電気ヒーター１８で構成されている。電気ヒーター１８は波形に整形されており、ファイバー炉炉殻１７に固定・突設されるヒーター支持棒１９により支持され、このヒーター支持棒１９は先端がセラミックファイバー２０の表面に位置するように配置されている。
【００１４】
処理材１と電気ヒーター１８との接触によるヒーター破損を防止するため、ヒータープロテクター２１が設置されている。セラミックファイバー２０及び電気ヒーター１８は、マッフル等の遮蔽物により炉内雰囲気ガスと隔離されていないが、煉瓦炉と異なりモルタルを使用しないことと、セラミックファイバー中に内在した空気は早期に低露点の雰囲気ガスに置換されるため、炉内露点調整時間を律速することなく、またシール装置での製品掻き疵の要因となることもない。
【００１５】
処理材１はファイバー炉１２では１１００℃での保定がなされる。本ファイバー炉では、例えば−５０℃の低露点炉内雰囲気下においてもセラミックファイバーが還元されない比較的低い炉温、例えば１１１０℃としている。この場合の設備長はファイバー炉設備長、即ち加熱装置全長が２３ｍである。
【００１６】
なお本実施例の場合、ファイバー炉１２では低露点炉内雰囲気下においてもセラミックファイバーが還元されないように１１１０℃という比較的低い炉温としている。セラミックファイバーの主成分はシリカ（ＳｉＯ₂）とアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）であるが、上記炉内雰囲気下において還元され劣化しやすく問題となる成分は主としてシリカである。従って、シリカの含有量を低減した、例えばアルミナ含有量９５％以上のものを使用すれば、高炉温下でもセラミックファイバーが劣化したり炉内雰囲気を汚染することがないので、炉温を更に上げることができ、加熱装置全長を短縮することが可能である。
【００１７】
処理材１は、加熱装置入口側に配置したマッフル炉３で１１００℃近くまで昇温され、加熱装置出口側に配置したファイバー炉１２で１１００℃での保定を行っている。マッフル炉では、マッフル寿命を極端に縮めない可能な限り高い炉温、例えば１１５０℃とすることにより、マッフル長さの短縮を図る一方、ファイバー炉では、例えば−５０℃の低露点炉内雰囲気下においてもセラミックファイバーが還元されない比較的低い炉温、例えば１１１０℃としている。
設備長は、マッフル炉が１６ｍ、ファイバー炉が４ｍであり、加熱装置全長は２０ｍである。一方、上記実施例においてマッフル炉のみで加熱装置を構成した場合のマッフル炉設備炉長は約２０ｍとなる。
【００１８】
このように、図１に関わる本実施例では、従来のマッフル炉のみで加熱装置を構成した場合に比較して約２５％マッフルを短縮できるので、マッフル更新に係わる費用を低減でき、交換時のマッフル引抜き及び挿入に必要なクレーン容量が小さくてすみ、また作業時のハンドリングも容易となる。
しかも炉内に煉瓦を全く使用していないため、煉瓦積み用モルタル等に含まれる水分がないので、露点調整時間も従来のマッフル炉同様に短く、煉瓦屑による製品の掻き疵もないという、従来のマッフル炉が煉瓦炉に対して有する機能上の利点をも維持している。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯状金属材の連続式光輝焼鈍炉によれば、
(1) マッフル長さを短縮できるので、マッフル更新に係わる費用を低減できる。
(2) マッフル交換時のマッフル引抜き及び挿入に必要なクレーン容量が小さくてすみ、また作業時のハンドリングも容易となる。
(3)炉内に煉瓦を全く使用していないため、煉瓦積み用モルタル等に含まれる水分がないから、露点調整時間も従来のマッフル炉同様に短く、煉瓦屑による製品の掻き疵もないという、従来のマッフル炉が煉瓦炉に対して有する機能上の利点を維持している。
等の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続式光輝焼鈍炉の全体例を示す説明図。
【図２】図１におけるファイバー炉の断面Ａ−Ａを示す図。
【図３】図１におけるマッフル炉の断面Ｂ−Ｂを示す図。
【符号の説明】
１：処理材２：加熱装置
３：マッフル炉４：マッフル
５：冷却装置６：台車
７：移動用架台８：入口シール装置
９：出口シール装置１０：ダウンパス
１１：伸縮管１２：ファイバー炉
１３：ヒーター支持棒（マッフル炉用）
１４：セラミックファイバー（マッフル炉用）
１５：マッフル炉炉殻
１６：電気ヒーター（マッフル炉用）
１７：ファイバー炉炉殻
１８：電気ヒーター（ファイバー炉用）
１９：ヒーター支持棒（ファイバー炉用）
２０：セラミックファイバー（ファイバー炉用）
２１：ヒータープロテクター

Claims

帯状金属材の連続式光輝焼鈍炉において、処理材の昇温あるいは保定を行う加熱装置を、炉殻を断熱材で覆うと共にマッフルを内蔵した処理材の昇温用マッフル炉と、該マッフル炉の出口側に配置され、炉殻の内周をセラミックファイバーで覆って断熱を施した処理材の保定用ファイバー炉との組合わせにより構成したことを特徴とする帯状金属材の連続式光輝焼鈍炉。