JP4575612B2 - 竪形連続焼鈍装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯を雰囲気ガス中で連続的に焼鈍する竪形連続焼鈍装置および金属帯の焼鈍方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、冷間圧延を行ったステンレス鋼帯などの金属帯には、加工硬化した素地を軟化させるために焼鈍処理が施される。また金属帯の表面の光沢が重要視される場合には、還元性雰囲気ガス中で光輝焼鈍処理が施される。金属帯の連続雰囲気焼鈍装置に関連する先行技術として、特公平５−１４７７３号公報が開示されている。
【０００３】
図６は、特公平５−１４７７３号公報の図１に示される竪形連続焼鈍装置の構成を簡略化して示す系統図である。金属帯１は上向きに通板され、トップロール２で通板方向が下向きに反転される。下向きに反転された金属帯１は、焼鈍炉３で加熱され、さらに複数の冷却装置４で冷却される。冷却装置４では、金属帯１に還元性雰囲気ガス（以後、雰囲気ガスと呼ぶ）が吹付けられ、金属帯１が冷却されるとともに、吹付けられた雰囲気ガスが金属帯１から熱を奪って加熱される。加熱された雰囲気ガスは、高温送風機５によって回収され、トップロール２の下方で、かつ入側シュート８の上部に設けられている予熱装置６に供給される。
予熱装置６では金属帯１に雰囲気ガスが吹付けられ、金属帯が予熱されるとともに、吹付けられた雰囲気ガスが金属帯１に熱を奪われて冷却される。抜熱された雰囲気ガスは、入側シュート８の下部に設けられた低温送風機７によって吸引されて入側シュート８の下部から回収される。これによって、吸引された雰囲気ガスは入側シュート８内を下向きに流れ、上向きに通板される金属帯１と向流接触するので、金属帯１を充分に予熱することができるとともに、金属帯１によってさらに抜熱されて冷却される。低温送風機７によって入側シュート８の下部から吸引された雰囲気ガスは、冷却器９で冷却されて複数の冷却装置４のうちで焼鈍炉３に近い上流側の冷却装置４に戻される。
【０００４】
このように、この先行技術では金属帯１が予熱されるので、金属帯１を焼鈍炉３で焼鈍する際に要する加熱用エネルギを削減することができる。また予熱に使用された雰囲気ガスが充分に抜熱されるので、冷却器９の冷却負荷を減少させることができる。さらに抜熱されて温度の低下した雰囲気ガスが冷却器９でさらに冷却された後、冷却装置４で金属帯１に吹付けられるので、金属帯１の板厚が比較的厚い厚ゲージ通板時には金属帯１を効率良く冷却することができる。この先行技術にはこのような利点がある反面、比較的板厚が薄い薄ゲージ通板時には、入側シュート８の下部から吸引される雰囲気ガスの温度が低いので、冷却器９を休止しても冷却装置４で金属帯１に吹付けられる雰囲気ガスの冷却能が過大となり、金属帯１が急冷されて金属帯１にしわが発生しやすいという問題がある。
【０００５】
しわの発生は、金属帯１にとって致命的な欠陥であるので、薄ゲージ通板時には、予熱経路を閉じて予熱を行わないで、すなわち予熱に使用された温度の低下した雰囲気ガスを金属帯１に吹付けないで通板する必要がある。このように、予熱経路を閉じて通板すれば、緩冷却を行うことが可能となり、しわの発生を防止することができるけれども、薄ゲージ通板から厚ゲージ通板に切換える場合、滞留ガスによるテンパカラーが発生しやすくなるという新たな問題が生じる。
【０００６】
この滞留ガスによるテンパカラーの発生防止および緩冷却に関連する先行技術として特開平１１−２３６６２３号公報が開示されている。この先行技術には、金属帯の予熱および冷却を行う循環経路と、金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを冷却帯から回収し、昇温させて冷却帯に戻すための昇温経路と、前記循環経路と前記昇温経路とを金属帯の板厚に応じて切換えて使用する切換弁群とを含む連続還元性雰囲気焼鈍装置の構成が記載されている。この先行技術では、雰囲気ガスの滞留が生じないので、滞留ガスによるテンパカラーの発生を防止することが可能であり、かつ昇温経路が設けられるので、薄ゲージ通板時に緩冷却を行うことができる。この先行技術にはこのような利点がある反面、昇温経路および切換弁群などを設ける必要があり、構成が複雑になるという問題がある。
【０００７】
また前記２つの先行技術には、ともにトップロールにゴム被覆ロールを使用する場合、金属帯の予熱温度がゴムの耐熱温度によって制限されるので、予熱温度を充分に高めることができないという問題がある。すなわち、予熱温度の上昇による加熱用エネルギーの削減を充分に図ることができないという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単な構成で確実に、金属帯の予熱温度を高めて省エネルギーを図ることが可能であり、かつ金属帯の板厚が薄い場合でも緩冷却を行ってしわの発生を防止することができる竪形連続焼鈍装置および金属帯の焼鈍方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属帯を上向きに通板させる入側シュートに設けられ、金属帯に雰囲気ガスを吹付けて予熱する予熱帯と、入側シュートの頂部で反転されて下向きに通板される金属帯に対して焼鈍のための加熱を行う加熱帯と、加熱帯の下方に設けられ、焼鈍された金属帯に雰囲気ガスを吹付けて冷却する冷却帯とを備える竪形連続焼鈍装置において、
予熱帯および冷却帯の上方に設けられ、金属帯の通板方向を上向きから下向きに反転させる高耐熱性材料から成るトップロールと、
予熱帯に設けられ、焼鈍された金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを金属帯に吹付ける予熱ノズル手段と、
冷却帯に設けられ、金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを焼鈍された金属帯に吹付ける冷却ノズル手段と、
金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを吸引して冷却ノズル手段に流量調整可能に供給する冷却用雰囲気ガス供給手段であって、雰囲気ガスの吸引口が予熱ノズル手段の近傍に設けられ、前記予熱ノズル手段と前記雰囲気ガスの吸引口とを接続するバイパス経路を有する冷却用雰囲気ガス供給手段と、
冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス吸引口と、予熱ノズル手段との間に設けられ、金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを通過させて冷却するクーラと、クーラを通過する雰囲気ガスの流量を調整可能なシャッタとを有する雰囲気ガス冷却手段と、
焼鈍された金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを吸引して予熱ノズル手段に流量調整可能に供給する予熱用雰囲気ガス供給手段であって、雰囲気ガスの吸引口が冷却ノズル手段の近傍に設けられる予熱用雰囲気ガス供給手段とを含むことを特徴とする竪形連続焼鈍装置である。
【００１０】
本発明に従えば、雰囲気ガスは冷却帯で冷却ノズル手段から焼鈍された金属帯に吹付けられて、金属帯を冷却するとともに、金属帯から熱を奪って加熱される。金属帯の冷却に使用されて加熱された雰囲気ガスは、予熱用雰囲気ガス供給手段によって冷却ノズル手段の近傍に設けられた雰囲気ガスの吸引口を介して吸引され、予熱ノズル手段に供給される。予熱ノズル手段に供給された雰囲気ガスは、予熱帯で予熱ノズル手段から金属帯に吹付けられて金属帯を予熱するとともに金属帯に熱を奪われて冷却される。金属帯の予熱に使用されて温度の低下した雰囲気ガスは、雰囲気ガス冷却手段のクーラによって冷却され、シャッタによって流量調整された後、冷却用雰囲気ガス供給手段によって予熱ノズル手段の近傍に設けられた雰囲気ガスの吸引口を介して吸引され、冷却ノズル手段に供給される。
【００１１】
予熱用および冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス吸引口は、予熱および冷却ノズル手段の近傍にそれぞれ設けられているので、金属帯の冷却に使用されて加熱された予熱用雰囲気ガスと、金属帯の予熱に使用された後、さらに雰囲気ガス冷却手段によって冷却されて温度の低下した冷却用雰囲気ガスはその温度をほぼ保った状態で吸引されて予熱および冷却ノズル手段にそれぞれ供給される。これによって、予熱用および冷却用雰囲気ガスは金属帯を効率的に予熱および冷却することができる。また、たとえばバイパス経路を設けて金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスが雰囲気ガス冷却手段を通過しないようにすれば、雰囲気ガスの温度低下を金属帯の抜熱分のみに止どめることができるので、雰囲気ガスの温度を比較的高目に保つことが可能となり、金属帯を緩冷却することができる。したがって、板厚の薄い金属帯を通板するときでも、しわの発生を防止することができる。またトップロールが高耐熱性材料から成るので、金属帯の予熱温度を高めることができる。したがって、加熱帯に導入される金属帯の温度を高めることが可能となり、加熱に要するエネルギを削減することができる。
【００１２】
また本発明は、トップロールは、耐熱温度１８０℃以上のゴムから成る被覆層を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、トップロールが耐熱温度の高いゴムから成る被覆層を有するので、金属帯の予熱温度を高めることができるとともに、金属帯の表面光沢の低下を防止することができる。これによって、金属帯の表面光沢を保ったまま加熱エネルギの削減を図ることが可能となる。
【００１４】
また本発明は、冷却用および予熱用雰囲気ガス供給手段は遠心送風機を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、雰囲気ガスを吸引方向に対して垂直な方向に吐出する遠心送風機が備えられるので、金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスおよび金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを金属帯の幅方向に沿って吸引し、金属帯の板面に対して垂直な方向に吐出することができる。したがって、雰囲気ガスを最短距離で冷却および予熱ノズル手段にそれぞれ供給することが可能となり、冷却用および予熱用雰囲気ガス供給手段の構成をコンパクトにすることができる。
【００１６】
また本発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の竪形連続焼鈍装置を準備し、金属帯に雰囲気ガスを吹付けて予熱した後、予め定める温度になるように加熱し、引続き雰囲気ガスを吹付けて冷却する金属帯の焼鈍方法であって、
予熱用雰囲気ガス供給手段から供給される予熱用雰囲気ガス流量と、冷却用雰囲気ガス供給手段から供給される冷却用雰囲気ガス流量とが等しくなるように調整されることを特徴とする金属帯の焼鈍方法である。
【００１７】
本発明に従えば、予熱用および冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス流量が同一であるので、予熱用雰囲気ガス供給手段から供給される雰囲気ガス流量が相対的に大きいときに生じる不具合、すなわち雰囲気ガスが入側シュートの頂部を介して加熱帯に流入し、加熱帯の雰囲気温度を低下させる不具合の発生を防止することができる。また冷却用雰囲気ガス供給手段から供給される雰囲気ガス流量が相対的に大きいときに生じる不具合、すなわち雰囲気ガスが加熱帯上部からトップロール室に流入し、トップロール室の温度上昇によるトップロールの焼損事故などの不具合の発生を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である竪形連続焼鈍装置１１の構成を簡略化して示す系統図である。この竪形連続焼鈍装置１１は、冷間圧延されたステンレス鋼帯などの金属帯１３を還元性雰囲気ガス中で連続的に光輝焼鈍を行う装置である。還元性雰囲気ガス（以後、雰囲気ガスと呼ぶ）は、たとえば水素７５％、窒素２５％から成る。竪形連続焼鈍装置１１は、入側シュート１４を備える。入側シュート１４は、ほぼ鉛直に立設され、焼鈍されるべき金属帯１３を上向きに通板させる。入側シュート１４の上下方向途中位置には、予熱帯１５が設けられており、予熱帯１５には、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８が設けられている。第１および第２予熱ノズル手段１７，１８は、金属帯１３の一方および他方表面から間隔をあけて金属帯１３を挟んで対向配置されており、金属帯１３の一方および他方表面に対してほぼ垂直に雰囲気ガスを吹付けて金属帯１３を予熱する。
【００１９】
入側シュート１４の上部には、第１トップロール室２０が設けられており、第１トップロール室２０には、金属帯１３の通板方向を上向きから水平方向に転換する第１トップロール２１が設けられている。第１トップロール室２０の近傍には、水平方向に間隔をあけて第２トップロール室２３が対向配置されており、第２トップロール室２３には、金属帯１３の通板方向を水平方向から下向きに転換する第２トップロール２４が設けられている。第１および第２トップロール室２０，２３は、連結室２５を介して連結されている。第１および第２トップロール室２０，２３の側壁の外面には水冷ジャケット２６がそれぞれ設けられており、第１トップロール室２０の入口および第２トップロール室２３の出口にはシャッタ部材２７がそれぞれ設けられている。水冷ジャケット２６は、第１および第２トップロール室２０，２３の雰囲気温度の上昇を抑制し、第１および第２トップロール２１，２４を保護する。シャッタ部材２７は、ライン休止時に閉じて炉内雰囲気ガスの循環を防止するとともに、後述する加熱帯２９からの輻射熱による第２トップロール２４の焼損を防止する。
【００２０】
第２トップロール室２３の下部には、出側シュート２８が接続されている。出側シュート２８は、ほぼ鉛直に立設され、金属帯１３を下向きに通板させる。出側シュート２８には、加熱帯２９と、徐冷帯３０と、冷却帯３１と、強制冷却帯３３とが上方から下方に向けてこの順序に配設されている。加熱帯２９は、電力ヒータ３４を備える。金属帯１３は、加熱帯２９で電力ヒータ３４によって予め定める温度に加熱されて焼鈍される。徐冷帯３０は、焼鈍された金属帯１３を放冷して金属帯１３の温度を緩やかに低下させる。冷却帯３１は、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７を備える。第１および第２冷却ノズル手段３６，３７は、金属帯１３の一方および他方表面から間隔をあけて金属帯１３を挟んで対向配置されており、金属帯１３の一方および他方表面に対してほぼ垂直に雰囲気ガスを吹付けて金属帯１３を冷却する。冷却帯３１は、予熱帯１５とほぼ同一の上下方向位置に設けられている。
【００２１】
冷却帯３１で金属帯１３の冷却に使用された雰囲気ガスは、遠心送風機である第１および第２予熱用遠心ファン（以後、第１および第２予熱用ファンと呼ぶ）３９，４０によって吸引経路４１，４２を介してそれぞれ吸引され、第１および第２予熱ダクト４３，４４を経由して第１および第２予熱ノズル手段１７，１８にそれぞれ供給される。第１および第２予熱ダクト４３，４４には、第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６がそれぞれ設けられている。第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６は第１および第２予熱ノズル手段１７，１８に供給される雰囲気ガスの流量を調整する。第１および第２予熱用ファン３９，４０と、吸引経路４１，４２と、第１および第２予熱ダクト４３，４４と、第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６とは予熱用雰囲気ガス供給手段４８を構成する。
【００２２】
予熱帯１５で金属帯１３の予熱に使用された雰囲気ガスは、遠心送風機である第１および第２冷却用遠心ファン（以後、第１および第２冷却用ファンと呼ぶ）５０，５１によって吸引経路５２，５３を介して吸引され、第１および第２冷却ダクト５４，５５を経由して第１および第２冷却ノズル手段３６，３７にそれぞれ供給される。吸引経路５２，５３には、第１および第２クーラ５６，５７がそれぞれ設けられており、第１および第２クーラ５６，５７には第１および第２シャッタ５８，５９がそれぞれ設けられている。第１および第２シャッタ５８，５９は、第１および第２クーラ５６，５７を通過する雰囲気ガスの流量を調整する。吸引経路５２，５３には、第１および第２クーラ５６，５７を通過しないバイパス経路６０，６１が接続されている。
【００２３】
第１および第２冷却ダクト５４，５５には、第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４がそれぞれ設けられている。第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４は、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７に供給される雰囲気ガスの流量を調整する。第１および第２冷却用ファン５０，５１と、吸引経路５２，５３と、バイパス経路６０，６１と、第１および第２冷却ダクト５４，５５と、第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４とは冷却用雰囲気ガス供給手段６５を構成する。第１および第２クーラ５６，５７と、第１および第２シャッタ５８，５９とは雰囲気ガス冷却手段６２を構成する。
【００２４】
強制冷却帯３３は、第１〜第３強制冷却室６６，６７，６８を備える。第１強制冷却室６６は、第１および第２強制冷却ノズル手段６９，７０を備える。第１および第２強制冷却ノズル手段６９，７０は、金属帯１３の一方および他方表面から間隔をあけて金属帯１３を挟んで対向配置されており、金属帯１３の一方および他方表面に対してほぼ垂直に雰囲気ガスを吹付けて金属帯１３を強制冷却する。金属帯１３の強制冷却に使用された雰囲気ガスは、強制冷却用遠心ファン７１によって吸引経路７３およびクーラ７４を介して吸引され、冷却ダクト７５を経由して第１および第２強制冷却ノズル手段６９，７０に供給される。このように雰囲気ガスは第１強制冷却室６６近辺の限られた領域で自己循環される。第２および第３強制冷却室６７，６８の構成は、第１強制冷却室６６の構成と同一である。
【００２５】
入側および出側シュート１４，２８の下部には、入口シールロール７７および出口シールロール７８がそれぞれ設けられている。入口および出口シールロール７７，７８は、金属帯１３の導入および導出を行いながら、入側および出側シュート１４，２８の下部をシールし、入側シュート１４、第１トップロール室２０、連結室２５、第２トップロール室２３および出側シュート２８の内部空間を還元性雰囲気に保つ。出側シュート２８の近傍には、雰囲気ガス供給源８０が設けられている。雰囲気ガス供給源８０は、前記内部空間内の雰囲気ガスの圧力が大気圧よりもわずかに高くなるように雰囲気ガスを供給し、入口および出口シールロール７７，７８から前記内部空間内への大気の侵入を防止する。
【００２６】
金属帯１３は、入口シールロール７７を介して入側シュート１４内に導入され、上向きに通板されて予熱帯１５で予熱される。予熱された金属帯１３は、さらに上向きに通板されて第１トップロール室２０に導入され、第１トップロール２１に巻掛けられて水平方向に通板方向を転換される。水平方向に通板される金属帯１３は、連結室２５を経て第２トップロール室２３に導入され、第２トップロール２４に巻掛けられて下向きに通板方向を転換される。下向きに通板される金属帯１３は加熱帯２９で加熱され、徐冷帯３０で徐冷され、冷却帯３１で冷却され、強制冷却帯３３で強制冷却される。強制冷却された金属帯１３は、出口シールロール７８を介して出側シュート２８から導出される。
【００２７】
第１および第２トップロール２１，２４は、高耐熱性ゴムから成る被覆層を有するロールであり、鋼製ロールにゴムスリーブを外嵌して接着剤で接着することによって製造される。被覆層の高耐熱性ゴムは、耐熱温度：１８０℃以上，硬さ：７０〜９５の特性を有することが好ましい。硬さは、日本工業規格Ｋ６３０１に規定される試験方法によって測定される。耐熱温度の下限値が１８０℃に限定されるのは、下限値未満の耐熱温度では金属帯１３の予熱温度を充分に高めることが困難であり、加熱帯２９における電力原単位を低減して省エネルギを図ることができないからである。耐熱温度の上限値は、特に限定する必要はないけれども、ゴムとしての制約から実質的に３００℃に限定される。硬さの下限値が７０に限定されるのは、下限値未満の硬さではゴム被覆層の摩耗速度が速くなり、耐久性が低下するからである。硬さの上限値が９５に限定されるのは、上限値を超える硬さのゴムを被覆すると金属帯１３にスリップ傷が発生しやすくなるからである。ゴム材質はシリコーンゴムでもよく、フッ素ゴムでもよく、その他の特殊合成ゴムでもよい。
【００２８】
図２は、図１に示す第１および第２予熱ノズル手段１７，１８付近の構成と、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７付近の構成とを対向する位置を上下左右にずらして簡略化して示す斜視図であり、図３は図１に示す予熱帯１５および冷却帯３１の構成を簡略化して示す正面断面図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た平面断面図であり、図５は図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た平面断面図である。
【００２９】
第１および第２予熱ノズル手段１７，１８は、ノズルヘッダ部材１７ａ，１８ａと、複数のノズル部材１７ｂ，１８ｂとをそれぞれ備える。ノズルヘッダ部材１７ａ，１８ａは金属帯１３の通板方向および幅方向に延在し、複数（本実施の形態では５）のノズル部材１７ｂ，１８ｂに雰囲気ガスを分配する。ノズル部材１７ｂ，１８ｂは、ノズルヘッダ部材１７ａ，１８ａに通板方向に間隔をあけて、かつ幅方向に延在して設けられ、ノズル孔から雰囲気ガスを噴射して金属帯１３に吹付ける。ノズル部材１７ｂとノズル部材１８ｂとは通板方向に相互にずれた位置に設けられている。
【００３０】
第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の上下方向下部で、かつ幅方向一端部（図４および図５の上側）の外方には、短い間隔をあけて第１冷却用ファン５０が設けられている。第１冷却用ファン５０は、予熱帯１５の側壁に設けられ、その吸引口５０ａは金属帯１３、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の幅方向一端部を臨む位置に開口している。第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の幅方向一端部と、第１冷却用ファン５０の吸引口５０ａとの間の空間は、吸引経路５２を形成する。
【００３１】
吸引経路５２には、第１クーラ５６が設けられており、第１クーラ５６の第１冷却用ファン５０側には第１シャッタ５８が近接して設けられている。第１クーラ５６は上第１クーラ５６ａと、下第１クーラ５６ｂとから成る。上および下第１クーラ５６ａ，５６ｂは上下方向に間隔をあけて設けられており、第１冷却用ファン５０によって吸引される雰囲気ガスを冷却する。第１シャッタ５８は、上第１シャッタ５８ａと下第１シャッタ５８ｂとから成る。上および下第１シャッタ５８ａ，５８ｂは上および下第１クーラ５６ａ，５６ｂにそれぞれ対応して設けられている。第１シャッタ５８は、開度調整可能に構成されており、その開度調整によって第１クーラ５６を通過する雰囲気ガスの流量を調整して雰囲気ガスの温度を調整することができる。
【００３２】
さらに詳しく述べると、第１シャッタ５８を全閉にすれば、すなわち第１クーラ５６を通過する雰囲気ガスの流量を零にすれば、雰囲気ガスは上および下第１クーラ５６ａ，５６ｂの上下方向の隙間を通過する。したがって、雰囲気ガスの温度低下は生じない。前記隙間は第１クーラ５６を通過しない雰囲気ガスのバイパス経路６０（以後、バイパス経路と呼ぶ）を形成する。これに対して、第１シャッタ５８を全開にすれば、第１クーラ５６の全冷却面とバイパス経路６０とを雰囲気ガスが通過するので、雰囲気ガスの温度低下量は最大となる。
【００３３】
第１冷却用ファン５０の吐出口５０ｂは、第１冷却ダクト５４の一端部に接続されている。第１冷却ダクト５４はほぼ水平に延在し、その他端部は第１冷却ノズル手段３６に接続されている。第１冷却ダクト５４の他端部付近は、複数（本実施の形態では５）の経路に仕切られており、仕切られた各経路には第１冷却風量調整ダンパ６３がそれぞれ設けられている。各第１冷却風量調整ダンパ６３には、ダンパ調整モータ８３がそれぞれ取付けられている。各ダンパ調整モータ８３によって各第１冷却風量調整ダンパ６３を駆動して各経路の開度を調整すれば第１冷却ダクト５４を通過する雰囲気ガスの流量を調整することができる。
【００３４】
第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の上下方向上部で、かつ幅方向他端部の外方には短い間隔をあけて第２冷却用ファン５１が設けられている。第２冷却用ファン５１は予熱帯１５の側壁に設けられ、その吸引口５１ａは金属帯１３、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の幅方向他端部を臨む位置に開口している。第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の幅方向他端部と、第２冷却用ファン５１の吸引口５１ａとの間の空間は、吸引経路５３を形成する。吸引経路５３には、第２クーラ５７が設けられており、第２クーラ５７の第２冷却用ファン５１側には第２シャッタ５９が近接して設けられている。第２クーラ５７は、第１クーラ５６と同様に上第２クーラ５７ａと下第２クーラ５７ｂとから成り、第２シャッタ５９は、第１シャッタ５８と同様に上第２シャッタ５９ａと下第２シャッタ５９ｂとから成る。上および下第２クーラ５７ａ，５７ｂの上下方向の隙間はバイパス経路６１を形成する。
【００３５】
第２冷却用ファン５１の吐出口５１ｂは、第２冷却ダクト５５の一端部に接続されている。第２冷却ダクト５５はほぼ水平に延在し、その他端部は第２冷却ノズル手段３７に接続されている。第２冷却ダクト５５の他端部付近は、第１冷却ダクト５４の他端部付近と同一の構成を有しており、５つの経路に仕切られている。５つに仕切られた各経路には、第２冷却風量調整ダンパ６４がそれぞれ設けられており、各第２冷却風量調整ダンパ６４にはダンパ調整モータ８４がそれぞれ取付けられている。
【００３６】
第１および第２冷却ノズル手段３６，３７は、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８と同一の構成を有しており、ノズルヘッダ部材３６ａ，３７ａと、５つのノズル部材３６ｂ，３７ｂとをそれぞれ備える。第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の上下方向上部で、かつ幅方向一端部の外方には、短い間隔をあけて第１予熱用ファン３９が設けられている。第１予熱用ファン３９は冷却帯３１の側壁に設けられ、その吸引口３９ａは金属帯１３、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の幅方向一端部を臨む位置に開口している。第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の幅方向一端部と第１予熱用ファン３９の吸引口３９ａとの間の空間は、吸引経路４１を形成する。
【００３７】
第１予熱用ファン３９の吐出口３９ｂは第１予熱ダクト４３の一端部に接続されている。第１予熱ダクト４３はほぼ水平に延在し、その他端部は第１予熱ノズル手段１７のノズルヘッダ部材１７ａに接続されている。第１予熱ダクト４３の他端部付近は５つの経路に仕切られており、各経路には第１予熱風量調整ダンパ４５がそれぞれ設けられており、各第１予熱風量調整ダンパ４５にはレバー８６が取付けられている。レバー８６によって手動で各第１予熱風量調整ダンパ４５を駆動して各経路の開度を調整すれば第１予熱ダクト４３を通過する雰囲気ガスの流量を調整することができる。
【００３８】
第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の上下方向下部で、かつ幅方向他端部の外方には、短い間隔をあけて第２予熱用ファン４０が設けられている。第２予熱用ファン４０は冷却帯３１の側壁に設けられ、その吸引口４０ａは金属帯１３、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の幅方向他端部を臨む位置に開口している。第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の幅方向他端部と、第２予熱用ファン４０の吸引口４０ａとの間の空間は、吸引経路４２を形成する。第２予熱用ファン４０の吐出口４０ｂは第２予熱ダクト４４の一端部に接続されている。第２予熱ダクト４４は、ほぼ水平に延在し、その他端部は第２予熱ノズル手段１８のノズルヘッダ部材１８ａに接続されている。第２予熱ダクト４４の他端部付近は、第１予熱ダクト４３の他端部付近と同一の構成を有しており、５つの経路に仕切られている。５つに仕切られた各経路には、第２予熱風量調整ダンパ４６がそれぞれ設けられており、各第２予熱風量調整ダンパ４６にはレバー８７が取付けられている。
【００３９】
第１および第２冷却ノズル手段３６，３７から噴射された雰囲気ガスは焼鈍された金属帯１３に吹付けられて金属帯１３を冷却するとともに、焼鈍された金属帯１３から奪った熱によって加熱される。この金属帯１３の冷却に使用されて温度の高くなった雰囲気ガスは第１および第２予熱用ファン３９，４０によって吸引され、第１および第２予熱ダクト４３，４４を介して第１および第２予熱ノズル手段１７，１８に供給される。
【００４０】
第１および第２予熱ノズル手段１７，１８に供給された雰囲気ガスは、ノズル部材１７ｂ，１８ｂから噴射されて金属帯１３に吹付けられる。金属帯１３に吹付けられた雰囲気ガスは、金属帯１３を予熱するとともに金属帯１３によって熱を奪われて冷却される。この金属帯１３の予熱に使用されて温度の低下した雰囲気ガスは第１および第２冷却用ファン５０，５１によって吸引され、第１および第２クーラ５６，５７によってさらに冷却されて第１および第２冷却ダクト５４，５５を介して第１および第２冷却ノズル手段３６，３７に供給される。予熱帯１５および冷却帯３１において金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの流量は、第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６と、第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４とによって調整される。また冷却帯３１において金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの温度は第１および第２シャッタ５８，５９によって調整される。
【００４１】
このように、雰囲気ガスの流量および温度を調整することができるので、金属帯１３の予熱および冷却を効率的に行うことができる。また前述のように第１および第２冷却用ファン５０，５１の吸引口５０ａ，５１ａが第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の近傍に開口しているので、第１および第２クーラ５６，５７の第１および第２シャッタ５８，５９を全閉にすれば金属帯１３の予熱に使用されて温度の低下した雰囲気ガスをそれ以上の温度低下が生じないうちに吸引することができる。これによって、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７に供給される雰囲気ガスの温度を比較的高目に維持することができる。したがって、金属帯１３の板厚が薄いときでも、緩冷却を行うことが可能となり、金属帯１３のしわの発生を防止することができる。
【００４２】
また同様に第１および第２予熱用ファン３９，４０の吸引口３９ａ，４０ａが第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の近傍に開口しているので、焼鈍された金属帯の冷却に使用されて温度の上昇した雰囲気ガスを温度低下が生じないうちに吸引することができる。これによって、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８に供給される雰囲気ガスの温度を高目に維持することができるので、金属帯１３の予熱を効率的に行うことができる。
【００４３】
また予熱帯１５および冷却帯３１の上下方向高さがほぼ同一であり、かつ第１および第２予熱ダクト４３，４４と第１および第２冷却ダクト５４，５５とがほぼ水平に延在しており、さらに雰囲気ガスが遠心ファンによって金属帯３の幅方向に沿って吸引され、吸引方向に垂直な方向に吐出されるので、雰囲気ガスを最短距離で供給することが可能となり、ダクト長を最短にすることができる。これによって、雰囲気ガスの輸送中の温度低下を低減することが可能となり、前述のような保温効果をさらに高めることができるとともに、構成のコンパクト化を図ることが可能となる。また前述のように予熱帯１５に第１および第２冷却用ファン５０，５１と、第１および第２クーラ５６，５７とが設けられ、冷却帯３１に第１および第２予熱用ファン３９，４０が設けられているので、構成のコンパクト化をさらに図ることができる。
【００４４】
また第１および第２トップロール２１，２４が高耐熱性ゴムから成る被覆層を有するので、金属帯１３の予熱温度を高めることが可能となる。これによって、加熱帯２９の電力ヒータ３４の電力原単位を低減することができる。また金属帯１３の表面光沢の低下を防止することができる。
【００４５】
次に竪形連続焼鈍装置１１における金属帯１３の焼鈍方法について説明する。
冷間圧延された状態の金属帯１３は竪形連続焼鈍装置１１に導入され、予熱帯１５で予熱される。前述のように第１および第２トップロール２１，２４は高耐熱性ゴムから成る被覆層を有するので、金属帯１３の予熱温度を従来よりも高目に設定することができる。また第１および第２トップロール２１，２４の水冷ジャケット２６の冷却能力を低減することができる。予熱された金属帯１３は、加熱帯２９で予め定める焼鈍温度になるように加熱され、引続き徐冷帯３０、冷却帯３１および強制冷却帯３３で順次冷却されて焼鈍される。
【００４６】
予熱帯１５では、冷却帯３１において金属帯１３の冷却に使用された雰囲気ガス、すなわち焼鈍された高温の金属帯１３から熱を奪って温度が高くなった雰囲気ガスが前述のようにそれ以上の温度低下が生じないように第１および第２予熱用ファン３９，４０によって金属帯１３に吹付けられる。これによって、金属帯１３は効率的に予熱される。冷却帯３１では、予熱帯１５において金属帯１３の冷却に使用された雰囲気ガス、すなわち金属帯１３によって熱を奪われて温度が低下した雰囲気ガスがさらに第１および第２クーラ５６，５７で冷却された後、第１および第２冷却用ファン５０，５１によって吸引および輸送されて金属帯１３に吹付けられる。これによって、金属帯１３は効率的に冷却される。
【００４７】
また金属帯１３の板厚が薄くて冷却帯３１で緩冷却を行う必要があるときは、前述のように第１および第２クーラ５６，５７の第１および第２シャッタ５８，５９を全閉にすれば金属帯１３の予熱に使用された雰囲気ガスの温度がそれ以上低下しないように第１および第２冷却用ファン５０，５１によって吸引および輸送されて金属帯１３に吹付けられる。これによって金属帯１３が緩冷却され、しわの発生を防止することが可能となる。
【００４８】
前述のように予熱帯１５において、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８から金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの流量、すなわち予熱用雰囲気ガス供給手段４８から供給される予熱用雰囲気ガス流量は、第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６によって調整される。冷却帯３１において、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７から金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの流量、すなわち冷却用雰囲気ガス供給手段６５から供給される冷却用雰囲気ガス流量は第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４によって調整される。
【００４９】
本実施の形態では、予熱用雰囲気ガス流量と冷却用雰囲気ガス流量とは等しくなるように調整される。これによって、予熱帯１５および冷却帯３１において金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガス流量と吸引される雰囲気ガス流量とが等しくなるので、予熱帯１５および冷却帯３１から周囲への雰囲気ガスの流出が防止されるとともに周囲から予熱帯１３および冷却帯３１への雰囲気ガスの流入が防止される。したがって、予熱用雰囲気ガス流量が冷却用雰囲気ガス流量よりも大きいときに生じる不具合、すなわち金属帯１３の予熱に使用された温度の低下した雰囲気ガスが入側シュート１４、第１トップロール室２０、連結室２５および第２トップロール室２３を経由して加熱帯２９内に流入して加熱帯２９の雰囲気温度を低下させる不具合の発生を防止することができる。また冷却用雰囲気ガス流量が予熱用雰囲気ガス流量よりも大きいときに生じる不具合、すなわち雰囲気ガスが加熱帯２９の上部から第２トップロール室２３に流入し、第２トップロール室２３の温度上昇による第２トップロール２４の焼損事故などの不具合の発生を防止することができる。
【００５０】
このように、本実施の形態の金属帯１３の焼鈍方法によれば、予熱温度を高めることができるので、金属帯１３の加熱に要する電力原単位を低減することが可能となる。また冷却帯３１において、金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの温度を調整することが可能であるので、金属帯１３の板厚が薄いときでもしわの発生を防止することができる。また予熱用および冷却用雰囲気ガス流量が等しくなるように調整されるので、加熱帯２９の雰囲気温度の低下および入側シュート１４内への大気の侵入を防止することができる。
【００５１】
（実施例１）
本発明の処理条件でＳＵＳ３０４から成るステンレス冷間圧延鋼帯を焼鈍処理した実施例１と、本発明から外れた処理条件でＳＵＳ３０４から成るステンレス冷間圧延鋼帯を焼鈍処理した比較例１とについて加熱用電力原単位を求めて比較した。ステンレス冷間圧延鋼帯の寸法は、実施例１および比較例１とも板厚：１．１５ｍｍ、板幅：１２５２ｍｍに設定した。焼鈍処理は、実施例１および比較例１とも竪形連続焼鈍装置１１において実施した。実施例１および比較例１における第１および第２トップロール２１，２４のゴム被覆層の耐熱温度は、１８０℃，１６０℃にそれぞれ設定した。実施例１および比較例１の処理条件と、ステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度と、加熱用電力の低減率とを表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
実施例１の処理条件で第１および第２シャッタ５８，５９の開度が５０％に設定されているのは、５０％未満のシャッタ開度では予熱能力が過大となり、ステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度がゴム被覆層の耐熱温度を超える恐れがあるからである。比較例１の処理条件で、第１および第２シャッタ５８，５９の開度が１００％に設定されているのは、予熱能力を最低にしてステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度がゴム被覆層の耐熱温度を超えないようにするためであり、予熱用雰囲気ガス流量が冷却用雰囲気ガス流量よりも大きくなるように設定されているのは、過剰な予熱用雰囲気ガスによって第１および第２トップロール２１，２４を冷却して保護するためである。加熱用電力の低減率は、実施例１および比較例１の電力原単位の差を求め、前記求めた差の比較例１の電力原単位に対する割合によって表した。表１から、実施例１は比較例１に比べてステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度が高くなり、加熱用電力原単位を１０％低減できることが判る。
【００５４】
（実施例２）
本発明の処理条件でＳＵＳ４３０から成るステンレス冷間圧延鋼帯を焼鈍処理した実施例２と、本発明から外れた処理条件でＳＵＳ４３０から成るステンレス冷間圧延鋼帯を焼鈍処理した比較例２とについて加熱用電力原単位を求めて比較した。ステンレス冷間圧延鋼帯の寸法は、実施例２および比較例２とも板厚：０．９５ｍｍ、板幅：１０３０ｍｍに設定した。焼鈍処理は、実施例２および比較例２とも竪形連続焼鈍装置１１において実施した。実施例２および比較例２における第１および第２トップロール２１，２４のゴム被覆層の耐熱温度は、１８０℃，１６０℃にそれぞれ設定した。実施例２および比較例２の処理条件と、ステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度と、加熱用電力の低減率とを表２に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】
実施例２の処理条件で第１および第２シャッタ５８，５９の開度が０％、すなわち全閉に設定されているのは、予熱能力を最大にして予熱温度を高めるためである。実施例２のその他の処理条件および比較例２の処理条件は、表１の実施例１および比較例１と同一である。表２から、実施例２は比較例２に比べてステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度が高くなり、加熱用電力原単位を７．６％低減できることが判る。
【００５７】
以上述べたように本実施の形態では第１および第２トップロール２１，２４は耐熱温度：１８０℃以上のゴムから成る被覆層を有するように構成されているけれども、金属帯の表面光沢などの表面性状に対する要求があまり厳しくない場合には、ゴム被覆層を有さない他の高耐熱性材料、たとえば耐熱鋼から成るトップロールを用いるように構成してもよい。また冷却用および予熱用雰囲気ガスは遠心送風機である遠心ファンによって吸引および輸送されているけれども、他の型式の送風機を用いるように構成してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の本発明によれば、トップロールが高耐熱性材料から成るので、金属帯の予熱温度を高めることができる。したがって、加熱帯に導入される金属帯の温度を高めることが可能となり、加熱に要するエネルギを削減することができる。また金属帯を緩冷却することができるので板厚の薄い金属帯を通板するときでも、しわの発生を防止することができる。
【００５９】
また請求項２記載の本発明によれば、トップロールが耐熱温度の高いゴムから成る被覆層を有するので、金属帯の予熱温度を高めることができるとともに、金属帯の表面光沢の低下を防止することができる。これによって、金属帯の表面光沢を保つための加熱エネルギの削減を図ることが可能となる。
【００６０】
また請求項３記載の本発明によれば、雰囲気ガスを吸引方向に対して垂直な方向に吐出する遠心送風機が備えられるので、雰囲気ガスの輸送距離を短くすることができる。これによって冷却用および予熱用雰囲気ガス供給手段の構成をコンパクトにすることができる。
【００６１】
また請求項４記載の本発明によれば、予熱用および冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス流量が同一であるので、雰囲気ガスが入側シュートの頂部を介して加熱帯に流入して加熱帯の雰囲気温度を低下させる不具合の発生を防止することができる。またトップロール焼損などの不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である竪形連続焼鈍装置１１の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２】図１に示す第１および第２予熱ノズル手段１７，１８付近の構成と、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７付近の構成とを対向する位置を上下左右にずらして簡略化して示す斜視図である。
【図３】図１に示す予熱帯１５および冷却帯３１の構成を簡略化して示す正面断面図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た平面断面図である。
【図５】図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た平面断面図である。
【図６】特公平５−１４７７３号公報の図１に示される竪形連続焼鈍装置の構成を簡略化して示す系統図である。
【符号の説明】
１１ 竪形連続焼鈍装置
１３ 金属帯
１４ 入側シュート
１５ 予熱帯
１７ 第１予熱ノズル手段
１８ 第２予熱ノズル手段
２９ 加熱帯
３０ 徐冷帯
３１ 冷却帯
３３ 強制冷却帯
３６ 第１冷却ノズル手段
３７ 第２冷却ノズル手段
３９ 第１予熱用ファン
４０ 第２予熱用ファン
４８ 予熱用雰囲気ガス供給手段
５０ 第１冷却用ファン
５２ 第２冷却用ファン
５６ 第１クーラ
５７ 第２クーラ
６２ 雰囲気ガス冷却手段
６５ 冷却用雰囲気ガス供給手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯を雰囲気ガス中で連続的に焼鈍する竪形連続焼鈍装置および金属帯の焼鈍方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、冷間圧延を行ったステンレス鋼帯などの金属帯には、加工硬化した素地を軟化させるために焼鈍処理が施される。また金属帯の表面の光沢が重要視される場合には、還元性雰囲気ガス中で光輝焼鈍処理が施される。金属帯の連続雰囲気焼鈍装置に関連する先行技術として、特公平５−１４７７３号公報が開示されている。
【０００３】
図６は、特公平５−１４７７３号公報の図１に示される竪形連続焼鈍装置の構成を簡略化して示す系統図である。金属帯１は上向きに通板され、トップロール２で通板方向が下向きに反転される。下向きに反転された金属帯１は、焼鈍炉３で加熱され、さらに複数の冷却装置４で冷却される。冷却装置４では、金属帯１に還元性雰囲気ガス（以後、雰囲気ガスと呼ぶ）が吹付けられ、金属帯１が冷却されるとともに、吹付けられた雰囲気ガスが金属帯１から熱を奪って加熱される。加熱された雰囲気ガスは、高温送風機５によって回収され、トップロール２の下方で、かつ入側シュート８の上部に設けられている予熱装置６に供給される。
予熱装置６では金属帯１に雰囲気ガスが吹付けられ、金属帯が予熱されるとともに、吹付けられた雰囲気ガスが金属帯１に熱を奪われて冷却される。抜熱された雰囲気ガスは、入側シュート８の下部に設けられた低温送風機７によって吸引されて入側シュート８の下部から回収される。これによって、吸引された雰囲気ガスは入側シュート８内を下向きに流れ、上向きに通板される金属帯１と向流接触するので、金属帯１を充分に予熱することができるとともに、金属帯１によってさらに抜熱されて冷却される。低温送風機７によって入側シュート８の下部から吸引された雰囲気ガスは、冷却器９で冷却されて複数の冷却装置４のうちで焼鈍炉３に近い上流側の冷却装置４に戻される。
【０００４】
このように、この先行技術では金属帯１が予熱されるので、金属帯１を焼鈍炉３で焼鈍する際に要する加熱用エネルギを削減することができる。また予熱に使用された雰囲気ガスが充分に抜熱されるので、冷却器９の冷却負荷を減少させることができる。さらに抜熱されて温度の低下した雰囲気ガスが冷却器９でさらに冷却された後、冷却装置４で金属帯１に吹付けられるので、金属帯１の板厚が比較的厚い厚ゲージ通板時には金属帯１を効率良く冷却することができる。この先行技術にはこのような利点がある反面、比較的板厚が薄い薄ゲージ通板時には、入側シュート８の下部から吸引される雰囲気ガスの温度が低いので、冷却器９を休止しても冷却装置４で金属帯１に吹付けられる雰囲気ガスの冷却能が過大となり、金属帯１が急冷されて金属帯１にしわが発生しやすいという問題がある。
【０００５】
しわの発生は、金属帯１にとって致命的な欠陥であるので、薄ゲージ通板時には、予熱経路を閉じて予熱を行わないで、すなわち予熱に使用された温度の低下した雰囲気ガスを金属帯１に吹付けないで通板する必要がある。このように、予熱経路を閉じて通板すれば、緩冷却を行うことが可能となり、しわの発生を防止することができるけれども、薄ゲージ通板から厚ゲージ通板に切換える場合、滞留ガスによるテンパカラーが発生しやすくなるという新たな問題が生じる。
【０００６】
この滞留ガスによるテンパカラーの発生防止および緩冷却に関連する先行技術として特開平１１−２３６６２３号公報が開示されている。この先行技術には、金属帯の予熱および冷却を行う循環経路と、金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを冷却帯から回収し、昇温させて冷却帯に戻すための昇温経路と、前記循環経路と前記昇温経路とを金属帯の板厚に応じて切換えて使用する切換弁群とを含む連続還元性雰囲気焼鈍装置の構成が記載されている。この先行技術では、雰囲気ガスの滞留が生じないので、滞留ガスによるテンパカラーの発生を防止することが可能であり、かつ昇温経路が設けられるので、薄ゲージ通板時に緩冷却を行うことができる。この先行技術にはこのような利点がある反面、昇温経路および切換弁群などを設ける必要があり、構成が複雑になるという問題がある。
【０００７】
また前記２つの先行技術には、ともにトップロールにゴム被覆ロールを使用する場合、金属帯の予熱温度がゴムの耐熱温度によって制限されるので、予熱温度を充分に高めることができないという問題がある。すなわち、予熱温度の上昇による加熱用エネルギーの削減を充分に図ることができないという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単な構成で確実に、金属帯の予熱温度を高めて省エネルギーを図ることが可能であり、かつ金属帯の板厚が薄い場合でも緩冷却を行ってしわの発生を防止することができる竪形連続焼鈍装置および金属帯の焼鈍方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属帯を上向きに通板させる入側シュートに設けられ、金属帯に雰囲気ガスを吹付けて予熱する予熱帯と、入側シュートの頂部で反転されて下向きに通板される金属帯に対して焼鈍のための加熱を行う加熱帯と、加熱帯の下方に設けられ、焼鈍された金属帯に雰囲気ガスを吹付けて冷却する冷却帯とを備える竪形連続焼鈍装置において、
予熱帯および冷却帯の上方に設けられ、金属帯の通板方向を上向きから下向きに反転させる高耐熱性材料から成るトップロールと、
予熱帯に設けられ、焼鈍された金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを金属帯に吹付ける予熱ノズル手段と、
冷却帯に設けられ、金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを焼鈍された金属帯に吹付ける冷却ノズル手段と、
金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを吸引して冷却ノズル手段に流量調整可能に供給する冷却用雰囲気ガス供給手段であって、雰囲気ガスの吸引口が予熱ノズル手段の近傍に設けられ、前記予熱ノズル手段と前記雰囲気ガスの吸引口とを接続するバイパス経路を有する冷却用雰囲気ガス供給手段と、
冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス吸引口と、予熱ノズル手段との間に設けられ、金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを通過させて冷却するクーラと、クーラを通過する雰囲気ガスの流量を調整可能なシャッタとを有する雰囲気ガス冷却手段と、
焼鈍された金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを吸引して予熱ノズル手段に流量調整可能に供給する予熱用雰囲気ガス供給手段であって、雰囲気ガスの吸引口が冷却ノズル手段の近傍に設けられる予熱用雰囲気ガス供給手段とを含むことを特徴とする竪形連続焼鈍装置である。
【００１０】
本発明に従えば、雰囲気ガスは冷却帯で冷却ノズル手段から焼鈍された金属帯に吹付けられて、金属帯を冷却するとともに、金属帯から熱を奪って加熱される。金属帯の冷却に使用されて加熱された雰囲気ガスは、予熱用雰囲気ガス供給手段によって冷却ノズル手段の近傍に設けられた雰囲気ガスの吸引口を介して吸引され、予熱ノズル手段に供給される。予熱ノズル手段に供給された雰囲気ガスは、予熱帯で予熱ノズル手段から金属帯に吹付けられて金属帯を予熱するとともに金属帯に熱を奪われて冷却される。金属帯の予熱に使用されて温度の低下した雰囲気ガスは、雰囲気ガス冷却手段のクーラによって冷却され、シャッタによって流量調整された後、冷却用雰囲気ガス供給手段によって予熱ノズル手段の近傍に設けられた雰囲気ガスの吸引口を介して吸引され、冷却ノズル手段に供給される。
【００１１】
予熱用および冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス吸引口は、予熱および冷却ノズル手段の近傍にそれぞれ設けられているので、金属帯の冷却に使用されて加熱された予熱用雰囲気ガスと、金属帯の予熱に使用された後、さらに雰囲気ガス冷却手段によって冷却されて温度の低下した冷却用雰囲気ガスはその温度をほぼ保った状態で吸引されて予熱および冷却ノズル手段にそれぞれ供給される。これによって、予熱用および冷却用雰囲気ガスは金属帯を効率的に予熱および冷却することができる。また、たとえばバイパス経路を設けて金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスが雰囲気ガス冷却手段を通過しないようにすれば、雰囲気ガスの温度低下を金属帯の抜熱分のみに止どめることができるので、雰囲気ガスの温度を比較的高目に保つことが可能となり、金属帯を緩冷却することができる。したがって、板厚の薄い金属帯を通板するときでも、しわの発生を防止することができる。またトップロールが高耐熱性材料から成るので、金属帯の予熱温度を高めることができる。したがって、加熱帯に導入される金属帯の温度を高めることが可能となり、加熱に要するエネルギを削減することができる。
【００１２】
また本発明は、トップロールは、耐熱温度１８０℃以上のゴムから成る被覆層を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、トップロールが耐熱温度の高いゴムから成る被覆層を有するので、金属帯の予熱温度を高めることができるとともに、金属帯の表面光沢の低下を防止することができる。これによって、金属帯の表面光沢を保ったまま加熱エネルギの削減を図ることが可能となる。
【００１４】
また本発明は、冷却用および予熱用雰囲気ガス供給手段は遠心送風機を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、雰囲気ガスを吸引方向に対して垂直な方向に吐出する遠心送風機が備えられるので、金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスおよび金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを金属帯の幅方向に沿って吸引し、金属帯の板面に対して垂直な方向に吐出することができる。したがって、雰囲気ガスを最短距離で冷却および予熱ノズル手段にそれぞれ供給することが可能となり、冷却用および予熱用雰囲気ガス供給手段の構成をコンパクトにすることができる。
【００１６】
また本発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の竪形連続焼鈍装置を準備し、金属帯に雰囲気ガスを吹付けて予熱した後、予め定める温度になるように加熱し、引続き雰囲気ガスを吹付けて冷却する金属帯の焼鈍方法であって、
予熱用雰囲気ガス供給手段から供給される予熱用雰囲気ガス流量と、冷却用雰囲気ガス供給手段から供給される冷却用雰囲気ガス流量とが等しくなるように調整されることを特徴とする金属帯の焼鈍方法である。
【００１７】
本発明に従えば、予熱用および冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス流量が同一であるので、予熱用雰囲気ガス供給手段から供給される雰囲気ガス流量が相対的に大きいときに生じる不具合、すなわち雰囲気ガスが入側シュートの頂部を介して加熱帯に流入し、加熱帯の雰囲気温度を低下させる不具合の発生を防止することができる。また冷却用雰囲気ガス供給手段から供給される雰囲気ガス流量が相対的に大きいときに生じる不具合、すなわち雰囲気ガスが加熱帯上部からトップロール室に流入し、トップロール室の温度上昇によるトップロールの焼損事故などの不具合の発生を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である竪形連続焼鈍装置１１の構成を簡略化して示す系統図である。この竪形連続焼鈍装置１１は、冷間圧延されたステンレス鋼帯などの金属帯１３を還元性雰囲気ガス中で連続的に光輝焼鈍を行う装置である。還元性雰囲気ガス（以後、雰囲気ガスと呼ぶ）は、たとえば水素７５％、窒素２５％から成る。竪形連続焼鈍装置１１は、入側シュート１４を備える。入側シュート１４は、ほぼ鉛直に立設され、焼鈍されるべき金属帯１３を上向きに通板させる。入側シュート１４の上下方向途中位置には、予熱帯１５が設けられており、予熱帯１５には、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８が設けられている。第１および第２予熱ノズル手段１７，１８は、金属帯１３の一方および他方表面から間隔をあけて金属帯１３を挟んで対向配置されており、金属帯１３の一方および他方表面に対してほぼ垂直に雰囲気ガスを吹付けて金属帯１３を予熱する。
【００１９】
入側シュート１４の上部には、第１トップロール室２０が設けられており、第１トップロール室２０には、金属帯１３の通板方向を上向きから水平方向に転換する第１トップロール２１が設けられている。第１トップロール室２０の近傍には、水平方向に間隔をあけて第２トップロール室２３が対向配置されており、第２トップロール室２３には、金属帯１３の通板方向を水平方向から下向きに転換する第２トップロール２４が設けられている。第１および第２トップロール室２０，２３は、連結室２５を介して連結されている。第１および第２トップロール室２０，２３の側壁の外面には水冷ジャケット２６がそれぞれ設けられており、第１トップロール室２０の入口および第２トップロール室２３の出口にはシャッタ部材２７がそれぞれ設けられている。水冷ジャケット２６は、第１および第２トップロール室２０，２３の雰囲気温度の上昇を抑制し、第１および第２トップロール２１，２４を保護する。シャッタ部材２７は、ライン休止時に閉じて炉内雰囲気ガスの循環を防止するとともに、後述する加熱帯２９からの輻射熱による第２トップロール２４の焼損を防止する。
【００２０】
第２トップロール室２３の下部には、出側シュート２８が接続されている。出側シュート２８は、ほぼ鉛直に立設され、金属帯１３を下向きに通板させる。出側シュート２８には、加熱帯２９と、徐冷帯３０と、冷却帯３１と、強制冷却帯３３とが上方から下方に向けてこの順序に配設されている。加熱帯２９は、電力ヒータ３４を備える。金属帯１３は、加熱帯２９で電力ヒータ３４によって予め定める温度に加熱されて焼鈍される。徐冷帯３０は、焼鈍された金属帯１３を放冷して金属帯１３の温度を緩やかに低下させる。冷却帯３１は、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７を備える。第１および第２冷却ノズル手段３６，３７は、金属帯１３の一方および他方表面から間隔をあけて金属帯１３を挟んで対向配置されており、金属帯１３の一方および他方表面に対してほぼ垂直に雰囲気ガスを吹付けて金属帯１３を冷却する。冷却帯３１は、予熱帯１５とほぼ同一の上下方向位置に設けられている。
【００２１】
冷却帯３１で金属帯１３の冷却に使用された雰囲気ガスは、遠心送風機である第１および第２予熱用遠心ファン（以後、第１および第２予熱用ファンと呼ぶ）３９，４０によって吸引経路４１，４２を介してそれぞれ吸引され、第１および第２予熱ダクト４３，４４を経由して第１および第２予熱ノズル手段１７，１８にそれぞれ供給される。第１および第２予熱ダクト４３，４４には、第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６がそれぞれ設けられている。第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６は第１および第２予熱ノズル手段１７，１８に供給される雰囲気ガスの流量を調整する。第１および第２予熱用ファン３９，４０と、吸引経路４１，４２と、第１および第２予熱ダクト４３，４４と、第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６とは予熱用雰囲気ガス供給手段４８を構成する。
【００２２】
予熱帯１５で金属帯１３の予熱に使用された雰囲気ガスは、遠心送風機である第１および第２冷却用遠心ファン（以後、第１および第２冷却用ファンと呼ぶ）５０，５１によって吸引経路５２，５３を介して吸引され、第１および第２冷却ダクト５４，５５を経由して第１および第２冷却ノズル手段３６，３７にそれぞれ供給される。吸引経路５２，５３には、第１および第２クーラ５６，５７がそれぞれ設けられており、第１および第２クーラ５６，５７には第１および第２シャッタ５８，５９がそれぞれ設けられている。第１および第２シャッタ５８，５９は、第１および第２クーラ５６，５７を通過する雰囲気ガスの流量を調整する。吸引経路５２，５３には、第１および第２クーラ５６，５７を通過しないバイパス経路６０，６１が接続されている。
【００２３】
第１および第２冷却ダクト５４，５５には、第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４がそれぞれ設けられている。第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４は、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７に供給される雰囲気ガスの流量を調整する。第１および第２冷却用ファン５０，５１と、吸引経路５２，５３と、バイパス経路６０，６１と、第１および第２冷却ダクト５４，５５と、第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４とは冷却用雰囲気ガス供給手段６５を構成する。第１および第２クーラ５６，５７と、第１および第２シャッタ５８，５９とは雰囲気ガス冷却手段６２を構成する。
【００２４】
強制冷却帯３３は、第１〜第３強制冷却室６６，６７，６８を備える。第１強制冷却室６６は、第１および第２強制冷却ノズル手段６９，７０を備える。第１および第２強制冷却ノズル手段６９，７０は、金属帯１３の一方および他方表面から間隔をあけて金属帯１３を挟んで対向配置されており、金属帯１３の一方および他方表面に対してほぼ垂直に雰囲気ガスを吹付けて金属帯１３を強制冷却する。金属帯１３の強制冷却に使用された雰囲気ガスは、強制冷却用遠心ファン７１によって吸引経路７３およびクーラ７４を介して吸引され、冷却ダクト７５を経由して第１および第２強制冷却ノズル手段６９，７０に供給される。このように雰囲気ガスは第１強制冷却室６６近辺の限られた領域で自己循環される。第２および第３強制冷却室６７，６８の構成は、第１強制冷却室６６の構成と同一である。
【００２５】
入側および出側シュート１４，２８の下部には、入口シールロール７７および出口シールロール７８がそれぞれ設けられている。入口および出口シールロール７７，７８は、金属帯１３の導入および導出を行いながら、入側および出側シュート１４，２８の下部をシールし、入側シュート１４、第１トップロール室２０、連結室２５、第２トップロール室２３および出側シュート２８の内部空間を還元性雰囲気に保つ。出側シュート２８の近傍には、雰囲気ガス供給源８０が設けられている。雰囲気ガス供給源８０は、前記内部空間内の雰囲気ガスの圧力が大気圧よりもわずかに高くなるように雰囲気ガスを供給し、入口および出口シールロール７７，７８から前記内部空間内への大気の侵入を防止する。
【００２６】
金属帯１３は、入口シールロール７７を介して入側シュート１４内に導入され、上向きに通板されて予熱帯１５で予熱される。予熱された金属帯１３は、さらに上向きに通板されて第１トップロール室２０に導入され、第１トップロール２１に巻掛けられて水平方向に通板方向を転換される。水平方向に通板される金属帯１３は、連結室２５を経て第２トップロール室２３に導入され、第２トップロール２４に巻掛けられて下向きに通板方向を転換される。下向きに通板される金属帯１３は加熱帯２９で加熱され、徐冷帯３０で徐冷され、冷却帯３１で冷却され、強制冷却帯３３で強制冷却される。強制冷却された金属帯１３は、出口シールロール７８を介して出側シュート２８から導出される。
【００２７】
第１および第２トップロール２１，２４は、高耐熱性ゴムから成る被覆層を有するロールであり、鋼製ロールにゴムスリーブを外嵌して接着剤で接着することによって製造される。被覆層の高耐熱性ゴムは、耐熱温度：１８０℃以上，硬さ：７０〜９５の特性を有することが好ましい。硬さは、日本工業規格Ｋ６３０１に規定される試験方法によって測定される。耐熱温度の下限値が１８０℃に限定されるのは、下限値未満の耐熱温度では金属帯１３の予熱温度を充分に高めることが困難であり、加熱帯２９における電力原単位を低減して省エネルギを図ることができないからである。耐熱温度の上限値は、特に限定する必要はないけれども、ゴムとしての制約から実質的に３００℃に限定される。硬さの下限値が７０に限定されるのは、下限値未満の硬さではゴム被覆層の摩耗速度が速くなり、耐久性が低下するからである。硬さの上限値が９５に限定されるのは、上限値を超える硬さのゴムを被覆すると金属帯１３にスリップ傷が発生しやすくなるからである。ゴム材質はシリコーンゴムでもよく、フッ素ゴムでもよく、その他の特殊合成ゴムでもよい。
【００２８】
図２は、図１に示す第１および第２予熱ノズル手段１７，１８付近の構成と、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７付近の構成とを対向する位置を上下左右にずらして簡略化して示す斜視図であり、図３は図１に示す予熱帯１５および冷却帯３１の構成を簡略化して示す正面断面図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た平面断面図であり、図５は図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た平面断面図である。
【００２９】
第１および第２予熱ノズル手段１７，１８は、ノズルヘッダ部材１７ａ，１８ａと、複数のノズル部材１７ｂ，１８ｂとをそれぞれ備える。ノズルヘッダ部材１７ａ，１８ａは金属帯１３の通板方向および幅方向に延在し、複数（本実施の形態では５）のノズル部材１７ｂ，１８ｂに雰囲気ガスを分配する。ノズル部材１７ｂ，１８ｂは、ノズルヘッダ部材１７ａ，１８ａに通板方向に間隔をあけて、かつ幅方向に延在して設けられ、ノズル孔から雰囲気ガスを噴射して金属帯１３に吹付ける。ノズル部材１７ｂとノズル部材１８ｂとは通板方向に相互にずれた位置に設けられている。
【００３０】
第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の上下方向下部で、かつ幅方向一端部（図４および図５の上側）の外方には、短い間隔をあけて第１冷却用ファン５０が設けられている。第１冷却用ファン５０は、予熱帯１５の側壁に設けられ、その吸引口５０ａは金属帯１３、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の幅方向一端部を臨む位置に開口している。第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の幅方向一端部と、第１冷却用ファン５０の吸引口５０ａとの間の空間は、吸引経路５２を形成する。
【００３１】
吸引経路５２には、第１クーラ５６が設けられており、第１クーラ５６の第１冷却用ファン５０側には第１シャッタ５８が近接して設けられている。第１クーラ５６は上第１クーラ５６ａと、下第１クーラ５６ｂとから成る。上および下第１クーラ５６ａ，５６ｂは上下方向に間隔をあけて設けられており、第１冷却用ファン５０によって吸引される雰囲気ガスを冷却する。第１シャッタ５８は、上第１シャッタ５８ａと下第１シャッタ５８ｂとから成る。上および下第１シャッタ５８ａ，５８ｂは上および下第１クーラ５６ａ，５６ｂにそれぞれ対応して設けられている。第１シャッタ５８は、開度調整可能に構成されており、その開度調整によって第１クーラ５６を通過する雰囲気ガスの流量を調整して雰囲気ガスの温度を調整することができる。
【００３２】
さらに詳しく述べると、第１シャッタ５８を全閉にすれば、すなわち第１クーラ５６を通過する雰囲気ガスの流量を零にすれば、雰囲気ガスは上および下第１クーラ５６ａ，５６ｂの上下方向の隙間を通過する。したがって、雰囲気ガスの温度低下は生じない。前記隙間は第１クーラ５６を通過しない雰囲気ガスのバイパス経路６０（以後、バイパス経路と呼ぶ）を形成する。これに対して、第１シャッタ５８を全開にすれば、第１クーラ５６の全冷却面とバイパス経路６０とを雰囲気ガスが通過するので、雰囲気ガスの温度低下量は最大となる。
【００３３】
第１冷却用ファン５０の吐出口５０ｂは、第１冷却ダクト５４の一端部に接続されている。第１冷却ダクト５４はほぼ水平に延在し、その他端部は第１冷却ノズル手段３６に接続されている。第１冷却ダクト５４の他端部付近は、複数（本実施の形態では５）の経路に仕切られており、仕切られた各経路には第１冷却風量調整ダンパ６３がそれぞれ設けられている。各第１冷却風量調整ダンパ６３には、ダンパ調整モータ８３がそれぞれ取付けられている。各ダンパ調整モータ８３によって各第１冷却風量調整ダンパ６３を駆動して各経路の開度を調整すれば第１冷却ダクト５４を通過する雰囲気ガスの流量を調整することができる。
【００３４】
第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の上下方向上部で、かつ幅方向他端部の外方には短い間隔をあけて第２冷却用ファン５１が設けられている。第２冷却用ファン５１は予熱帯１５の側壁に設けられ、その吸引口５１ａは金属帯１３、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の幅方向他端部を臨む位置に開口している。第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の幅方向他端部と、第２冷却用ファン５１の吸引口５１ａとの間の空間は、吸引経路５３を形成する。吸引経路５３には、第２クーラ５７が設けられており、第２クーラ５７の第２冷却用ファン５１側には第２シャッタ５９が近接して設けられている。第２クーラ５７は、第１クーラ５６と同様に上第２クーラ５７ａと下第２クーラ５７ｂとから成り、第２シャッタ５９は、第１シャッタ５８と同様に上第２シャッタ５９ａと下第２シャッタ５９ｂとから成る。上および下第２クーラ５７ａ，５７ｂの上下方向の隙間はバイパス経路６１を形成する。
【００３５】
第２冷却用ファン５１の吐出口５１ｂは、第２冷却ダクト５５の一端部に接続されている。第２冷却ダクト５５はほぼ水平に延在し、その他端部は第２冷却ノズル手段３７に接続されている。第２冷却ダクト５５の他端部付近は、第１冷却ダクト５４の他端部付近と同一の構成を有しており、５つの経路に仕切られている。５つに仕切られた各経路には、第２冷却風量調整ダンパ６４がそれぞれ設けられており、各第２冷却風量調整ダンパ６４にはダンパ調整モータ８４がそれぞれ取付けられている。
【００３６】
第１および第２冷却ノズル手段３６，３７は、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８と同一の構成を有しており、ノズルヘッダ部材３６ａ，３７ａと、５つのノズル部材３６ｂ，３７ｂとをそれぞれ備える。第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の上下方向上部で、かつ幅方向一端部の外方には、短い間隔をあけて第１予熱用ファン３９が設けられている。第１予熱用ファン３９は冷却帯３１の側壁に設けられ、その吸引口３９ａは金属帯１３、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の幅方向一端部を臨む位置に開口している。第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の幅方向一端部と第１予熱用ファン３９の吸引口３９ａとの間の空間は、吸引経路４１を形成する。
【００３７】
第１予熱用ファン３９の吐出口３９ｂは第１予熱ダクト４３の一端部に接続されている。第１予熱ダクト４３はほぼ水平に延在し、その他端部は第１予熱ノズル手段１７のノズルヘッダ部材１７ａに接続されている。第１予熱ダクト４３の他端部付近は５つの経路に仕切られており、各経路には第１予熱風量調整ダンパ４５がそれぞれ設けられており、各第１予熱風量調整ダンパ４５にはレバー８６が取付けられている。レバー８６によって手動で各第１予熱風量調整ダンパ４５を駆動して各経路の開度を調整すれば第１予熱ダクト４３を通過する雰囲気ガスの流量を調整することができる。
【００３８】
第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の上下方向下部で、かつ幅方向他端部の外方には、短い間隔をあけて第２予熱用ファン４０が設けられている。第２予熱用ファン４０は冷却帯３１の側壁に設けられ、その吸引口４０ａは金属帯１３、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の幅方向他端部を臨む位置に開口している。第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の幅方向他端部と、第２予熱用ファン４０の吸引口４０ａとの間の空間は、吸引経路４２を形成する。第２予熱用ファン４０の吐出口４０ｂは第２予熱ダクト４４の一端部に接続されている。第２予熱ダクト４４は、ほぼ水平に延在し、その他端部は第２予熱ノズル手段１８のノズルヘッダ部材１８ａに接続されている。第２予熱ダクト４４の他端部付近は、第１予熱ダクト４３の他端部付近と同一の構成を有しており、５つの経路に仕切られている。５つに仕切られた各経路には、第２予熱風量調整ダンパ４６がそれぞれ設けられており、各第２予熱風量調整ダンパ４６にはレバー８７が取付けられている。
【００３９】
第１および第２冷却ノズル手段３６，３７から噴射された雰囲気ガスは焼鈍された金属帯１３に吹付けられて金属帯１３を冷却するとともに、焼鈍された金属帯１３から奪った熱によって加熱される。この金属帯１３の冷却に使用されて温度の高くなった雰囲気ガスは第１および第２予熱用ファン３９，４０によって吸引され、第１および第２予熱ダクト４３，４４を介して第１および第２予熱ノズル手段１７，１８に供給される。
【００４０】
第１および第２予熱ノズル手段１７，１８に供給された雰囲気ガスは、ノズル部材１７ｂ，１８ｂから噴射されて金属帯１３に吹付けられる。金属帯１３に吹付けられた雰囲気ガスは、金属帯１３を予熱するとともに金属帯１３によって熱を奪われて冷却される。この金属帯１３の予熱に使用されて温度の低下した雰囲気ガスは第１および第２冷却用ファン５０，５１によって吸引され、第１および第２クーラ５６，５７によってさらに冷却されて第１および第２冷却ダクト５４，５５を介して第１および第２冷却ノズル手段３６，３７に供給される。予熱帯１５および冷却帯３１において金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの流量は、第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６と、第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４とによって調整される。また冷却帯３１において金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの温度は第１および第２シャッタ５８，５９によって調整される。
【００４１】
このように、雰囲気ガスの流量および温度を調整することができるので、金属帯１３の予熱および冷却を効率的に行うことができる。また前述のように第１および第２冷却用ファン５０，５１の吸引口５０ａ，５１ａが第１および第２予熱ノズル手段１７，１８の近傍に開口しているので、第１および第２クーラ５６，５７の第１および第２シャッタ５８，５９を全閉にすれば金属帯１３の予熱に使用されて温度の低下した雰囲気ガスをそれ以上の温度低下が生じないうちに吸引することができる。これによって、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７に供給される雰囲気ガスの温度を比較的高目に維持することができる。したがって、金属帯１３の板厚が薄いときでも、緩冷却を行うことが可能となり、金属帯１３のしわの発生を防止することができる。
【００４２】
また同様に第１および第２予熱用ファン３９，４０の吸引口３９ａ，４０ａが第１および第２冷却ノズル手段３６，３７の近傍に開口しているので、焼鈍された金属帯の冷却に使用されて温度の上昇した雰囲気ガスを温度低下が生じないうちに吸引することができる。これによって、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８に供給される雰囲気ガスの温度を高目に維持することができるので、金属帯１３の予熱を効率的に行うことができる。
【００４３】
また予熱帯１５および冷却帯３１の上下方向高さがほぼ同一であり、かつ第１および第２予熱ダクト４３，４４と第１および第２冷却ダクト５４，５５とがほぼ水平に延在しており、さらに雰囲気ガスが遠心ファンによって金属帯３の幅方向に沿って吸引され、吸引方向に垂直な方向に吐出されるので、雰囲気ガスを最短距離で供給することが可能となり、ダクト長を最短にすることができる。これによって、雰囲気ガスの輸送中の温度低下を低減することが可能となり、前述のような保温効果をさらに高めることができるとともに、構成のコンパクト化を図ることが可能となる。また前述のように予熱帯１５に第１および第２冷却用ファン５０，５１と、第１および第２クーラ５６，５７とが設けられ、冷却帯３１に第１および第２予熱用ファン３９，４０が設けられているので、構成のコンパクト化をさらに図ることができる。
【００４４】
また第１および第２トップロール２１，２４が高耐熱性ゴムから成る被覆層を有するので、金属帯１３の予熱温度を高めることが可能となる。これによって、加熱帯２９の電力ヒータ３４の電力原単位を低減することができる。また金属帯１３の表面光沢の低下を防止することができる。
【００４５】
次に竪形連続焼鈍装置１１における金属帯１３の焼鈍方法について説明する。
冷間圧延された状態の金属帯１３は竪形連続焼鈍装置１１に導入され、予熱帯１５で予熱される。前述のように第１および第２トップロール２１，２４は高耐熱性ゴムから成る被覆層を有するので、金属帯１３の予熱温度を従来よりも高目に設定することができる。また第１および第２トップロール２１，２４の水冷ジャケット２６の冷却能力を低減することができる。予熱された金属帯１３は、加熱帯２９で予め定める焼鈍温度になるように加熱され、引続き徐冷帯３０、冷却帯３１および強制冷却帯３３で順次冷却されて焼鈍される。
【００４６】
予熱帯１５では、冷却帯３１において金属帯１３の冷却に使用された雰囲気ガス、すなわち焼鈍された高温の金属帯１３から熱を奪って温度が高くなった雰囲気ガスが前述のようにそれ以上の温度低下が生じないように第１および第２予熱用ファン３９，４０によって金属帯１３に吹付けられる。これによって、金属帯１３は効率的に予熱される。冷却帯３１では、予熱帯１５において金属帯１３の冷却に使用された雰囲気ガス、すなわち金属帯１３によって熱を奪われて温度が低下した雰囲気ガスがさらに第１および第２クーラ５６，５７で冷却された後、第１および第２冷却用ファン５０，５１によって吸引および輸送されて金属帯１３に吹付けられる。これによって、金属帯１３は効率的に冷却される。
【００４７】
また金属帯１３の板厚が薄くて冷却帯３１で緩冷却を行う必要があるときは、前述のように第１および第２クーラ５６，５７の第１および第２シャッタ５８，５９を全閉にすれば金属帯１３の予熱に使用された雰囲気ガスの温度がそれ以上低下しないように第１および第２冷却用ファン５０，５１によって吸引および輸送されて金属帯１３に吹付けられる。これによって金属帯１３が緩冷却され、しわの発生を防止することが可能となる。
【００４８】
前述のように予熱帯１５において、第１および第２予熱ノズル手段１７，１８から金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの流量、すなわち予熱用雰囲気ガス供給手段４８から供給される予熱用雰囲気ガス流量は、第１および第２予熱風量調整ダンパ４５，４６によって調整される。冷却帯３１において、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７から金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの流量、すなわち冷却用雰囲気ガス供給手段６５から供給される冷却用雰囲気ガス流量は第１および第２冷却風量調整ダンパ６３，６４によって調整される。
【００４９】
本実施の形態では、予熱用雰囲気ガス流量と冷却用雰囲気ガス流量とは等しくなるように調整される。これによって、予熱帯１５および冷却帯３１において金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガス流量と吸引される雰囲気ガス流量とが等しくなるので、予熱帯１５および冷却帯３１から周囲への雰囲気ガスの流出が防止されるとともに周囲から予熱帯１３および冷却帯３１への雰囲気ガスの流入が防止される。したがって、予熱用雰囲気ガス流量が冷却用雰囲気ガス流量よりも大きいときに生じる不具合、すなわち金属帯１３の予熱に使用された温度の低下した雰囲気ガスが入側シュート１４、第１トップロール室２０、連結室２５および第２トップロール室２３を経由して加熱帯２９内に流入して加熱帯２９の雰囲気温度を低下させる不具合の発生を防止することができる。また冷却用雰囲気ガス流量が予熱用雰囲気ガス流量よりも大きいときに生じる不具合、すなわち雰囲気ガスが加熱帯２９の上部から第２トップロール室２３に流入し、第２トップロール室２３の温度上昇による第２トップロール２４の焼損事故などの不具合の発生を防止することができる。
【００５０】
このように、本実施の形態の金属帯１３の焼鈍方法によれば、予熱温度を高めることができるので、金属帯１３の加熱に要する電力原単位を低減することが可能となる。また冷却帯３１において、金属帯１３に吹付けられる雰囲気ガスの温度を調整することが可能であるので、金属帯１３の板厚が薄いときでもしわの発生を防止することができる。また予熱用および冷却用雰囲気ガス流量が等しくなるように調整されるので、加熱帯２９の雰囲気温度の低下および入側シュート１４内への大気の侵入を防止することができる。
【００５１】
（実施例１）
本発明の処理条件でＳＵＳ３０４から成るステンレス冷間圧延鋼帯を焼鈍処理した実施例１と、本発明から外れた処理条件でＳＵＳ３０４から成るステンレス冷間圧延鋼帯を焼鈍処理した比較例１とについて加熱用電力原単位を求めて比較した。ステンレス冷間圧延鋼帯の寸法は、実施例１および比較例１とも板厚：１．１５ｍｍ、板幅：１２５２ｍｍに設定した。焼鈍処理は、実施例１および比較例１とも竪形連続焼鈍装置１１において実施した。実施例１および比較例１における第１および第２トップロール２１，２４のゴム被覆層の耐熱温度は、１８０℃，１６０℃にそれぞれ設定した。実施例１および比較例１の処理条件と、ステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度と、加熱用電力の低減率とを表１に示す。
【００５２】
【表１】
実施例１の処理条件で第１および第２シャッタ５８，５９の開度が５０％に設定されているのは、５０％未満のシャッタ開度では予熱能力が過大となり、ステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度がゴム被覆層の耐熱温度を超える恐れがあるからである。比較例１の処理条件で、第１および第２シャッタ５８，５９の開度が１００％に設定されているのは、予熱能力を最低にしてステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度がゴム被覆層の耐熱温度を超えないようにするためであり、予熱用雰囲気ガス流量が冷却用雰囲気ガス流量よりも大きくなるように設定されているのは、過剰な予熱用雰囲気ガスによって第１および第２トップロール２１，２４を冷却して保護するためである。加熱用電力の低減率は、実施例１および比較例１の電力原単位の差を求め、前記求めた差の比較例１の電力原単位に対する割合によって表した。表１から、実施例１は比較例１に比べてステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度が高くなり、加熱用電力原単位を１０％低減できることが判る。
【００５４】
（実施例２）
本発明の処理条件でＳＵＳ４３０から成るステンレス冷間圧延鋼帯を焼鈍処理した実施例２と、本発明から外れた処理条件でＳＵＳ４３０から成るステンレス冷間圧延鋼帯を焼鈍処理した比較例２とについて加熱用電力原単位を求めて比較した。ステンレス冷間圧延鋼帯の寸法は、実施例２および比較例２とも板厚：０．９５ｍｍ、板幅：１０３０ｍｍに設定した。焼鈍処理は、実施例２および比較例２とも竪形連続焼鈍装置１１において実施した。実施例２および比較例２における第１および第２トップロール２１，２４のゴム被覆層の耐熱温度は、１８０℃，１６０℃にそれぞれ設定した。実施例２および比較例２の処理条件と、ステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度と、加熱用電力の低減率とを表２に示す。
【００５５】
【表２】
実施例２の処理条件で第１および第２シャッタ５８，５９の開度が０％、すなわち全閉に設定されているのは、予熱能力を最大にして予熱温度を高めるためである。実施例２のその他の処理条件および比較例２の処理条件は、表１の実施例１および比較例１と同一である。表２から、実施例２は比較例２に比べてステンレス冷間圧延鋼帯の予熱温度が高くなり、加熱用電力原単位を７．６％低減できることが判る。
【００５７】
以上述べたように本実施の形態では第１および第２トップロール２１，２４は耐熱温度：１８０℃以上のゴムから成る被覆層を有するように構成されているけれども、金属帯の表面光沢などの表面性状に対する要求があまり厳しくない場合には、ゴム被覆層を有さない他の高耐熱性材料、たとえば耐熱鋼から成るトップロールを用いるように構成してもよい。また冷却用および予熱用雰囲気ガスは遠心送風機である遠心ファンによって吸引および輸送されているけれども、他の型式の送風機を用いるように構成してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の本発明によれば、トップロールが高耐熱性材料から成るので、金属帯の予熱温度を高めることができる。したがって、加熱帯に導入される金属帯の温度を高めることが可能となり、加熱に要するエネルギを削減することができる。また金属帯を緩冷却することができるので板厚の薄い金属帯を通板するときでも、しわの発生を防止することができる。
【００５９】
また請求項２記載の本発明によれば、トップロールが耐熱温度の高いゴムから成る被覆層を有するので、金属帯の予熱温度を高めることができるとともに、金属帯の表面光沢の低下を防止することができる。これによって、金属帯の表面光沢を保つための加熱エネルギの削減を図ることが可能となる。
【００６０】
また請求項３記載の本発明によれば、雰囲気ガスを吸引方向に対して垂直な方向に吐出する遠心送風機が備えられるので、雰囲気ガスの輸送距離を短くすることができる。これによって冷却用および予熱用雰囲気ガス供給手段の構成をコンパクトにすることができる。
【００６１】
また請求項４記載の本発明によれば、予熱用および冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス流量が同一であるので、雰囲気ガスが入側シュートの頂部を介して加熱帯に流入して加熱帯の雰囲気温度を低下させる不具合の発生を防止することができる。またトップロール焼損などの不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である竪形連続焼鈍装置１１の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２】図１に示す第１および第２予熱ノズル手段１７，１８付近の構成と、第１および第２冷却ノズル手段３６，３７付近の構成とを対向する位置を上下左右にずらして簡略化して示す斜視図である。
【図３】図１に示す予熱帯１５および冷却帯３１の構成を簡略化して示す正面断面図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た平面断面図である。
【図５】図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た平面断面図である。
【図６】特公平５−１４７７３号公報の図１に示される竪形連続焼鈍装置の構成を簡略化して示す系統図である。
【符号の説明】
１１ 竪形連続焼鈍装置
１３ 金属帯
１４ 入側シュート
１５ 予熱帯
１７ 第１予熱ノズル手段
１８ 第２予熱ノズル手段
２９ 加熱帯
３０ 徐冷帯
３１ 冷却帯
３３ 強制冷却帯
３６ 第１冷却ノズル手段
３７ 第２冷却ノズル手段
３９ 第１予熱用ファン
４０ 第２予熱用ファン
４８ 予熱用雰囲気ガス供給手段
５０ 第１冷却用ファン
５２ 第２冷却用ファン
５６ 第１クーラ
５７ 第２クーラ
６２ 雰囲気ガス冷却手段
６５ 冷却用雰囲気ガス供給手段
Claims (4)
- 金属帯を上向きに通板させる入側シュートに設けられ、金属帯に雰囲気ガスを吹付けて予熱する予熱帯と、入側シュートの頂部で反転されて下向きに通板される金属帯に対して焼鈍のための加熱を行う加熱帯と、加熱帯の下方に設けられ、焼鈍された金属帯に雰囲気ガスを吹付けて冷却する冷却帯とを備える竪形連続焼鈍装置において、
予熱帯および冷却帯の上方に設けられ、金属帯の通板方向を上向きから下向きに反転させる高耐熱性材料から成るトップロールと、
予熱帯に設けられ、焼鈍された金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを金属帯に吹付ける予熱ノズル手段と、
冷却帯に設けられ、金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを焼鈍された金属帯に吹付ける冷却ノズル手段と、
金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを吸引して冷却ノズル手段に流量調整可能に供給する冷却用雰囲気ガス供給手段であって、雰囲気ガスの吸引口が予熱ノズル手段の近傍に設けられ、前記予熱ノズル手段と前記雰囲気ガスの吸引口とを接続するバイパス経路を有する冷却用雰囲気ガス供給手段と、
冷却用雰囲気ガス供給手段の雰囲気ガス吸引口と、予熱ノズル手段との間に設けられ、金属帯の予熱に使用された雰囲気ガスを通過させて冷却するクーラと、クーラを通過する雰囲気ガスの流量を調整可能なシャッタとを有する雰囲気ガス冷却手段と、
焼鈍された金属帯の冷却に使用された雰囲気ガスを吸引して予熱ノズル手段に流量調整可能に供給する予熱用雰囲気ガス供給手段であって、雰囲気ガスの吸引口が冷却ノズル手段の近傍に設けられる予熱用雰囲気ガス供給手段とを含むことを特徴とする竪形連続焼鈍装置。 - トップロールは、耐熱温度１８０℃以上のゴムから成る被覆層を有することを特徴とする請求項１記載の竪形連続焼鈍装置。
- 冷却用および予熱用雰囲気ガス供給手段は遠心送風機を備えることを特徴とする請求項１または２記載の竪形連続焼鈍装置。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の竪形連続焼鈍装置を準備し、金属帯に雰囲気ガスを吹付けて予熱した後、予め定める温度になるように加熱し、引続き雰囲気ガスを吹付けて冷却する金属帯の焼鈍方法であって、
予熱用雰囲気ガス供給手段から供給される予熱用雰囲気ガス流量と、冷却用雰囲気ガス供給手段から供給される冷却用雰囲気ガス流量とが等しくなるように調整されることを特徴とする金属帯の焼鈍方法。
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