JP4676939B2

JP4676939B2 - 塩回収装置及び方法，並びに鋼線ルーズコイルの熱処理設備及び熱処理方法

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Publication number: JP4676939B2
Application number: JP2006250084A
Authority: JP
Inventors: 豊左田野; 正弘土岐; 幸弘高橋; 康裕和田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: JP2008069419A

Description

本発明は，オーステナイト状態の鋼線ルーズコイルを溶融塩浴により冷却する際に鋼線ルーズコイルに付着した溶融塩を回収する，塩回収装置及び方法，並びに鋼線ルーズコイルの熱処理設備及び熱処理方法に関する。

従来より，中・高炭素鋼の線材を製造する際に，鋼線材に強度を付与することを目的として，鋼線材を熱間圧延してから，そのままのオーステナイト状態又はオーステナイト状態まで再加熱してから５００℃前後の温度まで急冷して微細パーライトに変態させるパテンティングと呼ばれる熱処理技術が知られている。

特に，熱間圧延された直後の鋼線ルーズコイルの顕熱を利用するように，上述したパテンティングを，圧延ラインに続けてインラインで直接的に行う直接熱処理技術は，直接パテンティングと呼ばれる（特許文献１参照）。

直接パテンティングは，例えば以下のようにして行われる。まず，圧延ラインにおいて熱間圧延した鋼線材をオーステナイト状態のまま巻き取って連続する非同心リング状態である鋼線ルーズコイルにしてから，この鋼線ルーズコイルを，第１及び第２の溶融塩浴槽内に満たされた溶融塩に浸漬させながら搬送し，冷却処理及び恒温処理を施す。次いで，鋼線ルーズコイルを例えば水等の洗浄液で洗浄し，鋼線ルーズコイルの表面に付着した溶融塩を除去してから収束装置で鋼線コイル製品にする。

鋼線ルーズコイルを洗浄した洗浄液に含まれる塩は回収される（非特許文献１参照）。特許文献２，３には，鋼線ルーズコイルを洗浄した後の塩含有洗浄液を第１の溶融塩浴槽の溶融塩にスプレーすることによって，溶融塩を回収する塩回収装置が開示されている。

特開昭５６−３８４２６号公報実開昭６１−１９１４６１号公報特開平２−２４５２１３号公報製鉄研究，３１５，９４（１９８４）

しかしながら，第１の溶融塩浴槽の溶融塩は，鋼線ルーズコイルを所定の冷却速度で冷却するよう４５０℃程度の高温に維持されている。このため，上記特許文献２，３に記載の塩回収装置を用いて溶融塩を回収する際に，塩含有洗浄液を第１の溶融塩浴槽の溶融塩にスプレーすると，高温の溶融塩表面で激しい沸騰現象が起こり，水蒸気と共に塩の蒸気（ヒューム）が発生し，集塵機の集塵能力を低下させたり，集塵機までのダクトを閉塞させる等，本設備周辺の環境を汚染してしまう場合がある。

本発明は，上記課題に鑑みてなされたものであり，鋼線ルーズコイルを溶融塩に浸漬して冷却する際に，鋼線ルーズコイルに付着した溶融塩を，安全に且つ環境汚染を生じさせずに回収する塩回収装置及び方法，並びに鋼線ルーズコイルの熱処理設備及び熱処理方法を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために，本発明によれば，溶融塩浴による熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄した塩含有洗浄液から塩を回収する塩回収装置において，溶融塩浴槽の溶融塩と塩含有洗浄液とを熱交換させ，塩含有洗浄液の水分を蒸発させる熱交換器と，前記溶融塩浴槽の溶融塩を，前記熱交換器に循環供給させる循環経路と，前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩を前記溶融塩浴槽に供給する供給経路と，を有し，前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩は，水希釈状態の塩であり，前記熱交換器は，その内部に塩含有洗浄液を導入する導入口，前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩を排出する排出口，及び前記熱交換器にて蒸発させた塩含有洗浄液の水分を蒸気として排気する排気口，を備えた容器と，該容器内に配設され，前記循環経路によって循環供給させた前記溶融塩浴槽の溶融塩が流れる熱交換用配管と，を有し，前記熱交換用配管の少なくとも一部が，前記容器内に導入された塩含有洗浄液と熱的に接触するように配置され，前記容器は，前記塩含有洗浄液導入口と前記塩排出口との間に設けた堰によって仕切られた，塩含有洗浄液を各々貯留する複数の熱交換用貯留部を有し，前記堰の下部には，塩含有洗浄液が移動可能な孔が設けられ，前記熱交換用配管は，前記熱交換用貯留部に各々貯留された塩含有洗浄液と熱的に接触するように配置されていることを特徴とする塩回収装置が提供される。

前記塩回収装置において，前記熱交換器で回収された塩の排出口には，温度を検知して開閉するバルブを設置してもよい。

本発明によれば，溶融塩浴により鋼線ルーズコイルを熱処理する熱処理設備において，鋼線ルーズコイルを溶融塩浴槽に浸漬させながら搬送し，熱処理する熱処理装置と，前記熱処理装置で熱処理した鋼線ルーズコイルを洗浄液で洗浄する洗浄装置と，前記溶融塩浴槽の溶融塩と前記鋼線ルーズコイルを洗浄した塩含有洗浄液とを熱交換させ，塩含有洗浄液の水分を蒸発させる熱交換器と，前記溶融塩浴槽の溶融塩を，前記熱交換器に循環供給させる循環経路と，前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩を前記溶融塩浴槽に供給する供給経路と，を有し，前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩は，水希釈状態の塩であり，前記熱交換器は，その内部に塩含有洗浄液を導入する導入口，前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩を排出する排出口，及び前記熱交換器にて蒸発させた塩含有洗浄液の水分を蒸気として排気する排気口，を備えた容器と，該容器内に配設され，前記循環経路によって循環供給させた前記溶融塩浴槽の溶融塩が流れる熱交換用配管と，を有し，前記熱交換用配管の少なくとも一部が，前記容器内に導入された塩含有洗浄液と熱的に接触するように配置され，前記容器は，前記塩含有洗浄液導入口と前記塩排出口との間に設けた堰によって仕切られた，塩含有洗浄液を各々貯留する複数の熱交換用貯留部を有し，前記堰の下部には，塩含有洗浄液が移動可能な孔が設けられ，前記熱交換用配管は，前記熱交換用貯留部に各々貯留された塩含有洗浄液と熱的に接触するように配置されていることを特徴とする，鋼線ルーズコイルの熱処理設備が提供される。

前記鋼線ルーズコイルの熱処理設備において，前記洗浄装置で洗浄する前に，前記熱処理装置で熱処理した鋼線ルーズコイルにガス又は蒸気を噴射する噴射装置を有していてもよい。

前記鋼線ルーズコイルの熱処理設備において，前記塩排出口に，温度を検出して開閉するバルブが設けられていてもよい。

本発明によれば，溶融塩浴による熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄した塩含有洗浄液から塩を回収する塩回収方法において，前記溶融塩浴槽の溶融塩と塩含有洗浄液とを熱交換させ，熱交換させる塩含有洗浄液は，塩含有洗浄液導入口と塩排出口との間に設けた堰によって仕切られた他の熱交換用貯留部に前記堰の下部に設けられた孔から搬送され，塩含有洗浄液の水分を複数回に亘って段階的に蒸発させると共に，前記溶融塩浴槽の溶融塩を冷却し，前記水分を蒸発させて得られた塩を前記溶融塩浴槽に供給し，前記水分を蒸発させて得られた塩は，水希釈状態の塩であることを特徴とする，塩回収方法が提供される。

上記塩回収方法において，前記熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄する前に，ガス又は蒸気を噴射し，鋼線ルーズコイルに付着した溶融塩の一部を吹飛ばしておくようにしてもよい。

本発明によれば，溶融塩浴により鋼線ルーズコイルを熱処理する鋼線ルーズコイルの熱処理方法において，溶融塩浴槽の溶融塩によって鋼線ルーズコイルを熱処理し，前記熱処理した鋼線ルーズコイルを洗浄液で洗浄し，前記溶融塩浴槽の溶融塩と前記鋼線ルーズコイルを洗浄した塩含有洗浄液とを熱交換させ，熱交換させる塩含有洗浄液は，塩含有洗浄液導入口と塩排出口との間に設けた堰によって仕切られた他の熱交換用貯留部に前記堰の下部に設けられた孔から搬送され，塩含有洗浄液の水分を複数回に亘って段階的に蒸発させると共に，前記溶融塩浴槽の溶融塩を冷却し，前記水分を蒸発させて得られた塩を前記溶融塩浴槽に供給することを特徴とする，鋼線ルーズコイルの熱処理方法が提供される。

上記鋼線ルーズコイルの熱処理方法において，前記水分を蒸発させて得られた塩は，水希釈状態の塩であってもよい。

上記鋼線ルーズコイルの熱処理方法において，前記熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄する前に，ガス又は蒸気を噴射し，鋼線ルーズコイルに付着した溶融塩の一部を吹飛ばしておくようにしてもよい。

本発明によれば，溶融塩浴による熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄した後の塩含有洗浄液から塩を回収する際に，溶融塩浴槽の溶融塩と塩含有洗浄液とを熱交換させ，塩含有洗浄液の水分を蒸発させてから回収した塩を溶融塩浴槽内に戻すようにしたことによって，温度差が大きい２つの液体を直接接触させた場合に生じる激しい沸騰及び塩のヒューム等の発生を防止し，これによるトラブルも防止できる。また，鋼線ルーズコイルを冷却する際に温度上昇した溶融塩浴槽の溶融塩の熱を，塩含有洗浄液の水分を蒸発させる熱として有効に利用することができる。特に，塩含有洗浄液から急激にではなく，複数回に亘って段階的に水分を蒸発させると，冷却槽に戻す塩の水分を大量に蒸発させ，水分がゼロ若しくは非常に少ない高濃度の状態で戻すことができ，激しい沸騰及び塩のヒューム等の発生をより効果的に防止できる。さらに，鋼線ルーズコイルを洗浄する前に，鋼線ルーズコイルに付着した溶融塩を吹飛ばして付着量を低減させた場合には，塩含有洗浄液からの塩の回収量が減るため，回収設備をより小型化することができる。以上の点から，本発明によれば，鋼線ルーズコイルの洗浄に用いた洗浄液中に含有する塩を安全且つ確実に回収することができる。

以下，図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について説明をする。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は，本発明の実施の形態に係る熱処理設備１が適用された鋼線材の製造ライン２の構成図である。製造ライン２は，図１に示すように，例えば鋼のビレットを連続する非同心リング状態の鋼線ルーズコイルＷに熱間圧延する圧延ライン３の下流に，鋼線ルーズコイルＷを直接パテンティングする熱処理ライン４を設けた構成を有する。鋼線材の製造ライン２では，鋼のビレット及び鋼線ルーズコイルＷは，図１中，右向きに搬送される。

圧延ライン３は，鋼ビレットを熱間圧延温度に加熱する加熱炉１０，加熱された鋼ビレットを粗・中間圧延する粗・中間圧延機１１，粗・中間圧延された鋼ビレットを鋼線材に圧延する仕上げ圧延機１２，及び鋼線材を連続する非同心リング状態の鋼線ルーズコイルＷに巻取る巻取り機１３が，搬送方向に沿って順に配置された構成を有する。図１に示すように，巻取り機１３で成形された鋼線ルーズコイルＷは，下流の熱処理ライン４に搬送される。

熱処理ライン４は，上流の圧延ライン３から連続する非同心リング状態で搬送された鋼線ルーズコイルＷを，直接熱処理（直接パテンティング）する熱処理設備１と，直接熱処理した鋼線ルーズコイルＷを鋼線コイルに成形する収束装置１５とが，搬送方向に沿って順に配置された構成を有する。

図２は，本発明の実施の形態に係る熱処理設備１の構成図である。図２では，鋼線ルーズコイルＷは，右向きに搬送される。熱処理設備１は，圧延ライン３から搬送された鋼線ルーズコイルＷを溶融塩で熱処理する熱処理装置２０，該熱処理装置２０で熱処理した鋼線ルーズコイルＷを洗浄液としての水で洗浄する洗浄装置２１，及び本発明の実施の形態に係る塩回収装置２２を有する。なお，本実施の形態では，溶融塩として，ＮａＮｏ_３−ＫＮＯ_３を用いている。熱処理装置２０は，圧延ライン３から搬送された鋼線ルーズコイルＷを溶融塩により例えば４５０℃前後の温度まで冷却する冷却装置２５，冷却された鋼線ルーズコイルＷを溶融塩により例えば５５０℃の温度に所定時間保持する恒温装置２６が搬送方向に沿って順に配置された構成を有する。

冷却装置２５は，溶融塩を４５０℃前後の温度で貯留する溶融塩浴槽としての冷却槽３０を備えている。冷却装置２５は，圧延ライン３から搬送された鋼線ルーズコイルＷを，搬送ロール（図示せず）によって冷却槽３０内の溶融塩に浸漬させながら搬送方向に沿って搬送するように構成されている。

恒温装置２６は，溶融塩を５５０℃前後の温度で貯留する溶融塩浴としての恒温槽３１を備えている。恒温装置２６は，冷却装置２５から搬送された鋼線ルーズコイルＷを，搬送ロール（図示せず）によって恒温槽３１内の溶融塩に浸漬させながら搬送するように構成されている。恒温装置２６内の出側の位置の上方には，高圧ガス又は蒸気を鉛直方向に対して傾斜した下向きの噴射方向に噴射する噴射装置３５が設けられている。この噴射装置３５は，溶融塩浴から出た鋼線ルーズコイルＷが恒温装置２６から退出する前に高圧ガス又は蒸気を噴射し，鋼線ルーズコイルＷに付着した溶融塩の一部を吹飛ばして，溶融塩浴に落とすように構成されている。

洗浄装置２１は，例えば水等の洗浄液を鉛直方向下向きに噴射するノズル４１を鋼線ルーズコイルＷの搬送経路に沿ってケーシング４０内の上部に備えた構成を有する。洗浄装置２１は，搬送ロール（図示せず）によってケーシング４０内で鋼線ルーズコイルＷを水平方向に搬送しながら，ノズル４１から洗浄液を噴射し，鋼線ルーズコイルＷに付着した溶融塩を除去するように構成されている。ケーシング４０内の下部には，鋼線ルーズコイルＷを洗浄した後の塩含有洗浄液を貯留する回収槽４２が設けられている。

塩回収装置２２は，冷却装置２５の冷却槽３０に貯留され，鋼線ルーズコイルＷを冷却した溶融塩と，洗浄装置２１の回収槽４２に貯留され，鋼線ルーズコイルＷを洗浄した後の塩含有洗浄液とを熱交換させる熱交換器としての蒸発器５０を，冷却槽３０の外に備えた構成を有する。図３は，塩回収装置２２が備える蒸発器５０の構成を説明する構成図である。

図３に示すように，蒸発器５０は，その内部に塩含有洗浄液が導入される直方体形状の容器５５を備えている。容器５５の上面には，長手方向Ｘの一端部側に容器５５内に塩含有洗浄液を導入する導入口６０が設けられている。この導入口６０には，図２に示す洗浄装置２１の回収槽４２の塩含有洗浄液を蒸発器５０に導入する配管６１がポンプ６２を介して接続されている。また，容器５５の上面には，長手方向Ｘの中央付近に，容器５５内で熱交換によって蒸発させた塩含有洗浄液の水分を蒸気として排気する排気口６３が設けられている。この排気口６３には外部に通じた排気管６５が接続されている。

容器５５の下面には，長手方向Ｘの他端部側（即ち，塩含有洗浄液導入口６０と反対側）に，容器５５内で熱交換させて水分を蒸発させて得られた塩を排出する排出口７０が設けられている。この塩排出口７０には，冷却槽３０に通じる供給経路としての配管７１が接続され，水分を蒸発させて得られた塩を冷却槽３０に供給できるように構成されている。

図３に示すように，容器５５の底面上には，長手方向Ｘにおいて塩含有洗浄液導入口６０側に，（長手方向Ｘに直交する）幅方向Ｙに沿って鉛直方向Ｚに立設した堰７５が設けられている。塩含有洗浄液導入口６０の下方には，この堰７５と，容器５５の三方の内面とによって，塩含有洗浄液導入口６０から導入された塩含有洗浄液を貯留する貯留部８０が形成されている。さらに，貯留部８０と塩排出口７０との間には，堰７５と同様に，容器５５の底面上に幅方向Ｙに沿って鉛直方向Ｚに立設した４つの熱交換用堰７６〜７９が設けられている。容器５５内下部は，これら４つの熱交換用堰７６〜７９によって各々仕切られ，各々が塩含有洗浄液を貯留可能な５つの熱交換用貯留部８１〜８５が形成されている。

貯留部８０及び熱交換用貯留部８１〜８５は，いずれも上方が開放され，堰７５及び熱交換用堰７６〜７９より上側で互いに連通している。本実施の形態では，堰７５と，４つの熱交換用堰７６〜７９は全て，容器５５の上面に達しない同一の高さに設定されている。また，容器５５内に導入された塩含有洗浄液が貯留部８０に満杯に貯留されると，堰７５を越えて，隣接する熱交換用貯留部８１に溢流するように構成されている。

これに対して，熱交換用貯留部８１〜８５を仕切る各熱交換用堰７６〜７９には，各々の下部に小孔９０が設けられており，各熱交換用貯留部８１〜８５に貯留された塩含有洗浄液が，堰７６〜７９の各小孔９０を通して各熱交換用貯留部８１〜８５間を移動できるようになっている。本実施の形態では，貯留部８０から溢流した塩含有洗浄液が容器５５内を長手方向Ｘに沿って，熱交換用貯留部８１，８２，８３，８４及び８５を順に移動するように構成されている。また，熱交換用貯留部８５の下部にある塩排出口７０の配管７１にはバルブ７２が接続されており，このバルブ７２を開閉することにより，特に，本回収装置の始動時，終了時等の非定常状態で，水分濃度の高い即ち温度の低い回収塩の冷却槽３０への流入をストップすることもできる。

容器５５内には，冷却槽３０の溶融塩を容器５５内に循環供給させる熱交換用配管９５が配設されている。熱交換用配管９５の両端は，いずれも容器５５の長手方向Ｘの他端部側（即ち，塩含有洗浄液導入口６０と反対側）の側面を貫通し，一方に溶融塩が流入する流入口１００を備え，他方に溶融塩が流出する流出口１０１を備えた構成を有する。本実施の形態では，流出口１０１が流入口１００よりも下側に設けられており，熱交換用配管９５は，流入口１００から熱交換用貯留部８１〜８５の全てを通過するように長手方向Ｘに沿って水平方向に往復してから流出口１０１に到達するように配置されている。また，熱交換用配管９５は，長手方向Ｘに沿って水平方向に配置された往路及び復路の流入口１００及び流出口１０１の間で，熱交換用貯留部８１〜８５に各々貯留された塩含有洗浄液と熱的に接触するようになっている。

熱交換用配管９５の流入口１００は，冷却槽３０とポンプ１０４を介して配管１０５で接続されている。また，熱交換用配管９５の流出口１０１は，冷却槽３０と配管１０６で接続されている。本実施の形態では，ポンプ１０４によって配管１０５から流入口１００経由で蒸発器５０の容器５５内に循環供給された冷却槽３０の溶融塩が，容器５５内にて熱交換用配管８０を進行する際に塩含有洗浄液と間接的な熱交換を行ってから，流出口１０１経由で配管１０６から冷却槽３０に戻る循環経路が構成されている。

図３に示した熱交換器５０は伝熱管である熱交換用配管９５を容器５０内に水平方向に配置したものであるが，図４に示すように，各部分を区切る堰７５，７６，７９を同心円状に配置すると共に，熱交換用配管９５を環状に形成された熱交換用貯留部８１，８２，８５に沿って螺旋状又は環状に配置するようにしてもよい。なお，溶融塩が流れる熱交換用配管９５を横向きではなく，縦向きに配置するようにしてもよい。

また，熱交換器５０の容器５０内の各部分を区切る堰７５，７６，７９は，図５に示すように，熱交換用貯留部８１，８２，８５が入れ子式に形成されるように構成してもよい。図５に示す熱交換器５０は，図４に示す熱交換器５０と同様に熱交換用配管９５は螺旋状に配置されている。また，図５に示す熱交換器５０には，塩排出口７０が設けられた熱交換用貯留部８５内の溶融塩の温度を測定する温度センサ７３が設けられており，配管７１のバルブ７２は，この温度センサ７３に基づいて開閉されるように構成されている。

また，図３では蒸発器２２の中を６つの部分に分割した事例を示したが，図４に示すように，蒸発器の中を任意の数に分割してもよい。

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る熱処理設備１を用いて，上流の圧延ライン３で圧延されてから，連続する非同心リング状態に成形された鋼線ルーズコイルＷを，搬送しながら溶融塩３０で熱処理する熱処理方法について図１〜図３を用いて説明する。

熱処理ライン４の上流にある圧延ライン３において，鋼のビレットを加熱炉１０で熱間圧延温度まで加熱してから，この鋼ビレットを搬送しながら粗・中間圧延機１１で粗・中間圧延し，次いで仕上げ圧延機１２によって仕上げ圧延して鋼線材に成形する。この鋼線材を，巻取り機１３によって，連続する非同心リング状態に巻取って鋼線ルーズコイルＷに成形してから，この鋼線ルーズコイルＷを搬送ロール（図示せず）によって下流の熱処理ライン４に搬送する。

圧延ライン３から連続する非同心リング状態で搬送された鋼線ルーズコイルＷを熱処理装置２０に搬送する。圧延ライン３で例えば８００℃を超える温度に加熱したオーステナイト状態の鋼線ルーズコイルＷを冷却装置２５の冷却槽３０に進入させる。冷却槽３０に進入させた鋼線ルーズコイルＷを，冷却槽３０の溶融塩に浸漬させながら搬送方向に沿って搬送し，５００℃前後の温度まで冷却する。

鋼線ルーズコイルＷが溶融塩で冷却される際には，冷却槽３０の溶融塩が，鋼線ルーズコイルＷの熱によって加熱されている。加熱された溶融塩を，ポンプ１０４によって，冷却槽３０から吸上げ，配管１０５を介して蒸発器５０の容器５５内の熱交換用配管９５に供給する。

鋼線ルーズコイルＷを搬送方向に沿って搬送し，冷却槽３０から退出させ，恒温装置２６の恒温槽３１に進入させる。恒温槽３１に進入させた鋼線ルーズコイルＷを，恒温槽３１の溶融塩に浸漬させながら搬送方向に沿って搬送し，５５０℃の温度に所定時間保持する。鋼線ルーズコイルＷを搬送方向に沿って搬送し，恒温槽３１内の溶融塩から上昇した鋼線ルーズコイルＷが恒温装置２６から退出する前に，噴射装置３５から鋼線ルーズコイルＷに向けて高圧ガス又は蒸気を噴射するのが好ましい。これにより，鋼線ルーズコイルＷに付着した溶融塩の一部を吹飛ばすことができる。

鋼線ルーズコイルＷを搬送方向に沿って搬送し，恒温槽３１から退出させ，洗浄装置２１のケーシング４０に進入させる。ケーシング４０に進入させた鋼線ルーズコイルＷを，水平方向に搬送しながらノズル４１から洗浄液を鋼線ルーズコイルＷに向けて噴射する。これにより，鋼線ルーズコイルＷに付着した溶融塩が，洗浄液によって除去され，塩含有洗浄液がケーシング４０の下部にある回収槽４２に貯留する。鋼線ルーズコイルＷを搬送方向に沿って搬送し，洗浄装置２１から退出させ，下流にある収束装置１５で鋼線コイルに成形する。

回収槽４２に貯留した塩含有洗浄液を，回収槽４２からポンプ６２によって吸上げ，配管６１を介して蒸発器５０の容器５５内に導入する。配管６１から導入口６０経由で容器５５内に導入された塩含有洗浄液は，まず，導入口６０の下方にある貯留部８０に貯留される。そして，貯留部８０に貯留されて満杯になった塩含有洗浄液は，堰７５を越えて，隣接する熱交換用貯留部８１に溢流する。このようにして熱交換用貯留部８１に貯留された塩含有洗浄液は，後述するように熱交換用配管９５を流れる溶融塩によって熱交換されながら，熱交換用堰７６の下部に設けた小孔９０経由で隣接する熱交換用貯留部８２に進行する。以下同様にして，塩含有洗浄液は，熱交換用堰７７〜７９の下部に各々設けた各小孔９０を経由し，後述するように熱交換用配管９５を流れる溶融塩によって熱交換されながら，熱交換用貯留部８２，８３，８４及び８５を順に進行する。

既述したように，蒸発器５０の容器５５内に配設された熱交換用配管９５内には，冷却槽３０からポンプ１０４で吸上げられ，配管１０５から流入口１００経由で循環供給された溶融塩が流れている。図３の実線矢印で示すように，流入口１００から容器５５内の熱交換用配管９５に流入した溶融塩は，水平に配置された配管を上から下に移動し，容器５５内を往復する際に熱交換用貯留部８１〜８５を通過して流出口１０１に向かって流れる。このように溶融塩が流れる際に，熱交換用配管９５を流れる溶融塩と，各熱交換用貯留部８１〜８５に貯留された塩含有洗浄液とを，間接的に熱的に接触させて熱交換させる。この熱交換によって冷却された溶融塩を，流出口１０１経由で配管１０６から冷却槽３０に戻す。以下同様に，冷却槽３０の溶融塩は，配管１０５，１０６及びポンプ１０４を備えた循環経路によって，蒸発器５０に循環供給され，蒸発器５０内で塩含有洗浄液との熱交換により冷却された後に冷却槽３０に戻される。

これに対して，蒸発器５０内の塩含有洗浄液は，熱交換用貯留部８１，８２，８３，８４及び８５を順に進行しながら，熱交換用配管９５を流れる溶融塩によって加熱され，その水分が蒸発分離される。蒸発した水分は，蒸気として，蒸発器５０の排気口６３経由で排気管６５から外部に排気される。なお，塩含有洗浄液は，熱交換用堰７７〜７９の下部に各々設けた各小孔９０を介して移動するため，各熱交換用貯留部８１〜８５に貯留された塩含有洗浄液のうちで，より水分が少なく，高濃度で比重の重い塩含有洗浄液だけが隣接する各熱交換用貯留部８１〜８５に移動するようになっている。また，この高濃度で比重の重い塩含有洗浄液（回収塩）はその温度も上昇している。即ち，図３に示すように，熱交換用貯留部８１〜８５に各々貯留された塩含有洗浄液（回収塩）は，熱交換用貯留部８５，８４，８３，８２及び８１の順で，貯留量が少なく，水分も少なく濃度が高く，温度も高くなっている。温度が３００℃を超えると回収塩の水分はゼロとなり純粋な溶融塩となる。

本実施の形態では，貯留部８０及び各熱交換用貯留部８１〜８４を経て最終的に熱交換用貯留部８５に貯留された回収塩は，熱交換用配管９５内を流れる溶融塩との熱交換によって，塩が少量の水で希釈され，凝固点が下がった液体状態になっている。以下，本明細書中では，塩が少量の水で希釈され，凝固点が下がったこの液体状態を，「水希釈状態」と称する。熱交換用貯留部８５に貯留された，水希釈状態若しくは水分を完全に除去した回収塩を，配管９５を用いて冷却槽３０に搬送する。配管７１に設置されたバルブ７２を，例えば図５に示す温度センサ７３で測定した塩排出口７０の塩温度に基づいて開閉することにより，３００℃以下であれば水希釈状態，３００℃超であれば回収塩を純粋な溶融状態にして冷却槽３０に搬送できる。

以上の実施の形態によれば，洗浄装置２１で鋼線ルーズコイルＷを洗浄した塩含有洗浄液から塩を回収する際に，蒸発器５０を用いて，塩含有洗浄液を，冷却装置２５の冷却槽３０から循環させた溶融塩と間接的に熱交換をさせ，大量の水分を蒸発させてから冷却槽３０に戻して回収するようにしたことによって，温度差の大きい２つの液体を直接接触させた場合に発生する激しい沸騰や蒸気爆発を防止することができる。また，集塵機までのダクトを閉塞させる等の要因になる塩のヒューム等の発生も防止できる。これにより，鋼線ルーズコイルＷを溶融塩に浸漬して冷却する際に鋼線ルーズコイルＷに付着した溶融塩を，安全に且つ環境汚染を生じさせずに回収することが可能になる。

さらに，塩含有洗浄液と冷却槽３０から循環させた溶融塩との間で熱交換を行い，塩含有洗浄液の加熱及び溶融塩の冷却を一度に行うようにしたことによって，塩の回収と，鋼線ルーズコイルＷの熱処理のエネルギー効率が向上する。また，恒温装置２６に設けた噴射装置３５を用いて，鋼線ルーズコイルWに付着した溶融塩の一部を予め吹飛ばすようにしたことによって，鋼線ルーズコイルWを洗浄した塩含有洗浄液に含有する塩の量が低減する。これにより，塩含有洗浄液から回収する塩の量も減少するため，塩回収装置を小型化できる。さらに，水希釈状態で回収した塩を冷却槽３０に戻す場合に発生する塩のヒュームの量を低減させることができる。

さらに，塩含有洗浄液を，熱交換用堰７７〜７９の下部に各々設けた各小孔９０を介して移動させるようにしたことによって，各熱交換用貯留部８１〜８５に貯留された塩含有洗浄液のうちで，より水分が少なく，高濃度で比重の重い回収塩だけを，各小孔９０を介して隣接する各熱交換用貯留部８２〜８５に移動させ，複数回に亘って段階的に水分を蒸発させて濃縮を行うことができる。これにより，塩含有洗浄液（回収塩）が蒸発器５０の塩排出口７０が設けられた熱交換用貯留部８５に到達した際には，含有する水分が大量に蒸発した非常に高濃度の回収塩を冷却槽３０に戻すことができ，激しい沸騰や蒸気爆発をさらに効果的に防止し，集塵機までのダクトを閉塞させる等の要因になる塩のヒューム等の発生もさらに効果的に防止できる。また，３００℃超で冷却槽３０に戻す場合は純粋な溶融塩となっているため，水蒸気の発生やヒュームの発生は完全に防止できる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上述した実施形態においては，熱処理ライン４の上流に設けられている圧延ライン３は，鋼ビレット（鋼線ルーズコイルＷ）の搬送方向に沿って加熱炉１０，粗・中間圧延機１１，仕上げ圧延機１２及び巻取り機１３が配置されている場合について説明したが，圧延ライン３は，その他の配置及び構成であってもよい。

上述した実施形態においては，熱処理ライン４は，鋼線ルーズコイルＷの搬送方向に沿って熱処理設備１及び収束装置１５が配置されている場合について説明したが，熱処理ライン４は，その他の配置及び構成であってもよい。

上述した実施形態においては，溶融塩としてＮａＮｏ_３−ＫＮＯ_３を用いている場合について説明したが，その他の溶融塩が用いられてもよい。

上述した実施形態においては，恒温装置２６に設けた噴射装置３５を用いて，熱処理した鋼線ルーズコイルＷを洗浄液で洗浄する前に高圧ガス又は蒸気を噴射する場合について説明したが，その他の装置を用いて熱処理した鋼線ルーズコイルＷを洗浄液で洗浄する前に高圧ガス又は蒸気を噴射するようにしてもよい。

上述した実施形態においては，洗浄装置２１にて鋼線ルーズコイルＷを洗浄する洗浄液が水である場合について説明したが，水以外の洗浄液が用いられてもよい。

上述した実施形態においては，冷却槽３０の溶融塩を，蒸発器５０に循環供給させる循環経路が，配管１０５，１０６及びポンプ１０４で構成される場合について説明したが，循環経路は，その他の構成であってもよい。

上述した実施形態においては，蒸発器５０にて水分を蒸発させて得られた塩を冷却槽３０に供給する供給経路が，配管７１で構成される場合について説明したが，供給経路は，その他の構成であってもよい。

上述した実施形態においては，５つの熱交換用貯留部８１〜８５が形成されている場合について説明したが，熱交換用堰の数は，５以外の任意の数であってもよい。

本発明は，例えば直接パテンティングを用いて中・高炭素鋼の線材を製造する熱処理設備に適用できるが，その他の熱処理設備に対しても有用である。

本発明の実施の形態に係る熱処理設備１が適用された鋼線材の製造ライン２の構成図である。本発明の実施の形態に係る熱処理設備１の構成図である。本発明の実施の形態に係る塩回収装置２２が備える蒸発器５０の構成を説明する構成図である。本発明の他の実施の形態に係る塩回収装置２２が備える蒸発器５０の構成を説明する構成図である。本発明のさらに他の実施の形態に係る塩回収装置２２が備える蒸発器５０の構成を説明する構成図である。

符号の説明

１熱処理設備
２線材の製造ライン
３圧延ライン
４熱処理ライン
１０加熱炉
１１粗・中間圧延機
１２仕上げ圧延機
１３巻取り機
１５収束装置
２０熱処理装置
２１洗浄装置
２５冷却装置
２６恒温装置
３０冷却槽
３１恒温槽
３５噴射装置
４０ケーシング
４１ノズル
４２回収槽
５０蒸発器
５５容器
６０塩含有洗浄液導入口
６１，７１，１０５配管
６２，１０４ポンプ
６３排気口
６５排気管
７０排出口
７２バルブ
７３温度センサ
７５堰
７６〜７９熱交換用堰
８０貯留部
８１〜８５熱交換用貯留部
９０小孔
９５熱交換用配管
１００流入口
１０１流出口
Ｘ容器５５の長手方向
Ｙ容器５５の幅方向
Ｚ鉛直方向
Ｗ鋼線ルーズコイル

Claims

溶融塩浴による熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄した塩含有洗浄液から塩を回収する塩回収装置において，
溶融塩浴槽の溶融塩と塩含有洗浄液とを熱交換させ，塩含有洗浄液の水分を蒸発させる熱交換器と，
前記溶融塩浴槽の溶融塩を，前記熱交換器に循環供給させる循環経路と，
前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩を前記溶融塩浴槽に供給する供給経路と，を有し，
前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩は，水希釈状態の塩であり，
前記熱交換器は，
その内部に塩含有洗浄液を導入する導入口，前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩を排出する排出口，及び前記熱交換器にて蒸発させた塩含有洗浄液の水分を蒸気として排気する排気口，を備えた容器と，
該容器内に配設され，前記循環経路によって循環供給させた前記溶融塩浴槽の溶融塩が流れる熱交換用配管と，を有し，
前記熱交換用配管の少なくとも一部が，前記容器内に導入された塩含有洗浄液と熱的に接触するように配置され，
前記容器は，前記塩含有洗浄液導入口と前記塩排出口との間に設けた堰によって仕切られた，塩含有洗浄液を各々貯留する複数の熱交換用貯留部を有し，
前記堰の下部には，塩含有洗浄液が移動可能な孔が設けられ，
前記熱交換用配管は，前記熱交換用貯留部に各々貯留された塩含有洗浄液と熱的に接触するように配置されていることを特徴とする，塩回収装置。
前記塩排出口に，温度を検出して開閉するバルブが設けられていることを特徴とする，請求項１に記載の塩回収装置。
溶融塩浴により鋼線ルーズコイルを熱処理する熱処理設備において，
鋼線ルーズコイルを溶融塩浴槽に浸漬させながら搬送し，熱処理する熱処理装置と，
前記熱処理装置で熱処理した鋼線ルーズコイルを洗浄液で洗浄する洗浄装置と，
前記溶融塩浴槽の溶融塩と前記鋼線ルーズコイルを洗浄した塩含有洗浄液とを熱交換させ，塩含有洗浄液の水分を蒸発させる熱交換器と，
前記溶融塩浴槽の溶融塩を，前記熱交換器に循環供給させる循環経路と，
前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩を前記溶融塩浴槽に供給する供給経路と，を有し，
前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩は，水希釈状態の塩であり，
前記熱交換器は，
その内部に塩含有洗浄液を導入する導入口，前記熱交換器にて塩含有洗浄液から水分を蒸発させて得られた塩を排出する排出口，及び前記熱交換器にて蒸発させた塩含有洗浄液の水分を蒸気として排気する排気口，を備えた容器と，
該容器内に配設され，前記循環経路によって循環供給させた前記溶融塩浴槽の溶融塩が流れる熱交換用配管と，を有し，
前記熱交換用配管の少なくとも一部が，前記容器内に導入された塩含有洗浄液と熱的に接触するように配置され，
前記容器は，前記塩含有洗浄液導入口と前記塩排出口との間に設けた堰によって仕切られた，塩含有洗浄液を各々貯留する複数の熱交換用貯留部を有し，
前記堰の下部には，塩含有洗浄液が移動可能な孔が設けられ，
前記熱交換用配管は，前記熱交換用貯留部に各々貯留された塩含有洗浄液と熱的に接触するように配置されていることを特徴とする，鋼線ルーズコイルの熱処理設備。
前記洗浄装置で洗浄する前に，前記熱処理装置で熱処理した鋼線ルーズコイルにガス又は蒸気を噴射する噴射装置を有することを特徴とする，請求項３に記載の鋼線ルーズコイルの熱処理設備。
前記塩排出口に，温度を検出して開閉するバルブが設けられていることを特徴とする，請求項３又は４に記載の鋼線ルーズコイルの熱処理設備。
溶融塩浴による熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄した塩含有洗浄液から塩を回収する塩回収方法において，
前記溶融塩浴槽の溶融塩と塩含有洗浄液とを熱交換させ，熱交換させる塩含有洗浄液は，塩含有洗浄液導入口と塩排出口との間に設けた堰によって仕切られた他の熱交換用貯留部に前記堰の下部に設けられた孔から搬送され，塩含有洗浄液の水分を複数回に亘って段階的に蒸発させると共に，前記溶融塩浴槽の溶融塩を冷却し，
前記水分を蒸発させて得られた塩を前記溶融塩浴槽に供給し，
前記水分を蒸発させて得られた塩は，水希釈状態の塩であることを特徴とする，塩回収方法。
前記熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄する前に，ガス又は蒸気を噴射し，鋼線ルーズコイルに付着した溶融塩の一部を吹飛ばしておくことを特徴とする，請求項６に記載の塩回収方法。
溶融塩浴により鋼線ルーズコイルを熱処理する鋼線ルーズコイルの熱処理方法において，
溶融塩浴槽の溶融塩によって鋼線ルーズコイルを熱処理し，
前記熱処理した鋼線ルーズコイルを洗浄液で洗浄し，
前記溶融塩浴槽の溶融塩と前記鋼線ルーズコイルを洗浄した塩含有洗浄液とを熱交換させ，熱交換させる塩含有洗浄液は，塩含有洗浄液導入口と塩排出口との間に設けた堰によって仕切られた他の熱交換用貯留部に前記堰の下部に設けられた孔から搬送され，塩含有洗浄液の水分を複数回に亘って段階的に蒸発させると共に，前記溶融塩浴槽の溶融塩を冷却し，
前記水分を蒸発させて得られた塩を前記溶融塩浴槽に供給することを特徴とする，鋼線ルーズコイルの熱処理方法。
前記水分を蒸発させて得られた塩は，水希釈状態の塩であることを特徴とする，請求項８に記載の鋼線ルーズコイルの熱処理方法。
前記熱処理後の鋼線ルーズコイルを洗浄する前に，ガス又は蒸気を噴射し，鋼線ルーズコイルに付着した溶融塩の一部を吹飛ばしておくことを特徴とする，請求項９に記載の鋼線ルーズコイルの熱処理方法。