JP5183896B2

JP5183896B2 - シール装置

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Publication number: JP5183896B2
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Authority: JP
Inventors: 孝典永井; 雅司吉川
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Current assignee: Primetals Technologies Holdings Ltd
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
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Description

帯鋼等の帯板を連続的に熱処理する炉において、炉内ガスの漏出または外部ガスの侵入を防止するシール装置に関する。

一般に、帯鋼を製造する帯鋼製造ラインには、圧延等が行われた帯鋼を連続的に焼鈍する帯鋼連続焼鈍設備が設けられている。帯鋼連続焼鈍設備には帯鋼を焼鈍するための炉が設けられており、この炉内には帯鋼の搬送方向上流側から加熱帯や冷却帯等が順に形成されている。加熱帯内及び冷却帯内等（炉内）は、高温に加熱された帯鋼の酸化を防止するために、水素ガス及び窒素ガスを所定量混合した雰囲気ガスにより還元性雰囲気に保持されている。従って、帯鋼を炉の加熱帯及び冷却帯等に通過させ、これらの加熱・冷却の温度及び時間を制御することにより、帯鋼にその使用目的に応じた機械的、化学的等の様々な特性を与えることができる。

ところが、炉内の圧力は大気圧よりも高く設定されているので、炉内の雰囲気ガスが帯鋼の入側及び出側から炉外に漏出するおそれがあった。また、炉内に搬送される帯鋼は高速で移動しているため、入側では帯鋼に随伴して、帯鋼と共に外部ガスが炉内に侵入する一方、出側では帯鋼に随伴して、帯鋼と共に雰囲気ガスが炉外に漏出するおそれがあった。

そこで、従来の帯鋼連続焼鈍設備における炉の入側及び出側には、炉外への雰囲気ガスの漏出防止及び炉内への外部ガスの侵入防止を目的としたシール装置が設けられている。このようなシール装置は、例えば、炉の入側及び出側に設けた吸引装置によって炉内の雰囲気ガスと外部ガスとを吸引することによりガスの漏出及び侵入の防止を図るもの（特許文献１）や、炉の入側及び出側にシールロールを多段に設け、該シールロールによって形成されたチャンバ内に漏出した雰囲気ガスを吸引した後、該ガスを炉内に循環するもの（特許文献２）等が種々提供されている。

特開昭５１−１３５８０９号公報特開平４−２８５１１６号公報

しかしながら、従来のシール装置においては、帯鋼と炉の入側及び出側の開口部とのギャップや、帯鋼とシールロールとのギャップは、帯鋼が開口部またはシールロールと接触しないように設定しなければならないため、ギャップを小さくするには限界があった。そこで、シール性能を向上させるには、吸引量を増やさなければならず、シールのために使用するガス量が多くなるため、生産コストの増加を招くおそれがあった。

即ち、特許文献１のシール装置においては、炉と外部との境界部に吸引装置を設けることにより、炉内の雰囲気ガスと外部ガスとを吸引した後、排気している。このような構成では、外部ガスと共に吸引排出した雰囲気ガスと同量の新たな雰囲気ガスを炉内へ補充する必要があり、ガス使用量が増大してしまう。

また、特許文献２のシール装置においては、帯板とシールロールとのギャップや、シールロールと炉の入側及び出側の開口部とのギャップからのガスの漏出及び侵入のおそれがあるので、吸引量を増やさなければならず、結果として、ガス使用量が増大してしまう。しかも、上流側チャンバの内圧を高く保持しているので、上流側のシールロールと帯鋼との隙間から窒素ガスが外部に漏出してしまい、上流側チャンバ内には常に窒素ガスを供給する必要があり、窒素ガスの使用量が更に増大してしまう。同時に、窒素ガスは下流側チャンバ内にも侵入するので、下流側チャンバ内から炉内に循環される雰囲気ガスには、侵入した窒素ガスが含まれることになり、炉内の雰囲気ガスの窒素濃度が高くなってしまう。そこで、雰囲気ガスの成分を一定に保つためには、多量に循環する雰囲気ガスの全てを成分調整する必要があり、ガス循環時における効率の低下を招いてしまう。

一方、近年の帯鋼においては超高張力鋼板等の需要が高まっており、このような高級品種を焼鈍する帯鋼連続焼鈍設備では、熱伝導率が高く、且つ、高濃度の水素ガスを噴射して急速冷却する必要があり、加熱帯と冷却帯（急速冷却帯）との間のシール性の向上が求められている。即ち、加熱帯と冷却帯とでは充満される雰囲気ガスの成分が異なっており、それぞれのガス成分を高精度に制御することにより帯鋼の品質が保たれることになる。従って、この加熱帯と冷却帯との間のシール性向上が上記帯鋼の品質向上に繋がることになる。しかしながら、特許文献１，２のシール装置は、炉の入側及び出側に対応するものであって、加熱帯と冷却帯との間のような炉内に適用するものではなかった。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、シール性を向上させると共に、シール流体使用量を抑制してコスト低減を図ることができるシール装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るシール装置は、
帯板を雰囲気流体中で連続的に熱処理する熱処理室における前記帯板の出入口部に設けられるシール装置において、
前記熱処理室内から漏出する流体及び前記熱処理室内に侵入する流体を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段により吸引した漏出流体及び侵入流体を混合し、その混合した混合流体の一部を、漏出流体及び侵入流体と同じ成分になるように成分調整して、前記熱処理室内及び室外に戻す循環手段と備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るシール装置は、
第１の発明に係るシール装置において、
前記吸引手段の吸引量と前記循環手段の戻し量とが等しくなるように調整する流量調整手段を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るシール装置は、
第１または２の発明に係るシール装置において、
前記吸引手段の吸引力を可変にする吸引力可変手段を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るシール装置は、
第１乃至３のいずれかの発明に係るシール装置において、
前記吸引手段を前記帯板の板厚及び板形状に応じて移動するように支持し、
前記吸引手段の先端に前記帯板に面するようにノズルを形成する
ことを特徴とする。

第１の発明に係るシール装置によれば、帯板を雰囲気流体中で連続的に熱処理する熱処理室における前記帯板の出入口部に設けられるシール装置において、前記熱処理室内から漏出する流体及び前記熱処理室内に侵入する流体を吸引する吸引手段と、前記吸引手段により吸引した漏出流体及び侵入流体を混合し、その混合した混合流体の一部を、漏出流体及び侵入流体と同じ成分になるように成分調整して、前記熱処理室内及び室外に戻す循環手段と備えることにより、シール性を向上させると共に、雰囲気流体の使用量を抑制してコスト低減を図ることができる。

第２の発明に係るシール装置によれば、第１の発明に係るシール装置において、前記吸引手段の吸引量と前記循環手段の戻し量とが等しくなるように調整する流量調整手段を備えることにより、前記熱処理室内及び室外の圧力を一定に保持することができるので、吸引量が一定になり、混合流体の成分調整を容易に行うことができる。

第３の発明に係るシール装置によれば、第１または２の発明に係るシール装置において、前記吸引手段の吸引力を可変にする吸引力可変手段を備えることにより、漏出流体及び侵入流体を効率的に吸引できるように前記吸引手段の吸引力を設定することができるので、漏出流体及び侵入流体を乱したり、拡散させたりすることなく、少ない吸引量で吸引することができる。

第４の発明に係るシール装置によれば、第１乃至３のいずれかの発明に係るシール装置において、前記吸引手段を前記帯板の板厚及び板形状に応じて移動するように支持し、前記吸引手段の先端に前記帯板に面するようにノズルを形成することにより、前記ノズル付近における混合流体の容積を最小限に抑えることができるので、少ない吸引量で効率よく吸引することができる。これにより、前記吸引手段の小型化を図ることができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。

以下、本発明に係るシール装置について図面を用いて詳細に説明する。なお、各実施例において同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付し、それ以降の実施例中では説明を省略する。また、各実施例においては、入側シール装置の構成についてのみ詳細に説明するが、出側シール装置は入側シール装置と同様の構成及び機能をなしているので説明は省略する。

図１は本発明の第１実施例に係るシール装置の概略図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は帯鋼連続焼鈍炉の概略図である。

図３に示すように、帯鋼連続焼鈍炉１には帯鋼（帯板）Ｓが搬入及び排出される搬入口１ａ及び排出口１ｂが形成されており、その搬送方向上流側から順に加熱帯２、急速冷却帯３、最終冷却帯４が設けられている。加熱帯２と急速冷却帯３とは搬送路５により連結されると共に、急速冷却帯３と最終冷却帯４とは搬送路６により連結されている。各帯２，３，４及び搬送路５，６内には帯鋼Ｓをガイドする複数のデフレクタロール７が回転可能に支持されている。そして、急速冷却帯３内における搬送方向上流側には、加熱帯２側と急速冷却帯３側とを仕切る入側シール装置８が設けられる一方、搬送方向下流側には、急速冷却帯３側と最終冷却帯４側とを仕切る出側シール装置９が設けられている。なお、シール装置８，９は同様の構成及び機能を有するものである。

急速冷却帯３にはガス供給管１０とファン１１とが接続されている。ガス供給管１０は水素ガス（Ｈ₂）と窒素ガス（Ｎ₂）との混合比が所定の割合（例えば、約水素ガス７０％＋窒素ガス３０％）で設定された雰囲気ガスＧｈを急速冷却帯３内に供給するものである。これにより、急速冷却帯３内は高濃度の水素ガス雰囲気に保持されることになる。一方、ファン１１はガス冷却器１２を介して急速冷却帯３内の雰囲気ガスＧｈを吸引して複数の左右一対からなるガスジェットチャンバ（図中は３対）１３に送気するものである。ガス冷却器１２は帯鋼Ｓの顕熱等を吸収して昇温した雰囲気ガスＧｈを冷却水等により熱交換させて冷却させるものである。ガスジェットチャンバ１３は帯鋼Ｓを挟んで対向するように配置され、ファン１１から送気される雰囲気ガスＧｈを搬送される帯鋼Ｓに噴射するものである。このように、高熱伝導率の水素ガスを主成分とする雰囲気ガスＧｈを帯鋼Ｓに噴射することにより、帯鋼Ｓは急速冷却される。

また、加熱帯２及び最終冷却帯４にはガス供給管１４が接続されている。このガス供給管１４は水素ガスと窒素ガスとの混合比が所定の割合（例えば、約水素ガス５％＋窒素ガス９５％）で設定された雰囲気ガスＧｎを加熱帯２内及び最終冷却帯４内に供給するものである。これにより、加熱帯２内及び最終冷却帯４内は低濃度の水素ガス雰囲気に保持されることになる。即ち、各帯２，３，４内は、水素ガス及び窒素ガスからなる雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎにより酸化防止雰囲気に保持されることになり、帯鋼連続焼鈍炉１内に搬送される帯鋼Ｓの酸化を防止している。

次に、図１，２を用いて入側シール装置８の構成について詳細に説明する。なお、出側シール装置９は入側シール装置８と同様の構成及び機能を有しているので、出側シール装置９の構成ついての説明は省略する。

図１，２に示すように、入側シール装置８には一対のゲート２２と一対のバッフルプレート２３とが設けられている。ゲート２２は帯鋼Ｓを挟むようにその板厚方向において対向して配置されると共に、仕切板２１によって互いに接近離間するように搬送方向に対して略直交方向に移動可能に支持されている。一方、バッフルプレート２３は帯鋼Ｓを挟むようにその板幅方向において対向して配置されると共に、図示しない仕切壁によって互いに接近離間するように搬送方向に対して略直交方向に移動可能に支持されている。そして、搬送される帯鋼Ｓの端部位置情報及び板幅情報によって、バッフルプレート２３を帯鋼Ｓの板端に追従させることができるようになっている。つまり、ゲート２２は帯鋼Ｓの板厚や板形状に応じて移動される一方、バッフルプレート２３は帯鋼Ｓの板幅や蛇行に応じて移動される。

また、ゲート２２内には板幅方向に延設するチャンバ２４が形成されており、このチャンバ２４には、ゲート２２の先端において帯鋼Ｓに面するように板幅方向全域に亘り形成されるスリット（ノズル）２５ａ，２５ｂが開口されている。

そして、チャンバ２４には吸引管３１を介してファン３２の吸引口が接続されており、このファン３２の送出口には排出管３３及び戻し管３７の上流端が接続されている。排出管３３には上流側から順に調整弁３４及び流量計３５が設けられており、排出管３３の下流端はフレアスタック３６に接続されている。戻し管３７には調整弁３８が設けられており、戻し管３７の下流端は窒素ガスを供給する供給管３９に接続されている。供給管３９には、戻し管３７との接続部よりも上流側において、上流側から流量計４０及び調整弁４１が設けられており、供給管３９の下流端は加熱帯２（搬送路５）内と接続されている。

なお、ゲート２２、チャンバ２４、スリット２５ａ，２５ｂ、吸引管３１、ファン３２等は吸引手段を構成し、排出管３３、調整弁３４，３８，４１、流量計３５，４０、フレアスタック３６、戻し管３７、供給管３９等は循環手段を構成し、調整弁３４，３８，４１等は流量調整手段を構成し、ファン３２等は吸引力可変手段を構成するものである。

従って、上述した構成をなすことにより、先ず、急速冷却帯３内にガス供給管１０から雰囲気ガスＧｈを供給すると共に、加熱帯２内及び最終冷却帯４内にガス供給管１４から雰囲気ガスＧｎを供給する。そして、帯鋼Ｓを加熱帯２内に搬送し、帯鋼Ｓの酸化を雰囲気ガスＧｎで防止しながら、帯鋼Ｓを所定の温度に加熱した後、この加熱された帯鋼Ｓは搬送路５を介して急速冷却帯３に搬送される。ここで、この帯鋼Ｓの加熱帯２から急速冷却帯３への搬送時においては、入側シール装置８により急速冷却帯３から加熱帯２への雰囲気ガスＧｈの漏出防止及び加熱帯２から急速冷却帯３への雰囲気ガスＧｎの侵入防止が図られている。

次いで、急速冷却帯３内では、ファン１１で吸引した雰囲気ガスＧｈをガス冷却器１２で冷却した後、ガスジェットチャンバ１３に供給する。そして、ガスジェットチャンバ１３は供給された雰囲気ガスＧｈを帯鋼Ｓに噴射し、帯鋼Ｓを所定の温度に冷却した後、この冷却された帯鋼Ｓは搬送路６を介して最終冷却帯４に搬送される。ここで、この帯鋼Ｓの急速冷却帯３から最終冷却帯４への搬送時においては、出側シール装置９により急速冷却帯３から最終冷却帯４への雰囲気ガスＧｈの漏出防止及び最終冷却帯４から急速冷却帯３への雰囲気ガスＧｎの侵入防止が図られている。次いで、最終冷却帯４内では、帯鋼Ｓを上記温度で一定時間保持し、略常温にまで冷却した後、最終冷却帯４外へと排出する。

次に、入側シール装置８のシール作用及びガス循環作用について説明する。なお、出側シール装置９は入側シール装置８と同様の構成及び機能を有しており、シール作用及びガス循環作用説明についても同様であるので、出側シール装置９のシール作用及びガス循環作用についての説明は省略する。

図２に示すように、ゲート２２及びバッフルプレート２３は、帯鋼Ｓの板厚及び板幅に応じて互いに接近または離間して所定の位置に配置される。また、ファン３２の駆動（昇圧）によりチャンバ２４内が負圧になりスリット２５ａ，２５ｂからの吸引が開始される。なお、ファン３２の昇圧力は可変可能になっており、この昇圧力の設定を変えることにより、スリット２５ａ，２５ｂの吸引力を変えることができる。

そして、ゲート２２間及びバッフルプレート２３間に帯鋼Ｓが搬送されると、急速冷却帯３内の雰囲気ガスＧｈは加熱帯２内に漏出（図中、点線の流れ）しようとする一方、加熱帯２内の雰囲気ガスＧｎは帯鋼Ｓに随伴して急速冷却帯３内に侵入（図中、実線の流れ）しようとする。ここで、本構成では、スリット２５ａ，２５ｂをゲート２２の先端において帯鋼Ｓと面するように形成すると共に、スリット２５ａ，２５ｂの吸引流速（吸引力）をファン３２の昇圧作用により上記漏出流速及び侵入流速よりも速くなるように設定しているので、流出した雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎを乱したり、拡散させたりすることなく吸引することができる。

次いで、スリット２５ａ，２５ｂから吸引された雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎはチャンバ２４内に流入され、混合ガスｇとなって吸引管３１に吸引される。この吸引された混合ガスｇはファン３２の下流側において、排出管３３側に流れるものと、戻し管３７側に流れるものとに分れる。排出管３３に流出した混合ガスｇはフレアスタック３６内に排出され、フレアスタック３６内で燃やされることにより無害化されて大気に放出される。一方、戻し管３７に流出した混合ガスｇは供給管３９に排出され、窒素ガスが補充された後、雰囲気ガスＧｎとなって加熱帯２内に供給される。

このとき、スリット２５ａ，２５ｂから吸引される混合ガスｇの吸引量はファン３２により一定に制御される。また、スリット２５ａ，２５ｂにより吸引される混合ガスｇの吸引量と、ガス供給管１０から急速冷却帯３内に供給される雰囲気ガスＧｈの供給量と供給管３９から加熱帯２内に供給される雰囲気ガスＧｎの供給量（戻し量）との和とが、等しくなるように、調整弁３４，３８，４１の開度が制御される。これにより、加熱帯２内及び急速冷却帯３内の圧力が一定に保持される。ここで、供給管３９に流入した混合ガスｇは調整弁４１により加熱帯２内の雰囲気ガスＧｎと同じ成分（濃度）になるように窒素ガスが補充調整される一方、急速冷却帯３内の濃度が一定になるようにガス供給管１０から雰囲気ガスＧｈが補充される。

なお、外乱により加熱帯２から雰囲気ガスＧｎがリークしたり、スリット２５ａ，２５ｂに吸引されることなく急速冷却帯３から加熱帯２内に雰囲気ガスＧｈが侵入したりするおそれがある場合には、これらを加味して、上記混合ガスｇの吸引量に雰囲気ガスＧｎのリーク量と雰囲気ガスＧｈの侵入量とのいずれか一方あるいは両方を加えたガス量と、上記雰囲気ガスＧｎの供給量とが等しくなるように、調整弁３４，３８，４１の開度を制御してもよい。

従って、本発明のシール装置によれば、スリット２５ａ，２５ｂから吸引した混合ガスｇの一部（排出管３３に流出させる混合ガスｇ以外の混合ガスｇ）に、加熱帯２内の雰囲気ガスＧｎと同じ成分になるように窒素ガスを補充することにより、調整に必要な窒素ガスの補充量（使用量）を抑制できるので、コスト低減を図ることができる。そして、ゲート２２を帯鋼Ｓの板厚に応じて接近離間させることにより、帯鋼Ｓの両板面とスリット２５ａ，２５ｂとの隙間を狭くする一方、バッフルプレート２３を帯鋼Ｓの板幅に応じて接近離間させることにより、帯鋼Ｓの両端部とスリット２５ａ，２５ｂとの隙間を狭くすることができるので、シール性を向上させることができる。

また、スリット２５ａ，２５ｂにより吸引される混合ガスｇの吸引量と、供給管３９から加熱帯２内に供給される雰囲気ガスＧｎの供給量とが等しくなるように調整弁３４，３８，４１の開度を制御することにより、加熱帯２内及び急速冷却帯３内の圧力を一定に保持することができるので、吸引量が一定になり、混合ガスｇの成分調整を容易に行うことができる。

また、ゲート２２の先端と帯鋼Ｓとの距離に応じてファン３２の昇圧力を可変可能にすることにより、スリット２５ａ，２５ｂの吸引流速を、雰囲気ガスＧｈの漏出流速及び雰囲気ガスＧｎの侵入流速よりも速くなるように設定することができるので、流出した雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎを乱したり、拡散させたりすることなく、少ない吸引量で効率的に吸引することができる。なお、ゲート２２の先端と帯鋼Ｓとの距離が近づけられない場合でも、スリット２５ａ,２５ｂから吸引する吸引流速を、雰囲気ガスＧｈの漏出流速及び雰囲気ガスＧｎの侵入流速よりも速くすることができるので、シール性を向上させることができる。

更に、ゲート２２の先端に帯板Ｓに面するようにスリット２５ａ，２５ｂを開口させることにより、スリット２５ａ，２５ｂ付近における混合した雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎの容積を最小限に抑えることができるので、少ない吸引量で効率よく吸引することができる。これにより、ゲート２２やファン３２の小型化、及び各管３１，３３，３７，３９の小径化を図ることができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。なお、スリット２５ａ，２５ｂの開口面積を可変にしてもよく、これにより、吸引量を増やすことなく、吸引流速を高めて吸引能力を向上させることもできる。

図４は本発明の第２実施例に係るシール装置の概略図である。

図４に示すように、入側シール装置１５には一対のゲート５２と一対のバッフルプレート２３（図２参照）とが設けられている。ゲート５２は帯鋼Ｓを挟むようにその板厚方向において対向して配置されると共に、仕切板５１によって互いに接近離間するように搬送方向に対して略直交方向に移動可能に支持されている。また、ゲート５２内には板幅方向に延設するチャンバ５４ａ，５４ｂが形成されており、この各チャンバ５４ａ，５４ｂにはゲート５２の内側において板幅方向全域に亘り形成されるスリット（ノズル）５５ａ，５５ｂがそれぞれ開口されている。

そして、チャンバ５４ａには吸引管６１を介してファン６２の吸引口が接続されており、このファン６２の送出口には排出管６３及び戻し管６７の上流端が接続されている。排出管６３には上流側から順に調整弁６４及び流量計６５が設けられており、排出管６３の下流端はフレアスタック３６に接続されている。戻し管６７には調整弁６８が設けられており、戻し管６７の下流端は水素ガスを供給する供給管６９に接続されている。供給管６９には、戻し管６７との接続部よりも上流側において、上流側から流量計７０及び調整弁７１が設けられており、供給管６９の下流端は急速冷却帯３内と接続されている。

一方、チャンバ５４ｂには吸引管３１を介してファン３２の吸引口が接続されており、このファン３２の送出口には排出管３３及び戻し管３７の上流端が接続されている。排出管３３には上流側から順に調整弁３４及び流量計３５が設けられており、排出管３３の下流端はフレアスタック３６に接続されている。戻し管３７には調整弁３８が設けられており、戻し管３７の下流端は窒素ガスを供給する供給管３９に接続されている。供給管３９には、戻し管３７との接続部よりも上流側において、上流側から流量計４０及び調整弁４１が設けられており、供給管３９の下流端は加熱帯２（搬送路５）内と接続されている。

なお、ゲート５２、チャンバ５４ａ，５４ｂ、スリット５５ａ，５５ｂ、吸引管６１、ファン６２等は吸引手段を構成し、排出管６３、調整弁６４，６８，７１、流量計６５，７０、フレアスタック３６、戻し管６７、供給管６９等は循環手段を構成し、調整弁６４，６８，７１等は流量調整手段を構成し、ファン６２等は吸引力可変手段を構成するものである。

従って、上述した構成をなすことにより、ゲート５２及びバッフルプレート２３は、帯鋼Ｓの板厚及び板幅に応じて互いに接近または離間して所定の位置に配置される。また、ファン３２，６２の駆動（昇圧）によりチャンバ５４ａ，５４ｂ内が負圧になりスリット５５ａ，５５ｂからの吸引が開始される。なお、ファン３２，６２の昇圧力は可変可能になっており、この昇圧力の設定を変えることにより、スリット５５ａ，５５ｂの吸引力を変えることができる。

そして、ゲート５２間及びバッフルプレート２３間に帯鋼Ｓが搬送されると、急速冷却帯３内の雰囲気ガスＧｈは加熱帯２内に漏出（図中、点線の流れ）しようとする一方、加熱帯２内の雰囲気ガスＧｎは帯鋼Ｓに随伴して急速冷却帯３内に侵入（図中、実線の流れ）しようとする。ここで、本構成では、スリット５５ａ，５５ｂをゲート２２の先端において帯鋼Ｓと面するように形成すると共に、スリット５５ａ，５５ｂの吸引流速（吸引力）をファン３２，６２の昇圧作用により上記漏出流速及び侵入流速よりも速くなるように設定しているので、流出した雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎを乱したり、拡散させたりすることなく吸引することができる。

次いで、スリット５５ａから吸引された雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎはチャンバ５４ａ内に流入され、混合ガスｇ₁となって吸引管６１に吸引される。この吸引された混合ガスｇ₁はファン６２の下流側において、排出管６３側に流れるものと、戻し管６７側に流れるものとに分れる。排出管６３に流出した混合ガスｇ₁はフレアスタック３６内に排出され、フレアスタック３６内で燃やされることにより無害化されて大気に放出される。一方、戻し管６７に流出した混合ガスｇ₁は供給管６９に排出され、水素ガスが補充された後、雰囲気ガスＧｈとなって急速冷却帯３内に供給される。

このとき、スリット５５ａから吸引される混合ガスｇ₁の吸引量はファン６２により一定に制御される。また、スリット５５ａにより吸引される混合ガスｇ₁の吸引量と、供給管６９から急速冷却帯３内に供給される雰囲気ガスＧｈの供給量（戻し量）とが等しくなるように、調整弁６４，６８，７１の開度が制御される。これにより、加熱帯２内及び急速冷却帯３内の圧力が一定に保持される。ここで、供給管６９に流入した混合ガスｇ₁は調整弁７１により急速冷却帯３内の雰囲気ガスＧｈと同じ成分（濃度）になるように水素ガスが補充調整される。

なお、外乱により急速冷却帯３から雰囲気ガスＧｈがリークしたり、スリット５５ａ，５５ｂに吸引されることなく加熱帯２から急速冷却帯３内に雰囲気ガスＧｎが侵入したりするおそれがある場合には、これらを加味して、上記混合ガスｇ₁の吸引量に雰囲気ガスＧｈのリーク量と雰囲気ガスＧｎの侵入量とのいずれか一方あるいは両方を加えたガス量と、上記雰囲気ガスＧｈの供給量とが等しくなるように、調整弁６４，６８，７１の開度を制御してもよい。

一方、スリット５５ｂから吸引された雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎはチャンバ５４ｂ内に流入され、混合ガスｇ₂となって吸引管３１に吸引される。この吸引された混合ガスｇ₂はファン３２の下流側において、排出管３３側に流れるものと、戻し管３７側に流れるものとに分れる。排出管３３に流出した混合ガスｇ₂はフレアスタック３６内に排出され、フレアスタック３６内で燃やされることにより無害化されて大気に放出される。一方、戻し管３７に流出した混合ガスｇ₂は供給管３９に排出され、窒素ガスが補充された後、雰囲気ガスＧｎとなって加熱帯２内に供給される。

このとき、スリット５５ｂから吸引される混合ガスｇ₂の吸引量はファン３２により一定に制御される。また、スリット５５ｂにより吸引される混合ガスｇ₂の吸引量と、供給管３９から加熱帯２内に供給される雰囲気ガスＧｎの供給量（戻し量）とが等しくなるように、調整弁３４，３８，４１の開度が制御される。これにより、加熱帯２内及び急速冷却帯３内の圧力が一定に保持される。ここで、供給管３９に流入した混合ガスｇ₂は調整弁４１により加熱帯２内の雰囲気ガスＧｎと同じ成分（濃度）になるように窒素ガスが補充調整される。

なお、外乱により加熱帯２から雰囲気ガスＧｎがリークしたり、スリット５５ａ，５５ｂに吸引されることなく急速冷却帯３から加熱帯２内に雰囲気ガスＧｈが侵入したりするおそれがある場合には、これらを加味して、上記混合ガスｇ₂の吸引量に雰囲気ガスＧｎのリーク量と雰囲気ガスＧｈの侵入量とのいずれか一方あるいは両方を加えたガス量と、上記雰囲気ガスＧｎの供給量とが等しくなるように、調整弁３４，３８，４１の開度を制御してもよい。

従って、本発明のシール装置によれば、スリット５５ａから吸引した混合ガスｇ₁の一部（排出管６３に流出させる混合ガスｇ₁以外の混合ガスｇ₁）に急速冷却帯３内の雰囲気ガスＧｈと同じ成分になるように水素ガスを補充する一方、スリット５５ｂから吸引した混合ガスｇ₂の一部（排出管３３に流出させる混合ガスｇ₂以外の混合ガスｇ₂）に加熱帯２内の雰囲気ガスＧｎと同じ成分になるように窒素ガスを補充することにより、調整に必要な水素ガス及び窒素ガスの補充量（使用量）を抑制できるので、コスト低減を図ることができる。しかも、混合ガスｇ₁，ｇ₂を別々の循環経路としているので、それぞれの経路において吸引力を独立して設定することができ、より効率よくシール条件を選定することができる。この結果、雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎの混合を少なくすることができるので、水素ガス及び窒素ガスの補充量を少なくすることができる。

また、スリット５５ａにより吸引される混合ガスｇ₁の吸引量と、供給管６９から急速冷却帯３内に供給される雰囲気ガスＧｈの供給量とが等しくなるように調整弁６４，６８，７１の開度を制御する一方、スリット５５ｂにより吸引される混合ガスｇ₂の吸引量と、供給管３９から加熱帯２内に供給される雰囲気ガスＧｎの供給量とが等しくなるように調整弁３４，３８，４１の開度を制御することにより、加熱帯２内及び急速冷却帯３内の圧力を一定に保持することができるので、それぞれの吸引量が一定になり、混合ガスｇ₁，ｇ₂の成分調整を容易に行うことができる。

また、ファン３２，６２の昇圧力を可変可能にすることにより、スリット５５ａ，５５ｂの吸引流速を、雰囲気ガスＧｈの漏出流速及び雰囲気ガスＧｎの侵入流速よりも速くなるように設定することができるので、流出した雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎを乱したり、拡散させたりすることなく、少ない吸引量で効率的に吸引することができる。

更に、ゲート５２の先端に帯板Ｓに面するようにスリット５５ａ，５５ｂを開口させることにより、スリット５５ａ，５５ｂ付近における混合した雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎの容積を最小限に抑えることができるので、少ない吸引量で効率よく吸引することができる。これにより、ゲート５２やファン３２，６２の小型化、及び各管３１，３３，３７，３９，６１，６３，６７，６９の小径化を図ることができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。なお、スリット５５ａ，５５ｂの開口面積を可変にしてもよく、これにより、吸引量を増やすことなく、吸引流速を高めて吸引能力を向上させることもできる。

図５は本発明の第３実施例に係るシール装置の概略図である。

図５に示すように、入側シール装置１６にはゲート５２の上流側及び下流側に配置されるシール板８１，８２が設けられている。シール板８１の開口部８１ａの入側（上流側）には一対のシールロール８３が回転可能に支持される一方、シール板８２の開口部８２ａの出側（下流側）には一対のシールロール８４が回転可能に支持されている。シールロール８３，８４は帯鋼Ｓを挟むようにその板厚方向において対向して配置されると共に、互いに接近離間するように搬送方向に対して略直交方向に移動可能に支持されている。つまり、シールロール８３，８４は帯鋼Ｓの板厚に応じて移動される。

従って、シールロール８３，８４を設けることにより、帯鋼Ｓの振動や反りによる帯鋼Ｓとゲート５２との接触を防止することができる。また、帯鋼Ｓとスリット５５ａ，５５ｂとの隙間に流入する雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎを少なくすることができるので、補充する水素ガス及び窒素ガスの使用量を更に減らすことができる。

図６は本発明の第４実施例に係るシール装置の概略図である。

図６に示すように、入側シール装置１７にはゲート５２の上流側及び下流側に配置されるガイドロール８５，８６が回転可能に支持されており、このガイドロール８５，８６は帯鋼Ｓを挟むように配置されている。

従って、ガイドロール８５，８６を設けることにより、帯鋼Ｓの振動や反りによる帯鋼Ｓとゲート５２との接触を防止することができる。このため、ゲート５２は帯鋼Ｓにこれ以上近づくことができないので、帯鋼Ｓとスリット５５ａ，５５ｂとの隙間に流入する雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎを少なくすることができるので、補充する水素ガス及び窒素ガスの使用量を更に減らすことができる。

図７は本発明の第５実施例に係るシール装置の概略図である。

図７に示すように、入側シール装置１８にはゲート５２間に配置されるガイドロール８７が回転可能に支持されている。このガイドロール８７は帯鋼Ｓに対してガイドロール８５，８６とは反対側に設けられている。

従って、ガイドロール８５，８６，８７を設けることにより、帯鋼Ｓの振動や反りを抑えることができ、ゲート５２を帯鋼Ｓに更に近づけることができるので、確実に吸引することができる。

図８は本発明の第６実施例に係るシール装置の概略図である。

図８に示すように、入側シール装置１９は急速冷却帯３と加熱帯２（搬送路５）との角部に設けられるものであり、この角部に支持されるデフレクタロール７を挟むようにしてゲート５２を配置している。また、供給管３９には、戻し管３７との接続部よりも下流側において、Ｎ₂濃度センサ４２が設けられている。このＮ₂濃度センサ４２は混合ガスｇ₂に窒素ガスを補充した雰囲気ガスＧｎの窒素ガス濃度を検出するものである。一方、供給管６９には、戻し管６７との接続部よりも下流側において、Ｈ₂濃度センサ７２が設けられている。このＨ₂濃度センサ７２は混合ガスｇ₁に水素ガスを補充した雰囲気ガスＧｈの水素ガス濃度を検出するものである。

従って、上述した構成をなすことにより、供給管６９に流入した混合ガスｇ₁は調整弁７１により急速冷却帯３内の雰囲気ガスＧｈと同じ成分になるように水素ガスが補充調整されて雰囲気ガスＧｈになる。該雰囲気ガスＧｈは急速冷却帯３内に排出される前に、Ｈ₂濃度センサ７２によりその水素ガス濃度が検出される。そして、このＨ₂濃度センサ７２に検出された雰囲気ガスＧｈの水素ガス濃度に基づいて調整弁７１の開度が制御される。つまり、調整弁７１は検出された水素ガス濃度が所定の濃度（成分）になるように制御される

一方、供給管３９に流入した混合ガスｇ₂は調整弁４１により加熱帯２内の雰囲気ガスＧｎと同じ成分になるように窒素ガスが補充調整されて雰囲気ガスＧｎになる。該雰囲気ガスＧｎは加熱帯２内に排出される前に、Ｎ₂濃度センサ４２によりその窒素ガス濃度が検出される。そして、このＮ₂濃度センサ４２に検出された雰囲気ガスＧｎの窒素ガス濃度に基づいて調整弁４１の開度が制御される。つまり、調整弁４１は検出された水素ガス濃度が所定の濃度（成分）になるように制御される。

従って、濃度センサ７２，４２を設けることにより、この濃度センサ７２，４２により検出した成分調整後の混合ガスｇ₁，ｇ₂（雰囲気ガスＧｈ，Ｇｎ）の濃度に基づいて、次に供給される混合ガスｇ₁，ｇ₂の成分調整を行うことができるので、確実に供給時のガス濃度を所定の濃度に設定することができる。なお、濃度センサ７２，７４の設置位置は成分調整前の混合ガスｇ₁，ｇ₂の濃度が計れる位置にしても構わない。また、濃度センサ７２，４２は第１実施例乃至第５実施例の構成にも適用することができ、これにより、各成分調整の精度を向上させることができる。また、デフレクタロール７を挟むようにしてゲート５２を設けても、帯鋼Ｓの振動や反りによる帯鋼Ｓとゲート５２との接触を防止することができる。

なお、上述した各実施例においては、急速冷却帯３の入側及び出側にシール装置８，９を設けるようにしたが、加熱帯２の入側及び出側、最終冷却帯４の入側及び出側、及び帯鋼連続焼鈍炉１の搬入口１ａ及び排出口１ｂに、同様のシール装置を設けても構わない。また、各実施例においては、２種類の雰囲気ガスの間をシールするシール装置について説明したが、ガスに限らず液体でもよく、また、温度の異なる同じ流体間をシールするシール装置にも適用可能である。この場合には、本願発明の如く、成分を調整する換わりに、温度調節手段等を用いればよい。更に、各実施例においては、成分を調整する換わりに、成分分離手段等を用いても構わない。

有害な雰囲気ガスを用いて熱処理する熱処理装置に適用可能である。

本発明の第１実施例に係るシール装置の概略図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図である。帯鋼連続焼鈍炉の概略図である。本発明の第２実施例に係るシール装置の概略図である。本発明の第３実施例に係るシール装置の概略図である。本発明の第４実施例に係るシール装置の概略図である。本発明の第５実施例に係るシール装置の概略図である。本発明の第６実施例に係るシール装置の概略図である。

符号の説明

１帯鋼連続焼鈍炉
２加熱帯
３急速冷却帯
４最終冷却帯
５，６搬送路
７デフレクタロール
８，１６〜１９入側シール装置
９出側シール装置
１０，１４ガス供給管
１２ガス冷却器
１３ガスジェットチャンバ
２１，５１仕切壁
２２，５２ゲート
２３バッフルプレート
２４ａ，２４ｂ，５４ａ，５４ｂチャンバ
２５ａ，２５ｂ，５５ａ，５５ｂスリット
３１，６１吸気管
１１，３２，６２ファン
３３，６３排出管
３４，３８，４１，６４，６８，７１調整弁
３５，４０，６５，７０流量計
３６フレアスタック
３７，６７戻し管
３９，６９供給管
４２Ｎ₂濃度センサ
７２Ｈ₂濃度センサ
８１，８２シール板
８３，８４シールロール
８５〜８７ガイドロール

Claims

帯板を雰囲気流体中で連続的に熱処理する熱処理室における前記帯板の出入口部に設けられるシール装置において、
前記熱処理室内から漏出する流体及び前記熱処理室内に侵入する流体を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段により吸引した漏出流体及び侵入流体を混合し、その混合した混合流体の一部を、漏出流体及び侵入流体と同じ成分になるように成分調整して、前記熱処理室内及び室外に戻す循環手段と備える
ことを特徴とするシール装置。
請求項１に記載のシール装置において、
前記吸引手段の吸引量と前記循環手段の戻し量とが等しくなるように調整する流量調整手段を備える
ことを特徴とするシール装置。
請求項１または２に記載のシール装置において、
前記吸引手段の吸引力を可変にする吸引力可変手段を備える
ことを特徴とするシール装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載のシール装置において、
前記吸引手段を前記帯板の板厚及び板形状に応じて移動するように支持し、
前記吸引手段の先端に前記帯板に面するようにノズルを形成する
ことを特徴とするシール装置。