JP5629992B2

JP5629992B2 - 金属ストリップの横型連続焼鈍炉

Info

Publication number: JP5629992B2
Application number: JP2009185338A
Authority: JP
Inventors: 弘之藤村
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2009-08-08
Filing date: 2009-08-08
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2029-08-08
Also published as: JP2011038683A

Description

この発明は金属ストリップの横型連続焼鈍炉に関し、特に加熱室の構造に特徴を有するものに関する。

炉入口から搬入したステンレス鋼等の金属ストリップを加熱室でヒータにより加熱した後、冷却室を通過させ、炉出口から搬出することで金属ストリップを連続焼鈍する横型連続焼鈍炉として図４に示すようなものが従来公知である。
この図４に示す横型連続焼鈍炉では、耐火材（耐火レンガ若しくはセラミックスファイバ）で構成した断熱材を内張りして成る加熱室の側壁面２００と床面２０２とにヒータを設置し、このヒータからの熱を炉内を通過する処理対象としての金属ストリップ２０６に直接当てて、これを加熱する。

通常そのヒータとして電熱線から成る電気ヒータ２０４を用い、そして所要の加熱能力を持たせるために長尺のものを波打形状に湾屈曲させた状態で設置する。
詳しくは、側壁面２００の電気ヒータ２０４は、図４（ロ）に示すように側壁面２００に沿って上下方向即ち縦方向に波打形状をなすように設置し、また床面２０２の電気ヒータ２０４は、床面２０２に沿って横向きに波打形状をなすように設置する。

尚図４（イ）において２１０は金属ストリップ２０６を支持するハースロールである。
また図４（ロ）中、２１２は側壁面２００に設けられた支持ピンで、側壁面２００の電気ヒータ２０４はこの支持ピン２１２によって吊下状態に且つ縦方向に波打形状をなす状態に設置される。

床面２０２の電気ヒータ２０４は波打面が金属ストリップ２０６と平行向きとなるため、この床面２０２の電気ヒータ２０４からの熱は金属ストリップ２０６に対して直角に当ることとなり、加熱の効率は高い。

一方側壁面２００の電気ヒータ２０４は、波打面が金属ストリップ２０６と直角方向の向きとなるため、図４（ハ）に示しているようにその側壁面２００の電気ヒータ２０４からの熱は金属ストリップ２０６に対して直角には当らずに斜めに当ることとなって、金属ストリップ２０６に対する加熱の効率が悪い。

床面２０２の電気ヒータ２０４は上記のように金属ストリップ２０６に対する加熱の効率は高いものの、炉内で金属ストリップ２０６が破断した場合、その破断した金属ストリップ２０６が床面２０２に垂れ落ちて床面２０２の電気ヒータ２０４と接触し、これをショートさせて断線させてしまう事故を起す問題がある。

そのため、通常は図４（イ）に示しているように床面２０２の複数個所から部分的にガード２１４を上向きに突出させ、金属ストリップ２０６が破断しても、破断した金属ストリップ２０６が床面２０２の電気ヒータ２０４に接触するのを防止するようにしていた。
しかしながらこのようにしても床面２０２の電気ヒータ２０４の断線に対して必ずしも安全といえない。

またこのように床面２０２の複数個所からガード２１４を部分的に突出させた場合、必然的に床面２０２への電気ヒータ２０４の設置スペースが狭くなってしまい、床面２０２の電気ヒータ２０４による加熱の能力が制限されてしまう。
結果としてこの種電気ヒータ２０４を用いた連続焼鈍炉の場合、金属ストリップ２０６に対する加熱能力を十分に高めることが難しい。

加熱の能力を高める手段として、天井面２０８に支持ピンを複数設け、そして電気ヒータ２０４を支持ピンにて吊り下げるようにして天井面２０８に設置するといったことも考えられるが、この場合、支持ピンを天井面に設けること自体難しいのに加えて、天井面２０８に吊下状態に設けた電気ヒータ２０４が上下方向、即ち縦方向の波打形状となってしまい、電気ヒータ２０４の波打面が金属ストリップ２０６に対し直角の向きとなってしまって、金属ストリップ２０６に対する加熱の効率が著しく低くなってしまう問題があり、現実的ではない。

尚、下記特許文献１には加熱室の上部に防塵板を配設して、天井空間と加熱空間とに区画するようになした点が開示されているが、この板は防塵のためのもので、本発明とは異なったものである。

特許第４２６８２８１号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、加熱室での金属ストリップの加熱能力を効果的に高めることのできる金属ストリップの横型連続焼鈍炉を提供することを目的としてなされたものである。
また本発明の他の目的は、金属ストリップが破断することがあっても、床面に設置した電気ヒータが断線するのを有効に防止でき、安全性をより一層高めることのできる金属ストリップの横型連続焼鈍炉を提供することを目的とする。

而して請求項１のものは、耐火材で構成した断熱材を内張りして成る加熱室を備え、炉入口から搬入した金属ストリップを該加熱室でヒータにより加熱した後、冷却室を通過させて炉出口から搬出することで連続焼鈍する金属ストリップの横型連続焼鈍炉において、前記加熱室の上部にセラミックスから成る支持板を横設して、該支持板よりも上側の天井空間と下側の加熱空間とに区画し、該支持板の上面に前記ヒータとして電熱線から成る電気ヒータを該上面に沿って横向きに波打形状をなす状態に設置して波打面を前記金属ストリップに対して平行方向に配向し、該電気ヒータで加熱された該支持板からの輻射熱を、下方を通過する前記金属ストリップに当てて加熱するようになすとともに、前記加熱室の互いに向き合う一対の側壁面のそれぞれに、前記金属ストリップを基準として上方と下方とに電熱線から成る電気ヒータを縦方向に波打形状をなす状態に一対設置して、それぞれの波打面を前記金属ストリップに対して直角の向きに配向し、該側壁面の該電気ヒータにより前記金属ストリップを加熱するようになしてあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記加熱室の床面に前記ヒータとして電熱線から成る電気ヒータを該床面に沿って横向きに波打形状をなす状態に設置するとともに、該電気ヒータを上側から覆う状態にセラミックス板からなるカバー板を床上に横設し、該電気ヒータにて加熱された該カバー板からの輻射熱を、上方を通過する前記金属ストリップに当てて加熱するようになしてあることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、横型連続焼鈍炉において加熱室の上部にセラミックスから成る支持板を横設して、その支持板の上面に電熱線から成る電気ヒータを、その上面に沿って横向きに波打形状をなす状態で、即ち横向きに寝た状態で設置し、電気ヒータで加熱された支持板からの輻射熱を、下方を通過する金属ストリップに当てて加熱するようになしたものである。

このようにすれば、支持板上面に設置した電気ヒータからの熱を、セラミックス板から成る支持板を介して下方の金属ストリップに当て、これを加熱することができる。
しかも支持板上面の電気ヒータは波打面が金属ストリップと平行方向の面となるため、電気ヒータからの熱を支持板を介して効率高く金属ストリップに当てることができる。
そしてこの支持板上面の電気ヒータを、炉の側壁面の電気ヒータ，床面の電気ヒータと併せて設置することで、金属ストリップに対する加熱の能力を効果的に高めることができる。

次に請求項２は、加熱室の床面に電気ヒータを床面に沿って横向きに波打形状をなす状態に設置するとともに、電気ヒータを上側から覆う状態にセラミックス板からなるカバー板を床上に横設し、電気ヒータにて加熱されたカバー板からの輻射熱を、上方を通過する金属ストリップに当てて加熱するようになしたものである。

このようにしておけば、炉内で金属ストリップが破断して下方に垂れ落ちることがあっても、その破断した金属ストリップが直接床面の電気ヒータと接触するのを確実に防止することができ、金属ストリップの破断によって床面に設置した電気ヒータが断線する等の不具合を確実に防止することが可能となる。
加えてこのようにすれば、床面への電気ヒータの設置スペースを十分に広く確保することが可能となり、床面の電気ヒータによる加熱の能力を従来に増して高めることが可能となる。

本発明の一実施形態の横型連続焼鈍炉を示した図である。同実施形態における加熱室の断面及び電気ヒータの配置パターンを示した図である。同実施形態における加熱室を一部切り欠いて示した斜視図である。横型連続焼鈍炉の従来例を示した図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０はステンレス鋼等の金属ストリップを図中左から右向きに走行させながら連続焼鈍する横型連続焼鈍炉で、加熱室１２と冷却室１４及び入口シール室１６，出口シール室１８を備えている。
ここで加熱室１２には予熱室，均熱室を備えておくことができる。
また冷却室１４には徐冷室を備えておくことができる。

図において２０は金属ストリップで、２２はこれを支持するハースロールである。
ハースロール２２は、金属ストリップ２０の搬送方向に沿って複数配置されている。
この実施形態において、金属ストリップ２０は炉入口２４から炉内に搬入され、そして加熱室１２内を図中右向きに搬送された後冷却室１４へと送られ、そして冷却室１４を通過し冷却された上で炉出口２６から炉外に搬出され、連続焼鈍処理される。

図２及び図３に加熱室１２の構造が具体的に示してある。
これらの図において、２８は鉄製の炉殻でその内側に耐火レンガ，セラミックファイバー等の耐火材で構成した断熱材３０が全周に亘って内張りされている。
加熱室１２内部の上下中間部には上記のハースロール２２が配設され、このハースロール２２によって下側から支持されつつ金属ストリップ２０が加熱室１２内を図２中紙面と直角方向に搬送される。
尚、図中３２は側壁面を、３４は床面をそれぞれ示している。

この実施形態では、加熱室１２内部の上部にセラミックスから成る支持板３６が横設され、加熱室１２の内部がこの支持板３６によってこれよりも上側の天井空間３８と、下側の加熱空間４０とに区画されている。
尚支持板３６は、例えば側壁面３２から受部４２を突出させて、この受部４２にて支持板３６の幅方向端部を下側から受けるようにして設置することができる。
ここで支持板３６は、図３にも示しているように（但し図３では後述のカバー板４６が省略されている）炉の長手方向に沿って加熱室１２内部を連続的に延びている。

側壁面３２には電気ヒータ４４Ａが設置されている。この電気ヒータ４４Ａは長尺の電熱線から成るもので、図３に示しているように上下方向、つまり縦方向に波打形状をなすように湾屈曲させられた状態で設置されている。
この側壁面３２の電気ヒータ４４Ａは、図３（ハ）に示しているように支持ピン４５によって吊下状態に保持され、炉の長手方向に連続的に延びている。

この実施形態において、電気ヒータ４４Ａは図３（イ），（ハ）に示すように帯状をなすリボンヒータから成っている。その寸法は例えば厚みが２〜３ｍｍ程度、幅が２０〜４０ｍｍ程度である。
但しかかる電気ヒータ４４Ａとして断面形状が円形状の丸棒状のものその他様々な形状のものを用いることが可能である。この点は後述の電気ヒータ４４Ｂ，４４Ｃについても同様である。
尚この側壁面３２の電気ヒータ４４Ａは、支持板３６より下側の加熱空間４０に設けられている。

一方、床面３４にもまた長尺の電熱線から成る電気ヒータ（リボンヒータ）４４Ｂが、床面３４を支持面として横向きに波打形状をなすように湾屈曲状態で設置されている。
この床面３４の電気ヒータ４４Ｂもまた炉の長手方向に延びている。

この実施形態では、支持板３６の上面にも長尺の電熱線から成る電気ヒータ（リボンヒータ）４４Ｃが、支持板３６の上面を支持面として横向きに寝た状態且つ波打形状をなすように湾屈曲状態で設置されている。
この電気ヒータ４４Ｃもまた図３（ロ）に示しているように炉の長手方向に連続的に延びている。
この実施形態では、セラミックスから成る支持板３６が、その上面の電気ヒータ４４Ｃにて加熱され、そしてその下方の金属ストリップ２０が支持板３６からの輻射熱によって加熱される。

図２（イ）に示しているように床面３４上には、電気ヒータ４４Ｂを上方から覆い、カバーするセラミックスから成るカバー板４６が設けられている。
カバー板４６は床面３４との間に隙間Ｓを形成する状態に、床面３４に対し微小距離上側の位置に設けられており、そしてその隙間Ｓ内に電気ヒータ４４Ｂが位置させられている。
尚、カバー板４６は幅方向中央部において支持部４８により床面３４上に支持されている。

この実施形態では、金属ストリップ２０が床面３４の電気ヒータ４４Ｂによって直接加熱されず、先ずカバー板４６が電気ヒータ４４Ｂによって加熱され、そしてそのカバー板４６からの輻射熱によって金属ストリップ２０が加熱される。
但し加熱空間４０内に雰囲気ガスが存在している場合には、その雰囲気ガスによる伝熱作用によっても金属ストリップ２０が加熱される。
この点は支持板３６による加熱についても同様である。

本実施形態では、側壁面３２の電気ヒータ４４Ａ，床面３４の電気ヒータ４４Ｂ，支持板３６上面の電気ヒータ４４Ｃの何れもが波打形状をなしている。
このうち側壁面３２の電気ヒータ４４Ａは波打面が金属ストリップ２０に対して直角の向きをなしており、一方支持板３６上面の電気ヒータ４４Ｃ及び床面３４の電気ヒータ４４Ｂは何れも金属ストリップ２０に対して波打面が平行方向の面をなしている。

従って側壁面３２の電気ヒータ４４Ａからの熱は、金属ストリップ２０に対して斜めの向きで当ることとなる。
これに対して床面３４の電気ヒータ４４Ｂ及び支持板３６上面の電気ヒータ４４Ｃからの熱は、金属ストリップ２０に対してカバー板４６，支持板３６を介し直角に当ることとなる。

以上のように本実施形態によれば、支持板３６上面に設置した電気ヒータ４４Ｃからの熱を、セラミックス板から成る支持板３６を介して下方の金属ストリップ２０に当て、これを加熱することができる。
しかも支持板３６上面の電気ヒータ４４Ｃは波打面が金属ストリップ２０と平行方法の面となるため、電気ヒータ４４Ｃからの熱を支持板３６を介して効率高く金属ストリップ２０に当てることができる。
そしてこの支持板３６上面の電気ヒータ４４Ｃを、炉の側壁面３２の電気ヒータ４４Ａ，床面３４の電気ヒータ４４Ｂと併せて設置することで、金属ストリップ２０に対する加熱の能力を効果的に高めることができる。

また本実施形態によれば、炉内で金属ストリップ２０が破断した場合であっても、その破断した金属ストリップ２０が直接床面３４の電気ヒータ４４Ｂと接触するのを確実に防止することができ、金属ストリップ２０の破断によって床面３４に設置した電気ヒータ４４Ｂが断線する等の不具合を確実に防止することができる。
加えて本実施形態によれば床面３４への電気ヒータ４４Ｂの設置スペースを十分に広く確保することができ、床面３４の電気ヒータ４４Ｂによる加熱の能力を従来に増して高めることができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記のカバー板４６を設けずに、図４（イ）に示す従来構造で電気ヒータ４４Ｂを床面３４に設置するといったことも場合により可能である。
更に本発明は還元雰囲気で金属ストリップを光輝焼鈍する連続光輝焼鈍炉に適用することも可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

１０横型連続焼鈍炉
１２加熱室
１４冷却室
２０金属ストリップ
２４炉入口
２６炉出口
３０断熱材
３２側壁面
３４床面
３６支持板
３８天井空間
４０加熱空間
４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ電気ヒータ
４６カバー板

Claims

耐火材で構成した断熱材を内張りして成る加熱室を備え、炉入口から搬入した金属ストリップを該加熱室でヒータにより加熱した後、冷却室を通過させて炉出口から搬出することで連続焼鈍する金属ストリップの横型連続焼鈍炉において、
前記加熱室の上部にセラミックスから成る支持板を横設して、該支持板よりも上側の天井空間と下側の加熱空間とに区画し
該支持板の上面に前記ヒータとして電熱線から成る電気ヒータを該上面に沿って横向きに波打形状をなす状態に設置して波打面を前記金属ストリップに対して平行方向に配向し、該電気ヒータで加熱された該支持板からの輻射熱を、下方を通過する前記金属ストリップに当てて加熱するようになすとともに、前記加熱室の互いに向き合う一対の側壁面のそれぞれに、前記金属ストリップを基準として上方と下方とに電熱線から成る電気ヒータを縦方向に波打形状をなす状態に一対設置して、それぞれの波打面を前記金属ストリップに対して直角の向きに配向し、該側壁面の該電気ヒータにより前記金属ストリップを加熱するようになしてあることを特徴とする金属ストリップの横型連続焼鈍炉。
請求項１において、前記加熱室の床面に前記ヒータとして電熱線から成る電気ヒータを該床面に沿って横向きに波打形状をなす状態に設置するとともに、該電気ヒータを上側から覆う状態にセラミックス板からなるカバー板を床上に横設し、該電気ヒータにて加熱された該カバー板からの輻射熱を、上方を通過する前記金属ストリップに当てて加熱するようになしてあることを特徴とする金属ストリップの横型連続焼鈍炉。