JP5733121B2 - 連続熱処理炉の炉内雰囲気調整方法 - Google Patents
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Description
本発明は、連続熱処理炉の炉内雰囲気調整方法に関し、詳しくは、連続焼鈍炉の炉内雰囲気ガスの露点を低減し、めっき付着が良好な鋼板を有利に生産するための、連続熱処理炉の炉内雰囲気調整方法に関する。
鋼板（詳しくは、帯状の鋼板）に連続的に熱処理を施す連続焼鈍炉において、熱処理後の鋼板の化成処理性向上および高張力鋼板のめっき性を向上させるために炉内雰囲気ガスの露点は−４５℃以下が目標とされることが知られている。
連続焼鈍炉において、炉立上げ時の炉内は大気雰囲気で充満されており、炉内および炉壁耐火物内部には、大気中の水分が浸透している。かかる水分は炉を運転することによって徐々に除去されていくが、炉内が鋼板製造可能な露点範囲になるには十数時間から数日の運転が必要で非効率的である。この理由としては、炉立上げ後、耐火物内部に浸透していた水分が徐々に炉内へ供給されることによって炉内の露点が下がるまでに時間を要するということが挙げられる。従来の炉内雰囲気調整方法の一つとして特許文献１のように炉内空間に直接雰囲気ガスを供給するとともに、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて５０℃〜１２０℃の低温の雰囲気ガスを送給する方法が知られている。
連続焼鈍炉において、炉立上げ時の炉内は大気雰囲気で充満されており、炉内および炉壁耐火物内部には、大気中の水分が浸透している。かかる水分は炉を運転することによって徐々に除去されていくが、炉内が鋼板製造可能な露点範囲になるには十数時間から数日の運転が必要で非効率的である。この理由としては、炉立上げ後、耐火物内部に浸透していた水分が徐々に炉内へ供給されることによって炉内の露点が下がるまでに時間を要するということが挙げられる。従来の炉内雰囲気調整方法の一つとして特許文献１のように炉内空間に直接雰囲気ガスを供給するとともに、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて５０℃〜１２０℃の低温の雰囲気ガスを送給する方法が知られている。
連続焼鈍炉において、炉内雰囲気の低露点化の為に、炉内の高温の雰囲気の一部であるガスを、脱湿・脱酸装置であるリファイナーに取り込み、脱湿・脱酸処理を行った後、炉内に吹き込む方法を採る場合、脱湿・脱酸処理を行う為に前記の取り込んだ高温のガスはこれを一旦常温近くまで冷却する必要がある。その常温近くまで冷却された脱湿・脱酸処理後のガスをそのまま炉内へ吹き込むと、炉内温度が過剰に低下し、鋼板の品質劣化に繋がる事になる。そこで、前記常温近くまで冷却された脱湿・脱酸処理後のガスは、これを炉内に吹き込む前に、前記取り込んだ高温のガスと熱交換させる事によって昇温させる方法が採られている。
然しながら、前記取り込んだ高温のガスと前記常温近くまで冷却された脱湿・脱酸処理後のガスとの熱交換では、熱交換後のガス温度は精々両者の中間程度の温度までしか昇温せず、前記熱交換後の温度が炉温よりも低くて、これを炉内へ吹き込むと局所的な炉温低下が生じるから、これを防ぐ為に、追加の熱量を投じる必要があった。
つまり、従来、リファイナーで連続焼鈍炉の炉内低露点化を図る場合、熱量の追加投入無しでは炉内温度の局所的低下を防ぎ得ないという課題があった。
つまり、従来、リファイナーで連続焼鈍炉の炉内低露点化を図る場合、熱量の追加投入無しでは炉内温度の局所的低下を防ぎ得ないという課題があった。
発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討し、その結果、前記熱交換後のガスを、更に炉内雰囲気との熱交換にて昇温させて炉内へ吹き込む事で、熱量の追加投入無しでも炉内温度の局所的低下が防げる事を知見し、本発明を成した。
即ち、本発明は、連続焼鈍炉の炉内雰囲気の低露点化のために前記炉内雰囲気の一部であるガスを炉外に設けたリファイナーに取り込んで脱湿・脱酸した後、再び炉内へ吹き込む、連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法において、前記リファイナーを出た脱湿・脱酸後のガスを、炉外に設けた熱交換器にて前記リファイナーに取り込むガスと熱交換させ、次いで、炉内に設けた炉内熱交換器にて炉内雰囲気と熱交換させた後、炉内へ吹き込むことを特徴とする連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法である。
即ち、本発明は、連続焼鈍炉の炉内雰囲気の低露点化のために前記炉内雰囲気の一部であるガスを炉外に設けたリファイナーに取り込んで脱湿・脱酸した後、再び炉内へ吹き込む、連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法において、前記リファイナーを出た脱湿・脱酸後のガスを、炉外に設けた熱交換器にて前記リファイナーに取り込むガスと熱交換させ、次いで、炉内に設けた炉内熱交換器にて炉内雰囲気と熱交換させた後、炉内へ吹き込むことを特徴とする連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法である。
本発明によれば、リファイナーで脱湿・脱酸したガスを、炉外に設けた熱交換器にてリファイナーに取り込むガスと熱交換して昇温させ、次いで、炉内に設けた炉内熱交換器にて炉内雰囲気と熱交換させて更に昇温させてから炉内へ吹き込むようにしたことから、熱量の追加投入無しで、炉内吹き込みガス温度を炉内温度に近づけることができ、以て、炉温の局所的低下を抑えつつ、炉内雰囲気の低露点化を図ることができる。
図１は、本発明の一実施形態を示す模式図であり、該図において、１は鋼板、２は焼鈍炉第１加熱帯、３は焼鈍炉第２加熱帯、４は炉内ロール、５は取り出し配管、６は送風機、７は熱交換器、８はリファイナー（脱湿・脱酸装置）、９は熱交換器繋ぎ込み配管、１０は炉内熱交換器供給配管、１１は炉内熱交換器、１２は吹き込み配管である。
図示の様に、第１加熱帯２と第２加熱帯３とに分けられた連続焼鈍炉において、鋼板１が炉内ロール４にて連続通板されつつ連続焼鈍される場合、第２加熱帯３から取り出し配管５を介して炉内雰囲気の一部であるガスが取り出される。該取り出されたガスは送風機６により熱交換器７へ送られ、熱交換器７の高温側熱媒とされ、熱交換器７の低温側熱媒との熱交換により抜熱された後、リファイナー８へ導かれ、リファイナー８内で常温近くまで冷却され、脱湿・脱酸される。リファイナー８を出た常温に近いガスは、熱交換器繋ぎ込み配管９を経由して熱交換器７の低温側熱媒とされ、熱交換器７の高温側熱媒とされた前記取り出されたガスとの熱交換により加熱されて、両者の温度の中間程度の温度に昇温したガスとなる。
図示の様に、第１加熱帯２と第２加熱帯３とに分けられた連続焼鈍炉において、鋼板１が炉内ロール４にて連続通板されつつ連続焼鈍される場合、第２加熱帯３から取り出し配管５を介して炉内雰囲気の一部であるガスが取り出される。該取り出されたガスは送風機６により熱交換器７へ送られ、熱交換器７の高温側熱媒とされ、熱交換器７の低温側熱媒との熱交換により抜熱された後、リファイナー８へ導かれ、リファイナー８内で常温近くまで冷却され、脱湿・脱酸される。リファイナー８を出た常温に近いガスは、熱交換器繋ぎ込み配管９を経由して熱交換器７の低温側熱媒とされ、熱交換器７の高温側熱媒とされた前記取り出されたガスとの熱交換により加熱されて、両者の温度の中間程度の温度に昇温したガスとなる。
熱交換器７を出たガスは、炉内熱交換器供給配管１０を経由して炉内熱交換器１１に導かれ、炉内熱交換器１１の低温側熱媒とされる。炉内熱交換器１１は第１加熱帯２内に設置されており、その高温側熱媒は第１加熱帯２の炉内雰囲気である。従って、熱交換器７を出たガスは炉内熱交換器１１内で炉内雰囲気との熱交換により加熱され、炉内雰囲気温度により近い温度まで昇温されたガスとなって、吹き込み配管１２経由で第２加熱帯３内へ吹き込まれる。
炉内熱交換器１１の設置箇所としては、本例の如く、吹き込み箇所（本例では第２加熱帯３）から離れた箇所で且つ多少炉温が低下しても問題のない箇所，即ち炉の加熱能力に余力のある箇所（本例では第１加熱帯２）を選択することが、炉温の局所的低下をより良く抑える観点から好ましい。
本発明例として、図１において、第１加熱帯２と第２加熱帯３の燃焼機器の負荷状態を夫々一定に保持して炉温を８００℃に設定した条件下で、リファイナー８の処理ガス流量（＝吹き込み流量）を２００Ｎｍ３/ｈとして、図１のガス経路に沿ってガス吹込みを行い、吹き込む直前のガス温度（略して、吹き込みガス温度）と、該ガス吹き込み後の第２加熱帯３の炉温（略して、吹き込み後第２加熱帯炉温）とを測定した。一方、比較例として、図１において、炉内熱交換器１１を使用せず熱交換器７で昇温されたガスを直接第２加熱帯３へ吹き込み、これ以外は本発明例と同様とし、同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
表１より、本発明例では、吹き込みガス温度が比較例のそれに比して格段に高く、吹き込み後第２加熱帯３の炉温がそれに比して格段に高く、設定炉温（８００℃）からの温度低下が大幅に軽減できた。
１ 鋼板（詳しくは、帯状の鋼板）
２ 焼鈍炉第１加熱帯
３ 焼鈍炉第２加熱帯
４ 炉内ロール
５ 取り出し配管
６ 送風機
７ 熱交換器
８ 脱湿・脱酸装置（リファイナー）
９ 熱交換器繋ぎ込み配管
１０ 炉内熱交換器供給配管
１１ 炉内熱交換器
１２ 吹き込み配管
２ 焼鈍炉第１加熱帯
３ 焼鈍炉第２加熱帯
４ 炉内ロール
５ 取り出し配管
６ 送風機
７ 熱交換器
８ 脱湿・脱酸装置（リファイナー）
９ 熱交換器繋ぎ込み配管
１０ 炉内熱交換器供給配管
１１ 炉内熱交換器
１２ 吹き込み配管
Claims (1)
- 連続焼鈍炉の炉内雰囲気の低露点化のために前記炉内雰囲気の一部であるガスを炉外に設けたリファイナーに取り込んで脱湿・脱酸した後、再び炉内へ吹き込む、連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法において、前記リファイナーを出た脱湿・脱酸後のガスを、炉外に設けた熱交換器にて前記リファイナーに取り込むガスと熱交換させ、次いで、炉内に設けた炉内熱交換器にて炉内雰囲気と熱交換させた後、炉内へ吹き込むことを特徴とする連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法。
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