JP6053513B2 - 連続加熱炉及び加熱・圧延装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理材を炉の搬入口から搬出口に向けて順々に搬送させ、炉の側壁に設けられたバーナーにより被処理材を加熱させる連続加熱炉及びこの連続加熱炉において加熱された被処理材を圧延装置によって圧延させるようにした加熱・圧延装置に関するものである。特に、連続加熱炉において加熱されて搬出口から搬出された被処理材を、この被処理材の一端側から圧延装置によって圧延させるにあたり、連続加熱炉において加熱された被処理材が圧延装置によって適切に圧延されるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、被処理材を炉の搬入口から搬出口に向けて順々に搬送させながら、炉の側壁に設けたバーナーにより被処理材を加熱させるようにした連続加熱炉が広く利用されている。

そして、前記のような連続加熱炉においては、炉の側壁に設けられたバーナーの他に、特許文献１に示されるように、炉の天井部に、炉幅方向及び炉長方向に沿って複数の燃料供給口を設け、この燃料供給口から噴出された燃料を燃焼させるようにしたものや、特許文献２に示されるように、炉の天井部に、炉幅方向及び炉長方向に沿って複数の補助バーナーを設け、この補助バーナーにより燃料を燃焼させて、被処理材を均一に加熱させるようにしたものが提案されている。

また、従来においては、前記のような連続加熱炉において加熱された被処理材を搬出口から取り出し、この被処理材を圧延装置に導き、被処理材の一端側の端部から圧延装置によって被処理材を圧延させることが行われている。

ここで、前記のように均一に加熱された被処理材を、その一端側の端部から圧延装置によって圧延させるようにした場合、被処理材の一端側の端部が圧延装置に噛み込む際に大きな負荷が加わり、噛み込み不良等が生じて、被処理材の圧延精度が低下したり、被処理材の表面が傷ついたりするという問題があった。

また、長尺スラブ等の長い被処理材を圧延させる場合、被処理材を圧延させるのに時間がかかるため、圧延装置に初めに導かれる被処理材の先端部と最後に導かれる後端部との間で大きな温度差が生じ、圧延時の温度が不均一になって均一な材質が得られず、また温度が低くなった後端部の圧延が困難になる等の問題があった。

そして、従来においては、特許文献３に示されるように、前記のような連続加熱炉において、被処理材を搬送させる途中の位置から搬出側における天井部に、燃焼装置を搬送方向に沿って連続して設けると共に、炉幅方向に沿って複数に分割された各領域に前記のように連続した燃焼装置を設け、各領域における連続した燃焼装置の燃焼を制御して、長い被処理材の長手方向における加熱温度を制御するようにしたものが提案されている。

ここで、特許文献３に示されるように、天井部に連続して設けた燃焼装置の燃焼により被処理材の長手方向における加熱温度を制御する場合において、前記のように被処理材の一端側の端部が圧延装置に噛み込む際に大きな負荷が加わるのを十分に抑制するためには、前記の燃焼装置における燃焼を強くして、被処理材の端部を十分に加熱させることが必要になる。

しかし、特許文献３に示されるものにおいて、前記の燃焼装置における燃焼を強くした場合、天井部からの火炎が直進して、燃焼装置における火炎が被処理材に接触し、被処理材の表面が溶損したり、酸化されて劣化したりするというおそれがあった。

また、前記のように被処理材を搬送させる途中の位置から搬出側における天井部に、燃焼装置を搬送方向に沿って連続して設けた場合、炉の側壁に設けられたバーナーにおける直進火炎と天井部に設けた燃焼装置における直進火炎とが接触（衝突）して、それぞれの火炎の位置がずれて、被処理材の端部を適切に加熱させることができなくなる等の問題もあった。

特許第３３４１５４２号公報 特開平１０−２５５１５号公報 特開２００９−１６１８３７号公報

本発明は、前記のような連続加熱炉において加熱された被処理材を、その一端側の端部から圧延装置によって圧延させる場合における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明においては、前記のように連続加熱炉において加熱された被処理材を圧延装置によって圧延させるにあたり、連続加熱炉において被処理材の端部を加熱させるようにした場合において、被処理材の表面が溶損したり、劣化したりするということがなく、被処理材の端部が十分に加熱されるようにすると共に、連続加熱炉において加熱された被処理材が、その一端側の端部から圧延装置によって適切に圧延されるようにすることを課題とするものである。

本発明に係る連続加熱炉においては、前記のような課題を解決するため、被処理材を炉の搬入口から搬出口に向けて順々に搬送させ、炉の側壁に被処理材の搬送方向に沿って設けられた複数のバーナーにより被処理材を加熱させる連続加熱炉において、少なくとも炉の搬出口側における炉幅方向の一端側の天井部に、搬送される被処理材における搬送方向と交差する一端側の端部を加熱する第１の端部加熱バーナーを設け、第１の端部加熱バーナーにおける火炎が、加熱させる被処理材の端部と炉の側壁との間の位置で被処理材に接触しないように導かれるようにすると共に、前記の第１の端部加熱バーナーが炉の側壁に設けられたバーナー間に位置するようにし、第１の端部加熱バーナーにおける火炎と、側壁に設けられたバーナーにおける火炎とが接触しないようにした。

また、前記の連続加熱炉においては、炉の搬出口側における炉幅方向の他端側の天井部にも、搬送される被処理材における搬送方向と交差する他端側の端部を加熱する第２の端部加熱バーナーを設け、第２の端部加熱バーナーにおける火炎が、加熱させる被処理材の端部と炉の側壁との間の位置で被処理材に接触しないように導かれるようにすると共に、前記の第２の端部加熱バーナーが炉の側壁に設けられたバーナー間に位置するようにし、第２の端部加熱バーナーにおける火炎と、側壁に設けられたバーナーにおける火炎とが接触しないようにすることができる。

このように、前記の第１の端部加熱バーナーや第２の端部加熱バーナーにおける火炎が、加熱させる被処理材の端部と炉の側壁との間に位置に導かれて被処理材に接触しないようにすると、第１の端部加熱バーナーや第２の端部加熱バーナーにおける燃焼を強くした場合においても、第１の端部加熱バーナーや第２の端部加熱バーナーにおける火炎が被処理材の存在しない空間を直進するので、第１の端部加熱バーナーや第２の端部加熱バーナーの火炎が被処理材に接触するのが防止されると共に、被処理材の端部の横を火炎が通過するので、被処理材の端部が第１の端部加熱バーナーや第２の端部加熱バーナーによって十分に加熱されるようになる。

さらに、前記のように第１の端部加熱バーナーや第２の端部加熱バーナーを炉の側壁に設けられたバーナー間に位置させるようにすると、第１の端部加熱バーナーや第２の端部加熱バーナーにおける火炎と、側壁に設けられたバーナーにおける火炎とが接触（衝突）しないようになる。

そして、本発明に係る加熱・圧延装置においては、前記の連続加熱炉と、この連続加熱炉において加熱されて搬出口から搬出された被処理材を、前記の第１の端部加熱バーナーにより加熱された被処理材の一端側から圧延する圧延装置とを設けるようにした。

本発明における連続加熱炉においては、少なくとも炉の搬出口側における炉幅方向の一端側の天井部に、搬送される被処理材における搬送方向と交差する一端側の端部を加熱する第１の端部加熱バーナーを設け、この第１の端部加熱バーナーにおける火炎が、加熱させる被処理材の端部と炉の側壁との間に位置に導かれるようにしたため、この第１の端部加熱バーナーにおける火炎が被処理材に接触するのが防止され、被処理材の表面が溶損したり、劣化したりするということがなく、被処理材の一端側の端部が十分に加熱されるようになる。

そして、この連続加熱炉により加熱されて搬出口から搬出された被処理材を、前記の第１の端部加熱バーナーにより加熱された被処理材の一端側の端部から圧延装置により圧延させると、圧延装置に噛み込む被処理材の一端側の端部が十分に加熱されて変形しやすくなっているため、被処理材の一端側の端部が圧延装置に噛み込む際に加わる負荷が軽減され、噛み込み不良等が生じるということがなく、被処理材の表面が傷ついたりすることなく、被処理材が適切に圧延されるようになる。

また、前記のように炉の搬出口側における炉幅方向の他端側の天井部にも、搬送される被処理材における搬送方向と交差する他端側の端部を加熱する第２の端部加熱バーナーを設け、この第２の端部加熱バーナーにより被処理材の他端側の端部を加熱させると、長尺スラブ等の長い被処理材を前記のように被処理材の一端側の端部から圧延装置により圧延させる場合に、被処理材を圧延させるのに時間がかかっても、被処理材の他端側の端部の温度が低下するのが抑制され、長い被処理材であっても適切に圧延されるようになる。

本発明の一実施形態に係る連続加熱炉及び連続加熱炉を用いた加熱・圧延装置の概略平面図である。 前記の実施形態における加熱・圧延装置の概略側面図である。 前記の実施形態における連続加熱炉の内部状態を示した概略側面断面図である。 前記の実施形態の連続加熱炉において、炉の搬入口側における被処理材を、炉の両側壁に設けた上，下のバーナーによって加熱させる状態を示した概略断面説明図である。 前記の実施形態の連続加熱炉において、炉の搬出口側に導かれた被処理材を、炉の両側壁に設けた上，下のバーナー及び炉幅方向一端側の天井部に設けた第１の端部加熱バーナーによって加熱させる状態を示した概略断面説明図である。 前記の実施形態の連続加熱炉における炉の搬出口側において、第１の端部加熱バーナーによる直線状の火炎を、炉の側壁に所要間隔を介して設けたバーナーにおける火炎の間に導く状態を示した水平断面説明図である。 前記の実施形態の連続加熱炉において、第１の端部加熱バーナーの他に、第１の端部加熱バーナーと反対側の炉幅方向他端側の天井部に第２の端部加熱バーナーを設けた変更例の連続加熱炉及び変更例の連続加熱炉を用いた加熱・圧延装置の概略平面図である。 前記の変更例に係る連続加熱炉において、炉の搬出口側に導かれた被処理材を、炉の両側壁に設けた上，下のバーナー、炉幅方向一端側の天井部に設けた第１の端部加熱バーナー及び炉幅方向他端側の天井部に設けた第２の端部加熱バーナーによって加熱させる状態を示した概略断面説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る連続加熱炉及び加熱・圧延装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る連続加熱炉及び加熱・圧延装置は、特に下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

この実施形態においては、図１〜図３に示すように、連続加熱炉１０において、長尺スラブ等の被処理材Ｗの長手方向が炉１１の炉幅方向に平行になるようにして、この被処理材Ｗを炉１１の搬入口１２に設けられた搬入扉１２ａを開けて炉１１内に搬入し、炉１１内に搬入された被処理材Ｗを加熱させながら、ウォーキングビーム等の炉内搬送装置１３により炉１１の搬出口１４に向けて順々に搬送させ、このように加熱された被処理材Ｗを、炉１１の搬出口１４に設けられた搬出扉１４ａを開けて炉１１の外部に取り出すようにしている。

そして、このように連続加熱炉１０において加熱されて搬出口１４から取り出された被処理材Ｗを、その長手方向の一端側から圧延装置２０に導き、この圧延装置２０に設けられた複数の圧延ローラー２１により順々に圧延させるようにしている。

ここで、この実施形態における前記の連続加熱炉１０においては、炉１１の両側の側壁１１ａに、搬送される被処理材Ｗの上面側と下面側とから加熱させる上下方向に対になった上，下のバーナー１５を、被処理材Ｗの搬送方向に所要間隔を介して複数設けている。

また、前記の搬出口１４側における天井部１１ｂにおいて、前記のように圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側における炉幅方向の端部に、第１の端部加熱バーナー１６を、被処理材Ｗの搬送方向に所要間隔を介して設けられた前記のバーナー１５間に位置するようにして、被処理材Ｗの搬送方向に所要間隔を介して複数設け、この第１の端部加熱バーナー１６により、圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側を加熱させるようにしている。

ここで、炉１１の側壁１１ａに設けるバーナー１５や、天井部１１ｂに設ける第１の端部加熱バーナー１６の種類は特に限定されず、燃焼用空気と燃料とを噴出させて燃焼させる通常のバーナーであっても、炉内の燃焼排ガスの熱を蓄熱材（図示せず）に蓄熱させ、この蓄熱材に蓄熱された熱により加熱された燃焼用空気と燃料とを噴出させて燃焼させる蓄熱式のバーナーであってもよい。

そして、この実施形態においては、前記のように搬入口１２から炉１１内に搬入された被処理材Ｗを、炉内搬送装置１３により搬出口１４側に向けて順々に搬送させ、炉１１の搬入口１２側においては、図４に示すように、炉１１の両側の側壁１１ａに設けられた上，下のバーナー１５からの火炎ｆ１により、被処理材Ｗを上面側と下面側とから加熱させるようにする。

また、このように炉１１内において上，下のバーナー１５により加熱されながら被処理材Ｗが炉内搬送装置１３により搬出口１４側に搬送されると、図５に示すように、上，下のバーナー１５からの火炎ｆ１により、被処理材Ｗを上面側と下面側とから加熱させると共に、前記の第１の端部加熱バーナー１６からの火炎ｆ２により、圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側の端部を加熱させるようにする。

ここで、この実施形態においては、前記の第１の端部加熱バーナー１６における火炎ｆ２が被処理材Ｗに接触しないように、この第１の端部加熱バーナー１６による直線状の火炎ｆ２を、図５に示すように、圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側の端部と炉１１の側壁１１ａとの間に導くようにすると共に、この第１の端部加熱バーナー１６における火炎ｆ２が、炉１１の側壁１１ａに設けられたバーナー１５における火炎ｆ１と接触（衝突）しないように、図６に示すように、この第１の端部加熱バーナー１６による直線状の火炎ｆ２を、炉１１の側壁１１ａに所要間隔を介して設けられた各バーナー１５における火炎ｆ１の間に導くようにしている。

このようにすると、第１の端部加熱バーナー１６による火炎ｆ２が被処理材Ｗに接触して、被処理材Ｗの表面が溶損したり劣化したりするということがなく、また第１の端部加熱バーナー１６における火炎ｆ２とバーナー１５における火炎ｆ１とが接触（衝突）することなく、圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側の端部が十分に加熱されるようになる。

そして、このように連続加熱炉１０において加熱されて搬出口１４から搬出された被処理材Ｗを、前記の第１の端部加熱バーナー１６により加熱された被処理材Ｗの一端側の端部から圧延装置２０に導いて圧延ローラー２１により圧延させるようにする。

このようにすると、圧延ローラー２１に噛み込む被処理材Ｗの一端側の端部が、前記の端部加熱バーナー１６により十分に加熱されて変形しやすくなっているため、被処理材Ｗの一端側の端部が圧延ローラー２１に噛み込む際に加わる負荷が軽減され、噛み込み不良等が生じるということがなく、被処理材Ｗの表面が傷ついたりすることなく、被処理材Ｗが適切に圧延されるようになる。

なお、この実施形態においては、前記のように圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側を加熱させる第１の端部加熱バーナー１６を、前記の搬出口１４側における天井部１１ｂにおいて、圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側における炉幅方向の端部に設けるようにしただけであるが、図７に示すように、前記の搬出口１４側における天井部１１ｂにおいて、前記の第１の端部加熱バーナー１６と反対側の炉幅方向の端部に、第２の端部加熱バーナー１７を、前記のバーナー１５間に位置するようにして被処理材Ｗの搬送方向に所要間隔を介して複数設けるようにすることもできる。

そして、このように第１の端部加熱バーナー１６と第２の端部加熱バーナー１７とを設けた場合、前記のように上，下のバーナー１５により加熱されながら被処理材Ｗが炉内搬送装置１３により搬出口１４側に搬送されると、図８に示すように、上，下のバーナー１５からの火炎ｆ１によって、被処理材Ｗが上面側と下面側とから加熱されると共に、前記の第１の端部加熱バーナー１６からの火炎ｆ２によって、圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側の端部が十分に加熱され、さらに前記の第２の端部加熱バーナー１７からの火炎ｆ３によって、被処理材Ｗの長手方向反対側の端部も十分に加熱されるようになる。

ここで、第２の端部加熱バーナー１７からの火炎ｆ３によって被処理材Ｗの長手方向反対側の端部を加熱させる場合においても、前記の第１の端部加熱バーナー１６の場合と同様に、第２の端部加熱バーナー１７からの火炎ｆ３が被処理材Ｗに接触しないように、この第２の端部加熱バーナー１７による直線状の火炎ｆ３を、被処理材Ｗの長手方向反対側の端部と炉１１の側壁１１ａとの間に導くようにすると共に、この第２の端部加熱バーナー１７からの火炎ｆ３が、炉１１の側壁１１ａに設けられたバーナー１５における火炎ｆ１と接触しないように、この第２の端部加熱バーナー１７からの火炎ｆ３を、炉１１の側壁１１ａに所要間隔を介して設けられた各バーナー１５における火炎ｆ１の間に導くようにする。

そして、このように第１の端部加熱バーナー１６からの火炎ｆ２によって、圧延装置２０に導かれる被処理材Ｗの長手方向一端側の端部を十分に加熱させると共に、第２の端部加熱バーナー１７からの火炎ｆ３によって、被処理材Ｗの長手方向反対側の端部を十分に加熱させると、前記のように被処理材Ｗの一端側の端部が圧延ローラー２１に噛み込む際に加わる負荷が軽減され、噛み込み不良等が生じるということがなく、被処理材Ｗの表面が傷ついたりするのが防止されると共に、長尺スラブ等の長い被処理材Ｗを、前記のように被処理材Ｗの一端側の端部から圧延させる場合に、被処理材Ｗを圧延させるのに時間がかかっても、被処理材Ｗの他端側の端部の温度が低下するのが抑制され、長い被処理材Ｗであっても適切に圧延されるようになる。

１０ 連続加熱炉
１１ 炉，１１ａ 側壁，１１ｂ 天井部
１２ 搬入口，１２ａ 搬入扉
１３ 炉内搬送装置
１４ 搬出口，１４ａ 搬出扉
１５ バーナー
１６ 第１の端部加熱バーナー
１７ 第２の端部加熱バーナー
２０ 圧延装置
２１ 圧延ローラー
Ｗ 被処理材
ｆ１ バーナーからの火炎，ｆ２ 第１の端部加熱バーナーからの火炎，ｆ３ 第２の端部加熱バーナーからの火炎

Claims (3)

1. 被処理材を炉の搬入口から搬出口に向けて順々に搬送させ、炉の側壁に被処理材の搬送方向に沿って設けられた複数のバーナーにより被処理材を加熱させる連続加熱炉において、少なくとも炉の搬出口側における炉幅方向の一端側の天井部に、搬送される被処理材における搬送方向と交差する一端側の端部を加熱する第１の端部加熱バーナーを設け、第１の端部加熱バーナーにおける火炎が、加熱させる被処理材の端部と炉の側壁との間の位置で被処理材に接触しないように導かれるようにすると共に、前記の第１の端部加熱バーナーが炉の側壁に設けられたバーナー間に位置するようにし、第１の端部加熱バーナーにおける火炎と、側壁に設けられたバーナーにおける火炎とが接触しないようにしたことを特徴とする連続加熱炉。
2. 請求項１に記載の連続加熱炉において、炉の搬出口側における炉幅方向の他端側の天井部にも、搬送される被処理材における搬送方向と交差する他端側の端部を加熱する第２の端部加熱バーナーを設け、第２の端部加熱バーナーにおける火炎が、加熱させる被処理材の端部と炉の側壁との間の位置で被処理材に接触しないように導かれるようにすると共に、前記の第２の端部加熱バーナーが炉の側壁に設けられたバーナー間に位置するようにし、第２の端部加熱バーナーにおける火炎と、側壁に設けられたバーナーにおける火炎とが接触しないようにしたことを特徴とする連続加熱炉。
3. 請求項１又は請求項２に記載の連続加熱炉と、この連続加熱炉において加熱されて搬出口から搬出された被処理材を、前記の第１の端部加熱バーナーにより加熱された被処理材の一端側の端部から圧延する圧延装置を備えたことを特徴とする加熱・圧延装置。

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