JP6131880B2 - 連続焼鈍炉および連続焼鈍炉の立ち上げ方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板を連続して焼鈍する連続焼鈍炉および連続焼鈍炉の立ち上げ方法に関するものである。

従来、鋼板の焼鈍工程において、無方向性電磁鋼板等の処理対象の鋼板を連続的に焼鈍する連続焼鈍炉が使用されている。一般に、連続焼鈍炉は、水素と窒素との混合雰囲気（以下、水素−窒素混合雰囲気という）にした炉内部に処理対象の鋼板を順次受け入れ、受け入れた鋼板を搬送ロールによって順次搬送しつつ、この搬送中の鋼板を連続して焼鈍する。

また、連続焼鈍炉に対しては、炉内部を開放して定期修理する等、所定のメンテナンスが定期的に行われる。連続焼鈍炉は、メンテナンスが終了した後、再稼働すべく立ち上げられる。この際、連続焼鈍炉の炉内部の雰囲気（以下、炉内雰囲気と適宜略す）は、水素ガスおよび窒素ガスの投入等によって、水素−窒素混合雰囲気に再び調整される。

このような連続焼鈍炉の炉内部において、水素−窒素混合雰囲気の露点は、所期の低露点（例えば−４０［℃］以下）に調整する必要がある。何故ならば、炉内雰囲気（水素−窒素混合雰囲気）の露点が所期の低露点よりも高くなった場合、炉内部の搬送ロールに酸化物が付着し、これに起因して、焼鈍中の鋼板にピックアップと称される押疵が発生してしまうからである。したがって、連続焼鈍炉を立ち上げる際は、従来、この連続焼鈍炉の炉内部に窒素ガスを投入し、これにより、炉内雰囲気の露点が低く調整されている。

なお、連続焼鈍炉の炉内雰囲気の露点を低減させる従来技術として、例えば、金属板で覆った炉内耐火物内表面と金属板との間に窒素ガスを流し、炉内耐火物表面から発生する水分を排気孔から炉外部に放出することによって露点の低下を図るものがある（特許文献１参照）。

特公昭６２−５４８４５号公報

ところで、メンテナンス後等の炉内開放後における連続焼鈍炉の炉内部には、通常、酸素が残存している。このように炉内部に残存する酸素（以下、残存酸素という）は、水素と反応して水分を生成させるので、炉内雰囲気の露点上昇の原因となる。

しかしながら、上述した従来技術では、炉内開放後の連続焼鈍炉の立ち上げにおいて、連続焼鈍炉内の残存酸素を炉外部に十分に除去することが困難である。このため、連続焼鈍炉の炉内雰囲気を水素−窒素混合雰囲気にすべく、連続焼鈍炉内に水素ガス等を投入した際、投入した水素ガスと残存酸素との反応に起因して、炉内雰囲気（水素−窒素混合雰囲気）の露点が急上昇してしまう。この結果、炉内開放後の連続焼鈍炉の立ち上げ開始から炉内雰囲気の露点を所期の低露点に調整するまでに多大な時間（例えば１週間程度）を要するという問題がある。

特に、無方向性電磁鋼板等、低露点での高温焼鈍（例えば仕上焼鈍等）を施すことが必要な鋼板（以下、ハイグレード材という）は、連続焼鈍炉の炉内雰囲気の露点が所期の低露点に調整されるまで処理することができない。このため、連続焼鈍炉は、炉内雰囲気の露点が所期の低露点になるまでの期間、ハイグレード材よりも目標の焼鈍温度が低い鋼種の鋼板のみを焼鈍することを余儀なくされる。このことは、ハイグレード材の生産効率の低下を招来する。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、炉内開放後の立ち上げ開始から炉内雰囲気を所期の低露点に調整するまでに要する時間を短縮することが可能な連続焼鈍炉および連続焼鈍炉の立ち上げ方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる連続焼鈍炉は、炉内空間を形成する断熱材を有し、前記炉内空間中に順次搬送される鋼板を連続して焼鈍する炉本体と、前記炉本体の長手方向に沿って前記断熱材の厚みの５倍以下の間隔毎に配置され、１時間当たりに、前記断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを前記炉本体の内部に供給する複数のガス供給ノズルと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる連続焼鈍炉の立ち上げ方法は、断熱材によって炉本体の内部に形成した炉内空間中に順次搬送される鋼板を連続して焼鈍する連続焼鈍炉の立ち上げ方法において、前記炉本体の長手方向に沿って前記断熱材の厚みの５倍以下の間隔毎に配置した複数のガス供給ノズルを介して、１時間当たりに、前記断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを前記炉本体の内部に供給することを特徴とする。

本発明によれば、炉内開放後の立ち上げ開始から炉内雰囲気を所期の低露点に調整するまでに要する時間を短縮することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉の一構成例を示す模式図である。 図２は、図１に示す連続焼鈍炉の内部構成の一例を示す模式図である。 図３は、本実施例における残存酸素パージ処理の検証に用いるモデル装置を示す図である。 図４は、本実施例による残存酸素パージ処理後の炉内部における酸素濃度分布の測定結果を示す図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明にかかる連続焼鈍炉および連続焼鈍炉の立ち上げ方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、各図面において同一構成部分には同一符号が付されている。

（連続焼鈍炉の構成）
まず、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉の一構成例を示す模式図である。図１には、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉１の側面から見た連続焼鈍炉１の構成が模式的に図示されている。図２は、図１に示す連続焼鈍炉の内部構成の一例を示す模式図である。図２には、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉１の横断面構造、すなわち、鋼板１０の搬送方向（図１参照）に向かって見た連続焼鈍炉１の断面構造が模式的に図示されている。図２において、鋼板１０の搬送方向は、紙面に垂直な方向である。

図１，２に示すように、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉１は、焼鈍処理対象の鋼板１０を連続して焼鈍する炉本体２と、炉本体２の内部に窒素ガスを供給する複数のガス供給ノズル３〜９とを備える。

炉本体２は、順次搬送される鋼板１０を連続して焼鈍する設備であり、図２に示すように、炉内空間１７を形成する断熱材１１〜１４と、レンガ壁１５と、断熱材１１〜１４の外表面を覆う鉄皮１６と、鋼板１０を搬送する複数の搬送ロール１８とを備える。

断熱材１１は、炉本体２の一側面の内壁を形成するものであり、図１に示す炉本体２の炉長方向の全域に亘って、炉本体２の内部に設けられる。本実施の形態において、断熱材１１は、図２に示すように、断熱ファイバ１１ａ，１１ｃ，１１ｅと断熱ボード１１ｂ，１１ｄとによる多層構造を有する。この断熱材１１の多層構造において、炉本体２の最も内部側に断熱ファイバ１１ａが配置され、この断熱ファイバ１１ａの外表面側に断熱ボード１１ｂが配置される。また、この断熱ボード１１ｂの外表面側に断熱ファイバ１１ｃが配置され、この断熱ファイバ１１ｃの外表面側に断熱ボード１１ｄが配置され、この断熱ボード１１ｄの外表面側に断熱ファイバ１１ｅが配置される。

断熱材１２は、炉本体２の両側の側面のうちの断熱材１１と反対側の側面の内壁を形成するものであり、断熱材１１と対向するように、炉本体２の炉長方向の全域に亘って炉本体２の内部に設けられる。本実施の形態において、断熱材１２は、図２に示すように、断熱ファイバ１２ａ，１２ｃ，１２ｅと断熱ボード１２ｂ，１２ｄとによる多層構造を有する。この断熱材１２の多層構造において、炉本体２の最も内部側に断熱ファイバ１２ａが配置され、この断熱ファイバ１２ａの外表面側に断熱ボード１２ｂが配置される。また、この断熱ボード１２ｂの外表面側に断熱ファイバ１２ｃが配置され、この断熱ファイバ１２ｃの外表面側に断熱ボード１２ｄが配置され、この断熱ボード１２ｄの外表面側に断熱ファイバ１２ｅが配置される。

断熱材１３は、炉本体２の上面の内壁を形成するものであり、炉本体２の炉長方向の全域に亘って炉本体２の内部に設けられる。断熱材１３は、多層構造（例えば３層構造）を有し、この断熱材１３の両側端部は、図２に示すように、断熱材１１，１２の上端部と各々接続される。

断熱材１４は、炉本体２の下面の内壁を形成するものであり、炉本体２の炉長方向の全域に亘って炉本体２の内部に設けられる。断熱材１４は、多層構造（例えば２層構造）を有し、この断熱材１４の両側端部は、図２に示すように、断熱材１１，１２の下端部と各々接続される。

レンガ壁１５は、耐火材としての機能と断熱材として機能とを兼ね備えるものであり、複数のレンガを積み重ねて接合することによって構成される。レンガ壁１５は、炉本体２の炉長方向（図１参照）の全域に亘り、図２に示すように、断熱材１４の内壁面上に設けられる。レンガ壁１５は、この断熱材１４の耐火性等を強化する。

上述した炉本体２の上下左右の各断熱材１１〜１４およびレンガ壁１５は、鋼板１０の搬送経路に沿って炉本体２の炉内空間１７を形成する。炉内空間１７は、鋼板１０を焼鈍する際、所期の低露点（例えば−４０［℃］以下）の水素−窒素混合雰囲気に調整される空間であり、図１に示す炉本体２の炉長方向の全域に亘って形成される。炉本体２は、このような炉内空間１７中に順次搬送される鋼板１０を連続して焼鈍する。なお、炉本体２の炉長方向は、連続焼鈍炉１（詳細には炉本体２）の長手方向であり、図１に示すように、鋼板１０の搬送方向に平行な方向である。

鉄皮１６は、炉本体２の外壁をなす金属板であり、図２に示すように、断熱材１１〜１４の各外表面を覆う。鉄皮１６は、外力から断熱材１１〜１４を保護し、これにより、断熱材１１〜１４の外力による破損を防止する。

搬送ロール１８は、炉本体２の炉長方向に沿って炉内空間１７に複数並べて配置される。これら複数の搬送ロール１８は、連続焼鈍炉１の入側から炉内空間１７に搬入された鋼板１０を連続焼鈍炉１の出側に向かって順次搬送する。

なお、特に図１，２には図示しないが、炉本体２は、鋼板１０を加熱するためのバーナーおよびヒーター、水素と窒素との混合ガス（以下、ＨＮ混合ガスという）を炉内空間１７に供給するガス供給配管、並びに、焼鈍後の鋼板１０を冷却ガスの吹き付け等によって冷却する冷却ユニット等、鋼板１０の焼鈍処理に必要な各種設備を備えている。

一方、上述した構成を有する炉本体２には、図１，２に示すように、複数のガス供給ノズル３〜９が設けられる。ガス供給ノズル３〜５は、炉本体２の炉長方向（長手方向）に沿って断熱材１１の厚みｄの５倍以下の間隔毎に、炉本体２の断熱材１１側の側部に配置される。本実施の形態において、これらのガス供給ノズル３〜５の炉長方向の設置間隔、すなわちノズルピッチａは、断熱材１１の厚みｄの５倍以下である。また、ガス供給ノズル３〜５の各々は、一方のノズル開口端部が断熱材１１の断熱ファイバ１１ｅの内部に配置され且つ他方のノズル開口端部が炉本体２の外部に向くように、この炉本体２の側部に設けられる。炉本体２の外側の各ノズル開口端部は、所定のガス供給装置（図示せず）と配管接続される。

ガス供給ノズル６〜８は、炉本体２の炉長方向に沿って断熱材１３の厚みの５倍以下の間隔毎に、炉本体２の断熱材１３側の部分（上部）に配置される。本実施の形態において、これらのガス供給ノズル６〜８の炉長方向のノズルピッチは、断熱材１３の厚みの５倍以下である。また、ガス供給ノズル６〜８の各々は、一方のノズル開口端部が断熱材１３の内部に配置され且つ他方のノズル開口端部が炉本体２の外部に向くように、この炉本体２の上部に設けられる。炉本体２の外側の各ノズル開口端部は、所定のガス供給装置（図示せず）と配管接続される。

ガス供給ノズル９は、上述したガス供給ノズル３〜５に対向するように、炉本体２の断熱材１２側の側部に複数配置される。すなわち、これら複数のガス供給ノズル９は、特に図１には図示しないが、炉本体２の炉長方向に沿って断熱材１２の厚みの５倍以下の間隔毎に、この炉本体２の側部に配置される。本実施の形態において、これら複数のガス供給ノズル９の炉長方向のノズルピッチは、断熱材１２の厚みの５倍以下である。また、各ガス供給ノズル９の一方のノズル開口端部は、断熱材１２の断熱ファイバ１２ｅの内部に配置される。各ガス供給ノズル９の他方のノズル開口端部は、炉本体２の外部に向くように配置される。炉本体２の外側の各ノズル開口端部は、所定のガス供給装置（図示せず）と配管接続される。

上述したように構成された複数のガス供給ノズル３〜９は、外部のガス供給装置から配管を通じて送り込まれた窒素ガスを炉本体２の内部に供給する。この際、複数のガス供給ノズル３〜９は、１時間当たりに、断熱材１１〜１４の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを炉本体２の内部に供給する。このようにガス供給ノズル３〜９によって炉本体２の内部に供給された窒素ガスは、炉本体２の内部の残存酸素を除去するパージガスとして作用する。

ここで、本発明者等は、シミュレーション等を行った結果、連続焼鈍炉１の炉内部（すなわち炉本体２の内部）において残存酸素の総量の７０［％］程度が多層構造の断熱材１１〜１４の内部にある空隙中に残存するという知見を得た。このことから、炉本体２に設置する複数のガス供給ノズル３〜９の炉長方向のノズルピッチを断熱材１１〜１４の厚みに応じて設定し、これら複数のガス供給ノズル３〜９を介して断熱材１１〜１４中に所定流量の窒素ガス（残存酸素のパージガス）を供給すれば、断熱材１１〜１４中の残存酸素を効率よく除去できることが分かった。

すなわち、複数のガス供給ノズル３〜９は、上述したように、炉本体２の炉長方向に沿って断熱材１１〜１４の厚み（例えば断熱材１１の厚みｄ）の５倍以下の間隔毎に配置され、１時間当たりに、断熱材１１〜１４の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを炉本体２の内部に供給する。また、炉本体２の内部の残存酸素を一層効率よく除去するという観点から、複数のガス供給ノズル３〜９の炉長方向のノズルピッチは、断熱材１１〜１４の厚みの２．５倍以下にすることが望ましく、さらには、断熱材１１〜１４の厚みの１．２５倍以下にすることが望ましい。

（連続焼鈍炉の立ち上げ方法）
つぎに、図１，２を参照しつつ、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉１の立ち上げ方法について説明する。本発明の実施の形態にかかる立ち上げ方法は、断熱材１１〜１４によって炉本体２の内部に形成した炉内空間１７中に順次搬送される鋼板１０を連続して焼鈍する連続焼鈍炉１を炉内開放後に立ち上げる方法である。

詳細には、本実施の形態にかかる立ち上げ方法によって連続焼鈍炉１を立ち上げる前、連続焼鈍炉１は、定期的なメンテナンス等のために炉内部を開放した状態にされる。この炉内開放状態の連続焼鈍炉１に対してメンテナンス等の所定の作業が終了した後、連続焼鈍炉１は、この開放していた炉内部を閉じた元の状態に戻される。

続いて、この炉内開放後の連続焼鈍炉１の炉内部に、残存酸素を除去するためのパージガスである窒素ガスを投入する。この際、連続焼鈍炉１の炉本体２の内部には、図１，２に示した複数のガス供給ノズル３〜９を介して、所定流量の窒素ガスが供給される。

具体的には、上述したように、複数のガス供給ノズル３〜９は、炉本体２の炉長方向に沿って断熱材１１〜１４の厚みの５倍以下の間隔毎に、炉本体２に配置されている。すなわち、ガス供給ノズル３〜５の炉長方向のノズルピッチａは、断熱材１１の厚みｄの５倍以下である。また、本実施の形態において、ガス供給ノズル３〜９を設置する断熱材１１〜１３の各厚みが互いに同じ（＝ｄ）であれば、ガス供給ノズル６〜９の炉長方向のノズルピッチは、ガス供給ノズル３〜５のノズルピッチａと同じである。なお、断熱材１４の厚みは他の断熱材１１〜１３の各厚みに比べて薄いため、この断熱材１４の厚みの５倍以下という範囲は、他の断熱材１１〜１３の各厚みの５倍以下の範囲内に含まれる。連続焼鈍炉１は、上述したように配置された複数のガス供給ノズル３〜９を介して、１時間当たりに、断熱材１１〜１４の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを炉本体２の内部に供給する。

上述したように複数のガス供給ノズル３〜９から炉本体２の内部に供給された窒素ガスは、炉本体２の内部の全領域に隈なく流通する。この際、各ガス供給ノズル３〜９からの窒素ガスは、断熱材１１〜１４の各空隙内およびレンガ壁１５の空隙内に流れ込みつつ、これらの各空隙中の残存酸素と置き換わる。これにより、このパージガスとしての窒素ガスは、炉本体２の内部の残存酸素を除去する。このように窒素ガスによってパージされた残存酸素は、炉本体２に形成された排気孔（図示せず）から連続焼鈍炉１の外部へ排出される。

その後、連続焼鈍炉１は、バーナーの点火等によって炉本体２の内部を昇温し、これにより、炉本体２の炉内空間１７における露点を低下させる。これに並行して、連続焼鈍炉１は、ガス供給配管等を介して、炉本体２の炉内空間１７にＨＮ混合ガスを供給し、これにより、この炉内空間１７の雰囲気を水素−窒素混合雰囲気にする。この期間、複数のガス供給ノズル３〜９からは、パージガスとしての窒素ガスが継続して炉本体２の内部に供給されている。

上述したように炉内空間１７を水素−窒素混合雰囲気にした後、連続焼鈍炉１は、複数のガス供給ノズル３〜９を介した窒素ガスの供給とガス供給配管を介したＨＮ混合ガスの供給とを継続する。この結果、炉内空間１７の水素−窒素混合雰囲気の露点は、所期の低露点（例えば−４０［℃］以下）に調整される。このようにして、連続焼鈍炉１は、炉内開放後の状態から、所期の低露点の水素−窒素混合雰囲気に炉内空間１７を調整した状態に立ち上がる。立ち上げ完了後の連続焼鈍炉１は、このように雰囲気および露点を調整した炉内空間１７において、ハイグレード材等の鋼板１０を順次搬送しつつ連続して焼鈍する。

なお、連続焼鈍炉１は、炉内空間１７を水素−窒素混合雰囲気にしてから炉内空間１７内の露点を所期の低露点に調整するまでの期間、ハイグレード材以外の鋼板１０を連続して焼鈍してもよい。

（実施例）
つぎに、本発明の実施例について説明する。本実施例では、炉内開放後の連続焼鈍炉１を立ち上げる際に炉本体２の内部の残存酸素を窒素ガスによって除去する残存酸素パージ処理について検証を行った。図３は、本実施例における残存酸素パージ処理の検証に用いるモデル装置を示す図である。図３に示すモデル装置２０は、本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉１を模擬するものである。モデル装置２０の本体部分は、連続焼鈍炉１の断熱材１１と同じ多層構造の断熱材を用いて構成される。また、このモデル装置２０の断熱材部分には、図３に示すように、窒素ガスを供給するガス供給ノズル３〜５が、モデル装置２０の長手方向に沿って設置されている。

本実施例の条件として、モデル装置２０の断熱材の厚みｄは、４００［ｍｍ］（０．４［ｍ］）とした。また、モデル装置２０に設置のガス供給ノズル３〜５のノズルピッチａは、４［ｍ］（厚みｄの１０倍）、２［ｍ］（厚みｄの５倍）、１［ｍ］（厚みｄの２．５倍）、０．５［ｍ］（厚みｄの１．２５倍）に変化させた。なお、ガス供給ノズル３〜５のノズル毎の窒素ガスの供給流量は、一定とした。

本実施例では、残存酸素パージ処理後の連続焼鈍炉１の炉内部における残存酸素濃度の測定シミュレーションとして、残存酸素パージ処理後のモデル装置２０の内部における断熱材の厚み方向の酸素濃度分布を測定した。この際、モデル装置２０の内部にガス供給ノズル３〜５を介して窒素ガスを供給し、この窒素ガスの供給開始から６時間後に、モデル装置２０の内部における任意の領域Ｒａの測定位置Ｐ（図３参照）について、断熱材の厚み方向の酸素濃度分布を測定した。

図４は、本実施例による残存酸素パージ処理後の炉内部における酸素濃度分布の測定結果を示す図である。図４において、「炉内空間」は、図３に示すモデル装置２０の内部の領域Ｒａにおける炉内空間を示し、上述した連続焼鈍炉１の炉本体２の炉内空間１７（図２参照）に対応する。「断熱材」は、モデル装置２０の領域Ｒａにおける断熱材（図３の横線部分）を示し、上述した連続焼鈍炉１の炉本体２内部の断熱材１１（図２参照）に対応する。また、図４において、領域Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５は、図２に示した断熱材１１の断熱ファイバ１１ａ，１１ｃ，１１ｅに各々対応する。領域Ｒ２，Ｒ４は、この断熱材１１の断熱ボード１１ｂ，１１ｄに各々対応する。

まず、ガス供給ノズル３〜５のノズルピッチａを２［ｍ］にしてモデル装置２０の内部に窒素ガスを供給した場合、モデル装置２０の内部に対する窒素ガスの供給流量は、１１．５［窒素ｍ³／ｈ］となった（条件＃１）。すなわち、ノズルピッチａが断熱材の厚みｄの５倍である場合、１時間あたりに、断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積（＝１１．５［窒素ｍ³］）の窒素ガスがモデル装置２０の内部に供給された。この結果、図４の黒丸印によって示されるように、炉内空間の酸素濃度は零値に低下し、断熱材内部の酸素濃度は、５００［ｐｐｍ］以下という低い濃度に低下した。

また、ガス供給ノズル３〜５のノズルピッチａを１［ｍ］にしてモデル装置２０の内部に窒素ガスを供給した場合、モデル装置２０の内部に対する窒素ガスの供給流量は、１７．７［窒素ｍ³／ｈ］となった（条件＃２）。すなわち、ノズルピッチａが断熱材の厚みｄの２．５倍である場合、１時間あたりに、断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積（＝１７．７［窒素ｍ³］）の窒素ガスがモデル装置２０の内部に供給された。この結果、図４の白四角印によって示されるように、炉内空間および断熱材内部の全域に亘り、酸素濃度は零値に低下した。

また、ガス供給ノズル３〜５のノズルピッチａを０．５［ｍ］にしてモデル装置２０の内部に窒素ガスを供給した場合、モデル装置２０の内部に対する窒素ガスの供給流量は、２３．５［窒素ｍ³／ｈ］となった（条件＃３）。すなわち、ノズルピッチａが断熱材の厚みｄの１．２５倍である場合、１時間あたりに、断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積（＝２３．５［窒素ｍ³］）の窒素ガスがモデル装置２０の内部に供給された。この結果、図４の黒菱形印によって示されるように、炉内空間および断熱材内部の全域に亘り、酸素濃度は零値に低下した。

一方、ガス供給ノズル３〜５のノズルピッチａを４［ｍ］にしてモデル装置２０の内部に窒素ガスを供給した場合、モデル装置２０の内部に対する窒素ガスの供給流量は、６．７［窒素ｍ³／ｈ］となった（条件＃４）。すなわち、ノズルピッチａが断熱材の厚みｄの１０倍である場合、１時間あたりに、断熱材の総体積の０．３倍未満となる体積（＝６．７［窒素ｍ³］）の窒素ガスがモデル装置２０の内部に供給された。この結果、図４の白丸印によって示されるように、炉内空間および断熱材内部の全域に亘り、酸素濃度は、上述した条件＃１〜＃３に比べて高い値となった。このことから、条件＃４による窒素ガスの供給では、炉内部の残存酸素を十分に除去できないことが分かった。

以上の結果、条件＃１〜＃３、すなわち、ノズルピッチａが断熱材の厚みｄの５倍以下であり、且つ、１時間あたりに、断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスが炉内部に供給される条件では、連続焼鈍炉１の炉内空間１７から断熱材１１〜１４の外表面に至る全領域に亘って残存酸素を十分に除去することが可能である。これにより、連続焼鈍炉１の炉内部における酸素の残存を防止することができる。また、図４に示すように、ノズルピッチａの狭小化に伴い、断熱材内部の酸素濃度（残存酸素濃度）低下している。このことから、ノズルピッチａを断熱材の厚みｄの２．５倍以下、さらには、１．２５倍以下にすることにより、連続焼鈍炉１の炉内部における酸素の残存をより確実に防止することができる。

上述した本実施例に結果に基づき、炉内開放後の連続焼鈍炉１の炉内部に、複数のガス供給ノズル３〜９を介して、１時間あたりに、断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを供給した。この結果、連続焼鈍炉１の炉内部に窒素ガスを供給開始してから、連続焼鈍炉１の炉内空間１７の雰囲気を所期の低露点（例えば−４０［℃］以下）の水素−窒素混合雰囲気に調整するまでに要する時間が、従来の８日間から２日間に大幅に短縮することができた。このことは、低露点の雰囲気中における高温焼鈍が必要となる無方向性電磁鋼板等のハイグレード材の増産に大きく貢献する。

以上、説明したように、本発明の実施の形態では、順次搬送される鋼板を連続して焼鈍するための炉内空間を形成する断熱材を内部に備えた炉本体に、この炉本体の長手方向に沿って断熱材の厚みの５倍以下の間隔毎にガス供給ノズルを複数配置し、これら複数のガス供給ノズルを介して、１時間当たりに、断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを炉本体の内部に供給するように構成している。

このため、メンテナンス後等の炉内開放後における連続焼鈍炉の炉内部（特に断熱材中の空隙）に残存する残存酸素を、供給した窒素ガスによって十分且つ短時間に炉外部へ除去（パージ）することができる。この残存酸素パージ処理の結果、連続焼鈍炉の炉内空間を水素−窒素混合雰囲気にすべく連続焼鈍炉内に投入したＨＮ混合ガスの水素と残存酸素との反応を可能な限り防止することができる。これにより、ＨＮ混合ガスの投入の際に連続焼鈍炉内の水素−窒素混合雰囲気の露点が急上昇する事態を防止することができる。この結果、炉内開放後の立ち上げ開始から炉内雰囲気を所期の低露点に調整するまでに要する時間を従来に比して大幅に短縮することができる。

本発明の実施の形態にかかる連続焼鈍炉および連続焼鈍炉の立ち上げ方法によれば、上述したように連続焼鈍炉の立ち上げ時間を大幅に短縮できるとともに、鋼板を連続して焼鈍する際、鋼板表面にピックアップが発生することを可能な限り抑制できる。これに加え、炉内開放後の連続焼鈍炉の立ち上げ開始から、ハイグレード材の焼鈍を開始し得る炉内状態に調整し終えるまでに要する時間を従来に比して大幅に短縮することができる。この結果、ハイグレード材の生産効率を向上できるとともに、ハイグレード材の増産を促進することができる。

なお、上述した実施の形態では、連続焼鈍炉の炉本体に直接設置したガス供給ノズルに、炉本体の外側からガスを供給した例を示したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明においては、連続焼鈍炉の炉本体の内部に配管を設置しておき、この配管にガス供給ノズルを接続し、炉本体の外側からガス供給ノズルおよび炉本体内部の配管を介して、連続焼鈍炉の内部にガスを供給するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、連続焼鈍炉の炉本体の上面および両側面に各々３つのガス供給ノズル（合計９つのガス供給ノズル）を配置した場合を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、ガス供給ノズルの配置数および配置箇所は、特に問われず、断熱材の厚みの５倍以下であるノズルピッチと連続焼鈍炉の炉長とに応じて、ガス供給ノズルの配置数が決定さればよい。

さらに、上述した実施の形態では、ガス供給ノズルを設置する位置の断熱材の厚みに応じてガス供給ノズルのノズルピッチを決定していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、ガス供給ノズルのノズルピッチを規定する断熱材の厚みは、連続焼鈍炉の炉本体内部に設けられる上下左右の各断熱材のうちの代表する断熱材の厚みであってもよい。例えば、この代表の断熱材の厚みは、炉本体内部の各断熱材の厚みのうちの最大値であってもよいし、最小値であってもよいし、平均値であってもよい。あるいは、これら各断熱材のうちの特定箇所の厚みを代表の断熱材の厚みとしてもよい。

また、上述した実施の形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明に含まれる。

１ 連続焼鈍炉
２ 炉本体
３〜９ ガス供給ノズル
１０ 鋼板
１１〜１４ 断熱材
１１ａ，１１ｃ，１１ｅ，１２ａ，１２ｃ，１２ｅ 断熱ファイバ
１１ｂ，１１ｄ，１２ｂ，１２ｄ 断熱ボード
１５ レンガ壁
１６ 鉄皮
１８ 搬送ロール
２０ モデル装置
Ｒａ，Ｒ１〜Ｒ５ 領域
Ｐ 測定位置

Claims (2)

1. 炉内空間を形成する断熱材を有し、前記炉内空間中に順次搬送される鋼板を連続して焼鈍する炉本体と、
   前記炉本体の長手方向に沿って前記断熱材の厚みの５倍以下の間隔毎に配置され、１時間当たりに、前記断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを、前記断熱材の空隙内に流し込みつつ前記炉本体の内部に供給する複数のガス供給ノズルと、
   を備えたことを特徴とする連続焼鈍炉。
2. 断熱材によって炉本体の内部に形成した炉内空間中に順次搬送される鋼板を連続して焼鈍する連続焼鈍炉の立ち上げ方法において、
   前記炉本体の長手方向に沿って前記断熱材の厚みの５倍以下の間隔毎に配置した複数のガス供給ノズルを介して、１時間当たりに、前記断熱材の総体積の０．３倍以上となる体積の窒素ガスを、前記断熱材の空隙内に流し込みつつ前記炉本体の内部に供給することを特徴とする連続焼鈍炉の立ち上げ方法。

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