JP6976381B2 - 光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、簡単な構成によってホワイトパウダーを除去することが可能な光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置に関する。

鋼帯等を光輝焼鈍炉にて熱処理すると、鋼種によっては、いわゆるホワイトパウダーと称される灰白色の粉体が炉内に生成され、鋼帯の表面に付着してしまう。このため、鋼帯にホワイトパウダーが付着することを防止する技術として、例えば特許文献１〜３が知られている。

特許文献１の「光輝焼鈍炉の制御方法」は、ホウ素酸化物が生成される光輝焼鈍炉の炉内雰囲気の水蒸気分圧を、当該炉内雰囲気の露点を下げることにより、１×１０^-5よりも小さくするようにしている。あるいは、光輝焼鈍炉内に炭化水素を含むガスを導入することにより、または光輝焼鈍炉内の炉内雰囲気に対し、炭素を含む化合物を添加することにより、当該炉内雰囲気の露点を下げるようにしている。

特許文献２の「連続焼鈍炉」は、処理材を加熱する加熱帯と加熱された処理材を冷却する冷却帯とを備え、光輝焼鈍用の雰囲気ガス中で処理材を加熱帯から冷却帯に連続して搬送させて焼鈍させる連続焼鈍炉において、ホワイトパウダー成分を含む上記の雰囲気ガスを連続焼鈍炉からホワイトパウダー除去部に導く案内ダクトを設けると共に、このホワイトパウダー除去部に、上記の雰囲気ガスを冷却させてホワイトパウダーを発生させる冷却ロールと、この冷却ロール上に発生したホワイトパウダーを冷却ロールから除去する除去手段とを設けて構成されている。具体的には、冷却ロールの外周面に発生させたホワイトパウダーを、冷却ロールの外周面に押圧させたブレードからなる除去手段により除去するようにしている。

特許文献３の「連続式焼鈍炉」は、装入口から搬出口に到る内部搬送路に沿って配置された水冷ジャケット付きの前室、加熱室及び冷却室を有し、前記装入口から装入した金属ストリップを前記加熱室よりも低温度の前記前室を通過させた後該加熱室へと送って加熱し、続いて前記冷却室を通過させることによって水素ガスと窒素ガスとを含んだ炉内の還元性の雰囲気ガスの下で前記金属ストリップを連続的に光輝焼鈍処理する連続式焼鈍炉であって、還元性の雰囲気ガスの一部を前記冷却室の入側から炉内に供給し、該炉内において該加熱室を入側へと向うガス流れと、前記冷却室を前記搬出口の側へと向うガス流れとを生ぜしめるとともに、前記雰囲気ガスの他の一部を前記前室の入側から炉内に供給して、該前室内を前記加熱室側へと向うガス流れを生ぜしめるようになしてあり、更に前記加熱室の入側から炉内の雰囲気ガスを炉外に取り出した上、再び炉内に戻す雰囲気ガスの循環配管が設けてあって、該循環配管上に雰囲気ガス中のホワイトパウダーを除去するホワイトパウダー除去装置を設けて構成されている。具体的には、循環配管に雰囲気ガス中のホワイトパウダーを除去するための水冷ジャケット付チャンバとサイクロン及びフィルタを設けている。

特開２００５−１２０４４８号公報 特許第５１８８４４８号公報 特許第５４８９７３４号公報

特許文献１のように、炉内雰囲気の露点を下げてホワイトパウダーの発生を抑制する制御はきわめて難しかった。

特許文献２のように、除去手段でホワイトパウダーを除去する構成では、除去手段の機構が複雑であり、且つ大がかりになるという課題があった。

特許文献３のように、循環配管に設けたフィルタでホワイトパウダーを捕集する構成では、定期的にフィルタの交換が必要であり、目詰まりが生じると気流速度が低下して冷却性能が落ちる、あるいはブロワーに負荷がかかってしまうという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、簡単な構成によってホワイトパウダーを除去することが可能な光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置は、光輝焼鈍炉の冷却ゾーンに、該光輝焼鈍炉内の雰囲気を取り込んで冷却し、当該光輝焼鈍炉内に供給する循環ダクトを備え、該循環ダクトは、上記冷却ゾーンに対して交差する横方向に延出され、その内部を上記雰囲気が横方向に流れる引き込みダクト部を有し、該引き込みダクト部には、下面に、ホワイトパウダーを回収する回収口が設けられ、該回収口には、上記引き込みダクト部の外側からトラップが設けられ、上記雰囲気が上下方向と交差する横方向に流れる上記引き込みダクト部の内部には、上記トラップの上方に、該雰囲気に含まれるホワイトパウダーを衝突させて捕集し、該トラップ上に自然落下させて当該トラップにホワイトパウダーを回収させる捕集プレートが配置され、該捕集プレートは、板面が上記引き込みダクト部内を流れる上記雰囲気の流れ方向に対し、直交させて設けられ、上記トラップは、上下方向に間隔を隔てて配置される２つの開閉自在なダンパーと、これら２つのダンパー間を接続する回収ダクト部とを有し、上側の該ダンパーは、上記引き込みダクト部内と該回収ダクト部内との間の連通・遮断を切り替え、下側の該ダンパーは、該回収ダクト部内と外部との間の連通・遮断を切り替え、下側の該ダンパーが閉止している状態で該上側のダンパーを開放し、該引き込みダクト部内と該回収ダクト部内とを連通させて、ホワイトパウダーを当該回収ダクト部内に収容し、他方、上側の該ダンパーを閉止して下側の該ダンパーを開放し、該回収ダクト部内と外部とを連通させ、当該回収ダクト部内のホワイトパウダーを外部に排出することを特徴とする。

前記捕集プレートは、板面が前記引き込みダクト部内を流れる前記雰囲気の流れ方向に対し、直交させて設けられていることに代えて、該捕集プレートの上部側を下部側よりも該雰囲気の流れ方向上流側に位置させて、該雰囲気の流れ方向に対し、傾斜させて設けられていることを特徴とする。

前記捕集プレートは、前記循環ダクトのダクト口径よりも小さく形成されて複数設けられ、これら複数の上記捕集プレートは、前記雰囲気の流れ方向に千鳥状に配置されていることを特徴とする。

前記循環ダクトには、前記雰囲気を冷却するクーラーが設けられ、前記捕集プレートは、上記クーラーよりも前記雰囲気の流れ方向上流側に配置されていることを特徴とする。

本発明にかかる光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置にあっては、簡単な構成によってホワイトパウダーを除去することができる。

本発明に係る光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置の好適な一実施形態を示す概略説明図である。 図１中、Ａ部拡大図である。 図２中、Ｂ方向矢視図である。 図１の光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置の他の実施形態を説明する、図２相当の拡大図である。 図１の光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置のさらに他の実施形態を説明する、雰囲気の流れ方向から見た拡大図である。 図５の光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置の上面図である。

以下に、本発明にかかる光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる光輝焼鈍炉１は、水素ガスと窒素ガスを主成分とする光輝焼鈍用の雰囲気が充填された連続焼鈍炉である。

光輝焼鈍炉１は、図１に示すように、加熱ゾーンにおいて加熱した鋼帯２を、加熱ゾーンから連続する冷却ゾーンにて搬送しつつ冷却する。本実施形態に係る光輝焼鈍炉（以下、炉という）１では、加熱ゾーンの下流側に冷却ゾーンが配置され、鋼帯２は、下から上に向かって搬送される。

冷却ゾーンでは、図中下側が、鋼帯２の搬送方向における上流側（以下、単に上流側という）となり、図中上側が、鋼帯２の搬送方向における下流側（以下、単に下流側という）となる。

冷却ゾーンには、鋼帯２を冷却すべく、炉１内の雰囲気を引き込んで取り込み、冷却ノズルによって鋼帯２を冷却した後に、冷却した雰囲気を炉１内に供給する循環ダクト３が設けられている。

循環ダクト３は、冷却ゾーンの炉１内と連通し、炉１内の雰囲気を引き込む引き込み口３ａと、引き込み口３ａの下流側にて炉１内と連通し、冷却した雰囲気を冷却ゾーンの炉１内に供給する供給口３ｂとを有している。

循環ダクト３は、例えば炉１における鋼帯２の上下方向の搬送方向に対し、交差する横方向に延出された２つの延出ダクト部４、５と、２つの延出ダクト部４、５を搬送方向に連結する連結ダクト部６とを有している。

すなわち、２つの延出ダクト部４、５は、炉１の冷却ゾーンが設けられている上下方向に対して交差する横方向に延出されている。このため、雰囲気は延出ダクト部４、５内を横方向に流れる。このとき、２つの延出ダクト部４、５は、炉１と直交していても、直交してなくても構わない。

２つの延出ダクト部４、５は、搬送方向に互いに間隔を隔てて配置されていて、上流側の延出ダクト部４が引き込み口３ａに接続された延出ダクト部（以下、引き込みダクト部という）４であり、下流側の延出ダクト部５が供給口３ｂに接続された延出ダクト部（以下、供給ダクト部という）５である。

引き込みダクト部４及び供給ダクト部５双方に連通する連結ダクト部６には、引き込んだ雰囲気を冷却するクーラー７と、循環ダクト３内の雰囲気を循環させるためのブロワー８とが設けられている。

クーラー７は、ブロワー８よりも上流側に設けられ、ブロワー８は、連結ダクト部６の供給ダクト部５側の端部に設けられている。ブロワー８は、連結ダクト部６側から供給口３ｂ側に向かって流れる気流を生成する。

引き込みダクト部４には、図２に示すように、炉１内にて発生し、引き込んだ雰囲気に含まれるホワイトパウダーを回収するための回収口４ａが、引き込みダクト部４の下面をなす部位に設けられている。

回収口４ａには、引き込みダクト部４の外側から当該回収口４ａを覆うように設けられたトラップ９が設けられ、トラップ９の上方には、捕集プレート１０が配置されている。

捕集プレート１０は、循環ダクト３内に、雰囲気が上下方向と交差する横方向に流れる部位に設けられている。また、捕集プレート１０は、連結ダクト部６のクーラー７よりも、雰囲気の流れ方向上流側に配置されている。具体的には、捕集プレート１０は、雰囲気が横方向に流れる引き込みダクト部４の内部に設けられている。

捕集プレート１０は、図３に示すように、引き込みダクト部４のダクト口径よりも小さな面積の板状部材である。板面が引き込みダクト部４内を流れる雰囲気の流れ方向に対してほぼ直交し、ほぼ立面をなすように引き込みダクト部４内部の下面に設けられている。

捕集プレート１０の縁辺周囲には、引き込みダクト部４の内面４ｂとの間に、雰囲気が流通する空隙Ｓが設けられている。引き込みダクト部４内の雰囲気は、空隙Ｓを通過して連結ダクト部６に流入する。

捕集プレート１０は、回収口４ａにおける下流側の縁に設けられている。引き込みダクト部４を流通する雰囲気に含まれたホワイトパウダーは、捕集プレート１０の上流側（引き込み口３ａ側）の面に衝突すると、トラップ９上に落下するように配置されている。すなわち、捕集プレート１０により捕集されたホワイトパウダーは、トラップ９上に堆積し、当該トラップ９にて回収される。

トラップ９は、図２に示すように、上下方向に間隔を隔てて配置される２つの開閉自在なダンパー１１、１２と、２つのダンパー１１、１２間に設けられ、２つのダンパー１１、１２間を接続する回収ダクト部１３とを有している。各ダンパー１１，１２は、引き込みダクト部４の気流が外部へ漏れないように密閉構造とされている。

上側のダンパー１１は、引き込みダクト部４内と回収ダクト部１３内との間の連通・遮断を切り替えることが可能であり、下側のダンパー１２は、回収ダクト部１３内と外部との間の連通・遮断を切り替えることが可能である。

本実施形態の光輝焼鈍炉１は、鋼帯２が加熱ゾーンから搬送されて冷却ゾーンを通過する際に、ブロワー８により炉１内の雰囲気を循環ダクト３内に引き込み、クーラー７にて冷却し、冷却した雰囲気を、供給ダクト部５側から冷却ノズルへ供給し、この冷却ノズルで鋼帯２に吹き付けるように炉内へ供給する。

このとき、循環ダクト３内では、引き込みダクト部４内にて、循環される雰囲気からホワイトパウダーを除去する。

すなわち、引き込み口３ａから引き込まれた雰囲気は、引き込みダクト部４内を流通し、雰囲気に含まれるホワイトパウダーが、捕集プレート１０の上流側の面に衝突してトラップ９上に落下し堆積する。

このとき、トラップ９が有する２つのダンパー１１、１２のうち、少なくとも上側のダンパー１１は閉止されている。

トラップ９上に堆積したホワイトパウダーを回収する際には、まず、下側のダンパー１２が閉止している状態で、上側のダンパー１１を開放する。これにより、引き込みダクト部４内と回収ダクト部１３内とが連通され、堆積したホワイトパウダーが回収ダクト部１３内に収容される。

次に、上側のダンパー１１を閉止し、下側のダンパー１２を開放し、回収ダクト部１３内と外部とを連通させると、回収ダクト部１３内のホワイトパウダーが外部に排出される。

このように、トラップ９に２つのダンパー１１、１２を設けて、ホワイトパウダーを回収すると、引き込みダクト部４内と外部とが直接連通しないので、雰囲気を外部へ漏らすことなく、ホワイトパウダーを回収することができる。

本実施形態の光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置によれば、循環ダクト３内に、炉１から引き込んだ雰囲気が流通する際に、ホワイトパウダーを捕集プレート１０に衝突させて落下させ、捕集プレート１０の下に配置したトラップ９で、ホワイトパウダーを回収する。

このため、ホワイトパウダーを回収するために、大掛かりな装置や機構を必要とせず、捕集プレート１０とトラップ９を設けるだけの簡単な構成によってホワイトパウダーを十分に除去することができる。

特許文献３のように、フィルタによって除去する場合のように、フィルタ交換の手間がかからないので、メンテナンス性にも優れている。

捕集プレート１０は、雰囲気が横方向に流れる引き込みダクト部４に設けられているので、捕集プレート１０に衝突したホワイトパウダーを自然落下させることによって容易にホワイトパウダーを回収することができる。

捕集プレート１０は、循環ダクト３のクーラー７よりも上流側に配置されているので、クーラー７に送り込まれる前に、雰囲気に含まれるホワイトパウダーを除去することができる。このため、ホワイトパウダーによるクーラー７の目詰まりを抑制することができる。

本実施形態においては、捕集プレート１０をクーラー７よりも上流側に配置した例について説明したが、捕集プレート１０をクーラー７よりも下流側に配置しても良い。

図４から図６には、上記実施形態の他の実施形態が示されている。上記実施形態においては、捕集プレート１０が立てて配置されている例について説明したが、これに限るものではない。

例えば、図４に示すように、捕集プレート１４の上部１４ａ側を下部１４ｂ側よりも上流側に位置させて、雰囲気の流れ方向に対し、捕集プレート１４を傾斜させた状態で設けるようにしてもよい。

この場合には、立てて配置する場合よりも、捕集プレート１４の長さ寸法を長くすることができる。捕集プレート１４が長く面積が広がったことにより、より多くのホワイトパウダーを捕集できると共に、気流に対する抵抗は小さく抑えることができる。

また、上記実施形態及び他の実施形態においては、１枚の捕集プレート１０、１４が備えられている例について説明したが、これに限るものではない。

例えば、図５及び図６に示すように、循環ダクト３のダクト口径よりも十分に小さな面積の複数枚の捕集プレート１５を、トラップ９の上方で、雰囲気の流れ方向に千鳥状に配置してもよい。この場合には、循環ダクト３の所定の位置における断面において、ダクト口径に対して捕集プレート１５が占める面積を小さくすることができる。これにより、雰囲気の流通経路をより広く確保して、雰囲気の流れをスムーズにすることができる。

また、循環ダクト３全体として見ると、１枚の捕集プレート１０、１４を備える場合よりも、小型の捕集プレート１５を複数枚組み合わせた総面積は広くなるので、ホワイトパウダーをより多く捕集することができる。このため、雰囲気の流れに対する抵抗を小さく抑えつつ、より多くのホワイトパウダーを捕集することができる。

また、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ 光輝焼鈍炉
２ 鋼帯
３ 循環ダクト
３ａ 引き込み口
３ｂ 供給口
４ 引き込みダクト部
４ａ 回収口
４ｂ 引き込みダクト部の内面
５ 供給ダクト部
６ 連結ダクト部
７ クーラー
８ ブロワー
９ トラップ
１０ 捕集プレート
１１ 上側のダンパー
１２ 下側のダンパー
１３ 回収ダクト部
１４ 捕集プレート
１４ａ 捕集プレートの上部
１４ｂ 捕集プレートの下部
１５ 捕集プレート
Ｓ 空隙・

Claims (4)

1. 光輝焼鈍炉の冷却ゾーンに、該光輝焼鈍炉内の雰囲気を取り込んで冷却し、当該光輝焼鈍炉内に供給する循環ダクトを備え、
   該循環ダクトは、上記冷却ゾーンに対して交差する横方向に延出され、その内部を上記雰囲気が横方向に流れる引き込みダクト部を有し、
   該引き込みダクト部には、下面に、ホワイトパウダーを回収する回収口が設けられ、
   該回収口には、上記引き込みダクト部の外側からトラップが設けられ、
   上記雰囲気が上下方向と交差する横方向に流れる上記引き込みダクト部の内部には、上記トラップの上方に、該雰囲気に含まれるホワイトパウダーを衝突させて捕集し、該トラップ上に自然落下させて当該トラップにホワイトパウダーを回収させる捕集プレートが配置され、
   該捕集プレートは、板面が上記引き込みダクト部内を流れる上記雰囲気の流れ方向に対し、直交させて設けられ、
   上記トラップは、上下方向に間隔を隔てて配置される２つの開閉自在なダンパーと、これら２つのダンパー間を接続する回収ダクト部とを有し、上側の該ダンパーは、上記引き込みダクト部内と該回収ダクト部内との間の連通・遮断を切り替え、下側の該ダンパーは、該回収ダクト部内と外部との間の連通・遮断を切り替え、下側の該ダンパーが閉止している状態で該上側のダンパーを開放し、該引き込みダクト部内と該回収ダクト部内とを連通させて、ホワイトパウダーを当該回収ダクト部内に収容し、他方、上側の該ダンパーを閉止して下側の該ダンパーを開放し、該回収ダクト部内と外部とを連通させ、当該回収ダクト部内のホワイトパウダーを外部に排出することを特徴とする光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置。
2. 前記捕集プレートは、板面が前記引き込みダクト部内を流れる前記雰囲気の流れ方向に対し、直交させて設けられていることに代えて、該捕集プレートの上部側を下部側よりも該雰囲気の流れ方向上流側に位置させて、該雰囲気の流れ方向に対し、傾斜させて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置。
3. 前記捕集プレートは、前記循環ダクトのダクト口径よりも小さく形成されて複数設けられ、これら複数の上記捕集プレートは、前記雰囲気の流れ方向に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置。
4. 前記循環ダクトには、前記雰囲気を冷却するクーラーが設けられ、前記捕集プレートは、上記クーラーよりも前記雰囲気の流れ方向上流側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の光輝焼鈍炉におけるホワイトパウダー除去装置。

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