JPH02277723A - 竪型連続焼鈍炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼帯の焼鈍の際に板厚の薄い鋼帯の場合でも
冷却シワや形状不良を発生させることなく加熱後の鋼帯
を徐冷することか出来、しかも炉体の冷却も充分な竪型
連続焼鈍炉に関するものである。

（従来の技術〕 一般に冷間圧延された鋼帯は、冷間圧延によって生じた
加工硬化の影響を除去するために連続的に焼鈍される。

特にステンレス鋼帯の場合には美麗で高い表面光沢を得
るためによく光輝焼鈍される。このような連続焼鈍に使
用される従来の竪型連続焼鈍炉を、光輝焼鈍用のものを
例として第４図により説明する。一般に竪型連続焼鈍炉
１は鋼帯Ｓの走行路（図中に示す鋼帯Ｓと同じ位置）の
上流側から入側シール部２．入側シュート部３゜トップ
ロール４．加熱帯部５．徐冷帯部６．冷却帯部７及び出
側シール部８が順次配置された端造となっている（この
ように加熱帯部５．徐冷帯部６、冷却帯部７が上方から
下方に向かって順次配置されたものをダウンヒート方式
と言い、これとは逆に下方から上方へ配置されたアップ
ヒート方式もあるが１本発明はいずれの方式でも良い）
。

加熱帯部５．徐冷帯部６．冷却帯部７は、焼鈍において
そわぞれ加熱帯、徐冷帯、冷却帯を形成する。

このような竪型連続焼鈍炉（以下において単に焼鈍炉と
称することがある）１を使用する鋼帯Ｓの焼鈍は１次の
ように実施されている。鋼帯Ｓは入側シール部２から焼
鈍炉１中に通板され、入側シュート部３を経てトップロ
ール４により走行方向を変更せしめられ、加熱帯部５で
加熱され、徐冷帯部６から冷却が開始され、冷却帯部７
でほぼ常温まで冷却されて出側シール部８より炉外へ引
き出されて焼鈍を終える。このような焼鈍工程が実施さ
れる焼鈍炉１内の徐冷帯部６は、加熱帯部５から輻射熱
を受けたり、この加熱帯部５で高温に加熱された鋼帯Ｓ
から輻射熱を受ける。従ってこのような輻射熱への対策
がなされていないならば、徐冷帯部６の内壁板９や外壁
板１０が熱ひずみにより変形したり、加熱帯部５から冷
却帯部６側へ延設されている炉缶体１１が赤熱して焼鈍
炉１自体を損傷することさえある。そのため従来、第４
図に示すように複数個の水冷ジャケット１２′が徐冷帯
部６に設置されていると共に、加熱帯部５の徐冷帯部６
との仕切壁５ａ中にも同様な水冷ジャケット１２が設置
されていた。これらの水冷ジャケット１２．１２’によ
り上記徐冷帯部６の内壁板９．外壁板１０．炉缶体１１
等の炉体が輻射熱によって損傷するようなことはなく、
焼鈍は支障なく行われてきた。

しかしながら、近年ハイテク用鋼板として極薄物・広幅
指向が高まり、特にステンレス鋼板にその要請が強くな
っており、このような要請に応えるには従来の前記焼鈍
炉１のままでは次のような問題があった。

一般に鋼帯Ｓはその板厚が薄くなるに従って短時間に冷
却され易くなるが、成る程度の板厚以上の鋼帯Ｓでは徐
冷帯部６による冷却し過ぎということはなかった。しか
しながら、板厚が１．０ｍｍ以下の鋼帯Ｓ、特に０．３
ｍｍ以下の極薄の鋼帯Ｓを焼鈍炉１に通板したときには
、徐冷帯部６における鋼帯Ｓからの輻射熱量は少なくて
水冷ジャケット１２′によって徐冷帯部６の温度を適切
な温度域に維持出来ずに低下して鋼帯Ｓが急冷却される
ようになるのである。このように鋼帯Ｓが加熱帯部５出
側の冷却初期段階で急冷却されると、第５＠（イ）に示
すような冷却ひずみによる冷却シワ１３を鋼帯Ｓに生じ
たり、第５図（ロ）に示すように鋼帯Ｓの形状を弓形に
湾曲させる形状不良を生じてこの形状不良が原因で鋼帯
Ｓが炉壁などに接触したリスリップして表面疵１４が生
じたり、第５図（ハ）に示すように弓形形状に湾曲した
形状不良の鋼帯５Ｉｆｉ緊張されながら炉中及び炉外の
ロールに接触したり、圧着されたり２曲げられたりする
ことによって幅方向に腰折れ状態になったりして、製品
の品質を著しく低下させてしまうのである。

そこで徐冷帯部６における鋼帯Ｓの急冷却を防止すると
共に、ｍ＊ｓの急冷却を防止したために炉体の保護冷却
が弱くなり輻射熱の影響が強くなって炉体が損傷するよ
うなことがないように次のような種々な方策が実施され
てきたが、新たな問題が生じてその解決に至っていない
。

すなわちその一つは、徐冷帯部６内の水冷ジャケット１
２′を断熱材で巻いて冷却能力を緩める方法である。し
かしながらこの場合、通板する鋼帯Ｓの鋼種や寸法（板
厚Ｘ板幅）や通板速度に応じていちいち断熱材を巻いた
り外したりすることは出来ないし、その断熱材が長時間
高温に曝されて劣化して炉内に飛散したり、板厚の厚い
鋼帯Ｓを通板するときには炉体に対する冷却能力が不足
した。

他の一つは、極薄の鋼帯Ｓを通板するときに冷却帯部７
より冷却ガスの一部を徐冷帯部６にも循環させて鋼帯Ｓ
の冷却を緩やかに行って炉体の冷却を必要最小限に止め
る方法である。しかしながらこの場合、循環させる冷却
ガスの温度コントロールが難しかったり、ガスの循環に
よる対流冷却では鋼帯Ｓの冷却ムラが生じ易く、冷却の
不均一によるシワや形状不良が鋼帯Ｓに生じた。

更に他の一つは、内壁板９をヒーターで加熱する方法で
ある。しかしながらこの場合、設備が複雑となったり、
加熱のためのエネルギーを要してコストを高めた。

その他、焼鈍炉１毎に通板する鋼帯Ｓの板厚範囲を例え
ば薄物とか厚物とかに厳密に限定してそれに適切なよう
に専用炉を製作して使用する方策も行われたが、このよ
うな専用炉はその板厚以外の鋼帯Ｓには使用出来ず、広
い板厚範囲に亘って種々な専用炉を揃えることはコスト
、稼働率等の点で問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は前記従来技術の問題点を解消し、鋼種や寸法、
特に板厚の大小を問わず一つの焼鈍炉での鋼帯の連続焼
鈍が可能なこと、従って板厚の薄い鋼帯を通板するとき
でも徐冷帯部における冷却し過ぎの防止と輻射熱に対す
る炉体の充分な保護冷却とを同時に実現させて鋼帯の連
続焼鈍を可能とさせることを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは種々検討した結果、従来の焼鈍炉における
徐冷帯部の水冷ジャケットを廃してその代わりに平型水
冷ジャケットを徐冷帯部に設置し。

この平型水冷ジャケットと鋼帯の走行路との間に防熱板
を設置してこれを平型水冷ジャケットに接続して熱伝導
させると共に、徐冷帯部の作用長を実質的に延長させる
保温内壁板を防熱板に併設した焼鈍炉を使用すことによ
って、前記課題を解決することが出来ることを究明して
本発明を成した。

以下１本発明に係る竪型連続焼鈍炉を図面によって詳細
に説明する。

第１図は本発明に係る竪型連続焼鈍炉の１例の要部を断
面で示した説明図、第２図は徐冷帯部の片側要部の１態
様を示す拡大斜視図、第３図（イ）及び（ロ）は使用例
におけるステンレス鋼帯の板厚（ｍａｄ）と適正通板速
度（ｍ／分）との関係及びそれに対応する板厚（鵬ｍ）
と防熱板温度（’Ｃ）とをそれぞれ示す図である。

本発明に係る竪型連続焼鈍炉１５においては、その徐冷
帯部６の鋼帯Ｓの走行路を挟む各側が次のように各部材
によって構成されている。すなわち、１６は平型水冷ジ
ャケットであって、第１図に示す如くその側断面は一般
に長方形であってその大きい方の冷却面を加熱帯部５の
徐冷帯部６との仕切ｇ！５ａの下面に対向して第２図に
示す如く鋼帯Ｓの走行路に沿って設置されている。従っ
て平型水冷ジャケット１６の側面すなわち小さい方の冷
却面は鋼帯Ｓの走行路と平行である。　１７は温度調節
体であってその主要部が第１図に示すように上記平型水
冷ジャケット１６の鋼帯Ｓの走行路側の側面を挟む上下
と鋼ｆＳの走行路との間に位置するように設置されてい
る。この温度調節体１７は防熱体１８と保温体１９とか
ら成っており、保温体１９は防熱体！８の冷却帯部７側
に連設されている。防熱体１８は第１図に示す如く、少
なくとも平型水冷ジャケット１６の側面と鋼帯Ｓの走行
路との間に位置する防熱板１８ａを有している。そして
この防熱板１８ａはその表側が鋼帯Ｓの対向面を成して
鋼帯Ｓの走行路の面に対向しており、その加熱帯部５側
の端縁と加熱帯部５の仕切壁５ａとの間に伸び代用の間
隙ｇを有している。防熱板１８ａには例えば５ＵＳ３１
０鋼のような耐熱鋼が使用される。また保温体１９は第
１図に示す如く保温内壁板１９ａを有している。この保
温内壁板１９ａの表側は、はぼ平坦な鋼帯Ｓの対向延長
面を成して防熱板１８ａの鋼帯Ｓの対向面とほぼ同一平
面を成す位置に連設されており、その裏側は保温材１９
ｂにより保温されている。そして防熱体１８の防熱板１
８ａと加熱帯部５から徐冷帯部６に延設されている炉缶
体１１とが第１図に示す如くそれぞれ平型水冷ジャケッ
ト１６に熱伝導可能に接続されている。炉缶体１１は第
１図に示す如く通常炉壁の外周面近くから延設されてお
り、その内側で支持フレーム２０が加熱帯部５を支えて
いる。第１図においては温度調節体１７の一方の端部は
冷却帯部７の仕切壁７ａに接しているが、冷却帯部７と
反対側の端に有する伸び代用の間隙ｇ及び適宜に設けら
れる各部の摺動部（図示省略）により温度変動による伸
縮は自在である。

次に、前記の如き徐冷帯部６の構成の具体的な一つの態
様について説明する。第２図に示す如く。

防熱体１８として断面コの字状の金属板がそのウェブ部
を防熱板１８ａとして使用さね、冷却帯部７側に位置す
るフランジ部がその内側面で平型水冷ジャケット１６に
熱伝導可能に接続されている。防熱体１８は、取付板２
１によって防熱板１８ａとなっているウェブ部のみでな
く両側フランジ部をも利用して平型水冷ジャケット１６
と一体的に結合することによって強固に取り付けられて
いる。また保温体１９としては第２図に示す如く、断面
り字状の金属板がそのウェブ部を摺動可能に重ねられて
保温内壁板１９ａとして使用され、この保温内壁板１９
ａとこれと対向する位置に設けられた伸縮性壁１９ｃと
両側のフランジ部とで囲まれた空間内に保温材１９ｂが
充填されている。そしてこの防熱体１８と保温体１９と
は第２図に示す如く防熱板１８ａと保温内壁板１９ａと
がほぼ同一平面を成して鋼帯Ｓの走行路に対向するよう
に重ねられて温度調節体１７が構成されているのである
。この場合においても第２図に示す如く炉缶体１１は平
型水冷ジャケット１６に熱伝導可能に接続されているこ
とは言うまでもない。

〔作　用〕

（ｉ）　　徐冷帯部６における輻射熱による炉体損傷防
止作用について： 加熱帯部５の仕切壁５ａは、徐冷帯部６の平型水冷ジャ
ケット１６がその大きい方の冷却面をこの仕切壁５ａに
対向させて設置されていることによって仕切壁５ａ中の
従来の水冷ジャケット１２による冷却に加えて更に広範
囲に冷却するため、炉体に対す〜る加熱帯部５側からの
輻射熱の影響は少なくなる。また加熱された鋼帯Ｓから
の輻射熱も炉体側との間に設けられた防熱板１８ａを経
て平型水冷ジャケット１６に伝熱され、もし伸び代用の
間隙ｇから洩れる輻射熱があってもその輻射熱は僅かで
あるので問題はないが、それも支持フレーム２０に遮ら
れて炉缶体１１には達しない、従って焼鈍する鋼帯Ｓの
板厚の薄い場合は勿論、厚い場合でも輻射熱によって炉
体が損傷する恐れはなく炉体の保護は充分出来る。

（ｉｔ）　　徐冷帯部６における鋼帯Ｓの徐冷作用につ
いて： 焼鈍における加熱後の適切な徐冷速度は、例えばステン
レス鋼帯の場合１００〜ｂ り、加熱温度が約１，１００〜８００℃であることから
して徐冷帯部６内の鋼帯Ｓの走行路付近の温度が可成り
高温でないと鋼帯Ｓは急冷されることになる。

ところで、一般に水冷ジャケットの水温は最大でも１０
０℃以下で通常は４０〜５６℃程度である。

従ってもし鋼帯Ｓと水冷ジャケットとが直接対向してい
る場合は、このような低温の水冷ジャケットの冷却力と
均衡を保って適切な徐冷速度として満足するのは、温度
降下しにくくて高い熱輻射を持続する可成りな厚物の鋼
帯Ｓに限られる１本発明に係る竪型連続焼鈍炉１５にお
いては、水冷ジャケットとして平型水冷ジャケット１６
を用いて冷却面の小さい方の側面を鋼帯Ｓの走行路に向
け、しかもそれらの間に平型水冷ジャケット１６に熱伝
導可能に接続した防熱板１８ａを介在させたことにより
、防熱板１８ａの温度を低温からその耐熱温度（通常約
８００〜１，１００℃程度）までの広い範囲内で保熱す
ることが可能であるため鋼帯Ｓの温度や板厚に合わせて
通板速度（ｍ／分）を調節し、すなわち板厚が薄くなる
に従って通板速度を高めて鋼帯Ｓの温度低下を抑制して
急冷却を防ぐと共にそれによって熱輻射を多量に保持せ
しめるようにして防熱板１８ａの温度を適切な温度に維
持し保熱することが出来る０通板速度を高くするとそれ
だけ徐冷即時間が減少するが、本発明に係る竪型連続焼
鈍炉１５では保温された保温内壁板１９ａが防熱板１８
ａに連設されていることによって徐冷時間が実質的に延
長されて補われるのである。このような徐冷帯部６内で
の鋼帯Ｓの徐冷は主として輻射伝熱によっているので１
強制対流による場合のような徐冷部の不均一は生じない
。

〔使用方法） 本発明に係る竪型連続焼鈍炉１５を使用して板厚が１．
Ｏｍを超える程度に厚い鋼帯Ｓを焼鈍する場合、従来の
焼鈍炉を使用する場合と同様な速度で通板しても徐冷帯
部６で急冷されることなく、炉体の保護冷却も充分であ
るから何ら問題はない。

板厚が１．０ｍ以下の場合のために、好ましくは予め板
厚別のテストにより、防熱板１８ａをその連続焼鈍され
る鋼帯Ｓの鋼種の徐冷に最適な温度を維持するように保
熱するための通板速度を定めておき、それに従って通板
して焼鈍する。もし通板速度を設備上の最大限にしても
なお防熱板１８ａを適温に保熱出来ないときは、最早輻
射熱調節の問題はなくなり、鋼帯Ｓの品質のみに着目し
て冷却帯部７の条件を併わせで調節することにより解決
出来る。

〔使用例〕

第２図と同様の徐冷帯部６の要部構造を有する第１図と
同様の焼鈍炉１５を使用し、１．５ｍ以下の各種板厚（
板幅はｔ、ｏｏｏ〜１，３００ｍの範囲）のステンレス
鋼帯Ｓ　（ＳＵＳ３０４　：　２０．コイル、　５ＵＳ
４３０　：　２０コイル）について、防熱板１８ａの温
度をステンレス鋼帯Ｓの焼鈍における適温である約８０
０℃程度或いはそれより若干高目に維持し保熱すること
が出来るかどうか通板速度を変化させながらテストした
結果、第３図（イ）及び（ロ）を得た。その結果に従っ
て、板厚０．１ｍで前記板幅範囲の５ＵＳ３０４のステ
ンレス鋼帯Ｓを通板速度３７ｍ／分で通板して焼鈍した
ところ、防熱板１８ａの温度を約９００℃程度に保熱出
来てステンレス鋼帯Ｓの徐冷部が充分行われ、冷却シワ
、変状不良２表面疵等を少しも発生させることなく焼鈍
することが出来た。

なお、徐冷帯部６以外は前記焼鈍炉１５と同様の従来の
焼鈍炉１を使用して行っていたときの同じステンレス鋼
帯の板厚と通板速度との関係及び板厚と炉内壁９との各
関係で上記と相違する部分を第３図（イ）及び（ロ）に
破線で併記した。この関係における板厚０．１ｍの場合
に対する通板速度２５ｍ／分で同じ板厚０．１−のステ
ンレス鋼帯Ｓを前記焼鈍炉１５に通板したが、冷却シワ
等の発生を防止することが出来なかった。また逆に前記
３７ｍ／分で前記従来の焼鈍炉１にも通板したが、ステ
ンレス鋼帯Ｓの温度が９００−１，０００℃の高温状態
で炉内壁９の位置に差し掛かり、徐冷時間が不足で急冷
却が行われ冷却シワ等の発生をみた。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明に係る竪型連続焼鈍炉は。

従来の焼鈍炉における徐冷帯部の水冷ジャケットを廃し
てその代わりに平型水冷ジャケットを加熱帯部に対向し
て設置すると共に、それと鋼帯の走行路との間に防熱板
を介在させてこの防熱板と炉缶体とを平型水冷ジャケッ
トに熱伝導可能に接続し、更に防熱板に保温内壁板を連
設したことにより、炉体の保護冷却は厚物の鋼帯を通板
する場合も充分であり、しかも薄物の鋼帯を通板して輻
射熱量の少ない場合でも防熱板の介在によって平型水冷
ジャケットの冷却作用の影響を小さくすると共に通板速
度を増加させて防熱板の保熱を図ることによってその適
温維持は可能となり、それによる徐冷即時間の減少は防
熱板に連設される保温内壁板によって補われた。このよ
うに本発明に係る竪型連続焼鈍炉は、同一炉で０．０５
■厚程度の非常に薄い板厚までのどのような鋼帯をも冷
却節等を発生させることなく焼鈍することが出来るので
あり、その工業的価値は非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る竪型連続焼鈍炉の１例の要部を断
面で示した説明図、第２図は徐冷帯部の片側要部の１態
様を示す拡大斜視図、第３図（イ）及び（ロ）は使用例
におけるステンレス鋼帯の板厚（ａｍ）と適正通板速度
（ｍ／分）との関係及びそれに対応する板厚（＋ｗｎ）
と防熱板温度（’Ｃ）とをそれぞれ示す図、第４図は従
来の竪型連続焼鈍炉の１例の要部を断面で示した説明図
、第５図（イ）、（ロ）及び（ハ）は徐冷帯部での急冷
却によるシワ、形状不良２表面疵の発生状態を示す図で
ある。 図面中 １・・・・従来の竪型連続焼鈍炉 ２・・・・入側シール部 ３・・・・入側シュート部 ４・・・・トップロール ５・・・・加熱帯部 ５ａ・・・・仕切壁 ６・・・・徐冷帯部 ７・・・・冷却帯部 ７ａ・・・・仕切壁 ８・・・・出側シール部 ９・・・・内壁板 １０・・・・外壁板 １１・・・・炉缶体 １２・・・・水冷ジャケット １２′・・・・水冷ジャケット １３・・・・冷却シワ １４・・・・表面疵 １５・・・・本発明に係る竪型連続焼鈍炉１６・・・・
平型水冷ジャケット １７・・・・温度調節体 １８・・・・防熱体 １８ａ・・・・防熱板 １９・・・・保温体 １９ａ・・・・保温内壁板 １９ｂ・・・・保温材 １９ｃ・・・・伸縮性壁 ２０・・・・支持フレーム ２１・・・・取付板 ｇ・・・・伸び代用の間隙 ｔｓ１図 第 図 第 図 瀉 τ （イ） ０．３　０５　　　　１．８ 板厚（ｍｍ） 板 厚 （ｍｍ） 第 図 （イ） （ロ） （ハ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　鉛直方向の鋼帯走行路に沿つて加熱帯部（５）と徐
   冷帯部（６）と冷却帯部（７）とが順次配置された竪型
   連続焼鈍炉の徐冷帯部（６）の鋼帯走行路を挟む各側に
   おいて、平型水冷ジャケット（１６）がその大きい方の
   冷却面を加熱帯部（５）の徐冷帯部（６）との仕切壁（
   ５ａ）に対向して鋼帯走行路に沿つて設置されていると
   共に温度調節体（１７）が上記平型水冷ジャケット（１
   ６）の鋼帯走行路側の側面を挟む上下と鋼帯走行路との
   間にその主要部が位置するように設置されており、該温
   度調節体（１７）は防熱体（１８）とその冷却帯部（７
   ）側に連設された保温体（１９）とから成つており、上
   記防熱体（１８）は少なくとも平型水冷ジャケット（１
   ６）の側面と鋼帯走行路との間に位置する防熱板（１８
   ａ）を有していて該防熱板（１８ａ）はその表側が鋼帯
   対向面を成して鋼帯走行路に対向していると共に加熱帯
   部（５）の上記仕切壁（５ａ）との間に伸び代用の間隙
   （ｇ）を有しており、上記保温体（１９）は防熱体（１
   ８）の防熱板（１８ａ）の鋼帯対向面とほぼ同一平面を
   成すほぼ平坦な鋼帯対向延長面を表側とする保温内壁板
   （１９ａ）を有していてその裏側で保温材（１９ｂ）に
   より保温されており、上記防熱体（１８）の防熱板（１
   ８ａ）と加熱帯部（５）から徐冷帯部（６）に延設され
   ている炉缶体（１１）とがそれぞれ上記平型水冷ジャケ
   ット（１６）に熱伝導可能に接続されていることを特徴
   とする竪型連続焼鈍炉（１５）。 ２　ウェブ部が防熱板（１８ａ）を成している断面コの
   字状の金属板から成る防熱体（１８）と、断面Ｌ字状の
   金属板がそのウェブ部を摺動可能に重ねられて保温内壁
   板（１９ａ）とし該保温内壁板（１９ａ）と両側のフラ
   ンジ部と上記保温内壁板（１９ａ）に対向する位置に設
   けられた伸縮性壁（１９ｃ）とで囲まれた空間内に保温
   材（１９ｂ）が充填されている保温体（１９）とが重ね
   られて保温調節体（１７）が構成されており、防熱体（
   １８）の保温体（１９）側のフランジ部がその内側面で
   平型水冷ジャケット（１６）に熱伝導可能に接続されて
   いる請求項１に記載の竪型連続焼鈍炉（１５）。