JPH03126821A - 連続熱処理炉 - 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〕 この発明はストリップなどの連続した材料を直火式加熱
により熱処理する連続熱処理炉に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の連続熱処理炉においては、直火加熱帯の
排ガス熱の有効利用のため、直火加熱帯よりも材料装入
側に、主として排ガスにより加熱した炉壁からの放射熱
により材料を加熱する放射型予熱帯、あるいは前記排ガ
スを加圧して材料に吹付ける対流型予熱帯を設けて、材
料の予熱をおこなっているが、特に冷延材など輻射率の
小さい材料については、熱効率は充分なものとはいえな
かった。

そこで熱効率をさらに向上させるものとして、放射型予
熱帯の前部に対流型予熱帯を連設した予熱帯の構成が、
特公昭５４−４２８０４号公報により提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上記公報記載の予熱帯中、対流型予熱帯におい
ては、放射型予熱帯を通過したガスをファンにより加圧
して材料に吹付けているが、大気を加圧するのに比べて
、高温排ガスを加圧する動力消費が大きかったり、放射
型予熱帯からの排ガス温度が低い時は、ファン動力を消
費する割りには実際の材料への熱伝達量は小さいという
問題があった。また低温抽出材処理時などには、放射型
予熱帯における温度低下が大きく排ガス温度が露点（通
常５０〜６０℃）以下に下ることがあり、これが対流型
予熱帯において材料表面に吹付けられた際に凝縮水とし
て付着し、材料表面にまだら模様を生じて商品価値を損
うという問題もあった。

この発明は上記従来の問題点を解決するもので、材料へ
の熱伝達層が大きく、材料表面への水分の凝縮を防止で
きる連続熱処理炉を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

しかしてこの発明の連続熱処理炉は、直火バーナにより
材料を加熱する直火加熱帯をそなえた連続熱処理炉にお
いて、前記直火加熱帯の材料装入側に、前記直火加熱帯
の排ガスにより材料を予熱する放射型予熱帯を連設し、
さらにこの放射型予熱帯と材料装入口との間に、材料に
燃焼ガス（火炎を含む）を吹付けるための噴流バーナを
そなえた噴流加熱帯を設け、この噴流加熱帯と前記放射
型予熱帯の境界部に排気煙道を開口させたことを特徴と
する連続熱処理炉である。

この発明においてＩＩ流バーナとは、バーナの燃焼室で
燃焼したガスを数１０７ＦＬ／秒以上の高速で噴出する
構造をもったバーナである。加熱対象が金属ストリップ
の場合はストリップの幅方向に均一な加熱ができるよう
に、バーナの燃焼ガス噴出口を連続した綱長い開口にし
た帯状噴流バーナの使用が望ましい。

この発明において、噴流バーナの燃焼ガス噴出口の周囲
には、先端部を材料面に向けた遮蔽壁を設けるとよい。

またさらにこの遮蔽壁で囲まれた遣蔽空間内に、０３　
、ＮＯ２、Ｈ２０などの強酸化剤を供給するための強酸
他剤供給路を開口させるとよい。

またこの発明において噴流加熱帯は、材料に燃焼ガスを
吹付ける噴流バーナをそなえたバーナ噴流帯のみによっ
て構成してもよいが、この他に、噴流加熱帯を、材料装
入口寄りに設けられ材料に燃焼ガスを吹付ける噴流バー
ナをそなえたバーナ噴流加熱帯と、このバーナ噴流加熱
帯の材料抽出側に連設され前記バーナ噴流加熱帯の排ガ
スを吸引加圧して材料に吹付ける吹付手段をそなえたガ
ス噴流加熱帯とで構成してもよい。

さらにまた、噴流加熱帯を、材料の上下片面に高温ガス
を吹付ける噴流バーナをそなえたバーナ噴流加熱帯と、
このバーナ噴流加熱帯の排ガスを吸引加圧して材料の他
面に吹付ける吹付手段をそなえたガス噴流加熱帯とで構
成してもよい。

また吹付手段としては、加圧されたバーナ噴流帯の排ガ
スを加熱するためのバーナをそなえたものを用いるとよ
い。

〔作用〕

この発明の連続熱処理炉においては、材料は噴流加熱帯
において高温の燃焼ガスの吹付により加熱されたのち、
放射型予熱帯において直火加熱帯の排ガスによりさらに
予熱され、直火加熱帯において直火バーナの加熱により
熱処理される。噴流加熱帯においては、噴流バーナによ
る燃焼ガスと材料との熱落差が大きく、また噴流エネル
ギは燃焼用空気を昇圧することおよび燃焼に伴う空気の
膨張により得られるので、従来の対流型予熱帯における
高温ファン使用に比べて、少ない消費動力で大きい熱伝
達量が得られる。また材料装入側に設けた噴流加熱帯に
おいては、噴流バーナによりガス温度は露点より十分高
く維持できるため、水分の材料表面への凝縮を防止でき
る。さらに排気煙道は噴流加熱帯と放射型予熱帯との境
界部にあり、両帯の排ガスを炉外へ排出し、噴流加熱帯
の炉圧を高目に操業することにより、放射型予熱帯から
の排ガスが噴流加熱帯に入り込むのを防止でき、該排ガ
スによる水分凝縮も防止できる。

また噴流バーナの燃焼ガス噴出口の周囲に、先端部を材
料面に向けた遮蔽壁を設けると、この遮蔽壁は、噴出口
からの燃焼ガス噴出流に周囲から多量の冷えたガスが巻
込まれるのを防止し、噴出流の速度および温度の低下を
抑制する。

さらに遮蔽壁で囲まれた遮蔽空間内に、強酸化剤供給路
を開口させ、０３　、ＮＯ２、Ｈ２０などの強酸化剤を
導入すると、遮蔽壁により包囲されているため強酸化剤
の拡散希釈が少なく、板表面酸化が有効におこなわれ、
さらに噴流火炎中に強酸化剤を導入すれば、イオン化反
応により酸化活性が進み、板表面酸化が促進され、装入
材料が冷延材で輻射率が低い（反射率が大きい〉場合で
も、輻射率が大きくなり急速加熱が促進される。

〔実施例〕

以下第１図乃至第４図によりこの発明の第１実施例を説
明する。

図中、１は連続熱処理炉で、ストリップである材料２を
連続焼鈍するものであり、３はその炉体、４は材料装入
口、５は材料抽出口、６は材料支持用のローラである。

炉体３内は、材料抽出口５側から、直火加熱帯７、放射
型予熱帯８、噴流加熱帯９に区画され、放射型予熱帯８
と噴流加熱帯９の境界部（この実施例では放射型予熱帯
８の装入側端部〉に、排気煙道１０を開口させてある。

１１は直火加熱帯７の側壁部に設けられた材料加熱用の
直火バーナである。また噴流加熱帯９の上下壁部には、
燃焼ガス噴出口２１を材料２の上下各面に向けて、複数
個の噴流バーナ２０が設けてある。噴流バーナ２０は、
第２図乃至第４図に示すように、バーナタイル２２内に
埋込まれたケーシング２３内にガスヘッダ２４を水平に
設け、ガスヘッダ２４には多数個のガス噴出口２５を、
ケーシング２３には多数個の空気噴出口２６を、それぞ
れ穿設しである。２７はケーシング２３に連通する上部
ハウジング、２８は燃焼用空気供給口、２９は燃料ガス
供給管である。バーナタイル２２部に設けた燃焼ガス噴
出口２１は、水平方向に延びるスリット状を呈し、３１
はこの燃焼ガス噴出口２１の周囲を包囲する形で、炉底
面および炉天井面に立設した耐火材製の遮蔽壁で、その
先端部３１ａは材料２の上下各面に向けである。、３２
は強酸化剤供給路で、図示しないｏ３ガス供給源に接続
され、そのヘッダ部３３に接続した枝管３４の先端３４
ａは、遮蔽壁３１で包囲された遮蔽空間３５内に開口し
ている。

上記構成の連続熱処理炉１においては、材料２は矢印Ｘ
方向に進行し、噴流加熱帯９においては、噴流バーナ２
０の燃焼ガス噴出口２１がら噴出する帯状の火炎Ｆによ
り急速加熱され、次いで放射型予熱帯８においては、主
として直火加熱帯７よりの排ガスにより加熱された炉壁
からの放射加熱によりさらに予熱され、直火加熱帯７に
おいて熱処理される。噴流加熱帯９および直火加熱帯７
の排ガスは、排気煙道１０から排出され、図示しないレ
キュペレータにより各バーナの燃焼用空気の予熱に利用
される。噴流バーナ２ｏの燃焼ガス噴出口２１の周囲の
遮蔽壁３１は、第３図に鎖線３６で示す低温ガスの流入
を阻止し、また強酸化剤供給路３２から遮蔽空間３５内
に導入されたｏ３ガスは、帯状の火炎Ｅ内に吹込まれ、
イオン化反応により酸化活性を進行させ、材料２の表面
酸化を促進する。

次に第５図乃至第７図によりこの発明の第２実施例を説
明する。

この実施例は、噴流加熱帯９を、第１実施例の噴流加熱
帯と同様な構成のバーナ噴流加熱帯４１と、この材料抽
出側に続くガス噴流加熱帯４２とで構成した点のみが、
第１実施例と異なり、第１〜第４図と同一または相当部
分には、同一符号を付しである。（以下他の実施例も同
様とする。）４３および４４はプレナムチャンバ（風箱
）で、炉天井および炉底部に取付けられ、材料２に対向
する多数個のガス噴出口４５をそなえている。４６は炉
天井部に設けた送風機で、吸込口は炉内に開口し、吐出
口はダクト４７を介してプレナムチャンバ４３．４４に
接続されており、これらのプレナムチャンバと送ｆｆ１
ｌ１４６とダクト４７により、バーナ噴流加熱帯４１か
らの排ガスを吸引加圧して材料２に吹付ける吹付手段４
８を構成している。

４９は・送Ｊ！！機４６の駆動用の電動機である。また
５０は炉天井から垂設した耐火材製の仕切で、必要に応
じて設ける。

この実施例においては、材料装入口４側のバーナ噴流加
熱帯４１の各噴流バーナ２０により加熱された材料２は
、ガス噴流加熱帯４２において吹付手段４８の各ガス噴
出口４５からのガス噴出流により加熱され、その後放射
型予熱帯８、直火加熱帯７へと搬送され熱処理される。

この実施例によれば、噴流バーナ２０の排ガス熱を材料
加熱用に有効利用できる。

次に第８図乃至第１０図に示すこの発明の第３実施例に
おいては、噴流加熱帯９を、材料２の上面側に第１実施
例と同様な噴流バーナ２０を設けたバーナ噴流加熱帯５
１と、材料２の下面側に設けたプレナムチャンバ４４を
主体とする吹付手段４８をそなえたガス噴流加熱帯５２
とで構成した点のみが、第１実施例と異なる。そして吹
付手段４８の送Ｊｉ機４６の吐出口に接続されプレナム
チャンバ４４に至るダクト４７には、加圧された排気ガ
スを加熱するためのバーナ５３が設けてある。

５４は吸引ダクトで、その吸気口５５は炉内に開口して
いる。

この実施例の熱処理炉においては、噴流加熱帯９を通過
する材料２は、上面が噴流バーナ２０の噴流火炎により
、下面がプレナムチャンバ４４のガス噴出口４５からの
再加熱され昇温した排ガス噴出流により、それぞれ加熱
される。

さらに第１１図乃至第１３図に示すこの発明の第４実膿
例は、材料２の上面側にバーナ噴流加熱帯５１を、下面
側にガス噴流加熱帯５２をそれぞれ設けた点において、
前記Ｎ３実施例と同様な構成を有するものであるが、噴
流バーナ２０の排ガスを再加熱して昇温させるバーナ５
３を炉体３の側壁に取付け、該バーナ５３の燃焼ガス噴
出口を直接プレナムチャンバ４４内に開口させた点が第
３実施例と異なる。送！ａ！１４６は炉天井部に設けら
れ、その吐出口はダクト４７を介してプレナムチャンバ
４４に接続されている。材料２の加熱は、第３実施例と
同様に、噴流バーナ２０の噴流火炎およびプレナムチャ
ンバ４４からの昇温した排ガス噴出流によりおこなわれ
る。

この発明は上記各実施例に限定されるものではなく、た
とえば噴流バーナ２０としては、上記のような、スリッ
ト状の１！！焼ガス噴出口２１から帯状の火炎を噴出す
る形式のほか、単独の燃焼ガス噴出口をそなえたバーナ
を複数個並設した構成としてもよい。さらに遮蔽壁３１
や強酸化剤供給路３２の付設は省略してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、炉内に装入され
た材料は、噴流加熱帯において噴流バーナの燃焼ガス吹
−付による加熱後、放射型予熱帯における予熱および直
火加熱帯における熱処理をおこなうようにしたので、噴
流バーナによる燃焼ガスと材料との熱落差が大きく、ま
た噴流エネルギは燃焼用空気を昇圧することおよび燃焼
に伴う空気の膨張により得られるので、従来の対流型予
熱帯における高温ファン使用に比べて、少ない消費動力
で大きい熱伝達量が得られる。

また噴流加熱帯においては噴流バーナによりガス温度は
露点より十分高く維持でき、さらに排気煙道は噴流加熱
帯と放射型予熱帯との境界部に設けたので、噴流加熱帯
の炉圧を高目に操業することにより放射型予熱帯からの
排ガスが噴流加熱帯に入り込むのを防止でき、水分の材
料表面への凝縮を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の第１実施例を示す連続熱処理炉の縦
断面図、第２図は第１図の八−Ａ線断面図、第３図は第
２図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は第３図のＣ−Ｃ線断面
図、第５図はこの発明の第２実施例を示す連続熱処理炉
の要部縦断面図、第６図は同じく要部平面図、第７図は
第５図のＤ−り線断面図、第８図はこの発明の第３実施
例を示す第５図相当図、第９図は同じく第６図相当図、
第１０図は第８図のＥ−Ｆ線断面図、第１１図はこの発
明の第４実施例を示す第５図相当図、第１２図は同じく
第６図相当図、第１３図は１１図のＦ−Ｆ線断面図であ
る。 １・・・連続熱処理炉、２・・・材料、４・・・材料装
入口、７・・・直火加熱帯、８・・・放射型予熱帯、９
・・・噴流加熱帯、１０・・・排気煙道、１１・・・直
火バーナ、２０・・・噴流バーナ、２１・・・燃焼ガス
噴出口、３１・・・遮蔽壁、３１ａ・・・先端部、３２
・・・強酸化剤供給路、３４ａ・・・先端、３５・・・
遮蔽空間、４１・・・バーナ噴流加熱帯、４２・・・ガ
ス噴流加熱帯、４３・・・プレナムチャンバ、４４・・
・プレナムチャンバ、４５・・・ガス噴出口、５１・・
・バーナ噴流加熱帯、５２・・・ガス噴流加熱帯、５３
・・・バーナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直火バーナにより材料を加熱する直火加熱帯をそな
   えた連続熱処理炉において、前記直火加熱帯の材料装入
   側に、前記直火加熱帯の排ガスにより材料を予熱する放
   射型予熱帯を連設し、さらにこの放射型予熱帯と材料装
   入口との間に、材料に燃焼ガスを吹付けるための噴流バ
   ーナをそなえた噴流加熱帯を設け、この噴流加熱帯と前
   記放射型予熱帯の境界部に排気煙道を間口させたことを
   特徴とする連続熱処理炉。 ２、噴流バーナの燃焼ガス噴出口の周囲に、先端部を材
   料面に向けた遮蔽壁を設けてある請求項１記載の連続熱
   処理炉。 ３、遮蔽壁で囲まれた遮蔽空間内に、強酸化剤供給路を
   開口させてある請求項２記載の連続熱処理炉。 ４、噴流加熱帯が、材料装入口寄りに設けられ材料に燃
   焼ガスを吹付ける噴流バーナをそなえたバーナ噴流加熱
   帯と、このバーナ噴流加熱帯の材料抽出側に連設され前
   記バーナ噴流加熱帯の排ガスを吸引加圧して材料に吹付
   ける吹付手段をそなえたガス噴流加熱帯とから成る請求
   項１または２または３記載の連続熱処理炉。 ５、噴流加熱帯が、材料の上下片面に燃焼ガスを吹付け
   る噴流バーナをそなえたバーナ噴流加熱帯と、このバー
   ナ噴流加熱帯の排ガスを吸引加圧して材料の他面に吹付
   ける吹付手段をそなえたガス噴流加熱帯とから成る請求
   項１または２または３記載の連続熱処理炉。６、吹付手
   段が、加圧されたバーナ噴流帯の排ガスを加熱するため
   のバーナをそなえている請求項４または５記載の連続熱
   処理炉。