JPH0347923A

JPH0347923A - 光輝焼鈍炉

Info

Publication number: JPH0347923A
Application number: JP1287334A
Authority: JP
Inventors: Yunosuke Uda; 宇田　勇之助
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1989-04-05
Filing date: 1989-11-06
Publication date: 1991-02-28
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JP2567113B2

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、光輝焼鈍炉に関し、とくに新設炉の操業開始
時および補修後の再開時における待機時間の大幅な短縮
を可能ならしめた縦型および横型の連続光輝焼鈍炉であ
る。

〔従来の技術〕

鉄、ニッケル、クロム、コハルトアルミニウム、チタン
、銅、亜鉛および錫ならびにそれらの合金薄帯の製造に
際しては、冷間圧延後の表面性状を保持したまま材質の
改善を図る目的で、いわゆる光輝焼鈍が施される。

かような光輝焼鈍に際しては、焼鈍中に酸化が生じない
ように、炉内を還元性雰囲気に保持しておくことが重要
である。炉内が完全に還元性の雰囲気になっているかど
うかは、通常、炉内ガスの水蒸気の露点を測定すること
によって知ることができる。

ところで、例えばステンレス鋼の光輝焼鈍は、８００〜
１２００℃程度の高温で行う必要があることから、焼鈍
炉、例えば直火型の焼鈍炉としては、炉内壁を耐火物で
内張すするとともに、炉外壁を鉄皮で覆って炉内を気密
に保持した構造になる炉が用いられる。このような構造
にかかる炉は、炉内に導入した薄帯を、同じく炉内に設
置した電熱ヒータやラジアントチューブなどの発熱体お
よび耐火れんがからの輻射熱によって加熱するしくみに
なっている。

しかしながら、このような構造の焼鈍炉では、炉を新設
した場合、および補修のために炉を一旦開放して大気に
さらした場合に、大気中の水分及び酸素、炭酸ガス等が
耐火れんが内に浸入するために、焼鈍処理開始または再
開後、炉内を還元性雰囲気とするまでに長時間を必要と
する不利があった。

すなわち炉内のれんが内部に水分等が浸入した場合、炉
内壁側傍は直ちに高温になるため比較的早い時期に脱水
及び脱気される。しかしながら、炉壁の中間層及び鉄皮
側（外層部）では、温度勾配の関係から結晶水の分解温
度に近い部分では不安定で、沸点や結晶水の分解温度に
到達せず、脱水に長時間を要するのが普通であった。

そこでもし、充分な脱水を行わずに炉操業を実施した場
合には、耐火れんが内の残留水分が徐々に炉内に出てく
るので露点が下がらず、従って、例えばステンレス鋼の
ような反応性に冨む金属（Ｃｒ、　Ｍｎ、　ＡＩなど）
を含む薄帯を焼鈍しようとしても、所期した目的である
光輝焼鈍は望み得す、満足いく低露点での焼鈍を行うに
は、１ケ月から２ケ月の長時間の待機を余儀なくされて
いたのである。

上記の問題を解決するものとして、第４図に示したよう
に、マンフル２４と呼ばれる耐熱鋼製の円筒を炉内に装
入し、このマンフル２４内を？Ｎ浄ガス（還元性ガス）
で充填して、発熱体からの輻射熱はマツフル２４を介し
て薄帯に伝達する間接加熱方式の炉が提案された。

このような構造に係る焼鈍炉は、炉操業の開始および再
開時であっても、マンフル２４内の雰囲気ガスを完全に
置換すれば、露点を容易に低下させることはできるけれ
ども、ｉ）マツフルとして高価な耐熱鋼を必要とする、ｉｉ）
マツフルが熱による変形を起こしやすく、寿命が短いた
め、定期的な修理または取り替えが頻繁に必要となる、ｉｉｉ　）間接加熱方式であるため、熱効率が悪く、同
一能力では炉長が長くなる、などの欠点があるため、小型炉ではともかく、大型炉で
は実使用に供することはできなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、直火形
光輝焼鈍炉の難点であった、新設時および再開時におけ
る立上げ所要時間の短縮を実現し、しかも大型炉への適
用も可能な新規な構造になる縦型・横型の連続光輝焼鈍
炉を提案することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

炉内雰囲気を悪化させる原因は、鉄皮近くの低温耐火れ
んが部に滞留した水分や酸素が長時間にわたって炉内に
侵入してくることである。従って、かような水分や酸素
を積極的に炉外に排出し、早期に正常な雰囲気ガスと置
換することができれば、新設時および再開時における炉
内雰囲気（還元性雰囲気）の早期の実現ができるわけで
ある。

本発明は、上記の観点に立脚して数多くの実験と検討を
加えた末に、開発したものである。

すなわち本発明は、内壁に耐火物の内張りを有しその外
壁に鉄皮をそなえ、内部が気密に保持された加熱帯と、
その下流に連設された冷却帯とからなり、該加熱帯に連
続して導入される金属薄帯を、還元性雰囲気下に、該帯
域に設置された発熱体および内張り耐火物からの輻射熱
によって直接加熱し、引続き冷却する横型及び縦型の焼
鈍炉であって、該加熱体の炉殻鉄皮外周全域に亘って、炉内に通じてそ
の炉内のガスを吸引できる吸引口を多数点在配設したこ
とを特徴とする横型光種焼鈍炉（第１発明）である。

また本発明は、さらに吸引した炉内（雰囲気）ガス中の
不純物を除去したのちの清浄化（還元性）ガスを、再度
炉内に供給する炉内ガスの循環系統を具える光輝焼鈍炉
（第２発明）、またさらには加熱帯の入側近傍および冷
却帯の出側近傍にも炉内ガスの吸引口を設けた横型及び
縦型光輝焼鈍炉（第３発明）である。

〔実施例〕

以下、この発明を具体的に説明する。

第１図に、本発明に従う縦型連続光輝焼鈍炉の好適例を
模式的に示す。

図中番号１は被処理材である金属薄帯、２は加熱帯、３
は冷却帯であって、これらで連続光輝焼鈍炉を構成し、
金属薄帯１は、炉入口のシール部４を通って気密に保持
された炉内に導入され、加熱帯２および冷却帯３を搬送
される間に所定の熱処理を施されたのち、炉出口シール
部５から炉出口に導出されるしくみになっている。なお
、Ｇはガスクーラー、７はブロワ−である。

次に、第１図の加熱帯域Ａ部の拡大断面を第３図（イ）
に、またそのＢ−Ｂ矢視面を同図（ロ）に示す。図中８
はこの例で電熱ヒータからなる発熱体で、給電部ｔｊＡ
’　９から通電し、投入電力量の加減により、炉内の温
度を調節する。１０は電熱ヒータの支持金具である。

そして１１が耐火れんが、１２が断熱れんが、１３が保
温材、１４が鉄皮であり、加熱帯２はかような積層構造
とすることにより、内部を気密に保持すると共に、熱の
炉外への流出を防止している。

第３図（ハ）に、上記の炉壁構造において、炉内を１２
００℃に加熱したときの炉壁の温度分布を示す。

同図より明らかなように、炉壁温度は鉄皮１４に近づく
ほど低くなっている。

ところで、新しく築炉する場合、れんがの接合に当たっ
てはモルタルが使用されている。ここに炉内壁の高温部
は、モルタル内の結晶水が早い時期に分解するので容易
に炉外に放出されるけれども、炉外壁近傍ではなかなか
分解温度（通常３５０〜６００°Ｃ）に到達せず、操業
温度および時間に応じて徐々に分解し、これが操業中央
しづつ炉内に侵入してくるために、炉内の露点は下がり
にくかった。

また、長時間の処理によって完全に乾燥した炉であって
も、操業中、被処理材から微量ではあるが、マンガンや
ポロンなどの揮発し易い金属成分が蒸気となって雰囲気
ガス中を拡散し、これが炉壁の擬結温度に近い所（主に
耐火れんがの目地や裏側）に晶出し付着する。従って、
保守のために炉を開放したとき、これらの金属成分が大
気中の水や酸素と反応して結晶水をもった金属酸化物と
なり、しかもかかる金属酸化物の付着個所は比較的低温
部であるため、操業再開時に結晶水の分解に長時間を要
していた。

上記の解決策として、前掲第４図に示したような、被処
理材１と発熱部との間に耐熱鋼製のマ・ノフル２４を配
設した間接加熱方式の焼鈍炉が提案されたわけであるが
、かような焼鈍炉には種々の問題が残されていることは
前述したとおりである。

そこで本発明では、上記した直火方式焼鈍炉の問題を解
決するため、第３図（イ）に示すように、炉内雰囲気ガ
スの吸引口、１５を加熱帯の炉殻鉄皮に適当な間隔で設
けることにしたのである。すなわち、かような吸引口１
５から炉内雰囲気ガスを吸引するようにすれば、たとえ
鉄皮近傍の低温部で結晶水が分解したとしても、発生し
た水分は雰囲気ガスとともに炉外に吸出されるので、炉
内に侵入して炉操業に悪影響を及ぼすことはなくなるわ
けである。

なお、低温部耐火材は多孔質で通気性が良いので、吸引
負圧を広い範囲にわたり均一に分布させ得るという利点
がある。

次に、第１図に基づき、雰囲気ガスの流れについて説明
する。

（ａ）は新鮮な雰囲気ガスの供給系統で、冷却帯３に設
けたガス供給口１６より、炉人出側のシール部４．５か
らの漏洩骨を補充し、炉内の圧力を大気圧よりも常に高
い状態に維持する。なお、冷却帯０３では、炉内ガスをガスクーラー６を経由させてブロワ
−７に吸引し、加圧し、再び吹付はノズルを介して冷風
を炉内に戻している。従来の焼鈍炉における雰囲気ガス
の供給系統はこれだけである。

この点、本発明の焼鈍炉では、上記した（ａ）系統の他
、鉄皮１４に設けた吸引口１５から吸引した雰囲気ガス
を集めて吸引するブロワ−１７と、雰囲気ガスの露点を
計測する露点計１８と、薄帯１に付着して炉内に侵入し
た遊離酸素を雰囲気中の水素と反応させて水に転換する
デオキソ１９と、雰囲気ガス中の水分や炭酸ガスを吸着
除去する脱水装置２０からなり、清浄化後の雰囲気ガス
をガス供給口１６より循環供給する（ｂ）系統、さらに
は炉の人出側のシール部近傍から吸引した雰囲気ガスを
、露点計２１にて露点計測後、ブロワ−２２を経て、デ
オキソ１９に合流させる（Ｃ）系統を配設する。

上記したように、加熱帯の鉄皮から雰囲気ガスを吸引す
る（ｂｌ系統、さらには炉の人出側から雰囲気ガスを吸
引する（Ｃ１系統を設けることにより、直火式連続光輝
焼鈍炉の操業開始および再開時における待機時間を大幅
に短縮することができる。

１実際の炉操業における各供給系統の運転要領は次のとお
りである。

まず、＋ａｌ系統については、操業全期間にわたり、炉
内を所定圧力に保持するのに必要なガス量を供給する。

次に（ｂ）系統は、操業開始時または再開時はフル運転
し、露点計１８を監視しながら、乾燥がすすむに従って
吸引力を次第に弱めていき、乾燥が完全に終了したなら
ば、ブロワ−１７による吸引を停止すると同時に、スト
ップバルブ２３を閉止する。このように乾燥終了後、（
ｂ）系統を止める理由は、前述したように炉内の揮発金
属蒸気が耐火物に不必要に沈着することを回避するため
である。なお、より有利な揮発金属蒸気の沈着防止策と
しては、乾燥終了後は、脱水処理を終えた清浄ガスをス
トップバルブ２３を閉じ、２６を開けて、ブロワ−１７
を止め、炉殻鉄皮に設けた吸引口１５から、圧力差を利
用して逆に炉内に送り込む。

さらに（Ｃ）系統は、炉の出入口で外気との接点であり
、常時微量の空気侵入があり、露点計２１を監視しなが
ら、所望の低露点を保持するために積極２的に吸引し、常時低露点に維持するのに有効に作用する
ものである。

以上（ト））および（Ｃ１系統とも、吸引した雰囲気ガ
スを再利用する場合について主に説明したが、本発明で
は必ずしも吸引した雰囲気ガスの循環供給系統が必要な
わけではなく、少なくとも鉄皮からの吸引系統をそなえ
ていれば良い。なお、吸引した雰囲気ガスを再利用しな
い場合には、吸引したガスはストップバルブ２５を開放
する一方、（ｂｌｌ系統スストップバルブ２３閉止して
放散ブリーダーから放散すれば良い。

第１図にもとづく以上の説明は、焼鈍炉の各部の構成が
縦型；すなわち加熱帯入口から冷却帯出口に至るまでの
薄板通板経路の各帯域配置が、縦配列にかかる例である
が、本発明としては、その他に、かかる各帯域の配列を
横並びに配列することも可能であり、この場合でも本発
明の作用・効果は特に変わるものではない。

本発明の他の実施例について、第２図にその構成を例示
する。図において、水平に搬送される金属薄帯ｌは、炉
入口シール部３１を経て水平に順次配置されている加熱
帯３２、徐冷帯３３、冷却帯３４を通過し、炉出口シー
ル部３５に到達するが、その間薄帯１は第１図示例の場
合と異なり、−貫して水平に搬送されることになる。そ
のために、各帯域３２、３３．３４には薄帯支持のため
の支持ロール３６゜３７を炉内搬送ラインに沿って複数
個列設し、通板材の垂れ下がりを防止するように構成す
る。なお、図中に示す符号６．７．１４．１５〜２３．
２５．２６は、いずれも第１図示の焼鈍炉の構造と同じ
構成を示し、それらは縦型のものを単に横型配置に適合
するようにアレンジされるだけで十分である。

〔発明の効果〕

かくしてこの発明によれば、直火式の利点である熱効率
を低下させることなしに、従来に比べて操業開始又は再
開までの待機時間を大幅に短縮することができ、工業的
に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う縦型連続光輝焼鈍炉の好適例を
示す模式図、第２図は、本発明の他の実施例（横型連続光輝焼鈍炉）
の好適例を示す模式図、３４第３図（イ）は第１図Ａ部の拡大断面図、同図（ロ）は
（イ）図のＢ−Ｂ矢視方向から見た図、および同図（ハ
）は炉壁の温度分布を示した図、第４図は、加熱帯にマ
ツフルを具える従来の縦型連続光輝焼鈍炉の模式図であ
る。１・・・金属薄帯、２・・・加熱帯、３・・・冷却帯、
４・・・炉入口シール部、５・・・炉出口シール部、６
・・・ガスクーラー、７・・・ブロワ−１８・・・発熱
体、９・・・給電部材、１０・・・支持金具、１１・・
・耐火れんが、１２・・・断熱れんが、１３・・・保温
材、１４・・・鉄皮、１５・・・ガス吸引口、１６・・
・ガス供給口、１７、２２・・・ブロワ−１１８，２１
・・・露点計、１９・・・デオキソ、２０・・・脱水装
置、２３、２５．２６・・・ストソブハルフ、２４・・
・マツフル、３１・・・入口シール部、３２・・・加熱
帯、３３・・・徐冷帯、３４・・・冷却帯、３５・・・
出口シール部、３６、３７・・・支持ロール。

Claims

【特許請求の範囲】１、内壁に耐火物の内張りを有しその外壁に鉄皮をそな
え、内部が気密に保持された加熱帯と、その下流に連設
された冷却帯とからなり、該加熱帯に連続して導入され
る金属薄帯を、還元性雰囲気下に、該帯域に設置された
発熱体および内張り耐火物からの輻射熱によって直接加
熱し、引続き冷却する焼鈍炉であって、該加熱帯の炉殻鉄皮外周全域に亘って、炉内に通じてそ
の炉内のガスを吸引できる吸引口を多数点在配設したこ
とを特徴とする光輝焼鈍炉。２、内壁に耐火物の内張りを有しその外壁に鉄皮をそな
え、内部が気密に保持された加熱帯と、その下流に連設
された冷却帯とからなり、該加熱帯に連続して導入され
る金属薄帯を、還元性雰囲気下に、該帯域に設置された
発熱体および内張り耐火物からの輻射熱によって直接加
熱し、引続き冷却する焼鈍炉であって、該加熱体の炉殻鉄皮外周全域に亘って、炉内に通じてそ
の炉内のガスを吸引できる吸引口を多数点在配設すると
ともに、吸引した前記ガス中の不純物成分を除去して清
浄化したのち、炉内に再供給する炉内ガスの循環系統を
配設したことを特徴とする光輝焼鈍炉。３、加熱帯の入側近傍および冷却帯の出側近傍に、炉内
ガスの吸引口を具えてなる請求項１または２記載の光輝
焼鈍炉。４、加熱帯入口から冷却帯出口に至るまでの薄帯通板経
路の各帯域配置を、縦配列もしくは横配列にしたことを
特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光輝焼
鈍炉。