JPH0413817A

JPH0413817A - 光輝焼鈍炉

Info

Publication number: JPH0413817A
Application number: JP11574090A
Authority: JP
Inventors: Yunosuke Uda; 宇田　勇之助; Tadashi Yamamoto; 忠山本
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd; Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd; Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1992-01-17
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JP2567130B2

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立上げ所要時間（シー
ズニング時間）の大幅な短縮を可能ならしめた竪型およ
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、コバルト、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″Ｃ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５図に示１、ｆ、
−ように、マツフル２４と呼ばれる耐熱鋼製の円筒を炉
内に装入し、このマツフル２４内を清浄ガス（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、マツフル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
用も可能なように設備を単純化して効率よく炉内雰囲気
ガスを吸引することができるようにした竪型・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、内壁として耐火物の内張りを有し外
壁が鉄皮で構成されていて、その内部が気密に保持され
る加熱帯と、この加熱帯の下流に連設された冷却帯とか
らなる炉であって、前記加熱帯に連続して導入される金
属薄帯を、還元性雰囲気中で直接加熱すると共に引続き
冷却する焼鈍炉において、前記内張り耐火物中に、通気用条孔を複数列設けると共
に、この通気用条孔内には、周面に多数の吸引口を開口
した吸引パイプを配設し、炉内で生成するガス（内張り
中に滞留する不純ガス）をこの吸引パイプを通じて炉外
に排出するようにしたことを特徴とする光輝焼鈍炉であ
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装置を具える光輝焼鈍炉
、またさらには加熱帯の入側近傍および冷却帯の出側近
傍にも炉内ガス排出口を設けた横型及び竪型光輝焼鈍炉
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、本発明に従う竪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が施されたのち、炉出口シール
部５から炉外に導出されるしくみになっている。なお、
６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、給電部材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、炉の内壁である内張り耐火物を構成する部分は
、図示の１１の耐火れんが、１２の断熱れんが、１３の
保温材からなり、外壁部分は１４の鉄皮で構成されてい
る。この内張り耐火物中のいずれかに、特に横型の場合
、炉殻の上部を中心として炉室を取り囲むように複数列
に亘って穿設した通気用条孔３８が設けてあり、この通
気用条孔３８内にはステンレス鋼などの金属製の吸引パ
イプ３９を遊挿配設する。

前記加熱帯２の炉壁構造を、通気用条孔３８と吸引パイ
プ３９を複数列設けた構造とすることにより、この加熱
帯２からは炉内雰囲気中で生成した反応ガスの吸引がで
きるようになる。また、このような構造とすることによ
り、炉内部は気密に保持することができると共に、熱を
無駄に炉外へ流出させるようなことが防止できる。なお
、前記吸引パイプ３９には周面に多数の吸引口３９ａが
開口しである。

第３図（ハ）は、上記の炉壁構造において、炉内を１２
００°Ｃ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、これが操業牛歩
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
ボ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、これが炉壁の凝結温度に近い所（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、第５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ツフル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
スの吸引排出のために、内張り耐火物中に吸引のために
通気用条孔３８．吸引パイプ３９および排出口１５から
なるガス排出構造を、炉体のとくに加熱帯２に設けるこ
とにしたのである。すなわち、かようなガス吸引排出構
造、とくに通気用条孔３８．吸引パイプ３９に流入した
炉内雰囲気ガスを排出口１５を通じて、炉外に吸引排出
するようにすれば、たとえ鉄皮近傍耐火物中の低温部で
結晶水が分解したとしても、発生した水分は前記ガス吸
引排出構造を通じて雰囲気ガスとともに炉外に排出され
るので、炉内に侵入して炉操業に悪影響を及ぼずことは
なくなるわけである。

以上説明したように、本発明のような構成にあっては、
通気用条孔３８と吸引パイプ３９を介して炉内生成ガス
を吸引するようにしたので、吸引負荷が少なくガス排出
効率がよく、その分、炉内温度を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、炉の入側・出側の各シール部
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３では、炉内
ガスを、ブロワ−にてガスクーラー６を経由させて吸引
冷却し、加圧したのち、再び吹付はノズルを介して炉内
に冷風として戻している。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、本発明の光輝焼鈍炉では、上記した（ａ）系統
の他、内張り耐火物中に配設した吸引パイプ３９を通じ
て、それの周面に設けた多数の吸引口３９ａから加熱炉
内の雰囲気ガスおよび炉の人・出側部の雰囲気ガスを集
めて吸引する（ｂ）、　（Ｃ）の系統が付加されている
。まず、その（ｂ）の系統は、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で構成されており、
この系統を経て清浄化された雰囲気ガスはガス供給口１
６より冷却帯（３）中に吹込まれる。

さらに（Ｃ）系統は、炉の入側・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、前記（ｂ）系統と共用するデオキ
ソ１９に合流させる設備である。

なお、上述のガス排出構造は、炉の形式が竪型と横型と
では若干の違いはあるが、第１図に示すような、加熱帯
３の全長に亘る長い吸引パイプ３９を炉壁に沿って平行
に配設する場合の他、第２図に示すように短い吸引パイ
プ３９を例えば千鳥状に配設し、それぞれのパイプから
は１〜複数個の排出Ｉコ１５につながる排出パイプ１５
ａを接続してもよく、いずれにしても炉体を取りかこむ
ように配設する。ただし、横型炉の場合、主として天井
と両側壁部を重点的に配設してもよい。また、このよう
なガス排出構造は加熱帯のみならず、入口側の部分に配
設してもよい。

上記したように、本発明によれば、加熱帯の内張り耐火
物（とくに吸引パイプ）のところから雰囲気ガスを吸引
するし）系統、さらには炉の入側・出側の部分から雰囲
気ガスを吸引する（Ｃ）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。

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、（ａ）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、脱水処理を柊えた清浄ガスをス
トップバルブ２３を閉じ、２６を開けて、ブロワ−１７
を止め、炉殻鉄皮に設けた排出口１５および吸引パイプ
３９を通じて、炉内外の圧力差を利用して逆に炉内に送
り込むことも可能である。

さらに（Ｃ）系統は、炉の出入口であって外気との接点
である。したがって、常時微量の空気侵入があるから、
露点計２１を監視しながら、所望の低露点を保持するた
めに積極的に吸引し、常時低露点に維持するのに必要で
ある。

以上の（ｂ）および（Ｃ）系統の説明は、主として吸引
した雰囲気ガスを再利用する場合についてのものである
。しかしながら、本発明では、必ずしも吸引した雰囲気
ガスを清浄化して再吹込みを行う循環供給系統だけが必
要なわけではない。その他に、例えば少なくとも炉壁部
から単に雰囲気ガスを吸引し、排出するだけという、い
わゆる吸引排出系統だけでも良いのである。なお、この
ケースにおいて、吸引した雰囲気ガスを清浄化したり再
利用しない場合には、吸引したガスをストップバルブ２
５を開放する一方、（ｂ）系統内ストップバルブ２３を
閉止してそのまま放散ブリーダーから大気中に放散して
も良い。

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。

すなわち、本発明の他の実施例について、第４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１は、炉入口シール部４１を経て、順次水平に配置さ
れている加熱帯４２、徐冷帯４３、冷却帯４４を通過し
、炉出口シール部４５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４２．４３．４４には薄
帯支持のための支持ロール４６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；　１５〜２３．２
５２６は、いずれも第１図に示す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（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。

しかも、炉内雰囲気ガスの吸引、排出を、通気用条孔と
多数の吸引口を設けた吸引パイプを通じて行うので円滑
なものにすることができ、それゆえに、炉内のガスの流
れが均一となって温度コントロールも容易であり、炉の
操業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、竪型の例である本発明の連続光輝焼鈍炉の好
適例を示す模式図、第２図は、吸引パイプを分割したときの本発明の他の実
施例の竪型連続焼鈍炉を示す模式図、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、本発明の他実施例である横型
連続光輝焼鈍炉の好適例を示す模式図、第５図は、加熱帯にマツフルを具える従来の竪型連続光
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−８・・・発熱
体、　９・・・給電部材、　１０・・・支持金具、１１
・・・内張り耐火れんが、　１２・・・断熱れんが、１
３・・・保温材、　１４・・・鉄皮、　１５・・・排出
口、１５ａ・・・排出パイプ、　１６・・・ガス供給口
、１７２２・・・ブロワ−１８，２１・・・露点計、１
９・・・デオキソ、　２０・・・脱水装置、２３、２５
．２６・・・ストップバルブ、２４・・・マツフル、３
１・・・人口シール部、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、　３８・・・通気用
条孔、３９・・・吸引パイプ、　３９ａ・・・吸引口、
４１・・・炉入口シール部、　４２・・・加熱帯、４３
・・・徐冷帯、　４４・・・冷却帯、４５・・・炉出口
シール部、　４６・・・支持ロール特許出願人　日本冶
金工業株式会社同　　　中外炉工業株式会社代理人　弁理士　　小　川　順　玉量　　弁理士　　中　村　盛　夫第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、内壁として耐火物の内張りを有し、外壁が鉄皮で構
成されていて、その内部が気密に保持される加熱帯と、
この加熱帯の下流に連設された冷却帯とからなる炉であ
って、前記加熱帯に連続して導入される金属薄帯を、還
元性雰囲気中で直接加熱すると共に引続き冷却する焼鈍
炉において、前記内張りの外壁近くに、通気用条孔を複数列設けると
共に、この通気用条孔内には、周面に多数の吸引口を開
口した吸引パイプを配設し、炉内ガスをこの吸引パイプ
を通じて炉外に排出するようにしたことを特徴とする光
輝焼鈍炉。２、内壁として耐火物の内張りを有し外壁が鉄皮で構成
されていて、その内部が気密に保持される加熱帯と、そ
の下流に連設された冷却帯とからなる炉であって、前記
加熱帯に連続して導入される金属薄帯を還元性雰囲気中
で、直接加熱すると共に引続き冷却する焼鈍炉において
、前記内張りの外壁近くに、通気用条孔を複数列設ける
と共に、この通気用条孔内には、周面に多数の吸引口を
開口した吸引パイプを配設し、炉内ガスをこの吸引パイ
プを通じて炉外に排出するようにしてなり、かつ炉外に
は、吸引排出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装置を
付帯して設け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
ガス排出口を設けてなる請求項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。