JPH04318121A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続熱処理炉に関し
、特に、金属ストリップ表面への合金元素の濃縮，酸化
あるいは不純物の付着を抑制し、表面品質の良好な金属
ストリップを製造するのに有効な連続熱処理炉の改良さ
れた炉構造の提案にかかるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、金属ストリップの表面品質、すな
わち表面光沢や表面粗度の均一性等に対する要求は極め
て厳しいものになってきている。その表面品質を悪化さ
せる要因は種々あるが、特に連続熱処理炉の炉体に関す
るものとしては、金属ストリップ中の合金元素や不純物
がストリップ表面に濃化したりや酸化したりする問題、
あるいは雰囲気ガス中不純物のストリップ表面への析出
などが挙げられる。

【０００３】例えば、鉄鋼の連続焼鈍ラインにおいては
、鋼中のＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，ＳおよびＡｌといった合
金元素や不純物は、Ｆｅよりも非常に酸化されやすい。 したがって、Ｆｅにとっては、還元雰囲気であるような
極微量の酸化源　（Ｏ２，Ｈ２Ｏ）を含む雰囲気ガス中
であっても、これらの元素にとっては酸化域である場合
が多い。その結果、このような雰囲気ガス中で焼鈍を行
うと、温度が高い領域において、上記元素が、鋼板表面
で濃縮し，酸化し、ひいては焼鈍後の調質圧延工程にお
いて、これらが鋼板表面光沢の悪化や表面性状の不均一
となって顕れるのである。

【０００４】また、Ｆｅにとって還元雰囲気であるよう
な程度のＨ２Ｏ　を含むＨＮガス中で炭素鋼の焼鈍を行
う場合は、高温焼鈍中に、鋼中炭素が脱炭されてＣＯガ
スが発生し、このＣＯガスが、冷却中に再び不定形炭素
となって鋼板表面に析出し、それ（不定形炭素）が、鋼
板表面に付着すると、前記と同様に焼鈍後の調質圧延工
程において、鋼板の表面光沢の悪化や表面性状の不均一
、さらにはロールマークを招く原因となった。

【０００５】上述したような表面品質の悪化を防止し、
美麗な表面の金属ストリップを得るためには、雰囲気ガ
ス中に含まれるＯ２　やＨ２Ｏ　の酸化源の濃度を、極
めて低いレベルに抑えて、連続熱処理炉内を還元性雰囲
気に維持する必要があった。

【０００６】これに対して、従来、連続熱処理炉内を還
元性雰囲気に維持する方法としては、例えば、金属スト
リップ用の連続熱処理炉である連続焼鈍炉の場合は、図
２に示すように、炉の入口部に、金属ストリップが通板
できる一定の隙間を有し、かつ、この通板ストリップの
搬送速度と同調して回転する相対向する一対のロール、
すなわち、シールロールを設けて、大気遮断を行うのが
常套手段であった。このシールロールを設ける理由は、
炉内調整雰囲気ガスの圧力を大気圧に対して正圧にして
十分なシール効果を挙げるためである（例えば、特開昭
６２−１３６５２７号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
連続焼鈍炉は、シールロールの採用以外には何の工夫も
なく、例えば、大気中のＯ２やＨ２Ｏ　がストリップに
帯同して侵入することによる炉内露点の上昇を完全に防
ぐことは困難である。この点、さらに炉内を区画するこ
とによる酸化源の炉内深く侵入するのを阻止するような
試みは全くなされていなかった。たまたま、炉を搬送方
向に分割する試みはあるが、それはあくまでも熱処理条
件による要請に基づいた加熱帯，均熱帯，冷却帯という
観点から分割を考慮したにすぎなかった。すなわち、図
２に示すように、炉体全体を、ストリップをラジアント
チューブにより加熱する加熱帯１と、ストリップを電気
ヒーターにより均熱する均熱帯２およびストリップをガ
スジェットにより冷却する冷却帯３とに分割構成してい
たのがそれである。

【０００８】それ故に、従来装置によれば、特にストリ
ップの搬送速度が速い場合には、大気の炉内へのリーク
の阻止は実質上不可能である。その結果、ストリップに
帯同して炉内にもたらされたＯ２やＨ２Ｏ　は、ストリ
ップによる炉内雰囲気の攪拌，拡散あるいは対流等によ
り、炉内全体に拡がっていくことになる。従って、従来
技術の下では、上述した表面品質の悪化に起因する酸化
反応等を抑制するために、炉内全体の雰囲気ガスを新し
い雰囲気ガスにより連続的に置換し、Ｏ２　やＨ２Ｏ　
の濃度を下げる工夫が必要であった。しかし、このため
に必要な雰囲気ガスの量は、非常に多く、コストアップ
の大きな要因となっていた。

【０００９】以上説明したように、従来技術は、特に金
属ストリップの搬送速度が速い場合に、大気の炉内への
リークを完全に阻止することができず、しかも一旦侵入
した大気中のＯ２　やＨ２Ｏ　が炉体内に拡散するのを
阻止することができず、結局、合金元素の濃縮や酸化が
起こりやすい加熱帯の高温部にまで到達して反応を起こ
すため、表面光沢や表面粗度の均一性等の表面品質を悪
化させるという問題を未だ解決していなかった。

【００１０】本発明の目的は、大気の炉内へのリークお
よび拡散を防止し、炉内での金属ストリップ表面への合
金元素の濃縮，酸化あるいは不純物付着のない、表面品
質の良好な金属ストリップを製造するのに有効な連続熱
処理炉の構造について提案することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上掲の目的実現のために
、本発明者らは、加熱帯入口部のシール性と加熱帯内部
の不活性ガス雰囲気の制御を考慮に入れて種々検討を行
った結果、入口部のシールをより完全にすること、およ
び加熱帯を通板方向に分割することが、上記の雰囲気制
御に有効であることを突止め、本発明に想到した。

【００１２】すなわち、本発明は、金属ストリップを連
続的に搬送しながら加熱や冷却を行う形式の連続熱処理
炉において、前記熱処理炉の加熱帯入口部に、金属スト
リップ通板間隙を設けて対向配置した一対のシールロー
ルを、通板方向に複数対設置し、かつ前記加熱帯内部に
これを複数室に区画するための隔壁を設けたことを特徴
とする連続熱処理炉である。

【００１３】

【作用】さて、従来の連続熱処理炉において、加熱帯１
中のＯ２　やＨ２Ｏ　濃度分布を測定すると、図４に示
すように加熱帯１入口部が最も高く、炉内雰囲気ガスに
混入するＯ２　やＨ２Ｏ　は、主として、加熱帯１入口
シール部から、金属ストリップ６に随伴あるいは付着し
て持ち込まれることが判明した。一方、金属ストリップ
６の表面での合金元素の濃縮，酸化あるいは不純物の付
着は、金属ストリップ６の温度が高い領域（＞４００℃
）で激しく、金属ストリップ６の温度が低い加熱帯１入
口部では少ないことが判明した。

【００１４】そこで、本発明は、図１に示すように、加
熱帯１入口から炉内へ持込まれる大気の量を減らすため
に、加熱帯１入口部には、金属ストリップ６の通板が可
能な間隙を設けて対向配置させた一対のシールロール４
を通板方向に複数対設置し、さらに、炉外から持込まれ
たＯ２　やＨ２Ｏ　が金属ストリップ６の温度の高い領
域へ流入するのを防ぐため、加熱帯１には、通板方向に
沿って複数室に区画するための隔壁５を１以上設置する
こと、そして、より望ましいこの構成は、この隔壁５が
なるべく入口部に近い所に設置されるようにした。

【００１５】ここで、シールロール４を上述のような構
成とするのは、大気の炉内へのリークを完全に防いで、
炉内雰囲気と外気とのシール性を改善し、炉内雰囲気を
適正に維持するためであり、一方、隔壁５を設置するの
は、金属ストリップ６の表面での合金元素の濃縮，酸化
あるいは不純物の付着が起こりやすい、金属ストリップ
６の温度が高い領域へのＯ２　やＨ２Ｏ　の流入を防止
するためである。但し、このシールロール４と隔壁５と
は、ともに設置されて、相互補完的に作用することによ
って、所期した目的が達成できるのである。

【００１６】なお、隔壁５は、熱処理条件を損なわず、
加熱帯１中の雰囲気ガスが高温部へ移動するのを防止で
きるものであればよく、例えば、耐熱材料からなる壁を
吊り下げる方法や、煉瓦を積み上げる方法等が考えられ
る。

【００１７】

【実施例】図１のような構成からなる連続焼鈍炉を用い
て、操業中における炉内の酸素分圧を測定することによ
り、本発明の作用を確認する実験を行った。ここに、本
発明例としては、２対のシールロール４と１ケの隔壁５
を設けた炉を用い、比較例としては、シールロール４の
みを１対（従来炉）ないしは２対，３対設けた炉，なら
びに従来炉に隔壁５を１ケないしは２ケ設けた炉を用い
た。

【００１８】その結果を図３に示す。この図は、従来炉
における、金属ストリップ６の温度が　５００℃以上の
領域での酸素分圧（ＰＯ２＋　１／２ＰＨ２Ｏ　）を１
としたときに、各条件によって酸素分圧がどのように変
化するかを示したものである。

【００１９】図３より、従来炉にシールロール４あるい
は隔壁５のみをさらに設けた場合は、従来炉に比べてＯ
２　やＨ２Ｏ　の流入をある程度防止できたが、炉内の
酸素分圧を従来炉に比べて１／１０以下に抑えられない
ために、金属ストリップ表面の品質悪化がわずかに観察
された。 これに対し、本発明にかかる炉によれば、図３に示すよ
うに炉内の酸素分圧を従来炉に比べて１／１０以下に抑
えられ、しかも金属ストリップ表面の品質悪化は観察さ
れず、表面品質の良好な金属ストリップを製造するのに
有効であることが確かめられた。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
連続熱処理炉内での金属ストリップ表面への合金元素の
濃縮，酸化あるいは不純物の付着を防止できる。その結
果、焼鈍後の調質圧延工程において、鋼板表面の粗度の
不均一や光沢の悪化を招くことなく、表面品質の良好な
金属ストリップを安定して製造できる。

【００２１】そのうえ、本発明によれば、大気の炉内へ
のリークおよび拡散を防止でき、炉内雰囲気ガスの連続
的な置換を必要としないため、製造コストを大幅に引き
下げ得るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる連続熱処理炉の構成例である。

【図２】従来技術にかかる連続熱処理炉とその炉内温度
分布を示す説明図である。

【図３】シールロールと隔壁の炉内酸素分圧に与える影
響を示す図である。

【図４】連続熱処理炉の加熱帯部でのＯ２，Ｈ２Ｏ　の
濃度分布を示す図である。

【符号の説明】

１　　加熱帯 ２　　均熱帯 ３　　冷却帯 ４　　シールロール ５　　隔壁 ６　　金属ストリップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　金属ストリップを連続的に搬送しなが
   ら加熱や冷却を行う形式の連続熱処理炉において、前記
   熱処理炉の加熱帯入口部に、金属ストリップ通板間隙を
   設けて対向配置した一対のシールロールを、通板方向に
   複数対設置し、かつ前記加熱帯内部にこれを複数室に区
   画するための隔壁を設けたことを特徴とする連続熱処理
   炉。