JPH059592A - 連続焼鈍炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、予熱炉内における鋼帯の酸化を防
止することができる連続焼鈍炉を提供することを目的と
する。 【構成】 鋼帯を加熱する直火加熱帯と、直火加熱帯の
下流側にて鋼帯を均熱する無酸化均熱帯と、直火加熱帯
の上流側にて鋼帯を予熱する予熱帯とを有する連続焼鈍
炉において、予熱帯の入口側に設けられ、鋼帯にガスを
吹き付けて外気から遮断するガスシ−ル装置と、このガ
スシ−ル装置のノズルの近傍に設けられた押付板と、予
熱帯の内部が負圧の状態になったときに押付板を鋼帯に
押し付けるシリンダと、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶融亜鉛めっきライ
ン等に用いられる連続焼鈍炉に係り、特に、予熱炉入口
側のシ−ル機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、表面処理鋼板の需要は著しく増大
し、自動車部品、家庭電気部品、建材、ダクトなどに使
用分野が多様化している。特に、溶融亜鉛めっき鋼板
は、耐食性、表面外観、塗装性に優れているため、需要
が増大する傾向にある。

【０００３】最近では製鋼技術の進歩により、溶融亜鉛
めっき鋼板でも優れた材質特性を有するものが比較的容
易に得られる一方、薄めっき技術の検討も進み、加工
性、強度特性、溶接性などの諸特性においても著しく向
上しつつある。通常、溶融亜鉛めっきラインには連続焼
鈍炉が設けられ、鋼帯を所望温度に焼鈍し、その後にめ
っき浴に浸漬する。

【０００４】めっきライン用の連続焼鈍炉は、特公昭６
２−５７６９２号公報、特公昭６２−５９１６８号公
報、特公平１−２１２０４号公報、特公平１−２１８５
２号公報、特開平１−２８３３５２号公報、並びに特開
平２−８３３１号公報にそれぞれ記載されている。

【０００５】このような連続焼鈍炉には、予熱炉、直火
加熱炉（以下、ＤＦＦという）並びにラジアントチュ−
ブ炉（以下、ＲＴＦという）が設けられている。予熱炉
は、熱回収ガスなどを利用する水平炉であり、ＤＦＦの
直前に設けられ、ＤＦＦで本格的に加熱する前に鋼帯を
所定温度に予熱するためのものである。ＤＦＦは、多数
のバ−ナ−を有する竪型の加熱炉であり、鋼帯に火炎を
直接吹き付けて加熱するためのものである。ＲＴＦは、
ＤＦＦの下流側に設けられ、還元性雰囲気、例えば、水
素ガスおよび窒素ガスの混合ガスに置換した雰囲気下
で、鋼帯を上下に複数回往復させつつ、ドライな状態で
鋼帯を均熱するためのものである。

【０００６】ＤＦＦの燃焼ガスがＲＴＦ内に侵入する
と、燃焼ガス中の湿分によりＲＴＦの還元性雰囲気が壊
されるので、ロ−ル室を炉下部に設けると共に、ガス流
が常にＲＴＦからＤＦＦに向かって（鋼帯搬送路の下流
側から上流側へ向かって）流れるように、多量の還元性
ガスをＲＴＦ内に供給し、ＲＴＦの内圧をＤＦＦのそれ
よりも高くしている。

【０００７】ところで、予熱炉内に外気が侵入すると、
鋼帯表面が酸化して、めっき処理に悪影響を及ぼすの
で、シ−ルロ−ルを予熱炉の入口に設け、入口の開口量
を狭くすることにより外気の炉内侵入を防止している。
この場合に、予熱炉内にはＤＦＦから燃焼ガスが入り込
み、通常、操業中における予熱炉の内圧は大気圧を上回
っている。

【０００８】また、シ−ルロ−ルにより予熱炉内は外気
から有効に遮断されるが、さらに、予熱炉入口の直前に
シ−ルノズルを設け、シ−ルノズルから鋼帯表面に非酸
化性のガスを吹き付け、外気の炉内への侵入を阻止して
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
連続焼鈍炉においては、消耗品の交換などのためにライ
ンを一時的に停止したときに、予熱炉内が負圧になり、
入口のシ−ルロ−ル及びシ−ルノズルの僅かな間隙を通
って炉内に外気が侵入する。また、シ−ルノズルによる
ガス吹き付けは、操業中のみであり、ライン停止時には
行われない。このため、予熱炉内にて鋼帯表面が酸化さ
れ、めっき液が鋼帯に均一に付着せず、製品の品質低下
及び歩留低下を生じる。近時、めっき処理鋼板に対する
需要家の要望は高く、連続溶融めっきラインの焼鈍炉に
おける表面酸化の問題はクロ−ズアップされている。

【００１０】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、ライン停止時においても予熱炉内を外部から
十分にシ−ルすることができる連続焼鈍炉を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る連続焼鈍
炉は、直火を用いて被処理体を加熱する直火加熱帯と、
直火加熱帯の下流側にて還元性雰囲気下で被処理体を均
熱する無酸化均熱帯と、直火加熱帯の上流側にて被処理
体を予熱する予熱帯とを有する連続焼鈍炉において、前
記予熱帯の入口側に設けられ、被処理体にガスを吹き付
けて外気から遮断するガスシ−ル手段と、このガスシ−
ル手段のノズルの近傍に設けられた押付部材と、前記予
熱帯の内部が負圧の状態になったときに前記押付部材を
被処理体に押し付ける手段と、を有することを特徴とす
る。

【００１２】この場合に、押付部材を設ける位置は、ガ
スシ−ル手段のノズルの上流側であっても下流側であっ
てもよく、上流側および下流側の両方ともに設けること
が望ましい。

【００１３】

【作用】この発明に係る連続焼鈍炉においては、ライン
が停止すると、押付部材を被処理体に押付け、予熱帯入
口の開口を押付け部材により遮る。押付け部材は、被処
理体を拘束しすぎず、被処理体が送給方向に自由に動け
る程度の押付け力で被処理体に押付ける。これにより、
シ−ルノズル相互間の僅かな間隙を通って外気が炉内に
侵入することが阻止される。

【００１４】

【実施例】以下、添付の図面を参照してこの発明の実施
例について説明する。

【００１５】図２に示すように、鋼帯３は、ペイオフリ
−ル２から巻き解かれ、溶接機４、アルカリ洗浄装置
５、並びにル−パ６を経て、連続焼鈍炉１０に連続送給
されるようになっている。

【００１６】連続焼鈍炉１０は、上流側から順に予熱炉
１１、直火加熱炉（ＤＦＦ）１２、ラジアントチュ−ブ
加熱炉（ＲＴＦ）２１、ガスジェット冷却帯３１、並び
に調整冷却帯３２で構成されている。予熱炉１１は、連
続焼鈍炉１０の入側にほぼ水平に設けられ、鋼帯３が約
260〜270 ℃の温度に予熱されるようになっている。

【００１７】図４に示すように、予熱炉１１の入口には
シ−ル装置５０が設けられ、入口部６２の通路にシ−ル
装置５０のガス噴射口が開口している。雰囲気ガスは、
ブロワ５１によりシ−ル装置５０の配管内を循環され、
鋼帯３の両面に吹き付けられるようになっている。

【００１８】また、一方、予熱炉１１の中腹には廃熱回
収装置５２が設けられている。この廃熱回収装置５２に
は二次燃焼装置５３が設けられている。二次燃焼装置５
３は、廃ガス中の未燃焼ガス成分を二次燃焼させ、再
度、炉の中腹に燃焼ガスを戻すような構成となってい
る。さらに、廃熱回収装置５２の一部は、配管２８を介
してレキュペレ−タ（図示せず）に連通している。

【００１９】ＤＦＦ１２は、上部にて予熱炉１１の出側
に連通しており、直立している。このような竪型ＤＦＦ
１２は、炉側壁に多数のバ−ナを有し、垂直方向に下降
する鋼帯３を両面から直火加熱する。ＲＴＦ２１は、下
部にて連絡ダクト１４を介してＤＦＦ１２の出側に連通
しており、直立している。図３に示すように、鋼帯３は
ＲＴＦ２１の内部を上下に複数回往復しており、鋼帯３
と高温ガスとが十分に熱交換できるようになっている。

【００２０】図４に示すように、ＲＴＦ２１の炉体にガ
ス管２９が接続され、ガス管２９を介して高温の還元性
ガス、例えば、水素ガスおよび窒素ガスを所定の割合で
混合したガスが供給されるようになっている。ガス管２
９のガス供給源（図示せず）は、上述のレキュペレ−タ
（図示せず）により予熱炉１１の廃ガスと熱交換できる
ようになっている。

【００２１】また、ＲＴＦ２１は、ラジアントチュ−ブ
方式のＣＯＧ燃焼バ−ナを用いており、最高850 ℃まで
鋼帯３を均一に加熱することができるようになってい
る。バ−ナは、燃焼空気を予熱できるレキュペレ−ティ
ブ型で、かつ、燃焼生成ガスのＮＯ_X 対策として二段燃
焼型を用いる。ガスジェット冷却帯３１は、ガス噴射ク
−リングチュ−ブ方式を用いており、鋼帯３を所望温度
に急冷することができるようになっている。

【００２２】調整冷却帯３２は、連続焼鈍炉１０の最後
の１パスに位置しており、循環冷却ファンにより鋼帯２
を弱冷却し、最終的な表面温度調整を行なうことができ
るようになっている。連絡ダクト１４は、連続焼鈍炉１
０の最下部にてＤＦＦ１２及びＲＴＦ２１の間にほぼ水
平に設けられ、１対のロ−ル室及びシ−ル室を含んでい
る。

【００２３】上流側ロ−ル室は搬送ロ−ルを内臓してお
り、ＤＦＦ１２から垂直搬送された鋼帯３がこの搬送ロ
−ルにより搬送方向を水平に変更されるようになってい
る。また、下流側ロ−ル室も搬送ロ−ルを内臓してお
り、シ−ル室を経由して上流側から水平搬送された鋼帯
３がこの搬送ロ−ルにより搬送方向を垂直に変更され、
さらに、ＲＴＦ２１に搬送されるようになっている。

【００２４】図３に示すように、溶融金属浴４０が連続
焼鈍炉１０の下流側に設けられている。溶融金属浴４０
は、溶融状態の亜鉛で満たされており、その出側に気体
絞り装置４１が設けられている。気体絞り装置４１は、
浴４０から立ち上った鋼帯３に気体を吹き付けて、付着
亜鉛を適正量に調整する役割を有する。

【００２５】気体絞り装置４１の直上に合金化炉４２が
設けられている。合金化炉４２より更に上方に保温帯４
３が続き、最上部に空冷部４４が設けられている。空冷
部４４において鋼帯３の搬送方向は上昇から下降に変わ
り、水冷部４５を経てスキンパスミル（図示せず）に送
られるようになっている。次に、図１を参照しながら予
熱炉入口側のシ−ル機構について説明する。

【００２６】予熱炉１１の入口部６２には炉内に連通す
る通路６４が形成されている。この通路６４は、周囲が
耐火物で取り囲まれ、鋼帯３が通過するのに必要最小限
の狭い開口量に制限されている。

【００２７】入口部６２の前端側には、予熱炉入口シ−
ル機構として、第１のシ−ルロ−ル７０、第１および第
２の押付けシ−ル装置７２，８６、並びにガスシ−ル装
置８０が取り付けられている。

【００２８】第１のシ−ルロ−ル７０は、上下１対の対
面するフリ−ロ−ルであり、入口側の最上流側に設けら
れ、鋼帯３の上面および下面にそれぞれ対面し、通路６
４の開口量を制限する。なお、予熱炉入口部６２に設け
られた第２のシ−ルロ−ル６６も実質的に第１のシ−ル
ロ−ル７０と同様の構成である。

【００２９】ガスシ−ル装置８０の吸引口８１が、第１
のシ−ルロ−ル７０のすぐ下流に設けられている。吸引
口８１はブロワ８２の吸込み側に連通している。ガスシ
−ル装置８０のノズル８３は、第１および第２の押付け
シ−ル装置７２，８６の部材７４，８８の間の位置に
て、通路６４に面している。ノズル８３は、ブロワ８２
の吐出側に連通し、鋼帯３の両面にガスを吹き付ける役
割を有する。

【００３０】第１の押付けシ−ル装置７２は、被押付板
７３と、エアシリンダ７５で駆動する押付板７４と、を
有する。被押付板７３は、通路６４の下側に設けられ、
鋼帯３の下面に対面している。押付板７４は、通路６４
の上側に設けられ、鋼帯３の上面に対面している。被押
付板７３および押付板７４は、径が数ミクロンのステン
レス鋼ファイバでつくられている。エアシリンダ７５の
入力側にコントロ−ラ７１の出力側が接続されている。
コントロ−ラ７５の入力側はコイルリ−ル２の出力部に
接続されている。

【００３１】第２の押付けシ−ル装置８６は、１対の押
付部材８８及びこれらそれぞれを駆動するエアシリンダ
８７を有する。一方の押付部材８８は、通路６４の下側
に設けられ、鋼帯３の下面に対面している。他方の押付
部材８８は、通路６４の上側に設けられ、鋼帯３の上面
に対面している。なお、押付部材８８の先端部は、径が
数ミクロンのステンレス鋼ファイバでつくられている。
各エアシリンダ８７の入力側にはコントロ−ラ７１の出
力側が接続されている。コントロ−ラ７５の入力側はペ
イオフリ−ル２の出力部に接続されている。次に、上記
連続焼鈍炉を用いて、めっき浴浸漬前の鋼帯を予熱し、
焼鈍する場合について説明する。

【００３２】鋼帯３をペイオフリ−ル２から毎分約100
ｍの速度で巻き解き、焼鈍炉１０に送給する。鋼帯３を
予熱炉１１で所望温度に予熱した後に、ＤＦＦ１２に搬
送する。

【００３３】ＤＦＦ１２内にて鋼帯３の両面にバ−ナ火
炎を吹き付け、鋼帯３を直火加熱する。ＤＦＦ１２の燃
焼生成ガスは廃熱回収装置５２の集合チャンバ５３に集
められ、ここで未燃ガス成分を二次燃焼させ、予熱炉１
１の熱源の一部とする。

【００３４】鋼帯３を、ＤＦＦ１２で最高 720℃まで表
面酸化を受けることなく、急速加熱する。垂直１パスの
ＤＦＦ１２内で再結晶温度以上の温度まで鋼帯３を加熱
するため、下部ロ−ル室１５においては鋼帯３の形状が
良好となり、鋼帯３の高速走行性が改善される。

【００３５】一方、ＲＴＦ２１では鋼帯３に高温の還元
性ガスを吹き付け、還元性雰囲気下で鋼帯３を所望温度
に加熱および均熱する。すなわち、鋼帯３の上昇および
下降を複数回繰り返すことにより、鋼帯３を均熱化す
る。

【００３６】ところで、操業中においては予熱炉１１の
内圧のほうが大気圧より高く、外気が炉内に侵入しにく
いが、ラインを停止すると、予熱炉１１の内圧が負圧に
なり、シ−ルロ−ル６６，７０の僅かな間隙を通って外
気が炉内に引き込まれやすくなる。また、ライン停止時
においては、ノズル８３からのシ−ルガスの吹き付けも
停止するので、炉内への外気の侵入がさらに容易にな
る。

【００３７】しかしながら、ラインを停止させると、停
止信号がペイオフリ−ル２の駆動ユニットからコントロ
−ラ７１の入力部に入り、さらに、コントロ−ラ７１の
出力部から各シリンダ７５，８７の電源に信号が送ら
れ、これに基づき各シリンダロッドが突出して押付板７
４及び押付部材８８が鋼帯３に押付けられる。この結
果、通路６４が外部から遮断され、炉内への外気の侵入
が阻止される。

【００３８】なお、押付板７４及び押付部材８８の押付
け力を、鋼帯３を拘束しないようにソフトな押付けと
し、また、押付板７４及び押付部材８８には軟らかいス
テンレス鋼ファイバを用いているので、ライン停止時に
鋼帯３が何等かの原因で動いたとしても、表面疵となら
ない。

【００３９】なお、上記実施例では、シ−ルノズル８３
の上流側及び下流側の両所に押付け手段を配置したが、
この発明はこれのみに限られることなく、いずれか一方
のみでもよく、また、第１のシ−ルノズル７０のさらに
上流側に押付け手段を設けることもできる。また、上記
実施例の押付け手段に、ロ−ルを用いてもよい。

【００４０】

【発明の効果】この発明によれば、めっきライン停止の
際に、押付部材を被処理体に押付けて、予熱帯入口の開
口を遮り、予熱帯雰囲気を外部から遮断するので、シ−
ルノズル相互間の僅かな間隙を通って外気が侵入しなく
なる。このため、鋼帯表面の酸化を有効に防止すること
ができ、めっき付着性が害なわれず、良好な品質のめっ
き鋼板を得ることができる。

【００４１】また、押付け部材は、被処理体を強く拘束
することなく、被処理体が送給方向に自由に動ける程度
の押付け力で被処理体に押付けられるので、被処理体の
表面を実質的に傷付けない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る連続焼鈍炉の予熱炉入
口部分を模式的に示す縦断面図。

【図２】連続焼鈍炉が設けられた溶融めっきライン上流
側の全体概要を示す斜視図。

【図３】連続焼鈍炉の前後ラインにおける鋼帯の流れを
示す模式図。

【図４】連続焼鈍炉の全体概要を示す斜視図。

【符号の説明】

３；鋼帯、１０；連続焼鈍炉、１１；予熱炉、１２；直
火加熱帯（直火加熱炉）、２１；無酸化均熱帯（ラジア
ントチュ−ブ加熱炉）、４０；溶融金属浴、６６，７
０；シ−ルロ−ル、７１；コントロ−ラ、７２，８６；
押付け装置、８０；ガスシ−ル装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 秋彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 田口 昇 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 堤 道明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 若原 啓司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 直火を用いて被処理体を加熱する直火加
   熱帯と、直火加熱帯の下流側にて還元性雰囲気下で被処
   理体を均熱する無酸化均熱帯と、直火加熱帯の上流側に
   て被処理体を予熱する予熱帯とを有する連続焼鈍炉にお
   いて、前記予熱帯の入口側に設けられ、被処理体にガス
   を吹き付けて外気から遮断するガスシ−ル手段と、この
   ガスシ−ル手段のノズルの近傍に設けられた押付部材
   と、前記予熱帯の内部が負圧の状態になったときに前記
   押付部材を被処理体に押し付ける手段と、を有すること
   を特徴とする連続焼鈍炉。