JPH06100948A - バッチ式タイト焼鈍における冷却制御方法 - Google Patents
バッチ式タイト焼鈍における冷却制御方法Info
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- JPH06100948A JPH06100948A JP25307492A JP25307492A JPH06100948A JP H06100948 A JPH06100948 A JP H06100948A JP 25307492 A JP25307492 A JP 25307492A JP 25307492 A JP25307492 A JP 25307492A JP H06100948 A JPH06100948 A JP H06100948A
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】冷却過程での焼付発生を防止するとともに、可
能な限り冷却速度を速めて、生産能率の向上を図る。 【構成】炉冷および空冷の冷却過程において、インナー
カバー内の雰囲気温度の測定値に基づいて、少なくとも
コイルの内径、外径および板幅を考慮した伝熱モデルか
ら、各コイルの半径方向の温度分布における最冷点と最
外周部との温度差を求め、予め求めたコイルの表面粗度
に応じた、板厚ごとの前記温度差と最冷点との相関にお
ける焼付け発生領域内に入らない範囲で最大冷却速度と
なるように、冷却速度を制御する。
能な限り冷却速度を速めて、生産能率の向上を図る。 【構成】炉冷および空冷の冷却過程において、インナー
カバー内の雰囲気温度の測定値に基づいて、少なくとも
コイルの内径、外径および板幅を考慮した伝熱モデルか
ら、各コイルの半径方向の温度分布における最冷点と最
外周部との温度差を求め、予め求めたコイルの表面粗度
に応じた、板厚ごとの前記温度差と最冷点との相関にお
ける焼付け発生領域内に入らない範囲で最大冷却速度と
なるように、冷却速度を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バッチ式タイト焼鈍に
おける冷却制御方法に関するもので、冷却過程での焼付
発生を防止するとともに、生産能率の向上を図るもので
ある。
おける冷却制御方法に関するもので、冷却過程での焼付
発生を防止するとともに、生産能率の向上を図るもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】冷間圧延されたタイトコイルまたは冷間
圧延後に電気清浄化されたタイトコイルをそのままの状
態で焼鈍するのが、いわゆるバッチ式タイト焼鈍であ
り、現在最も広く利用されている焼鈍法の一つである。
ところが、バッチ式タイト焼鈍では、上述のように、タ
イトコイルのまま焼鈍するため、熱伝達が悪く、生産性
が低い。
圧延後に電気清浄化されたタイトコイルをそのままの状
態で焼鈍するのが、いわゆるバッチ式タイト焼鈍であ
り、現在最も広く利用されている焼鈍法の一つである。
ところが、バッチ式タイト焼鈍では、上述のように、タ
イトコイルのまま焼鈍するため、熱伝達が悪く、生産性
が低い。
【０００３】そこで、最近、バッチ式焼鈍において高熱
伝達性を得るために、雰囲気ガスとして水素を用いるこ
とが行われている。これは、図１に示すように、高熱伝
達性のＨ2 ガスをインナーカバー１１内に流入させ、こ
れを循環ファン１４により強制循環させて熱伝達を良好
にすることにより、タイトコイル１０，１０…の急速加
熱、急速冷却を可能としている。なお、図１において、
１２は炉体を構成するアウターカバー、１３は均熱用バ
ーナー、１５はハース（ベース）プレート、１６はイン
ナーカバー１１内の雰囲気を測定するための熱電対、１
７はコイル間に介在させたコンベクタープレートであ
る。
伝達性を得るために、雰囲気ガスとして水素を用いるこ
とが行われている。これは、図１に示すように、高熱伝
達性のＨ2 ガスをインナーカバー１１内に流入させ、こ
れを循環ファン１４により強制循環させて熱伝達を良好
にすることにより、タイトコイル１０，１０…の急速加
熱、急速冷却を可能としている。なお、図１において、
１２は炉体を構成するアウターカバー、１３は均熱用バ
ーナー、１５はハース（ベース）プレート、１６はイン
ナーカバー１１内の雰囲気を測定するための熱電対、１
７はコイル間に介在させたコンベクタープレートであ
る。
【０００４】しかしながら、冷却をあまり急速に行う
と、図７に示すように、タイトコイル１０の半径方向の
内周部の最冷点１０ａと最外周部１０ｂとではかなりの
温度差ΔＴを生じ、ストリップ間の面圧が高くなって、
焼付を生じやすくなる。かくして生じた焼付部分は、冶
金的にストリップ間が融着しているため、焼鈍後の調質
圧延処理等のためにタイトコイルを巻き戻す時点で、ス
トリップ表面に焼付疵として残り、歩留りおよび品質低
下の原因となる。
と、図７に示すように、タイトコイル１０の半径方向の
内周部の最冷点１０ａと最外周部１０ｂとではかなりの
温度差ΔＴを生じ、ストリップ間の面圧が高くなって、
焼付を生じやすくなる。かくして生じた焼付部分は、冶
金的にストリップ間が融着しているため、焼鈍後の調質
圧延処理等のためにタイトコイルを巻き戻す時点で、ス
トリップ表面に焼付疵として残り、歩留りおよび品質低
下の原因となる。
【０００５】この焼付防止に関する従来技術またはその
関連技術として、たとえば、特開昭51-32406号、同53-1
46916 号、同58-123834 号公報等に記載のものがある。
特開昭51-32406号公報には、タイトコイルの外周に熱遮
蔽部材を配設し、タイトコイル内の温度差の僅少化を図
ることが開示されている（先行例１）。一方、特開昭53
-146916 号公報には、脱炉後２時間の冷却速度を３６〜
７０℃／hrの冷却速度で冷却することが開示されている
（先行例２）。他方、特開昭58-123834 号公報には、冷
却過程でタイトコイルの最冷点が再結晶温度まで降温し
た時点で前記タイトコイルの外周部との温度差が５０℃
以下になるように、脱炉タイミングを遅らせることが開
示されている（先行例３）。
関連技術として、たとえば、特開昭51-32406号、同53-1
46916 号、同58-123834 号公報等に記載のものがある。
特開昭51-32406号公報には、タイトコイルの外周に熱遮
蔽部材を配設し、タイトコイル内の温度差の僅少化を図
ることが開示されている（先行例１）。一方、特開昭53
-146916 号公報には、脱炉後２時間の冷却速度を３６〜
７０℃／hrの冷却速度で冷却することが開示されている
（先行例２）。他方、特開昭58-123834 号公報には、冷
却過程でタイトコイルの最冷点が再結晶温度まで降温し
た時点で前記タイトコイルの外周部との温度差が５０℃
以下になるように、脱炉タイミングを遅らせることが開
示されている（先行例３）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行例
１においては、タイトコイルの外周に熱遮蔽部材を配設
して徐冷を行うため、低温域での冷却能率まで低下し、
生産能率が著しく低下することとなる。一方、先行例２
においては、タイトコイルの最冷点およびタイトコイル
内の温度分布が考慮されていないため、異なるサイズの
コイルに対して、必ずしも適切な冷却速度とはならな
い。他方、先行例３においては、最冷点温度の求め方が
明記されておらず、また炉冷時の冷却速度を制御してい
ないため、再結晶温度まで降温するのに時間がかかり、
実用的ではない。
１においては、タイトコイルの外周に熱遮蔽部材を配設
して徐冷を行うため、低温域での冷却能率まで低下し、
生産能率が著しく低下することとなる。一方、先行例２
においては、タイトコイルの最冷点およびタイトコイル
内の温度分布が考慮されていないため、異なるサイズの
コイルに対して、必ずしも適切な冷却速度とはならな
い。他方、先行例３においては、最冷点温度の求め方が
明記されておらず、また炉冷時の冷却速度を制御してい
ないため、再結晶温度まで降温するのに時間がかかり、
実用的ではない。
【０００７】そこで、本発明の課題は、冷却過程での焼
付発生を防止できるとともに、可能な限り冷却速度を速
めて、生産能率の向上を図ることにある。
付発生を防止できるとともに、可能な限り冷却速度を速
めて、生産能率の向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、アウターカ
バー内にインナーカバーを設けた焼鈍炉のインナーカバ
ー内に設置したタイトコイルを、所定の温度でかつ所定
時間加熱した後、 （Ｉ）インナーカバー内に水素濃度が７５体積％以上の
雰囲気ガスを循環させながら、（Ｉ−Ａ）前記両カバー
間に燃焼ガスを吹込むまたは冷却空気を吹込むことによ
り炉冷を行う工程、（Ｉ−Ｂ）前記アウターカバーに代
わってクーリングカバーをインナーカバーの外方に設置
し、両カバー間に冷却空気を吹込むことにより空冷を行
う工程、 （II）コイル内温度が基準温度以下になった時点で、イ
ンナーカバー外面に散水して水冷を行う工程、 を順次経て冷却を行うとともに、前記（Ｉ−Ａ）および
（Ｉ−Ｂ）の冷却過程において、インナーカバー内の雰
囲気温度の測定値に基づいて、少なくともコイルの内
径、外径および板幅を考慮した伝熱モデルから、各コイ
ルの半径方向の温度分布における最冷点と最外周部との
温度差を求め、予め求めたコイルの表面粗度に応じた、
板厚ごとの前記温度差と最冷点との相関における焼付け
発生領域内に入らない範囲で最大冷却速度となるよう
に、冷却速度を制御することで解決できる。
バー内にインナーカバーを設けた焼鈍炉のインナーカバ
ー内に設置したタイトコイルを、所定の温度でかつ所定
時間加熱した後、 （Ｉ）インナーカバー内に水素濃度が７５体積％以上の
雰囲気ガスを循環させながら、（Ｉ−Ａ）前記両カバー
間に燃焼ガスを吹込むまたは冷却空気を吹込むことによ
り炉冷を行う工程、（Ｉ−Ｂ）前記アウターカバーに代
わってクーリングカバーをインナーカバーの外方に設置
し、両カバー間に冷却空気を吹込むことにより空冷を行
う工程、 （II）コイル内温度が基準温度以下になった時点で、イ
ンナーカバー外面に散水して水冷を行う工程、 を順次経て冷却を行うとともに、前記（Ｉ−Ａ）および
（Ｉ−Ｂ）の冷却過程において、インナーカバー内の雰
囲気温度の測定値に基づいて、少なくともコイルの内
径、外径および板幅を考慮した伝熱モデルから、各コイ
ルの半径方向の温度分布における最冷点と最外周部との
温度差を求め、予め求めたコイルの表面粗度に応じた、
板厚ごとの前記温度差と最冷点との相関における焼付け
発生領域内に入らない範囲で最大冷却速度となるよう
に、冷却速度を制御することで解決できる。
【０００９】
【作用】本発明では、炉冷および空冷時の両過程におい
て、インナーカバー内の雰囲気温度の測定値に基づい
て、少なくともコイルの内径、外径および板幅を考慮し
た伝熱モデルから、各コイルの半径方向の温度分布にお
ける最冷点と最外周部との温度差を求め、予め求めたコ
イルの表面粗度に応じた、板厚ごとの前記温度差と最冷
点との相関における焼付け発生領域内に入らない範囲で
最大冷却速度となるように、冷却速度を制御するもので
ある。
て、インナーカバー内の雰囲気温度の測定値に基づい
て、少なくともコイルの内径、外径および板幅を考慮し
た伝熱モデルから、各コイルの半径方向の温度分布にお
ける最冷点と最外周部との温度差を求め、予め求めたコ
イルの表面粗度に応じた、板厚ごとの前記温度差と最冷
点との相関における焼付け発生領域内に入らない範囲で
最大冷却速度となるように、冷却速度を制御するもので
ある。
【００１０】伝熱モデルにより、各コイルの半径方向の
温度分布における最冷点を求めことは、特開昭60−1748
30号公報に開示されている。しかし、この技術は最冷点
と冷却速度との関係について教示してしない。また、最
冷点と最外周部との温度差管理が焼付防止のために重要
であること自体は、前述の先行例３に記載されている
が、その温度差ΔＴが50℃以下になるようにアウターカ
バーの取り外し時期を送らせることのみを教示し、その
後の空冷過程についての考慮がなく、しかも、炉冷過程
においても、冷却速度を速めるとの考えはない。
温度分布における最冷点を求めことは、特開昭60−1748
30号公報に開示されている。しかし、この技術は最冷点
と冷却速度との関係について教示してしない。また、最
冷点と最外周部との温度差管理が焼付防止のために重要
であること自体は、前述の先行例３に記載されている
が、その温度差ΔＴが50℃以下になるようにアウターカ
バーの取り外し時期を送らせることのみを教示し、その
後の空冷過程についての考慮がなく、しかも、炉冷過程
においても、冷却速度を速めるとの考えはない。
【００１１】これに対して、本発明は、最冷点と最外周
部との温度差を求め、予め求めたコイルの表面粗度に応
じた、板厚ごとの前記温度差と最冷点との相関における
焼付け発生領域内に入らない範囲で最大冷却速度となる
ように、冷却速度を制御するものであるために、炉冷お
よび空冷の両過程において、焼付け防止を発生させない
で、最高の冷却速度を得ることができるために、生産性
が高まるものである。
部との温度差を求め、予め求めたコイルの表面粗度に応
じた、板厚ごとの前記温度差と最冷点との相関における
焼付け発生領域内に入らない範囲で最大冷却速度となる
ように、冷却速度を制御するものであるために、炉冷お
よび空冷の両過程において、焼付け防止を発生させない
で、最高の冷却速度を得ることができるために、生産性
が高まるものである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図面に基づきさらに具体的に
説明する。図１および図２は本発明法を実施するための
装置例を示す概略図で、図１は炉冷時のものであり、図
２は脱炉後の空冷時のものである。
説明する。図１および図２は本発明法を実施するための
装置例を示す概略図で、図１は炉冷時のものであり、図
２は脱炉後の空冷時のものである。
【００１３】図１に示す炉冷時においては、たとえば10
0 ％Ｈ2 を雰囲気ガスとし、着脱可能な炉体を構成する
アウターカバー１２内にインナーカバー１１を配設し、
このインナーカバー１１内のハースプレート１５上にコ
ンベクタープレート１７を介してタイトコイル１０，１
０…をたとえば３段に積み重ね、インナーカバー１１内
にＨ2 ガスを流入させつつ、これを循環ファン１４によ
り強制循環させながら、前記両カバー１１，１２間の空
間にエアーブロワー１８より均熱用バーナー１３，１３
を介して燃焼ガスを吹き込むことにより、タイトコイル
１０，１０…に対して所定時間および所定温度で焼鈍処
理を行っている。この場合、Ｈ2 ガスを用いるのは、高
い熱伝達性を示すからである。
0 ％Ｈ2 を雰囲気ガスとし、着脱可能な炉体を構成する
アウターカバー１２内にインナーカバー１１を配設し、
このインナーカバー１１内のハースプレート１５上にコ
ンベクタープレート１７を介してタイトコイル１０，１
０…をたとえば３段に積み重ね、インナーカバー１１内
にＨ2 ガスを流入させつつ、これを循環ファン１４によ
り強制循環させながら、前記両カバー１１，１２間の空
間にエアーブロワー１８より均熱用バーナー１３，１３
を介して燃焼ガスを吹き込むことにより、タイトコイル
１０，１０…に対して所定時間および所定温度で焼鈍処
理を行っている。この場合、Ｈ2 ガスを用いるのは、高
い熱伝達性を示すからである。
【００１４】一方、かかる熱処理後のタイトコイル１
０，１０…を冷却する場合には、下記の冷却工程、すな
わち、 （Ｉ）上記熱処理の場合と同様に、インナーカバー１１
内のＨ2 ガスを循環ファン１４により強制循環させなが
ら、（Ｉ−Ａ）アウターカバー１２とインナーカバー１
１との間の空間にエアーブロワー１８より冷却空気を吹
き込むことにより炉冷を行う工程（図１参照）、（Ｉ−
Ｂ）アウターカバー１２に代わってクーリングカバー２
０をインナーカバー１１の外方に設置し、これら両カバ
ー間の空間に冷却空気を吹き込むまたは吸い込むことに
より空冷を行う工程（図２参照）、 （II）タイトコイル１０，１０…内温度が基準温度以下
になった時点で、クーリングカバー２０の上部よりイン
ナーカバー１１外面に散水して水冷を行う工程、 を順次経て冷却を行う。
０，１０…を冷却する場合には、下記の冷却工程、すな
わち、 （Ｉ）上記熱処理の場合と同様に、インナーカバー１１
内のＨ2 ガスを循環ファン１４により強制循環させなが
ら、（Ｉ−Ａ）アウターカバー１２とインナーカバー１
１との間の空間にエアーブロワー１８より冷却空気を吹
き込むことにより炉冷を行う工程（図１参照）、（Ｉ−
Ｂ）アウターカバー１２に代わってクーリングカバー２
０をインナーカバー１１の外方に設置し、これら両カバ
ー間の空間に冷却空気を吹き込むまたは吸い込むことに
より空冷を行う工程（図２参照）、 （II）タイトコイル１０，１０…内温度が基準温度以下
になった時点で、クーリングカバー２０の上部よりイン
ナーカバー１１外面に散水して水冷を行う工程、 を順次経て冷却を行う。
【００１５】かかる冷却工程において、本発明では、図
１に示す（Ｉ−Ａ）および図２に示す（Ｉ−Ｂ）の冷却
過程における冷却速度を制御するものであり、その態様
は次の通りである。すなわち、インナーカバー１１内の
雰囲気温度の測定値に基づいて、図３に示すタイトコイ
ル１０の内径ＤI 、外径ＤO および板幅Ｗを考慮した伝
熱モデルから、各タイトコイル１０，１０…の半径方向
の温度分布における最冷点と最外周部との温度差をたと
えば５分間ピッチで求める。なお、インナーカバー１１
内の雰囲気温度については、熱電対１６にて連続的に実
測でき、その実測温度は記録計１にて常時記録されるよ
うになっている。ちなみに、図１，図２において、熱電
対１６は循環ファン１４出口の雰囲気温度を検出してい
る。
１に示す（Ｉ−Ａ）および図２に示す（Ｉ−Ｂ）の冷却
過程における冷却速度を制御するものであり、その態様
は次の通りである。すなわち、インナーカバー１１内の
雰囲気温度の測定値に基づいて、図３に示すタイトコイ
ル１０の内径ＤI 、外径ＤO および板幅Ｗを考慮した伝
熱モデルから、各タイトコイル１０，１０…の半径方向
の温度分布における最冷点と最外周部との温度差をたと
えば５分間ピッチで求める。なお、インナーカバー１１
内の雰囲気温度については、熱電対１６にて連続的に実
測でき、その実測温度は記録計１にて常時記録されるよ
うになっている。ちなみに、図１，図２において、熱電
対１６は循環ファン１４出口の雰囲気温度を検出してい
る。
【００１６】一方、前記伝熱モデルについては、タイト
コイル１０の縦断面を想定した図４に示すような円筒座
標系（ｒ，θ，ｚ）を用いることができる。ここで、図
４に示す円筒座標系は、タイトコイル１０の半径方向ｒ
にｎ、幅方向にｍのメッシュ分割し、各メッシュの熱バ
ランスがとれるように、たとえば下記の伝熱モデル式か
ら経時変化的に順次演算していく。
コイル１０の縦断面を想定した図４に示すような円筒座
標系（ｒ，θ，ｚ）を用いることができる。ここで、図
４に示す円筒座標系は、タイトコイル１０の半径方向ｒ
にｎ、幅方向にｍのメッシュ分割し、各メッシュの熱バ
ランスがとれるように、たとえば下記の伝熱モデル式か
ら経時変化的に順次演算していく。
【００１７】コイル１０内部の伝熱モデル式は、ｒ方向
熱伝導およびｚ方向熱伝導以外を無視すると、次の
（１）で与えられる。
熱伝導およびｚ方向熱伝導以外を無視すると、次の
（１）で与えられる。
【００１８】
【数１】
【００１９】ただし、Ｃ：比熱（kcal/kg ℃）、ρ：密
度（kg/m3)、Ｖ：体積（ｍ3)、Ｓ：面積（ｍ2)、λ：熱
伝導率（kcal／ｍｈr ℃）、ε：熱吸収率、ｈ：熱伝達
係数（kcal／ｍ2 ｈr ℃）、Ｔ：温度（℃）、ｔ：時
間、ｒ：ｒ方向、ｚ：ｚ方向、i,j ：メッシュ番地。
度（kg/m3)、Ｖ：体積（ｍ3)、Ｓ：面積（ｍ2)、λ：熱
伝導率（kcal／ｍｈr ℃）、ε：熱吸収率、ｈ：熱伝達
係数（kcal／ｍ2 ｈr ℃）、Ｔ：温度（℃）、ｔ：時
間、ｒ：ｒ方向、ｚ：ｚ方向、i,j ：メッシュ番地。
【００２０】ここで、コイル１０の外周側では、雰囲気
ガスｘによる対流熱伝達およびインナーカバーＩからの
輻射を考慮すると、上記（１）式は次の（２）式とな
る。
ガスｘによる対流熱伝達およびインナーカバーＩからの
輻射を考慮すると、上記（１）式は次の（２）式とな
る。
【００２１】
【数２】
【００２２】一方、コイル１０の内周側では、雰囲気ガ
スｘによる対流熱伝達のみを考慮すると、上記（１）式
は次の（３）式となる。
スｘによる対流熱伝達のみを考慮すると、上記（１）式
は次の（３）式となる。
【００２３】
【数３】
【００２４】他方、コイル１０の上下端面側では、コン
ベクタープレートＣからの輻射および熱伝導を考慮する
必要があるため、上記（１）式は次の（４）式となる。
ベクタープレートＣからの輻射および熱伝導を考慮する
必要があるため、上記（１）式は次の（４）式となる。
【００２５】
【数４】
【００２６】以上のようなコイル１０内温度分布の推定
は、ＣＰＵ２にて演算処理されるようにようになってい
る。なお、インナーカバーＩまたはコンベクタープレー
トＣの温度ＴI ，ＴC についても、伝熱モデルで求める
ことができる。また、伝熱モデルの演算精度を高めるた
めに、板厚および雰囲気ガスの流れをさらに考慮するこ
とができるが、一般的には上記の式で充分である。
は、ＣＰＵ２にて演算処理されるようにようになってい
る。なお、インナーカバーＩまたはコンベクタープレー
トＣの温度ＴI ，ＴC についても、伝熱モデルで求める
ことができる。また、伝熱モデルの演算精度を高めるた
めに、板厚および雰囲気ガスの流れをさらに考慮するこ
とができるが、一般的には上記の式で充分である。
【００２７】また、ＣＰＵ２には、たとえば図５および
図６に示す関係の、過去の操業実績より求められた、コ
イル１０の表面粗度および板厚をパラメータとして、コ
イル１０の半径方向の内周部（最冷点）１０ａにおける
温度と、コイル１０の外周部１０ｂから内周部１０ａを
減算したコイル１０内温度差ΔＴの関係で、焼付安全領
域と焼付危険領域の境界を示す最大冷却速度曲線（各実
線カーブ）が予め入力されている。なお、図５はブライ
ト仕上げされたコイルのものであり、図６はダル仕上げ
されたコイルのものである。なお、材質、板幅および前
工程の巻取張力もファクターとして考慮できるが、通常
は先のパラメータで充分実用的である。
図６に示す関係の、過去の操業実績より求められた、コ
イル１０の表面粗度および板厚をパラメータとして、コ
イル１０の半径方向の内周部（最冷点）１０ａにおける
温度と、コイル１０の外周部１０ｂから内周部１０ａを
減算したコイル１０内温度差ΔＴの関係で、焼付安全領
域と焼付危険領域の境界を示す最大冷却速度曲線（各実
線カーブ）が予め入力されている。なお、図５はブライ
ト仕上げされたコイルのものであり、図６はダル仕上げ
されたコイルのものである。なお、材質、板幅および前
工程の巻取張力もファクターとして考慮できるが、通常
は先のパラメータで充分実用的である。
【００２８】実際の冷却制御に際しては、以下の態様で
行われる。すなわち、均熱が終了した後脱炉する前に炉
冷を行う。炉冷時に、上記の伝熱モデル式に基づいて、
伝熱計算をある時間ピッチで行い、各コイル１０，１０
…内の温度分布を演算により推定し、その温度分布に基
づいて、最大冷却速度曲線を１コイルでも越えるまたは
越える危険性が高くなった場合には、冷却速度を低下さ
せるために、燃料ガスたとえばＣガスにエアーブロワー
１８からの空気を添加してバーナー１３，１３により燃
焼ガスを吹き込む。このバーナー点火の必要性がない場
合には、可能な限り最大冷却速度曲線に沿うように、空
気のみを別ルートで吹込み、冷却を行う。炉冷後期で
は、冷却速度を少し上げるため、通常は、専らエアーブ
ロワー１８より空気の吹込みのみで足りる。なお、炉冷
時における冷却速度の制御は、バーナー１３，１３のＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御のみならず、バーナー１３，１３への燃
料ガス供給量も制御することができる。
行われる。すなわち、均熱が終了した後脱炉する前に炉
冷を行う。炉冷時に、上記の伝熱モデル式に基づいて、
伝熱計算をある時間ピッチで行い、各コイル１０，１０
…内の温度分布を演算により推定し、その温度分布に基
づいて、最大冷却速度曲線を１コイルでも越えるまたは
越える危険性が高くなった場合には、冷却速度を低下さ
せるために、燃料ガスたとえばＣガスにエアーブロワー
１８からの空気を添加してバーナー１３，１３により燃
焼ガスを吹き込む。このバーナー点火の必要性がない場
合には、可能な限り最大冷却速度曲線に沿うように、空
気のみを別ルートで吹込み、冷却を行う。炉冷後期で
は、冷却速度を少し上げるため、通常は、専らエアーブ
ロワー１８より空気の吹込みのみで足りる。なお、炉冷
時における冷却速度の制御は、バーナー１３，１３のＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御のみならず、バーナー１３，１３への燃
料ガス供給量も制御することができる。
【００２９】その後、コイル１０，１０…内の温度差が
基準値以下になれば、図２に示すように、アウターカバ
ー１２を外して、これに代わって、クーリングカバー１
９を被せて空冷に入る。空冷時においても、前述の伝熱
計算をある時間ピッチで行い、同様に最大冷却速度曲線
に沿うように冷却速度制御する。この冷却速度の制御に
際しては、インナーカバー１１内への雰囲気ガスの送風
量を循環ファン１４の回転数制御により行う、ならびに
両カバー１１，２０間への送風量をクーリングファン１
９の回転数制御により行う。なお、循環ファン１４の回
転数制御は炉冷時においても行うことができる。
基準値以下になれば、図２に示すように、アウターカバ
ー１２を外して、これに代わって、クーリングカバー１
９を被せて空冷に入る。空冷時においても、前述の伝熱
計算をある時間ピッチで行い、同様に最大冷却速度曲線
に沿うように冷却速度制御する。この冷却速度の制御に
際しては、インナーカバー１１内への雰囲気ガスの送風
量を循環ファン１４の回転数制御により行う、ならびに
両カバー１１，２０間への送風量をクーリングファン１
９の回転数制御により行う。なお、循環ファン１４の回
転数制御は炉冷時においても行うことができる。
【００３０】その後、コイル１０，１０…内温度が設定
値以下になれば、もはや焼付けの虞れがなくなるので、
クーリングカバー２０の上部よりインナーカバー１１外
壁に散水して水冷して急速冷却する。
値以下になれば、もはや焼付けの虞れがなくなるので、
クーリングカバー２０の上部よりインナーカバー１１外
壁に散水して水冷して急速冷却する。
【００３１】（実施例１）次に、本発明の効果を立証す
るため、以下のようなテストを実施した。なお、テスト
条件は下記に示す通りである。 ・テスト条件 対象材品種：高炭素冷延鋼板〔Ｃ〕0.55〜0.65％ 板厚：0.6 〜0.8mm 板幅：900 〜950mm コイル外径：1900〜2000mm コイル数：４段積み 表面マット：ブライト仕上げ 焼鈍均熱温度：700 ℃×18hr（雰囲気ガス温度） 雰囲気ガス：Ｈ2 99.9％（残りＮ2 等不純物） この条件の下で、図８に示すように、均熱終了後、即水
冷して能率を最優先させた場合（比較例１）、均熱終了
後、炉冷を２０℃／hrの速度で６時間、空冷を１０時
間、その後水冷して品質を最優先させた場合（比較例
２）、本発明の通り、図５の0.5 mmｔと0.8 mmｔの間の
境界線に沿うように、炉冷はコイル内周部の温度660 ℃
まで実施、空冷はコイル内周部の温度550 ℃まで実施、
その後水冷した場合（実施例１）のそれぞれについて、
冷却時間および焼付格落率を調査した。この結果を表１
に示す。
るため、以下のようなテストを実施した。なお、テスト
条件は下記に示す通りである。 ・テスト条件 対象材品種：高炭素冷延鋼板〔Ｃ〕0.55〜0.65％ 板厚：0.6 〜0.8mm 板幅：900 〜950mm コイル外径：1900〜2000mm コイル数：４段積み 表面マット：ブライト仕上げ 焼鈍均熱温度：700 ℃×18hr（雰囲気ガス温度） 雰囲気ガス：Ｈ2 99.9％（残りＮ2 等不純物） この条件の下で、図８に示すように、均熱終了後、即水
冷して能率を最優先させた場合（比較例１）、均熱終了
後、炉冷を２０℃／hrの速度で６時間、空冷を１０時
間、その後水冷して品質を最優先させた場合（比較例
２）、本発明の通り、図５の0.5 mmｔと0.8 mmｔの間の
境界線に沿うように、炉冷はコイル内周部の温度660 ℃
まで実施、空冷はコイル内周部の温度550 ℃まで実施、
その後水冷した場合（実施例１）のそれぞれについて、
冷却時間および焼付格落率を調査した。この結果を表１
に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】本発明によれば、表１から明らかなよう
に、焼付発生を防止することができるとともに、品質最
優先の場合より、冷却能率を高めることができる。
に、焼付発生を防止することができるとともに、品質最
優先の場合より、冷却能率を高めることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、冷却過程
での焼付け発生を確実に防止できるとともに、生産能率
を大幅に向上させることができる。
での焼付け発生を確実に防止できるとともに、生産能率
を大幅に向上させることができる。
【図１】本発明法を実施するための炉冷時の状態を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】本発明法を実施するための空冷時の状態を示す
概略図である。
概略図である。
【図３】タイトコイル情報を示す斜視図である。
【図４】円筒座標系を説明する図である。
【図５】ブライト仕上げにおける焼付境界線を示す図で
ある。
ある。
【図６】ダル仕上げにおける焼付境界線を示す図であ
る。
る。
【図７】タイトコイル内の温度分布を示す図である。
【図８】実験例におけるテストパターンを示す図であ
る。
る。
１…記録計、２…ＣＰＵ、１０…タイトコイル、１１…
インナーカバー、１２…炉体、１３…バーナー、１４…
循環ファン、１５…ハースプレート、１６…熱電対、１
７…コンベクタープレート、１８…エアーブロワー、１
９…クーリングファン、２０…クーリングカバー。
インナーカバー、１２…炉体、１３…バーナー、１４…
循環ファン、１５…ハースプレート、１６…熱電対、１
７…コンベクタープレート、１８…エアーブロワー、１
９…クーリングファン、２０…クーリングカバー。
Claims (1)
- 【請求項１】アウターカバー内にインナーカバーを設け
た焼鈍炉のインナーカバー内に設置したタイトコイル
を、所定の温度でかつ所定時間加熱した後、 （Ｉ）インナーカバー内に水素濃度が７５体積％以上の
雰囲気ガスを循環させながら、（Ｉ−Ａ）前記両カバー
間に燃焼ガスを吹込むまたは冷却空気を吹込むことによ
り炉冷を行う工程、（Ｉ−Ｂ）前記アウターカバーに代
わってクーリングカバーをインナーカバーの外方に設置
し、両カバー間に冷却空気を吹込むことにより空冷を行
う工程、 （II）コイル内温度が基準温度以下になった時点で、イ
ンナーカバー外面に散水して水冷を行う工程、 を順次経て冷却を行うとともに、前記（Ｉ−Ａ）および
（Ｉ−Ｂ）の冷却過程において、インナーカバー内の雰
囲気温度の測定値に基づいて、少なくともコイルの内
径、外径および板幅を考慮した伝熱モデルから、各コイ
ルの半径方向の温度分布における最冷点と最外周部との
温度差を求め、 予め求めたコイルの表面粗度に応じた、板厚ごとの前記
温度差と最冷点との相関における焼付け発生領域内に入
らない範囲で最大冷却速度となるように、冷却速度を制
御することを特徴とするバッチ式タイト焼鈍における冷
却制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25307492A JPH06100948A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | バッチ式タイト焼鈍における冷却制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25307492A JPH06100948A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | バッチ式タイト焼鈍における冷却制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06100948A true JPH06100948A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17246134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25307492A Pending JPH06100948A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | バッチ式タイト焼鈍における冷却制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100948A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102851484A (zh) * | 2012-03-22 | 2013-01-02 | 万永强 | 钟罩式退火炉水雾风冷工艺及装置 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25307492A patent/JPH06100948A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102851484A (zh) * | 2012-03-22 | 2013-01-02 | 万永强 | 钟罩式退火炉水雾风冷工艺及装置 |
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