JPH06100949A

JPH06100949A - 均熱炉の鋼片加熱方法

Info

Publication number: JPH06100949A
Application number: JP25117592A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Funaki; 洋征舟木
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-09-21
Filing date: 1992-09-21
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】炉内の段積み鋼片の露出面積を最小にして、
Ｏ₂との反応が少なく通気性も良いことから、酸化しに
くくし、各鋼片間の熱伝達で加熱効率も良い均熱炉の鋼
片加熱方法を提供する。【構成】主バーナー設置の炉側壁あるいは排ガス煙道
に下部バーナーを設けた一方向焚き均熱炉１に多段積み
した鋼片２を加熱するに際し、最上段および最下面にダ
ミー鋼片３を設置し、ダミー鋼片３間に各鋼片２を密着
状態で整列、多段積みし、炉内雰囲気ガスに鋼片表面積
を最小限に露出させるようにして、鋼片２に発生する酸
化膜を防止し加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、異種金属を接合した
クラッド鋼板や高合金材等の鋼片を、均熱炉内で加熱す
る時に用いる鋼片加熱方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術およびこの発明が解決しようとする課題】
従来、この種の鋼片加熱方法としては、鋼片がＯ₂との
接触を回避して酸化皮膜を抑制するために、図８に示す
ように、鉄板カバー等の遮蔽板を取付けるか、酸化防止
剤の塗布を行なって加熱するものが知られている。

【０００３】なお、この図８における符号21は燃焼バー
ナーで、22は遮蔽板で、23はクラッド鋼板等の鋼片で、
24は架台で、25は均熱炉（バッチ式加熱炉）である。

【０００４】また、一般的な酸化膜の発生防止対策とし
ては、加熱すると酸化が起こりやすくなるので、在炉時
間や加熱時間の短縮と、設定温度の低温化とがある。さ
らに、酸化性雰囲気で酸化する還元性雰囲気加熱という
ものもある。

【０００５】しかし、前述した従来の鋼片加熱方法で
は、鋼片の装入量が制約されて、炉能力が低下すると共
に、遮蔽板によって空気の侵入が容易となり、酸化皮膜
抑制が十分に行われない。また、後工程での手入ロスが
多大となる。さらに、事前作業工数を要する等の問題点
が生じでおり、省エネおよび工数削減の観点から改善の
余地がある。

【０００６】なお、この鋼片（鋳片）加熱方法として
は、特開昭57−143445号公報および特開昭57−1813
25号公報に示されているものも知られている。

【０００７】しかし、の加熱方法では、管状バーナー
を使用しているので、炉内に燃焼余剰Ｏ₂を持ち込んで
しまう。さらに、鋼片表面が炉内に露出しており、酸化
性雰囲気にさらされ、加熱エネルギーも無駄が多い。そ
のため、鋼片低温部を高温にすると、炉内Ｏ₂および管
状バーナーの余剰Ｏ₂が、鋼片と反応し、鋼片の酸化が
助長される。また、通気性の悪さが、酸化を更に助長す
る。

【０００８】一方、の加熱方法では、炉内に鋳片を露
出させて段積みするので、炉内Ｏ₂（空気からの）と反
応し、酸化させやすい。さらに、鋳片を井桁状やバーナ
ー側が広い開脚状、あるいは扇状に段積みするので、炉
内における燃焼ガス流れが悪く（通気性が悪い）、酸化
を助長する。さらに、鋳片の表面を炉内に露出させるこ
とは、加熱エネルギー効率の悪さとなる。

【０００９】この発明は前述した事情に鑑みて創案され
たもので、その目的は炉内において積み重ね段積みする
各鋼片の露出面積を最小にでき、Ｏ₂との反応が起こり
にくいと共に、通気性も良く酸化しにくく、各鋼片間の
熱伝達によって加熱エネルギー効率も良くすることので
きる均熱炉の鋼片加熱方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の鋼片加熱方法
によれば、従来方法で一枚づつ炉内に設置されていた鋼
片を、多層にわたり積み上げると共に、この多段積みし
た鋼片の上下にダミー鋼片を設置する。そして、炉能力
の確保（密着した段重みによる熱伝達で、熱効率を良く
する）や装入作業における事前処理の簡素化、および鋼
片における酸化膜発生の抑制を行い、鋼片の品質改善を
図るものである。

【００１１】ここで、鋼片における酸化膜発生の抑制に
ついて詳述すると、鋼片の加熱初期には鋼片周辺に酸化
膜発生が見られるが、鋼片温度が上昇するに従い多段積
みされた各鋼片間の隙間はなくなり、上段のダミー鋼片
および各鋼片の重量により、各鋼片間は密着して炉内空
気の侵入を防止でき、未然に酸化膜抑制となる。

【００１２】なお、この発明における多段積みした鋼片
の炉内雰囲気ガスに露出される部分は、鋼片端部および
側面のみであり、露出面積は従来用に比べ大幅に減少
し、実施ベースで87％の好転がみられる。

【００１３】そして、このような加熱方法により、本発
明は、炉能力に適応した加熱装入量の確保と、酸化皮膜
の抑制と、工数削減とができるようにしたものである。

【００１４】

【実施例】以下、この発明における均熱炉の鋼片加熱方
法を、図示する実施例によって説明する。

【００１５】主バーナー設置の炉側壁あるいは排ガス煙
道に下部バーナーを設けた一方向焚き均熱炉１におい
て、均熱炉１内に多段積みした複数の鋼片２を加熱する
に際して用いる鋼片加熱方法（図１参照）は、均熱炉１
内における各鋼片２の多段積みを、図２に示すように、
段積みの最上段および最下段にダミー鋼片３を設置し、
各鋼片２のそれぞれが密着して整列した状態で行う。

【００１６】そして、均熱炉１内における各鋼片２の、
炉内雰囲気ガスに対する露出表面積を最小限にして、各
鋼片２に発生する酸化膜を防止しながら、各鋼片２を加
熱する。

【００１７】このようにして鋼片２を加熱する、本発明
の鋼片加熱方法によれば、ダミー鋼片３を上下に設置し
て加熱することにより、炉能力の確保（密着，積重ねで
の熱伝達により、熱効率を良くする）や、装入作業の事
前処理の簡素化および酸化膜発生の抑制を行い、鋼片の
品質改善を図ることができる。

【００１８】なお、この実施例における上下段のダミー
鋼片３は、スクラップ等を用いて、繰り返し使用できる
ものとする。また、排ガス煙道にバーナーを設置する
と、低温部を解消することができる。

【００１９】さらに、鋼片２を重ねて（ベタ積みして）
炉内へ装入することにより、各鋼片２間の隙間をなくし
て空気の侵入防止を図るが、各鋼片２の平坦度が悪い場
合でも、上部からダミー鋼片３の重量による平坦度矯正
を行うことが可能となる。

【００２０】なお、図４に示すように、鋼片２の周囲に
粘土，ロープ，耐火物等の空気遮蔽物５を設置して、炉
内へ装入しても良い。このようにすると、より確実に酸
化膜発生を防止することができる。

【００２１】このような構成の鋼片加熱方法を用いて、
均熱炉１で鋼片２の加熱を行うと、最上段および最下段
に設置したダミー鋼片３と、各鋼片２の重量とにより、
各鋼片間の隙間が皆無となることから、加熱で発生する
酸化膜を防止することができる。

【００２２】ここで、加熱時における酸化膜の発生状況
を説明すると、図５に示すようになる。この図５の鋼片
表面は、厳密には密閉状態ではなく、Ｏ₂分子の侵入が
可能な表面を示す。そして、鋼片の上層程、Ｏ₂が多い
状態で、Ｆ_eと反応，結合する。なお、この図５におい
て、Ｆe とＯ₂との比率が１：1.5 のものがＦe₂Ｏ
₃で、１：1.3 のものがＦe₂Ｏ₄で、１：１のものがＦe
Ｏである。

【００２３】そして、Ｆe ＋Ｏ ₂が２Ｆe Ｏで、3/2 Ｆ
e ＋Ｏ ₂が1/2 Ｆe₃Ｏ₄であるから、Ｏ₂の供給を少な
くする。

【００２４】このＯ₂の供給を少なくすることは、ダミ
ー鋼片３および加熱材（鋼片２）自身の重量で、互いの
鋼片が密着して隙間を無くすることにより、鋼片表面へ
の炉内雰囲気（炉内空気）の侵入，流入が阻止，減少す
ることで行われ、このことから鋼片表面での酸化膜の発
生を防止することができる。

【００２５】この、隙間を無くして、酸化膜の発生を防
止する時において、鋼片の炉内雰囲気ガスへの露出面積
を最小限（87％減少）とすることができる。この露出面
積を87％減少できる理由としては、本発明がダミー鋼片
と鋳片との間または、鋳片と鋳片との間を密閉できのに
対して、従来は遮蔽板と鋳片との間に隙間があることに
よる。

【００２６】

【発明の効果】この発明の鋼片加熱方法によれば、均熱
炉への鋼片装入方法について、ダミー鋼片を最上段およ
び最下段に設置することにより、鋼片の露出面積を制限
して、装入枚数の向上（炉稼動率の向上）や、装入作業
の簡素化および酸化膜発生の抑制を図ることができる。

【００２７】また、均熱炉における効果としては、酸化
膜発生抑制によるスケールロス（焼き減りロス）を減少
させることができる。即ち、従来のパターンが 1.7％
で、本発明が 0.7％で、効果（差異）は△ 1.0％となっ
ている。

【００２８】なお、酸化膜の発生状況を図６のグラフに
示す。酸化は加熱により、鋼片と炉内空気のＯ₂分が反
応して起こり、時間が長ければ酸化も多い。

【００２９】また、本発明と従来との、装入方式による
酸化膜厚みの比較状態を図７のグラフに示す。ここで、
酸化膜厚み指数とは、標準の在炉時間に対する標準の酸
化膜厚みの割合を１とした場合の、在炉時間に対する酸
化膜厚みの割合である。

【００３０】なお、この図７のグラフ中における×印
は、鋼片と遮蔽板との間からのＯ₂による酸化を示し、
●印は×印からのＯ₂の減少を示し、△印は炉内の空気
からのＯ₂と鋼片との反応を示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の鋼片加熱方法を採用しての鋼片加熱
状態を示す概略図である。

【図２】この発明の鋼片加熱方法での鋼片段積み状態を
示す概略斜視図である。

【図３】バーナー設置状態を示す概略図である。

【図４】この発明の鋼片加熱方法における鋼片段積み状
態の別態様を示す概略斜視図である。

【図５】酸化膜発生状況を示す概略斜視図である。

【図６】本発明と従来との酸化膜発生状況の比較状態を
示すグラフである。

【図７】本発明と従来との装入方式での酸化膜厚みの比
較状態を示すグラフである。

【図８】従来の鋼片加熱方法を示す概略図である。

【符号の説明】

１…均熱炉、２…鋼片、３…ダミー鋼片、４…バーナ
ー、4a…左バーナー、4b…右バーナー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主バーナー設置の炉側壁あるいは排ガス
煙道に下部バーナーを設けた一方向焚き均熱炉におい
て、この均熱炉内に多段積みした複数の鋼片を加熱する
に際して用いる鋼片加熱方法であり、前記均熱炉内に多段積みする各鋼片の最上段および最下
段にダミー鋼片を設置すると共に、この両ダミー鋼片の
間における各鋼片の多段積みはそれぞれが密着して整列
した状態で行い、前記均熱炉内における各鋼片の、炉内雰囲気ガスに対す
る露出表面積を最小限にして、各鋼片に発生する酸化膜
を防止しながら加熱することを特徴とする均熱炉の鋼片
加熱方法。