JPH06158182A - 連続焼鈍炉における鋼帯の加熱方法および装置 - Google Patents
連続焼鈍炉における鋼帯の加熱方法および装置Info
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- JPH06158182A JPH06158182A JP4337985A JP33798592A JPH06158182A JP H06158182 A JPH06158182 A JP H06158182A JP 4337985 A JP4337985 A JP 4337985A JP 33798592 A JP33798592 A JP 33798592A JP H06158182 A JPH06158182 A JP H06158182A
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Abstract
続焼鈍炉に連続的に通し、予熱炉において、加熱炉燃焼
排ガスにより予熱するに際し、予熱炉に供給すべき加熱
炉燃焼排ガスの流量を簡単確実に制御し、鋼帯を酸化膜
が生ずることなく適確に予熱する。 【構成】 直火加熱炉3において鋼帯1を所定温度に加
熱する燃料の使用量を測定し、得られた燃料使用量に基
づいて、予熱炉2に供給すべき加熱炉燃焼排ガスの流量
を求め、求められた流量の燃焼排ガスを予熱炉2に供給
して鋼帯1を予熱する。
Description
熱炉を有する連続焼鈍炉によって鋼帯を焼鈍する際にお
ける、鋼帯の加熱方法および装置に関するものである。
炉および直火加熱炉を有する連続焼鈍炉によって行な
い、予熱炉において直火加熱炉の燃焼排ガスにより鋼帯
を連続的に予熱し、次いで、加熱炉において連続的に加
熱することが知られている。このように、鋼帯を予熱炉
において加熱炉燃焼排ガスで予熱することにより、燃料
原単位を低減させ熱効率の向上を図ることができる。
続焼鈍炉によって焼鈍するに際し、予熱炉における鋼帯
の予熱温度を適確に制御することが必要である。従来、
予熱炉における鋼帯の予熱温度の制御は、予熱された鋼
帯の温度を予熱炉の出側において測定し、その測定結果
に基づいて、予熱炉に供給される加熱炉燃焼排ガスの流
量を制御するこにより行っている。
が生成して、鋼帯の品質が劣化する問題が生ずる。そこ
で、このような予熱時における鋼帯表面の酸化膜の生成
を防止するために、特開昭62-54029号には、下記からな
る、連続焼鈍における鋼帯の予熱方法が開示されてい
る。鋼帯を280 ℃未満の温度で予熱する場合には、1.0
以上の空気比で生成した燃焼排ガスを使用し、そして、
鋼帯を280 ℃以上の温度で予熱する場合には、1.0 未満
の空気比で生成した燃焼排ガスを使用する(以下、先行
技術1という)。
る鋼帯の連続熱処理方法が開示されている。直火無酸化
加熱炉の燃焼ガスとの熱交換による高温の熱媒体を流通
させるようにした加熱ロールに、鋼帯を接触移動させて
予熱した後、直火無酸化加熱する( 以下、先行技術2と
いう)。上述した先行技術1および2によれば、予熱時
に鋼帯の表面に酸化膜の生成することが防止される。
予熱温度の制御を、予熱炉の出側における鋼帯温度を測
定し、その鋼帯温度に基づいて、予熱炉に供給される加
熱炉燃焼排ガスの流量を制御することにより行う従来の
方法には、次のような問題がある。即ち、予熱炉出側に
おける鋼帯温度の測定は、一般に放射温度計によって行
っている。放射温度計によって鋼帯温度を正確に測定す
るためには、鋼帯の放射エネルギーのみを測定し得るよ
うに、炉壁等のような鋼帯以外の他の物質の放射エネル
ギーを排除するための水冷壁を設置しなければならず、
また、放射温度計を定期的に点検し且つ保守することが
必要である。従って、設備費が嵩む上、頻繁な点検、保
守作業が必要になる。更に、放射温度計の劣化等によっ
て、鋼帯温度を正確に測定し得ない場合には、燃焼排ガ
ス量の制御が不適確になり、鋼帯の予熱温度が過大また
は過小になる問題が生ずる。
加熱炉燃焼排ガスの流量を制御するためには、予熱炉出
側における鋼帯温度および燃焼排ガスの空気比を測定し
そして制御する必要がある。従って、鋼帯温度の測定の
ために、上述したと同じ問題が生ずる。
は、高温の熱媒体が流通する多数の加熱ロールを配置
し、これらの加熱ロールの、鋼帯との接触長さを調節す
ることが必要である。従って、多数の加熱ロールを配置
しなければならず、且つ、加熱ロールの移動調節、ロー
ル表面の温度制御および鋼帯の張力制御等のために、多
額の設備費が必要になる問題が生ずる。
連続焼鈍を、予熱炉および直火加熱炉を有する連続焼鈍
炉によって行ない、予熱炉において加熱炉燃焼排ガスに
より鋼帯を連続的に予熱するに際し、上述した問題を解
決し、特別の設備を設置する必要なく、予熱炉に供給す
べき加熱炉燃焼排ガスの流量を簡単確実に制御し、鋼帯
を酸化膜が生ずることなく適確に予熱することができる
方法および装置を提供することにある。
炉および直火加熱炉を有する連続焼鈍炉に鋼帯を連続的
に通し、前記予熱炉において、前記鋼帯を、前記直火加
熱炉で生成した燃焼排ガスによって予熱するに際し、前
記直火加熱炉における燃料の使用量に基づいて、前記予
熱炉に供給すべき前記燃焼排ガスの流量を演算しそして
前記流量を制御することに特徴を有するものである。
予熱するための予熱炉と、前記予熱炉において予熱され
た前記鋼帯を所定温度に連続的に加熱するための、前記
予熱炉に接続する直火加熱炉と、前記直火加熱炉で生成
した燃焼排ガスを前記予熱炉に供給するための排ガス供
給用導管と、前記予熱炉において前記鋼帯を予熱した後
の燃焼排ガスを排出するためのガス排出用導管と、前記
排ガス供給用導管の途中から前記ガス排出用導管にバイ
パスするバイパス管と、そして、前記ガス排出用導管お
よび前記バイパス管の途中に各々設けられたダンパとか
らなる、連続焼鈍炉における鋼帯の加熱装置であって、
前記加熱装置は、前記直火加熱炉の燃料使用量を測定す
るための燃料使用量測定器、および、前記燃料使用量測
定器によって測定された前記直火加熱炉の燃料使用量に
基づいて、前記排ガス供給用導管を通り前記予熱炉に供
給される、前記燃焼排ガスの流量を制御するための燃焼
排ガス供給量制御器を備えていることに特徴を有するも
のである。
加熱炉で生成した燃焼排ガスの流量の制御は、主とし
て、直火加熱炉における燃料の使用量によって行われ、
従来のように、放射温度計等による鋼帯表面温度の測定
を必要としない。従って、簡単確実にその制御を行うこ
とができる。そして、上記燃焼排ガスの流量の制御を、
直火加熱炉における燃料の使用量と、直火加熱炉で生成
した燃焼排ガスの空気比と、そして、燃料の成分組成と
に基づいて行うときは、鋼帯を酸化膜が生ずることなく
適確に予熱することができる。
ク図である。図1に示すように、直火加熱炉において鋼
帯を加熱するための燃料の使用量を測定する。そして、
測定された燃料使用量を、直火加熱炉における鋼帯の実
測された加熱温度と目標加熱温度との較差、および、当
該鋼帯の板厚および板幅と、鋼帯のラインスピードとに
基づいて、当該鋼帯を目標温度に加熱し得る適正値に修
正する。このようにして制御された燃料使用量の実績
と、その燃料の成分組成と、鋼帯を無酸化で予熱するた
めの加熱炉燃焼排ガスの空気比とから、燃焼計算および
伝熱の数値解析によって、予熱炉に供給すべき加熱炉燃
焼排ガスの流量を算出し且つその温度を推定する。そし
て、燃焼排ガスの流量をダンパの開閉によって制御し、
また、燃焼排ガスの温度を、当該燃焼排ガスにアフター
バーニングエアを供給し二次燃焼させることにより制御
する。このようにして、予熱炉において鋼帯を予熱した
後の加熱炉燃焼排ガスは、大気中に放出される。
燃焼排ガスの生成時空気比と無酸化予熱限界温度との関
係を示すグラフである。図2において斜線で示した領域
は、鋼帯を無酸化で予熱し得る領域である。従って、予
熱炉に供給する加熱炉燃焼排ガスの温度およびその空気
比を、斜線で示した領域内に設定すれば、鋼帯を、酸化
膜が生ずることなく予熱することができる。
スの温度を300 ℃以下に、そして、燃焼排ガスの生成時
空気比を0.9 に設定すれば、鋼帯の板厚、板幅および鋼
帯のラインスピードが変動し、鋼帯の予熱温度が±100
℃変動したり、燃焼排ガスの空気比が±0.05位変動して
も、鋼帯を無酸化で予熱することができる。
ーンからなっているが、直火加熱炉から排出される排ガ
スの総合空気比は、上記複数の燃焼制御ゾーンの設定値
と燃料使用量とから容易に算出することができる。
排ガスの流量の制御に際し、鋼帯の受熱容量即ち板厚お
よび板幅が小さい場合には、予熱炉に加熱炉燃焼排ガス
を供給せず、従って、鋼帯を予熱せずに、直火加熱炉の
みによって所定温度に加熱する。そして、鋼帯の受熱容
量即ち板厚および板幅が大きい場合には、予熱炉に上記
によって算出された量の加熱炉燃焼排ガスを供給し、鋼
帯を予熱した上、直火加熱炉で所定温度に加熱する。
合即ち鋼帯を予熱しない場合には、加熱炉燃焼排ガス
は、予熱炉への排ガス供給用導管から分岐するバイパス
管を通してガス排出用導管にバイパスさせ、ガス排出用
導管の途中に設けられた熱交換器により熱回収した後、
大気中に放出する。
火加熱炉の燃焼負荷率即ち燃料使用量と、加熱炉燃焼排
ガスを予熱炉を通さずにバイパスさせたときのバイパス
率との関係の一例を示すグラフである。図3に示すよう
に、直火加熱炉の燃焼負荷率が約40% 以下のときの予熱
炉バイパス率は100%であって、このような燃焼負荷率の
ときは、直火加熱炉のみによって鋼帯を所定温度に加熱
する。一方、直火加熱炉の燃焼負荷率が約70% 以上のと
きの予熱炉バイパス率は約 25%であって、直火加熱炉の
燃焼排ガスの約 75%を予熱炉に供給し、予熱炉において
鋼帯を予熱する。
装置の一例を示す説明図である。図4に示すように、鋼
帯1を予熱しそして加熱するための予熱炉2と直火加熱
炉3とは連続的に配置されており、予熱炉2は直火加熱
炉3に従属している。直火加熱炉3の加熱ゾーン3a,3b,
3c,3d の各々には、燃料供給管4と空気供給管5とが接
続されており、燃料供給管4および空気供給管5の各々
の途中には、流量調整用のバルブ6が設けられ、そし
て、各燃料供給管4の途中には、各加熱ゾーン3a,3b,3
c,3d における燃料の使用量を測定するための燃料使用
量測定器7が設けられている。
との間には、直火加熱炉で生成した燃焼排ガスを予熱炉
2に供給するための排ガス供給用導管8が接続されてい
る。予熱炉2の下流側には、予熱炉2において鋼帯1を
予熱した後の燃焼排ガスを排出するためのガス排出用導
管10が接続されている。そして、排ガス供給用導管8に
は、これから分岐し、ガス排出用導管10にバイパスする
バイパス管9が接続されている。バイパス管9の途中に
は第1ダンパ14が設けられ、ガス排出用導管10の途中に
は第2ダンパ15が設けられている。排ガス供給用導管8
の途中には一次空気供給管16が接続されていいる。
中に含有されている未燃ガスを完全燃焼させるためのア
フターバーニング室11および燃焼排ガスの有する熱を回
収するための熱交換器12、および、ファン13が設けられ
ている。アフターバーニング室11には、二次空気供給管
17が接続されている。
量および空気比の設定器、19は直火加熱炉の燃料総使用
量演算器、20は予熱炉への燃焼排ガス供給量制御器、21
はアフターバーニング空気比設定器、22はアフターバー
ニング空気量演算器である。
定された、直火加熱炉3の加熱ゾーン3a,3b,3c,3d の各
々における燃料の使用量は、燃料供給管4の途中に設け
られた燃料使用量測定器7によって測定され、そして、
その総燃料使用量は、燃料総使用量演算器19によって演
算される。このようにして得られた燃料総使用量と、燃
焼排ガスの空気比とに基づいて、燃焼排ガス供給量制御
器20により、予熱炉2に供給すべき加熱炉燃焼排ガスの
流量およびその所定の空気比を得るための一次アフター
バーニング空気量が算出されそして制御される。
べき加熱炉燃焼排ガスの流量に基づいて、予熱炉2に加
熱炉燃焼排ガスを供給する場合は、第1ダンパ14を閉
じ、第2ダンパ15を開く。その結果、直火加熱炉3から
の加熱炉燃焼排ガスは、排ガス供給用導管8を通って予
熱炉2内に供給され、予熱炉2内を通る鋼帯1を予熱す
る。鋼帯1を予熱した後の燃焼排ガスは、ガス排出用導
管10を通って予熱炉2内から排出され、アフターバーニ
ング室11において未燃ガスを燃焼させた後、大気中に放
出される。図4における矢印は、燃焼排ガスの流れ方向
を示している。
て、、加熱炉燃焼排ガスを、予熱炉2に供給せず、鋼帯
1を直火加熱炉3において直接加熱することになった場
合は、第1ダンパ14を開き、第2ダンパ15を閉じる。そ
の結果、直火加熱炉3からの加熱炉燃焼排ガスは、予熱
炉2に供給されず、バイパス管9を通ってガス排出用導
管10に導かれ、アフターバーニング室11において未燃ガ
スを燃焼させ、熱交換器12によって排熱を回収した後、
大気中に放出される。なお、熱交換器12によって回収さ
れた排熱は、燃焼用空気の予熱に利用される。
の開閉は、直火加熱炉3における燃料使用量に応じ、例
えば、図3に示した、直火加熱炉の燃焼負荷率と、加熱
炉燃焼排ガスのバイパス率との関係を成立させるように
制御する。
出された、予熱炉2に供給すべき加熱炉燃焼排ガスの空
気比に基づいて、アフターバーニング空気比設定器21お
よびアフタバーニング空気量演算器22により不足空気量
が演算される。そして、所定量の空気が、排ガス供給用
導管8を流れる燃焼排ガス中に、第1空気供給管16を通
って供給され、二次燃焼させることによって、燃焼排ガ
スの空気比および温度が調整される。また、所定量の空
気が、第2空気供給管17を通ってアフターバーニング室
11に供給される。
板厚が0.4mm,1.0mm,1.6mm で、板幅が800mm,1200mm,165
0mm の各種サイズの鋼帯を、図4に示した予熱炉と直火
加熱炉とからなる加熱装置を使用し、この発明の方法に
よって、下記条件により連続焼鈍した。 目標加熱温度 :720 ℃ 予熱炉における最高予熱温度:300 ℃
示すグラフである。図5において、縦軸は、予熱炉およ
び加熱炉における各鋼帯の加熱温度であり、横軸は、予
熱炉および加熱炉における各鋼帯の加熱時間である。
したときの、直火加熱炉における燃料の使用量は約1,00
0Nm3/Hであり、そして、直火加熱炉での燃焼負荷率は 4
0%以下であった。従って、加熱炉燃焼排ガスは予熱炉に
供給せず、直火加熱炉のみによって鋼帯を加熱した。加
熱に要した時間は約13秒であった。
帯(b),(c) を加熱したときの、直火加熱炉における燃料
の使用量は、約1,200Nm3/Hおよび約1,400Nm3/Hであり、
そして、直火加熱炉での燃焼負荷率は約50% および約60
% であった。そこで、加熱炉燃焼排ガスを、それぞれ25
% および50% 予熱炉に供給し、鋼帯を、予熱炉において
約120 〜150 ℃の温度になるまで約7秒間予熱した後、
直火加熱炉で所定温度まで加熱した。加熱に要した総時
間は約13秒であった。
したときの、直火加熱炉における燃料の使用量は約1,20
0Nm3/Hであり、加熱炉燃焼排ガスを25% 予熱炉に供給
し、鋼帯を、予熱炉において約120 ℃の温度になるまで
約13秒間予熱した後、直火加熱炉で所定温度まで加熱し
た。加熱に要した総時間は約25秒であった。
帯(e),(f) を加熱したときの、直火加熱炉における燃料
の使用量は、約1,600Nm3/Hおよび約 2,300Nm3/H であ
り、直火加熱炉での燃焼負荷率は約70% および約90% で
あった。そこで、加熱炉燃焼排ガスを 80%予熱炉に供給
し、鋼帯を、予熱炉において約250 ℃の温度になるまで
約10秒間予熱した後、直火加熱炉で所定温度まで加熱し
た。加熱に要した総時間は約22秒であった。
したときの、直火加熱炉における燃料の使用量は約1,20
0Nm3/Hであり、加熱炉燃焼排ガスを 25%予熱炉に供給
し、鋼帯を、予熱炉において約120 ℃の温度になるまで
約20秒間予熱した後、直火加熱炉で所定温度まで加熱し
た。加熱に要した総時間は約40秒であった。
帯(h),(i) を加熱したときの、直火加熱炉における燃料
の使用量は、約1,600Nm3/Hおよび約 2,300Nm3/H であ
り、直火加熱炉での燃焼負荷率は約70% および約90% で
あった。そこで、加熱炉燃焼排ガスを 80%予熱炉に供給
し、鋼帯を、予熱炉において約250 ℃の温度になるまで
約17秒間予熱した後、直火加熱炉で所定温度まで加熱し
た。加熱に要した総時間は約35秒であった。
焼鈍を、予熱炉と直火加熱炉とからなる連続焼鈍炉によ
って行ない、予熱炉において加熱炉燃焼排ガスにより鋼
帯を連続的に予熱するに際し、この発明によれば、特別
の設備を設置する必要なく、主として直火加熱炉におけ
る燃料の使用量によって、予熱炉に供給する加熱炉燃焼
排ガスの流量を簡単確実に制御することができ、これに
よって、鋼帯を酸化膜が生ずることなく適確に所定温度
に加熱することができる、工業上有用な効果がもたらさ
れる。
生成時空気比と無酸化予熱限界温度との関係を示すグラ
フである。
のバイパス率との関係の一例を示すグラフである。
示す説明図である。
ラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 予熱炉および直火加熱炉を有する連続焼
鈍炉に鋼帯を連続的に通し、前記予熱炉において、前記
鋼帯を、前記直火加熱炉で生成した燃焼排ガスによって
予熱する連続焼鈍炉における鋼帯の加熱方法において、 前記直火加熱炉における燃料の使用量に基づいて、前記
予熱炉に供給すべき前記燃焼排ガスの流量を演算しそし
て前記流量を制御することを特徴とする、連続焼鈍炉に
おける鋼帯の加熱方法。 - 【請求項2】 予熱炉および直火加熱炉を有する連続焼
鈍炉に鋼帯を連続的に通し、前記予熱炉において、前記
鋼帯を、前記直火加熱炉で生成した燃焼排ガスによって
予熱する連続焼鈍炉における鋼帯の加熱方法において、 前記直火加熱炉における燃料の使用量と、前記直火加熱
炉で生成した燃焼排ガスの空気比と、そして、前記燃料
の成分組成とに基づいて、前記予熱炉に供給すべき前記
燃焼排ガスの流量および空気比を演算しそして前記流量
および空気比を制御することを特徴とする、連続焼鈍炉
における鋼帯の加熱方法。 - 【請求項3】 演算された、前記予熱炉に供給すべき前
記燃焼排ガスの流量に基づいて、前記燃焼排ガスを前記
予熱炉に供給せず、前記鋼帯を前記直火加熱炉のみによ
り所定温度に加熱し、または、所定量の前記燃焼排ガス
を前記予熱炉に供給することによって、前記鋼帯を前記
予熱炉において予熱した後、前記直火加熱炉により所定
温度に加熱する、請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 鋼帯を連続的に予熱するための予熱炉
と、前記予熱炉において予熱された前記鋼帯を所定温度
に連続的に加熱するための、前記予熱炉に接続する直火
加熱炉と、前記直火加熱炉で生成した燃焼排ガスを前記
予熱炉に供給するための排ガス供給用導管と、前記予熱
炉において前記鋼帯を予熱した後の燃焼排ガスを排出す
るためのガス排出用導管と、前記排ガス供給用導管から
分岐し前記ガス排出用導管にバイパスするバイパス管
と、そして、前記ガス排出用導管および前記バイパス管
の途中に各々設けられたダンパとからなる、連続焼鈍炉
における鋼帯の加熱装置であって、 前記加熱装置は、前記直火加熱炉の燃料使用量を測定す
るための燃料使用量測定器、および、前記燃料使用量測
定器によって測定された前記直火加熱炉の燃料使用量に
基づいて、前記排ガス供給用導管を通り前記予熱炉に供
給される、前記燃焼排ガスの流量を制御するための燃焼
排ガス供給量制御器を備えていることを特徴とする、連
続焼鈍炉における鋼帯の加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4337985A JP2853493B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 連続焼鈍炉における鋼帯の加熱方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4337985A JP2853493B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 連続焼鈍炉における鋼帯の加熱方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06158182A true JPH06158182A (ja) | 1994-06-07 |
JP2853493B2 JP2853493B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=18313865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4337985A Expired - Fee Related JP2853493B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 連続焼鈍炉における鋼帯の加熱方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2853493B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1058755C (zh) * | 1995-03-23 | 2000-11-22 | 新日本制铁株式会社 | 连续退火炉 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60125330A (ja) * | 1983-12-12 | 1985-07-04 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 鋼ストリツプの予熱方法 |
JPS63199826A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 製管用加熱炉の制御方法 |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP4337985A patent/JP2853493B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Cited By (1)
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CN1058755C (zh) * | 1995-03-23 | 2000-11-22 | 新日本制铁株式会社 | 连续退火炉 |
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---|---|
JP2853493B2 (ja) | 1999-02-03 |
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