JPH0649536A

JPH0649536A - 金属ストリップコイルの水素雰囲気熱処理炉

Info

Publication number: JPH0649536A
Application number: JP20881192A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Yamamoto; 忠山本; Shogo Kimura; 庄吾木村
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1994-02-22
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH0742517B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】コイル状の金属ストリップを熱処理する水素
雰囲気炉のシール方法を提供する。【構成】装入側から抽出側に向かって前室１１、加熱
室１２、冷却室１３、後室１４を連結し、加熱室１２に
輻射加熱装置２８、前室１１に輻射加熱装置２８の排熱
を利用した加熱装置２７、冷却室１３と後室１４にそれ
ぞれ冷却装置２９，３０を設け、加熱室１２と冷却室１
３はそれぞれ水素供給装置３３、前室１１と後室１４は
共に窒素供給装置３４と真空排気装置３２に接続し、前
室１１と後室１４は、真空排気装置３２によって真空化
されたのち窒素供給装置３４より窒素が充填され、この
窒素雰囲気中で材料Ｗを処理し、加熱室１２と冷却室１
３は、水素供給装置３３より供給された水素雰囲気中で
材料Ｗを処理し、前室１１、後室１４で加熱室１２と冷
却室１３からの水素の漏洩を防止するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイル状の金属ストリ
ップを熱処理する水素雰囲気熱処理炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、装入台車用走行レールと抽出台車
用走行レールの間に、装入側から抽出側に向かって加熱
室と冷却室を設け、上記加熱室と冷却室を開閉自在な扉
を介して連続的に接続するとともに、加熱室の装入側と
冷却室の抽出側にそれぞれ開閉自在な扉を設け、まず上
記装入台車によって運ばれてきた金属ストリップコイル
を上記加熱室において窒素雰囲気中で加熱処理し、次に
上記冷却室において窒素雰囲気中で冷却処理し、このよ
うにして処理された材料を抽出台車に送り出すようにし
た窒素雰囲気熱処理炉が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒素は
熱伝導率が悪いために、加熱効率および冷却効率に劣
り、熱処理時間がかかり処理能力が低いという問題点が
あった。一方、水素は、窒素に比べて熱伝導率が良いこ
とから、加熱および冷却の効率が良く、均一加熱性に優
れているうえ、露点温度が低いために水滴の発生が軽減
されるという利点を備えている。ところが、上記熱処理
炉では、加熱室と冷却室はそれぞれ装入側扉と抽出側扉
を介して大気と遮断されているに過ぎず、加熱室のシー
ルは高温雰囲気と接触するために劣化が著しいことか
ら、確実なシール性を長期に亘って得ることは困難であ
った。また、冷却過程で冷却室が負圧状態になり、上記
シールが破壊されて外気が容易に侵入することとなって
いた。そのため、上記熱処理炉では、窒素に代えて水素
を使用した場合、水素に大気中の酸素が不可避的に混合
され、安全性の点で問題があるという欠点があった。次
に、上記従来の熱処理炉では、加熱室および冷却室に大
気が侵入することは避けられず、高温の材料に大気中の
酸素が接触し、脱炭、表面酸化等が発生して製品の劣化
を招来することから、高級品種の熱処理には不適当であ
るという問題点を有していた。続いて、上記熱処理炉で
は、加熱室の装入側扉と冷却室の抽出側扉を開閉する度
に酸素を含む大気が侵入するため、その都度それぞれの
室内から酸素を排出するようにしているが、従来は室内
に窒素を送り込むことによって酸素を押し出すようにし
ており、大量に窒素を消費するうえ、酸素の排出に長時
間を要するという問題点を有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するためになされたもので、装入側から抽出側に向か
って、前室、加熱室、冷却室、後室を、少なくとも加熱
室と冷却室との間に中間室を介在して連結し、これら各
室の境界部、および上記前室の装入側と後室の抽出側に
それぞれ開閉扉を設け、上記加熱室に輻射加熱装置、上
記前室に上記輻射加熱装置の排熱を利用した加熱装置、
上記冷却室と後室にそれぞれ冷却装置を設け、上記加熱
室と冷却室はそれぞれ水素供給装置、上記前室と後室は
共に窒素供給装置と真空排気装置に接続し、上記前室と
後室は、真空排気装置によって真空化されたのち窒素供
給装置より窒素が充填され、この窒素雰囲気中で材料を
処理し、上記加熱室と冷却室は、水素供給装置より供給
された水素雰囲気中で材料を処理し、上記前室、後室で
加熱室と冷却室からの水素の漏洩を防止するようにした
ものである。

【０００５】

【作用】上記水素雰囲気熱処理炉では、前室と後室は真
空排気装置によって室内を真空にした後、窒素供給装置
により窒素が充填される。また、加熱室と冷却室には水
素供給装置により水素が充填される。そして、前室に装
入された材料は、窒素雰囲気中で加熱室の排熱を利用
し、加熱装置により所定の温度まで予熱される。次に、
この予熱された材料は加熱室に装入され、水素雰囲気中
で所定の温度まで輻射加熱装置により加熱される。ま
た、加熱された材料は冷却室に装入され、水素雰囲気中
で冷却装置により所定の温度まで冷却される。なお、加
熱室と冷却室の水素は、それぞれ窒素を充填した前室、
後室によって外部への漏れが防止される。続いて、冷却
室で冷却された材料は後室に装入され、ここで窒素雰囲
気中で冷却装置により冷却される。

【０００６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図１に示す連続式コイル焼鈍設備１におい
て、装入用のレール２と抽出用のレール３は平行に配置
され、これらのレール２，３に沿って台車４，５がそれ
ぞれ走行可能となっている。コイル焼鈍炉６はレール
２，３の間に複数配置され、装入側の台車４から供給さ
れた材料であるコイルＷ（図２参照）を熱処理し、抽出
側の台車５に排出するようになっている。トレイ搬送装
置７はレール２，３の一端側において、これらレール
２，３の間に配置されており、抽出側のレール３を挟ん
でトレイ搬送装置７の反対側にコイル積み降ろし装置８
が設けてある。

【０００７】コイル焼鈍炉６は、図２に示すように、装
入側（図上左側）から抽出側（図上右側）に向かって、
前室１１、加熱室１２、冷却室１３、後室１４が設けて
あり、これら四室が中間室１５，１６，１７を介してそ
れぞれ連結され、前室１１の装入側、中間室１５，１
６，１７の装入側と抽出側、および後室１４の抽出側に
扉１８，〜，２５が設けてある。また、前室１１、加熱
室１２、冷却室１３、後室１４と中間室１５，１６，１
７の底部、および台車４，５の上部にはコイル搬送方向
と直交する方向に延びるトレイ搬送用のローラ２６が設
けてある。

【０００８】上記前室１１、加熱室１２、冷却室１３、
後室１４には、ヒートパイプ２７、ラジアントチューブ
２８、クーリングチューブ２９、クーラ３０がそれぞれ
設けてある。上記クーリングチューブ２９は、その一端
がブロア３１に接続され、他端がラジアントチューブ２
８の燃焼空気供給部に接続されており、ラジアントチュ
ーブ２８の排ガス排気口がヒートパイプ２７の一端に接
続されている。また、上記加熱室１２と冷却室１３は水
素供給装置３３に接続され、前室１１と後室１４は窒素
供給装置３４と真空装置３２に接続されている。さら
に、上記前室１１、加熱室１２、冷却室１３、後室１４
にはそれぞれ雰囲気を循環するファン（図示せず）が設
けてある。

【０００９】以上の構成からなる連続式コイル焼鈍設備
１では、コイル積み降ろし装置８でトレイ９にコイルＷ
が積載される。なお、上記トレイ９は上部にプレナムチ
ャンバ１０を備えており、このプレナムチャンバ１０上
にコイルＷが積載される。コイルＷを積載したトレイ９
は、トレイ搬送装置７を介して装入側の台車４に受け渡
され、台車４と共にレール２上を矢印Ｘ方向に搬送さ
れ、所定のコイル焼鈍炉６に装入される。

【００１０】コイルＷを熱処理するコイル焼鈍炉６は、
扉１８を開け、台車４上のコイルＷおよびこれを載置し
たトレイ９がローラ２６上を矢印Ｙ方向に搬送されて前
室１１に装入される。また、前室１１にコイルＷが装入
されると、扉１８が閉鎖される。コイルＷが装入された
前室１１は、扉１８の開閉時に侵入した酸素を含む大気
が真空装置３２の駆動により強制排気されて真空状態に
設定された後、窒素供給装置３４より窒素が充填され
る。このとき、中間室１５も同様に窒素を充填する。こ
の状態で、コイルＷは、ラジアントチューブ２８からヒ
ートパイプ２７に供給された燃焼排ガスの熱によって上
部が輻射予熱される。また、ファンによって雰囲気が前
室１１内を循環され、対流加熱によってコイルＷが全体
的に所定の温度（２００℃）まで予熱される。

【００１１】前室１１におけるコイルＷの予熱が終了す
ると、中間室１５の前後の扉１９，２０が開放され、予
熱されたコイルＷはトレイ９と共に加熱室１２に装入さ
れる。また、コイルＷの装入後、扉１９，２０が閉鎖さ
れる。一方、前室１１には新たなコイルＷが装入され、
このコイルＷは窒素雰囲気中で上述と同様に処理され
る。

【００１２】コイルＷの装入された加熱室１２は水素供
給装置３３から水素が供給され、ほぼ１００％水素の雰
囲気状態に設定される。ラジアントチューブ２８は燃焼
空気と燃料ガスを燃焼し、その輻射熱によってコイルＷ
が加熱される。また、循環ファンによって加熱された水
素雰囲気が加熱室１２内を循環され、対流加熱によって
コイルＷが全体的に所定の温度（７００℃）まで加熱さ
れる。ここで、中間室１５の窒素雰囲気は加熱室１２の
水素雰囲気よりも高圧に設定されており、加熱室１２か
ら中間室１５および前室１１を介して水素が外部に漏れ
るのが防止されている。換言すれば、前室１１、中間室
１５によって加熱室１２への外気の侵入が阻止されてお
り、高純度の水素雰囲気中でコイルＷは加熱される。

【００１３】加熱室１２におけるコイルＷの加熱が終了
すると、中間室１６の前後の扉２１，２２が開放され、
加熱されたコイルＷはトレイ９と共に冷却室１３に装入
される。また、扉２１，２２はコイルＷを冷却室１３に
装入後に閉鎖され、加熱室１２に新たなコイルＷが装入
される。

【００１４】コイルＷの装入された冷却室１３は水素供
給装置３３より水素が供給され、１００％水素の雰囲気
状態に設定される。一方、クーリングチューブ２９には
ブロア３１より空気が供給され、循環ファンによって冷
却室１３の雰囲気を循環させながらコイルＷが冷却され
る。クーリングチューブ２９で熱交換された空気は上記
ラジアントチューブ２８に供給されて燃焼用空気として
使用される。また、中間室１７には窒素が充填され、そ
の圧力は冷却室１３の水素雰囲気よりも高圧に設定され
ており、冷却室１３から中間室１７および後室１４を介
して水素が外部に漏れるのが防止されている。

【００１５】なお、高温状態のコイルＷが冷却室１３に
装入されると、冷却室１３の雰囲気はコイルＷの冷却中
に収縮して負圧状態となるが、上述のように、中間室１
７には窒素が充填されており、たとえ扉２３のシールが
破壊されることがあっても窒素が冷却室１３に侵入する
だけで、決して酸素を含む外気が冷却室１３に侵入する
ことはない。

【００１６】冷却室１３での冷却が終了すると、中間室
１７の前後の扉２３，２４が開放され、コイルＷは後室
１４に装入される。また、後室１４にコイルＷが装入さ
れると、扉２３，２４が閉鎖される。一方、後室１４
は、コイルＷの装入に先立って、真空装置３２で真空排
気され、また窒素供給装置３４より窒素が供給されて充
填され、この窒素雰囲気の中でコイルＷはクーラ３０と
循環ファンによる冷却雰囲気の循環によって冷却され
る。

【００１７】後室１４で所定温度まで冷却されたコイル
Ｗは、抽出側の扉２５を開けて台車５上にトレイ９と共
に抽出される。また、台車５に載せられたコイルＷはレ
ール３上を矢印Ｘ’方向に搬送され、コイル積み降ろし
装置８でトレイ９上から抽出されて次の工程に搬送され
る。

【００１８】なお、上記説明では、前室１１と加熱室１
２の間に中間室１５を設け、冷却室１３と後室１４の間
に中間室１７を設けるものとしたが、前室１１と加熱室
１２の間、および冷却室１３と後室１４の間にシール性
のすぐれた開閉扉を設けた場合に、これらの中間室１
５，１７は必ずしも必要ではない。ただし、これら中間
室１５，１７を設け、それぞれに充填する窒素の圧力を
加熱室１２、冷却室１３の水素圧力よりも高くすれば、
これら加熱室１２、冷却室１３からの水素の漏洩防止が
より確実となる。

【００１９】さらに、中間室１５，１６，１７をそれぞ
れ窒素供給装置３４に接続し、これら中間室１５，１
６，１７を常に加熱室１２や冷却室１３よりも高圧状態
に保持するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかる熱処理炉では、前室と後室によって、加熱室と冷
却室から外部への水素の漏れや、加熱室および冷却室へ
の酸素の侵入が防止されるので、材料を高純度水素雰囲
気中で安全に加熱、冷却することができる。したがっ
て、水素雰囲気でコイルを熱処理することに伴う種々の
利点、例えばコイルの急速かつ均一な加熱、エネルギー
の省力化、低露点環境での処理などの利点を有効活用す
ることができる。具体的に、窒素雰囲気に比べて、水素
雰囲気では加熱・冷却能力が１．５〜２倍に増大するた
め、極めて効率の良い材料処理が可能となり、熱処理時
間を大幅に短縮できる。また、前室と後室では、一旦雰
囲気を真空排気した後に窒素を供給することができ、窒
素の消費量が従来の方法に比べて約１／１０になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続式コイル焼鈍設備の平面図である。

【図２】本発明にかかる水素雰囲気熱処理炉の縦断面
図である。

【符号の説明】

１…連続式コイル焼鈍設備、２…装入用走行レール、３
…抽出側走行レール、４，５…台車、６…コイル焼鈍
炉、９…トレイ、１１…前室、１２…加熱室、１３…冷
却室、１４…後室、１５，１６，１７…中間室、１８，
〜，２５…扉、２７…ヒーティングチューブ、２８…ラ
ジアントチューブ、２９…クーリングチューブ、３０…
クーラ、３２…真空装置、３３…水素供給装置、３４…
窒素供給装置、Ｗ…コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２７Ｄ 7/06 Ｂ 8222−4Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装入側から抽出側に向かって、前室、加
熱室、冷却室、後室を、少なくとも加熱室と冷却室との
間に中間室を介在して連結し、これら各室の境界部、お
よび上記前室の装入側と後室の抽出側にそれぞれ開閉扉
を設け、上記加熱室に輻射加熱装置、上記前室に上記輻射加熱装
置の排熱を利用した加熱装置、上記冷却室と後室にそれ
ぞれ冷却装置を設け、上記加熱室と冷却室はそれぞれ水素供給装置、上記前室
と後室は共に窒素供給装置と真空排気装置に接続し、上記前室と後室は、真空排気装置によって真空化された
のち窒素供給装置より窒素が充填され、この窒素雰囲気
中で材料を処理し、上記加熱室と冷却室は、水素供給装置より供給された水
素雰囲気中で材料を処理し、上記前室、後室で加熱室と
冷却室からの水素の漏洩を防止するようにしたことを特
徴とする金属ストリップコイルの水素雰囲気熱処理炉。