JPH07173526A - 雰囲気熱処理炉の操業方法 - Google Patents
雰囲気熱処理炉の操業方法Info
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- JPH07173526A JPH07173526A JP34417893A JP34417893A JPH07173526A JP H07173526 A JPH07173526 A JP H07173526A JP 34417893 A JP34417893 A JP 34417893A JP 34417893 A JP34417893 A JP 34417893A JP H07173526 A JPH07173526 A JP H07173526A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 雰囲気熱処理炉の炉開放後の立ち上りを速や
かに安定させるために、炉壁耐火物内に残留する空気お
よび水分を効率良くパージすること 【構成】 少なくとも炉開放後の立ち上げ時に、炉壁耐
火物の最外面側から炉内空間に向けて雰囲気ガスを送気
し、この雰囲気ガスに炉壁耐火物の内部に残留した空気
および水分を随伴させて炉内空間側に排出する。送気す
る雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃とすることにより
雰囲気ガスの随伴可能水分量が高まり、水分の除去をよ
り効率化できる。炉壁耐火物の最外面側からの雰囲気ガ
スの送気は、送気ポートを通じた炉内への直接送気と併
用してもよいし、併用しなくてもよい。
かに安定させるために、炉壁耐火物内に残留する空気お
よび水分を効率良くパージすること 【構成】 少なくとも炉開放後の立ち上げ時に、炉壁耐
火物の最外面側から炉内空間に向けて雰囲気ガスを送気
し、この雰囲気ガスに炉壁耐火物の内部に残留した空気
および水分を随伴させて炉内空間側に排出する。送気す
る雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃とすることにより
雰囲気ガスの随伴可能水分量が高まり、水分の除去をよ
り効率化できる。炉壁耐火物の最外面側からの雰囲気ガ
スの送気は、送気ポートを通じた炉内への直接送気と併
用してもよいし、併用しなくてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鋼帯の連続熱処理炉
や金属製品の雰囲気焼鈍炉等、耐火物炉壁を有する雰囲
気熱処理炉の操業方法に関する。
や金属製品の雰囲気焼鈍炉等、耐火物炉壁を有する雰囲
気熱処理炉の操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼帯の連続熱処理炉や金属製品の雰囲気
焼鈍炉では、炉内での被処理材料の酸化を極力防止する
必要があり、このため一般には非酸化性若しくは還元性
の炉内雰囲気ガスが使用される。例えば、鋼帯の連続熱
処理炉では、鋼帯をラジアント・チューブで加熱し、炉
内雰囲気ガスとしてはＨ2を含むＮ2が使用される。
焼鈍炉では、炉内での被処理材料の酸化を極力防止する
必要があり、このため一般には非酸化性若しくは還元性
の炉内雰囲気ガスが使用される。例えば、鋼帯の連続熱
処理炉では、鋼帯をラジアント・チューブで加熱し、炉
内雰囲気ガスとしてはＨ2を含むＮ2が使用される。
【０００３】ところで、雰囲気熱処理炉の炉壁の耐火物
としては、従来からレンガ系や不定形耐火物が用いられ
てきたが、最近ではこれらに代わり断熱性の高いファイ
バー系の耐火物の使用比率が高まっている。このファイ
バー系耐火物は極細の繊維状物質からなるもので、気孔
率が高いために優れた断熱性を有している。しかしなが
ら、このファイバー系耐火物は気孔率が高い故に空気や
水分を吸収し易く、炉の建設直後や炉修理或いは点検時
に炉を大気開放した際には、その内部に大量の空気や水
分を吸収した状態にある。また、炉の建設時や炉内耐火
物の修理の際には耐火物を接合するために水分を多く含
んだバインダーが使用され、これらの水分も大気中から
吸収された水分や空気とともに耐火物内部に含まれてい
る。
としては、従来からレンガ系や不定形耐火物が用いられ
てきたが、最近ではこれらに代わり断熱性の高いファイ
バー系の耐火物の使用比率が高まっている。このファイ
バー系耐火物は極細の繊維状物質からなるもので、気孔
率が高いために優れた断熱性を有している。しかしなが
ら、このファイバー系耐火物は気孔率が高い故に空気や
水分を吸収し易く、炉の建設直後や炉修理或いは点検時
に炉を大気開放した際には、その内部に大量の空気や水
分を吸収した状態にある。また、炉の建設時や炉内耐火
物の修理の際には耐火物を接合するために水分を多く含
んだバインダーが使用され、これらの水分も大気中から
吸収された水分や空気とともに耐火物内部に含まれてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、炉開放後の再立
ち上げ時には雰囲気ガスを炉内空間に直接送気する方法
が採られているが、このような送気方法では耐火物内部
に入り込んだ空気や水分はなかなか抜けず、また、最近
の炉設計では炉体表面からの放散熱量を低減するために
断熱性に優れた断熱材が使用され、炉外壁面（鉄皮表
面）温度が８０℃程度以下に保たれるようにしているた
め、鉄皮内面近傍に残留した水分は特に蒸発気化されに
くい。このため従来の雰囲気熱処理炉では、炉内の酸素
濃度や露点を低下させるために著しく長時間を要してい
る。
ち上げ時には雰囲気ガスを炉内空間に直接送気する方法
が採られているが、このような送気方法では耐火物内部
に入り込んだ空気や水分はなかなか抜けず、また、最近
の炉設計では炉体表面からの放散熱量を低減するために
断熱性に優れた断熱材が使用され、炉外壁面（鉄皮表
面）温度が８０℃程度以下に保たれるようにしているた
め、鉄皮内面近傍に残留した水分は特に蒸発気化されに
くい。このため従来の雰囲気熱処理炉では、炉内の酸素
濃度や露点を低下させるために著しく長時間を要してい
る。
【０００５】図１１（図中の従来法）は、月産能力１万
ｔの電磁鋼板用連続焼鈍炉において、定期修理後の立ち
上げ以降の炉内雰囲気中の酸素濃度と露点の実測結果を
示している。同図の酸素濃度の推移を見ると、パーセン
ト・レベルでは低下は早いもののｐｐｍレベルでの低下
は著しく遅い。この操業例では、雰囲気ガスとして露点
−７０℃、含有酸素濃度０．０５ｐｐｍの高純度のＮ2
を使用しているにもかかわらず、３０日経過後でも炉内
酸素濃度は２０〜３０ｐｐｍもあり、また、露点も−３
０℃程度である。このように酸素濃度と露点がなかなか
低下しないのは、炉壁耐火物の内部に残留している空気
や水分が拡散により少しずつ炉内空間に出てくるためで
ある。
ｔの電磁鋼板用連続焼鈍炉において、定期修理後の立ち
上げ以降の炉内雰囲気中の酸素濃度と露点の実測結果を
示している。同図の酸素濃度の推移を見ると、パーセン
ト・レベルでは低下は早いもののｐｐｍレベルでの低下
は著しく遅い。この操業例では、雰囲気ガスとして露点
−７０℃、含有酸素濃度０．０５ｐｐｍの高純度のＮ2
を使用しているにもかかわらず、３０日経過後でも炉内
酸素濃度は２０〜３０ｐｐｍもあり、また、露点も−３
０℃程度である。このように酸素濃度と露点がなかなか
低下しないのは、炉壁耐火物の内部に残留している空気
や水分が拡散により少しずつ炉内空間に出てくるためで
ある。
【０００６】本発明はこのような従来の問題に鑑み、雰
囲気熱処理炉の炉開放後の立ち上りを速やかに安定させ
るために、炉壁耐火物内に残留する空気および水分を効
率良くパージすることができる炉の操業方法を提供しよ
うとするものである。
囲気熱処理炉の炉開放後の立ち上りを速やかに安定させ
るために、炉壁耐火物内に残留する空気および水分を効
率良くパージすることができる炉の操業方法を提供しよ
うとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明法の構成は以下の通りである。
るための本発明法の構成は以下の通りである。
【０００８】（１） 少なくとも炉開放後の立ち上げ時
に、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて雰囲気
ガスを送気することを特徴とする雰囲気熱処理炉の操業
方法。
に、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて雰囲気
ガスを送気することを特徴とする雰囲気熱処理炉の操業
方法。
【０００９】（２） 少なくとも炉開放後の立ち上げ時
に、炉内空間に直接雰囲気ガスを送気するとともに、炉
壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて雰囲気ガスを
送気することを特徴とする雰囲気熱処理炉の操業方法。
に、炉内空間に直接雰囲気ガスを送気するとともに、炉
壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて雰囲気ガスを
送気することを特徴とする雰囲気熱処理炉の操業方法。
【００１０】（３） 上記（１）または（２）の操業方
法において、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向け
て送気する雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃とするこ
とを特徴とする雰囲気熱処理炉の操業方法。
法において、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向け
て送気する雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃とするこ
とを特徴とする雰囲気熱処理炉の操業方法。
【００１１】本発明法において、炉壁耐火物の最外面側
から炉内空間に向けての雰囲気ガスの送気は、炉壁耐火
物内に残留する空気および水分が十分にパージされた時
点、すなわち、炉内酸素濃度および露点が所定値に達し
た時点で停止してもよいし、炉の定常運転時に常時送気
してもよい。また、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間
に向けて送気する雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃と
する場合も、炉内露点が所定値に達した時点で送気され
る雰囲気ガスを常温のガスに切り替えてもよい。
から炉内空間に向けての雰囲気ガスの送気は、炉壁耐火
物内に残留する空気および水分が十分にパージされた時
点、すなわち、炉内酸素濃度および露点が所定値に達し
た時点で停止してもよいし、炉の定常運転時に常時送気
してもよい。また、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間
に向けて送気する雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃と
する場合も、炉内露点が所定値に達した時点で送気され
る雰囲気ガスを常温のガスに切り替えてもよい。
【００１２】
【作用】本発明によれば、炉壁耐火物の最外面側から炉
内空間に向けて送気された雰囲気ガスが、炉壁耐火物の
内部に残留した空気および水分を随伴して炉内空間側に
排出され、そのまま若しくは炉内空間に雰囲気ガスが直
接送気されている場合にはこの雰囲気ガスととともに、
排ガスポートから炉外に排出される。したがって、少な
くとも炉開放後の立ち上り時に炉壁耐火物の最外面側か
らの雰囲気ガスの送気を実施することにより、炉壁耐火
物内に残留する空気および水分が速やかにパージされ、
炉内酸素濃度及び露点は立上り後速やかに所定のレベル
まで低減される。炉壁耐火物の最外面側からの雰囲気ガ
スの送気は、従来から行われている送気ポートを通じた
炉内への直接送気と併用してもよいし、また、併用しな
くてもよく、いずれの場合も上記作用が得られる。
内空間に向けて送気された雰囲気ガスが、炉壁耐火物の
内部に残留した空気および水分を随伴して炉内空間側に
排出され、そのまま若しくは炉内空間に雰囲気ガスが直
接送気されている場合にはこの雰囲気ガスととともに、
排ガスポートから炉外に排出される。したがって、少な
くとも炉開放後の立ち上り時に炉壁耐火物の最外面側か
らの雰囲気ガスの送気を実施することにより、炉壁耐火
物内に残留する空気および水分が速やかにパージされ、
炉内酸素濃度及び露点は立上り後速やかに所定のレベル
まで低減される。炉壁耐火物の最外面側からの雰囲気ガ
スの送気は、従来から行われている送気ポートを通じた
炉内への直接送気と併用してもよいし、また、併用しな
くてもよく、いずれの場合も上記作用が得られる。
【００１３】また、炉壁耐火物の最外面側から炉内空間
に向けて送気する雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃と
することにより、耐火物内の水分を効率的に除去するこ
とができる。図１に、炉壁が厚さ３５０ｍｍのセラミッ
クファイバー系耐火物により構成され、炉内温度：１２
００℃、炉外壁面温度：８０℃で設計された雰囲気熱処
理炉について、炉開放後の立ち上げ時における炉壁耐火
物厚さ方向の温度分布の推移を示す。これによれば、炉
壁耐火物は断熱性が高いために立ち上げ初期では鉄皮側
の耐火物はほとんど常温に近く、この部分に鉄皮を通じ
て常温の雰囲気ガスを送り込んでも、この雰囲気ガスは
飽和蒸気圧分の水分を随伴できるだけである。
に向けて送気する雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃と
することにより、耐火物内の水分を効率的に除去するこ
とができる。図１に、炉壁が厚さ３５０ｍｍのセラミッ
クファイバー系耐火物により構成され、炉内温度：１２
００℃、炉外壁面温度：８０℃で設計された雰囲気熱処
理炉について、炉開放後の立ち上げ時における炉壁耐火
物厚さ方向の温度分布の推移を示す。これによれば、炉
壁耐火物は断熱性が高いために立ち上げ初期では鉄皮側
の耐火物はほとんど常温に近く、この部分に鉄皮を通じ
て常温の雰囲気ガスを送り込んでも、この雰囲気ガスは
飽和蒸気圧分の水分を随伴できるだけである。
【００１４】図２は雰囲気ガス温度と雰囲気ガスの随伴
可能水分量との関係を示しており、常温（２０℃）の雰
囲気ガスの随伴可能水分量を１とすると、５０℃の雰囲
気ガスでは約５倍、１００℃の雰囲気ガスでは約２０
倍、１２０℃の雰囲気ガスでは約４０倍の水分量を随伴
することができる。したがって、炉壁耐火物内の水分の
除去を効率的に行うには、予熱された雰囲気ガスを炉壁
耐火物の最外面側から炉内空間に向けて送気することが
好ましい。一方、雰囲気ガスの温度を過度に高くすると
炉体放散熱が増大するため好ましくない。雰囲気ガス温
度が１２０℃の場合、炉外壁面温度の設計値である８０
℃に対して１．５倍の放散熱となるため、この程度が省
エネルギーの観点からの限界であると考えられる。した
がって、水分の除去効率と省エネルギーの観点から、炉
壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて送気する雰囲
気ガスの温度は５０〜１２０℃の範囲とすることが好ま
しい。
可能水分量との関係を示しており、常温（２０℃）の雰
囲気ガスの随伴可能水分量を１とすると、５０℃の雰囲
気ガスでは約５倍、１００℃の雰囲気ガスでは約２０
倍、１２０℃の雰囲気ガスでは約４０倍の水分量を随伴
することができる。したがって、炉壁耐火物内の水分の
除去を効率的に行うには、予熱された雰囲気ガスを炉壁
耐火物の最外面側から炉内空間に向けて送気することが
好ましい。一方、雰囲気ガスの温度を過度に高くすると
炉体放散熱が増大するため好ましくない。雰囲気ガス温
度が１２０℃の場合、炉外壁面温度の設計値である８０
℃に対して１．５倍の放散熱となるため、この程度が省
エネルギーの観点からの限界であると考えられる。した
がって、水分の除去効率と省エネルギーの観点から、炉
壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて送気する雰囲
気ガスの温度は５０〜１２０℃の範囲とすることが好ま
しい。
【００１５】
【実施例】図３は典型的な水平型焼鈍炉の縦断面を示す
もので、１は加熱帯、２は均熱帯、３は冷却帯、４はハ
ースロール、５は炉壁、６は炉壁耐火物に設けられる送
気ポート、Ｓは被処理材たるストリップである。従来の
雰囲気熱処理炉では、炉開放後の立ち上げ時の炉内への
雰囲気ガスの供給は、ガス供給路Ａから送気ポート６を
通じてのみ行われている。これに対して本発明では、ガ
ス供給路Ａおよび送気ポート６を通じた炉内空間への直
接送気とともに或いはこれに代えて、炉壁耐火物の最外
面側から炉内空間に向けて雰囲気ガスを送気する。すな
わち、雰囲気ガスを炉殻の内側に供給し、炉壁耐火物の
空隙（気孔部）を通して炉内空間側へ送気する。
もので、１は加熱帯、２は均熱帯、３は冷却帯、４はハ
ースロール、５は炉壁、６は炉壁耐火物に設けられる送
気ポート、Ｓは被処理材たるストリップである。従来の
雰囲気熱処理炉では、炉開放後の立ち上げ時の炉内への
雰囲気ガスの供給は、ガス供給路Ａから送気ポート６を
通じてのみ行われている。これに対して本発明では、ガ
ス供給路Ａおよび送気ポート６を通じた炉内空間への直
接送気とともに或いはこれに代えて、炉壁耐火物の最外
面側から炉内空間に向けて雰囲気ガスを送気する。すな
わち、雰囲気ガスを炉殻の内側に供給し、炉壁耐火物の
空隙（気孔部）を通して炉内空間側へ送気する。
【００１６】図４は、このような本発明の実施状況の一
例を炉を横断面した状態で示したもので、炉殻を構成す
る鉄皮８に送気孔７が設けられ、ガス供給路Ｂから送気
孔７を通じて鉄皮８の内側に雰囲気ガスが供給される。
この雰囲気ガスは、炉壁５を構成する耐火物の空隙を通
過する過程で耐火物内部に残留した空気および水分を随
伴しつつ、炉内空間側に排出され、炉内空間に雰囲気ガ
スが直接送気されている場合にはこの雰囲気ガスととも
に排ガスポートから炉外に排出される。
例を炉を横断面した状態で示したもので、炉殻を構成す
る鉄皮８に送気孔７が設けられ、ガス供給路Ｂから送気
孔７を通じて鉄皮８の内側に雰囲気ガスが供給される。
この雰囲気ガスは、炉壁５を構成する耐火物の空隙を通
過する過程で耐火物内部に残留した空気および水分を随
伴しつつ、炉内空間側に排出され、炉内空間に雰囲気ガ
スが直接送気されている場合にはこの雰囲気ガスととも
に排ガスポートから炉外に排出される。
【００１７】炉壁耐火物の最外面側から炉内空間側に向
けて雰囲気ガスを送気するには、図４に示すように単純
に鉄皮８に送気孔７を開け、これにガス供給路Ｂの配管
を接続するだけでもよいが、炉壁５がファイバー系耐火
物のように気孔率の高い材料で構成されている場合に
は、図５に示すように送気孔７の炉殻内側の前面に邪魔
板９を設けることが好ましい。このような邪魔板９を設
けることにより、雰囲気ガスの流れを一旦鉄皮８の内面
に沿わせるようにしてから耐火物中を炉内空間方向に流
すことができるため、耐火物内の空気や水分をより効率
的に除去することができる。以下に具体的な実施例を示
す。
けて雰囲気ガスを送気するには、図４に示すように単純
に鉄皮８に送気孔７を開け、これにガス供給路Ｂの配管
を接続するだけでもよいが、炉壁５がファイバー系耐火
物のように気孔率の高い材料で構成されている場合に
は、図５に示すように送気孔７の炉殻内側の前面に邪魔
板９を設けることが好ましい。このような邪魔板９を設
けることにより、雰囲気ガスの流れを一旦鉄皮８の内面
に沿わせるようにしてから耐火物中を炉内空間方向に流
すことができるため、耐火物内の空気や水分をより効率
的に除去することができる。以下に具体的な実施例を示
す。
【００１８】〔実施例１〕図６および図７に示す試験炉
（図６は縦断面図、図７は横断面図）を用い、下記の
（１）〜（６）の試験を実施した。この試験炉は、炉内
空間部容積：約８ｍ3、耐火物厚さ：３００ｍｍ、加熱
方式：電気抵抗加熱方式であり、最高１２００℃まで炉
温を上げることができる。また、炉壁耐火物の構造は、
炉床部については試料重量を支えるためにレンガ系の耐
火物とし、側壁および天井については外壁５０ａ側にレ
ンガ系耐火物、内壁５０ｂ側に２００ｍｍ厚のファイバ
ー系耐火物をベニアリングし、最外殻の鉄皮８には厚さ
５ｍｍの鋼板を使用してある。図において、１０は装入
扉、１１は排気ポートであり、他の構成は図４に示す実
施例と同様であるため、同一の符号を付してその説明は
省略する。
（図６は縦断面図、図７は横断面図）を用い、下記の
（１）〜（６）の試験を実施した。この試験炉は、炉内
空間部容積：約８ｍ3、耐火物厚さ：３００ｍｍ、加熱
方式：電気抵抗加熱方式であり、最高１２００℃まで炉
温を上げることができる。また、炉壁耐火物の構造は、
炉床部については試料重量を支えるためにレンガ系の耐
火物とし、側壁および天井については外壁５０ａ側にレ
ンガ系耐火物、内壁５０ｂ側に２００ｍｍ厚のファイバ
ー系耐火物をベニアリングし、最外殻の鉄皮８には厚さ
５ｍｍの鋼板を使用してある。図において、１０は装入
扉、１１は排気ポートであり、他の構成は図４に示す実
施例と同様であるため、同一の符号を付してその説明は
省略する。
【００１９】この実施例では、雰囲気ガスとして露点−
７０℃、含有酸素濃度０．０５ｐｐｍの高純度のＮ2を
使用し、以下のような雰囲気ガスの送気を実施した。 （1）比較例（従来例）：送気ポート６（ガス供給路
Ａ）を通じてのみ炉内空間にＮ2を５０Ｎｍ3／ｈの供給
量で送気した。 （２）本発明例１：比較例と同じく送気ポート６（ガス
供給路Ａ）を通じて炉内空間にＮ2を送気するととも
に、各壁面において平均１２ｍ2につき１ヶ所の割合の
送気孔７（ガス供給路Ｂ）からＮ2を送気した。但し、
Ｎ2の総供給量は比較例と同量とした。
７０℃、含有酸素濃度０．０５ｐｐｍの高純度のＮ2を
使用し、以下のような雰囲気ガスの送気を実施した。 （1）比較例（従来例）：送気ポート６（ガス供給路
Ａ）を通じてのみ炉内空間にＮ2を５０Ｎｍ3／ｈの供給
量で送気した。 （２）本発明例１：比較例と同じく送気ポート６（ガス
供給路Ａ）を通じて炉内空間にＮ2を送気するととも
に、各壁面において平均１２ｍ2につき１ヶ所の割合の
送気孔７（ガス供給路Ｂ）からＮ2を送気した。但し、
Ｎ2の総供給量は比較例と同量とした。
【００２０】（３）本発明例２：比較例と同じく送気ポ
ート６（ガス供給路Ａ）を通じて炉内空間にＮ2を送気
するとともに、各壁面において平均６ｍ2につき１ヶ所
の割合の送気孔７（ガス供給路Ｂ）からＮ2を送気し
た。但し、Ｎ2の総供給量は比較例と同量とした。 （４）本発明例３：比較例と同じく送気ポート６（ガス
供給路Ａ）を通じて炉内空間にＮ2を送気するととも
に、各壁面において平均３ｍ2につき１ヶ所の割合の送
気孔７（ガス供給路Ｂ）からＮ2を送気した。但し、Ｎ2
の総供給量は比較例と同量とした。
ート６（ガス供給路Ａ）を通じて炉内空間にＮ2を送気
するとともに、各壁面において平均６ｍ2につき１ヶ所
の割合の送気孔７（ガス供給路Ｂ）からＮ2を送気し
た。但し、Ｎ2の総供給量は比較例と同量とした。 （４）本発明例３：比較例と同じく送気ポート６（ガス
供給路Ａ）を通じて炉内空間にＮ2を送気するととも
に、各壁面において平均３ｍ2につき１ヶ所の割合の送
気孔７（ガス供給路Ｂ）からＮ2を送気した。但し、Ｎ2
の総供給量は比較例と同量とした。
【００２１】（５）本発明例４：比較例と同じく送気ポ
ート６（ガス供給路Ａ）を通じて炉内空間にＮ2を送気
するとともに、各壁面において平均１ｍ2につき１ヶ所
の割合の送気孔７（ガス供給路Ｂ）からＮ2を送気し
た。但し、Ｎ2の総供給量は比較例と同量とした。 （６）本発明例５：各壁面において平均３ｍ2につき１
ヶ所の割合の送気孔７（ガス供給路Ｂ）からのみＮ2を
送気した。但し、Ｎ2の総供給量は比較例と同量とし
た。
ート６（ガス供給路Ａ）を通じて炉内空間にＮ2を送気
するとともに、各壁面において平均１ｍ2につき１ヶ所
の割合の送気孔７（ガス供給路Ｂ）からＮ2を送気し
た。但し、Ｎ2の総供給量は比較例と同量とした。 （６）本発明例５：各壁面において平均３ｍ2につき１
ヶ所の割合の送気孔７（ガス供給路Ｂ）からのみＮ2を
送気した。但し、Ｎ2の総供給量は比較例と同量とし
た。
【００２２】上記の（１）〜（６）の各実施例では、炉
開放点検を想定して炉前部の装入扉１１を開けて大気開
放状態とし、１日経過後に装入扉１１を閉じるのと同時
に、上記（１）〜（６）の各条件でＮ2の送気を開始
し、それ以降炉内ガスをサンプリングして炉内酸素濃度
と露点の推移を測定した。この炉内酸素濃度の実測値を
図８に、炉内露点の実測値を図９に示す。
開放点検を想定して炉前部の装入扉１１を開けて大気開
放状態とし、１日経過後に装入扉１１を閉じるのと同時
に、上記（１）〜（６）の各条件でＮ2の送気を開始
し、それ以降炉内ガスをサンプリングして炉内酸素濃度
と露点の推移を測定した。この炉内酸素濃度の実測値を
図８に、炉内露点の実測値を図９に示す。
【００２３】これによれば、雰囲気ガスを炉内空間に直
接送気するだけの比較例に較べ、本発明法により炉壁耐
火物の最外面側からの雰囲気ガスの送気を行うことによ
り、炉内雰囲気の酸素濃度と露点が速かに低下すること
が判る。また、本発明例１〜本発明例４の結果から、送
気孔７による送気位置の密度は約３ｍ2に１ヶ所程度で
ほぼ十分であることが判る。また、本発明例３と本発明
例５の結果から、雰囲気ガスを炉内空間に直接送気する
ことなく、炉壁耐火物の最外面側からのみ雰囲気ガスを
送気するだけでも炉内雰囲気の酸素濃度と露点を速かに
低下させ得ることが判る。
接送気するだけの比較例に較べ、本発明法により炉壁耐
火物の最外面側からの雰囲気ガスの送気を行うことによ
り、炉内雰囲気の酸素濃度と露点が速かに低下すること
が判る。また、本発明例１〜本発明例４の結果から、送
気孔７による送気位置の密度は約３ｍ2に１ヶ所程度で
ほぼ十分であることが判る。また、本発明例３と本発明
例５の結果から、雰囲気ガスを炉内空間に直接送気する
ことなく、炉壁耐火物の最外面側からのみ雰囲気ガスを
送気するだけでも炉内雰囲気の酸素濃度と露点を速かに
低下させ得ることが判る。
【００２４】〔実施例２〕実施例１で用いた試験炉に雰
囲気ガスの予熱装置を付設し、送気孔７を通じて送気す
るＮ2の温度を２０〜２００℃の範囲で種々変化させ、
雰囲気ガスの予熱効果を試験した。この試験の雰囲気ガ
スの送気条件は、実施例１の本発明例３の条件と同一と
した。本実施例において、炉内露点が−４０℃に到達す
るまでの時間を求めた結果を図１０に示す。これによれ
ば、炉内露点が−４０℃に到達するまでに常温（２０
℃）の雰囲気ガスでは約３０時間を要するのに対し、５
０℃の雰囲気ガスでは約１８時間、１００℃の雰囲気ガ
スでは約１３時間、１２０℃の雰囲気ガスでは約１２時
間、２００℃の雰囲気ガスでは約１１時間をそれぞれ要
している。このように雰囲気ガスを５０℃程度に予熱し
ただけでも、炉内露点の迅速な低下という面で著しい改
善ができることが判る。但し、雰囲気ガスを予熱するこ
とによる効果は１２０℃程度で略飽和している。
囲気ガスの予熱装置を付設し、送気孔７を通じて送気す
るＮ2の温度を２０〜２００℃の範囲で種々変化させ、
雰囲気ガスの予熱効果を試験した。この試験の雰囲気ガ
スの送気条件は、実施例１の本発明例３の条件と同一と
した。本実施例において、炉内露点が−４０℃に到達す
るまでの時間を求めた結果を図１０に示す。これによれ
ば、炉内露点が−４０℃に到達するまでに常温（２０
℃）の雰囲気ガスでは約３０時間を要するのに対し、５
０℃の雰囲気ガスでは約１８時間、１００℃の雰囲気ガ
スでは約１３時間、１２０℃の雰囲気ガスでは約１２時
間、２００℃の雰囲気ガスでは約１１時間をそれぞれ要
している。このように雰囲気ガスを５０℃程度に予熱し
ただけでも、炉内露点の迅速な低下という面で著しい改
善ができることが判る。但し、雰囲気ガスを予熱するこ
とによる効果は１２０℃程度で略飽和している。
【００２５】〔実施例３〕図３に示した月産能力１万ｔ
の電磁鋼板用連続焼鈍炉の各壁面に、平均３ｍ2に１ヶ
所の割合で図４に示すような送気孔７を設け、定期修理
時に炉を開放し、次の立ち上げ時に以下の方法により雰
囲気ガスの炉内への送気を行った。 （１）比較例（従来例）：送気ポート６（ガス供給路
Ａ）を通じてのみ炉内空間にＮ2を１２００Ｎｍ3／ｈの
供給量で送気した。 （２）本発明例：送気ポート６（ガス供給路Ａ）を通じ
て炉内空間にＮ2を４００Ｎｍ3／ｈの供給量で送気する
とともに、送気孔７（ガス供給路Ｂ）から常温のＮ2を
８００Ｎｍ3／ｈの供給量で送気した。
の電磁鋼板用連続焼鈍炉の各壁面に、平均３ｍ2に１ヶ
所の割合で図４に示すような送気孔７を設け、定期修理
時に炉を開放し、次の立ち上げ時に以下の方法により雰
囲気ガスの炉内への送気を行った。 （１）比較例（従来例）：送気ポート６（ガス供給路
Ａ）を通じてのみ炉内空間にＮ2を１２００Ｎｍ3／ｈの
供給量で送気した。 （２）本発明例：送気ポート６（ガス供給路Ａ）を通じ
て炉内空間にＮ2を４００Ｎｍ3／ｈの供給量で送気する
とともに、送気孔７（ガス供給路Ｂ）から常温のＮ2を
８００Ｎｍ3／ｈの供給量で送気した。
【００２６】上記比較例および本発明例について、雰囲
気ガスの送気開始後からの炉内露点および酸素濃度の経
時変化を測定した。その結果を図１１に示す。これによ
れば、比較例では３０日経過後も炉内露点および酸素濃
度は十分に低下せず、炉内雰囲気は安定しない。これに
対して本発明例では、酸素濃度は約６時間経過後に１ｐ
ｐｍ以下となり、酸素濃度計の測定限界に入っている。
また、露点も約１２時間経過後には−３０℃以下とな
り、約３６時間経過後には−４０℃以下に到達し、約７
２時間経過後には−５０℃以下に到達している。
気ガスの送気開始後からの炉内露点および酸素濃度の経
時変化を測定した。その結果を図１１に示す。これによ
れば、比較例では３０日経過後も炉内露点および酸素濃
度は十分に低下せず、炉内雰囲気は安定しない。これに
対して本発明例では、酸素濃度は約６時間経過後に１ｐ
ｐｍ以下となり、酸素濃度計の測定限界に入っている。
また、露点も約１２時間経過後には−３０℃以下とな
り、約３６時間経過後には−４０℃以下に到達し、約７
２時間経過後には−５０℃以下に到達している。
【００２７】また、上記本実施例とは別に、Ｎ2にＨ2を
５〜１５％添加した雰囲気ガスを用い、上記本発明例と
同様の送気条件で雰囲気ガスの送気を実施した結果で
も、送気開始後約３日を経過した時点で露点は−４５〜
−５５℃の範囲で安定した。また、本実施例に供した連
続焼鈍炉の断熱構造は炉外壁面温度が平均８０℃となる
ように設計されているが、従来の操業では炉の部位によ
って温度にバラツキがあり、比較例の操業中における炉
外壁面温度も７０〜１１０℃の範囲であった。これに対
して本発明例の操業中における炉外壁面温度は５０〜９
０℃であり、本発明法では炉壁耐火物の最外層側から供
給される雰囲気ガスが、炉体放散熱となるべき熱の一部
を奪って炉内に供給することにより、省エネルギー効果
もあることが確認できた。
５〜１５％添加した雰囲気ガスを用い、上記本発明例と
同様の送気条件で雰囲気ガスの送気を実施した結果で
も、送気開始後約３日を経過した時点で露点は−４５〜
−５５℃の範囲で安定した。また、本実施例に供した連
続焼鈍炉の断熱構造は炉外壁面温度が平均８０℃となる
ように設計されているが、従来の操業では炉の部位によ
って温度にバラツキがあり、比較例の操業中における炉
外壁面温度も７０〜１１０℃の範囲であった。これに対
して本発明例の操業中における炉外壁面温度は５０〜９
０℃であり、本発明法では炉壁耐火物の最外層側から供
給される雰囲気ガスが、炉体放散熱となるべき熱の一部
を奪って炉内に供給することにより、省エネルギー効果
もあることが確認できた。
【００２８】〔実施例４〕図６および図７に示した試験
炉の鉄皮部を図１２に示すような内側鉄皮８ａと外側鉄
皮８ｂとからなる２重構造とし、内側鉄皮８ａには３０
０ｍｍのピッチで直径１０ｍｍの送気孔７ａを設けると
ともに、外側鉄皮８ｂには各壁面につき各１ヶ所づつ送
気ポート１２を設け、この送気ポート１２から内側鉄皮
８ａと外側鉄皮８ｂとの隙間に雰囲気ガスを供給できる
ようにした。このような炉の構造は、炉壁耐火物に対し
てより均一に雰囲気ガスを送気し、且つ炉外壁面温度を
下げることを狙いとしたものである。
炉の鉄皮部を図１２に示すような内側鉄皮８ａと外側鉄
皮８ｂとからなる２重構造とし、内側鉄皮８ａには３０
０ｍｍのピッチで直径１０ｍｍの送気孔７ａを設けると
ともに、外側鉄皮８ｂには各壁面につき各１ヶ所づつ送
気ポート１２を設け、この送気ポート１２から内側鉄皮
８ａと外側鉄皮８ｂとの隙間に雰囲気ガスを供給できる
ようにした。このような炉の構造は、炉壁耐火物に対し
てより均一に雰囲気ガスを送気し、且つ炉外壁面温度を
下げることを狙いとしたものである。
【００２９】このような試験炉を用い、雰囲気ガスとし
て露点−７０℃、含有酸素濃度０．０５ｐｐｍの高純度
のＮ2を５０Ｎｍ2／ｈの供給量で全量を送気ポート１２
から供給し、炉内酸素濃度および露点の経時変化を実測
した。その結果を図８および図９に示す。これによれ
ば、本実施例のように送気孔７ａを密に設けることによ
り、実施例１の本発明例１〜５に較べ酸素濃度および露
点がより速かに低下することが判る。
て露点−７０℃、含有酸素濃度０．０５ｐｐｍの高純度
のＮ2を５０Ｎｍ2／ｈの供給量で全量を送気ポート１２
から供給し、炉内酸素濃度および露点の経時変化を実測
した。その結果を図８および図９に示す。これによれ
ば、本実施例のように送気孔７ａを密に設けることによ
り、実施例１の本発明例１〜５に較べ酸素濃度および露
点がより速かに低下することが判る。
【００３０】また、炉内温度が１２００℃の定常状態に
到達した時の炉外壁面温度を測定した結果、実施例１の
比較例では炉外壁面温度が９０〜１２０℃であったのに
対し、本実施例では炉外壁面温度が４０〜６０℃に抑え
られ、炉体放散熱は２０％低減された。なお、本実施例
の炉体構造は、各送気孔ごとにガス供給配管を接続する
ことが不要であるため、設備の簡略化を図ることができ
る利点がある。
到達した時の炉外壁面温度を測定した結果、実施例１の
比較例では炉外壁面温度が９０〜１２０℃であったのに
対し、本実施例では炉外壁面温度が４０〜６０℃に抑え
られ、炉体放散熱は２０％低減された。なお、本実施例
の炉体構造は、各送気孔ごとにガス供給配管を接続する
ことが不要であるため、設備の簡略化を図ることができ
る利点がある。
【００３１】
【発明の効果】以上述べた本発明の雰囲気熱処理炉の操
業方法によれば、炉開放後の立ち上り時に、炉壁耐火物
内に残留する空気および水分を効率良く迅速にパージす
ることができ、雰囲気熱処理炉の雰囲気を速やかに安定
させることができる。
業方法によれば、炉開放後の立ち上り時に、炉壁耐火物
内に残留する空気および水分を効率良く迅速にパージす
ることができ、雰囲気熱処理炉の雰囲気を速やかに安定
させることができる。
【図１】雰囲気熱処理炉の炉開放後の立ち上げ時におけ
る炉壁耐火物の厚さ方向の温度分布の推移を示すグラフ
る炉壁耐火物の厚さ方向の温度分布の推移を示すグラフ
【図２】雰囲気ガス温度と雰囲気ガスの随伴可能水分量
との関係を示すグラフ
との関係を示すグラフ
【図３】典型的な水平型焼鈍炉を示す縦断面図
【図４】本発明の実施状況の一例を炉を横断面した状態
で示す図面
で示す図面
【図５】本発明法におけるの雰囲気ガスの炉壁耐火物内
への送気方法の一例を炉壁を断面した状態で示す図面
への送気方法の一例を炉壁を断面した状態で示す図面
【図６】実施例１で使用した試験炉の縦断面図
【図７】実施例１で使用した試験炉の横断面図
【図８】実施例１および実施例４における炉立ち上げ時
の炉内酸素濃度の経時的変化を示すグラフ
の炉内酸素濃度の経時的変化を示すグラフ
【図９】実施例１および実施例４における炉立ち上げ時
の炉内露点の経時的変化を示すグラフ
の炉内露点の経時的変化を示すグラフ
【図１０】実施例２において、雰囲気ガスの予熱温度と
炉内露点が−４０℃に到達するまでの時間との関係を示
すグラフ
炉内露点が−４０℃に到達するまでの時間との関係を示
すグラフ
【図１１】実施例３における炉立ち上げの炉内酸素濃度
および露点の経時的変化を示すグラフ
および露点の経時的変化を示すグラフ
【図１２】実施例４で使用した試験炉の鉄皮部の構造を
示す説明図
示す説明図
１…加熱帯、２…均熱帯、３…冷却帯、４…ハースロー
ル、５…炉壁、６…送気ポート、７、７ａ…送気孔、８
…鉄皮、８ａ…内側鉄皮、８ｂ…外側鉄皮、９…邪魔
板、１０…装入扉、１１…排気ポート、１２…送気ポー
ト、Ａ，Ｂ…ガス供給路、Ｓ…ストリップ
ル、５…炉壁、６…送気ポート、７、７ａ…送気孔、８
…鉄皮、８ａ…内側鉄皮、８ｂ…外側鉄皮、９…邪魔
板、１０…装入扉、１１…排気ポート、１２…送気ポー
ト、Ａ，Ｂ…ガス供給路、Ｓ…ストリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 和久 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 山路 常弘 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 拜司 裕久 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 笠井 勝司 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 (3)
- 【請求項１】 少なくとも炉開放後の立ち上げ時に、炉
壁耐火物の最外面側から炉内空間に向けて雰囲気ガスを
送気することを特徴とする雰囲気熱処理炉の操業方法。 - 【請求項２】 少なくとも炉開放後の立ち上げ時に、炉
内空間に直接雰囲気ガスを送気するとともに、炉壁耐火
物の最外面側から炉内空間に向けて雰囲気ガスを送気す
ることを特徴とする雰囲気熱処理炉の操業方法。 - 【請求項３】 炉壁耐火物の最外面側から炉内空間に向
けて送気する雰囲気ガスの温度を５０〜１２０℃とする
ことを特徴とする請求項１または２に記載の雰囲気熱処
理炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5344178A JP2982598B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 雰囲気熱処理炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5344178A JP2982598B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 雰囲気熱処理炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07173526A true JPH07173526A (ja) | 1995-07-11 |
| JP2982598B2 JP2982598B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=18367235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5344178A Expired - Fee Related JP2982598B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 雰囲気熱処理炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982598B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012111995A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Jfe Steel Corp | 連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法 |
| WO2014115190A1 (ja) | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 連続熱処理炉の炉内雰囲気調整方法 |
| JP2015031487A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 雰囲気熱処理炉 |
| JP2015160974A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 連続焼鈍炉および連続焼鈍炉の立ち上げ方法 |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP5344178A patent/JP2982598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012111995A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Jfe Steel Corp | 連続焼鈍炉の炉内雰囲気調整方法 |
| WO2014115190A1 (ja) | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 連続熱処理炉の炉内雰囲気調整方法 |
| KR20150110759A (ko) | 2013-01-28 | 2015-10-02 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 연속 열처리로의 로 내 분위기 조정 방법 |
| JP2015031487A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 雰囲気熱処理炉 |
| JP2015160974A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 連続焼鈍炉および連続焼鈍炉の立ち上げ方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2982598B2 (ja) | 1999-11-22 |
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