JPH0827524A - 連続焼鈍炉の操炉方法 - Google Patents

連続焼鈍炉の操炉方法

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JPH0827524A
JPH0827524A JP6162496A JP16249694A JPH0827524A JP H0827524 A JPH0827524 A JP H0827524A JP 6162496 A JP6162496 A JP 6162496A JP 16249694 A JP16249694 A JP 16249694A JP H0827524 A JPH0827524 A JP H0827524A
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Minoru Iwata
穣 岩田
Kiyoshi Mineura
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Abstract

(57)【要約】 【目的】連続焼鈍炉内の一回の通板でステンレス鋼の2
段熱処理(γ→α処理)を行うことができる操炉方法の
提供。 【構成】予熱帯、加熱帯および均熱帯を備えたステンレ
ス鋼帯用の連続焼鈍炉において、加熱帯のバーナへの燃
料の供給を停止して空気のみを炉内に送入し、α処理の
温度に急速に炉温を低下させる。 【効果】炉内温度を加熱帯域で急激に低下させることに
より、既設の連続焼鈍炉によっても2段熱処理(γ→α
処理)を行うことができ、ステンレス鋼(フェライト系
およびマルテンサイト系)の熱間圧延鋼帯の冷間圧延な
らびに焼鈍をそれぞれ1回で終了させて成形性の良好な
鋼板を低コストで製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続焼鈍炉の操炉方
法、特に、フェライト系およびマルテンサイト系のステ
ンレス鋼帯の熱処理に適用することができる連続焼鈍炉
の操炉方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼の冷延鋼板の成形性を向上
させるためには、熱間圧延鋼帯を焼鈍したのち最終板厚
に仕上げるまでに、冷間圧延および焼鈍を2回行うのが
通例である。
【0003】特開昭55−141523号公報に、熱間圧延後、
950〜1100℃の温度範囲で加熱し、引き続き 750〜850
℃の温度範囲で2分以上加熱し、室温まで急冷した後最
終板厚まで冷間圧延を行うフェライト系ステンレス鋼板
の製造方法が提案されているが、これは、深絞り用とし
て用いられるアルミニウム(Al)を含有するフェライト
系ステンレス鋼を対象とし、Alを微細に分散させること
を狙いとするもので、一般には図5に示す工程が採用さ
れている。
【0004】この工程は、オーステナイト系、フェライ
ト系、マルテンサイト系等、ステンレス鋼板の成形性を
向上させるために適用される一般的な製造工程(一部)
で、熱間圧延鋼帯に冷間圧延を施して最終の板厚にする
までに、中間と仕上の2回の連続焼鈍が行われる。これ
は、熱間圧延によって生じた成形性を劣化させる集合組
織や層状炭化物をランダム化ないしは分散させるため
で、これを1回の焼鈍で完全に行うには長時間を要し、
連続焼鈍炉で行おうとすれば炉長を長くしなければなら
ず、設備上の制約を受ける。従って、仕上圧延の前に中
間の冷間圧延工程を入れて40%以上の圧下率で圧延し、
さらに中間焼鈍を行うのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
製造工程では中間の圧延および焼鈍工程が必須であるた
め製造コストの上昇を免れ得ない。
【0006】本発明は、炉内温度を加熱帯域で急激に低
下させることが可能な連続焼鈍炉の操炉方法であって、
特に、既設の熱間圧延鋼帯の連続焼鈍炉を用い、ステン
レス鋼の熱間圧延鋼帯を対象として冷間圧延ならびに焼
鈍をそれぞれ1回で終了させることができる操炉方法を
提供することを課題としてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱間圧延
後のステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、前記の中間で
行う冷間圧延および焼鈍の工程を省略するため、2段熱
処理(γ領域で加熱し、次いでα領域で加熱する熱処理
で、以下、「γ→α処理」ともいう)を採用することと
し、既設の熱間圧延鋼帯の連続焼鈍炉での実施について
検討した。2段熱処理(γ→α処理)によって結晶組織
等の安定化を図り、冷延鋼板の成形性を向上させること
ができる。
【0008】連続焼鈍炉でこの2段熱処理(γ→α処
理)を行うことができれば、工業的に実施可能な熱処理
温度の範囲内にγ−α変態点を有するフェライト系およ
びマルテンサイト系のステンレス鋼帯を対象として、製
造コストを削減することが可能になる。
【0009】検討するに当たって、まず、供試材とし
て、厚さ 3.2mm、幅30mm、長さ 150mmのSUS
430N相当材(C:0.06%、Si:0.41%、Mn:0.37
%、Cr:16.2%、Ni0.08%、N:0.0328%…いずれも質
量%)を用い、発熱体として赤外線を使用する高速熱処
理試験機により連続ヒートパターンと熱処理後の材料の
硬さ(HR B)との関係を調べた。その結果、γ領域での加
熱時間を2分程度、α領域(750℃) での加熱時間を4分
程度とすれば HR B 80以下となり、成形性を向上させ得
ることを確認した。
【0010】そこで、既設の連続焼鈍炉を用い、前記の
高速熱処理試験機による試験で用いたSUS 430N相当材の
熱間圧延鋼帯(厚さ 3.2mm、幅1000mm)を対象として2
段熱処理(γ→α処理)を行った。
【0011】図1は炉の構造と熱処理時のヒートパター
ンを示す図である。この図1のヒートパターンに示すよ
うに、γ領域での処理時間(1.5 〜2分)は確保できる
が、α領域での処理時間(3.5 〜4分)を確保すること
は困難であった。これは、鋼板温度をγ領域での処理温
度(設定炉温で1030℃)からα領域での処理温度(設定
炉温で 750℃)へ低下させるのに時間がかかり、ライン
速度を最低にしても有効炉長の範囲内ではα領域での処
理時間が短くなることによるものである。
【0012】処理温度の低下に時間がかかるのは、炉
が、本来、加熱装置として設計されたものだからであ
る。図1に示すように、連続焼鈍炉は予熱帯(No.1およ
びNo.2ゾーン) 、加熱帯(No.3およびNo.4ゾーン) およ
び均熱帯(No.5およびNo.6ゾーン) の3帯、6ゾーンに
分割され、各ゾーンに配設されている加熱用バーナで発
生した燃焼排ガスは誘引ブロワーにより No.1ゾーン側
へ誘引される。この炉で2段熱処理(γ→α処理)を行
おうとすると、炉温が高ければ制御装置が働いてバーナ
での燃焼は停止されるが、予熱帯から加熱帯(No.3ゾー
ン)に搬送されてくる鋼帯の温度は炉温より高く、ま
た、誘引ブロワーにより後段ゾーンの高温の燃焼排ガス
が流入するので No.3ゾーンでは必然的に熱量オーバー
となり、処理温度の低下速度が小さくなる。
【0013】この処理温度の低下速度を早めるために N
o.3ゾーンに冷空気を送入したところ、γ領域での加熱
処理からα領域での加熱処理への移行に要する時間を短
縮することができ、既設炉の設備能力で2段熱処理(γ
→α処理)を行うことができた。
【0014】本発明は、上記の試験結果に基づいてなさ
れたもので、その要旨は下記の連続焼鈍炉の操炉方法に
ある。
【0015】『予熱帯、加熱帯および均熱帯を備えたス
テンレス鋼帯用の連続焼鈍炉において、加熱帯のバーナ
への燃料の供給を停止して空気のみを炉内に送入し、炉
内温度を加熱帯域で急激に低下させることを特徴とする
連続焼鈍炉の操炉方法。』
【0016】
【作用】本発明の連続焼鈍炉の操炉方法をステンレス鋼
の熱間圧延鋼帯の2段熱処理(γ→α処理)に適用する
に際して、γ領域での加熱処理を行うために、熱間圧延
鋼帯の温度を Ac1変態点以上として一定時間(1.5 〜2
分間)保持することが必要であるが、これは、 No.1お
よび No.2ゾーンの炉温を高くすればよいので容易に実
施することができる。
【0017】γ領域での加熱処理からα領域での加熱処
理への移行時間を短縮するには、連続焼鈍炉の加熱帯の
バーナへの燃料の供給を停止して空気のみを炉内に送入
すればよい。実際にこれを行うには、予熱帯出口または
No.3ゾーン出口に放射温度計等の鋼板温度を測定する
ことができる計測手段を取り付け、実測された鋼板温度
の設定鋼板温度からの偏差量に応じて No.3ゾーンに配
設されているバーナから炉内に冷空気を送り込む。鋼板
温度を測定するのは、鋼板温度を正確に把握してγ領域
での加熱処理を確実に行うためである。以下、図を用い
て説明する。
【0018】図2(a) は連続焼鈍炉の加熱帯(No.3ゾー
ン)における炉温とバーナへの燃料および燃焼用空気の
供給量の制御方法の説明図で、通常の操炉方法の場合で
ある。この図において、炉体天井に取付けられている熱
電対1で検出された炉内温度の測定値PV1 が温度調節計
TIC に送られる。温度調節計TIC では、内蔵されている
PID制御装置が作動して、炉内温度の測定値PV1 と予
め鋼種ごとに決めてある設定値SP1 との差をなくするよ
うな信号(MV1) が燃料および燃焼用空気の調節弁の開度
0〜100 %に相当する電流値として出力される。
【0019】温度調節計TIC の出力MV1 は燃料流量調節
計 Ff ICと空気流量調節計 Fa IC(いずれもPID制御
装置を内蔵)へ送られるが、燃料流量調節計 Ff ICで
は、温度調節計TIC の出力MV1 を設定値SP2 とし、その
SP2 と燃料流量計4で測定された流量データPV2 との差
をなくするように、すなわち、 SP2=PV2 となるように
MV2 が出力され、このMV2 により燃料調節弁5の開度が
コントロールされる。
【0020】一方、空気流量調節計 Fa ICへ送られる温
度調節計TIC の出力MV1 は、表面スケールの生成および
省エネルギーを勘案して予め空気量と燃料量の比率を設
定してある空気比設定器 (通常は燃料量に対し、11〜14
倍の空気量にする) により、空気流量調節計 Fa ICにそ
の設定値SP3 として与えられ、このSP3 と空気流量計2
で測定された流量データPV3 とが等しくなるようにMV3
が出力され、このMV3により空気調節弁3が作動して空
気流量の調節が行われる。
【0021】燃料の供給量の変化等によって炉内温度測
定値PV1 が変化すれば、上記のような制御が繰り返さ
れ、炉内温度が予め定めた設定値SP1 になるようにコン
トロールされる。
【0022】なお、本装置には、燃料と空気の比率を相
互監視し燃焼の安定化を図る機能 (クロスリミット方
式) を有しているが、ここでは省略する。
【0023】図2(b) は、本発明の操炉方法(γ→α処
理を行う操炉方法)による場合の炉温とバーナへの空気
の供給量の制御方法の説明図である。この図において、
炉体天井( No.2ゾーン出口)に取付けられている放射
温度計7で検出された鋼板温度の測定値PV4 は温度調節
計TIC に送られる。温度調節計TIC では、PID制御装
置が作動して鋼板温度の測定値PV4 と予め定めてある設
定値SP4 との差が等しくなるような信号(MV4) が燃料お
よび燃焼用空気の調節弁の開度0〜100 %に相当する電
流値として出力される。
【0024】なお、このときの出力は、上記図2(a) に
示した通常の操炉方法による場合の制御動作と逆作動の
出力になるように予め出力設定をしておく。すなわち、
図2(a) の制御では、炉内温度が上がると空気と燃料の
供給量を絞って炉温を下げる正作動制御を行うのに対
し、図2(b) の本発明の操炉方法では、鋼板温度が上が
ると空気の供給量を多くして鋼板温度 (炉温) を下げる
逆作動制御を行う。
【0025】温度調節計TIC の出力MV4 は、燃料流量調
節計 Ff ICならびに空気流量調節計Fa ICへ送られる
が、燃料弁6は予め閉止してあるので燃料流量調節系統
(図中の破線で囲んだ部分)は作動しない。従って、燃
料流量調節計 Ff ICの自動−手動切換えスイッチは手動
としておく。
【0026】空気流量調節計 Fa ICへ送られた出力MV4
は、上記図2(a) の制御の場合と同様に、空気流量調節
計 Fa ICにその設定値SP6 として与えられ、このSP6
空気流量計2で測定された流量データPV6 とが等しくな
るようにMV6 が出力される。
【0027】このMV6 により空気調節弁3が作動して炉
内に送入される空気流量の調節が行われ、鋼板温度の測
定値PV4 が予め定めた設定値SP4 になるようにコントロ
ールされる。
【0028】上記のように、本発明方法では、鋼板温度
の計測手段を設け、加熱帯のバーナへの燃料の供給を停
止して空気のみを炉内に送入する。温度調節計TIC の作
動は、前述のように、図2(a) に示した通常の操炉方法
では、例えば炉内温度測定値PV1 が設定値SP1 より高い
場合、空気と燃料の供給量を絞る制御を行うのに対し、
図2(b) の本発明の操炉方法では、鋼板温度測定値PV4
が設定値SP4 より高い場合、空気の供給量を多くして鋼
板温度 (炉温) を下げるように作動させ、実測の鋼板温
度が設定温度になるようにフィードバック制御を行う。
その結果、炉内温度を加熱帯域で急激に低下させること
が可能となり、加熱帯域をいわば冷却帯として使用する
ことができる。
【0029】冷空気の送入量の制御は、上記のようなフ
ィードバック制御ではなく、以下の方法によっても可能
である。
【0030】図3は、炉の予熱帯出口における鋼板温度
(950℃) をγ領域での加熱処理の終点と想定し、ライン
速度を6mpm 、空気温度を 350℃として、 No.3ゾーン
の出口で鋼板温度を 750℃にするために必要な送入空気
量を算定したものである。このようなγ領域での加熱処
理完了後の鋼板温度と所要空気量の関係図をライン速度
等に応じて求めておくことにより、 No.3ゾーンの出口
で鋼板温度を 750℃に低下させることができる。
【0031】α領域での加熱処理時間は、必要な時間
(上記のステンレス鋼帯のγ→α処理の場合は、例えば
4分とする)を決め、それによって前記のγ領域での加
熱処理からα領域での加熱処理への移行時間を調節する
ことにより確保することができる。
【0032】上記の本発明の操炉方法によれば、炉内温
度を加熱帯域で急激に低下させることが可能になる。従
って、炉長に制限のある既設の連続焼鈍炉であっても2
段熱処理(γ→α処理)を行うことができ、フェライト
系およびマルテンサイト系のステンレス鋼の熱間圧延鋼
帯を対象として成形性の良好な鋼板を製造するに際し、
冷間圧延ならびに焼鈍をそれぞれ1回で終了させ、製造
コストを削減することができる。γ→α処理に限らず、
熱処理途中に冷却を必要とする処理への適用も可能であ
る。また、この操炉方法を前提とすれば炉長を短くする
ことができるので、炉を新設する場合は、設備コストの
低減が可能となる。
【0033】
【実施例】図1に示した構成を有する既設の連続焼鈍炉
に対して本発明方法を適用し、SUS 430 相当材の熱間圧
延鋼帯(厚さ 3.2mm、幅1000mm)を対象としてγ→α処
理を行った。各ゾーンにおける設定炉温および No.2、
No.4および No.6ゾーンの出口での鋼板狙い温度は表
1に示すとおりで、ライン速度は6m/min とした。
【0034】
【表1】
【0035】No.3ゾーンへの送入空気量の制御は図2
(b) に示した方法で行った。すなわち、予熱帯出口の鋼
板温度を放射温度計で測定し、温度調節計と空気量調節
計を用いて鋼板温度に対するフィードバックを行い、鋼
板温度が設定温度になるように送入空気量をコントロー
ルした。
【0036】γ→α処理時のヒートパターンを図4に示
す。この図に示されるように、γ領域およびα領域での
所要の加熱処理時間を確保することができた。なお、こ
のときの送入空気量は、計算で求めた空気量と同等で、
ライン速度等に応じて鋼板温度に対する送入空気量を求
めておき、鋼板温度の監視データに基づいて送入空気量
を制御する方法も可能であることが実証できた。
【0037】
【発明の効果】本発明の操炉方法によれば、炉内温度を
加熱帯域で急激に低下させることが可能であり、既設の
連続焼鈍炉によっても2段熱処理(γ→α処理)を行う
ことができる。従って、フェライト系およびマルテンサ
イト系のステンレス鋼の熱間圧延鋼帯を対象として成形
性の良好な鋼板を製造するに際し、冷間圧延ならびに焼
鈍をそれぞれ1回で終了させ、製造工程の合理化と製造
コスト節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続焼鈍炉の構造と、この炉を用いて通常の操
炉方法により行ったステンレス鋼帯の2段熱処理(γ→
α処理)時のヒートパターンを示す図である。
【図2】連続焼鈍炉の加熱帯(No.3ゾーン)における炉
温とバーナへの燃料および燃焼用空気の供給量の制御方
法の説明図で、(a) は通常の操炉方法による場合、(b)
は本発明の操炉方法による場合である。
【図3】γ処理完了後の鋼板温度と、この鋼板温度を所
定の温度まで低下させるのに必要な空気量との関係を示
す図である。
【図4】本発明の操炉方法を適用して連続焼鈍炉でステ
ンレス鋼帯の2段熱処理(γ→α処理)を行ったときの
ヒートパターンを示す図である。
【図5】ステンレス鋼板の成形性を向上させるために適
用される一般的な製造工程(一部)を示す図である。
【符号の説明】
1:熱電対、2:空気流量計、3:空気調節弁、4:燃
料流量計、5:燃料調節弁、6:燃料弁、7:放射温度
計、 TIC:温度調節計、Fa IC:空気流量調節計、 Ff I
C:燃料流量調節計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予熱帯、加熱帯および均熱帯を備えたステ
    ンレス鋼帯用の連続焼鈍炉において、加熱帯のバーナへ
    の燃料の供給を停止して空気のみを炉内に送入し、炉内
    温度を加熱帯域で急激に低下させることを特徴とする連
    続焼鈍炉の操炉方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01287224A (ja) * 1988-05-12 1989-11-17 Kawasaki Steel Corp 連続熱処理炉における炉内温度制御方法
JPH06136455A (ja) * 1992-10-23 1994-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 連続熱処理炉の板温制御方法

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