JPS5822524B2 - 連続焼鈍設備の急速加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加熱帯、均熱帯、１次冷却帯、過時効処理帯
、２次冷却帯等からなる連続焼鈍設備の加熱帯の改良に
関するもので、特に、衝突噴流式直火型加熱炉（以下衝
突噴流式直火炉と略す）により、加工性の優れた冷延鋼
板を得るために必要な４０°Ｃ／ ｓｅｃ以上、好まし
くは６０／１００°Ｃ／ｓｅｃ程度の急速加熱速度を得
ると共に、上記直火炉の燃焼排ガスを利用する加熱方式
の異なる２つの予熱炉を設けて、熱効率の向上および炉
長短縮を図った、連続焼鈍設備の急速加熱装置に関する
ものである。

周知の如く、鋼帯を連続焼鈍して、加工性の優れた鋼板
を得るためには、均熱温度までの鋼帯加熱速度、均熱温
度、時間、１次冷却での冷却速度等が重要であり、従来
、種々のヒートサイクルが提案されている。

例えば本出願人の出願に係る特願昭５３−３０６８号で
は、冷間圧延された鋼板を連続焼鈍するに際して、加熱
帯での６００℃から均熱温度。

までの加熱速度が、セメンタイトからの炭素の溶出を押
えて均熱時に粒成長のし易い再結晶粒を作るために、４
０℃／ ｓｅｃ以上の超急速加熱速度で７００〜７５０
℃に加熱し、その温度で５秒〜２０秒間均熱し、その後
過時効処理して、加工性の優れた冷延鋼板を製造する方
法を提案している。

なお４０℃／ ｓｅｃ以上の超急速加熱が行なわれるべ
き温度範囲については、超急速加熱の意義がセメンタイ
トからの炭素の溶出を押えて均熱時に粒成長のし易い再
結晶粒をつくる点にあるので、その下限は再結晶が始ま
らない温度でかつセメンタイトからの炭素の溶出がほと
んど生じない温度でなければならず、その温度は好まし
くは５００°Ｃ１高くとも６００°Ｃである。

この場合、超急速加熱の開始温度は、上記６００℃又は
５００℃であってもよいし、又はそれよりも低温であっ
てもよい。

又特願昭５３−１２５］、５１号では、冷間圧延された
鋼帯を連続焼鈍するに際して、再結晶開始温度（例えば
成分によっても異なるが５５０℃）直下から均熱温度ま
での加熱速度が、深絞り性にとって好ましい再結晶方位
を発達させるはかりでなく短時間で充分な粒成長を完了
させるため、４０℃／ ｓｅｃ以上の急速加熱で７５０
℃〜９００°Ｃに加熱し、１秒〜２０秒間均熱し、冷却
後、短時間過時効処理して深絞り性の優れた冷延鋼板を
製造する方法を提案している。

なお急熱開始点である再結晶開始温度までへの加熱速度
が成品板の深絞り性に影響を及ぼすことはないので、任
意の加熱速度を選定しうる。

本発明は前述の６００℃から均熱温度（７００〜７５０
℃）までや、５５０°Ｃから均熱温度（７５０〜９００
°Ｃ）までの加熱速度が４０°Ｃ／ｓｅｃ以上、好まし
くは６０〜１００°Ｃ／ｓｅｃ程度の急速加熱を高熱効
率で達成する急速加熱装置を提供するものである。

従来、連続焼鈍設備において直火式加熱帯を採用し、付
着圧延油を燃焼除去し加熱帯入側の電清装置を排除した
り、蒸気又は温水等による簡易洗浄装置に変更すること
が特開昭５２−１３８０１３号公報および特開昭５２−
１４４３３１号公報で提案されている。

又特開昭５３−１７５１．８号公報には加熱炉における
加熱方式を直火型とし、更にその加熱炉の入側方向に予
熱炉を設け、予熱室には上記直火炉で発生した高温の排
ガスが導ひかれその顕熱で予熱を行なうと共に、空気を
富化して完全燃焼を図ることにより、熱効率を向上させ
熱エネルギーを有効利用すると共に電解清浄装置を省略
するものが提案されている。

又特公昭５３−３９８４８号公報には加熱帯の前部に空
気ノズルを備えた予熱炉を設け、加熱帯の排カスを予熱
炉に導入しかつ予熱炉に設けた空気ノズルより所望の燃
焼空気を噴出させて後続燃焼を行なうストリップの予熱
法が提案されており、特開昭５０−１４７４１４号公報
には予熱スロートへ無酸化性高温排カスを流す直火式無
酸化炉が提案されている。

以上の様に、直火炉の高温排ガスを予熱炉へ導入してス
ｌ−ＩＪツブの予熱に使用することは種々提案されてい
るが、いずれも排ガスを予熱炉中を通過させる輻射主体
の予熱炉であり、排ガス顕熱を有効利用するためには予
熱炉長が長大になると共に予熱炉からの排ガス持出し顕
熱がまだ太きいものであった。

又直火式加熱炉を採用する目的は入側設備の簡略イヒに
あり、特に材質確保上必要な急速加熱速度（４０℃／ｓ
ｅｃ以上）を得る目的でなく、従って急速加熱速度を得
るために直火式加熱炉をどのように具体的に構成するか
については何らの提案もなされていない。

又一般に連続焼鈍炉での直火炉の加熱力式はサイドバー
ナ一方式（鋼帯通板方向と直交しかつフレームを鋼板表
面と平行に形成するバーナー設置形態）が主体であり、
急速加熱が狙いでないため、鋼帯巾方向均一加熱もある
程度可能であったが、このようなサイドバーナ一方式で
４０℃／ ｓｅｃ以上の急速加熱を行なう場合、巾方向
均一加熱はまずむりであった。

本発明者等は４０℃／ ｓｅｃ以−ヒの加熱速度、好ま
しくは６０〜１００°Ｃ／ ｓｅｃを満足するためにそ
の加熱方式（手段、炉材等）を検討した結果、次の知兄
を得た。

輻射伝熱を加熱の主体とする場合、連続焼鈍対象鋼帯の
最大厚１．６ ｍ ／ ｍの鋼帯（通常の冷延材）につ
いて材質上必要な４０ ’Ｃ／ ｓｅｃの下限急速加熱
速度を確保する場合、その必要とする雰囲気温度（炉温
）は第１図に示す如＜ １６５０℃が必要である。

第１図において、１は板厚１．６ ｍ ／ ｍの鋼帯が
４０°Ｃ／ ｓｅｃを満足する熱伝達率を、２は輻射の
みの熱伝達率を示している。

上記雰囲気温度１６５０°Ｃは、上記熱伝達率曲線１と
２との交点で示されるものである。

なお図中３及び４は板厚１．６ｍ／ｍで６０°Ｃ／ ｓ
ｅｃ及び１００℃／ ｓｅｃを満足する熱伝達率を示す
。

一方連続焼鈍設備の加熱炉用炉材について検討したとこ
ろ、上記１６５０℃程度以上に耐える炉材は、１７５０
℃程度で使用される燃成キルン及び２０００°Ｃ程度で
使用される超高温焼成炉が実用されていることからして
充分現存する。

従って上記現存炉材で加熱炉を構成すれば、１６５０°
Ｃ１４０°Ｃ／ ｓｅｃを確保できる。

しかしこのような１６５０°Ｃ以上の高温で使用される
耐火物（炉材）は、一般に定形耐火物であり、高級炉材
であり高価でしかも高温使用のため寿命が短かい欠点が
ある。

又連続焼鈍設備の加熱炉では、炉出口板温を、板厚か変
化しても、最終的に得たい材質に応じた目標値（均熱温
度）にする必要があり、このため炉温を変更したり或は
緊急事態の発生等により通板を停止すると共に、これに
ともなう鋼帯破断を防止するためにカスを吹き込み炉内
を急冷する必要があり、このような炉の冷却、加熱によ
り、上記定形耐火物にスポーリングが発生し更に炉寿命
が短縮される。

又定形耐火物は高熱容量特性を有しており、炉温変更に
おいて応答性が悪く出口板温を制御するための炉温制御
性が良くない。

従って連続焼鈍加熱炉の炉材としては、低熱容量であり
応答性が良いこと、更には耐スポーリング性が良いこと
が要求されファイバー系耐火物が最適である。

このようなファイバー系耐火物で構成する炉の実用炉温
について述べると、現在存在するファイバー系耐火物で
耐熱温度の最大（定格）は、例えば純Ａｌ２Ｏ３に近い
ザフイールファイバーでは１６００℃程度であり、通常
、経験上定格のｉｏ。

℃程度以下の温度で耐火物を使用する。

従って、低熱容量で応答性が良く耐スポーリング性が良
いことが要求される連続焼鈍加熱炉の実用炉温の最大値
は１４００〜１５００°Ｃといえる。

前述の如く、輻射伝熱で１．６ｍ／ｍ、４０℃／ｓｅｃ
を得る炉温は１６５０°Ｃであり、炉材面より実用不能
な温度ではないが、高温用炉材の一般的欠点、連続焼鈍
加熱炉の必要な特性及びこの特性から選定される炉材面
より実用不可能であり、この観点より輻射伝熱のみで４
０ ’Ｃ／ ｓｅｃの急速加熱速度を得ることはできな
い。

一方、高温燃焼ガス或は高温燃焼フレームを鋼帯表面に
衝突せしめて対流伝熱を加えることにより熱伝達率を２
００〜５０ＫＣａｌ／ｍ２ｈｒ°Ｃ（衝突表面積により
異なるが）程度向上せしめることができ、前記炉温によ
る輻射伝熱に補足的に衝突噴流による対流伝熱（５０Ｋ
ｃａｌ／ｍ”ｈｒ ℃）を加えることにより、第゛１図
に示す如く板厚１．６ｍ／ｍについて４０°Ｃ／ ｓｅ
ｃの急速加熱速度を確保する雰囲気温度を、最適炉材に
より規制される実用炉温の最大１５００°Ｃ以下の１４
８０’Ｃ程度にすることが可能であり、前述の定形耐火
物を採用することなくファイバー系耐火物で連続焼鈍加
熱炉を構成できる。

なお第１図中５は輻射伝熱による熱伝達率と衝突噴流に
よる対流伝熱の熱伝達率とを加えた熱伝達率曲線である
。

又、鋼帯表面に黒色の熱吸収剤を塗布することにより、
第１図に示す如く、必要炉温を１２５０°Ｃ程度にする
ことかできることも判明した。

第１図中６は鋼帯表面に熱吸収剤を塗布し、輻射のみの
熱伝達率曲線を示している。

単純な輻射伝熱加熱方式では、１．６ｍ／ｍ、４０°Ｃ
／ ｓｅｃを得るために必要な雰囲気温度１６５０°Ｃ
を、衝突噴流を与えて対流伝熱を補足的に与えると１４
８０℃に、又鋼帯表面に黒色の熱吸収剤を塗布して熱吸
収能を向上せしめると１２８０°Ｃに低下せしめること
ができる。

このように炉温を低下せしめることは、使用する燃料を
固定すればその燃料の理論燃焼温度は一定（例えばＣＯ
Ｇの場合２１００°Ｃ程度）であるから熱効率が向上し
、所定量だけ鋼帯を昇温せしめるに必要な使用燃料量（
燃料原単位）か低下（向上）シ、省エネルギー効果を得
ることができる。

第２図１．２．３は、０２〜１．６ｍ／ｍの鋼帯を４０
°Ｃ／ ｓｅｃで急速加熱するに必要な雰囲気温度を加
熱手段が（１）輻射伝熱のみの場合、（２）輻射伝熱に
衝突噴流による対流伝熱を加えた場合、（３）熱吸収剤
を塗布して輻射伝熱する場合の各場合について示したも
のである。

以」−の知見に基すき、本発明では４０℃／ ｓｅｃ以
上好ましくは６０〜１００ ’Ｃ／ ｓｅｃの加熱速度
の必要な例えば４００℃から均熱温度までの加熱には輻
射伝熱と対流伝熱が加熱に寄与する衝突噴流式直火炉を
採用するものである。

本発明はこの点を第１の特徴とするものである。

一方特に材質上は急速加熱の不要な鋼帯加熱領域につい
ては、衝突噴流式直火炉で発生する未燃分及び燃焼排ガ
スを有効利用し、省エネルギーを計るため予熱炉を設け
、この予熱炉で加熱するものである。

輻射伝熱式予熱炉を設けること自体は前述の特開昭５０
−１／１−７４１．４号公報、特開昭５３−１７５１８
号公報、特公昭５３−３９８４８号公報等で周知である
が、本発明の特徴は予熱炉を２つの予熱炉に分割し、１
つは未燃分及び高温燃焼排カスを有効利用する第２予熱
炉と、もう１つは低温排カスの顕熱を利用する第１予熱
炉に分割したところにある。

具体的には、前記衝突噴流式直火炉からの高温排ガスを
導入して輻射伝熱により銅帯の急速加熱開始温度まで予
熱する第２輻射式予熱炉と、該予熱炉からの低温排ガス
を導入して銅帯に噴射して対流伝熱により鋼帯を常温付
近（２０〜８０°Ｃ）から噴流予熱する第１対流式予熱
炉とより、予熱炉を構成したことを第２の特徴とする。

これにより従来の輻射伝熱を主体とする予熱炉を設ける
方式に比較して熱効率を更に高め省エネルギー効果を得
ると共に、同一の予熱量を得るために必要な予熱炉長を
１１５程度に短縮せしめ設備費低減効果を得るものであ
る。

更に本発明の第３の特徴は、前述の衝突噴流式直火炉の
衝突噴流バーナーの設置形態にあり、すなわち衝突噴流
バーナーを軸流配置した点にある（この設置形態のバー
ナーをエンドバーナーと呼ぶ。

）。従来、一般の直火炉の加熱方式でのバーナー設置形
態であるサイドバーナ一方式（通板方向と直交しかつフ
レームを鋼板表面と平行に形成するバーナー設置形態）
では、フレーム長が燃焼量により変化すること、そして
バーナー噴出口付近と、フレーム先端との温度差か大き
いこと、炉内０゜低減のためには、類フレーム化が必要
であることがら鋼帯巾方向均一加熱は困難であり、衝突
噴流を採用したサイドバーナ一方式で４０°Ｇ ／ ｓ
ｅｃ以上を確保する場合には更に均一加熱は困難となる
。

本発明では、衝突噴流バーナーを軸流配置することによ
りバーナーのフレーム長手方向に温度分布があっても、
鋼帯長手方向に作用しても、鋼帯巾方向には作用しない
から鋼帯を巾方向に均一加熱できるものである。

軸流配置する衝突噴流バーナーとしては、通常のバーナ
ーを鋼帯巾方向に複数並夕１ルて軸流配置しても良く、
更に好ましくは鋼帯巾方向にスリット状のバーナー開口
を備えて巾方向に均一に燃焼ガス又は燃焼フレームを形
成するスリット型バーナーを採用するのが良い。

更に単体のスリット型バーナーで鋼帯全巾をカバーする
場合には、スリットを巾方向中央部、両端部に分割して
各部に投入する燃料カス及び燃焼用空気を独立して調整
可能なスリット型バーナーを採用するのが良い。

前記ＩＪ方向連設バーナー或はスリット型バーナーの場
合、更に巾方向均一加熱するためには巾方向の燃料ガス
投入バランスを考慮するものである。

本発明は、連続焼鈍炉の必要特性から採用されるべき炉
材が決定され、この炉材より実用される炉温の最大値が
１５００℃以下であり、この炉温下での輻射伝熱のみで
は４０°Ｃ／ ｓｅｃ以上の急速加熱速度を得ることが
できず、上記炉温による輻射伝熱に衝突噴流による対流
伝熱を補足的に加え）て上記急速加熱速度を得るもので
ある。

従来、対流伝熱を主体としてストリップを急速加熱する
方法や装置がいくつか提案されている。

例えば特公昭４６−４３６９１号公報では、炉を衝突噴
流式直火炉として、その炉の入側に予熱炉を設け、この
予熱炉には直火炉で発生した排ガスを導ひきその熱で予
熱することが提案され又、特公昭５０−３１０８７号公
報では、従来の急速加熱方式がストリップの全面均一化
を目的とするために何れも輻射加熱であり、この方式で
はストリップ表面の熱吸収能による影響でストリップ温
度が変動し、炉温を高くするほどその影響は太きいとし
て、対流伝熱を加熱の主体とする方式が提案されており
、具体的には炉内を連続的に走行するストリップに前半
ゾーンではノズルを通してバーナー火炎、高温加熱気体
を直接吹付け、スト’ＩＪツブ表面に肌荒れが発生しな
い温度域まで対流熱伝導を行なうことによって熱吸収能
の影響を最小にし、かつ上記ノズルをス１〜リップ表裏
において互い違いとなるように対向配置して均一加熱を
行な□い、後半のゾーンではストｌ）ツブが前記温度域
まで達したのちの高温域において輻射加熱によりストリ
ップの最終焼鈍温度まで加熱するステンレス・ストリッ
プの焼鈍方法が提案され、更に特公昭５２−２７６０６
号公報では、ステンレス帯鋼板にトンネルバーナーから
の燃焼ガスジェットを衝突せしめ、帯鋼板をほとんど対
流（７０％以上）によって加熱するように構成した装置
において、バーナーピッチとバーナーとステンレス帯鋼
板との距離をバーナ一孔径で規定して加熱速度を犬にし
て炉長を短縮したステンレス帯鋼板加熱装置が提案され
ている。

これら公知技術はいずれも急速加熱を狙いとして、バー
ナーよりの火炎又は高温加熱気体をストリップ表面に直
接吹きつけるものであるか、あくまでストリップを対流
伝熱によって加熱しよ、うとするものであり、対流伝熱
効果を最大にするためその吹き付は角度はスＩ−ＩＪツ
ブ表面に対して火炎又は高温加熱気体を直角に吹きつけ
ている。

又、直角に吹き付けてきるように、炉壁に銅帯の進行方
向及び鋼帯１↑ｊ方向に所定のピッチで１ヘンネルバー
ナー、ショートフレームバーナーを複数設置している。

対流伝熱効果を最大にするため、炉壁の鋼帯走行方向及
び巾方向に設置した複数のバーナーで、火炎又は高温加
熱気体をストリップ表面に直交して吹きつける上記特公
昭５０−３１０８７号公報、特公昭５２−２７６０６号
公報の衝突噴流式直火炉では、銅帯巾方向均一加熱に関
しては、ストリップが進行する両側壁に配置するバーナ
ーは、互い違いに取り付けたり、更に特公昭５２−２７
６０６号公報記載の如く、鋼帯巾方向のバーナーピッチ
をバーナ一孔径の６〜７倍以下に配置したりして巾方向
均一加熱を確保している。

このように直交衝突噴流型直火炉では、対流伝熱が加熱
の主体であるから多数のバーナーが必要でアリ、そのバ
ーナーメインテナンスが大変であり、そのバーナー配置
に特殊な工夫が必要であった。

本発明は既に述べたように４０°Ｃ／ ｓｅｃの速度を
得るための加熱の主体は高炉温による輻射伝熱にあり、
その炉温を実用範囲に低減するために衝突噴流による対
流伝熱を補足的に使用するものであって、前記の直交衝
突方式の対流伝熱を主体とする直火炉とはその技術思想
には基本的差異がある。

又、衝突噴流による対流伝熱は補足的に採用するもので
あるから対流伝熱効果を最大にするための直交衝突の必
要はなく、かつ巾方向に均一加熱を達成するためにバー
ナーを軸流配置することができるものであって、これに
より前述の如き対流伝熱効果を最大にするために直交衝
突せしめたり、１Ｊ方向に均一加熱するために多数のバ
ーナーを通板方向及び巾方向にたがいちがいに、かつ所
定ピッチで配置することなく急速かつ巾方向に均一加熱
を達成できるものである。

以下本発明の実施例を図面により説明する。

第３図は、連続焼鈍設備を示しており、１はコイル巻戻
機、溶接機等を備えた鋼帯の入側処理設備、２は入側ル
ーパー、３６イ熱吸収剤の塗布装置で、本実施例ではタ
ンニン酸系の熱吸収剤を用いている。

４は第１予熱炉、５は第２予熱炉で、第２予熱炉５の熱
源は、バーナーを軸流配置した衝突噴流式直火炉６から
の高温排ガスを用い、第１予熱炉４には第２予熱炉５か
らの低温排ガスを噴流させる。

そして上記予熱炉４および５で銅帯を４００〜５００°
Ｃ程度まで加熱する。

６は衝突噴流式直火炉で、第５図、第６図および第７図
に示す如く、鋼帯巾方向に均一なスリット状の高温燃焼
ガスを噴出する噴出開口γを備えた一対のスリット型バ
ーナー８を、第３図および第４図に示す如く、小ゾーン
９の鋼帯出側において、銅帯表裏面両側に、銅帯長手方
向に傾斜配置しく軸流配置し）、銅帯表裏面にフレーム
又は高温燃焼ガスが銅帯長手方向に傾斜衝突し、鋼帯長
手方向（特に銅帯走行方向と逆方向）に表面に沿って流
れるようにすると共に、小ゾーン９の鋼帯入側の鋼帯両
側外方に、排ガス排気口１０を設けた単位衝突噴流加熱
ゾーン９を一ヒ下方向に４ゾーン連設して構成している
。

各ゾーン９，９，９．９は鉄壁の内面にファイバー系耐
火断熱材（例えはサフイールファイバー）を内張施工し
てなる。

又各スリット型バーナー８群は銅帯の酸化を防止するた
めの例えば、空燃比μｍ０．８〜０９程度の燃焼条件を
採用している。

上記ゾーン９，９，９，９内の鋼帯（例えば板厚１．６
ｍ／ｍ）は主に１５００°Ｃ程度以下（例えば１４８０
°Ｃ）の高炉温による輻射伝熱（ｈ−１５０Ｋｃａｌ／
ｍ２・ｈｒｏＣ）による加熱と、バーナー８よりの燃焼
フレーム又は燃焼ガスと鋼帯との斜交衝突による補足的
な対流伝熱（ｈ＝２００Ｋｃａｌ／ｍ２・１１℃）によ
る加熱により４０°Ｃ／ｓｅｃで急速加熱され、所望の
均熱温度（７００℃〜８６０℃）に加熱される。

この均熱温度は所望の鋼板特性により設定され、各ゾー
ン９の炉温設定や通板速度の変更等により制御され得る
。

本発明の実施例に採用したスリット型バーナー８の一例
は、第５図、第６図及び第７図にその詳細を示す如く、
バーナー１Ｊ方向に直交状に空気を流動せしめる空気均
圧室１１に隣接して、２個一対のバーナー巾方向に正対
せしめたスロート金物１２．１２により、スロート部１
３を始端部として、空気流動力向に拡開する断面テーパ
ー状のスリフト部１４をバーナー巾方向に延設すると共
に、該金物１２．１２前面と多数のガスノズル１５を並
列穿設してスリット状の空気ガス混合室１６を形成し、
バーナータイル１８で該空気カス混合室１６のテーパー
面を延設拡開して形成されるスリンＩ・状・燃焼室１７
を上記空気ガス混合室１６に連通せしめてなり、かくし
て空気及びガスは上記スリット部１４内でＩＩＪ方向に
均一に混合され、上記燃焼室１７・＼バーナー金山に等
しい速度で入り、スリット状開口部７より噴出する高速
炎の長さ、燃焼生成ガスの噴出速度を均一にすることか
できる。

更に、空気均圧室１１、空気導入部１９、ガス調整室２
０、ガス均圧室２１、スロート部１３、空気ガス混合室
１６等の内部機構を仕切板２２゜２２によりバーナー巾
方向に、中央部、両端部の３区画に分割し、各区画毎に
空気導入孔２３及びガス導入孔２４を配置して、各区画
毎の燃焼量及び空燃比を設定することにより、各区画毎
の開口部より噴出する高速炎の長さ、燃焼生成ガス噴出
速度及び燃焼生成ガス組成を調整することができ、かつ
各区画とも均一にしてバーナー開「１全巾に均一にでき
るように構成している。

なお本発明で軸流配置するバーナーは、上記スリット型
バーナー以外に、鋼帯巾方向に並列したバーナ一群（以
下連設バーナーと呼ぶ）を、上記スリットバーナーに代
えて軸流配置することもできる。

このようなバーナーの軸流配置により鋼帯の巾方向均一
加熱はほぼ達成できる。

更に、スリット型バーナー或は連設バーナーの鋼帯巾方
向中央部、両端部のバーナ一部或はバーナ一群への燃料
投入量を適宜、調整することにより、フレームの長手方
向の温度分布等に無関係に更に均一加熱できるものであ
る。

再度第３図において、２５は均熱炉であって該均熱炉を
通じて鋼帯は短時間均熱される。

かくして均熱された銅帯は１次冷却のために気液冷却装
置２６内に導ひかれる。

この気液冷却装置２６により鋼帯は次の過時効処理温度
（３５０〜５００°Ｃ）まで冷却され、かくして過時効
処理温度まで冷却された銅帯は、過時効処理炉２７で６
０秒前後の過時効処理か施されて２次冷却装置２８・＼
浸漬され、２０〜８０°Ｃ程度に冷却される。

引続いて鋼帯は塩酸等の酸洗能を有する液体を収容した
酸洗槽２９に浸漬され、そこで常温付近まで冷却される
と同時に銅帯表面の酸化膜が除去される。

３０はリンズ槽、３１は乾燥機、３２は出側ルーバーで
あり、鋼帯は調質圧延機５３で圧延されて鋼帯出側処理
装置３３で処理されてコイルに巻取られる。

第８図は、第３図にントされている、銅帯を輻射伝熱主
体で対流伝熱補足で均熱温度まで急速加熱する衝突噴流
式直火炉６、該直火炉６からの高温排ガスを導入して輻
射伝熱により急速加熱開始温度まで予熱する第２予熱炉
５、この予熱炉５からの低温排ガスを導入して銅帯に噴
射して対流伝熱により鋼帯を常温付近より予熱する第１
予熱炉４の排カス系統及び第１予熱炉の簡略構造を示す
図面であって、第２予熱炉５はその詳細を示す第４図か
ら明らかな如く、単なる２パスの予熱スロートを形成し
た予熱炉であり、第１予熱炉４は１パスの予熱炉で炉内
には鋼帯通路に沿って複数の（例えば６ヅーン）オンオ
フ自在な予熱ゾーン３４が配置され、各ゾーン内にはダ
ク１〜或は噴出ノズルの噴出部が鋼帯表裏面に向けて開
口設置され、各噴出部に排カス供給管４０が接続され、
その排ガス供給管には噴流をオンオフするオンオフ電磁
弁４３が各々設けられている。

各ゾーンは、銅帯表裏面に衝突し対流伝熱により銅帯を
予熱した排ガスが、例えば炉体の鋼帯巾方向の両端の外
部等に設備した排気口より排出されるようになっている
。

又、該炉４では第２予熱炉５よりの排ガスを使用するが
、特にこの排ガスでも高温ガスは鋼帯湯度の高い状態下
の鋼帯に噴射され、低温ガスは鋼帯の温度の低い状態下
の鋼帯に噴射され、熱効率を高めると共に、必要噴出流
速確保と第２予熱炉５よりの総排ガス流量とのバランス
を考慮して、まず第２予熱炉５よりの排カスが予熱炉４
の鋼帯出側部の後半３ゾーンで噴射され、この噴射後の
カスは、再度、予熱炉４の鋼帯入側部の前半３ゾーンに
噴射される。

第８図において、衝突噴流式直火炉６の単位ゾーン９の
各排気［ｌ １０よりの例えは１４００°Ｃ程度の高温
排ガスは配管３５により集合チャンバー３６・＼上記直
火炉６の炉圧により供給される。

なお３７は一ト記配管３５に配置したオンオフ制御弁（
以下オンオフ弁と略す）である。

このチャンバー３６より配管３８を通して第２予熱炉５
の銅帯出口部に１４００ｍ程度の高温排ガスが供給され
そして炉５内を鋼帯走行方向と逆方向に流れて鋼帯を輻
射伝熱により予熱し、例えば、８００°Ｃ程度の低湿に
なった排ガスは炉５の鋼帯入口部に接続された配管３９
に至る。

この配管３９は、第１予熱炉４の鋼帯出側部の後半３ゾ
ーンの予熱ゾーン３４，３４，３４の噴射部に連通する
配管４０に接続され、この配管３９の排カス上流部には
レキュペレータ４１が、またその下流には送風機４２が
配置され、又その下流の配管４０には各ゾーン毎に排ガ
スのオンオフが自在となるようにオンオフ制御弁４３が
配置される。

レキュペレータ４１通過後の低温排ガスで、噴流による
対流伝熱効果を十分に得るためには流速（例えば５０〜
１００ｍ／５ｅｃ）が必要であるからレキュペレータ４
１の下流に高温送風機４２を設けている。

４４は冷風送風機で、この送風機４４よりの冷風（温度
２０°Ｃ）は管路４５を通ってレキユバ１／−タ４１に
供給され、配管３８よりの排ガスと熱交換され高温空気
（例えば３５０°Ｃ）となり配管４６を通って衝突噴流
式直火炉６のバーナー８へ燃焼用空気として供給される
ようになっている。

第２予熱炉５の鋼帯入口の配管３９に至り、レキュペレ
ータ４１により熱交換されて３００〜５００℃程度の低
温になった低温排ガスは、高温送風機４２によってオン
オフ弁４３を通って後半の予熱ゾーン３４，３４．３４
内のダクト、噴出ノズル等の噴射部に供給されて鋼帯表
裏面に高速度で噴射される。

一ヒ記ゾーン内で鋼帯表裏面に衝突して対流伝熱により
鋼帯を予熱した排ガスは、例えば炉体の鋼帯巾方向両端
外部等に配置した排気口よりこの排気口に接続された配
管４７に至る。

この配管４７は第１予熱炉４の前半の予熱ゾーン３４，
３４．３４内の鋼帯両面両側に対設され、銅帯表裏面に
向って開口する噴出ダクト、噴出ノズル等に排カスをオ
ンオフ自在に供給するためのオンオフ弁４９を各々備え
た配管４８に、前半各予熱ゾーン３４．３４．３４ての
噴流の流速を確保するための送風機５０を介して接続さ
れている。

かくして後半予熱シー ン３４．３４．３４からの低温
排カスは送風機５０によってオンオフ弁４９を有する配
管４８を通って前半の予熱ゾーン３４．３４．３４内の
噴射部に供給され銅帯表裏面に高速度で噴射される。

そして対流伝熱により鋼帯を予熱した排ガスは、例えば
炉体の鋼帯１］力向、両端外力に配置した排気口よりこ
の排気口に接続された配管５１に至り、煙突等に導ひか
れる。

なお第２予熱炉５よりの排カスの第１予熱炉での再使用
回数は、本例では、予熱炉４を前半ゾーン、後半ゾーン
に２分割して後半ゾーンに使用した排ガスを前半ゾーン
へ再び使用して、２度使用しているが、この分割数およ
び使用回数は第２予熱炉５よりの総排ガス量、必要噴流
流速等を考慮の上適宜選定することができる。

上記連続焼鈍設備の急速加熱装置の実施結果について述
べる。

鋼帯に熱吸収剤を塗布せずに、板厚１．６ｍ／ｍ、飯山
１０００ ｍ ／ ｍの鋼帯を１５０ｒｎ／ｍｉＢで’
ｙｌｉ板した。

この場合の衝突噴流式直火炉６の銅帯入口温度は４００
℃、出口温度７００℃を目標値として、投入燃焼量（Ｃ
ＯＧ）２５００ｍ”／ｈｒ、炉温１４８０℃で操業した
。

その時の予熱炉５への入口排ガス温度及び量は１４００
°Ｃ２１２０００Ｎｍ７ ｈｒで、出口排ガス温度及び
量は、８００℃、１２００ＯＮｍ／ｈｒで、レキュペレ
ータ４１の出口排ガス温度４００°Ｃ１燃焼用空気温度
３５０°Ｃ１予熱炉４の後半部の排ガス温度２７０°Ｃ
１前半部の排ガス温度１５０°Ｃであり、予熱炉４．５
で常温から４００℃前後まで予熱できた。

しかして以上の熱効率は８５％であった。

例えば第１予熱炉がない場合の熱効率は４０％で、この
場合の排カス持出し顕熱は１２０００Ｘ１０” Ｋｃａ
ｌ ／ ｈｒである。

又第１予熱炉４の予熱能を、従来の輻射加熱式予熱炉で
得る場合には、第１予熱炉４長２０ｍの約５倍の炉長が
必要である。

この様に輻射加熱式予熱炉を採用する従来装置に比較し
てその炉長は１１５に短縮され設備費低減効果も大きい
。

又４００℃から７００°Ｃまての加熱領域において、４
０“’Ｃ／ ｓｅｃを炉温による輻射伝熱で確保する場
合、必要炉温は１６００’Ｃであり、使用燃料量は３５
００ ｍ３／ ｈｒであるのに対し、本発明の如く補足
的に衝突噴流による対流加熱を加える場合は、炉温は１
４８０°Ｃで、その使用はもＣ０Ｇ２５００ｍ３／ｈｒ
であり、省エネルキー効果も太きい。

又スリットバーナーの巾方向各区筒への投入燃料量を一
定とした場合、ストリップ巾方向の温度差（中央部と端
部との温度差）は２０°Ｃであり、巾方向均一加熱をほ
ぼ満足でき、一方巾方向区画への投入量を中央部と端部
とで変更したところ、巾方向温度差は５°Ｃでありほぼ
完全な巾方向均一加熱が達成できた。

更に鋼帯に熱吸収剤を塗布したところ、炉６の炉温は１
２８０°Ｃで、使用燃料量（ＣＯＧ）は２２００ ｍ”
／ ｈｒであり、従来の輻射加熱法に比較して３７％、
本発明の輻射、対流加熱方式に比較して１２％の省エネ
ルギー効果を得ることができた。

以−ヒ詳述した様に、本発明の連続焼鈍設備の急速加熱
装置によれば、加工性の優れた冷延鋼板を得るために必
要な４０°Ｃ／ ｓｅｃ以上の急速加熱速度を低炉温に
より確実に得ることができると共に熱効率を向上せしめ
て省エネルギー効果を得て炉長短縮を図ることができる
。

具体的には、本発明は直火式加熱炉と、この炉からの排
ガスを使用する予熱炉とからなる連続焼鈍設備の加熱帯
において、上記直火炉を銅帯表裏面に高温燃焼ガス及び
又は高温燃焼フレームを衝突せしめて、対流伝熱と高炉
温輻射伝熱により鋼帯を均熱温度まで急速度で加熱する
衝突噴流式直火炉となしたものであるから、材質上必要
な銅帯加熱領域（例えば４００℃−均熱温度）での急速
加熱速度４０℃／ ｓｅｃを確保するに必要な炉温を、
低熱容量耐スポーリング性の良いファイバー系耐火物で
炉構成可能な温度まで低下せしめ、かくして輻射伝熱加
熱方式の直火炉に比較して省エネルギー効果を得ること
ができると共に、良好な炉特性を確保できるものである
。

更に本発明は上記直火炉で発生する排ガスを利用する予
熱炉を、直火炉よりの高温排カスを導入して輻射伝熱に
より鋼帯の急速加熱開始温度まで予熱する第２予熱炉と
、この予熱炉よりの低温排カスを導入して鋼帯に噴射し
て対流伝熱により鋼帯を常温付近から噴流予熱する第１
予熱炉とより構成したものであるから、従来の輻射加熱
予熱炉のみを設ける方式に比較して、熱効率を更に高め
省エネルギー効果を得ることができると共に同一の予熱
量を得るために必要な予熱炉長を１１５程度に短縮せし
め、かくして設備費低減効果を奏しうるものである。

又本発明に従い、第１予熱炉の入側に熱吸収剤塗布装置
を配置した場合には、更に直火炉の必要炉温を低下せし
めて、より大きな省エネルギー効果を奏することができ
る。

父、本発明に従い、衝突噴流式直火炉の衝突噴流バーナ
ーを軸流配置することにより４０℃／ ｓｅｃ以上の急
速加熱下において鋼帯を巾方向均一加熱できるという効
果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は板厚１．６ ｍ ／ ｍの鋼帯について加熱速
度４０℃／ ｓｅｃを得るために必要な雰囲気温度（炉
温）の説明図、第２図は板厚０．２〜１．６ｒｙｆｎの
銅帯について加熱速度４０°Ｃ／ ｓｅｃを確保するに
必要な雰囲気温度を、輻射加熱のみの場合、輻射加熱に
衝突噴流による対流加熱を加えた場合、熱吸収剤を塗布
して輻射加熱する場合の各々について示す図表、第３図
は本発明の急速加熱装置の一実施例を含む連続焼鈍設備
例の説明図、第４図は第３図の急速加熱装置の第２予熱
炉及び衝突噴流式直火炉の拡大断面図、第５図、第６図
および７図は第３図および第４図の急速加熱装置の衝突
噴流式直火炉に軸流配置したスリット型バーナー例の説
明図、第７図は第５図および第６図のＸ−Ｘ線を通る断
面図、第８図は急速加熱装置の排ガス系統及び第１予熱
炉の簡略構造の説明図である。 １・・・・・・入側処理設備、２・・・・・・入側ルー
パー、３・・・・・・熱吸収剤塗布装置、４・・・・・
・第１予熱炉、５・・・・・・第２予熱炉、６・・・・
・・衝突噴流式直火炉、７・・・・・・噴出開口、８・
・・・・・スリット型バーナー、９．１００９．単位衝
突噴流加熱ゾーン、１０・・・・・・排カス排気口、１
１・・・・・・空気均圧室、１２・・・・・・スロート
金物、１３・・・・・・スロート部、１４・・・・・・
スリット部、１５・・・・・・カスノズル、１６・・・
・・・空気ガス混合室、１７・・・・・・燃焼室、１８
・・・・・・バーナータイル、１９・・・・・・空気導
入部、２０・・・・・・カス調整室、２１・・・・・・
カス均圧室、２２・・・・・・仕切板、２３・・・・・
・空気導入孔、２４・・・・・・カス導入孔、２５・・
・・・・均熱炉、２６・・・・・・気液冷却装置、２７
・・・・・・過時効処理炉、２８・・・・・・２次冷却
装置、２９・・・・・・酸洗槽、３０・・・・・・リン
ズ槽、３１・・・・・・乾燥機、３２・・・・・・出側
ルーパー、３３・・・・・・鋼帯出側処理装置、３４・
・・・・・予熱ゾーン、３５・・・・・・配管、３６・
・・・・・集合チャンバー、３７・・・・・・オンオフ
制御弁、３８，３９，４０・・・・・・配管、４１・・
・・・・レキュペレータ、４２・・・・・・送風機、４
３・・・・・・オンオフ弁、４４・・・・・・送風機、
４５，４６゜４７ 、４８・・・・・・配管、４９・・
・・・・オンオフ弁、５０・・・・・・送風機、５１・
・・・・・配管、５２・・・・・・連通孔、５３・・・
・・・調質圧延機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼帯表裏面に高温燃焼ガス及び又は高温燃焼フレー
   ムを衝突せしめて対流伝熱と高炉温輻射により銅帯を均
   熱温度まで急速度で加熱する衝突噴流式直火炉と、該直
   火炉からの高温排ガスを導入して輻射伝熱により急速加
   熱開始温度まで予熱する第２輻射式予熱炉と、該予熱炉
   からの低温排ガスを導入して鋼帯に噴射して対流伝熱に
   より鋼帯を常温程度から噴流予熱する第１対流式予熱炉
   とよりなることを特徴とする連続焼鈍設備の急速加熱装
   置。 ２ 第１対流式予熱炉の入側に熱吸収剤塗布装置を配置
   したことを特徴とする特許請求の範囲１記載の連続焼鈍
   設備の急速加熱装置。 ３ 衝突噴流式直火炉の衝突噴流バーナーを軸流配置し
   たことを特徴とする特許請求の範囲１又は２記載の連続
   焼鈍設備の急速加熱装置。