JPS5942057B2 - 被加工片、特に条帯を加熱する方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被加工片を加熱すること、特に、ガス燃焼の焼
鈍炉を持続的に通過する鋼の条帯を加熱することに関し
ている。

従来鋼の条帯は、燃焼生成物、即ち廃ガスを、高温で、
炉の両端から大気中へ排出させる、天然ガスを用いる側
方燃焼炉の中で加熱された。

これは勿論非能率的であった。この型の加熱炉、或はそ
の他種々の型の炉の効率は、数個の仕方で増進させるこ
とができる。

廃ガスを再生器、或は復熱器の中で使用して、燃焼空気
、或はある事例では、燃料を加熱するようにされる。

再生器は、１５分というような比較的短かい時間間隔で
流れを反転させることを必要とする、少くとも２つの室
を要する。

これに含まれる問題として、上記再生器は、製鉄用開放
炉床式炉のように、廃ガスの温度が高いために、必要な
場合の外は滅多には、使用されて居ない。

又復熱器には、金属或は焼物製の熱交換器が用いられ、
従って固有の熱損を免れない。

即ち、廃ガスから金属或は焼物を通して、燃焼空気へ熱
を伝達しなければならない故、これは比較的非能率であ
る。

廃ガスは、ボイラを加熱して、廃ガス内の熱を有効に使
用するようにすることもできる。

併し、発生された蒸気に対して有効な用途がない多くの
事例があり、何れの例においても、所要燃料の量が低減
されては居ない。

成る事例では、排ガス熱を他の処理に用いることもでき
る。

併し、このような処理は、往々利用できないことがあり
、又利用可能な場合でも、伝送中若干の熱が失われる。

又成る事例では、廃ガスが成る仕方で、被加工片の予熱
に用いられる。

発明者が知っているこのような一つの炉においては、「
鋼の製造、成形および処理」と題する書の第９版の第６
６８頁に於ける、第２２−１１図に示されているように
、スラブの加熱が行われる。

この炉には、３つの加熱帯域が設けられ、バーナが炉の
排出端に配置され、そして取入口の端の方へ向けられて
いる。

廃ガスの大部分は、炉の取入口端を経て外部へ通されて
、スラブを加熱する。

これは所要燃料を低減するが、若干の不利点がある。

即ち、廃ガスの低い温度範囲では、輻射作用が低下する
ために、且つ排ガスの速度を低くして対流的熱移動を行
わせるために、長いそして費用を多く要する予熱区間が
必要である。

更に、廃ガスの浮揚力のために、廃ガスが上向きに、炉
の入口の予熱的出入の場の屋根に沿うて流れ、炉床を屋
根よりも低温ならしめる。

尚、屋根の区域の高温廃ガスが炉から出て、炉の外側で
大気中へ上昇し、炉から附加的廃ガスの上昇を起すため
に、冷たく密度の高い空気が、炉床に沿うて炉へ進入し
、予熱されたスラブからの熱及び高温廃ガスを吸引し、
そのため、炉の内圧制御が不調となり、より長い出入口
部分を設けているにも拘らず熱交換の効率は低下する。

現在の構造においては、炉の入口端において利用し得る
空所は、廃ガスから大きな割合で熱を回収するのに充分
な長さで増設するに足ることは殆んどない。

そこで、本発明の目的は、廃ガス中の、大きい割合の熱
を有効に回収する、被加工片加熱装置を提供するこ吉で
ある。

本発明の今一つの目的は、所要空間が比較的少ない上記
のような装置を提供することである。

更に今一つの目的は、現在の炉へ容易に附設できる上述
のような装置を提供することである。

更に今一つの目的は、はどかれた形態で炉を通過させつ
＼、鋼の条帯を加熱する有効な方法を提供することであ
る。

次に本発明の実施例を示す図面を参照して、本発明の作
用及び効果につき、更に詳細に説明しよう。

図面において、参照数字２は、第１乃至第３図に示され
ているように、炉を右側から左側へ貫通する、鋼或は不
銹鋼の条帯Ｓを加熱するための、前記炉の加熱区間、或
は主要炉区間を示している。

この区間は、従来のこの種部における唯一つの区間であ
った。

本発明によれば、区間２の入口側の端における、燃焼を
行わない中間炉区間４と、この区間４の入口側の端にお
ける結合された２つの噴射復熱器６および８とが設けら
れる。

上記区間２は、主加熱室１２を形成する、弾性耐熱アー
チ１０を含んでいる。

上記区間２の両側には、その縦の方向にバーナ１４が配
置されている。

こメに挙げられている特別の実施例では、バーナは従来
の天然ガス用のバーナである。

第５図に最もよく見えているように、区間２の排出端に
は、排出口１６が設けられている。

上記排出口１６の中には、回転ローラ１８が設けられ、
その上を条帯Ｓが通される。

上記回転ローラ１８は、復位ローラ２０と一緒に、軸２
４の軸線の周りを回転し得るブラケット２２上に装架さ
れている。

従来は、天然ガスの燃焼によって作られた廃ガスは、区
間２の両端から大気中へ排出された。

そして排出口が、上記ローラ１８の上下において、大き
く、大気へ開放していた。

そこで、本発明によれば、廃ガスの大半の逃げ出すこと
を防止するために封止部が設けられ、これが、大気に開
かれた開口１６の面積を低減している。

これには、ローラ１８の上方に、これと平行に装架され
た被駆動ローラ２６が設けられ、このローラは、上記ロ
ーラ１８と近接させられて、条帯Ｓの厚さより僅かに大
きいだけの間隙を形成している。

尚、本発明においては、上記ローラ１８および２０の長
手に沿うて延びているブラケット２２上に、石綿製のシ
ールド２８が設けられ、これが廃ガスの逃げ出しを防止
すると共に、ローラ２０を熱に対して保護している。

所要の場合には水冷シールドも設けられる。

上記中間炉区間４は、断面においては、基本的に区間２
と同等であるが、バーナを備えては居ない。

併し、これには、取入れ側に屋根ダンパ３０が設けられ
、これは起動時に作業路線内に条帯が存在しない場合以
外には、閉鎖されている。

区間４の出口端には、条帯支えローラ３２が設けられて
いる。

噴射復熱器６および８は、構造が同一であるから、その
一方についてだけ詳述することにする。

各々の復熱器は、耐熱性の壁３４を有し、そしてこれ等
には、条帯加熱室４０への端部開口３６および３８を備
えている。

復熱器は、隔てられた垂直板すなわち側壁４２によって
、両側区間４４゜４６および中央区間４８に分割されて
いる。

両側壁４２の中間には、表面の大部分において、離隔し
た多数の孔を貫通させた金属板５０及び５２が延びてそ
れぞれ底部金属壁及び頂部金属壁を形成し、これにより
、区間４８の中の条帯加熱室と、頂部発ガス室５４と、
底部廃ガス室５６とが構成されている。

上記画板５０と５２には、約７５順の中心距離を以て並
べられた約１９ｍ７ｎ径の孔が設けられている。

尚、この孔のサイズおよび間隔は、廃ガスの温度および
体積に従って変えることができる。

室４４および４６には、夫々ファン５８および６０が配
置され、これ等は、夫々耐火壁３４の外側に配置された
モークロ２，６４によって駆動される。

区間４から入来した廃ガスは、復熱器の出口端の孔６６
を通され、取入口６８および７０を経て、側方区間４４
．４６へ案内される。

廃ガスはファン５８により、吐出ロア２を経て底部室５
６へ、そして底板５２の孔を経て、条帯Ｓの底面に向っ
て、引渡される。

又廃ガスはファン６０により、吐出ロア４を経て室５４
へ、そして頂部板５０の孔を経て、条帯の上面に向って
引渡される。

従って、前記取入口６８及び７０は、予熱作業を終った
廃ガスの出口端部ともなっている。

上記復熱器６および８の中間には、条帯支持ローラ７６
が設けられている。

復熱器８の入口端には、スライド扉７８が設けられてい
る。

室４４と４６との間には、孔８０が設けられ、これは、
何等かの理由で、他のファンが動作不能きなった場合に
、一つのファンにより、上下両廃ガス室５４ 、５６へ
廃ガスの流れを生じ得るようにする。

上記復熱器８の入口端には、条帯解きほぐし装置８２が
、そして炉の区間２の出口端には、条帯捲取り装置が、
設けられている。

尚通常の条帯貯蔵装置および、トリマおよび溶接機のよ
うな、その他の条帯取扱装置も、慣例に従って設けられ
ることになるが、これ等は本発明に属しない故、示され
ていないことを了承されたい。

尚この炉が条帯焼鈍路線の一部をなす場合には、通常の
冷却器、スケール除去装置等も、炉の出口端に設けられ
ることになる。

中間炉区間４の室は、成るべくは、効率を高めるため、
区間２の室よりも、その断面がより小であることが望ま
しい。

復熱器６および８の効率は、区間４のそれよりはよいが
、区間４は、廃ガスの温度を、上記各復熱器によって処
理され得る温度まで、引下げるために備えられている。

炉の主要区間２を離脱する燃料ガスの温度が、復熱器に
よって処理されるに足る程低くなっているような事例に
おいては、中間区間４が省かれることになる。

復熱器によって処理され得る燃焼ガスの温度は、その構
成材料の価格およびその入手の難易に係る。

上掲のような特別の復熱器においては、主要壁は、難溶
材料で裏張りされ、復熱器の内側の金属部は、３１０型
不銹鋼より作られている。

図示の復熱器は、各々が２．４２ｍの長さを有し、ファ
ンは、［ガーデンシティファンアンドブロワ−」会社の
、ＲＦ２型、サイズ１９の、７０°Ｆ、 １４ ｉｎ、
Ｓ、Ｐ、’Ｆ１０．６３８ ｃｆｍの定格を有する高温
用ファンである。

これ等のファンは、夫々２０也の、１８００／ｃ＋ｏｏ
ｒｐｍの２速度モータによって駆動される。

図面には２つの復熱器が示されているが、状況の如何に
従い、１台でも、２台以上でも使用可能である。

図示の装置は、次のように動作する。

鋼帯Ｓは、はどき装置から、復熱器８及び６、区間４お
よび区間２、更に補助装置を経て捲取装置へ案内される
。

第１の復熱器８の中では、鋼帯Ｓが、廃ガスにより、周
囲温度から４３００Ｆ（２２１°Ｃ）まで加熱され、廃
ガスは、１２５０°Ｆ（６７６°Ｃ）から８７５°Ｆ（
４６６°Ｃ）まで冷却される。

第２の復熱器６は、鋼帯を６８０°Ｆ（３６０°Ｃ）に
加熱する。

この場合、復熱器６へ進入する廃ガスの温度は、１７０
０°Ｆ（９２’７°Ｃ）である。

主要炉区間２を離脱する廃ガスの温度は約２０５０下（
１１２０℃）乃至２１５０°Ｆ（１１７７℃）で、この
廃ガスは、中間炉区間内で鋼帯を１０９０°Ｆ（５８８
℃）まで加熱する。

鋼帯Ｓは、上記主要炉区内で、その焼鈍温度まで加熱さ
れる。

廃ガスからの著しい熱が利用される故、バーナには過剰
の酸素を与えて動作させられ、高い効率を生ずる。

併し、上協の数字は一例を示すに過ぎないことを了承さ
れたい。

上記復熱器と中央炉区間４が建設されて以来、炉の容量
は約５０％増大した。

併し、熱損等を低減するため、その他の種々の変更も施
されたので、総ての改善が本発明にのみ帰せられる訳に
は行かない。

併し、本発明は、容量において約３５％の増進をもたら
したものと評価することができる。

尚、本発明は、加熱される鋼１トンには、約４０％の入
力燃料を節約した。

作業路線内に鋼帯が存在しない、路線の休業時間には、
ダンパ３０を開放して、廃ガスの一部或は全部の排出を
許しても宣しい。

上には、連続的銅帯加熱路線に関して説明したが、被加
工片が、廃ガスの流れと反対方向に炉内を案内される場
合の、あらゆる路線にこれを適用することができる。

成る事例においては、被加工片の上部或は底部のみを加
熱することが望ましいことがある。

このような場合には、上部或は底部の廃ガス室へ、関連
ある多孔板を通過した総ての廃ガスを供与するようにす
れば宜しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の加熱炉装置の入口端部の縦の側面図
、第２図は、第１図の平面図、第３図は、第１図では、
炉集合体の主要炉区間の大部分を除きその端部のみが示
された、本発明の炉集合体の拡大された縦の側面図で、
本発明の更に詳細部を示し、第４図は、第３図の線ＩＶ
−ＩＶに沿う方向から見た図、第５図は、第４図の線■
−■に沿う方向から見た図、第６図は、第８図の線ＶＩ
−ＶＩに沿う方向から見た図、第７図は、第６図の線■
−■に沿う方向から見た図、第８図は、復熱器の一部を
破り取って断面的に表わす平面図、第９図は、第８図の
線■−■に沿う方向から見た図である。 図において、２：炉の主要炉区間、４：炉の中間炉区間
、６，８：噴射復熱器、１０：弾性耐熱アーチ、１２：
主加熱室、１４：バーナ、１６：開口、１８：回転ロー
ラ、２０：復位ローラ、２２ニブラケツト、２４：軸、
２６：被１駆動ローラ、２８：石綿シールド、３０：屋
根ダンパ、３２：条帯支えローラ、３４：耐熱性の壁、
３６゜３８：端部開口、４０：加熱室、４２：垂直板、
４４．４６：復熱器側方区間、４８：同中央区間、５０
５２：多数の孔を有する上下の板部材、５４：上部廃
ガス室、５６：下部廃ガス室、５８゜６０：ファン、６
２，６４：モーフ、６６：端部開口、６８ 、７０ ：
取入口、７２，７４：吐出口、７６：条帯支持ローラ、
７８ニスライド扉、８０：廃ガス孔、８２：条帯はどき
装置。 ；７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼条帯を加熱する方法において、コイルからほどか
   れた条帯が、噴射復熱器の加熱室を、その後燃料噴射に
   よる熱を付与される主加熱室を、連続的に通過するよう
   にさせること、前記の噴射復熱器内の条帯を、該復熱器
   の中心から横方向に離隔し且つ該復熱器の長手方向中間
   にある出口手段を通って前記の燃料噴射による廃ガスを
   導入することによって、且つ間隔を置いた孔を通って条
   帯の上側及び下側に前記の廃ガスを押し付けることによ
   って予熱し、その後に前記の主加熱室において該条帯を
   所望の温度において加熱すること、を含む方法。 ２、特許請求の範囲１による方法において、条帯が、主
   加熱室から復熱器を通って流れる廃ガスを通過すること
   によって第２の予熱が与えられるようにされる方法。 ３ 鋼条帯を加熱する装置において、該条帯が入口から
   出口端まで通過する主加熱室を有する、伸長する主要炉
   区間と、前記の主要炉区間中の燃料バーナと、前記の主
   加熱室の入口端にあり、条帯と燃料燃焼による廃ガスと
   を受入れるようにする開口と、前記の主加熱室の入口に
   あり主加熱室と通流する加熱室を有する噴射復熱器であ
   って条帯が主加熱室に至るまで通過するようにされる噴
   射復熱器とを有し、前記の噴射復熱器は、前記の主加熱
   室と通流し且つ加熱室中の条帯通路に隣接して貫通する
   孔を有する壁を有し、さらに前記の加熱室からの出口手
   段であって、該加熱室の中心から横方向に離隔し且つ加
   熱室の長手方向中間にある出口手段と、前記の主加熱室
   及び噴射復熱器の加熱室から前記の出口手段を通って廃
   ガスを受入れるようにし、前記の廃ガス室と前記の孔と
   を通って廃ガスを条帯に引渡すようにするファンと、条
   帯が前記の加熱室、主加熱室及び主要炉区間出口端を通
   って移動するようにさせる手段とを有する装置。 ４ 特許請求の範囲３による装置において、条帯が一般
   的に水平な通路を移動し、噴射復熱器中の加熱室は横方
   向断面において４角形であり、さらに前記の加熱室の１
   対の出口手段を有し、各出口手段が加熱室の中心から横
   方向に離隔して一つは中心の一方側に、そして他のもの
   は中心の他方側にあり且ついずれも噴射復熱器の長手方
   向中間にあるようにされる装置。 ５ 特許請求の範囲４による装置において、噴射復熱器
   が、前記の加熱室の下方及び上方に一つづつ、計二つの
   廃ガス室を有し、下方の廃ガス室には頂部金属壁が、上
   方のそれには底部金属壁があり、加熱室には側壁が設け
   られ、前記の出口手段の一つが該側壁の長手方向中間に
   設けられ、前記の頂部金属壁及び低部金属壁はその表面
   の大部分に亘って離隔する複数の貫通孔を有し、前記の
   側壁のそれぞれの外側にはファンがあって主加熱室及び
   加熱室から出る廃ガスを前記出口手段を介して受入れて
   該廃ガスを前記の廃ガス室及び前記の孔を通って条帯に
   引渡すようにし、前記の廃ガスの一部が噴射復熱器の入
   口端部から出るようにする装置。 ６ 特許請求の範囲５による装置において、主要炉区間
   の出口端にある条帯の出口開口が、僅かに条帯よりも大
   きくされている装置。 ７ 特許請求の範囲５による装置において、伸長する中
   間炉区間が主加熱室と噴射復熱室との間にあり、該中間
   炉区間には廃ガスを前記の主加熱室から受入れて噴射復
   熱器に引渡すようにする中間加熱室があり、該中間炉区
   間が、廃ガスのみによって加熱されるようになっている
   装置。 ８ 特許請求の範囲７による装置において、主要炉区間
   の出口端にある条帯の出口開口が、僅かに条帯よりも大
   きくされている装置。 ９ 特許請求の範囲３による装置において、主加熱室と
   噴射復熱室との間に伸長する中間炉区間を有し、該中間
   炉区間にある中間加熱室が、前記の主加熱室から出る廃
   ガスを受入れて噴射復熱室に引渡すようにし、該中間炉
   区間が、前記の廃ガスによってのみ加熱されるようにな
   っている装置。 １０ ％許請求の範囲３による装置において、前記し
   た第１の噴射復熱器の入口端部に第２の噴射復熱器があ
   って第１の噴射復熱器と同じ構造とされ、さらに廃ガス
   を第１の噴射復熱器から第２の噴射復熱器へ引渡すよう
   にする手段を有している装置。 １１ 特許請求の範囲１０による装置において、鋼条
   帯が一般的に水平な通路中を移動し、各噴射復熱器が二
   つの廃ガス室を有し、その一つは加熱室の上にあり他の
   ものは加熱室の下にあるようにされ、下側の廃ガス室に
   は頂部金属壁があり上側の廃ガス室には底部金属壁があ
   り、さらに噴射復熱器の加熱室を形成する側壁と、各側
   壁中においてその長手方向中間にある出口手段とを有し
   、前記の頂部金属壁及び底部金属壁はその表面の大部分
   に亘って離隔する多数の貫通孔を有し、各側壁の外側に
   はファンがあって前記の主加熱室及び噴射復熱室中の加
   熱室から廃ガスを受入れ、前記の廃ガス室及び前記の孔
   を通って廃ガスを条帯に向けて引渡すようになっている
   装置。 １２、特許請求の範囲１１による装置において、主加熱
   室と前記の第１の噴射復熱器との間に伸長する中間炉区
   間があってその中に中間加熱室があり、該中間加熱室が
   、主加熱室から廃ガスを受入れ且つ第１の噴射復熱室に
   引渡すようにし、該中間加熱室が、廃ガスのみによって
   加熱されるようになっている装置。 １３特許請求の範囲１２による装置において、主要炉区
   間の出口端部にある条帯の引出し開口が、条帯より僅か
   に大きくされている装置。 １４ 特許請求の範囲３による装置において、主要炉区
   間の出口端部にある条帯の引出し開口が、条帯より僅か
   に大きくされている装置。