JPS61117229A - 金属ストリツプ連続焼鈍炉における加熱方法 - Google Patents

金属ストリツプ連続焼鈍炉における加熱方法

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JPS61117229A
JPS61117229A JP23766384A JP23766384A JPS61117229A JP S61117229 A JPS61117229 A JP S61117229A JP 23766384 A JP23766384 A JP 23766384A JP 23766384 A JP23766384 A JP 23766384A JP S61117229 A JPS61117229 A JP S61117229A
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gas
temperature
metal strip
temp
radiant tube
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Masahiro Harada
昌博 原田
Kenichi Yanagi
謙一 柳
Takeo Fukushima
丈雄 福島
Kusuo Furukawa
九州男 古川
Kuniaki Sato
邦昭 佐藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Kawasaki Steel Corp
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  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の産業分野〕 本発明は、金属ストリップ連続焼鈍炉における加熱方法
に関する。
〔従来の連続焼鈍炉〕
冷延鋼板やブリキ厚板などの金属ストリップを連続的に
焼鈍処理する従来の連続焼鈍炉は、第6図に示すように
、ペイオフリールからくシ出されてクリーニングタンク
やルーパを通った金属ストリップ1が連続焼鈍炉に供給
される。
該炉では上方と下方にロール(ヘルパーロールと称する
)Rが設置されておシ、このロール只の間を金属ストリ
ップ1が上下方向く走行しながら製品に要求される機械
的性質に応じて常温から650〜900℃までの加熱お
よび冷却をうけ、最終的に常温の状態で所定の降伏強度
、抗張力、深絞り性、耐時効性等の材料としての機械的
性質が与えられる。
〔上記従来の連続焼鈍炉の欠点〕
ところで近年、多品種小量生産の要請に伴い、板厚や板
幅の異なる種々の金属ス)9ツブを、要求される製品の
機械的性質に応じて異なるヒートサイクルで連続的に焼
鈍できる連続焼鈍方式が求められている。上記従来の炉
における加熱帯では、ストリップ1はラジアントチュー
ブ方式によシ輻射加熱されるが、そのラジアントチュー
ブの温度の時定数が大きいため金属ストリップに要求さ
れるヒートサイクルの変化に対応して加熱温度を迅速に
制御できないという問題があるりすなわち例えば、スト
リップ1の板厚が変って厚くなった場合、すなわち、先
行するストリップに対して、上シ板厚が厚い金属ストリ
ップを連続して処理する場合、熱容量が大きい厚い板厚
の金属ストリップが通る時にはラジアントチューブの温
度を高くする必要がある。
しかしながら、このラジアントチューブに対するバーナ
の燃焼量をかえても、ラジアントチューブ自体の時定数
が10〜20分と大きいために1ストリツプ1はすぐに
は所定の温度にならない。
一方、ストリップ1のラインスピードを変化させること
も考えられるが、前の薄い金属ストリップ1が該炉を通
過するまでは変えない場合には、後行の厚い金属ストリ
ップの先端部分が加熱不足とな)、2500〜5000
mという非常に長い部分の焼鈍不足となる。
また、後行の厚い金属ストリップが必要な温度に達する
ようにするために、ラインスピードを必要なだけ低下さ
せた場合には、先行の薄い金属ス) +7ツプは、温度
が上昇しすぎて過剰に焼鈍され、一般的には求められる
機械的性質よシ軟質化する。ラインスピードをこの中間
レベルに変化させると先行板はやはシ軟質化し、後行板
は焼鈍不足の部分が発生する。
以上と逆の板厚が途中で薄くなる場合には、前述と逆の
現象が発生する。
〔同時提案の加熱方法〕
過去においては、一般的には要求する機械的性質を上ま
わる、例えば軟質化した製品は加工容易性という観点か
ら需l!に於てはむしろ歓迎されるべきことであった。
ところが最近の金属板の塑性加工プロセスの自動化では
、このようなことは必ずしも歓迎さるべきことではなく
、狙いどおシの材質に均一化するととの方が重要になっ
てきた。従って、スピードをどのように変更しても金属
ストリップのつなぎめ部分で相当の長さの材質異常部が
発生する。従って上記のような操業方式では、もはや対
処できない。
このため板厚変更部での上記問題をさけるために、間に
ダミーストリップを挿入して、この間に炉の条件変更を
完了する等の便法が用いられ、炉能力を結果的に低下さ
せることになっていた。
また、炉操業の面からできるだけ大量の同一サイズ、又
は、同一材質のストリップの焼鈍を続ける必要があシ、
連続ライン前に大量の在庫をもっておいて、炉操業計画
を容易にする必要があシ、在庫費用の負担増と必要ない
ときに好ましいタイミングで製品の製造ができない不便
さが生じていた。
そこで、本発明者らは、上記要望に沿う加熱方法であっ
て、詳細には、ストリップの加熱をラジアントチューブ
からの輻射加熱で行う方法において、ヒートサイクルや
ラインスピード。
板厚、板幅等の仮条件の変更、例えばストリップの板厚
が変更した場合、瞬時にストリップの加熱をかえること
ができる金属ストリップ連続焼鈍炉における加熱方法を
本発明と同時に′提案している。すなわち、この同時提
案の発明はラジアントチューブの間にガスジェット用ノ
ズルを配設し、こpノズルから温度及び流量の調節可能
な気体を金属ストリップに噴射し、これによって板厚変
更時に必要な熱量に瞬時に変え、加熱炉内のラジアント
チューブの時定数を小さくするものである。
しかしながら、上記同時提案の加熱方法において、板厚
が大の金属ストリップから板厚が小さいものに変更され
た場合、また、逆に板厚が小さいものから大きいものに
変更された場合、特にこれらの板厚の差が著しい時に次
のような問題点が生ずる。例えば板厚の小から大に変更
された場合、低温度のラジアントチューブにさらされて
いたガスジェットノズルから9の板厚変更と同時に急に
高温のガスを噴出させることとなシ、その結果、該ガス
ジェットノズルに大きな熱応力が発生し、変形、破壊の
おそれが生じてくる。
〔本発明の目的〕
そこで、本発明は、前記した同時提案の発明と同様、金
属ストリップの加熱をラジアントチューブからの輻射加
熱で行う方法において、ヒートサイクルや板条件の変更
、例えば板厚変更時の加熱帯の温度の応答時間を短かく
すると同時に、上記した同時提案発明の問題点であるガ
スジェットノズルの大きな熱応力を防止する金属ストリ
ップ連続焼鈍炉における加熱方法を提供することを目的
とする。
〔本発明の構成〕
そして、本発明は、上記目的を達成する手段として、ヒ
ートサイクルや板条件の変更、例えば板厚変更時よりも
時間的に前にラジアントチューブの燃焼量を変化させる
。と同時にガスジェットノズルからの噴射用気体の流量
を徐々に変化させる点におる。すなわち、本発明は、ラ
ジアントチューブ間にガスジェット用ノズルを配設し、
このノズルから温度及び流量の調節可能な気体を金属ス
トリップに噴射し、これによって、例えば板厚変更時の
加熱帯の温度の応答時間を短かくする金属ストリップの
連続焼鈍炉における加熱帯において、例えば板厚が大き
くなシ、金属ストリップへの必要熱量を増加させる場合
、上記ラジアントチューブのバーナの燃焼量を必要熱量
増加時(この場合には板厚変更時)よりも時間的に前に
上げると同時に上記ノ、ズルから金属ストリップよりも
低温のガスジェットを必要熱量増加時まで徐々に増加さ
せて冷却し、一方、逆に板厚が小さくなル、金属ストリ
ップへの必要熱量を減少さ讐る場合、上記ラジアントチ
ューブのバーナの燃焼量を必要熱量減少時(この場合に
は板厚変更時)よりも時間的に前に下げると同時に上記
ノズルから金属ストリップより高温のガスジェットを・
必要熱量減少時まで徐々に増加させて加熱することを特
徴とする金属ス) I)ツブ連続焼鈍炉における加熱方
法である。
薄板から厚板に変更する場合の連続加熱手段を例VCあ
げて本発明の詳細な説明すると、本発明では、この変更
時の時間的に前の段階からラジアントチューブのバーナ
の燃焼量を、厚板に相当する熱量に−きよに上げる。た
だし、ラジアントチューブ自体の熱容量が大きいため急
激な温度上昇が生じないけれども、薄板に必要な熱量が
徐々に過剰となって行く。そこで、本発明では、ラジア
ントチューブのバーナの燃焼量を上げると同時に徐々に
過剰となってくる熱量を除去する必要があシ、そのため
冷却用気体を徐々に増加させて金属ストリップ薄板に噴
射し、そして、板厚変更時に該冷却用気体の噴射を止め
るものである。本発明は、このようにガスジェットノズ
ルからの噴出用気体を徐々に供給するものでおるから、
このノズルの気体による熱応力を防止できると共に、板
厚変更時に於ける加熱帯の応答時間を短かくすることが
できるものである。
以下本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第4図は本発明を実施するための加熱炉の一部を抜き出
したものであシ、金属ストリップの両面からラジアント
チューブで加熱する場合を示すものである。この図にお
いて、1は金属ストリップ、2はプレナムチャンバ、3
はガスジェットノズル、4はラジアントチューブ、5は
セラミックファイバー等の熱容量が小さい断熱材を内張
シした炉壁、6はプレナムチャンバ2へのガス供給ダク
トである。さらに、10はセラミック等の高融点物質か
らな、る小石状の蓄熱体(ペブルと称する)、11はペ
ブルを充填した充填層(以下ペブルヒーターと称する)
、12は1200〜1300℃の高温ガスの供給ダクト
、15は常温程度のTIMガス(水素と窒素の混合ガス
)供給ダクト、14はE[Nガスのバイパスダクトであ
る。そして、高温ガスはペブルヒーター11の頂部から
供給ダクト12よシ供給され、ペブルヒーター11の底
部よ)排気され、また、この高温ガスと切換えてHMN
ガスペブルヒーター11の底部から供給ガスダクト15
によシ供給され、頂部からプレナムチャンバ2に送られ
るように構成されている。
第2図は、第1図I−1線矢視図であって、7はラジア
ントチューブ4の燃焼用バーナーであ)、8はプレナム
チャンバ2から噴出したHNガスの排出用ダクトである
。このKNガスは、第1図のE[Nガス供給ガスダクト
15に戻し、再使用することもできる。
第1図において、同一板厚のストリップ1を加熱してい
るような定常運転時には、ラジアントチューブ4のみで
加熱されている。ところで、ス) IJツブ1の板厚が
急に薄くなって加熱量を減少する必要がある場合、まず
、前述のような定常運転時には、ペブルヒータ11には
、図示せざる加熱器で1200〜1300℃と高温に加
熱した高温ガスを頂部からダクト12を介して供給して
おく。この時のペブルヒータ11内のペブル10の温度
分布は、第3図(a)蓄熱時に示すように、ペブル10
の温度は時間の経過と共に頂部からガス温度に近くなっ
ていく。このようにして、ペブルヒータ11内の温度を
高温ガスの温度に保持しておくことができる。定常運転
時のストリップ1の板厚が変って薄くなった金属ストリ
ップ1が炉に入る場合、その前段階でラジアントチュー
ブ4の燃焼用バーナー7からの燃料供給量を小とし、一
方、ペブルヒーター11への高温ガスの供給を停止し、
[Nガスをペブルヒーター11の底部からダクト13を
介して供給すると、ペブルヒーター11内の温度分布は
第5図(′b)放熱時のようにかわ夛、低温のT1Mガ
スでも、高温で熱容量が大きいペブル10と接触するた
め、とのliNガスの温度が急速に上昇し、その結果、
ペブルヒーター11の出口では、数秒の時間内にペブル
ヒーター11の最高温度(1200〜1300℃)のガ
ス温度でプレナムチャンバ2に供給することができる。
しかしながら、本発明では、この高温化されたHMNガ
ス急激に供給するものではなく、前述したラジアントチ
ューブ4の燃焼用バーナー7からの燃料供給量を小とし
、これによって厚板に必要な加熱に不足する熱量に相当
する量だけ、徐々に供給する。その結果、ガスジェット
ノズル3の高温による熱変形や破かいが防止できるもの
である。
以下本発明の加熱方法を第4図(a)〜(o)及び第5
図(a)〜(C)に基づいて詳細に説明する。
まず、第4図は薄板から厚板に変る場合であシ、第4図
(−)は金属ストリップの板厚の時間変化、第4図(1
=)はラジアントチューブ温度の時間変化、第4図(C
)は冷却用ガスジェット風量の時間変化をそれぞれ示す
。薄板から厚板に変わる場合、この板厚の変更時よりも
、第4図(1)) K示すように、2時間前からラジア
ントチューブの温度を上げるように操作する。この場合
、ラジアントチューブ自体の大きな時定数のために除徐
に温度上昇し、その結果として板厚が完全に変わるまで
は、薄い板厚に対して徐々に過剰な熱量が与えられるこ
ととなる。そこで、薄い板厚に対して適正な温度を維持
させるために、第4図(C)に示すように、冷却用ガス
ジェットをその風量を徐々に増加させて板厚がかわる時
まで冷却するものである。
次に第5図は厚板から薄板に変る場合でsb、第5図(
−)は金属ストリップの板厚の時間変化、第5図(′b
)はラジアントチューブ温度の時間変化、第5図(C)
は加熱用ガスジェット風量の時間変化をそれぞれ示す。
板厚が厚板から薄板にかわる時、この板厚変更時よυも
、第5図(b)に示すように、2時間前からラジアント
チューブの温度を下げるように操作する。この場合、ラ
ジアントチューブ自体の大きな時定数のために徐々に温
度が下がシ、その結果、厚いストリップに対して熱量が
徐々に不足することとなる。この不足熱量を補うために
、ストリップよりも高い温度のガスを、その風量を徐々
に増加しながら、板厚変更時まで加熱する。
以上本発明を金属ストリップの両面から縦型のラジアン
トチューブで加熱する場合について説明したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、梯形の加熱帯で
も、また、一般にラジアントチューブ方式で金属ストリ
ップを加熱しているものすべてに適用できるものである
さらに本発明はペブルヒーター(蓄熱帯を充填した蓄熱
加熱器)による場合に限定されるものでなく、他の覆々
の気体温度及び流量調節手段をも包含するものである。
〔本発明の効果〕
本発明は、以上詳記したように、ヒートサイクルや仮条
件変更時よりも時間的に前にラジアントチューブの燃焼
量を変化させると同時にガスジェットノズルからの噴射
用気体の流量を除徐に変化させるものであるから、例え
ば板厚変更時の加熱帯の温度の応答時間を短かくするこ
とができ、板厚変更時に伴う歩留シの悪化、製品ロスを
防止できる効果を生じ、さらに、ガスジェットノズルの
熱応力による変形や破壊が生じない効果が生ずるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するための加熱炉の一部を示した
ものであシ、第2図は第1図1−1線矢視図である。第
S図e)は発明の実施例で使用するペブルヒーターの蓄
熱時を示し、第3図(b)は同放熱時を示す、第4図(
&) 〜(c)及びgs図0〜(C)は、板厚が薄板か
ら厚板へ及び厚板から薄板へ変化する際の本発明の加熱
方法を説明するための図である。第6図は従来の連続焼
鈍炉を示す。 1・・・・・・ストリッツ10・・・・・・ペダル2・
・・・・・プレナムチャンバ 11・−・−・ペブルヒ
ーター3・・・・・−ガスジェットノズル 12−−−
−−・ダクト4・・・・・・ラジアントチューブ 13
・・・・・−ダクト5・・−・・・炉 壁14・・・・
・・バイパスダクト6・・・・−・ダクト    “ 
R・・・・−・ロール7・・・・−・バーナー 8・・・・・・ダクト 復代理人   内 1)  明 復代理人   萩 原 亮 − 第1図 第3図 第4図 第5図 第6曲

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属ストリップの連続焼鈍に際し、ヒートサイクル、ラ
    インスピード、板厚等の設定変更に応じて、加熱帯にお
    いて所要の温度および流量に設定された板温制御用のガ
    スを金属ストリップに噴射するガスジェット装置におい
    て、設定変更時よりも前で、ラジアントチューブバーナ
    の燃焼量をかえると同時に、ラジアントチューブの温度
    経過に応じてガスジェットの温度・流量を設定変更時ま
    で徐々にかえることを特徴とする金属ストリップの連続
    焼鈍炉の加熱方法。
JP23766384A 1984-11-08 1984-11-13 金属ストリツプ連続焼鈍炉における加熱方法 Granted JPS61117229A (ja)

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JP23766384A JPS61117229A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 金属ストリツプ連続焼鈍炉における加熱方法
DE8585730150T DE3583212D1 (de) 1984-11-08 1985-11-06 Verfahren und vorrichtung zum erwaermen eines metallbandes in einem durchlaufgluehofen.
EP85730150A EP0181830B1 (en) 1984-11-08 1985-11-06 Method and apparatus for heating a strip of metallic material in a continuous annealing furnace
CA000494756A CA1246338A (en) 1984-11-08 1985-11-07 Method and apparatus for heating a strip of metallic material in a continuous annealing furnace
KR1019850008305A KR910001355B1 (ko) 1984-11-08 1985-11-07 금속 스트립 연속 소둔로에 있어서 가열방법 및 가열장치
AU49482/85A AU583317B2 (en) 1984-11-08 1985-11-08 Method and apparatus for heating a strip of metallic material in a continuous annealing furnace
US07/075,217 US4836774A (en) 1984-11-08 1987-07-20 Method and apparatus for heating a strip of metallic material in a continuous annealing furnace
US07/315,310 US4923396A (en) 1984-11-08 1989-02-24 Method and apparatus for heating a strip of metallic material in a continuous annealing furnace

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH046224A (ja) * 1990-04-24 1992-01-10 Kawasaki Steel Corp 連続焼鈍炉の燃焼制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH046224A (ja) * 1990-04-24 1992-01-10 Kawasaki Steel Corp 連続焼鈍炉の燃焼制御方法

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