JPS61291925A - 鋼帯の連続焼なまし方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼帯の連続焼なまし方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、冷延鋼帯の連続焼なましにおける加熱方式として
、ラジアントチューブを用いる間接式加熱炉が広く採用
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来のラジアントチューブを用いる間接式加熱炉は
、加熱炉内に多数のラジアントチューブを配列し、その
内部における燃料の燃焼に基〈ラジアントチューブ表面
からの輻射により、鋼帯の加熱を行う。この間接式加熱
炉は還元雰囲気で満たされているために、鋼帯が無酸化
の状態で加熱される特色があるけれども、所論、間接加
熱であってラジアントチューブの耐熱温度の制約などに
より、加熱炉の炉温をせいぜい９００℃程度に上昇させ
るのが限界であるために、一般に熱効率が悪く、炉長を
長くせざるを得ないところに大きな欠点があった。

この種の間接加熱方式における上述の欠点を回避するこ
とに関し、近年いくつかの提案がみられる。すなわち、
まず間接加熱方式とは対立する直火加熱方式を採用する
か、直火加熱方式と間接加熱方式とを併用することによ
って熱効率を向上させ、連続焼なまし炉長を短くコンパ
クトにし、かつ板温の制御性を向上させようというもの
である。

しかし直火加熱方式は、火焔を直接鋼帯に接触させて鋼
帯を急速に加熱する方式であって、かかる加熱炉の後に
溶融金属メッキ過程を連結した連続溶融亜鉛メツキライ
ンなどでは、すでに以前から採用されていたところであ
って、冷延鋼帯の連続焼なまし炉の加熱方式としても近
年に至り、あらためて採用が検討されるに至ったけれど
も、本質的に次の問題を含む。

すなわち、間接加熱方式によれば、鋼帯が還元雰囲気中
で加熱されるため、鋼板表面が光輝状態を保ったまま焼
なましされるのに対し、直火加熱方式では、焼なまし後
の鋼板表面の性状が悪化し、とくに塗装の前処理として
行われる化成処理性などが著しく劣化する。

この直火加熱方式において鋼板表面の性状が悪化する理
由としては、まず厚い酸化皮膜の生成が不可避であり、
その後に還元雰囲気の炉中゛に通板して還元を行ったと
しても、酸化皮膜が完全に除去されずにむらができ、そ
のため化成処理など塗装の前処理において不均一な皮膜
が発生するのである。加えて、とくに燃焼廃ガスが鋼板
に直接液するため、燃焼廃ガス中に含まれるＳ化合物や
Ｃ化合物など微量な不純物が鋼板表面に付着し、これも
また塗装の前処理において不均一な皮膜が発生する原因
となる。

一方、直火加熱方式と間接加熱方式の何れを問わず、高
温の燃焼廃ガスの処理および廃熱回収は、また大きな課
題である。

それというのは、高温の燃焼廃ガスを、そのまま廃棄し
ようとすると、膨大な熱量の損失となるほかに、廃ガス
煙道および吸引ブロアなどが高温にさらされるため、そ
れらの設備につき全て高い耐熱性をもった高価な設備と
する必要があるためである。

従来、この燃焼廃ガスの処理として代表的な方法は、熱
交換器を介して該ガスを冷却し、その熱交換の媒体とし
てとくに水を用い、この水を昇温することにより廃熱回
収を行うが、この方法では、水を通した熱交換器内にお
いて燃焼廃ガスが冷却されるため、ガス中の水分が結露
し、さらに、廃ガス中のＳ化合物などがこの水分に溶解
し、配管の腐食を起す原因となり、熱交換器の耐久性が
害されるという問題があった。

なお、この他の廃ガス活用方法として、加熱炉の前に予
熱炉を設置し、この予熱炉内に燃焼廃ガスを導入して、
加熱炉に通板される前の鋼帯を予熱することも試みられ
たが、燃焼廃ガスを直接鋼帯にさらす方法では、燃焼廃
ガス中のＳ化合物を代表例とする不純分により鋼帯の表
面処理性が劣化する恐れがあるため、冷延鋼帯の連続焼
なまし炉では適合しない。また、実開昭５７−１５８７
５４号に見られるように、雰囲気ガスを用いて熱交換器
により加熱炉廃ガスのエネルギーを回収し、予熱炉内の
鋼帯に吹きつける方法が提案されている。しかし、この
方法によれば、高価な雰囲気ガスを用いるため、予熱炉
の構造をシール性の良いものにし、雰囲気ガスのリーク
を最小限にしなければランニングコストが高くなる。ま
た、これでは雰囲気ガスの代りに空気を用いる場合には
鋼帯温度を１００℃以下にすることが提案されているが
、１００℃以下の昇温はエネルギー回収上はとんどメリ
ットがないと言える。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は以上のような従来の種々の問題点を解決するた
めに提案するもので、間接式加熱炉に配設された多数の
ラジアントチューブから排出される燃焼廃ガスと該間接
式加熱炉の前部に設置した予熱炉内の空気とを熱交換器
に個別に導入して熱交換し、前記廃ガスを吸引プロアお
よび廃ガス煙道の耐熱温度以下Ｋまで冷却してから放散
させる一方、前記熱交換器で加熱された高温の空気を前
記予熱炉内で該炉内を通過する鋼帯に吹きつけて該鋼帯
を１２０℃から２５０℃に予熱すると共に、該予熱され
た鋼帯に前記間接式加熱炉内で前記ラジアントチューブ
による間接加熱を施すことを特徴とする鋼帯の連続焼な
まし方法である。

［作　用〕 すなわち、本発明では、間接式加熱炉内のラジアントチ
ューブで発生する高温の燃焼廃ガスの保有熱量を有効に
利用するために、該燃焼廃ガスと空気とを熱交換し、燃
焼廃ガスが鋼帯表面に直接接触することがないようにし
て鋼帯の表面性状を常に良好に保ちなから鋼帯を予熱す
るものである。

〔実施例〕

第１図に本発明の方法の適用に好適な連続焼なましライ
ンを例示した。

１は鋼帯、２は間接式加熱炉、３は／・−スロール、４
は炉内温度計、５は加熱炉出側板温計、６はラジアント
チューブ、７は熱交換器、８は吸引プロア、９は煙突、
１０は廃ガス圧力計、１１は廃ガス温度計、１２は予熱
炉である。

この予熱炉１２内には、熱風循環配管１３、熱風循環フ
ァン１４、ファン入側ハイノぐス弁１５、ファン出側バ
イパス弁１６および熱風調整弁１７を介して接続したプ
レナムチャンバー１８を配置する。

また、１９は熱風温度計、２０はプレナム圧力計、２１
は予熱炉出側板温計、２２は廃ガス煙道、２３は廃ガス
ダクトである。

間接式加熱炉２内のラジアントチューブ６から排出され
る高温の廃ガスは、廃ガスダクト２３により熱交換器７
に導入して熱交換を行い、廃ガス煙道２２、および吸引
プロア８の耐熱温度以下に冷却してから煙突９より放散
廃棄する。

熱交換器７において、高温の廃ガスを冷却する冷媒とし
て、予熱炉１２内の空気を熱交換器７に導入し、上記高
温の廃ガスとの熱交換によって昇温した後、熱風循環フ
ァン１４により昇圧し、予熱炉１２内に設置されたプレ
ナムチャンバー１８に送入し、このプレナムチャンバー
１８から高温の空気を、予熱炉１２内を通過中の鋼帯１
に吹きつけその予熱に供する。

鋼帯１は、予熱炉１２内での上記の予熱をした上で間接
式加熱炉２に送り込み、さらに加熱する。

いま、厚み０．８＋＋＋１１Ｘ幅１０００　ｒｔａの冷
延済み鋼帯を３５０ｍ／ｍの通板速度下で加熱炉２から
の出側板温を７５０℃にする場合、加熱炉２内のラジア
ントチューブ６で燃焼するガス（約２３００ｋｃａｌ／
Ｎｍ”）は熱量が約２１　ＸＩＯ’　ｋｃａｌ／Ｈｒ、
ガス量が約９００ＯＮｒｒ＋’ＶＨｒであり、一方、加
熱炉２からの廃ガスは熱量が約５　Ｘ　１０”　ｋｃａ
ｌ／Ｈｒ　、ガス量が約３００００　Ｎｍａ／　Ｈｒ、
温度が約６００℃である。

この廃ガスを熱交換器７に導入し、予熱炉１２内から循
環する空気と熱交換したところ、廃ガスは熱交換後に約
３５０℃となり、その後、煙道２２を通り煙突９より放
散排出させた。

一方、予熱炉１２内から循環する空気量は約８５００Ｏ
Ｎｍ”／Ｈｒであり、熱交換により約２．５ＸＩＱ’Ｋ
ｃａｌ／Ｈｒの熱量が得られて、熱交換器７０入側の空
気温度約３００℃が出側で約４００℃まで加熱され、予
熱炉１２のプレナムチャンバ１８から鋼板表面に吹きつ
けられて、鋼帯を約２００℃まで加熱することができた
。この予熱炉１２の設置により、約３００００ｋｃａ１
／Ｔの燃料の節約をすることが可能となった。

第２図に予熱炉空気循環動力指数と予熱炉回収エネルギ
ー指数を縦軸に予熱炉鋼帯出口温度を横軸に取ったグラ
フを示す。この図から予熱炉鋼帯出口温度が低すぎると
回収エネルギー比率が小さくなり、一方、高すぎると空
気循環に要する動力が回収エネルギーを上まわる。

第３図に投資額指数と償却年数指数を縦軸に予熱炉鋼帯
出口温度を横軸に取ったグラフを示す。この図から予熱
炉鋼帯出口温度が１００℃以下ではメ・リフトがなく、
又３００℃以上でも空気循環動力が大きくなりすぎてメ
リットが出てこない。又、鋼帯の空気による加熱の限界
温度が約４００℃である。以上のことから最適な予熱炉
鋼帯出口温度は１２０℃〜２５０℃の範囲である。

〔発明の効果〕

本発明は、空気を予熱炉の加熱媒体として使用すること
により、高価な雰囲気ガス（Ｎｚ９５％・８２５％の混
合ガス等）を使用する従来の場合に比較して （１）別置にした予熱炉のシール性は完全である必要が
なく多少のリークは許されるため、設備コストの低下が
はかれる。

（２）　　予熱炉を別置するため、雰囲気ガスで満たさ
れた間接式加熱炉への影響が全くない状態で鋼帯の予熱
が可能である。

等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図は本発明
の予熱炉鋼帯出口温度と空気循環動力及び回収エネルギ
ー指数の関係図、第３図は本発明の予熱炉鋼帯出口温度
と投資額及び償却年数指数の関係図である。 ２・・・間接式加熱炉、６・・・ラジアントチューブ、
７・・・熱交換器、１２・・・予熱炉、８・・・吸引プ
ロワ、２２・・・廃ガス煙道、１・・・鋼帯。 ＋！−３回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 間接式加熱炉に配設された多数のラジアントチューブか
   ら排出される燃焼廃ガスと該間接式加熱炉の前部に設置
   した予熱炉内の空気とを熱交換器に個別に導入して熱交
   換し、前記廃ガスを吸引ブロアおよび廃ガス煙道の耐熱
   温度以下にまで冷却してから放散させる一方、前記熱交
   換器で加熱された高温の空気を前記予熱炉内で該炉内を
   通過する鋼帯に吹きつけて該鋼帯を１２０℃から２５０
   ℃に予熱すると共に、該予熱された鋼帯に前記間接式加
   熱炉内で前記ラジアントチューブによる間接加熱を施す
   ことを特徴とする鋼帯の連続焼なまし方法。