JPS6233006Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、鋼ストリツプの如き帯状金属の連
続熱処理炉に関するものである。

例えば、広幅の鋼ストリツプを連続焼鈍するに
は、第１図に概略縦断面図で示す如き連続焼鈍炉
が使用されている。即ち連続焼鈍炉は、加熱室
１、均熱室２および冷却室３からなり、各室の内
部にはそれぞれ鋼ストリツプ５を支持し移送する
ための複数のロール４が、その上部と下部とに設
けられている。

加熱室１内には、移送される鋼ストリツプ５を
加熱するための多数のラジアントチユーブ６が、
また冷却室３内には、加熱、均熱された鋼ストリ
ツプ５を所定速度により所定温度まで冷却するた
めの冷却ガスの噴出ノズル１２，１２を有するヘ
ツダー１１，１１が、走行する鋼ストリツプ５の
両面に対向して設けられている。

加熱室１は、鋼ストリツプ５を所定温度まで加
熱し、均熱室２は、加熱された鋼ストリツプ５を
所定温度に保持して均熱し、冷却室３は、均熱さ
れた鋼ストリツプ５を所定の冷却速度で常温近く
まで冷却する。加熱室１、均熱室２および冷却室
３内には、鋼ストリツプ５の酸化を防止するた
め、常に非酸化性の雰囲気ガスが充満されてい
る。

鋼ストリツプ５は、加熱室下端の入口１ａから
加熱室１内に送りこまれ、回転する複数のロール
４により支持されて、加熱室１内を移送される間
に、多数のラジアントチユーブ６よりの熱を受け
て所定温度に加熱され、次いで均熱室２内で所定
温度に保持され、次いで冷却室３でヘツダー１
１，１１のノズル１２，１２から噴射される冷却
ガスにより所定速度で冷却された後、冷却室下端
の出口３ａから送り出される。

７は冷却室３の出口３ａ近くの側壁に設けられ
た導管で、前記導管７にはブロワー８およびガス
冷却装置９が設けられている。冷却室３の出口付
近の雰囲気ガスはブロワー８によつて導管７から
吸引され、ガス冷却装置９で所定温度に冷却され
た後、導管１０を経て冷却室３内のヘツダー１
１，１１に送りこまれ、ノズル１２，１２から、
高温の鋼ストリツプ５に向けて噴射され、冷却が
行なわれる。

上述の装置によれば、鋼ストリツプ５を僅か数
分程度で連続的に熱処理することができ、非常に
能率的ではあるが、一方熱効率が低く、燃料消費
量の多い点に問題があつた。その原因は、燃料を
ラジアントチユーブの如き燃焼装置内で燃焼させ
た際の廃ガスが有効に活用されていない点にあ
る。

即ち、ラジアントチユーブ出口の廃ガス温度は
900℃以上もあり、従来はこれをバーナーに組み
こんだ換熱器内で燃焼用空気と熱交換させてはい
るが、換熱器出口における熱交換後の廃ガス温度
は、なお650℃以上もある。この欠点を補うため
に、廃ガスボイラーの設置が一般に行なわれてい
るが、廃ガスボイラーでは単に廃ガスの保有熱を
蒸気化して他の用途に使用するに過ぎず、鋼スト
リツプ５の加熱には利用し得ないから、連続熱処
理炉における燃料消費量の低減には寄与されな
い。

この考案は、上述の観点から、加熱室における
廃ガスのもつ顕熱を、帯状金属の予熱に有効に利
用することにより燃料消費量を低減し、熱効率の
優れた連続熱処理炉を提供するもので、帯状金属
を所定温度に加熱するための加熱室と、加熱され
た帯状金属を所定温度に保持するための均熱室
と、均熱された帯状金属を所定温度に冷却するた
めの冷却室とからなり、前記各室には帯状金属の
酸化を防止するための雰囲気ガスが充満されてい
る帯状金属の連続熱処理炉において、前記加熱室
の入口側に予熱室を設け、前記予熱室内に帯状金
属を予熱するための加熱ガス噴射ノズルを設ける
と共に、前記加熱室内に設けられた燃焼装置の廃
ガス煙道中に換熱チユーブを設け、前記換熱チユ
ーブの一端を、前記予熱室の入口に近い側壁に取
り付けられた、その途中にブロワーを有する導管
に接続し、前記換熱チユーブの他端を前記予熱室
内の前記加熱ガス噴射ノズルに接続し、前記予熱
室内の雰囲気ガスを、加熱室の燃焼装置から発生
する燃焼廃ガスと熱交換させた上、前記加熱ガス
噴射ノズルから噴射せしめることに特徴を有する
ものである。

ガス噴射により金属を加熱する技術として、燃
焼廃ガスを用いた鋼塊又は鋼片の加熱等が知られ
ているが、この考案は、上記の如き従来の公知技
術と、次の点において大きく相違する。

(1) 噴射するガスが廃ガスとの熱交換によつて加
熱された雰囲気ガスであること。

燃焼廃ガスは完全燃焼ガスであれば酸素を含有
するから、高温では強い酸化性を持ち、被加熱物
である金属の表面を酸化させる。

一方、不完全燃焼ガスであれば、微細な炭素粒
を含有し、金属表面にこれが付着して汚損させ
る。その他、一般的に燃料中に含まれる不純物に
より生成される亜硫酸ガスや微少な固形物も、ま
た金属表面を劣化または汚損させる。従つて、燃
焼廃ガスの噴射による加熱は、金属半成品には適
用出来ても、仕上工程である連続焼鈍炉におい
て、金属成品である鋼ストリツプに適用すること
は出来ない。しかるにこの考案によれば雰囲気ガ
スを廃ガスと熱交換させて加熱し噴射するもので
あるから、これらの不都合は解決され、金属成品
の予熱に利用することが出来る。

(2) 被熱物が薄い帯状金属であること。

ガス噴射による加熱にあつては、ガスから金属
表面への熱伝達係数は極めて大きく、金属表面の
温度上昇が急激であり、金属の厚さ方向に大きい
温度勾配を生ずるから、厚さが大きいと表面と中
心との温度差が大きくなる。一方単位時間当りの
熱伝達量は、ガスと金属表面との温度差に比例す
るので、表面温度の上昇と共に急速に知低下す
る。このため厚さの大きい金属は、平均温度の上
昇速度が著しく遅くなる。近似的には、所定温度
迄に平均温度を上昇させるには必要な時間は、金
属の厚さの２乗に比例すると見做される。以上の
ことから、ガス噴射による加熱は、連続焼鈍炉で
処理される様な薄い（通常６mm以下の）帯状金属
に適用するのが最も好ましい。

(3) 被熱物の表面に酸化物がないこと。

被熱物である金属の表面に酸化物層があると、
その層内での熱伝導率が低いため、金属全体の昇
熱速度が遅くなる。この点、表面に酸化物層のな
い、例えば冷延広巾帯鋼の如き帯状金属では、こ
の現象は生じないから、ガス噴射による加熱に好
適である。

次に、この考案を実施例により図面を参照しな
がら説明する。

第２図には、この考案の連続熱処理炉が一部を
省略した縦断面図により示されている。なお説明
に際し、従来熱処理炉におけると同じ部材には、
同じ符号を使用して説明する。

ここの考案の連続熱処理炉においても、第１図
に示す如く、加熱室１、均熱室２および冷却室３
を有し、各室の内部にはそれぞれ鋼ストリツプ５
を支持して移送するためめの複数のロール４が設
けられ、加熱室１内には鋼ストリツプ５を加熱す
るための複数のラジアントチユーブ６が、また冷
却室３内には鋼ストリツプ５を冷却するための、
冷却ガスの噴出ノズル１２，１２を有するヘツダ
ー１１，１１が、走行する鋼ストリツプ５の両面
に対向して設けられ、冷却室３の出口１４に近い
側壁には、冷却室３内の雰囲気ガスを吸引するた
めの、ブロワー８に接続された導管７が設けられ
ていることは、従来の連続熱処理炉と同様であ
る。

この考案の連続熱処理炉においては、加熱室１
内における入口１ａに近い側に、予熱室１３が設
けられており、鋼ストリツプ５は、入口１ａから
予熱室１３内に送り込まれ、予熱室１３内で予熱
された後、回転するロール４により支持されて、
加熱室１に送りこまれる。

予熱室１３内には、走行する鋼ストリツプ５の
両面に向けて、鋼ストリツプ５を予熱するための
複数の加熱ガス噴出用ノズル１９，１９が取付け
られたヘツダー１８，１８が設けられている。予
熱室１３の入口１ａに近い側壁には、導管１４が
設けられ、前記導管１４にはブロワー１５が接続
されている。

１７は加熱室１に設けられたラジアントチユー
ブ６の如き燃焼装置の廃ガス煙道で、前記廃ガス
煙道１７内には、換熱チユーブ１６が設けられ、
前記換熱チユーブ１６に接続された一方の導管２
０は、予熱室１３内のヘツダー１８，１８に、ま
た他方の導管２１は、ブロワー１５に接続されて
いる。

従つて、予熱室１３内の雰囲気ガスは、導管１
４を経てブロワー１５により吸引され、導管２１
を経て少くとも200mmH₂O以上の圧力で廃ガス煙
道１７内の換熱チユーブ１６へ送りこまれる。か
くして予熱室１３から吸引された雰囲気ガスは、
換熱チユーブ１６内を通過中に高温の廃ガスで加
熱された上、導管２０を経てヘツダー１８，１８
のノズル１９，１９から鋼ストリツプ５に向けて
噴射され、鋼ストリツプ５を予熱する。

上記において、ノズル１９，１９から噴射され
たガスの、鋼ストリツプ５に対する熱伝達係数は
極めて高く、時間当り80〜200Kcal／m²℃に達す
るので、鋼ストリツプ５は短時間で昇熱され、所
期の予熱温度に加熱されて加熱室１へ送り出され
る。

加熱室１では、鋼ストリツプ５が予熱されてい
るため、従来よりラジアントチユーブ６の設置数
を減らし、その燃料消費量を削減することができ
る。

次に、この実施例における各部の温度について
述べる。加熱室１内に進入する鋼ストリツプ５の
温度を、加熱室１の入口において50℃、加熱室１
の出口において700℃とし、煙道１７を流れる廃
ガスの温度を650℃とすると、導管１４内の雰囲
気ガスは290℃、ノズル１９，１９から噴射され
るガスの温度は380℃となり、予熱室１３を出る
ときの鋼ストリツプ１を230℃に加熱することが
できた。この結果、加熱室１３における燃料消費
量は、鋼ストリツプ１屯当り138000Kcalとな
り、従来の消費量177000Kcalに対し、39000Kcal
が節減された。

上述の実施例では、広幅の鋼ストリツプを連続
焼鈍する例について説明したが、その他各種の帯
状金属の連続焼鈍に使用し得ること勿論である。
なお、帯状金属の予熱温度が100℃以下の範囲で
は、予熱用の噴射ガスとして、焼鈍炉内の雰囲気
ガスの代りに空気を使用してもよい。この場合
は、焼鈍炉とは独立させて炉の入口側に加熱箱を
設置し、第２図に示した如きブロワー、換熱チユ
ーブ、ヘツダー、ノズル等を配設して加熱空気を
帯状金属に噴射し予熱する。またこれを第１段予
熱とし、前述の雰囲気ガス噴射による予熱を第２
段予熱にしてもよい。

なお、雰囲気ガスの加熱手段としては、当該熱
処理炉以外の他設備から発生する燃焼廃ガスを利
用してもよい。

以上述べたように、この考案の連続式熱処理炉
によれば、廃ガスにより帯状金属を効率的に予熱
することができるから、熱処理炉の熱効率は著し
く向上し、燃料を大幅に節減することができる
等、工業上優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の連続焼鈍炉の概略断面図、第２
図はこの考案の連続焼鈍炉の一部を省略した概略
断面図である。図面において、 １……加熱室、２……均熱室、３……冷却室、
４……ロール、５……鋼ストリツプ、６……ラジ
アントチユーブ、７……導管、８……ブロワー、
９……ガス冷却装置、１０……導管、１１……ヘ
ツダー、１２……ノズル、１３……予熱室、１４
……導管、１５……ブロワー、１６……換熱チユ
ーブ、１７……廃ガス煙道、１８……ヘツダー、
１９……ノズル、２０，２１……導管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 帯状金属を所定温度に加熱するための加熱室
   と、加熱された帯状金属を所定温度に保持するた
   めの均熱室と、均熱された帯状金属を所定温度に
   冷却するための冷却室とからなり、前記各室には
   帯状金属の酸化を防止するための雰囲気ガスが充
   満されている帯状金属の連続熱処理炉において、 前記加熱室の入口側に予熱室を設け、前記予熱
   室内に帯状金属を予熱するための加熱ガス噴射ノ
   ズルを設けると共に、前記加熱室内に設けられた
   燃焼装置の廃ガス煙道中に換熱チユーブを設け、
   前記換熱チユーブの一端を、前記予熱室の入口に
   近い側壁に取り付けられた、その途中にブロワー
   を有する導管に接続し、前記換熱チユーブの他端
   を前記予熱室内の前記加熱ガス噴射ノズルに接続
   し、前記予熱室内の雰囲気ガスを、前記加熱室の
   燃焼装置から発生する燃焼廃ガスと熱交換させた
   上、前記加熱ガス噴射ノズルから噴射せしめるこ
   とを特徴とする帯状金属の連続熱処理炉。