TWI685570B - 鐵鋼製品的加熱裝置及鐵鋼製品的加熱方法 - Google Patents

鐵鋼製品的加熱裝置及鐵鋼製品的加熱方法 Download PDF

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Abstract

本發明為一種鐵鋼製品的加熱裝置，其係具備：預熱室，用以預熱前述鐵鋼製品；加熱室，連結於前述預熱室且用以將前述鐵鋼製品加熱至期望溫度；複數支燃燒器，於前述加熱室中以從上下方夾持前述鐵鋼製品之方式所配置；以及將包含前述燃燒器中的燃燒氣體之排氣流入於前述預熱室內之手段；前述燃燒器係藉由燃料與氧濃度80vol%以上的氧化劑來形成火焰，並具有：藉由前述火焰將附著於前述鐵鋼製品的表面之油脂吹散之功能；前述預熱室，構成為：以藉由前述手段所流入之排氣，進行前述鐵鋼製品的預熱之構造。

Description

鐵鋼製品的加熱裝置及鐵鋼製品的加熱方法
本發明係關於藉由冷軋壓所形成之鐵鋼製品的加熱裝置及鐵鋼製品的加熱方法。
本申請案係根據2015年3月26日於日本提出申請之日本特願2015-065015號而主張優先權，並在此援引該內容。
關於藉由冷軋壓所製造之製品，在施以電鍍處理等情形時，於爐長為數十m之極大的加熱爐加熱至約500℃後，於退火爐中加熱至約800℃以進行退火。此方法中，由於爐長極長，所以爐體熱損耗大，熱效率變差。所謂冷軋壓，意指不加熱金屬所進行之軋壓加工，而所謂軋壓加工，意指使2個或複數個輥旋轉，並使金屬通過此之間而加工為板、棒、管等形狀者。
此外，藉由冷軋壓所製造之製品，於製品的表面會附著有油脂以及混入於油脂之有機物粒子及無機物粒子，於電鍍等步驟中會產生品質上的問題，故需預先 去除此等附著物。
於直火式的加熱爐中，油分雖於加熱爐內被燃燒去除，但如前述般是以極大的加熱爐來加熱，所以爐壁熱損耗以及運送輥等之水冷熱損耗大，熱效率變差。
此外，於輻射管式的加熱爐(間接加熱)中，由於無法將油分燃燒去除，所以在裝入於加熱爐前，需使用溶劑來去除。如此，由於增加洗淨步驟，使製程產線增長，並且亦須處理洗淨步驟中所使用之溶劑，因而耗費成本。
直火式加熱裝置的例子，為人所知者有專利文獻1所揭示之加熱裝置。此加熱裝置中，燃燒器相對於被加熱物平行地設置，被加熱物主要藉由來自火焰的輻射熱被間接地加熱。
尤其是，由於藉由來自火焰的輻射熱被間接地加熱，所以須增大爐體，使熱效率變差。
此外，直火式加熱裝置的其他形態例，為人所知者有專利文獻2所揭示之加熱裝置。此加熱裝置，由於使火焰碰撞於被加熱物而加熱，所以與專利文獻1所揭示之加熱裝置相比，傳熱效率高。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-284019號公報
[專利文獻2]日本實開平5-37954號公報
然而，設置在用以加熱藉由冷軋壓所成形之鐵鋼製品之直火式的加熱裝置之燃燒器，由於在空氣中燃燒燃料，所以火焰溫度最高為1800℃左右。
此外，由於燃燒速度慢，而有火焰飛散的問題，故難以形成高速火焰。因此，即使是使火焰碰撞之型式的加熱裝置，要急速地加熱鐵鋼製品，仍有其極限。
本發明係考量到該情況而創作出，該目的在於提供一種能夠有效率地將藉由冷軋壓所製造之製品急速地加熱，並且去除所附著之油脂以及混入於油脂之有機物粒子及無機物粒子之鐵鋼製品的加熱裝置及鐵鋼製品的加熱方法。
因此，為了解決上述課題，本發明係採用以下構成。
(1)一種鐵鋼製品的加熱裝置，其係用於藉由冷軋壓所成形之鐵鋼製品，其係具備：預熱室，係用以預熱前述鐵鋼製品；加熱室，係連結於前述預熱室且用以將前述鐵鋼製品加熱至期望的溫度；複數支燃燒器，係於前述加熱室中以從上下方夾持前述鐵鋼製品之方式所配置；以及排氣排出手段，係將包含前述燃燒器中的燃燒氣體之排氣，在流入於前述預熱室內後排出至前述加熱裝置外；前述燃燒器係藉由燃料與氧濃度80vol%以上的氧化劑來形成火焰， 並具有：藉由前述火焰，使附著於前述鐵鋼製品的表面之油脂以及混入於前述油脂之無機物粒子及有機物粒子的至少1者燃燒同時予以吹散之功能；前述預熱室係構成為：以藉由前述排氣排出手段所流入之包含前述燃燒器中的燃燒氣體之排氣，進行前述鐵鋼製品的預熱之構造。
(2)如上述(1)所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其中在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述燃燒器的前端與前述鐵鋼製品之間的距離H設為(30至110)×Q(1/3)mm的範圍，將前述燃燒器的中心軸與前述鐵鋼製品之表面所形成之角度α設為60至90度的範圍。
(3)如上述(1)或(2)所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其中前述鐵鋼製品之上側的前述燃燒器或/及前述鐵鋼製品之下側的前述燃燒器，係配置複數支於1列上；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述配置為1列之複數支前述燃燒器的間隔d設為(7至20)×Q(1/2)mm的範圍。
(4)如上述(1)至(3)中任一項所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其中前述鐵鋼製品之上側的前述燃燒器或/及前述鐵鋼製品之下側的前述燃燒器，係配置為形成2列以上的燃燒器列；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述燃燒器列的間隔L設為(17至300)×Q(1/2)mm的範圍。
(5)如上述(4)所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其係將前述燃燒器列的前述間隔L設為(17至68)×Q(1/2)mm 的範圍、或(100至300)×Q(1/2)mm的範圍。
(6)如上述(4)或(5)所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其中配置為形成2列以上的燃燒器列之前述燃燒器，係配置為各自互不相同。
(7)一種鐵鋼製品的加熱方法，其係用於藉由冷軋壓所成形之鐵鋼製品，係於預熱室加熱前述鐵鋼製品後，導入至連結於前述預熱室之加熱室以加熱至期望溫度之方法，於前述加熱室中，設置有以從上下方夾持前述鐵鋼製品之方式所配置之複數支燃燒器，將使用燃料與氧濃度80vol%以上的氧化劑並藉由前述燃燒器所形成之火焰，直接碰撞於前述鐵鋼製品的表面，藉此加熱前述鐵鋼製品，並且藉由前述火焰，使附著於前述鐵鋼製品的表面之油脂以及混入於前述油脂之無機物粒子及有機物粒子的至少1者燃燒同時予以吹散，藉由將包含前述燃燒器中的燃燒氣體之排氣導入於前述預熱室，以與前述鐵鋼製品進行熱交換。
(8)如上述(7)所述之鐵鋼製品的加熱方法，其係將供給至前述燃燒器之前述氧化劑的流量，設為使前述燃料完全燃燒所需之氧流量的90至120%的範圍。
(9)如上述(7)或(8)所述之鐵鋼製品的加熱方法，其中在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述燃燒器的前端與前述鐵鋼製品之間的距離H設為(30至100)×Q(1/3)mm的範圍，將前述燃燒器的中心軸與前述鐵鋼製品之表面所形成之角度α設為60至 90度的範圍。
(10)如上述(7)至(9)中任一項所述之鐵鋼製品的加熱方法，其中前述鐵鋼製品之上側的前述燃燒器或/及前述鐵鋼製品之下側的前述燃燒器，係配置複數支於1列上；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述配置為1列之複數支前述燃燒器的間隔d設為(7至20)×Q(1/2)mm的範圍。
(11)如上述(7)至(10)中任一項所述之鐵鋼製品的加熱方法，其中前述鐵鋼製品之上側的前述燃燒器或/及前述鐵鋼製品之下側的前述燃燒器，係配置為形成2列以上的燃燒器列；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述燃燒器列的間隔L設為(17至300)×Q(1/2)mm的範圍。
(12)如上述(11)所述之鐵鋼製品的加熱方法，其係將前述燃燒器列的前述間隔L設為(17至68)×Q(1/2)mm的範圍、或(100至300)Q(1/2)mm的範圍。
(13)如上述(7)至(12)中任一項所述之鐵鋼製品的加熱方法，其係將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為10至100Mcal/h的範圍。
根據本發明，能夠有效率地將藉由冷軋壓所製造之製品急速地加熱，並且去除所附著之油脂以及混入於油脂之有機物粒子及無機物粒子。
1‧‧‧加熱裝置
2‧‧‧鋼板
2a‧‧‧鋼板的表面
3‧‧‧預熱室
4‧‧‧加熱室
5‧‧‧燃燒器
5a‧‧‧前端
6‧‧‧排氣排出管
7‧‧‧排氣排出手段
8‧‧‧鋼板入口
9‧‧‧鋼板取出口
A‧‧‧預熱部
B‧‧‧加熱部
C‧‧‧排氣
D‧‧‧火焰
d、L‧‧‧間隔
E、E1、E2‧‧‧燃燒器列
H‧‧‧距離
M‧‧‧中心軸
P‧‧‧交點
X‧‧‧移動方向
α‧‧‧角度
第1圖係顯示本發明的一實施形態之加熱裝置之剖面圖。
第2圖係顯示本發明的一實施形態之加熱裝置的一部分之立體圖。
第3圖係顯示本發明的一實施形態之加熱裝置的一部分之剖面圖。
第4圖係顯示本發明的一實施形態之加熱裝置的一部分之俯視圖。
第5圖係顯示本發明的一實施例之鋼板的寬度方向各點相對於燃燒器間隔之鋼板溫度的溫度偏差之圖表。
第6圖係顯示本發明的一實施例之燃燒器列間的距離與相對傳熱效率之關係之圖表。
第7圖係關於評估殘留於脫脂試驗片的表面之碳量之方法之說明圖。
以下說明適用本發明之一實施形態之鐵鋼製品的加熱裝置及鐵鋼製品的加熱方法。
〈加熱裝置〉
首先說明本實施形態之鐵鋼製品的加熱裝置。
本實施形態之鐵鋼製品(鋼板)的加熱裝置1，如第1圖所示，為用以加熱藉由冷軋壓所成形之鐵鋼製品之裝置，並具備：預熱鋼板2之預熱室3、連結於預熱室3之 加熱室4、設置在加熱室4內之複數支燃燒器5、連接於預熱室3之排氣排出管6、以及設置在排氣排出管6之排氣排出手段7而構成。
第1圖係顯示本實施形態之加熱裝置1的概略構成之剖面圖。此外，第1圖至第4圖中，箭頭X表示鋼板2的移動方向。
預熱室3係於加熱裝置1中為最先接受鋼板2之部分，並成為預熱鋼板2之預熱部A。預熱室3於鋼板2之移動方向X的上游側(以下僅稱為「上游側」)設置有投入鋼板2之鋼板入口8，在鋼板2之移動方向X的下游側(以下僅稱為「下游側」)與加熱室4連結。
預熱室3的爐長(X方向的長度)，較佳係設計為0.5至4m的範圍，尤佳設計為1至4m的範圍。較4m長時，鋼板的加熱效率幾乎不變，設備變得大而不當，而有設備成本提高之缺失。較0.5m短時，無法回收加熱裝置1之排氣的熱量，而有排氣的熱損耗增多之缺失。
此外，於預熱室3的上游側，連接有用以排出排氣C之排氣排出管6，於排氣排出管6，設置有鼓風機等之用以排出排氣C之排氣排出手段7。
使此排氣排出手段7動作，並介於排氣排出管6將預熱室3及加熱室4的氣體抽出，藉此可將包含燃燒器5的燃燒氣體之排氣C，從加熱室4流入於預熱室3內後，介於排氣排出管6排出至加熱裝置1外。
如此，預熱室3，係構成為：藉由排氣排出手段7，來 進行從加熱室4所流入之包含燃燒器5中的燃燒氣體之排氣C、與鋼板2之熱交換，藉此進行鋼板2的預熱之構造。
加熱室4係成為將鋼板2加熱至期望的溫度之加熱部B，上游側與預熱室3連結，於下游側設置有取出鋼板之鋼板取出口9。
加熱室4的爐長(X方向的長度)，較佳係後述燃燒器列E之間隔L的總和+0.5至1.5m的範圍。較1.5m長時，加熱室4變大，產生爐體熱損耗，此外，較0.5m短時，加熱部的燃燒室負荷降低，而有傳導效率降低之缺失。
此外，於加熱室4中，以從上下方夾持鋼板2之方式設置有複數支燃燒器5。
燃燒器5係藉由燃料與氧濃度80vol%以上，尤佳為90vol%以上的氧化劑來形成火焰D。此外，燃燒器5，如第2圖及第3圖所示，係配置在使火焰D直接碰撞於鋼板2的表面2a之位置。
第2圖為省略加熱室4的外壁之立體圖，第3圖為僅記載鋼板2與燃燒器5之剖面圖。
具體而言，從燃燒器5的前端5a至鋼板2為止之距離H，在將燃燒器5之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，較佳位於(30至110)×Q(1/3)mm的範圍，尤佳位於(60至110)×Q(1/3)mm的範圍。例如，若燃燒量為35Mcal/h，則距離H尤佳大致位於200至360mm的範圍。
較30×Q(1/3)mm更短時，因火焰D的回彈使燃燒器5產生損傷之可能性變大，較110×Q(1/3)mm更長時，火焰D與 鋼板2碰撞時之流速及溫度降低，無法得到高傳熱效率。
從燃燒器5的前端5a至鋼板2為止之距離H，如第3圖所示，意指從燃燒器5的前端5a至燃燒器的中心軸M與鋼板2的表面2a之交點P為止之距離。
此外，燃燒器5之火焰D的朝向(亦即燃燒器5的朝向)，較佳係以相對於鋼板2的移動方向X呈垂直或相對向之方式，將燃燒器5的中心軸M與鋼板2的表面2a所形成之角度α設為60至90度的範圍。
角度α小於60度時，傳熱效率降低，大於90度時，同樣的，傳熱效果的降低變得顯著。
此外，因各燃燒器5的不同，燃燒器5的中心軸M與鋼板2的表面2a所形成之角度α亦可有所不同，但為了均勻地加熱鋼板2，較佳係將全部的燃燒器5設為相同角度。
此外，本實施形態中，如第2圖及第4圖所示，係藉由設置在相對於鋼板2的移動方向X呈垂直之方向上的複數支燃燒器5，來形成燃燒器列E。
構成各燃燒器列E之燃燒器5的間隔d，較佳係設為(5至25)×Q(1/2)mm的範圍，尤佳設為(7至20)×Q(1/2)mm的範圍。例如，若燃燒量為35Mcal/h，則間隔d尤佳大致位於40至120mm的範圍。
燃燒器5的間隔d較5×Q(1/2)mm更短時，在加熱較寬的鋼板2等之情形時，須設置極多數的燃燒器5，而不具實用性。此外，燃燒器5的間隔d較25×Q(1/2)mm更長時，難以均勻地加熱鋼板2。
此外，燃燒器列E在當對於鋼板2的期望溫度高時，較佳係配置2列以上。此時之燃燒器列E的間隔L，較佳位於(17至300)×Q(1/2)mm的範圍，尤佳位於(17至68)×Q(1/2)mm的範圍、或(100至300)×Q(1/2)mm的範圍。例如，若燃燒量為35Mcal/h，則間隔L尤佳大致位於100至400mm或600至1800mm的範圍。
燃燒器列E的間隔L較17×Q(1/2)mm更短時，局部的燃燒量增大，使燃燒器5及加熱室4產生損傷之可能性增大。此外，燃燒器列E的間隔L較68×Q(1/2)mm更長且較100×Q(1/2)mm更短時，由後列(第4圖中的燃燒器列E2)的燃燒器5所形成之火焰D，與由前列(第4圖中的燃燒器列E1)的燃燒器5所形成之火焰D干涉，成為火焰D從鋼板2的表面2a中剝離之狀態，而使傳熱效率降低。此外，將燃燒器列E的間隔L設為較300×Q(1/2)mm更長時，加熱室4變大，爐體熱損耗增加，而不具實用性。
此外，當配置2列以上的燃燒器列E時，較佳係配置為各自互不相同。藉由如此地配置，可更均勻地加熱鋼板2。
此外，燃燒器5之每1支的燃燒量，較佳位於10至100Mcal/h的範圍，尤佳位於20至80Mcal/h的範圍。燃燒量小於10Mcal/h時，火焰長度較短，與鋼板2碰撞時之火焰溫度低，並且流速亦降低，而使傳熱效率降低。此外，大於100Mcal/h時，必須增加燃燒器5與鋼板2之距離，使加熱室4變大，爐體熱損耗增加，而使熱效率降低。
根據本實施形態之加熱裝置1，於預熱室3中，係使用包含燃燒器5的燃燒氣體之排氣C來預熱鋼板2，所以可有效率地加熱鋼板2。
此外，本實施形態中，由於使用氧濃度80vol%以上的氧化劑作為供給至燃燒器5之氧化劑，所以可急速地燃燒燃料，而形成高溫高速火焰。由於使該火焰D直接碰撞於鋼板2，所以可有效率地將鋼板2急速地加熱。此外，藉由使高溫高速火焰碰撞，可將附著於鋼板2的表面2a之油脂以及混入於油脂之有機物粒子及無機物粒子燃燒，同時藉由該高溫高速火焰將之吹散。
〈加熱方法〉
接著說明本實施形態之鐵鋼製品的加熱方法。
本實施形態之鐵鋼製品(鋼板)的加熱方法，具有：在預熱室3中加熱鋼板2之預熱步驟、以及在連結於預熱室3之加熱室4中加熱鋼板2之加熱步驟。
以下說明預熱步驟，首先如第1圖所示，將藉由冷軋壓所成形之鐵鋼製品的鋼板2，從鋼板入口8投入於預熱室3內，並使鋼板2朝向加熱室4側沿著X方向依序移動。
於預熱室3內，藉由排氣排出手段7，從加熱室4導入包含燃燒器5的燃燒氣體之排氣C，並使排氣C與鋼板2進行熱交換，以預熱鋼板2。
與鋼板2完成熱交換後之排氣C，藉由排氣 排出手段7，通過排氣排出管6而排往加熱裝置1外。
於預熱室3內完成熱交換後之鋼板2，被移往加熱室4內，並於此加熱室4內進行加熱步驟。
此加熱步驟中，由形成於加熱室4內之燃燒器5所形成之火焰D，係直接碰撞於鋼板2的表面2a，而將鋼板2加熱至期望溫度。此時，由於燃料與氧濃度80vol%以上的氧化劑被供給至燃燒器5，所以燃燒器所形成之火焰，成為高溫高速火焰。
供給至燃燒器5之燃料，例如可列舉出LNG(液化天然氣)。此外，氧化劑例如可使用純氧，或是使用以使氧濃度成為80%以上的方式以期望比率混合純氧與空氣者。
此外，供給至燃燒器5之氧化劑中所含有的氧流量，較佳係以成為供給至燃燒器5之燃料完全燃燒所需之氧流量的90至120%的範圍之方式，適當地調整氧化劑及燃料的流量。
當供給至燃燒器5之氧化劑中所含有的氧流量，低於使燃料完全燃燒所需之氧流量的90%時，未燃燒氣體被排出，而有排氣熱損耗增多之缺失，較120%更多時，有時會有鋼板的氧化量增多之缺失。
此外，加熱步驟中，係急速且均勻地將鋼板2加熱至期望溫度，並且藉由燃燒器5的火焰D，將附著於鋼板2的表面2a之油脂以及混入於前述油脂之無機物粒子及有機物粒子燃燒同時予以吹散。
經過加熱步驟後之鋼板2，通過鋼板取出口9被取出至加熱裝置1外。
根據本實施形態之加熱方法，於預熱室3中，係使用包含燃燒器5的燃燒氣體之排氣C來預熱鋼板2，所以可有效率地加熱鋼板2。
此外，本實施形態中，由於使用氧濃度80vol%以上的氧化劑作為供給至燃燒器5之氧化劑，所以可急速地燃燒燃料，而形成高溫高速火焰。由於使該火焰直接碰撞於鋼板，所以可有效率地將鋼板2急速地加熱。此外，藉由使高溫高速火焰碰撞，可將附著於鋼板2的表面2a之油脂以及混入於油脂之有機物粒子及無機物粒子燃燒，同時藉由該高溫高速火焰吹散。
以上係根據實施形態來說明本發明，但本發明並不限定於上述實施形態，在不脫離該主旨之範圍內，可進行各種變更。
以下係藉由實施例來說明本發明。惟本發明並不限定於以下實施例。
[實施例1]
本實施例中，係使用第1圖、第2圖所示之加熱裝置來實施冷軋壓鋼板的加熱試驗。
使用LNG(流量：3.4Nm3/h‧支)作為供給至配置於加熱室之燃燒器的燃料，使用純氧(流量：8.5Nm3/h‧支)作為氧化劑。因此，燃燒器1支的燃燒量為35Mcal/h。此外，氧化劑的供給量，相當於使LNG完全燃燒所需之氧流量的 110%。
燃燒器的支數，於鋼板的上下側分別為41支，合計82支。此外，鋼板上側的燃燒器及下側的燃燒器，分別互不相同地配置為2列(前列21支，後列20個)。各燃燒器的間隔設為60mm，燃燒器列的間隔設為200mm。
此外，從燃燒器至鋼板為止之距離設為200mm，將燃燒器的中心軸與鋼板之表面所形成之角度，設為以燃燒器之火焰的噴出方向與鋼板的移動方向相對向之朝向來算為80度。
此外，冷軋壓鋼板，係設為板厚0.4mm、板寬1250mm、移動速度200m/min。將加熱裝置的鋼板入口中之鋼板的溫度設為25℃，鋼板處理量設為47T/hour，加熱室中的加熱時間設為0.3秒。
鋼板溫度，係使用輻射溫度計，測定板寬1250mm的範圍之鋼板之寬度方向(相對於鋼板的移動方向X呈垂直之方向)上的溫度分布。平均溫度，為將鋼板之寬度方向上的溫度分布予以平均後之值。
藉由本實施例的條件，可確認到25℃的鋼板可急速地加熱至400℃。此外，鋼板之寬度方向(相對於移動方向呈垂直之方向)上的溫度分布，相對於平均溫度為±2.6℃的範圍，可確認到能夠均勻地加熱。
[實施例2]
於實施例2中，使用第1圖所示之加熱裝置，改變燃燒器的間隔來實施冷軋壓鋼板的加熱試驗。
對鋼板加熱裝置的燃燒器之燃燒與氧的供給條件以及燃燒器支數，如表1所示。將全部燃燒器的燃燒量設為大致相等。其他條件與實施例1相同。
Figure 105109402-A0202-12-0016-1
第5圖係顯示鋼板的寬度方向各點相對於燃燒器間隔之鋼板溫度的溫度偏差。從本實施例的結果 中，可得知當增加燃燒器間隔時，鋼板之寬度方向的溫度偏差變大，難以均勻地加熱。本結果係表示60mm為恰當。
[實施例3]
於實施例1的條件中，改變燃燒器列的間隔來確認對鋼板傳熱效率的影響。
燃燒器列間隔以外的條件，設為與實施例1相同的條件。第6圖係顯示燃燒器列間隔對傳熱效率之影響。傳熱效率，係以將燃燒器列間隔300mm的條件之傳熱效率設為1.0之相對傳熱效率來表示。
從本實施例的結果中，由於燃燒器列間隔為400至500mm時顯示出極小值之傾向，故可得知燃燒器間隔較佳為100至300mm或600mm以上。
[實施例4]
於本實施例中，依循本發明之鐵鋼製品的加熱方法，藉由以下步驟，進行將附著於冷軋壓鋼板的表面之油脂類燃燒去除之脫脂試驗。
使用LNG作為供給至配置於加熱室之燃燒器的燃料，此外，使用純氧作為氧化劑。供給至1支燃燒器之燃料與氧化劑，設為：作為燃料之LNG：流量3.4Nm3/h‧支、作為氧化劑之純氧：流量8.5Nm3/h‧支，純氧的流量，設定為使燃料完全燃燒所需之量的110%。
燃燒器，與第4圖相同，亦即配置5支作為前列E1，配置6支作為後列E2，合計11支。此外，燃燒器前端與鐵鋼製品之間的距離H為200mm，燃燒器角度α設為70°，燃燒器間隔d與燃燒 器列間隔L，因試驗No.的不同而設為不同。惟燃燒器僅配置在鋼板的上側。
鋼板2係準備板寬600mm、板厚0.6mm的冷軋壓鋼板。以各種燃燒效率使燃燒器燃燒，並一邊以各種移動速度使所製備之冷軋壓鋼板往第1圖的X方向行進，一邊使燃燒器的火焰直接碰撞於鋼板的表面，以將附著於冷軋壓鋼板的表面之油脂類燃燒去除。燃燒器的燃燒條件及冷軋壓鋼板的移動速度如表2所示。
Figure 105109402-A0202-12-0018-2
使用結束脫脂試驗後之冷軋壓鋼板，並以下列方式來評估油脂類的燃燒去除性。從結束脫脂試驗後之各冷軋壓鋼板中，以板寬中央為中心，採集7至13處的樣本，以製備脫脂試驗片。所採集之樣本的個數與位置，係因應燃燒器間隔d，如表3所示。
Figure 105109402-A0202-12-0019-3
對所採集之各脫脂試驗片，使用輝光放電分光分析儀(GDS：Glow Discharge Spectroscopy)，從冷軋壓鋼板的表面，依據氬離子濺鍍來進行深度方向的元素分布分析。該結果的一例如第7圖所示。當中，對從表面至對應於氬離子濺鍍5秒之深度為止之碳(C，carbon)的訊號強度進行積分，並將該積分值設為附著於表層之碳量。對在板寬方向上從7至13處所採集之各片脫脂試驗片的碳量求取平均，以此為殘留碳量，並藉由該大小來評估油脂類的燃燒去除性。該評估結果如表4所示。
表4的比較材料，係藉由丙酮將冷軋壓鋼板進行脫脂，使用從7處所採集之脫脂試驗片並求取殘留碳量之結果。
Figure 105109402-A0202-12-0020-4
比較材料的殘留碳量為0.3，相對於此，試驗No.1至15殘留碳量為0.3至0.5，最多為0.7。亦即，可降低至比較材料的殘留碳量幾乎同等程度。從該內容中，可確認到使用本發明之加熱方法，可將附著於鐵鋼製 品的表面之油脂類燃燒去除至相當於鹼脫脂的程度。此外，可確認到於各種燃燒器間隔d、燃燒器列間隔L、燃燒負荷率、鋼板移動速度的條件下，均可將附著於鐵鋼製品的表面之油脂類燃燒去除。
為了掌握鋼板的氧化量，係使用輝光放電分光分析儀(GDS：Glow Discharge Spectroscopy)，從各鋼板的表面，依據氬離子濺鍍來進行碳(C、carbon)之深度方向的元素分布分析。將從存在有碳之鋼板表面的深度，處理作為存在於鋼板表面之氧化膜的膜厚。
該結果為，關於脫脂試驗片No.1至15，鋼板表面之氧化膜的厚度，均為0.1μm左右，與比較材料相同。
[產業上之可應用性]
可提供一種能夠有效率地將藉由冷軋壓所製造之製品急速地加熱，並且去除所附著之油脂之鐵鋼製品的加熱裝置及鐵鋼製品的加熱方法。
1‧‧‧加熱裝置
2‧‧‧鋼板
2a‧‧‧鋼板的表面
3‧‧‧預熱室
4‧‧‧加熱室
5‧‧‧燃燒器
6‧‧‧排氣排出管
7‧‧‧排氣排出手段
8‧‧‧鋼板入口
9‧‧‧鋼板取出口
A‧‧‧預熱部
B‧‧‧加熱部
C‧‧‧排氣
D‧‧‧火焰
X‧‧‧移動方向

Claims (11)

  1. 一種鐵鋼製品的加熱裝置，其係用於藉由冷軋壓所成形之鐵鋼製品的加熱裝置，其係具備：預熱室，係用以預熱前述鐵鋼製品；加熱室，係連結於前述預熱室且用以將前述鐵鋼製品加熱至期望的溫度；複數支燃燒器，係於前述加熱室中以從上下方夾持前述鐵鋼製品之方式所配置；以及排氣排出手段，係將包含前述燃燒器中的燃燒氣體之排氣，在流入於前述預熱室內後排出至前述加熱裝置外；前述燃燒器係藉由燃料與氧濃度80vol%以上的氧化劑來形成火焰，並具有：藉由前述火焰，使附著於前述鐵鋼製品的表面之油脂以及混入於前述油脂之無機物粒子及有機物粒子的至少1者燃燒同時予以吹散之功能；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述燃燒器的前端與前述鐵鋼製品之間的距離H設為(30至110)×Q(1/3)mm的範圍，將前述燃燒器的中心軸與前述鐵鋼製品之表面所形成之角度α設為60至90度的範圍；前述預熱室係構成為：以藉由前述排氣排出手段所流入之包含前述燃燒器中的燃燒氣體之排氣，進行前述鐵鋼製品的預熱之構造。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其中前述鐵鋼製品之上側的前述燃燒器或/及前述鐵鋼製品之下側的前述燃燒器，係配置複數支於1列上；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述配置為1列之複數支前述燃燒器的間隔d設為(7至20)×Q(1/2)mm的範圍。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其中前述鐵鋼製品之上側的前述燃燒器或/及前述鐵鋼製品之下側的前述燃燒器，係配置為形成2列以上的燃燒器列；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述燃燒器列的間隔L設為(17至300)×Q(1/2)mm的範圍。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其係將前述燃燒器列的前述間隔L設為(17至68)×Q(1/2)mm的範圍、或(100至300)×Q(1/2)mm的範圍。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之鐵鋼製品的加熱裝置，其中以形成為2列以上的燃燒器列之方式來配置的前述燃燒器，係配置為各自互不相同。
  6. 一種鐵鋼製品的加熱方法，其係藉由冷軋壓所成形之鐵鋼製品的加熱方法，且係於預熱室加熱前述鐵鋼製品後，將之導入至連結於前述預熱室之加熱室以加熱至期望溫度之方法，於前述加熱室中，設置有以從上下方夾持前述鐵鋼 製品之方式所配置之複數支燃燒器，將使用燃料與氧濃度80vol%以上的氧化劑並藉由前述燃燒器所形成之火焰，直接碰撞於前述鐵鋼製品的表面，藉此加熱前述鐵鋼製品，並且藉由前述火焰，使附著於前述鐵鋼製品的表面之油脂以及混入於前述油脂之無機物粒子及有機物粒子的至少1者燃燒同時予以吹散，在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述燃燒器的前端與前述鐵鋼製品之間的距離H設為(30至100)×Q(1/3)mm的範圍，將前述燃燒器的中心軸與前述鐵鋼製品之表面所形成之角度α設為60至90度的範圍，藉由將包含前述燃燒器中的燃燒氣體之排氣導入於前述預熱室，以與前述鐵鋼製品進行熱交換。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之鐵鋼製品的加熱方法，其係將供給至前述燃燒器之前述氧化劑的流量，設為使前述燃料完全燃燒所需之氧流量的90至120%的範圍。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所述之鐵鋼製品的加熱方法，其中前述鐵鋼製品之上側的前述燃燒器或/及前述鐵鋼製品之下側的前述燃燒器，係配置複數支於1列上；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述配置為1列之複數支前述燃燒器的間隔d設為(7至20)×Q(1/2)mm的範圍。
  9. 如申請專利範圍第6或7項所述之鐵鋼製品的加熱方法，其中前述鐵鋼製品之上側的前述燃燒器或/及前述鐵鋼製品之下側的前述燃燒器，係配置為形成2列以上的燃燒器列；在將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為Q[Mcal/h]時，將前述燃燒器列的間隔L設為(17至300)×Q(1/2)mm的範圍。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之鐵鋼製品的加熱方法，其係將前述燃燒器列的前述間隔L設為(17至68)×Q(1/2)mm的範圍、或(100至300)×Q(1/2)mm的範圍。
  11. 如申請專利範圍第6或7項所述之鐵鋼製品的加熱方法，其係將前述燃燒器之每1支的燃燒量設為10至100Mcal/h的範圍。
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