JPH0149774B2 - - Google Patents
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- JPH0149774B2 JPH0149774B2 JP60192613A JP19261385A JPH0149774B2 JP H0149774 B2 JPH0149774 B2 JP H0149774B2 JP 60192613 A JP60192613 A JP 60192613A JP 19261385 A JP19261385 A JP 19261385A JP H0149774 B2 JPH0149774 B2 JP H0149774B2
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- JP
- Japan
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- heating
- burner
- steel strip
- zone
- temperature
- Prior art date
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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処理方法に関する。
［従来の技術及びその問題点］
従来、連続焼鈍設備の加熱炉では、鋼帯酸化防
止のため輻射管による間接加熱方式が一般に採ら
れている。しかし、この間接加熱方式は一般の直
火加熱方式のような鋼帯の酸化という問題を生じ
なくて済む反面、以下のような特有の問題を有し
ている。
止のため輻射管による間接加熱方式が一般に採ら
れている。しかし、この間接加熱方式は一般の直
火加熱方式のような鋼帯の酸化という問題を生じ
なくて済む反面、以下のような特有の問題を有し
ている。
(イ) 炉温が最大900℃と低いため、必要な加熱能
力を確保するためには炉長を大きくする必要が
あり、設備費が高くつく。
力を確保するためには炉長を大きくする必要が
あり、設備費が高くつく。
(ロ) 間接加熱であるために熱応答が悪い、したが
つて鋼帯のサイズ変更や処理熱サイクルの変更
に迅速に対応できない。
つて鋼帯のサイズ変更や処理熱サイクルの変更
に迅速に対応できない。
(ハ) 冷延鋼帯表面に付着する冷間圧延油等を熱処
理前に洗浄除去する必要があり、そのための設
備費と運転費の増大を招く。
理前に洗浄除去する必要があり、そのための設
備費と運転費の増大を招く。
このような間接加熱方式に対し、所謂無酸化直
可加熱方式なる方式が特公昭58−44133号や特公
昭59−29651号等において冷延鋼帯の連続熱処理
設備用として提案され、また広く溶融亜鉛メツキ
ラインや電磁鋼板連続焼鈍ラインに用いられてい
る。この方式には、ストリツプ温度（Max.900
℃）の上昇に応じて各燃焼制御ゾーンの空気比を
低減していく（1.4未満→0.6）等の方法で鋼帯の
酸化を抑えつつ加熱を行うというもので、直火方
式であるため上記(イ)〜(ハ)の問題も回避できる利点
がある。
可加熱方式なる方式が特公昭58−44133号や特公
昭59−29651号等において冷延鋼帯の連続熱処理
設備用として提案され、また広く溶融亜鉛メツキ
ラインや電磁鋼板連続焼鈍ラインに用いられてい
る。この方式には、ストリツプ温度（Max.900
℃）の上昇に応じて各燃焼制御ゾーンの空気比を
低減していく（1.4未満→0.6）等の方法で鋼帯の
酸化を抑えつつ加熱を行うというもので、直火方
式であるため上記(イ)〜(ハ)の問題も回避できる利点
がある。
しかしこの方式は無酸化式とは言うものの実際
には微酸化式であり、空気比1.0未満の燃焼生成
ガス中にも酸化性ガスであるCO2、H2Oが多量に
含まれているため、加熱後の酸化膜厚みは原板の
50Å未満から500−1000Åにも増大してしまう。
したがつてこの方式でも次のような問題がある。
には微酸化式であり、空気比1.0未満の燃焼生成
ガス中にも酸化性ガスであるCO2、H2Oが多量に
含まれているため、加熱後の酸化膜厚みは原板の
50Å未満から500−1000Åにも増大してしまう。
したがつてこの方式でも次のような問題がある。
(イ) 酸化膜がロール表面に移つて成長する現象
（ロールピツクアツプ）が生じロールやストリ
ツプ表面を傷める。
（ロールピツクアツプ）が生じロールやストリ
ツプ表面を傷める。
(ロ) 直火加熱後、含H2雰囲気ガスによつて表面
を完全を還元する必要があるが、酸化膜が厚い
ため高濃度のH2を必要とし、且つ雰囲気の汚
染が著しい。
を完全を還元する必要があるが、酸化膜が厚い
ため高濃度のH2を必要とし、且つ雰囲気の汚
染が著しい。
(ハ) 酸化膜によるストリツプ表面の輻射率変動が
大きいため、輻射温度計による加熱温度測定と
これに基づく直火炉燃焼制御が困難である。
大きいため、輻射温度計による加熱温度測定と
これに基づく直火炉燃焼制御が困難である。
［問題を解決するための手段］
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、鋼
帯を酸化膜等による問題を生じさせることなく適
切に連続熱処理することができる方法を提供せん
とするものである。
帯を酸化膜等による問題を生じさせることなく適
切に連続熱処理することができる方法を提供せん
とするものである。
このため本発明は、鋼帯を高温排ガスが導入さ
れた予熱帯で330℃以下に予熱し、引き続き１パ
ス又は２パス以上からなる直火加熱帯で加熱した
後、還元性雰囲気の均熱帯で５秒以上均熱し、次
いで40℃／秒以上の冷却速度で急速冷却する連続
熱処理を行い、前記直火加熱帯では、パスの入側
加熱領域において非還元型加熱バーナにより加熱
し、パスの出側加熱領域においては、燃焼中間生
成物を有し且つ遊離酸素を有しない非平衡領域を
火災中に形成し得る還元型加熱バーナにより、鋼
帯温度430〜900℃の温度域を加熱するようにした
ことを基本的特徴とする。
れた予熱帯で330℃以下に予熱し、引き続き１パ
ス又は２パス以上からなる直火加熱帯で加熱した
後、還元性雰囲気の均熱帯で５秒以上均熱し、次
いで40℃／秒以上の冷却速度で急速冷却する連続
熱処理を行い、前記直火加熱帯では、パスの入側
加熱領域において非還元型加熱バーナにより加熱
し、パスの出側加熱領域においては、燃焼中間生
成物を有し且つ遊離酸素を有しない非平衡領域を
火災中に形成し得る還元型加熱バーナにより、鋼
帯温度430〜900℃の温度域を加熱するようにした
ことを基本的特徴とする。
加熱バーナを空気比0.8〜0.95で燃焼させた生
成燃焼ガスは平衡論的には鋼帯表面に対し酸化性
であることが知られている。しかし、本発明者等
が検討を重ねたところ、バーナ構造の選択によつ
て急速燃焼を行わせると、生成燃焼ガスは燃焼終
了後短時間の間430〜900℃の鋼帯表面に対し強力
な還元力を示すことを見出した。この還元力の原
因は、燃焼後H2、CO、H2O、CO2、N2等の平衡
混合ガスになる前のごく短時間存在する中間反応
生成物（中間イオン、ラジカル等）によるもの
で、急速燃焼の結果、火炎中に遊離酸素が残存せ
ずしかも上記中間反応生成物が存在する非平衡領
域が平衡ガス領域と明確に区別されるような形で
形成されることによるものである。
成燃焼ガスは平衡論的には鋼帯表面に対し酸化性
であることが知られている。しかし、本発明者等
が検討を重ねたところ、バーナ構造の選択によつ
て急速燃焼を行わせると、生成燃焼ガスは燃焼終
了後短時間の間430〜900℃の鋼帯表面に対し強力
な還元力を示すことを見出した。この還元力の原
因は、燃焼後H2、CO、H2O、CO2、N2等の平衡
混合ガスになる前のごく短時間存在する中間反応
生成物（中間イオン、ラジカル等）によるもの
で、急速燃焼の結果、火炎中に遊離酸素が残存せ
ずしかも上記中間反応生成物が存在する非平衡領
域が平衡ガス領域と明確に区別されるような形で
形成されることによるものである。
このようなことから本発明法では、直火加熱帯
における鋼帯の加熱において、一部の加熱を上記
還元型加熱バーナ、すなわち燃焼中間生成物が存
在し且つ遊離酸素が存在しない非平衡領域が形成
され得る加熱バーナで行う。このような加熱バー
ナでは、火炎中ほぼ燃焼の完了したCO2、H2O、
N2、H2CO等を含む領域、すなわち準平衡領域が
酸化性であるのに対し、上記非平衡領域は還元性
を示し、この火炎を非平衡領域で鋼帯に衝突させ
ることにより鋼帯を酸化させることなく加熱する
ことができる。この領域は300Å程度の酸化膜を
１秒以内に除去する程度の還元力を有している。
第３図は、このような加熱バーナによつて形成さ
れる火炎中非平衡領域のイオン検出プローブによ
る一測定例を示すもので、プローブによる測定電
流値が高いのはイオン強度が大きく、したがつて
燃焼中間生成物が多量に存在していることを意味
している。これによれば、バーナ出口外方の所定
の範囲に亘つて非平衡領域が形成され、その外方
はほぼ燃焼が完了したCO2、H2O、N2等を含む
準平衡領域となつている。
における鋼帯の加熱において、一部の加熱を上記
還元型加熱バーナ、すなわち燃焼中間生成物が存
在し且つ遊離酸素が存在しない非平衡領域が形成
され得る加熱バーナで行う。このような加熱バー
ナでは、火炎中ほぼ燃焼の完了したCO2、H2O、
N2、H2CO等を含む領域、すなわち準平衡領域が
酸化性であるのに対し、上記非平衡領域は還元性
を示し、この火炎を非平衡領域で鋼帯に衝突させ
ることにより鋼帯を酸化させることなく加熱する
ことができる。この領域は300Å程度の酸化膜を
１秒以内に除去する程度の還元力を有している。
第３図は、このような加熱バーナによつて形成さ
れる火炎中非平衡領域のイオン検出プローブによ
る一測定例を示すもので、プローブによる測定電
流値が高いのはイオン強度が大きく、したがつて
燃焼中間生成物が多量に存在していることを意味
している。これによれば、バーナ出口外方の所定
の範囲に亘つて非平衡領域が形成され、その外方
はほぼ燃焼が完了したCO2、H2O、N2等を含む
準平衡領域となつている。
以下、本発明をより具体的に説明する。鋼帯
は、まず、高温ガスが導入された予熱帯で330℃
以下に予熱される。この予熱に用いられる高温排
ガスとしては、直火加熱帯からの排ガス或いは均
熱帯からの排ガス（ラジアントチユーブの燃焼排
ガス、炉内雰囲気ガス等）を用いることができ
る。
は、まず、高温ガスが導入された予熱帯で330℃
以下に予熱される。この予熱に用いられる高温排
ガスとしては、直火加熱帯からの排ガス或いは均
熱帯からの排ガス（ラジアントチユーブの燃焼排
ガス、炉内雰囲気ガス等）を用いることができ
る。
次いで鋼帯は、１パス又は２パス以上の直火加
熱帯で所定の温度まで直火加熱されるが、本発明
では、１または複数あるパスにおいてパスの入側
加熱領域（パスの全加熱領域を任意の位置で２分
したときの入側加熱領域）において従来一般に用
いられている非還元型加熱バーナ（拡散型バー
ナ）を用い、一方パスの出側加熱領域（パスの全
加熱領域を任意の位置で２分したときの出側加熱
領域）においては、上記還元型加熱バーナを用い
鋼帯を加熱するものである。直火加熱帯が複数パ
スからなる場合には、各パス毎について上記のよ
うな態様で加熱を行う。このような直火加熱方法
を採ることにより、鋼帯は各パスの入側加熱領域
における加熱により一定程度酸化されるが出側加
熱領域における還元加熱によりその酸化膜が還元
され、各パスから次のパスまたは後続の均熱帯に
無酸化状態で送り出される。
熱帯で所定の温度まで直火加熱されるが、本発明
では、１または複数あるパスにおいてパスの入側
加熱領域（パスの全加熱領域を任意の位置で２分
したときの入側加熱領域）において従来一般に用
いられている非還元型加熱バーナ（拡散型バー
ナ）を用い、一方パスの出側加熱領域（パスの全
加熱領域を任意の位置で２分したときの出側加熱
領域）においては、上記還元型加熱バーナを用い
鋼帯を加熱するものである。直火加熱帯が複数パ
スからなる場合には、各パス毎について上記のよ
うな態様で加熱を行う。このような直火加熱方法
を採ることにより、鋼帯は各パスの入側加熱領域
における加熱により一定程度酸化されるが出側加
熱領域における還元加熱によりその酸化膜が還元
され、各パスから次のパスまたは後続の均熱帯に
無酸化状態で送り出される。
上記のような還元型加熱バーナによる加熱は、
直火加熱炉各パスの全加熱領域で行うことにより
鋼帯を終始無酸化状態で加熱することが可能であ
るが、この種のバーナは一般に使用されている非
還元型バーナ（拡散型バーナ）に較べ熱容量が小
さく、これで全加熱領域の加熱を行う場合多数の
バーナを用いなければ十分な熱量を確保できな
い。一方、鋼帯酸化に基づくロールピツクアツプ
は、直火加熱帯を構成するパスの出側通板ロール
直前で鋼帯が無酸化状態であれば防止できるもの
である。このようなことから本発明では、直火加
熱帯を構成する各パスについてその入側加熱領域
において熱容量の大きい非還元型加熱バーナによ
り加熱することにより熱量を十分確保するととも
に、出側加熱領域において、入側加熱領域で鋼帯
表面に形成された酸化膜を還元型加熱バーナによ
り還元し、鋼帯を無酸化状態で次のパス、または
均熱帯に送り出すようにしたものである。
直火加熱炉各パスの全加熱領域で行うことにより
鋼帯を終始無酸化状態で加熱することが可能であ
るが、この種のバーナは一般に使用されている非
還元型バーナ（拡散型バーナ）に較べ熱容量が小
さく、これで全加熱領域の加熱を行う場合多数の
バーナを用いなければ十分な熱量を確保できな
い。一方、鋼帯酸化に基づくロールピツクアツプ
は、直火加熱帯を構成するパスの出側通板ロール
直前で鋼帯が無酸化状態であれば防止できるもの
である。このようなことから本発明では、直火加
熱帯を構成する各パスについてその入側加熱領域
において熱容量の大きい非還元型加熱バーナによ
り加熱することにより熱量を十分確保するととも
に、出側加熱領域において、入側加熱領域で鋼帯
表面に形成された酸化膜を還元型加熱バーナによ
り還元し、鋼帯を無酸化状態で次のパス、または
均熱帯に送り出すようにしたものである。
上述したように、本発明が用いる還元型加熱バ
ーナは、430〜900℃の温度域において鋼帯表面に
対し強力な還元力を示すものであり、このため還
元型加熱バーナは鋼帯温度430〜900℃の温度域を
加熱するよう用いられる。
ーナは、430〜900℃の温度域において鋼帯表面に
対し強力な還元力を示すものであり、このため還
元型加熱バーナは鋼帯温度430〜900℃の温度域を
加熱するよう用いられる。
鋼帯は続く還元性雰囲気の均熱帯で５秒以上所
定の温度域に保持される。鋼帯は加熱帯後半で再
結晶温度を超えた時点で結晶粒の核が発生し粒成
長が開始されるが、上記均熱時間はこのような結
晶粒が所定の粒経まで成長するのに要する最小時
間である。
定の温度域に保持される。鋼帯は加熱帯後半で再
結晶温度を超えた時点で結晶粒の核が発生し粒成
長が開始されるが、上記均熱時間はこのような結
晶粒が所定の粒経まで成長するのに要する最小時
間である。
さらに、このようにして加熱均熱された鋼帯は
必要に応じて所定の温度まで保持された後、急冷
帯において40℃／秒以上の冷却速度で急冷され
る。製品の時効性を改善するためには、均熱帯で
固溶した［Ｃ］を急冷に続く過時効帯においてで
きるだけ短時間に析出させる必要があり、上記冷
却速度はこれを実現させるため過飽和状態に固溶
した［Ｃ］の状態を作り出すために必要である。
すなわち、冷却速度は速いほうが固溶［Ｃ］の過
飽和度は高く、過時効処理の時間は少なくて済む
もので、最少の冷速度が規制される。
必要に応じて所定の温度まで保持された後、急冷
帯において40℃／秒以上の冷却速度で急冷され
る。製品の時効性を改善するためには、均熱帯で
固溶した［Ｃ］を急冷に続く過時効帯においてで
きるだけ短時間に析出させる必要があり、上記冷
却速度はこれを実現させるため過飽和状態に固溶
した［Ｃ］の状態を作り出すために必要である。
すなわち、冷却速度は速いほうが固溶［Ｃ］の過
飽和度は高く、過時効処理の時間は少なくて済む
もので、最少の冷速度が規制される。
そして、このような一連の熱処理を経た鋼帯は
必要に応じ過時効処理−最終冷却等を経て製品と
される。一般にTi、Nb添加鋼は過時効処理が不
要とされるが、本発明はこのような場合の熱処理
にも適用可能であることは言うまでもない。
必要に応じ過時効処理−最終冷却等を経て製品と
される。一般にTi、Nb添加鋼は過時効処理が不
要とされるが、本発明はこのような場合の熱処理
にも適用可能であることは言うまでもない。
なお、直火加熱炉での還元型加熱バーナによる
加熱は、バーナ火炎の長手方向中間に形成される
非平衡領域により鋼帯を加熱することを目的にし
ており、このため火炎は鋼帯面に対し略直角に、
しかもその非平衡領域で衝突するよう当てられ
る。
加熱は、バーナ火炎の長手方向中間に形成される
非平衡領域により鋼帯を加熱することを目的にし
ており、このため火炎は鋼帯面に対し略直角に、
しかもその非平衡領域で衝突するよう当てられ
る。
［実施例］
以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説
明する。第１図は本発明の実施に供される設備を
示すもので、ａは予熱帯、ｂは直火加熱帯（１パ
ス）、ｃは輻射管式加熱均熱帯、ｄはガスジエツ
ト冷却帯、ｅはロール冷却帯、ｆは過時効処理
帯、ｇは最終冷却帯であり、本実施例では、鋼帯
は予熱−直火加熱−輻射管式（加熱）均熱−ガス
ジエツト冷却による徐冷−ロール冷却による急冷
−過時効処理−最終冷却という一連の熱処理がな
される。その具体的な内容は以下の通りである。
明する。第１図は本発明の実施に供される設備を
示すもので、ａは予熱帯、ｂは直火加熱帯（１パ
ス）、ｃは輻射管式加熱均熱帯、ｄはガスジエツ
ト冷却帯、ｅはロール冷却帯、ｆは過時効処理
帯、ｇは最終冷却帯であり、本実施例では、鋼帯
は予熱−直火加熱−輻射管式（加熱）均熱−ガス
ジエツト冷却による徐冷−ロール冷却による急冷
−過時効処理−最終冷却という一連の熱処理がな
される。その具体的な内容は以下の通りである。
(1) 加熱帯：直火予熱帯から出る1200〜1400℃の
高温燃焼排ガスを用いて冷延鋼帯を250〜330℃
に予熱する。
高温燃焼排ガスを用いて冷延鋼帯を250〜330℃
に予熱する。
(2) 直火加熱帯：予熱後の冷延鋼帯を直火加熱バ
ーナを用いて430〜800℃まで還元加熱する。直
下加熱バーナは３〜６群に分けられ、出側１〜
２群では上記還元型バーナによる加熱を、また
残りの入側ゾーンでは従来の非還元バーナによ
る加熱を行う。全バーナとも燃焼後の生成ガス
温度は1300〜1600℃で、この高温ガスを鋼帯に
直角に200〜500mmの距離から５〜20ｍ／ｓの速
度で吹き付ける。
ーナを用いて430〜800℃まで還元加熱する。直
下加熱バーナは３〜６群に分けられ、出側１〜
２群では上記還元型バーナによる加熱を、また
残りの入側ゾーンでは従来の非還元バーナによ
る加熱を行う。全バーナとも燃焼後の生成ガス
温度は1300〜1600℃で、この高温ガスを鋼帯に
直角に200〜500mmの距離から５〜20ｍ／ｓの速
度で吹き付ける。
第２図は、予熱帯及び直火加熱帯を通過する
鋼帯表面の酸化膜原の推移を示すもので、鋼帯
は１パスからなる直火加熱帯の出口で十分に還
元されていることが判る。
鋼帯表面の酸化膜原の推移を示すもので、鋼帯
は１パスからなる直火加熱帯の出口で十分に還
元されていることが判る。
(3) 輻射管式加熱均熱帯：直火加熱帯での加熱に
は900℃という上限があるため、これ以上の加
熱が必要がある場合は加熱を行う。一方、鋼帯
が加熱上限に達した後は弱還元性雰囲気中で５
〜120秒程度均熱を行う。
は900℃という上限があるため、これ以上の加
熱が必要がある場合は加熱を行う。一方、鋼帯
が加熱上限に達した後は弱還元性雰囲気中で５
〜120秒程度均熱を行う。
(4) ガスジエツト冷却帯：均熱帯の鋼帯を後続の
ロール冷却帯による急速冷却開始温度（550〜
750℃）まで緩速冷却する。
ロール冷却帯による急速冷却開始温度（550〜
750℃）まで緩速冷却する。
(5) ロール冷却帯：鋼帯を水冷ロールに接触させ
て250〜400℃まで40℃／ｓ以上の高速で急冷し
焼入を行う。
て250〜400℃まで40℃／ｓ以上の高速で急冷し
焼入を行う。
(6) 過時効処理帯：400℃〜150℃の範囲で30秒以
上保持して過時効処理を行う。
上保持して過時効処理を行う。
(7) 最終冷却帯：過時効処理後の鋼帯を150℃以
下まで冷却して大気中に出す。
下まで冷却して大気中に出す。
次に本発明で使用する還元型バーナの一例を第
４図及び第５図に示すものについて説明する。図
示する加熱バーナは、円筒形のバーナタイル１の
内壁６に、周方向で間隔をおいて複数の燃焼用空
気吐出孔２を設けるとともに、バーナ内方中心部
に燃料ガス吐出孔３を次のような構成としたもの
である。
４図及び第５図に示すものについて説明する。図
示する加熱バーナは、円筒形のバーナタイル１の
内壁６に、周方向で間隔をおいて複数の燃焼用空
気吐出孔２を設けるとともに、バーナ内方中心部
に燃料ガス吐出孔３を次のような構成としたもの
である。
(イ) 空気吐出孔２の空気供給方向に、前記バーナ
タイル内周に関する接線に対して60℃以下の角
度θを付する。
タイル内周に関する接線に対して60℃以下の角
度θを付する。
(ロ) 燃料ガス吐出孔３と空気吐出孔２のバーナ軸
方向距離Ｎを、燃料ガス吐出孔が空気吐出孔よ
りもバーナタイル出口側にある場合を（−）、
その逆を（＋）とした場合、−0.1D〜＋0.25D
（Ｄ：バーナ内口径）に設定する。
方向距離Ｎを、燃料ガス吐出孔が空気吐出孔よ
りもバーナタイル出口側にある場合を（−）、
その逆を（＋）とした場合、−0.1D〜＋0.25D
（Ｄ：バーナ内口径）に設定する。
(ハ) 空気吐出孔２からバーナタイル出口５までの
距離Ｌを0.6D〜3Dとする。
距離Ｌを0.6D〜3Dとする。
このように構成された加熱バーナは、空気比
1.0以下で使用されることにより、火炎中に所定
の範囲で非平衡領域が形成される。すなわち、こ
のような加熱バーナでは空気吐出孔２からの燃焼
用空気の旋回流とバーナ中央から吐出される燃料
ガスとにより急速燃焼が実現され、バーナ出口外
方の所定の範囲に亘つて、燃焼中間生成物を多量
に含み且つ未反応の遊離酸素を含まない領域、す
なわち非平衡領域を形成する。
1.0以下で使用されることにより、火炎中に所定
の範囲で非平衡領域が形成される。すなわち、こ
のような加熱バーナでは空気吐出孔２からの燃焼
用空気の旋回流とバーナ中央から吐出される燃料
ガスとにより急速燃焼が実現され、バーナ出口外
方の所定の範囲に亘つて、燃焼中間生成物を多量
に含み且つ未反応の遊離酸素を含まない領域、す
なわち非平衡領域を形成する。
第６図はこのような加熱バーナの還元加熱特
性、すなわち、無酸化で加熱し得る限界温度（普
通鋼の薄板に関する限界温度）に示すものであ
り、空気比0.85〜0.95の範囲において鋼帯を約
900℃まで加熱できることが示されている。
性、すなわち、無酸化で加熱し得る限界温度（普
通鋼の薄板に関する限界温度）に示すものであ
り、空気比0.85〜0.95の範囲において鋼帯を約
900℃まで加熱できることが示されている。
上記加熱バーナの構成をより具体的に説明す
る。
る。
図において、７はバーナタイル内端壁４に突設
された燃料ガスノズルであり、本実施例ではこの
燃料ガスノズル７の周方向に間隔をおいて燃料ガ
ス吐出孔３が形成されている。
された燃料ガスノズルであり、本実施例ではこの
燃料ガスノズル７の周方向に間隔をおいて燃料ガ
ス吐出孔３が形成されている。
このような加熱バーナにおいて、その空気吐出
孔２に角度θを持たせるのは、バーナタイル内で
燃焼用空気に旋回流を生じさせるためで、この旋
回流によりバーナ内側に負圧領域が形成され、こ
の負圧によつてガスが再循環することにより燃料
が促進され、もつて適切な非平衡領域を形成せし
めることができる。この角度θは最60℃、好しく
は20〜40℃とすることにより空気流の旋回性が安
定して得られる。
孔２に角度θを持たせるのは、バーナタイル内で
燃焼用空気に旋回流を生じさせるためで、この旋
回流によりバーナ内側に負圧領域が形成され、こ
の負圧によつてガスが再循環することにより燃料
が促進され、もつて適切な非平衡領域を形成せし
めることができる。この角度θは最60℃、好しく
は20〜40℃とすることにより空気流の旋回性が安
定して得られる。
燃料ガス吐出孔３と空気吐出孔２のバーナ軸方
向距離Ｎは、これが（−）側にある場合、ガス温
度が高く、しかも燃焼中間生成物も広範囲に高い
分布状態にあるが、反面遊離O2（未反応O2）が軸
方向に長く分布する傾向にある。非平衡領域を適
切に形成せしめるには、この遊離O2のバーナ軸
方向残存距離を最小にする必要があり、その限界
を求めると−0.1Dとなる。
向距離Ｎは、これが（−）側にある場合、ガス温
度が高く、しかも燃焼中間生成物も広範囲に高い
分布状態にあるが、反面遊離O2（未反応O2）が軸
方向に長く分布する傾向にある。非平衡領域を適
切に形成せしめるには、この遊離O2のバーナ軸
方向残存距離を最小にする必要があり、その限界
を求めると−0.1Dとなる。
Ｎが（＋）側にあれば適正な非平衡領域が形成
されるが、余り大きくなるとバーナタイル内端壁
が1400℃以上に加熱されるため好ましくなく、バ
ーナタイル内端壁のSiCの保護上＋0.25Dが限界
となる。
されるが、余り大きくなるとバーナタイル内端壁
が1400℃以上に加熱されるため好ましくなく、バ
ーナタイル内端壁のSiCの保護上＋0.25Dが限界
となる。
第７図は、燃料ガス吐出孔３と空気吐出孔２の
バーナ軸方向Ｎを−0.25Dとした場合の、バーナ
出口からのバーナ軸方向距離とバーナタイル内の
ガス温度、O2濃度及びイオン強度との各関係を
調べたものであり、これによれば、Ｎがこのよう
な（−）側にある場合、遊離O2の軸方向におけ
る残存距離Loが大きく存在することが示されて
いる。
バーナ軸方向Ｎを−0.25Dとした場合の、バーナ
出口からのバーナ軸方向距離とバーナタイル内の
ガス温度、O2濃度及びイオン強度との各関係を
調べたものであり、これによれば、Ｎがこのよう
な（−）側にある場合、遊離O2の軸方向におけ
る残存距離Loが大きく存在することが示されて
いる。
第８図は燃料ガス孔と空気吐出孔のバーナ軸方
向距離Ｎと、遊離O2の軸方向残存距離Loとの関
係を示すもので、これによればＮが−0.1Dより
も（−）側に大きくなると、L0が急激に大きく
なつており、このため（−）側では−0.1Dが限
界となる。
向距離Ｎと、遊離O2の軸方向残存距離Loとの関
係を示すもので、これによればＮが−0.1Dより
も（−）側に大きくなると、L0が急激に大きく
なつており、このため（−）側では−0.1Dが限
界となる。
一方、第９図はＮを＋0.1Dとした場合の、バ
ーナ出口からのバーナ軸方向距離とO2濃度、イ
オン強度及びガス温度との各関係を調べたもので
ある。この第８図及び第９図によれば、Ｎが
（＋）側であれば、O2濃度にも問題がなく、バー
ナ出口からの距離が0.5D以上のところに適正な
非平衡領域が形成されている。
ーナ出口からのバーナ軸方向距離とO2濃度、イ
オン強度及びガス温度との各関係を調べたもので
ある。この第８図及び第９図によれば、Ｎが
（＋）側であれば、O2濃度にも問題がなく、バー
ナ出口からの距離が0.5D以上のところに適正な
非平衡領域が形成されている。
然しながらＮを（＋）側に大きくすると、バー
ナタイル内端壁４が加熱されるために、第１０図
の距離Ｎとバーナタイル内端壁４の温度Tbとの
関係グラフに示されるように、＋0.25DでTbが
1400℃以上となり、このため内端壁の材質がSiC
であることを考慮し、＋0.25D以下とするのが耐
熱限界上好ましい。以上のことから燃焼ガス吐出
孔と空気吐出孔のバーナ中心距離Ｎに関しては、
−0.1D〜0.25Dの範囲とすることが好ましい。
ナタイル内端壁４が加熱されるために、第１０図
の距離Ｎとバーナタイル内端壁４の温度Tbとの
関係グラフに示されるように、＋0.25DでTbが
1400℃以上となり、このため内端壁の材質がSiC
であることを考慮し、＋0.25D以下とするのが耐
熱限界上好ましい。以上のことから燃焼ガス吐出
孔と空気吐出孔のバーナ中心距離Ｎに関しては、
−0.1D〜0.25Dの範囲とすることが好ましい。
空気吐出孔２からバーナタイル出口５までの距
離Ｌは非平衡領域の形成範囲と密接な関係を有し
ている。すなわちＬが3Dを超えると非平衡領域
がバーナタイル出口直後の部分にしか形成されず
好ましくない。一方、Ｌが0.6D未満の場合は火
炎がバーナタイル出口直後で花びら状の火炎とな
りバーナ中心軸上に適正な非平衡領域が安定して
得られない。従つて0.6D〜3.0Dの範囲にＬを定
めることが好ましい。
離Ｌは非平衡領域の形成範囲と密接な関係を有し
ている。すなわちＬが3Dを超えると非平衡領域
がバーナタイル出口直後の部分にしか形成されず
好ましくない。一方、Ｌが0.6D未満の場合は火
炎がバーナタイル出口直後で花びら状の火炎とな
りバーナ中心軸上に適正な非平衡領域が安定して
得られない。従つて0.6D〜3.0Dの範囲にＬを定
めることが好ましい。
薄鋼板を連続加熱する場合、バーナタイル出口
５と鋼板との距離を一定以上（通常100mm程度以
上）とならないと、通板中に、鋼板がバーナに接
触する恐れがある。したがつて、火炎中の非平衡
領域は、バーナ出口側から所定の距離に位置する
鋼帯通板位置を含むなるべく広い範囲に形成させ
ることが好ましいことになる。第１１図は距離Ｌ
とバーナ出口から非平衡領域の末端（反バーナ側
の末端、例えば第９図中のＡ点）までの距離LR
との関係について調べたものである。これによれ
ば、Ｌが3Dを越えると非平衡領域の形成はバー
ナタイル出口直後のみとなり、それよりも前方側
にはほとんど形成されない。Ｌが小さくなるにし
たがい非平衡領域の形成範囲は拡大するが、Ｌが
0.6D未満の領域Ｘでは、火炎はバーナタイル出
口直後で、花びら状の放射状の火炎となり、バー
ナ軸心上に適正な非平衡領域が安定して形成され
ない。以上のことから、空気吐出孔２からバーナ
タイル出口５までの距離Ｌは0.6D〜3.0Dの範囲
とすることが望ましい。
５と鋼板との距離を一定以上（通常100mm程度以
上）とならないと、通板中に、鋼板がバーナに接
触する恐れがある。したがつて、火炎中の非平衡
領域は、バーナ出口側から所定の距離に位置する
鋼帯通板位置を含むなるべく広い範囲に形成させ
ることが好ましいことになる。第１１図は距離Ｌ
とバーナ出口から非平衡領域の末端（反バーナ側
の末端、例えば第９図中のＡ点）までの距離LR
との関係について調べたものである。これによれ
ば、Ｌが3Dを越えると非平衡領域の形成はバー
ナタイル出口直後のみとなり、それよりも前方側
にはほとんど形成されない。Ｌが小さくなるにし
たがい非平衡領域の形成範囲は拡大するが、Ｌが
0.6D未満の領域Ｘでは、火炎はバーナタイル出
口直後で、花びら状の放射状の火炎となり、バー
ナ軸心上に適正な非平衡領域が安定して形成され
ない。以上のことから、空気吐出孔２からバーナ
タイル出口５までの距離Ｌは0.6D〜3.0Dの範囲
とすることが望ましい。
また、本発明では以上のような加熱バーナ以外
に、例えば所謂ラジアントカツプバーナを用いる
ことができる。このバーナは急速燃焼反応を行な
わせるため、空気と燃料ガスとを予め混合した混
合気体を、バーナタイルの半球状凹部で急速燃焼
させ、バーナタイル内面を高温化して、放射伝熱
を主として加熱するもので、被加熱物温度が高温
度の領域で高い熱流束が得られる特性を有してい
る。そしてこのバーナで、空気比を1.0以下で燃
焼させることにより、火炎中に非平衡領域が形成
される。
に、例えば所謂ラジアントカツプバーナを用いる
ことができる。このバーナは急速燃焼反応を行な
わせるため、空気と燃料ガスとを予め混合した混
合気体を、バーナタイルの半球状凹部で急速燃焼
させ、バーナタイル内面を高温化して、放射伝熱
を主として加熱するもので、被加熱物温度が高温
度の領域で高い熱流束が得られる特性を有してい
る。そしてこのバーナで、空気比を1.0以下で燃
焼させることにより、火炎中に非平衡領域が形成
される。
但し、このラジアントバーナは燃焼用空気と燃
料ガスの予混合方式であるため、燃焼用空気の予
熱ができないこと、及びこのように空気の予熱が
できないため無酸化加熱は750℃程度が限度であ
り、より高温域での加熱を必要とするような場合
には適用できないこと等の難点がある。この点、
第４図に示すような加熱バーナでは、予熱空気を
利用できることから900℃程度まで無酸化加熱が
可能であり、またこのように予熱空気を利用する
ことにより火炎温度が高められるため、ラジアン
トバーナに較べ中間反応生成物による還元作用そ
のものも効果的に向上させることができる。
料ガスの予混合方式であるため、燃焼用空気の予
熱ができないこと、及びこのように空気の予熱が
できないため無酸化加熱は750℃程度が限度であ
り、より高温域での加熱を必要とするような場合
には適用できないこと等の難点がある。この点、
第４図に示すような加熱バーナでは、予熱空気を
利用できることから900℃程度まで無酸化加熱が
可能であり、またこのように予熱空気を利用する
ことにより火炎温度が高められるため、ラジアン
トバーナに較べ中間反応生成物による還元作用そ
のものも効果的に向上させることができる。
［発明の効果］
以上述べた本発明によれば、鋼帯を直火加熱方
式を用いつつ鋼帯酸化及びこれによるロールピツ
クアツプ等の問題を生ずることなく適切且つ経済
的に連続熱処理することができるという効果があ
る。
式を用いつつ鋼帯酸化及びこれによるロールピツ
クアツプ等の問題を生ずることなく適切且つ経済
的に連続熱処理することができるという効果があ
る。
加えて、直火加熱帯等から高温排ガスを利用し
た予熱を行い、しかも均熱および冷却条件を特定
の条件で行うことにより良好な品質の鋼帯を低コ
ストで得ることができる。
た予熱を行い、しかも均熱および冷却条件を特定
の条件で行うことにより良好な品質の鋼帯を低コ
ストで得ることができる。
第１図は本発明の一実施例に供された連続熱処
理ラインの一例を示す説明図である。第２図は上
記実施例において、予熱帯及び直火加熱帯での酸
化膜の推移を示すものである。第３図は本発明に
おける直火加熱において使用される還元型加熱バ
ーナの非平衡領域形成範囲の一測定例を示すもの
である。第４図及び第５図は本発明の加熱炉に適
用すべき加熱バーナの一例を示すもので、第４図
は縦断図面、第５図は第４図中Ｖ−Ｖ線に沿う断
面図である。第６図は第４図及び第５図に示す加
熱バーナの還元加熱特性を示すものである。第７
図ないし第１１図は同じく第４図及び第５図に示
す加熱バーナの特性を示すもので、第７図は燃料
ガス吐出孔と空気吐出孔とのバーナ軸方向におけ
る距離Ｎを−0.25Dとした場合のバーナ出口から
の距離とガス温度、O2濃度、イオン強度との関
係、第８図は燃料ガス吐出孔と空気吐出孔のバー
ナ軸方向における距離Ｎと遊離O2のバーナ軸方
向残存距離L0との関係、第９図は距離Ｎを＋
0.1Dとした場合のバーナ出口からの距離Ｌとガ
ス温度、O2濃度、イオン強度との関係、第１０
図は燃料ガス吐出孔と空気吐出孔の距離Ｎバーナ
タイル後壁温度Tbとの関係、第１１図は空気吐
出孔からバーナ出口までの距離Ｌと非平衡領域の
末端までの距離LRとの関係を各示すものである。
理ラインの一例を示す説明図である。第２図は上
記実施例において、予熱帯及び直火加熱帯での酸
化膜の推移を示すものである。第３図は本発明に
おける直火加熱において使用される還元型加熱バ
ーナの非平衡領域形成範囲の一測定例を示すもの
である。第４図及び第５図は本発明の加熱炉に適
用すべき加熱バーナの一例を示すもので、第４図
は縦断図面、第５図は第４図中Ｖ−Ｖ線に沿う断
面図である。第６図は第４図及び第５図に示す加
熱バーナの還元加熱特性を示すものである。第７
図ないし第１１図は同じく第４図及び第５図に示
す加熱バーナの特性を示すもので、第７図は燃料
ガス吐出孔と空気吐出孔とのバーナ軸方向におけ
る距離Ｎを−0.25Dとした場合のバーナ出口から
の距離とガス温度、O2濃度、イオン強度との関
係、第８図は燃料ガス吐出孔と空気吐出孔のバー
ナ軸方向における距離Ｎと遊離O2のバーナ軸方
向残存距離L0との関係、第９図は距離Ｎを＋
0.1Dとした場合のバーナ出口からの距離Ｌとガ
ス温度、O2濃度、イオン強度との関係、第１０
図は燃料ガス吐出孔と空気吐出孔の距離Ｎバーナ
タイル後壁温度Tbとの関係、第１１図は空気吐
出孔からバーナ出口までの距離Ｌと非平衡領域の
末端までの距離LRとの関係を各示すものである。
Claims (1)
- １ 鋼帯を高温排ガスが導入された予熱帯で330
℃以下に予熱し、引き続き直火加熱帯で加熱した
後、還元性雰囲気の均熱帯で５秒以上均熱し、次
いで40℃／秒以上の冷却速度で急速冷却する連続
熱処理を行い、前記直火加熱帯では、パスの入側
加熱領域において非還元型加熱バーナにより加熱
し、パスの出側加熱領域においては、燃焼中間生
成物を有し且つ遊離酸素を有しない非平衡領域を
火災中に形成し得る還元型加熱バーナにより、鋼
帯温度430〜900℃の温度域を加熱するようにした
ことを特徴とする鋼帯の連続熱処理方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19261385A JPS6254035A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 鋼帯の連続熱処理方法 |
| BR8606772A BR8606772A (pt) | 1985-07-18 | 1986-07-10 | Linha de tratamento continuo para fitas de aco com um forno de aquecimento por chama direta |
| CN 86104502 CN1011982B (zh) | 1985-07-10 | 1986-07-10 | 具有明火加热炉的带钢连续处理作业线 |
| CA000513536A CA1255897A (en) | 1985-07-10 | 1986-07-10 | Continuously treating line for steel bands having a heating furnace by directly flaming |
| PCT/JP1986/000352 WO1987000555A1 (fr) | 1985-07-18 | 1986-07-10 | Chaine de traitement continue d'acier en bande possedant un four de traitement direct a la flamme |
| AU61432/86A AU598981B2 (en) | 1985-07-18 | 1986-07-10 | Continuous strip steel processing line having direct firing furnace |
| EP86904373A EP0233944B1 (en) | 1985-07-18 | 1986-07-10 | Continuous strip steel processing line having direct firing furnace |
| US07/027,224 US4760995A (en) | 1985-07-18 | 1986-07-10 | Continuously treating line for steel bands having a heating furnace by directly flaming |
| DE8686904373T DE3677959D1 (de) | 1985-07-18 | 1986-07-10 | Anlage zur kontinuierlichen behandlung von bandstahl mit einem direkt beheizten ofen. |
| AT86904373T ATE61416T1 (de) | 1985-07-18 | 1986-07-10 | Anlage zur kontinuierlichen behandlung von bandstahl mit einem direkt beheizten ofen. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19261385A JPS6254035A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 鋼帯の連続熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254035A JPS6254035A (ja) | 1987-03-09 |
| JPH0149774B2 true JPH0149774B2 (ja) | 1989-10-26 |
Family
ID=16294169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19261385A Granted JPS6254035A (ja) | 1985-07-10 | 1985-08-31 | 鋼帯の連続熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254035A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0781167B2 (ja) * | 1990-07-10 | 1995-08-30 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼帯の直火式連続焼鈍方法及び装置 |
| MX350461B (es) * | 2011-12-27 | 2017-09-05 | Ngk Insulators Ltd | Aparato de combustión y horno calentador que usa el mismo. |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077931A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 鋼帯の無酸化加熱法 |
-
1985
- 1985-08-31 JP JP19261385A patent/JPS6254035A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254035A (ja) | 1987-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |