JPH02173219A

JPH02173219A - 金属ストリップコイルの熱処理装置

Info

Publication number: JPH02173219A
Application number: JP32771688A
Authority: JP
Inventors: Mitsuzo Kimura; 木村　光蔵
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-07-04

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、金属ストリップコイル全体を均一に加熱・冷
却できるようにした金属ストリップコイルの熱処理装置
に関するものである。

〈従来の技術〉冷延綱帯等の焼鈍工程においては、冶金学的な要求から
鋼帯をコイル状に積層し、その金属ストリンブコイル（
以下コイルと呼ぶ）を特定の雰囲気ガスを満たしたイン
ナーカバー内のコイル受台に載１し、このインナーカバ
ーの外側の上部及び側部をバーナー或いはその他の加熱
装置によって加熱することにより、間接的にコイルを加
熱していた。

第４図にこの従来の熱処理装置を示す、第４図において
、１はコイル、２はコイル受台、３はインナーカバーで
あり、４はインナーカバーが設置される炉（アウターカ
バーと呼ばれる）、５は炉床、６はインナーカバー加熱
用バーナである。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、上記従来の熱処理装置は、加熱期あるいは冷却
期（冷却期においては、アウターカバー４を撤去し、自
然冷却する方法が通常とられる）において、コイル各部
の温度を均一に冷却することができない欠点があった。

これを第２図（＋）、　（２）に示すコイルの各点につ
いて詳細に説明する。

■加熱期においては、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、０点の温度に比
べてＥ点の温度の上昇が遅れる。特にＡ点の温度が上が
りやすく、この部分の板形状の変形や品質の劣化が起き
やすかった。

■冷却期においては、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、０点の一度に比
べてＥ点の温度の降下が遅れる。特にＡ点の温度が下が
りやすく、加熱期と同様の問題を起こし°ζいた。

このように上記従来の熱処理装置では、コイル各部の加
熱・冷却が均一に行われないため、冶金学上要求される
ヒートパターン（加熱・冷却過程で満たすべき温度ｆｆ
歴）を達成することが困難であり、通常、ゆるやかな加
熱・ゆるやかな冷却方法を採用し、その際Ｅ点が所定の
ヒートパターンを履歴するように操業することが多いが
、この方法は生産能率上好ましくなかった。しかも、上
記従来の熱処理装置のように、コイルの側面（図中のＡ
ＢＣ面）からの加熱・冷却を行うと、コイル半径方向の
熱伝達は、板厚、巻数、接触状況等によってかなり変わ
るので、コイルの各点の温度を推定することは困難であ
り、コイル全体を所定のヒートパターンに均一に加熱・
冷却することは難しかった。特に、Ｅ点の温度を測定す
るには、−暫的には他の点（例えばＡ点）からＥ点の温
度を推定する方法が用いられるが、上記の理由により極
めて測定が困難であった。

この問題を解決するために、特公昭６０−２７７３６号
公報には、炉床が間けり歩進する連続式コイル熱処理炉
において、インナーカバーの内部で、内部をすのこ状に
くり抜いたコイル受台上に載置したコイルの下端面に対
向して電熱ヒータを炉床上に同心円形状に配設し、ｉｉ
電熱ヒータ温度制御装置を設けると共に、炉床の各停止
位置で電熱ヒータと接続する電源を配して成る連続式コ
イル熱処理炉におけるコイルの加熱装置が提案されてい
る。

しかし、この装置ではコイルの下面からも加熱できるの
でコイルの上面と下面の温度差を無くすことは可能であ
るものの、コイル全体を均一に加熱・冷却することは困
難であった。

本発明は、このような問題を解決し、コイル全体を精度
よくまた能率よく均一に加熱・冷却することができる熱
処理装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉本発明者は、従来装置の問題点の原因が、■加熱がイン
ナーカバーを介して行われ、間接的であったこと、■加
熱・冷却がコイルの高さ方向及び半径方向から２次元的
に行われ、２つの方向の伝熱の特性が重なり複雑なので
、コイルの温度分布の制御に対して積極的な対応策をと
ることができなかったことにあることを見出した。

そこで、本発明者は、■コイルの加熱・冷却を主として
、コイルの上面或いは下面を通して行い、コイルの側面
を通しての伝熱をできる限り小さくし、かつ■コイルの
上面及び下面の加熱・冷却にあたっては、直接的な加熱
・冷却を行わせ、さらにその制御が十分精度よく行われ
るようにすることによって本発明を完成した。

すなわち本発明は、金属ストリップコイルを熱処理炉内
のコイル受台に載置し、インナーカバーを被せて所定の
雰囲気下で加熱・冷却する熱処理装置において、前記イ
ンナーカバーの天井部内側に少なくとも３区画以上の同
心円状に分割され、分割区画の直下に位置する金属スト
リップコイルを個別に加熱する上部加熱ヒータを設ける
と共に、前記上部加熱ヒータの分割区画に対応する前記
インナーカバーの天井部の分割区画を外側から個別に冷
却する上部冷却装置を設け、前記コイル受台の上面部に
少なくとも３区画以上の同心円状に分割され、分割区画
の直上に位置する金属ストリップコイルを個別に加熱す
る下部加熱ヒータを設けると共に、前記下部加熱ヒータ
の分割区画に対応する前記コイル受台の分割区画を下面
から個別に冷却する下部冷却装置を設け、かつ、前記上
部加熱ヒータ、下部加熱ヒータ、上部冷却装置、下部冷
却装置のそれぞれを前記分割区画毎に制御して前記分割
区画の直下及び直上に位置する金属ストリップコイルの
温度を所定のヒートパターンに加熱・冷却する制御装置
を設け、前記インナーカバーの側壁を断熱性物質で形成
すると共に、前記インナーカバーの天井部及びコイル受
台の電熱ヒータを設ける分割区画を相互に断熱性物質で
仕切って形成したものである。

〈作用〉本発明の一実施例を示す第１図において、上記加熱ヒー
タ１０ａ、ｂ、　　Ｃ及び下部加熱ヒータｌｌａ。

ｂ、ｃは、それぞれの電圧を可変抵抗器１２ａ、　　ｂ
。

ｃ、ｄ、ｅ、ｒによって調整され、コイル１の各部Ａ、
Ｄ、Ｇ、Ｉ、Ｆ、Ｃの温度測定値が所定のヒートパター
ンになるように加熱する。

この際、上部電熱ヒータ１０ａ、ｂ、ｃ及び下部電熱ヒ
ータｌｌａ、ｂ、ｃ、ｄからのコイル１への入熱方向は
第１図の縦方向すなわちストリップの幅方向が主となり
、伝熱形態としては１次元として考えればよく、その結
果、コイル内部点の推定を精度よく容易に行うことがで
きる０例えばり。

Ｆ点の温度の変化からＥ点の温度推定を精度よく行うこ
とができ、加熱期におけるヒートパターンの達成が容易
になる。

また、冷却期においては、上部冷却用流体ノズル１４ａ
、ｂ、ｃ及び下部冷却用流体ノズル１５ａ。

ｂ、　　ｃから供給される冷却用流体（例えば空気）が
、コイルの上面Ｇ、Ｄ、Ａの温度及び下面Ｉ。

Ｆ、　Ｃの温度に応じて、バルブ１６ａ、ｂ、ｃ、ｄ。

ｅ、ｒを介してその量をｇｕｎされた後、インナーカバ
ー８の天井部の３つの部分及びコイル受台７の３つの部
分へ供給され、それぞれの部分を冷却し、その結果対応
するコイル各部を冷却する。従って加熱期と同様に、コ
イル１の各部を所定のヒートパターンに従って均一に精
度よく冷却することができる。

〈実施例〉本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、簡略のためにコイルの半分側について示した
本発明の熱処理装置の断面図である。第１図において、
１はコイル、５は炉床、７はコイル受台、８はインナー
カバー、９はアウターカバーである。

１０ａ、ｂ、ｃはインナーカバー８の天井部内側に３区
画の同心円状に分割された上部加熱ヒータであり、ｌｌ
ａ、ｂ、ｃは、コイル受台７の上面部に３区画の同心円
状に分割された下部加熱ヒータである。

また、上部加熱ヒータ１０ａ、ｂ、ｃ及び下部加熱ヒー
タＩｌａ、ｂ、ｃは、コイルＩの各部Ａ、　Ｄ。

Ｇ、Ｉ、Ｆ、Ｃの温度測定値が所定のヒートパターンに
なるように、それぞれの電圧を可変抵抗器１２ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅ、ｆによって発熱量すなわちコイルへの入熱
が調整できるようになっている。

１３ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆはそれぞれの電熱ヒータの
電源を示すが、これは各電熱ヒータ共通であってもよい
。

上部電熱ヒータ１０ａ、　　ｂ、　　ｃ及び下部電熱ヒ
ータｌｌａ、ｂ、ｃ、ｄからのコイル１への入熱方向は
、第１図の縦方向すなわちストリップの幅方向が主とな
り、伝熱形態としては１次元として考えればよく、その
結果、コイル内部点の推定を精度よく容易に行うことが
できる０例えばり、Ｆ点の温度の変化からＥ点の温度推
定を精度よ（行うことができ、加熱期におけるヒートパ
ターンの達成が容易になる。

次に、１４ａ、ｂ、ｃは上部加熱ヒータ１０ａ、ｂ。

Ｃの分割区画に対応するインナーカバー８の天井部の分
割区画を外側から個別に冷却する上部冷却用流体ノズル
であり、１５ａ、ｂ、ｃは下部加熱ヒータｌｌａ、ｂ、
ｃの分割区画に対応するコイル受台７の分割区画を下面
から個別に冷却する下部冷却用流体ノズルである。

そして、冷却期においては、上部冷却用流体ノズル１４
ａ、ｂ、ｃ及び下部冷却用流体ノズル１５ａ。

ｂ、　　ｃから供給される冷却用流体（例えば空気）が
、コイルの上面Ｇ、　Ｄ、　Ａの温度及び下面ｌ。

Ｆ、Ｃの温度に応じて、バルブ１６ａ、ｂ、ｃ、ｄ。

ｅ、ｆを介してその量を調節された後、インナーカバー
８の天井部の３つの部分及びコイル受台７の３つの部分
へ供給され、それぞれの部分を冷却し、その結果対応す
るコイル各部を冷却する。従って加熱部と同様に、コイ
ル１の各部を所定のヒートパターンに従って均一に精度
よく冷却することができる。

なお、本実施例は、加熱装置及び冷却装置を同心円状に
３つの部分に分けた場合を示したが、コイルの大きさ等
に応じて分割区画をより多くすれば、−層精度の良い温
度制御が可能である。

次に、本発明の具体的実施例について更に説明する。

第３図は本発明の熱処理装置により、板厚０．５腫、板
幅１ｏｏｓｅｓ、外径１５４０ｃｍ　、内径５００ａｍ
、重量１２）ンの鋼ストリツプコイルを加熱した場合の
Ａ点およびＥ点の測温チャートを示したグラフである。

第３図には、従来の熱処理装置を使用して、同じ寸法、
重量の鋼ストリツプコイルを加熱した場合のＡ点及びＥ
点の測温チャートを比較例として示した。

第３図から、従来装置の場合には、目標温度に到達する
までに４３時間かかるが、本発明の場合には３２時間で
よく、加熱時間が２０％以上短縮されたことが分かる。

また、従来装置の場合には、Ａ点が目標温度以上に加熱
されているが、本発明の場合にはこのようなことはなく
、鋼ストリップの品質に悪影響を及ぼすことはない、更
に、本発明の場合は、従来装置の場合と比べ、Ａ点とＥ
点の温度差が減少しており、精度よ（均一に加熱されて
いる。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明の熱処理装置により、コイ
ル全体を所定のと一ドパターンに従って精度よく均一に
加熱・冷却することができ、製品の品質を向上すること
ができる。特に、従来は困難であったコイルの内部点（
例えばＥ点）の温度推定を精度よく行うことができるの
で、熱処理工程の時間を冶金学的に必要な最少時間だけ
とればよく、生産性を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱処理装置の一実施例をコイルの半分
側について示した断面図である。第２図はコイルの加熱
・冷却状況を説明するための図であり、第２図（１）は
斜視図、第２図（２）は断面図である。第３図は本発明
の熱処理装置による餌ストリップコイルの測温チャート
を比較例とともに示したグラフである。第４図は従来の
熱処理装置の説明図である。７・・・コイル受台、９・・・アウターカバー１０ａ、ｂ、ｃ・・・上部加熱ヒータ、１１ａ、ｂ、ｃ
・・・下部加熱ヒータ、１、！ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｒ
−可変抵抗器、１３ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、＃・・電　源
、１４ａ、ｂ、ｃ・・・上部冷却用流体ノズル、１５ａ
、ｂ、ｃ・・・下部冷却用流体ノズル、１６ａ　　ｂ、
　　ｃ、　　ｄ、　　ｅ、　　ｆ−バルブ。８・・・インナーカバー

Claims

【特許請求の範囲】

　金属ストリップコイルを熱処理炉内のコイル受台に載
置し、インナーカバーを被せて所定の雰囲気下で加熱・
冷却する熱処理装置において、前記インナーカバーの天
井部内側に少なくとも３区画以上の同心円状に分割され
、分割区画の真下に位置する金属ストリップコイルを個
別に加熱する上部加熱ヒータを設けると共に、前記上部
加熱ヒータの分割区画に対応する前記インナーカバーの
天井部の分割区画を外側から個別に冷却する上部冷却装
置を設け、前記コイル受台の上面部に少なくとも３区画
以上の同心円状に分割され、分割区画の直上に位置する
金属ストリップコイルを個別に加熱する下部加熱ヒータ
を設けると共に、前記下部加熱ヒータの分割区画に対応
する前記コイル受台の分割区画を下面から個別に冷却す
る下部冷却装置を設け、かつ前記上部加熱ヒータ、下部
加熱ヒータ、上部冷却装置、下部冷却装置のそれぞれを
前記分割区画毎に制御して前記分割区画の直下及び真上
に位置する金属ストリップコイルの温度を所定のヒート
パターンに加熱・冷却する制御装置を設け、前記インナ
ーカバーの側壁を断熱性物質で形成すると共に、前記イ
ンナーカバーの天井部及びコイル受台の電熱ヒータを設
ける分割区画を相互に断熱性物質で仕切って形成したこ
とを特徴とする金属ストリップコイルの熱処理装置。