JPH04272144A - ストリップ加熱冷却装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板厚、板幅、材質等の
異なるストリップを連続的に処理する大容量の高速型連
続焼鈍炉等において、板厚等の異なる先行ストリップと
後行ストリップ、特に両者の接続部分をいわゆる板温外
れなく加熱あるいは冷却することの出来る装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】連続焼鈍炉で板厚等の異なるストリップ
を連続処理する場合、先行ストリップと後行ストリップ
の加熱温度を変化させる必要があるが、その加熱温度を
、両者の接続部分が炉内を通過する際に急激に変化させ
ることは、大容量の連続焼鈍炉では不可能である。その
ため先行ストリップと後行ストリップとの接続部分は未
焼鈍または過焼鈍となり、いわゆる板温はずれという不
良部分となってしまう。

【０００３】従来、こうした問題を解決するために、炉
温が後行ストリップの加熱域に至る迄の間、補助的な加
熱手段等を設けることが創案され、実施されている。そ
の代表的な例として、特公昭５７−２１３２号公報、特
公昭６０−５６４０６号公報そして特開昭６１−１１３
７２７号公報に記載のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特公昭５７−２１３２
号公報および特公昭６０−５６４０６号公報に示すもの
は、連続焼鈍炉に誘導加熱装置を設けることによってス
トリップの連続焼鈍処理を円滑に達成しようとするもの
である。しかし、これらの装置にあっては、その原理上
、ストリップを加熱する場合にのみしか適用できない。 従って、後行ストリップの加熱温度が先行ストリップの
加熱温度より高い場合にはその効果を発揮するが、その
逆の場合には使用出来ない。又、こうした誘導加熱装置
は、大がかりな電源装置を必要とする反面、加熱効率が
悪いという欠点がある。又、原理的に板面での温度分布
の制御を充分に行うことができない。

【０００５】特開昭６１−１１３７２７号公報に示す従
来技術は、ガスジェットをストリップに噴射することに
よって肉厚等の異なるストリップに対応しようとするも
のである。この従来技術は、上記装置と異なり加熱のみ
でなく冷却することも可能である。しかし、送風装置が
大がかりとなること、高温域では大量の非酸化性ガスを
必要とすること、さらに炉内で大きなスペースを必要と
する等の問題がある。

【０００６】本発明は、こうした問題に鑑み創案された
もので、大がかりな装置を必要とせず、建設コストが安
価でコンパクトな、しかも短時間における加熱および冷
却効果の大きいストリップ加熱冷却装置を提供すること
をその課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのための手段として、
低周波振動発生装置１と、その低周波振動発生装置１の
両側開口部から連通されてループ状の閉路を形成すると
共に、低周波振動発生装置１が発する低周波音波の波長
の半分の長さを有する共鳴管２と、共鳴管２の中間部分
に管路の一部として連通され、その管路の一部を形成す
る側壁４を伝熱管５の後方近傍に位置させると共に、ス
トリップ９が出入りするスリット状の開口８を設けた伝
熱室３とから成る伝熱装置を、ストリップ搬送方向に沿
って少なくとも二台設け、一台を加熱用の加熱装置６と
すると共に他の一台を冷却用の冷却装置７とした。

【０００８】

【実施例】第１図から第３図に本発明の一実施例を示す
。これは、竪型炉のストリップ搬送方向に向かって加熱
装置６と冷却装置７とを連続して設けたものである。 こうした構成にあって、後行ストリップ９の加熱温度が
先行ストリップ９のそれより高い場合は、本発明装置に
係る加熱装置６が以下の如く作動される。この際、冷却
装置７は停止状態にある。

【０００９】まず、低周波振動発生装置１によって、そ
の両開口部から位相を１８０度ずらして低周波振動をお
こし、この低周波振動によって発生する低周波音波が、
発生装置の両側に連通された共鳴管２を通って伝熱室３
に達する。伝熱室３は、スリット状の開口８を除き、側
壁４によって共鳴管２の管路の一部となるべく密閉され
ているので、低周波音波は外部に漏れることなく伝熱室
３内で常に高い共鳴効率で共鳴する。共鳴効率とは、共
鳴管２での音圧レベルの増幅率であり、共鳴管２の共鳴
振動数と低周波振動発生装置１の低周波振動数が一致し
た時に１００％の効率が得られる。

【００１０】本発明では、共鳴管２の長さを低周波振動
によって発生する低周波音波の波長の二分の一波長とす
る共鳴条件を使用するのが最適である。この共鳴管２は
、その長さが発生装置から発せられる低周波音波の波長
の半分の長さに設定され、また伝熱室３は、その共鳴管
２の中間部分に設けられている。こうすることによって
、伝熱室３を低周波振動発生装置１から低周波音波の波
長の四分の一の地点に位置させている。

【００１１】周波数が１０〜２０Ｈｚ付近のものを低周
波音波というが、この低周波音波は、共鳴管２を閉ルー
プ（ループ状の閉路）とし、かつ閉ループの長さをその
低周波音波の二分の一に設定した場合、その音源から波
長の四分の一の距離の地点で音圧が零となると共に、振
幅が最大となって音波伝搬方向に往復動する気体の速度
が最高に達するという性質をもっている。本発明におい
ては、伝熱室３を、音源である低周波振動発生装置１か
ら波長の四分の一の地点に設けているので、この伝熱室
３において上述した気体の速度が最大に達する。

【００１２】加熱装置６の伝熱室３では、ストリップ９
が熱媒が循環する伝熱管５からの輻射熱によって加熱さ
れるが、本発明の場合、伝熱室３内の気体が低周波音波
によって激しく振動して対流し、いわゆる輻射効果以上
の対流効果が発揮され、よってストリップ９の加熱がよ
り効果的に達成される。逆に、後行ストリップ９の加熱
温度が先行ストリップ９の加熱温度より低い場合は、加
熱装置６を停止状態とし、冷却装置７を作動させる。こ
の場合、冷却装置７伝熱室３内で冷媒が循環する伝熱管
５からの輻射伝熱と低周波音波による冷気の対流伝熱に
より、ストリップ９が短時間で効率良く冷却される。

【００１３】輻射伝熱と対流伝熱を比較した場合、後者
の伝熱効率の方が高く、又、対流伝熱は輻射伝熱と異な
り低温域でも高い伝熱効率を発揮する。従って対流伝熱
をも利用する本発明装置の加熱装置６は、ストリップ９
を短時間で加熱のみでなく冷却するのにも極めて有効で
ある。

【００１４】尚、炉温がストリップ９加熱温度に維持さ
れたため、本発明装置を使用しないこととするときは、
加熱装置６の伝熱管５を循環する熱媒、あるいは冷却装
置７の伝熱管５を循環する冷媒は停止させておいても良
いし、又、加熱あるいは冷却を迅速に行うためにわずか
に循環させておいても良い。この際、両伝熱室３は休止
させておく。伝熱室３はその構造上熱的に遮断されてお
り、この室内を通るストリップ９は、わずかに加熱およ
び冷却されるが、伝熱室３の長さは短いためにストリッ
プ９には殆ど温度変化が生じない。

【００１５】本発明装置はあらゆる方法によって運転さ
れ得る。例えば、以下の方法が考えられる。 ■前もって炉温を後行ストリップ９の加熱温度に変更し
ながら、本発明の加熱あるいは冷却装置７を作動して先
行ストリップ９の温度を維持し、後行ストリップ９との
接続部分が炉内を通過するとともに本発明装置の作動を
停止する。 ■接続部分が通過すると同時に本発明装置を作動させて
後行ストリップ９の温度を補償し、炉温が後行ストリッ
プ９の加熱温度に達したら本発明装置を停止する。 ■上記■と■を組み合わせる。 ■炉温を変更しないで異なった加熱条件を要するストリ
ップ９が通過する間中、本発明装置を連続運転する。 尚、加熱・冷却量は接続部分に近いほど大きくなるため
、それに対応して伝熱量を変化させる必要があるが、こ
の点においても本発明装置は制御性能が高いので有効に
対応出来る。

【００１６】図４に、本発明装置を冷延鋼板用の竪型連
続焼鈍炉に取り付けた一例を示す。当該実施例において
は、加熱帯１１のみならず予熱帯１０にも取り付けてい
る。 予熱帯１０では、加熱帯１１の排ガス顕熱を循環空気に
熱交換し、その熱風をガスジェットによってストリップ
９に噴射し加熱することとしている。従って、予熱帯１
０の出側板温は、加熱帯１１の炉温に依存するので予熱
帯１０出側の板温をストリップ９全長にわたって一定に
制御するのは非常に困難である。予熱帯１０の出側板温
の変動は、加熱帯１１においてストリップ９をその全長
にわたって一定温度に制御する際の大きな弊害となる。 本発明装置を、予熱帯１０に設けることによって、予熱
帯１０出側の板温を一定に維持することが出来、よって
上記した弊害を取り除くことが出来る。

【００１７】次に、本発明装置を加熱帯１１に設けた際
における実際の効果を、本発明装置を設けない場合と比
較して以下説明する。

【００１８】板厚０．８５ｍｍ、板幅１２００ｍｍ、目
標焼鈍温度７８０　℃の先行ストリップ９を燃焼負荷（
ターンダウン比）８５％、ライン速度４００ｍｐｍの定
常操業で７８０　℃に加熱し、この先行ストリップ９の
後端に板厚０．９５ｍｍ、板幅１２００ｍｍ、目標焼鈍
温度７８０　℃の後行ストリップ９を接続している場合
において、この後行ストリップ９が炉内に進入した際（
よって、後行ストリップ９の処理温度が先行ストリップ
９のそれより高く要求される場合）、従来の連続焼鈍炉
においては、次のような運転を行っている。図５および
図６を参照しながら説明する。

【００１９】■まず、後行ストリップ９が加熱帯１１に
進入する２〜３分前に燃料ガス投入量を増加し、後行ス
トリップ９の燃焼負荷（９３％）　に設定する。■先行
ストリップ９と後行ストリップ９の接続部分の直後にお
いて、ライン速度をそのまま４００ｍｐｍで運転すると
、炉には熱的応答遅れがあるために炉温が急激には上昇
しない。よって後行ストリップ９は未焼鈍となる（図５
の特性曲線ｂ参照）。オペレータはこの未焼鈍を防止す
べく、すなわち加熱帯１１出側の板温が目標焼鈍温度を
下回らないようにすべく、ライン速度を落とす。■そし
て、上記■の操作により、加熱帯１１出側の板温が炉温
の上昇によって除々に上昇すると（図６の曲線ｄ参照）
、オペレータはこの板温上昇を監視しながら上記■で一
旦落としたライン速度を除々に当初のライン速度まで上
げていく。従って、ライン速度を落とすことによる処理
量の低下が生ずる

【００２０】同一条件下において、本発明装置を使用し
た場合の結果を以下に示す。先行ストリップ９と後行ス
トリップ９との接続部分が本発明装置に係る加熱装置６
の伝熱室３内（図５に示す板温制御ゾーンＡ）に進入す
る際、同伝熱室３において流速が５０ｍ／ｓ　、対流熱
伝達率１７０［ｋｃａｌ／ｍ２・ｈｒ・℃］　の伝熱条
件を達成出来る低周波音波を低周波振動発生装置１によ
り発生させる。この伝熱室３内（板温制御ゾーンＡ）で
は、伝熱管５から

【数１】 で得られる輻射熱ＱＲ　［ｋｃａｌ］のみでなく、低周
波音波の対流伝熱効果による

【数２】 で得られる対流熱Ｑｃ　［ｋｃａｌ］によって迅速に加
熱される。この対流伝熱効果により後行ストリップ９が
図５の特性曲線ｃに示す温度上昇を行い、ライン速度を
落とすことなく、熱処理負荷増大時における未焼鈍を防
止することが出来た。

【数１】

【数２】

【００２１】従来技術による運転では、熱処理負荷変更
時点から２０分間の間に、ライン速度の低下による平均
約８．７　％の処理量の低下が避けられなかった（図６
における斜線部分）が、本発明装置の使用により、ライ
ン速度を低下させることなくストリップ９全長にわたっ
て板温を一定に維持することが可能となった。

【００２２】

【発明の効果】このように、本発明は、伝熱効果の高い
対流伝熱によってストリップを加熱・冷却するものであ
るため、短時間でストリップを設定温度に加熱・冷却す
ることが可能であり、よって特に先行ストリップと後行
ストリップとの接続部分をもライン速度を落とすことな
く迅速に加熱および冷却することが出来る生産性に優れ
た装置である。

【００２３】又、本発明装置は、従来の誘導加熱やガス
ジェットによるものと比較して大がかりな装置を必要と
せず、建設コストが安価でコンパクトである等、経済性
にも優れている。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図。

【図２】図１に示した実施例の要部正面図。

【図３】図２中のＡ−Ａ線断面矢視図。

【図４】本発明装置を竪型連続焼鈍炉に取り付けた一例
を示す構成図。

【図５】本発明装置を使用した場合および使用しない場
合におけるストリップの板温上昇を示す特性線図。

【図６】従来技術によってストリップの接続部分を加熱
処理する場合における運転状態を示す特性線図。

【符号の説明】 １　　；低周波振動発生装置 ２　　；共鳴管 ３　　；伝熱室 ４　　；側壁 ５　　；伝熱管 ６　　；加熱装置 ７　　；冷却装置 ８　　；開口 ９　　；ストリップ １０　　；予熱帯 １１　　；加熱帯 １２　　；均熱帯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　低周波振動発生装置（１）　と、該低
   周波振動発生装置（１）　の両側開口部から連通されて
   ループ状の閉路を形成すると共に、前記低周波振動発生
   装置（１）　が発する低周波音波の波長の半分の管路長
   を有する共鳴管（２）　と、該共鳴管（２）　の中間部
   分に管路の一部として連通され、該管路の一部を形成す
   る側壁（４）　を伝熱管（５）　の後方近傍に位置させ
   ると共に、ストリップ（９）　が出入りするスリット状
   の開口（８）　を設けた伝熱室（３）　と、から成る伝
   熱装置を、ストリップ搬送方向に沿って少なくとも二台
   設け、一台を加熱用の加熱装置（６）　とすると共に他
   の一台を冷却用の冷却装置（７）　として成るストリッ
   プ加熱冷却装置。