JPH0472023A - 鋼帯の直火式連続焼鈍方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼帯の連続焼鈍方法及びその焼鈍装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

連続焼鈍装置の加熱方式として、ラジアントチューブを
利用した間接加熱方式と直火加熱方式が知られている。

このうち後者の直火加熱方式は、間接加熱方式に比較し
加熱能力に優れ、しかも冷間圧延油をバーンアウトでき
るためそのクリーニング設備を省略できる等の利点を有
しており、広く溶融亜鉛メツキラインや鋼板の連続焼鈍
ラインに用いられている。また、直火加熱方式の欠点で
あるロールピックアップに対しては、特開昭６２＝５４
０３４号公報に、燃焼中間反応生成物を有し且つ遊離酸
素を有しない非平衡領域、所謂未燃火炎を鋼板に衝突さ
せ鋼板を還元しロールピックアップを低減することが提
案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、本発明者らのテスト結果では、焼鈍工程
前の鋼帯製造工程によっては従来直火炉に比較し、直火
還元を行なった鋼帯はメツキ性において若干劣る場合が
存在することが判明した。

本発明者らは直火還元した鋼帯の表面状態を詳細に分析
した結果、製造工程により、鋼帯表面のカーボン付着量
が多くこれがメツキ性を大きく阻害していること、また
従来直火炉で表面に付着したカーボンが問題とならない
のは従来直火炉は空気比１以下で燃焼しているにもかか
わらずカーボンにとっては酸化雰囲気であり炉内で焼失
するためで、特開昭６２−５４０３４号公報のような直
火還元法ではこの効果はあまり期待できないことが判明
した。

また、ある種の直火バーナーを用いると直火炉内でもカ
ーボンの発生が著しく、その後の鋼帯の化成処理を甚だ
しく阻害することが知られている。

従来この炉内でのカーボン付着を防ぐため、特開昭６０
−７７９３１号公報に示されるように、直火炉入口から
鋼帯温度６００℃〜８００℃となるまで、空気比１．０
以下で燃焼させたバーナーの燃焼ガスの燃焼反応が完了
した領域（いわゆる燃焼排ガス）を鋼帯表面にあてて鋼
帯を加熱し、鋼帯温度が前記温度を越える加熱の後段階
においては、空気比１．０以下で燃焼させたバーナーの
燃焼ガスの、未反応酸素を含まず且つ反応途中の中間イ
オンの存在する領域を鋼板表面に当てて鋼帯を加熱する
方法が提案されている。

しかし、鋼帯の焼鈍ラインでは鋼種による必要加熱温度
、ラインスピード等が大きく変化し、特開昭６０−７７
９３１号公報のように鋼板温度域によって異なる燃焼ガ
ス領域で加熱するよう制御することは極めて困難であり
、また、必要加熱温度が特開昭６０−７７９３１号公報
に示された温度以下であるような鋼種に対してはカーボ
ンの除去ができないという欠点があった。

このように、直火還元炉には多くの長所が存在するが、
付着カーボンに対する問題点が残されていた。

〔課題を解決するた島の手段〕

本発明は前記従来技術の問題点を有利に解決するために
なされたものであって、たとえば鋼帯の入側から順に、
排ガス吸引ダクト、排ガス予熱帯、直火還元加熱帯、必
要により電気加熱による均熱帯、及び冷却帯を連設した
鋼帯の直火式連続焼鈍装置において、酸素濃度が１０〜
１１００ｐｐの燃焼ガスを鋼帯へ直接吹き付けることに
より酸化膜の還元と、付着カーボンの除去を同時に行う
ことを特徴とする鋼帯の連続焼鈍方法及びその装置を特
徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

〔作　用〕

本発明者らは燃焼ガス加熱による鋼帯上のカーボンの除
去作用について詳細に実験検討した結果、次のような結
論が得られた。即ち、燃焼ガス中の酸素濃度が１０ｐｐ
ｍ以上存在すると、直火還元加熱帯内でもメツキ性に影
響しない程度に前記カーボンを除去することが可能であ
るということである。

これを第４図に示す。第４図は燃焼ガス中の酸素濃度（
ｐｐｍ）　とカーボン除去能力（本発明法の直火還元加
熱帯における除去能力／従来法の直火加熱帯（！！帯に
直接燃焼ガスを吹付けない）における除去能力）及び還
元能力（ｌＩｌ帯の還元部の直径／バーナー直管部の直
径）との関係を示したもので、前記酸素濃度が１０ｐｐ
ｍ以上になると本発明法のカーボン除去能力は従来法の
約４０％以上になり、メツキ性に対し充分にカーボンを
除去することができるのである。

一方、鋼帯への還元能力は前記燃焼ガスの酸素濃度が１
０ｐｐｍでバーナータイル直管部の直径の約３倍の鋼帯
部分を還元することができるが、酸素が増加するに従い
還元能力は落ち、１ｏｏ、ｐｐｍを超えると急速に酸化
速度が増大し鋼帯に悪影響を与える。従って、カーボン
除去能力を有するとともに還元能力も十分有する燃焼条
件としては、該燃焼の排ガスの酸素濃度を１０〜１１０
０ｐｐの範囲に制御すればよいことが分かった。

本発明者らは、この制御を可能ならしめる一方案として
、所定の直管部を有するバーナータイル底部において、
該底部ＩＱＯｃｍあたり５孔以上の２重管式吐出孔を設
け、ノズルく内管）には燃料ガス、外管には空気をバー
ナー中心軸に対し平行に流す構造をもつバーナーを開発
した。そして、前記ノズルと外管の口径比（面積比）を
変化することにより、燃料ガスと空気の相対流速を変化
させ、これにより両者の混合状態を変えて燃焼速度を制
御し、燃焼ガス中の酸素濃度を容易に変えることに成功
した。第５図は２重管バーナーノズルの面積比、すなわ
ち、外管（空気孔）の面積／ノズル（燃料孔）の面積の
値と酸素濃度（ｐｐｍ）　　との間係を示したもので、
例えば酸素濃度を３０ｐｐｍ必要のときはバーナーノズ
ル面積比を３にすればよい。

また、本発明に係るバーナーを用いた直火還元帯の前段
に該バーナーからの排ガスによって鋼帯を予熱する予熱
帯を設置することにより銅板表面の付着カーボンをある
程度除去することが可能となる。

さらに、還元力に余裕がある場合、排ガス予熱帯に空気
吹き込みを行うことにより、付着カーボン除去は若干促
進される。

このように直火還元加熱帯前段に排ガス予熱帯を設ける
ことにより、カーボンの除去はより一層完全に行われる
。また当然炉熱効率も向上する。

〔実施例〕

本発明の連続焼鈍装置は第１図に示すように、排気予熱
帯１と直火還元加熱帯３とを連設し、該加熱帯３で生じ
た熱焼排ガスＧを前記予熱帯１へ送るための排ガス吸引
ダクト２を前記予熱帯１の前方に配置し、かつ前記加熱
帯３の出側に冷却帯７を連設して構成されている。

前記直火還元加熱帯３にはバーナー５を鋼帯Ｓの進行方
向に沿って多段配列したバーナー列６を鋼帯Ｓの両面に
面して配設しである。前記バーナー５の一実施例を第３
図に示す。

図において、直火還元加熱帯３の壁体１６の適当個所に
バーナータイル部１０を設け、その一端を開放端として
加熱炉内部に接せしめ、他端に底部１１を設ける。該底
部１１にはノズル１９を挿入する外管１２を適当数穿設
する。バーナータイル部１０は直管部１４と必要により
拡径８１５で構成されている。バーナータイル底部１１
の外周に外筒１３が設けられ、該外筒１３内に内筒１７
と、該内筒１７に連結する燃料拡散室１８、該燃料拡散
室１８の壁面に突設したノズル１９が配設されている。

該ノズル１９は前述の如く、バーナータイル底部の外管
１２内にその先端が挿入配置され、該ノズル１９の外側
面と外管１２との間に間隙部を設けるようにする。この
ようにして、バーナータイル底部１１に２重管式吐出孔
２０を構成する。

このような構造よりなるバーナー５の外筒１３に空気を
、又、内筒１７に燃料ガスを流すと、２重管式吐出孔２
０より両者がバーナー中心軸に対して平行に層状をなし
て流れ、バーナータイル直管部内で均一に十分混合する
とともに空気比を０，７〜０．９に調整し、バーナーノ
ズル面積比を制御することにより燃焼排ガス中の酸素濃
度が１０〜１１００ｐｐに調整された高温の燃焼ガスが
発生し、バーナータイル底部１１より５０〜３００ｍｍ
離れた移動中の鋼帯表面に前記高温燃焼ガスが吹付けら
れる。

このようにして鋼帯Ｓが直火還元加熱帯３で加熱還元さ
れるが、燃焼によって生じた排ガスＧは連続焼鈍炉の入
側に設けた排ガス吸引ダクト２によって吸引され、鋼帯
の進行方向に逆向して流れる。本発明ではか＼る排ガス
により排ガス予熱帯１を構成して鋼帯を予熱するが、更
に燃焼排ガス中の残留微量酸素によって鋼帯に付着した
カーボンを一部燃焼せしめる。燃焼排ガスは上述の如（
弱酸化性なため鋼帯表面に若干酸化膜が生成するが、該
酸化膜は次工程の直火還元加熱帯の直火バーナーで還元
されまたこの時、同時に鋼帯に付着したカーボンも完全
に除去される。

一方、溶融メツキラインにおいては直火還元加熱帯で加
熱還元された鋼帯Ｓが熱処理不要な鋼種である場合、直
接冷却帯７へ送られ、メツキ浴温度程度上冷却される。

上記鋼種が均熱処理を必要とする場合は第２図に示すよ
うに直火還元加熱帯３と冷却帯７の間に均熱帯９を設け
る。該均熱帯９は前工程の加熱帯３で鋼帯が還元処理さ
れているのでラジアントチューブを設けた還元雰囲気炉
でなくてよく、安価な加熱手段、例えば電気加熱装置を
設けることができる。

上記の如く、排ガス予熱帯１では若干酸化膜が鋼帯表面
に生成するが、鋼帯の温度が低いため排ガス予熱帯１と
直火還元加熱帯３との間のハースロール８Ｂにはピック
アップが生じない。また直火還元加熱帯３と均熱帯９又
冷却帯７との間のハースロール８０〜８Ｇ等も、直火還
元加熱帯３で鋼帯が直火還元加熱処理されるので鋼帯表
面の酸化膜が除去されるためピックアップが生じない。

次に第１図の連続焼鈍装置で鋼帯を処理した結果につい
て説明する。

直火還元加熱炉のバーナーに燃料ガスとしてコークス炉
ガスを燃焼料５０．０００Ｋｃａｌ／　ｈ使用し、空気
とともに゛２重管式吐出孔より層状に流し、バーナータ
イル直管部内で空気比を０．８に調整し、均一混合して
燃焼せしｔた。

上記バーナーはバーナータイル底部に２５個の２重管を
設けたバーナ一部と、バーナータイル直管部直径８５闘
、長さを１００ｍｍとしたバーナータイル部で構成した
。そして、ノズルを外管内に移動して両者の面積比を３
に調整し、燃焼排ガス中の酸素濃度を３０ｐｐｍにした
。か−る燃焼排ガスを２０ｍの排ガス予熱帯に吸引せし
め、その雰囲気温度を１０００℃とした。

この結果、鋼帯は排ガス予熱帯で４００℃に予熱され、
かつ、鋼帯表面のカーボン（５■／ｍ゛）はその３０％
が燃焼除去された。次いで鋼帯は１０ｍの直火還元加熱
帯に送られ、該加熱帯で８００℃に加熱されるとともに
残りのカーボン及び酸化膜も全て除去された。次に鋼帯
は冷却帯へ送られ、４５０℃に冷却された。か＼る鋼帯
にメツキ処理を施したところ極めて良好なメツキ性を示
した。

このように本発明の鋼帯熱処理方法及び装置によれば鋼
帯に付着したカーボンは予熱帯及び直火還元加熱帯で燃
焼され、かつ、予熱された鋼帯は直火還元加熱帯で直接
加熱還元されるので、後工程に還元炉やラジアントチュ
ーブ付き均熱炉等を必要とせずに鋼帯表面を清浄化する
ことが可能となった。

〔発明の効果〕

本発明は詳述したように、直火加熱還元炉に設けた本発
明のバーナーによって鋼帯表面を還元処理するとともに
鋼帯に付着したカーボンを燃焼させることができ、これ
により連続焼鈍炉の加熱清浄化効果を一層発揮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続焼鈍炉の一例を示す概略断面正面
図、第２図は本発明の他の実施例を示す概略断面正面図
、第３図は本発明のバーナー構造を示し、同図（ａ）は
断面正面図、同図（ｂ）はその側面図、第４図は燃焼排
ガス中酸素濃度とカーボン除去能力及び還元能力との関
係を示す図、第５図はバーナーノズル面積比と酸素濃度
の関係を示す図である。 １・・・排ガス予熱帯、　２・・・排ガス吸引ダクト、
３・・・直火還元加熱帯、５・・・バーナー６・・・バ
ーナー列、　　７・・・冷却帯、８Ａ〜８Ｇ・・・ハー
スロール、 ９・・・均熱帯、　　　　１０・・・バーナータイル部
、１１・・・バーナータイル底部、 １２・・・外管、　　　　　１３・・・外筒、１４・・
・バーナータイル直管部、 １５・・・バーナータイル拡径部、 １６・・・直火還元加熱炉壁体、 １７・・・内筒、　　　　　１８・・・燃料拡散室、１
９・・・バーナーノズル、２０・・・２重管式吐出孔、
Ｓ・・・鋼帯、　　　　　Ｇ・・・燃焼排ガス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入側に排ガス予熱帯、出側に直火還元加熱帯を設け
   、該直火還元加熱帯では、燃焼ガス中の酸素濃度を１０
   〜１００ｐｐｍとして鋼帯の直火還元加熱を行い加熱後
   の排ガスを前記排ガス予熱帯へ導入して鋼帯の予熱を行
   うことを特徴とする鋼帯の直火式連続焼鈍方法。 ２、鋼帯の入側から順次、排ガス吸引ダクト、弱酸性雰
   囲気を有する排ガス予熱帯、直火還元加熱帯、電気加熱
   による均熱帯及び冷却帯を連設したことを特徴とする鋼
   帯の直火式連続焼鈍装置。 ３、前記直火還元加熱帯において、直管部を有するバー
   ナータイル底部に小径の２重管式吐出孔を前記バーナー
   タイル底部面積１００ｃｍ＾２あたり５個以上開口して
   形成したバーナーを多数配設してバーナー列を構成した
   請求項２記載の焼鈍装置。