JPH0514152U - 立て形誘導加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱効率の向上を図るとともに、酸素を炉内
から短時間で追い出すことのできる立て形誘導加熱炉を
提供する。 【構成】 複数の不活性ガス吹出しノズルまたは穴４３
が金属管支柱４２に支柱長手方向に沿って設けられてい
る。少なくともノズルの先端または穴４３と炉壁内周面
との間の炉壁部分４１が通気性をもっており、炉外に設
置された不活性ガス供給装置４５が金属管支柱４２に接
続されている。金属管支柱４２に供給された不活性ガス
は、金属管支柱４２内を流れ、炉壁４１を通って炉内に
流れ出すまでに加熱される。したがって、不活性ガス吹
込みによる炉内雰囲気温度の低下は防がれる。またこの
とき、炉壁４１内に残っていた酸素も不活性ガスに混じ
って炉内１４に流れ出て、不活性ガスとともに炉外に排
出される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、立て形誘導加熱炉、特に立て形誘導加熱炉の炉壁およびこれを支 持する金属管支柱に関する。

【０００２】

【従来の技術】

誘導加熱炉のうち、炉室が下方に向かって開口し、昇降可能な炉床を備えた立 て形誘導加熱炉がある。立て形誘導加熱炉では、たとえば炉床が板状材料の板面 が垂直姿勢となるようにして材料側面を下方より支持し、炉床が上昇して材料を 炉内に装入する。材料は、板面が垂直となった姿勢で加熱される。このような立 て形誘導加熱炉は、たとえば方向性電磁鋼スラブを非酸化性雰囲気で１２００℃ 以上の高温に加熱するのに用いられる。炉内を非酸化性雰囲気とすることにより 、溶融スケールの発生が防がれる。

【０００３】 上記のように非酸化性雰囲気で加熱する場合、炉内に不活性ガスを吹き込むこ とが行われている。特開平１−１３６９２８号公報は、炉床内に不活性ガスを導 き、不活性ガスを予熱したのち、炉内に吹き込む技術を開示している。

【０００４】 また、一般に炉壁は外側から順次耐熱ボード、耐火レンガおよび耐熱ファイバ で構成されている。耐火レンガは倒れを防ぐために支持する必要があり、支持部 材として内部に冷却水を通した鋼管やセラミック棒などが用いられている。実開 昭６１−９８８５０号公報は、セラミックファイバ系の耐火材で構成した炉壁を 提案している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記炉床内に不活性ガスを導く方法では、不活性ガスを予熱することにより炉 内雰囲気温度の低下を防いで加熱効率の向上が期待できる。しかし、炉壁内に残 存する酸素を炉外に積極的に追い出すことは不可能である。

【０００６】 一方、冷却水を通す鋼管支柱では、冷却水が炉体からうばった熱とともに炉外 に排出されるので炉壁温度が下がり、加熱効率が低下する。また、セラミック棒 を採用しても、不活性ガスを炉内に直接吹き込む方法では、不活性ガスによる炉 内雰囲気温度の低下や、炉壁内に残存する酸素を短時間で追い出すことは不可能 である。

【０００７】 さらに、セラミックファイバ系耐火材で構成された炉壁では、耐火材を保持す る炉殻または支持柱が必要である。これら炉殻または支持柱は耐熱強度を維持す るために冷却する必要があり、加熱効率の低下を招く。

【０００８】 この考案は、加熱効率の向上を図るとともに、酸素を炉内から短時間で追い出 すことのできる立て形誘導加熱炉を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案の立て形誘導加熱炉は、複数の金属管支柱で炉壁が支えられた誘導加 熱炉において、複数の不活性ガス吹出しノズルまたは穴が金属管支柱に支柱長手 方向に沿って設けられている。そして、少なくともノズルの先端または穴と炉壁 内周面との間の炉壁部分が通気性をもっており、炉外に設置された不活性ガス供 給装置が金属管支柱に接続されている。

【００１０】 不活性ガス吹出しノズルまたは穴の数は、金属管支柱の長さおよび不活性ガス 吹出しノズルまたは穴のピッチによって決まるが、ピッチはたとえば２００〜４ ００mm程度である。支柱に用いられる金属管として、ステンレス鋼管その他の合 金管が用いられる。通気性をもった炉壁を構成する材料として、セラミックファ イバ系耐火材（カオウール、ユニフェルト；いずれも商標）や海綿状耐火材が用 いられる。不活性ガスとして、アルゴンガスや窒素ガスなどが用いられる。また 、不活性ガス供給装置は、不活性ガスを加圧充填した容器や供給圧力調整装置な どを備えている。

【００１１】

【作用】

金属管支柱に供給された不活性ガスは、金属管支柱内を流れるとき、炉壁によ り加熱された金属管支柱を冷却し、不活性ガス自体は加熱される。金属管支柱は 、不活性ガスの冷却により耐熱強度を維持する。不活性ガス吹出しノズルまたは 穴を出た不活性ガスは、炉壁を通って炉内に至る間にさらに加熱されて炉内に吹 き出す。不活性ガスは炉内雰囲気温度とほぼ等しい温度となって炉内に吹き出す ので、不活性ガス吹込みによる炉内雰囲気温度の低下は防がれる。このとき、炉 壁内に残っていた酸素も不活性ガスに混じって炉内に流れ出る。そして、炉内に 吹き出した不活性ガスは酸素をともなって炉頂に設けれた排出口を経て炉外に流 出する。

【００１２】

【実施例】

方向性電磁鋼スラブを加熱する立て形誘導加熱炉を、この考案の実施例として 説明する。 図４は、スラブを加熱する立て形誘導加熱炉を模式的に示している。図面に示 すように、立て形誘導加熱炉１１の炉体１２は下方に向かって開口しており、炉 壁１３の外周に加熱コイル１９が取り付けられている。立て形誘導加熱炉１１は 、スラブ１の上下面が水平姿勢から垂直姿勢となるようにし９０度転回するスラ ブ転回装置２６、炉内のスラブ１を垂直姿勢で支持する炉床３１および炉床３１ を昇降する電動ウインチ３３を備えている。スラブ転回装置２６は、スラブ１を 載せる爪２７、爪２７に連結されたアーム（図示しない）、およびアームを介し て爪２７を９０度転回する油圧シリンダ２８からなっている。また、立て形誘導 加熱炉１１は、スラブ１を上方より押さえて支持する支持軸３５を備えている。 支持軸３５は、エアーシリンダ３６により昇降される。さらに、スラブ搬送ライ ンＬに沿ってローラーテーブル３７が設けられている。

【００１３】 図１は立て形誘導加熱炉１１の縦断面を、また図２は横断面をそれぞれ示して いる。これら図面に示すように、炉壁１３はセラミックファイバ壁４１で構築さ れている。炉壁１３内には支柱４２が挿入されている。この実施例では、炉長が １１m、炉高が３m、炉幅が３７０mmである。支柱２１は呼び径１インチのス テンレス鋼管である。各支柱間のピッチは５００〜６００mmであり、支柱本数は ２０本である。なお、炉底部はサンドシール１７により気密が保たれている。

【００１４】 各支柱４２には、同一高さの位置に３本のアルゴンガス吹出しノズル４３が設 けられている。そして、３本のアルゴンガス吹出しノズル４３の組が、支柱長手 方向に沿ってピッチ３００mmで配置されている。ノズル長は３０mmであり、ノズ ル径は８mmである。

【００１５】 支柱４２の両端に、それぞれ配管４６を介してアルゴンガスボンベ４５が接続 されている。配管４６には、流量調節弁４６が取り付けられている。セラミック ファイバ壁４１から吹き出るアルゴンガスが、スラブ１の表面に直接衝突してス ラブ表面から対流抜熱を生じないようにしなければならない。このために、セラ ミック壁４１からアルゴンガスが低速で吹き出すように、流量調節弁４６により 流量を調節する。この実施例では、アルゴンガスの供給元圧は２kgf/cm² である 。

【００１６】 支柱４２に供給されたアルゴンガスは、支柱４２内を流れるときに炉壁１３に より加熱された支柱４２を冷却し、不活性ガス自体は加熱される。支柱４２はア ルゴンガスにより冷却され、耐熱強度を維持する。アルゴンガス吹出しノズル４ ３を出たアルゴンガスは、セラミックファイバ壁４１を通って炉内１４に至る間 にさらに加熱されて炉内１４に吹き出す。アルゴンガスは炉内雰囲気温度とほぼ 等しい温度となって炉内１４に吹き出すので、アルゴンガス吹込みによる炉内雰 囲気温度の低下は防がれる。このとき、セラミックファイバ壁４１内に残ってい た酸素もアルゴンガスに押し出されて炉内１４に流れ出る。さらに、炉内１４に 吹き出したアルゴンガスは、炉内１４の酸素を伴って炉頂に設けれた排出口１５ を経て炉外に流出する。

【００１７】 ここで、上記のように構成された立て形誘導加熱炉により、連続鋳造法で製造 された電磁鋼スラブを加熱した例について説明する。 スラブをガス燃焼型加熱炉（図示しない）により１１５０℃まで比較的低い昇 温速度で予備加熱した。スラブの寸法は、長さ１１０００mm、幅１０００mm、厚 み２００mmである。ついで、スラブを１３５０℃まで急速加熱した。アルゴンガ スの供給量は、１０００〜１２００Nm³ /hrであった。支柱に供給されて炉内 に吹出すまでに、アルゴンガスは室温から４００〜５００℃までに加熱された。 表１に加熱時間および炉内酸素濃度１０００ppm到達時間の結果を示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】 表１から明らかなように、加熱時間が従来法に比べて１５％短縮され、１００ ０ppm到達時間は７０％短縮された。

【００２０】 第３図は、この考案の他の実施例を示している。

【００２１】 炉壁１３は外側から順次耐熱ボード壁５１、耐火レンガ壁５２およびセラミッ クファイバ壁５３により構成されている。耐熱ボード壁５１および耐火レンガ壁 ５２は、炉壁１３を強化している。ステンレス鋼管支柱５５は耐火レンガ壁５２ 内に設けられている。アルゴンガス吹出しノズル５６は、耐火レンガ壁５２とセ ラミックファイバ壁５３とが接する位置でセラミックファイバ壁５３に向かって 開口している。

【００２２】 上記二つの実施例において、アルゴンガス吹出しノズル４３，５６はいずれも 炉壁支持補強の機能も果たしている。

【００２３】

【考案の効果】

この考案の立て形誘導加熱炉では、金属管支柱に供給された不活性ガスは、金 属管支柱内を流れ、炉壁を通って炉内に流れ出すまでに加熱される。したがって 、不活性ガス吹込みによる炉内雰囲気温度の低下は防がれる。また、このとき炉 壁内に残っていた酸素も不活性ガスに混じって流れ出る。この結果、加熱効率が 向上し、酸素を炉内から短時間で追い出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例であって、立て形誘導加熱
炉の一部を示す縦断面図である。

【図２】図１に示す立て形誘導加熱炉の一部を示す横断
面図である。

【図３】この考案の他の実施例であって、立て形誘導加
熱炉の一部を示す横断面図である。

【図４】この考案が応用される立て形誘導加熱炉の概略
を、模式的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１ スラブ（加熱材料） ４２ 支柱 １２ 炉体 ４３ アルゴンガ
ス吹出しノズル １３ 炉壁 ４５ アルゴンガ
スボンベ １４ 炉内 ５１ 耐火ボード
壁 １５ 排出口 ５２ 耐火レンガ
壁 １９ 加熱コイル ５３ セラミック
ファイバ壁 ３１ 架台 ５５ 支柱 ４１ セラミックファイバ壁 ５６ アルゴンガ
ス吹出しノズル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の金属管支柱で炉壁が支えられた誘
   導加熱炉において、複数の不活性ガス吹出しノズルまた
   は穴が前記金属管支柱に支柱長手方向に沿って設けられ
   ており、少なくともノズルの先端または穴と炉壁内周面
   との間の炉壁部分が通気性をもっており、炉外に設置さ
   れた不活性ガス供給装置が前記金属管支柱に接続されて
   いることを特徴とする立て形誘導加熱炉。