JPH06316731A - 焼鈍炉の冷却装置 - Google Patents
焼鈍炉の冷却装置Info
- Publication number
- JPH06316731A JPH06316731A JP10406593A JP10406593A JPH06316731A JP H06316731 A JPH06316731 A JP H06316731A JP 10406593 A JP10406593 A JP 10406593A JP 10406593 A JP10406593 A JP 10406593A JP H06316731 A JPH06316731 A JP H06316731A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- heat insulating
- insulating layer
- furnace
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】焼鈍炉に、簡易でかつ精度の高い冷却速度制御
装置を提供する。 【構成】焼鈍炉に炉壁部又は天井部を固定断熱層と可動
断熱層の二重構造とし、この可動断熱層のみを炉内温度
に応じて開閉操作することによって、所定の冷却速度を
得る。なお、本構成の冷却制御装置は移動炉床式、固定
式のいずれの焼鈍炉にも適用できる。
装置を提供する。 【構成】焼鈍炉に炉壁部又は天井部を固定断熱層と可動
断熱層の二重構造とし、この可動断熱層のみを炉内温度
に応じて開閉操作することによって、所定の冷却速度を
得る。なお、本構成の冷却制御装置は移動炉床式、固定
式のいずれの焼鈍炉にも適用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ストリップコイル等鋼
材を焼鈍炉で焼鈍する際、比較的高温域の徐冷却域の冷
却速度制御に関するものである。
材を焼鈍炉で焼鈍する際、比較的高温域の徐冷却域の冷
却速度制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に一般的な移動炉床式焼鈍炉の平面
図を示す。加熱帯２、均熱帯３、冷却帯４、仕切扉５で
構成されているが、冷却帯はさらに比較的高温の徐冷却
帯４ａ、強制冷却帯４ｂ、炉外冷却帯４ｃに区分されて
いる。また、図３は徐冷却帯の縦断面を示すが、冷却方
式としては断熱材６の厚みで決まる自然熱放散で、いわ
ゆる炉冷である。
図を示す。加熱帯２、均熱帯３、冷却帯４、仕切扉５で
構成されているが、冷却帯はさらに比較的高温の徐冷却
帯４ａ、強制冷却帯４ｂ、炉外冷却帯４ｃに区分されて
いる。また、図３は徐冷却帯の縦断面を示すが、冷却方
式としては断熱材６の厚みで決まる自然熱放散で、いわ
ゆる炉冷である。
【０００３】図４は強制冷却帯４ｂの縦断面を示し、冷
却速度は空気、水等を冷媒とする冷却パイプにより制御
される。ここで、１は移動炉床、Ａはコイル、Ｂはイン
ナケースを示す。コイルは一般に炉床単位に複数個設置
する（２〜４コイル／炉床）。その他の冷却技術として
は、特公昭５６−１７５９２号公報で「低温ガスの炉内
噴射や冷却通水パイプによる冷却」が、特開昭６０−２
６２９２４号公報で｀「インナケース内の雰囲気ガス循
環及び、炉床配設管への冷却水の通水による冷却方
法」，特公昭５４−３９１６６号公報では「天井を開放
した自然冷却する方法」が開示されている。
却速度は空気、水等を冷媒とする冷却パイプにより制御
される。ここで、１は移動炉床、Ａはコイル、Ｂはイン
ナケースを示す。コイルは一般に炉床単位に複数個設置
する（２〜４コイル／炉床）。その他の冷却技術として
は、特公昭５６−１７５９２号公報で「低温ガスの炉内
噴射や冷却通水パイプによる冷却」が、特開昭６０−２
６２９２４号公報で｀「インナケース内の雰囲気ガス循
環及び、炉床配設管への冷却水の通水による冷却方
法」，特公昭５４−３９１６６号公報では「天井を開放
した自然冷却する方法」が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の徐冷却帯４ａの
冷却は炉壁断熱材を介しての炉体放散熱量で決まるた
め、冷却速度は冷却開始時が最大で、徐冷却帯の冷却曲
線はその温度降下と共に漸減する傾向を示す。一方、目
標とする冷却到達温度は次の冷却帯である強制冷却帯４
ｂの冷却パイプ等の耐熱で決まる設備上の許容温度とす
る必要がある。この冷却過程において冷却速度が過大で
あれば、コイルに冷却歪みが生じるため、炉壁の断熱は
冷却歪を発生させない許容冷却曲線を満足するよう断熱
層の厚みを決定し炉体熱放散量を押える必要があり、通
常は冷却開始時の最大冷却速度となる所で許容冷却速度
以下となるよう断熱層厚みを決める。そのため実際の冷
却曲線は冷却開始当初は許容冷却曲線に沿うが、温度の
降下とともに冷却が遅くなる方向に外れ、効率の悪い冷
却となる。
冷却は炉壁断熱材を介しての炉体放散熱量で決まるた
め、冷却速度は冷却開始時が最大で、徐冷却帯の冷却曲
線はその温度降下と共に漸減する傾向を示す。一方、目
標とする冷却到達温度は次の冷却帯である強制冷却帯４
ｂの冷却パイプ等の耐熱で決まる設備上の許容温度とす
る必要がある。この冷却過程において冷却速度が過大で
あれば、コイルに冷却歪みが生じるため、炉壁の断熱は
冷却歪を発生させない許容冷却曲線を満足するよう断熱
層の厚みを決定し炉体熱放散量を押える必要があり、通
常は冷却開始時の最大冷却速度となる所で許容冷却速度
以下となるよう断熱層厚みを決める。そのため実際の冷
却曲線は冷却開始当初は許容冷却曲線に沿うが、温度の
降下とともに冷却が遅くなる方向に外れ、効率の悪い冷
却となる。
【０００５】特公昭５４−３９１６６号公報記載の「天
井を開放して自然冷却する方法」は大気中への輻射伝熱
が主体で特別の冷却装置がなくても効果的な冷却ができ
るが、冷却速度が制御できないため、特に冷却開始温度
が高い場合は冷却速度が過大になり、冷却歪が発生する
問題がある。特公昭５６−１７５９２号公報に開示され
ている「低温ガス炉内噴射や冷却通水等パイプによる冷
却」は、低温ガス噴射で例えば空気を冷媒とする場合の
空気噴射と空気通風によるパイプ冷却を比較すると、空
気噴射は排ガスの温度が低いため（空冷パイプと同一冷
却能力のとき）排熱回収効率が悪く、また排ガス中に塵
埃が含まれているためその除去、設備が必要となる欠点
がある。
井を開放して自然冷却する方法」は大気中への輻射伝熱
が主体で特別の冷却装置がなくても効果的な冷却ができ
るが、冷却速度が制御できないため、特に冷却開始温度
が高い場合は冷却速度が過大になり、冷却歪が発生する
問題がある。特公昭５６−１７５９２号公報に開示され
ている「低温ガス炉内噴射や冷却通水等パイプによる冷
却」は、低温ガス噴射で例えば空気を冷媒とする場合の
空気噴射と空気通風によるパイプ冷却を比較すると、空
気噴射は排ガスの温度が低いため（空冷パイプと同一冷
却能力のとき）排熱回収効率が悪く、また排ガス中に塵
埃が含まれているためその除去、設備が必要となる欠点
がある。
【０００６】また、均熱帯において、コイルの均熱精度
（コイル内温度分布が小さく、炉床複数コイル設置時は
コイル相互間の温度差が小さいこと）が要求される場
合、冷却帯から均熱帯へのガスの流通を防止する仕切扉
が必要となるが、仕切精度の優れた扉構造が必要にな
る。とくに、珪素鋼焼鈍のように、均熱温度が１１００
℃以上と高い場合には、耐熱上ガスシール面はレンガま
たはセラミックファイバーの断熱材面となり、隙間の安
定確保、メンテナンスが難しい。
（コイル内温度分布が小さく、炉床複数コイル設置時は
コイル相互間の温度差が小さいこと）が要求される場
合、冷却帯から均熱帯へのガスの流通を防止する仕切扉
が必要となるが、仕切精度の優れた扉構造が必要にな
る。とくに、珪素鋼焼鈍のように、均熱温度が１１００
℃以上と高い場合には、耐熱上ガスシール面はレンガま
たはセラミックファイバーの断熱材面となり、隙間の安
定確保、メンテナンスが難しい。
【０００７】また、パイプ通水等による冷却は、パイプ
群を構成する構造を含めた冷却パイプの耐熱に関する問
題がある。特に珪素鋼焼鈍のように冷却開始温度が高い
場合は前述のように炉冷で冷却パイプ許容温度まで冷却
する複数の冷却方式を組合せるのが一般的である。さら
に、特開昭６０−２６２９２４号公報記載の「インナー
カバー内の雰囲気ガス循環及び炉床配設管への取る通水
による冷却」は、加熱帯通過時の炉床配設管の耐熱強度
等の問題もある。もし炉床配設管設備の損傷を防止する
ため、冷却水を加熱中も通水するのであれば、熱損失が
大きく、珪素鋼焼鈍のように高温熱処理炉には不適当で
ある。
群を構成する構造を含めた冷却パイプの耐熱に関する問
題がある。特に珪素鋼焼鈍のように冷却開始温度が高い
場合は前述のように炉冷で冷却パイプ許容温度まで冷却
する複数の冷却方式を組合せるのが一般的である。さら
に、特開昭６０−２６２９２４号公報記載の「インナー
カバー内の雰囲気ガス循環及び炉床配設管への取る通水
による冷却」は、加熱帯通過時の炉床配設管の耐熱強度
等の問題もある。もし炉床配設管設備の損傷を防止する
ため、冷却水を加熱中も通水するのであれば、熱損失が
大きく、珪素鋼焼鈍のように高温熱処理炉には不適当で
ある。
【０００８】本発明は、上記問題点を解決するため、冷
却開始温度から冷却パイプ耐熱温度の温度域を、すなわ
ち移動炉床式焼鈍炉では徐冷却帯入口から強制冷却帯入
口まで、コイルの冷却歪を発生させないで効率的に冷却
し、その冷却速度を制御することを目的とする。
却開始温度から冷却パイプ耐熱温度の温度域を、すなわ
ち移動炉床式焼鈍炉では徐冷却帯入口から強制冷却帯入
口まで、コイルの冷却歪を発生させないで効率的に冷却
し、その冷却速度を制御することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】具体的には、炉壁断熱層
を炉内側の固定断熱層と炉外側の可動断熱層の二重構造
とし、可動断熱層は、固定断熱層に対して開閉可能な駆
動装置を備えたことを特徴とする焼鈍炉の冷却装置であ
る。さらに、実用に際しては、その可動断熱層は、複数
個に分割して冷却制御の精度を高める措置もとられてい
る。
を炉内側の固定断熱層と炉外側の可動断熱層の二重構造
とし、可動断熱層は、固定断熱層に対して開閉可能な駆
動装置を備えたことを特徴とする焼鈍炉の冷却装置であ
る。さらに、実用に際しては、その可動断熱層は、複数
個に分割して冷却制御の精度を高める措置もとられてい
る。
【００１０】
【作用】目的達成のためには、低温ガス噴射による冷却
は採用できず、輻射冷却をしなければならない。そこ
で、輻射面となる炉内壁面の温度を制御する必要があ
り、本発明がなされた。つまり、炉内壁面の温度は放散
熱量で決り、その放散熱量は断熱層の厚み（断熱材の熱
伝導率を一定とすれば）で決まるので、断熱層の厚みを
二重構造とすることで変えるようにしたので、徐冷却時
の冷却速度を制御できるようにした。この作用の詳細を
図１により説明する。
は採用できず、輻射冷却をしなければならない。そこ
で、輻射面となる炉内壁面の温度を制御する必要があ
り、本発明がなされた。つまり、炉内壁面の温度は放散
熱量で決り、その放散熱量は断熱層の厚み（断熱材の熱
伝導率を一定とすれば）で決まるので、断熱層の厚みを
二重構造とすることで変えるようにしたので、徐冷却時
の冷却速度を制御できるようにした。この作用の詳細を
図１により説明する。
【００１１】断熱層は固定断熱層６ａとそれを被うよう
に設けた可動断熱層７の２重構造であり、可動断熱層７
は複数に分割して固定断熱層６ａに対し開閉できるよう
に駆動装置８を備えている。したがって、炉壁放散熱量
は、炉内温度の実測値を移動断熱層の開閉制御装置に伝
え、目標とする炉内温度と比較して、可動断熱層７の開
放代を変えることで制御する。なお、駆動装置８は、可
動断熱層７を単に全開、全閉するだけではなく、いわゆ
る半開の状態で停止させることも可能である。
に設けた可動断熱層７の２重構造であり、可動断熱層７
は複数に分割して固定断熱層６ａに対し開閉できるよう
に駆動装置８を備えている。したがって、炉壁放散熱量
は、炉内温度の実測値を移動断熱層の開閉制御装置に伝
え、目標とする炉内温度と比較して、可動断熱層７の開
放代を変えることで制御する。なお、駆動装置８は、可
動断熱層７を単に全開、全閉するだけではなく、いわゆ
る半開の状態で停止させることも可能である。
【００１２】
【実施例】図１に方向性珪素鋼板用仕上焼鈍炉での１実
施例を示す。方向性珪素鋼板のストリップコイルを移動
炉床式炉に搬入し、加熱帯、均熱帯を経由して徐冷帯入
口に達した。その位置での側壁は全て固定断熱層であ
り、天井は固定断熱層６ａと可動断熱層７で構成されて
いる。天井からの熱放散で冷却制御する方式を採用した
理由は、方向性珪素鋼の仕上げ焼鈍は鋼板表面に焼鈍分
離剤ＭｇＯが塗布されているため、冷却（又は加熱）に
あたってはコイル上下方向から冷却（又は加熱）するの
が均一冷却（又は加熱）できまた冷却効率（又は加熱効
率）も優れるためである。
施例を示す。方向性珪素鋼板のストリップコイルを移動
炉床式炉に搬入し、加熱帯、均熱帯を経由して徐冷帯入
口に達した。その位置での側壁は全て固定断熱層であ
り、天井は固定断熱層６ａと可動断熱層７で構成されて
いる。天井からの熱放散で冷却制御する方式を採用した
理由は、方向性珪素鋼の仕上げ焼鈍は鋼板表面に焼鈍分
離剤ＭｇＯが塗布されているため、冷却（又は加熱）に
あたってはコイル上下方向から冷却（又は加熱）するの
が均一冷却（又は加熱）できまた冷却効率（又は加熱効
率）も優れるためである。
【００１３】固定断熱層６ａはレンガアーチであり、可
動断熱層７は回動可能な鉄フレーム７ｂとそのフレーム
に固定した断熱材７ａよりなる。７ａとしては簡易に固
定できるセラミックファイバーを使用した。炉内温度計
９で検出された温度は、可動断熱層制御装置１０、炉温
設定器１１を介してフィードバック制御にかけられ、可
動断熱層駆動装置８（モータ８ａ、チェーン及びチェー
ンスプロケット８ｂ、回転軸８ｃ）を動かして可動断熱
層７の開閉が行われた。図５は、本発明を適用した場合
の天井可動断熱層を模式的に示したものであり、図２の
４ａ部分での開閉状況を示す。なお、炉温は計算と経験
等により求められ、コイルの冷却歪みを防止する許容冷
却カーブを満足するようにあらかじめ設定してある。以
上の実施例は、可動断熱層７が天井部のみであるが、本
発明はそれに限定されるものではなく、炉側壁に可動断
熱層を設けても良い。
動断熱層７は回動可能な鉄フレーム７ｂとそのフレーム
に固定した断熱材７ａよりなる。７ａとしては簡易に固
定できるセラミックファイバーを使用した。炉内温度計
９で検出された温度は、可動断熱層制御装置１０、炉温
設定器１１を介してフィードバック制御にかけられ、可
動断熱層駆動装置８（モータ８ａ、チェーン及びチェー
ンスプロケット８ｂ、回転軸８ｃ）を動かして可動断熱
層７の開閉が行われた。図５は、本発明を適用した場合
の天井可動断熱層を模式的に示したものであり、図２の
４ａ部分での開閉状況を示す。なお、炉温は計算と経験
等により求められ、コイルの冷却歪みを防止する許容冷
却カーブを満足するようにあらかじめ設定してある。以
上の実施例は、可動断熱層７が天井部のみであるが、本
発明はそれに限定されるものではなく、炉側壁に可動断
熱層を設けても良い。
【００１４】つぎに、本発明を固定式焼鈍炉に適用した
混合の実施状況につき説明する。天井部を前記と同様な
二重構造とした固定式焼鈍炉にコイルを装入した。その
後予め定めた焼鈍温度パターンに従って加熱均熱を行い
徐冷期に至った。徐冷開始後は炉内温度検出値に基づ
き、天井部可動断熱層の開閉を行い冷却速度を制御し
た。その結果、冷却歪みを生じさせないでコイルを焼鈍
することができた。
混合の実施状況につき説明する。天井部を前記と同様な
二重構造とした固定式焼鈍炉にコイルを装入した。その
後予め定めた焼鈍温度パターンに従って加熱均熱を行い
徐冷期に至った。徐冷開始後は炉内温度検出値に基づ
き、天井部可動断熱層の開閉を行い冷却速度を制御し
た。その結果、冷却歪みを生じさせないでコイルを焼鈍
することができた。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、移動炉床式焼鈍炉の比較的高
温域の冷却制御を、輻射冷却に着目した可動断熱層７を
設けるという簡易なことで行えるようにしたため、冷却
帯の炉長短縮が可能になり、焼鈍炉設備費が大幅に削減
できる。また、冷却歪の発生も減少して生産歩留が向上
し、製品の品質管理上、好結果を得た。
温域の冷却制御を、輻射冷却に着目した可動断熱層７を
設けるという簡易なことで行えるようにしたため、冷却
帯の炉長短縮が可能になり、焼鈍炉設備費が大幅に削減
できる。また、冷却歪の発生も減少して生産歩留が向上
し、製品の品質管理上、好結果を得た。
【図１】本発明の実施例で徐冷却帯の断面を示すもので
ある。
ある。
【図２】移動炉床式焼鈍炉の平面図である。
【図３】従来技術の徐冷却帯の側断面を示すものであ
る。
る。
【図４】強制冷却帯の側断面を示すものである。
【図５】徐冷却帯での可動断熱層の開閉状況を示す模式
図である。
図である。
１ 移動炉床 ２ 加熱帯 ３ 均熱帯 ４ 冷却帯 ４ａ 徐冷却帯 ４ｂ 強制冷却帯 ４ｃ 炉外冷却帯 ５ 仕切扉 ６ 断熱材 ６ａ 固定断熱層 ７ 可動断熱層 ７ａ 可動層の断熱材 ７ｂ フレーム ８ 駆動装置 ８ａ モータ ８ｂ チェーン ８ｃ 回転軸 ９ 炉内温度計 １０ 可動断熱層開閉制御装置 １１ 炉温設定器 １２ 可動断熱層の全閉域 １３ 可動断熱層の半開域 １４ 可動断熱層の全開域
Claims (3)
- 【請求項１】炉壁断熱層を炉内側の固定断熱層と炉外側
の可動断熱層の二重構造とし、可動断熱層は固定断熱層
に対して開閉可能な駆動装置を備えたことを特徴とする
焼鈍炉の冷却装置。 - 【請求項２】可動断熱層が複数個に分割されていること
を特徴とする請求項１記載の焼鈍炉の冷却装置。 - 【請求項３】焼鈍炉が移動炉床式であることを特徴とす
る請求項１、２のいずれかに記載の焼鈍炉の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10406593A JPH06316731A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 焼鈍炉の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10406593A JPH06316731A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 焼鈍炉の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06316731A true JPH06316731A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=14370774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10406593A Withdrawn JPH06316731A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 焼鈍炉の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06316731A (ja) |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP10406593A patent/JPH06316731A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |