JPH068460B2

JPH068460B2 - 連続熱処理炉の予熱制御装置

Info

Publication number: JPH068460B2
Application number: JP22725085A
Authority: JP
Inventors: 金章兵頭; 一正三原; 祐弘飯田; 典久白石
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-10-12
Filing date: 1985-10-12
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPS6286127A

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を熱処理する連続熱処理炉にお
ける予熱制御装置に関する。

＜従来の技術＞連続熱処理炉における金属ストリップの加熱には、ラジ
アントチューブ等による輻射伝熱、ガス噴出等によるノ
ズル噴流伝熱、加熱ロール等による接触伝熱が利用され
ている。連続熱処理炉の予熱帯における金属ストリップ
の予熱には、加熱帯、均熱帯、冷却帯等の廃熱を利用し
た噴流伝熱或いは接触伝熱のものが多く用いられてい
る。

噴流伝熱を利用したものは、加熱帯及び均熱帯のラジア
ントチューブの燃焼廃ガスを熱交換器に通し、熱交換器
で雰囲気ガスを加熱して噴出ノズルから加熱した雰囲気
ガスを、予熱帯でロールによって上下方向に搬送されて
いる金属ストリップの両面に噴射するものがある。

一方、接触伝熱を利用したものは、金属ストリップが巻
回される加熱ロールの内部をバーナーで加熱するもの、
流体状熱媒体を冷却帯の冷却ロールと予熱帯の加熱ロー
ルとの間で循環させて冷却帯の廃熱で予熱帯の加熱ロー
ルを加熱するもの、加熱ロールの内部をロール軸方向に
不均等な巻線密度の加熱用誘導コイルで加熱するもの等
がある。

＜発明が解決しようとする問題点＞上述した噴流伝熱、接触伝熱によるものでは、様々な条
件下における金属ストリップの板幅方向の温度分布を一
様に保持するように、噴出ノズルの板幅方向における噴
射量や、加熱ロールの軸方向に温度を調節することが困
難であり加熱帯での温度制御が複雑になる。即ち、予熱
帯入側において金属ストリップの幅方向中央部が噴射ノ
ズル方向に凸状となるような形状の悪い金属ストリップ
が入ってきた場合、中央部が両端部に比べ噴射ノズルに
近くなり中央部が過熱され金属ストリップの幅方向の温
度分布が不均一となる欠点があった。また、加熱ロール
を用いた場合金属ストリップの幅方向に反り等があると
金属ストリップの一部しか加熱ロールに接触せず、伝熱
効率が悪くなる欠点があった。

本発明は上記欠点を有効に解決するためになされたもの
で、金属ストリップの予熱温度を金属ストリップの幅方
向に均一にすると共に、金属ストリップを一定温度に保
持できる連続熱処理炉の予熱制御装置を提供し、もって
金属ストリップの形状に係らず幅方向全面を均一に加熱
ロールに接触させて加熱ロールの伝熱効率向上を図ると
共に加熱部における金属ストリップの温度制御の容易化
を図ることを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞上記目的を達成するための本発明の構成は、加熱・均熱
帯からなる加熱部及び予熱帯からなる予熱部を有する金
属ストリップの連続熱処理炉に備えられ前記予熱部にお
ける金属ストリップの予熱温度を所定の温度に制御する
装置であって、前記予熱帯に備えられ前記金属ストリッ
プを巻回し該金属ストリップを接触伝熱で加熱する加熱
ロールと、該加熱ロールの前記金属ストリップ巻回部に
向けて配され該加熱ロールに巻回された金属ストリップ
に高温流体を噴出する流体ジェットノズルと、前記加熱
ロールを加熱するための流体熱媒を加熱する第一加熱器
と、前記予熱帯内の流体を加熱し該加熱した流体を前記
流体ジェットノズルに送給する第二加熱器と、前記加熱
ロール近傍の金属ストリップ通板部下流側に該加熱ロー
ル軸方向に複数並設された温度分布検出器と、該温度分
布検出器の検出信号に基づき前記流体ジェットノズルの
流体噴出量の制御を行なう第一温度指示調節器と、前記
予熱炉内の出口付近における金属ストリップ通板部に設
置され金属ストリップの温度を検出する予熱温度検出器
と、該予熱温度検出器の検出信号に基づき前記第一加熱
器及び第二加熱器、または前記第一加熱器もしくは第二
加熱器における加熱温度の制御を行なう第二温度指示調
節器とを備えたことを特徴とする。

＜作用＞第一加熱器及び流体熱媒を介して加熱ロールを昇温させ
昇温した加熱ロールに金属ストリップを巻回して接触伝
熱により金属ストリップを予熱する。第二加熱器を介し
て予熱帯内の流体を昇温させて昇温した流体を流体ジェ
ットノズルに送り、加熱ロールに巻回された金属ストリ
ップに流体ジェットノズルから昇温した流体を噴射して
噴射伝熱を行なう。加熱ロールに巻回された金属ストリ
ップの幅方向の温度は複数の温度分布検出器により検出
され、温度分布検出器による検出温度に基づき第一温度
指示調節器を制御し流体ジェットノズルの流体噴射流
量、流体温度を調整して金属ストリップの幅方向の温度
を均一にすると共に、流体ジェットノズルの噴射圧力に
より金属ストリップの長手方向の張力を助力し金属スト
リップを完全に加熱ローラに接触させる。一方、予熱炉
内の出口における金属ストリップの温度は予熱温度検出
器により検出され、予熱温度検出器による検出温度に基
づき第二温度指示調節器を制御し第一加熱器、第二加熱
器による加熱温度を調整して金属ストリップの予熱温度
を一定に制御する。

＜実施例＞第１図には本発明の第一実施例に係る予熱制御装置を備
えた連続熱処理炉の構造概念、第２図には第１図中の加
熱ロール部の一部破断側面、第３図には第２図中のIII
−III線矢視、第４図には本発明の第二実施例に係る予
熱制御装置を備えた連続熱処理炉の構造概念を示してあ
る。

第１図に示すように、予熱炉１には上下一対の加熱ロー
ル２が内装され、加熱ロール２の金属ストリップ３巻回
部に対向して予熱炉１には流体ジェットノズル４が内装
されている。上方の流体ジェットノズル４は予熱炉１の
炉壁を貫通して配設され予熱炉１内の流体を循環させる
第一ガス循環炉５及びファン６、ダンパ７を介して第一
熱交換器８に連結され、下方の流体ジェットノズル４は
予熱炉１の炉壁を貫通して配設され予熱炉１内の流体を
循環させる第二ガス循環炉９及びファン10、ダンパ11を
介して第二加熱器12に連結されている。一方、上方の加
熱ロール２は、予熱炉１の炉壁を貫通して配設され例え
ば溶融塩等の流体熱媒を循環させる第一熱媒循環路13と
ポンプ14を介して第二熱交換器15に連結され、下方の加
熱ロール２は、予熱炉１の炉壁を貫通して配設された第
二熱媒循環路16とポンプ17を介して第一加熱器18に連結
されている。図中19，20は溶融塩のアキュムレートタン
クである。

加熱ロール２部は第２，３図に示すように、中空ロール
2aが軸受2bにより支持され、中空ロール2aの軸部に装着
されたロータリジョイント2cによって第一（第二）熱媒
循環路13(16)に連結されている。流体ジェットノズル４
はヘッダ4aと、ヘッダ4aの中空ロール2aとの対向面（加
熱ロール２の金属ストリップ３巻回部）に装着され中空
ロール2aの軸方向のスリット状に開口したノズル4bとで
構成され、ヘッダ4aの背面はダンパ７(11)を介して第一
（第二）ガス循環路５(9)に連結されている。ダンパ７
(11)は内装された羽根7a〜7e(11a〜11e)と仕切板7f(11
f)とで構成され、羽根7a〜7e(11a〜11e)の開度を調整す
ることにより金属ストリップ３の板幅方向に風量を任意
に調整することができる。加熱ロール２近傍の金属スト
リップ３通板部下流側の加熱ロール２の軸方向には温度
分布検出器21a〜21eが並設され、温度分布検出器21a〜2
1eは第一温度指示調節器22a〜22eに連結している。第一
温度指示調節器22a〜22eは開度調節装置23a〜23eを介し
てダンパ７(11)の羽根7a〜7e(11a〜11e)と連結し、温度
分布検出器21a〜21eの検出信号に基づき羽根7a〜7e(11a
〜11e)の開度調整を行なう。

一方、予熱炉１内の出口付近における金属ストリップ３
通板部には金属ストリップ３の予熱温度を検出する予熱
温度検出器24が設置され、予熱温度検出器24は第二温度
指示調節器25，26に連結している。第二温度指示調節器
25は第二加熱器12に連結し、第二温度指示調節器26は第
一加熱器18に連結し、第二温度指示調節器25，26は予熱
温度検出器24の検出信号に基づき第二加熱器12及び第一
加熱器18の加熱温度の制御を行なう。

以上によって予熱帯Ａが構成されている。

予熱炉１には連結炉27によって加熱炉28が連結され、加
熱炉28にはラジアントチューブ29、搬送ロール30が内装
されている。ラジアントチューブ29の図示しないガス燃
焼装置は加熱炉28外に設置され、ガス燃焼装置は図示し
ない排ガス路を介して第一熱交換器８に連結されてい
る。以上によって加熱帯Ｂが構成されている。

加熱炉28には連結炉34によって均熱炉31が連結され、均
熱炉31にはラジアントチューブ32、搬送ロール33が内装
されている。ラジアントチューブ32の図示しないガス燃
焼装置は均熱炉31外に設置され、ガス燃焼装置は図示し
ない排ガス路を介して第二熱交換器25に連結されてい
る。均熱炉31には連結炉33によって図示しない冷却炉が
連結されている。以上によって均熱帯Ｃが構成されてい
る。

次に上記構成の予熱制御装置を備えた連続熱処理炉の作
用を説明する。

金属ストリップ３を予熱炉１に送入し加熱ロール２の外
表面に金属ストリップ３を巻回し、連結炉27を経て金属
ストリップ３を加熱炉28に送入する。そして金属ストリ
ップ３は搬送ロール30でランジアントチューブ29間を通
板しラジアントチューブ29の輻射熱で660〜850℃に加熱
されて均熱炉31に送られる。

予熱帯Ａにおける金属スリップ３の予熱に際し、例えば
融点140℃のNaNO₂，NaNO₃，KNO₃等を混合した塩を図示
しない溶融装置で溶融し、溶融した流体（流体熱媒）を
第一熱媒循環路13及び第二熱媒循環路16に供給する。第
一熱媒循環路13に供給した流体熱媒は、ポンプ14で第一
熱媒循環路13内を循環しながら第二熱交換器15でラジア
ントチューブ32の燃焼排ガスと熱交換して昇温し、昇温
した流体熱媒を加熱ロール２の中空ロール2a内を通過さ
せて加熱ロール２を加熱する。第二熱媒循環路16に供給
した流体熱媒は、ポンプ17で第二熱媒循環路16内を循環
しながら第一加熱器18で適温に昇温し、昇温した流体熱
媒を加熱ロール２の中空ロール2a内を通過させて加熱ロ
ール２を加熱する。

一方、予熱炉１内の流体ガスは第一ガス循環路５を循環
しながら第一熱交換器８でラジアントチューブ29の燃焼
排ガスと熱交換して昇温し、昇温した流体ガスをファン
６によって流体ジェットノズル４のヘッダ4aに送入し、
ノズル4bから加熱ロール２に巻回された金属ストリップ
３の外表面に昇温した流体ガスを噴射する。また、予熱
炉１内の流体ガスは第二ガス循環路９を循環しながら第
二加熱器12で適温に昇温し、昇温した流体ガスをファン
10によって流体ジェットノズル４のヘッダ4aに送入し、
加熱ロール２に巻回された金属ストリップ３の外表面に
昇温した流体ガスを噴射する。

温度分布検出器21a〜21eは加熱ロール２に巻回された金
属ストリップ３の板幅方向における温度分布、即ち、金
属ストリップ３の反り等による加熱ロール２との非接触
の発生を検出し、この検出信号は第一温度指示調節器22
a〜22eに入力される。第一温度指示調節器22a〜22eは温
度分布検出器21a〜21eの検出信号に基づき開度調節装置
23a〜23eを介してダンパ７(11)の羽根7a〜7e(11a〜11e)
の開度を調節して金属ストリップ３の板幅方向における
風量を調節し、金属ストリップ３の板幅方向の温度分布
を一様にして全面を加熱ロール２の外表面に接触させ
る。

また予熱温度検出器24は、予熱炉１の出口付近の金属ス
トリップ３の温度を検出し、この検出信号は第二温度指
示調節器25，26に入力される。第二温度指示調節器25
は、予熱温度検出器24の検出信号に基づき第二加熱器12
の燃焼温度を調整し、下方の流体ジェットノズル４へ送
入するガスの温度を調節する。第二温度指示調節器26
は、予熱温度検出器24の検出信号に基づき第一加熱器18
の燃焼温度を調整し、下方の加熱ロール２を加熱する流
体熱媒の温度を調節する。流体ジェットノズル４へ送入
するガスの温度及び加熱ロール２を加熱する流体熱媒の
温度を調節することにより、金属ストリップ３は予熱温
度が150度〜300度に保持される。

従って金属ストリップ３は、幅方向に反り等があっても
板幅方向の温度が均一になるように流体ガスの噴射制御
を行なっているので、加熱ロール２に板幅方向全面が接
触されて均一な接触伝熱が行なわれる。また、予熱炉１
の出口付近での金属ストリップ３の温度に基づき金属ス
トリップ３に噴射される流体ガス、及び加熱ロール２を
加熱する第一加熱器18、第二加熱器12の燃焼温度を制御
しているので、金属ストリップ３は常に一定の予熱温度
に保たれる。

尚、他の実施例として例えば第４図に示すように、上部
の加熱ロール２と第一加熱器18を連結し、下部の加熱ロ
ール２と第二熱交換器15を連結し、第二加熱器12でのみ
燃焼温度の調整を行なう等、本発明は第１図に示した構
成に限定されるものではない。尚第４図中35は安全弁で
ある。

＜発明の効果＞本発明の連続熱処理炉の予熱制御装置は、金属ストリッ
プの予熱温度を金属ストリップの幅方向に均一にするこ
とができると共に、金属ストリップの温度を一定に保持
することができる。その結果、金属ストリップの形状に
係らず幅方向全面を加熱ロールに接触させて加熱ロール
の伝熱効率向上を図ると共に加熱部における金属ストリ
ップの温度制御の容易化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例に係る予熱制御装置を備え
た連続熱処理炉の構造概念図、第２図は第１図中の加熱
ロール部の一部破断側面図、第３図は第２図中のIII−I
II線矢視図、第４図は本発明の第二実施例に係る予熱制
御装置を備えた連続熱処理炉の構造概念図である。図中の符号で、１…予熱炉、２…加熱ロール、３…金属ストリップ、４
…流体ジェットノズル、８…第一熱交換器、12…第二加
熱器、15…第二熱交換器、18…第一加熱器、21a〜21e…
温度分布検出器、22a〜22e…第一温度指示調節器、24…
予熱温度検出器、25，26…第二温度指示調節器、28…加
熱炉、31…均熱炉、Ａ…予熱帯、Ｂ…加熱帯、Ｃ…均熱
帯である。

フロントページの続き (72)発明者飯田祐弘岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者白石典久岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献特開昭55−131129（ＪＰ，Ａ) 特公昭56−18653（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱・均熱帯からなる加熱部及び予熱帯か
らなる予熱部を有する金属ストリップの連続熱処理炉に
備えられ前記予熱部における金属ストリップの予熱温度
を所定の温度に制御する装置であって、前記予熱帯に備
えられ前記金属ストリップを巻回し該金属ストリップを
接触伝熱で加熱する加熱ロールと、該加熱ロールの前記
金属ストリップ巻回部に向けて配され該加熱ロールに巻
回された金属ストリップに高温流体を噴出する流体ジェ
ットノズルと、前記加熱ロールを加熱するための流体熱
媒を加熱する第一加熱器と、前記予熱帯内の流体を加熱
し該加熱した流体を前記流体ジェットノズルに送給する
第二加熱器と、前記加熱ロール近傍の金属ストリップ通
板部下流側に該加熱ロール軸方向に複数並設された温度
分布検出器と、該温度分布検出器の検出信号に基づき前
記流体ジェットノズルの流体噴出量の制御を行なう第一
温度指示調節器と、前記予熱炉内の出口付近における金
属ストリップ通板部に設置され金属ストリップの温度を
検出する予熱温度検出器と、該予熱温度検出器の検出信
号に基づき前記第一加熱器及び第二加熱器または前記第
一加熱器もしくは第二加熱器における加熱温度の制御を
行なう第二温度指示調節器とを備えた連続熱処理炉の予
熱制御装置。