JPH0774391B2 - 直火式ストリップ加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ストリップの連続焼鈍設備に使用される直
火式ストリップ加熱装置に関する。

［従来技術］ 薄板連続焼鈍設備には、燃焼器を持たない予熱炉と直火
式ストリップ加熱炉とを連続して複数パス配置すること
が多い。この場合パスの継ぎめに、シールロール等を備
えたロール室を設け、燃焼ガスがロール室に流入しない
ようにして、ロール室でのストリップの酸化およびそれ
にともなうロールピックアップを防止するとともに、後
続する均熱炉等炉圧変動を極力小さくするようにしてい
る。第３図は従来の薄板連続焼鈍設備のうち、入側設備
とガスジェット冷却設備を除いた、予熱炉１、直火式ス
トリップ加熱炉２、加熱器としてラジアントチューブを
備えた均熱炉３およびガスジェット冷却設備４を示して
いる。そして予熱炉１と直火式ストリップ加熱炉２の第
１パス2aとの間には、第１のロール室5aが、また直火式
ストリップ加熱炉２の第１パス2aと第２パス2bとの間に
は、第２のロール室5bが、さらには直火式ストリップ加
熱炉２の第２パス2bと均熱炉３との間には、第３のロー
ル室5cが設けられている。ストリップ６は、このように
して構成された連続焼鈍設備の入側から出側に向かっ
て、各パスをループしながら前進し、連続的に焼鈍され
る。上記設備において、各ロール室の詳細構造は、第４
図のようになっている。

すなわち、ストリップ６を支持するロール７と、ストリ
ップ６を介し、小さな隙間を空けて対向するシール板８
と、ストリップ６を挟んで対向するシールロール９と、
ストリップ６を介して対向するラビリンス・シール10と
から構成されている。そして、第１のロール室5aの温度
は300℃前後であるので、ロール保護対策は特に不用で
ある。またこのロール室の雰囲気は還元性ガス（H₂＋
N₂）であっても、燃焼排ガスであっても差し支えない。
しかし十分なシールは必要である。

第２のロール室5bおよび第３のロール室5cは高温であ
り、ロール保護上還元雰囲気（H₂＋N₂）とするのが好ま
しく、特に第三のロール室5cは、均熱炉３への直火式ス
トリツプ加熱炉燃焼排ガスの侵入を防止するため、還元
雰囲気でなければならない。また当然のことながら、こ
れらのロール室も十分なシールが必要である。

各パスのうち、直火ストリツプ加熱炉の第１パスと第２
パスの燃焼排ガスはアフターバーニング室11,12を介し
て大気中に放散されるが、一部は調節弁13,14を調節す
ることにより、予熱炉１の出側に導かれストリップ６の
予熱の熱源となる。そしてこの排ガスは予熱炉１の入側
から排出される。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来技術には、次のような問題点があった。す
なわち、直火式ストリップ加熱炉の各パスにおける燃焼
状態の変動に応じて、パス内の炉圧が急激に変動するた
め、高温ガスがロール室に侵入したり、ストリップ温度
が変動するという現象が発生し、ロール室内でストリッ
プが酸化したり、その結果としてロールピックアップが
問題となる等の不具合が生じていた。また後続の焼鈍雰
囲気帯への影響もあった。

また予熱炉を連設した場合、同じような理由により直火
炉の高温排ガスが予熱炉まで侵入し、予熱炉でストリッ
プが急激に酸化されるという問題点があった。

この発明は、上記のような従来技術の問題点を解消した
直火式ストリップ加熱炉を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る直火式ストリップ加熱装置は、各パスの連
結部にロール室を配し、ロール室にガス供給路を設け、
各パスには排ガス路を設けた複数パスでなる直火式スト
リップ加熱装置において、ロール室の後方に連なるパス
の下部の炉圧を検出し、設定値と比較して該パスの下部
の炉圧が設定値に近づくように排ガス路のダンパー開度
を調節する炉下部圧力調節装置と、ロール室を挟んで前
後に位置するパスのそれぞれの炉頂圧を検出し、ロール
室の前方に位置するパスの炉頂圧がロール室の後方に連
なるパスの炉頂圧に近づくように排ガス管路のダンパー
開度を調節する路頂圧調節装置と、排ガス路に設けられ
たプレナムチャンバの圧力を直火式ストリップ加熱炉の
燃焼量に応じて調節するプレナムチャンバ圧力調節装置
と、ロール室を挟んで前後に位置するパスのそれぞれの
炉頂圧とロール室の圧力を検出し、ロール室の圧力がロ
ール室前後のパスの炉頂圧のうち高いほうの炉頂圧より
も高くなるようにロール室へのガス供給量を調節するガ
ス供給調節装置とを備えた直火式ストリップ加熱装置で
あり、 前記直火式ストリップ加熱装置に加熱炉の入側に予熱炉
を連接し、予熱炉内の入側に予熱炉の排ガス路、予熱炉
内の出側に加熱炉の排ガス供給路を設けるとともに、予
熱炉出口のストリップ表面温度を検出し、設定値と比較
してストリップ表面温度が設定値に近づくように予熱炉
の排ガス路と加熱炉の排ガス供給路の１以上の排ガス路
に係るダンパー開度を調節するストリップ表面温度調節
装置と、予熱炉と直火式ストリップ加熱炉を結ぶロール
室に低温排ガス供給管を設けた直火式ストリップ加熱装
置である。

［作用］ この発明における直火式ストリップ加熱装置は、ロール
室の後方に連なるパスの下部の炉圧を、ダンパー開度の
調節により調節する炉下部圧力調整装置を備えているの
で、このパスの炉下部圧力を所定の圧力に保持すること
ができる。またロール室を挟んだ前後のパスのそれぞれ
の炉頂圧を検出し、ロール室の前方に位置するパスの炉
頂圧がロール室の後方に連なるパスの炉頂圧に近づくよ
うに排ガス管路のダンパー開度を調節する炉頂圧調節装
置を備えているので、ロール室前後の圧力差がなくなり
ロール室への高温ガスの流入を防止できるとともに、ロ
ール室前方のパスの炉圧を一定に保持することができ
る。さらにはロール室を挟むんで前後に位置するパスの
それぞれの炉頂圧とロール室の圧力を検出し、ロール室
の圧力がロール室前後のパスの炉頂圧のうち高いほうの
炉頂圧よりも高くなるようにロール室へのガス供給弁の
開時間を調節するガス供給調節装置を備えているので、
より確実にロール室への高温ガスの侵入を防止すること
ができ、ストリップの酸化やロールピックアップの発生
がない。

また排ガス路に設けられたプレナムチャンバの圧力を、
直火式ストリップ加熱炉の燃焼量に応じて調節するプレ
ナムチャンバ圧力調節装置が設置されているので、排ガ
ス路内での急激な排ガスの圧力変動がなく、サージング
が防止できる。

前記直火式ストリップ加熱装置に予熱炉を連設する場合
には、予熱炉出口のストリップ温度を検出し、設定値と
比較してストリップ表面温度が設定値に近づくように予
熱炉の排ガス路と加熱炉の排ガス供給路の１以上の排ガ
ス路に係るダンパー開度を調節するストリップ表面温度
調節装置と、予熱炉と直火式ストリップ加熱炉を結ぶロ
ール室に低温排ガス供給管を設けているので、ストリッ
プを所定温度範囲で予熱してストリップの酸化を防止す
ることができるとともに、予熱炉と直火式ストリップ加
熱炉を結ぶロール室への高温ガスの流入を阻止すること
ができる。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例を、第１図および第２図により説明す
る。第１図は２パスの直火式ストリップ加熱炉と、それ
に連なる均熱炉の配置図である。ストリップ６は、ロー
ル室5d、直火式ストリップ加熱炉２の第１パス2a、ロー
ル室5b、直火式ストリップ加熱炉２の第２パス2bおよび
ロール室5eをこの順序で通過して均熱炉３に達し、さら
にその後続設備（図示せず）を通過しながら連続焼鈍処
理が施される。

直火式ストリップ加熱炉２の第２パス2bの炉下部には、
炉下部圧力調節装置15を構成する圧力検出器15aが取り
付けられており、常時第２パスの炉下部圧力を検出して
いる。炉下部圧力調節装置15は、この圧力検出器15aと
圧力調節計15bと排ガス管路16のダンパー17を開閉する
開閉器15cとから構成されている。そして圧力調節計15b
は、圧力検出器15aからの圧力信号に基づき、開閉器15c
をとおして排ガス管路16のダンパー開度を調節してい
る。このような構成になっているので、炉下部の圧力が
所定圧力より高いときには、ダンパー17の開度を大きく
して排ガス流量を多くして炉圧を下げる必要があるの
で、圧力調節計15bは開閉器15cをとおしてダンパー17の
開度が大きくなるように調節している。炉下部の圧力が
所定圧力より低いときには、ダンパー17の開度を小さく
して排ガス流量を少なくして炉圧を上げる必要があるの
で、圧力調節計15bは開閉器15cをとおしてダンパー17の
開度が小さくなるように調節する。なおダンパー16を通
過した排ガスは、プレナムチャンバ18に集められ、予熱
炉の熱源として使用されたり、大気中に放散される。

また直火式ストリップ加熱炉２の第１パス2aと第２パス
2bそれぞれの炉頂部には、炉頂圧調節装置19の一部を構
成する圧力検出器19aおよび19bが取り付けられており、
常時第１パス2aおよび第２パス2bの炉頂部圧力を検出し
ている。炉頂圧調節装置19は、圧力検出器19aおよび19b
と、圧力調節計19cおよび排ガス管路20のダンパー21の
開度を調節するための開閉器19dとから構成されてい
る。このように構成されているので、第１パスの炉頂圧
が第２パスの炉頂圧より高いときは、排ガス管路20のダ
ンパー21の開度を大きくし排ガスの流量を多くして第１
パスの炉頂圧を下げる必要があるので、圧力調節計19c
は開閉器19dをとおしてダンパー21の開度を大きくする
ように調節する。また第１パスの炉頂圧が第２パスの炉
頂圧より低いときは、排ガス管路20のダンパー21の開度
を小さくし排ガスの流量を少なくして第１パスの炉頂圧
を上げる必要があるので、圧力調節計19cは開閉器19dを
とおしてダンパー21の開度を小さくするように調節す
る。

さらにこの直火式ストリップ加熱炉には、前記圧力検出
器19aおよび19bを共通の構成部分としているガス流量調
節器22を配設している。このガス流量調節器22は、圧力
検出器19a,19bおよびロール室5bの圧力を検出する圧力
検出器22aと、ガス流量調節計22bと、ガス流量調節弁22
cとから構成されている。このように構成されているの
で、ロール室の圧力がロール室前後のパスの炉頂圧のう
ちの大きい炉頂圧よりも低くなりそうになるとガス流量
調節計22bN₂ガス供給管23に設けられたガス流量調節弁2
2cが開となるように調整する。この結果ロール室にはN₂
ガスとこのN₂ガスに随伴されエジエクタ24をとおって供
給されるHNXガスが送られ、ロール室の圧力が高いほう
の炉頂圧より常に０〜3mmH₂O程度高くなるようになって
いる。この実施例の場合ガス流量調節弁22cを使用して
おり、このガス流量調節弁22cの開度を調節して、ロー
ル室の圧力が適正圧力となるようにしている。なおロー
ル室5bへ供給するガスはHNXガスにかぎらず、保護ガス
あるいは予熱炉を使用する場合には予熱炉の低温排ガス
でもよい。

直火式ストリップ加熱炉の両方のパスのターンダウンを
大きくし、小さい負荷から大きい負荷まで安定した炉圧
制御を行なうには、炉圧制御ダンパー17,21の開度が40
〜60度の範囲に制御されることが望ましいが、このよう
にするには、プレナムチャンバ18の圧力を直火式ストリ
ップ加熱炉の両方のパスの燃焼量に応じて変えるのが効
果的である。プレナムチャンバ18の圧力は、圧力検出器
40aで検出されるが、プレナムチャンバ圧力調節計40
は、炉圧制御ダンパー17,21の開度が40度以下の場合
は、プレナムチャンバ18の圧力を上げるため排ガスダン
パー40cの開度を下げるように調節する。また炉圧制御
ダンパー17,21のいずれかの開度が60度以上の場合に
は、プレナムチャンバ圧力調節計40はプレナムチャンバ
18の圧力を下げるため排ガスダンパー40cの開度を上げ
るように調節する。さらに排ガスダンパー40cの開度が4
0〜60度の範囲に制御されるよう、排ガスブロア29の回
転数を制御するのがより効果的である。

第２図は、直火式ストリップ加熱炉の前に予熱炉１を設
けた連続焼鈍設備の場合の説明図である。ストリップ６
は、予熱炉１の第１パス1a、第２パス1b、予熱炉１と直
火式ストリップ加熱炉２とを結ぶロール室5aおよび直火
式ストリップ加熱炉２の第１パス2aを、この順に通過し
ていく。予熱炉１の熱源は、直火式ストリップ加熱炉２
の排ガスであり、プレナムチャンバ18を経て排ガス供給
管25で予熱炉１の第２パス1bの出口付近から供給され
る。そしてこの排ガスは、予熱炉両パス間に設けられた
バイパス炉26をとおって予熱炉１の第１パス1aに入り、
開閉器32cにより開閉されるダンパー27aを備えたガス排
出管28を通過し、ブロア29により大気中に放散される。
またこのガス排出管28より低温排ガス供給管30を分岐
し、ブロア31により、低温排ガスを昇圧してロール室5a
に供給し、ロール室5aに直火式ストリップ加熱炉の高温
排ガスが流入しないようにしている。

予熱炉１の第２パス1bの出口には、ストリップ表面温度
を検出する温度検出器32aが配置してある。この温度検
出器32aを構成の一部分としているストリップ表面温度
調節装置32は、ストリップ温度調節計32b、予熱炉側の
ダンパー27aおよび予熱炉バイパス路のダンパー27bによ
り構成されている。ストリップの表面温度が所定の温度
（酸化防止のため290〜330℃程度）より上がったときに
はバイパス路のダンパー27bの開度を大きくして排ガス
の流量を少なくし、加熱炉２からの高温排ガスが予熱炉
１に、加熱炉排ガス供給管25から供給される量を少なく
することによりストリップ温度を下げてやる必要がある
ので、ストリップ温度調節計32bは開閉器32cをとおして
バイパス路のダンパー27bの開度が大きくなるように調
整する。バイパス路のダンパー27bを全開しても、なお
温度が高いときは、ダンパー27a閉じられる。ストリッ
プ温度が所定の温度より低くなったときには、ダンパー
27aの開度を大きくして排ガスの流量を多くする。なお
かつ温度が低いときは、バイパス路のダンパー27bが閉
じられ、高温排ガスが予熱炉１に供給される量を多くす
ることによりストリップ温度を上げる。

［発明の効果］ 本発明により、ストリップを酸化させることなく、また
ロールピックアップの心配無しに連続焼鈍することがで
きるのでその工業的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の直火式ストリップ加熱装置
の説明図、第２図は本発明の他の実施例の直火式ストリ
ップ加熱装置の説明図、第３図は従来の直火式ストリッ
プ加熱装置の説明図、第４図は第３図の要部拡大図であ
る。 １……予熱炉、２……直火式ストリップ加熱炉、３……
均熱炉、４……ジェット冷却設備、5a,5b,5c,5d,5e……
ロール室、７……ロール、８……シール板、９……シー
ルロール、10……ラビリンス・シール、15……炉下部圧
力調節装置、15a……圧力検出器、15b……圧力調節計、
15c……開閉器、16……排ガス管路、17……ダンパー、1
8……プレナムチャンバ、19……炉頂圧調節装置、19a,1
9b……圧力検出器、19c……圧力調節装置、19d……開閉
器、20……排ガス管路、21……ダンパー、22……ガス流
量調節装置、22a……圧力検出器、22b……ガス流量調節
計、22c……ガス流量調節弁、23……N₂ガス供給管、24
……エジェクタ、25……排ガス供給管、26……バイパス
路、27a……ダンパー、27b……排ガス路のダンパー、28
……ガス排出管、29……ブロア、30……低温排ガス供給
管、31……ブロア、32……ストリップ表面温度調節装
置、32a……温度検出器、32b……ストリップ温度調節
計、32c……開閉器、40……プレナムチャンバ圧力調節
計、40a……圧力検出器、40c……排ガスダンパー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金藤 秀司 東京都千代田区丸ノ内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 松井 直樹 東京都千代田区丸ノ内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 審査官 影山 秀一 (56)参考文献 特開 昭61−119624（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各パスの連結部にロール室を配し、ロール
   室にガス供給路を設け、各パスには排ガス路を設けた複
   数パスでなる直火式ストリップ加熱装置において、ロー
   ル室の後方に連なるパスの下部の炉圧を検出し、設定値
   と比較して該パスの下部の炉圧が設定値に近づくように
   排ガス路のダンパー開度を調節する炉下部圧力調節装置
   と、ロール室を挟んで前後に位置するパスのそれぞれの
   炉頂圧を検出し、ロール室の前方に位置するパスの炉頂
   圧がロール室の後方に連なるパスの炉頂圧に近づくよう
   に排ガス管路のダンパー開度を調節する炉頂圧調節装置
   と、排ガス路に設けられたプレナムチャンバの圧力を直
   火式ストリップ加熱炉の燃焼量に応じて調節するプレナ
   ムチャンバ圧力調節装置と、ロール室を挟んで前後に位
   置するパスのそれぞれの炉頂圧とロール室の圧力を検出
   し、ロール室の圧力がロール室前後のパスの炉頂圧のう
   ち高いほうの炉頂圧よりも高くなるようにロール室への
   ガス供給量を調節するガス供給調節装置とを備えたこと
   を特徴とする直火式ストリップ加熱装置。
2. 【請求項２】加熱炉の入側に予熱炉を連接し、予熱炉内
   の入側に予熱炉の排ガス路、予熱炉内の出側に加熱炉の
   排ガス供給路を設けるとともに、予熱炉出口のストリッ
   プ表面温度を検出し、設定値と比較してストリップ表面
   温度が設定値に近づくように予熱炉の排ガス路と加熱炉
   の排ガス供給路の１以上の排ガス路に係るダンパー開度
   を調節するストリップ表面温度調節装置と、予熱炉と直
   火式ストリップ加熱炉を結ぶロール室に低温排ガス供給
   管を設けたことを特徴とする請求項１の直火式ストリッ
   プ加熱装置。