JPS6345452B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、連続熱処理における金属ストリツ
プの予熱方法に関する。

＜従来の技術＞ 金属ストリツプの連続熱処理は、金属帯をコイ
ル状から巻きほぐし、ストリツプ状にして連続熱
処理炉中で加熱、均熱、冷却を連続して行うもの
であるが、使用する熱処理炉は通常、第７図に示
すように加熱炉２、均熱炉３、冷却炉４を順次接
続して一体化した構造を有している。

加熱炉２中での金属ストリツプ１の熱処理は、
室温状態のストリツプを数百度まで加熱するた
め、加熱炉には極めて大きな熱量が供給される。
その加熱方法は非酸化性燃焼ガスによつて直接加
熱したり、第８図に示すように加熱炉２内を還元
性ガス雰囲気で充たすと共に、加熱炉内にラジア
ントチユーブ５を挿入し、チユーブ５内で空気混
入コークオーブンガス６（Cokes Oven Gas）等
を燃焼して、ラジアントチユーブ５を加熱し、ラ
ジアントチユーブ５からの輻射によつて金属スト
リツプ１を加熱するなどがある。

前者の非酸化性燃焼ガスによつて金属ストリツ
プ１を直接加熱する方法は、単位面積当りの伝熱
量は大きいが、金属ストリツプを400〜900℃の高
温に加熱するとストリツプ表面に酸化皮膜が形成
されるため、ストリツプの加熱上限温度は、製品
品質の面から400℃とされる。このような条件下
で非酸化性燃焼排ガス温度は500〜1000℃であり、
供給した燃料の発熱量のうち、ストリツプの加熱
に用いられた熱は40〜60％である。また、後者の
ラジアントチユーブ内でコークオーブンガスを燃
焼させてラジアントチユーブを加熱する方法では
排ガス温度は500〜1000℃であるが、燃焼用空気
を300〜450℃に予熱してコークオーブンガスに混
合すると排ガス温度は500〜700℃であり、供給し
た熱量のうちストリツプの加熱に用いられた熱量
比は55〜60％にすぎない。

このような理由から、加熱炉内の燃焼熱の有効
利用を図り、燃料原単価を低減させる目的で、従
来、次のような金属ストリツプの予熱方法が提案
されている。

○イ 加熱炉の燃焼排ガスと加熱炉に入る金属スト
リツプが対向して流れるように煙道を、加熱炉
の入側に設ける予熱方法。

○ロ 加熱炉の燃焼排ガスを加熱炉の前面で金属ス
トリツプ表面に吹き付けることによりストリツ
プの予熱を行う方法。

○イ 熱媒ガスと加熱炉の燃焼排ガスとの間に熱交
換器を介在させ、熱媒ガスを間接加熱して、高
温の熱媒ガスを金属ストリツプに吹きつける予
熱方法。

○ニ 連続熱処理炉の加熱炉の入側に配設した予熱
ロールに、加熱炉の燃焼排ガスを通し、かつこ
の予熱ロールに金属ストリツプを巻きかねて予
熱する方法（特公昭56−52093号）。

○ホ 連続熱処理炉の加熱炉の入側に配設した予熱
ロールに、加熱炉の燃焼排ガスの顕熱を通して
熱媒に回収させると共に熱媒を予熱ロール中を
流通させて、金属ストリツプを予熱する方法
（特開昭57−41330号、特開昭58−73727号）等
がある。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、上述した金属ストリツプの予熱方法の
中、○イ、○ロ、○ハの方法は、加熱炉の燃焼排ガスあ
るいは燃焼排ガスの顕熱を熱交換器を通して熱媒
に回収し、排ガスあるいは熱媒を金属ストリツプ
の表面に吹きつけるものであるから、ストリツプ
表面に酸化皮膜を形成し、性状を劣化させるなど
の欠点があつた。

また、○ニの方法は、予熱ロール内に加熱炉の燃
焼排ガスを流通させるもので、予熱ロールシエル
と燃焼排ガス間の熱伝率が悪く、熱回収を十分に
行おうとすると設備が大型になる。また、加熱炉
の負荷変動に対して応答性が悪い。

さらに、○ホの方法は、○ニの方法同様、熱媒ガス
と予熱ロールシエル間の熱伝導率が悪く、加熱炉
の負荷変動に対するレスポンスが悪い。また、加
熱炉の燃焼排ガスの熱回収限界は、その酸露点が
問題とならない150℃程度までである。この熱媒
ガスによつて昇温される通板ロールに巻きかけら
れた金属ストリツプの昇温は130〜150℃程度の範
囲までである。

したがつて、○ホの予熱方法を採用しても、加熱
炉の昇温（高温側）600〜900℃に対しては低温度
で（130〜150℃）よい場合は兎も角として、加熱
炉を小型化することはできない。

この発明は、このような従来の連続熱処理にお
ける金属ストリツプの予熱方法の欠点を除去する
ためになされたものであつて、加熱炉の燃焼排ガ
スの顕熱を高収率で回収して予熱ロールの昇温に
利用すると共に、加熱炉の負荷変動に対して迅速
にレスポンスし予熱ロールの昇温温度を調整する
ようにし、金属ストリツプを安定して予熱し、し
かも加熱炉を小型化できる金属ストリツプの予熱
方法を提供しようとするものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 上述の目的を達成するため、この発明は加熱炉
の入側に設けた予熱ロールに、加熱炉の燃焼排ガ
スの顕熱を熱交換により回収した熱媒を流通せし
めると共に、金属ストリツプを前記通板に巻回し
予熱してから加熱炉に送入する連続熱処理におけ
る金属ストリツプの予熱方法において、前記予熱
ロールを、入側に配設した複数の低温ロールと、
出側に配設した複数の高温ロールで構成すると共
に、各低温ロールに流通せしめる熱媒は加熱炉の
燃焼排ガスの顕熱を熱交換により回収した熱媒を
用い、各高温ロールに流通せしめる熱媒は加熱炉
の燃焼排ガスと加熱装置を介して加熱した排ガス
の混合ガスの顕熱を熱交換により回収した熱媒を
用いることを特徴とするものである。

＜作用＞ このように、加熱炉の入側に配置する予熱ロー
ルを、入側に配設した複数の低温ロールと出側に
配設した複数の高温ロールで構成すると共に、各
低温ロールには燃焼排ガスの顕熱を熱交換により
回収した熱媒を流通せしめ、各高温ロールには加
熱炉の燃焼排ガスを、加熱手段を介して所定の温
度に加熱し、その顕熱を熱交換した熱媒を流通せ
しめるから、これら予熱ロールの低温ロール群
（常温〜150℃）と高温ロール群（150〜450℃）に
おいて、加熱炉の燃焼排ガスと導入するガスとの
混合比および加熱手段の操作により、加熱炉の負
荷変動に対応して各ロール群の温度を変えること
ができるから、加熱炉の負荷変動に影響を受ける
ことなく安定して予熱することができる。

＜実施例＞ 次に、この発明の代表的な実施例について説明
する。

第１図ないし第６図に、この発明の連続熱処理
における金属ストリツプの予熱方法を適用する加
熱炉および予熱炉の概略構成図を示す。ただし、
第２図ないし第４図は第１図の予熱炉および加熱
炉における金属ストリツプの温度分布図、排ガス
温度分布図、低温予熱ロール炉・高温予熱ロール
炉内通板ロール中の熱媒体の温度分図である。

第１図ないし第６図に示す連続熱処理における
金属ストリツプの予熱方法に使用する加熱炉およ
び予熱炉の構造は、金属ストリツプ１の送入側上
流に、加熱炉の入側に順次低温予熱ロール炉７お
よび高温予熱ロール炉８を配置し、金属ストリツ
プ１を低温予熱ロール炉７および高温予熱ロール
炉８で予熱して加熱炉２に送り込むようにしたも
のである。

この構造の炉中、加熱炉２は第６図および第８
図に示すように、隔壁内にロール９，９，……が
上下に設けられており、入口２ａから加熱炉２内
に送り込まれた金属ストリツプ１は上下のロール
９，９間を巻きかけられて出口２ｂ側に送られ
る。またロール９の上方および下方にはラジアン
トチユーブ１０が設けられており、加熱炉２外で
予熱した燃焼用空気１１と燃料ガス（たとえばコ
ークオーブンガス）１２を、上述したラジアント
チユーブ１０内で燃焼してラジアントチユーブ１
０を加熱する。そして、燃料排ガスはエアレリキ
ユプレータ（airrecuprator）１３により500℃程
度まで降温させてからガス送出路Ａ−１，Ｂ−１
を通してそれぞれ高温予熱ロール炉８および低温
予熱ロール炉７側へ送給する構造になつている。

高温予熱ロール炉８は、壁体８−１により隔離
された室内に、複数個の高温ロール１４，１４，
１４，……を配設し、後述する低温予熱ロール炉
７から送り込まれた金属ストリツプ１を高温ロー
ル１４，１４，１４，……に順次巻き掛けられな
がら、より高い温度に予熱され、加熱炉２へ送出
するはたらきをする。高温予熱ロール炉８内高温
ロール１４，１４，１４，……の加熱は、上述し
たガス送出路Ａ−１を通して送給されるラジアン
トチユーブ１０の燃焼排ガスを、熱媒加熱ガス発
生炉１５の燃焼排ガスと混ぜ700〜1100℃に加熱
し、その顕熱を高温用熱交換器１６により、高温
熱媒源１７中の熱媒ガスと熱交換させて300〜500
℃まで降温し、降温した熱媒ガスの一部は、ガス
送出路Ａ−２を通して各高温ロール１４，１４，
１４，……に入れる。残りの熱媒ガスは、ガス送
出路Ａ−３を通して低温予熱ロール炉７のガス送
出路Ｂ−１へ送る。

低温予熱ロール炉７は、壁体７−１で隔離され
た室内に複数の低温ロール１８，１８，１８，…
…が設けられており、入口側から送り込まれる金
属ストリツプ１はこれら低温ロール１８，１８，
１８，……に順次巻き掛けられながら予熱され、
高温予熱ロール炉側へ送り込まれる。そして、各
低温ロール１８，１８，１８，……へはガス送出
路Ｂ−１へ送り出されたラジアントチユーブ１０
の燃焼排ガスとガス送出路Ａ−３を通して送り込
まれた熱媒ガスとの混合ガスの顕熱を低温用熱交
換器１９を介して低温熱媒源２０の低温熱媒ガス
と熱交換して当該低温熱媒ガスを昇温させてか
ら、ガス送出路Ｂ−２を通して低温ロール１８，
１８，１８，……へ送られる。このようにして、
低温ロール１８，１８，１８，……に送り込まれ
た低温熱媒ガスはロール内を循環した後、再び低
温熱媒源２０へ帰還する。

高温予熱ロール炉８および低温予熱ロール炉７
の壁体８−１および７−１はロール１４，１４，
１４，……１８，１８，１８，……加熱時の熱放
散を防止すると共に、雰囲気ガスを閉じ込めるた
めのものである。

上述した低温予熱ロール炉７、高温予熱ロール
炉８、加熱炉２中の金属ストリツプ１の温度分布
は第２図に示す温度を有し、低温予熱ロール炉内
では130〜150℃、高温予熱ロール炉では150〜450
℃まで昇温され、加熱炉２内では600〜900℃まで
加熱される。

なお、予熱炉の構造は、上述した構成のものに
限らず、例えば第５図に示すように高温予熱ロー
ル炉と加熱炉を一体構成にし、炉内雰囲気を還元
性ガスを充填させた構成にし、低温予熱ロール炉
７を、高温予熱ロール炉８の入側に配置した構成
にし、炉中のガス雰囲気として空気を充たしたも
のであつてもよい。

また、必要に応じ、低温予熱ロール炉７、高温
予熱ロール炉８および加熱炉２の壁体を一体構成
にし、内部のガス雰囲気を還元性ガスとしたり、
又は低温予熱ロール炉７、高温予熱ロール炉８を
加熱炉２から独立させた分離構造のものとしても
よい。

次に、溶融塩を熱媒に用いた金属ストリツプの
予熱例を下記に示す。

例 １ 熱処理する金属ストリツプ：冷延鋼板 （ストリツプ板厚 １mm ストリツプ板幅 １ｍ） ライン速度：300rpm、 予熱ロール：1.5ｍφ （材質 ステンレス） 加熱熱媒：NaNO₂−KNO₃−NaNO₃の溶融塩 低温 熱媒温度 300℃ 高温 熱媒温度 550℃ 予熱ロール本数：低温ロール ８本 高温ロール ８本 ストリツプ温度：入口 40℃ 低温予熱ロール炉出口、190℃ 高温予熱ロール炉出口、400℃ 熱媒としては、上述の溶融塩の他、NaNO₃−
KNO₃の溶融塩等難燃性熱媒油等も利用できる。
また、低温熱媒として圧力水（および蒸気）も利
用できる。

＜発明の効果＞ 以上の説明から明らかなように、この発明にか
かる連続熱処理の金属ストリツプの予熱方法を適
用すると、 従来方法による熱効率40〜60％を70〜75％に
高めることができる。

また、金属ストリツプを常温から焼鈍温度
（600〜800℃）まで加熱する加熱炉を従来の加
熱炉の60〜50％程度に縮少できる。

また、加熱帯の負荷変動に影響を受けること
なく、安定した予熱を行うことができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の連続熱処理における金属ス
トリツプの予熱方法に使用する炉の概略構成図、
第２図は第１図の炉内における金属ストリツプの
加熱温度分布図、第３図は低温予熱ロール炉、高
温予熱ロール炉および加熱炉内のロール内に流通
させる熱媒および燃焼排ガス温度分布図、第４図
Ａ，Ｂは低温予熱ロール炉および高温予熱ロール
炉の予熱ロール内に流通させる熱媒の温度分布
図、第５図はこの発明の連続熱処理における金属
ストリツプの予熱方法に使用する炉の他の例の概
略構成図、第６図は第１図炉の加熱炉の概略構成
図、第７図は従来の連続熱処理に使用する連続熱
処理炉の全体構成図、第８図は第７図の連続熱処
理炉中の加熱炉の一例の構成図である。 図面中、１は金属ストリツプ、２は加熱炉、３
は均熱炉、４は冷却炉、５，１０はラジアントチ
ユーブ、７は低温予熱ロール炉、８は高温予熱ロ
ール炉、１４は低温ロール、１６は高温熱交換
器、１７は高温熱媒源、１８は高温ロール、１９
は低温熱媒源、２０は低温熱媒源である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱炉の入側に設けた予熱ロールに、加熱炉
   の燃焼排ガスの顕熱を熱交換により回収した熱媒
   を流通せしめると共に、金属ストリツプを前記予
   熱ロールに巻回し予熱してから加熱炉に送入する
   連続熱処理における金属ストリツプの予熱方法に
   おいて、前記予熱ロールを、入側に配設した複数
   の低温ロールと、出側に配設した複数の高温ロー
   ルで構成すると共に、各低温ロールに流通せしめ
   る熱媒は加熱炉の燃焼排ガスの顕熱を熱交換によ
   り回収した熱媒を用い各高温ロールに流通せしめ
   る熱媒は加熱炉の燃焼排ガスと加熱装置を介して
   加熱した排ガスの混合ガスの顕熱を熱交換により
   回収した熱媒を用いることを特徴とする連続熱処
   理における金属ストリツプの予熱方法。 ２ 前記予熱ロールによる金属ストリツプの予熱
   を、すべて、空気又は還元性ガス雰囲気で行うこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の連続
   熱処理における金属ストリツプの予熱方法。 ３ 前記予熱ロールによる金属ストリツプの予熱
   を低温予熱ロール炉では空気又は非酸化性ガス雰
   囲気で、高温予熱ロール炉では還元性ガス又は非
   酸化性ガス雰囲気で行うことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の連続熱処理における金属ス
   トリツプの予熱方法。