(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続焼鈍炉における直火炉の配管構造であって、直火加熱バーナーの配管にフィルターが設置されており、前記フィルターの上流側は一般炭素鋼配管であり、前記フィルターの下流側はＳＵＳ配管であることを特徴とする連続焼鈍炉における直火炉の配管構造。
【請求項２】
前記フィルターの前後の配管をバイパス化させていることを特徴とする請求項１に記載の連続焼鈍炉における直火炉の配管構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の配管構造を有する連続焼鈍炉における直火炉。
【請求項４】
請求項３に記載の直火炉を有する連続焼鈍炉。
【請求項５】
請求項４に記載の連続焼鈍炉を用いて金属帯を製造することを特徴とする金属帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続焼鈍炉における直火加熱バーナーを用いた加熱帯（直火炉）の配管構造、直火炉、連続焼鈍炉および金属帯の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷延鋼板、特に自動車用冷延鋼板は高い品質レベルが要求されており、連続焼鈍工程（連続焼鈍炉）では、欠陥の発生しにくい製造が必要となっている。
【０００３】
一般的に、金属帯（例えば、鋼帯）の連続焼鈍炉は、加熱帯、均熱帯、冷却帯を備えており、加熱帯は、直火加熱バーナーを用いた加熱帯（直火炉）となっていることが多い（例えば、特許文献１）。
【０００４】
そのような直火加熱バーナーを用いた加熱帯（直火炉）においては、通常、燃料ガスの配管として、一般炭素鋼配管（一般炭素鋼管を使用した配管）が用いられる。
【０００５】
しかし、一般炭素鋼配管の場合、燃料ガスに含まれる不純物成分と反応・腐食して、異物が発生することがあり、その発生した異物が金属帯表面に黒く焼き付いてしまうことがある。その場合、金属帯の表面外観の悪さだけでなく、金属帯のプレス成形時に金型を傷付ける懸念もある。
【０００６】
したがって、このような金属帯への異物の付着は、自動車用外板において最も厳格に管理されている。金属帯における異物付着部は製品として出荷できずカットされる。さらに、異物の付着位置によっては、異物付着部周辺も単重不足のためスクラップとなる場合もあり、製品歩留りの低下を引き起こす。
【０００７】
このような金属帯への異物付着の対策として、一般炭素鋼配管の変わりに、ＳＵＳ配管（ステンレス鋼管を使用した配管）を用いれば、燃料ガス配管が腐食することは無くなり、異物の発生・付着は抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２１３６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記に示したように、連続焼鈍炉における直火炉の燃料ガス配管をＳＵＳ配管にするのは、一般炭素鋼配管と比較して、設備投資に多額のコストが掛かってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、連続焼鈍炉における直火炉の配管構造として、熱処理材（例えば、金属帯）への異物の付着を的確に抑止できるとともに、設備投資のコストも低減できる、連続焼鈍炉における直火炉の配管構造を提供する。また、該配管構造を有する直火炉、さらに該直火炉を有する連続焼鈍炉を提供するとともに、該連続焼鈍炉を用いて金属帯を製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１２】
［１］連続焼鈍炉における直火炉の配管構造であって、直火加熱バーナーの配管にフィルターが設置されていることを特徴とする連続焼鈍炉における直火炉の配管構造。
【００１３】
［２］前記フィルターの上流側は一般炭素鋼配管であり、前記フィルターの下流側はＳＵＳ配管であることを特徴とする前記［１］に記載の連続焼鈍炉における直火炉の配管構造。
【００１４】
［３］前記フィルターの前後の配管をバイパス化させていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の連続焼鈍炉における直火炉の配管構造。
【００１５】
［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の配管構造を有する連続焼鈍炉における直火炉。
【００１６】
［５］前記［４］に記載の直火炉を有する連続焼鈍炉。
【００１７】
［６］前記［５］に記載の連続焼鈍炉を用いて金属帯を製造することを特徴とする金属帯の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、連続焼鈍炉における直火炉の配管構造として、熱処理材（金属帯）への異物の付着を的確に抑止できるとともに、設備投資のコストも低減できるものとなっている。また、本発明における金属帯の製造方法によれば、高い表面品質が求められる自動車外板用鋼板を、優れた表面品質を維持し、高い歩留りで安定して製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１を示す図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
［実施形態１］
前述したように、従来、金属帯（例えば、鋼帯）の連続焼鈍炉の直火炉の燃料ガス配管は、炭素鋼配管であり、燃料ガスに含まれる不純物成分（主に硫黄）と炭素鋼配管が反応・腐食して、異物（主にＦｅＳ）が発生し、長期間にわたって堆積した異物がバーナー（直火加熱バーナー）に達し、金属帯に吹付けられる。
【００２２】
これに対して、本発明の実施形態１においては、連続焼鈍炉の直火炉の燃料ガス配管が、図１に示すようになっている。
【００２３】
すなわち、図１に示すように、この実施形態１における直火炉２０では、各ゾーン（第１ゾーン４〜第８ゾーン１１）に設置されている直火加熱バーナー１５を用いて、炉内ロール１３によって支持・搬送される金属帯１２を加熱するに際して、直火加熱バーナー１５の燃料ガス配管にフィルター（ストレーナー）２が設置されている。そして、フィルター２の上流側は一般炭素鋼配管１であり、フィルター２の下流側はＳＵＳ配管３となっている。
【００２４】
このような配管構造とすることによって、フィルター２の上流側の一般炭素鋼配管１が燃料ガスに含まれる不純物成分と反応・腐食して、異物が発生しても、フィルター２によって、下流側への移動が防止され、直火加熱バーナー１５に到達することが抑止される。
【００２５】
なお、下流側への異物の移動抑制には、フィルター２は直火加熱バーナー１５の直前の燃料ガス配管に設置するのが好ましく、直火加熱バーナー１５の手前１０ｍ以内（直火加熱バーナーの上流側）に設置するのが好ましく、さらに、この距離を直火加熱バーナーの手前５ｍ以内とすれば、より優れた効果が得られる。
【００２６】
また、フィルター２の下流側のＳＵＳ配管３は、燃料ガスとの反応による腐食はなく、異物の発生源とはならない。したがって、金属帯への異物の付着を大幅に低減することができる。上記一般炭素鋼配管としては、例えば、配管用炭素鋼管（ＳＧＰ）、圧力配管用炭素鋼鋼管（ＳＴＰＧ）、高圧配管用炭素鋼鋼管（ＳＴＳ）、高温配管用炭素鋼管（ＳＴＰＴ）等を用いることが可能である。また、上記ＳＵＳ配管としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０９等を用いることが可能である。
【００２７】
ここで、フィルター２のメッシュについては、＃４０メッシュ（約０．６３ｍｍ四方）〜＃１２０（約０．２１ｍｍ四方）が好ましい。＃１２０メッシュを超えると、目詰まりを起こし、燃料ガス流量の低下によるライン停止が懸念されるからである。
【００２８】
また、フィルター２の材質については、燃料ガスとの反応による腐食を防止するために、ステンレス鋼、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０９等を用いることが好ましい。
【００２９】
上記のようにして、この実施形態１においては、金属帯の連続焼鈍炉における直火炉２０の配管構造として、金属帯への異物の付着を的確に抑止できるとともに、設備投資のコストも低減できるものとなっている。
【００３０】
そして、このような直火炉の配管構造を備えた連続焼鈍炉を用いて金属帯の連続焼鈍を行うことによって、良好な表面性状の金属帯を製造することが可能となる。
【００３１】
［実施形態２］
上記の実施形態１において、フィルター２の交換はライン停止時でなければ行うことができないため、通常はライン定期修理時に行う。
【００３２】
一方、フィルター２はメッシュが細かいほど、金属帯１２への異物の付着を減少させることができるが、目詰まりを起こすまでの期間が短くなる。目詰まりの発生が定期修理の間隔よりも短い場合には、フィルター２を交換するためのライン停止が必要になり、ライン稼働率の低下が懸念される。
【００３３】
そこで、この実施形態２においては、上記のような場合に対応するために、図２に示すように、フィルター２の前後の配管をバイパス化させたものを使用するようにしている。
【００３４】
すなわち、図２に示すように、フィルター２を並列に２台（フィルター２ａ、フィルター２ｂ）設置し、切替弁１６により切替可能として、一方のフィルター２ａを使用中に他方のフィルター２ｂを不使用として操業し、使用中のフィルター２ａが目詰まりを起こした場合には、切替弁１６により、使用中のフィルター２ａを不使用とし、不使用であったフィルター２ｂを使用するようにする。
【００３５】
これによって、ライン操業を停止させることなく、目詰まりを起こしたフィルター２ａを良好なフィルターと交換することが可能となる。
【００３６】
また、特に図示していないが、目詰まりを起こしたフィルター２ａの交換に際して、フィルター２ａの前後の配管内はエアー置換を行えるようにすることで、安全にフィルター２ａの交換を実施することができる。
【００３７】
そして、図３は、図２に示したこの実施形態２におけるバイパス化させた配管構造を、図１に示した実施形態１に適用して構成された直火炉２１を示すものである。ちなみに、図３では、図１における直火ゾーン（第１ゾーン４〜第８ゾーン１１）の内、第３ゾーン６、第４ゾーン７、第７ゾーン１０、第８ゾーン１１に、バイパス化させた配管構造を適用している。なお、その他の構成は図１と同じである。
【００３８】
このようにして、この実施形態２においては、バイパス化させた配管構造とすることによって、フィルター２に細かいメッシュのものを用いてフィルター２に目詰まりが発生した場合でも、ライン操業を停止させることなく、目詰まりしたフィルター２の交換が可能となる。
【００３９】
なお、連続焼鈍炉については、特に図示していないが、ライン上流側から、直火炉、焼鈍炉（均熱炉）、冷却炉、過時効処理炉等を備えたもので、金属帯の熱処理を短時間で施す場合に有効な設備であり、とりわけ本発明における配管構造を有する直火炉を用いることにより、良好な表面性状の金属帯を製造することが可能である。また、連続焼鈍炉は、直火炉、焼鈍炉、冷却炉に加え、熱処理材（金属帯）の表面に表面処理（例えば、溶融亜鉛めっき、めっきの合金化処理等）を施す設備を備えたものを本発明に適用しても良く、その場合にも、同様に良好な表面性状の金属帯を製造することが可能である。
【実施例１】
【００４０】
本発明の実施例１を以下に示す。
【００４１】
本発明例として、前述の図１に示した本発明の実施形態１の直火炉２０を備えた連続焼鈍炉を用いて、金属帯（自動車外板用鋼板）の連続焼鈍を行った。すなわち、本発明例では、直火加熱バーナー１５の直前の燃料ガス配管にフィルター２が設置されており（直火加熱バーナーの手前５ｍの位置）、そのフィルター２の上流側は一般炭素鋼配管１で、フィルター２の下流側はＳＵＳ配管３となっている。
【００４２】
その際に、フィルター２のメッシュを＃４０メッシュ（約０．６３ｍｍ四方）とした場合を本発明例１とし、フィルター２のメッシュを＃１２０（約０．２１ｍｍ四方）とした場合を本発明例２とした。
【００４３】
これに対して、従来例として、燃料ガス配管が全て一般炭素鋼配管である直火炉を備えた連続焼鈍炉を用いて、自動車外板用鋼板の連続焼鈍を行った。ちなみに、従来例では、燃料ガス配管にフィルターは設置されていない。
【００４４】
図４は、従来例と本発明例１、２における異物格落率（連続焼鈍炉の直火炉における異物の付着により格落ちとなった自動車外板用鋼板の比率（スクラップ比率））を比較したものである。
【００４５】
図４に示すように、従来例に比べて、本発明例１では異物格落率が約１／２に減少し、本発明例２では異物格落率が１／１０以下に減少している。
【００４６】
これによって、本発明の有効性が確認された。
【実施例２】
【００４７】
本発明の実施例２を以下に示す。
【００４８】
本発明例３として、前述の図３に示した本発明の実施形態２の直火炉２１を備えた連続焼鈍炉を用いて、金属帯（自動車外板用鋼板）の連続焼鈍を行った。
【００４９】
その際に、バイパス化した第３ゾーン６、第４ゾーン７、第７ゾーン１０、第８ゾーン１１のフィルター２（２ａ、２ｂ）のメッシュを＃１２０（約０．２１ｍｍ四方）とし、バイパス化していない第１ゾーン４、第２ゾーン５、第５ゾーン８、第６ゾーン９のフィルター２のメッシュも＃１２０（約０．２１ｍｍ四方）とした。
【００５０】
そして、第３ゾーン６、第４ゾーン７、第７ゾーン１０、第８ゾーン１１において、バイパス化したフィルター２（フィルター２ａを使用、フィルター２ｂを不使用）によって操業したところ、定期修理（６週間）の間隔よりも短い期間（２週間）で、フィルター２ａの目詰まりが発生したため、切替弁１６により、フィルター２ａを不使用、フィルター２ｂを使用の状態とすることによって、操業を停止させることなく、連続焼鈍を行うとともに、目詰まりを起こしたフィルター２ａの交換を行った。
【００５１】
その結果、この本発明例３では、異物格落率は０．１２％となり、上述の実施例１における本発明例２と同等の効果が得られるとともに、フィルター交換のためのライン停止の必要がなくなり、ライン稼働率の低下を抑制することができた。
【００５２】
これによって、より一層、本発明の有効性が確認された。
【符号の説明】
【００５３】
１  炭素鋼配管
２  フィルター（ストレーナー）
２ａ、２ｂ  フィルター（ストレーナー）
３  ＳＵＳ配管
４  直火炉第１ゾーン
５  直火炉第２ゾーン
６  直火炉第３ゾーン
７  直火炉第４ゾーン
８  直火炉第５ゾーン
９  直火炉第６ゾーン
１０  直火炉第７ゾーン
１１  直火炉第８ゾーン
１２  金属帯
１３  炉内ロール
１５  直火加熱バーナー
１６  切替弁
２０  直火炉
２１  直火炉
【図１】
0005581959.tif 000002
【図２】
0005581959.tif 000003
【図３】
0005581959.tif 000004
【図４】
0005581959.tif 000005