(57)【要約】【要  約】【課  題】  コイル内の温度偏差が少なく、かつ加熱能率が高いコイル状金属帯板の加熱方法を提案する。【解決手段】  コイルをインナーカバーを有するバッチ式加熱炉で加熱するに当たり、インナーカバーの内面で、コイル幅方向中央部に相対する領域に、インナーカバーより高い放射率の塗料を塗布する。これにより、コイル幅方向中央部への輻射入熱量を高めた加熱となり、加熱時のコイル内温度偏差が小さくなるとともに、加熱能率が向上する。また、塗料を塗布することに代えて、粗面化加工を施してもよい。また、コイル外周面に放射率の高い塗料を塗布してもよい。【選択図】  図２
2006274334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル状に巻取った金属帯板をバッチ式加熱炉で加熱するコイル状金属帯板の加熱方法において、前記加熱が、前記金属帯板の幅方向中央部への入熱量を高めた加熱であることを特徴とするコイル状金属帯板の加熱方法。
【請求項２】
コイル状に巻取った金属帯板をインナーカバーを有するバッチ式加熱炉で加熱するに当たり、前記インナーカバーの内面で、前記金属帯板の幅方向中央部に相対する領域に、前記インナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布することを特徴とするコイル状金属帯板の加熱方法。
【請求項３】
前記インナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布することに代えて、前記インナーカバー内面に粗面化加工を施すことを特徴とする請求項２に記載のコイル状金属帯板の加熱方法。
【請求項４】
前記インナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布することに代えて、前記インナーカバーより高い放射率を有する材料を前記インナーカバー内面に配設することを特徴とする請求項２に記載のコイル状金属帯板の加熱方法。
【請求項５】
コイル状に巻取った金属帯板をインナーカバーを有するバッチ式加熱炉で加熱するに当たり、前記金属帯板より放射率を有する塗料をコイル状に巻き取った金属帯板の外周側で幅方向中央部に塗布することを特徴とするコイル状金属帯板の加熱方法。
【請求項６】
コイル台座と、着脱可能に配設され該コイル台座に載置されたコイルを上方から包むようにシールするインナーカバーと、加熱手段を付設し該インナーカバーを上方から包むように移動可能に配設された炉体と、を有し、コイル状に巻き取った金属帯板を加熱するバッチ式加熱炉であって、前記インナーカバー内面側の、前記コイル状に巻き取った金属帯板の外周側で、幅方向中央部に相対する領域を、前記インナーカバー内面側の他の領域より高い放射率を有するように構成してなることを特徴とするバッチ式加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッチ式加熱炉を用いたコイル状金属帯板の加熱方法に係り、とくにコイル内の不均一温度分布の低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱間圧延、あるいはさらに冷間圧延されコイル状に巻き取られた鋼帯（金属帯板）は、圧延による歪を回復させるため、あるいは種々の特性を付与するために、コイルを巻き戻し連続して、あるいはコイル状に巻き取られたまま、焼鈍等の熱処理を施されて、各種用途に供されることが多い。
従来から、コイル状に巻き取られた金属帯板（以下、コイルともいう）の焼鈍では、バッチ式加熱炉にコイルを、コイルの巻取り軸方向を垂直方向にして一段又は多段に載置するように装入し、さらにコイルにインナーカバーと称されるベル型のカバーを被せた状態で、電気ヒータ、バーナー等の加熱手段により加熱している。このような加熱においては、一部では循環ファンでインナーカバー内の雰囲気ガスを強制的に循環させることもあるが、大部分がインナーカバーからの輻射を利用し、コイル外周面あるいは内周面を通してのコイル厚さ方向の熱伝導と、コイルの上下端部を通してのコイル幅方向の熱伝導とにより加熱される。コイル厚さ方向の熱伝導は、積層された金属帯板一枚一枚の間が伝熱抵抗となるため遅く、一方、コイル幅方向の熱伝導は、同一金属帯板内の伝熱となるため速い。この結果、加熱時に、コイル内で温度分布が生じる。とくに、コイル端部の外周側が高い温度になりやすく、またコイル幅方向中央部でコイル厚さ方向の中間部が低い温度になりやすいという問題がある。
【０００３】
このような問題に対し、例えば、特許文献１には、コイル内周面と外周面に断熱材を設けて、加熱、均熱、冷却する一方向性珪素鋼板の仕上焼鈍方法が提案されている。特許文献１に記載された方法では、コイル外周面と内周面を通しての入熱を抑制し、コイル上下端部からの入熱を主に利用して加熱することにより、コイル内の温度偏差が減少するとしている。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、コイル外周面からの入熱を抑制するため、コイルへの単位時間当たりの入熱量が減少し、加熱能力が低減するという問題があった。
【０００４】
また、特許文献２には、コイルの上部端を所定の熱伝導度を有するプレートで覆う方向性電磁鋼板の仕上焼鈍方法が提案されている。しかし、特許文献２に記載された技術では、コイル自体の昇温速度が遅くなり、加熱能力が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開昭60−221521号公報
【特許文献２】特開2004−285442号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した従来技術の問題を有利に解決し、コイル内の温度偏差が少なく、かつ加熱速度が大きく加熱能率が高い、コイル状金属帯板の加熱方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記した課題を達成するため、コイル内の温度分布を均一化する方策について、鋭意検討した。その結果、コイル外周側でコイル幅方向中央部を通しての入熱量を他の領域より増加することが、コイル端部外周側の過加熱を抑制しながら、コイル幅方向中央部でコイル厚さ方向中間部の温度を高くし、コイル内の温度分布が均一化することを見出した。また、これにより、加熱速度が向上し、加熱能率が顕著に向上することを知見した。
【０００７】
本発明は、上記した知見に基づいて、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は、つぎのとおりである。
（１）コイル状に巻取った金属帯板をバッチ式加熱炉で加熱するコイル状金属帯板の加熱方法において、前記加熱が、前記金属帯板の幅方向中央部への入熱量を高めた加熱であることを特徴とするコイル状金属帯板の加熱方法。
（２）コイル状に巻取った金属帯板をインナーカバーを有するバッチ式加熱炉で加熱するに当たり、前記インナーカバーの内面で、前記金属帯板の幅方向中央部に相対する領域に、前記インナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布することを特徴とするコイル状金属帯板の加熱方法。
（３）（２）において、前記インナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布することに代えて、前記インナーカバー内面に粗面化加工を施すことを特徴とするコイル状金属帯板の加熱方法。
（４）（２）において、前記インナーカバーより放射率を有する塗料を塗布することに代えて、前記インナーカバーより高い放射率を有する材料を前記インナーカバー内面に配設することを特徴とするコイル状金属帯板の加熱方法。
（５）コイル状に巻取った金属帯板をインナーカバーを有するバッチ式加熱炉で加熱するに当たり、前記金属帯板より高い放射率を有する塗料をコイル状に巻き取った金属帯板の外周側で幅方向中央部に塗布することを特徴とするコイル状金属帯板の加熱方法。
（６）コイル台座と、着脱可能に配設され該コイル台座に載置されたコイルを上方から包むようにシールするインナーカバーと、加熱手段を付設し該インナーカバーを上方から包むように移動可能に配設された炉体と、を有し、コイル状に巻き取った金属帯板を加熱するバッチ式加熱炉であって、前記インナーカバー内面側の、前記コイル状に巻き取った金属帯板の外周側で、幅方向中央部に相対する領域を、前記インナーカバー内面側の、他の領域より高い放射率を有するように構成してなることを特徴とするバッチ式加熱炉。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱能率が向上したうえ、コイル内の温度偏差が少なくなり、特性ばらつきの少ないコイル状金属帯板を、加熱能率高く製造でき、産業上格段の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
巻き取った金属帯板のコイル１を、バッチ式加熱炉１０に、コイルの巻取り軸方向を垂直方向にして載置（一段又は多段）し、さらにコイル１にインナーカバー２を被せ、電気ヒータ、バーナー等の加熱手段３により加熱する。この状況を模式的に図１に示す。バッチ式加熱炉１０は、コイル１を載置するコイル台座５と、インナーカバー２と、加熱手段３を付設した炉体４を有する。インナーカバー２は、着脱可能に配設され、コイル１を上方から包むようにシールする。インナーカバー２の内部は、通常、循環ファン６により、雰囲気ガスが循環可能な構造とされる。炉体４は、インナーカバー２を上方から包むようにして、炉体受台７に移動可能に配設される。炉体４には、加熱手段３が付設され、インナーカバー２を介しコイル１を加熱する。
【００１０】
本発明における加熱は、コイルの幅方向中央部への輻射入熱量を高めた加熱とする。
本発明では、図２（ａ）に示すように、インナーカバー２の内面で、コイル１の幅方向中央部に相対する領域２２（内面全周）に、インナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布する。これにより、コイルの幅方向中央部への輻射入熱量が高くなり、コイル幅方向中央部への輻射入熱量を高めた加熱となる。
【００１１】
通常、インナーカバー２はステンレス鋼を用いており、放射率は0.3程度である。本発明で使用する塗料は、インナーカバーの放射率より高い、0.6以上、好ましくは0.7〜0.9程度の放射率を有する塗料とすることが望ましい。このような塗料としては、カーボン、酸化チタン、二酸化ケイ素等を水等の溶媒に溶かしたものが例示できる。なお、「Ｈ.Ｒ.Ｃ」（日本熱放射材研究所製）等の商品名で市販されているものを使用しても何ら問題はない。
【００１２】
このようなインナーカバーより高い放射率を有する塗料を、インナーカバー２の内側でコイルの幅方向中央部に相対する領域２２に塗布することにより、コイルの幅方向中央部を通しての入熱量〈輻射熱〉がコイルの他の領域より多くすることができる。これにより、コイル中央部でコイル厚さ方向の熱伝導量が多くなり、コイル端部の昇温を促進することなく、コイル厚さ方向中間部の昇温を顕著に促進でき、コイル内の温度分布がより均一化される傾向が強まる。なお、塗布量は、乾燥膜厚で700μm程度となる量とすることが望ましい。
【００１３】
なお、本発明でいう「コイル１の幅方向中央部に相対する領域２２」とは、コイル上端および下端相当位置からコイル幅方向内側に200〜300mmそれぞれ入った領域を除く、コイル外周幅方向中央部分に相当する領域とすることが好ましい。放射率の高い塗料を塗布する領域２２が上記した領域より狭いかあるいは広くなると、コイル内の温度偏差が大きくなりすぎる。
【００１４】
また、本発明では、インナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布する代わりに、インナーカバー内面のコイル１の幅方向中央部に相当する領域２２に、粗面化加工を施してもよい。粗面化加工は、公知のショットブラスト等の粗面化加工がいずれも好適に適用できる。粗面化の程度は、JIS B 0601−2001で規定する算術平均粗さRaで、10μｍ以上の表面粗さとすることが好ましい。これにより、光沢面に比べて凹凸が大きくなり、表面積が増加して相対的に熱放射量が多くなる。コイルの幅方向中央部への輻射入熱量が増加し、コイル厚さ方向中間部の昇温が促進される。
【００１５】
また、本発明では、インナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布する代わりに、インナーカバーより高い放射率を有する材料を前記インナーカバー内面に配設してもよい。
また、本発明では、インナーカバー内面にインナーカバーより高い放射率を有する塗料を塗布することに代えて、図２（ｂ）にしめすように、コイル状に巻き取った金属帯板より高い放射率を有する塗料を直接、コイルの外周面でかつコイルの幅方向中央部１１に塗布してもよい。その際の塗布量は乾燥膜厚で700μm程度とするのが好ましい。なお、金属帯板の放射率は0.15〜0.30程度であり、上記した0.6以上の放射率を有する塗料を用いることができる。
【００１６】
なお、コイルの幅方向中央部への輻射入熱量を高めた加熱とすることができ、本発明方法の実施に好適なバッチ式加熱炉は、炉内のインナーカバー内側で、コイルの外周側幅方向中央部に相対する領域を、他の領域より高い放射率を有するように構成することが好ましい。高い放射率を有するように構成するには、上記したようにインナーカバー内面に高い放射率を有する塗料を塗布するか、インナーカバー内面側を粗面化するか、あるいはインナーカバー内面側に高い放射率を有する材料を配設することにより達成できる。
【実施例】
【００１７】
板厚：2.0mm、幅：1500mmの鋼帯を巻き取ったコイル（重量：10ton）を、図１に示すような、バッチ式加熱炉内のコイル受台にコイルの巻取り軸を垂直方向にして載置し、インナーカバーを被せて、900℃に加熱した。なお、インナーカバー内は窒素ガス雰囲気とし、雰囲気ガスを循環用ファンで強制的に循環させた。測温用として熱電対を、（Ａ）コイルの上端部から100mmで、外周側から25mmの位置、（Ｂ）コイルの幅方向中央で厚さ方向中央位置、（Ｃ）コイルの幅方向中央で厚さ方向の内周側から25mmの位置に設置し、昇温曲線を測定した。
【００１８】
本発明例は、インナーカバー内面側で、コイルの幅方向中央部600mm幅に相対するの領域全周に亘り、放射率：0.9の塗料〈商品名「Ｈ.Ｒ.Ｃ」日本熱放射材研究所製〉を乾燥厚さで700μｍ塗布し、乾燥させ、放射率を高めた領域を構成して、加熱した場合とした。なお、従来例として、インナーカバー内面の前記領域をステンレス鋼肌のまま（放射率：0.4）として加熱した。得られた結果を、図３に示す。図３(a)は本発明例、図３(b)は従来例である。図３から、加熱中のコイル内の最大温度差、および全体が目標温度に到達するまでの加熱所要時間を纏めて、表１に示す。
【００１９】
【表１】
2006274334.tif 000003
【００２０】
本発明例は、従来例に比べて、加熱中のコイル内最大温度差が小さくなり、しかも加熱所要時間が大幅に短縮できた。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を実施するに好適なバッチ式加熱炉の概略を模式的に示す断面図である。
【図２】高い放射率の塗料を塗布する領域の位置を模式的に説明する説明図である。（ａ）はインナーカバー、（ｂ）はコイルの場合である。
【図３】実施例で得たコイル各部の昇温曲線を示すグラフである。（ａ）は本発明例、（ｂ）は従来例である。
【符号の説明】
【００２２】
１  コイル
２  インナーカバー
３  加熱手段
４  炉体
５  コイル受台
６  循環ファン
７  炉体受台
【図１】
2006274334.tif 000004
【図２】
2006274334.tif 000005
【図３】
2006274334.tif 000006