(57)【要約】【課題】熱間圧延による帯鋼の割れ、折損等の発生を減少させ、製品の品質および歩留りを向上させる。【解決手段】マンドレル５の両端部に相当する炉体３の両側壁３ａ，３ｂに夫々バーナ１７ａ，１７ｂを該マンドレルの軸方向に対して斜めに設定し、該バーナから火炎１８ａ，１８ｂが該マンドレルに巻回される帯鋼の巻き始め部４ａに向けて噴射されるようにした。中空紡錘形のマンドレル５の両端部寄りの円錐形壁面部に該マンドレル内と連通する通気孔１４ａ，１４ｂを開設するとともに、該通気孔に向けて火炎１６が噴射されるように炉側壁３ａにバーナ１５を設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンドレルの両端部に相当する炉体の両側壁に夫々バーナを該マンドレルの軸方向に対して斜めに設定し、該バーナから火炎が該マンドレルに巻回される帯鋼の巻き始め部に向けて噴射されるようにしたことを特徴とするステッケルミル圧延設備のファーネスコイラ。
【請求項２】
中空紡錘形のマンドレルの両端部寄りの円錐形壁面部に該マンドレル内と連通する通気孔を開設するとともに、該通気孔に向けて火炎が噴射されるように炉側壁にバーナを設けたことを特徴とするステッケルミル圧延設備のファーネスコイラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はステッケルミル圧延設備のファーネスコイラに関し、さらに詳しくは圧延中の帯鋼の温度を均一に保ち品質および歩留りを向上させるためのファーネスコイラの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１０−１３７８４４号公報
【特許文献２】
特許第３３３５５４０号公報
【特許文献３】
特開平８−１５５５２６号公報
【０００３】
ステッケルミル圧延設備は、上記特許文献１〜３に示されるように、帯鋼をコイル状に巻き取るマンドレルを内蔵したファーネスコイラが熱間圧延機の入側と出側に夫々設けられ、帯鋼を両ファーネスコイラ間にて往復させることで該熱間圧延機による圧延が繰り返しなされるようにしたものである。
【０００４】
このファーネスコイラには、上記特許文献１〜３に示されたように、従来から保温のための熱源が設けられ、圧延加工中の帯鋼の温度低下を防ぐようにしている。
【０００５】
ところで、上記特許文献１に示されたファーネスコイラは、帯鋼コイルの接線方向に火炎を放出するバーナを設けたものであるので、帯鋼の板幅方向の両端面側（コバ部と称される）の温度が中央部分と比較して温度が低くなり易いものであった。また、特許文献２に示されたファーネスコイラは、帯鋼を板幅方向の両端面側から加熱に得るバーナを炉側壁に設けたものであるが、依然としてマンドレルと直接接する帯鋼の巻き始め部の温度が低くなることが避けられないものであった。これは、ステッケルミル圧延設備の装置構成上、巻き始め部がその前後のパスで、反対側のファーネスコイラ内に収納されずに外部に滞留され、温度低下が著しいためである。このために、特に耐熱鋼、インコネル系超合金、高炭素系ステンレス鋼等の熱間加工性が劣位なもので加工割れが発生し、製品の品質および歩留りを低下させる欠点がある。
【０００６】
また、上記特許文献３では、マンドレルの外周面に開口を形成するとともに該開口に外向きに突出するフィンを設け、マンドレルが回転することで炉体内の高温燃焼ガスをマンドレル内に導き、該マンドレルの温度を上昇させ、圧延加工中における帯鋼の端部の温度低下を防ごうとするものであるが、マンドレルが回転停止しているときは高温燃焼ガスが殆ど導入されないために、昇温が不十分であり、このために、特に耐熱鋼、インコネル系超合金、高炭素系ステンレス鋼等の熱間加工性が劣位なもので、帯鋼の始端部や後端部を折損する欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、所要部所を積極的に加熱できるようにし、マンドレルに巻き取られる帯鋼を常に均一に温度保持できるようにすることで、帯鋼の品質および歩留りを改善しようとするものである
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのためにこの発明に係るステッケルミル圧延設備のファーネスコイラは、マンドレルの両端部に相当する炉体の両側壁に夫々バーナを該マンドレルの軸方向に対して斜めに設定し、該バーナから火炎が該マンドレルに巻回される帯鋼の巻き始め部に向けて噴射されるようにしたことを特徴とする。
このため帯鋼の板幅方向の温度ムラをなくすことができる。
【０００９】
またこの発明に係るステッケルミル圧延設備のファーネスコイラは、中空紡錘形のマンドレルの両端部寄りの円錐形壁面部に該マンドレル内と連通する通気孔を開設するとともに、該通気孔に向けて火炎が噴射されるように炉壁にバーナを設けたことを特徴とする。
このため、該バーナの火炎および燃焼ガスがマンドレル内を縦貫し、マンドレルを常に必要十分な温度に加熱することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の実施形態を図面に従い説明する。図１はこのステッケルミル圧延設備の構成の概略を示す縦断面図で、１は熱間圧延機、２は該熱間圧延機の入側と出側に設けられたファーネスコイラである。ファーネスコイラ２は図２の縦断面図にも示したように炉体３内に帯鋼４をコイル状に巻き取るためのマンドレル５を内蔵している。そして、加熱炉から抽出された高温度の帯鋼４を搬送ローラー６により搬入して両ファーネスコイラ間を往復させることにより熱間圧延が繰り返され所要厚さに加工される。なお、７ａ，７ｂは搬送ローラー６上およびファーネスコイラ２の入口に設けられ、帯鋼４の先端部をマンドレル５の係合孔９に導くガイドアーム、８ａ，８ｂはガイドローラである。また、１０は炉体３内の雰囲気を加熱するために炉体内周面に設けられた電熱ヒータ、１１は煙道である。
【００１１】
マンドレル５は耐熱鋳鋼からなる中空紡錘形のもので、その中心に冷却水が循環する支軸１２が貫挿され、両端部を炉外に設けられた軸受１３により回転自在に支持している。そして図３にも示したように該マンドレル５の両端部寄りの円錐形壁面部に該マンドレル内と連通するスリット状の通気孔１４ａ，１４ｂを開設するとともに、該通気孔に向けて火炎が噴射されるように該マンドレル５の両端部に相当する炉体３の一方の側壁３ａにバーナ１５を斜めに設け、該バーナから一方の通気孔１４ａに向けて噴射された火炎１６およびその燃焼ガスが矢印で示したように該マンドレル５内に縦貫し他方の通気孔１４ｂから炉内に排出されるようにする。
【００１２】
また、マンドレル５の両端部に相当する炉体３の両側壁３ａ，３ｂに夫々バーナ１７ａ，１７ｂを該マンドレルの軸方向に対して斜めに設定し、該マンドレルに巻回される帯鋼の巻き始め部４ａに向けて該バーナから火炎１８ａ，１８ｂが噴射されるようにする。
【００１３】
なお、前記バーナ１５およびバーナ１７ａ，１７ｂとしては、その噴射火炎が真直に噴射され、目的とする部位を集中的に加熱できるように、火炎指向性の高いハイスピードバーナを使用するのが望ましい。
【００１４】
このように構成したファーネスコイラでは、マンドレル５がバーナ１５の火炎１６により常に必要十分な温度に加熱され、また、帯鋼１４の巻き始め部４ａはバーナ１７ａ，１７ｂの火炎１８ａ，１８ｂが直接噴射され局所的に加熱されることから、従来のように全体的加熱と異なり板幅方向の温度ムラをなくすことができる。このため、帯鋼の始端部や後端部を折損させるおそれが解消されるとともに、熱間加工性が劣位な帯鋼でも加工割れを起こすおそれが少なく、品質および歩留りを向上させる。なお、バーナ１７ａ，１７ｂに相当するバーナの本数は、必要に応じて、各々の片側面に複数本設置できる。
【００１５】
ちなみに、ニッケル合金の帯鋼を熱間圧延（終止温度：約６００℃）する場合、従来の電熱ヒータ１０のみによる加熱では板幅方向の帯鋼長手中央部で４０℃程度、始端及び後端部で６０〜１２０℃程度の温度ムラが生じ、深さ２ｍｍ以上の加工割れがその帯鋼の始端部および後端部に３０ｍ程生じていたため、製品とするためにはその部分をトリミングせざるを得なかったのに対し、この発明を実施することによってこのような過度の温度ムラが解消され、トリミングを必要とする長さを大幅に短くすることができた。
【００１６】
なお、この実施形態は請求項１に記載の発明と請求項２に記載の発明とを共に実施した例であるが、いずれか一方の発明を実施するだけでも所期の効果を得ることができるとともに、このように両発明を実施することによっては相乗効果が奏される。
【００１７】
【発明の効果】
このようにこの発明によれば、ファーネスコイラにて従来温度低下が問題とされていた部所がバーナの火炎により積極的に加熱され、帯鋼の温度分布を均一とすることができるので、熱間圧延による帯鋼の割れ、折損等の発生が減少し、製品の品質および歩留りを向上させる顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示したステッケルミル圧延設備の概略図。
【図２】この発明の実施形態を示したステッケルミル圧延設備のファーネスコイラの縦断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
１                熱間圧延機
２                ファーネスコイラ
３                炉体
３ａ，３ｂ        側壁
４                帯鋼
４ａ              巻き始め部
５                マンドレル
１０              電熱ヒータ
１４ａ，１４ｂ    通気孔
１５              バーナ
１６              火炎
１７ａ，１７ｂ    バーナ
１８ａ，１８ｂ    火炎
【図１】
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【図２】
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【図３】
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