(57)【要約】【課題】箱型焼鈍の冷却において、冷却時間を短縮して焼鈍能率を向上させるとともに、テンパーカラーの発生を有効に防止し得る箱型焼鈍炉の炉内圧制御方法を提案する。【解決手段】箱型焼鈍炉の冷却開始時の炉内圧制御を、炉体取り外し時のインナーカバー内の雰囲気ガス圧力をモニタリングし、その結果に基づき流入口の流量調節弁の開度を調整することによって＋０．４９〜６．４７  ｋＰａ（＋５０〜６６０ｍｍＨ２Ｏ）の範囲内の正圧になるよう制御する。【選択図】    図１
2004176141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱型焼鈍炉の冷却開始時の炉内圧を制御する方法であって、炉体取り外し時のインナーカバー内圧力を、正圧になるよう制御することを特徴とする箱型焼鈍炉の炉内圧制御方法。
【請求項２】
上記の正圧制御は、インナーカバー内圧力をモニタリングし、その結果に基づき雰囲気ガス流入口の流量調節弁の開度を調整することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の炉内圧制御方法。
【請求項３】
流量調節弁の開度調整は、インナーカバー内の雰囲気ガスの圧力を、外気圧に対して＋０．４９〜６．４７  ｋＰａ（＋５０〜６６０ｍｍＨ２Ｏ）の範囲内に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の炉内圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷延鋼帯の箱型焼鈍における炉内圧制御方法に関し、特に、箱型焼鈍における均熱終了後の冷却過程で発生するテンパーカラー（以降、「ＴＣ」と略記する）を有効に防止し、焼鈍能率を向上できる炉内圧制御方法についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】
冷間圧延後の冷延鋼板は、再結晶焼鈍を行うことにより所望の機械的特性を付与される。この再結晶焼鈍は、連続焼鈍炉により短時間で行われる場合と箱型焼鈍炉（ボックス焼鈍、バッチ焼鈍とも云う）で行われる場合とがあり、最近では、極低炭素鋼を素材とすることにより連続焼鈍で行われることが多い。しかし、ぶりきやティンフリースチールのＴ１〜Ｔ３クラスのような軟質かつ加工性が要求される缶用鋼板の原板を焼鈍する場合には、後者の箱型焼鈍で行われることが多い。
【０００３】
箱型焼鈍に用いられる焼鈍炉は、一般に、装入コイルを置くベースと呼ばれる炉床部分、熱を与える炉体（アウターカバー、ベルとも称す）、炉内でコイルを覆ってコイルの酸化を防ぐインナーカバー（レトルトとも称す）から構成されている。コイルは、ベース上に３〜５段に積み重ねられる。その上にインナーカバーをかぶせて外気を遮断し、インナーカバー内を弱還元性の雰囲気ガスで置換する。インナーカバーの底部は、砂、水、油シールまたはグラスファイバ等でシールされる。
【０００４】
コイルの焼鈍は、インナーカバーに炉体を被せ、炉体のバーナに点火し、インナーカバーの外側から加熱することにより行われる。また、コイルは、コイルとコイルの間に挿入された対流板（スペーサとも称す）からの熱伝達によっても加熱される。ベース内には、雰囲気ガス攪拌用のベースファンがあり、熱伝達が促進される。コイルは、６５０℃以下の所定の温度になるまで加熱され、所定の時間保持された後、ガス止めし、冷却される。そして、コイル温度が所定の温度まで低下した時に、炉体が取り外されてさらに冷却され、コイル温度が１５０℃以下の温度まで低下した後、インナーカバーを外してコイルが取り出される。
【０００５】
ところで、焼鈍に要する全時間に対する冷却時間は比較的長く、全サイクルの半分以上を占めているのが実情である。そこで、冷却を促進し、冷却時間を短縮するために、例えば、クーリングカバーを被せて冷風を吹きつけたり、あるいは散水したりして強制冷却することが行われている。しかし、クーリングカバーを用いる方法は、高温では効率的ではなく、また設備費がかかるという問題がある。
【０００６】
この問題を解決する方法として、インナーカバー内の圧力を高めて熱伝達率を向上させる試みも開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この方法は、インナーカバーおよびクーリングカバー内を２〜６気圧に高めるために、クーリングカバーを耐圧構造とする必要があり、設備費が高いという問題がある。
【０００７】
また、インナーカバーを外してコイルを取り出す温度（解体温度）を上げて、冷却時間を短縮する方法もある。しかしこの場合には、コイルが、高温の状態で外気に曝されるため、コイル表面、特にコイルのエッジ部が酸化されてＴＣを発生する。このＴＣは、青色あるいは乳白色を呈して外観を著しく損ねる他、めっき後の耐食性を劣化させる等の問題を引き起こす。そのため、コイルは、酸化されなくなる温度までインナーカバー内で冷却が行われるのが好ましく、解体温度上昇による冷却時間の短縮は難しい。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２７１９４５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の技術では、ＴＣの発生を有効に防止するためには、冷却時間をひたすら延長する方法が専ら採用されていたため、焼鈍能率を向上させる上で、最大の解決すべき課題となっていた。
【００１０】
本発明の目的は、箱型焼鈍の冷却工程において、冷却時間を短縮して焼鈍能率を上げると同時に、ＴＣの発生を有効に防止し得る箱型焼鈍炉の炉内圧制御方法を提案することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、ＴＣの発生を防止し、かつ焼鈍能率を向上させるために、まず、ＴＣの発生原因について鋭意検討を行った。箱型焼鈍においては、コイル表面の酸化防止と純化を目的として、一定量の雰囲気ガスを常時、炉底下部の流入口より供給してインナーカバー内を循環させており、この循環後のガスは、同じく炉底の流出口から排気している。この時、インナーカバー内の圧力は、＋０．３９  ｋＰａ（＋４０ｍｍＨ２Ｏ）以上に保持されている。一方、焼鈍が終了したときには、コイル温度が所定の温度（通常、３５０℃程度）まで低下した後、炉体を取り外し、一方、雰囲気ガスは、均熱焼鈍終了と同時に排出口を閉じるか半閉にして、炉内圧力が負圧にならない程度に供給することが一般的に行われている。
【００１２】
ところが、炉体を取り外すタイミングや、積み込まれたコイルの重量により、インナーカバー内の雰囲気ガスの冷却速度は大きく変動する。そのため、予想外に速く冷却された場合には、インナーカバー内の雰囲気ガスは大きく収縮し、特に最近は、生産コストを削減するために、雰囲気ガスの供給量をギリギリのところまで削減しているため、この収縮を供給ガスで補うことができず、炉内圧が大気圧に対して負圧となり、外気の侵入を引き起こし、ＴＣ発生の原因となっているものと考えられた。さらに、最近の鋼板素材の高純度化や品質要求への厳格化が、ＴＣの問題をより一層大きくしていると考えられた。
【００１３】
そして、上記原因に起因したＴＣを防止するためには、冷却開始時に発生する炉内の負圧の発生を防止することが有効であることを見出した。また、この負圧を防止することにより、炉体取り外し時のコイル温度を上げること、すなわち、焼鈍終了後直ちに炉体を外すことが可能となるため、冷却時間を短縮し、焼鈍能率を向上させることができることを見出した。本発明は、上記知見に基づき完成したものである。
【００１４】
すなわち、上記知見に基づく本発明は、箱型焼鈍炉の冷却開始時の炉内圧を制御する方法であって、炉体取り外し時のインナーカバー内圧力を、正圧になるよう制御することを特徴とする箱型焼鈍炉の炉内圧制御方法である。
【００１５】
なお、本発明の正圧制御は、インナーカバー内圧力をモニタリングし、その結果に基づき雰囲気ガス流入口の流量調節弁の開度を調整することにより行うことが好ましい。
【００１６】
また、本発明における流量調節弁の開度調整は、インナーカバー内の雰囲気ガスの圧力を、外気圧に対して＋０．４９〜６．４７  ｋＰａ（＋５０〜６６０ｍｍＨ２Ｏ）の範囲内に制御することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。
冷却開始時の炉内の負圧を発生させないためには、雰囲気ガスの供給量を増やせば解決することができる。しかし、単に増やすだけでは、雰囲気ガスのコストの上昇を招く。一方、炉内圧の変化に応じてガスの供給量を手動で変化させることは、作業の煩雑化を招き好ましくない。そこで、本発明は、炉内圧力を圧力計でモニタリングし、炉内圧力の変動に応じて、雰囲気ガスの供給量を自動的に調節する方法を提案するものである。
【００１８】
図１は、本発明の炉圧制御方法の一例を示した図であり、コイルの焼鈍（加熱・均熱）が終了し、図示していない炉体を取り外し、冷却を行っている時の状態を示したものである。図１において、１は炉床ベースで、この上にコイル４が対流板５を介して４段に載置されている。そして、上記コイルを覆うようにインナーカバー６が被せられている。また、炉床ベース１には、循環ファン７が設けられ、インナーカバー内の雰囲気を攪拌している。
【００１９】
炉内圧力は、雰囲気ガス流出口８に設けた圧力計９で常にモニタリングされ、この結果により、演算器１１、流入調節弁開度制御装置１２を通して、雰囲気ガス流入口１３に設けられたの流量調節弁１４の開度を調節している。そして、炉体を取り外した際に発生する炉内の負圧を検知した場合には、この負圧の大きさに応じて流入調節弁の弁開度を調節し、炉内雰囲気ガスの圧力を常に一定値に制御するところに本発明に特徴がある。
【００２０】
なお、制御する炉内雰囲気の圧力は、インナーカバー内への外気の侵入を防止できるだけの正圧であればよく、＋０．４９〜６．４７  ｋＰａ（＋５０〜６６０ｍｍＨ２Ｏ）の範囲とすることが好ましい。＋０．４９  ｋＰａ（＋５０ｍｍＨ２Ｏ）未満では、急激な炉内圧の変動が発生した場合に対応できず、外気の侵入を招く虞がある。一方、＋６．４７  ｋＰａ（＋６６０ｍｍＨ２Ｏ）を超えると、インナーカバーが浮き上がり、逆に外気の侵入を招いたり、雰囲気ガスのコスト上昇を引き起こしたりする。より好ましくは、＋０．４９〜１．９６  ｋＰａ（＋５０〜２００ｍｍＨ２Ｏ）の範囲である。
【００２１】
雰囲気ガスの圧力を上記範囲に制御する期間は、冷却開始からＴＣの発生する可能性が少ない解体温度までとするのが好ましい。しかし、ＴＣに悪影響が出ない範囲、即ち炉圧が急に変化することのない低い温度域で、徐々に減少させて、通常の状態に戻してもよい。
【００２２】
【実施例】
ＪＩＳ  Ｇ  ３３０３に規定されたぶりき原板ＳＰＢ−Ｔ１〜ＳＰＢ−Ｔ３クラスの冷間圧延後のコイルを、洗浄後、箱型焼鈍炉を用いて均熱温度６３０℃の焼鈍を行い、１５０℃で解体した後、スキンパス圧延し、錫めっき前のコイル準備ライン（ＣＰＬ）に通板した。上記箱型焼鈍の冷却条件は、▲１▼コイルの温度が３５０℃に低下後、炉体の取り外しを行う従来条件の場合、▲２▼均熱焼鈍完了後、直ちに炉体を取り外し、かつ炉圧制御を行わなかった場合、および▲３▼均熱焼鈍完了後、直ちに炉体を取り外し、かつ炉圧を＋０．９８±０．１  ｋＰａ（＋１００±１０ｍｍＨ２Ｏ）に制御を行った場合（発明例）の３条件とし、各条件とも６４コイルずつの焼鈍を行った。そして、これらの焼鈍後コイルの鋼板表面に発生したテンパーカラーの発生状況をＣＰＬで目視判定し。またＴＣの調査と同時に、各条件における積込から解体までの焼鈍時間の比較も行った。
【００２３】
結果を、図２に示した。図２（ａ）は、従来条件である▲１▼の場合におけるテンパーカラーの不良発生率（ＴＣ不良コイル数／全コイル数）を１００とした時の、他条件の不良発生率を不良指数として比較したものである。この図から、本発明によれば、炉体の取り外し温度を上げても、炉圧制御を行うことにより、ＴＣの発生を従来条件以下に防止することができることがわかる。また、図２（ｂ）は、各条件における焼鈍時間の変化を示したものであり、本発明によれば、炉体の取り外し温度を上げることができるため、冷却時間を大幅に短くすることができ、焼鈍時間を約３０％近く短縮できることがわかる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、箱型焼鈍における冷却時間を短縮して焼鈍能率を向上させることができ、かつ鋼板表面のテンパーカラーを有効に防止することができるので、製品の品質向上、生産能率の向上に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の箱型焼鈍炉の炉圧制御方法を示す図である。
【図２】テンパーカラー不良率に及ぼす本発明の効果を示したグラフである。
【符号の説明】
１  炉床ベース
２  ディフーザ
３  チャージプレート
４  コイル
５  対流板
６  インナーカバー
７  循環ファン
８  雰囲気ガス流出口
９  圧力計
１０  出口流量調節弁
１１  演算器
１２  弁開度制御装置
１３  雰囲気ガス流入口
１４  入口流量調節弁
【図１】
2004176141.tif 000003
【図２】
2004176141.tif 000004