(57)【要約】【課題】  金属ストリップを加熱処理するのに用いる熱処理炉において、様々な種類の金属ストリップを１つの熱処理炉で適切に加熱処理できるようにする。【解決手段】  金属ストリップ１を加熱させる加熱帯１２と、加熱帯において加熱された金属ストリップを冷却させる冷却帯１３と、冷却帯において冷却された金属ストリップを保持させる保持帯１４とを備えた熱処理炉において、保持帯内に金属ストリップを移動させる距離が長いルートと短いルートとを設け、金属ストリップの種類に応じて、金属ストリップを移動させるルートを切り換えるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップを加熱させる加熱帯と、加熱帯において加熱された金属ストリップを冷却させる冷却帯と、冷却帯において冷却された金属ストリップを保持させる保持帯とを備えた熱処理炉において、上記の保持帯内に金属ストリップを移動させる距離が長いルートと短いルートとを設け、上記の金属ストリップの種類に応じて、金属ストリップを移動させるルートを切り換えるようにしたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
請求項１に記載した熱処理炉において、上記の保持帯内に所要数の上ローラと下ローラとを設け、金属ストリップを移動させる距離が長いルートにおいては、金属ストリップを上ローラと下ローラとの間を移動させる一方、金属ストリップを移動させる距離が短いルートにおいては、金属ストリップを下ローラの間だけを移動させるようにすると共に、上記の上ローラと下ローラとの間に、金属ストリップを通過させるスリットを有する遮蔽板を設けたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した熱処理炉において、上記の保持帯により保持された金属ストリップを導出させる出口側に、この金属ストリップをメッキするメッキ槽を設けたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項４】
請求項３に記載した熱処理炉において、上記の保持帯により保持された金属ストリップをメッキ槽に導く前の出口側に加熱装置を設けたことを特徴とする熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属ストリップを加熱処理するのに用いる熱処理炉に係り、特に、金属ストリップを加熱させる加熱帯と、加熱帯において加熱された金属ストリップを冷却させる冷却帯と、冷却帯において冷却された金属ストリップを保持させる保持帯とを備えた熱処理炉において、様々な種類の金属ストリップを１つの熱処理炉で適切に加熱処理できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属ストリップを加熱処理するのに熱処理炉が使用されている。
【０００３】
そして、このような熱処理炉としては、一般に金属ストリップを加熱させる加熱帯と、加熱帯において加熱された金属ストリップを冷却させる冷却帯と、冷却帯において冷却された金属ストリップを所定温度に保持させる保持帯とを備えたものが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、近年においては、熱処理炉において加熱処理する金属ストリップとして様々な鋼材で構成されたものが用いられるようになり、通常の鋼材の他に、フェライトとベイナイトと残留オーステナイトとの複合組織からなるＴＲＩＰ鋼や、フェライトとマルテンサイトとの２相組織からなるＤＰ鋼からなる金属ストリップが用いられるようになった。
【０００５】
ここで、通常の鋼材からなる金属ストリップを熱処理炉により加熱処理するにあたり、上記のように冷却帯において冷却された金属ストリップを保持帯において保持させる場合、金属ストリップの温度がある程度均一化されればよく、保持帯において保持させる時間は特に制限されないが、保持帯において保持させる時間が長くなると、保持帯を所定温度に維持させるためのコストが高くつくという問題が生じる。
【０００６】
一方、上記のＴＲＩＰ鋼からなる金属ストリップの場合、冷却帯において冷却された金属ストリップを保持帯において保持させるにあたっては、オーステナイトの一部をベイナイトに変態させ、残りのオーステナイト中における炭素を濃縮させて安定化させるために、保持帯においてこの金属ストリップを４００℃程度の温度である程度の時間以上保持させることが必要になる。
【０００７】
また、上記のＤＰ鋼からなる金属ストリップの場合には、冷却帯において冷却された金属ストリップを保持帯において保持させるにあたり、保持させる時間が長くなると、オーステナイトがマルテンサイトにならずにパーライトやベイナイトに変態してしまい、ＤＰ鋼が得られなくなるという問題があるため、ＤＰ鋼からなる金属ストリップを冷却帯において３００℃程度まで一気に冷却し、このように冷却された金属ストリップを保持帯において保持させる時間を短くすることが必要になる。
【０００８】
そして、上記のように金属ストリップに用いる鋼材の種類によって保持帯において金属ストリップを保持させる時間が異なるため、１つの熱処理炉により様々な種類の金属ストリップを適切に加熱処理することは困難であった。
【特許文献１】特開２００４−１８９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、金属ストリップを加熱処理するのに使用する熱処理炉における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものであり、金属ストリップを加熱させる加熱帯と、加熱帯において加熱された金属ストリップを冷却させる冷却帯と、冷却帯において冷却された金属ストリップを保持させる保持帯とを備えた熱処理炉において、様々な種類の金属ストリップを１つの熱処理炉で適切に加熱処理できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明においては、上記のような課題を解決するため、金属ストリップを加熱させる加熱帯と、加熱帯において加熱された金属ストリップを冷却させる冷却帯と、冷却帯において冷却された金属ストリップを保持させる保持帯とを備えた熱処理炉において、上記の保持帯内に金属ストリップを移動させる距離が長いルートと短いルートとを設け、上記の金属ストリップの種類に応じて、金属ストリップを移動させるルートを切り換えるようにしたのである。
【００１１】
ここで、上記のように保持帯内に金属ストリップを移動させる距離が長いルートと短いルートとを設けるにあたっては、保持帯内に所要数の上ローラと下ローラとを設け、金属ストリップを移動させる距離が長いルートにおいては、金属ストリップを上ローラと下ローラとの間を移動させる一方、金属ストリップを移動させる距離が短いルートにおいては、金属ストリップを下ローラの間だけを移動させるようにすることができる。また、上記の上ローラと下ローラとの少なくとも一方が昇降できるようにし、上ローラと下ローラとの間隔を変更させて、金属ストリップを移動させる距離を変更させるようにすることもできる。
【００１２】
また、上記の上ローラと下ローラとの間に金属ストリップを通過させるスリットを有する遮蔽板を設けると、この遮蔽板によって保持帯内が上ローラ側と下ローラ側とに分離され、金属ストリップを下ローラの間だけを移動させる場合において、遮蔽板より下の部分だけの温度調整を行うようにすることができる。
【００１３】
また、上記のように保持帯において保持された金属ストリップをメッキさせるために、この金属ストリップを導出させる出口側にメッキ槽を設けるようにすることができる。なお、保持帯において保持された金属ストリップの温度がメッキ槽におけるメッキ液の温度よりも低い場合には、メッキ槽に導く前の出口側に加熱装置を設け、この加熱装置により金属ストリップをメッキ槽におけるメッキ液の温度まで加熱させるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明における熱処理炉においては、上記のように冷却帯において冷却された金属ストリップを保持させる保持帯内に、金属ストリップを移動させる距離が長いルートと短いルートとを設け、上記の金属ストリップの種類に応じて、金属ストリップを移動させるルートを切り換えるようにしたため、例えば、ＴＲＩＰ鋼からなる金属ストリップのように、保持帯内においてこの金属ストリップをある程度の時間以上保持させる場合には、この金属ストリップを移動させる距離が長いルートを移動させ、保持帯内における金属ストリップの保持時間を長くすることができる。一方、ＤＰ鋼からなる金属ストリップのように、金属ストリップを保持帯内において保持させる時間を短くする場合には、この金属ストリップを移動させる距離が短いルートを移動させて、保持帯内における金属ストリップの保持時間を短くすることができる。
【００１５】
この結果、この発明における熱処理炉においては、上記のように金属ストリップの種類に応じて、保持帯内において金属ストリップを移動させるルートを切り換えることにより、様々な種類の金属ストリップを１つの熱処理炉で適切に加熱処理することができるようになる。
【００１６】
また、上記のように保持帯内に金属ストリップを移動させる距離が長いルートと短いルートとを設けるにあたり、保持帯内に所要数の上ローラと下ローラとを設けると共に、上ローラと下ローラとの間に金属ストリップを通過させるスリットを有する遮蔽板を設け、金属ストリップを移動させる距離が長いルートにおいて、金属ストリップを上ローラと下ローラとの間を移動させる一方、金属ストリップを移動させる距離が短いルートにおいて、金属ストリップを下ローラの間だけを移動させるようにすると、上記の遮蔽板により保持帯内が上ローラ側と下ローラ側とに分離され、金属ストリップを下ローラの間の短いルートで移動させる場合においては、遮蔽板より下の部分だけの温度調整を行うようにすることができ、温度調整に要するコストを低減することができる。
【００１７】
また、上記のように保持帯において保持された金属ストリップを導出させる出口側にメッキ槽を設けると、上記のように保持帯において保持された金属ストリップを連続してメッキすることができるようになる。また、メッキ槽に導く前の出口側に加熱装置を設けると、上記の保持帯において金属ストリップを保持させる温度を、メッキ槽におけるメッキ液の温度よりも低くした場合にも、この金属ストリップを加熱装置によりメッキ槽におけるメッキ液の温度まで加熱させて、金属ストリップを適切にメッキさせることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施形態に係る熱処理炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る熱処理炉は下記の実施形態に示すものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
【００１９】
この実施形態における熱処理炉においては、図１に示すように、金属ストリップ１を導入口１０から雰囲気ガスが充填された予備加熱帯１１内に導き、この予備加熱帯１１内において上記の金属ストリップ１を雰囲気ガス雰囲気中で間接加熱させて予備加熱するようにしている。
【００２０】
そして、このように予備加熱された金属ストリップ１を予備加熱帯１１から加熱帯１２内に導き、この加熱帯１２内において、上記の金属ストリップ１を、水素ガスを含む還元ガス中で間接加熱して、金属ストリップ１を還元させながら焼鈍させるようにしている。なお、この実施形態においては、上記のように金属ストリップ１を予備加熱帯１１において予備加熱させるようにしたが、必ずしもこのような予備加熱帯１１を設ける必要はない。
【００２１】
そして、このように加熱帯１２内において加熱された金属ストリップ１を、加熱帯１２と同様に水素ガスを含む還元ガスが供給された冷却帯１３内に導き、この冷却帯１３内において上記の金属ストリップ１を所定の温度まで冷却させるようにしている。
【００２２】
次いで、このように冷却帯１３において冷却された金属ストリップ１を保持帯１４内に導き、金属ストリップ１の種類に応じて、この保持帯１４内において金属ストリップ１を長いルート又は短いルートを選択して移動させ、所定温度で適当な時間保持させるようにしている。なお、この実施形態においては、上記の冷却帯１３から保持帯１４に金属ストリップ１を導く連結部分に冷却帯１３と保持帯１４との間を遮断するための遮断装置１５を設けている。
【００２３】
ここで、上記のように金属ストリップ１の種類に応じて、金属ストリップ１を保持帯１４内において長いルート又は短いルートを選択して移動させるにあたり、この実施形態においては、保持帯１４内に所要数の上ローラ１４１と下ローラ１４２とを設けると共に、この上ローラ１４１と下ローラ１４２との間に金属ストリップ１を通過させるスリット１４３ａを有する遮蔽板１４３を設けている。
【００２４】
そして、保持帯１４内における金属ストリップ１の移動距離を長くして、保持帯１４内における金属ストリップ１の保持時間を長くする場合には、図１に示すように、上記の遮蔽板１４３に設けられたスリット１４３ａを通して金属ストリップ１を上ローラ１４１と下ローラ１４２とに架け渡し、上ローラ１４１と下ローラ１４２との間を移動させるようにする。一方、保持帯１４内における金属ストリップ１の移動距離を短くして、保持帯１４内における金属ストリップ１の保持時間を短くする場合には、図２に示すように、金属ストリップ１を下ローラ１４２にだけ架け渡し、下ローラ１４２の間だけを移動させるようにする。
【００２５】
また、このように金属ストリップ１を保持帯１４内において移動させた後は、必要に応じて、この金属ストリップ１を誘導加熱装置等の加熱装置１６によりメッキ槽１７に収容されたメッキ液１７ａの温度まで加熱させて、この金属ストリップ１をメッキ槽１７に導いてメッキするようにしている。なお、この実施形態においては、金属ストリップ１を保持帯１４内において移動させた後、この金属ストリップ１をメッキ槽１７に導いてメッキするようにしたが、この金属ストリップ１をメッキさせない場合にはメッキ槽１７を設ける必要はない。
【００２６】
ここで、上記の実施形態に示した熱処理炉を用いてＴＲＩＰ鋼からなる金属ストリップ１を熱処理して亜鉛メッキするにあたっては、前記のようにオーステナイトの一部をベイナイトに変態させ、残りのオーステナイト中における炭素を濃縮させて安定化させるために、加熱帯１２内において加熱された金属ストリップ１を冷却帯１３内において４００℃程度の温度まで冷却させると共に、この金属ストリップ１を保持帯１４内において４００℃程度の温度である程度の時間以上保持させるように、金属ストリップ１を保持帯１４内において、図１に示すように遮蔽板１４３に設けられたスリット１４３ａを通して金属ストリップ１を上ローラ１４１と下ローラ１４２とに架け渡し、上ローラ１４１と下ローラ１４２との間を移動させるようにする。そして、このように熱処理されたＴＲＩＰ鋼からなる金属ストリップ１を亜鉛メッキする場合、メッキ槽１７におけるメッキ液１７ａの温度が４６０℃程度であるため、上記のように４００℃程度の温度で保持させた金属ストリップ１を、上記の加熱装置１６により４６０℃程度まで加熱させてメッキ槽１７内に導くようにする。
【００２７】
また、上記の実施形態に示した熱処理炉を用いて通常の鋼材からなる金属ストリップ１を熱処理して亜鉛メッキするにあたっては、加熱帯１２内において加熱された金属ストリップ１を冷却帯１３内においてメッキ槽１７におけるメッキ液１７ａの温度に対応する４６０℃程度の温度まで冷却させると共に、この金属ストリップ１を保持帯１４内において４６０℃程度の温度で保持させて移動させ、このように４６０℃程度の温度で保持された金属ストリップ１を加熱装置１６によって加熱することなくメッキ槽１７内に導いてメッキさせるようにする。ここで、鋼材からなる金属ストリップ１を保持帯１４内において４６０℃程度の温度で保持させて移動させるにあたっては、金属ストリップ１の温度がある程度均一化されればよく、長い時間保持させる必要がないため、通常は、図２に示すように、金属ストリップ１を遮蔽板１４３の下に位置する下ローラ１４２にだけ架け渡し、下ローラ１４２の間だけを移動させるようにする。そして、このように金属ストリップ１を遮蔽板１４３の下に位置する下ローラ１４２の間を移動させる場合、この保持帯１４において温度を制御する空間が少なくてすみ、保持帯１４全体の温度を制御する場合に比べて、ランニングコストが低減される。
【００２８】
また、上記の実施形態に示した熱処理炉を用いてＤＰ鋼からなる金属ストリップ１を熱処理して亜鉛メッキするにあたっては、前記のようにオーステナイトがマルテンサイトにならずにパーライトやベイナイトに変態するのを抑制するために、加熱帯１２内において加熱された金属ストリップ１を冷却帯１３内において３００℃程度の温度まで急激に冷却させると共に、このように冷却された金属ストリップ１を早くメッキさせるようにする。このため、ＤＰ鋼からなる金属ストリップ１の場合には、図２に示すように、金属ストリップ１を遮蔽板１４３の下に位置する下ローラ１４２にだけ架け渡し、この空間部分の温度を３００℃程度にして下ローラ１４２の間だけを移動させるようにする。そして、このように３００℃程度に保持させた金属ストリップ１を、上記の加熱装置１６により４６０℃程度まで加熱させてメッキ槽１７内に導き、亜鉛メッキさせるようにする。なお、この場合にも、上記のように保持帯１４において温度を制御する空間が少なくてすみ、保持帯１４全体の温度を制御する場合に比べて、ランニングコストが低減される。
【００２９】
また、上記の実施形態に示した熱処理炉を用いて異なった種類の鋼材からなる金属ストリップ１をつなぎ合わせて連続して熱処理するにあたっては、先の鋼材の熱処理が終了する直前等の適当な段階で、冷却帯１３と保持帯１４との間の連結部分に設けた上記の遮断装置１５により冷却帯１３と保持帯１４との間を遮断させ、その後、保持帯１４内における金属ストリップ１の移動ルートを切り換えるようにする。
【００３０】
なお、この実施形態における熱処理炉においては、保持帯１４内において金属ストリップ１を長いルート又は短いルートを選択して移動させるにあたり、保持帯１４内に所要数の上ローラ１４１と下ローラ１４２とを設け、保持帯１４内における金属ストリップ１の移動距離を長くする場合には、上記の遮蔽板１４３に設けられたスリット１４３ａを通して金属ストリップ１を上ローラ１４１と下ローラ１４２とに架け渡して移動させるようにする一方、保持帯１４内における金属ストリップ１の移動距離を短くする場合には、金属ストリップ１を下ローラ１４２にだけ架け渡して移動させるようにしたが、保持帯１４内において金属ストリップ１を長いルート又は短いルートを選択して移動させるようにする方法は、特にこのような方法に限定されない。例えば、図３に示すように、保持帯１４内に設けた前記の上ローラ１４１を昇降できるようにしておき、金属ストリップ１を遮蔽板１４３に設けられたスリット１４３ａを通して上ローラ１４１と下ローラ１４２とに架け渡し、保持帯１４内における金属ストリップ１の移動距離を長くする場合には、上ローラ１４１を保持帯１４内の上部側に位置させる一方、保持帯１４内における金属ストリップ１の移動距離を短くする場合には、この上ローラ１４１を下降させるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施形態に係る熱処理炉において、保持帯内における金属ストリップの移動距離を長くして、保持帯内における金属ストリップの保持時間を長くするようにした状態を示した概略説明図である。
【図２】同実施形態に係る熱処理炉において、保持帯内における金属ストリップの移動距離を短くして、保持帯内における金属ストリップの保持時間を短くするようにした状態を示した概略説明図である。
【図３】この発明の実施形態に係る熱処理炉において、保持帯内において金属ストリップを長いルート又は短いルートを選択して移動させる場合の変更例を示した概略説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  金属ストリップ
１０  導入口
１１  予備加熱帯
１２  加熱帯
１３  冷却帯
１４  保持帯
１５  遮断装置
１６  加熱装置
１７  メッキ槽
１７ａ  メッキ液
１４１  上ローラ
１４２  下ローラ
１４３  遮蔽板
１４３ａ  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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