(57)【要約】【課題】ストリップを幅方向において均一な温度分布となるように加熱することが可能な連続加熱炉を提供する。【解決手段】連続加熱炉１は、炉内を走行するストリップＳをバーナ８，９により連続的に加熱し、ストリップＳとバーナ８，９の火炎Ｆとの間に設置され、火炎Ｆを受けてその熱を吸収し、当該熱をストリップＳに対して輻射する輻射板７を備えてなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内を走行するストリップをバーナにより連続的に加熱する連続加熱炉において、
前記ストリップと前記バーナの火炎との間に設置され、前記火炎を受けてその熱を吸収し、当該熱を前記ストリップに対して輻射する輻射板を備えてなることを特徴とする連続加熱炉。
【請求項２】
前記輻射板の幅方向の温度分布を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段により測定された温度分布に基づき、前記バーナの火炎長を調整する制御手段とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の連続加熱炉。
【請求項３】
前記輻射板は、前記連続加熱炉の加熱帯に備えられることを特徴とする請求項１又は２記載の連続加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板を製造するためのストリップを加熱する連続加熱炉に関するものであり、特に、ストリップを幅方向に均一に加熱することが可能な連続加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続加熱炉として、例えば図５に示す直火式連続加熱炉３０が知られている（特許文献１参照）。
図５に示す直火式連続加熱炉３０は、直火式バーナ３１を、噴出する火炎が走行搬送される被処理用鋼帯３３に直接あたるように、火炎噴出口を被処理用鋼帯３３に向けて、炉体３２の幅方向に複数個装着している。そして、直火式連続加熱炉３０は、走行搬送される被処理用鋼帯３３の幅に応じて、直火式バーナ３１のうち被処理用鋼帯３３幅の外側に位置する炉壁側に配置された直火式バーナ３１の火炎方向を被処理用鋼帯３３側に向けて可変とし、狭幅の被処理用鋼帯３３Ｓに対してもその端部に該直火式バーナ３１から噴出する火炎３４が衝突するように構成されている。そして、このような直火式連続加熱炉３０によれば、被処理用鋼帯３３幅の外側の直火式バーナ３１の火炎噴出方向を被処理用鋼帯３３の幅に応じて可変とすることにより、幅の異なる種々の被処理用鋼帯３３を幅方向の温度差が生じるのを抑えて加熱することが可能となる。
【特許文献１】実開平５−３７９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、直火式連続加熱炉３０においては、被処理用鋼帯３３を直火式バーナ３１の火炎により直接加熱する構成により以下の問題がある。
すなわち、被処理用鋼帯３３を直火式バーナ３１の火炎により直接加熱する場合、被処理用鋼帯３３においては、直火式バーナ３１の中心軸上をピークとして外方にかけて除々に温度が低くなる山形の温度分布が生じる。そして、被処理用鋼帯３３の幅方向に複数個の直火式バーナ３１を配置すると、被処理用鋼帯３３の幅方向においては、山形の加熱能力の分布が幅方向に重ね合わされることで、幅方向に波状の温度分布が生じることとなる。
【０００４】
したがって、直火式連続加熱炉３０においては、被処理用鋼帯３３を幅方向に均一な温度分布となるように加熱することができず、被処理用鋼帯３３について加熱状態の不均一による品質不良が生じる場合があるという問題がある。
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ストリップを幅方向において均一な温度分布となるように加熱することが可能な連続加熱炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のうち請求項１に係る連続加熱炉は、炉内を走行するストリップをバーナにより連続的に加熱する連続加熱炉において、
前記ストリップと前記バーナの火炎との間に設置され、前記火炎を受けてその熱を吸収し、当該熱を前記ストリップに対して輻射する輻射板を備えてなることを特徴とする。
また、本発明のうち請求項２に係る連続加熱炉は、請求項１記載の連続加熱炉において、前記輻射板の幅方向の温度分布を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段により測定された温度分布に基づき、前記バーナの火炎長を調整する制御手段とを備えてなることを特徴とする。
また、本発明のうち請求項３に係る連続加熱炉は、請求項１又は２に記載の連続加熱炉において、前記輻射板は、前記連続加熱炉の加熱帯に備えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本願請求項１から３に係る連続加熱炉によれば、ストリップと前記バーナとの間に設置され、前記バーナの火炎を受けてその熱を吸収し、当該熱を前記ストリップに対して輻射する輻射板を備えてなる構成により、ストリップを幅方向において均一な温度分布となるように加熱することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態に係る連続加熱炉を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る連続加熱炉の構成を示す概略図である。図２は連続加熱炉の加熱帯の概略を示す正面図である。図３は連続加熱炉の加熱帯の概略を示す平面図である。
連続加熱炉１は、図１に示すように、上流側から順に、予熱帯２と、加熱帯３と、均熱帯４との３つの帯を連続して備えてなる。
【０００８】
そして、加熱帯３においては、図２及び図３に示すように、搬送ロール６により搬送されるストリップＳの鉛直方向上方及び下方に備えられる輻射板７と、両側壁１０において、ストリップＳの流れ方向（図３における上下方向）に複数設置される上側バーナ８及び下側バーナ９と、輻射板７に設置される温度測定装置１１と、温度測定装置１１と接続される計算機１２と、計算機１２と接続される制御装置１３とが備えられている。輻射板７を加熱帯３において備える理由は、ストリップＳの品質不良を防止するためには、加熱帯３の出側においてストリップＳの幅方向（図２における左右方向）における温度分布を均一とすることが要求されるためである。
【０００９】
輻射板７は、熱伝導率の高い金属により略方形の板状に形成されている。そして、輻射板７は、ストリップＳの上方及び下方における、ストリップＳの表面とバーナ８，９から噴出される火炎Ｆとの間の位置に備えられ、ストリップＳと輻射板７とが略並行となるように設置される。この場合において、輻射板７は、輻射板７の幅方向両端部を支持する支持部１５を介し、シリンダー１６によりストリップＳに対して鉛直方向に上下動自在に設置されている。また、輻射板７は、幅方向寸法がストリップＳの幅方向寸法と略同一又はそれ以上に形成され、流れ方向寸法が加熱帯３の流れ方向寸法と略同一に形成される。なお、本実施の形態において、輻射板７は流れ方向に連続しているが、バーナ部のみに不連続に設置してもよく、また、加熱帯３の流れ方向での一部に設置することも可能である。
【００１０】
上側バーナ８は、上側の輻射板７の上面側の両側壁１０において、隣接する上側バーナ８と対向する上側バーナ８とが、ストリップＳの流れ方向においてそれぞれ交互に位置するように千鳥状に設置される。そして、各上側バーナ８は、噴出する火炎Ｆが上側の輻射板７の上面にあたるように、火炎Ｆ噴出方向がストリップＳの流れ方向と直行する方向となるように設置されている。
【００１１】
下側バーナ９は、下側の輻射板７の下面側の両側壁１０において、隣接する下側バーナ９と対向する下側バーナ９とが、ストリップＳの流れ方向においてそれぞれ交互に位置するように千鳥状に設置される。そして、各下側バーナ９は、噴出する火炎Ｆが下側の輻射板７の下面にあたるように、火炎Ｆ噴出方向がストリップＳの流れ方向と直行する方向となるように設置されている。
【００１２】
そして、上側バーナ８と下側バーナ９とは、両側壁１０のうち一方の側壁１０に設置された上側バーナ８と他方の側壁１０に設置された下側バーナ９とが、ストリップＳの幅方向から見て一致する位置となるように設置される。
各バーナ８，９は、燃料ガスと燃焼用空気とを混合して燃焼された燃焼ガスを噴出することで火炎Ｆを形成する一般的なバーナが用いられており、燃料ガス及び燃焼用空気の噴出量を制御することで、火炎Ｆの火炎長を調整することが可能となっている。
【００１３】
温度測定装置１１は、複数の熱電対２０により構成され、各熱電対２０は、上下両輻射板７の幅方向から見た同一位置における幅方向の温度分布を測定するべく、本実施形態においては、各輻射板７の幅方向両端部ａ，ｂ及び中間部ｃの３ヶ所において設置される。なお、本実施形態においては、熱電対２０は、各輻射板７の幅方向両端部ａ，ｂ及び中間部ｃの３ヶ所において設置しているが、輻射板７の幅方向における熱電対２０の設置数は、適宜増減することが可能であり、設置数を増やすことにより、輻射板７の幅方向における温度分布をより詳細に測定することが可能となる。そして、温度測定装置１１により測定された、輻射板７の幅方向両端部ａ，ｂ及び中間部ｃの各温度データは、計算機１２へと出力される。
【００１４】
計算機１２は、温度測定装置１１から入力された上下両輻射板７の幅方向両端部ａ，ｂ及び中間部ｃの各温度データに基づき、各輻射板７の幅方向における温度分布を算出する。そして、計算機１２は、算出された温度分布に基づき、輻射板７の幅方向において温度が低くなっている位置の温度上昇を図るべく、バーナ８，９の火炎Ｆの先端部の位置と輻射板７の幅方向における温度が低くなっている位置とが一致するように、バーナ８，９の火炎長を調整する火炎長調整指令を、制御手段１３に対して出力する。
制御手段１３は、計算機１２から入力された火炎長調整指令に基づき、バーナ８，９の燃料ガス及び燃焼用空気の噴出量を調整することで、火炎Ｆの火炎長を調整する。
【００１５】
次に、連続加熱炉１によりストリップＳの温度制御を行う作用について説明する。
予熱帯２において予熱が行なわれたストリップＳは、搬送ロール６により加熱帯３内に搬送される。
加熱帯３内においては、上下の輻射板７は、バーナ８，９の火炎Ｆの熱を吸収することにより加熱される。そして、輻射板７は、熱の吸収とともに、吸収した熱の輻射を行う。
そして、加熱帯３内に搬送されたストリップＳは、上下の輻射板７間を通過していくことにより、上下の輻射板７からの輻射熱により、加熱帯３内を搬送される伴い急速に加熱されていく。
【００１６】
この場合において、輻射板７の幅方向における温度は温度測定装置１１により常時測定されており、かかる温度データは計算機１２に送られて、計算機１２においては各輻射板７の幅方向における温度分布を常時算出する。
ここで、例えば、上側の輻射板７の幅方向における温度分布が、左端部ａの温度が右端部ｂ及び中間部ｃの温度に対して低くなっている場合には、計算機１２は、右端部ｂ側の側壁１０に設置されている上側バーナ８の火炎Ｆの先端部が、輻射板７の左端部ａに位置するように、右端部ｂ側の側壁１０に設置されている上側バーナ８の火炎長を調整する火炎長調整指令を、制御手段１３に対して出力する。
そして、かかる火炎長調整指令を受けた制御手段１３は、その指令の通りに右端部ｂ側の側壁１０に設置されている上側バーナ８の火炎Ｆの火炎長を調整し、これにより、上側の輻射板の左端部ａが上側バーナ８の火炎Ｆの先端部により加熱される。
【００１７】
同様にして、上側の輻射板７の幅方向における温度分布が、右端部ｂの温度が左端部ａ及び中間部ｃの温度に対して低くなっている場合には、左端部ａ側の側壁１０に設置されている上側バーナ８の火炎Ｆの火炎長が調整され、上側の輻射板の右端部ｂが上側バーナ８の火炎Ｆの先端部により加熱される。また、上側の輻射板７の中間部ｃの温度が左端部ａ及び右端部ｂの温度に対して低くなっている場合には、両側壁１０に設置されている上側バーナ８の両方又は一方の火炎Ｆの火炎長が調整され、上側の輻射板の中間部ｃが上側バーナ８の火炎Ｆの先端部により加熱される。なお、上側の輻射板７と下側の輻射板７とでは、互いに独立して上記温度制御が行われるが、上側の輻射板７と下側の輻射板７とにおける温度制御は同一の方法により行なわれる。
【００１８】
上記温度制御の結果、上下輻射板７を、幅方向において均一な温度分布となるように加熱することが可能となる。そして、上下輻射板７の幅方向において均一な温度分布を達成することで、上下輻射板７からストリップＳに対して輻射される輻射熱を幅方向において均一とすることができ、その結果、上下輻射板７の輻射熱により加熱されるストリップＳにおいて、幅方向において均一な温度分布となるように加熱することが可能となる。
【００１９】
そして、加熱帯３において幅方向において均一な温度分布となるように加熱されたストリップＳは、搬送ロール６により均熱帯４へと搬送されていく。
このような、連続加熱炉１によれば、ストリップＳについて、その幅方向において温度差が生じることに基づく品質不良の発生を防止することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態においては、種々の変更を行うことが可能である。
【００２０】
例えば、本実施形態においては、輻射板７は加熱帯３においてのみ適用されているが、予熱帯２、加熱帯３及び均熱帯４のうち１つ以上において適用することも可能である。
また、本実施形態においては、上側バーナ８及び下側バーナ９は、両側壁１０において備えられているが、連続加熱炉１内において天面及び底面に備える構成としても構わない。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明例に係る連続加熱炉１によりストリップＳを加熱した場合と、輻射板７を備えずにバーナ８，９の火炎ＦによりストリップＳを直接加熱する比較例に係る加熱炉（以下、直火式加熱炉という）によりストリップＳを加熱した場合とを比較してその効果を説明する。
図４（ａ）は、本発明例に係る連続加熱炉１によりストリップＳを加熱した場合のストリップＳの幅方向温度分布を示す図である。図４（ｂ）は、比較例に係る直火式加熱炉によりストリップＳを加熱した場合のストリップＳの幅方向温度分布を示す図である。
【００２２】
図４に示すように、直火式加熱炉によりストリップＳを加熱した場合、ストリップＳの幅方向中央部と両端部とで約５０℃の温度差が生じるのに対し、連続加熱炉１によりストリップＳを加熱した場合、ストリップＳの幅方向中央部と両端部との温度差は１０℃以下に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る連続加熱炉の構成を示す概略図である。
【図２】連続加熱炉の加熱帯の概略を示す正面図である。
【図３】連続加熱炉の加熱帯の概略を示す平面図である。
【図４】本発明例に係る連続加熱炉によりストリップＳを加熱した場合のストリップＳの幅方向温度分布と比較例に係る直火式加熱炉によりストリップＳを加熱した場合のストリップＳの幅方向温度分布との比較例を示す図である。
【図５】特許文献１に係る直火式連続加熱炉の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  連続加熱炉
２  予熱帯
３  加熱帯
４  均熱帯
Ｓ  ストリップ
６  搬送ロール
７  輻射板
８  上側バーナ
９  下側バーナ
１０  側壁
１１  温度測定装置
１２  計算機
１３  制御装置
１５  支持部
１６  シリンダー
２０  熱電対
Ｆ  火炎
３０  直火式連続加熱炉
３１  直火式バーナ
３２  炉体
３３  被処理用鋼帯
３４  火炎
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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