(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる熱処理条件の複数のストリップを縦続状に接続して、加熱炉に順に連続的に通し、
加熱炉内においては、夫々のストリップに対して相互に炉温を異ならせ、かつ、その異なる炉温のガスを夫々加熱用ガスとして吹き付けることにより夫々のストリップを夫々浮揚させながら加熱する操炉方法において、
上記炉温を、先行のストリップの加熱用の温度にした状態において、先行のストリップをそれに所定の加熱を与える為の搬送速度で通し、
次に先行のストリップが加熱炉内通過中において、先行のストリップが終端近くなったならば、
上記加熱炉内の加熱用ガスの吹き出し量を最大に変更し、
且つ上記搬送速度をその最大の吹き出し量の加熱用ガスでもって先行のストリップに所定の加熱を与える為の速度に変更することと、
上記炉温を後続のストリップの加熱用の炉温に向けて変更し、
さらに上記搬送速度を該変更中の炉温の加熱用ガスでもって先行のストリップに所定の加熱を与える為の速度に変更することを行い、
さらに先行のストリップと後続のストリップとの接続部を加熱炉内に通過させるに当たって、加熱炉内の加熱用ガスの吹き出し量を、上記最大の吹き出し量からストリップの浮揚に必要な最小限の吹き出し量の間で制御し、
次に加熱炉に後続のストリップを通す状態となった後は、炉温を後続のストリップの加熱用の温度にした状態で、搬送速度を後続のストリップに所定の加熱を与える為の速度に変更すること
を特徴とする加熱炉の操炉方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は連続式の加熱炉の操炉方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続式の加熱炉において被処理材を加熱する場合、被処理材を加熱炉に連続的に通すと共に、被処理材が加熱炉内を搬送される間にそれに加熱用のガスを吹き付けて加熱している。この場合、上記加熱用ガスの温度は、被処理材に施す熱処理に応じてそれに適する温度に設定している。
【０００３】
上記のような方法によれば被処理材を連続的に能率良く加熱できる。又被処理材の熱処理に応じてそれに適した温度の加熱用ガスで加熱するので、適正な加熱を施すことができる。例えば被処理材を単に焼鈍する場合には、加熱用ガスの温度と被処理材の所定の加熱温度との差（サーマルヘッドと呼ばれる）がやや大きくなるように加熱用ガスの温度を高く設定しておいて、被処理材の昇温を迅速に行わせて生産性を向上させたり、又、被処理材の部分焼鈍を行う場合は、上記サーマルヘッドが小さくなるように加熱用ガスの温度を設定することによって、被処理材を精度高く所定温度に加熱して硬度斑の無い良品質の製品の生産を可能にすることができる。
【０００４】
ところで、被処理材に対する熱処理が終了し、次に別の被処理材に別の熱処理を行う場合には、次のように加熱炉の操作を行っている。即ち、先の被処理材が終了した後、上記加熱用ガスの温度を次の被処理材の加熱用の温度に変更する。その変更作業を行っている間、上記先の被処理材にはダミー材を接続してそれを加熱炉に通しておく。そして上記加熱用ガスの温度の変更が完了したならば、上記別の被処理材を上記ダミー材に接続して加熱炉に通し、それの加熱を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記加熱用ガスの温度を変更させるには長時間を要し、上記従来の方法ではその長時間の間、加熱炉としての操業が実質上休止状態となる為、炉の生産性が低下するという問題点があった。
【０００６】
本願発明の加熱炉の操炉方法は上記従来技術の問題点（技術的課題）を解決する為に提供するものである。
第１の目的は、被処理材を加熱炉に連続的に通しながらそれを加熱することによって、被処理材を能率良く加熱できるようにすることである。
第２の目的は、別の被処理材に別の熱処理の為の加熱を施す場合、加熱用ガスの温度を変更させることによって、その熱処理に適した温度条件で加熱ができるようにすることである。
第３の目的は、一つの被処理材に対する加熱を行い、次に別の被処理材に別の温度の加熱用ガスによって加熱を行う場合、先の被処理材を加熱炉に通して加熱を行っている間に加熱用ガスの温度を次の被処理材の加熱用の温度に変更してしまうことにより、先の被処理材の加熱が終了したときには先の被処理材に連続させて次の被処理材を加熱炉に通してその加熱を行うことが出来て、加熱炉を休止期間無く稼働させその生産性を向上させられるようにすることである。
第４の目的は、上記のように先の被処理材の加熱を行っている間に加熱用ガスの温度を次の被処理材の加熱用の温度に変更してしまうものであっても、先の被処理材に対しては適正な加熱を行うことが出来て、その被処理材の品質を保持できるようにすることである。
本願発明の他の目的は、先の被処理材である先行のストリップと次の被処理材である後続のストリップとの接続部が加熱炉内を通過するに伴って加熱用ガスの吹き出し量を制御する場合、その制御可能幅が広くて制御を容易に行い得るようにすることである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明における加熱炉の操炉方法は、
異なる熱処理条件の複数のストリップを縦続状に接続して、加熱炉に順に連続的に通し、
加熱炉内においては、夫々のストリップに対して相互に炉温を異ならせ、かつ、その異なる炉温のガスを夫々加熱用ガスとして吹き付けることにより夫々のストリップを夫々浮揚させながら加熱する操炉方法において、
上記炉温を、先行のストリップの加熱用の温度にした状態において、先行のストリップをそれに所定の加熱を与える為の搬送速度で通し、
次に先行のストリップが加熱炉内通過中において、先行のストリップが終端近くなったならば、
上記加熱炉内の加熱用ガスの吹き出し量を最大に変更し、
且つ上記搬送速度をその最大の吹き出し量の加熱用ガスでもって先行のストリップに所定の加熱を与える為の速度に変更することと、
上記炉温を後続のストリップの加熱用の炉温に向けて変更し、
さらに上記搬送速度を該変更中の炉温の加熱用ガスでもって先行のストリップに所定の加熱を与える為の速度に変更することを行い、
さらに先行のストリップと後続のストリップとの接続部を加熱炉内に通過させるに当たって、加熱炉内の加熱用ガスの吹き出し量を、上記最大の吹き出し量からストリップの浮揚に必要な最小限の吹き出し量の間で制御し、
次に加熱炉に後続のストリップを通す状態となった後は、炉温を後続のストリップの加熱用の温度にした状態で、搬送速度を後続のストリップに所定の加熱を与える為の速度に変更するものである。
【０００８】
【作用】
縦続状に接続した被処理材を順に加熱炉に通してそれらを加熱する場合、加熱用ガスの温度を先行の被処理材の加熱用の温度にした状態において、先行の被処理材をそれに所定の加熱を与える為の搬送速度で通す。従って先行の被処理材に適正な加熱を行うことができる。先行の被処理材が終端近くになったならば該先行の被処理材の通過中において、上記加熱用ガスの温度を後続の被処理材の加熱用の温度に変更する。この場合、被処理材の搬送速度を該変更中の温度の加熱用ガスでもって先行の被処理材に所定の加熱を与える為の速度に変更する。従って加熱用ガスの温度変更にも拘わらず先行の被処理材には適正な加熱ができる。加熱炉に後続の被処理材を通す状態となった後は、搬送速度を後続の被処理材に所定の加熱を与える為の速度に変更するので、後続の被処理材にも適正な加熱ができる。
【０００９】
【実施例】
以下本願の実施例を示す図面について説明する。図１において、Ａは被処理材を連続的に熱処理する為の連続式熱処理炉を示し、例えば周知のように被処理材を連続的に加熱する為の加熱炉１と加熱された被処理材を連続的に冷却する為の冷却室２とから構成している。加熱炉１は符号３〜９で示す要素から構成してある。即ち、３は炉体、４は被処理材の入口、５は出口、６は被処理材の加熱及び浮揚の為にそれに加熱用ガスを吹き付けるようにした吹き付け手段を示し、被処理材に向けて加熱用ガスを吹き出してその加熱及び浮揚状態での保持を行う為の上下のプレナムチャンバー７と、炉体３内の加熱用ガスを上記吹き出しの為に上下のプレナムチャンバー７に送り込む為のファン８とから構成したものを例示する。上記上側のプレナムチャンバーの下面と下側のプレナムチャンバーの上面には夫々多数の加熱用ガスの吹き出し口が設けてある。上記吹き付け手段６は被処理材に対する加熱用ガスの吹き付け量を可変に構成している。例えばプレナムチャンバー７からの加熱用ガスの吹き出し速度を可変にすることによって吹き付け量が可変となるようにしている。しかし吹き付け速度を一定のまま、プレナムチャンバー７から被処理材に向けての加熱用ガスの吹き出し量そのものを可変にしても良い。前者の具体的手段としては、例えばファン８の回転数を可変に構成し、それを増大或いは減少させてプレナムチャンバー７からの加熱用ガスの吹き出し速度を増大或いは減少させる。或いは、ファン８からプレナムチャンバー７に至る加熱ガスの量をその途中に設けるダンパーによって変化させる。後者の具体的手段としては、プレナムチャンバー７における被処理材との対向面において夫々被処理材に向けて加熱用ガスを吹き出すために設けてある多数の吹き出し口の内、加熱用ガスの吹き出しを行うものの数を変化させる。尚前者の手段と後者の手段とはそれらを任意に組み合わせて行うようにしても良い。上記加熱炉１は被処理材の通過方向（図の左右方向）に複数のゾーンに分けられていて（図では簡単の為に二つのゾーンZ1，Z2に分けた例を示す）、上記吹き付け手段６は各々のゾーン毎に設けられており、ゾーン毎に個別に上記吹き付け量を変更出来るようにしてある。次に９は炉体３内の加熱用ガスを加熱する為の加熱手段で、発熱量が可変のものであり、例えばバーナーを示すが、ラジアントチューブ、電熱線等を用いても良い。
【００１０】
上記冷却室２も同様に周知の構成であり、11はケーシング、12は冷却用ガスの吹き付け手段の存在を示し、13は被処理材に冷却用ガスを吹き付けてその冷却及び浮揚状態での保持を行うための上下のプレナムチャンバーを示す。上記出口５は冷却室２に対しては入口となっている。尚図示はしないが上記熱処理炉Ａは加熱炉１及び冷却室２に順に挿通される被処理材の搬送の為の駆動を行う駆動手段を備えており、該駆動手段は被処理材の搬送速度を可変に構成してある。M1，M2は夫々被処理材として示すストリップで、順に上記熱処理炉Ａに通すために縦続状に接続してあり、先に炉Ａに通すM1を先行のストリップ、その後に続けて炉Ａに通すM2を後続のストリップと呼ぶ。Ｊは前者の終端と後者の始端との接続部（板継部と呼ばれる）を示す。これらのストリップは例えばアルミ、銅、ステンレスなどの金属ストリップで、厚みは０．３mm〜４mm、幅は数百mm〜２千mmなど様々である。
【００１１】
上記構成の熱処理炉ＡにおけるストリップM1の熱処理（例えば部分焼鈍）は次の通りである。炉体３内の加熱用ガスを上記ストリップM1の加熱用の温度（例えば５００℃）に設定する。その状態においてストリップM1を炉Ａに通す。即ち加熱炉１に対して、その入口４から炉体３内に導入し、炉体３内を搬送し、出口５を通して冷却室２に至らせ、冷却室２内を搬送する。この際のストリップM1の搬送速度は上記加熱用の温度にてストリップM1に所定の加熱を与える為の搬送速度である。上記のようにストリップM1が搬送される状態において、加熱炉１においてはプレナムチャンバー７から吹出される加熱用ガスがストリップM1に吹き付けられ、ストリップM1を浮揚させながらそれの加熱が行われる。上記状態でストリップM1が加熱炉１内を移動することにより、ストリップM1は所定の温度（例えば４００℃）まで昇温する。次に冷却室２においてはプレナムチャンバー13から吹出される冷却用ガスによってストリップM1を浮揚させながらそれの冷却が行われる。このようにしてストリップM1の部分焼鈍が連続的に行われる。
【００１２】
次に上記ストリップM1に別のストリップM2を縦続状に接続して、それらのストリップM1，M2に夫々異なる熱処理（例えばストリップM1には上記部分焼鈍、ストリップM2には完全焼鈍）を施す為に、加熱炉１においてそれらのストリップM1，M2を相互に異なる温度の加熱用ガスで加熱する場合の操作を説明する。先ずストリップM1の加熱の為の炉温（加熱炉１内の加熱用ガスの温度。例えば前記５００℃）に比べてストリップM2の加熱の為の炉温（例えば６５０℃）が高い場合を図２に基づいて説明する。
【００１３】
期間21においては先行ストリップM1を通常の条件下で加熱する。即ち通常の如く先行ストリップM1の加熱に適合する条件の搬送速度22、炉温23、及びプレナムチャンバーからの加熱用ガスの吹き出し速度24の状態で先行ストリップM1を加熱炉１に通しその加熱を行う。次に先行ストリップM1が終端近くになったならばダミーレス制御の為の準備制御25を行う。即ち加熱用ガスの吹き出し量を最大にする。例えば本例では符号26で示す如く加熱用ガスの吹き出し速度を最大速度（１００％の吹き出し速度）27まで上昇させる。それに伴い、ストリップの搬送速度をその最大の吹き付け量の加熱用ガスでもって先行のストリップM1に所定の加熱を与える為の速度に変更する。即ちそのように吹き出し速度を上昇させても加熱炉１内を通過中のストリップM1には所定の熱量の加熱が行われるよう、符号28で示す如く搬送速度を上記最大の吹き出し速度27に対応する速度29まで上昇させる。
【００１４】
次に上記準備制御の完了後ダミーレス制御、即ち、炉温の変更時もストリップの熱処理操業を継続して行う制御31を行う。その制御は、先ず符号32で示す如く炉温を後続ストリップM2の加熱の為の温度33（例えば６５０℃）まで上昇させる。そしてその変更に伴い、上記搬送速度を該変更中の温度の加熱用ガスでもって先行のストリップM1に所定の加熱を与える為の速度に変更する。即ち上記炉温の上昇過程及び上昇後においては、そのように炉温を上昇させてもストリップM1が加熱炉１内を通過中に所定の熱量の加熱が行われるよう、搬送速度を各炉温に応じた速度に設定及び上昇制御34し、上記温度33に対応する速度35まで上昇させる。尚上記搬送速度は、ストリップの厚みや幅などの材料条件と、加熱炉１における輻射や噴流による対流などの熱伝達条件から、ストリップにそれが設定温度にまで加熱される熱量が与えられるように、例えば演算によって求める。
【００１５】
次に上記のような操作の後、板継部Ｊが加熱炉１の入口４にさしかかり、加熱炉１内を通過し出口５から退出する過程においては、周知の板継部制御37を行う（吹き出し速度の変更38及びそれに伴う搬送速度の変更39）。
【００１６】
その後炉体３の全長に対して後続のストリップM2を通す状態となった期間40においては、搬送速度を後続ストリップM2に所定の加熱を与える為の速度41に変更し、又加熱用ガスの吹き出し速度も同様の速度43に変更し、それらの搬送速度41、吹き出し速度43、及び新たな炉温42（前記変更された炉温33に等しい）の下で後続のストリップM2の加熱を行う。
【００１７】
以上のような操作により、先行ストリップM1に対してはそれの熱処理（例えば部分焼鈍）に適合した炉温（例えば５００℃）でもって適正な温度（例えば４００℃）までの加熱を行うことができ、また後続ストリップM2に対してもそれの熱処理（例えば完全焼鈍）に適合した炉温（例えば６５０℃）でもって適正な温度（例えば５３０℃）までの加熱を行うことができる。
【００１８】
なお上記符号26，28で示した操作と、符号32，34で示した操作とは、符号32，34の操作を先に行い、符号26，28の操作を後から行っても良い。
【００１９】
次にストリップM1の加熱の際の炉温に比べてストリップM2の加熱の際の炉温が低い場合を図３に基づいて説明する。この場合の操作は上記図２の場合の操作と一部を除いて同様であって説明が重複するので、同様の部分については上記図２と同じ符号を付して重複する説明を省略し、相違部分のみについて説明を行う。即ちダミーレス制御31の期間においては、符号45で示す如く炉温を後続ストリップM2の加熱に適する温度33まで下降させる。そしてその下降過程においては、そのように炉温を下降させてもストリップM1が加熱炉１内を通過中に与えられる熱量が変化せぬよう、搬送速度を各炉温に応じた搬送速度に設定及び下降制御46し、上記温度33に対応する速度35まで下降させる。
【００２０】
次に上記板継部制御を説明する。先ず先行ストリップM1の板厚が薄く後続ストリップM2の板厚が厚い場合を図４に基づき説明する。板継部Ｊが加熱炉１の導入口４に近付いたならば、搬送速度を上記速度35から符号51で示すように上記速度41に下降させる。その下降に伴い、吹き出し速度を上記最大速度27から、符号52で示すように、上記速度41において先行ストリップM1に所定の熱量を与えることのできる速度53に下降させる。この場合、吹き出し速度53の制御可能な範囲は、上記最大速度27から、ストリップM2の安定浮揚を可能にできる下限の速度までの全域がその範囲となるので、速度53の設定が容易である。次に上記状態において板継部ＪがゾーンZ1とゾーンZ2との境界54を通り過ぎたならば、ゾーンZ1における吹き出し速度を符号55で示すように上記吹き出し速度43に上昇させる。そして板継部Ｊが出口５を通り過ぎたならば、ゾーンZ2における吹き出し速度も符号56で示すように上記吹き出し速度43に上昇させる。
【００２１】
次に先行ストリップM1の板厚が厚く後続ストリップM2の板厚が薄い場合を図５に基づき説明する。板継部Ｊが加熱炉１の導入口４に近付いたならば、ゾーンZ1における吹き出し速度を、上記最大速度27から符号52で示すように上記速度35において後続ストリップM2に所定の熱量を与えることの出来る速度53に下降させる。次に上記状態において板継部ＪがゾーンZ1とゾーンZ2との境界54に近付いたならば、符号52’で示す如くゾーンZ2における吹き出し速度をゾーンZ1と同様に速度53に下降させる。一方、搬送速度は、板継部Ｊが加熱炉１内を通過している間は上記速度35のままで搬送を行い、板継部Ｊが導出口５を通り過ぎたならば符号57で示すように上記速度41に上昇させる。そして吹き出し速度も符号56で示すように上記吹き出し速度43に上昇させる。
【００２２】
次に上記ストリップは三つ以上を縦続状に接続して順に熱処理を行っても良い。この場合、本件明細書中においては、加熱炉１に対して先頭のストリップを通すときにはそのストリップを先行のストリップと呼び、それに続く２番目のストリップを後続のストリップと呼ぶ。又加熱炉１に対して２番目のストリップを通すときにはそのストリップを先行のストリップと呼び、それに続く３番目のストリップを後続のストリップと呼ぶ。以降も同様の考えで、加熱炉１に挿通するストリップを先行のストリップ、その後に引き続いて加熱炉１に通す順番のストリップを後続のストリップと呼ぶ。
【００２３】
次に、上記実施例では被処理材へのガスの吹き付け手段としてプレナムチャンバー式のものを例示したが、該手段は静圧パッドと動圧ノズルによるものであってもよい。又、連続式熱処理炉としてフローティング炉を例示したが、カテナリー炉その他の連続式炉であっても良い。更に、被処理材は帯材に限らず線材であっても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、請求項１の構成によって前記第１から第４の目的を達成して、次の効果がある。即ち、
被処理材M1を加熱する場合、加熱炉１に被処理材M1を連続的に通しながらそれを加熱するから、被処理材M1を能率良く加熱できる効果がある。
又別の被処理材M2に別の熱処理の為の加熱を施す場合には、加熱用ガスの温度を変更させることによって、それの熱処理に適した温度条件で加熱ができる効果がある。
更に、一つの被処理材M1に対する加熱を行い、次に別の被処理材M2に別の温度の加熱用ガスによって加熱を行う場合、本願発明においては先の被処理材M1を加熱炉１に通してその加熱を行っているときに加熱用ガスの温度を次の被処理材M2の加熱用の温度に変更してしまうので、先の被処理材M1の加熱が終了したときにはその被処理材M1に連続させて次の被処理材M2を加熱炉１に通してその加熱を行うことが出来、加熱炉を休止期間を差し挟むことなく稼働させることが出来てその生産性を向上させ得る利点がある。
しかも上記のように先の被処理材M1の加熱を行っている間に加熱用ガスの温度を次の被処理材M2の加熱用の温度に変更してしまうものであっても、その温度の変更の時には、被処理材M1の搬送速度をそれに所定の加熱を与える為の速度に変更させるので、先の被処理材M1に対しては適正な加熱を行うことが出来て、その被処理材の品質を保持できる効果がある。
更に本願発明は請求項２の構成によって、前記第１から第４の目的の他に前記他の目的も達成して次の効果がある。即ち、
上記先行のストリップM1の通過中においてストリップに対する加熱用ガスの吹き出し量を予め最大にしておくので、先行のストリップM1と後続のストリップM2との接続部Ｊを加熱炉１内に通過させるに当たって加熱用ガスの吹き出し量を制御する場合には、ストリップの浮揚に必要な最小限から上記最大までの間の全域が制御可能幅となり、従って適正な制御を容易に行うことが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続式熱処理炉の一部を略示する図。
【図２】加熱用ガスの温度を上昇させる場合の操作を説明する図。
【図３】加熱用ガスの温度を下降させる場合の操作を説明する図。
【図４】先行ストリップに比べ後続ストリップが厚い場合の板継部制御を説明する図。
【図５】先行ストリップに比べ後続ストリップが薄い場合の板継部制御を説明する図。
【符号の説明】
１  加熱炉
６  吹き付け手段
M1  先行ストリップ
M2  後続ストリップ
【図１】
0003893629.tif 000002
【図２】
0003893629.tif 000003
【図３】
0003893629.tif 000004
【図４】
0003893629.tif 000005
【図５】
0003893629.tif 000006