(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱帯に誘導加熱炉と輻射管加熱炉を併用する金属帯の縦型連続熱処理炉において、前記誘導加熱炉を各々ハースロールを収容する上部ロール室と下部ロール室ならびに加熱室とに区分して形成し、該上部ロール室と該加熱室の間および該下部ロール室と該加熱室の間は金属帯を通過させる部分を除いて遮蔽させるとともに、前記誘導加熱炉の前記上部ロール室と輻射管加熱炉の間および前記下部ロール室と輻射管加熱炉との間に各々連通路を設け、そのうちの一方はガス流のみの連通路としたことを特徴とする金属帯の連続熱処理炉。
【請求項２】
加熱帯に通電加熱炉と輻射管加熱炉を併用する金属帯の縦型連続熱処理炉において、前記通電加熱炉を各々通電ロールを収容する上部ロール室と下部ロール室ならびに加熱室とに区分して形成し、該上部ロール室と該加熱室の間および該下部ロール室と該加熱室の間は金属帯を通過させる部分を除いて遮蔽させるとともに、前記通電加熱炉の前記上部ロール室と輻射管加熱炉の間および前記下部ロール室と輻射管加熱炉の間に各々連通路を設け、そのうちの一方はガス流のみの連通路としたことを特徴とする金属帯の連続熱処理炉。
【請求項３】
請求項１記載の誘導加熱炉と輻射管加熱炉は、誘導加熱炉と輻射管加熱炉の炉内ガス圧差を制御する手段と輻射管加熱炉から誘導加熱炉のロール室へ流入するガスの流量を制御する手段とを備え、請求項２記載の通電加熱炉と輻射管加熱炉は、通電加熱炉と輻射管加熱炉の炉内ガス圧差を制御する手段と輻射管加熱炉から通電加熱炉のロール室へ流入するガスの流量を制御する手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の金属帯の連続熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷延鋼帯等の金属帯の縦型連続熱処理炉に係わり、加熱帯に誘導加熱炉と輻射管加熱炉を併用する場合、又は通電加熱炉と輻射管加熱炉を併用する場合の縦型連続熱処理炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
縦型連続熱処理炉では上下部に設置された多数のハースロールによって金属帯が保持、搬送されつつ加熱、冷却が行なわれる。
【０００３】
縦型連続熱処理炉の加熱装置としては一般に耐熱鋼管の内部でガスを燃焼させる輻射管（ラジアントチューブ）加熱装置が広く採用されている。
【０００４】
しかし、輻射管加熱装置は、加熱速度が低いためにライン長が長くなり、それに伴って金属帯の蛇行、バックリング、破断等の通板異常が発生し易い。
また，温度制御性、応答性が悪いため、金属帯サイズ、焼鈍（加熱目標）温度等の操業条件を速やかに変更できず、生産性の低下を招いている。
【０００５】
これらの対策として、近年は電磁誘導加熱装置、通電加熱装置等の高速、高応答加熱装置を輻射管加熱装置と併用する例が増加している。
例えば、特開昭５７−９４５２４号公報、特公昭６０−５６４０６号公報等には、電磁誘導加熱装置と輻射管加熱装置を併用する技術が開示されている。
【０００６】
その一例として図３は縦型連続熱処理炉に電磁誘導加熱装置と輻射管加熱装置を併用した場合の概略図である。
【０００７】
図３では縦型加熱炉１内の上下に多数のハースロール２ａ、２ｂが設置されている。鋼帯３が縦型加熱炉１内のハースロール２ａ、２ｂにより上下に走行しながら、熱処理されて、次工程に引抜かれる。
【０００８】
ここでは入側に熱処理するための加熱炉４を設け、輻射管加熱装置４ａを配置し、加熱炉４に続いて急速加熱炉５を設け、電磁誘導加熱装置５ａを配置している。６は均熱炉、７は冷却炉、８は再加熱炉、９は急速加熱炉５の炉温制御装置である。
【０００９】
また、特開平７−９０３９１号公報には通電加熱装置と輻射管加熱装置を併用する技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術には以下のような問題点がある。
輻射管加熱装置と電磁誘導加熱装置の併用では、電磁誘導加熱装置が金属帯のみを加熱し、炉内ガスが加熱されないために、電磁誘導加熱装置のハースロール近傍での板温が炉温よりも高くなり、ロールの金属帯との接触部分が金属帯からの加熱によって、一方、ロールの非接触部分が炉内ガスによって加熱されるので、ロール軸方向に熱勾配を発生し易い。
【００１１】
ハースロールには通板を安定させる目的で初期クラウンが設定されているが、この熱勾配に起因するハースロールの不均一な熱膨張（以降サーマルクラウンという）によって操業時のサーマルクラウンは初期クラウンよりもかなり大きくなり、金属帯にバックリング、あるいは絞りと呼ばれる皺状の欠陥が発生し易い。
【００１２】
また、通電加熱装置では、同様に通電ロールにサーマルクラウンが発生し、上記したサーマルクラウンによる欠陥に加えて、金属帯と通電ロール間の接触不良によりスパークが発生し易い。
【００１３】
本発明は、上記のような問題点の解決を図ったものであり、サーマルクラウンの発生を抑制し、高速かつ高応答の加熱処理が可能な金属帯の縦型連続熱処理炉を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は加熱帯に誘導加熱炉と輻射管加熱炉を併用する金属帯の縦型連続熱処理炉において、前記誘導加熱炉を各々ハースロールを収容する上部ロール室と下部ロール室ならびに加熱室とに区分して形成し、該上部ロール室と該加熱室の間および該下部ロール室と該加熱室の間は金属帯を通過させる部分を除いて遮蔽させるとともに、前記誘導加熱炉の前記上部ロール室と輻射管加熱炉の間および前記下部ロール室と輻射管加熱炉との間に各々連通路を設け、そのうちの一方はガス流のみの連通路としたことを特徴とする金属帯の連続熱処理炉である。
【００１５】
請求項２に係る発明は加熱帯に通電加熱炉と輻射管加熱炉を併用する金属帯の縦型連続熱処理炉において、前記通電加熱炉を各々通電ロールを収容する上部ロール室と下部ロール室ならびに加熱室とに区分して形成し、該上部ロール室と該加熱室の間および該下部ロール室と該加熱室の間は金属帯を通過させる部分を除いて遮蔽させるとともに、前記通電加熱炉の前記上部ロール室と輻射管加熱炉の間および前記下部ロール室と輻射管加熱炉の間に各々連通路を設け、そのうちの一方はガス流のみの連通路としたことを特徴とする金属帯の連続熱処理炉である。
【００１６】
請求項３にかかる発明は、請求項１に係る発明又は請求項２に係る発明において、請求項１記載の誘導加熱炉と輻射管加熱炉は、誘導加熱炉と輻射管加熱炉の炉内ガス圧差を制御する手段と輻射管加熱炉から誘導加熱炉のロール室へ流入するガスの流量を制御する手段とを備え、請求項２記載の通電加熱炉と輻射管加熱炉は、通電加熱炉と輻射管加熱炉の炉内ガス圧差を制御する手段と輻射管加熱炉から通電加熱炉のロール室へ流入するガスの流量を制御する手段とを備えたことを特徴とする金属帯の連続熱処理炉である。
【００１７】
本発明によれば、上記の構成により、輻射管加熱炉の炉圧を誘導加熱炉あるいは通電加熱炉よりも高くすることによって、炉温の高い輻射管加熱炉の炉内ガスを誘導加熱炉のロール室あるいは通電加熱炉のロール室に流入させ、それらのロール室の炉温を上昇させ、流入ガス流量を制御することにより、ロール室内の炉温を板温に近づけてサーマルクラウンを小さくすることができる。
【００１８】
一方、誘導加熱炉あるいは通電加熱炉は上下部ロール室（上部ロール室と下部ロール室）を形成し、上下部ロール室（上部ロール室と下部ロール室）と加熱室の間が金属帯を通過させる部分を除いて遮蔽されているので、輻射管加熱炉の温度の高い炉内ガスが加熱室に直接に多量流入することがなくなり、輻射管加熱炉の炉温を安定して保持できる。
【００１９】
また、輻射管加熱炉の温度の高い炉内ガスが誘導加熱炉の加熱室に直接に流入しないので、加熱室の誘導コイルは過剰な温度上昇による弊害を生じない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図によって説明する。
図１は本発明の一実施の形態を示す側断面図である。
【００２１】
誘導加熱炉と輻射管加熱炉を順次配置した鋼帯の連続熱処理炉の場合を示す。図１において、鋼帯１１は溶接、洗浄、ルーパ等の入側設備を経て誘導加熱炉１２に入る。誘導加熱炉１２には、誘導コイル１３により加熱を行なう加熱室１４と、ハースロール１５を収容する上下部ロール室１６ａ、１６ｂ、１６ｃを形成している。加熱室１４と上下部ロール室１６ａ、１６ｂ、１６ｃはスロート１７ａ、１７ｂ、１７ｃで連通されている。
【００２２】
スロート１７ａ、１７ｂ、１７ｃを用いて、効果的に金属帯を通過させる部分を除いて遮蔽することができる。
【００２３】
誘導加熱炉１２を通過した鋼帯１１は約５００〜６００℃に加熱され、さらに輻射管加熱炉１８で焼鈍温度（６００〜９００℃）まで加熱された後に、均熱、冷却処理される。
【００２４】
本発明では誘導加熱炉１２の上下部ロール室１６ｃ、１６ｂと輻射管加熱炉１８との間に連通路１９ａ、１９ｂを設け、連通路１９ｂをガス流のみの連通路とした。連通路１９ａは鋼帯１１を通過させるものである。
【００２５】
下部ロール室１６ｂと輻射管加熱炉１８の連通路１９ｂには輻射管加熱炉１８から流入する温度の高い雰囲気ガスの流量を調節するダンパ２０を設けている。上下部ロール室１６ａ、１６ｂと輻射管加熱炉１８の上下部には各々雰囲気ガスの温度を測定する温度計２１ａ、２１ｂ及び圧力を測定する圧力計２２ａ、２２ｂが設置されている。
【００２６】
また、輻射管加熱炉１８と誘導加熱炉１２への雰囲気ガス（Ｎ2 を主体とした非酸化性ガス) は各炉の下方に設けたガス供給口より流量調節弁２４ａ、２４ｂにより調節されて送入され、排ガスは各炉の上方の設けた排出口から流量調節弁２５ａ、２５ｂにより調節されて排出される。
【００２７】
圧力計２２ａ、２２ｂの測定値に基づき、輻射管加熱炉１８の炉内雰囲気ガス圧を誘導加熱炉１２の炉内雰囲気ガス圧よりも高くすると、輻射管加熱炉１８から下部ロール室１６ｂへ高温の炉内ガスが流入する。流入するガスの温度は、焼鈍温度にもよるが約８００〜９００℃である。
【００２８】
ロール室１６ｃと輻射管加熱炉１８との連通路１９ａは鋼帯を通過させる部分を除いて遮蔽板で遮蔽しているが輻射管加熱炉１８の高温雰囲気ガスも流入するので、上部ロール室１６ａと上部ロール室１６ｃの間に連通路１９ｃを設けて、連通路１９ｃにダンパ２０を設け、輻射管加熱炉１８の高温雰囲気ガスの流量を調節できるようにしている。
【００２９】
上部ロール室１６ａ、下部ロール室１６ｂへ流入する高温雰囲気ガスの流量をダンパ２０により調節することにより、ロール室内の雰囲気ガスの温度を板温と同程度まで上昇させることができ、これにより上部ロール室１６ａ、下部ロール室１６ｂ内のハースロール１５に発生するサーマルクラウンを抑制することができる。
【００３０】
また、誘導加熱炉１２では加熱室１４と上部ロール室１６ａ、下部ロール室１６ｂを分離するスロート１７ａ、１７ｂによって、温度の高い炉内ガスが直接に加熱室１４に流入することを防止できるため、輻射管加熱炉１８の炉温が極度に低下することがない。
【００３１】
また、加熱室１４の炉温が上昇するのを防止することができるために、通常冷却されている誘導コイル１３について冷却の支障をきたさない。
【００３２】
以上のような操作に必要なデータは全て制御装置２３に入力されて、指令によって的確に制御され、誘導加熱炉１２と輻射管加熱炉１８の操業が円滑に行われる。
【００３３】
図２は本発明の他の実施の形態を示す側面図である。輻射管加熱炉と通電加熱炉を順次配置した鋼帯の連続熱処理炉の場合を示す。
【００３４】
図２において、鋼帯１１は溶接、洗浄、ルーパ等の入側設備を経て輻射管加熱炉１８に入り、５００〜６００℃まで加熱される。さらに、通電加熱炉２６において、通電ロール室２７ａ、２７ｂの通電ロール２８を介して鋼帯１１に電流が直接供給され、加熱室２９でジュール熱により焼鈍温度（６００〜９００℃）まで加熱された後に、均熱、冷却処理される。
【００３５】
加熱室２９と上下部通電ロール室２７ａ、２７ｂはスロー３０ａ、３０ｂで連通されている。
【００３６】
スロート３０ａ、３０ｂを用いて、効果的に鋼帯を通過させる部分を除いて遮蔽することができる。
【００３７】
輻射管加熱炉１８を通過した鋼帯１１は約５００〜６００℃に加熱され、さらにで通電加熱炉２６で焼鈍温度（６００〜９００℃）まで加熱された後に、均熱、冷却処理される。
【００３８】
本発明では通電加熱炉２６の上下部通電ロール室２７ａ、２７ｂと輻射管加熱炉１８との間に連通路３１ａ、３１ｂを設け、連通路３１ａをガス流のみの連通路とした。連通路３１ｂは鋼帯１１を通過させるものである。
【００３９】
上部通電ロール室２７ａと輻射管加熱炉１８の連通路３１ａには輻射管加熱炉１８から流入する８００〜９００℃の高い温度の雰囲気ガスの流量を調節するダンパ３６を設けている。
【００４０】
上部通電ロール室２７ａと輻射管加熱炉１８の上部には各々雰囲気ガスの温度を測定する温度計３２ａ、３２ｂ及び圧力を測定する圧力計３３ａ、３３ｂが設置されている。また、輻射管加熱炉１８と通電加熱炉２６への雰囲気ガス（Ｎ2 を主体とした非酸化性ガス) は各炉の下方に設けたガス供給口より流量調節弁３４ａ、３４ｂにより調節されて送入され、排ガスは各炉の上方の設けた排出口から流量調節弁３５ａ、３５ｂにより調節されて排出される。
【００４１】
圧力計３３ａ、３３ｂの測定値に基づき、輻射管加熱炉１８の炉内雰囲気ガス圧を通電加熱炉２６の炉内雰囲気ガス圧よりも高くすると、輻射管加熱炉１８から通電ロール室２７ａへ高温の炉内ガスが流入する。流入するガスの温度は、焼鈍温度にもよるが約８００〜９００℃である。
【００４２】
一方、通電ロール室２７ｂと輻射管加熱炉１８との連通路３１ｂは鋼帯を通過させる部分を除いて遮蔽板で遮蔽しているが輻射管加熱炉１８の高温雰囲気ガスも流入するので、ここでは特にダンパによる調節は必要ない。
【００４３】
通電ロール室２７ａでは流入される高温雰囲気ガスの流量をダンパ３５により調節することにより、通電ロール室２７ａ内の雰囲気ガスの温度を板温と同程度まで上昇させることができ、これにより通電ロール室２７ａ内の通電ロール２８に発生するサーマルクラウンを抑制することができる。
【００４４】
以上のような操作に必要なデータは全て制御装置２３に入力されて、指令によって的確に制御され、通電加熱炉２６と輻射管加熱炉１８の操業が円滑に行われる。
【００４５】
なお、上述した二つの実施の形態以外にも、誘導加熱炉を輻射管加熱炉の中間部もしくは後に配置する場合、あるいは通電加熱炉を輻射管加熱炉の中間部もしくは前に配置する場合においても本発明が有効であることは明らかである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明により、金属帯のサーマルクラウンの発生を抑制し、高速かつ高応答の加熱処理ができ、金属帯のバックリングあるいは皺状の欠陥が発生を防止し、また、通電ロールと金属帯の接触不良によるスパークの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】本発明の他実施の形態を示す側面図である。
【図３】従来の縦型連続熱処理炉に電磁誘導加熱装置と輻射管加熱装置を併用した場合の概略図である。
【符号の説明】
１１  鋼帯
１２  誘導加熱炉
１３  誘導コイル
１４  加熱室
１５  ハースロール
１６ａ、２３ａ、２７ａ  上部ロール室
１６ｂ、２３ｂ、２７ｂ  下部ロール室
１７ａ、１７ｂ、２６ａ、２６ｂ  、３１ａ、３１ｂ  スロート
１８  輻射管加熱炉
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ  連通路
２０、３６  ダンパ
２１ａ、２１ｂ、３２ａ、３２ｂ  温度計
２２ａ、２２ｂ、３３ａ、３３ｂ  圧力計
２３  制御装置
２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３４ｂ  流量調節弁（供給側）
２５ａ、２５ｂ、３５ａ、３５ｂ  流量調節弁（排出側）
２６  通電加熱炉
２７ａ、上部通電ロール室
２７ｂ  下部通電ロール室
２８  通電ロール
２９    加熱室
３１ａ、３１ｂ  連通路
【図１】
0004123535.tif 000002
【図２】
0004123535.tif 000003
【図３】
0004123535.tif 000004