(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットノズルあるいは列状の多孔ノズルによって膜状のガスジェットを噴出し、膜状のガスジェットの両側の雰囲気ガスの流通を遮断するガスジェットシール方法において、ノズル内のガス室の幅方向の少なくとも２個所からガスを供給し、それぞれへのガス供給量の配分を変更してガスジェットの偏流方向を制御することを特徴とするガスジェットシール方法。
【請求項２】
ガスジェットの偏流方向を周期的に変化させることを特徴とする請求項１に記載のガスジェットシール方法。
【請求項３】
鋼板の連続焼鈍炉の炉内温度、鋼板温度、炉内雰囲気ガス成分および鋼板の伸び量の内、少なくとも一つを幅方向に２点測定し、この測定値の差が小さくなるようガスジェットの偏流方向を制御することを特徴とする請求項１に記載のガスジェットシール方法。
【請求項４】
鋼板の連続焼鈍炉の特定炉帯の入側および出側に設けられたノズルからのガスジェットの偏流方向がそれぞれ逆になるように制御することを特徴とする請求項１に記載のガスジェットシール方法。
【請求項５】
ノズル内のガス室の幅方向に少なくとも２個所のガス供給口を有し、ガス室の幅方向に垂直な面におけるガス室の断面積をＣ、ノズルの開口面積をＳとしたとき、Ｃ／Ｓの値が０．０３〜１０．０であることを特徴とするガスジェットシール用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続焼鈍炉のロール室等の炉部分を他の雰囲気ガスの炉帯部分からガスジェットによってシールする方法およびそのシール用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼業で鋼板の熱処理には連続焼鈍炉が多く用いられている。これらの連続焼鈍炉では複数の炉帯でそれぞれ異なった雰囲気制御（雰囲気ガス組成および温度の制御）が行われており、炉帯間の雰囲気ガスの流通を阻止するための雰囲気ガスの遮断が必要である。雰囲気ガスの遮断方法には、鋼板が通過するための狭いスリット状の隙間を有する遮蔽板を設ける方法、シールロールで鋼板を保持しつつ遮断する方法、遮断部の隙間に膜状のガスジェットを鋼板に吹き付けるガスジェットシール方法等がある。
【０００３】
スリット状隙間を有する遮蔽板を設ける方法は、隙間を狭くすると鋼板のパスラインの変動によって、鋼板に擦り疵がつく恐れがあり、広くするとシール性が低下する。シールロールの場合はロール表面に炉内の粉塵が付着しやすく、特に一旦酸化したスケール粉が再還元された鉄粉は堆積しやすいので、これが鋼板に押し込み疵を発生させる原因になる。
【０００４】
ガスジェットシール方式はこれらスリット方式、シールロール方式に比較して、鋼板に疵をつける恐れがない。しかし、ガスジェットシール方式において、重要なのは鋼板の全幅方向にわたってガスジェットを均一に噴射することである。
【０００５】
シール用のガスとしては窒素などの不活性ガス、燃焼後の廃ガスまたは前後の炉帯のいずれかの雰囲気ガスが用いられるが、シールガスの温度は鋼板の温度とは異なる場合が多い。特に窒素ガスを予熱せずに用いる場合は鋼板を冷却することになる。シールガスは高速で鋼板に衝突するため、熱伝達率が大きい。鋼板を冷却すること自体に問題がなくても、ガスジェットが均一でない場合、鋼板の幅方向にわたる温度差が生じ、片伸び、中伸び、あるいは複数条の中伸びの形状不良が発生する。また、鋼板を強冷しないように鋼板に対して斜め方向に噴射する場合でも、炉内を冷却することになり、ガスジェットの偏流があると幅方向の炉温の不均一をもたらし、やはり鋼板の片伸びが発生する。
【０００６】
特開昭６２−１３３０５５号公報には、溶融亜鉛めっきラインの亜鉛浴に浸漬した後、余分な溶融亜鉛を除去するガスワイピングノズルにおいて、ガス供給部の複数のディスタンスピースに起因する幅方向に周期的不均一なガス流を、ノズル内のガス室内で衝突反転させ、周期的不均一性をならし、ガス噴出口では均一化する技術が開示されている。同技術は亜鉛めっき付着量を均一にするためのものであるが、均一な膜状のガスジェットを形成させる点ではガスジェットシール用ノズルと共通点がある。
【０００７】
前記特開昭６２−１３３０５５号公報に開示された技術において、ガス供給部より上流側でガス圧の幅方向の不均一があると、ガス噴出口でも幅方向全体にわたる噴出圧の不均一（偏流）が生じることがある。これを防止するため、ガス室内の抵抗を増やしたり、ガス室の容量を大きくすると、ノズル構造が大型化、複雑化する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
スリットノズルのように膜状のガスジェットで幅方向の偏流が生じる理由として、
(a) ノズル構造の非対称性によるもの、
(b) ガス供給配管の非対称性によるノズル内ガス室の圧力偏りによるもの、
(c) ノズル内ガス室の容量が小さいため前記(a) および(b) が均一化されないことによるもの、
(d) ジェットと鋼板との間に生じる渦流によって負圧が生じるが、幅方向のわずかな負圧の差によってジェットが引き寄せられ偏流が増大することによるもの、
(e) ノズルからのジェットと、雰囲気ガス流れの相互作用によるもの、
等が考えられる。
【０００９】
前記の(a) 〜(c) はノズルの設計最適化と製作精度を高めることで対応可能であるが、厳密に幅方向に均一なジェットを吹き出すことは困難であり、これを実現しようとすると装置が大型化、複雑化する。
【００１０】
さらに、ガスジェット流が幅方向に均一であっても、上記の(d) および(e) に起因して、低温のガスジェットと高温の雰囲気ガス流とが対向して衝突する場合、ガス流が非常に不安定になることがある。特に、(e) のガスジェットと雰囲気ガスの相互作用は炉側壁との位置関係にも依存し、ガスジェットの幅端部と炉側壁との距離が小さいとき、不安定になりやすい。このため、雰囲気ガスと、ガスジェットとがそれぞれ局所的に偏って流れ、偏流が生じる。発明者らはこれを計算流体解析および模型実験で確認した。
【００１１】
例えば、竪型連続焼鈍炉の場合、炉の上部に支持ロールを設けるが、支持ロールが予熱帯・加熱帯からの高温雰囲気ガスに曝されると炉内の粉塵（鉄粉）が支持ロール表面に堆積しやすいので、支持ロールを冷却したり、ロール室を設けて高温の雰囲気ガスを遮断することが行われる。ロール室のシールにガスジェットシールを用いると、ガスジェット流を極力幅方向に均一にしても、予熱帯・加熱帯からの上昇流と雰囲気ガスのガスジェットの相互作用によって偏流が発生しやすい。
【００１２】
低温のガスジェットに偏流が生じた場合、シール部近傍の炉内（炉壁および雰囲気ガス）の幅方向温度差および鋼板の幅方向温度差が生じる。鋼板の幅方向温度差は張力の低い横型炉ではあまり問題にならないが、張力の高い竪型炉では板の変形および形状不良が生じる原因となる。形状不良が発生すると、製品の品質でも問題となり、操業中に鋼板が炉内で蛇行し、甚だしい場合ライン停止に結びつく恐れがある。
【００１３】
本発明の課題は、連続焼鈍炉のような複数の炉帯を有する炉で、ガスジェットを用いて炉帯間の雰囲気ガスをシールするに際し、シールガスジェットの偏流に起因する鋼板の通板性の不安定化および鋼板形状の悪化を防止するガスジェットシール方法およびそのノズルを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは種々の試験を行った結果、ノズルのガスジェットを均一にしても、雰囲気ガス流との相互作用によって結果的に雰囲気ガス流に偏流を生じ、これを完全に防止するのは困難であるが、ガスジェットを強く偏流にすれば、雰囲気ガスの偏流方向はガスジェットとは反対側になることを見出し、ガスジェットと雰囲気ガスの双方で形成する偏流方向を制御することが可能であることに着目した。種々の実験の結果、通常はガスジェットと雰囲気ガス流とは互いに逆方向に偏流するため炉内温度および／または鋼板温度に差が生じるが、偏流の方向を積極的に周期的に変更したり、あるいは炉内の状態によって偏流方向を変更することで擬似的に均一化し、結果的に鋼板の片伸びを防止したり通板性を改善することが可能であることを見出した。
【００１５】
また、ノズルでの偏流方向を制御するには、ノズル内ガス室へのガス供給量の幅方向分布を変えることにより可能であることを見出した。
【００１６】
上記の知見に基づいて完成した本発明の要旨は、
(1) スリットノズルあるいは列状の多孔ノズルによって膜状のガスジェットを噴出し、前記膜状のガスジェットの両側の雰囲気ガスの流通を遮断するガスジェットシール方法において、ノズル内のガス室の幅方向の少なくとも２個所からガスを供給し、それぞれへのガス供給量の配分を変更してガスジェットの偏流方向を制御することを特徴とするガスジェットシール方法。
【００１７】
(2) ガスジェットの偏流方向を周期的に変化させることを特徴とする前記(1) 項に記載のガスジェットシール方法。
【００１８】
(3) 鋼板の連続焼鈍炉の炉内温度、鋼板温度、炉内雰囲気ガス成分および鋼板の伸び量の内、少なくとも一つを幅方向に２点測定し、この測定値の差が小さくなるようガスジェットの偏流方向を制御することを特徴とする前記(1) 項に記載のガスジェットシール方法。
【００１９】
(4) 鋼板の連続焼鈍炉の特定炉帯の入側および出側に設けられたノズルからのガスジェットの偏流方向がそれぞれ逆になるように制御することを特徴とする請求項１に記載のガスジェットシール方法。前記(1) 項に記載のガスジェットシール方法。
【００２０】
(5) ノズル内のガス室の幅方向に少なくとも２個所のガス供給口を有し、ガス室の幅方向に垂直な面におけるガス室の断面積をＣ、ノズルの開口面積をＳとしたとき、Ｃ／Ｓの値が０．０３〜１０．０であることを特徴とするガスジェットシール用ノズル。
【００２１】
にある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
ガスジェットシールに用いるスリットノズルまたは多数の細孔を幅方向に配置した多孔ノズルではノズル内にガス室を有する構造が一般的である。最も簡単な例として、ノズル内ガス室に仕切り構造のないスリットノズルについて述べる。
【００２３】
図１はノズルへのシールガスをガス室の幅方向の２個所から供給する方法を示す模式図で、同図(a) はガス供給量が２個所で差がある場合、同図(b) は差がない場合である。同図において、符号１はノズル、３はガス室、４はスリット、５は供給配管である。
【００２４】
同図(a) に示すように、供給配管５からシール用ガスが供給され、途中で分岐管６ｗが分岐しガス室３に左側から導入される。分岐管６ｄは直進した後、右側からガス室３に導入される。同図(a) の構成では供給配管５に対して、分岐管６ｗが直角に分岐しているため、ガスは直進方向の分岐管６ｄに多く流れ、分岐管６ｗ、６ｄへのガス流配分は非対称となる。この場合、ガス室内では右から左への流れが多くなりスリット４から噴出するときに、右から左方への運動量を持つガスジェットが形成される。また、同図(b) に示すように分岐管６ｗ、６ｄからガス室３の左右に均等にガスが供給された場合は、ガス流は中心に向かう運動量を持つため下向き凸型の流れとなる。なお、「左」、「右」とは同図に向かって左側、右側をいい、同図の大小の白抜き矢印はガス流量の大小を表す。
【００２５】
このことから、ガスジェットの偏流方向を制御するには、少なくともノズルの幅方向に少なくとも２個所、特に、幅端の２個所からガスを供給し、その配分を変更すれば良いことがわかる。
【００２６】
図２はガス室の２個所の分岐管へのガス供給配分を変更する方法を示す模式図で、同図(a) は分岐管の一方に調整弁を取り付けた場合、同図(b) は分岐管の両方に調整弁を取り付けた場合である。同図の符号２ｗ、２ｄは調整弁であり、図１と同一部材は同一符号で示す。
【００２７】
図２において、調整弁２ｗ、２ｄのいずれか一方または両方の開度を調整すれば、偏流方向を左右またはその中間のいずれにも制御できる。
【００２８】
偏流を生じさせ、かつガス供給量の配分を兼行して偏流方向を制御できるようにするには、ガス室内でガスの幅方向の流速がスリットから噴出するガス流速と同オーダーであることが望ましく、このためには、ガス室の断面積はある程度小さい方がよい。これは従来のノズルができるだけガスジェット流を均一化するためガス室の断面積や容量を大きくするのとは逆である。
【００２９】
本発明では、ガス室の断面積Ｃ（図２(a) 参照）を制限してガス室内のガス流速とスリットから噴出するガス流速とがほぼ近いオーダーの流速とするのが望ましい。すなわち、ガス室の断面積をＣ、ノズルの開口面積をＳ（図２(a) 参照）としたとき、Ｃ／Ｓの値を０．０３〜１０．０とする。スリットノズルの場合は、スリットの隙間をＨ、スリットの幅をＷとするとＳ＝Ｈ×Ｗであり、多孔ノズルの場合は孔径をＤ、孔数をＮとすると、Ｓ＝ＮπＤ2 ／４である。
【００３０】
上記のＣ／Ｓの値が０．０３未満の場合は、ガス室に供給されたガスが複雑な渦を形成するため、ノズルからのジェットが不安定になる可能性がある。上記Ｃ／Ｓの値が１０．０を超えると、ガス室内でのガス流速が低下し、噴出ジェットの幅方向の運動量が確保できず、偏流方向を制御する効果が得られない。より好ましくはＣ／Ｓの範囲は０．０５〜３．０であり、さらに好ましくは０．１〜２．０である。
【００３１】
ガス室の断面形状はとくに限定するものではないが、ガス流れに対して鋭いエッジ部があると不要な渦流損が生じるため、なめらかな曲線（例えば円）で構成し、噴出口直前のスロート部とガス室との接続部も緩やかにＲをつけるなどの形状が望ましい。
【００３２】
また、ガスの供給方向はノズルの幅方向と同一方向としてもよい。図２のようにガス室に対して直角方向から供給する場合に比べて、ガスの運動量の損失が少なく、ガス室内で渦が発生しにくく、ジェットが安定する利点がある。
【００３３】
図３は上記を考慮した本発明のノズル例を模式的に示す概要図であり同図(a) は平面図、同図(b) はＡ−Ａ断面図である。同図において、符号７はスロート部、８はスロート接続部であり、その他、図１と同一部材は同一符号で表す。スロート部をあまり長くすると、ガスの幅方向運動量が減少し、偏流方向制御の効果が減ずるので、スロート部長さはスリット隙間Ｈの１０倍以下とするのが好ましく、同様の考え方で列状多孔式ノズルの場合、孔長さは孔径Ｄの３倍以下とするのが好ましい。
【００３４】
ガス室の断面は幅方向にわたって同一面積としてもよいし、幅位置によってガス室の断面積を変えてもよい。幅中央部の断面積を大きくすると、ガス流速は中央部で低下し、左右のガス供給量を変化させて偏流方向を制御する場合の偏流方向の変化量が小さくなる。一方、幅中央部でガス室断面積を小さくするとガス流速は幅中央部で大きくなり、偏流制御に対する変化量が大きくなる。いずれにせよ、ガス室内でのガス流速を確保するためにはガス室の各位置でＣ／Ｓが前記の範囲となるようにする。
【００３５】
ガス室の断面積を幅方向で変化させる方法に準ずる方法として、等断面積のガス室の要所に抵抗板（部分的に開放された仕切り板）を設ける方法もある。この場合は幅端部から中央部に行くほどガス室内の流路抵抗が増加し、ガス流速が低下するので、ガス供給量の変化に対して偏流方向の変化は小さくなる。
【００３６】
ガスの供給は図１〜３のように両端の２個所から行うほか、これより内側の１〜数箇所から供給してもよい。これら中央部からのガス供給量を大きくするほど、幅方向でのガス供給量の配分を変化させても偏流制御の変化量は小さくなる。
【００３７】
炉内雰囲気ガスの流速があまり大きくない場合、ガスジェットと雰囲気ガスが相互作用して偏流が発生することはすくない。このような場合は、ガスジェットを幅方向に均一化、対称化して、鋼板の片伸びを防止することができる。ノズルの製作誤差、配管の構成の非対称性などのため、ガスジェットの偏流がある場合には、前記のガス供給量の配分を調整して、偏流方向がちょうど中央方向になるように制御すればよい。制御の方式は後述するように、鋼板幅方向の温度差、炉内温度差、炉内雰囲気ガス成分差、および鋼板の伸び量差の内、少なくとも一つを測定し、この測定値の差が小さくなるようガスジェットの偏流方向を制御するのがよい。
【００３８】
しかし、雰囲気ガスの流速が大きい場合は、ガスジェットを幅方向に均一化、あるいは偏流方向が中央（対称）になるようにしても、雰囲気ガスとの相互作用によって偏流方向は不安定になり、いずれかの１方向に偏流しやすい。従って、ガスジェットの偏流方向を微妙に変化させるよりも、積極的に片側に偏流させ、これを制御する方が望ましい。
【００３９】
本発明の方法において偏流方向の制御方法には以下に述べる二つの方式がある。一つはガス供給量の配分を周期的に変化させて偏流方向を周期的に変更する方式、もう一つは炉温、板温等の操業情報に基づいて偏流方向を制御する方式である。
【００４０】
偏流方向を周期的に変更する場合、調整弁の最小開度と最大開度および開閉周期が主要なパラメータとなる。その場合、幅方向２個所からのガス供給を全閉、全開とするか、開度の上下限を設け、この間での全閉、全開の２位置で制御するのが簡単であり、効果的である。
【００４１】
ただし、図２(a) に示すように調整弁を分岐後の１ヶ所に取り付けた場合、この調整弁を全開にすると右方へ多く流れるが左方へも少量流れる。逆にこの調整弁を全閉にすると右方へは遮断されるためほとんどが左方に流れることになる。この場合、全開と全閉は厳密には逆対称的な流れにならないため、全閉ではなく適当な開度を与える必要がある。この最小開度の値は配管の構造によって変わるが、一つの決定方法としてガス室手前で配管内圧力を測定し、全開時の左方圧力と等しくなるように右方の圧力を調整する方法がある。
【００４２】
図２(b) に示すように各分岐配管に調整弁を取りつける場合は、片方が全開の場合に他方が全閉になるようにすれば良い。
【００４３】
偏流方向の変更周期は、炉温あるいは鋼板温度の変化時定数によって決まる。すなわち、ある偏流の状態から逆向きの偏流の状態に変化した時に、炉温あるいは板温がどれくらいの時間遅れで変化・安定するかを調査し、この時間遅れが例えば２０分とすると、偏流の変更の１／２周期を２０分以内にすることで、温度差を低減することができる。この周期はさらに短くしてもよいが、過度に頻繁に切り替えると調整弁の寿命が短くなる恐れがあるため、１分程度を下限とするのが望ましい。
【００４４】
一方、操業情報から偏流を制御する場合、以下の(a) 〜(d) の情報の一つまたは複数を組み合わせ、これら測定値の幅方向での差が小さくなるように偏流を制御するのがよい。
【００４５】
(a) 水平パスラインでのカテナリ（たるみ）量測定から求めた板形状（片伸び量）、
(b) 炉内の幅方向２ヵ所の炉壁温度測定から得られた炉内幅方向温度差、
(c) 放射温度計等で得られた鋼板の幅方向の温度差、
(d) 炉内幅方向２ヵ所で得られた炉内雰囲気ガス中の酸素あるいは窒素濃度の差、等が考えられる。
【００４６】
図４は水平パスラインでのカテナリ量を測定する方法を示す模式図である。同図においてカテナリ量は支持ロール１９の中間に設けた超音波式等の距離計２０ｗ、２０ｄの測定値の差（カテナリ差）から鋼板の片伸び量を測定する方式である。この測定方式は最も直接的であるが、測定位置（カテナリ状となる炉区間）と制御位置（ガスジェットシールを行う位置）間の距離が大きくなるため、制御のタイムラグが生じる恐れがある。
【００４７】
また、応答性が良く直接的なのは鋼板温度の測定であるが、周囲高温炉壁からの反射等があるため正確に測定するためには測定位置が限定される欠点がある。
【００４８】
炉壁温度測定と雰囲気ガス分析は応答性がそれほど良くないが、測定位置を比較的自由に設定できるため、制御の指針としやすい利点がある。
【００４９】
これら情報から弁開度を調整するが、制御の方式としては鋼板温度、炉壁温度などの温度差あるいは雰囲気ガス成分の濃度差にしきい値を設定し、その値以上になった場合は偏流を逆にするという方式が好ましい。
【００５０】
しきい値の設定は、炉の構成あるいは測定位置によって異なるため、各炉帯毎に通板性が悪化しはじめる限界、あるいは平坦形状（鋼板の片伸び）が悪化しはじめる限界の鋼板温度または炉壁温度の温度差、あるいはガス成分濃度差を調べて、その値の５０〜８０％程度をしきい値とするのが好ましい。
【００５１】
図５は竪型連続焼鈍炉の一部を模式的に表す側面図である。同図において、符号１ａ、１ｂはノズル対、９は鋼板、１０は予熱帯、１１はロール室、１２は加熱帯、１３は冷却帯、１４は水平パス部、１５はトップロール、１６はベンドフロータ、１９は支持ロール、２０はカテナリ量を測定する距離計である。同図において、ノズル対１ａ、１ｂはロール室１１の入側と出側のノズル対であるが、それぞれのノズル対は鋼板９の表面および裏面にジェットを噴出する１対のノズルで構成されている。ロール室１１には一対のトップロール１５が設置され、鋼板９を支持している。ロール室１１は入側のノズル対１ａによって予熱帯１０に対してガスジェットでシールされ、出側のノズル対１ｂによって加熱帯１２に対してガスジェットでシールされている。
【００５２】
図６は図５のロール室１１のガスジェットシールの概要を示す模式図である。同図において、紙面手前側をワークサイド（ＷＳと表記）、奥側をドライブサイド（ＤＳと表記）とする。
【００５３】
入側には供給母管１７から遮断弁１８ａを経由してシール用ガスを供給する供給配管５ａが分岐し、さらに分岐管６ａｗ、６ａｄに分岐している。分岐管６ａｗ、６ａｄには調整弁２ａｗ、２ａｄが設置され、ノズル対１ａのＷＳとＤＳの両側からガスを供給する。例えば、調整弁２ａｗを全開とし、調節弁２ａｄを全閉すれば、ノズル対１ａのガスジェットは鋼板９の表面側、裏面側ともＷＳからＤＳへ向かう偏流となる。
【００５４】
出側のノズル対１ｂに対しても入側ノズル対１ａに対するものと同様の構成を有する。
【００５５】
図６のようにロール室１１（図５参照）の入側、出側両方にガスジェットシールを設置する場合、ガスジェットの偏流方向が入側と出側とで逆になるように、ノズル対１ａ、１ｂのＷＳおよびＤＳへのガス供給量の配分を制御するのがのぞましい。入側をＷＳへの偏流としているとき、出側をＤＳへの偏流とすれば、ガスジェットに起因する炉内温度差あるいは片伸びがキャンセルされるからである。従って、周期的に偏流を変化させる場合は入側と出側で逆位相で変化させるのが望ましい。
【００５６】
炉帯の入側と出側とで偏流の方向を逆位相にする方式はロール室のように双方のノズルが比較的接近している場合に片伸びのキャンセル効果があるが、予熱帯、加熱帯、冷却帯のように、炉帯が長い場合にはあまり効果はない。図５の場合、予熱帯１０の出側はロール室１１入側と同じであり、予熱帯１０入側のシールガスジェットは必ずしもロール室入側のガスジェットと逆位相にする必要はなく、単独の偏流方向制御を行ってよい。同様に図５の加熱帯１２の入側はロール室１１出側であり、加熱帯１２出側とロール室１１出側とを逆同期させる必要はない。同図のベンドフロータ１６の部分は接近しているためこの炉帯をシールする場合は逆位相の制御が望ましい。以下、冷却帯１３についても、同様の考え方で入側出側を逆位相で制御する必要はない。
【００５７】
以上、本発明の態様をスリットノズルについて説明したが、列状多孔ノズルについても同様である。
【００５８】
【実施例】
図５に示す連続焼鈍炉で本発明のノズル対およびガスジェットシール方法を用いて試験を行った。シール対象はロール室１１である。ロール室部分のシール用ノズル対の構成および配管構成は図６に示す構成である。図６のノズル対１ａ、１ｂのノズルのスリット寸法は１５ｍｍ×１５００ｍｍ、ノズル内のガス室の断面は１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形である（Ｃ／Ｓは０．４４）。各ノズル対のノズル先端と鋼板間の距離は１５０ｍｍとし、ガスジェットが６０度の角度で下向きに噴出するようにしている。
【００５９】
供試した鋼板はＳＵＳ３０４のステンレス鋼板で、厚１．２ｍｍ×幅１２００ｍｍであった。
【００６０】
実施例を表１〜３に示す。
各表の炉内温度とは、ガスジェットノズルの下方３ｍの加熱帯の炉側壁に熱電対を３０ｍｍ突き出して雰囲気温度を測定したもので、ＤＳとＷＳの温度差（ＤＳ−ＷＳ）の平均値±ばらつきとして表記している。また、表１および２のカテナリ差とは図４に示す方式でカテナリを測定した値に基づくものである。カテナリ測定位置は水平パス部１４（図５参照）にあり、支持ロール１９の間隔は５．５ｍである。幅の両端のカテナリ差（ＤＳ−ＷＳ）を鋼板の片伸び量とし、平均値±ばらつきとして表記している。
【００６１】
片伸びの評価はカテナリ差がバラツキも含め±３０ｍｍ以内に収まっているものを◎、±５０ｍｍを○、それ以外を×としている。
表１は、調整弁の開度を固定した場合の試験結果を示す。
【００６２】
【表１】
0004376335.tif 000002
【００６３】
試験Ｎｏ．１〜１１は入側ＷＳの調整弁２ａｗの開度を全て全開（１００％）とし、ＤＳ側のみ開度を変更した場合で、図２(a) のように調整弁を片側だけに取りつけた場合に相当する。図２(a) と同様、図６の配管構成はＷＳ、ＤＳで非対称の配管構成となっており、すべての調整弁を全開とした場合、ガスはＤＳに多く流れ、偏流はＷＳに偏る。
【００６４】
試験Ｎｏ．１は入側と出側の全ての調整弁が全開で、調整弁を取り付けていない状態に相当し、炉内温度差およびカテナリ差は大きく偏っている。これに対しＮｏ．２〜１１では出側ＤＳの調整弁２ｂｄの開度を閉じて行くにつれてカテナリ差が小さくなり、効果が現われていることがわかる。ただし、Ｎｏ．２〜３、Ｎｏ．６〜８に見られるように入側または出側ＤＳの調整弁（２ａｄ、２ｂｄ）を開度７０％および開度５０％とした場合の効果はあまりない。Ｎｏ．７では入側、出側の調整弁（２ａｄ、２ｂｄ）を開度５０％にした場合であるが、平均的には片伸びが１０ｍｍと小さいものの、バラツキが１２０ｍｍと大きい。これは、入側ＤＳの調整弁２ａｄの開度５０％付近ではガスジェット流が下向きの凸型で、下方からの排ガス流れによって偏流が不安定になり、ＷＳ、ＤＳ側に交互に偏流が生じているためと考えられる。また、実施例９〜１１では偏りの傾向が逆転している。
【００６５】
これに対し、Ｎｏ．５および９では片伸び改善の効果があった。
Ｎｏ．５では配管の構造上、入側の調整弁２ａｗ、２ａｄが共に全開であるが配管の非対称性によってＤＳにガスが多く流れ、偏流はＷＳに偏り、出側ではＤＳの調整弁２ｂｄを全閉としているため、ＷＳに多く流れ、偏流はＤＳに偏る。従って、ロール室の入側と出側で、偏流は逆向きとなっている。
【００６６】
Ｎｏ．９では出側の調整弁２ｂｗ、２ｂｄが共に全開であるがＤＳにガスが多く流れ、偏流はＷＳに偏り、入側ではＤＳの調整弁２ａｄを全閉としているのでＷＳに多く流れ、偏流はＤＳに偏る。従って、ロール室の入側と出側で、偏流は逆向きとなっている。
【００６７】
上記のＮｏ．５および９ではいずれも、入側と出側で温度差がキャンセルされたため、カテナリ差が小さくなっていると考えられる。
【００６８】
また、Ｎｏ．１２〜１４では入側ＷＳの調整弁２ａｗの開度を７０％〜０％とし、ＤＳからＷＳに向かう強い偏流が得られ、出側ではＤｓの調整弁２ｂｄを全閉とすることでＷＳからＤＳに向かう強い偏流が得られる。その結果、入側と出側で逆方向の偏流となるため、片伸びが改善されたものと考えられる。
表２は弁開度を周期的に変化させた場合の試験結果を示す。
【００６９】
【表２】
0004376335.tif 000003
【００７０】
表２の開度範囲の０〜１００は、開度を０〜１００％まで連続的に変化させたことを示している。また、１００−０と０−１００は逆位相で開度を変化させていることを示している。表２の周期は調整弁の開度を１００％→０％→１００％にする１サイクルの時間を記している。
【００７１】
試験Ｎｏ．１７〜２１はＷＳとＤＳおよび入側と出側で逆位相にした場合で、変化の周期を変えた例を示している。周期を短くすればするほどカテナリ差は小さくなり、表１の固定方式より良好な結果を得ることが出来た。試験Ｎｏ．２２〜２５は入側と出側を同位相で変化させた場合の実施例であり、逆位相の場合と比較して、変化の周期が長いときにはカテナリ差のばらつきが大きくなるが、短い周期にすると十分な効果が得られることがわかった。
【００７２】
次にカテナリ差の測定データをフィードバックし、弁開度を調整した場合について試験した。結果を表３に示す。制御方式は、カテナリ差がしきい値を超えた場合はこれを減ずるように調整弁を制御するアクションをとり、しきい値以内であれば、調整弁はそのままの状態を保持するという方式である。
【００７３】
同表においては、ＷＳとＤＳおよび入側と出側の調整弁の開度を逆位相で制御している。また開度は全開または全閉のいずれかで、開度変更を約３０秒間隔で行った。
【００７４】
【表３】
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【００７５】
試験Ｎｏ．２６〜２８はカテナリのしきい値を±１０〜±３０ｍｍとした場合で、いずれも良好な結果となっている。しきい値を±５０ｍｍとして制御した場合は制御が緩慢になり、カテナリ差（片伸び）の平均値もばらつきも増大した。ただし、しきい値を±１０ｍｍとした場合はしきい値を±２０ｍｍとした場合よりばらつきが大きく、しきい値を小さく取りすぎるとハンチングを起こしやすいことがわかった。したがって、極端にしきい値を小さくしない限り、しきい値を小さくして制御するとカテナリ差は小さくなることがわかった。
【００７６】
シール効果の面では、各試験の実施中、トップロール室内の温度は常に３００℃以下に保たれ、トップロールのサーマルクラウンは許容範囲内であり、トップロール表面への鉄粉塵のピックアップも生じていないことを確認した。
【００７７】
【発明の効果】
本発明により、連続焼鈍炉等で炉帯をガスジェットシールする場合、ジェットの偏流を積極的に制御することによって、鋼板の幅方向の温度差を抑制し、良好な鋼板形状を得ることができるとともに、シールが良好に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノズルへのシールガスをガス室の幅方向の２個所から供給する方法を示す模式図で、同図(a) はガス供給量が２個所で差がある場合、同図(b) は差がない場合である。
【図２】ガス室の２個所の分岐管へのガス供給配分を変更する方法を示す模式図で、同図(a) は分岐管の一方に調整弁を取り付けた場合、同図(b) は分岐管の両方に調整弁を取り付けた場合である。
【図３】本発明のノズル例を模式的に示す概要図であり同図(a) は平面図、同図(b) はＡ−Ａ断面図である。
【図４】水平パスラインでのカテナリ量を測定する方法を示す模式図である。
【図５】竪型連続焼鈍炉の一部を模式的に表す側面図である。
【図６】図５のロール室１１のガスジェットシールの概要を示す模式図である。
【符号の説明】
１：ノズル
１ａ、１ｂ：ノズル対
２、２ａｗ、２ａｄ、２ｂｗ、２ｂｄ：調整弁
３：ガス室              ４：スリット
５、５ａ、５ｂ：供給配管
６、６ｗ、６ｄ、６ａｗ、６ａｄ、６ｂｗ、６ｂｄ：分岐管
７：スロート部            ８：スロート接続部
９：鋼板                １０：予熱帯
１１：ロール室            １２：加熱帯
１３：冷却帯              １４：水平パス部
１５：トップロール        １６：ベンドフロータ
１７：供給母管            １８ａ、１８ｂ：遮断弁
１９：支持ロール
２０、２０ｗ、２０ｄ：距離計
【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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【図６】
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