(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯材を熱処理するための塔形炉であって、予熱区分（３）と、この予熱区分の上側に接続された、予熱区分（３）とは別個のケーシング（４）から形成された、金属帯材の熱処理温度に達する高温区分（５）とを備えており、ガス加熱されたマッフル（７）を備えた予熱区分（３）が、前記高温区分（５）のための熱絶縁された耐火性の材料より成る接続栓（６）を有しており、該接続栓（６）が、上方からマッフル（７）内に挿入されている形式のものにおいて、
前記高温区分（５）が同様にマッフル（１２）を備えており、該マッフル（１２）が接続栓（６）の外側を取り囲んでいて、接続栓（６）に液体シール（１４）を介して気密に接続されており、高温区分（５）のマッフル（１２）が、予熱区分（３）のマッフル（７）とは別個にケーシング（４）内に挿入されていて、高温区分（５）のマッフル（１２）の軸方向長さが予熱区分（３）のマッフル（７）の軸方向長さよりも短いことを特徴とする、金属帯材を熱処理するための塔形炉。
【請求項２】
接続栓（６）が、接続栓（６）の外径曲率半径の半分に相当する、金属帯材に対して垂直方向で測定した最小幅（１８）を備えた、処理しようとする金属帯材のための貫通横断面を有している、請求項１記載の塔形炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯材を熱処理するための塔形炉であって、予熱区分と、この予熱区分の上側に接続された、予熱区分とは別個のケーシングから形成された、金属帯材の熱処理温度に達する高温区分とを備えており、ガス加熱されたマッフルを備えた予熱区分が、前記高温区分のための熱絶縁された耐火性の材料より成る接続栓を有しており、該接続栓が、上方からマッフル内に挿入されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特にクロム鋼（Ｃｈｒｏｍ−Ｓｔａｈｌ）又はクロムニッケル鋼（Ｃｈｒｏｍ−Ｎｉｃｋｅｌ−Ｓｔａｈｌ）より成る金属帯材は、マッフルを備えて又はマッフルなしで構成されるいわゆる塔形炉内において水素又は水素・窒素混合物から成る保護ガス雰囲気内で連続的に素材冷却される。外側から加熱されたマッフルを介して金属帯材の熱処理を行うことによって、煙ガスがマッフル内部で保護ガス雰囲気に不都合な影響を与えることなしに、ガスバーナを組み込むことができるという利点を提供する。しかしながら炉温度は、マッフルの熱負荷可能性によって制限されている。しかも、マッフルによって金属帯材に伝達される熱量に基づいて、マッフル長さが、処理しようとする金属帯材の達成可能な装入通過速度を規定するようになっているので、上端部領域で緊締されたマッフルは、熱処理の他に、自重による負荷にもさらされることになり、これによって、壁厚がマッフル長手方向で下方から上方に向かって大きくなるにも拘わらず、自重のためにマッフル長さは制限されることになる。この関連性において、高い温度負荷において低下する、マッフルのために用いられた特殊鋼の強度を考慮しなければならない。
【０００３】
マッフルなしの塔形炉は耐火性のライニングを有していて、電気的に加熱されるので、高い炉温度が得られる。しかしながら耐火性の炉ライニングは多孔性であるので、塔形炉を開放する際に周囲空気を受容し、この周囲空気は、金属帯材が保護ガス雰囲気下でスムーズに熱処理される前に、例えば窒素ガスによって掃気されなければならない。従って必要な掃気時間に基づいて、マッフルなしの塔形炉は開放後に数日置いてから、再び使用可能となる。しかも、大量の水素を消費することになる。何故ならば、掃気後にまだ存在する空気酸素が保護ガスの水素と化合して水になるからである。
【０００４】
マッフル挿入部によって制限されているにも拘わらず、処理しようとする金属帯材の高い装入量を得るために、ヨーロッパ特許公開第０６７５２０８号明細書によれば、マッフルを備えた塔形炉の予熱区分の上側にマッフルなしの高温区分を接続することが公知である。この高温区分は、予熱区分のケーシング上に載設される、予熱区分とは別個のケーシングを形成している。処理しようとする金属帯材は、断熱性材料より成る、マッフル内に挿入された接続栓を通って予熱区分のマッフルから高温区分内に侵入し、ここで、塔形炉に上方から載せられる冷却装置に達する前に、電気ヒータによって必要な最終温度に加熱される。マッフルなしの高温区分が存在するために、マッフル挿入部のために有利である、処理しようとする帯材がマッフルから出る際の低い出口温度を甘受しなければならないので、マッフルの熱負荷及び重量負荷によって与えられた制限は熱処理の結果又は装入効率に影響を与える。しかも、マッフルなしの高温区分の耐火性のライニングは、マッフル付き炉と比較して、炉の開放後に著しく長い掃気時間及びこれに対応する高い水素消費を必要とするという欠点がある。また、高温区分の領域内に、高価な電気ヒータと比較すれば経済的に有利であるガスヒータを設けることもできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、金属帯材を熱処理するための塔形炉を改良して、マッフルの熱負荷及び重量負荷に基づいて制限されているにも拘わらず、マッフルなしの高温区分を挿入することによる欠点を甘受することなしに、必要な帯材温度が得られるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決した本発明によれば、高温区分が同様に有利な形式でガス加熱されたマッフルを備えており、該マッフルが接続栓の外側を取り囲んでいて、接続栓に液体シールを介して気密に接続されており、高温区分のマッフルが、予熱区分のマッフルとは別個にケーシング内に挿入されていて、高温区分のマッフルの軸方向長さが予熱区分のマッフルの軸方向長さよりも短い。
【０００７】
【発明の効果】
高温区分のこのような手段によれば、同様にマッフルを有しているので、高温区分において、特に掃気及び可能なガスヒータに関連したマッフルの利点を有利に適用することができる。高温区分においてマッフルの長さが制限されているために、自重によるマッフル負荷は制限され、ひいては強度の要求が低くなることによって、処理しようとする金属帯材の要求された最終温度を保証する高い温度負荷可能性が得られる。予熱区分と高温区分との間のできるだけ熱損失のない移行部を接続栓を介して得ることだけを配慮すればよい。このために、接続栓は高温区分のマッフルの下端部によって外側が取り囲まれており、この際に、マッフルの熱膨張を補償するために接続栓に対して軸方向でマッフルをスライドさせることができるようにすることによって、高温区分のマッフルと接続栓との間の気密な接続を形成する必要がある。このために有利な形式で公知の液体シールが設けられている。しかしながら、マッフルと接続栓との間にベローズ状のスリーブを設けることによって気密な接続部を得ることも可能である。接続栓の耐熱性及び耐火性の材料は、容積が比較的小さいので、接続栓によって掃気過程が影響を受けることは殆どない。接続栓は、予熱区分のマッフルの熱線領域内にもまた高温区分のマッフルの熱線領域内にも設けられているので、炉のほぼ全長に亘って連続的に帯材が加熱され、これは、炉の必要とされる全長に有利に作用する。
【０００８】
接続栓によってできるだけ妨げられることなく帯材加熱を確実に保証するために、接続栓は、金属帯材のために十分に大きい貫通横断面を有しており、それによって、２つのマッフルの熱線は接続栓の領域内においても達することができる。このために、接続栓は、接続栓の外径曲率半径の半分に相当する、金属帯材に対して垂直方向で測定した最小幅を有する、処理しようとする金属帯材のための貫通横断面を有している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に示した実施例を用いて具体的に説明する。
【００１０】
金属帯材を熱処理するための図示の塔形炉は土台１を有しており、この土台１は、予熱区分３のためのケーシング２と、この予熱区分３の上に高温区分５のためのケーシング４とを有している。これら２つの炉区分３，５は、熱絶縁された耐火性の材料より成る接続栓６によって互いに結合されている。下側の予熱区分３はマッフル７を備えており、このマッフル７は、上方からケーシング２内に挿入され、高温区分のケーシング４を炉の土台１から側方にずらすと、再び上方に取り出すことができる。マッフル７を加熱するために、見やすくするために図示されていない一般的なガスバーナーが用いられる。このガスバーナーによって、ケーシング２の耐火性のライニング９とマッフル７との間の環状室が加熱される。マッフル７の下側の閉鎖は、一般的な形式で栓を介して行われ、この場合、マッフル７と栓１０との間を気密に結合するために、栓を取り囲む環状室の形状の液体シール１１が設けられている。この液体シールはシール液体例えばオイルで満たされていて、この液体シール内にマッフル７の下端部が突入している。
【００１１】
同様の形式で、塔形炉の高温区分５が構成されている。上方からケーシング４内に挿入された、高温区分５のマッフル１２は、その下端部で接続栓６を取り囲んでおり、この接続栓６はその外側で、液体シール１４のための環状室１３を有しているので、マッフル１２の下端部は液体シール１４の浴内に侵入する。これによって、マッフル１２の熱膨張の補償を妨げることなしに、マッフル１２を接続栓６に確実に気密に接続することができる。マッフル１２の加熱は有利な形式でやはりガスバーナを介して行われる。ガスバーナの、マッフル１２とケーシングライニング１６との間の環状室１５内に流れ込む煙ガスがマッフル１２を加熱する。
【００１２】
塔形炉が予熱区分３と高温区分５とに分割されていることに基づいて、マッフル７若しくは１２をそれぞれ挿入しても、マッフル７及び１２に過大な負荷をかける恐れなしに、処理しようとする金属帯材のために必要な最終温度が得られる。予加熱区分３内における低い温度並びにマッフル７の制限された長さに基づいて、例えば２６ｍの長さを有するマッフル７の材料特性を有利に利用することができる。高温区分５のためのマッフル１２は、図示の実施例では、例えば１１００℃の所望の帯材温度に達するために１０ｍの長さを有しているだけである。マッフル１２の長さが短いために、自重による負荷は小さく、それに関連して材料に要求される強度は小さいので温度負荷が大きくなる。これに比較して、マッフル７の温度負荷はより小さく維持され、これによって、より高い強度値を利用することができる。このことはつまり、２６ｍの長さを有するマッフル７は特殊鋼を使用した時に約１７ｔの重量を有し、これに対して１０ｍの長さを有するマッフル１２の重量は約７ｔである。また全長が３６ｍの比較可能なマッフルは約３３ｔの重量を有している。さらに、本発明の構成によれば、ほぼ３０％の重量節約が可能である。しかも、マッフル７及び１２を相次いで個別に組み付けることができるという可能性によって、必要な組み付け高さは著しく減少される。３６ｍの長さを有する連続的なマッフルにおいては、約８０ｍの組み付け高さが必要とされるのに対して、本発明によれば、約２６ｍの長さのマッフル及び１０ｍの長さのマッフル１２を使用すれば、組み付け高さは６０ｍしか必要としない。
【００１３】
予熱区分３と高温区分５との間の移行領域内で、できるだけ連続的な帯材加熱を保証するために、処理しようとする金属帯材のための、接続栓６の貫通孔１７の横断面は十分に大きく選定されている。図２に示されているように、貫通孔が、金属帯材に対して垂直方向で測定した最小幅１８（接続栓６の外径の１／４若しくは外径曲率半径の半分に相当する）を有していれば、接続栓の貫通孔１７におけるマッフル７及び１２の熱線の作用に関連して、塔形炉の全長に良好に作用する有利な関係が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属帯材を熱処理するための本発明による塔形炉の部分的な長手方向断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ栓に沿った、接続栓の拡大した断面図である。
【符号の説明】
１  土台、  ２  ケーシング、  ３  予熱区分、  ４  ケーシング、  ５  高温区分、  ６  接続栓、  ７  マッフル、  ８  環状室、  ９  ライニング、  １０  栓、  １１  液体シール、  １２  マッフル、  １３  環状室、  １５  環状室、  １６  ケーシングライニング、  １７  貫通孔、
【図１】
0004856326.tif 000002
【図２】
0004856326.tif 000003