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【発明の名称】 シール装置
【発明者】 【氏名】永井 孝典

【氏名】吉川 雅司

【要約】 【課題】シール性を向上させると共に、シール流体使用量を抑制してコスト低減を図ることができるシール装置を提供すること。

【構成】加熱帯2内及び急速冷却帯3内から流出した水素ガス及び窒素ガスからなる雰囲気ガスGh,Gnをスリット25a,25bから吸引して混合し、その混合した混合ガスgを雰囲気ガスGh,Gnと同じ成分になるように水素ガス及び窒素ガスを補充して成分調整した後、再び加熱帯2内及び急速冷却帯3内に戻すようにした。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
帯板を雰囲気流体中で連続的に熱処理する熱処理室における前記帯板の出入口部に設けられるシール装置において、
前記熱処理室内から漏出する流体及び前記熱処理室内に侵入する流体を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段により吸引した漏出流体及び侵入流体を混合し、その混合した混合流体を漏出流体及び侵入流体の成分と同じになるように成分調整して前記熱処理室内及び室外に戻す循環手段と備える
ことを特徴とするシール装置。
【請求項2】
請求項1に記載のシール装置において、
前記吸引手段の吸引量と前記循環手段の戻し量とが等しくなるように調整する流量調整手段を備える
ことを特徴とするシール装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載のシール装置において、
前記吸引手段の吸引力を可変にする吸引力可変手段を備える
ことを特徴とするシール装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれかに記載のシール装置において、
前記吸引手段を前記帯板の板厚及び板形状に応じて移動するように支持し、
前記吸引手段の先端に前記帯板に面するようにノズルを形成する
ことを特徴とするシール装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
帯鋼等の帯板を連続的に熱処理する炉において、炉内ガスの漏出または外部ガスの侵入を防止するシール装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、帯鋼を製造する帯鋼製造ラインには、圧延等が行われた帯鋼を連続的に焼鈍する帯鋼連続焼鈍設備が設けられている。帯鋼連続焼鈍設備には帯鋼を焼鈍するための炉が設けられており、この炉内には帯鋼の搬送方向上流側から加熱帯や冷却帯等が順に形成されている。加熱帯内及び冷却帯内等(炉内)は、高温に加熱された帯鋼の酸化を防止するために、水素ガス及び窒素ガスを所定量混合した雰囲気ガスにより還元性雰囲気に保持されている。従って、帯鋼を炉の加熱帯及び冷却帯等に通過させ、これらの加熱・冷却の温度及び時間を制御することにより、帯鋼にその使用目的に応じた機械的、化学的等の様々な特性を与えることができる。
【0003】
ところが、炉内の圧力は大気圧よりも高く設定されているので、炉内の雰囲気ガスが帯鋼の入側及び出側から炉外に漏出するおそれがあった。また、炉内に搬送される帯鋼は高速で移動しているため、入側では帯鋼に随伴して、帯鋼と共に外部ガスが炉内に侵入する一方、出側では帯鋼に随伴して、帯鋼と共に雰囲気ガスが炉外に漏出するおそれがあった。
【0004】
そこで、従来の帯鋼連続焼鈍設備における炉の入側及び出側には、炉外への雰囲気ガスの漏出防止及び炉内への外部ガスの侵入防止を目的としたシール装置が設けられている。このようなシール装置は、例えば、炉の入側及び出側に設けた吸引装置によって炉内の雰囲気ガスと外部ガスとを吸引することによりガスの漏出及び侵入の防止を図るもの(特許文献1)や、炉の入側及び出側にシールロールを多段に設け、該シールロールによって形成されたチャンバ内に漏出した雰囲気ガスを吸引した後、該ガスを炉内に循環するもの(特許文献2)等が種々提供されている。
【0005】
【特許文献1】特開昭51−135809号公報
【特許文献2】特開平4−285116号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来のシール装置においては、帯鋼と炉の入側及び出側の開口部とのギャップや、帯鋼とシールロールとのギャップは、帯鋼が開口部またはシールロールと接触しないように設定しなければならないため、ギャップを小さくするには限界があった。そこで、シール性能を向上させるには、吸引量を増やさなければならず、シールのために使用するガス量が多くなるため、生産コストの増加を招くおそれがあった。
【0007】
即ち、特許文献1のシール装置においては、炉と外部との境界部に吸引装置を設けることにより、炉内の雰囲気ガスと外部ガスとを吸引した後、排気している。このような構成では、外部ガスと共に吸引排出した雰囲気ガスと同量の新たな雰囲気ガスを炉内へ補充する必要があり、ガス使用量が増大してしまう。
【0008】
また、特許文献2のシール装置においては、帯板とシールロールとのギャップや、シールロールと炉の入側及び出側の開口部とのギャップからのガスの漏出及び侵入のおそれがあるので、吸引量を増やさなければならず、結果として、ガス使用量が増大してしまう。しかも、上流側チャンバの内圧を高く保持しているので、上流側のシールロールと帯鋼との隙間から窒素ガスが外部に漏出してしまい、上流側チャンバ内には常に窒素ガスを供給する必要があり、窒素ガスの使用量が更に増大してしまう。同時に、窒素ガスは下流側チャンバ内にも侵入するので、下流側チャンバ内から炉内に循環される雰囲気ガスには、侵入した窒素ガスが含まれることになり、炉内の雰囲気ガスの窒素濃度が高くなってしまう。そこで、雰囲気ガスの成分を一定に保つためには、多量に循環する雰囲気ガスの全てを成分調整する必要があり、ガス循環時における効率の低下を招いてしまう。
【0009】
一方、近年の帯鋼においては超高張力鋼板等の需要が高まっており、このような高級品種を焼鈍する帯鋼連続焼鈍設備では、熱伝導率が高く、且つ、高濃度の水素ガスを噴射して急速冷却する必要があり、加熱帯と冷却帯(急速冷却帯)との間のシール性の向上が求められている。即ち、加熱帯と冷却帯とでは充満される雰囲気ガスの成分が異なっており、それぞれのガス成分を高精度に制御することにより帯鋼の品質が保たれることになる。従って、この加熱帯と冷却帯との間のシール性向上が上記帯鋼の品質向上に繋がることになる。しかしながら、特許文献1,2のシール装置は、炉の入側及び出側に対応するものであって、加熱帯と冷却帯との間のような炉内に適用するものではなかった。
【0010】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、シール性を向上させると共に、シール流体使用量を抑制してコスト低減を図ることができるシール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決する第1の発明に係るシール装置は、
帯板を雰囲気流体中で連続的に熱処理する熱処理室における前記帯板の出入口部に設けられるシール装置において、
前記熱処理室内から漏出する流体及び前記熱処理室内に侵入する流体を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段により吸引した漏出流体及び侵入流体を混合し、その混合した混合流体を漏出流体及び侵入流体の成分と同じになるように成分調整して前記熱処理室内及び室外に戻す循環手段と備える
ことを特徴とする。
【0012】
上記課題を解決する第2の発明に係るシール装置は、
第1の発明に係るシール装置において、
前記吸引手段の吸引量と前記循環手段の戻し量とが等しくなるように調整する流量調整手段を備える
ことを特徴とする。
【0013】
上記課題を解決する第3の発明に係るシール装置は、
第1または2の発明に係るシール装置において、
前記吸引手段の吸引力を可変にする吸引力可変手段を備える
ことを特徴とする。
【0014】
上記課題を解決する第4の発明に係るシール装置は、
第1乃至3のいずれかの発明に係るシール装置において、
前記吸引手段を前記帯板の板厚及び板形状に応じて移動するように支持し、
前記吸引手段の先端に前記帯板に面するようにノズルを形成する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
第1の発明に係るシール装置によれば、帯板を雰囲気流体中で連続的に熱処理する熱処理室における前記帯板の出入口部に設けられるシール装置において、前記熱処理室内から漏出する流体及び前記熱処理室内に侵入する流体を吸引する吸引手段と、前記吸引手段により吸引した漏出流体及び侵入流体を混合し、その混合した混合流体を漏出流体及び侵入流体の成分と同じになるように成分調整して前記熱処理室内及び室外に戻す循環手段と備えることにより、シール性を向上させると共に、雰囲気流体の使用量を抑制してコスト低減を図ることができる。
【0016】
第2の発明に係るシール装置によれば、第1の発明に係るシール装置において、前記吸引手段の吸引量と前記循環手段の戻し量とが等しくなるように調整する流量調整手段を備えることにより、前記熱処理室内及び室外の圧力を一定に保持することができるので、吸引量が一定になり、混合流体の成分調整を容易に行うことができる。
【0017】
第3の発明に係るシール装置によれば、第1または2の発明に係るシール装置において、前記吸引手段の吸引力を可変にする吸引力可変手段を備えることにより、漏出流体及び侵入流体を効率的に吸引できるように前記吸引手段の吸引力を設定することができるので、漏出流体及び侵入流体を乱したり、拡散させたりすることなく、少ない吸引量で吸引することができる。
【0018】
第4の発明に係るシール装置によれば、第1乃至3のいずれかの発明に係るシール装置において、前記吸引手段を前記帯板の板厚及び板形状に応じて移動するように支持し、前記吸引手段の先端に前記帯板に面するようにノズルを形成することにより、前記ノズル付近における混合流体の容積を最小限に抑えることができるので、少ない吸引量で効率よく吸引することができる。これにより、前記吸引手段の小型化を図ることができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明に係るシール装置について図面を用いて詳細に説明する。なお、各実施例において同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付し、それ以降の実施例中では説明を省略する。また、各実施例においては、入側シール装置の構成についてのみ詳細に説明するが、出側シール装置は入側シール装置と同様の構成及び機能をなしているので説明は省略する。
【実施例1】
【0020】
図1は本発明の第1実施例に係るシール装置の概略図、図2は図1のA−A矢視断面図、図3は帯鋼連続焼鈍炉の概略図である。
【0021】
図3に示すように、帯鋼連続焼鈍炉1には帯鋼(帯板)Sが搬入及び排出される搬入口1a及び排出口1bが形成されており、その搬送方向上流側から順に加熱帯2、急速冷却帯3、最終冷却帯4が設けられている。加熱帯2と急速冷却帯3とは搬送路5により連結されると共に、急速冷却帯3と最終冷却帯4とは搬送路6により連結されている。各帯2,3,4及び搬送路5,6内には帯鋼Sをガイドする複数のデフレクタロール7が回転可能に支持されている。そして、急速冷却帯3内における搬送方向上流側には、加熱帯2側と急速冷却帯3側とを仕切る入側シール装置8が設けられる一方、搬送方向下流側には、急速冷却帯3側と最終冷却帯4側とを仕切る出側シール装置9が設けられている。なお、シール装置8,9は同様の構成及び機能を有するものである。
【0022】
急速冷却帯3にはガス供給管10とファン11とが接続されている。ガス供給管10は水素ガス(H2)と窒素ガス(N2)との混合比が所定の割合(例えば、約水素ガス70%+窒素ガス30%)で設定された雰囲気ガスGhを急速冷却帯3内に供給するものである。これにより、急速冷却帯3内は高濃度の水素ガス雰囲気に保持されることになる。一方、ファン11はガス冷却器12を介して急速冷却帯3内の雰囲気ガスGhを吸引して複数の左右一対からなるガスジェットチャンバ(図中は3対)13に送気するものである。ガス冷却器12は帯鋼Sの顕熱等を吸収して昇温した雰囲気ガスGhを冷却水等により熱交換させて冷却させるものである。ガスジェットチャンバ13は帯鋼Sを挟んで対向するように配置され、ファン11から送気される雰囲気ガスGhを搬送される帯鋼Sに噴射するものである。このように、高熱伝導率の水素ガスを主成分とする雰囲気ガスGhを帯鋼Sに噴射することにより、帯鋼Sは急速冷却される。
【0023】
また、加熱帯2及び最終冷却帯4にはガス供給管14が接続されている。このガス供給管14は水素ガスと窒素ガスとの混合比が所定の割合(例えば、約水素ガス5%+窒素ガス95%)で設定された雰囲気ガスGnを加熱帯2内及び最終冷却帯4内に供給するものである。これにより、加熱帯2内及び最終冷却帯4内は低濃度の水素ガス雰囲気に保持されることになる。即ち、各帯2,3,4内は、水素ガス及び窒素ガスからなる雰囲気ガスGh,Gnにより酸化防止雰囲気に保持されることになり、帯鋼連続焼鈍炉1内に搬送される帯鋼Sの酸化を防止している。
【0024】
次に、図1,2を用いて入側シール装置8の構成について詳細に説明する。なお、出側シール装置9は入側シール装置8と同様の構成及び機能を有しているので、出側シール装置9の構成ついての説明は省略する。
【0025】
図1,2に示すように、入側シール装置8には一対のゲート22と一対のバッフルプレート23とが設けられている。ゲート22は帯鋼Sを挟むようにその板厚方向において対向して配置されると共に、仕切板21によって互いに接近離間するように搬送方向に対して略直交方向に移動可能に支持されている。一方、バッフルプレート23は帯鋼Sを挟むようにその板幅方向において対向して配置されると共に、図示しない仕切壁によって互いに接近離間するように搬送方向に対して略直交方向に移動可能に支持されている。そして、搬送される帯鋼Sの端部位置情報及び板幅情報によって、バッフルプレート23を帯鋼Sの板端に追従させることができるようになっている。つまり、ゲート22は帯鋼Sの板厚や板形状に応じて移動される一方、バッフルプレート23は鋼板Sの板幅や板の蛇行に応じて移動される。
【0026】
また、ゲート22内には板幅方向に延設するチャンバ24が形成されており、このチャンバ24には、ゲート22の先端において帯鋼Sに面するように板幅方向全域に亘り形成されるスリット(ノズル)25a,25bが開口されている。
【0027】
そして、チャンバ24には吸引管31を介してファン32の吸引口が接続されており、このファン32の送出口には排出管33及び戻し管37の上流端が接続されている。排出管33には上流側から順に調整弁34及び流量計35が設けられており、排出管33の下流端はフレアスタック36に接続されている。戻し管37には調整弁38が設けられており、戻し管37の下流端は窒素ガスを供給する供給管39に接続されている。供給管39には、戻し管37との接続部よりも上流側において、上流側から流量計40及び調整弁41が設けられており、供給管39の下流端は加熱帯2(搬送路5)内と接続されている。
【0028】
なお、ゲート22、チャンバ24、スリット25a,25b、吸引管31、ファン32等は吸引手段を構成し、排出管33、調整弁34,38,41、流量計35,40、フレアスタック36、戻し管37、供給管39等は循環手段を構成し、調整弁34,38,41等は流量調整手段を構成し、ファン32等は吸引力可変手段を構成するものである。
【0029】
従って、上述した構成をなすことにより、先ず、急速冷却帯3内にガス供給管10から雰囲気ガスGhを供給すると共に、加熱帯2内及び最終冷却帯4内にガス供給管14から雰囲気ガスGnを供給する。そして、帯鋼Sを加熱帯2内に搬送し、帯鋼Sの酸化を雰囲気ガスGnで防止しながら、帯鋼Sを所定の温度に加熱した後、この加熱された帯鋼Sは搬送路5を介して急速冷却帯3に搬送される。ここで、この帯鋼Sの加熱帯2から急速冷却帯3への搬送時においては、入側シール装置8により急速冷却帯3から加熱帯2への雰囲気ガスGhの漏出防止及び加熱帯2から急速冷却帯3への雰囲気ガスGnの侵入防止が図られている。
【0030】
次いで、急速冷却帯3内では、ファン11で吸引した雰囲気ガスGhをガス冷却器12で冷却した後、ガスジェットチャンバ13に供給する。そして、ガスジェットチャンバ13は供給された雰囲気ガスGhを帯鋼Sに噴射し、帯鋼Sを所定の温度に冷却した後、この冷却された帯鋼Sは搬送路6を介して最終冷却帯4に搬送される。ここで、この帯鋼Sの急速冷却帯3から最終冷却帯4への搬送時においては、出側シール装置9により急速冷却帯3から最終冷却帯4への雰囲気ガスGhの漏出防止及び最終冷却帯4から急速冷却帯3への雰囲気ガスGnの侵入防止が図られている。次いで、最終冷却帯4内では、帯鋼Sを上記温度で一定時間保持し、略常温にまで冷却した後、最終冷却帯4外へと排出する。
【0031】
次に、入側シール装置8のシール作用及びガス循環作用について説明する。なお、出側シール装置9は入側シール装置8と同様の構成及び機能を有しており、シール作用及びガス循環作用説明についても同様であるので、出側シール装置9のシール作用及びガス循環作用についての説明は省略する。
【0032】
図2に示すように、ゲート22及びバッフルプレート23は、帯鋼Sの板厚及び板幅に応じて互いに接近または離間して所定の位置に配置される。また、ファン32の駆動(昇圧)によりチャンバ24内が負圧になりスリット25a,25bからの吸引が開始される。なお、ファン32の昇圧力は可変可能になっており、この昇圧力の設定を変えることにより、スリット25a,25bの吸引力を変えることができる。
【0033】
そして、ゲート22間及びバッフルプレート23間に帯鋼Sが搬送されると、急速冷却帯3内の雰囲気ガスGhは加熱帯2内に漏出(図中、点線の流れ)しようとする一方、加熱帯2内の雰囲気ガスGnは帯鋼Sに随伴して急速冷却帯3内に侵入(図中、実線の流れ)しようとする。ここで、本構成では、スリット25a,25bをゲート22の先端において帯鋼Sと面するように形成すると共に、スリット25a,25bの吸引流速(吸引力)をファン32の昇圧作用により上記漏出流速及び侵入流速よりも速くなるように設定しているので、流出した雰囲気ガスGh,Gnを乱したり、拡散させたりすることなく吸引することができる。
【0034】
次いで、スリット25a,25bから吸引された雰囲気ガスGh,Gnはチャンバ24内に流入され、混合ガスgとなって吸引管31に吸引される。この吸引された混合ガスgはファン32の下流側において、排出管33側に流れるものと、戻し管37側に流れるものとに分れる。排出管33に流出した混合ガスgはフレアスタック36内に排出され、フレアスタック36内で燃やされることにより無害化されて大気に放出される。一方、戻し管37に流出した混合ガスgは供給管39に排出され、窒素ガスが補充された後、雰囲気ガスGnとなって加熱帯2内に供給される。
【0035】
このとき、スリット25a,25bから吸引される混合ガスgの吸引量はファン32により一定に制御される。また、スリット25a,25bにより吸引される混合ガスgの吸引量と、ガス供給管10から急速冷却帯3内に供給される雰囲気ガスGhの供給量と供給管39から加熱帯2内に供給される雰囲気ガスGnの供給量(戻し量)との和とが、等しくなるように、調整弁34,38,41の開度が制御される。これにより、加熱帯2内及び急速冷却帯3内の圧力が一定に保持される。ここで、供給管39に流入した混合ガスgは調整弁41により加熱帯2内の雰囲気ガスGnと同じ成分(濃度)になるように窒素ガスが補充調整される一方、急速冷却帯3内の濃度が一定になるようにガス供給管10から雰囲気ガスGhが補充される。
【0036】
なお、外乱により加熱帯2から雰囲気ガスGnがリークしたり、スリット25a,25bに吸引されることなく急速冷却帯3から加熱帯2内に雰囲気ガスGhが侵入したりするおそれがある場合には、これらを加味して、上記混合ガスgの吸引量に雰囲気ガスGnのリーク量と雰囲気ガスGhの侵入量とのいずれか一方あるいは両方を加えたガス量と、上記雰囲気ガスGnの供給量とが等しくなるように、調整弁34,38,41の開度を制御してもよい。
【0037】
従って、本発明のシール装置によれば、スリット25a,25bから吸引した混合ガスgの一部(排出管33に流出させる混合ガスg以外の混合ガスg)に、加熱帯2内の雰囲気ガスGnと同じ成分になるように窒素ガスを補充することにより、調整に必要な窒素ガスの補充量(使用量)を抑制できるので、コスト低減を図ることができる。そして、ゲート22を帯鋼Sの板厚に応じて接近離間させることにより、帯鋼Sの両板面とスリット25a,25bとの隙間を狭くする一方、バッフルプレート23を帯鋼Sの板幅に応じて接近離間させることにより、帯鋼Sの両端部とスリット25a,25bとの隙間を狭くすることができるので、シール性を向上させることができる。
【0038】
また、スリット25a,25bにより吸引される混合ガスgの吸引量と、供給管39から加熱帯2内に供給される雰囲気ガスGnの供給量とが等しくなるように調整弁34,38,41の開度を制御することにより、加熱帯2内及び急速冷却帯3内の圧力を一定に保持することができるので、吸引量が一定になり、混合ガスgの成分調整を容易に行うことができる。
【0039】
また、ゲート22の先端と帯鋼Sとの距離に応じてファン32の昇圧力を可変可能にすることにより、スリット25a,25bの吸引流速を、雰囲気ガスGhの漏出流速及び雰囲気ガスGnの侵入流速よりも速くなるように設定することができるので、流出した雰囲気ガスGh,Gnを乱したり、拡散させたりすることなく、少ない吸引量で効率的に吸引することができる。なお、ゲート22の先端と帯鋼Sとの距離が近づけられない場合でも、スリット25a,25bから吸引する吸引流速を、雰囲気ガスGhの漏出流速及び雰囲気ガスGnの侵入流速よりも速くすることができるので、シール性を向上させることができる。
【0040】
更に、ゲート22の先端に帯板Sに面するようにスリット25a,25bを開口させることにより、スリット25a,25b付近における混合した雰囲気ガスGh,Gnの容積を最小限に抑えることができるので、少ない吸引量で効率よく吸引することができる。これにより、ゲート22やファン32の小型化、及び各管31,33,37,39の小径化を図ることができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。なお、スリット25a,25bの開口面積を可変にしてもよく、これにより、吸引量を増やすことなく、吸引流速を高めて吸引能力を向上させることもできる。
【実施例2】
【0041】
図4は本発明の第2実施例に係るシール装置の概略図である。
【0042】
図4に示すように、入側シール装置15には一対のゲート52と一対のバッフルプレート23(図2参照)とが設けられている。ゲート52は帯鋼Sを挟むようにその板厚方向において対向して配置されると共に、仕切板51によって互いに接近離間するように搬送方向に対して略直交方向に移動可能に支持されている。また、ゲート52内には板幅方向に延設するチャンバ54a,54bが形成されており、この各チャンバ54a,54bにはゲート52の内側において板幅方向全域に亘り形成されるスリット(ノズル)55a,55bがそれぞれ開口されている。
【0043】
そして、チャンバ54aには吸引管61を介してファン62の吸引口が接続されており、このファン62の送出口には排出管63及び戻し管67の上流端が接続されている。排出管63には上流側から順に調整弁64及び流量計65が設けられており、排出管63の下流端はフレアスタック36に接続されている。戻し管67には調整弁68が設けられており、戻し管67の下流端は水素ガスを供給する供給管69に接続されている。供給管69には、戻し管67との接続部よりも上流側において、上流側から流量計70及び調整弁71が設けられており、供給管69の下流端は急速冷却帯3内と接続されている。
【0044】
一方、チャンバ54bには吸引管31を介してファン32の吸引口が接続されており、このファン32の送出口には排出管33及び戻し管37の上流端が接続されている。排出管33には上流側から順に調整弁34及び流量計35が設けられており、排出管33の下流端はフレアスタック36に接続されている。戻し管37には調整弁38が設けられており、戻し管37の下流端は窒素ガスを供給する供給管39に接続されている。供給管39には、戻し管37との接続部よりも上流側において、上流側から流量計40及び調整弁41が設けられており、供給管39の下流端は加熱帯2(搬送路5)内と接続されている。
【0045】
なお、ゲート52、チャンバ54a,54b、スリット55a,55b、吸引管61、ファン62等は吸引手段を構成し、排出管63、調整弁64,68,71、流量計65,70、フレアスタック36、戻し管67、供給管69等は循環手段を構成し、調整弁64,68,71等は流量調整手段を構成し、ファン62等は吸引力可変手段を構成するものである。
【0046】
従って、上述した構成をなすことにより、ゲート52及びバッフルプレート23は、帯鋼Sの板厚及び板幅に応じて互いに接近または離間して所定の位置に配置される。また、ファン32,62の駆動(昇圧)によりチャンバ54a,54b内が負圧になりスリット55a,55bからの吸引が開始される。なお、ファン32,62の昇圧力は可変可能になっており、この昇圧力の設定を変えることにより、スリット55a,55bの吸引力を変えることができる。
【0047】
そして、ゲート52間及びバッフルプレート23間に帯鋼Sが搬送されると、急速冷却帯3内の雰囲気ガスGhは加熱帯2内に漏出(図中、点線の流れ)しようとする一方、加熱帯2内の雰囲気ガスGnは帯鋼Sに随伴して急速冷却帯3内に侵入(図中、実線の流れ)しようとする。ここで、本構成では、スリット55a,55bをゲート22の先端において帯鋼Sと面するように形成すると共に、スリット55a,55bの吸引流速(吸引力)をファン32,62の昇圧作用により上記漏出流速及び侵入流速よりも速くなるように設定しているので、流出した雰囲気ガスGh,Gnを乱したり、拡散させたりすることなく吸引することができる。
【0048】
次いで、スリット55aから吸引された雰囲気ガスGh,Gnはチャンバ54a内に流入され、混合ガスg1となって吸引管61に吸引される。この吸引された混合ガスg1はファン62の下流側において、排出管63側に流れるものと、戻し管67側に流れるものとに分れる。排出管63に流出した混合ガスg1はフレアスタック36内に排出され、フレアスタック36内で燃やされることにより無害化されて大気に放出される。一方、戻し管67に流出した混合ガスg1は供給管69に排出され、水素ガスが補充された後、雰囲気ガスGhとなって急速冷却帯3内に供給される。
【0049】
このとき、スリット55aから吸引される混合ガスg1の吸引量はファン62により一定に制御される。また、スリット55aにより吸引される混合ガスg1の吸引量と、供給管69から急速冷却帯3内に供給される雰囲気ガスGhの供給量(戻し量)とが等しくなるように、調整弁64,68,71の開度が制御される。これにより、加熱帯2内及び急速冷却帯3内の圧力が一定に保持される。ここで、供給管69に流入した混合ガスg1は調整弁71により急速冷却帯3内の雰囲気ガスGhと同じ成分(濃度)になるように水素ガスが補充調整される。
【0050】
なお、外乱により急速冷却帯3から雰囲気ガスGhがリークしたり、スリット55a,55bに吸引されることなく加熱帯2から急速冷却帯3内に雰囲気ガスGnが侵入したりするおそれがある場合には、これらを加味して、上記混合ガスg1の吸引量に雰囲気ガスGhのリーク量と雰囲気ガスGnの侵入量とのいずれか一方あるいは両方を加えたガス量と、上記雰囲気ガスGhの供給量とが等しくなるように、調整弁64,68,71の開度を制御してもよい。
【0051】
一方、スリット55bから吸引された雰囲気ガスGh,Gnはチャンバ54b内に流入され、混合ガスg2となって吸引管31に吸引される。この吸引された混合ガスg2はファン32の下流側において、排出管33側に流れるものと、戻し管37側に流れるものとに分れる。排出管33に流出した混合ガスg2はフレアスタック36内に排出され、フレアスタック36内で燃やされることにより無害化されて大気に放出される。一方、戻し管37に流出した混合ガスg2は供給管39に排出され、窒素ガスが補充された後、雰囲気ガスGnとなって加熱帯2内に供給される。
【0052】
このとき、スリット55bから吸引される混合ガスg2の吸引量はファン32により一定に制御される。また、スリット55bにより吸引される混合ガスg2の吸引量と、供給管39から加熱帯2内に供給される雰囲気ガスGnの供給量(戻し量)とが等しくなるように、調整弁34,38,41の開度が制御される。これにより、加熱帯2内及び急速冷却帯3内の圧力が一定に保持される。ここで、供給管39に流入した混合ガスg2は調整弁41により加熱帯2内の雰囲気ガスGnと同じ成分(濃度)になるように窒素ガスが補充調整される。
【0053】
なお、外乱により加熱帯2から雰囲気ガスGnがリークしたり、スリット55a,55bに吸引されることなく急速冷却帯3から加熱帯2内に雰囲気ガスGhが侵入したりするおそれがある場合には、これらを加味して、上記混合ガスg2の吸引量に雰囲気ガスGnのリーク量と雰囲気ガスGhの侵入量とのいずれか一方あるいは両方を加えたガス量と、上記雰囲気ガスGnの供給量とが等しくなるように、調整弁34,38,41の開度を制御してもよい。
【0054】
従って、本発明のシール装置によれば、スリット55aから吸引した混合ガスg1の一部(排出管63に流出させる混合ガスg1以外の混合ガスg1)に急速冷却帯3内の雰囲気ガスGhと同じ成分になるように水素ガスを補充する一方、スリット55bから吸引した混合ガスg2の一部(排出管33に流出させる混合ガスg2以外の混合ガスg2)に加熱帯2内の雰囲気ガスGnと同じ成分になるように窒素ガスを補充することにより、調整に必要な水素ガス及び窒素ガスの補充量(使用量)を抑制できるので、コスト低減を図ることができる。しかも、混合ガスg1,g2を別々の循環経路としているので、それぞれの経路において吸引力を独立して設定することができ、より効率よくシール条件を選定することができる。この結果、雰囲気ガスGh,Gnの混合を少なくすることができるので、水素ガス及び窒素ガスの補充量を少なくすることができる。
【0055】
また、スリット55aにより吸引される混合ガスg1の吸引量と、供給管69から急速冷却帯3内に供給される雰囲気ガスGhの供給量とが等しくなるように調整弁64,68,71の開度を制御する一方、スリット55bにより吸引される混合ガスg2の吸引量と、供給管39から加熱帯2内に供給される雰囲気ガスGnの供給量とが等しくなるように調整弁34,38,41の開度を制御することにより、加熱帯2内及び急速冷却帯3内の圧力を一定に保持することができるので、それぞれの吸引量が一定になり、混合ガスg1,g2の成分調整を容易に行うことができる。
【0056】
また、ファン32,62の昇圧力を可変可能にすることにより、スリット55a,55bの吸引流速を、雰囲気ガスGhの漏出流速及び雰囲気ガスGnの侵入流速よりも速くなるように設定することができるので、流出した雰囲気ガスGh,Gnを乱したり、拡散させたりすることなく、少ない吸引量で効率的に吸引することができる。
【0057】
更に、ゲート52の先端に帯板Sに面するようにスリット55a,55bを開口させることにより、スリット55a,55b付近における混合した雰囲気ガスGh,Gnの容積を最小限に抑えることができるので、少ない吸引量で効率よく吸引することができる。これにより、ゲート52やファン32,62の小型化、及び各管31,33,37,39,61,63,67,69の小径化を図ることができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。なお、スリット55a,55bの開口面積を可変にしてもよく、これにより、吸引量を増やすことなく、吸引流速を高めて吸引能力を向上させることもできる。
【実施例3】
【0058】
図5は本発明の第3実施例に係るシール装置の概略図である。
【0059】
図5に示すように、入側シール装置16にはゲート52の上流側及び下流側に配置されるシール板81,82が設けられている。シール板81の開口部81aの入側(上流側)には一対のシールロール83が回転可能に支持される一方、シール板82の開口部82aの出側(下流側)には一対のシールロール84が回転可能に支持されている。シールロール83,84は帯鋼Sを挟むようにその板厚方向において対向して配置されると共に、互いに接近離間するように搬送方向に対して略直交方向に移動可能に支持されている。つまり、シールロール83,84は帯鋼Sの板厚に応じて移動される。
【0060】
従って、シールロール83,84を設けることにより、帯鋼Sの振動や反りによる帯鋼Sとゲート52との接触を防止することができる。また、帯鋼Sとスリット55a,55bとの隙間に流入する雰囲気ガスGh,Gnを少なくすることができるので、補充する水素ガス及び窒素ガスの使用量を更に減らすことができる。
【実施例4】
【0061】
図6は本発明の第4実施例に係るシール装置の概略図である。
【0062】
図6に示すように、入側シール装置17にはゲート52の上流側及び下流側に配置されるガイドロール85,86が回転可能に支持されており、このガイドロール85,86は帯鋼Sを挟むように配置されている。
【0063】
従って、ガイドロール85,86を設けることにより、帯鋼Sの振動や反りによる帯鋼Sとゲート52との接触を防止することができる。このため、ゲート52は帯鋼Sにこれ以上近づくことができないので、帯鋼Sとスリット55a,55bとの隙間に流入する雰囲気ガスGh,Gnを少なくすることができるので、補充する水素ガス及び窒素ガスの使用量を更に減らすことができる。
【実施例5】
【0064】
図7は本発明の第5実施例に係るシール装置の概略図である。
【0065】
図7に示すように、入側シール装置18にはゲート52間に配置されるガイドロール87が回転可能に支持されている。このガイドロール87は帯鋼Sに対してガイドロール85,86とは反対側に設けられている。
【0066】
従って、ガイドロール85,86,87を設けることにより、帯鋼Sの振動や反りを抑えることができ、ゲート52を帯鋼Sに更に近づけることができるので、確実に吸引することができる。
【実施例6】
【0067】
図8は本発明の第6実施例に係るシール装置の概略図である。
【0068】
図8に示すように、入側シール装置19は急速冷却帯3と加熱帯2(搬送路5)との角部に設けられるものであり、この角部に支持されるデフレクタロール7を挟むようにしてゲート52を配置している。また、供給管39には、戻し管37との接続部よりも下流側において、N2濃度センサ42が設けられている。このN2濃度センサ42は混合ガスg2に窒素ガスを補充した雰囲気ガスGnの窒素ガス濃度を検出するものである。一方、供給管69には、戻し管67との接続部よりも下流側において、H2濃度センサ72が設けられている。このH2濃度センサ72は混合ガスg1に水素ガスを補充した雰囲気ガスGhの水素ガス濃度を検出するものである。
【0069】
従って、上述した構成をなすことにより、供給管69に流入した混合ガスg1は調整弁71により急速冷却帯3内の雰囲気ガスGhと同じ成分になるように水素ガスが補充調整されて雰囲気ガスGhになる。該雰囲気ガスGhは急速冷却帯3内に排出される前に、H2濃度センサ72によりその水素ガス濃度が検出される。そして、このH2濃度センサ72に検出された雰囲気ガスGhの水素ガス濃度に基づいて調整弁71の開度が制御される。つまり、調整弁71は検出された水素ガス濃度が所定の濃度(成分)になるように制御される
【0070】
一方、供給管39に流入した混合ガスg2は調整弁41により加熱帯2内の雰囲気ガスGnと同じ成分になるように窒素ガスが補充調整されて雰囲気ガスGnになる。該雰囲気ガスGnは加熱帯2内に排出される前に、N2濃度センサ42によりその窒素ガス濃度が検出される。そして、このN2濃度センサ42に検出された雰囲気ガスGnの窒素ガス濃度に基づいて調整弁41の開度が制御される。つまり、調整弁41は検出された水素ガス濃度が所定の濃度(成分)になるように制御される。
【0071】
従って、濃度センサ72,42を設けることにより、この濃度センサ72,42により検出した成分調整後の混合ガスg1,g2(雰囲気ガスGh,Gn)の濃度に基づいて、次に供給される混合ガスg1,g2の成分調整を行うことができるので、確実に供給時のガス濃度を所定の濃度に設定することができる。なお、濃度センサ72,74の設置位置は成分調整前の混合ガスg1,g2の濃度が計れる位置にしても構わない。また、濃度センサ72,42は第1実施例乃至第5実施例の構成にも適用することができ、これにより、各成分調整の精度を向上させることができる。また、デフレクタロール7を挟むようにしてゲート52を設けても、帯鋼Sの振動や反りによる帯鋼Sとゲート52との接触を防止することができる。
【0072】
なお、上述した各実施例においては、急速冷却帯3の入側及び出側にシール装置8,9を設けるようにしたが、加熱帯2の入側及び出側、最終冷却帯4の入側及び出側、及び帯鋼連続焼鈍炉1の搬入口1a及び排出口1bに、同様のシール装置を設けても構わない。また、各実施例においては、2種類の雰囲気ガスの間をシールするシール装置について説明したが、ガスに限らず液体でもよく、また、温度の異なる同じ流体間をシールするシール装置にも適用可能である。この場合には、本願発明の如く、成分を調整する換わりに、温度調節手段等を用いればよい。更に、各実施例においては、成分を調整する換わりに、成分分離手段等を用いても構わない。
【産業上の利用可能性】
【0073】
有害な雰囲気ガスを用いて熱処理する熱処理装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0074】
【図1】本発明の第1実施例に係るシール装置の概略図である。
【図2】図1のA−A矢視断面図である。
【図3】帯鋼連続焼鈍炉の概略図である。
【図4】本発明の第2実施例に係るシール装置の概略図である。
【図5】本発明の第3実施例に係るシール装置の概略図である。
【図6】本発明の第4実施例に係るシール装置の概略図である。
【図7】本発明の第5実施例に係るシール装置の概略図である。
【図8】本発明の第6実施例に係るシール装置の概略図である。
【符号の説明】
【0075】
1 帯鋼連続焼鈍炉
2 加熱帯
3 急速冷却帯
4 最終冷却帯
5,6 搬送路
7 デフレクタロール
8,16〜19 入側シール装置
9 出側シール装置
10,14 ガス供給管
12 ガス冷却器
13 ガスジェットチャンバ
21,51 仕切壁
22,52 ゲート
23 バッフルプレート
24a,24b,54a,54b チャンバ
25a,25b,55a,55b スリット
31,61 吸気管
11,32,62 ファン
33,63 排出管
34,38,41,64,68,71 調整弁
35,40,65,70 流量計
36 フレアスタック
37,67 戻し管
39,69 供給管
42 N2濃度センサ
72 H2濃度センサ
81,82 シール板
83,84 シールロール
85〜87 ガイドロール
【出願人】 【識別番号】502251784
【氏名又は名称】三菱日立製鉄機械株式会社
【出願日】 平成18年8月3日(2006.8.3)
【代理人】 【識別番号】100078499
【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎

【識別番号】100074480
【弁理士】
【氏名又は名称】光石 忠敬

【識別番号】100102945
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 康幸

【識別番号】100120673
【弁理士】
【氏名又は名称】松元 洋


【公開番号】 特開2008−38176(P2008−38176A)
【公開日】 平成20年2月21日(2008.2.21)
【出願番号】 特願2006−211688(P2006−211688)