JP2011058014A - ウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビームにおけるスキッドボタン - Google Patents

Abstract

【課題】 ウォーキングビーム式加熱炉におけるスキッドビームに当接する被加熱材であるブルームが局部的に十分に加熱されないために、スキッドビーム以外のビームの部分よりも温度低下する事態を低減する手段を提供する。
【解決手段】 ウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビーム２の周囲を耐火物５で被覆した構造において、スキッドビーム２から上方に突出するスキッドボタンの高さ４ｃを従来のスキッドボタン４ｂの高さより高くし、この高くした形状に合わせて、スキッドビームの中心を通る水平線６の側部からスキッドボタン４までの高さのうち、従来のスキッドボタンの高さ４ｂの位置に相当する本発明のスキッドボタン４ａの高さ位置の周辺部までを耐火物５で傾斜面として被覆したウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビーム２におけるスキッドボタン４。
【選択図】 図２

Description

この発明は、鋳造された鋳片であるブルームを熱間圧延するために、ウォーキングビーム式加熱炉で加熱する際に、ウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビームにおける被加熱材であるブルームの局部的な温度低下を低減するスキッドボタンの構造に関する。

鋳造されたブルームを熱間圧延するために、ウォーキングビーム式加熱炉により加熱する場合、加熱されたブルームの熱はウォーキングビーム式加熱炉のスキットボタンを通じてスキッドビーム内を流れる冷却水へ奪われる。このため、スキッドボタンに当接するブルームは局部的に温度低下することとなる。この温度低下によって低温部にスキッドマークが生じ、このスキッドマークは、次工程の熱間圧延における疵発生原因の一つとなっている。したがって、ブルームに発生するスキッドマークは得られた鋼材の品質保証上の重要な問題であった。

従来のブルームの疵発生の状況の調査および検討のため、ウォーキングビーム式加熱炉から抽出したブルームの表面温度について、ブルームの当接していたスキッド部と他の部分とを比較すると、スキッド部と当接していたブルームの温度は他の部分に当接していたブルームの温度に比して約９６℃低下しており、さらに、この抽出したブルームの熱間圧延後のビレットの疵の発生位置は、図１にみられるように、ブルームのスキッド部に当接していた十分に加熱されなかった部分に集中していた。なお、ブルームの表面温度は放射温度計により測定し、ビレットの表面疵の発生は目視により得た結果である。

以上の調査および検討の結果から、ウォーキングビーム式加熱炉のスキッド部と当接するブルームの部分の温度低下による低温部におけるブルームの加熱不足を解消するための低減対策として、例えば、次の（１）ないし（３）が考えられるが、それぞれの問題点がある。

（１）ウォーキングビーム式加熱炉から被加熱物を抽出後に、さらに加熱する方法。しかし、この方法は生産能力の低下を招き、コストが高くなる。

（２）ウォーキングビーム式加熱炉内の搬送中の被加熱物の温度上昇のための保持時間を変更する方法。しかし、この方法で効果は少ない。

（３）ウォーキングビーム式加熱炉内の冷却能を低減する方法。しかし、冷却能を低減すると、スキッドボタンやビームの周辺の耐火物の寿命を短寿命化する問題がある。

一方、従来のウォーキングビーム式加熱炉のスキッド部の低温部におけるブルームなどの被加熱物の加熱不足に対する低減対策では、被加熱物がウォーキングビームに載置されている時間を調整する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。さらに、ウォーキングビーム式加熱炉の被加熱材の下面を局部的に加熱するバーナーを設置して被加熱材の低温部を加熱する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開昭５９−９６２１４号公報 特開平７−２１６４４３号公報

本発明が解決しようとする課題は、ウォーキングビーム式加熱炉におけるスキッドビームに当接する被加熱材であるブルームが局部的に十分に加熱されないために、スキッドビーム以外のビームの部分よりも温度低下する事態を低減する手段を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明は、図２に示すように、ウォーキングビーム式加熱炉の上面にスキッドボタンを有するスキッドビームの周囲を耐火物で被覆した構造におけるものである。この構造において、スキッドビームの中心を通る水平線より下方に形成の耐火物の形状をスキッドビームの環状に倣ってスキッドビームの周囲の下半側に形成する。さらに、該耐火物に継続してスキッドビームの中心を通る水平線より上方に形成の耐火物の傾斜角度を該水平線と６０°の角度に形成し、かつ、スキッドボタン上端方向へのスキッドビームの周囲の上半側に該耐火物を形成するものとする。さらに、このスキッドボタン上端方向に形成の耐火物の上端面の高さをこのスキッドボタンの１／２の高さ位置としたことを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビームにおけるスキッドボタンである。

請求項２の発明では、スキッドボタンの上端の高さは従来のスキッドボタンの上端の高さの２倍であることを特徴とする請求項１の手段のウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビームにおけるスキッドボタンである。

請求項３の発明では、耐火物の傾斜角度がスキッドビームの中心を通る水平線より上方に６０°の角度に形成したことを特徴とする請求項１または２の手段のウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビームにおけるスキッドボタンである。

以上の構造の手段とすることにより、図３に示すように、スキッドビーム上に堆積したスケールはスキッドボタンの上端側部に細い環状に薄く被覆されるだけで、幅広い環状に堆積しにくくなった。この様に耐火物の形状を改造することにより、ビーム内の冷却帯による抜熱を低減することで、スキッドボタンへ下方のバーナーから放射する放射熱量を大きくした。すなわち、ブルーム下部へのバーナーからの放射熱は、耐火物およびスキッドボタンの周囲に堆積したスケールよる影響を受けにくくなるため、図３の（ｂ）に示すように、耐火物の上にスケールが堆積し難くなって放射熱量は大きくなり、その結果、スキッドボタンの部分の温度は上昇する。

上記の手段とすることにより、ビーム上に堆積したスケールはスキッドボタンの上端側部に環状に薄く被覆されるだけで、厚く堆積し難くなった結果、耐火物およびスキッドボタンの周囲に堆積したスケールよる影響を受け難くなって、ビーム内の冷却帯による抜熱を低減することで、スキッド部へのバーナーからの放射熱量が大きくなってスキッドボタンの部分の被加熱物であるブルームの温度は上昇し、その結果、スキッドビームの当接部における圧延後の製品であるビレットの疵の発生が減少した。

ブルームとスキッドビームの当接部における疵の発生位置の関係を示す図で、（ａ）はブルームとスキッドビームの当接部の関係を示し、（ｂ）はブルームの下面側の側の疵多発部を模式的に示す図である。 耐火物で被覆したスキッドビームとスキッドボタンを示し、（ａ）は従来のスキッドビームとスキッドボタンで、（ｂ）は本発明のスキッドビームとスキッドボタンである。 図２に示すスキッドビームとスキッドボタンに堆積したスケールの関係を示す図で、（ａ）は従来の関係で、（ｂ）は本発明の関係である。 ブルームとスキッドビームの当接部の関係を示す図である。

発明の実施の形態を図面と表を参照して以下に説明する。図２の（ａ）に示す従来のスキッドボタン４の高さの７０ｍｍから、図２の（ｂ）に示す本発明の手段のスキッドボタン４の高さ４ｃを１４０ｍｍに高くし、スキッドビーム２の周囲の断熱用の耐火物５の形状を、図２（ａ）に示す従来の形状であるスキッドボタン４の下端部の側部の耐火物５の位置からの耐火物の形成角度５ａを４０°としてスキッドボタン４の側部周辺まで傾斜面で形成していたものを、図２の（ｂ）に示すように、本発明ではスキッドビームの中心を通る水平線６のスキッドビーム２の周囲に形成した断熱用の耐火物５の位置から耐火物の形成角度５ａを６０°として改造した。この改造により、図３の（ａ）に示す従来のスキッドビーム２のスキッドボタン４の頂部周辺に堆積したスケール７の頂部堆積幅７ａに比して、図３の（ｂ）に示す本発明のスキッドビーム２のスキッドボタン４の頂部周辺に堆積したスケール７の頂部堆積幅７ａは幅が狭くなった。

上記したように本発明のスキッドボタン４の高さを高くし、さらに、スキッドビーム２の周囲の断熱用の耐火物５の形状を図２に示すように改善した結果、図４に示すブルーム１とスキッドボタン４における、左右の２箇所の固定スキッドビーム２ｂである（Ｂ部）の間である無ビーム部２ｃの（Ａ部）と、可動スキッド２ａである（Ｃ部）との関係において、表１の断面平均におけるブルーム温度分布に示すように、スキッドビーム２におけるブルーム１の温度低下は、従来のスキッドボタン４ｂを有するスキッドビーム２の（Ａ部）と（Ｂ部）の間の温度差である改善前抽出温度の９６℃から、本発明の高さの高くしたスキッドボタン４ａを有するスキッドビーム２の（Ａ部）と（Ｂ部）の間の温度差である改善後抽出温度の６４℃まで低減した。

上記のようにスキッドボタン４ａを有するスキッドビーム２の改善後抽出温度の（Ａ部）と（Ｂ部）の間の温度差は上記したように６４℃に低減した。この結果、この部分のスキッドマークの部分について、さらに１本のブルームを圧延して得た圧延後のビレットの数は５本であった。この各５本のビレットについて表面疵を観察してみると、表２に示すように、鋼種として、ＪＩＳに規定のＳＣｒの肌焼鋼で疵発生率の平均が２．４５個から１．４６個に、すなわち約４０％減少し、ＪＩＳに規定のＳＣＭの肌焼鋼で疵発生率の平均が１．３８個から０．８１個に、すなわち約４１％減少し、ＪＩＳに規定のＳ５３Ｃで疵発生率の平均が０．５４個から０．２４個に、すなわち約５６％減少した。なお、上記のブルームの表面温度は放射温度計にて測定し、表面疵の発生個数は目視により得たものである。

１ ブルーム
１ａ ブルームの移動ビームとの当接部
１ｂ ブルームの固定ビームとの当接部
１ｃ ブルームのビームとの非接触部
２ スキッドビーム
２ａ 可動スキッドビーム（Ｃ部）
２ｂ 固定スキッドビーム（Ｂ部）
２ｃ 無ビーム部（Ａ部）
３ 疵多発部
４ スキッドボタン
４ａ 本発明のスキッドボタン
４ｂ 従来のスキッドボタン
４ｃ スキッドボタンの高さ
５ 耐火物
５ａ 耐火物の形成角度
６ スキッドビームの中心を通る水平線
７ スケール
７ａ スケールの頂部堆積幅

Claims (3)

1. ウォーキングビーム式加熱炉の上面にスキッドボタンを有するスキッドビームの周囲を耐火物で被覆した構造において、スキッドビームの中心を通る水平線より下方に形成の耐火物の形状をスキッドビームの環状に倣ってスキッドビームの周囲の下半側に形成し、該耐火物に継続してスキッドビームの中心を通る水平線より上方に耐火物を傾斜させて形成し、かつ、スキッドボタン上端方向へのスキッドビームの周囲の上半側に該耐火物を形成し、該スキッドボタン上端方向に形成の耐火物の上端面の高さを該スキッドボタンの１／２の高さ位置としたことを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビームにおけるスキッドボタン。
2. スキッドボタンの上端の高さは従来のスキッドボタンの上端の高さの２倍であることを特徴とする請求項１に記載のウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビームにおけるスキッドボタン。
3. 耐火物の傾斜角度がスキッドビームの中心を通る水平線より上方に６０°の角度に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のウォーキングビーム式加熱炉のスキッドビームにおけるスキッドボタン。

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