本发明是关于具有明火加热炉的带钢连续处理作业线。

带钢连续处理作业线的加热方式，一般所知道的有利用幅射管的间接加热方式和明火加热方式。其中，明火加热方式与间接加热方式相比，具有如下优点：加热能力大，而且可把冷轧油烧掉，所以可以省掉清洗设备等。因此，这种加热方式广泛用于热镀锌作业线和电磁钢板连续退火作业线等。

但是，过去采用的明火加热方式存在着如下严重问题：带钢氧化严重，并由此而产生辊子粘着的问题。针对过去存在的明火加热方式的问题，在特公昭58-44133号和特公昭59-29651号等专利申请中，提出了冷轧带钢连续热处理设备用的所谓无氧化明火加热方式。这种方式特点是随着带钢温度（最高900℃）的上升，而降低各燃烧控制区域的空气过剩系数（＜1、4→0.6）等，用这种方法边控制带钢氧化，边进行加热。

然而，这种方式尽管称为无氧化方式，但实际上是弱氧化方式，当空气过剩系数小于1.0时，在燃烧生成气体中含有大量的CO2，H2O等氧化性气体，于是加热后，原板的氧化膜厚度就从小于50×10-10m增大到500×10-10m～1000×10-10m。因此，将这种方式应用于连续退火设备时，不得不采用如下方法：在加热带后面的均热带中，提高保护气体中氢的浓度（氢浓度约20%左右），以还原氧化膜，或者在明火加热带的出口侧设置处理带（强还原带），用高浓度的氢（约50%以上）进行氧化膜的还原等。

最近，为了降低连续退火设备的生产成本，设备趋向于大型化，但在这种设备中，若以一般构成如上所述的明火加热带时，会产生如下问题：炉子高度增高，使带钢带有油脂，并难以控制炉压。为此，不得不采用两段或两段以上的多段加热炉。但是，在这种多段加热炉的明火加热带中，由于形成氧化膜，加热炉内的辊子会产生辊子粘着现象，其结果会严重地损坏带钢的表面质量。为了防止炉内辊子产生辊子粘着现象，必须采取烦杂的措施，例如在特开昭53-54100号中所示那样，设置有容纳炉内辊子的隔离室，而在该隔离室内通入保护气体等。即使对辊子采用这种保护方式，在明火加热炉这样的高温条件下，要对辊子隔离室和明火炉进行适当密封是非常困难的，因此，为了要在隔离室内通入足够的保护气体，就必须供给大量的保护气体，这是没有实用价值的。

连续热镀锌作业线的热处理方式是采用所谓的分解氨热镀锌（Sendzimir）方式，这是众所周知的。这种方式，在连续退火周期时，明火加热到大约400～450℃，然后在强还原气氛中间接加热到750℃左右。然而，这种方式有如下问题：

（1）间接加热时间长，加热效率低。

（2）必须有大量的强还原气体，即H2浓度高（H2+N2）的气体，为此，在安全上有问题。

（3）必须进行均热时，炉子长度要加长。

针对分解氨热镀锌方式的问题，开发了这样一种方式，即在所谓的NOF炉中进行弱氧化加热后，在其后的弱还原炉中通过间接加热进行还原，这种方式目前已被广泛应用。然而，这种方式也有下述问题。

（1）间接加热时间长。

（2）在弱氧化-弱还原过程中，带钢不能获得对镀层密合性来说必须具有的足够的表面活性。

（3）炉子长度增长。

除上述问题以外，迄今的连续热处理作业线还有如下问题。

第1一个问题是，在设有明火加热炉的带钢连续热处理炉中，首先在明火加热炉中，在无氧化或还原气氛中将带钢加热到500～800℃，然后在后续的保护气氛炉中将带钢进一步进行加热、均热、急冷等热处理，冷却到150℃以下（在大气中不产生氧化的温度）后，出炉。在上述的保护气氛炉的炉内需保持+5～15毫米水柱左右的正压，以防止空气的侵入，同时在炉内充满保护气体（3～20%H2，其余是N2），以便进行还原和防止氧化。

对这种保护气氛炉来说，其热处理后在大气中引出带钢部分的密封机构，一般采用密封辊方式和水封方式，但这两种方式分别有如下问题。

（1）密封辊方式

这种方式是将一对密封辊配置在带钢出口侧，但带钢两侧部分的上下辊之间以及炉壁与辊子之间就不可避免地会产生间隙，因此，不可能是完全密封的。

通常，总是从该间隙里吹出少量炉内保护气体，以防止空气侵入炉内，但由于炉子入口侧明火加热炉的燃烧状态发生变化，使炉内压力迅速变为负压时，有可能侵入空气。

（2）水封方式

这种方式是在保护气氛炉的出口用水封槽进行密封，使带钢在该水槽中通过。但这种方式，有水蒸汽侵入炉内的问题，这与空气侵入炉内的问题相同。

第2个问题是，在明火加热炉后面设有间接加热炉的连续处理作业线上，间接加热炉内的保护气体会流入明火加热炉，进而明火加热炉的燃烧废气与上述保护气体的混合气体会流入预热炉，最终排出。在这种情况下，由于各个燃烧带的流量变动，各个燃烧带之间产生相互干扰，引起炉压剧烈变化，因此难以管理。此外，将含有未燃成分的燃烧废气导入预热炉来预热带钢时，预热炉出口的废气温度较低，难以使未燃成分完全燃烧。

本发明是为了克服过去的带钢连续处理作业线的缺点，而提供一种改进的连续处理作业线。

本发明的目的是提供这样一种连续处理作业线，即在设有明火加热炉的带钢连续处理作业线上，可以在无氧化或还原状态下加热带钢。

本发明的另一个目的是提供这样一种连续处理作业线，即可以在无氧化或还原状态下把带钢加热、均热到高温状态。

本发明的再一个目的是提供这样一种连续热处理作业线，即在明火加热炉中，可以经常在无氧化或还原状态下加热带钢。

本发明的另一个目的是提供这样一种连续处理作业线，即带钢至少从明火加热炉出来时，为无氧化状态。

本发明的另一个目的是提供这样一种连续处理作业线，即带钢至少与炉内辊子接触时为无氧化状态，这样，可以防止辊子的粘着。

本发明的另一个目的是提供这样一种连续处理作业线，即在连续镀锌作业线上，可缩短间接加热时间，获得对于镀层密合性来说所必需的足够的带钢表面活性，而且可缩短整个炉子的长度。

本发明的另一个目的是提供这样一种连续处理作业线，即在设有明火加热炉和接在其后面的保护气体炉的连续热处理作业线上，可以 适当地防止空气侵入保护气体炉内。

本发明的另一个目的是提供这样一种连续处理作业线，即在依次设有预热炉、明火加热炉和间接加热炉的连续热处理作业线上，可以防止一个炉内的气体流入另一个炉内，并可以防止因炉内气体压力的变化而导致各个炉子之间的相互干扰。

本发明的另一个目的是提供这样一种连续处理作业线，即在依次设有预热炉、明火加热炉和间接加热炉的连续处理作业线上，可以利用燃烧废气有效地进行带钢的预热。

为了达到以上目的，本发明的连续处理作业线具有如下结构。

即，连续处理作业线的明火加热炉配置有多个还原型加热烧嘴。这些加热烧嘴可以形成在火焰中具有燃烧中间生成物、而没有游离氧的区域，即非平衡区域。根据本发明，各还原型加热烧嘴这样进行配置，即火焰与带钢表面大致成直角，而且在非平衡区域，火焰与带钢表面直接接触，这些还原型加热烧嘴在作业线方向上是以（烧嘴内径）/（烧嘴间距）大于0.3这样的间隔进行配置的。

本发明可以适用于设有明火加热炉的各种方式的连续处理作业线。

在设有还原型加热烧嘴的上述明火加热炉中，带钢在无氧化或还原状态下加热，可达到的温度为900℃左右，因此，当在更高温度下处理带钢时，要在明火加热炉后面设置间接加热炉。

当连续处理作业线是连续退火作业线时，其构成如下：

（1）依次设有明火加热炉、间接加热炉和以辊式冷却为主的冷却炉，并在最终处理带的出口侧设有平整轧机。

（2）在（1）中所提到的作业线的明火加热炉的上游方设有预热炉。

（3）在（1）中所提到的作业线的预热炉的上游方，设有清洗设备。

（4）依次设有明火加热炉、间接加热炉和以液体冷却为主的冷却炉，并且在最终处理带的出口侧设有平整轧机。

（5）在（4）中所提到的作业线的明火加热炉的上游方，设有预热炉。

（6）在（5）中所提到的作业线的预热炉的上游方，设有清洗设备。

采用这样的作业线，可以有效地进行连续退火，而不会使带钢因氧化膜而产生问题。

当连续处理作业线是连续热镀锌作业线时，这时作业线上各设备的配置如下，即依次设置明火氧化炉-明火还原炉（配置还原型加热烧嘴的明火加热炉）-间接加热方式的均热炉-热镀锌装置。另外也可以构成如下作业线，即不设置上述均热炉，在明火还原炉后面设置热镀锌装置。

当连续处理作业线具有明火加热炉和接在其后面的保护气体炉时，可在保护气体炉出口侧密封辊的前面设置密封室，并且可设置检测该保护气体炉的炉压的装置和在炉压降低时将密封气体吹入上述密封室内的装置，这样，便可以防止外气侵入保护气体炉内。

当连续处理作业线依次设有预热炉、明火加热炉和间接加热炉时，可在上述各炉子之间设置中间室，并根据需要，可在明火加热炉与预热炉之间，设置二次燃烧室，使上述明火加热炉内的燃烧废气完全燃烧，再供给预热炉内，这样，可以防止炉内气体流入另一个炉内，防止用炉内气体压力的变化而使各炉子之间产生相互干扰，并可利用燃烧废气而有效地对带钢进行预热。

在以上所述的各种方式的连续处理作业线上，还原型加热烧嘴可以在明火加热炉的全部有效加热范围内进行设置。但是，这种烧嘴与一般所使用的非还原型烧嘴（扩散型烧嘴）相比，热容量小，因此在全部有效炉长上配置这种烧嘴时，其配置间隔要小，若不使用很多烧嘴，是不能保证所需的热量的。

因此，合理的作法是在必需且充分的范围内配置上述还原型加热烧嘴，为此，可以按如下方式进行配置。

即，可以采用的第1种还原型烧嘴的配置方式是，使带钢至少从明火加热炉出来时为无氧化状态。其内容是，对于明火加热炉的有效炉长，用以下列出的计算式求出γ%，在炉子出口侧大于γ%的炉长部分上，以上述间距〔（烧嘴内径/烧嘴间距）≧0.3〕配置还原型加热烧嘴，在其余有效炉长部分上配置非还原型加热烧嘴。

${\int }_{T^{＊}}^{T_{\mathrm{OUT}}}\mathrm{A\; （T\; ）·}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{F(T)}}-{\int }_{T_{\mathrm{IN}}}^{T^{＊}}\mathrm{B\; （T\; ）·}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{F(T)}}\mathrm{=O}$

γ＝〔（TOUT-T＊）/（TOUT-TIN）〕×100

上式中，TIN：明火加热炉入口的带钢温度（°K）

TOUT：明火加热炉出口的带钢温度（°K）

A（T）：带钢还原速度（10-10m/秒）

${\mathrm{［＝127000e}}^{\mathrm{-(}\frac{\mathrm{6433}}{T})］}$

T＊：在非还原型加热烧嘴设置区域与还原型加热烧嘴设置区域的交界部位的带钢温度（°K）

B（T）：带钢氧化速度（10-10m/秒）

${\mathrm{［＝69200e}}^{\mathrm{-(}\frac{\mathrm{6126}}{T})}］$

F（T）：加热速度（°K/秒）

〔＝dT/dt〕

可以采用的第2种还原型加热烧嘴的配置方式是，可使带钢至少在与炉内辊子相接触时为无氧化状态，这样，可防止辊子的粘着，同时可使带钢在无氧化状态下从明火加热炉出来，这种方式就是在明火加热炉的各段，至少在包括出口侧穿带辊前的加热区域的各段出口区域配置还原型加热烧嘴。

现对附图作一简单说明：

图1和图2分别表示本发明的加热烧嘴的配置实例，图3和图4表示在本发明的作业线中，在明火加热炉上所用的加热烧嘴的一个实例，图3是纵剖面图，图4是沿着图3中的Ⅳ-Ⅳ线的剖面图。

图5是图3和图4所示的加热烧嘴形成非平衡区域的范围的一个测定例子。

图6表示图3和图4所示的加热烧嘴的还原加热特性。

图7表示本发明作业线的一个实施例。

图8表示本发明作业线的另一个实施例。

图9表示在图8所示的明火加热炉中氧化膜的生成行为和带钢温度的变化。

图10表示本发明作业线的另一个实施例的断面图。

图11表示在图10所示的明火加热炉中，氧化膜的生成行为和带钢温度的变化。

图12～图14分别表示采用本发明的连续退火作业线的实施例。

图15表示图14中的清洗设备。

图16表示在图13和图14的预热炉中，燃烧废气的空气过剩系数与无氧化预热极限温度的关系。

图17～图19分别表示采用本发明的连续退火作业线的各实施例。

图20（A）和（B）分别表示采用本发明的连续热镀锌作业线的各实施例。

图21是采用图20（A）的镀层作业线与采用过去方式的镀层作业线情况下，各退火周期的升温曲线的比较。

图22表示本发明作业线的另一个实施例。

图23表示本发明作业线的另一个实施例。

图24是图23中的中间室的局部放大图。

图25～图29表示图3和图4中所示的加热烧嘴的特性，图25表示燃气喷射孔与空气喷射孔在烧嘴轴向上的距离N为-0.25D时，距烧嘴出口的距离与气体温度、O2浓度、离子强度的关系，图26表示燃气喷射孔与空气喷射孔在烧嘴轴向上的距离N与游离O2在烧嘴轴向上的残存距离L0的关系，图27表示距离N为+0.1D时离烧嘴出口的距离L与气体温度、O2浓度和离子强度的关系，图28表示燃气喷射孔与空气喷射孔的距离N与烧嘴后壁温度Tb的关系，图29表示从空气喷射孔到烧嘴出口的距离L 与到非平衡区域末端的距离LR的关系。

现对发明作详细的说明

本发明是在规定的条件下采用还原型加热烧嘴，这种烧嘴可在火焰中形成非平衡区域，即存在燃烧中间生成物、而不存在游离氧的区域。采用这种加热烧嘴，燃烧反应大体上是在火焰中完成，这时含有CO2、H2O、N2、H2、CO等的区域（即准平衡区域）呈现氧化性，而含有中间离子、原子团等的非平衡区域则呈现还原性，该烧嘴的火焰几乎垂直于带钢，而且在非平衡区域火焰与带钢接触，这样进行加热，可使带钢不产生氧化。

图3和图4是表示这种还原型加热烧嘴的一个例子，在园筒形烧嘴砖（1）的内壁（6）上，沿着圆周方向的一定间隔设置多个燃烧用空气喷射孔（2），同时在烧嘴内中心部位设置燃料气体喷射孔（3），燃烧用空气喷射孔（2）和燃料气体喷射孔（3）的构成如下：

（1）空气喷射孔（2）的空气供给方向与烧嘴砖内周的切线构成的角度θ小于60°。

（2）燃料气体喷射孔（3）与空气喷射孔（2）在烧嘴轴向的距离N，设定为-0.1D～+0.4D（D：烧嘴内径），当燃料气体喷射孔比空气喷射孔更靠近烧嘴砖出口侧时，N值为（-）值，反之为（+）值。

（3）从空气喷射孔（2）到烧喷砖出口（5）的距离L为0.6D～3D。

这样构成的加热烧嘴，由于是在空气过剩系数为1.0以下时使用，故能在火焰中的一定范围内形成非平衡区域。即，采用这种加热烧嘴，由于从空气喷射孔（2）出来的燃烧用空气的旋转流和从烧嘴 中央喷射的燃料气体，可以进行迅速燃烧，因此在烧嘴出口外面的一定范围内，形成含有大量的燃烧中间生成物、而不含未反应的游离氧的区域，即非平衡区域。图5表示这种加热烧嘴在火焰中形成的非平衡区域用离子检测探测仪进行测定的一例，用探测仪测定的电流值高，也就是离子强度大，这意味着存在大量的燃烧中间生成物。这样，在烧嘴出口外面的一定范围内形成非平衡区域，而在非平衡区的外面则形成含有大体完成了反应的CO2、H2O、N2等的准平衡区域。

图6表示这种加热烧嘴的还原加热特性，即在无氧化状态下加热可达到的极限温度（关于普通钢薄板的极限温度），从图中可看出当空气过剩系数在0.85～0.95范围内时，带钢可加热到900℃左右。

本发明除采用上述加热烧嘴以外，还可以采用所谓辐射杯口烧嘴作为还原型烧嘴。这种烧嘴具有如下特性：为了使燃烧反应迅速进行，把空气和燃烧气体预先进行混合，使混合气体在烧嘴砖的半球状凹部迅速地进行燃烧，这样，烧嘴砖的内表面达到高温。因此，这时是以辐射传热为主地进行加热，被加热物在高温区域可获得温度很高的热流，并且，用这种烧嘴在空气过剩系统为1.0以下进行燃烧时，可在火焰中形成非平衡区域。

但是，这种辐射烧嘴存在如下问题：由于对燃烧用空气和燃料气体采取预先混合的方式，因此，对燃烧用空气不能进行预热，以及因不能对空气进行预热，因此在无氧化状态下只能加热到750℃左右，不能应用于需加热到更高温度的情况。就这一点说，在用图3所示的加热烧嘴时，由于可以利用预热过的空气，因此在无氧化状态下可将带钢加热到900℃左右，同时，由于利用预热空气，火焰温度 可得到提高，因此与幅射烧嘴相比，可更有效地发挥中间反应生成物的还原作用。

在本发明中，还原型加热烧嘴在作业线方向上是以（烧嘴内径）/（烧嘴间距）大于0.3的间隔进行配置的。如上所述，这种烧嘴由于在其火焰中形成非平衡区域，可以在无氧化或还原状态下对带钢表面进行加热。但是，根据本发明者的研究，假如在作业线方向稀疏地配置这种加热烧嘴，则由于在烧嘴之间存在燃烧气体（准平衡气体），带钢会被氧化。因此，本发明者对于由加热烧嘴的火焰来还原的、且又被加热烧嘴之间的燃烧气体氧化的带钢，根据加热烧嘴内径与加热烧嘴在作业线方向上的间距的关系，研究了从总体上维持其还原状态的条件。首先，可用下式求出带钢正对着加热烧嘴火焰中的非平衡区域时的还原速度A（T），和带钢正对着加热烧嘴之间的氧化性燃烧气体时的氧化速度B（T）。这样求出的速度适用于低位发热量大于2000Kcal/Nm3的燃烧气体。

A（T）＝ ${\mathrm{127000e}}^{\mathrm{-(}\frac{\mathrm{6433}}{T})］}$（A/秒）

B（T）＝ ${\mathrm{69200e}}^{\mathrm{-［}\frac{\mathrm{6126}}{T}］}$（A/秒）

式中，T：带钢温度（°K）

并且，假设加热烧嘴的内径为d，加热烧嘴在作业线方向上的间距为P，γ＝d/P，则对于利用加热烧嘴（在作业线方向上按一定间距进行配置）进行加热的带钢，为了维持其还原状态，下式必须成 立

γ·A（T）-（1-γ）·B（T）≧0……（1）

式中，A（T）、B（T）是温度的函数，根据温度函数，解（1）式时，如下式所示，在0～1000℃温度范围内，B（T）/〔A（T）+B（T）〕大致为0.3。

γ≥ (B（T）)/(A（T）+B（T）) ≈0.3

图1和图2表示本发明的还原型加热烧嘴（a）的配置例子，图1表示交错配置，图2表示并列配置。不管哪一种配置，还原型加热烧嘴（a），其烧嘴内径d与在作业线方向上的烧嘴间距P之比d/p应为0.3以上。

本发明所采用的还原型加热烧嘴是这样进行配置的，即其火焰大致垂直于带钢，而且在非平衡区域，火焰直接接触带钢表面。在以往的明火加热炉，例如NOF炉等中所用的加热烧嘴，不能形成与其他区域有明显区别的非平衡区域。因此，肉眼可见的火焰与带钢直接接触时，带钢表面显著地被氧化。为了使火焰不直接接触带钢，烧嘴是这样进行配置的：烧嘴所形成的火焰与带钢宽度方向相平行。与此相反本发明采用的还原型加热烧嘴，是为了利用在烧嘴火焰的长度方向上所形成的非平衡区域来加热带钢而设置的，因此，烧嘴的火焰可以大致垂直于带钢表面，而且在其非平衡区域火焰直接接触带钢表面。

按以上条件进行配置的还原型加热烧嘴，可设置在明火加热炉的全部有效加热范围内，这样带钢可以始终在无氧化或还原状态下进行加热，于是，可以得到确实的无氧化状态。图7表示其一例，在一段型式的连续明火加热炉（8）中，在全部有效加热范围内（即需进行 加热的全部区域内），配置了上述加热烧嘴（a）。加热烧嘴（a）沿着加热炉的长度方向，按一定间隔配置在带钢（s）的两侧。

如果在明火加热炉各段的全部加热区域里，都利用这种还原型加热烧嘴进行加热，那么就可以使带钢始终在无氧化状态下进行加热，但这种烧嘴与一般使用的非还原型烧嘴（扩散型烧嘴）相比，热容量小，因此在各段的全部加热区域配置这种烧嘴时，其配置间隔要小，也就是说需配置较多的烧嘴，否则不能保证所需的热量。

为此，本发明为了达到所规定的目的，只是在必需且充分的范围内配置这种还原型加热烧嘴，在其余范围内可配置非还原型烧嘴。

首先，在本发明中，是以“带钢的无氧化状态”进行设定的，其目标是至少带钢从明火加热炉出来时是处于无氧化状态。

在这种情况下，所采用的基本的烧嘴配置形式是，只在明火加热炉出口侧的一定范围内配置上述还原型加热烧嘴，而在炉长的其余部分配置以往的非还原型加热烧嘴。由于在明火加热炉的入口侧配置了非还原型加热烧嘴，因此可以补充由于在出口侧配置还原型加热烧嘴而引起的热量不足，而且非还原型加热烧嘴在带钢表面形成的氧化膜，由于出口侧采用了还原型加热烧嘴而可以得到还原，结果带钢就在无氧化状态下从明火加热炉送出。

即，在炉子的全部有效长度上配置多个加热烧嘴，在这些加热烧嘴中，还原型加热烧嘴设置在炉子出口侧炉长大于γ%（相对于有效炉长）的部分上，非还原型加热烧嘴设置在炉子其余的长度上。γ可用下式求出。

${\int }_{T^{＊}}^{T_{\mathrm{OUT}}}\mathrm{A\; （T\; ）·}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{F(T)}}-{\int }_{T_{\mathrm{IN}}}^{T^{＊}}\mathrm{B\; （T\; ）·}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{F(T)}}\mathrm{=O}$

γ＝〔（TOUT-T＊）/（TOUT-TIN）〕×100

式中，TIN：明火加热炉入口处的带钢温度（°K）

TOUT：明火加热炉出口处的带钢温度（°K）

A（T）：带钢还原速度（10-10m/秒）

${\mathrm{［＝127000e}}^{\mathrm{-(}\frac{\mathrm{6433}}{T})］}$

B（T）：带钢氧化速度（10-10m/秒）

${\mathrm{［＝69200e}}^{\mathrm{-(}\frac{\mathrm{6126}}{T})}］$

T＊：在非还原型加热烧嘴设置区域与还原型加热烧嘴设置区域的交界部位的带钢温度（°K）

F（T）：加热速度（°K/秒）

〔＝dT/dt〕

以上构成是利用加热烧嘴火焰的非平衡区域（还原区域，用还原型加热烧嘴）以及准平衡区域（氧化区域，用非还原型烧嘴）的还原速度A（T）和氧化速度B（T），而使氧化膜厚度为零，来决定还原型加热烧嘴的配置范围的。

即，在明火加热炉内，带钢的氧化量取决于带钢与上述两个区域的接触时间。此外，根据本发明者的研究，上述非平衡区域的还原速度A（T）和准平衡区域的氧化速度B（T）可用下式求出。求出的各个速度可适用于低位发热量大于2000Kcal/Nm3的燃烧气 体。

A（T）＝ ${\mathrm{127000e}}^{\mathrm{-(}\frac{\mathrm{6433}}{T})］}$（10-10m/秒）

B（T） ${\mathrm{＝69200e}}^{\mathrm{-(}\frac{\mathrm{6126}}{T})}$（10-10m/秒）

式中，T：带钢温度（°K）

因此，在炉长方向上在非还原型加热烧嘴设置区域与还原型加热烧嘴设置区域的交界部分的带钢温度假设为T＊时，明火加热炉出口处带钢的氧化膜厚度可用下式求出。

${\int }_{T^{＊}}^{T_{\mathrm{OUT}}}\mathrm{A\; （T\; ）·}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{F(T)}}-{\int }_{T_{\mathrm{IN}}}^{T^{＊}}\mathrm{B\; （T\; ）·}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{F(T)}}\mathrm{=O}$

式中，TIN：明火加热炉入口处带钢温度（°K）

TOUT：明火加热炉出口处带钢温度（°K）

F（T）：加热速度（°K/秒）

〔＝dT/dt〕

因此，用下面的（1）式，可以求出氧化膜厚度为零的交界部位的带钢温度T＊，考虑到带钢在加热炉有效炉长范围内基本上是以一定的速度进行升温的，因此，根据交界部位的带钢温度T＊，用下面（2）式可以求出使氧化膜厚度为零的、相对于总有效炉长的还原区 域，即应配置还原型加热烧嘴的炉长区域所必须占的比率γ%。

${\int }_{T^{＊}}^{T_{\mathrm{OUT}}}\mathrm{A\; （T\; ）·}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{F(T)}}-{\int }_{T_{\mathrm{IN}}}^{T^{＊}}\mathrm{B\; （T\; ）·}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{F(T)}}\mathrm{=O}$

                                                                                                ……（1）

γ＝〔（TOUT-T＊）/（TOUT-TIN）〕×100……（2）

本发明根据这样计算出来的γ，在相对于总有效炉长在炉子出口侧的炉子长度大于γ%的部分上配置还原型加热烧嘴，在其余炉长部分上配置非还原型加热烧嘴。

图8表示按这样的条件确定的作业线的实施例，在该图中，（7）是预热炉，（8）是明火加热炉，（9）是间接加热炉，（S）是带钢。

另外，在图8中，Ⅰ指予热炉，Ⅱ指明火加热炉，Ⅲ指加热均热炉。

配置在明火加热炉总有效炉长上的加热烧嘴，可以分为＃1～＃6六个组。然后，根据上述条件，当还原加热区域相对于总炉长必须大于24%时，在＃1～＃6加热烧嘴组中，＃5和＃6（约为总有效炉长的30%的范围）配置还原型加热烧嘴，其余＃1～＃4配置非还原型加热烧嘴。当然，勿庸置言，上述多个还原型加热烧嘴是按前述确定间距的方法进行配置的。

图9表示在这种设备中带钢表面氧化膜的生成行为和带钢温度的变化的一个实例，在配置非还原型加热烧嘴的区域（弱氧化加热区域）所生成的氧化膜，在后续的配置有还原型加热烧嘴的区域（还原加热区域）被还原至原板的氧化膜厚度，因此带钢基本上呈无氧化状态从加热炉送出。

另外，在图9中，Ⅰ指予热时的氧化，Ⅱ指原板氧化膜：20×10-10m，Ⅲ指弱氧化加热（＃1～＃4），Ⅳ指还原加热（＃5～＃6）。

其次，在明火加热炉各段出口侧的穿带辊前，若带钢为无氧化状态，那么可防止因带钢氧化而产生的粘辊现象，其结果，可使带钢在无氧化状态下从明火加热炉出来。

因此，本发明可以将“带钢无氧化状态”作为目标状态进行设定。在这种情况下，以上述间距（〔烧嘴内径/烧嘴间距〕≧0.3），把还原型加热烧嘴配置在明火加热炉的出口区域（至少包括出口侧穿带辊前的加热区域）。在这样的构成中，对于构成明火加热炉的各段来说，在炉子入口侧加热区域，由于配置了热容量大的非还原型加热烧嘴，可保证足够的热量，同时在炉子出口侧加热区域配置了还原型加热烧嘴，对于带钢在入口侧加热区域在其表面上所形成的氧化膜可以进行还原，因此带钢是在无氧化状态下送入下一段或送入均热带。

图10表示本发明的一个实施例，这是适用于2段式明火加热的例子。在该图中，（Ⅰ）表示第1段，（Ⅱ）表示第2段，（10a）～（10d）是炉内的穿带辊。在这种炉子结构中，在各段出口侧穿带辊（10b）及（10d）前的加热区域，配置加热烧嘴群（11），加热烧嘴群（11）就是在作业线方向上配置的多个还原型加热烧嘴（a）。此外，在其余加热区域配置通常采用的非还原型加热烧嘴组成的加热烧嘴群（12）。

此外，图10所示的加热烧嘴群，使用的是喷嘴混合型的、可以形成短火焰的烧嘴。它们是这样进行配置的：在准平衡区域，火焰可直接与带钢接触。

在本实施例中，在第1段（Ⅰ）的出口侧和第2段（Ⅱ）的入口侧，为了使穿带辊（10b）和（10c）不受来自明火炉的直接幅 射，而设置了突出的遮蔽板（13）。

在该明火加热炉中，带钢（S）在各段的入口侧和中间区域用加热烧嘴群（12）进行加热，受到一定程度的氧化，但通过在各段出口侧穿带辊（10b）和（10a）前用加热烧嘴群（11）进行还原性的加热，该氧化膜被还原，带钢在无氧化状态下通过穿带辊（10b）、（10c、（10d），并且在无氧化状态下从加热炉出口侧送入接在后面的间接加热炉中。

图11表示在这种明火加热炉内第一段（Ⅰ）氧化膜的厚度和带钢温度的变化，在配置了非还原型加热烧嘴的区域（弱氧化加热区）生成的氧化膜，在设置了后续的还原型加热烧嘴出口区（还原加热区）被还原到板氧化膜的厚度，于是带钢在基本上无氧化的状态下送入后继的第二段（Ⅱ）中。

另外，在图.11中，Ⅰ指预热产生的氧化，Ⅱ指原板上的氧化膜：20×10-10m。

本发明可以把配有明火加热炉的所有形式的连续处理作业线作为对象，这些连续处理作业线的任何一种形式都可采用上述的全部结构。

在配有还原型加热烧嘴的上述明火加热炉中，带钢在无氧化或还原状态下加热的温度可以达到900℃左右。因此，要在更高的温度下对带钢进行热处理时，如图8所示，可以在明火加热炉（8）的后面续接间接加热炉（9）。

本发明在把连续处理作业线作为对象时，把连续退火作业线和连续热镀锌作业线作为两种基本的形式（不排除其它形式）。

首先就上述基本形式之一的连续退火作业线进行说明。

作为连续退火作业线的例子可举出以下几种形式：

（1）依次配置明火加热炉、间接加热炉及以冷却辊为主体的冷 却炉，而且在最终处理区的出料端配置平整轧机的连线作业线;

（2）在上述（1）的连续作业线的明火加热炉之前，配置预热炉的连续作业线;

（3）在上述（2）的连续作业线的预热炉之前，配置清洗设备的连续作业线。

在上述结构中，带钢在明火加热炉中用还原型加热烧嘴在还原气氛中进行加热，所以在无氧化状态下送至间接加热炉中。在明火加热炉中进行加热的同时，燃烧去除附着在带钢表面上的轧制油。在后续的间接加热炉中在还原气氛中进行均热，因为带钢是在几乎无氧化状态下送入该间接加热炉的，因此，炉子气氛保持无氧化状态的弱还原性气氛（氢：3～10%）就足够了。在后续的冷却炉中设置有冷却辊，进行以冷却辊为主的冷却。在冷却炉的后面通常设置过时效处理炉，带钢从过时效处理炉后面的最终冷却带出来后，用平整轧机进行平整。在这样的设备中，设置明火加热炉，而且在此加热炉中可以进行无氧化加热，其结果可以将间接加热炉（均热带）中的氢浓度控制到很低，而且通过冷却辊可将带钢急冷至过时效温度，因此，不必为进行过时效处理而再进行加热。由于上述原因，本发明的连续退火炉与以往的连续退火炉相比，可大幅度地节约能量。此外，由于采用无氧化加热和用水冷辊进行冷却的方式，可防止带钢氧化，因而完全可以不需要酸洗设备。而且由于采用对热负荷反应迅速的明火加热方式和容易调整冷却周期的水冷辊方式，加上选择符合要求的材料，就可以准确迅速地改变热循环，于是连续退火的周期就可以是自由的，也就是说，处理操作实际上与炉温、板厚、板宽等没有关系。

另外，在上述的连续作业线上，明火加热炉的前面设置有预热炉，带钢在此预热炉中通过从明火加热炉导引入的废气预热后，进入 明火加热炉。在进行连续退火时，因为加热时间短，加热的时间效果小，与分批式退火炉相比，可以在加热温度设定得较高情况下进行操作，特别是在配置了本发明的还原明火加热炉的设备上，为了进行快速退火操作，这种倾向更强，即，设定的加热温度更高。从而，在这样的带钢连续退火处理过程中，通过对带钢进行预热，减轻了在明火加热炉中加热负荷，可以进行适当的高温、快速退火。同时，通过预热，即使带钢表面有一定程度的氧化，但由于设置了能使其还原的明火加热炉，因此，在预热炉中可以进行250～500℃的高温预热，可将附着在带钢表面上的轧制油烧掉，与在明火加热炉中去除轧制油相结合，使本发明具有良好的燃烧去油性能。

此外，用明火加热方式，因加热速度快，与间接加热方式相比，加热温度（最终加热温度）高，因此，相应地需要额外的能量。但是，通过设置预热炉对带钢进行预热，可使升温梯度降低，不需要把加热温度提高到需要的温度以上。

另外，在上述（3）的连续作业线上，在上述的预热炉之前设置有带钢表面清洗设备，该清洗设备主要目的是去除附着在带钢表面上的铁粉。在经过冷轧的带钢表面上，通常附着轧制油和铁粉（轧制屑等）。其中的轧制油可在上述那样的明火加热炉和预热炉中去除掉，但铁粉不能去除，于是就会堆积在炉内，与炉内气体一起在炉内循环，挟在辊子和带钢之间，在成品上产生擦伤缺陷。在此作业线上，则可用上述清洗设备将这种铁粉除去。此外，在对含Si、P、Mn、Ti、Cr等含量高的带钢进行连续退火时，这些元素生成难以还原的氧化膜，因此，为减轻在预热和明火加热（还原加热前的加热）过程中的氧化，可降低燃烧用气体的过剩系数。这样做，在预热炉和明火加热炉里，带钢表面的轧制油的燃烧去除特性会有一定程度的降 低。但是，采用上述清洗设备可以弥补这种燃烧去油特性的降低，可得到恰当的去除轧制油的作用。

图12表示对应于上述（1）的连续作业线的实施例，从入口开始依次设置有明火加热炉（8），间接加热炉（9），冷却炉（14），过时效处理炉（15），最终冷却炉（16），在最终冷却炉（16）的出口侧，通过出口活套（17）后配置有平整轧机（18）。

接在明火加热炉后面的间接加热炉（19）采用辐射管的加热方式进行加热，基本上与以往的间接加热炉一样。但是，在这种连续退火作业线上，明火加热炉（8）有还原能力，带钢在无氧化状态下送入间接加热炉（9），因此，在这种间接加热炉中使用不使带钢氧化的保护气氛，即含氢3～10%（通常希望含氢4～6%）的保护气氛就足够了。

在后续的冷却炉（14）中配置多个冷却辊（19）（通常是水冷辊），通过改变该冷却辊（19）与带钢（s）的接触长度可以调整冷却终点的温度。

另外，平整轧机（18）的工作辊用硬质铬辊为好。这种辊子最好用专利号为昭60-41009和专利号为昭60-41011的专利中介绍的那样的辊子。这种辊子不易产生由带钢边棱造成的擦伤，因此，可以适当地防止由于辊子缺陷而使带钢表面产生缺陷，而且可以使带钢表面有一定的粗度以保持较高的印花率。这样，不同宽度的带钢可自由地按排进行连续退火。也就是说，用以往的连续退火方法，为了避免上述那种由边痕和辊子缺陷对带钢造成的不良影响，处理的带钢必须按其宽窄依次连续进行，但是通过采用上述那种不产生擦伤的硬质铬辊，即可不受上述约束，因此可以不考虑带钢的宽窄进 行连续退火操作。

图13表示上述（2）的连续作业线的实施例，在明火加热炉（8）的前面设置有预热炉（20）（2段式）。在此预热炉中引入从明火加热炉（8）或间接加热炉（9）中排出的燃烧废气来预热带钢。此外，根据本发明者的研究确认，带钢的氧化取决于预热温度和生成燃烧废气时使用的空气过剩系数，调整预热温度，使用在燃烧时空气过剩系数不同的燃烧废气，带钢就可以在几乎不氧化的状态下进行预热。具体地说，如图16所示那样，带钢在280℃以下进行预热时，采用空气过剩系数为0.1以上时所生成的燃烧废气，而带钢在280℃以上预热时，采用空气过剩系数为0.1以下时所生成的燃烧废气，这样，尽管带钢的预热温度不同，但都是在无氧化状态下进行预热，而且还可以高效率地进行预热。

这样，在预热炉（20）中，用规定的燃烧用气体的空气过剩系数，就可以进行无氧化预热，但是由于在后面的明火加热炉（8）中氧化膜可得到还原，因此允许在预热炉（20）中有一定程度的氧化，结果如图16中点划线所示，允许预热温度提高50℃左右。因此，在空气过剩系数为1.0左右也可以预热到400℃左右，而且预热炉（20）可以起到燃烧去除带钢表面轧制油的作用。

图14表示对应于上述（3）的连续作业线的实施例，在预热炉（20）的前面，经过入口活套（21）设置有以去除铁粉为主要目的的清洗设备（22）。此清理设备（22）主要是为了去除铁粉用的，因此用简易的设备足够了。图15表示这种清洗设备的一个例子，（23）为碱洗槽，（24）为洗净机（辊刷），（25）为支撑辊，（26）为温水喷淋喷嘴，（27）为温水冲洗槽，（28）为干燥机，用这样的清洗设备可以充分地去除铁粉。

此外，连续退火作业线的其它例子还可举出以下几种形式：

（4）依次配置有明火加热炉、间接加热炉及以冷却液体为主的冷却炉，而且在最终处理带的出口设有平整轧机的连续作业线;

（5）在上述的连续作业线的明火加热炉炉之上游方设置预热炉的连续作业线;

（6）在上述（5）的连续作业线的预热炉之上游方设置清洗设备的连续作业线。

在这样的结构中，与上述（1）～（3）的连续作业线相同，带钢在明火加热炉中在无氧化和还原气氛中进行加热，而后送入间接加热炉中，在还原气氛中进行均热。由于带钢在几乎无氧化的状态下送入该间接加热炉，而且通过后续的中间酸洗，因液体冷却而产生的新的氧化膜也可以去除，因此，还原气氛能保持住无氧化状态程度的弱还原性（氢：2～5%）就足够了。在后面的冷却炉中进行以液体冷却为主的急冷，将带钢基本上冷却到常温，或者用热水等冷却到过时效或回火温度。随后，带钢用中间酸洗设备去除因急冷而产生的氧化膜。而后，在过时效处理炉中进行过时效或回火处理，从最终冷却带出来的带钢用平整轧机进一步进行平整。

这样的连续退火设备，由于采用可以无氧化加热的明火加热炉，加热均热后的急冷是用淬火液或水等液体冷却方式，因此，可以得到表面质量良好的带钢。也就是说，加热均热后用水进行冷却时，带钢表面生成氧化膜不可避免的。以往，明火加热炉与液体冷却方式结合起来使用时，即使在明火加热炉的后面设置还原炉，残留氧化膜也是不可避免的，而且因为通过液体冷却进一步生成氧化膜，即使后面接着设置酸洗设备等去除氧化膜的设备，仍然残留有氧化膜，因此确保成品质量是比较困难的。这种倾向在生成坚固氧化膜的高Si、Mn、 P、Cr、Ti含量的带材上特别显著。关于这一点，在本发明的连续作业线上，由于带钢在无氧化状态下从可还原加热的明火加热炉送入间接加热炉，冷却炉，因此在接在冷却炉后面的中间酸洗设备中只去除因急冷而产生的氧化膜就可以了，这样就能确保通过酸洗将氧化膜去除。此外，在此连续作业线上，没有设置最终酸洗设备，而在过时效处理炉前设置中间酸洗设备，即使这样，也可以提高去除上述氧化膜的效果。也就是说，为了提高用酸洗去除氧化膜的效果，使用强酸为好，但在使用强酸时，生成了对带钢表面处理性能有害的Fe（OH）2，而且，在最后面，即在过时效处理炉的后面进行酸洗时，生成的Fe（OH）2原样残留在带钢表面，这给带钢的化学处理性能带来了各种问题。这一点，在过时效处理炉前面设置中间酸洗设备的本连续作业线上，即使因酸洗生成后Fe（OH）2，但是因为在后面的过时效处理炉中在还原气氛下进行还原，故不必担心会残留Fe（OH）2，因此实际上可以用强酸进行酸洗。另外，用还原性明火进行高温退火时，有时有少量的碳附着在带钢表面上。但是这样的碳通过中间酸洗也可以适当地去除。

此外，上述（5）的连续作业线与上述（2）的连续作业线一样，采用预热炉进行预热，而（6）的连续作业线与上述（3）的连续作业线一样，采用清洗设备进行清洗。

通过上述预热，带钢表面即使产生一定的氧化，由于设置了可还原氧化膜的明火加热炉，而且设置了中间酸洗设备，因此，在预热炉中也可进行250～600℃的高温预热。

另外，在明火加热炉中，在设置还原型烧嘴的区域，为了对带钢表面进行还原加热，必须经常保持燃烧状态。因此，由于带钢厚度等的不同，调整加热炉的热负荷时，有必要采用将其它区域的加热烧嘴 熄火的方法，而设置预热炉使其具有辅助燃烧的作用，特别是对薄材加热炉，可微妙地调整热负荷。

图17表示对应于上述（4）的连续作业线的实施例，从入口开始依次设置有明火加热炉（8），间接加热炉（9），冷却炉（14），中间酸洗设备（29），过时效处理炉（15），最终冷却炉（16），在最终冷却炉（16）的出口处通过出口活套后设置有平整轧机。

接在明火加热炉（8）后面的间接加热炉（9）采用辐射管的间接加热方式进行加热，基本上与以往的间接加热炉一样。但是，在此连续退火作业线上，明火加热炉（8）具有还原能力，带钢在无氧化状态下送入间接加热炉（9），而且因为后面接着配置了中间酸洗设备，因此在此均热带用不使带钢氧化的保护气氛，即用含氢2～5%，通常希望3～4%的保护气氛就可以了。

接着在冷却炉（14）中将带钢浸入水中进行急冷。在水中从喷嘴出来的、喷射到带钢上喷流，将蒸气膜去除。

中间酸洗设备（29）由酸洗槽（30），清洗槽（31）及干燥机（32）等组成，例如，用HCl5%的水溶液在40～60℃下酸洗处理1.5秒钟左右，然后用80℃的水进行清洗。

在过时效处理炉（15）中，带钢（s）在弱还原性气氛中进行过时效处理或回火处理。

另外，平整轧机（18）最好使用与上述（1）的连续作业线上一样的设备。

图18表示对应于上述（5）的连续作业线的实施例，在明火加热炉（8）的前面设置预热炉（20）。此预热炉（20）的结构与上述（2）的连续作业线中介绍的一样。

图19表示对应于上述（6）的连续作业线的实施例，在预热炉（20）前面，通过入口活套（21）设置有以去除铁粉为主要目的的清洗设备（22）。此清洗设备的结构与在上述（3）的连续作业线中介绍的一样。

此外，关于在上述（1）～（6）的连续作业线中的平整轧机，除了用平整轧机之外，还可以用张力矫直机，或者可以同时采用这两种设备。

在冷却炉的后面，还可以设置镀锌等镀层装置。

此外，将本发明用于连续退火作业线时，在此作业线上可以采用下述热循环，即带钢在明火加热炉内加热后，在间接加热式的加热、均热炉内在规定的温度区保温5秒钟以上。带钢在加热带后半部分，在超过再结晶温度时产生晶核，晶粒开始成长，而上述均热时间是为这种晶粒成长到规定晶粒直径所需的最短时间。

进而，经过加热、均热的带钢，根据需要保持到规定的温度后，在急冷炉中以40℃/秒以上的冷却速度急冷。为了改善成品的时效性能，在加热、均热炉中固溶的〔C〕，在急冷后面的过时效炉中，必须使之在尽量短的时间内析出，为实现这一点，使固溶〔C〕达到过饱和状态，上述冷却速度是必要的。也就是说，冷却速度越快，固溶〔C〕的过饱和度越高，过时效处理时间越短，故必须限定最慢的冷却速度。

然后，经过这样一连串热处理的带钢，根据需要经过时效处理，最终冷却等工序加工成成品。

下面的（1）～（7）表示在具有预热炉-明火加热炉-间接加热炉-气体喷射冷却炉-辊式冷却炉-过时效处理炉-最终冷却炉的连续退火作业线上具体的热循环的一个实例。

（1）预热炉

用从明火加热炉排出的1200～1400℃高温燃烧废气，将冷带钢预热到250～330℃。

（2）明火加热炉

用明火加热烧嘴将预热后的冷轧带钢还原加热到430～800℃。

（3）间接加热炉

因为在明火加热炉中加热温度的上限为900℃，如需要加热到更高的温度，用间接加热炉加热。当带钢的温度达到加热上限后，在弱还原气氛中均热5～120秒钟左右。

（4）气体喷射冷却炉

将均热带的带钢慢速冷却到用辊式冷却带快速冷却的开始温度（550～750℃）。

（5）辊式冷却炉

使带钢与水冷辊接触，以40℃/秒以上的快速急冷到250～400℃进行淬火。

（6）过时效处理炉

在400℃～150℃的区域内保持30秒钟以上，进行过时效处理。

（7）最终冷却炉

将过时效处理后的带钢冷却到150℃以下，在大气中出炉。

下面就本发明的连续处理作业线中的一个基本方式，即连续热镀锌作业线进行说明。

图20（A）表示连续热镀锌线的一个例子，（33）是明火氧化炉，（34）是明火还原炉，（35）是间接加热方式的均热炉， 在此均热炉（35）的后面配置热镀锌装置。在上述明火还原炉（34）内，按一定的间隔设置还原型加热烧嘴。

图20（B）表示连续热镀锌作业线的其它例子，在这种情况下，不设置均热炉，在明火加热炉的后面设置热镀锌装置。这种作业线是在明火氧化炉（33）及明火还原炉（34）中进行不充分的带钢（s）加热、均热时采用。

在上述各种镀锌作业线上，带钢（s）首先在明火氧化炉（33）中进行明火加热，与此同时将带钢表面上附着的油烧掉。用这样的加热方法，带钢就被氧化了。带钢（s）继续在明火还原炉（34）中进行明火还原加热，还原去除了带钢表面生成的氧化膜。带钢通过在明火还原炉（34）中加热，表面的氧化膜被强还原，与在明火氧化炉（33）的氧化一起实现了强氧化-强还原。

这样加热后，立即将带钢浸入图20（B）所示的连续作业线的锌槽内进行热镀锌。

此外，在图20（A）所示的作业线上，带钢（s）在明火氧化炉（33）及明火还原炉（34）中加热到规定的温度后，在无氧化状态下送入均热炉（35）。此均热炉（35）采用间接加热方式。因为从明火还原炉送来的带钢（s）是处在无氧化状态下的，因此从理论上来说不需要还原气体，用惰性气体就足够了。但是，在实际生产中因炉子漏气等原因，为了弥补这个问题，最好在炉气中含有一定量的氢。但是在这种情况下，氢浓度在5%以下也就足够了。这样均热后，将带钢浸入锌槽中进行热镀。

图21表示出图20（A）中所示的作业线与以往的作业线（分解氨热镀锌法和NOF法）各种退火周期升温曲线的比较，在图20（A）的作业线上，因完全用明火进行加热，加热效率比以往的 方式高很多，因此，在短时间内可以加热到规定的温度，其结果是炉子长度可大幅度地缩短。

此外，在本发明的上述明火加热炉的基本结构的基础上还可采用下面的结构。

（1）在设有明火加热炉和其后的保护气氛炉的作业线的结构中，为防止大气进入保护气氛炉中，在保护气氛炉出口密封辊之上游方设置密封室，并且设置有检测保护气氛炉内压力的装置，和当炉压降低时把密封气体吹入上述密封室内的装置。

（2）在预热炉、明火加热炉及间接加热炉依次排列的带钢连续处理作业线上，为了防止炉内气体向其它炉内扩散，以及为了防止由于炉内气体压力变化而引起的各炉子之间的互相干扰，在上述各炉间设置有防止炉内气体扩散的中间室。

（3）在预热炉、明火加热炉及间接加热炉依次排列的带钢连续处理作业线上，除了上述（2）的目的之外，为提高利用燃烧废气预热带钢的效率，在上述（2）的结构的基础上，在明火加热炉和预热炉之间设置二次燃烧室，使上述明火炉内的燃烧废气完全燃烧后供给预热炉。

图22表示在（1）中介绍的作业线的一个实施例，该作业线从带钢入口开始依次设有预热炉（7），明火加热炉（8）及保护气氛炉（36）。此保护气氛炉（36）设有均热带、冷却带，而且根据需要还可以设有过时效处理带等各种处理带。

在上述保护气氛炉（36）的带钢出口处设置密封辊（37），在此密封辊（37）之上游方设置密封室（38）。在此密封室（38）中设置吹入密封气体的装置（39），并在密封室内设置有测定保护气氛炉内压力的测压仪（40）。

用这样的连续作业线时，带钢（s）经预热炉（7）后，在明火加热炉（8）中，在无氧化或还原状态下加热到500～800℃，在其后的保护气氛炉（36）中进一步加热到高温，并进行均热、急冷、过时效处理等，然后冷却到在大气中没有氧化问题的150℃左右，再经密封辊（37）取至炉外。

在上述明火加热炉（8）中，通过燃气（41）和燃烧空气（42），将高温燃烧气体供给烧嘴。此燃烧气体直接冲击到带钢（s）上，将带钢（s）加热到规定的温度以后，变成炉废气，在预热炉（7）中将带钢预热到200～450℃后，经过炉压控制闸（44）和抽风机（45）从烟囱中排出。

为防止燃烧废气进入保护气氛炉中，应缩小上述明火加热炉（8）与保护气氛炉（36）之间的通道，但是，为使带钢（s）无阻碍地通过，却需要相当大的通道（100mm×2000mm），因此在这里不能进行气封。从而，明火加热炉（8）的炉压变化会直接影响保护气氛炉（36）的炉压变化。在保护气体（46）从保护气氛炉（36）流入明火加热炉（8）的部位，设压力计（48），用炉压控制闸（44）进行控制，使此处的压力为5～15mm水柱。

在正常情况下炉内保持一定的压力是可能的，但是，当明火加热炉（8）的燃烧条件变化时，例如几个区域中的一个区域熄火时，炉内控制闸（44）的闭合动作不可能同步，有时在短时间（5～10秒钟左右）内保护气氛炉（36）内变成负压。在这种情况下，尽管在带钢（s）从保护气氛炉（36）出来的部位设置了密封辊，但是在此处仍有大的间隙，空气容易侵入。

在本发明中，为了防止大气的侵入，在密封辊（37）的上游方 设置密封室（38），在此密封室（38）与保护气氛炉（36）之间设置节流装置，用压力计检测保护气氛炉（36）压力的降低（例如比设定的压力低5mm水柱），这时，从装在密封室（38）内的吹入装置吹入密封气体。这种密封气体可以单独使用N2，也可以使用混入3～20%H2的气体。

在上述密封室（38）内，在正常情况下也有必要不断吹入少量的N2或其它保护气体，因此，可以在关闭阀（47）上设置小直径旁通管，或者可以将另外的配管连接到密封室上。

密封气体的吹入量根据节流装置的尺寸来决定，但只需有300～600Nm3/l的吹入量就足够了，吹入时间为10～20秒左右。

图23表示上述（2）及（3）的作业线结构的实施例。在该图中，Ⅰ指予热炉，Ⅱ指明火加热炉，Ⅲ指间接加热炉。

在此连续作业线上，在入口设备后面依次设置有预热炉（7），明火加热炉（8），间接加热炉（9），气体喷射冷却炉（58），在此冷却炉（58）的后面，依次设置用辊式冷却的冷却炉，过时效处理炉及出口设备等。而且在预热炉（7）和明火加热炉（8）之间设置了第一中间室（49a），在明火加热炉（8）的上部转折部设置了第二中间室（49b），在明火加热炉（8）与间接加热炉（9）之间设置了第三中间室（49c）。

在图24中详细说明中间室（49a）、（49b）、（49c）的结构。图中（49）是中间室，（50）是在此中间室内支承带钢（S）的辊子，（51）是中间通过带钢（S）、相对配置中间空出小间隙的密封板，（52）是夹着带钢（S）相对布置的密封辊，（53）是中间通过带钢（S）相对配置的迷宫式密封环。密封板（51）、密封辊（52）及迷宫式密封环（53）在远离辊 （50）的方向上依次设置。密封辊（52）的辊缝可达到几个毫米。密封辊（52）的内部可以水冷，也可以不水冷。不进行水冷时，使用耐热钢或陶瓷材料。因为迷宫式密封环（53）保护密封辊（52）不受来自炉内高温区的热辐射，所以使用耐火材料制造。密封板（51）是作为最终密封用的，不一定需要。但是因为它紧设在密封辊（52）的后面，相当接近带钢（s），所以密封效果大。密封板（51）与迷宫式密封环（53）之间的距离为50～100mm。在这些密封装置中，首先用迷宫式密封环（53）进行初步密封，用密封辊（52）大体上进行密封，用密封板（51）进一步进行密封。

在图23中，预热炉（7）与明火加热炉（8）之间的第一中间室（49a）的温度并不怎么高，最高为300℃左右，不需对辊子采取特别的保护措施。第一中间室（49a）的气体用还原性气体（H2+N2）或燃烧废气都可以。但是，为使各个炉子独立分开，需要充分密封。

图23中的例子表示明火加热炉（8）是由两段构成的，在各段之间设置中间室（49b）。在第二中间室（49b）和第三中间室（49c）中，为保护辊子最好用还原气氛，特别是第三中间室（49c），为防止明火加热炉的燃烧废气侵入间接加热炉（9），必须用还原性气氛。

在明火加热炉（8）与预热炉（7）之间设置二次燃烧室（54），它使明火加热炉（8）内的燃烧废气完全燃烧后再供给预热炉（7）。明火加热炉（8）的出口处的废气温度为800～1200℃，在未燃气体自燃温度以上，因此只要在二次燃烧室（54）里供给空气，就可使未燃气体很容易地燃烧。采用二次燃烧 室（54）不会将废气中的未燃气体放散到大气中，可提高废气温度，有利于带钢预热。在二次燃烧室（54）的出口设置两条通道，一条通向预热炉（7），另一条通向排出口。通过调节阀（55）（56）将适量的废气导入预热室（7）。

若第三中间室（49c）的保护气体和间接加热炉（9）的保护气体流入明火加热炉（8）的还原加热区时，会使其还原能力降低。也就是说，这些保护气体的温度接近带钢的均热温度（700～900℃），比还原加热区的燃烧气体的温度（1400～1600℃）低，因此保护气体的侵入，就会还原加热区的温度降低，并使还原能力显著降低。为此设置第2个二次燃烧室（57），将第三中间室（49c）和间接加热炉（9）的保护气体导入第2二次燃烧室（57）的话，上述问题即可得到解决。

下面对上述示于图3和图4中的加热烧嘴的结构进行具体的说明。

图中（59）是在烧嘴砖的内壁（4）上突出设置的燃气喷嘴，在本实施例中，在此燃气喷嘴（59）的圆周方向以一定的间隔设置燃气喷射孔（3）。

在这种加热烧嘴中，使其空气喷射孔（2）具有一定空气供给角θ，这是为了在烧嘴砖内使燃烧用的空气产生旋流，由此旋流在烧嘴内侧形成负压区，由于这个负压的作用燃气再循环，从而促进燃烧，而且可以形成适当的非平衡区。此空气供给角最大为60°，最好取20～40°，采用这种角度就会使空气流的旋流保持稳定。

燃气喷射孔（3）和空气喷射孔（2）在烧嘴轴向上的距离为N，当N在（-）侧时，气体温度高，而且中间燃烧生成物在径向上分布的很宽，而相反，游离O2（未反应O2）则在轴向上分布的很 长。为形成适当的非平衡区，必须将此游离O2在烧嘴轴向残留的距离限制到最小，求出其极限值为-0.1D。

图25表示燃气喷射孔（3）和空气喷射孔（2）在烧嘴轴向上距离N取-0.25D时，离烧嘴出口的烧嘴轴向距离与烧嘴砖内气体温度、O2的浓度及离子强度的关系，根据此图表明，N在（-）侧时，游离O2在轴向上残留的距离L0大，表明其存在。

图26表示燃气喷射孔和空气喷射孔在烧嘴轴向上的距离N与游离O2在轴向线上残留距离L0的关系。根据此图表明，N在（-）侧并大于-0.1D时，L0急剧变大，因此，在（-）侧的极限值为-0.1D。

图27表示N取+0.1D时离烧嘴出口的烧嘴轴向距离与O2浓度、离子强度及气体温度的关系。

图26及图27表明，N在（+）侧时，O2的浓度没有问题，离烧嘴出口的距离在0.5D以上时能形成适当的非平衡区。

N在（+）侧时，形成适当的非平衡区，但是，N超过0.4D时，空气与燃气的混合作用变得不充分，也就是说，本发明的烧嘴，通过从中心部位将燃料喷射到空气的急旋流中，由此来促进空气和燃气的混合，但是N过大时，不能充分得到这种促进混合的作用，不能稳定地形成的平衡区。因此，N以+0.4D为极限。

根据以上所述，燃气喷射孔与空气喷射孔在烧嘴轴向上的距离N的范围是-0.1D～0.4D。

此外，增大N时，烧嘴砖内端壁的温度上升。图28表示距离N与烧嘴内端壁温度Tb的关系。N为+0.25D时，Tb为1400℃。一般来说，达到这样的温度可以使用普通耐火材料的烧嘴砖。N为0.4D时，烧嘴砖内端壁的温度上升到1800℃以 上，在这种情况下，烧嘴砖必须使用高耐热性材料。

从空气喷射孔（2）到烧嘴砖出口（5）的距离L与非平衡区的形成范围有密切的关系。也就是说，L超过3D时，非平衡区只在紧靠着烧嘴砖出口后面的部位形成，这是不希望的。另外，L在0.6D以下时，火焰在紧接着烧嘴砖出口的后面变成花瓣状的火焰，不能在烧嘴轴向上得到适当的非平衡区。因此，将L的范围定为0.6D～3.0D为好。

连续加热薄钢板时，烧嘴砖出口（5）与钢板之间必须保持一定的距离（通常在100mm以上），否则在钢板穿过时有接触烧嘴的危险。因此，火焰中的非平衡区最好在尽可能宽的范围（包括距烧嘴出口一定距离的带钢穿过位置）内形成。图29表示距离L与从烧嘴出口到非平衡区末端（烧嘴反侧的末端，例如图27中的A点）距离LR的关系。根据此图，L超过3D时，非平衡区只在烧嘴砖出口处的紧后面形成，在此前面几乎不形成非平衡区。随着L变小，形成非平衡区的范围扩大，但是L在小于0.6D的范围（×）内，在烧嘴砖出口的紧后面火焰变成花瓣形的放射状，在烧嘴轴向上不能稳定地形成适当的非平衡区。根据以上所述，从空气喷射孔（2）到烧嘴砖出口（5）的距离L最好在0.6D～3.0D范围内。

在上述加热烧嘴的结构中，从燃烧用空气的喷射孔（2）喷出的空气旋流过强的话，在烧嘴出口侧的燃气在烧嘴径向上的温度分布不均匀，结果，往往不易形成稳定的宽范围的非平衡区。在这种情况下，为缓和空气的旋流，使温度分布均匀，可以单独使用以下两种结构，或者将其结合起来使用。第一种结构是，燃气喷射孔（3）的喷射方向与燃料喷嘴外周的切线不成直角，而且通过它的燃气流与从燃烧用空气喷射孔（2）出来的空气流形成相反的旋流，也就是说，形 成从反向上与空气旋流冲突的旋流。另一种结构是，燃气喷射孔（3）的喷射方向与烧嘴的轴向一致，或倾斜于烧嘴的轴线方向，并且在空气喷射孔（2）上带有倾斜角（扭转角），该倾斜角相对于烧嘴砖的径向来说，向烧嘴开口方向倾斜。

为了扩大烧嘴的加热面积，可以采用以下两种结构。一种结构是，在烧嘴砖（1）内壁上，至少是在燃烧用空气喷射孔形成部位的前端开口的内壁上，带有烧嘴内径在前端开口处扩径的扩展角。另一种结构是，为了容易形成空气喷射孔（2），在筒状燃烧砖内设置沿烧嘴圆周方向的燃烧空气用的旋转流道，并设置多个燃烧空气喷射孔使旋转流道与烧嘴内部连通。