CN102269519B - 蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法 - Google Patents

蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法 Download PDF

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Abstract

一种蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，当交替切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作的时候，抑制处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器开始燃烧动作时发生剧烈的燃烧。所述蓄热燃烧式热处理炉(10)将固定量的燃料气体从燃料气体供给装置(30)供给至蓄热式燃烧器(20a、20b)中的燃料气体供给管(28a、28b)，当切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作的时候，在处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器(20a)中减少经由燃料气体供给管(28a)和空气供给管(24a)供给而来的燃料气体和燃烧用空气的量之前，将燃料气体和燃烧用空气经由燃料气体供给管(28b)和空气供给管(24b)供给至处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器(20b)，从而开始该蓄热式燃烧器(20b)的燃烧。

Description

蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法
相关申请
本申请要求日本专利申请号为2010-127570号的优先权。
技术领域
本发明涉及一种蓄热燃烧式热处理炉，更具体地，涉及一种蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法。
背景技术
一直以来，在对被处理材进行热处理时，使用如下蓄热燃烧式热处理炉，其设有至少一对蓄热式燃烧器，这一对蓄热式燃烧器具有：包括燃料气体供给管的燃烧部；收容蓄热材的蓄热室；对蓄热室供给燃烧用空气的空气供给管；以及从蓄热室排出燃烧废气的废气排出管，在一个蓄热式燃烧器中，将燃烧用空气从空气供给管经由蓄热室引导至燃烧部，并从该燃烧部的燃料气体供给管喷射燃料气体来进行燃烧动作，而在另一个蓄热式燃烧器中，进行将燃烧废气引导至上述蓄热室并在将燃烧废气中的热蓄积至蓄热材后将其从废气排出管排出的蓄热动作，交替地切换这一对蓄热式燃烧器中的上述燃烧动作和蓄热动作。
此外，在上述蓄热燃烧式热处理炉中，为了能连续地对被处理材进行热处理，能使用如下的蓄热燃烧式热处理炉，在该热处理炉中设有多对蓄热式燃烧器，并针对各对蓄热式燃烧器使切换燃烧动作和蓄热动作的时刻不同。
此外，在上述蓄热燃烧式热处理炉中，在将燃料气体供给至上述各蓄热式燃烧器中的燃料气体供给管时，一般将燃料气体从供给固定量的燃料气体的燃料气体供给装置供给至各燃料气体供给管。
在此，已知以往如日本专利特开平10-185176号公报和日本专利特开平11-159744号公报所示，在上述蓄热燃烧式热处理炉中，当交替切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作时，在处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器中，当停止燃料气体供给管中的燃料气体供给后，使空气供给管中的燃烧用空气的供给停止，而在处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器中，当开始空气供给管中的燃烧用空气的供给后，使燃料气体供给管中的燃料气体的供给开始，从而开始燃烧。此外，已知有如日本专利特许第3523903号公报所示，在燃烧动作中的蓄热式燃烧器中，停止燃料气体和燃烧用空气的供给，同时在蓄热动作中的蓄热式燃烧器中，开始燃料气体和燃烧用空气的供给，从而开始燃烧。
在此，在上述各公报所示的蓄热式燃烧器中，当蓄热动作中的蓄热式燃烧器开始燃烧时，在燃烧动作中的蓄热式燃烧器中，由于停止了燃烧气体从上述燃料气体供给装置的供给，因此，在从燃料气体供给装置至蓄热式燃烧器的燃料气体供给管内，燃料气体的气压处于比正常高的状态，从而使蓄热动作中的蓄热式燃烧器开始燃烧的最初从上述燃料气体供给装置供给比正常量多的燃料气体来开始燃烧。
因此，在上述各公报所示的蓄热式燃烧器中，存在上述处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器中开始燃烧时进行剧烈的燃烧，蓄热燃烧式热处理炉内的压力大幅变化、或发生不完全燃烧，从而无法稳定地进行适当的燃烧这样的问题。尤其是，在使用燃烧性差的气体、例如丙烷气作为上述燃料气体时，存在因不完全燃烧而产生黑烟（煤）从而引起环境上的问题、或是煤附着于被处理材上，由此无法适当地进行热处理这样的问题。
发明内容
本发明的技术问题在于解决以下这种蓄热燃烧式热处理炉中的上述问题，这种蓄热燃烧式热处理炉设有至少一对蓄热式燃烧器，这一对蓄热式燃烧器具有：包括燃料气体供给管的燃烧部；收容蓄热材的蓄热室；对蓄热室供给燃烧用空气的空气供给管；以及从蓄热室排出燃烧废气的废气排出管，在一个蓄热式燃烧器中，将燃烧用空气从空气供给管经由蓄热室引导至燃烧部，并从该燃烧部的燃料气体供给管喷射燃料气体来进行燃烧动作，而在另一个蓄热式燃烧器中，进行将燃烧废气引导至上述蓄热室并在将燃烧废气中的热蓄积至蓄热材后将其从废气排出管排出的蓄热动作，交替地切换这一对蓄热式燃烧器中的上述燃烧动作和蓄热动作。
即，在本发明中具有以下特征：在使燃料气体从供给固定量的燃料气体的燃料气体供给装置供给至各蓄热式燃烧器中的燃料气体供给管的蓄热燃烧式热处理炉中，当切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作的时候，能抑制处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器开始燃烧动作时发生剧烈的燃烧。
为解决上述技术问题，在本发明的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法中，上述蓄热燃烧式热处理炉设有至少一对蓄热式燃烧器，上述一对蓄热式燃烧器具有：包括燃料气体供给管的燃烧部；收容有蓄热材的蓄热室；将燃烧用空气供给至蓄热室的空气供给管；以及将燃烧废气从蓄热室排出的废气排出管，在一个蓄热式燃烧器中，将燃烧用空气从空气供给管经由蓄热式引导至燃烧部，并从该燃烧部的燃料气体供给管喷射燃料气体来进行燃烧动作，而在另一个蓄热式燃烧器中，进行将燃烧废气引导至上述蓄热室并在将燃烧废气的热蓄积至蓄热材之后将燃烧废气从废气排出管排出的蓄热动作，交替切换进行这一对蓄热式燃烧器中的上述燃烧动作和蓄热动作，上述蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法的特征在于，在将燃料气体从供给固定量的燃料气体的燃料气体供给装置供给至上述各蓄热式燃烧器中的燃料气体供给管并切换上述一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作时，当在处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器中减少来自燃料气体供给管的燃料气体的供给和来自空气供给管的燃烧用空气的供给之前，在处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器中，从燃料气体供给管和空气供给管供给燃料气体和燃烧用空气来开始燃烧。
此外，在如上所述切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作的时候，若在处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器中减少来自燃料气体供给管的燃料气体的供给和来自空气供给管的燃烧用空气的供给之前，在处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器中从燃料气体供给管和空气供给管供给燃料气体和燃烧用空气来开始燃烧，则由于在将燃料气体从供给固定量的燃料气体的燃料气体供给装置供给至处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器的状态下，开始将燃料气体供给至处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器，因此，供给至该处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器的燃料气体的量变少，因而能在燃料气体的量较少的状态下开始燃烧。
在此，作为上述蓄热燃烧式热处理炉，能使用如下的蓄热燃烧式热处理炉，设有多对蓄热式燃烧器，并针对各对蓄热式燃烧器使切换燃烧动作和蓄热动作的时刻不同。
此外，在本发明的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法中，较为理想的是，在切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作时，在处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器中，在停止了燃料气体供给管中的燃料气体的供给和空气供给管中的燃烧用空气的供给之后将燃烧废气从废气排出管排出，并在处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器中，在停止进行将燃烧废气从废气排出管排出的操作之后，开始燃料气体供给管中的燃料气体的供给和空气供给管中的燃烧用空气的供给。若是这样，则在切换燃烧动作和蓄热动作时，在利用切换阀等进行切换动作时，能防止从空气供给管引导至蓄热室的燃烧用空气的一部分不进入蓄热室而通过旁路经由废气排出管排出。
在本发明的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法中，如上所述，在切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作的时候，由于当在燃烧动作中的蓄热式燃烧器中减少来自燃料气体供给管的燃料气体的供给和来自空气供给管的燃烧用空气的供给之前，在蓄热动作中的蓄热式燃烧器中，从燃料气体供给管和空气供给管供给燃料气体和燃烧用空气来开始燃烧，因此，使将燃料气体从燃料气体供给装置供给至蓄热式燃烧器的燃料气体供给管内的燃料气体的压力降低，以在如上所述将燃料气体供给至蓄热动作中的蓄热式燃烧器来开始燃烧时，使供给至该蓄热动作中的蓄热式燃烧器的燃料气体的量减少，从而在开始燃烧动作的最初抑制发生剧烈的燃烧。
其结果是，根据本发明的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，抑制在切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作时蓄热燃烧式热处理炉内的压力大幅变化或发生不完全燃烧，因而能稳定地进行适当的燃烧。尤其是，即使在上述燃料气体使用燃烧性差的丙烷气等，也能防止产生黑烟（煤），从而不会引起环境上的问题或是煤附着于被处理材这样的情况。
附图说明
图1是在本发明一实施方式的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法中表示蓄热燃烧式热处理炉的内部状态的示意剖视图。
图2是该实施方式的上述蓄热燃烧式热处理炉的示意俯视图。
图3是在该实施方式中表示由一对蓄热式燃烧器中的一个蓄热式燃烧器进行燃烧动作，而由另一个蓄热式燃烧器进行蓄热动作的状态的示意说明图。
图4是在该实施方式中表示在一对各蓄热式燃烧器的每个蓄热式燃烧器中切换燃烧动作和蓄热动作的时序图。
图5是在该实施方式中表示在一对蓄热式燃烧器的每个蓄热式燃烧器中切换燃烧动作和蓄热动作的改变例的时序图。
(符号说明)
1被处理材
2步进梁（日文：ウォーキングビーム）
10蓄热燃烧式热处理炉
11入口
12出口
20、20a、20b蓄热式燃烧器
21、21a、21b燃烧部
22、22a、22b蓄热室
23a、23b蓄热材
24a、24b空气供给管
25a、25b空气供给用阀
26a、26b废气排出管
27a、27b废气排出用阀
28a、28b燃料气体供给管
29a、29b气体供给阀
30燃料气体供给装置
具体实施方式
以下，基于附图对本发明实施方式的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法进行具体说明。另外，本发明的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法不限于下述实施方式所示的方法，可以在不改变发明的要点的范围内进行适当变更来加以实施。
在此，在本实施方式中，如图1所示，将从蓄热燃烧式热处理炉10的入口11引导至蓄热燃烧式热处理炉10内的由钢材制成的被处理材1，利用步进梁2在热处理炉10内运送，对其进行热处理，将这样被热处理过的被处理材1经由蓄热燃烧式热处理炉10的出口12从蓄热燃烧式热处理炉10取出。
此外，在本实施方式中，如图2所示，在上述蓄热燃烧式热处理炉10中，使具有燃烧部21和蓄热室22的一对蓄热式燃烧器20相对地沿上述被处理材1的移动方向在蓄热燃烧式热处理炉10上设置四对蓄热式燃烧器20，并且从供给一定量的燃料气体的燃料气体供给装置30对各蓄热式燃烧器20中的燃烧部21供给燃料气体。
在此，在上述一对蓄热式燃烧器20中，如图3所示，在一个蓄热式燃烧器20a中将设置于对收容有蓄热材23a的蓄热室22a供给燃烧用空气的空气供给管24a的空气供给用阀25a打开，而将设置于经由蓄热室22a排出燃烧废气的废气排出管26a的气体排出用阀27a关闭，利用收容在该蓄热室22a内的蓄热材23a，对经由上述空气供给管24a引导至蓄热室22a内的燃烧用空气进行加热。
此外，进行如下燃烧动作：将经这样加热后的燃烧用空气供给至燃烧部21a，并打开将燃料气体引导至设于该燃烧部21a中心的燃料气体供给管28a的气体供给阀29a，从该燃料气体供给管28a喷射由上述燃料气体供给装置30供给而来的燃料气体，并使该燃料气体在蓄热燃烧式热处理炉10内燃烧。
另一方面，在另一个蓄热式燃烧器20b中，将向燃料气体供给管28b供给燃料气体的气体供给阀29b和设于空气供给管24b的空气供给用阀25b关闭，不进行燃烧，而将设于经由蓄热室22b排出燃烧废气的废气排出管26b的气体排出用阀27b打开。
然后，进行如下蓄热动作：将如上所述在蓄热燃烧式热处理炉10内燃烧后的燃烧废气引导至蓄热室22b，使燃烧废气的热蓄积至收容于该蓄热室22b的蓄热材23b，之后使该燃烧废气经由上述废气排出管26b排出至外部。
此外，在上述一对蓄热式燃烧器20a、20b中，交替切换进行上述燃烧动作和蓄热动作。
此外，在各对蓄热式燃烧器20中，如上所述在每一对蓄热式燃烧器20a、20b中交替切换进行上述燃烧动作和蓄热动作，并且针对各对蓄热式燃烧器20使切换燃烧动作和蓄热动作的时刻不同。
接着，基于图4所示的时序图，对上述各对蓄热式燃烧器20中切换每一对蓄热式燃烧器20a、20b中的燃烧动作和蓄热动作进行说明。
在此，在切换燃烧动作和蓄热动作时，在处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中开始进行关闭处于打开状态的空气供给用阀25a和气体供给阀29a的操作，以慢慢地减少从空气供给管24a经由蓄热室22a供给至燃烧部21a的燃烧用空气的量，并且慢慢地减少从燃料气体供给管28a喷射的燃料气体的量。
然后，关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a，在不再供给燃烧用空气和燃料气体而使得燃烧停止的时候，打开处于关闭状态的气体排出用阀27a，并在将引导至蓄热室22a的燃烧废气的热蓄积至收容于该蓄热室22a的蓄热材23a之后，使该燃烧废气经由上述废气排出管26a排出至外部。
另一方面，当在上述燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中开始关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a的操作之前，在蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b中关闭处于打开状态的气体排出用阀27b，从而在停止使燃烧废气经由废气排出管26b排出至外部的动作之后，开始打开处于关闭状态的空气供给用阀25b和气体供给阀29b的操作。
此外，当在上述燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中开始关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a的操作之前，在上述蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b中使燃烧用空气从空气供给管24b经由蓄热室22b供给至燃烧部21b，并使燃料气体从燃料气体供给管28b喷射，从而开始燃烧。
这样，当在燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中开始关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a的操作之前，若在上述蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b中从空气供给管24b供给燃烧用空气并从燃料气体供给管28b喷射燃料气体，则在燃料气体从供给固定量的燃料气体的燃料气体供给装置30供给至上述燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a的状态下，将燃料气体供给至上述蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b。
此外，在像本实施方式这样设有四对蓄热式燃烧器20的蓄热燃烧式热处理炉10中，从燃料气体供给装置30供给而来的固定量的燃料气体被分散供给至四对蓄热式燃烧器20中各自进行燃烧动作的四个蓄热式燃烧器20a和开始燃烧的蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b，因而，供给至开始燃烧的蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b的燃料气体的量比通常状态下的燃料气体的量少。
因此，能抑制在蓄热动作中的燃烧式燃烧器20b开始燃烧时发生剧烈的燃烧，并防止蓄热燃烧式热处理炉10内的压力大幅变化或发生不完全燃烧，从而能稳定地进行适当的燃烧。
此外，在上述各对蓄热式燃烧器20中，当切换燃烧动作和蓄热动作的时候，能抑制在蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b开始燃烧时发生剧烈的燃烧，从而能稳定地进行适当的燃烧。尤其是在燃料气体使用燃烧性差的丙烷气等的情况下，也不会像过去那样因不完全燃烧而产生黑烟（煤），从而引起环境上的问题或是煤附着于被处理材上。
此外，如上所述，在燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a，在不再供给燃烧用空气和燃料气体而使得燃烧停止时，打开处于关闭状态的气体排出用阀27a，而在蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b中，若在关闭处于打开状态的气体排出用阀27b之后，打开处于关闭状态的空气供给用阀25b和气体供给阀29b，则能防止被从空气供给管24a、24b引导至蓄热室22a、22b的燃烧用空气的一部分不进入蓄热室22a、22b而通过旁路经由废气排出管26a、26b排出。
其结果是，在本实施方式中，防止供给至蓄热燃烧式热处理炉10内的燃烧用空气的比例减少，并防止供给至蓄热燃烧式热处理炉10内的燃料气体与燃烧用空气的比例改变，从而能更稳定地进行适当的燃烧。
另外，在上述实施方式中，当交替切换一对蓄热式燃烧器20a、20b中的燃烧动作和蓄热动作时，在燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a，并在不再供给燃烧用空气和燃料气体而使得燃烧停止的时候，打开处于关闭状态的气体排出用阀27a，但本发明不限于此。
例如，如图5所示，当在燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中开始关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a的动作之前，在蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b中开始打开处于关闭状态的空气供给用阀25b和气体供给阀29b的动作，并在该蓄热式燃烧器20b中将燃料气体点着后开始燃烧的时候，能开始关闭上述燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中的空气供给用阀25a和气体供给阀29a的动作。
这样的话，当不再从燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a的空气供给用阀25a和气体供给阀29a供给燃烧用空气和燃料气体而使得燃烧停止之前，在蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b中将燃料气体点着后开始燃烧，从而能抑制在切换一对蓄热式燃烧器20a、20b中的燃烧动作和蓄热动作时蓄热燃烧式热处理炉10内的压力改变。
在此，对于上述处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中开始关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a的动作的时间而言，为了在蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b中能将燃料气体适时点着开始燃烧，当在蓄热动作中的蓄热式燃烧器20b中从上述空气供给用阀25b供给而来的燃烧用空气的流量Va和从气体供给阀29b供给而来的燃料气体的流量Vf为能进行燃烧的临界、即下调临界值（日文：ターンダウンの限界値）以上的流量时，在燃烧动作中的蓄热式燃烧器20a中开始关闭空气供给用阀25a和气体供给阀29a的动作。

Claims (3)

1.一种蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，其中，所述蓄热燃烧式热处理炉设有至少一对蓄热式燃烧器，所述一对蓄热式燃烧器具有：包括燃料气体供给管的燃烧部；收容有蓄热材的蓄热室；将燃烧用空气供给至蓄热室的空气供给管；以及将燃烧废气从蓄热室排出的废气排出管，在一个蓄热式燃烧器中，将燃烧用空气从空气供给管经由蓄热室引导至燃烧部，并从该燃烧部的燃料气体供给管喷射燃料气体来进行燃烧动作，而在另一个蓄热式燃烧器中，进行将燃烧废气引导至所述蓄热室并在将燃烧废气的热蓄积至蓄热材之后将燃烧废气从废气排出管排出的蓄热动作，交替切换进行这一对蓄热式燃烧器中的所述燃烧动作和蓄热动作，所述蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法的特征在于，在将燃料气体从供给固定量的燃料气体的燃料气体供给装置供给至所述各蓄热式燃烧器中的燃料气体供给管并切换所述一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作时，在处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器中减少来自燃料气体供给管的燃料气体的供给和来自空气供给管的燃烧用空气的供给之前，在处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器中，从燃料气体供给管和空气供给管供给燃料气体和燃烧用空气来开始燃烧。
2.如权利要求1所述的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，其特征在于，在所述蓄热燃烧式热处理炉中设有多对蓄热式燃烧器，并针对各对蓄热式燃烧器使切换燃烧动作和蓄热动作的时刻不同。
3.如权利要求1或2所述的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，其特征在于，在切换一对蓄热式燃烧器中的燃烧动作和蓄热动作时，当在处于燃烧动作中的蓄热式燃烧器中停止了来自燃料气体供给管的燃料气体的供给和来自空气供给管的燃烧用空气的供给之后将燃烧废气从废气排出管排出，并当在处于蓄热动作中的蓄热式燃烧器中停止进行将燃烧废气从废气排出管排出的操作之后，开始来自燃料气体供给管的燃料气体的供给和来自空气供给管的燃烧用空气的供给。
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