CN110249195B - 耐火物容器内部的加热装置和加热方法 - Google Patents

Abstract

以隔着间隙覆盖至少内表面侧由耐火物构成的耐火物容器的上表面的开口部分上方的方式，配置盖材，在通过设置成贯通该盖材的燃烧器加热耐火物容器的内部时，设置有一边通过该燃烧器连续燃烧燃料一边调节燃烧量的连续燃烧控制机构和对通过燃烧器进行的燃料的燃烧和停止的切换时间以及燃烧量进行调节的开/关燃烧控制机构，设置有使燃烧器的燃烧在所述连续燃烧控制机构和所述开/关燃烧控制机构之间切换的切换装置。

Description

耐火物容器内部的加热装置和加热方法

技术领域

本发明涉及在熔融金属容器、中间包等使用的至少内表面侧由耐火物构成的耐火物容器内部的加热装置和加热方法。特别地，其特征是，当加热所述耐火物容器的内部时，能适当地控制耐火物容器内部的温度上升，以适当地加热耐火物容器的内部整体。

背景技术

目前，在熔融金属容器、中间包等使用的至少内表面侧由耐火物构成的耐火物容器中，定期更换其内表面侧的耐火物。

并且，在如上所述更换好耐火物容器的内表面侧的耐火物的情况下，在耐火物容器的上方设置盖材，并在盖材设置加热耐火物容器的内部的燃烧器，通过燃烧器加热耐火物容器的内部以使其干燥。

此时，由于在耐火物容器的外表面上部的边缘，注入或抽出熔融金属时附着的金属固接并且产生凹凸，因此盖材不能紧贴，盖材设置成有稍许的间隙。

在此，在如上所述通过所述燃烧器加热耐火物容器的内部并干燥时，需要适当地设定加热耐火物容器的内部的状态(温度、升温速度等)，例如，若增加燃烧量使燃烧器中的火焰变大、连续快速地加热耐火物容器的内部整体，则耐火物容器的内表面侧的耐火物中含有的水分被急剧加热，存在诸如耐火物由于耐火物内部产生的水蒸气而发生爆裂的问题。另一方面，如果通过减少燃烧器中的燃烧量来减小火焰的大小，则难以充分加热耐火物容器内部的底部，存在诸如加热耐火物容器的整个内部需要花费时间等的问题。

此外，以往，在将熔融金属等注入如上所述的耐火物容器的内部之前，通过所述燃烧器加热耐火物容器的内部，以减小熔融金属与耐火物容器的内部之间的温度差。在这种情况下，也需要如上所述适当地设定加热耐火物容器的内部的状态，存在同样的问题。

在此，以往，如专利文献1所示，提出了这样一种方案，在如上所述的耐火物容器的上方以具有若干间隙的方式设置盖材，并在该盖材设置对耐火物容器的内部进行加热的燃烧器，一边连续地测定耐火物容器的内表面侧的耐火物中含有的水分量，一边控制加热燃烧器的燃烧气体量来进行干燥，从耐火物中含有的水分量大约变为零时开始，增加加热燃烧器的燃烧气体量来进行耐火物的烧成。

然而，如所述专利文献1所示，存在以下等技术问题：在连续地测定耐火物容器内表面侧的耐火物中含有的水分量的同时，控制加热燃烧器的燃烧气体量来进行干燥是非常麻烦的，设备成本非常高，还难以快速地加热耐火物容器的内表面侧的耐火物，此外，难以适当地控制耐火物容器的内表面侧的耐火物的温度变化。

另外，在专利文献2中，提出这样一种方案，根据与现在要加热的耐火物施工体相同种类的耐火物施工体的过去的多次加热履历，对于多个不同的特定温度进行计算，求出耐火物施工体的温度在特定温度附近稳定时的稳定温度和加热用气体流量的平均值，求出分别对应于每个特定温度的加热用气体流量对，基于如上所述得到的多个特定温度和加热用气体流量对来设定与当前加热中的目标温度模式对应的加热用气体流量的设定值，将所述加热用气体的流量控制成所述设定值并加热所述耐火物施工体，计算加热所述耐火物施工体以维持恒定温度时的温度测定值与所述目标温度的温度差，并根据所述温度差改变所述加热用气体的流量，从而将所述耐火物施工体加热至所述目标温度以干燥所述耐火物。

然而，即使在所述专利文献2所示的方案中，也存在以下等技术问题：为了将耐火物施工体加热到规定的目标温度以进行干燥，控制是非常麻烦的，设备成本等非常高，此外，若如所述专利文献1所示，在耐火物施工体和盖之间设置间隙，则温度难以升高，并且难以快速地加热耐火物施工体的内部的耐火物，还难以适当地控制耐火物施工体的内部的耐火物的温度的变化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11-92236号公报

专利文献2：日本专利特开2003-240446号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的技术问题在于，解决对至少内表面侧由耐火物构成的耐火物容器的内部进行加热的情况下的如上所述的问题，其技术问题在于，在加热所述耐火物容器的内部时，可以适当地控制耐火物容器内部的温度上升，从而可以适当地加热耐火物容器内部整体。

解决技术问题所采用的技术方案

在本发明的耐火物容器内部的加热装置中，为了解决如上所述的技术问题，在至少内表面侧由耐火物构成的耐火物容器的上表面的开口部分的上方，以隔着间隙覆盖的方式配置盖材，并以贯通该盖材的方式设有对耐火物容器的内部进行加热的燃烧器，在该耐火物容器内部的加热装置中，设置有：一边通过所述燃烧器连续燃烧燃料一边调节燃烧量的连续燃烧控制机构；以及对通过所述燃烧器进行的燃料的燃烧和停止的切换时间以及燃烧量进行调节的开/关燃烧控制机构，并且设置有在所述连续燃烧控制机构和开/关燃烧控制机构之间切换所述燃烧器的燃烧的切换装置。

这样，当通过所述燃烧器的燃烧来加热耐火物容器的内部时，能根据加热耐火物容器的内部的条件，通过所述切换装置，在连续燃烧控制机构和开/关燃烧控制机构之间适当地切换燃烧器的燃烧。

另外，在本发明的耐火物容器内部的加热装置中，在所述盖材设置有温度测定装置，基于通过温度测定装置测定的温度，如上所述通过切换装置，在所述连续燃烧控制机构和开/关燃烧控制机构之间切换所述燃烧器的燃烧。

另外，在本发明的耐火物容器内部的加热方法中，直到耐火物容器内部上升到规定温度(传热方式是对流起支配作用的低温区域)之前，通过所述切换装置，利用所述开/关燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧，在耐火物容器的内部对流传热，另一方面，在耐火物容器内部变成规定温度以上的情况下(传热方式是辐射起支配作用的高温区域)，通过所述切换装置，利用所述连续燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧，在耐火物容器内部辐射传热。这样，直到耐火物容器的内部上升到规定温度之前，通过所述开/关燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧，在耐火物容器内部对流传热，这样，即使如上所述在盖材设置有温度测定装置的情况下，也可以均匀且有效地测定耐火物容器的内部整体的温度。

另外，在本发明的耐火物容器内部的加热方法中，在所述耐火物容器的内部变成规定温度以上的情况下，在通过所述连续燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧、通过辐射传热将耐火物容器内部维持在恒定温度时，在供给到所述燃烧器的燃料的量达到调低极限的情况下，通过所述切换装置将所述燃烧器的燃烧从所述连续燃烧控制机构切换到开/关燃烧控制机构，减少燃料的量，并以不达到燃烧器的调低极限的方式控制燃烧。

发明效果

在本发明的耐火物容器内部的加热装置中，当如上所述通过燃烧器使燃料燃烧以加热耐火物容器的内部时，根据加热耐火物容器的内部的条件，通过所述切换装置，使所述燃烧器的燃烧在连续燃烧控制机构和开/关燃烧控制机构之间适当地切换，可以适当地控制耐火物容器的内部的温度上升，并可以适当地加热耐火物容器的内部整体。

此外，如本发明的耐火物容器内部的加热方法那样，直到耐火物容器的内部上升到规定温度之前，通过所述切换装置，以利用所述开/关燃烧控制机构进行燃烧器的燃烧，从而在耐火物容器内部进行对流传热，这样，即使在增加燃烧量以使燃烧器中的火焰变大来对耐火物容器的内部整体进行加热的情况下，由于存在火焰关灭的状态，因此不会发生耐火物容器的内表面侧的耐火物中含有的水分急剧加热而引起耐火物爆裂的情况。另外，在耐火物容器的内部变成规定温度以上的情况下，通过所述切换装置，以利用连续燃烧控制机构连续进行燃烧器的燃烧，从而在耐火物容器内部辐射传热，这样，尽管在耐火物容器的上表面和盖材之间具有间隙，也可以适当地上升或维持耐火物容器的内部的温度。附图说明

图1是表示本发明一实施方式的耐火物容器内部的加热装置的概略说明图。

图2表示在所述实施方式的耐火物容器内部的加热装置中，通过切换装置，利用开/关燃烧控制机构对加热耐火物容器的内部的燃烧器中的燃烧进行控制的状态，(A)是表示通过开/关燃烧控制机构使燃烧量变大进行燃烧的状态的概略说明图，(B)是表示通过开/关燃烧控制机构停止所述燃烧的状态的概略说明图。

图3表示在所述实施方式的耐火物容器内部的加热装置中，通过切换装置，利用连续燃烧控制机构对加热耐火物容器的内部的燃烧器中的燃烧进行控制的状态，(A)是表示通过连续燃烧控制机构使燃烧量变小进行燃烧的状态的概略说明图，(B)是表示通过连续燃烧控制机构使燃烧量变大进行燃烧的状态的概略说明图。

图4表示在所述实施方式的耐火物容器内部的加热装置中，以加热耐火物容器的内部的燃烧器中的燃烧不会下降的方式，通过切换装置，利用开/关燃烧控制机构对燃烧器中的燃烧进行控制的状态，(A)是表示使燃烧量变小进行燃烧的状态的概略说明图，(B)是表示停止所述燃烧的状态的概略说明图。

图5是表示使用所述实施方式的耐火物容器内部的加热装置，为了控制耐火物容器的内部的温度使其沿着目标温度线，通过切换装置，在开/关燃烧控制机构和连续燃烧控制机构之间切换并控制使耐火物容器的内部加热的燃烧器的示例的概略说明图。

具体实施方式

在下文中，基于附图具体地说明根据本发明实施方式的耐火物容器内部的加热装置以及加热方法。另外，本发明的耐火物容器内部的加热装置以及加热方法不限定于以下的实施方式，能在不改变发明的要旨的范围内进行适当改变来加以实施。

在本实施方式的耐火物容器内部的加热装置中，如图1等所示，作为耐火物容器10，使用呈上表面开口的锅状、在由钢材等构成的外壁部11的内表面设置有耐火物12的构件。

此外，在该耐火物容器10的上表面的开口部分的上方，以隔着间隙s(大约10到20cm)覆盖的方式配置盖材20，并以贯通该盖材20的方式设置对耐火物容器10的内部进行加热的燃烧器21，且设有用于测定耐火物容器10的内部的温度的温度测定装置22，通过温度测定装置22测定的耐火物容器10的内部的温度被输出到控制装置30。

而且，在该实施方式中，对于所述燃烧器21，设有连续燃烧控制机构31和开/关燃烧控制机构32，所述连续燃烧控制机构31一边利用所述燃烧器21连续燃烧燃料一边调节燃烧量，所述开/关燃烧控制机构32调节通过燃烧器21使燃料燃烧和停止的切换时间以及燃烧量，并且设有切换装置33使所述燃烧器21的燃烧在所述连续燃烧控制机构31和开/关燃烧控制机构32之间切换。

此外，在该实施方式中，将如上所述通过温度测定装置22测定的耐火物容器10的内部的温度输出到控制装置30，根据加热耐火物容器10的内部的条件，通过该控制装置30，控制所述切换装置33，使燃烧器21的燃烧在所述连续燃烧控制机构31和开/关燃烧控制机构32之间切换。

这里，在本实施方式中，例如，直到通过所述温度测定装置22测定的耐火物容器10的内部的温度达到规定温度之前，通过所述控制装置30控制所述切换装置33，以利用开/关燃烧控制机构32对燃烧器21的燃料的燃烧和停止的切换时间以及燃烧量进行调节，如图2的(A)和图2的(B)所示，在适当的时刻，切换使燃烧器21中的燃烧量变大使火焰变大以进行燃烧的状态和停止这样的燃烧的状态。

这样一来，如图2的(A)所示，在燃烧器21中的燃烧量变大并且火焰变大以进行燃烧的状态下，耐火物容器10的内部整体被加热而对流传热，另一方面，如图2的(B)所示，通过如上所述在适当的时刻停止燃烧，不会发生耐火物容器10的内部整体被过度加热、耐火物容器10的内表面侧的耐火物12中含有的水分被急剧加热、耐火物的爆裂的情况。

另外，若相对于如图2的(A)所示使燃烧器21中的燃烧量变大使火焰变大以进行燃烧的时间，使如图2的(B)所示在适当的时刻停止燃烧的时间变长，则耐火物容器10的内部整体不会被过度加热，能通过对流传热对耐火物容器10的内部进行加热，以使耐火物容器10的内部整体变为恒定温度。

另外，在如上所述将耐火物容器10的内部整体加热到恒定温度之后，为了将耐火物容器10的内部进一步加热，通过所述控制装置30控制所述切换装置33，以利用连续燃烧控制机构31一边通过燃烧器21使燃料连续燃烧一边调节燃烧量，如图3的(A)和图3的(B)所示，能进行使燃烧器21的燃烧量变少、火焰变小、将耐火物容器10的内部的温度保持恒定的连续燃烧，也能进行使燃烧器21的燃烧量变多、火焰变大、使耐火物容器10的内部的温度上升至规定温度的连续燃烧。另外，如上所述，通过连续燃烧控制机构31由燃烧器21使燃料连续燃烧，因此，外部空气不会通过耐火物容器10的上表面和所述盖材20之间的间隙s流入耐火物容器10中，可以防止耐火物容器10的内部的温度降低。

另外，如所述图3的(A)所示，在使燃烧器21中的燃烧量变少、火焰变小、以保持耐火物容器10的内部的温度恒定的方式进行连续燃烧的情况下，若需要进一步减少燃烧器21中的燃烧量并且超过燃烧器21的连续燃烧的调低极限的情况下，通过所述控制装置30控制切换装置33，从所述连续燃烧控制机构31切换到开/关燃烧控制机构32，如图4的(A)和图4的(B)所示，可以在适当的时刻，在燃烧器21中的燃烧量和火焰超过调低极限程度地变小而燃烧的状态与这样的燃烧停止的状态之间切换。

另外，对使用所述耐火物容器内部的加热装置沿着图5所示的目标温度线控制耐火物容器10的内部的温度的示例进行说明。

这里，使用所述耐火物容器内部的加热装置，通过燃烧器21对耐火物容器10的内部进行加热，在按照图5所示的目标温度线那样控制耐火物容器10的内部的温度时，最初，如所述图3的(A)和图3的(B)所示，在适当的时刻，在使燃烧器21中的燃烧量变大、火焰变大以进行燃烧的状态(打开)和停止(关闭)这样的燃烧的状态之间切换，通过对流传热使耐火物容器10的内部的温度以规定的升温速度升温，耐火物不会由于耐火物容器10中的耐火物12中含有的水分而炸裂，能使耐火物容器10的内部升温到第一规定温度。之后，进行控制，使停止燃烧器21中的燃烧的时间长于所述升温时间，以通过对流传热使耐火物容器10的内部整体均匀地达到第一规定温度。另外，这些控制实际上是在长时间内多次打开和关闭而进行的，但在图5中简化示出。

此外，在如上所述为了避免耐火物发生爆裂而将耐火物容器10的内部整体加热到第一规定温度之后，如上所述通过控制装置30控制切换装置33，利用连续燃烧控制机构31如图3的(A)和图3的(B)所示，调节通过燃烧器21使燃料连续燃烧的燃烧量，使得耐火物容器10的内部的温度以规定的升温速度上升到第二规定温度，然后，将耐火物容器10的内部的温度维持在第二规定温度。这里，如上所述，通过连续燃烧控制机构31使燃烧器21连续燃烧燃料，因此，如上所述外部空气不会通过耐火物容器10的上表面和盖材20之间的间隙s流入耐火物容器10内，可以防止耐火物容器10的内部的温度降低。

另外，在如上所述通过燃烧器21连续燃烧燃料以维持在第二规定温度时，燃烧器21的调低极限的燃烧量变大，难以维持第二规定温度，在需要超过燃烧器21的连续燃烧调低极限的情况下，从所述连续燃烧控制机构31切换到开/关燃烧控制机构32，如所述图4的(A)和图4的(B)所示，在适当的时刻，在使燃烧器21中的燃烧量和火焰不超过调低极限程度地变小以进行燃烧的状态和停止这样的燃烧的状态之间切换，从而维持在第二规定温度。

符号说明

10：耐火物容器

11：外壁部

12：耐火物

20：盖材

21：燃烧器

22：温度测定装置

30：控制装置

31：连续燃烧控制机构

32：开/关燃烧控制机构

33：切换装置

s：间隙

Claims (4)

1.一种耐火物容器内部的加热装置，在至少内表面侧由耐火物构成的耐火物容器的上表面的开口部分的上方，以隔着间隙覆盖的方式配置有盖材，且以贯通该盖材的方式设置有对耐火物容器的内部进行加热的燃烧器，

其特征在于，

在所述耐火物容器内部的加热装置中，设置有连续燃烧控制机构和开/关燃烧控制机构，所述连续燃烧控制机构一边通过所述燃烧器连续燃烧燃料一边调节燃烧量，所述开/关燃烧控制机构对通过所述燃烧器进行的燃料的燃烧和停止的切换时间以及燃烧量进行调节，设置有使所述燃烧器的燃烧在所述连续燃烧控制机构和所述开/关燃烧控制机构之间切换的切换装置，

直到耐火物容器内部上升到规定温度之前，通过所述切换装置，以利用所述开/关燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧的控制，从而在耐火物容器内部对流传热，另一方面，在耐火物容器内部变成规定温度以上的情况下，通过所述切换装置，以利用所述连续燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧的控制，从而在耐火物容器内部辐射传热。

2.如权利要求1所述的耐火物容器内部的加热装置，其特征在于，

在所述盖材设置有温度测定装置，基于所述温度测定装置测定的温度，通过所述控制装置对所述切换装置进行控制，以在所述连续燃烧控制机构和所述开/关燃烧控制机构之间切换，从而对所述燃烧器的燃烧进行控制。

3.一种耐火物容器内部的加热方法，是使用权利要求1或2所述的耐火物容器内部的加热装置的耐火物容器内部的加热方法，

其特征在于，

直到耐火物容器内部上升到规定温度之前，通过所述切换装置，以利用所述开/关燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧的控制，从而在耐火物容器内部对流传热，另一方面，在耐火物容器内部变成规定温度以上的情况下，通过所述切换装置，以利用所述连续燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧的控制，从而在耐火物容器内部辐射传热。

4.如权利要求3所述的耐火物容器内部的加热方法，其特征在于，

在所述耐火物容器内部变成规定温度以上的情况下，当利用所述连续燃烧控制机构进行所述燃烧器的燃烧的控制，通过辐射传热将耐火物容器内部维持在恒定温度时，在供给到所述燃烧器的燃料的量达到调低极限的情况下，通过所述切换装置将所述燃烧器的燃烧切换到所述开/关燃烧控制机构，以在不达到燃烧器的调低极限的状态下控制燃烧。

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