JP2002333126A - Operation method for regenerative burner furnace, and regenerative burner furnace - Google Patents

Operation method for regenerative burner furnace, and regenerative burner furnace

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JP2002333126A
JP2002333126A JP2001137152A JP2001137152A JP2002333126A JP 2002333126 A JP2002333126 A JP 2002333126A JP 2001137152 A JP2001137152 A JP 2001137152A JP 2001137152 A JP2001137152 A JP 2001137152A JP 2002333126 A JP2002333126 A JP 2002333126A
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burner
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晃夫 藤林
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善道 日野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method and a simple apparatus capable of adjusting an oxygen concentration of supply gas in a regenerative burner furnace and combusting at low oxygen concentration. SOLUTION: A regenerative burner 2 and a non-combustion heat storage port 15 including a heat storage structure 16 which does not combust but is capable of storing heat of combustion waste gas are installed in a heating furnace 1. High temperature non-acidic gas is supplied into the furnace through the heat storage structure 16 of the heat storage port 15 during combustion of the regenerative burner 2 to adjust oxygen concentration of the supply gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱式バーナを備
えた蓄熱式バーナ炉の操業方法および蓄熱式バーナ炉に
関し、特に蓄熱式バーナあるいは非燃焼式の蓄熱式ポー
トから非酸化性ガスを炉内に供給することにより、炉内
の酸素濃度を調整し、低酸素濃度での燃焼を可能にした
蓄熱式バーナ炉の操業方法および蓄熱式バーナ炉に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for operating a regenerative burner furnace having a regenerative burner and a regenerative burner furnace, and more particularly to a method for regenerating a non-oxidizing gas from a regenerative burner or a non-combustion regenerative port. The present invention relates to an operation method of a regenerative burner furnace and a regenerative burner furnace, in which the oxygen concentration in the furnace is adjusted by supplying the gas into the furnace, thereby enabling combustion at a low oxygen concentration.

【0002】[0002]

【従来の技術】蓄熱式バーナは、個々のバーナに付随し
て蓄熱体を取り付け、燃焼排気ガスと燃焼空気との間で
熱交換を行い、高温の予熱空気を得て熱効率の高い燃焼
を行うことのできるバーナである。また、蓄熱式バーナ
炉は、このような蓄熱式バーナを取り付けた加熱炉であ
る。図3に従来の蓄熱式バーナ炉の概念図を示す。加熱
炉に設置される蓄熱式バーナの台数は必要に応じて増減
するが、ここでは例として4台の蓄熱式バーナを設置し
た例を示す。図3において、1は蓄熱式バーナ炉、2は
蓄熱式バーナで、(あ)、(い)、(う)、(え)の4
台が設置されている。3は各蓄熱式バーナ2に取り付け
られた蓄熱体、4は燃料配管で、各蓄熱式バーナ2に対
しそれぞれ燃料調節弁5が取り付けられている。6は空
気配管で、空気供給ファン7と各蓄熱式バーナ2に対す
る燃焼空気調節弁8が取り付けられている。9は燃焼排
ガスを排出する排ガス配管で、排気ファン10と各蓄熱
式バーナ2に対する排ガス調節弁11が取り付けられて
いる。12は煙道である。また、排ガス配管9の集合排
気管13は煙道12に通じている。各蓄熱式バーナ2に
取り付けられた蓄熱体3は比表面積が大きくガスの通過
抵抗が小さいことが好ましい。さらに、質量が小さく温
度変化に対する応答性がよいのが好ましく、例えばセラ
ミックハニカムが用いられている。燃料は、図には示さ
れていない燃料供給源より、加圧された燃料が燃料配管
4経て供給され、当該バーナの燃料調節弁5が開いてい
る時間内のみ、その開度に応じた量の燃料が当該バーナ
に供給される。燃焼空気は、空気供給ファン7より加圧
された空気が空気配管6を経て供給され、当該バーナの
燃焼空気調節弁8が開いている時間内のみ、蓄熱体3を
通過して予熱された空気が、燃焼空気調節弁8の開度に
応じて、当該バーナに供給される。燃焼排ガスは、燃焼
排ガス弁11が開いている時間内のみ、当該バーナの蓄
熱体3を通過した燃焼排ガスが排気ファン10により吸
引され、排ガス配管9、集合排気管13を経て加熱炉の
煙道12に放出される。また、矢印で示すAは蓄熱式バ
ーナ炉1内の別の場所で発生した高温ガスの流れを示
す。
2. Description of the Related Art In a regenerative burner, a heat storage element is attached to each burner, heat exchange is performed between combustion exhaust gas and combustion air, and high-temperature preheated air is obtained to perform combustion with high thermal efficiency. It is a burner that can do it. The regenerative burner furnace is a heating furnace to which such a regenerative burner is attached. FIG. 3 shows a conceptual diagram of a conventional regenerative burner furnace. Although the number of regenerative burners installed in the heating furnace is increased or decreased as necessary, an example in which four regenerative burners are installed is shown here as an example. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a regenerative burner furnace, and 2 denotes a regenerative burner, four of (A), (I), (U), and (E).
A table is installed. Reference numeral 3 denotes a heat storage element attached to each regenerative burner 2, and 4 denotes a fuel pipe, and a fuel control valve 5 is attached to each regenerative burner 2. Reference numeral 6 denotes an air pipe, to which an air supply fan 7 and a combustion air control valve 8 for each regenerative burner 2 are attached. An exhaust gas pipe 9 for exhausting combustion exhaust gas is provided with an exhaust fan 10 and an exhaust gas control valve 11 for each regenerative burner 2. 12 is a flue. The collective exhaust pipe 13 of the exhaust gas pipe 9 communicates with the flue 12. The heat storage body 3 attached to each heat storage type burner 2 preferably has a large specific surface area and a small gas passage resistance. Further, it is preferable that the mass is small and the response to a temperature change is good. For example, a ceramic honeycomb is used. Fuel is supplied from a fuel supply source (not shown) through the fuel pipe 4 and pressurized fuel is supplied in an amount corresponding to the degree of opening only during the time when the fuel control valve 5 of the burner is open. Is supplied to the burner. The air pre-heated by passing through the heat accumulator 3 only during the time when the air compressed by the air supply fan 7 is supplied through the air pipe 6 and the combustion air control valve 8 of the burner is open is supplied. Is supplied to the burner in accordance with the degree of opening of the combustion air control valve 8. As for the flue gas, the flue gas that has passed through the heat accumulator 3 of the burner is sucked by the exhaust fan 10 only during the time when the flue gas valve 11 is open, passes through the exhaust gas pipe 9 and the collective exhaust pipe 13, and the flue of the heating furnace. It is released to 12. A indicated by an arrow indicates a flow of the high-temperature gas generated at another place in the regenerative burner furnace 1.

【0003】この蓄熱式バーナ炉における燃焼について
説明すると、例えば蓄熱式バーナ(あ)、(う)が燃焼
状態にある場合には、蓄熱式バーナ(あ)、(う)の燃
料調節弁5が開いて燃料が供給される。また、蓄熱式バ
ーナ(あ)、(う)の燃焼空気調節弁8が開き、燃焼排
ガス弁11が閉じて蓄熱体3に空気が押し込まれる。蓄
熱体3を通過した空気はその蓄熱体3より熱を奪って高
温の予熱空気となって炉内側に供給され、燃料と混合し
て燃焼を行う。一方、このとき蓄熱式バーナ(い)、
(え)では、燃料調節弁5、燃焼空気調節弁8が閉じ、
燃焼排ガス弁11が開いており、燃焼排ガスは、蓄熱式
バーナ(い)、(え)より吸引され、バーナ(い)、
(え)の蓄熱体3を経てこれを加熱した後、排ガス配管
9、集合排気管13を通って排気ファン10により排気
される。また、余剰の燃焼排ガスがある場合には加熱炉
の煙道12からも排気される。このとき、適切に設計さ
れたハニカム式蓄熱体を備えた蓄熱式バーナにおいて、
例えば炉内ガス温度が1300℃の場合、バーナ
(あ)、(う)の蓄熱体に供給される燃焼空気の温度が
約30℃であるとすると、蓄熱体3で加熱されて約12
50℃の予熱空気となる。また、燃焼排ガスの大部分は
約1300℃の温度でバーナ(い)、(え)の蓄熱体3
を通過し、これを加熱して約200℃で排気される。
[0003] The combustion in this regenerative burner furnace will be described. For example, when the regenerative burners (A) and (U) are in a combustion state, the fuel control valve 5 of the regenerative burners (A) and (U) is turned on. Open to supply fuel. Further, the combustion air regulating valves 8 of the regenerative burners (A) and (U) are opened, the combustion exhaust gas valve 11 is closed, and air is pushed into the regenerator 3. The air that has passed through the heat accumulator 3 deprives the heat accumulator 3 of heat, becomes high-temperature preheated air, is supplied to the inside of the furnace, and mixes with fuel to perform combustion. On the other hand, at this time, a regenerative burner
In (e), the fuel control valve 5 and the combustion air control valve 8 are closed,
The flue gas valve 11 is open, and the flue gas is sucked from the regenerative burners (i) and (e), and the burner (i)
After heating through the heat storage body 3 of (e), the air is exhausted by the exhaust fan 10 through the exhaust gas pipe 9 and the collective exhaust pipe 13. If there is excess combustion exhaust gas, it is also exhausted from the flue 12 of the heating furnace. At this time, in a regenerative burner equipped with an appropriately designed honeycomb type regenerator,
For example, when the temperature of the gas in the furnace is 1300 ° C. and the temperature of the combustion air supplied to the regenerators of the burners (A) and (U) is about 30 ° C., the regenerator 3 heats the air to about 12 ° C.
It becomes preheated air of 50 ° C. Most of the combustion exhaust gas is at a temperature of about 1300 ° C.
, Which are heated and evacuated at about 200 ° C.

【0004】蓄熱式バーナを用いた加熱炉で蓄熱燃焼を
行う場合には、一定時間毎にバーナ(あ)、(う)とバ
ーナ(い)、(え)の燃焼を切り替える交番燃焼が行わ
れる。切替時間は概略10秒〜2分間と短いのが普通で
ある。そして、燃焼が切り替わり、バーナ(い)、
(え)が燃焼状態になった場合には、バーナ(い)、
(え)の燃料調節弁5と燃焼空気調節弁8が開き、燃焼
排ガス弁11が閉じて蓄熱体3に空気が供給される。蓄
熱体3を通過した空気はその蓄熱体3より熱を奪って高
温の予熱空気となって炉内側に供給される。一方、この
ときバーナ(あ)、(う)では、燃料調節弁5、燃焼空
気調節弁8が閉じて燃焼排ガス弁11が開いており、燃
焼排ガスは、バーナ(あ)、(う)より吸引され、蓄熱
体3を経てこれを加熱した後排気ファン10により排気
される。
When performing heat storage combustion in a heating furnace using a regenerative burner, alternating combustion is performed in which the burner (a), (u) and the burner (i), (e) are switched at regular intervals. . The switching time is generally as short as about 10 seconds to 2 minutes. And the combustion switches, burner (i),
If (e) burns, burner (i),
(E) The fuel control valve 5 and the combustion air control valve 8 are opened, the combustion exhaust gas valve 11 is closed, and air is supplied to the heat storage body 3. The air that has passed through the heat accumulator 3 deprives the heat accumulator 3 of heat and is supplied as high-temperature preheated air to the inside of the furnace. On the other hand, at this time, in the burners (A) and (U), the fuel control valve 5 and the combustion air control valve 8 are closed and the combustion exhaust gas valve 11 is open, and the combustion exhaust gas is sucked from the burners (A) and (U). After being heated through the heat storage body 3, the air is exhausted by the exhaust fan 10.

【0005】このような蓄熱式バーナでは、交番燃焼が
行われるため、炉内温度分布が均一化され、かつ一方の
バーナの燃焼で発生した燃焼排ガスを蓄熱中の他のバー
ナが吸引して蓄熱するため、バーナペア間でガス流れ収
支が満足され、これらのバーナから離れた部分への燃焼
排ガスの流れ込みが少なくなる。よって、他の部分への
熱的影響がきわめて小さくなる特徴がある。また、燃焼
排ガスの顕熱を回収しきわめて高温の予熱空気が得られ
るので、大幅な省エネルギーが期待できる。
[0005] In such a regenerative burner, alternating combustion is performed, so that the temperature distribution in the furnace is made uniform, and the combustion exhaust gas generated by combustion of one of the burners is sucked by the other burner storing heat to store the heat. As a result, the gas flow balance between the burner pairs is satisfied, and the flow of the combustion exhaust gas into the portions away from these burners is reduced. Therefore, there is a characteristic that the thermal influence on other parts is extremely small. Also, since the sensible heat of the combustion exhaust gas is recovered and preheated air of extremely high temperature is obtained, significant energy savings can be expected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱式バーナを
設置した加熱炉では、炉加熱能力が蓄熱式バーナの燃焼
量のみで一義的に決定されるため、最適化された操業条
件においても、自由に炉内の酸素濃度を調整して燃焼さ
せることは行われていなかった。そのため、被加熱物の
圧延後に表面欠陥の原因や最終製品の表面性状を悪化さ
せる原因となる、被加熱物の酸化膜や形態の制御、例え
ばスラブやビレットなどの鋼体に発生する酸化層の生成
抑制、あるいは酸化膜組成の制御を行うことは不可能で
あった。また、窒素酸化物の発生を抑制することも容易
ではなかった。
In a conventional heating furnace equipped with a regenerative burner, the furnace heating capacity is uniquely determined only by the combustion amount of the regenerative burner, so that even under optimized operating conditions, It has not been practiced to freely adjust the oxygen concentration in the furnace and burn it. Therefore, the control of the oxide film and morphology of the object to be heated, which may cause surface defects after the rolling of the object to be heated or deteriorate the surface properties of the final product, for example, the formation of an oxide layer generated on a steel body such as a slab or a billet. It was impossible to suppress generation or control the composition of the oxide film. Also, it was not easy to suppress the generation of nitrogen oxides.

【0007】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、蓄熱式バーナ炉において供給ガスの酸素
濃度を調整可能にすること、低酸素濃度での燃焼を可能
にするための簡単な方法および装置を提供することを目
的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to make it possible to adjust the oxygen concentration of a supply gas in a regenerative burner furnace, and to make it possible to perform combustion at a low oxygen concentration. It is intended to provide a method and apparatus.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の蓄熱式バーナ炉の操業方法は、蓄熱式バーナと、燃焼
はしないが燃焼排ガスの熱を蓄えことができる蓄熱体を
有する非燃焼式の蓄熱式ポートとを加熱炉に設置し、前
記蓄熱式バーナの燃焼中に前記蓄熱式ポートの蓄熱体を
通じて高温の非酸化性ガスを炉内に供給することによ
り、供給ガスの酸素濃度を調整することを特徴とするも
のである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for operating a regenerative burner furnace, comprising a regenerative burner and a regenerator that does not burn but can store heat of combustion exhaust gas. By installing a combustion-type regenerative port in a heating furnace and supplying a high-temperature non-oxidizing gas into the furnace through a regenerator of the regenerative port during combustion of the regenerative burner, the oxygen concentration of the supplied gas is increased. Is adjusted.

【0009】すなわち、従来の蓄熱式バーナと、非燃焼
式の蓄熱式ポートとの組み合わせに係るものである。こ
の非燃焼式の蓄熱式ポートは、燃焼はしないが燃焼排ガ
スの熱を蓄えことができる蓄熱体を有するポートであ
る。したがって、蓄熱式バーナの燃焼中において蓄熱式
ポートの蓄熱体を通じて高温の非酸化性ガスを炉内に供
給することにより、燃焼空気の酸素濃度を希釈すること
ができ、酸素濃度を自由に調整することができるととも
に、後述するように低酸素濃度での安定した燃焼が可能
となる。酸素濃度は、燃焼空気と非酸化性ガスの供給量
の割合を変えることによって調整することができる。
That is, the present invention relates to a combination of a conventional regenerative burner and a non-combustion regenerative port. This non-combustion type heat storage port is a port having a heat storage body that does not burn but can store heat of the combustion exhaust gas. Therefore, by supplying a high-temperature non-oxidizing gas into the furnace through the regenerator of the regenerative port during combustion of the regenerative burner, the oxygen concentration of the combustion air can be diluted, and the oxygen concentration can be freely adjusted. And stable combustion at a low oxygen concentration as described later. The oxygen concentration can be adjusted by changing the ratio of the supply amounts of the combustion air and the non-oxidizing gas.

【0010】本発明の請求項2に記載の蓄熱式バーナ炉
の操業方法は、加熱炉に複数の蓄熱式バーナを設置し、
そのうちの少なくとも1つを蓄熱式ポートとして使用
し、前記蓄熱式バーナの燃焼中に前記蓄熱式ポートの蓄
熱体を通じて高温の非酸化性ガスを炉内に供給すること
により、供給ガスの酸素濃度を調整することを特徴とす
るものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for operating a regenerative burner furnace, wherein a plurality of regenerative burners are installed in a heating furnace.
By using at least one of them as a regenerative port and supplying a high-temperature non-oxidizing gas into the furnace through the regenerator of the regenerative port during combustion of the regenerative burner, the oxygen concentration of the supply gas is reduced. It is characterized by adjustment.

【0011】請求項2の発明では、蓄熱式バーナのうち
の少なくとも1つを蓄熱式ポートとして使用するもので
ある。ただし、ここでいう蓄熱式ポートは請求項1に記
載の蓄熱式ポートとは異なり、燃焼式である。したがっ
て、この燃焼式の蓄熱式ポート(すなわち蓄熱式バー
ナ)には非酸化性ガスを供給する非酸化性ガス配管が配
設されている。請求項2の発明によっても請求項1の発
明と同様の作用効果がある。
According to the second aspect of the present invention, at least one of the regenerative burners is used as a regenerative port. However, the heat storage type port referred to here is a combustion type unlike the heat storage type port described in claim 1. Therefore, a non-oxidizing gas pipe for supplying a non-oxidizing gas is provided in the combustion type heat storage type port (that is, the heat storage type burner). According to the second aspect of the invention, the same operation and effect as those of the first aspect of the invention can be obtained.

【0012】本発明の請求項3に記載の蓄熱式バーナ炉
の操業方法は、加熱炉に複数の蓄熱式バーナを設置し、
前記蓄熱式バーナの燃焼中に別の蓄熱式バーナの蓄熱体
を通じて高温の非酸化性ガスを炉内に供給することによ
り、供給ガスの酸素濃度を調整することを特徴とするも
のである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for operating a regenerative burner furnace, comprising: installing a plurality of regenerative burners in a heating furnace;
During the combustion of the regenerative burner, a high-temperature non-oxidizing gas is supplied into the furnace through the regenerator of another regenerative burner to adjust the oxygen concentration of the supplied gas.

【0013】請求項3の発明では、全ての蓄熱式バーナ
を蓄熱式ポートとしても併用することを可能にするもの
である。燃焼サイクルを行う蓄熱式バーナと非燃焼サイ
クルを行う蓄熱式ポートとの組み合わせは請求項9に記
載するように交替させることができる。
According to the third aspect of the present invention, all the regenerative burners can be used together as regenerative ports. The combination of the regenerative burner performing the combustion cycle and the regenerative port performing the non-combustion cycle can be alternated as described in claim 9.

【0014】本発明の請求項4に記載の蓄熱式バーナ炉
の操業方法は、炉内雰囲気温度が900℃以上に保たれ
た状態においては、燃焼空気を800℃以上の温度で前
記蓄熱式バーナから炉内に供給し、その際前記蓄熱式ポ
ートまたは別の蓄熱式バーナに非酸化性ガスを供給する
ことにより、供給ガス平均酸素濃度を5%から20%と
なるように調整することを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for operating a regenerative burner furnace, wherein the combustion air is heated at a temperature of 800 ° C. or more when the atmosphere temperature in the furnace is maintained at 900 ° C. or more. By supplying a non-oxidizing gas to the regenerative storage port or another regenerative burner so that the average oxygen concentration of the supplied gas is adjusted to 5% to 20%. It is assumed that.

【0015】また、本発明の請求項5に記載の蓄熱式バ
ーナ炉の操業方法は、炉内雰囲気温度が1100℃以上
に保たれた状態においては、燃焼空気を800℃以上の
温度で前記蓄熱式バーナから炉内に供給し、その際前記
蓄熱式ポートまたは別の蓄熱式バーナに非酸化性ガスを
供給することにより、供給ガス平均酸素濃度を3%から
15%となるように調整することを特徴とするものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the operating method of the regenerative burner furnace, the combustion air is stored at a temperature of 800 ° C. or more when the atmosphere temperature in the furnace is maintained at 1100 ° C. or more. The average oxygen concentration of the supplied gas is adjusted to 3% to 15% by supplying the non-oxidizing gas to the regenerative port or another regenerative burner by supplying the gas into the furnace from the burner. It is characterized by the following.

【0016】請求項4、5の発明では、炉内雰囲気温度
に応じて供給ガス平均酸素濃度の範囲を相違させてい
る。それぞれの平均酸素濃度の下限値(5%、3%)は
その炉内雰囲気温度において低酸素濃度での安定燃焼を
維持するための制限であり、上限値(20%、15%)
はNOxの発生量の規制値からくる制限である。
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, the range of the supply gas average oxygen concentration is made different depending on the atmosphere temperature in the furnace. The lower limit (5%, 3%) of each average oxygen concentration is a limit for maintaining stable combustion at a low oxygen concentration at the furnace atmosphere temperature, and the upper limit (20%, 15%).
Is a limit coming from the regulation value of the generation amount of NOx.

【0017】本発明の請求項6に記載の蓄熱式バーナ炉
の操業方法は、1つの前記非燃焼式の蓄熱式ポートに
て、燃焼排ガスの吸引排出と非酸化性ガスの供給とを交
番させることを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for operating a regenerative burner furnace, wherein the suction and discharge of combustion exhaust gas and the supply of non-oxidizing gas are alternately performed at one non-combustion type regenerative port. It is characterized by the following.

【0018】非燃焼式の蓄熱式ポートは、1つでもよい
ものであり、その場合には特定の1つの蓄熱式ポートに
て燃焼排ガスの吸引排出と非酸化性ガスの供給とを交番
させることになる。
The number of the non-combustion regenerative ports may be one. In this case, the suction and discharge of the combustion exhaust gas and the supply of the non-oxidizing gas are alternately performed at one specific regenerative port. become.

【0019】本発明の請求項7に記載の蓄熱式バーナ炉
の操業方法は、同一組の前記非燃焼式の蓄熱式ポート間
にて、燃焼排ガスの吸引排出と非酸化性ガスの供給とを
交番させることを特徴とするものである。これは、非燃
焼式の蓄熱式ポートを2つ1組設けた場合である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for operating a regenerative burner furnace, wherein the suction and discharge of the combustion exhaust gas and the supply of the non-oxidizing gas are performed between the same set of the non-combustion type regenerative ports. It is characterized by alternating. This is the case where two non-combustion regenerative ports are provided.

【0020】本発明の請求項8に記載の蓄熱式バーナ炉
の操業方法は、同一組の前記蓄熱式バーナ間にて、燃焼
空気を供給する燃焼サイクルと非酸化性ガスを供給する
非燃焼サイクルとを交番させることを特徴とするもので
ある。
The method of operating a regenerative burner furnace according to claim 8 of the present invention is a combustion cycle for supplying combustion air and a non-combustion cycle for supplying non-oxidizing gas between the same set of regenerative burners. And alternately.

【0021】請求項8の発明は、蓄熱式バーナを蓄熱式
ポートとして併用する場合において、燃焼サイクルと非
燃焼サイクルとの交番動作を同一組の蓄熱式バーナが行
うようにしたものである。蓄熱式バーナが3台以上あれ
ば可能である。
According to an eighth aspect of the present invention, when a regenerative burner is used as a regenerative port, an alternating operation between a combustion cycle and a non-combustion cycle is performed by the same set of regenerative burners. It is possible if there are three or more regenerative burners.

【0022】本発明の請求項9に記載の蓄熱式バーナ炉
の操業方法は、異なる組の前記蓄熱式バーナ間にて、燃
焼空気を供給する燃焼サイクルと非酸化性ガスを供給す
る非燃焼サイクルとを交番させることを特徴とするもの
である。これは、異なるバーナペアの間で、燃焼サイク
ルと非燃焼サイクルの交番させる方法である。これによ
って、炉内雰囲気温度の更なる均一化が可能となるとと
もに、蓄熱式バーナの燃焼を均等に負担させることがで
きる。
A method of operating a regenerative burner furnace according to claim 9 of the present invention, wherein a combustion cycle for supplying combustion air and a non-combustion cycle for supplying non-oxidizing gas between different sets of said regenerative burners. And alternately. This is a method of alternating between a combustion cycle and a non-combustion cycle between different burner pairs. As a result, the furnace atmosphere temperature can be made even more uniform, and the combustion of the regenerative burner can be equally borne.

【0023】本発明の請求項10に記載の蓄熱式バーナ
炉は、蓄熱式バーナと、蓄熱体を有する非燃焼式の蓄熱
式ポートと、前記蓄熱式ポートの蓄熱体を通じて炉内の
燃焼排ガスを排出する排気手段と、前記蓄熱式ポートの
蓄熱体を通じて非酸化性ガスを炉内に供給する非酸化性
ガス供給手段と、を備えたことを特徴とするものであ
る。この蓄熱式バーナ炉によって、請求項1、4、5、
6、7に記載の発明方法を実施することができる。
According to a tenth aspect of the present invention, a regenerative burner furnace includes a regenerative burner, a non-combustion type regenerative port having a regenerator, and combustion exhaust gas in the furnace through the regenerator of the regenerative port. It is characterized by comprising exhaust means for discharging, and non-oxidizing gas supply means for supplying a non-oxidizing gas into the furnace through a heat storage element of the heat storage type port. According to this regenerative burner furnace, claims 1, 4, 5,
The invention methods described in 6, 7 can be carried out.

【0024】本発明の請求項11に記載の蓄熱式バーナ
炉は、複数の蓄熱式バーナと、前記複数の蓄熱式バーナ
のうちの一部または全部に設けられ、蓄熱体を通じて非
酸化性ガスを炉内に供給する非酸化性ガス供給手段と、
を備えたことを特徴とするものである。この蓄熱式バー
ナ炉によって、請求項2、3、4、5、8、9に記載の
発明方法を実施することができる。
A regenerative burner furnace according to an eleventh aspect of the present invention is provided in a plurality of regenerative burners and a part or all of the plurality of regenerative burners, and supplies a non-oxidizing gas through a regenerator. Non-oxidizing gas supply means for supplying into the furnace;
It is characterized by having. With the regenerative burner furnace, the method according to the second, third, fourth, fifth, eighth and ninth aspects can be carried out.

【0025】本発明の蓄熱式バーナ炉において、低酸素
濃度での安定燃焼が可能なことについて説明する。図4
は、雑誌「省エネルギー」、Vol.48、No.10(1996
年発行)に掲載された論文「進展する高温空気燃焼技
術」に記載された図であり、酸素と窒素の混合物である
希釈空気の温度と希釈空気中の酸素濃度を変数として、
天然ガスの燃焼可能範囲を整理して示したものである。
図4において、「不燃域」は安定した燃焼ができない範
囲で、工業用バーナの設計範囲としては不可である領域
である。領域I(通常火炎域)は金属管式交換器による
熱回収を行って燃焼空気を予熱する、従来の工業用バー
ナの設計範囲である。領域II(高温火炎領域)は、例え
ば蓄熱式バーナにより高温の予熱空気を得て燃焼させる
が、空気と燃料とをバーナ直近で混合させ高温の火炎を
形成させる方式の工業用バーナの設計範囲であって、N
Oxの発生が問題となる領域である。領域III(新燃焼
領域)は、燃焼空気を不活性ガスで希釈して酸素濃度を
下げ、かつ希釈空気の温度を800〜900℃以上の高
温に維持しつつ燃焼させる領域で、安定燃焼の継続が可
能で、かつ低NOx燃焼が可能な領域である。したがっ
て、蓄熱式バーナを用いて高温の希釈空気を得て領域II
Iでの燃焼を行う燃焼システムを工業的に実現できれ
ば、省エネルギーと低NOx燃焼の両立が可能となり、
かつ現在の問題である、圧延後の表面欠陥の原因や最終
製品の表面性状悪化の原因となる、被加熱物の酸化膜の
抑制や形態制御、例えばスラブやビレットなどの鋼体に
発生する酸化層の生成抑制、あるいは酸化膜組成の制御
を行うことが可能となる。
The fact that stable combustion at a low oxygen concentration is possible in the regenerative burner furnace of the present invention will be described. FIG.
Is a magazine "Energy Conservation", Vol. 48, No.10 (1996
This is a figure described in the paper "Evolving High-Temperature Air Combustion Technology" published in 2011), where the temperature of dilution air, which is a mixture of oxygen and nitrogen, and the oxygen concentration in
It shows the combustible range of natural gas.
In FIG. 4, the “non-combustible region” is a region in which stable combustion cannot be performed, and is a region that is impossible as a design range of an industrial burner. Zone I (normal flame zone) is the design range of a conventional industrial burner in which heat is recovered by a metal tube exchanger to preheat combustion air. Region II (high-temperature flame region) is, for example, a high-temperature preheated air that is obtained by a regenerative burner and burned. However, it is within the design range of an industrial burner that mixes air and fuel near the burner to form a high-temperature flame. Oh, N
This is an area where generation of Ox is a problem. Zone III (new combustion zone) is a zone where the combustion air is diluted with an inert gas to reduce the oxygen concentration, and the combustion is performed while maintaining the temperature of the dilution air at a high temperature of 800 to 900 ° C or higher. And a region where low NOx combustion is possible. Therefore, high-temperature dilution air is obtained using a regenerative burner to
If a combustion system that performs combustion in I can be realized industrially, both energy saving and low NOx combustion can be achieved.
In addition, the current problems, such as surface defects after rolling and deterioration of the surface properties of the final product, are suppressed and controlled in the form of oxide films on the object to be heated, for example, oxidation that occurs in steel bodies such as slabs and billets. It is possible to suppress formation of a layer or control the composition of an oxide film.

【0026】本発明によれば、例えば、蓄熱式バーナ炉
の炉内雰囲気温度が900℃以上に保たれている状態に
おいて、蓄熱式バーナの燃焼排ガスのうち、蓄熱式バー
ナの蓄熱体と蓄熱式ポートの蓄熱体を通過した燃焼排ガ
スにより、次のサイクルで炉内に供給される酸素濃度が
5〜20%に調整されるように、蓄熱式バーナへは空気
を、蓄熱式ポートへは非酸化性ガス(例えば、窒素、二
酸化炭素、NHガスなど)を供給する。蓄熱式バーナで
は、800℃以上の高温になった空気と燃料が混合して
燃焼し、その近傍には蓄熱式ポートから供給された80
0℃以上の高温になった非酸化性ガスが存在することに
より、炉内の低酸素化と被加熱物の酸化膜形成抑制・酸
化皮膜制御が可能になる。これにより、蓄熱式バーナに
より高効率で熱回収を行い、非酸化性ガスとの混合によ
り酸素濃度を調整して図4の領域IIIでの燃焼を実現す
ることができる。炉内雰囲気温度が900℃以上の場合
には、燃焼空気の酸素濃度が5%以上であれば、局所的
でも安定に領域IIIでの燃焼とすることができる。よっ
て、酸素濃度の下限を5%とする。また、燃焼空気の酸
素濃度が20%を超えると、NOxの発生量が規制値に
近づくので、酸素濃度の上限を20%としている。
According to the present invention, for example, in a state where the furnace atmosphere temperature of the regenerative burner furnace is maintained at 900 ° C. or higher, the regenerator of the regenerative burner and the regenerator of the combustion exhaust gas of the regenerative burner. Air is supplied to the regenerative burner and non-oxidized is supplied to the regenerative port so that the concentration of oxygen supplied to the furnace in the next cycle is adjusted to 5 to 20% by the flue gas passing through the regenerator of the port. An inert gas (eg, nitrogen, carbon dioxide, NH gas, etc.) is supplied. In the regenerative burner, air heated to 800 ° C. or higher and fuel are mixed and burnt, and in the vicinity of the burner, the air supplied from the regenerative port is supplied.
The presence of a non-oxidizing gas at a high temperature of 0 ° C. or higher enables low oxygen in the furnace, suppression of oxide film formation on an object to be heated, and control of the oxide film. Thereby, heat can be recovered with high efficiency by the regenerative burner, and the oxygen concentration can be adjusted by mixing with the non-oxidizing gas to realize combustion in the region III in FIG. When the atmosphere temperature in the furnace is 900 ° C. or higher, if the oxygen concentration of the combustion air is 5% or higher, combustion in the region III can be stably performed even locally. Therefore, the lower limit of the oxygen concentration is set to 5%. Further, when the oxygen concentration of the combustion air exceeds 20%, the generation amount of NOx approaches the regulation value. Therefore, the upper limit of the oxygen concentration is set to 20%.

【0027】また、蓄熱式バーナを蓄熱式ポートとして
併用した場合でも、同様の燃焼が可能になる。炉内雰囲
気温度が1100℃以上となると、燃焼空気中の酸素濃
度が3%以上あれば、図4の領域IIIでの燃焼が可能で
ある。また、燃焼空気中の酸素濃度が15%を超える
と、NOxの発生量が規制値に近づく。よって、炉内雰
囲気温度が1100℃以上の場合には、酸素濃度の範囲
を3〜15%としている。
Further, even when a regenerative burner is used as a regenerative port, the same combustion can be performed. When the furnace atmosphere temperature is 1100 ° C. or higher, combustion can be performed in the region III of FIG. 4 if the oxygen concentration in the combustion air is 3% or higher. When the oxygen concentration in the combustion air exceeds 15%, the amount of generated NOx approaches the regulation value. Therefore, when the furnace atmosphere temperature is 1100 ° C. or higher, the range of the oxygen concentration is set to 3 to 15%.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は本発明の蓄熱式バーナ炉の概
要を示す図である。図1において、従来例を示した図3
と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
図1に示す蓄熱式バーナ炉1は、蓄熱式バーナ2と非燃
焼式の蓄熱式ポート15がそれぞれ2台ずつ設置されて
いる例である。(あ)、(う)が蓄熱式バーナ2であ
り、(い)、(え)が蓄熱式ポート15を示す。蓄熱式
バーナ2および蓄熱式ポート15の設置台数は特に限定
されない。また、ここでは図示していないが、通常の燃
焼式バーナを併設してもよい。蓄熱式バーナ2は従来の
ものと同じ構造のバーナに非酸化性ガス(例えば、窒素
ガス)を供給する非酸化性ガス配管17を付加したもの
である。非酸化性ガス配管17には非酸化性ガスの流量
調整弁18が設けられている。非酸化性ガスは蓄熱式バ
ーナ2の蓄熱体3を通過させて炉内に供給される。ま
た、蓄熱体3の高温側に炉内の温度を確認するための温
度計19が設置してある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a regenerative burner furnace of the present invention. In FIG. 1, FIG.
The same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The regenerative burner furnace 1 shown in FIG. 1 is an example in which two regenerative burners 2 and two non-combustion regenerative ports 15 are installed. (A) and (U) show the regenerative burner 2, and (I) and (E) show the regenerative port 15. The number of the heat storage burners 2 and the heat storage ports 15 to be installed is not particularly limited. Although not shown here, a normal combustion type burner may be provided. The regenerative burner 2 is obtained by adding a non-oxidizing gas pipe 17 for supplying a non-oxidizing gas (for example, nitrogen gas) to a burner having the same structure as the conventional one. The non-oxidizing gas pipe 17 is provided with a non-oxidizing gas flow control valve 18. The non-oxidizing gas passes through the heat storage body 3 of the regenerative burner 2 and is supplied into the furnace. Further, a thermometer 19 for checking the temperature inside the furnace is installed on the high temperature side of the heat storage body 3.

【0029】蓄熱式ポート15は、蓄熱式バーナ2の蓄
熱体3と同様の蓄熱体16を有するポートとして構成さ
れ、したがって燃焼は行わない。そしてこの蓄熱式ポー
ト15には、蓄熱式バーナ2と同様に、炉内の燃焼排ガ
スを蓄熱体16を通過させて大気へ放出するための排ガ
ス配管9と、非酸化性ガスを蓄熱体16を通過させて炉
内に供給するための非酸化性ガス配管17とが接続され
ている。非酸化性ガス配管17には流量調整弁18が、
排ガス配管9には排ガス放散弁20が取り付けられてい
る。
The regenerative port 15 is configured as a port having a regenerator 16 similar to the regenerator 3 of the regenerative burner 2 and therefore does not perform combustion. Like the regenerative burner 2, the regenerative port 15 is provided with an exhaust gas pipe 9 for passing combustion exhaust gas in the furnace through the regenerator 16 and releasing it to the atmosphere, and a regenerator 16 for storing non-oxidizing gas. A non-oxidizing gas pipe 17 for passing the gas through the furnace is connected to the furnace. The non-oxidizing gas pipe 17 has a flow control valve 18,
An exhaust gas emission valve 20 is attached to the exhaust gas pipe 9.

【0030】この蓄熱式バーナ炉1における燃焼につい
て説明すると、例えば蓄熱式バーナ(あ)、(う)が交
番燃焼状態にある場合には、蓄熱式バーナ(あ)、
(う)の燃料調節弁5が開いて燃料が供給される。ま
た、蓄熱式バーナ(あ)、(う)の燃焼空気調節弁8が
開き、燃焼排ガス弁11が閉じて蓄熱体3に空気が押し
込まれる。蓄熱体3を通過した空気はその蓄熱体3から
熱を奪って高温の予熱空気となって炉内側に供給され、
燃料と混合して燃焼する。一方、このとき蓄熱式ポート
(い)では、排ガス放散弁20が開き、非酸化性ガス流
量調整弁18が閉じており、燃焼排ガスは蓄熱ポート
(い)から図示しない排気ファンにより吸引され、その
蓄熱体16を通過した排ガスは蓄熱体16に熱を与えた
後に排ガス配管9を経て煙道12へと流れ大気に放散さ
れる。また、蓄熱式ポート(え)では、非酸化性ガス流
量調整弁18が開き、排ガス放散弁20は閉じられ、こ
の実施例では窒素ガスが蓄熱体16から熱を奪って高温
の窒素ガスとなって炉内に流れ込む。これによって、燃
焼空気の酸素濃度を調整することができ、低酸素濃度で
の燃焼が可能となる。また、別の蓄熱式バーナからも同
様に高温の非酸化性ガスを炉内に供給することができ
る。余剰の燃焼排ガスがある場合には加熱炉の煙道12
からも排気される。このとき、本実施例のハニカム式蓄
熱体を備えた蓄熱式バーナにおいては、例えば炉内ガス
温度が1300℃の場合、バーナ(あ)、(う)の蓄熱
体3に供給される燃焼空気の温度を約30℃とすると、
蓄熱体3で加熱されて約1250℃の予熱空気となる。
また、燃焼排ガスの大部分は約1300℃の温度でバー
ナ(あ)、(う)の蓄熱体3および蓄熱式ポート
(い)、(え)の蓄熱体16を通過し、これを加熱して
約200℃で排気される。
The combustion in the regenerative burner furnace 1 will be described. For example, when the regenerative burners (A) and (U) are in an alternating combustion state, the regenerative burner (A)
(3) The fuel control valve 5 is opened to supply fuel. Further, the combustion air regulating valves 8 of the regenerative burners (A) and (U) are opened, the combustion exhaust gas valve 11 is closed, and air is pushed into the regenerator 3. The air that has passed through the heat storage body 3 deprives the heat storage body 3 of heat, becomes high-temperature preheated air, and is supplied to the inside of the furnace.
Combustes with fuel. On the other hand, at this time, in the regenerative storage port (i), the exhaust gas emission valve 20 is open, and the non-oxidizing gas flow control valve 18 is closed, and the combustion exhaust gas is sucked from the heat storage port (i) by an exhaust fan (not shown). The exhaust gas that has passed through the heat storage body 16 gives heat to the heat storage body 16 and then flows through the exhaust gas pipe 9 to the flue 12 and is released to the atmosphere. Further, at the regenerative port (e), the non-oxidizing gas flow control valve 18 is opened and the exhaust gas emission valve 20 is closed. In this embodiment, the nitrogen gas removes heat from the heat storage body 16 to become high-temperature nitrogen gas. Flow into the furnace. Thereby, the oxygen concentration of the combustion air can be adjusted, and combustion at a low oxygen concentration becomes possible. Further, a high-temperature non-oxidizing gas can be similarly supplied from another regenerative burner into the furnace. If there is excess flue gas, the flue 12
It is also exhausted from. At this time, in the regenerative burner provided with the honeycomb regenerator of the present embodiment, for example, when the gas temperature in the furnace is 1300 ° C., the combustion air supplied to the regenerator 3 of the burners (A) and (U) is If the temperature is about 30 ° C,
It is heated by the heat storage body 3 and becomes preheated air of about 1250 ° C.
Most of the flue gas passes through the heat storage body 3 of the burner (A) and (U) and the heat storage body 16 of the heat storage type port (I) and (E) at a temperature of about 1300 ° C. and heats it. Evacuated at about 200 ° C.

【0031】燃焼空気の酸素濃度は、蓄熱式バーナ2に
供給する空気量と蓄熱式ポート15および/または蓄熱
式バーナ2に供給する非酸化性ガスの供給量との割合に
よって調整される。そしてさらに、本実施例において
は、蓄熱体3の高温側に温度計19を設置して、炉内雰
囲気温度を監視しており、酸素濃度が温度計19により
測定された炉内雰囲気温度に応じた目標酸素濃度となる
ように、供給する空気量および非酸化性ガス供給量の割
合を変更することにしている。
The oxygen concentration of the combustion air is adjusted by the ratio of the amount of air supplied to the regenerative burner 2 to the amount of non-oxidizing gas supplied to the regenerative port 15 and / or the regenerative burner 2. Further, in the present embodiment, a thermometer 19 is installed on the high temperature side of the heat storage body 3 to monitor the furnace atmosphere temperature, and the oxygen concentration is determined according to the furnace atmosphere temperature measured by the thermometer 19. The ratio of the supplied air amount and the non-oxidizing gas supply amount is changed so as to achieve the target oxygen concentration.

【0032】多くの炉条件で試験を行ったところ、炉温
(炉内雰囲気温度)が900℃以上1100℃未満では
供給ガス平均酸素濃度が5%以上で蓄熱式バーナの安定
燃焼が可能で、酸素濃度を増加させると安定燃焼は維持
できるもののNOx発生量が増加する傾向がみられ、平
均酸素濃度が20%を超えると規制値に近づくことが確
認された。したがって、炉温が900℃以上1100℃
未満では平均酸素濃度が5〜20%となるように調整し
て操業することとしている。また、炉温が1100℃以
上では平均酸素濃度が3%以上で蓄熱式バーナの安定燃
焼が可能で、酸素濃度を増加させると安定燃焼は維持で
きるもののNOx発生量が増加する傾向がみられ、平均
酸素濃度が15%を超えると規制値に近づく。したがっ
て、炉温が1100℃以上では平均酸素濃度が3〜15
%となるように調整して操業する。
Tests were carried out under many furnace conditions. When the furnace temperature (furnace ambient temperature) was 900 ° C. or more and less than 1100 ° C., stable combustion of a regenerative burner was possible at an average supply gas oxygen concentration of 5% or more. When the oxygen concentration is increased, stable combustion can be maintained, but the amount of NOx generated tends to increase, and it has been confirmed that the regulation value approaches the regulation value when the average oxygen concentration exceeds 20%. Therefore, the furnace temperature is 900 ° C or higher and 1100 ° C
If it is less than 5, the operation is to be adjusted so that the average oxygen concentration is 5 to 20%. When the furnace temperature is 1100 ° C. or more, the regenerative burner can perform stable combustion at an average oxygen concentration of 3% or more. When the oxygen concentration is increased, stable combustion can be maintained, but the amount of NOx generated tends to increase. When the average oxygen concentration exceeds 15%, it approaches the regulation value. Therefore, when the furnace temperature is 1100 ° C. or more, the average oxygen concentration is 3 to 15
% To operate.

【0033】図2は本発明の他の実施の形態を示すもの
で、蓄熱式バーナを蓄熱式ポートとして併用する場合を
示すものである。すなわち、蓄熱式バーナ2に上記実施
の形態と同様の非酸化性ガス配管17を接続したもので
ある。ここでは同様に、(あ)、(う)を蓄熱式バーナ
2として、(い)、(え)を蓄熱式ポート15として使
用できるが、被加熱材の均一加熱温度を高め、さらに酸
化膜の生成を抑制するためには、蓄熱式バーナ(あ)、
(う)、蓄熱式ポート(い)、(え)と、蓄熱式バーナ
(い)、(え)、蓄熱式ポート(あ)、(う)を交互に
交番作動させるとよい。すなわち、ある所定の期間にお
いては、蓄熱式バーナ(あ)、(う)を交番燃焼させ、
このとき蓄熱式ポート(い)、(え)を交番作動させて
非酸化性ガスの供給と燃焼排ガスの排気を行い、次の所
定の期間においては、蓄熱式バーナ(い)、(え)を交
番燃焼させ、このとき蓄熱ポート(あ)、(う)を交番
作動させて非酸化性ガスの供給と燃焼排ガスの排気を行
うようにする。このように複数組の蓄熱式バーナ間にお
いて、燃焼空気を供給する燃焼サイクルと非酸化性ガス
を供給する非燃焼サイクルを交番させることによって、
炉温の温度分布が均一化され、かつ、低酸素濃度の安定
燃焼のもとで炉温を高めることができ、被加熱材の酸化
膜の生成を抑制することができる。もちろん、NOxの
発生も抑制することができる。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which a regenerative burner is used as a regenerative port. That is, the non-oxidizing gas pipe 17 similar to the above embodiment is connected to the regenerative burner 2. Here, similarly, (A) and (U) can be used as the regenerative burner 2 and (I) and (E) can be used as the regenerative port 15, but the uniform heating temperature of the material to be heated is increased, and In order to suppress generation, regenerative burners (A),
(U), the regenerative burner (I), (E), and the regenerative burner ports (A), (U) may be alternately operated. That is, during a predetermined period, the regenerative burners (A) and (U) are alternately burned,
At this time, the heat storage type ports (i) and (e) are alternately operated to supply the non-oxidizing gas and exhaust the combustion exhaust gas. During the next predetermined period, the heat storage type burners (i) and (e) are turned on. At this time, the heat storage ports (A) and (U) are alternately operated to supply the non-oxidizing gas and exhaust the combustion exhaust gas. By alternating between the combustion cycle for supplying combustion air and the non-combustion cycle for supplying non-oxidizing gas between a plurality of sets of regenerative burners,
The temperature distribution of the furnace temperature is made uniform, the furnace temperature can be increased under stable combustion with a low oxygen concentration, and the formation of an oxide film on the material to be heated can be suppressed. Of course, generation of NOx can also be suppressed.

【0034】また、加熱能力が足りない場合には、例え
ば4台のうち3台を蓄熱式バーナに、1台を蓄熱ポート
として使用することも、4台全部を蓄熱式バーナとして
使用することも可能である。本実施例では、4台でしか
示してないが、例えば、20台、あるいは30台で構成
されるような蓄熱式バーナ炉であれば、蓄熱式バーナの
台数と、蓄熱ポートの台数の割合を自由に変更できるこ
とはいうまでもないことで、加熱パターンや加熱時間な
どに応じて、自由な運用が可能である。
If the heating capacity is insufficient, for example, three of the four units may be used as regenerative burners, one may be used as a heat storage port, or all four units may be used as regenerative burners. It is possible. In this embodiment, although only four units are shown, for example, in the case of a regenerative burner furnace composed of 20 units or 30 units, the ratio of the number of regenerative burners to the number of heat storage ports Needless to say, the operation can be freely changed, so that the operation can be freely performed according to the heating pattern and the heating time.

【0035】なお、以上の実施例では、非酸化性ガスに
窒素ガスを使用しているが、アルゴンガスのような不活
性ガスでも、またNHガスのような還元性ガスでも十分
問題ない。ただし、NHガスでは発熱量を考慮する必要
があること、またカーボンを含むような、二酸化炭素の
ような非酸化性ガスでは、乖離による酸素の発生がある
ために必ずしも好ましくはないが許容範囲であれば使用
できる。望ましくは不活性ガスが問題なく使用できる。
In the above embodiment, nitrogen gas is used as the non-oxidizing gas. However, an inert gas such as argon gas or a reducing gas such as NH gas does not cause any problem. However, it is necessary to consider the calorific value of NH gas, and non-oxidizing gas such as carbon dioxide, which contains carbon, is not always preferable due to generation of oxygen due to dissociation. If you can use it. Preferably, an inert gas can be used without any problem.

【0036】また、以上の各実施形態では、蓄熱式バー
ナに非酸化性ガス配管を接続したものを示したが、非酸
化性ガス配管のない従来と同様な蓄熱式バーナを用いる
こともできる。本発明においては、加熱炉の設置される
蓄熱式バーナと蓄熱式ポート(非燃焼式の蓄熱式ポート
および蓄熱式バーナを含む)の組み合わせおよび台数に
ついて各種の態様が考えられる。例えば 図3の蓄熱式バーナ2台以上+図1の蓄熱式ポート1
台以上 図3の蓄熱式バーナ2台以上+図1の蓄熱式バーナ1
台以上 図1の蓄熱式バーナ2台以上+通常の燃焼式バーナ1
台以上 図1の蓄熱式バーナ1台以上+図1の蓄熱式ポート1
台以上+通常の燃焼式バーナ1台以上 などであり、これらの組み合わせにおいても本発明を好
適に実施することができる。
Further, in each of the above embodiments, the non-oxidizing gas pipe is connected to the regenerative burner. However, a regenerative burner similar to the conventional one without the non-oxidizing gas pipe can be used. In the present invention, various modes can be considered for the combination and number of regenerative burners and regenerative ports (including non-combustion regenerative ports and regenerative burners) in which a heating furnace is installed. For example, two or more regenerative burners in FIG. 3 + regenerative port 1 in FIG.
At least two regenerative burners of FIG. 3 + regenerative burners 1 of FIG.
At least 2 regenerative burners in Fig. 1 + normal combustion type burner 1
At least one regenerative burner in Fig. 1 + regenerative port 1 in Fig. 1
More than one + one or more normal combustion type burners, and the like, and the present invention can be suitably implemented in a combination of these.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、炉内の
酸素濃度を自由に調整することができ、低酸素濃度での
燃焼が可能となるので、被加熱物の酸化膜形成抑制およ
び酸化膜制御ができるようになる。一方、加熱性能とし
ては従来方法と遜色がなく、また窒素酸化物の発生量も
抑制することが可能となる。さらに、従来の蓄熱式バー
ナを利用して簡単に構成することができるので、設備構
成が簡単にでき、かつ設備費も安価につくものである。
As described above, according to the present invention, the oxygen concentration in the furnace can be freely adjusted, and combustion can be performed at a low oxygen concentration. And an oxide film can be controlled. On the other hand, the heating performance is not inferior to the conventional method, and the generation amount of nitrogen oxide can be suppressed. Furthermore, since the configuration can be easily made using a conventional regenerative burner, the equipment configuration can be simplified and the equipment cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の蓄熱式バーナ炉の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a regenerative burner furnace of the present invention.

【図2】本発明の他の実施の形態を示す概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】従来の蓄熱式バーナ炉の概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a conventional regenerative burner furnace.

【図4】希釈空気の温度と希釈空気中の酸素濃度を変数
とする天然ガスの燃焼可能範囲を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a combustible range of natural gas using variables of the temperature of the dilution air and the oxygen concentration in the dilution air as variables.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 蓄熱式バーナ炉 2 蓄熱式バーナ 3 蓄熱体 4 燃料配管 5 燃料調節弁 6 空気配管 7 空気供給ファン 8 燃焼空気調節弁 9 排ガス配管 10 排気ファン 11 燃焼排ガス弁 12 煙道 15 蓄熱式ポート 16 蓄熱体 17 非酸化性ガス配管 18 非酸化性ガス流量調整弁 19 温度計 20 排ガス放散弁 REFERENCE SIGNS LIST 1 regenerative burner furnace 2 regenerative burner 3 regenerator 4 fuel pipe 5 fuel control valve 6 air pipe 7 air supply fan 8 combustion air control valve 9 exhaust gas pipe 10 exhaust fan 11 combustion exhaust valve 12 flue 15 regenerative port 16 heat storage Body 17 Non-oxidizing gas pipe 18 Non-oxidizing gas flow control valve 19 Thermometer 20 Exhaust gas emission valve

フロントページの続き (72)発明者 日野 善道 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 島田 達哉 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 3K023 QC04 SA00 3K065 TA01 TB15 TC00 TD05 TM01Continuing from the front page (72) Yoshimichi Hino, Inventor 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Tatsuya Shimada 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Stock Company F term (reference) 3K023 QC04 SA00 3K065 TA01 TB15 TC00 TD05 TM01

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蓄熱式バーナと、燃焼はしないが燃焼排
ガスの熱を蓄えことができる蓄熱体を有する非燃焼式の
蓄熱式ポートとを加熱炉に設置し、前記蓄熱式バーナの
燃焼中に前記蓄熱式ポートの蓄熱体を通じて高温の非酸
化性ガスを炉内に供給することにより、供給ガスの酸素
濃度を調整することを特徴とする蓄熱式バーナ炉の操業
方法。
1. A regenerative burner and a non-combustion regenerative port having a regenerator that does not burn but can store the heat of the combustion exhaust gas are installed in a heating furnace, and during the combustion of the regenerative burner, A method for operating a regenerative burner furnace, wherein the oxygen concentration of the supplied gas is adjusted by supplying a high-temperature non-oxidizing gas into the furnace through a regenerator of the regenerative port.
【請求項2】 加熱炉に複数の蓄熱式バーナを設置し、
そのうちの少なくとも1つを蓄熱式ポートとして使用
し、前記蓄熱式バーナの燃焼中に前記蓄熱式ポートの蓄
熱体を通じて高温の非酸化性ガスを炉内に供給すること
により、供給ガスの酸素濃度を調整することを特徴とす
る蓄熱式バーナ炉の操業方法。
2. A plurality of regenerative burners are installed in a heating furnace,
By using at least one of them as a regenerative port and supplying a high-temperature non-oxidizing gas into the furnace through the regenerator of the regenerative port during combustion of the regenerative burner, the oxygen concentration of the supply gas is reduced. A method for operating a regenerative burner furnace, characterized by adjusting.
【請求項3】 加熱炉に複数の蓄熱式バーナを設置し、
前記蓄熱式バーナの燃焼中に別の蓄熱式バーナの蓄熱体
を通じて高温の非酸化性ガスを炉内に供給することによ
り、供給ガスの酸素濃度を調整することを特徴とする蓄
熱式バーナ炉の操業方法。
3. A plurality of regenerative burners are installed in a heating furnace,
During the combustion of the regenerative burner, a high-temperature non-oxidizing gas is supplied into the furnace through a regenerator of another regenerative burner, thereby adjusting the oxygen concentration of the supplied gas. Operation method.
【請求項4】 炉内雰囲気温度が900℃以上に保たれ
た状態においては、燃焼空気を800℃以上の温度で前
記蓄熱式バーナから炉内に供給し、その際前記蓄熱式ポ
ートまたは別の蓄熱式バーナに非酸化性ガスを供給する
ことにより、供給ガス平均酸素濃度を5%から20%と
なるように調整することを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載の蓄熱式バーナ炉の操業方法。
4. When the atmosphere temperature in the furnace is maintained at 900 ° C. or higher, combustion air is supplied from the regenerative burner at a temperature of 800 ° C. or higher into the furnace. The regenerative burner according to any one of claims 1 to 3, wherein the supply gas average oxygen concentration is adjusted to 5% to 20% by supplying a non-oxidizing gas to the regenerative burner. How to operate the furnace.
【請求項5】 炉内雰囲気温度が1100℃以上に保た
れた状態においては、燃焼空気を800℃以上の温度で
前記蓄熱式バーナから炉内に供給し、その際前記蓄熱式
ポートまたは別の蓄熱式バーナに非酸化性ガスを供給す
ることにより、供給ガス平均酸素濃度を3%から15%
となるように調整することを特徴とすることを請求項1
〜3のいずれかに記載の蓄熱式バーナ炉の操業方法。
5. When the atmosphere temperature in the furnace is maintained at 1100 ° C. or higher, combustion air is supplied from the regenerative burner to the furnace at a temperature of 800 ° C. or higher, wherein the regenerative port or another By supplying the non-oxidizing gas to the regenerative burner, the average oxygen concentration of the supplied gas can be increased from 3% to 15%.
2. The method according to claim 1, wherein the adjustment is performed such that
4. The method for operating a regenerative burner furnace according to any one of claims 1 to 3.
【請求項6】 1つの前記非燃焼式の蓄熱式ポートに
て、燃焼排ガスの吸引排出と非酸化性ガスの供給とを交
番させることを特徴とする請求項1記載の蓄熱式バーナ
炉の操業方法。
6. The operation of a regenerative burner furnace according to claim 1, wherein suction and discharge of combustion exhaust gas and supply of non-oxidizing gas are alternately performed at one of the non-combustion type regenerative ports. Method.
【請求項7】 同一組の前記非燃焼式の蓄熱式ポート間
にて、燃焼排ガスの吸引排出と非酸化性ガスの供給とを
交番させることを特徴とする請求項1記載の蓄熱式バー
ナ炉の操業方法。
7. The regenerative burner furnace according to claim 1, wherein suction and discharge of combustion exhaust gas and supply of a non-oxidizing gas are alternated between the same set of the non-combustion type regenerative ports. Operating method.
【請求項8】 同一組の前記蓄熱式バーナ間にて、燃焼
空気を供給する燃焼サイクルと非酸化性ガスを供給する
非燃焼サイクルとを交番させることを特徴とする請求項
2〜5のいずれかに記載の蓄熱式バーナ炉の操業方法。
8. The method according to claim 2, wherein a combustion cycle for supplying combustion air and a non-combustion cycle for supplying non-oxidizing gas are alternated between the same set of regenerative burners. The method for operating a regenerative burner furnace described in Crab.
【請求項9】 異なる組の前記蓄熱式バーナ間にて、燃
焼空気を供給する燃焼サイクルと非酸化性ガスを供給す
る非燃焼サイクルとを交番させることを特徴とする請求
項2〜5のいずれかに記載の蓄熱式バーナ炉の操業方
法。
9. The method according to claim 2, wherein a combustion cycle for supplying combustion air and a non-combustion cycle for supplying non-oxidizing gas are alternated between different sets of the regenerative burners. The method for operating a regenerative burner furnace described in Crab.
【請求項10】 蓄熱式バーナと、 蓄熱体を有する非燃焼式の蓄熱式ポートと、 前記蓄熱式ポートの蓄熱体を通じて炉内の燃焼排ガスを
排出する排気手段と、 前記蓄熱式ポートの蓄熱体を通じて非酸化性ガスを炉内
に供給する非酸化性ガス供給手段と、を備えたことを特
徴とする蓄熱式バーナ炉。
10. A regenerative burner, a non-combustion type regenerative port having a regenerator, exhaust means for discharging combustion exhaust gas in a furnace through a regenerator of the regenerative port, and a regenerator of the regenerative port And a non-oxidizing gas supply means for supplying a non-oxidizing gas into the furnace through the furnace.
【請求項11】 複数の蓄熱式バーナと、 前記複数の蓄熱式バーナのうちの一部または全部に設け
られ、蓄熱体を通じて非酸化性ガスを炉内に供給する非
酸化性ガス供給手段と、を備えたことを特徴とする蓄熱
式バーナ炉。
11. A plurality of regenerative burners, a non-oxidizing gas supply means provided on a part or all of the plurality of regenerative burners and supplying a non-oxidizing gas into a furnace through a heat storage body. A regenerative burner furnace comprising:
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