JP2003247018A - 帯状火炎バーナによる金属帯の加熱方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 無駄な燃料の消費を防止すると共に、金属帯
を均一に加熱する。 【解決手段】 金属帯１０の幅方向に配設された複数の
バーナ２２により金属帯を加熱する帯状火炎バーナによ
る金属帯の加熱方法において、火炎監視装置４０を設け
て、バーナの点火状態を列毎に監視して安全性を確保し
ながら金属帯の幅に合わせて、金属帯幅方向のバーナの
点火本数を変えるようにして課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属帯の幅方向に
配設された複数のバーナにより、金属帯を加熱する帯状
火炎バーナによる金属帯の加熱方法及び装置に係り、特
に、ステンレス鋼帯等を温間タンデム圧延する前に加熱
したり、あるいは連続焼鈍したりする際に用いるのに好
適で、燃料を無駄に消費することなく、金属帯を均一に
加熱することが可能な、帯状火炎バーナによる金属帯の
加熱方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タンデム圧延機によって、ＳＵＳ３０
４、ＳＵＳ３０１等の準安定オーステナイト系のステン
レス鋼を冷間圧延する際に、加工硬化による負荷増大等
を回避する目的で、タンデム圧延機入側に加熱装置を設
けて、ステンレス鋼帯を加熱した後に温間タンデム圧延
することが、出願人が提案した特開昭６３−１０００９
に記載されている。

【０００３】このような金属帯を加熱する加熱装置で
は、一般に、出願人が特開平２−１１２８１８で提案し
たように、図１に示す如く、加熱装置２０として、ステ
ンレス鋼帯（以下、単に鋼帯と略して称する。ステンレ
ス以外の金属帯の場合も便宜上同じく鋼帯と称す）１０
の長手方向（搬送方向）に多数（図１の例では上下各６
本ずつ）のバーナ２２の列を有する物を用いると共に、
鋼帯１０の搬送速度に応じて、図２に例示する如く、バ
ーナ２２の点火列数を鋼帯長手方向に変更する加熱制御
が行なわれている。

【０００４】図１において、１２はサポートロール、２
４は、バーナ２２により形成される火炎、２６は加熱装
置内壁、２８は同じく外壁、３０は燃料ガス供給配管、
３２は燃焼用エア供給配管である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各種の
幅の鋼帯の加熱を行なう上記のような加熱装置では、図
３に示す如く、鋼帯１０の幅が、バーナ２２の設置領域
に比較して狭い場合、鋼帯に当たらない部分の火炎は、
加熱に寄与すること無く、結果として無駄な燃料を消費
してしまうという問題点を有していた。又、その際に
は、排ガス温度が上昇し、これを冷却するための熱交換
器や排気装置の負荷が増大し、設計時のそれらの容量増
大を招くという問題点もあった。

【０００６】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、燃料を無駄に消費することなく、金
属帯を均一に加熱できるようにすることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属帯の幅方
向に配設された複数のバーナにより、金属帯を加熱する
帯状火炎バーナによる金属帯の加熱方法において、金属
帯の幅に合わせて、金属帯幅方向のバーナの点火本数を
変えるようにして、前記課題を解決したものである。

【０００８】又、金属帯幅方向の全バーナを一旦点火し
た後、金属帯が存在しない領域のバーナを消火するよう
にしたものである。

【０００９】又、点火用のパイロットバーナを、前記金
属帯の幅方向一端部に配設し、該パイロットバーナと反
対側の領域のバーナを消火するようにしたものである。

【００１０】又、金属帯幅方向のバーナの点火が確認で
きなかった時は、金属帯長手方向の当該位置にある全バ
ーナへの燃料供給を遮断するようにしたものである。

【００１１】本発明は、又、金属帯の幅方向に配設され
た複数のバーナにより、金属帯を加熱する帯状火炎バー
ナによる金属帯の加熱装置において、金属帯の幅に合わ
せて、金属帯幅方向のバーナの点火本数を変える点火制
御手段を備えることにより、前記課題を解決したもので
ある。

【００１２】又、前記点火制御手段が、金属帯幅方向の
全バーナを一旦点火した後、金属帯が存在しない領域の
バーナを消火するようにしたものである。

【００１３】又、前記金属帯の幅方向一端に配設された
点火用のパイロットバーナを更に備え、該パイロットバ
ーナと反対側の領域のバーナを消火するようにしたもの
である。

【００１４】又、金属帯幅方向のバーナの点火を確認す
る手段と、点火が確認できなかった時は、金属帯長手方
向の当該位置にある全バーナへの燃料供給を遮断する手
段と、を更に備えたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。

【００１６】本実施形態は、図１に示したような、サポ
ートロール１２で支持された鋼帯１０を、搬送中に上下
から加熱するためのバーナ２２が、鋼帯１０の長手方向
（搬送方向）に多数列（図では上下６列ずつ）配設さ
れ、鋼帯１０の搬送速度に応じて、図２に示したよう
に、バーナ２２の鋼帯長手方向の点火列数を変更して、
鋼帯長手方向単位長さ当りの昇温量を均一化するように
した鋼帯加熱装置において、図４（配管系統図を含む横
断面図）及び図５（同じく上部の水平断面図）に示す如
く、長手方向各位置における上下のバーナ２２を、鋼帯
１０の幅方向にも多数（図では５本ずつ）配設し、鋼帯
１０の幅に合わせて、鋼帯幅方向のバーナの点火本数を
変えると共に、例えば鋼帯１０の幅方向中央部に、鋼帯
幅に拘わらず常に点火される中央のバーナの点火を確認
するための火炎監視装置４０を配設したものである。

【００１７】図において、５０（図５）は、燃焼用エア
供給配管３２にエアを供給するための燃焼用エア供給フ
ァン、５２は、長手方向各位置毎（列毎）に燃料を一括
制御するための燃料ガス制御弁、５４は、幅方向各位置
のバーナ毎に燃料を制御するための燃料ガス制御弁、５
６は、鋼帯１０の幅方向一端（図の左端）に配設され
た、点火用のパイロットバーナである。

【００１８】各制御弁５２、５４の開度調整、各バーナ
２２の点消火等は、図４中に示す制御装置６０により制
御され、鋼帯１０の幅等の属性データは、更にその上位
の計算機６２から制御装置６０に向け伝送される。前記
火炎監視装置４０で捉えた火炎状態の情報も、制御装置
６０に伝送される。

【００１９】なお、図４では図示を省略したが、下部バ
ーナについても、上部バーナと同様に、制御弁５２、５
４、配管３０、火炎監視装置４０等が設けられている。

【００２０】前記バーナ２２は、例えば鋼帯１０の上下
から加熱するために、鋼帯１０の上下部共に、例えば６
本を、鋼帯１０の長手方向に列設し、加熱装置２０の外
壁２８にボルトにより固定されている。各バーナ２２
は、更に、鋼帯１０の幅方向にも、例えば５本設置され
ており、燃料ガス供給配管３０には、鋼帯１０の幅方向
の各分岐後と集合管部にそれぞれ制御弁５４と５２が設
けられている。

【００２１】前記バーナ２６は、例えば鋼帯１０の上下
面にそれぞれ垂直に設置され、燃料ガス及び燃焼用エア
を噴出させて、鋼帯１０の幅方向に亘って火炎（本発明
において帯状火炎と称す）２４を形成し、この帯状火炎
２４により、鋼帯１０が加熱される。

【００２２】鋼帯１０の搬送速度が変化した場合に、加
熱装置２０の出側における鋼帯１０の温度を一定範囲に
保つために、例えば鋼帯１０の搬送速度に応じてバーナ
２２の制御弁５２を開度調整したり、あるいはバーナ２
２の長手方向点火列数を変えるよう制御する。後者の場
合は、例えば図２のように搬送速度が速い場合には、バ
ーナ２２の点火列数を多くし、遅い場合には、バーナ２
２の点火列数を少なくするよう制御する。だが勿論、本
発明はこれに限るものではなく、制御弁５２の開度は、
前者の場合のように連続的に調整するように制御しても
よい。あるいは、加熱装置２０の出側に温度計を設置
し、目標との偏差を０にするべくフィードバック制御を
行なってもよい。

【００２３】バーナ２２の設置領域に対し幅の狭い鋼帯
１０を加熱する場合を図３に示す。図３に示す比較例で
は、鋼帯１０に当たらない部分の火炎は加熱に寄与する
ことがなく、結果として無駄な燃料を消費してしまう。
又、その際には、排気ガス温度が上昇し、これを冷却す
るための熱交換器や排気装置の容量増大を招く等の問題
点があることは先にも述べた通りである。そこで、本発
明では、図６に示す如く、鋼帯１０の幅に合わせてバー
ナ２２の鋼帯幅方向の点火本数を変更することによっ
て、鋼帯１０の無い部分の燃料を遮断し、無駄な燃料の
消費を防止する。

【００２４】ここで、バーナ２２は、鋼帯１０の搬送速
度に応じて、鋼帯長手方向に点火列数が調整されている
が、図７に示すように、点火用のパイロットバーナ５６
を鋼帯１０の幅方向中央にくるようにして点火した場合
には、鋼帯１０の幅中央部が、点火時に燃焼するパイロ
ットバーナ５６からの火炎５８によって局部的に高温に
加熱されるため、特に搬送速度が遅く、鋼帯長手方向の
バーナ２２の点火列数が少ない場合には、他の部分との
温度差が大きくなるという問題点が発生する。そこで、
図４に示したように、バーナ２２への点火用パイロット
バーナ５６を加熱装置２０中、鋼帯１０の幅方向一端側
に設置し、鋼帯幅方向の全バーナを一旦点火した後、鋼
帯１０の存在しない領域のバーナを消火することで、鋼
帯１０を幅方向に均一に加熱するようにしている。

【００２５】又、上記のような点火装置を配置した場合
には、パイロットバーナ５６の点火状態を監視している
のみでは、バーナ２２の点火を監視することはできな
い。鋼帯１０の幅方向に複数設置したバーナ個々に燃焼
監視装置を設置し、個々に監視することも可能である
が、監視装置の個数が増大し、燃焼制御系が複雑にな
り、設備費も増大する。そこで、本実施形態では、鋼帯
１０の幅方向に複数設置した制御弁５４の上流にて各バ
ーナに向う燃料ガスの配管を集合させ、更にその上流に
制御弁５２を設置し、鋼帯１０幅方向中央部のバーナに
火炎監視装置４０を設置し、バーナに着火指令が出てい
るにも関わらず火炎監視装置４０が火炎を確認できなか
った場合、そのバーナの制御弁５２を閉とすることによ
り、単純且つ安全に火炎監視を行えるようにしている。
従って、不完全燃焼を起こすことなく、確実に加熱制御
を行える。なお、これにより鋼帯１０長手方向の点火バ
ーナ数が不足する場合には、鋼帯１０長手方向の他の列
の消火していたバーナを点火し、閉としたバーナの代替
としてもよい。

【００２６】本実施形態においては、鋼帯１０幅方向中
央のバーナに火炎監視装置４０を設けて、バーナの点火
状態を列毎に監視しているので、効率的に安全性を確保
できる。なお、火炎監視装置４０を、パイロットバーナ
５６と鋼帯１０を挟んで反対側の端部に設けたり、或い
は、各バーナ毎に設けたり、更には、省略することも可
能である。

【００２７】又、本実施形態においては、鋼帯１０の幅
に拘わらず常に点火される中央のバーナへの制御弁５４
を省略し、その両側のバーナへの燃料供給をまとめて、
共通の制御弁５４により制御するようにしているため、
制御弁５４の数が少なくて済む。なお、中央のバーナも
含む全バーナに制御弁５４を設けて、制御装置６０の出
力で制御しても良い。

【００２８】又、図８の様に２個以上の幅制御弁を設け
ている場合には、火炎監視をしている幅中央及び両横の
バーナの制御弁５４ａが作動異常により閉となった場
合、点火装置と鋼帯１０を挟んで反対側の火災が消火し
てしまった際には、未燃の燃料ガスが炉内に流入する危
険が有る。そこで図９のように、幅端のバーナの制御弁
５４ｂを５４ａと同一の集合配管に設置することによ
り、上記の様な問題は回避できる。

【００２９】なお、例えば搬送速度があまり変化しない
場合は、長手方向のバーナの点火列数の制御を省略する
こともできる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、無駄な燃料を消費する
ことなく、金属帯を幅方向に均一に加熱することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される金属帯加熱装置の全体構成
を示す縦断面図

【図２】金属帯搬送速度と金属帯長手方向バーナの点火
列数の関係の例を示す線図

【図３】従来の問題点を説明するための、加熱装置の横
断面図

【図４】本発明の実施の形態を示す、配管系統図を含む
横断面図

【図５】同じく上部の水平断面図

【図６】本発明の実施の形態において、幅の狭い金属帯
を加熱している状態を示す横断面図

【図７】点火用パイロットバーナが金属帯幅中央にある
比較例における加熱状態の例を示す横断面図

【図８】２個以上の幅制御弁を設けた例の問題点を示す
断面図

【図９】図８に示す例の改良例を示す断面図

【符号の説明】

１０…鋼帯 ２０…加熱装置 ２２…バーナ ２４…火炎 ４０…火炎監視装置 ５６…パイロットバーナ ６０…制御装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属帯の幅方向に配設された複数のバーナ
   により、金属帯を加熱する帯状火炎バーナによる金属帯
   の加熱方法において、 金属帯の幅に合わせて、金属帯幅方向のバーナの点火本
   数を変えることを特徴とする帯状火炎バーナによる金属
   帯の加熱方法。
2. 【請求項２】金属帯幅方向の全バーナを一旦点火した
   後、金属帯が存在しない領域のバーナを消火することを
   特徴とする請求項１に記載の帯状火炎バーナによる金属
   帯の加熱方法。
3. 【請求項３】点火用のパイロットバーナを、前記金属帯
   の幅方向一端部に配設し、該パイロットバーナと反対側
   の領域のバーナを消火することを特徴とする請求項２に
   記載の帯状火炎バーナによる金属帯の加熱方法。
4. 【請求項４】金属帯幅方向のバーナの点火が確認できな
   かった時は、金属帯長手方向の当該位置にある全バーナ
   への燃料供給を遮断することを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれかに記載の帯状火炎バーナによる金属帯の加
   熱方法。
5. 【請求項５】金属帯の幅方向に配設された複数のバーナ
   により、金属帯を加熱する帯状火炎バーナによる金属帯
   の加熱装置において、 金属帯の幅に合わせて、金属帯幅方向のバーナの点火本
   数を変える点火制御手段を備えたことを特徴とする帯状
   火炎バーナによる金属帯の加熱装置。
6. 【請求項６】前記点火制御手段が、金属帯幅方向の全バ
   ーナを一旦点火した後、金属帯が存在しない領域のバー
   ナを消火するようにされていることを特徴とする請求項
   ５に記載の帯状火炎バーナによる加熱装置。
7. 【請求項７】前記金属帯の幅方向一端に配設された点火
   用のパイロットバーナを更に備え、該パイロットバーナ
   と反対側の領域のバーナを消火するようにしたことを特
   徴とする請求項６に記載の帯状火炎バーナによる加熱装
   置。
8. 【請求項８】金属帯幅方向のバーナの点火を確認する手
   段と、 点火が確認できなかった時は、金属帯長手方向の当該位
   置にある全バーナへの燃料供給を遮断する手段と、 を更に備えたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれ
   かに記載の帯状火炎バーナによる金属帯の加熱装置。