JP2008170050A - 加熱炉 - Google Patents

Abstract

【課題】予熱帯の二次燃焼方式バーナーの燃焼状態を健全に維持することが可能で、ランニングコストの低減や被加熱物の熱処理品質を向上することができる加熱炉の提供を目的とする。
【解決手段】装入側Ａから抽出側Ｂに向かって順次、予熱帯Ｘ、加熱帯Ｙおよび均熱帯Ｚを備え、予熱帯に二次燃焼方式の第１バーナー２を配設し、少なくとも加熱帯に二次燃焼方式以外の第２バーナー３を配設した加熱炉１であって、予熱帯と加熱帯との間に、煙道４へ連通する開口５を設けた。第１バーナーが、燃焼と蓄熱を交互に繰り返す蓄熱式バーナーである。
【選択図】図２

Description

本発明は、予熱帯の二次燃焼方式バーナーの燃焼状態を健全に維持することが可能で、ランニングコストの低減や被加熱物の熱処理品質を向上することができる加熱炉に関する。

予熱帯、加熱帯および均熱帯からなる加熱炉の予熱帯に、二次燃焼方式のバーナーを設備した加熱炉として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１では、蓄熱式バーナーにより予熱帯を高温加熱する一方で、加熱帯と均熱帯の加熱は、燃焼バーナーで行い、加熱帯および均熱帯の燃焼排ガスは、予熱帯の燃焼排ガスとともに、加熱炉の予熱帯前段に設けた煙道を介して、煙突から大気中へ放散するようになっている。
特許第３３２８４５６号公報

背景技術にあっては、煙道を予熱帯前段に連通させて設けているため、加熱帯および均熱帯の燃焼バーナーの燃焼排ガスが全量、蓄熱式バーナーが燃焼している予熱帯に向かって吹き込むこととなっていた。二次燃焼方式のバーナーはよく知られているように、メラメラと燃える拡散火炎を生成する燃焼を行うため、均熱に適しているものの、火炎の直進性はよくない。このような火炎の直進性のよくない二次燃焼方式のバーナーが燃焼している予熱帯に、加熱帯等から煙道へと流れ込む燃焼排ガスが吹き込むと、二次燃焼方式のバーナーの火炎が煙道方向に曲げられたり、曲げられた結果、加熱炉内の構造物であるビームやポストと衝突したり、あるいは当該バーナーが設計通りの燃焼作用を発揮し得なくなるという課題があった。詳細には、二次燃焼用に加熱炉内に導入される空気に、加熱帯等からの排ガスが横から衝突することで、二次燃焼に必要な酸素濃度が低下し、燃料が充分な酸素と混合するまでに燃焼が完了してしまうこととなって、燃焼性能が劣化してしまう。

このため、ビームやポストの耐火物寿命を短くしたり、燃料の無駄が生じたり、加熱炉で処理する被加熱物に拡散火炎が適切に当たらず、当該被加熱物の温度分布不良などが生じるおそれがあるという問題があった。

特に、二次燃焼方式のバーナーとして、蓄熱と燃焼を交互に繰り返す蓄熱式バーナーを採用した場合には、ターンダウン時や炉温調整のためにその燃焼量を下げて火炎の勢いを弱めた際などに、上記現象が顕著に現れ、火炎が吹き消えるおそれもあった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、予熱帯の二次燃焼方式バーナーの燃焼状態を健全に維持することが可能で、ランニングコストの低減や被加熱物の熱処理品質を向上することができる加熱炉を提供することを目的とする。

本発明にかかる加熱炉は、装入側から抽出側に向かって順次、予熱帯、加熱帯および均熱帯を備え、該予熱帯に二次燃焼方式の第１バーナーを配設し、少なくとも該加熱帯に二次燃焼方式以外の第２バーナーを配設した加熱炉であって、上記予熱帯と上記加熱帯との間に、煙道へ連通する開口を設けたことを特徴とする。

前記第１バーナーが、燃焼と蓄熱を交互に繰り返す蓄熱式バーナーであることを特徴とする。

本発明にかかる加熱炉にあっては、予熱帯の二次燃焼方式バーナーの燃焼状態を健全に維持することができ、ランニングコストの低減や被加熱物の熱処理品質を向上することができる。

以下に、本発明にかかる加熱炉の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる加熱炉１は基本的には、図１および図２に示すように、装入側Ａから抽出側Ｂに向かって順次、予熱帯Ｘ、加熱帯Ｙおよび均熱帯Ｚを備え、予熱帯Ｘに二次燃焼方式の第１バーナー２を配設し、加熱帯Ｙおよび均熱帯Ｚに二次燃焼方式以外の第２バーナー３を配設した加熱炉１であって、予熱帯Ｘと加熱帯Ｙとの間に、煙道４へ連通する開口５を設けて構成される。

本実施形態にあっては、スラブやビレット、ブルーム等の鉄製被加熱物Ｍを加熱する加熱炉１が例示されている。加熱炉１は、その長さ方向一端に、装入扉６で開閉される装入口７が形成され、長さ方向他端に、抽出扉８で開閉される抽出口９が形成される。加熱炉１内には、その幅方向両側から向かい合う配置で、上下方向に互いに間隔を隔てて上下２段で、かつ加熱炉１の長さ方向に互いにほぼ等間隔を隔てて、複数のバーナー２，３が配設される。被加熱物Ｍは、図示しない搬送装置によって、装入口７から加熱炉１内へ装入され、加熱炉１の長さ方向に沿って、上下２段のバーナー２，３の間を搬送されつつ加熱処理されて、抽出口９から加熱炉１外方へ取り出される。

加熱炉１には、装入口７から抽出口９にわたって順次、被加熱物Ｍを予熱する予熱帯Ｘ、被加熱物Ｍを加熱する加熱帯Ｙ、並びに被加熱物Ｍにおける温度分布が均等化するように当該被加熱物Ｍを加熱する均熱帯Ｚが設定される。これら各帯域Ｘ〜Ｚの温度は、よく知られているように、各帯域Ｘ〜Ｚのバーナー２，３の燃焼状態を適宜に制御することで設定される。

予熱帯Ｘに配設されるバーナーには、二次燃焼方式の第１バーナー２が採用される。二次燃焼方式の第１バーナー２は、加熱炉１内に二次燃焼用の空気を導入することで、メラメラと燃える拡散火炎Ｂａを生成する燃焼を行う。本実施形態にあっては、第１バーナー２として、燃焼と蓄熱を交互に繰り返す蓄熱式バーナーが用いられている。他方、加熱帯Ｙおよび均熱帯Ｚに配設されるバーナーには、二次燃焼方式以外の第２バーナー３が採用される。第２バーナー３は、直進性の高い空気流に燃料を混合することで、直進性が良好な尖状火炎Ｂｂを生成する燃焼を行う。

加熱炉１には開口５が形成され、この開口５には、終端に煙突１０を有する煙道４の始端が接続され、これにより開口５を介して、加熱炉１内部が煙道４と連通される。特に開口５は、第１バーナー２が配設された予熱帯Ｘと、この予熱帯Ｘと隣り合う、第２バーナー３が配設された加熱帯Ｙとの間に設けられる。加熱炉１内の燃焼排ガスＥは、開口５から煙道４を介して煙突１０へ流れ込み、当該煙突１０から排出される。図示例にあっては、開口５は加熱炉１の底部に形成されているが、これに限らず、加熱炉１の天井部や側部に形成するようにしてもよい。

本実施形態にかかる加熱炉１の作用について説明すると、第１バーナー２および第２バーナー３は、加熱炉１内を装入口７から抽出口９に向かって搬送される被加熱物Ｍを加熱処理する。この加熱処理の際、予熱帯Ｘよりも後段の加熱帯Ｙおよび均熱帯Ｚに配設した第２バーナー３で発生した燃焼排ガスＥの全量が、煙道４に連通する開口５へ向かって流れていく。

本実施形態にあっては、煙道４に連通する開口５を、予熱帯Ｘと加熱帯Ｙとの間に形成したので、加熱帯Ｙ以降に配設された第２バーナー３の燃焼排ガスＥは、予熱帯Ｘに吹き込むことなく、煙道４へと流れ込んでいく。このように加熱帯Ｙ以降の燃焼排ガスＥは予熱帯Ｘに届くことがないので、二次燃焼方式の第１バーナー２を、加熱帯Ｙ以降からの燃焼排ガスＥによる影響を受けることなく、燃焼させることができ、拡散火炎Ｂａが曲げられたり、設計通りの燃焼作用を発揮し得ないなどの問題を解決できて、予熱帯Ｘに設けた二次燃焼方式の第１バーナー２の燃焼状態を健全に維持することができる。したがってまた、二次燃焼方式の第１バーナー２として蓄熱式バーナーを採用した場合に、ターンダウンを行ったり、その火炎の勢いを弱めるようにしても、火炎が吹き消えるなどの不都合を適切に防止することができる。

他方、開口５近傍に配設された一部の第２バーナー３は、それよりも後段に位置する他の第２バーナー３の燃焼排ガスＥの押し込み作用を受けるが、第２バーナー３の燃焼火炎は、直進性の高い尖状火炎Ｂｂであるので、押し込み作用の影響は小さく、被加熱物Ｍに対して適切に火炎Ｂｂを当てることができる。

以上のことから、本実施形態にかかる加熱炉１にあっては、各バーナー２，３の性能を有効に発揮させることができて、燃料を無駄にすることなく被加熱物Ｍを加熱することができ、ランニングコストを低減できるとともに、被加熱物Ｍに適切に拡散火炎Ｂａおよび尖状火炎Ｂｂを当てることができて、被加熱物Ｍの温度分布不良などを防ぐことができ、熱処理品質を向上することができる。

本発明にかかる加熱炉の好適な一実施形態を示す平面断面図である。 図１に示した加熱炉の側断面図である。

符号の説明

１ 加熱炉
２ 二次燃焼方式の第１バーナー
３ 二次燃焼方式以外の第２バーナー
４ 煙道
５ 開口
Ａ 装入側
Ｂ 抽出側
Ｘ 予熱帯
Ｙ 加熱帯
Ｚ 均熱帯

Claims (2)

1. 装入側から抽出側に向かって順次、予熱帯、加熱帯および均熱帯を備え、該予熱帯に二次燃焼方式の第１バーナーを配設し、少なくとも該加熱帯に二次燃焼方式以外の第２バーナーを配設した加熱炉であって、
   上記予熱帯と上記加熱帯との間に、煙道へ連通する開口を設けたことを特徴とする加熱炉。
2. 前記第１バーナーが、燃焼と蓄熱を交互に繰り返す蓄熱式バーナーであることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。

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