JP2008215666A - 連続加熱炉 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃焼装置が設けられた複数の燃焼ゾーンに被加熱物を順々に導いて加熱する連続加熱炉において、ＮＯｘの発生量を少なくしながら、効率のよい加熱処理が行えるようにする。
【解決手段】 燃焼装置20ａ〜20dが設けられた複数の燃焼ゾーン10ａ〜10dに被加熱物１を順々に導いて加熱する連続加熱炉において、炉10内において発生した燃焼排ガスを少なくとも１つの燃焼ゾーンにおける燃焼装置に供給する燃焼排ガス供給手段40を設けると共に、この排ガス供給手段により上記の燃焼装置に供給する燃焼排ガスを制御する制御手段44ａ〜44dを設けた。
【選択図】 図２

Description

この発明は、燃焼装置が設けられた複数の燃焼ゾーンに被加熱物を順々に導いて加熱する連続加熱炉に係り、特に、被加熱物の加熱処理時に発生するＮＯｘの量を少なくしながら、効率のよい加熱処理が行えるようにした点に特徴を有するものである。

スラブなどの被加熱物を加熱処理するにあたり、従来から、予熱帯、加熱帯、均熱帯などの燃焼装置が設けられた複数の燃焼ゾーンを有する連続加熱炉内において、被加熱物を順々に上記の各燃焼ゾーンに導き、各燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置において燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼させ、各燃焼ゾーンにおいて被加熱物を順々に加熱処理することが行われている。

ここで、上記のように各燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置において燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼させるようにした場合、燃焼時における火炎の温度が高くなってＮＯｘが発生しやすくなるという問題があった。

そして、従来においては、燃焼により生じた燃焼排ガスを燃焼装置に供給し、燃焼用空気中における酸素濃度を低下させてＮＯｘの発生を抑制するようにし、またこのように燃焼により生じた燃焼排ガスを燃焼装置に供給するにあたり、燃焼用空気の温度などを考慮して、燃焼装置に供給する燃焼排ガスの量を制御するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、前記のように複数の燃焼ゾーンを有する連続加熱炉において、被加熱物を順々に各燃焼ゾーンに導き、各燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置において燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼させるにあたり、全ての燃焼ゾーンにおける燃焼装置に対して上記のように燃焼排ガスを供給するようにした場合、ＮＯｘの発生は抑制されるようになるが、被加熱物に対する加熱効率が大きく低下し、効率のよい加熱処理が行えなくなるという問題があった。
特許第２７４９７０１号公報

この発明は、燃焼装置が設けられた複数の燃焼ゾーンに被加熱物を順々に導いて加熱する連続加熱炉における上記のような問題を解決することを課題とするものであり、上記のように複数の燃焼ゾーンに被加熱物を順々に導き、各燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置により被加熱物を加熱処理するあたり、ＮＯｘの発生量を少なくしながら、効率のよい加熱処理が行えるようにすることを課題とするものである。

この発明においては、上記のような課題を解決するため、燃焼装置が設けられた複数の燃焼ゾーンに被加熱物を順々に導いて加熱する連続加熱炉において、炉内において発生した燃焼排ガスを少なくとも１つの燃焼ゾーンにおける燃焼装置に供給する燃焼排ガス供給手段を設けると共に、この燃焼排ガス供給手段により上記の燃焼装置に供給する燃焼排ガスを制御する制御手段を設けるようにした。

ここで、この発明における連続加熱炉においては、炉内において発生した燃焼排ガスを上記の燃焼排ガス供給手段によって複数の燃焼ゾーンに供給できるようにすると共に、この燃焼排ガス供給手段によって供給する燃焼排ガスを制御する制御手段を、各燃焼ゾーンに対して個別に設けることが好ましい。

そして、上記のように排ガス供給手段によって供給する燃焼排ガスを制御する制御手段を各燃焼ゾーンに対して個別に設け、各燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置に供給する燃焼排ガスを制御するにあたっては、ＮＯｘの発生が多くなる燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置に供給する燃焼排ガスの量を多くすることが好ましい。

この発明においては、燃焼装置が設けられた複数の燃焼ゾーンに被加熱物を順々に導いて加熱する連続加熱炉において、上記のように炉内において発生した燃焼排ガスを少なくとも１つの燃焼ゾーンにおける燃焼装置に供給する燃焼排ガス供給手段を設けると共に、この排ガス供給手段により上記の燃焼装置に供給する燃焼排ガスを制御手段によって制御するようにしたため、上記の燃焼ゾーンにおける燃焼装置の燃焼条件に応じて、燃焼排ガスの供給量を多くして、ＮＯｘの発生を抑制するようにし、また燃焼排ガスの供給量を少なくして、燃焼装置における燃焼効率を高めるようにすることができるようになる。

また、上記の燃焼ゾーンが多く存在する場合において、上記の燃焼排ガス供給手段によって炉内において発生した燃焼排ガスを複数の燃焼ゾーンに供給できるようにすると共に、この排ガス供給手段による燃焼排ガスの供給を制御する制御手段を、各燃焼ゾーンに対して個別に設けると、それぞれの燃焼ゾーンにおける燃焼装置の燃焼条件に応じて、燃焼排ガスの供給量を多くして、ＮＯｘの発生を抑制するようにし、あるいは燃焼排ガスの供給量を少なくして、燃焼装置における燃焼効率を高めるようにすることができるようになる。

そして、上記の各燃焼ゾーンにおける燃焼装置に供給する燃焼排ガスの量を上記の制御手段によって個別に制御するにあたり、ＮＯｘの発生が多くなる燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置に供給する燃焼排ガスの量を、他の燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置に供給する燃焼排ガスの量よりも多くさせると、ＮＯｘの発生が多くなる燃焼ゾーンにおけるＮＯｘの発生を抑制しながら、連続加熱炉全体として効率のよい加熱処理が行えるようになる。

以下、この発明の実施形態に係る連続加熱炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る連続加熱炉は、下記の実施形態に示すものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

この実施形態に係る連続加熱炉においては、図１に示すように、炉１０内を、予熱帯１０ａと第１加熱帯１０ｂと第２加熱帯１０ｃと均熱帯１０ｄとからなる４つの燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに区画すると共に、各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄにそれぞれ複数の燃焼装置２０ａ〜２０ｄを設けている。

そして、スラブなどの被加熱物１を上記の予熱帯１０ａの前側に設けられた装入扉１２を通して炉１０内に順々に導入させ、この炉１０内に設けられた送りローラなどの炉内スラブ搬送機構１３によって上記の被加熱物１を、予熱帯１０ａ，第１加熱帯１０ｂ，第２加熱帯１０ｃ，均熱帯１０ｄの順に移動させると共に、上記の各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設けられた燃焼装置２０ａ〜２０ｄを燃焼させて、上記の被加熱物１を順々に加熱処理し、このように加熱処理した被加熱物１を均熱帯１０ｄの後側に設けられた抽出扉１４を通して炉１０内から順々に取り出すようにしている。なお、被加熱物１を炉１０内において順々に移動させる炉内スラブ搬送機構１３としては、上記のような送りローラ以外にウォーキングビームなどの公知の送り手段を用いることができる。

ここで、この実施形態に係る連続加熱炉においては、図２に示すように、上記の各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設けた各燃焼装置２０ａ〜２０ｄに対して燃焼用空気供給手段３０により燃焼用空気を供給するにあたり、燃焼用空気を空気送風装置３１から送風パイプ３２を通して各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに対応する各燃焼用空気供給パイプ３３ａ〜３３ｄに送り、各燃焼用空気供給パイプ３３ａ〜３３ｄにそれぞれ流量調整弁３４ａ〜３４ｄを設け、この各流量調整弁３４ａ〜３４ｄにより各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設けた各燃焼装置２０ａ〜２０ｄに供給する燃焼用空気の量を個別に制御するようにしている。

また、この実施形態に係る連続加熱炉においては、炉１０内において発生した燃焼排ガスを燃焼排ガス供給手段４０により各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設けられ各燃焼装置２０ａ〜２０ｄに供給できるようにしている。

ここで、この実施形態に係る連続加熱炉においては、上記の炉１０内において発生した燃焼排ガスを排ガス送風装置４１から排ガス送風パイプ４２を通して各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに対応する各燃焼排ガス供給パイプ４３ａ〜４３ｄに送るようにし、各燃焼排ガス供給パイプ４３ａ〜４３ｄにそれぞれ排ガス流量調整弁４４ａ〜４４ｄを設けると共に、各燃焼排ガス供給パイプ４３ａ〜４３ｄをそれぞれ対応する燃焼用空気供給パイプ３３ａ〜３３ｄに接続させている。そして、上記の各排ガス流量調整弁４４ａ〜４４ｄにより、各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設けた各燃焼装置２０ａ〜２０ｄに供給する燃焼排ガスの量を個別に制御する一方、余剰の燃焼排ガスを上記の排ガス送風装置４１から調整弁４５が設けられた排気パイプ４６に導くようにしている。なお、各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄにおけるＮＯｘの発生が十分に低い場合には、各排ガス流量調整弁４４ａ〜４４ｄを全閉にする一方、上記の調整弁４５を全開にして、排ガス送風装置４１に加わる負荷を低減させるようにする。

そして、この実施形態に係る連続加熱炉においては、上記の予熱帯１０ａ，第１加熱帯１０ｂ，第２加熱帯１０ｃ，均熱帯１０ｄからなる各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄにおけるＮＯｘの発生状況に応じて、上記の空気送風装置３１から送風パイプ３２を通して各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設けられた各燃焼装置２０ａ〜２０ｄに供給する燃焼用空気の量を、各燃焼用空気供給パイプ３３ａ〜３３ｄに設けられた各流量調整弁３４ａ〜３４ｄによって個別に調整すると共に、上記の排ガス送風装置４１から排ガス送風パイプ４２を通して各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設けられた各燃焼装置２０ａ〜２０ｄに供給する燃焼排ガスの量を、各燃焼排ガス供給パイプ４３ａ〜４３ｄに設けられた各排ガス流量調整弁４４ａ〜４４ｄによって個別に調整するようにしている。

ここで、例えば、上記の予熱帯１０ａと第１加熱帯１０ｂとにおいてＮＯｘが多く発生する状況では、上記の燃焼用空気供給パイプ３３ａ，３３ｂに設けられた流量調整弁３４ａ，３４ｂにより、予熱帯１０ａと第１加熱帯１０ｂとにおける各燃焼装置２０ａ，２０ｂに供給する燃焼用空気の量を、第２加熱帯１０ｃと均熱帯１０ｄとにおける各燃焼装置２０ｃ，２０ｄに供給する燃焼用空気の量よりも少なくする一方、上記の燃焼排ガス供給パイプ４３ａ，４３ｂに設けられた排ガス流量調整弁４４ａ，４４ｂにより、予熱帯１０ａと第１加熱帯１０ｂとにおける各燃焼装置２０ａ，２０ｂに供給する燃焼排ガスの量を、第２加熱帯１０ｃと均熱帯１０ｄとにおける各燃焼装置２０ｃ，２０ｄに供給する燃焼排ガスの量より多くする。

このようにすると、ＮＯｘが多く発生する予熱帯１０ａと第１加熱帯１０ｂとにおいては、多くの燃焼排ガスが混合された燃焼用空気が各燃焼装置２０ａ，２０ｂに供給されて燃焼されるようになり、ＮＯｘの発生が抑制されるようになる一方、第２加熱帯１０ｃと均熱帯１０ｄとにおいては、燃焼排ガスの量が少ない或いは燃焼排ガスが混合されていない燃焼用空気が各燃焼装置２０ｃ，２０ｄに供給されて燃焼されるようになり、燃焼効率の高い燃焼が行われるようになる。

この結果、この実施形態に係る連続加熱炉においては、ＮＯｘの発生を抑制しながら、連続加熱炉全体として効率のよい加熱が行えるようになる。

なお、この実施形態に係る連続加熱炉においては、予熱帯１０ａ，第１加熱帯１０ｂ，第２加熱帯１０ｃ，均熱帯１０ｄからなる各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設けられた各燃焼装置２０ａ〜２０ｄに対して、燃焼排ガス供給手段４０により燃焼排ガスを供給できるようにしたが、例えば、上記の均熱帯１０ｄでの燃焼時にＮＯｘが殆ど発生しないような場合には、この均熱帯１０ｄにおける各燃焼装置２０ｄに燃焼排ガスを供給するための燃焼排ガス供給パイプ４３ｄや排ガス流量調整弁４４ｄをなくすことができる。

また、この実施形態に係る連続加熱炉においては、炉１０内を予熱帯１０ａ，第１加熱帯１０ｂ，第２加熱帯１０ｃ，均熱帯１０ｄからなる４つの燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄを設けるようにしたが、炉１０内に設ける燃焼ゾーンを減少させたり、増加させたりすることも可能である。そして、この場合にも、上記のように燃焼排ガス供給手段から全ての燃焼ゾーンにおける燃焼装置に対して燃焼排ガスを供給できるようにする他、ＮＯｘの発生が多くなる適当な燃焼ゾーンにおける燃焼装置に対してだけ燃焼排ガスを供給できるようにすることもできる。

また、この実施形態に係る連続加熱炉においては、各燃焼ゾーン１０ａ〜１０ｄに設ける各燃焼装置２０ａ〜２０ｄの種類は特に限定されず、燃焼排ガスの熱を蓄熱する蓄熱部が設けられた蓄熱式バーナーであっても、蓄熱部が設けられていない通常のバーナーであってもよい。

また、この実施形態に係る連続加熱炉においては、ＮＯｘの発生量を測定しなくても、炉内の温度や炉内雰囲気ガス中における酸素濃度に基づいて、ＮＯｘの発生量を予測して、上記のような操作を行うことができる。

この発明の一実施形態に係る連続加熱炉において、被加熱物を順々に加熱する状態を示した概略説明図である。 上記の実施形態に係る連続加熱炉において、各燃焼ゾーンに設けた燃焼装置に対して燃焼用空気と燃焼排ガスとを供給させる構成を示した概略説明図である。

符号の説明

１ 被加熱物
１０ 炉
１０ａ 予熱帯
１０ｂ 第１加熱帯
１０ｃ 第２加熱帯
１０ｄ 均熱帯
１２ 装入扉
１３ 炉内スラブ搬送機構
１４ 抽出扉
２０ａ〜２０ｄ 燃焼装置
３０ 燃焼用空気供給手段
３１ 空気送風装置
３２ 送風パイプ
３３ａ〜３３ｄ 燃焼用空気供給パイプ
３４ａ〜３４ｄ 流量調整弁
４０ 燃焼排ガス供給手段
４１ 排ガス送風装置
４２ 排ガス送風パイプ
４３ａ〜４３ｄ 燃焼排ガス供給パイプ
４４ａ〜４４ｄ 排ガス流量調整弁（制御手段）
４５ 調整弁
４６ 排気パイプ

Claims (3)

1. 燃焼装置が設けられた複数の燃焼ゾーンに被加熱物を順々に導いて加熱する連続加熱炉において、炉内において発生した燃焼排ガスを少なくとも１つの燃焼ゾーンにおける燃焼装置に供給する燃焼排ガス供給手段が設けられると共に、この排ガス供給手段により上記の燃焼装置に供給する燃焼排ガスを制御する制御手段が設けられてなることを特徴とする連続加熱炉。
2. 請求項１に記載した連続加熱炉において、炉内において発生した燃焼排ガスを複数の燃焼ゾーンにおける燃焼装置に供給する燃焼排ガス供給手段が設けられると共に、この燃焼排ガス供給手段により供給する燃焼排ガスを制御する制御手段を、各燃焼ゾーンに対して個別に設けたことを特徴とする連続加熱炉。
3. 請求項２に記載した連続加熱炉において、上記の制御手段により各燃焼ゾーンにおける燃焼装置に供給する燃焼排ガスを制御するにあたり、ＮＯｘの発生が多くなる燃焼ゾーンに設けられた燃焼装置に供給する燃焼排ガスの量を多くするようにしたことを特徴とする連続加熱炉。

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