JP2020128828A - 連続式加熱炉の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱式バーナを有する連続式加熱炉において、装入扉及び抽出扉が開いた際の炉圧低下を抑制し、その炉圧低下に伴う侵入空気を抑制することができる連続式加熱炉の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉を提供する。【解決手段】連続式加熱炉の炉圧制御方法は、装入扉１２又は抽出扉１３が開いた際に、複数対の蓄熱式バーナ２１，２２のうち少なくとも一対の蓄熱式バーナ２１，２２におけるバーナ２１ａ，２２ａから蓄熱体２１ｂ，２２ｂへの排ガス吸引率を、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時の排ガス吸引率から低下させて炉圧を制御する排ガス吸引率低下工程（ステップＳ２）を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、連続式加熱炉の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉、特に、蓄熱式バーナを有する連続式加熱炉における、装入扉及び抽出扉の開閉時の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉に関する。

例えば、鋼材の加熱炉は、分塊工場で粗圧延された鋼片や、連続鋳造された鋳片を最終製品に圧延するため、その圧延に適した所定温度に再加熱する場合に主に用いられている。この加熱炉は、バッチ式と連続式とに大別されるが、それぞれ長所及び短所があるため、その目的に応じて選択使用されている。中でも、連続式加熱炉は、近年の大量生産に適しているため、製鉄所で多用されている。

ここで、従来の連続式加熱炉における炉圧制御は、一般的に、加熱炉からの排ガスが通る煙道内に設けたダンパーによる当該煙道における圧損、つまり煙道を通過する排ガスの流量をコントロールすることにより行う。
しかしながら、かかるダンパーにより炉圧を制御するに当たり、燃焼負荷量が小さくなって、炉内から煙道までの排ガスの流れにより圧力損失に比べて煙道のドラフトが大きくなった場合は、ダンパーによって炉内の下部領域まで正圧に保つことは困難となる。この場合、装入扉及び抽出扉からの空気の侵入を確実に防ぐことは困難であった。

この問題を解決するものとして、従来、例えば特許文献１に示すものが知られている。特許文献１に示す加熱炉の炉圧制御方法は、例えばバーナの燃焼負荷が小さくなって加熱炉内の炉圧が目標炉圧から負側になった場合に、所定流量のダイリュージョンエアを煙道へ供給し、炉圧の上昇を図るものである。

また、従来の蓄熱式バーナを利用した炉圧制御方法として、例えば、特許文献２に示すものが知られている。特許文献２に示す蓄熱式バーナを利用した炉圧制御方法は、蓄熱式バーナを複数組配設した加熱炉において、蓄熱式バーナの各対のバーナを交互に燃焼させると共に、非燃焼時のバーナから炉内の排ガスを吸引して蓄熱体に排ガスを導入し、排ガス中の熱を蓄熱体に回収し、この回収した熱を燃焼時のバーナの燃焼用空気の加熱に利用して、加熱炉の操業を行うに当たり、加熱炉全体の燃焼負荷に応じて、バーナから蓄熱体への排ガス吸引率を調節して炉圧を制御するものである。

特開２００２−２２０６２０号公報 特開２００２−２２０６２１号公報

ところで、連続式加熱炉内の炉圧は、被加熱材を炉内に装入するときに装入扉が開いた際及び被加熱材を炉外に抽出するときに抽出扉が開いた際に大きく低下する。つまり、装入扉及び抽出扉が開いた際に炉の開口増加とともに炉圧が大きく低下し、装入扉及び抽出扉の下部帯（開口部）から炉外の冷たい空気が炉内に侵入する。炉外の空気が炉内に侵入すると、炉内温度の低下を招くため、燃焼量を増加させる必要があり燃料原単位が増加してコストの上昇を招く。また、炉内に空気が侵入すると、炉内雰囲気の酸素濃度が上昇するため、被加熱材の表面酸化が促進され、表面品質の低下を招くことになる。

この装入扉が開いた及び抽出扉が開いた際の炉圧の低下を抑制するものとして、ダンパーによる煙道における圧損をコントロールしたり、特許文献１に示すような煙道へ供給するダイリュージョンエアを制御したりする方法は有効であるが、蓄熱式バーナで被加熱材を加熱するタイプの連続式加熱炉においては、その制御方法は有効ではない。蓄熱式バーナで被加熱材の加熱を行う連続式加熱炉では、蓄熱式バーナで排ガスの吸引を行うため、煙道に流れる排ガス量は少ない。ダンパーによる煙道における圧損をコントロールしたり、特許文献１に示すような煙道へ供給するダイリュージョンエアを制御したりする方法は、排ガスを吸引しないバーナを用い、煙道に流れる排ガス量が多いことを前提に炉圧制御を行っているため、蓄熱式バーナで被加熱材の加熱を行う連続式加熱炉でこのような炉圧制御を行ったとしても、装入扉及び抽出扉が開いたときの大きな炉圧低下に追従する炉圧制御を行うことは困難である。

また、特許文献２に示す炉圧制御方法は、蓄熱式バーナを有する加熱炉における炉圧制御を行うものであるが、加熱炉全体の燃焼負荷に応じて、バーナから蓄熱体への排ガス吸引率を調節して炉圧を制御するものであり、装入扉及び抽出扉が開いたときの炉圧の低下を抑制するのは困難である。
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄熱式バーナを有する連続式加熱炉において、装入扉及び抽出扉が開いた際の炉圧低下を抑制し、その炉圧低下に伴う侵入空気を抑制することができる連続式加熱炉の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る連続式加熱炉の炉圧制御方法は、被加熱材を装入する装入口を開閉する装入扉と、加熱された被加熱材を抽出する抽出口を開閉する抽出扉と、炉長方向に沿って設けられた複数の流量制御帯と、各流量制御帯の炉壁に対向して設けられ、各々がバーナと蓄熱体からなる複数対の蓄熱式バーナと、煙道に設置されたダンパーとを備えた連続式加熱炉において、前記ダンパーの開度を調整することにより炉圧を制御する連続式加熱炉の炉圧制御方法であって、前記装入扉又は前記抽出扉が開いた際に、前記複数対の蓄熱式バーナのうち少なくとも一対の蓄熱式バーナにおける前記バーナから前記蓄熱体への排ガス吸引率を、前記装入扉及び前記抽出扉が閉じている時の排ガス吸引率から低下させて炉圧を制御する排ガス吸引率低下工程を含むことを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る連続式加熱炉の炉圧制御装置は、被加熱材を装入する装入口を開閉する装入扉と、加熱された被加熱材を抽出する抽出口を開閉する抽出扉と、炉長方向に沿って設けられた複数の流量制御帯と、各流量制御帯の炉壁に対向して設けられ、各々がバーナと蓄熱体からなる複数対の蓄熱式バーナと、煙道に設置されたダンパーとを備えた連続式加熱炉において、前記ダンパーの開度を調整することにより炉圧を制御する炉圧制御部を備えた連続式加熱炉の炉圧制御装置であって、前記炉圧制御部は、前記装入扉又は前記抽出扉が開いた際に、前記複数対の蓄熱式バーナのうち少なくとも一対の蓄熱式バーナにおける前記バーナから前記蓄熱体への排ガス吸引率を、前記装入扉及び前記抽出扉が閉じている時の排ガス吸引率から低下させて炉圧を制御することを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る連続式加熱炉は、前述の炉圧制御装置を有することを要旨とする。

本発明に係る連続式加熱炉の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉によれば、蓄熱式バーナを有する連続式加熱炉において、装入扉及び抽出扉が開いた際の炉圧低下を抑制し、その炉圧低下に伴う侵入空気を抑制することができる連続式加熱炉の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉を提供できる。

本発明の一実施形態に係る炉圧制御装置が適用される連続式加熱炉の概略構成を示す図である。 各対の蓄熱式バーナの概略構成を示し、（ａ）は一方側の蓄熱式バーナが燃焼状態にあり、他方側の蓄熱式バーナが非燃焼状態にある状態の概略構成図、（ｂ）は他方側の蓄熱式バーナが燃焼状態にあり、一方側の蓄熱式バーナが非燃焼状態にある状態の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る炉圧制御装置の概略構成を示すブロック図である。 装入扉及び抽出扉の開閉時における炉圧制御部の処理の流れを示すフローチャートである。 装入扉及び抽出扉の開閉時における炉内圧力の変動を説明するためのグラフである。 蓄熱式バーナの排ガス吸引率と炉内圧力の上昇値との関係を示すグラフである。但し、図６においては、排ガス吸引率が８０％のときの炉内圧力を基準としてその炉内圧力からの上昇値を縦軸に示してある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

図１には、本発明の一実施形態に係る炉圧制御装置が適用される連続式加熱炉の概略構成が示されている。
図１に示す連続式加熱炉１は、被加熱材としての鋼材Ｓを加熱するものであり、鋼材Ｓを装入する装入口２ａ及び加熱された鋼材Ｓを抽出する抽出口２ｂ有する炉体２を備えている。そして、炉体２の装入口２ａは装入扉１２によって開閉され、抽出口２ｂは抽出扉１３によって開閉される。

ここで、炉体２は、装入口２ａから抽出口２ｂに向けて炉長方向に沿って第１加熱帯３、第２加熱帯６及び均熱帯９を備えている。そして、第１加熱帯３は、鋼材ＳのパスラインＰＬよりも上方に位置する炉体上部の流量制御帯４及びパスラインＰＬよりも下方に位置する炉体下部の流量制御帯５を備えている。同様に、第２加熱帯６は、パスラインＰＬよりも上方に位置する炉体上部の流量制御帯７及びパスラインＰＬよりも下方に位置する炉体下部の流量制御帯８を備えている。また、均熱帯９は、鋼材ＳのパスラインＰＬよりも上方に位置する炉体上部の流量制御帯１０及びパスラインＰＬよりも下方に位置する炉体下部の流量制御帯１１を備えている。

また、各流量制御帯４，５，７，８，１０，１１の炉壁に対向して複数対の蓄熱式バーナ２１，２２が設置されている。各対の蓄熱式バーナ２１，２２は、図２に示すように、それぞれ、バーナ２１ａ，２２ａと、セラミックボール等で構成される蓄熱体２１ｂ，２２ｂとから構成されている。そして、バーナ２１ａ及び２２ａで交互に燃焼を行うと共に、非燃焼状態のバーナ２１ａあるいは２２ａを介して炉体２内、即ち各流量制御帯４，５，７，８，１０，１１から吸引放出し、このとき燃焼に伴う排ガスを蓄熱体２１ｂあるいは２２ｂを介して排出する。これによって、この排ガスの熱を蓄熱体２１ｂあるいは２２ｂに蓄えておき、次回の燃焼時には燃焼用空気を蓄熱体２１ｂあるいは２２ｂを介してバーナ２１ａあるいは２２ａに供給することによって、排ガス熱を燃料ガスの予熱に利用するようになっている。

つまり、図２（ａ）に示すように、一方側の蓄熱式バーナ２１のバーナ２１ａで燃焼を行うときには、バーナ２１ａに燃料ガスが供給されると共に、兼用通路２３ａ及び蓄熱体２１ｂを介して燃焼用空気が供給される。一方、非燃焼状態の他方側の蓄熱式バーナ２２では、炉体２内の排ガスが蓄熱体２２ｂを介して排ガスが兼用通路２３ｂを通って吸引排出され、排ガス熱が蓄熱体２２ｂに蓄えられる。そして、バーナ２１ａでの燃焼が終了し、他方側の蓄熱式バーナ２２のバーナ２２ａでの燃焼に切り換えると、図２（ｂ）に示すように、バーナ２２ａに燃料ガスが供給させると共に、兼用通路２３ｂ及び蓄熱体２２ｂを介して燃焼用空気が供給される。このとき、蓄熱体２２ｂに先に蓄えられた排ガス熱が燃焼用空気の予熱として利用される。一方、非燃焼状態の一方側の蓄熱式バーナ２１では排ガスが蓄熱体２１ｂを介して兼用通路２３ａを通って吸引排出され、蓄熱体２１ｂに排ガス熱が蓄えられる。

そして、図３に示すように、一方側の蓄熱式バーナ２１のバーナ２１ａは、燃料ガス用開閉弁４１を介して図示しない燃料ガス供給ラインに接続され、他方側の蓄熱式バーナ２２のバーナ２２ａは燃料ガス用開閉弁４２を介して図示しない燃料ガス供給ラインに接続されている。
また、図３に示すように、一方側の蓄熱式バーナ２１の蓄熱体２１ｂは、バーナ２１ａへの燃焼用空気の供給を遮断する燃焼用空気用開閉弁５１を介して図示しない燃焼用空気供給ラインに接続されている。また、他方側の蓄熱式バーナ２２の蓄熱体２２ｂは、バーナ２２ａへの燃焼用空気の供給を遮断する燃焼用空気用開閉弁５２を介して図示しない燃焼用空気供給ラインに接続されている。

更に、図３に示すように、一方側の蓄熱式バーナ２１の蓄熱体２１ｂは、蓄熱式バーナ２１からの排ガスの排出を遮断する排ガス用開閉弁６１を介して排ガスライン６５に接続され、排ガスライン６５は排ガスファン６６に接続されている。また、他方側の蓄熱式バーナ２２の蓄熱体２２ｂは、蓄熱式バーナ２２からの排ガスの排出を遮断する排ガス用開閉弁６２を介して排ガスライン６５に接続されている。
ここで、排ガス用開閉弁６１及び６２と、燃焼用空気用開閉弁５１及び５２とは、実際には、図２に示す切換弁２４で構成されている。
また、図１に戻って、炉体２の第１加熱帯３の入側には、燃焼によって生じた排ガス（前述の蓄熱式バーナ２１，２２から排出される排ガスを除いた炉体２内の排ガス）を外部に排出するための煙道１４が設けられている。そして、この煙道１４には、ダンパー１５が設置されている。

次に、本発明の一実施形態に係る炉圧制御装置について、図３を参照して説明する。
炉圧制御装置３０は、連続式加熱炉１の炉体２内の炉圧を制御するものであり、煙道１４に設置されたダンパー１５の開度を調整することにより炉圧を制御する炉圧制御部３１を備えている。
この炉圧制御部３１は、炉体２内の均熱帯９のパスラインＰＬ近傍に設置された炉圧計１６（図１及び図３参照）に接続されるとともに、ダンパー１５に接続されている。そして、炉圧制御部３１は、常時、パスラインＰＬ近傍に設置された炉圧計１６によって測定された圧力が目標圧力値、例えば、１０Ｐａ程度となるように、ダンパー１５の開度を調整している。目標圧力値は、後述する上位計算機３２から炉圧制御部３１に入力される。

ここで、炉体２内の炉圧は、図５に示すように、パスラインＰＬを挟んで炉底の炉圧が炉頂の炉圧よりも低くなる。これは、炉内ガスの浮力により炉頂側の圧力が炉底側の圧力よりも高くなるからである。
そして、装入扉１２あるいは抽出扉１３が開くと、図５に示すように、炉体２内の炉圧は全体的に低下し、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時のパスラインＰＬ近傍における炉圧が１０Ｐａ程度のときには、炉底の炉圧は負圧となってしまう。
これにより、炉外から装入扉１２あるいは抽出扉１３から空気を吸い込み、冷たい空気が炉体２内に侵入する。炉外の空気が炉内に侵入すると、炉内温度の低下を招くため、蓄熱式バーナ２１，２２による燃焼量を増加させる必要があり燃料原単位が増加してコストの上昇を招く。また、炉内に空気が侵入すると、炉内雰囲気の酸素濃度が上昇するため、鋼材Ｓの表面酸化が促進され、表面品質の低下を招くことになる。

これに対して、本実施形態に係る炉圧制御装置３０においては、炉圧制御部３１が、装入扉１２又は抽出扉１３が開いた際に、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２におけるバーナ２１ａ，２２ａから蓄熱体２１ｂ，２２ｂへの排ガス吸引率を、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時の排ガス吸引率から低下させて炉圧を制御するようにしている。ここで、排ガス吸引率とは、蓄熱式バーナ２１，２２での燃焼で発生する排ガスのうち、蓄熱式バーナ２１，２２に吸引され蓄熱体２１ｂ，２２ｂを通過する排ガスの流量の割合を意味する。

このため、炉圧制御部３１は、図３に示すように、装入扉１２の開閉指令及び抽出扉１３の開閉指令を送出する上位計算機３２に接続されている。装入扉１２の開閉指令は、加熱される複数の鋼材Ｓの加熱スケジュールに従って決められたものであり、装入扉１２の開閉指令は、上位計算機３２から装入扉１２に送出されてそのタイミングで装入扉１２が開閉し、また、装入扉１２の開閉指令は、上位計算機３２から炉圧制御部３１に送出される。また、抽出扉１３の開閉指令は、加熱される複数の鋼材Ｓの加熱スケジュールに従って決められたものであり、抽出扉１３の開閉指令は、上位計算機３２から抽出扉１３に送出されてそのタイミングで抽出扉１３が開閉し、また、抽出扉１３の開閉指令は、上位計算機３２から炉圧制御部３１に送出される。

また、炉圧制御部３１は、図３に示すように、排ガスライン６５と、一方側の蓄熱式バーナ２１の蓄熱体２１ｂに接続される排ガス用開閉弁６１及び他方側の蓄熱式バーナ２２の蓄熱体２２ｂに接続される排ガス用開閉弁６２との間に設置された排ガス流量制御弁６４に接続されている。また、炉圧制御部３１は、排ガス流量制御弁６４と、前述の排ガス用開閉弁６１及び排ガス用開閉弁６２との間に設置された排ガス流量計６３に接続されている。

そして、炉圧制御部３１は、上位計算機３２から装入扉１２の開指令あるいは抽出扉１３の開指令を受信したときに、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２における蓄熱体２１ｂ，２２ｂからの排ガス流量を、排ガス流量計６３で測定された装入扉１２及び抽出扉１３を閉じていた時の排ガス流量から低下させるように、排ガス流量制御弁６４を制御する。これにより、炉圧制御部３１は、装入扉１２又は抽出扉１３が開いた際に、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２におけるバーナ２１ａ，２２ａから蓄熱体２１ｂ，２２ｂへの排ガス吸引率を、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時の排ガス吸引率から低下させることができる。

ここで、図１に示す連続式加熱炉１において、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時の、蓄熱式バーナ２１，２２におけるバーナ２１ａ，２２ａから蓄熱体２１ｂ，２２ｂへの排ガス吸引率は、通常、図６に示された７０〜８０％程度に設定されている。そして、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時から低下させた排ガス吸引率、即ち、装入扉１２又は抽出扉１３が開いた際の、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１、２２又は抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２の排ガス吸引率を４０％以下とするように炉圧制御部３１は制御する。これにより、図６に示すように、炉内圧力が６Ｐａ程度上昇する。図５において、炉底の炉圧は、装入扉１２あるいは抽出扉１３が開いた時には負圧となっているが、前述のように、排ガス吸引率を６Ｐａ程度以上上昇させると、炉底の炉圧は、装入扉１２あるいは抽出扉１３が開いた時でも正圧となる。

これにより、装入扉１２あるいは抽出扉１３が開いた際の炉体２内の炉圧の低下を抑制でき、特に炉底の炉圧を正圧にすることができ、炉圧低下に伴う炉体２内への侵入空気を抑制することができる。
なお、炉圧制御部３１によって排ガス吸引率を低下させる蓄熱式バーナ２１，２２は、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２であるので、他の流量制御帯４，７，８，１０に設けられた蓄熱式バーナ２１，２２の排ガス吸引率を低下させるよりも、炉圧の低下を抑制させる効果が高い。

次に、図４を参照して、本発明の一実施形態に係る炉圧制御方法として装入扉１２及び抽出扉１３の開閉時における炉圧制御部３１の処理の流れを説明する。
炉圧制御部３１は、常時、煙道１４に設置されたダンパー１５の開度を調整することにより炉圧を制御しているが、以下に説明する装入扉１２及び抽出扉１３の開閉時における制御も同時に行う。
炉圧制御部３１によるこの制御は、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている状態からスタートし、炉圧制御部３１は、先ず、ステップＳ１にて、装入扉１２又は抽出扉１３が開いたか否かを判定する（扉開き判定工程）。

具体的に述べると、炉圧制御部３１は、上位計算機３２から装入扉１２の開指令あるいは抽出扉１３の開指令を受信したか否かを判定する。
そして、判断結果がＹＥＳのとき、即ち、装入扉１２又は抽出扉１３が開いたと判定したとき、装入扉１２の開指令あるいは抽出扉１３の開指令を受信したときには、ステップＳ２に移行し、判断結果がＮｏのときにはステップＳ１を繰り返す。
次いで、ステップＳ２において、炉圧制御部３１は、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２におけるバーナ２１ａ，２２ａから蓄熱体２１ｂ，２２ｂへの排ガス吸引率を、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時の排ガス吸引率から低下させる（排ガス吸引率低下工程）。

つまり、炉圧制御部３１は、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２における蓄熱体２１ｂ，２２ｂからの排ガス流量を、排ガス流量計６３で測定された装入扉１２及び抽出扉１３を閉じていた時の排ガス流量から低下させるように、排ガス流量制御弁６４を制御する。
ここで、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時から低下させた排ガス吸引率、即ち、装入扉１２又は抽出扉１３が開いた際の、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２の排ガス吸引率を４０％以下とするように炉圧制御部３１は制御する。

次いで、炉圧制御部３１は、ステップＳ３にて、開いた装入扉１２又は抽出扉１３が閉じたか否かを判定する（扉閉じ判定工程）。
具体的に述べると、炉圧制御部３１は、上位計算機３２から開いた装入扉１２の閉指令あるいは抽出扉１３の閉じ指令を受信したか否かを判定する。
そして、判断結果がＹＥＳのとき、即ち、開いた装入扉１２又は抽出扉１３が閉じたと判定したとき、開いた装入扉１２の閉指令あるいは抽出扉１３の閉指令を受信したときには、ステップＳ４に移行し、判断結果がＮｏのときにはステップＳ３を繰り返す。

次いで、ステップＳ４において、炉圧制御部３１は、閉じた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は閉じた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２におけるバーナ２１ａ，２２ａから蓄熱体２１ｂ，２２ｂへの排ガス吸引率を、元の状態に至るまで上昇させる（排ガス吸引率上昇工程）。
つまり、炉圧制御部３１は、閉じた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は閉じた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２における蓄熱体２１ｂ，２２ｂからの排ガス流量を、排ガス流量計６３で測定された装入扉１２及び抽出扉１３を閉じていた時の排ガス流量と同じ排ガス流量となるように、排ガス流量制御弁６４を制御する。

ここで、装入扉１２及び抽出扉１３が開いた時から上昇させた排ガス吸引率を７０〜８０％程度とするように炉圧制御部３１は制御する。
これにより、装入扉１２及び抽出扉１３の開閉時における炉圧制御部３１の処理は終了する。
このように、本実施形態に係る連続式加熱炉の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉によれば、装入扉１２又は抽出扉１３が開いた際に、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２におけるバーナ２１ａ，２２ａから蓄熱体２１ｂ，２２ｂへの排ガス吸引率を、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時の排ガス吸引率から低下させる（排ガス吸引率低下工程：ステップＳ４、炉圧制御部３１）。

これにより、蓄熱式バーナ２１，２２を有する連続式加熱炉１において、装入扉１２及び抽出扉１３が開いた際の炉圧低下を抑制し、その炉圧低下に伴う侵入空気を抑制することができる。
そして、炉圧制御部３１によって排ガス吸引率を低下させる蓄熱式バーナ２１，２２は、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２である。これにより、他の流量制御帯４，７，８，１０に設けられた蓄熱式バーナ２１，２２の排ガス吸引率を低下させるよりも、炉圧の低下を抑制させる効果を高めることができる。

また、本実施形態に係る連続式加熱炉の炉圧制御方法、炉圧制御装置及び連続式加熱炉によれば、装入扉１２及び抽出扉が開いた際の炉圧低下を抑制でき、その炉圧低下に伴う侵入空気を抑制することで、連続式加熱炉１の燃焼ガスの原単位を向上することができる。また、装入扉１２及び抽出扉の扉下部近傍での炉圧の低下分の炉圧を上昇することが可能となり、流量制御帯での排ガス吸引量を維持することで、蓄熱体２１ｂ、２２ｂでの排熱回収の減少も抑制することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、ステップＳ２（排ガス吸引率低下工程）において排ガス吸引率を低下させる蓄熱式バーナ２１，２２は、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２、開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２に限られず、他の流量制御帯４，７，８，１０を含めた全体の流量制御帯４，５，７，８，１０，１１に設けられた複数対の蓄熱式バーナ２１，２２のうち少なくとも一対の蓄熱式バーナ２１，２２であればよい。

この場合であっても、蓄熱式バーナ２１，２２を有する連続式加熱炉１において、装入扉１２及び抽出扉１３が開いた際の炉圧低下を抑制し、その炉圧低下に伴う侵入空気を抑制することができる。
また、ステップＳ２（排ガス吸引率低下工程）において排ガス吸引率を低下させる蓄熱式バーナ２１，２２として、開いた装入扉１２に隣接する炉体下部の流量制御帯５に設けられた蓄熱式バーナ２１，２２又は開いた抽出扉１３に隣接する炉体下部の流量制御帯１１に設けられた蓄熱式バーナ２１，２２とする場合、それぞれ複数対の蓄熱式バーナ２１，２２とする必要は必ずしも必要はなく、それぞれ一対の蓄熱式バーナ２１，２２であってもよい。

また、ステップＳ２（排ガス吸引率低下工程）において、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている時から低下させた排ガス吸引率を４０％以下としてあるが、当該排ガス吸引率は、４０％以下に限らず、連続式加熱炉１の操業状況に応じて炉底の炉圧が正圧になるようなものであれば、それ以外の値としてもよい。
また、装入扉１２及び抽出扉１３が閉じている際の蓄熱式バーナ２１，２２からの排ガス吸引率は、７０〜８０％程度としてあるが、この値に限定されるものではない。

１ 連続式加熱炉
２ 炉体
２ａ 装入口
２ｂ 抽出口
３ 第１加熱帯
４，５ 流量制御帯
６ 第２加熱帯
７，８ 流量制御帯
９ 均熱帯
１０，１１ 流量制御帯
１２ 装入扉
１３ 抽出扉
１４ 煙道
１５ ダンパー
１６ 炉圧計
２１，２２ 蓄熱式バーナ
２１ａ，２２ａ バーナ
２１ｂ、２２ｂ 蓄熱体
２３ａ，２３ｂ 兼用通路
２４ 切換弁
３０ 炉圧制御装置
３１ 炉圧制御部
３２ 上位計算機
４１，４２ 燃料ガス用開閉弁
５１，５２ 燃焼用空気用開閉弁
６１，６２ 排ガス用開閉弁
６３ 排ガス流量計
６４ 排ガス流量制御弁
６５ 排ガスライン
６６ 排ガスファン
ＰＬ パスライン
Ｓ 鋼材（被加熱材）

Claims (7)

1. 被加熱材を装入する装入口を開閉する装入扉と、加熱された被加熱材を抽出する抽出口を開閉する抽出扉と、炉長方向に沿って設けられた複数の流量制御帯と、各流量制御帯の炉壁に対向して設けられ、各々がバーナと蓄熱体からなる複数対の蓄熱式バーナと、煙道に設置されたダンパーとを備えた連続式加熱炉において、前記ダンパーの開度を調整することにより炉圧を制御する連続式加熱炉の炉圧制御方法であって、
   前記装入扉又は前記抽出扉が開いた際に、前記複数対の蓄熱式バーナのうち少なくとも一対の蓄熱式バーナにおける前記バーナから前記蓄熱体への排ガス吸引率を、前記装入扉及び前記抽出扉が閉じている時の排ガス吸引率から低下させて炉圧を制御する排ガス吸引率低下工程を含むことを特徴とする連続式加熱炉の炉圧制御方法。
2. 前記排ガス吸引率低下工程では、前記装入扉及び前記抽出扉が閉じている時の排ガス吸引率から低下させた排ガス吸引率を４０％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の連続式加熱炉の炉圧制御方法。
3. 前記排ガス吸引率低下工程において前記排ガス吸引率を低下させる蓄熱式バーナは、開いた前記装入扉に隣接する炉体下部の流量制御帯に設けられた少なくとも一対の蓄熱式バーナ又は開いた前記抽出扉に隣接する炉体下部の流量制御帯に設けられた少なくとも一対の蓄熱式バーナであることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続式加熱炉の炉圧制御方法。
4. 被加熱材を装入する装入口を開閉する装入扉と、加熱された被加熱材を抽出する抽出口を開閉する抽出扉と、炉長方向に沿って設けられた複数の流量制御帯と、各流量制御帯の炉壁に対向して設けられ、各々がバーナと蓄熱体からなる複数対の蓄熱式バーナと、煙道に設置されたダンパーとを備えた連続式加熱炉において、前記ダンパーの開度を調整することにより炉圧を制御する炉圧制御部を備えた連続式加熱炉の炉圧制御装置であって、
   前記炉圧制御部は、前記装入扉又は前記抽出扉が開いた際に、前記複数対の蓄熱式バーナのうち少なくとも一対の蓄熱式バーナにおける前記バーナから前記蓄熱体への排ガス吸引率を、前記装入扉及び前記抽出扉が閉じている時の排ガス吸引率から低下させて炉圧を制御することを特徴とする連続式加熱炉の炉圧制御装置。
5. 前炉圧制御部は、前記装入扉及び前記抽出扉が閉じている時の排ガス吸引率から低下させた排ガス吸引率を４０％以下とすることを特徴とする請求項４に記載の連続式加熱炉の炉圧制御装置。
6. 前記炉圧制御部によって前記排ガス吸引率を低下させる蓄熱式バーナは、開いた前記装入扉に隣接する炉体下部の流量制御帯に設けられた少なくとも一対の蓄熱式バーナ又は開いた前記抽出扉に隣接する炉体下部の流量制御帯に設けられた少なくとも一対の蓄熱式バーナであることを特徴とする請求項４又は５に記載の連続式加熱炉の炉圧制御装置。
7. 請求項４乃至６のいずれか一項に記載の炉圧制御装置を有することを特徴とする連続式加熱炉。

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