JP2024048306A - Operation method for batch type heating furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、バッチ式加熱炉の操業方法に関する。 This disclosure relates to a method for operating a batch heating furnace.
製鋼での分塊圧延工程において、ブルーム、スラブ、及びビレット等(以下、これらを総称して鋼片と言う。)は、鋳造により得られた鋳片に熱間圧延を施して製造される。熱間圧延の際、鋳片は圧延可能な温度に加熱される。鋳片を所定の温度に加熱するための炉として、バッチ式加熱炉(均熱炉と呼ばれることもある)や種々の形式の連続式加熱炉が知られている。例えば、バッチ式加熱炉は特許文献1に記載されている。
In the blooming process of steelmaking, blooms, slabs, billets, etc. (hereinafter collectively referred to as "steel billets") are produced by hot rolling the slab obtained by casting. During hot rolling, the slab is heated to a temperature at which it can be rolled. Known furnaces for heating the slab to a predetermined temperature include batch-type heating furnaces (sometimes called soaking furnaces) and various types of continuous heating furnaces. For example, a batch-type heating furnace is described in
バッチ式加熱炉(以下、加熱炉と略す場合がある。)は、鋳片を収容可能な炉体と、炉体内の雰囲気を加熱するバーナーとを備える。一般に、炉体の上部は開口しており、移動可能なカバーで閉塞されている。カバーの移動により、炉体は開閉される。加熱炉を用いて鋳片を加熱する手順は以下の通りである。まず、カバーを開いた状態で炉体内に複数の鋳片を装入する。その後、カバーを閉じ、バーナーで炉体内の雰囲気を加熱する。これにより、炉体内の鋳片は、圧延可能な温度(例えば、1300℃)まで昇温される。 A batch-type heating furnace (hereinafter sometimes abbreviated as heating furnace) comprises a furnace body capable of accommodating cast slabs, and a burner for heating the atmosphere within the furnace body. Generally, the top of the furnace body is open and closed with a movable cover. The furnace body is opened and closed by moving the cover. The procedure for heating cast slabs using a heating furnace is as follows. First, multiple cast slabs are loaded into the furnace body with the cover open. The cover is then closed, and the atmosphere within the furnace body is heated with a burner. This causes the cast slabs within the furnace body to be heated to a temperature at which they can be rolled (e.g., 1300°C).
加熱炉において鋳片の昇温が完了すると、バーナーの出力を下げ、炉体内の鋳片を連続抽出する。鋳片の連続抽出は、以下の手順で行う。まず、加熱炉のカバーを開き、クレーン等を用いて1本の鋳片を搬出する。鋳片が搬出されると、一旦カバーを閉じ、この状態で次の搬出まで待機する。加熱炉から搬出された鋳片は、熱間圧延を実施する圧延機に搬送される。これを繰り返し行い、炉体内の鋳片を全て搬出する。加熱炉から搬出されて圧延機に搬送された鋳片は、都度、圧延機で圧延される。 Once the temperature of the slabs has been raised in the heating furnace, the burner output is reduced and the slabs inside the furnace are continuously extracted. Continuous extraction of slabs is performed as follows. First, the cover of the heating furnace is opened and one slab is removed using a crane or similar device. Once the slab has been removed, the cover is closed and the slab waits in this state until the next one is removed. The slab removed from the heating furnace is transported to a rolling mill where it is hot rolled. This process is repeated until all the slabs inside the furnace have been removed. Each time a slab is removed from the heating furnace and transported to the rolling mill, it is rolled by the rolling mill.
ここで、連続抽出の際、カバーが繰り返し開閉されるため、炉体内の雰囲気温度は次第に低下する。カバーが開いているときに炉体内の熱が炉体外に放出されるからである。鋳片の連続抽出が進行して、炉体内の雰囲気温度が低下すると、それに応じて炉体内の鋳片の温度も低下し、温度低下した鋳片が加熱炉から搬出される。搬出された鋳片は、圧延機に向けて搬送される過程で多少冷え、さらに圧延機による圧延の過程で多少抜熱されて鋼片となる。そのため、鋳片の連続抽出が進行すると、炉体内の鋳片の温度低下に伴って、圧延時の鋳片の温度が圧延可能な温度を下回る場合がある。温度の低い鋳片が圧延されれば、圧延機の許容値を超過する過大な荷重が圧延機に負荷される等の操業トラブルが発生する恐れがある。又は、表面割れ等が発生し、鋼片の品質が低下する恐れがある。 During continuous extraction, the cover is repeatedly opened and closed, so the ambient temperature inside the furnace gradually drops. This is because heat inside the furnace is released to the outside when the cover is open. As the continuous extraction of the slab progresses and the ambient temperature inside the furnace drops, the temperature of the slab inside the furnace also drops accordingly, and the slab with the lowered temperature is discharged from the heating furnace. The discharged slab cools slightly while being transported to the rolling mill, and is further cooled slightly during rolling by the rolling mill to become a slab. Therefore, as the continuous extraction of the slab progresses, the temperature of the slab during rolling may fall below the temperature at which it can be rolled, as the temperature of the slab inside the furnace drops. If a slab with a low temperature is rolled, there is a risk of operational trouble, such as an excessive load being applied to the rolling mill that exceeds the allowable value of the rolling mill. Or, there is a risk of surface cracks and other problems causing a deterioration in the quality of the slab.
従来、このような操業トラブルの発生や鋼片の品質低下を防止するため、連続抽出がある程度進行して、圧延時の鋳片の温度が圧延可能な温度を下回りそうなとき、鋳片の連続抽出を停止して、バーナーで炉体内の雰囲気を再加熱する。この再加熱により、圧延時の鋳片の温度を上昇させるべく、炉体内の鋳片の温度を上昇させる。そして、炉体内の鋳片が十分に昇温した後に、連続抽出を再開する。 Conventionally, in order to prevent such operational troubles and deterioration of the quality of the steel slab, when the continuous extraction has progressed to a certain extent and the temperature of the slab during rolling is about to fall below the temperature at which rolling is possible, the continuous extraction of the slab is stopped and the atmosphere inside the furnace is reheated with a burner. This reheating increases the temperature of the slab inside the furnace in order to raise the temperature of the slab during rolling. Then, after the temperature of the slab inside the furnace has risen sufficiently, the continuous extraction is resumed.
図1は、鋳片を連続抽出したときの、熱間圧延直後の鋼片の温度推移を示す模式図である。図1において、縦軸は鋼片の表面温度を表し、横軸は連続抽出する鋳片の本数(連続抽出本数)を表す。図1では、再加熱を行わなかった場合の鋼片の温度推移を点線で示し、再加熱を行った場合の鋼片の温度推移を実線で示す。なお、熱間圧延直後の鋼片の表面温度は、圧延時の鋳片の温度に相当する。それらの表面温度推移の傾向は、加熱炉から搬出される鋳片の温度推移の傾向と実質的に一致する。したがって、熱間圧延直後の鋼片の表面温度をもって、加熱炉内の鋳片の温度、及び加熱炉から搬出される鋳片の温度を類推することができる。以下、熱間圧延直後の鋼片の表面温度をもって、鋳片の温度について説明する。 Figure 1 is a schematic diagram showing the temperature transition of a slab immediately after hot rolling when the slab is continuously extracted. In Figure 1, the vertical axis represents the surface temperature of the slab, and the horizontal axis represents the number of slabs continuously extracted (number of slabs continuously extracted). In Figure 1, the dotted line shows the temperature transition of the slab when reheating is not performed, and the solid line shows the temperature transition of the slab when reheating is performed. Note that the surface temperature of the slab immediately after hot rolling corresponds to the temperature of the slab during rolling. The trends in the transition of these surface temperatures are substantially consistent with the trends in the temperature transition of the slab discharged from the heating furnace. Therefore, the surface temperature of the slab immediately after hot rolling can be used to infer the temperature of the slab in the heating furnace and the temperature of the slab discharged from the heating furnace. Below, the temperature of the slab will be explained using the surface temperature of the slab immediately after hot rolling.
図1を参照して、連続抽出本数の増加に伴って鋼片の表面温度(鋳片の温度)が低下する。例えば、再加熱を行わなかった場合、連続抽出する鋳片の本数が12本になったとき、12番目の鋼片の温度は、前述の操業トラブルの発生や鋼片の品質が低下する恐れのある温度(以下、圧延不能温度域とも言う。)付近まで低下する。この状態で連続抽出を続けると、熱間圧延直後の鋼片の温度が圧延不能温度域に達すると予想される。一方、連続抽出の途中で上記の再加熱を行った場合、連続抽出する鋳片の本数が16本になっても、鋼片の温度が圧延不能温度域に達しないことが分かる。 Referring to Figure 1, the surface temperature of the slab (the temperature of the cast piece) decreases as the number of continuously extracted pieces increases. For example, if reheating is not performed, when the number of continuously extracted slabs reaches 12, the temperature of the 12th slab will drop to a temperature near the temperature at which the aforementioned operational trouble may occur or the quality of the slab may deteriorate (hereinafter referred to as the unrollable temperature range). If continuous extraction is continued in this state, it is expected that the temperature of the slab immediately after hot rolling will reach the unrollable temperature range. On the other hand, if the above-mentioned reheating is performed during continuous extraction, it can be seen that the temperature of the slab will not reach the unrollable temperature range even if the number of continuously extracted slabs reaches 16.
しかしながら、連続抽出の途中で上記の再加熱を行った場合、連続抽出を停止した時間の分、連続抽出に要する総時間が増加する。そのため、加熱炉の操業において、連続抽出に要する総時間の延長を抑制して、生産性を確保することが求められている。 However, if the above-mentioned reheating is performed during continuous extraction, the total time required for continuous extraction increases by the amount of time the continuous extraction was stopped. Therefore, in the operation of the heating furnace, it is necessary to suppress the extension of the total time required for continuous extraction and ensure productivity.
本開示の目的は、生産性のよいバッチ式加熱炉の操業方法を提供することである。 The objective of this disclosure is to provide a highly productive method for operating a batch heating furnace.
本開示に係る操業方法は、鋳片を加熱するバッチ式加熱炉の操業方法である。加熱炉は、炉体と、バーナーと、を備える。炉体は、カバーによって開閉される。バーナーは、炉体内の雰囲気を加熱する。加熱炉の操業方法は、装入工程と、主加熱工程と、連続抽出工程と、を備える。装入工程では、カバーを開いて、炉体内に複数の鋳片を装入する。主加熱工程では、カバーを閉じて、バーナーにより炉体内の雰囲気を加熱する。連続抽出工程では、搬出工程と補助加熱工程とを交互に繰り返す。搬出工程では、バーナーの出力を基準値に設定するとともに、カバーを開いて、炉体内の複数の鋳片のうちの1本を搬出する。補助加熱工程では、カバーを閉じるとともに、バーナーの出力を基準値よりも大きい値に設定して、炉体内の雰囲気を加熱する。 The operating method according to the present disclosure is a method for operating a batch-type heating furnace that heats a cast piece. The heating furnace includes a furnace body and a burner. The furnace body is opened and closed by a cover. The burner heats the atmosphere inside the furnace body. The operating method of the heating furnace includes a charging process, a main heating process, and a continuous extraction process. In the charging process, the cover is opened and multiple cast pieces are charged into the furnace body. In the main heating process, the cover is closed and the atmosphere inside the furnace body is heated by the burner. In the continuous extraction process, the carrying-out process and the auxiliary heating process are repeated alternately. In the carrying-out process, the burner output is set to a reference value, the cover is opened, and one of the multiple cast pieces inside the furnace body is carried out. In the auxiliary heating process, the cover is closed and the burner output is set to a value greater than the reference value to heat the atmosphere inside the furnace body.
本開示に係るバッチ式加熱炉の操業方法によれば、生産性を確保することができる。 The batch heating furnace operation method disclosed herein ensures productivity.
上記の課題を解決するために本発明者らは鋭意検討を重ね、その結果、下記の知見を得た。 The inventors conducted extensive research to solve the above problems, and as a result, they obtained the following findings.
上述した通り、従来の鋳片の連続抽出では、バーナーで炉体内の雰囲気を加熱した後、炉体のカバーを開いて炉体内から1本の鋳片を搬出する工程(以下、工程Aとも言う。)と、カバーを閉じて次の鋳片の搬出まで待機する工程(以下、工程Bとも言う。)と、を交互に繰り返す。連続抽出時、バーナーの出力は、所定の基準値に設定されて維持される。つまり、バーナーの出力は、バーナーで炉体内の雰囲気を加熱したときから実質的に下げられる。バーナーの出力が大きいと、バーナーの火炎が鋳片の搬出作業の妨げになるからである。ここで、バーナーの出力は、バーナーから吹き出される燃料ガスの流量に対応する。燃料ガスの流量を調整することにより、バーナーの出力は調整される。 As described above, in conventional continuous extraction of slabs, the process alternates between heating the atmosphere inside the furnace with a burner, opening the cover of the furnace and transporting one slab from the furnace (hereinafter also referred to as process A), and closing the cover and waiting until the next slab is transported (hereinafter also referred to as process B). During continuous extraction, the burner output is set to and maintained at a predetermined reference value. In other words, the burner output is substantially reduced from the time when the atmosphere inside the furnace is heated with the burner. This is because if the burner output is high, the burner flame will interfere with the work of transporting the slab. Here, the burner output corresponds to the flow rate of fuel gas blown out from the burner. The burner output is adjusted by adjusting the flow rate of fuel gas.
図2は、従来の連続抽出時の炉体内の雰囲気温度及びバーナーの出力の推移を示す模式図である。図2において、縦軸は炉体内の雰囲気温度及びバーナーの出力をそれぞれ表し、横軸は経過時間を示す。 Figure 2 is a schematic diagram showing the changes in the atmosphere temperature and burner output in the furnace during conventional continuous extraction. In Figure 2, the vertical axis represents the atmosphere temperature and burner output in the furnace, respectively, and the horizontal axis represents the elapsed time.
図2を参照して、工程Aの期間は加熱炉のカバーが開いているため、炉体内の雰囲気温度が次第に低下する。一方、工程Bの期間は、炉体内の雰囲気温度が次第に上昇している。これは、カバーが閉じられている期間に、炉壁及び炉体内の鋳片が保有する熱により、炉体内の雰囲気が復熱していると推察される。しかしながら、従来の連続抽出では、炉体内の雰囲気温度が十分に上昇する前に次の鋳片の搬出が行われるため、カバーが繰り返し開閉される度に炉体内の温度が低下する。そうすると、連続抽出において、加熱炉のカバーが閉じられている期間に、炉体内の雰囲気温度を十分に上昇させることができれば、カバーが繰り返し開閉されても、炉体内の雰囲気温度の低下を抑制することができると考えられる。 Referring to FIG. 2, during step A, the cover of the heating furnace is open, so the atmospheric temperature inside the furnace gradually drops. On the other hand, during step B, the atmospheric temperature inside the furnace gradually rises. This is presumably because the atmosphere inside the furnace is reheated by the heat held by the furnace walls and the slab inside the furnace while the cover is closed. However, in conventional continuous extraction, the next slab is discharged before the atmospheric temperature inside the furnace has risen sufficiently, so the temperature inside the furnace drops each time the cover is repeatedly opened and closed. Therefore, in continuous extraction, if the atmospheric temperature inside the furnace can be sufficiently raised while the cover of the heating furnace is closed, it is believed that the drop in the atmospheric temperature inside the furnace can be suppressed even if the cover is repeatedly opened and closed.
本開示の実施形態に係る加熱炉の操業方法は、上記の知見に基づいて完成されたものである。 The heating furnace operating method according to the embodiment of the present disclosure was completed based on the above findings.
本実施形態に係る操業方法は、鋳片を加熱するバッチ式加熱炉の操業方法である。加熱炉は、炉体と、バーナーと、を備える。炉体は、カバーによって開閉される。バーナーは、炉体内の雰囲気を加熱する。加熱炉の操業方法は、装入工程と、主加熱工程と、連続抽出工程と、を備える。装入工程では、カバーを開いて、炉体内に複数の鋳片を装入する。主加熱工程では、カバーを閉じて、バーナーにより炉体内の雰囲気を加熱する。連続抽出工程では、搬出工程と補助加熱工程とを交互に繰り返す。搬出工程では、バーナーの出力を基準値に設定するとともに、カバーを開いて、炉体内の複数の鋳片のうちの1本を搬出する。補助加熱工程では、カバーを閉じるとともに、バーナーの出力を基準値よりも大きい値に設定して、炉体内の雰囲気を加熱する(第1の構成)。 The operating method according to this embodiment is a method for operating a batch-type heating furnace that heats a cast piece. The heating furnace includes a furnace body and a burner. The furnace body is opened and closed by a cover. The burner heats the atmosphere inside the furnace body. The operating method of the heating furnace includes a loading process, a main heating process, and a continuous extraction process. In the loading process, the cover is opened and multiple cast pieces are loaded into the furnace body. In the main heating process, the cover is closed and the atmosphere inside the furnace body is heated by the burner. In the continuous extraction process, the carrying out process and the auxiliary heating process are repeated alternately. In the carrying out process, the burner output is set to a reference value, the cover is opened, and one of the multiple cast pieces inside the furnace body is carried out. In the auxiliary heating process, the cover is closed and the burner output is set to a value greater than the reference value to heat the atmosphere inside the furnace body (first configuration).
第1の構成の操業方法において、連続抽出工程では、搬出工程と補助加熱工程とを交互に繰り返す。搬出工程では、カバーを開いた状態で鋳片を搬出する。このため、搬出工程では、炉体内の熱が炉体外に放出され、炉体内の雰囲気温度が低下する。また、搬出工程の期間、バーナーの出力を基準値に設定する。これにより、搬出工程時、主加熱工程と比較して、バーナーの出力が実質的に下げられ、バーナーによる加熱は行われない。これに対して、補助加熱工程では、カバーを閉じた状態で、バーナーの出力を基準値よりも大きい値に設定する。これにより、補助加熱工程時、搬出工程と比較して、バーナーの出力が上げられ、バーナーによる加熱が行われる。要するに、補助加熱工程では、従来の連続抽出において次の鋳片を搬出するまで待機していた期間に、バーナーの出力が搬出工程のときよりも上げられ、炉体内の雰囲気が加熱される。 In the first configuration of the operating method, in the continuous extraction process, the carry-out process and the auxiliary heating process are alternately repeated. In the carry-out process, the cast piece is carried out with the cover open. Therefore, in the carry-out process, heat inside the furnace body is released to the outside of the furnace body, and the atmospheric temperature inside the furnace body drops. In addition, the burner output is set to a reference value during the carry-out process. As a result, in the carry-out process, the burner output is substantially lowered compared to the main heating process, and heating by the burner is not performed. In contrast, in the auxiliary heating process, the burner output is set to a value greater than the reference value with the cover closed. As a result, in the auxiliary heating process, the burner output is increased compared to the carry-out process, and heating by the burner is performed. In short, in the auxiliary heating process, during the period when the next cast piece is waiting to be carried out in the conventional continuous extraction, the burner output is increased more than in the carry-out process, and the atmosphere inside the furnace body is heated.
このような連続抽出工程では、鋳片を1本抽出するたびに、補助加熱工程で炉体内の雰囲気が十分に復熱する。炉体内の雰囲気は、炉体内の鋳片が保有する熱を与えられ、さらにバーナーによって加熱されるからである。このため、連続抽出工程においてカバーが繰り返し開閉されても、炉体内の雰囲気温度の低下を抑制することができ、炉体内の雰囲気温度が高い状態に保たれる。そうすると、炉体内の鋳片の温度も高い状態に保たれ、温度の高い鋳片が加熱炉から搬出される。温度の高い鋳片が圧延されれば、圧延直後の鋼片の温度が圧延不能温度域に達する事態は生じない。この場合、連続抽出を停止して行う従来の再加熱は不要となる。したがって、第1の構成の操業方法によれば、連続抽出に要する総時間の延長を抑制することができ、その結果、生産性を確保することができる。 In this type of continuous extraction process, the atmosphere inside the furnace is sufficiently reheated in the auxiliary heating process each time a slab is extracted. This is because the atmosphere inside the furnace is given the heat held by the slab inside the furnace and is further heated by the burner. Therefore, even if the cover is repeatedly opened and closed in the continuous extraction process, the decrease in the atmosphere temperature inside the furnace can be suppressed, and the atmosphere temperature inside the furnace can be kept high. In this way, the temperature of the slab inside the furnace is also kept high, and the slab with a high temperature is discharged from the heating furnace. If the slab with a high temperature is rolled, the temperature of the slab immediately after rolling will not reach the temperature range where rolling is impossible. In this case, the conventional reheating performed by stopping the continuous extraction is not necessary. Therefore, according to the operating method of the first configuration, the extension of the total time required for continuous extraction can be suppressed, and as a result, productivity can be ensured.
第1の構成の操業方法は、好ましくは、主加熱工程における炉体内の雰囲気の温度をT1(℃)とし、補助加熱工程における炉体内の雰囲気の温度をT2(℃)としたとき、T2は下記の式(1)の条件を満たす(第2の構成)。本明細書において、温度T1を第1の温度と言い、温度T2を第2の温度と言う場合がある。
T1-50≦T2≦T1+30 (1)
In the first configuration of the operating method, preferably, when the temperature of the atmosphere in the furnace body in the main heating step is T1 (°C) and the temperature of the atmosphere in the furnace body in the auxiliary heating step is T2 (°C), T2 satisfies the condition of the following formula (1) (second configuration). In this specification, the temperature T1 may be referred to as the first temperature, and the temperature T2 may be referred to as the second temperature.
T1-50 ≦ T2 ≦ T1 +30 (1)
第2の構成の操業方法では、補助加熱工程で加熱された炉体内の雰囲気の温度(第2の温度T2)は、主加熱工程で加熱された炉体内の雰囲気の温度(第1の温度T1)との関係で、式(1)の条件を満たす。つまり、第2の温度T2は、(T1-50)以上であり、(T1+30)以下である。要するに、搬出工程の期間に低下した炉体内の雰囲気温度が、主加熱工程で加熱したときの雰囲気温度と同程度まで上昇する。したがって、第2の構成によれば、連続抽出工程においてカバーの開閉を繰り返しても、炉体内の雰囲気温度の低下をより確実に抑制することができる。 In the operating method of the second configuration, the temperature of the atmosphere inside the furnace body heated in the auxiliary heating step (second temperature T 2 ) satisfies the condition of formula (1) in relation to the temperature of the atmosphere inside the furnace body heated in the main heating step (first temperature T 1 ). That is, the second temperature T 2 is equal to or greater than (T 1 -50) and equal to or less than (T 1 +30). In short, the atmosphere temperature inside the furnace body, which has decreased during the unloading step, rises to the same level as the atmosphere temperature when heated in the main heating step. Therefore, according to the second configuration, even if the cover is repeatedly opened and closed in the continuous extraction step, the decrease in the atmosphere temperature inside the furnace body can be more reliably suppressed.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent components are given the same reference numerals, and the same description will not be repeated.
〔加熱炉〕
図3を参照して、本実施形態に係る操業方法で用いられる加熱炉10の構成を説明する。図3は、本実施形態に係る操業方法で用いられる加熱炉10の断面図である。加熱炉10は、炉体20と、カバー30と、バーナー40と、温度計50とを備える。炉体20は、例えば箱型形状を有し、複数の鋳片を収容可能である。図3には、炉体20内に鋳片を収容する前の状態が示されている。
〔heating furnace〕
The configuration of the
炉体20は、炉底21と、炉壁22と、を有する。本実施形態の例では、炉体20に対する鋳片の搬出入のため、炉体20の上部が開口している。つまり、炉体20は、上壁を有しない。しかしながら、炉体20の開口部の位置はこれに限定されない。例えば、炉壁22の一部が開口していてもよい。
The
炉体20の上部(開口部)は、カバー30で閉塞されている。カバー30は、加熱炉10の上下方向に垂直な水平方向にスライド可能である。カバー30のスライド移動により、炉体20の上部は開閉される。すなわち、炉体20は、カバー30の移動によって開閉される。要するに、カバー30をスライドさせることにより、炉体20の上部は、開放された状態と、閉塞された状態とに切り替えられる。図3には、カバー30が閉じた状態、すなわち、炉体20の上部が閉塞された状態が示されている。
The top (opening) of the
バーナー40は、炉壁22に設けられる。バーナー40は、炉壁22を貫通し、その先端が炉体20内に表出している。バーナー40は、その先端から燃焼ガスを吹き出して火炎を放つ。加熱炉10において、炉体20内の雰囲気は、炉体20内に複数の鋳片が収容された状態で、バーナー40により加熱される。これにより、鋳片は圧延に適した温度に昇温される。
The
バーナー40は、好ましくは、炉壁22の上部に配置される。鋳片が炉体20内に収容された状態でバーナー40により炉体20内を加熱する際、バーナー40の火炎が鋳片に直接当たらないようにするためである。バーナー40の出力は、バーナー40から吹き出される燃料ガスの流量に対応し、適宜設定可能である。燃料ガスの流量を調整することにより、バーナー40の出力は調整される。
The
炉壁22の下部には、煙道23が設けられている。バーナー40で炉体20内の雰囲気が加熱されると、燃焼排ガスが発生する。この燃焼排ガスは、煙道23を通じて炉体20の外へ排出される。
A
炉体20内には、温度計50が設けられる。温度計50は、例えば、炉壁22に取り付けられる。温度計50は、炉体20内の雰囲気温度を測定することができる。温度計50により、炉体20内の雰囲気温度は監視される。温度計50は、例えば熱電対である。
A
〔操業方法〕
図4は、本実施形態に係る加熱炉10の操業方法を示すフロー図である。図4に示すように、本実施形態の操業方法は、装入工程(#5)と、主加熱工程(#10)と、連続抽出工程(#15)と、を含む。連続抽出工程(#15)は、搬出工程(#15A)と補助加熱工程(#15B)とを含む。本実施形態の操業方法では、後工程の圧延で鋼片の温度が圧延不能温度域に達しないように、複数の鋳片は圧延可能な温度に加熱される。加熱された鋳片は、1本ずつ炉体20から搬出されて、熱間圧延を施される。連続抽出工程(#15)では、搬出工程(#15A)と補助加熱工程(#15B)とが交互に繰り返される。搬出工程(#15A)では、バーナー40の出力は極力小さくされる。補助加熱工程(#15B)でのバーナー40の出力は、搬出工程(#15A)でのバーナー40の出力よりも大きくされる。以下、図4に示す各工程を具体的に説明する。
[Operation method]
FIG. 4 is a flow diagram showing the operation method of the
〔装入工程(#5)〕
図5は、本実施形態に係る操業方法で用いられる加熱炉10の断面図である。図5には、装入工程(#5)完了時の状態、すなわち、複数の鋳片60が炉体20内に装入された状態が示されている。装入工程(#5)では、図3に示すようにカバー30が閉じた状態から、カバー30を水平方向にスライドさせて炉体20の開口部が開放された状態にする。図5に示すように、カバー30を開いた後、炉体20内に複数の鋳片60を装入する。複数の鋳片60の材質は特に限定されるものではない。
[Charging process (#5)]
Fig. 5 is a cross-sectional view of the
各鋳片60は、炉体20の開口部から装入される。本実施形態では、炉体20の上部が開口しているため、炉体20の上方から各鋳片60が装入される。各鋳片60の装入には、例えば、図示しないクレーンを用いることができる。装入工程(#5)で炉体20内に装入される鋳片60の本数は、加熱炉10の仕様やその他の操業条件にも関わるもので、特に限定されない。ただし、装入される鋳片60の本数が少ない場合は、連続抽出工程(#15)でカバー30の開閉回数が少なくなり、炉体20内雰囲気の温度低下が小さくなる。この場合、連続抽出工程(#15)の補助加熱工程(#15B)でバーナー40の出力を敢えて上げる必要はなく、バーナー40の出力を従来のように下げた状態で連続抽出した方が経済的といえるかもしれない。本実施形態の操業方法では、ある程度以上の本数が装入されている方が、生産性の面での効果を期待できる。なお、本実施形態の操業方法では、従来の再加熱を省略することができるため、再加熱での燃料消費を削減することができる。しかしながら、補助加熱工程(#15B)でバーナー40の出力を上げる必要がある。そのため、本実施形態の連続抽出に必要な燃料は、従来の連続抽出と同程度である。
Each
〔主加熱工程(#10)〕
図6は、本実施形態に係る操業方法で用いられる加熱炉10の断面図である。図6には、主加熱工程(#10)の際の様子が示されている。主加熱工程(#10)では、図5に示すようにカバー30が開いた状態から、カバー30を水平方向にスライドさせて炉体20の開口部が閉塞された状態にする。図6に示すように、カバー30を閉じた後、バーナー40により炉体20内の雰囲気を加熱する。これにより、炉体20内の雰囲気は、設定された第1の温度T1(℃)に加熱される。
[Main heating step (#10)]
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
主加熱工程(#10)の完了時には、炉体20内の各鋳片60の温度は、炉体20内の雰囲気温度(第1の温度T1)と同じになる。つまり、主加熱工程(#10)により、炉体20内の各鋳片60は、圧延可能な温度まで昇温される。第1の温度T1は、鋳片60の材質等に応じて適宜設定してもよく、例えば1200℃~1300℃である。
At the completion of the main heating step (#10), the temperature of each
主加熱工程(#10)において、バーナー40の出力は、特に限定されるものではなく、炉体20内の雰囲気を第1の温度T1に加熱することができる範囲で適宜設定してもよい。バーナー40の出力は、炉体20内の雰囲気が第1の温度T1に達するまでの期間、次第に大きくなってもよいし、一定であってもよい。また、バーナー40の出力は、炉体20内の雰囲気が第1の温度T1に達した後、後述する連続抽出工程(#15)を開始するまでの期間、炉体20内の雰囲気を第1の温度T1に保つことができる範囲で徐々に小さくなってもよい。
In the main heating step (#10), the output of the
〔連続抽出工程(#15)〕
上述した通り、連続抽出工程(#15)では、搬出工程(#15A)と補助加熱工程(#15B)とを交互に繰り返す。搬出工程(#15A)では、バーナー40の出力を、バーナー40の火が消えない程度に極力小さい値に設定する。このときのバーナー40の出力を基準値N0と言う。搬出工程(#15A)時、バーナー40の出力を基準値N0に設定することにより、主加熱工程(#10)と比較してバーナー40の出力が実質的に下げられ、バーナー40による加熱は行われない。バーナー40の出力が大きいと、バーナー40の火炎が鋳片60の搬出作業の妨げになるからである。
[Continuous extraction step (#15)]
As described above, in the continuous extraction process (#15), the carry-out process (#15A) and the auxiliary heating process (#15B) are alternately repeated. In the carry-out process (#15A), the output of the
搬出工程(#15A)では、バーナー40の出力を基準値N0に設定するとともに、カバー30を開いて、炉体20内の複数の鋳片60のうちの1本を搬出する。鋳片60の搬出には、例えば図示しないクレーンを用いる。クレーンは、装入工程(#5)で用いたものと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
In the unloading step (#15A), the output of the
搬出工程(#15A)で搬出された鋳片60は、図示しない圧延機に搬送され、熱間圧延が施されて鋼片となる。鋼片は、例えばブルーム、スラブ、及びビレット等である。鋳片60を圧延している期間、次の鋳片60が炉体20から搬出されることは通常はない。仮に、鋳片60を圧延している期間に次の鋳片60が搬出されると、搬出された鋳片60は炉体20外で待機することになり、その待機時間に鋳片60の温度が著しく低下する。従来の連続抽出では、搬出された鋳片60が炉体20外で待機するのを防止するため、鋳片60を圧延している期間、加熱炉10において、単にカバー30を閉じてバーナー40の出力を基準値のままにして、鋳片60を保温していた。この保温工程が上記の工程B(図2参照)である。
The
本実施形態に係る操業方法では、従来の連続抽出の工程Bの代わりに、補助加熱工程(#15B)を実施する。補助加熱工程(#15B)では、カバー30を閉じるとともに、バーナー40の出力を基準値N0よりも大きい値(設定値N)に設定する。これにより、補助加熱工程(#15B)時、搬出工程(#15A)と比較してバーナー40の出力が上げられ、バーナー40による加熱が行われる。
In the operating method according to this embodiment, an auxiliary heating step (#15B) is carried out instead of the conventional continuous extraction step B. In the auxiliary heating step (#15B), the
補助加熱工程(#15B)では、炉体20内の雰囲気を第2の温度T2(℃)に加熱する。図7は、本実施形態に係る操業方法における連続抽出時の炉体20内の雰囲気温度及びバーナー40の出力の推移を示す模式図である。図7には、主加熱工程(#10)及び連続抽出工程(#15)(搬出工程(#15A)及び補助加熱工程(#15B))における炉体20内の雰囲気温度及びバーナー40の出力の推移がそれぞれ示されている。
In the auxiliary heating step (#15B), the atmosphere in the
図7を参照して、搬出工程(#15A)時には、カバー30が開いているため、炉体20内の雰囲気温度が次第に低下する。このとき、上述した通り、バーナー40の出力は基準値N0に設定される。一方、補助加熱工程(#15B)では、カバー30を閉じた上で、バーナー40の出力が設定値Nに設定される。設定値Nは、基準値N0よりも大きいため、補助加熱工程(#15B)時には、炉体20内がバーナー40により加熱される。したがって、補助加熱工程(#15B)を行うと、従来の連続抽出における工程Bを行う場合と比較して、炉体20内の雰囲気がより大きく復熱する。補助加熱工程(#15B)では、炉体20内の雰囲気は、炉体20内の鋳片60が保有する熱を与えられ、さらにバーナー40によって加熱されるからである。
Referring to FIG. 7, during the carrying-out step (#15A), the
搬出工程(#15A)と補助加熱工程(#15B)とを交互に繰り返す中で、炉体20内の雰囲気は、毎回同じ温度に加熱されてもよいし、都度異なる温度に加熱されてもよい。要するに、第2の温度T2は、連続抽出工程(#15)で何度も行われる補助加熱工程(#15B)の中で全て同じ値でもよいし、毎回異なる値でもよい。
In the alternate repetition of the carrying-out step (#15A) and the auxiliary heating step (#15B), the atmosphere in the
図7に示す例では、第2の温度T2は、主加熱工程(#10)のときの雰囲気温度(第1の温度T1)との関係で、T1-50≦T2≦T1+30を満たすように設定される。つまり、炉体20内の雰囲気温度は、補助加熱工程(#15B)を行うたびに、第1の温度T1と同程度の温度まで加熱される。第2の温度T2がT1-50(℃)以上であれば、連続抽出工程(#15)の中で搬出工程(#15A)と補助加熱工程(#15B)とを交互に繰り返しても、確実に炉体20内の雰囲気温度が高い状態に保たれる。また、第2の温度T2がT1+30(℃)以下であれば、鋳片60を加熱しすぎて鋳片60の品質が悪化するのを防止することができる。
In the example shown in FIG. 7, the second temperature T 2 is set so as to satisfy T 1 -50≦T 2 ≦T 1 +30 in relation to the atmosphere temperature (first temperature T 1 ) during the main heating step (#10). That is, the atmosphere temperature in the
〔効果〕
本実施形態に係る操業方法において、連続抽出工程(#15)では、搬出工程(#15A)と補助加熱工程(#15B)とを交互に繰り返す。連続抽出工程(#15)では、搬出工程(#15A)で鋳片60を1本抽出するたびに、補助加熱工程(#15B)で炉体20内の雰囲気が十分に復熱する。このため、連続抽出工程(#15)においてカバー30が繰り返し開閉されても、炉体20内の雰囲気温度の低下を抑制することができ、炉体20内の雰囲気温度が高い状態に保たれる。そうすると、炉体20内の鋳片60の温度も高い状態に保たれ、温度の高い鋳片60が加熱炉10から搬出される。温度の高い鋳片60が圧延されれば、圧延直後の鋼片の温度が圧延不能温度域に達する事態は生じない。この場合、連続抽出を停止して行う従来の再加熱は不要である。したがって、本実施形態に係る操業方法によれば、連続抽出に要する総時間の延長を抑制することができ、その結果、生産性を確保することができる。
〔effect〕
In the operating method according to the present embodiment, in the continuous extraction step (#15), the carrying out step (#15A) and the auxiliary heating step (#15B) are alternately repeated. In the continuous extraction step (#15), every time one
補助加熱工程(#15B)では、第2の温度T2は、第1の温度T1との関係で、T1-50≦T2≦T1+30を満たすように設定される。つまり、搬出工程(#15A)の期間に低下した炉体20内の雰囲気温度が、主加熱工程(#10)で加熱したときの雰囲気温度と同程度まで上昇する。したがって、本実施形態に係る操業方法によれば、連続抽出工程(#15)においてカバー30の開閉を繰り返しても、炉体20内の雰囲気温度の低下をより確実に抑制することができる。
In the auxiliary heating step (#15B), the second temperature T2 is set to satisfy T1-50 ≦ T2 ≦ T1 +30 in relation to the first temperature T1 . That is, the atmospheric temperature in the
上述した通り、本実施形態に係る操業方法では、連続抽出を停止して行う従来の再加熱が不要である。そのため、本実施形態に係る操業方法では、再加熱を行わない分バーナー40の燃料ガスの消費を削減できる。一方、補助加熱工程(#15B)では、従来の連続抽出における工程Bと比較して、バーナー40の出力を高めるために燃料ガスの消費が大きくなる。したがって、連続抽出工程(#15)全体での燃料ガスの消費量は、従来の連続抽出での燃料ガスの消費量と同程度である。このことから、本実施形態に係る操業方法によれば、燃料ガスの消費は従来の連続抽出と同程度のままで、連続抽出に要する総時間の延長を抑制し、その結果、生産性を確保することができる。
As described above, the operating method according to this embodiment does not require the conventional reheating performed by stopping the continuous extraction. Therefore, the operating method according to this embodiment can reduce the fuel gas consumption of the
本実施形態に係る加熱炉10の操業方法の効果を確認するため、実際に鋳片60の連続抽出を実施した。本実施例では、本発明例及び比較例の2回の連続抽出を実施した。本発明例では、まず、炉体20内に12本の鋳片60を装入した(装入工程(#5))。そして、炉体20内をバーナー40で550分加熱した(主加熱工程(#10))。その後、1本の鋳片60を搬出する搬出工程(#15A)と、加熱炉10のカバー30を閉じ、炉体20内をバーナー40で3分加熱する補助加熱工程(#15B)とを交互に繰り返した(連続抽出工程(#15))。搬出工程(#15A)で搬出された各鋳片60は、速やかに所定形状の鋼片となるように熱間圧延された。圧延直後の各鋼片について表面温度を測定し、その推移を調べた。
To confirm the effect of the operating method of the
比較例では、従来の連続抽出における、熱間圧延後の鋼片の表面温度の推移を調べた。比較例では、炉体20内の鋳片60を加熱した後、1本の鋳片60を搬出する工程Aと、次の鋳片60の搬出まで待機する工程Bとを交互に繰り返した(図2参照)。比較例において、その他の条件は本発明例と同様とした。
In the comparative example, the change in surface temperature of the slab after hot rolling was examined in conventional continuous extraction. In the comparative example, after heating the
図8は、実施例の結果を示す図である。図8では、縦軸は鋼片の表面温度を表し、横軸は連続抽出する鋳片60の本数を表す。図8を参照して、本発明例の場合、鋳片60の搬出を繰り返しても、鋼片の温度は、一度も900℃を下回ることなく、高い温度が維持されていた。一方、比較例では、連続抽出が進行するにつれて次第に温度が低下しており、連続抽出する鋳片60の本数が7本になったとき、鋼片の温度は、圧延不能温度域付近まで低下していた。このことから、本実施形態に係る操業方法を採用した本発明例の連続抽出工程(#15)によれば、鋳片60の温度の低下を抑制できることが分かる。
Figure 8 shows the results of the example. In Figure 8, the vertical axis represents the surface temperature of the slab, and the horizontal axis represents the number of
以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。 The above describes the embodiments of the present disclosure. However, the above-described embodiments are merely examples for implementing the present disclosure. Therefore, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by modifying the above-described embodiments as appropriate within the scope of the spirit of the present disclosure.
10:加熱炉
20:炉体
30:カバー
40:バーナー
60:鋳片
N0:基準値
T1:第1の温度
T2:第2の温度
10: heating furnace 20: furnace body 30: cover 40: burner 60: slab N 0 : reference value T 1 : first temperature T 2 : second temperature
Claims (2)
前記加熱炉は、カバーによって開閉される炉体と、前記炉体内の雰囲気を加熱するバーナーと、を備え、
前記加熱炉の操業方法は、
前記カバーを開いて、前記炉体内に複数の鋳片を装入する装入工程と、
前記カバーを閉じて、前記バーナーにより前記炉体内の前記雰囲気を加熱する主加熱工程と、
搬出工程と補助加熱工程とを交互に繰り返す連続抽出工程であって、前記搬出工程では、前記バーナーの出力を基準値に設定するとともに、前記カバーを開いて、前記炉体内の前記複数の鋳片のうちの1本を搬出し、前記補助加熱工程では、前記カバーを閉じるとともに、前記バーナーの前記出力を前記基準値よりも大きい値に設定して、前記炉体内の前記雰囲気を加熱する、前記連続抽出工程と、を備える、バッチ式加熱炉の操業方法。 A method for operating a batch-type heating furnace for heating a cast slab, comprising the steps of:
The heating furnace includes a furnace body that is opened and closed by a cover, and a burner that heats an atmosphere in the furnace body.
The method for operating the heating furnace includes the steps of:
a charging step of opening the cover and charging a plurality of cast pieces into the furnace body;
a main heating step of closing the cover and heating the atmosphere in the furnace body with the burner;
a continuous extraction process in which a discharge process and an auxiliary heating process are alternately repeated, wherein in the discharge process, the output of the burner is set to a reference value, the cover is opened, and one of the plurality of cast pieces in the furnace body is discharged, and in the auxiliary heating process, the cover is closed, and the output of the burner is set to a value greater than the reference value, thereby heating the atmosphere in the furnace body.
前記主加熱工程における前記炉体内の前記雰囲気の温度をT1(℃)とし、前記補助加熱工程における前記炉体内の前記雰囲気の温度をT2(℃)としたとき、T2は下記の式(1)の条件を満たす、バッチ式加熱炉の操業方法。
T1-50≦T2≦T1+30 (1)
A method for operating the batch heating furnace according to claim 1, comprising:
A method for operating a batch-type heating furnace, wherein, when the temperature of the atmosphere in the furnace body in the main heating step is T1 (°C) and the temperature of the atmosphere in the furnace body in the auxiliary heating step is T2 (°C), T2 satisfies the condition of the following formula (1).
T1-50 ≦ T2 ≦ T1 +30 (1)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2022154276A JP2024048306A (en) | 2022-09-27 | 2022-09-27 | Operation method for batch type heating furnace |
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