JP2853163B2 - 直火加熱炉の燃焼空気用配管 - Google Patents

直火加熱炉の燃焼空気用配管

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、鋼帯を直火で加熱する竪型直火加熱炉の
燃焼空気用配管に関する。
[従来技術] 近年、設備がコンパクトにできること、熱応答性が速
いことから連続亜鉛めっきラインや連続焼鈍ラインの連
続焼鈍炉として竪型直火加熱炉が数多く使用されるよう
になってきている。その中でも、特にシーラス式直火加
熱炉は、その還元加熱能力を買われて、世界中で採用さ
れている。
第2図にシーラス式直火加熱炉の概略構成を示すが、
代表的なものとしては、竪型または横型の予熱炉31(図
のものは横型)と、それに続く1パスダウンパスの直火
加熱炉32とから構成されている。直火加熱炉32には、鋼
帯33の入側(図の上側)から3〜4の加熱ゾーンが構成
されている。そして第1ゾーン34及び第2ゾーン35また
は第ゾーン34から第3ゾーン36の2〜3ゾーンには、バ
ーナ中で燃料と燃焼用空気を混合するノズルミックスバ
ーナを使用し、残りの第3ゾーン36、第4ゾーン37また
は第4ゾーン37には、燃料と燃焼用空気をバーナに入る
前に混合して使用するプリミックスバーナを使用してい
る。第1ゾーン34から第4ゾーン37に鋼帯33が進むにし
たがって、鋼帯33の温度が高くなるので、空燃比を厳密
に低く管理する必要があるが、通常最後の加熱ゾーンに
おける空燃比は0.8〜0.9程度なるように管理されてい
る。前述のように、最後の1〜2ゾーンにプリミックス
バーナを使用しているのは、個々のバーナについて厳密
な空燃比管理を行ない、燃焼ガスの還元性能を高めよう
とするためである。
最近、コスト競争力を増すために、さかんに省エネル
ギー対策が実施されるが、シーラス式直火加熱炉におい
ても省エネルギー対策として、予熱炉の設置、燃焼空気
の予熱及び廃ガスボイラーの設置等が行なわれている。
この内、空気予熱については、プリミックスバーナは安
全性の点で問題があるので行なわれていないが、ノズル
ミックスバーナ用燃焼空気については、最高640℃まで
予熱した実績がある。
従来のシーラス式直火加熱炉で、ノズルミックスバー
ナに予熱した燃焼空気を供給する場合には、第3図のよ
うに燃焼空気用ブロア38で昇圧した空気をレキュペレー
タ39に送り、ここで廃ガスと熱交換して昇温し、これを
各燃焼ゾーン毎に分岐した分岐管40を通じて、表側バー
ナパネル41および裏側バーナパネル42の各バーナ43に供
給するようにしている。従って、あるゾーンを消火する
場合には、そのゾーン用の燃焼空気の分岐管40の遮断弁
44を閉じるようにしていた。なお、第3図中点線は燃料
の配管であり、燃焼空気用配管と同様に各加熱ゾーン毎
に分岐管45が分岐されており、各分岐管45には燃料遮断
弁46が設けられており、ゾーンの消火時には燃料遮断弁
46を閉鎖して、燃料を遮断するようになっている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述したような従来の竪型直火加熱炉
の燃焼空気用配管においては、次のような問題点があっ
た。すなわち、最近その耐食性、溶接性および塗装性を
高く評価されている合金化溶融亜鉛めっき鋼板が自動車
用として多量に使用され始めている。そして、自動車用
鋼板には特に良好なプレス成形性が要求される結果、そ
れにともない鋼板の材質の均一さ、耐パウダリング性
(アロイを加工した時に、合金層が粉状になって剥がれ
る現象に対する耐性)に対する要求もますます厳しくな
ってきている。パウダリング性を上げるためには、鋼帯
の全幅にわたって均一な合金層を形成してやるのは当然
であるが、そのためには素地鋼帯のクリーン度が高いこ
と(すなわちわずかな酸化膜も不可)が要求される。さ
らには、自動車用鋼板は、幅の広い鋼板が使用されるた
め、鋼帯の幅も1,219〜1,829mmと広くなってきている。
したがって、このような要求から、シーラス式直火加熱
炉のノズルミックスバーナゾーンも、広幅鋼帯が加熱で
きるバーナ配置とし、狭幅鋼帯を加熱する時には、幅方
向の外側のバーナをトリミング(列単位で消火する)
し、均一加熱を図ることが必要になってきている。そし
て、幅方向の温度精度を上げようとすればするほど、バ
ーナを幅方向に多数配列し、トリミングの組み合わせを
種々変えることが必要につなっている。
上記のようにバーナをトリミングする場合、当然のこ
とながらそれらのバーナに燃焼空気や燃料を供給してい
る配管の遮断弁を閉じて、燃焼空気や燃料の供給を遮断
してやらなければならないが、特に予熱により高温にな
っている燃焼空気配管の遮断弁は、熱の影響により完全
には閉鎖せず、全開時の1〜3%の量が漏れているのが
普通である。この漏れている燃焼空気は、トリム中のバ
ーナから直火加熱炉に放散され、この空気により鋼帯表
面に酸化膜が生成され、これが製品品質に重大な影響を
与える元となっている。これを防止するため、燃焼空気
用ブロアを最小バーナグループ単位に配置すればよい
が、経済性および燃焼制御の面からも得策ではない。
この発明は、従来技術の上記のような問題点を解消
し、トリム中のバーナから燃焼空気が直火加熱炉に放散
されない直火加熱炉の燃焼空気用配管を提供することを
目的としている。
[課題を解決するための手段] この発明に係る直火加熱炉の燃焼空気用配管は、直火
加熱炉の燃焼空気用配管において、最小バーナグループ
単位毎の分岐管に2個の遮断弁を間隔をおいて直列に配
備するとともに、この2個の遮断弁を連結する配管に、
不活性ガスを供給する配管と不活性ガスを排出する配管
とを連結した直火加熱炉の燃焼空気用配管である。
[作用] この発明に係る直火加熱炉の燃焼空気用配管は、直火
加熱炉の燃焼空気用配管において、最小バーナグループ
単位毎の分岐管に2個の遮断弁を間隔をおいて直列に配
備するとともに、この2個の遮断弁を連結する配管に、
不活性ガスを供給する配管と不活性を排出する配管とを
連結している。そして、最小バーナグループが消火して
いる時には、不活性ガス供給配管により2この遮断弁間
の配管に不活性ガスを吹き込むとともに、余分な不活性
ガスは不活性ガス排出管から排出するようにして燃焼空
気を遮断するようにしている。したがって、燃焼空気が
消火中のバーナグループの分岐管を通ってバーナから直
火加熱炉中に放散され、この空気により鋼帯表面に酸化
膜が生成されることはない。また、不活性ガスを2個の
遮断弁間に供給し、不要になった不活性ガスは排出配管
により炉外に排出するようにしているので、不活性ガス
により、鋼帯の均一加熱が乱されることもない。
[実施例] 本発明の1実施例の直火加熱炉の燃焼空気用配管を、
第1図により説明する。本発明の1実施例の直火加熱炉
の燃焼空気用配管は、従来の燃焼空気用配管の各ゾーン
毎の分岐管40に設けた遮断弁44よりバーナ43に近い分岐
管の位置に、もう1個の遮断弁1をやや離して配置して
いる。そして2個の遮断弁44および1の間の配管に、遮
断弁2および均圧弁3を配置した不活性ガス供給配管4
を接続するとともに、オリフィス5および遮断弁6を配
置した不活性ガス放出配管7を接続している。
上述のような燃焼空気用配管の構成において、ある加
熱ゾーンを消火する場合には、まず遮断弁44および1を
閉じて、燃焼空気を遮断してやる。このように遮断弁44
および1を閉じても、熱影響のための遮断弁は完全に遮
断できず、全開時の10%程度の燃焼空気が漏れる。そこ
で、前記不活性ガス供給配管4の遮断弁2を開いて、不
活性ガスを遮断弁44および1の間の配管に供給してや
る。そして、同時に不活性ガス放出配管7の遮断弁6を
開いて、不活性ガスを放出するようにしてやる。不活性
ガス放出配管7には、オリフィス5を設けているので、
供給した不活性ガスがそのまま放出されるのではなく
て、遮断弁44および1の間の配管内の不活性ガスの圧力
を一定に保つ程度の量が放出されている。そして、遮断
弁44および1の間の配管内の不活性ガスの圧力は、遮断
弁44から漏れてくる燃焼空気が遮断弁1を通ってバーナ
43から直火加熱炉に放出されない程度、すなわち遮断弁
44の直前の分岐管40内の燃焼空気の圧力と同じか、やや
高めになるようにしておけばよい。そのため不活性ガス
供給配管4に均圧弁3を設けている。この均圧弁3は、
遮断弁44の直前の分岐管40内の燃焼空気の圧力および遮
断弁44および1の間の配管内の不活性ガスの圧力との大
小関係により、閉じたり開いたりして、燃焼空気が漏れ
ない程度に不活性ガスを供給するようにしている。
本発明の1実施例の直火加熱炉の燃焼空気用配管は上
記のように構成され、かつ作動するので、消火中のゾー
ンのバーナから燃焼空気が直火加熱炉内に漏れることは
ないので、鋼帯が酸化されることはない。
また、不活性ガスを炉内に放散することがないので、
鋼帯の幅方向の均一加熱が乱されることもない。
なお、実施例の説明では、ゾーン単位で消火するケー
スについて説明したが、ゾーン内で分割して消火するケ
ースにおいても、バーナの最小分割単位毎に上述したよ
うな配管構成にすれば、同様な効果が得られ、よりきめ
の細かい燃焼コントロールができる。
本発明は、予熱炉、乾燥炉、焼付炉、焼戻炉などあら
ゆる直火加熱炉も含むもので、これらにも適用可能であ
る。
[発明の効果] この発明により、消火中のゾーンまたは最小バーナ分
割単位のバーナから燃焼空気が直火加熱炉内に漏れるこ
とはないので、鋼帯が酸化されることはない。
また、不活性ガスを炉内に放散することがないので、
鋼帯の幅方向の均一加熱が乱されることもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の直火加熱炉の燃焼空気用配
管の配管系統図、第2図は直火加熱炉の側面から見た縦
断面図、第3図は直火加熱炉の従来の燃焼空気用配管の
配管系統図である。 1…遮断弁、2…遮断弁、3…均圧弁、4…不活性ガス
供給配管、5…オリフィス、6…遮断弁、7…不活性ガ
ス放出配管。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直火加熱炉の燃焼空気用配管において、最
    小バーナグループ単位毎の分岐管に2個の遮断弁を間隔
    をおいて直列に配備するとともに、この2個の遮断弁を
    連結する配管に、不活性ガスを供給する配管と不活性ガ
    スを排出する配管とを連結したことを特徴とする直火加
    熱炉の燃焼空気用配管。
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