JP2885072B2 - 加熱炉の制御方法 - Google Patents

加熱炉の制御方法

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JP2885072B2
JP2885072B2 JP6139302A JP13930294A JP2885072B2 JP 2885072 B2 JP2885072 B2 JP 2885072B2 JP 6139302 A JP6139302 A JP 6139302A JP 13930294 A JP13930294 A JP 13930294A JP 2885072 B2 JP2885072 B2 JP 2885072B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、加熱炉より発生する
NOx(窒素酸化物)の低減を目的とした制御方法に係
り、より詳しくは、主として連続式加熱炉の操業時に燃
焼量の低下により炉内圧が低下した際に侵入空気を防止
することによってNOxの発生を抑制する制御方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】連続式加熱炉は主に熱間圧延に供する鋼
材を所定温度まで加熱し、かつ鋼材の装入、加熱、抽出
の作業を連続的に行うもので、煙道には排ガスの熱回収
用レキュペレータと炉内圧調整用の排気ダンパーが設置
されている。
【0003】このような加熱炉より排出されるNOxの
発生機構は、周知の通り鋼材の装入口および抽出口から
侵入する空気中のNが炉内のOと反応することによ
るため、加熱炉の炉内圧は被加熱材の装入、抽出時の扉
開時に、炉内ガスが吹出さず、また炉外より空気が侵入
しないように大気圧よりやや高めに設定される。その手
段として、従来の加熱炉には被加熱物の装入、抽出時の
侵入空気防止のために炉圧制御機構、すなわち炉内圧と
設定圧力との差に応じて、煙道に取付けた炉内圧調整用
ダンパーを操作することにより炉内圧を制御する機構を
装備している(特開昭52−30208号公報等参
照)。
【0004】また、62−139820号公報には、連
続式加熱炉における排気ダンパー開閉駆動装置制御系と
して、特開昭炉内圧制御系および開度固定設定指令系を
設け、装入、抽出時の扉開動作開始時刻より所定時刻前
に扉開動作時の炉内状況を予想し、あらかじめ変動する
炉内圧分を制御するように排気ダンパーの開度を設定す
る炉内圧制御方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、加熱炉の操
業時に炉の燃焼量が減少し負荷が低下すると、排ガスの
流量が減少し、ある排ガス流量以下になると煙道等によ
る圧力損失が低下して炉内圧調整用ダンパーを全閉とし
ても保持可能な炉内圧は低くなる。すなわち、排気ダン
パーによる炉内圧の制御が不可能な場合には、上記した
従来の炉内圧制御方法は適用できなくなり、空気の侵入
を抑制し得る最適な炉内圧を保持することができないと
いう問題がある。
【0006】また、排気ダンパーのみで炉内圧を制御す
る従来技術は、煙道を大幅に狭くし圧力損失を大きくし
なければ、加熱炉の負荷が小さく排ガス流量が少ない場
合は、設備的なガタ等により外気が侵入し適正な炉内圧
を維持することが困難である。
【0007】この発明は、このような従来技術の問題を
解決するためになされたもので、炉内圧制御の適用範囲
を広げ微小な炉内圧の制御を可能とすることによって、
排気ダンパーによる炉内圧の制御が不可能な場合でも外
部からの侵入空気を抑制しNOxを効果的に低減し得る
制御方法を提案しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、加熱炉操業
時に炉の負荷の減少より排気ダンパーによる炉内圧の制
御が不可能となった場合に、煙道内の排ガス流速を変化
させて圧力損失を変えることによって炉内圧を大気圧以
上の炉内圧に保持する方法であり、その要旨は、煙道に
レキュペレータおよび炉内圧調整用排気ダンパーを備え
た加熱炉において、前記レキュペレータの出側に気体供
給配管系を付設し、炉内圧低下時に検出された炉内NO
x値が規定値以上の時に、前記気体供給配管系より煙道
内に気体を吹込み、炉内NOx値が規定値以下となるよ
うに炉内圧を適正値に保持することによってNOxの低
減をはかる方法であり、また、前記レキュペレータの出
側に流量調節弁を介して接続したブロアにて空気を煙道
内に供給する空気供給配管系を設け、炉内圧低下時に検
出された炉内NOx値が規定値以上の時に、前記空気供
給配管系のブロアを起動して煙道内に空気を吹込み、炉
内NOx値が規定値以下となるように炉内圧を適正値に
保持することによってNOxを低減をはかる方法であ
る。
【0009】
【作用】この発明において、煙道に配設されたレキュペ
レータの出側に気体供給配管系を付設するようにしたの
は、煙道内の排ガス温度の低下を防ぎレキュペレータの
熱回収効率を低下させないためである。すなわち、レキ
ュペレータの入側に気体を供給すると排ガス温度を低下
させレキュペレータの熱回収効率の低下を招くため、レ
キュペレータの出側に気体供給配管系を付設したのであ
る。
【0010】また、煙道内に吹込む気体としては、空
気、不活性ガス等を用いることができる。一般的には空
気を用いる。
【0011】加熱炉の負荷が減少し排ガス流量が少なく
なり、煙道内の圧力損失が減少して排気ダンパーを全閉
としても最適な炉内圧を保持できなくなると、炉内に外
気が侵入し、空気中のNが炉内のOと反応しNOx
を生成する。この発明では既設のNOx計により計測さ
れる炉内NOx値が規定値以上になった時点で、気体供
給配管系より気体を煙道内に吹込んで煙道内の圧力損失
を増加させる。
【0012】気体供給配管系より気体を煙道内に吹込む
と、煙道内の排ガス流量が増加するので圧力損失が大き
くなり、排ガスの排出に対する抵抗が高まり、炉内圧が
高められる。この炉内圧の制御は煙道に吹込む気体の流
量を調節することによって行うことができる。このよう
にして炉内圧を大気圧以上に保持すると、炉の装入、抽
出口からの侵入空気がなくなるのでNOxの生成が抑制
され、炉内NOx値を規定値以下に抑えることができ
る。
【0013】レキュペレータの出側に流量調節弁を介し
て接続したブロアにて空気を煙道内に供給する空気供給
配管系を設けた場合には、NOx値が規定値以上なった
時点でブロアを起動し煙道内へ空気を吹込むことによ
り、煙道内での圧力損失を増加させ、炉内圧を大気圧以
上に保持する。この時の空気の吹込み量は流量調節弁に
て調節する。
【0014】上記のごとく、この発明では、加熱炉の負
荷が小さく、排ガスの流量が減少して炉内圧が大気圧以
下に低下しても、煙道内に空気等の気体を吹込むことに
よって適正炉圧の維持とNOxの抑制を同時に達成する
ことができる。
【0015】
【実施例】図1はこの発明方法を実施するための装置構
成例を示す概略図で、1は連続式加熱炉、2は煙道、3
は煙突、4はレキュペレータ、5は排気ダンパー、6は
NOx計、8は空気供給配管系、8−1はブロア、8−
2は駆動モータ、8−3は流量調節弁、9はダンパー制
御装置、10は比較装置、11は設定器、12は開度指
示計、13はブロア制御装置である。
【0016】空気供給配管系8は煙道2内のレキュペレ
ータ4の出側に設けた吹込口に空気供給管が接続され、
駆動モータ8−2を起動することによってブロア8−1
より空気が流量調節弁8−3を介して煙道内レキュペレ
ータ4の出側に吹込まれる構成となっている。煙道2内
に吹込む空気の流量は流量調節弁8−3にて行われる。
【0017】すなわち、連続式加熱炉1の燃焼量が減少
し負荷が低下すると、排ガスの流量が減少するので、排
気ダンパー5を全閉としても最適炉内圧を保持すること
ができなくなり、炉内圧の低下により炉内に侵入空気が
発生してNOxの生成が増加する。このNOxの生成量
はNOx計6で計測され、その実測値が比較装置10に
入力される。比較装置10では、設定器11にて設定さ
れているNOxの規定値と比較され、実測NOx値が規
定値以上になったときに開度指示計12に弁開指令が送
られて流量調節弁8−3が全開となると同時にブロア制
御装置13に起動指令が送られ、ブロア8−1にて空気
が煙道2内に吹込まれる。一方、排気ダンパー5は炉内
圧力が目標値となるように開度設定され、空気吹込み時
は常に炉圧制御不可能な状態にある。
【0018】煙道2内に空気が吹込まれると、排ガス流
速が上昇することにより煙道内での圧力損失が増加し、
これにより排ガスの排出に対する抵抗が高まり最適な炉
内圧を保持することが可能となる。このようにして炉内
圧が適正値(大気圧以上)に保持されると、加熱炉の装
入、抽出口からの侵入空気が抑制されるので、炉内NO
x値を低減できる。なお、ブロアによる煙道内への空気
の吹込み量は、流量調節弁8−3にて制御する。
【0019】図2は上記装置による排ガス中NOxの制
御フローチャートであり、NOxが150ppm以下
(規定値)となるように制御する場合を例にとり説明す
る。加熱炉排ガス中のNOx値が150ppm以上にな
ると、NOxの制御が開始されブロア8−1が起動し流
量調節弁8−3が100%全開となる。この状態でタイ
マー保持し、NOx値の確認を行う。NOx値が150
ppmより下がっていることが確認された場合は、流量
調節弁8−3の弁開度を10%減じタイマー保持する。
これをNOx値が150ppm以下所定の値に低下する
まで繰返し、しかる後流量調節弁8−3の弁開度を0%
全閉にし、制御終了となる。
【0020】また、この発明は排ガス中NOxの制御の
みならず、加熱炉の炉内圧制御にも適用することが可能
である。図3はこの発明方法による炉内圧の制御フロー
チャートを例示したものである。すなわち、炉内圧が目
標値以下に低下すると流量調節弁8−3を全開にしてブ
ロア8−1にて空気を煙道内に吹込む。この状態でタイ
マー保持し、炉内圧の確認を行う。炉内圧が目標値以上
になると、流量調節弁8−3を10%減じタイマー保持
する。これを炉内圧が目標値以上所定の値に上昇するま
で繰返した後、流量調節弁8−3の弁開度を0%全閉に
し、制御終了となる。
【0021】実施例1 この発明方法を表1に示す連続式加熱炉に適用し、鋼片
(幅650〜1600mm、厚さ100〜270mm、
長さ6000〜10500mm)加熱時における排ガス
中NOxの制御を実施した結果を図4に示す。本実施例
は、NOx規制が11%O補正で排ガス中NOxが1
60ppm(規定値)以下とされている場合の制御例で
ある。したがって、本実施例では排ガス中NOxが16
0ppm以上となった時点(点円部)で制御を開始し
た。NOxが高くなっている部分はいずれも炉が低負荷
の時である。
【0022】図4のデータより明らかなごとく、排ガス
中NOxが160ppm以上となった時点(点円部)で
制御を開始したことによりNOxが減少していることが
わかる。これは、ブロアによる空気の吹込みにより煙道
内での圧力損失が大きくなった結果、炉内圧が適正に保
たれたことによることが明らかである。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】以上説明したごとく、この発明では加熱
炉の負荷が小さく、排ガス流量が減少した場合に、空気
等の気体を煙道に吹込むことによって炉内圧を大気圧以
上に保持することができるので、NOxの発生要因であ
る装入、抽出口からの侵入空気を抑制することができ、
NOxの低減に大なる効果を奏するとともに、空気等の
気体の吹込みは煙道内レキュペレータの出側で行うため
レキュペレータの効率を低下させることもない。また、
この発明は排ガス容量の大きい大量生産型の連続式加熱
炉にも十分に適用でき、大気汚染防止効果とともに炉況
の安定化にも寄与し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明方法を実施するための装置構成例を示
す概略図である。
【図2】上記装置による排ガス中NOxの制御フローチ
ャートである。
【図3】この発明方法による炉内圧の制御フローチャー
トの一例である。
【図4】この発明の実施例1における排ガス中NOx濃
度の推移を示す図である。
【符号の説明】
1 連続式加熱炉 2 煙道 3 煙突 4 レキュペレータ 5 排気ダンパー 6 NOx計 8 空気供給配管系 8−1 ブロア 8−2 駆動モータ 8−3 流量調節弁 9 ダンパー制御装置 10 比較装置 11 設定器 12 開度指示計 13 ブロア制御装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F27D 19/00 F27D 19/00 D (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 1/00,1/74 C21D 1/76,9/00 F27D 7/06 F27D 19/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 煙道にレキュペレータおよび炉内圧調整
    用排気ダンパーを備えた加熱炉において、前記レキュペ
    レータの出側に気体供給配管系を付設し、炉内圧低下時
    に検出された炉内NOx値が規定値以上の時に、前記気
    体供給配管系より煙道内に気体を吹込み、炉内NOx値
    が規定値以下となるように炉内圧を適正値に保持するこ
    とを特徴とする加熱炉のNOx低減方法。
  2. 【請求項2】 煙道にレキュペレータおよび炉内圧調整
    用排気ダンパーを備えた加熱炉において、前記レキュペ
    レータの出側に流量調節弁を介して接続したブロアにて
    空気を煙道内に供給する空気供給配管系を設け、炉内圧
    低下時に検出された炉内NOx値が規定値以上の時に、
    前記空気供給配管系のブロアを起動して煙道内に空気を
    吹込み、炉内NOx値が規定値以下となるように炉内圧
    を適正値に保持することを特徴とする加熱炉の制御方
    法。
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WO2002057501A1 (fr) * 2001-01-17 2002-07-25 Kawasaki Steel Corporation Four de rechauffage equipe de bruleurs regeneratifs et procede d'exploitation du four de rechauffage

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