JP3007275B2

JP3007275B2 - 蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ制御方法

Info

Publication number: JP3007275B2
Application number: JP6297293A
Authority: JP
Inventors: 洋二藤本; 淳清水; 雅康福井; 純也尾前; 和広八尋; 泰典宮本; 好一塩谷; 俊雄登木; 広司広川
Original assignee: JFE Steel Corp; Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JPH08159449A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続式加熱炉のように
大形加熱炉の高効率燃焼システムとして好適な蓄熱式燃
焼バーナシステムのＮＯｘ制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱炉の燃焼バーナとして、従来より、
レキュペレータを排熱回収装置として燃焼用空気を予熱
する予熱式燃焼バーナシステムが知られているが、この
バーナシステムは、高温時での材質の耐熱衝撃性、及び
低温時の耐食性に問題があるとともに、燃焼用空気の予
熱度は４５０〜７５０℃が限界であった。

【０００３】それに対して、現在、高い排熱回収率が得
られる蓄熱式燃焼バーナシステムが知られている。この
蓄熱式燃焼バーナは、例えば特開平１−２１９４１１号
公報に記載されているように、加熱炉に少なくとも一対
の燃焼バーナが配設され、これら燃焼バーナに燃焼空気
及び加熱炉からの廃ガスを選択的に通過させる燃焼管が
接続され、これら燃焼管の途上にそれぞれ蓄熱体が配設
されており、一方の燃焼バーナを燃焼させているときに
は、この燃焼バーナに対して燃焼空気を蓄熱体を介して
供給することにより燃焼空気を蓄熱体の蓄熱で加熱し、
他方の非燃焼バーナ側では、加熱炉内の廃ガスを蓄熱体
を介して廃ガス吸引装置により一定の吸引量で外部に排
出させるようにし、燃焼バーナの切換が所定時間のサイ
クルで行われることにより、廃ガスの熱量が非燃焼バー
ナ側の蓄熱体に蓄熱されるようになっている。

【０００４】しかし、この蓄熱式燃焼バーナシステム
は、高い排熱回収率が得られる反面、予熱される燃焼空
気が１０００℃以上と高温になるため、ＮＯ（一酸化窒
素）とＮＯ₂（二酸化窒素）を主体とするＮＯｘ（窒素
酸化物）の発生率が極めて高いという問題があった。Ｎ
Ｏｘは殆どがＮＯの形で放出され、大気中でＮＯ₂に酸
化される過程でオゾンなどの過酸化物を二次的に生成
し、光化学スモッグの原因になると考えられている。

【０００５】蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘを抑制
する方法としては、酸素濃度を減少させる方法、燃焼温
度を低下させる方法、さらには炉内温度を低下させる方
法が知られている。図８は、燃焼負荷量（投入熱量）を
一定とし、燃焼容量が２５００×１０³kcal/Hの一対の
蓄熱式バーナを使用して燃焼量を１７５０×１０³kcal
/Hとした場合の、炉内温度と酸素濃度の変化に対するＮ
Ｏｘ発生率の実験結果を示したものである。この図から
明らかなように、炉内温度の低下若しくは酸素濃度の減
少によってＮＯｘを抑制することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、連続式
加熱炉のような炉容積の大きな大形加熱炉に蓄熱式燃焼
バーナシステムを導入すると、炉容積が大きいために短
時間で炉内温度を低下することができず、また、短時間
での酸素濃度の減少も不可能なので、ＮＯｘ抑制の制御
応答性が低いという問題がある。

【０００７】また、図９は、燃焼容量が５０００×１０
³kcal/Hの一対の蓄熱式バーナを使用し、使用燃料をＭ
２６ガス（発熱量２５８５Kcal/m³）とし、炉内温度を
一定（１３２０℃）とした燃焼負荷量とＮＯｘ発生率と
の実験結果を示したものである。図９から明らかなよう
に、炉内温度の一定下では、バーナの燃焼負荷量が変化
しても、ＮＯｘはさほど減少しないことが判明した。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、連続式加熱炉のように大形加熱炉に導入しても
ＮＯｘ発生を応答性を高めて抑制制御することが可能な
蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ制御方法を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ＮＯｘ発
生メカニズムについて種々検討を加えて実験を繰り返し
た結果、燃焼負荷量の変化によるＮＯｘ制御は、蓄熱体
を備えるために時間遅れが発生すること、さらには、従
来システムでは、廃ガス吸引装置によって一定の流量で
廃ガスを吸引しながら蓄熱体で蓄熱が行われているので
ＮＯｘが変化しないということを見い出した。これによ
り、廃ガスと蓄熱体との蓄熱時間を調整することによ
り、燃焼負荷を変化させることができるとの知見を得
た。

【００１０】そこで、本発明は、加熱室内に配設した少
なくとも一対のバーナと、各バーナに接続された燃料供
給管及び空気供給兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃
ガス排出管の途上に介装された蓄熱体とを備え、各バー
ナを交互に切換燃焼させると共に、非燃焼側バーナから
前記加熱室内の廃ガスを非燃焼側の蓄熱体に導入して熱
交換を行うようにした蓄熱式バーナシステムにおいて、
前記加熱室内の温度を温度センサにより検知し、検知し
た前記加熱室内の温度の平均値が予め設定した上限温度
に達したときに、交互に切換燃焼する各バーナの燃焼時
間を減少させて非燃焼側の蓄熱体の蓄熱時間を短縮する
ことを特徴とする蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ制
御方法とした。

【００１１】

【作用】本発明の蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ制
御方法によれば、温度センサにより検知した加熱室内の
温度の平均値が予め設定した上限温度に達したときに、
交互に切換燃焼する各バーナの燃焼時間を減少させてい
るので、非燃焼側の蓄熱体に対する廃ガス顕熱の回収率
が増大する。蓄熱時間が減少すると蓄熱量が減少する効
果の方が廃ガス顕熱の回収率の増大効果を上回るので、
非燃焼側の蓄熱体の蓄熱量が減少する。そして、バーナ
の切換え燃焼により、燃焼側とされた前記蓄熱体によっ
て燃焼空気が予熱されるが、蓄熱体の蓄熱量は減少され
ているので燃焼空気は高温状態とならず、それにより燃
焼側のガスバーナの燃焼温度が低下するのでＮＯｘの発
生が抑制される。

【００１２】そして、炉容積の大きさが問題となる炉内
温度の低下若しくは酸素濃度の減少によるＮＯｘ抑制制
御と比較して、本発明のＮＯｘ制御方法は、蓄熱式燃焼
バーナの燃焼負荷を低減させることによってＮＯｘを抑
制するから、連続式加熱炉のように大型加熱炉に導入し
ても、応答性を高めてＮＯｘ発生の抑制制御を行うこと
が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。図１は連続式加熱炉を示す概略構成図であ
る。図中、１は連続して搬送されるスラブを加熱する連
続式加熱炉であって、スラブを左側から搬入し、予熱帯
２、第１加熱帯３、第２加熱帯４及び均熱帯５を順次通
過して加熱され、加熱を終了したスラブが右側から搬出
されて次工程に搬送される。

【００１４】第１加熱帯３及び第２加熱帯４には、４台
の蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄが取付け
られ、この蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄか
ら排出される廃ガスは廃ガス吸引ファン（ＩＤＦ）８に
よって吸引されて煙突９から大気に放出される。蓄熱式
バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄの夫々は、図２に
示すように、第１加熱帯３及び第２加熱帯４の左右側壁
に互いに対向して配設された一対のガスバーナ１０ａ，
１０ｂを有する。これらガスバーナ１０ａ，１０ｂの夫
々は、図３に示すように、左右側壁に配設されるバーナ
本体１１の中心部に内部にセンターエア管１２を配設し
燃料ガス供給口１３ａから供給される燃焼ガスを噴射す
るガスノズル１３が配設され、且つこのガスノズル１３
の回りに燃料空気給排口１４ａに接続された燃焼空気室
１４が形成され、この燃焼空気室１４にガスノズル１３
から噴射される燃料ガスに対して約６０°の空気噴射角
で燃焼空気を噴射する空気１次ノズル１５が連通されて
いると共に、これらの外側にガスノズル１３と平行に燃
焼空気を噴射すると共に、第１加熱帯３又は第２加熱帯
４の加熱廃ガスを吸引する空気２次ノズル１６が配設さ
れ、ガスノズル１３から噴射される燃料ガスと空気１次
ノズル１５から噴射される燃焼空気との合流点近傍にパ
イロットバーナ１７ａ，１７ｂが配設された構成を有す
る。

【００１５】そして、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃料
ガス供給口１３ａが燃料遮断弁１８ａ，１８ｂを介し、
さらにメイン遮断弁１９、流量調節弁２０を介して燃料
ガスとしてのＭガスを供給するＭガス供給源２１に接続
されている。また、パイロットバーナ１７ａ，１７ｂも
遮断弁２２ａ，２２ｂを介してＭガス供給源２１に接続
されている。

【００１６】また、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃焼空
気給排口１４ａが蓄熱体２３ａ，２３ｂの一端に接続さ
れ、この蓄熱体２３ａ，２３ｂの他端が空気遮断弁２４
ａ，２４ｂを介し、さらに流量調節弁２５を介して燃焼
空気を圧送する空気ブロアー２６に接続されていると共
に、廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂを介し、さらに廃ガス
流量調節弁２８を介して廃ガス吸引ファン８に接続され
ている。

【００１７】ここで、蓄熱体２３ａ、２３ｂの夫々は、
気体流通路に沿って例えば直径約２０ｍｍのアルミナボ
ールが約１８００Ｋｇ充填されており、このアルミナボ
ールに第１加熱帯３又は第２加熱帯４から排出される廃
ガスと熱交換されて蓄熱され、この蓄熱が低温の燃料空
気と熱交換される。そして、燃料遮断弁１８ａ，１８
ｂ、遮断弁１９、流量調節弁２０、空気遮断弁２４ａ，
２４ｂ、流量調節弁２５、廃ガス遮断弁２７ａ，２７
ｂ、廃ガス流量調節弁２８が連続式加熱炉１全体を統括
するプロセスコンピュータ３１に接続されたダイレクト
ディジタルコントローラ（以下、ＤＤＣと称す）３２に
よって制御される。

【００１８】このＤＤＣ３２は、少なくとも第１加熱帯
３及び第２加熱帯４間の炉温を検出する炉温センサ３３
ａ，３３ｂの温度検出値を読込み、炉温センサ３３ａ，
３３ｂの温度検出値に基づいて燃料ガス流量、燃焼空気
流量及び廃ガス流量を設定し、所定の燃焼バーナの切換
えタイミングを決定し、これに応じて燃料遮断弁１８
ａ，１８ｂ、空気遮断弁２４ａ，２４ｂ及び廃ガス遮断
弁２７ａ，２７ｂを開閉制御して、燃焼状態の一方のガ
スバーナ例えば１０ａを燃焼停止させ、非燃焼状態の他
方のガスバーナ１０ｂを燃焼状態に切換える。

【００１９】連続式加熱炉１の操業を開始する際には、
ＤＤＣ３２が、所定の初期化処理を行って炉内温度を予
め設定された目標温度Ｔ_T（例えば１３００℃）まで昇
温する昇温処理を、蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７
Ａ〜７Ｄに対して実行する。蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６
Ｄ及び７Ａ〜７Ｄの昇温処理を簡単に説明すると、先ず
パイロットバーナ１７ａ，１７ｂに点火した状態で、一
対のガスバーナ１０ａ，１０ｂの双方の燃料遮断弁１８
ａ，１８ｂ、メイン遮断部１９を開状態とすると共に、
空気遮断弁２４ａ，２４ｂを開状態、廃ガス遮断弁２７
ａ，２７ｂを閉状態に夫々制御することにより、両ガス
バーナ１０ａ，１０ｂを燃焼状態に制御する。そして、
炉温センサ３３ａ，３３ｂで検出される温度検出値
Ｔ_D1，Ｔ_D2が共に設定温度Ｔ_S（例えば燃料ガスの着火
点以上の９００℃）に達したときに、予め設定された何
れか一方例えばガスバーナ１０ｂを燃焼停止させて非燃
焼状態に切換えるために、先ず燃料遮断弁１８ｂに対す
る指令信号ＣＳ_F2をオフ状態として、燃料遮断弁１８ｂ
を閉操作し、次いで、燃料遮断弁１８ｂが完全に閉状態
となるまでに要する所定時間（例えば１秒以内）経過し
た後に空気遮断弁２４ｂに対する制御信号ＣＳ_A2をオフ
状態として、空気遮断弁２４ｂを閉操作し、これと同時
に廃ガス遮断弁２７ｂに対する制御信号ＣＳ_G2をオン状
態として廃ガス遮断弁２７ｂを開操作する。その後、予
め設定された所定時間ｔ_S（例えば６０秒以内）が経過
する毎に、燃焼バーナを交互に切換え、炉温センサ３３
ａ，３３ｂで検出される温度検出値Ｔ_D1，Ｔ_D2が目標温
度Ｔ_Tに達すると、昇温処理を終了して、定常切換制御
処理を実行する。

【００２０】そして、ＤＤＣ３２による蓄熱式バーナ装
置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄに対する定常切換制御処理
は、図４に示すように、所定の切換時間において、ガス
バーナ１０ａの廃ガス遮断弁２７ａに対する制御信号Ｃ
Ｓ_Gaをオフ状態として廃ガス遮断弁２７ａを閉操作し、
空気遮断弁２４ａと燃料遮断弁１８ａに対する制御信号
ＣＳ_Aa、ＣＳ_Faをオン状態として空気遮断弁２４ａ及び
燃料遮断弁１８ａを開操作し、ガスバーナ１０ａに燃料
ガスが供給開始されてパイロットバーナ１７ｂで点火さ
れることにより、ガスバーナ１０ａを燃焼状態に切換え
る。これと同時に、ガスバーナ１０ｂの空気遮断弁２４
ｂと燃料遮断弁１８ｂに対する制御信号ＣＳ_Ab、ＣＳ_Fb
をオフ状態として空気遮断弁２４ｂ及び燃料遮断弁１８
ｂを閉操作し、廃ガス遮断弁２７ｂに対する制御信号Ｃ
Ｓ_Gbをオン状態として廃ガス遮断弁２７ａを開操作し、
ガスバーナ１０ｂへの燃料ガス供給を停止して、ガスバ
ーナ１０ｂを非燃焼状態の廃ガス回収状態に切換える。

【００２１】そして、所定の燃焼時間ＣＴの間、蓄熱体
２３ａは空気ブロア２６によって圧送されてくる燃焼空
気との熱交換により放熱状態となり、予熱された燃焼空
気はガスバーナ１０ａに供給されていく。また、蓄熱体
２３ｂは、廃ガス吸引ファン８によって吸引されてくる
炉内の廃ガスとの熱交換により蓄熱状態となり、蓄熱温
度が徐々に上昇していく。

【００２２】そして、燃焼時間ＣＴが経過した後に、前
述した切換時間内の各弁の逆の開閉操作が行われること
により、次の燃焼時間ＣＴの間、ガスバーナ１０ｂが燃
焼状態に切換えられ、ガスバーナ１０ａが非燃焼状態の
廃ガス回収状態に切換えられると共に、蓄熱体２３ａが
蓄熱状態となり、蓄熱体２３ｂが放熱状態となる。ここ
で、ＤＤＣ３２は、上述した昇温処理及び定常切換制御
処理と並行してＮＯｘ制御処理を実行する。

【００２３】このＮＯｘ制御処理の一例を、図５のフロ
ーチャートを伴って説明すると、この処理は所定時間毎
のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１
で、炉温センサ３３ａ，３３ｂで検出した炉内温度
Ｔ_D1，Ｔ_D2を読み込む。次いで、ステップＳ２に移行
し、炉内温度Ｔ_D1，Ｔ_D2の平均値Ｔ_DAVが、予め設定さ
れた上限温度Ｔ_Hに達しているか否かを判定する。この
判定は、非燃焼側の蓄熱体２３ｊ（ｉ＝ｂ、ａ）によっ
て燃焼空気が過度に予熱され、燃焼側ガスバーナ１０ｉ
（ｉ＝ａ、ｂ）が高温の燃焼温度で燃焼しているか否か
を判定するものであり、Ｔ_DAV≧Ｔ_Hであるときには、
燃焼側ガスバーナ１０ｉが高温の燃焼温度で燃焼してい
るものと判断してステップＳ３に移行し、Ｔ_DAV＜Ｔ_H
であるときには、燃焼側ガスバーナ１０ｉの燃焼温度が
低温であるものと判断してステップＳ４に移行する。

【００２４】ステップＳ３では、燃焼時間を、通常の燃
焼時間ＣＴより短時間である燃焼時間ＣＴ_Lに変更した
後、タイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰
する。また、ステップＳ４では、燃焼時間を、通常の燃
焼時間ＣＴに戻した後、タイマ割込処理を終了してメイ
ンプログラムに復帰する。

【００２５】この図５のＮＯｘ制御処理が、一方のガス
バーナ１０ａが燃焼状態、他方のガスバーナ１０ｂが非
燃焼状態となる直前の切換時間で実行されると、ステッ
プＳ１で、炉温センサ３３ａ，３３ｂで検出した炉内温
度Ｔ_D1，Ｔ_D2を読み込んだ後、ステップＳ２に移行し、
炉内温度Ｔ_D1，Ｔ_D2の平均値Ｔ_DAVが、予め設定された
上限温度Ｔ_Hに達しているか否かを判定する。そして、
Ｔ_DAV≧Ｔ_Hであるときには、燃焼側ガスバーナ１０ａ
が高温の燃焼温度で燃焼しているものと判断し、ステッ
プＳ３に移行して燃焼時間ＣＴ_Lに変更される。このよ
うに、燃焼時間が短縮されることによって、蓄熱体２３
ｂの蓄熱時間が短縮される。

【００２６】一方、ステップＳ２においてＴ_DAV＜Ｔ_H
であるときには、燃焼側ガスバーナ１０ａが高温の燃焼
温度で燃焼していないものと判断し、ステップＳ４に移
行して通常の燃焼時間ＣＴに戻される。次に、前記ＮＯ
ｘ制御処理を実行した連続式加熱炉１について、図６及
び図７の実験結果と、図８を参照して説明する。

【００２７】図６は、Ｍ２６ガスを燃料とし、燃焼量を
１７５０×１０³kcal/Hとし、酸素濃度を１％に設定
し、炉内温度を１３２０℃とし、廃ガス吸引量を８０％
とした場合の燃焼時間ＣＴの変更による排熱回収率
（％）変化についての結果であり、図７は、排熱回収率
（％）の変化と炉内温度の変化についての結果である。
ここで、排熱回収率（％）は、廃ガス吸引ファン８によ
って吸引される廃ガス顕熱の回収割合を示すものであ
る。

【００２８】そして、実験では上限温度Ｔ_Hを１３２０
℃とするとともに、炉内温度が上限温度Ｔ_Hを下回って
いる際の燃焼時間ＣＴを１２０秒に設定している。そし
て、炉内温度が前記上限温度Ｔ_Hに達した際に、燃焼時
間を１００秒に変更すると（ステップＳ３のＣＴ_L＝１
００秒）、図７の結果から、蓄熱体２３ｂの排熱回収率
が８４_.８％から８５．６％まで増大していくことがわ
かる。したがって、蓄熱時間が短くなることにより、蓄
熱量が減少する効果の方が、排熱回収率の増大効果を上
回るので、蓄熱体２３ｂの蓄熱量は減少していく。

【００２９】そして、燃焼時間ＣＴ_L（１００秒）の経
過後に、一方のガスバーナ１０ａを非燃焼状態とし、他
方のガスバーナ１０ｂを燃焼状態として切換えると、燃
焼側ガスバーナ１０ｂに供給される燃焼空気は、蓄熱体
２３ｂとの熱交換により予熱されていくが、蓄熱体２３
ｂの蓄熱量が減少しているので燃焼空気温度は高温とな
らず、燃焼側ガスバーナ１０ｂの燃焼温度は低下する。
なお、燃焼温度は、燃焼温度＝炉内温度／排熱回収率で
求められる。

【００３０】そして、短縮された燃焼時間ＣＴ_Lで切換
燃焼が行われることによって、非燃焼側の蓄熱体２３
ｂ、２３ａの蓄熱量が減少するので、ガスバーナ１０
ａ、１０ｂの燃焼温度は低下する。これは、図７の結果
から、排熱回収率の増大（８５．６％）により炉内温度
が１２９０℃と低下しているので明らかとなる。これに
より、図８の炉内温度とＮＯｘ発生率との実験結果から
明らかなように、短縮された燃焼時間ＣＴ_Lで切換燃焼
が行われることにより、ＮＯｘ発生は１０５PPm （炉内
温度１３２０℃）から８６PPm （炉内温度１２９０℃）
まで大幅に減少することがわかる。

【００３１】このように本実施例では、燃焼時間ＣＴを
短縮することにより、非燃焼側の蓄熱体２３ａ、２３ｂ
の廃ガス顕熱の回収率を増大させ、廃ガス顕熱の回収率
の増大により蓄熱体２３ａ、２３ｂの蓄熱量を減少させ
ることにより、燃焼側とされた蓄熱体によって予熱され
る燃焼空気の温度を低下させ、それにより燃焼側のガス
バーナの燃焼温度を低下させているのでＮＯｘの発生を
抑制することができる。

【００３２】したがって、炉容積の大きさが問題となる
炉内温度の低下若しくは酸素濃度の減少によるＮＯｘ抑
制制御と比較して、本実施例のＮＯｘ制御処理は、蓄熱
体の蓄熱時間を減少させて蓄熱式燃焼バーナの燃焼負荷
を低減させることによってＮＯｘを抑制することが可能
なので、連続式加熱炉のように大形加熱炉に導入して
も、応答性を高めてＮＯｘ発生の抑制制御を行うことが
できる。

【００３３】なお、本実施例では、炉内温度を検出する
ことによりＮＯｘ制御処理を実行しているが、本発明の
要旨がこの制御方法に限るものではなく、種々のガスセ
ンサを使用し、その検出結果に基づいて蓄熱体の蓄熱時
間を変更させるようにしても、同様の作用効果を得るこ
とができる。また、本実施例では、連続式加熱炉１内
に、蓄熱式燃焼バーナ装置６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄのみ
を取付けた構成としたが、他の燃焼装置としてレキュペ
レータを備えた予熱式燃焼バーナシステムを導入し、蓄
熱式燃焼バーナ装置６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄの燃焼負荷
が減少した際に、予熱式燃焼バーナシステムが作動して
炉内温度を一定にするシステムとしてもよい。

【００３４】また、上記実施例においては、ガスバーナ
１０ａ、１０ｂに供給する燃料としてＭガスを使用する
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、他の燃料ガスや重油等の液体燃料を適用することが
できるものである。また、ガスバーナ１０ａ、１０ｂの
燃焼切換制御をＤＤＣ３２で行うようにした場合につい
て説明したが、これに限らず他のプログラマブルコント
ローラやシーケンス制御回路等によってシーケンス制御
するようにしてもよい。

【００３５】また、上記各実施例においては、本発明を
連続式加熱炉に適用した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、他の加熱炉や熱処理炉等に
も適用し得るものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、温度セ
ンサにより検知した加熱室内の温度の平均値が予め設定
した上限温度に達したときに、交互に切換燃焼する各バ
ーナの燃焼時間を減少させることにより、非燃焼側の蓄
熱体に対する廃ガス顕熱の回収率を増大させ、また、非
燃焼側の蓄熱体の蓄熱時間を減少させることにより蓄熱
量が減少する効果の方を廃ガス顕熱の回収率の増大効果
より上回らせて蓄熱体の蓄熱量を減少させ、この蓄熱体
との熱交換によって予熱される燃焼空気の温度を低下さ
せて燃焼側のガスバーナの燃焼温度が低下することによ
りＮＯｘ発生を抑制することができる。したがって、本
発明は、蓄熱式燃焼バーナの燃焼負荷を低減させたこと
によるＮＯｘ制御方法なので、炉容積の大きさが問題と
なる炉内温度の低下若しくは酸素濃度の減少によるＮＯ
ｘ制御方法と比較して、連続式加熱炉のように大形加熱
炉に導入しても、応答性を高めてＮＯｘ発生の抑制制御
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄熱式燃焼バーナシステムを連続
式加熱炉に適用した場合の一実施例を示す概略構成図で
ある。

【図２】蓄熱式燃焼バーナシステムの一例を示す概略構
成図である。

【図３】ガスバーナの一例を示す断面図である。

【図４】蓄熱式燃焼バーナシステムの動作の説明に供す
る各弁の切換タイミング及び蓄熱体の蓄熱放熱状態を示
すタイムチャートである。

【図５】ダイレクトディジタルコントローラでのＮＯｘ
制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図６】実験で得られた蓄熱式燃焼バーナシステムの排
熱回収率と燃焼時間との関係を示すグラフである。

【図７】実験で得られた蓄熱式燃焼バーナシステムの排
熱回収率と炉内温度との関係を示すグラフである。

【図８】実験で得られた蓄熱式燃焼バーナシステムのＮ
Ｏｘ発生量と炉内温度との関係を示すグラフである。

【図９】実験で得られた蓄熱式燃焼バーナシステムの炉
内温度一定下でのＮＯｘ発生量と燃焼負荷量との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１連続式加熱炉２予熱帯３第１加熱帯４第２加熱帯５均熱帯６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄ蓄熱バーナ装置１０ａ、１０ｂガスバーナ１８ａ、１８ｂ燃料遮断弁２３ａ、２３ｂ蓄熱体２４ａ、２４ｂ空気遮断弁２７ａ、２７ｂ廃ガス遮断弁３３ａ、３３ｂ炉温センサ（温度センサ）ＣＴ通常の燃焼時間ＣＴ_L 短縮された燃焼時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福井雅康岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者尾前純也岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者八尋和広岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者宮本泰典大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者塩谷好一大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者登木俊雄大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者広川広司大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (56)参考文献特開平６−193862（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23L 15/00 - 15/04 F23C 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱室内に配設した少なくとも一対のバ
ーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給
兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上
に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃
焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱室内の廃
ガスを非燃焼側の蓄熱体に導入して熱交換を行うように
した蓄熱式バーナシステムにおいて、前記加熱室内の温
度を温度センサにより検知し、検知した前記加熱室内の
温度の平均値が予め設定した上限温度に達したときに、
交互に切換燃焼する各バーナの燃焼時間を減少させて非
燃焼側の蓄熱体の蓄熱時間を短縮することを特徴とする
蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ制御方法。