JP3328471B2 - 加熱炉の燃焼制御方法 - Google Patents

加熱炉の燃焼制御方法

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  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明方法は、加熱炉の燃焼
制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋳造後のスラブ（鋼片）、ビレット、ブ
ルーム等は加熱炉へ装入し、熱間圧延に好適な温度に加
熱するものであるが、このような加熱炉においては、一
般に予熱帯、加熱帯及び均熱帯から構成され、鋼片等の
被加熱材は順次予熱帯、加熱帯及び均熱帯を連続的に移
動させて加熱するものである。しかして加熱炉の熱効率
を向上するため、予熱帯に蓄熱式バーナーを配設し、加
熱帯及び均熱帯には、蓄熱機構を付設しない通常バーナ
ーを配設して燃焼制御する方法が特開平６−３２２４３
４号公報に開示されている。
【０００３】上記のごとき加熱炉の燃焼制御において
は、予熱帯に配設した蓄熱側蓄熱式バーナーの蓄熱時、
つまり加熱炉内の排ガス吸引によりバーナーの蓄熱体に
排ガス顕熱を蓄熱しているときには、図３に示すごとく
燃焼側蓄熱式バーナーの燃焼負荷（燃焼量）が減少する
と燃焼用空気供給量を減少せしめ、排ガス量も減少す
る、燃焼負荷が増大すると比例して燃焼用空気供給量を
増加することから排ガス量も増加する。一方燃焼空気比
は、一定に保持しつつ燃焼制御するものである。この燃
焼空気比は、ほぼ１．１に設定して燃焼し、排ガスから
蓄熱体への熱移動量と、燃焼用空気への熱移動量をバラ
ンスさせるための制御であり、燃焼によって生成した排
ガス量の８０〜９０％を蓄熱式バーナーの蓄熱体を通し
て吸引排気することにより、熱収支をとりつつ燃焼制御
するものである。
【０００４】このような加熱炉においては、鋼片加熱の
場合で予熱帯約１０００℃、加熱帯約１２５０℃、均熱
帯約１２５０℃の炉内温度に制御し、高温の加熱帯及び
均熱帯の排ガスは予熱帯排ガスとともに煙道へ排気さ
れ、煙道に設置してある熱交換器へ接触通過して加熱帯
及び均熱帯に付設した通常バーナーへ供給する燃焼用空
気を予熱した後、煙突から大気中へ放散する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき燃焼制御
においては、前記のように蓄熱式バーナーの燃焼負荷
（燃焼量）が減少すると燃焼用空気供給量を減少し、排
ガス量も減少する。また燃焼負荷が増大すると比例して
燃焼用空気供給量を増加し、排ガス量も増加する。一方
燃焼空気比は、ほぼ１．１と一定に保持つつ燃焼制御す
ることから燃焼負荷が減少するときは、燃焼側蓄熱式バ
ーナーへの燃料供給を減少するとともに、燃焼用空気の
供給量も減少させるので燃焼にともなう排ガス量も少な
くなることから、蓄熱側蓄熱式バーナーからの炉内排ガ
ス吸引量も減少させることになる。このようなことから
予熱帯の蓄熱式バーナーの蓄熱量は減少することなり、
加熱帯及び均熱帯の高温排ガスの顕熱が未回収の状態で
煙道へ排気しているのが実情である等の課題がある。本
発明方法は、このような課題を有利に解決するためなさ
れたものであり、排ガス吸引量及び燃焼用空気供給量を
常時蓄熱式バーナー容量の最大値近傍とし、燃焼負荷が
減少したとき、燃焼空気比を増量して加熱帯及び均熱帯
から流入した高温排ガスとともに、蓄熱式バーナーに吸
引して蓄熱し熱効率等を向上するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明方法の特徴とする
ところは、煙道が接続された予熱帯に蓄熱式バーナーを
配設し、加熱帯及び均熱帯に通常バーナーを配設して燃
焼制御するに際し、予熱帯の燃焼側蓄熱式バーナーへの
燃焼用空気供給量と蓄熱側蓄熱式バーナーの排ガス吸引
量を蓄熱式バーナー容量の最大値近傍に設定し、燃焼側
蓄熱式バーナーの燃焼負荷が減少したとき、燃焼空気比
を増加して加熱帯及び均熱帯から流入した高温排ガスと
ともに、蓄熱式バーナーに吸引して蓄熱量を増加するこ
とである。
【０００７】
【発明の実施の形態】予熱帯の燃焼側蓄熱式バーナーへ
供給する燃焼用空気供給量を図２に示すごとく、常時蓄
熱式バーナー容量の最大値近傍とし、燃焼負荷が減少し
たときは燃焼空気比を増加し、逆に燃焼負荷を増大した
ときは、燃焼空気比を減少して燃焼用空気量を常時ほぼ
一定とする。一方蓄熱側蓄熱式バーナーの蓄熱体へ蓄熱
するための排ガス吸引量も蓄熱体の最大容量（蓄熱式バ
ーナーの最大容量）を吸引して蓄熱する。このように燃
焼負荷が減少したとき、燃焼空気比を増加して燃焼用空
気量を増加することによって、燃焼側蓄熱式バーナーの
燃焼負荷が減少したときも燃焼負荷の増大（バーナー容
量の最大値近傍）時とほぼ同一にする。従って燃焼負荷
が減少したときは、燃焼空気比の増加によって増量し
た、排ガスに加熱帯及び均熱帯からの流入した高温排ガ
スと混合して蓄熱側蓄熱式バーナーへ吸引し、高効率で
蓄熱するものである。
【０００８】このような蓄熱式バーナーの燃焼負荷の変
更量と、燃焼空気比の増減量の関係は加熱炉の容量等に
基づき、常時燃焼用空気量と排ガス吸引量が蓄熱式バー
ナー燃焼容量の最大値近傍になるごとく制御するもので
ある。
【０００９】次に本発明方法の一例を図面により説明す
る。図１において、蓄熱体１を付設した蓄熱式バーナー
２を一側Ａと他側Ｂに対称に配設した予熱帯３、通常バ
ーナー４を一側Ａと他側Ｂに対称にそれぞれ配設した加
熱帯５及び均熱帯６からなる加熱帯７において、予熱炉
帯一側Ａの蓄熱式バーナー２の蓄熱体１へ送風機８から
燃焼用空気を供給し、蓄熱体１で予熱して蓄熱式バーナ
ー２へ供給する。この蓄熱式バーナー２へ燃料（コーク
ス炉発生ガス等）を別系統（図示せず）から供給して燃
焼加熱し、その排ガスを他側Ｂの蓄熱式バーナー２が吸
引して排ガス顕熱を蓄熱体１に蓄熱し、蓄熱後の排ガス
を煙道１４の熱交換器９の排ガス出側に排気する。この
ような一側Ａの蓄熱式バーナー２と他側Ｂの蓄熱式バー
ナー２の燃焼、蓄熱を交互に繰り返して蓄熱型交番燃焼
加熱により予熱帯３を加熱する。この予熱帯３に続き、
一側Ａと他側Ｂに対称に配設した加熱帯５及び均熱帯６
の通常バーナー４へ送風器８から熱交換器９を介して、
予熱した燃焼用空気を供給し、同時に燃料を（コークス
炉発生ガス等）を別系統（図示せず）から供給して燃焼
加熱する。被加熱材１１は、加熱帯７入側１０から予熱
帯３装入し、予熱後の被加熱材１１を加熱帯５及び均熱
帯６へ順次移動して加熱、均熱後、加熱炉７の出側１２
から抽出する。加熱帯５及び均熱帯６の排ガスは、予熱
帯３へ流れ予熱帯３に接続された煙道１４へ排気されて
熱交換器９で加熱帯５及び均熱帯６の燃焼用空気を予熱
後、煙突１３から放散する。
【００１０】このような加熱炉７の被加熱材１１の加熱
に際し、前記のごとく、予熱帯３の燃焼側蓄熱式バーナ
ー２の燃焼用空気供給量と、蓄熱側蓄熱式バーナー２の
排ガス吸引量を蓄熱式バーナー２容量の最大値近傍に設
定し、蓄熱式バーナー２の燃焼負荷が減少したとき燃焼
空気比を増量し、常時蓄熱式バーナー２容量の最大値近
傍の燃焼用空気量と排ガス吸引量を確保して、予熱帯３
へ流入する加熱帯５及び均熱帯６の高温排ガスの一部と
ともに蓄熱側蓄熱式バーナー２へ吸引することによっ
て、蓄熱量を増加することができ熱効率を向上するもの
である。
【００１１】
【実施例】次に、本発明方法の実施例を比較例とともに
挙げる。 実施例 １）予熱帯 （１）燃焼用空気供給量：１７０Nm3/分（設計最大供給
量１８０Nm3/分、設計最小供給量３５Nm3/分）、燃料供
給量２３Nm3/分（コークス炉発生ガス）。 （２）排ガス吸引量：１４８Nm3/分（設計最大供給量１
７０Nm3/分、設計最小供給量３４Nm3/分）、燃料供給量
２３Nm3/分（コークス炉発生ガス）。 （３）燃焼空気比：１．６０ （４）交番燃焼時間：４０秒間隔、予熱帯温度１１００
℃。 ２）加熱帯 （１）燃焼用空気供給量：３０６Nm3/分、燃料供給量６
４Nm3/分（コークス炉発生ガス）、加熱帯温度１３００
℃。 ３）均熱帯 （１）燃焼用空気供給量：１７０Nm3/分、燃料供給量３
５Nm3/分（コークス炉発生ガス）、加熱帯温度１２５０
℃。 このような加熱炉の操業において、予熱帯の蓄熱式バー
ナーの燃焼負荷を９５％（最大値近傍）〜６０％間で調
整しながら燃焼加熱し、燃焼負荷９５％のとき燃焼空気
比：１．０５、燃焼負荷６０％のとき燃焼空気比：１．
６０で、燃焼負荷９５％から６０％間の燃焼負荷に比例
して燃焼空気比を増減して３０日間連続燃焼制御しつ
つ、加熱操業した。
【００１１】
【比較例】上記条件で操業するに際し、予熱帯の燃焼負
荷９５％のとき燃焼用空気供給量１７０Nm3/分、排ガス
吸引量：１６２Nm3/分、燃焼負荷６０％のとき燃焼用空
気供給量１１０Nm3/分、排ガス吸引量：１００Nm3/分と
し、燃焼負荷９５％〜６０％間の燃焼負荷に比例して、
燃焼用空気供給量と排ガス吸引量を増減し、燃焼用空気
比１．０５と常時一定にして３０日間連続燃焼制御しつ
つ、加熱操業した。このようにして操業したところ、実
施例は比較例に比べ５％の低燃料原単位で加熱すること
ができた。
【００１２】
【発明の効果】本発明方法によれば、加熱炉の熱効率を
向上することができ、また蓄熱式バーナーの燃焼負荷の
減少時においても、蓄熱式バーナーには十分な蓄熱量が
あり、燃焼負荷の減少から増量へ移行するとき即応で
き、生産性を高めることができる等の優れた効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の一例を示す側面図である。
【図２】本発明方法の蓄熱式バーナーの燃焼負荷と燃焼
用空気供給量、排ガス吸引量、燃焼用空気比との関係を
示す図表である。
【図３】従来の蓄熱式バーナーの燃焼負荷と燃焼用空気
供給量、排ガス吸引量、燃焼用空気比との関係を示す図
表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−228632（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−200328（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−200321（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 1/52 C21D 9/00 101 F23L 15/02 F27D 17/00 101

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 煙道が接続された予熱帯に蓄熱式バーナ
    ーを配設し、加熱帯及び均熱帯に通常バーナーを配設し
    て燃焼制御するに際し、予熱帯の燃焼側蓄熱式バーナー
    への燃焼用空気供給量と蓄熱側蓄熱式バーナーの排ガス
    吸引量を蓄熱式バーナー容量の最大値近傍に設定し、燃
    焼側蓄熱式バーナーの燃焼負荷が減少したとき、燃焼空
    気比を増加して加熱帯及び均熱帯から流入した高温排ガ
    スとともに、蓄熱式バーナーに吸引して蓄熱量を増加す
    ることを特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。
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