JP3371652B2 - 加熱炉 - Google Patents

加熱炉

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JP3371652B2 JP29446095A JP29446095A JP3371652B2 JP 3371652 B2 JP3371652 B2 JP 3371652B2 JP 29446095 A JP29446095 A JP 29446095A JP 29446095 A JP29446095 A JP 29446095A JP 3371652 B2 JP3371652 B2 JP 3371652B2
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宗浩 石岡
峻一 杉山
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、加熱炉、特に被
加熱物の酸化が抑制され、かつ燃焼効率も高い加熱炉に
関する。 【0002】 【従来の技術】蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉は、
燃焼バーナに付設した蓄熱体に、高温の燃焼排ガスの保
有する顕熱を蓄熱し、燃焼時に燃焼空気をこの蓄熱体を
通して高温に予熱して燃焼に供するので、燃焼効率の高
い加熱炉として近年製鉄所等で採用されている。 【0003】ところで、蓄熱式燃焼バーナを配置した加
熱炉において、被加熱物を加熱する場合に、燃料と燃焼
空気とが混合された状態で供給され、被加熱物の表面近
傍で燃焼が行われると、被加熱物の表面が容易に酸化さ
れ、発生したスケールが成品の表面に残留して、品質が
低下するという問題がある。 【0004】上述のような問題があるため、特開平7−
102313号公報において開示された加熱炉用蓄熱型
交番燃焼バーナにおいては、図2に示すように、燃料供
給孔51を炉壁52から炉53内に30cm程度突き出
す状態に設けて、燃料54が被加熱物55を覆うように
噴射されるようにしている。 【0005】そして、燃焼空気孔56は、炉壁52から
炉53内に突き出さないように、かつ燃焼空気57は前
記燃料54よりも被加熱物55から離れた位置に噴射さ
れるように設けられており、燃焼によって発生する火炎
58は、燃料54に遮られて直接被加熱物55に当たら
ないようになっている。すなわち、被加熱物55近傍の
炉53内の雰囲気は、還元性雰囲気となっており、これ
により被加熱物55の酸化が抑制されるというものであ
る。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平7−102313号公報において開示された加
熱炉用蓄熱型交番燃焼バーナを配置した加熱炉で、被加
熱物を加熱しようとする場合、次のような問題点があっ
た。すなわち、炉内に噴射された燃料がすぐに燃焼され
ないので、バーナと被加熱物の相対位置関係によって
は、未燃焼の燃料を含有した燃焼排ガスが、排気状態に
ある他の燃焼バーナに吸引されて炉外に排出されること
がある。これは操業上好ましくないことであるし、多量
に排出されると燃焼効率が低くなるという問題点があっ
た。 【0007】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、被加熱物の酸
化を抑制できるとともに、燃焼効率の高い加熱炉を提供
することを目的としている。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の通
りである。1.バッチ式加熱炉であって、被加熱物を燃料で覆うよ
うにして低空気比で燃焼する二本一組の蓄熱式燃焼バー
ナが長手方向両端部の炉壁に隣接して配置されており、
前記蓄熱式燃焼バーナの燃焼によって発生する未燃焼可
燃成分を含んだ燃焼ガスを完全燃焼させるための高温燃
焼空気の供給と燃焼排ガスの吸引を行う燃焼空気供給ノ
ズルが、炉天井の前記蓄熱式燃焼バーナのそれぞれの燃
焼ガス流路上となる位置に備えられているとともに、前
記蓄熱式燃焼バーナの交番燃焼と同調し、高温燃焼空気
の供給と燃焼排ガスの吸引を行うように配置されている
ことを特徴とするバッチ式加熱炉。 【0009】蓄熱式燃焼バーナは、被加熱物を燃料で覆
うようにして空気比1.0未満の低空気比で燃焼するの
で、被加熱物の表面近傍の炉内雰囲気は還元性雰囲気と
なり、被加熱物の表面の酸化は抑制される。また、蓄熱
式燃焼バーナであるので、高温の予熱空気が得られ、被
加熱物の回りで吹き消え等の異常燃焼が発生しない。 【0010】高温燃焼空気は、蓄熱式燃焼バーナの燃焼
ガスの流路に向けて供給されるので、高温燃焼空気と燃
焼ガスが混合する。蓄熱式燃焼バーナの低空気比燃焼に
よって発生する燃焼ガス中の未燃焼可燃成分は、高温燃
焼空気によって十分な酸素を供給されて完全燃焼する。
なお、安定な燃焼をさせるために、高温燃焼空気の温度
は、未燃焼可燃成分の着火温度以上とする。 【0011】したがって、本発明の加熱炉を使用するこ
とにより、被加熱物の酸化が防止でき、かつ燃焼効率も
低下しない。 【0012】 【発明の実施の形態】本発明の第一の実施形態の加熱炉
を、バッチ炉の場合を例にとり、図1により説明する。
図1の平面図に示すバッチ炉1は、鋼スラブ21をバッ
チ加熱するための炉である。長手方向両端部の炉壁1a
および1bには、交番燃焼する2本1組の蓄熱式燃焼バ
ーナ2aと2bおよび2cと2dが設けられている。蓄
熱式燃焼バーナ2a、2b、2cおよび2dは、それぞ
れ燃焼空気と燃焼排ガスの通路となる流体通路3a、3
b、3cおよび3dと、それぞれの流体通路に設けられ
た蓄熱体4a、4b、4cおよび4dと、燃料を供給す
るための燃料配管5a、5b、5cおよび5dとから構
成されている。 【0013】そして、燃焼空気供給ブロア6Aからは、
四方弁7Aを経由して燃焼空気が流体通路3aまたは3
bに供給され、逆に流体通路3aまたは3bを通った燃
焼排ガスが四方弁7Aを経由して排出されるようになっ
ている。 【0014】同様に、燃焼空気供給ブロア6Bからは、
四方弁7Bを経由して燃焼空気が流体通路3cまたは3
dに供給され、逆に流体通路3cまたは3dを通った燃
焼排ガスが四方弁7Bを経由して排出されるようになっ
ている。 【0015】また、炉1の天井には、燃焼空気供給ノズ
ル8Aおよび8Bが設けられており、燃焼空気供給ノズ
ル8Aおよび8Bには、それぞれ蓄熱体9Aおよび9B
が設けられている。そして、燃焼空気供給ブロア6Cか
らは、四方弁7Cを経由して燃焼空気が燃焼空気供給ノ
ズル8Aまたは8Bに供給され、逆に燃焼空気供給ノズ
ル8Aまたは8Bを通った燃焼排ガスが四方弁7Cを経
由して排出されるようになっている。 【0016】このバッチ炉1の操業方法を説明すると次
のとおりである。すなわち、蓄熱式燃焼バーナ2aと2
bおよび蓄熱式燃焼バーナ2cと2dは、30秒毎に交
番燃焼している。そして、蓄熱式燃焼バーナ2aで燃焼
しているときには、蓄熱式燃焼バーナ2bで燃焼排ガス
の排出を行い、同様に蓄熱式燃焼バーナ2cで燃焼して
いるときには、蓄熱式燃焼バーナ2dで燃焼排ガスの排
出を行う。 【0017】また、炉1の天井に設けられた燃焼空気供
給ノズル8Aおよび8Bにおいても、これに同調して、
燃焼空気の供給と蓄熱とが繰り返される。すなわち、燃
焼空気供給ノズル8Aから、燃焼空気供給ブロア6Cに
より送られ蓄熱体9Aで高温に予熱された燃焼空気を炉
1内に供給しているときには、燃焼空気供給ノズル8B
では、炉1内の燃焼排ガスを吸引し、蓄熱体9Bに燃焼
排ガスの保有する顕熱を蓄熱し、逆に燃焼空気供給ノズ
ル8Bから、燃焼空気を炉1内に供給しているときに
は、燃焼空気供給ノズル8Aでは、蓄熱するようにして
いる。 【0018】このバッチ炉1の操業をさらに詳述する
と、燃焼空気供給ブロア6A、6Bおよび6Cの回転数
を制御して、燃焼空気供給ブロア6Aと6Bと6Cによ
り供給される燃焼空気流量の合計が、燃料配管5aと5
cまたは5bと5dを流れる燃料の流量の合計に対し、
一定比率(空気比1.0以上となるような比率)となる
ようにする。 【0019】さらに、燃料配管5aまたは5bを流れる
燃料の流量と燃焼空気供給ブロア6Aで供給される燃焼
空気流量の比、燃料配管5bまたは5dを流れる燃料の
流量と燃焼空気供給ブロア6Bで供給される燃焼空気流
量の比が一定比率(空気比0.8以下となるような比
率)となるようにする。 【0020】このようにして、操業することにより、鋼
スラブ21の周りは還元性の燃焼排ガスで覆われるの
で、鋼スラブ21の酸化が抑制される。 【0021】また、燃焼排ガス中の未燃焼可燃成分は、
炉天井から供給する高温の燃焼空気により完全燃焼され
るので、燃焼効率も低下しない。 【0022】なお、この例では、高温燃焼空気の供給口
を炉天井に設けた例を示したが、供給口の位置は炉天井
に限定されるものではなく、蓄熱式燃焼バーナの燃焼ガ
スの流れ状況に応じて、その流路に向けて適切な位置を
選択できる。被加熱物の形状や炉の形によっては燃焼用
空気の供給口は蓄熱式燃焼バーナと別の炉壁であっても
よいし、炉の床部分から、ないしこれらの併用であって
もよい。 【0023】 【0024】 【0025】 【0026】 【0027】 【0028】 【0029】 【0030】 【0031】 【0032】 【実施例】本発明の加熱炉の効果を確認するために、炉
高2m、炉幅4m、炉長2mのバッチ炉の炉幅側両側壁
に、2本1組で燃焼と燃焼排ガスの排気を交互に受け持
ち、被加熱物を燃料で覆うようにして低空気比で燃焼す
る蓄熱式燃焼バーナ(バーナ容量80万kcal/h/
基)を配置し、予熱温度1150℃の燃焼空気を炉の天
井に設けた高温燃焼空気供給手段から供給しながら、空
気比0.85で、製鉄所副生混合ガス(発熱量2700
kcal/Nm3 )を燃焼させて、0.2%C炭素鋼ス
ラブを加熱した。そして、このスラブの加熱時間は15
0分、抽出温度は1150℃であった。 【0033】以上の条件により操業を行った結果を、炉
天井から高温燃焼空気を供給しない合(比較例)と比較
して、表1に示す。 【0034】 【表1】 【0035】表1から明らかなように、本発明の加熱炉
により被加熱物を加熱したときの方が、スケール発生率
を同一水準に保ちつつ、比較例よりも大幅に燃焼排ガス
中のCO濃度を低減させていることが分かる。 【0036】 【発明の効果】この発明により、被加熱物が過剰に酸化
せず、かつ酸化を防止しようとした場合に燃焼効率が低
下することもない。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施形態の加熱炉の説明図である。 【図2】被加熱物を燃料で覆うようにして低空気比で燃
焼する蓄熱式燃焼バーナの説明図である。 【符号の説明】 1 バッチ炉 2a,2b,2c,2d 蓄熱式燃焼バーナ 3a,3b,3c,3d 流体通路 4a,4b,4c,4d 蓄熱体 5a,5b,5c,5d 燃料配管 6A,6B,6C 燃料空気供給ブロア 7A,7B,7C 四方弁 8A,8B 燃焼空気供給ノズル 9A,9B 蓄熱体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 1/52 C21D 9/00 F23L 15/02 F27D 17/00 101

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】【請求項1】バッチ式加熱炉であって、被加熱物を燃料
    で覆うようにして低空気比で燃焼する二本一組の蓄熱式
    燃焼バーナが長手方向両端部の炉壁に隣接して配置され
    ており、前記蓄熱式燃焼バーナの燃焼によって発生する
    未燃焼可燃成分を含んだ燃焼ガスを完全燃焼させるため
    の高温燃焼空気の供給と燃焼排ガスの吸引を行う燃焼空
    気供給ノズルが、炉天井の前記蓄熱式燃焼バーナのそれ
    ぞれの燃焼ガス流路上となる位置に備えられているとと
    もに、前記蓄熱式燃焼バーナの交番燃焼と同調し、高温
    燃焼空気の供給と燃焼排ガスの吸引を行うように配置さ
    れていることを特徴とするバッチ式加熱炉。
JP29446095A 1995-11-13 1995-11-13 加熱炉 Expired - Lifetime JP3371652B2 (ja)

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