JP3417789B2 - 連続焼鈍炉 - Google Patents

連続焼鈍炉

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JP3417789B2 JP07340297A JP7340297A JP3417789B2 JP 3417789 B2 JP3417789 B2 JP 3417789B2 JP 07340297 A JP07340297 A JP 07340297A JP 7340297 A JP7340297 A JP 7340297A JP 3417789 B2 JP3417789 B2 JP 3417789B2
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    • 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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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は連続焼鈍炉に関す
る。さらに詳しくは、蓄熱式ラジアントチューブバーナ
ー装置の切替装置が故障しても加熱帯を停止させなくて
もよい連続焼鈍炉に関する。
【0002】
【従来の技術】連続焼鈍炉における加熱帯は、あるゾー
ンごとに設定炉温を変更する必要があるために、通常8
〜20mの長さで複数のゾーンに区分けされており、各
ゾーンごとの燃焼制御装置により加熱帯に配置された複
数の加熱手段の燃焼を制御するようにしている。前記加
熱手段としては、高効率で省エネルギーが図れるととも
に、燃焼によるNOxが低減できる蓄熱式ラジアントチ
ューブバーナー装置(以下、チューブバーナー装置とい
う)が採用されている。このチューブバーナー装置は、
図5に示すように、U字状に形成されたラジアントチュ
ーブ50の両端に蓄熱体51a、51bおよびバーナー
52a、52bをそれぞれ設け、一端のバーナーAを燃
焼させているときは、他端のバーナーBは休止させ、そ
の燃焼排ガスを他端の蓄熱体51bに貫流させることに
より、蓄熱体51bに熱を蓄えるとともに、短期間、た
とえば30秒ごとにバーナー52a、52bの燃焼を交
互に繰り返しており、そして蓄熱体51a、51bに蓄
えられた熱で燃焼用空気を予熱するようにしている。こ
の交互燃焼の切替装置は、小規模な炉では、チューブバ
ーナー装置ごとに設置しても良いが、連続焼鈍炉のよう
な中−大規模の炉では、設備費の観点から通常ゾーンに
一式設置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記チ
ューブバーナー装置の燃焼切替えは、電磁弁または切替
弁などの切替装置により行なわれており、その稼働回数
が年間100万回以上になるため、切替電磁弁のコイル
焼損、切替弁の開閉動作の不良または切替弁の開閉セン
サの故障などによる切替装置の寿命が問題となる。その
ため、1つの切替装置が故障したら、該切替装置で燃焼
制御されているチューブバーナー装置が停止する。チュ
ーブバーナー装置の停止は、チューブバーナー装置が配
置されているゾーン全体の停止となり、最悪時には加熱
帯を停止しなければならないばあいがある。かかるばあ
い、生産性が低下するという問題がある。
【0004】本発明は、叙上の事情により、チューブバ
ーナー装置の切替装置が故障しても、加熱帯を停止させ
ず、生産性を維持することができる連続焼鈍炉を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の連続焼鈍炉は、
U字状またはW字状のラジアントチューブの両端に蓄熱
体およびバーナーをそれぞれ設けてなる蓄熱式ラジアン
トチューブバーナー装置が複数台配置された加熱帯を複
数のゾーンに区分けして前記蓄熱式ラジアントチューブ
バーナー装置の燃焼制御を行なう連続焼鈍炉であって、
前記複数のゾーンの各ゾーン内の蓄熱式ラジアントチュ
ーブバーナー装置を所定数のグループに分割するととも
に、各グループの蓄熱式ラジアントチューブバーナー装
置に供給される燃焼用配管にグループ燃焼制御手段を連
結し、前記所定数のグループの中のあるバーナーに故障
が発生したとき、当該バーナーがあるグループ燃焼制御
手段を停止し、残りのグループ燃焼手段を継続させるよ
う構成されてなることを特徴としている。前記バーナー
は、それぞれガス切替弁、空気切替弁および排ガス切替
弁を有しており、当該バーナーに故障が発生したとき、
該バーナーのガス切替弁および空気切替弁を閉じ、かつ
排ガス切替弁を開くよう構成されてなるのが好ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の連続焼鈍炉を説明する。
【0007】図1は本発明の連続焼鈍炉の一実施の形態
を示す模式図、図2は図1における連続焼鈍炉の断面
図、図3は図1におけるゾーンごとのチューブバーナー
装置の配管の一実施の形態を示す説明図、図4は図3に
おけるチューブバーナー装置のグループ配管を示す説明
図である。
【0008】図1に示すように、連続焼鈍炉は、無酸化
予熱帯1と、3つのゾーンZ1、Z2およびZ3に区分
けられた加熱帯2と、冷却帯3とからなり、加熱帯2の
所定の位置に設置されたフローターFにより鋼板Pを浮
上せしめて走行させているあいだに鋼板Pの上下に配置
された複数台のチューブバーナー装置4で鋼板Pを加熱
するように構成されている。前記フローターFによる鋼
板Pの浮上は、送風手段であるフローティングファン5
で吸引した炉内雰囲気ガスをダクトを介してフローター
Fのチャンバーに供給したのち、鋼板Pの裏面に噴射さ
せて行なっている。
【0009】前記チューブバーナー装置4は、図2に示
すように、U字状に形成されたラジアントチューブ6の
両端7が炉壁8a、8bを貫通して炉外に突出するよう
に取り付けられている。チューブバーナー装置4の姿勢
は、鋼板Pより上側では、鋼板Pに対して垂直方向にな
るようにされ、鋼板Pより下側では、鋼板Pに対して水
平方向になるようにされている。前記垂直方向のチュー
ブバーナー装置4は、水平方向のチューブバーナー装置
4を取り付けた炉壁8bに向き合う炉壁8aに取り付け
られているが、本発明においては、これに限定されるも
のではなく、炉壁8aおよび8bの両方に取り付けるこ
ともできる。前記ラジアントチューブ6の両端7には、
ハニカム形状のセラミックからなる蓄熱体9と、該蓄熱
体9を貫通して燃料ガスを吹き出す管状のバーナー10
とが設けられている。なお、本実施の形態では、前記U
字状に形成されたラジアントチューブを取り付けている
が、本発明においては、これに限定されるものではな
く、W字状に形成されたラジアントチューブを取り付け
ることもできる。
【0010】前記ゾーンZ1内の複数のチューブバーナ
ー装置4は、図3に示すように、8つのグループG1〜
G8に分割されている。なお、グループG1〜G4は、
炉壁8aに取り付けられたチューブバーナー装置4を分
割したものであり、グループG5〜G8は、炉壁8bに
取り付けられたチューブバーナー装置を分割したもので
ある。
【0011】グループG1では、図3〜4に示すように
4セットのチューブバーナー装置4a、4b、4cおよ
び4dが配管接続されている。その他のグループG2〜
G8についても、たとえばグループG2〜G3およびグ
ループG7〜G8では4セットに、グループG4では5
セットに、およびグループG5〜G6では3セットにそ
れぞれ配管接続されている。同様に、ゾーンZ2、Z3
においても、それぞれ4つのグループG1〜G4に分割
されている。
【0012】チューブバーナー装置4は、両端7におい
て交互に燃焼が行なわれるため、チューブバーナー装置
4に燃料ガスおよび燃料用空気を供給する配管系路には
a系路とb系路があり、グループG1における前記両端
7のバーナー10には、燃料ガスを供給する主管(メイ
ンガス管)11の分配管12の途中からa系路とb系路
に分配された枝管11a、11bが接続され、また前記
蓄熱体9の後方室13(図2参照)には、燃焼用空気を
供給する主管(メイン空気管)14からa系路とb系路
に分配された枝管14a、14bが接続されている。前
記後方室13には、排ガスを排出させるためのガス管1
5a、15bが接続されている。また、チューブバーナ
ー装置4に接続されたa系路の枝管11a、枝管14a
および排ガス管15aには、切替装置を構成するガス切
替弁16、空気切替弁17および排ガス切替弁18がそ
れぞれ連結されている。同様にb系路の枝管11b、枝
管14bおよび排ガス管15bにも、前記切替装置の各
切替弁が連結されている。
【0013】前記燃料ガスの主管11から各ゾーンZ1
〜Z3に分配された分配管19、20、21および前記
燃焼用空気の主管14から各ゾーンZ1〜Z3に分配さ
れた分配管22、23、24には、各ゾーンZ1〜Z3
における燃焼を管理するためのゾーン燃焼制御装置N
1,N2およびN3が連結されている。本実施の形態で
は、ゾーン燃焼制御装置N1〜N3としては、ガス流量
調節弁25と、空気流量調節弁26と、流量制御器とか
らなるものを用いることができる。このゾーン燃焼制御
装置N1〜N3におけるガス流量調節弁25の上流側に
は、各ゾーンZ1〜Z3へ供給される燃焼ガスの流量を
遮断するためのメインガスカット弁27が連結されてい
る。
【0014】なお、バーナー10には、メインガスに着
火するためのパイロットガスを供給する枝管28a、2
8bが前記枝管11a、11bのガス切替弁16の下流
側に接続されている。枝管28a、28bは、主管11
から分配された分配管29に接続されている。またメイ
ンガスに着火するためのパイロット空気を供給する主管
30から分配された枝管30a、30bが接続されてい
る。
【0015】a系路およびb系路における前記燃料ガス
の枝管11a、11bは、分配管12の途中にあるグル
ープ燃焼制御手段Aにより連結されている。またメイン
空気の枝管14a、14bは,グループ燃焼制御手段B
により連結されている。さらにパイロットガスの枝管2
8a、28bにもグループ燃焼制御手段Cにより連結さ
れている。グループ燃焼制御手段として、ガス関係の切
り替えにはガスカット弁を、また空気や排ガス関係の切
り替えにはバタ弁などを用いることができる。本実施の
形態によれば、メイン系統では、ガスとエアがa系路と
b系路へ流れるように交番切り替えをしており、パイロ
ット系統では、常時ガスとエアがa系路とb系路へ流れ
バーナーは着火している。
【0016】そして、グループの中のあるバーナーに交
番燃焼切り替えの故障が発生したとき、そのバーナーの
ガス切替え弁および空気切替え弁は閉じるが、排ガス切
替え弁は開き、また燃焼切替制御はグループごとに実施
されているので、グループのメインガスカット弁および
パイロットガスカット弁も閉として、グループ内のラジ
アントチューブバーナー装置を保護するようにされてい
る。なお、グループのメインエアカット弁はラジアント
チューブ内のガスパージのために開き、パイロット空気
はバーナー冷却保護のため継続して流れている。
【0017】一方、温度調節計や空気比設定器などの流
量制御器は、グループごとではなく通常経済性から各ゾ
ーンに一式設置されており、ガス閉で空気過剰となって
いる故障グループを遮断しないと当該ゾーン全体の空気
比が乱れ、最終的にはエア不足になり、当該ゾーンは燃
焼不良を引き起こす。そこで、交番切り替えの不良バー
ナーの発生グループのみ遮断するようにする。
【0018】なお、ゾーン全体では、残りのグループが
不良により停止したグループ分の燃焼負荷を請け負うこ
とになるが、個々のラジアントチューブの燃焼能力をこ
の不測の事態を考慮して設計しておくことにより、過加
熱による溶損などの問題はない。
【0019】つぎに本発明の連続焼鈍炉における燃焼制
御を説明する。加熱帯2における各ゾーンZ1〜Z3に
配置されたチューブバーナー装置4は、主管11、14
から各ゾーンZ1〜Z3に連結されたゾーン燃焼制御装
置N1〜N3により、通板される鋼板Pを約1100℃
程度まで加熱するように制御されている。そして、たと
えばゾーンZ1におけるグループG1のうち、いずれか
のチューブバーナー装置4の切替装置が故障したばあ
い、この故障したグループG1のグループ燃焼制御手段
Aを停止し、グループG1のチューブバーナー装置のメ
イン燃焼を停止するとともに、パイロットガス系のグル
ープ燃焼手段Cも停止する。このとき、グループ燃焼制
御手段Bはラジアントチューブ内の残りガスをパージす
るために開いたままである。かかるばあい、故障グルー
プが属するゾーン全体の燃焼空気比が乱れることとなる
ため最終的にはグループ燃焼手段Bを閉止し、当該グル
ープは燃焼遮断状態となる。そして、故障したチューブ
バーナー装置が修理復旧するまでのあいだ、残りのグル
ープで、燃焼負荷を上げるなどを行なって、当該ゾーン
の必要炉温を確保したり、停止グループ数が多いばあい
は鋼板の通板速度を下げて加熱能力を補うなどして操業
を行なう。これにより、チューブバーナー装置の切替装
置の故障時による生産障害を最小限に止められる。
【0020】なお、本実施の形態では、フローティング
式連続焼鈍炉について説明を行なったが、本発明は、こ
れに限定されるものではなく、炉内サポートロールによ
る搬送炉にも用いることができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
加熱帯の各ゾーンに配置された複数のチューブバーナー
装置をさらに細かく小グループに分割したことにより、
チューブバーナー装置の切替装置が故障したばあい、ゾ
ーン全体を停止することなく、当該チューブバーナー装
置のグループのみを停止し、修復を行なうあいだ、他の
グループのチューブバーナー装置により燃焼負荷を上げ
たり、少し被加熱物の通板速度を下げるなどして焼鈍作
業を続行することができる。その結果、生産性を低下さ
せることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の連続焼鈍炉の一実施の形態を示
す模式図である。
【図2】図1における連続焼鈍炉の断面図である。
【図3】図1におけるゾーンごとのチューブバーナー装
置の配管の一実施の形態を示す説明図である。
【図4】図3におけるチューブバーナー装置のグループ
配管を示す説明図である。
【図5】従来の連続焼鈍炉の加熱帯に配置されているチ
ューブバーナー装置である。
【符号の説明】
1 無酸化予熱帯 2 加熱帯 3 冷却帯 4 チューブバーナー装置 5 フローティングファン 6 ラジアントチューブ 7 両端 8a、8b 炉壁 9 蓄熱体 10 バーナー A,B、C グループ燃焼制御装置 G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8
グループ N1、N2、N3 ゾーン燃焼制御装置 Z1、Z2、Z3 ゾーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−218142(JP,A) 特開 平6−200329(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23N 5/00 F23D 14/12 F23L 15/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 U字状またはW字状のラジアントチュー
    ブの両端に蓄熱体およびバーナーをそれぞれ設けてなる
    蓄熱式ラジアントチューブバーナー装置が複数台配置さ
    れた加熱帯を複数のゾーンに区分けして前記蓄熱式ラジ
    アントチューブバーナー装置の燃焼制御を行なう連続焼
    鈍炉であって、前記複数のゾーンの各ゾーン内の蓄熱式
    ラジアントチューブバーナー装置を所定数のグループに
    分割するとともに、各グループの蓄熱式ラジアントチュ
    ーブバーナー装置に供給される燃焼用配管にグループ燃
    焼制御手段を連結し、前記所定数のグループの中のある
    バーナーに故障が発生したとき、当該バーナーがあるグ
    ループ燃焼制御手段を停止し、残りのグループ燃焼手段
    を継続させるよう構成されてなることを特徴とする連続
    焼鈍炉。
  2. 【請求項2】 前記バーナーは、それぞれガス切替弁、
    空気切替弁および排ガス切替弁を有しており、当該バー
    ナーに故障が発生したとき、該バーナーのガス切替弁お
    よび空気切替弁を閉じ、かつ排ガス切替弁を開くよう構
    成されてなる請求項1記載の連続焼鈍炉。
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