JP3498436B2 - タンディッシュの無酸化保熱装置およびその制御方法 - Google Patents

タンディッシュの無酸化保熱装置およびその制御方法

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JP3498436B2
JP3498436B2 JP19544795A JP19544795A JP3498436B2 JP 3498436 B2 JP3498436 B2 JP 3498436B2 JP 19544795 A JP19544795 A JP 19544795A JP 19544795 A JP19544795 A JP 19544795A JP 3498436 B2 JP3498436 B2 JP 3498436B2
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

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、連続鋳造用のタ
ンディッシュを繰り返し使用するために、タンディッシ
ュを無酸化保熱する装置およびその制御方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】溶鋼を取鍋から受け取って鋳型へ分配す
るタンディッシュは、それ自体は発熱体を持たないた
め、使用に当たっては、別途に加熱手段で加熱して、鋳
込み可能温度を確保する必要がある。また、複数台のタ
ンディッシュを交換しながら連・連鋳する場合、例え
ば、鋼種変更などのように、待機中のタンディッシュと
交換し、現使用のものは次の再使用時まで待機させるよ
うな場合には、その再使用タンディッシュについても、
同じく鋳込み可能温度への加熱が必要となる。
【0003】このような場合、一般には、タンディッシ
ュの予熱カバーに設けたガスバーナを加熱手段として用
い、このガスバーナに、例えばコークスガスのような燃
料ガスに理論必要量の 110〜120 %の空気を混入したも
のを送ってタンディッシュ内で燃焼させ、これによりタ
ンディッシュ内面を、予め1200〜1300℃に加熱するよう
にしている。
【0004】ところが、この場合、燃焼ガス中に過剰の
酸素が混入するため、先の使用(前チャージ)による残
鋼・残滓が酸化されてFeOが生成する、いわゆるFeOピ
ックアップが生じる。このため、次チャージにおいて、
鋼中成分のAlとFeOとが反応してAl2O3 が生成され、そ
の結果、下工程においてAl2O3 に起因したヘゲ・フクレ
等の品質欠陥を生じることになる。
【0005】このようなFeOピックアップを防止する方
法として、例えば、特開平4−22567号公報には、
予熱用ガスバーナに供給する空気量を、供給ガス量に対
する理論必要量の70〜100 %とすることにより、タンデ
ィッシュ内の雰囲気酸素濃度を低くして、残鋼の酸化を
抑制するというタンディッシュ予熱方法が開示されてい
る。
【0006】また、特開平2−37949号公報には、
タンディッシュ内の予熱終了に伴って、燃料の供給を停
止すると同時に、不活性ガスであるArガスでバーナ内の
残燃料を追い出して予熱カバー内で燃焼させ、同時にガ
ス置換専用Ar配管から置換用Arガスを送って、タンディ
ッシュ内の燃焼ガスを短時間でArガスにより置換して残
鋼の酸化を抑制するようにしたタンディッシュ内のガス
置換技術が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平4−22567号公報、特開平2−37949号公
報に開示されているものは、いずれも、タンディッシュ
の使用に際して鋳込み可能温度を確保するのに、空気と
混合した燃料ガスをタンディッシュ内部で燃焼させて、
タンディッシュの内壁を1200〜1300℃まで予熱すること
を前提としている。このため、残鋼の酸化を充分に抑制
することができないという問題がある。
【0008】すなわち、特開平2−37949号公報に
おいては、予熱終了後にわざわざ不活性ガスをタンディ
ッシュ内に吹き込んで燃焼ガスと残存酸素をパージし
て、非酸化雰囲気に置換するようにしているが、たとえ
不活性ガスのパージ方法を改善して予熱後のガス置換完
了までの時間を多少短縮したとしても、ガスパージによ
りタンディッシュ内壁温度が低下して熱損失が生じる
し、また加熱中の過剰酸素による残滓の酸化までをも防
止することはできないという問題がある。
【0009】また、特開平4−22567号公報におい
ては、予熱ガスバーナへの空気量を理論必要量以下とす
ることにより、不活性ガスパージを行わずに残鋼の酸化
を抑制するようにしているので、ガスパージによるタン
ディッシュ内壁の温度低下は生じないが、予熱用ガスバ
ーナへの供給空気量を、理論必要量の70〜100 %として
いるため、残鋼の酸化を充分に抑制することができな
い。なお、酸化を完全に防止するためには、バーナの理
論空気量を50%以下にする必要があるが、このように
すると加熱コストがかかるうえに、酸素不足による不完
全燃焼となるために、未燃ガスによる防爆やCO中毒防
止等の安全上の対策が必要となり、設備が大がかりにな
るという問題が生じることになる。
【0010】このような問題を解決するため、本出願人
は、複数台の蓄熱式予熱器を交互に切り替えつつ不活性
ガスを所定温度に加熱する操作を繰り返し、得られる高
温の不活性ガスをタンディッシュ内に供給して、タンデ
ィッシュス内を加熱するタンディッシュの無酸化保熱方
法を開発している。かかる保熱方法によれば、タンディ
ッシュ内に高温の不活性ガスを送り込んで保熱するの
で、燃料ガスのタンディッシュ内燃焼という従来の予熱
を省き、残鋼の酸化を完全に防止できると共に、タンデ
ィッシュ再使用までの待機可能時間を延長できるという
利点がある。
【0011】この発明の第1の目的は、上記の保熱方法
を簡単な構成で実施し得るタンディッシュの無酸化保熱
装置を提供することにある。
【0012】また、第2の目的は、かかる無酸化保熱装
置によりタンディッシュを安全かつ確実に無酸化保熱で
きる制御方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、この発明は、タンディッシュを不活性ガスで加
熱して無酸化保熱するための装置であって、前記タンデ
ィッシュに着脱自在に連結され、それぞれ燃焼室および
蓄熱室を有する少なくとも二台の蓄熱式予熱器と、各燃
焼室にそれぞれ連結して設けられ、当該燃焼室内に燃料
ガスを選択的に供給する燃料ガス弁、および燃焼空気を
選択的に供給する燃空弁と、各蓄熱室にそれぞれ連結し
て設けられ、当該蓄熱室を選択的に大気に開放する排気
弁、および当該蓄熱室内に選択的に不活性ガスを供給す
る不活性ガス切替弁とを有し、前記少なくとも二台の蓄
熱式予熱器から、前記タンディッシュ内に加熱された不
活性ガスが交互に連続的に供給されるように、前記各蓄
熱式予熱器において、対応する燃料ガス弁、燃空弁およ
び排気弁を開、不活性ガス切替弁を閉として、燃焼室内
で燃料ガスを燃焼させて蓄熱室を加熱し、その排ガスを
排気弁を経て大気に排出する蓄熱室加熱動作と、燃料ガ
ス弁、燃空弁および排気弁を閉、不活性ガス切替弁を開
として、不活性ガスを加熱された蓄熱室を経て加熱して
タンディッシュ内に供給する不活性ガスの吹き込み動作
とを交互に行うよう構成したことを特徴とするもので
ある。
【0014】前記各蓄熱式予熱器の燃焼室と、対応する
燃料ガス弁との通路には、該通路内の燃料ガスを不活性
ガスにより選択的にパージする不活性ガス遮断弁を設け
るのが、燃焼ガスの消火をより確実にする点で好まし
い。
【0015】 上記第2の目的を達成するため、この発
明は、タンディッシュに着脱自在に連結され、それぞれ
燃焼室および蓄熱室を有する少なくとも二台の蓄熱式予
熱器と、各燃焼室にそれぞれ連結して設けられ、当該燃
焼室内に燃料ガスを選択的に供給する燃料ガス弁、およ
び燃焼空気を選択的に供給する燃空弁と、各蓄熱室にそ
れぞれ連結して設けられ、当該蓄熱室を選択的に大気に
開放する排気弁、および当該蓄熱室内に選択的に不活性
ガスを供給する不活性ガス切替弁とを有するタンディッ
シュの無酸化保熱装置を制御して、前記少なくとも二台
の蓄熱式予熱器から、前記タンディッシュ内に加熱され
た不活性ガスが交互に連続的に供給されるように、前記
各蓄熱式予熱器において、対応する燃料ガス弁、燃空弁
および排気弁を開、不活性ガス切替弁を閉として、燃焼
室内で燃料ガスを燃焼させて蓄熱室を加熱し、その排ガ
スを排気弁を経て大気に排出する蓄熱室加熱動作と、燃
料ガス弁、燃空弁および排気弁を閉、不活性ガス切替弁
を開として、不活性ガスを加熱された蓄熱室を経て加熱
してタンディッシュ内に供給する不活性ガスの吹き込み
動作とを交互に行うにあたり、前記少なくとも二台の
蓄熱式予熱器の切り替え時に同期して、一方の蓄熱式予
熱器に対応する燃料ガス弁を閉にし、該燃料ガス弁がほ
ぼ完全に閉になるのに同期して、前記一方の蓄熱式予熱
器に対応する燃空弁を閉とし、次に、該燃空弁がほぼ完
全に閉になってから所定時間経過後、前記一方の蓄熱式
予熱器に対応する排気弁を閉とし、その後、該排気弁が
ほぼ完全に閉になるのに同期して前記一方の蓄熱式予熱
器に対応する不活性ガス切替弁を開とし、次に、該不活
性ガス切替弁がほぼ完全に開になるのに同期して、他方
の蓄熱式予熱器に対応する不活性ガス切替弁を閉とし、
その後、該不活性ガス切替弁がほぼ完全に閉になるのに
同期して、前記他方の蓄熱式予熱器に対応する排気弁を
開とし、次に、該排気弁がほぼ完全に開になってから所
定時間経過後、前記他方の蓄熱式予熱器に対応する燃空
弁を開とし、その後、該燃空弁がほぼ完全に開になって
から所定時間経過後、前記他方の蓄熱式予熱器に対応す
る燃料ガス弁を開とすることを特徴とするものである。
【0016】 前記各蓄熱式予熱器に対応する排気弁か
らの排ガス量は、当該蓄熱式予熱器における燃焼ガス量
と、他方の蓄熱式予熱器から前記タンディッシュ内に吹
き込まれる不活性ガスの回収ガス量と、排気ガスを希釈
するために選択的に供給されるダイリューション空気量
との総和で、前記回収ガス量は、前記タンディッシュ内
に吹き込まれる不活性ガス量よりも少なくなるよう制御
するのが、タンディッシュをより確実に無酸化保熱する
点で好ましい。
【0017】前記各蓄熱式予熱器において、前記燃空弁
がほぼ完全に開になってから、前記燃料ガス弁を開にす
るまでの所定時間T(sec) は、前記燃焼室の容量をV
(Nm 3 )、不活性ガスの回収ガス量をR(Nm3/sec
)とするとき、T>V/R、を満足するよう制御する
のが、燃料ガスの不燃を有効に防止し、酸素濃度を所望
の設定値以上に確実に維持する点で好ましい。
【0018】前記少なくとも二台の蓄熱式予熱器の切り
替え時において、前記タンディッシュ内への不活性ガス
の吹き込み量を増加させるよう制御するのが、タンディ
ッシュをより確実に無酸化保熱する点で好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図1は、この発明の一
実施例を示すものである。タンディッシュ1には、その
蓋1aの開口1b,1cにそれぞれ蓄熱式予熱器2A,
2Bを連結する。蓄熱式予熱器2Aには、例えば伝熱面
積を大きくするために、ボールやパイプ状にしたセラミ
ックや金属などからなる蓄熱体を充填した蓄熱室3A
と、この蓄熱室3Aの蓄熱体を加熱するための燃料ガス
の燃焼室4Aと、この燃焼室4A内に配置したメインバ
ーナ5Aおよびパイロットバーナ6Aとを設け、燃焼室
4Aを挿入管7Aを介してタンディッシュ1の開口1b
に連結する。他方の蓄熱式予熱器2Bにも、蓄熱式予熱
器2Aと同様に、蓄熱室3B、燃焼室4B、メインバー
ナ5Bおよびパイロットバーナ6Bを設け、燃焼室4B
を挿入管7Bを介してタンディッシュ1の開口1cに連
結する。
【0020】蓄熱式予熱器2Aにおいて、メインバーナ
5Aは、Mガス弁8A、流量調節弁9Aおよびオリフィ
ス10Aを介して、図示しないMガス供給源に連結すると
共に、N2 遮断弁11Aおよび減圧弁12を介して、図示し
ないN2 供給源に連結する。燃焼室4Aは、燃空弁13
A、流量調節弁14Aおよびオリフィス15Aを介して燃焼
空気を供給するファン16に連結する。蓄熱室3Aは、N
2 切替弁17A、オリフィス18、流量調節弁19および減圧
弁12を介してN2 供給源に連結すると共に、排気弁20
A、流量調節弁21Aおよびファン22を介して大気に開放
する。さらに、蓄熱室3Aは、ダイリューション弁23A
および手動バルブ24Aを介して大気に開放する。
【0021】ここで、Mガスは燃料ガスで、例えばLD
(転炉)ガスとC(コークス炉)ガスとの混合ガス、B
ガスとCガスとの混合ガス、あるいはCガスやLPG等
の燃料ガスを用いる。Mガス供給源からのMガスの圧力
は、圧力指示計(Pa)25で検出する。このMガスが供給
されるオリフィス10Aには、圧力(差圧)発振器26Aを
設け、この圧力発振器26Aの出力に基づいて流量指示調
節計(FIC )27Aによりメインバーナ5Aに供給される
Mガスの流量を測定する。
【0022】ファン16から供給される燃焼空気の圧力
は、圧力指示計(Pa)28で検出する。この燃焼空気が供
給されるオリフィス15Aには、圧力(差圧)発振器29A
を設け、この圧力発振器29Aの出力に基づいて流量指示
調節計(FIC )30Aにより燃焼室4Aに供給される燃焼
空気の流量を測定する。また、燃焼室4Aには、圧力
(差圧)発振器31Aを設け、その出力に基づいて温度指
示調節計(TIC )32Aにより燃焼室4Aの温度を検出
し、その検出温度、FIC 27AによるMガスの流量および
FIC 30Aによる燃焼空気の流量に基づいて、燃焼室4A
内の温度が所望の温度となるように、Mガスの流量調節
弁9Aおよび燃焼空気の流量調節弁14Aを、自動的にま
たは手動で調整するようにする。
【0023】燃焼室4Aには、さらに、圧力(差圧)発
振器33Aを設けて、その出力に基づいて圧力指示調節計
(PIC )34Aにより燃焼室4Aの圧力を検出する。ま
た、排気弁20Aの入り口側には、圧力(差圧)発振器35
Aを設けて、その出力に基づいてPIC 36Aにより排気管
路の圧力を検出し、このPIC 36Aによる排気管路の検出
圧力と、PIC 34Aによる燃焼室4Aの検出圧力とに基づ
いて、流量調節弁21Aを、自動的にまたは手動で調整す
るようにする。
【0024】また、蓄熱室3Aとファン22との間で、蓄
熱室3Aと排気弁20Aとの間、および流量調節弁21Aと
ファン22との間のそれぞれの管路には、それぞれ圧力
(差圧)発振器37Aおよび38Aを介して温度スイッチ
(TS)39Aおよび40Aを設け、これら TS 39A,40Aの
出力に基づいてダイリューション弁23Aの動作を制御す
るようにする。さらに、排気弁20Aの出口側には、排ガ
ス分析計(C)41Aを設けて、排ガス中のO2 およびC
2 濃度を検出するようにする。また、N2 の供給管路
に設けたオリフィス18には、圧力(差圧)発振器42Aを
設け、この圧力発振器42Aの出力に基づいてFIC 43Aに
より供給されるN2 の流量を測定し、その測定値に基づ
いて流量調節弁19を、自動的にまたは手動で調整するよ
うにする。
【0025】 蓄熱式予熱器2B側についても、上述し
た蓄熱式予熱器2A側と同様に構成する。すなわち、メ
インバーナ5Bは、Mガス弁8B、流量調節弁9Bおよ
びオリフィス10Bを介してMガス供給源に連結すると共
に、N2 遮断弁11Bおよび減圧弁12を介してN2 供給源
に連結する。燃焼室4Bは、燃空弁13B、流量調節弁14
Bおよびオリフィス15Bを介してファン16に連結する。
蓄熱室3Aは、N2 切替弁17B、オリフィス18、流量調
節弁19および減圧弁12を介してN2 供給源に連結すると
共に、排気弁20B、流量調節弁21Bおよびファン22
して大気に開放する。さらに、蓄熱室3Bは、ダイリュ
ーション弁23Bおよび手動バルブ24Bを介して大気に開
放する。
【0026】その他の構成も、蓄熱式予熱器2A側と同
様なので、同一構成要素には、同一符号にサフィックス
Bを付けて、その説明を省略する。
【0027】図1において、少なくともMガス弁8A,
8B、燃空弁13A,13B、N2 切替弁17A,17Bおよび
排気弁20A,20Bには、それぞれ開状態および閉状態を
検出するリミットスイッチを設ける。
【0028】以下、この実施例の動作について、図2に
示す切替えシーケンスを参照しながら説明する。この実
施例では、使用に供したタンディッシュ1に蓋1aを取
り付け、この蓋1aの開口1b,1cに挿入管7A,7
Bを介して蓄熱式予熱器2A,2Bをそれぞれ連結し、
これら蓄熱式予熱器2A,2Bを40 sec〜100 sec のイ
ンターバル、例えば60sec のインターバルで交互に切り
替え使用して、タンディッシュ1内に1300℃以上の温度
に加熱したN2 ガスを連続的に供給して、タンディッシ
ュ内を保熱する。
【0029】先ず、切替ロジックがハイレベルの期間に
おいて、Mガス弁8A、燃空弁13A、排気弁20Aおよび
2 切替弁17Bをそれぞれ開とし、N2 切替弁17A、排
気弁20B、燃空弁13BおよびMガス弁8Bをそれぞれ閉
とする。この状態で、蓄熱式予熱器2Aにおいて、オリ
フィス10A、流量調節弁9AおよびMガス弁8Aを経て
メインバーナ5AにMガスを供給すると共に、ファン1
6、オリフィス15A、流量調節弁14Aおよび燃空弁13A
を経て燃焼室4A内に燃焼空気を供給して、燃焼室4A
内でMガスを燃焼させる。これにより、例えば70×104
Kcal/Hrの熱を発生させて蓄熱室3Aの蓄熱体を加熱す
る。この燃焼ガスは、排気弁20A、流量調節弁21Aおよ
びファン22を経て排気する。なお、メインバーナ5A
は、パイロットバーナ6Aの火炎を種火として点火す
る。
【0030】一方、蓄熱式予熱器2Bにおいては、減圧
弁12、流量調節弁19、オリフィス18およびN2 切替弁17
Bを介して、例えば1800Nm3/Hrの流量でN2 ガスを蓄
熱室3B内に供給し、このN2 ガスを蓄熱室3Bを通す
ことにより1300℃以上の温度に加熱して(但し、最初の
インターバルでは、蓄熱体が加熱されていないので、N
2 ガスは加熱されない)、燃焼室4Bおよび挿入管7B
を経てタンディッシュ1内に供給する。このタンディッ
シュ1内に供給された高温加熱N2 ガスは、一部が蓋1
aの隙間や、開口1b,1cと挿入管7A,7Bとの隙
間から外部へ漏れ、一部が挿入管7Aを経て蓄熱式予熱
器2Aに流入するが、この蓄熱式予熱器2Aに流入する
回収N2 ガスは、その燃焼室4Aを経て蓄熱室3Aの蓄
熱体の加熱にリサイクルし、このリサイクルN2 ガス
を、蓄熱式予熱器2Aにおける燃焼ガスとともに、排気
弁20A、流量調節弁21Aおよびファン22を経て排気す
る。
【0031】なお、この蓄熱式予熱器2Aからの排ガス
は、その温度を TS 39A,40Aで検出し、その検出温度
が所定の温度よりも高い場合、具体的には、ファン22の
耐熱温度以上の場合には、手動バルブ24Aを開として、
ダイリューション弁23Aを介して空気を送気して排ガス
を希釈するようにする。したがって、この場合の排ガス
量は、燃焼ガス量、リサイクルN2 量およびダイリュー
ション流量との総和となる。
【0032】このようにして、切替ロジックがハイレベ
ルの期間において、蓄熱式予熱器2Aにおいては、蓄熱
体の加熱を行い、蓄熱式予熱器2Bにおいては、N2
スを加熱してタンディッシュ1内に供給する。
【0033】次に、切替ロジックがハイレベルからロー
レベルになるのに同期して、先ず、Mガス弁8Aの閉動
作を開始させる。その後、Mガス弁8Aが、ほぼ完全に
閉状態になったのをそのリミットスイッチで検出してか
ら、すなわちメインバーナ5Aが消火してから、その検
出に同期して、燃空弁13Aの閉動作を開始させる。次
に、燃空弁13Aが、ほぼ完全に閉状態になったのを、そ
のリミットスイッチで検出してから、所定時間(例え
ば、5sec )経過後、排気弁20Aの閉動作を開始させ
る。
【0034】その後、排気弁20Aが、ほぼ完全に閉状態
になったのを、そのリミットスイッチで検出し、その検
出に同期して、N2 切替弁17Aの開動作を開始させる。
次に、N2 切替弁17Aが、ほぼ完全に開状態になったの
をそのリミットスイッチで検出し、その検出に同期し
て、N2 切替弁17Bの閉動作を開始させる。その後、N
2 切替弁17Bが、ほぼ完全に閉状態になったのをそのリ
ミットスイッチで検出し、その検出に同期して、排気弁
20Bの開動作を開始させる。次に、排気弁20Bが、ほぼ
完全に開状態になったのを、そのリミットスイッチで検
出してから、所定時間(例えば、5sec )経過後、燃空
弁13Bの開動作を開始させ、この燃空弁13Bが、ほぼ完
全に開状態になったのを、そのリミットスイッチで検出
してから、所定時間(例えば、5sec )経過後、Mガス
弁8Bの開動作を開始させる。
【0035】このようにして、切替ロジックがローレベ
ルの期間において、Mガス弁8A、燃空弁13A、排気弁
20AおよびN2 切替弁17Bを順次開にすると共に、N2
切替弁17A、排気弁20B、燃空弁13BおよびMガス弁8
Bを順次開とする。この状態で、蓄熱式予熱器2Bにお
いて、オリフィス10B、流量調節弁9BおよびMガス弁
8Bを経てメインバーナ5BにMガスを供給すると共
に、ファン16、オリフィス15B、流量調節弁14Bおよび
燃空弁13Bを経て燃焼室4B内に燃焼空気を供給して、
燃焼室4B内でMガスを燃焼させ、これにより、上記の
蓄熱式予熱器2Aにおける加熱と同様に、例えば70×10
4 Kcal/Hrの熱を発生させて蓄熱室3Bの蓄熱体を加熱
する。この燃焼ガスは、排気弁20B、流量調節弁21Bお
よびファン22を経て排気する。なお、メインバーナ5B
は、同様に、パイロットバーナ6Bの火炎を種火として
点火する。
【0036】一方、蓄熱式予熱器2Aにおいては、減圧
弁12、流量調節弁19、オリフィス18およびN2 切替弁17
Aを介して、例えば1800Nm3 /Hrの流量でN2 ガスを
蓄熱室3A内に供給し、このN2 ガスを蓄熱室3Aを通
すことにより1300℃以上の温度に加熱して、燃焼室4A
および挿入管7Aを経てタンディッシュ1内に供給す
る。また、タンディッシュ1内に供給され、挿入管7B
を経て蓄熱式予熱器2Bに流入する回収N2 ガスは、そ
の燃焼室4Bを経て蓄熱室3Bの蓄熱体の加熱にリサイ
クルし、このリサイクルN2 ガスを、蓄熱式予熱器2B
における燃焼ガスとともに、排気弁20B、流量調節弁21
Bおよびファン22を経て排気する。
【0037】なお、この蓄熱式予熱器2Bからの排ガス
も、その温度を TS 39B,40Bで検出し、検出温度が所
定の温度よりも高い場合には、手動バルブ24Bを開とし
て、ダイリューション弁23Bを介して空気を送気して排
ガスを希釈するようにする。したがって、この場合の排
ガス量も、燃焼ガス量、リサイクルN2 量およびダイリ
ューション流量との総和となる。
【0038】このようにして、切替ロジックがローレベ
ルの期間において、蓄熱式予熱器2Bにおいては、蓄熱
体の加熱を行い、蓄熱式予熱器2Aにおいては、N2
スを加熱してタンディッシュ1内に供給する。
【0039】その後、切替ロジックがローレベルからハ
イレベルに切り替わる場合には、その切り替えに同期し
て、上述したハイレベルからローレベルの切り替えの場
合と同様に、先ず、Mガス弁8Bの閉動作を開始させ
る。その後、Mガス弁8Bが、ほぼ完全に閉状態になっ
たのをそのリミットスイッチで検出してから、すなわち
メインバーナ5Bが消火してから、燃空弁13Bの閉動作
を開始させる。次に、燃空弁13Bが、ほぼ完全に閉状態
になったのを、そのリミットスイッチで検出してから、
所定時間(例えば、5sec)経過後、排気弁20Bの閉動作
を開始させる。
【0040】その後、排気弁20Bが、ほぼ完全に閉状態
になったのを、そのリミットスイッチで検出してから、
2 切替弁17Bの開動作を開始させ、さらにN2 切替弁
17Bが、ほぼ完全に開状態になったのをそのリミットス
イッチで検出してから、N2切替弁17Aの閉動作を開始
させる。次に、N2 切替弁17Aが、ほぼ完全に閉状態に
なったのをそのリミットスイッチで検出してから、排気
弁20Aの開動作を開始させ、さらに、排気弁20Aが、ほ
ぼ完全に開状態になったのを、そのリミットスイッチで
検出してから、所定時間(例えば、5sec )経過後、燃
空弁13Aの開動作を開始させ、この燃空弁13Aが、ほぼ
完全に開状態になったのを、そのリミットスイッチで検
出してから、所定時間(例えば、5sec )経過後、Mガ
ス弁8Aの開動作を開始させる。
【0041】このようにして、切替ロジックがハイレベ
ルの期間において、Mガス弁8A、燃空弁13A、排気弁
20AおよびN2 切替弁17Bを順次開とし、N2 切替弁17
A、排気弁20B、燃空弁13BおよびMガス弁8Bを順次
閉として、上述したと同様にして、蓄熱式予熱器2Aで
蓄熱体の加熱を行い、蓄熱式予熱器2BでN2 ガスを加
熱してタンディッシュ1内に供給する。
【0042】 なお、N2 遮断弁11A(11B)は、Mガ
ス弁8A(8B)および燃空弁13A(13B)を順次閉と
して、メインバーナ5A(5B)を消火する際に、消火
をより確実にするために、Mガス配管内をN2 ガスでパ
ージするのに用いる。また、燃空弁とMガス弁との開
作において、燃空弁13B(13A)が開状態になってか
ら、Mガス弁8B(8A)の開動作を開始させるまでの
時間T(sec)、即ち、燃焼室内を N 2 ガスでパージする時
は、燃焼室4B(4A)の容量をV(Nm3 )、回収
2 ガス量をR(Nm3/sec )とするとき、T>V/
R、を満足する値とする。
【0043】以上のように、二台の蓄熱式予熱器2A,
2Bを用い、これらを60sec のインターバルで交互に切
り替え使用して、タンディッシュ1内に1300℃以上の温
度に加熱したN2 ガスを連続的に供給することにより、
タンディッシュ1の内表面を850 ℃以上の温度に保熱し
ながら、タンディッシュ1内を無酸化雰囲気に保持し
て、これを再使用開始まで待機させることができる。な
お、上述した二台の蓄熱式予熱器2A,2Bの切り替え
は、図示しない制御装置により、切替ロジック、各弁の
リミットスイッチによる開閉検知信号に基づいて制御す
る。
【0044】この実施例によれば、二台の蓄熱式予熱器
2A,2Bを交互に切り替え使用するにあたり、Mガス
弁8A(8B)および燃空弁13A(13B)を順次閉にし
てから、所定時間経過後、排気弁20A(20B)を閉にす
るようにしたので、蓄熱式予熱器2A(2B)内の酸素
濃度を極めて低くできる。したがって、その後、N2
スを高温加熱してタンディッシュ1内に供給する際に、
タンディッシュ1内への酸素の侵入を有効に防止するこ
とができる。
【0045】また、排気弁20B(20A)を完全に開にし
てから、所定時間経過後、燃空弁13B(13A)を開にす
るようにしたので、燃焼室4B(4A)内の圧力を所望
の設定値以下に確実に維持することができ、したがって
タンディッシュ1内への酸素の侵入を有効に防止するこ
とができる。さらに、燃空弁13B(13A)を完全に開に
してから、所定時間経過後、Mガス弁8B(8A)を開
にするようにしたので、Mガスの不燃を有効に防止で
き、したがって酸素濃度を所望の設定値以上に確実に維
持することができる。
【0046】なお、この発明は、上述した実施例にのみ
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、上述した実施例では、タンディッシュ
1内への高温加熱N2 ガスの吹き込み量を、例えば1800
Nm3 /Hrと一定にしたが、蓄熱式予熱器2A,2Bの
切り替え時において、その吹き込み量を増加することも
できる。このようにすれば、タンディッシュ1をより確
実に無酸化保熱することができる。
【0047】
【発明の効果】以上のように、この発明のタンディッシ
ュの無酸化保熱装置によれば、簡単な構成でタンディッ
シュを無酸化保熱することができる。
【0048】また、この発明のタンディッシュの無酸化
保熱装置の制御方法によれば、タンディッシュを安全か
つ確実に無酸化保熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のタンディッシュの無酸化保熱装置の
一例の構成を示す図である。
【図2】図1に示すタンディッシュの無酸化保熱装置の
制御方法を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 タンディッシュ 1a 蓋 1b,1c 開口 2A,2B 蓄熱式予熱器 3A,3B 蓄熱室 4A,4B 燃焼室 5A,5B メインバーナ 6A,6B パイロットバーナ 7A,7B 挿入管 8A,8B Mガス弁 11A,11B N2 遮断弁 13A,13B 燃空弁 16 ファン 17A,17B N2 切替弁 20A,20B 排気弁 22 ファン 23A,23B ダイリューション弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−155599(JP,A) 特開 平7−112249(JP,A) 特開 平6−281350(JP,A) 特開 平2−37949(JP,A) 特開 平7−246456(JP,A) 特開 平9−53886(JP,A) 特開 平4−143047(JP,A) 特許2991941(JP,B2) 米国特許5700420(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/10 310 B22D 11/10 360 B22D 41/015 F23L 15/02 F27D 7/06

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンディッシュを不活性ガスで加熱して
    無酸化保熱するための装置であって、 前記タンディッシュに着脱自在に連結され、それぞれ燃
    焼室および蓄熱室を有する少なくとも二台の蓄熱式予熱
    器と、各燃焼室にそれぞれ連結して設けられ、当該燃焼
    室内に燃料ガスを選択的に供給する燃料ガス弁、および
    燃焼空気を選択的に供給する燃空弁と、各蓄熱室にそれ
    ぞれ連結して設けられ、当該蓄熱室を選択的に大気に開
    放する排気弁、および当該蓄熱室内に選択的に不活性ガ
    スを供給する不活性ガス切替弁とを有し、 前記少なくとも二台の蓄熱式予熱器から、前記タンディ
    ッシュ内に加熱された不活性ガスが交互に連続的に供給
    されるように、前記各蓄熱式予熱器において、対応する
    燃料ガス弁、燃空弁および排気弁を開、不活性ガス切替
    弁を閉として、燃焼室内で燃料ガスを燃焼させて蓄熱室
    を加熱し、その排ガスを排気弁を経て大気に排出する蓄
    熱室加熱動作と、燃料ガス弁、燃空弁および排気弁を
    閉、不活性ガス切替弁を開として、不活性ガスを加熱さ
    れた蓄熱室を経て加熱してタンディッシュ内に供給する
    不活性ガスの吹き込み動作とを交互に行うよう構成し
    たことを特徴とするタンディッシュの無酸化保熱装置。
  2. 【請求項2】 前記各蓄熱式予熱器の燃焼室と、対応す
    る燃料ガス弁との通路に連結して、該通路内の燃料ガス
    を不活性ガスにより選択的にパージする不活性ガス遮断
    弁を設けたことを特徴とする請求項1記載のタンディッ
    シュの無酸化保熱装置。
  3. 【請求項3】 タンディッシュに着脱自在に連結され、
    それぞれ燃焼室および蓄熱室を有する少なくとも二台の
    蓄熱式予熱器と、 各燃焼室にそれぞれ連結して設けられ、当該燃焼室内に
    燃料ガスを選択的に供給する燃料ガス弁、および燃焼空
    気を選択的に供給する燃空弁と、 各蓄熱室にそれぞれ連結して設けられ、当該蓄熱室を選
    択的に大気に開放する排気弁、および当該蓄熱室内に選
    択的に不活性ガスを供給する不活性ガス切替弁とを有す
    るタンディッシュの無酸化保熱装置を制御して、 前記少なくとも二台の蓄熱式予熱器から、前記タンディ
    ッシュ内に加熱された不活性ガスが交互に連続的に供給
    されるように、前記各蓄熱式予熱器において、対応する
    燃料ガス弁、燃空弁および排気弁を開、不活性ガス切替
    弁を閉として、燃焼室内で燃料ガスを燃焼させて蓄熱室
    を加熱し、その排ガスを排気弁を経て大気に排出する蓄
    熱室加熱動作と、燃料ガス弁、燃空弁および排気弁を
    閉、不活性ガス切替弁を開として、不活性ガスを加熱さ
    れた蓄熱室を経て加熱してタンディッシュ内に供給する
    不活性ガスの吹き込み動作とを交互に行うにあたり、 前記少なくとも二台の蓄熱式予熱器の切り替え時に同期
    して、一方の蓄熱式予熱器に対応する燃料ガス弁を閉に
    し、 該燃料ガス弁がほぼ完全に閉になるのに同期して、前記
    一方の蓄熱式予熱器に対応する燃空弁を閉とし、 次に、該燃空弁がほぼ完全に閉になってから所定時間経
    過後、前記一方の蓄熱式予熱器に対応する排気弁を閉と
    し、 その後、該排気弁がほぼ完全に閉になるのに同期して前
    記一方の蓄熱式予熱器に対応する不活性ガス切替弁を開
    とし、 次に、該不活性ガス切替弁がほぼ完全に開になるのに同
    期して、他方の蓄熱式予熱器に対応する不活性ガス切替
    弁を閉とし、 その後、該不活性ガス切替弁がほぼ完全に閉になるのに
    同期して、前記他方の蓄熱式予熱器に対応する排気弁を
    開とし、 次に、該排気弁がほぼ完全に開になってから所定時間経
    過後、前記他方の蓄熱式予熱器に対応する燃空弁を開と
    し、 その後、該燃空弁がほぼ完全に開になってから所定時間
    経過後、前記他方の蓄熱式予熱器に対応する燃料ガス弁
    を開とすることを特徴とするタンディッシュの無酸化保
    熱装置の制御方法。
  4. 【請求項4】 前記各蓄熱式予熱器に対応する排気弁か
    らの排ガス量は、当該蓄熱式予熱器における燃焼ガス量
    と、他方の蓄熱式予熱器から前記タンディッシュ内に吹
    き込まれる不活性ガスの回収ガス量と、排気ガスを希釈
    するために選択的に供給されるダイリューション空気量
    との総和で、前記回収ガス量は、前記タンディッシュ内
    に吹き込まれる不活性ガス量よりも少ないことを特徴と
    する請求項3記載のタンディッシュの無酸化保熱装置の
    制御方法。
  5. 【請求項5】 前記各蓄熱式予熱器において、前記燃空
    弁がほぼ完全に開になってから、前記燃料ガス弁を開に
    するまでの所定時間T(sec) は、前記燃焼室の容量をV
    (Nm3 )、不活性ガスの回収ガス量をR(Nm3/sec
    )とするとき、T>V/R、を満足することを特徴と
    する請求項4記載のタンディッシュの無酸化保熱装置の
    制御方法。
  6. 【請求項6】 前記少なくとも二台の蓄熱式予熱器の切
    り替え時において、前記タンディッシュ内への不活性ガ
    スの吹き込み量を増加させることを特徴とする請求項
    3,4または5記載のタンディッシュの無酸化保熱装置
    の制御方法。
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