JP3962237B2 - 連続式加熱炉 - Google Patents

連続式加熱炉 Download PDF

Info

Publication number
JP3962237B2
JP3962237B2 JP2001327546A JP2001327546A JP3962237B2 JP 3962237 B2 JP3962237 B2 JP 3962237B2 JP 2001327546 A JP2001327546 A JP 2001327546A JP 2001327546 A JP2001327546 A JP 2001327546A JP 3962237 B2 JP3962237 B2 JP 3962237B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
burner
furnace
zone
heating
continuous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001327546A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003129132A (ja
Inventor
浩樹 御福
直樹 塩見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2001327546A priority Critical patent/JP3962237B2/ja
Publication of JP2003129132A publication Critical patent/JP2003129132A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3962237B2 publication Critical patent/JP3962237B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Air Supply (AREA)

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板を製造するためのスラブを直火加熱する連続式加熱炉に関する。より具体的には、予熱帯、加熱帯および均熱帯を有する連続式加熱炉に関する。
【従来の技術】
鋼板を製造するためのスラブを直火加熱するための従来の加熱炉を図1乃至図3に示す。
図1は、全てのバーナを軸流バーナにした加熱炉であり、図2は全てのバーナを連続燃焼式サイドバーナとした加熱炉である。図1乃至図3とも、左の図が加熱炉の横断面、右の図が加熱炉の縦断面を示す。左の図において、スラブは左側から加熱炉に搬入され、右側に搬出される。
軸流バーナは炉幅方向の炉温の均一性には優れるが、炉形状が複雑で初期の設備投資が大きい。
一方、連続燃焼式サイドバーナは火炎長が短いため、炉幅方向の中央部分の温度が炉壁部分より低い、いわば「中落ちパターン」の炉温分布となり、スラブ長手方向の均一加熱が困難である。
また、図3は上段を軸流バーナ、下段を連続燃焼式サイドバーナにした加熱炉であり、例えば、特公昭60−10088号公報の第2図にその実施例が開示されている。
一方、最近は、従来に比べて熱効率が著しく優れたリジェネバーナが適用され始めている。このリジェネバーナは、図5に示すように、蓄熱体を備えたバーナ対で構成され、一方のバーナが燃焼を、もう一方のバーナが排ガス吸引および蓄熱体への排ガス顕熱回収を行い、燃焼と蓄熱とを交互に切り替えることで高温予熱空気(1000℃以上)を得ることができるバーナである。
リジェネバーナについては、例えば、特開2000−356341号公報にバーナの構造が開示されており、同公報の図5に吸排気孔の角度を変えることによって、炉幅方向の温度分布を均一化できることが開示されている。
しかし、リジェネバーナを用いた従来の加熱炉は、リジェネバーナを用いることにより、熱効率を向上させることを主たる目的としており、炉温分布は炉幅方向に均一にすることが前提となっている。しかも、従来のサイドバーナとリジェネバーナを組合わせた場合の最適な炉内の温度分布については全く考慮されていなかったため、スラブの長手方向の温度分布にむらが生じ、スラブ温度の下限値を確保するため、加熱炉からの抽出温度を高く設定せざるを得なかった。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決し、連続燃焼式サイドバーナとリジェネバーナとを併用する加熱炉におけるリジェネバーナの設置位置と、最適な炉内幅方向温度分布を見出すことにより、スラブ長手方向の温度の均一化とそれに伴うスラブ抽出温度の低減による燃料原単位の改善を実現する連続式加熱炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
本発明は、連続燃焼式サイドバーナとリジェネバーナを併用する加熱炉の予熱帯にリジェネバーナを設置し、炉内幅方向の温度分布を中央付近で最も高くする、いわば「中高パターン」の温度分布にすることにより、スラブ長手方向の温度むらを解消し、加熱炉からのスラブ抽出温度を低減して燃料原単位を改善するものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
(1)予熱帯、加熱帯および均熱帯を有する連続式加熱炉において、該加熱帯および該均熱帯の上部帯に軸流バーナを設置するとともに、該加熱帯および該均熱帯の下部帯に連続燃焼式サイドバーナを設置し、かつ、該予熱帯の上部帯および下部帯に、燃料と一次燃焼空気はバーナノズルの中心から噴出し、燃料と二次燃焼空気とが接触する地点をバーナから遠くする二次燃焼空気ノズルを備え、バーナが燃焼中はバーナの下部から二次燃焼空気を吸い込み、蓄熱体で予熱された空気をノズル先端から噴出し、バーナが休止しているときは、炉内の排ガスを炉外に排出し、排ガス中の顕熱を蓄熱体に蓄えるリジェネバーナを設置し、前記連続式サイドバーナを設置する加熱帯および均熱帯の炉内温度分布が炉中央付近で最も低くなる場合に、あらかじめこれを相殺するように、予熱帯の炉内温度分布を炉中央付近で最も高くしておくことにより、加熱完了時点でスラブ長手方向の温度を均一化し、該スラブ抽出温度の低減により燃料原単位を改善することを特徴とする連続式加熱炉。
(2)予熱帯の入側に、バーナを設置しない増予熱帯を有することを特徴とする(1)に記載の連続式加熱炉。
(3)リジェネバーナの二次燃焼空気ノズルを、バーナ火炎の軸線方向から外側に傾斜させたことを特徴とする(1)または(2)に記載の連続式加熱炉。
予熱帯にリジェネバーナを設置するのは、最も上温能力が要求される予熱帯に熱効率の良いリジェネバーナを設置することにより、加熱炉全体の熱効率を最大にし、燃料原単位の低減効果を大きくするためである。
予熱帯における炉幅方向の炉内温度分布を炉中央付近で最も高くするのは、連続燃焼式サイドバーナを設置する加熱帯および均熱帯の炉内温度分布が炉中央付近で最も低くなる「中落ちパターン」になることから、あらかじめこれを相殺するように、予熱帯の炉内温度分布を「中高パターン」にしておく。これにより、加熱完了時点でスラブ長手方向の均一加熱を実現し、スラブ抽出温度を低減して、燃料原単位を改善させることができる。
好ましくは、予熱帯の入側に、バーナを設置しない増予熱帯を設置する。この増予熱帯に加熱炉の排ガス還流させることにより、排ガスとスラブとの熱交換を行い、排ガスの顕熱を回収することができる。
好ましくは、リジェネバーナの二次燃焼空気ノズルを、バーナ火炎の軸線方向から外側に傾斜させる。こうすることにより、燃料と二次燃焼空気とが接触する地点をバーナから遠くして、炉幅方向の温度分布を中央付近で最も大きくさせることができる。
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図4は、本発明における連続式加熱炉の実施例を示す図である。左の図が加熱炉の横断面、右の図が縦断面を示す。
予熱帯には8セットのリジェネバーナが設置され、加熱帯および均熱帯には、それぞれ軸流バーナと連続燃焼式サイドバーナが設置されている。
なお、必要に応じて設置する増予熱帯にはバーナは設置されていない。加熱炉の排ガスとスラブとの熱交換による顕熱回収効果を最大限に活用するためである。
この増予熱帯の長さを十分確保して熱交換を十分行うことにより、加熱炉の排ガスの高温化を防止することができる。
本実施例では、スラブは左の図の左側から搬入され、増予熱帯で排ガスとの熱交換の後、予熱帯、加熱帯、均熱帯にて熱処理がなされた後に炉外に搬出される。
なお、本実施例では、スラブは炉幅方向がスラブの長手方向となるように搬入・搬出される。
図6は、本発明の好ましい実施形態に用いるリジェネバーナの構造を示す図である。燃料と一次燃焼空気はバーナノズルの中心から噴出し、二次燃焼空気はバーナ火炎の軸方向から外側に傾斜している。この傾斜角は3度程度が好ましい。これにより、燃料と二次燃焼空気とが接触する地点をバーナから遠くすることができ、炉幅方向の温度分布を「中高パターン」にすることができる。なお、バーナが燃焼中はバーナの下部から二次燃焼空気を吸い込み、蓄熱体で予熱された空気をノズル先端から噴出する。また、バーナが休止しているときは、炉内の排ガスを炉外に排出する。この際に、排ガス中の顕熱をアルミナボールやセラミックなどで作られた蓄熱体に蓄えることができる。
図7は、本発明におけるリジェネバーナを設置した炉とサイドバーナを設置した炉の炉内温度分布およびスラブ温度を示す図である。
サイドバーナを設置した炉では、火炎長が短いため、炉幅方向の中央付近の温度が最も低い「中落ちパターン」となっており、これを転写する形でスラブ温度もスラブ中央部分が最も低くなっている。なお、スラブ温度曲線に凹凸がついているのは、スラブ搬送用のスキッドに接する部分のスラブ温度が低下するからである。
一方、本発明におけるリジェネバーナを設置した炉では、火炎長が長く、二次燃焼空気を吹き出すノズルを火炎の軸心から外側に傾けることにより、炉幅方向の温度分布を中央付近で最も高い「中高パターン」とすることができる。また、これによってスラブ中央部分の温度の低下がないことから、スラブ抽出温度を約20℃下げてもスラブ温度の下限値をキープできることから、著しい燃料原単位の改善効果が実現できる。また、抽出時のスラブ長手方向の均温性を高めることができるため、板厚や板幅の不良を防止する効果も期待できる。
図8は、二次燃焼空気ノズルの傾け角度と炉幅方向の温度分布との関係を示す図である。
火炎の軸線方向から、内向き、直行、外向きに変えるに従って、「中高パターン」の傾向が強まっており、外向き約3度が好ましい温度パターンを実現できる。
図9は、本発明におけるスラブの在炉時間の経過と炉内雰囲気温度との関係を示す図である。リジェネバーナを設置した予熱帯では、実線で示した炉幅方向の中央部における温度が炉壁部における温度より高くなる「中高パターン」となっている。一方、連続燃焼式サイドバーナを設置した加熱炉では、炉幅方向の中央部における温度が炉壁部における温度より低い「中落パターン」となっている。
なお、この実施例では均熱帯では「中落ちパターン」が明確に表れていないのは軸流バーナの影響が考えられる。
【発明の効果】
本発明によれば、連続燃焼式サイドバーナとリジェネバーナとを併用する加熱炉におけるリジェネバーナを余熱帯に設け、幅方向の炉内温度分布を「中高パターン」とすることにより、スラブ長手方向の温度の均一化とそれに伴うスラブ抽出温度の低減による燃料原単位を著しく改善することができる。
さらに、バーナを設置しない増予熱帯を設けることにより加熱炉の排ガスとスラブとの熱交換により排ガスの顕熱回収を行うことができる。
さらに、リジェネバーナの二次燃焼空気ノズルを火炎の軸線から外側に傾けることにより、燃料と二次燃焼空気とをノズルから遠くすることにより炉幅方向の中央付近で最も炉内温度を高くすることができるなど、産業上有用な、顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】軸流バーナを設置した従来の連続式加熱炉を示す図である。
【図2】連続燃焼式サイドバーナを設置した従来の連続式加熱炉を示す図である。
【図3】軸流バーナと連続燃焼式サイドバーナを設置した従来の連続式加熱炉を示す図である。
【図4】本発明における連続式加熱炉の実施例を示す図である。
【図5】リジェネバーナの原理を説明する図である。
【図6】本発明の好ましい実施形態に用いるリジェネバーナの構造を示す図である。
【図7】本発明におけるリジェネバーナを設置した炉とサイドバーナを設置した炉の炉内温度分布およびスラブ温度を示す図である。
【図8】二次燃焼空気ノズルの傾け角度と炉幅方向の温度分布との関係を示す図である。
【図9】本発明におけるスラブの在炉時間の経過と炉内雰囲気温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
1…軸流バーナ
2…連続燃焼式サイドバーナ
3…リジェネバーナ

Claims (3)

  1. 予熱帯、加熱帯および均熱帯を有する連続式加熱炉において、該加熱帯および該均熱帯の上部帯に軸流バーナを設置するとともに、該加熱帯および該均熱帯の下部帯に連続燃焼式サイドバーナを設置し、かつ、該予熱帯の上部帯および下部帯に、燃料と一次燃焼空気はバーナノズルの中心から噴出し、燃料と二次燃焼空気とが接触する地点をバーナから遠くする二次燃焼空気ノズルを備え、バーナが燃焼中はバーナの下部から二次燃焼空気を吸い込み、蓄熱体で予熱された空気をノズル先端から噴出し、バーナが休止しているときは、炉内の排ガスを炉外に排出し、排ガス中の顕熱を蓄熱体に蓄えるリジェネバーナを設置し、前記連続式サイドバーナを設置する加熱帯および均熱帯の炉内温度分布が炉中央付近で最も低くなる場合に、あらかじめこれを相殺するように、予熱帯の炉内温度分布を炉中央付近で最も高くしておくことにより、加熱完了時点でスラブ長手方向の温度を均一化し、該スラブ抽出温度の低減により燃料原単位を改善することを特徴とする連続式加熱炉。
  2. 予熱帯の入側に、バーナを設置しない増予熱帯を有することを特徴とする請求項1に記載の連続式加熱炉。
  3. リジェネバーナの二次燃焼空気ノズルを、バーナ火炎の軸線方向から外側に傾斜させたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の連続式加熱炉。
JP2001327546A 2001-10-25 2001-10-25 連続式加熱炉 Expired - Fee Related JP3962237B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001327546A JP3962237B2 (ja) 2001-10-25 2001-10-25 連続式加熱炉

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001327546A JP3962237B2 (ja) 2001-10-25 2001-10-25 連続式加熱炉

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003129132A JP2003129132A (ja) 2003-05-08
JP3962237B2 true JP3962237B2 (ja) 2007-08-22

Family

ID=19143762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001327546A Expired - Fee Related JP3962237B2 (ja) 2001-10-25 2001-10-25 連続式加熱炉

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3962237B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4278990B2 (ja) * 2003-01-14 2009-06-17 中外炉工業株式会社 カテナリ型炉
JP5003019B2 (ja) * 2006-05-19 2012-08-15 住友金属工業株式会社 連続式加熱炉を用いた鋼材の製造方法
JP5211943B2 (ja) * 2008-09-01 2013-06-12 新日鐵住金株式会社 加熱炉の排気設備
KR101242948B1 (ko) * 2010-09-16 2013-03-12 재단법인 포항산업과학연구원 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003129132A (ja) 2003-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3962237B2 (ja) 連続式加熱炉
JP2006274432A (ja) 交番式リジェネバーナを備えた連続式焼鈍炉
JP3356595B2 (ja) 加熱炉の燃焼制御方法
JP3396922B2 (ja) 連続式加熱炉およびその燃焼方法
JP5211943B2 (ja) 加熱炉の排気設備
JPH0828830A (ja) 高温空気バーナ
JP7117902B2 (ja) 加熱炉
JP3721033B2 (ja) 蓄熱式バーナー
JP3535630B2 (ja) 熱処理炉
JPH08291328A (ja) 連続加熱装置
JPH09243056A (ja) 蓄熱切替式バーナ
KR100897734B1 (ko) 도자기 소성로
KR19990036108A (ko) 가열방법및장치
JP3387376B2 (ja) 加熱炉の改造方法および加熱炉
JPH11223467A (ja) セラミック焼成炉
KR101066572B1 (ko) 장입 슬래브의 균일 가열을 위한 가열로
JP5073347B2 (ja) 蓄熱式バーナを備えた加熱炉の操炉方法
JP2004131515A (ja) 蓄熱式室式コークス炉の端フリュー加熱システム
JP2008170050A (ja) 加熱炉
JP3859180B2 (ja) ローラーハースキルン
JPH0953116A (ja) 加熱炉の燃焼制御方法
JPH1112655A (ja) スラブのエッジ加熱装置
JPH08291326A (ja) 連続加熱炉
JPH10185131A (ja) ラジアントチューブ加熱装置と加熱炉
JPH0979525A (ja) 蓄熱式バーナーの蓄熱体

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061128

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070327

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070515

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070518

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 3962237

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140525

Year of fee payment: 7

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees