JP4095705B2 - 多帯式鋼片加熱炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装入側から抽出側に向けて順次予熱帯、加熱帯及び均熱帯を配置した多帯式鋼片加熱炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−３２２４３４号に複数の多帯式鋼片加熱炉が開示されている。ここで開示されている多帯式鋼片加熱炉の一つの形態は、図５に示すように、装入側から抽出側に向けて予熱帯１００、加熱帯１０２及び均熱帯１０４が設けてある。予熱帯１００の側壁１０６には蓄熱式バーナ１０８が配置され、加熱帯１０２と均熱帯１０４の側壁１１０，１１２にはそれぞれ通常バーナ（蓄熱手段の無い非蓄熱式バーナ）１１４，１１６が配置されている。また、予熱帯１００の装入側は煙道１１８を介して煙突１２０に接続されている。
【０００３】
一方、特開平６−３２２４３４号に開示されている他の形態は、図６に示すように、予熱帯１００と加熱帯１０２との間に排気口１２２が設けてあり、炉内の排ガスがこの排気口１２２を介して煙突に放出できるようにしてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの形態の多帯式鋼片加熱炉は、操業条件に応じて、予熱帯１００の設定温度を加熱帯１０２又は均熱帯１０４の設定温度よりも高くした場合、また予熱帯１００の設定温度を加熱帯１０２又は均熱帯１０４の設定温度よりも低くした場合にいくつかの問題がある。
【０００５】
これらの問題を具体的に説明する。まず、図５に示す形態の多帯式鋼片加熱炉では、加熱帯１０２の排ガスが予熱帯１００を通って煙道１１８に排出される。そのため、予熱帯１００の設定温度が加熱帯１０２の設定温度よりも高い操業条件では、加熱帯１０２から予熱帯１００に流れ込む排ガスが予熱帯１０２でさらに加熱されて排気されることになり、無駄に熱を消費する結果を招くという問題がある。また、このことを予熱帯１００に入力すべき必要熱量の観点から見れば、この必要熱量は加熱帯１０２から予熱帯１００に流れ出る排ガスを加熱するための熱量を含めたものであり、エネルギ資源を無駄に消費する結果を招くものである。
【０００６】
次に、図６に示す形態の多帯式鋼片加熱炉では、排気口１２２が予熱帯１００と加熱帯１０２の間に配置されているので、加熱帯１０２の排ガスが予熱帯１００に流れ込むことがない。そのため、予熱帯１００の設定温度が加熱帯１０２の設定温度よりも低い操業条件では、加熱帯１０２の高温排ガスが予熱帯１００を通らずに（すなわち加熱帯１０２の排ガスに含まれる熱を予熱帯１００で利用することなく）排気口１２２を介して排気されることになり、熱エネルギの有効利用を図れないという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、鋼片の装入側から抽出側に向けて順次予熱帯、加熱帯及び均熱帯を設けた多帯式鋼片加熱炉に改良を加えたものである。具体的に、本発明の多帯式鋼片加熱炉では、予熱帯に複数対の蓄熱式バーナを配置し、上記加熱帯に複数対のバーナを配置し、予熱帯の装入側と加熱帯の装入側にそれぞれ開閉ダンパを有する排気ダクトが接続してある。また、この多帯式鋼片加熱炉では、予熱帯の設定温度を加熱帯又は均熱帯の設定温度よりも高くするときは、予熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを閉鎖すると共に、加熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを開放し、予熱帯の設定温度を加熱帯又は均熱帯の設定温度よりも低くするときは、予熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを開放すると共に、加熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを閉鎖する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
このように構成された本発明の多帯式鋼片加熱炉では、予熱帯の設定温度を加熱帯又は均熱帯の設定温度よりも高くするとき、予熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを閉鎖し、加熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを開放する。これにより、加熱帯の排ガスが予熱帯に流れ込むことがない。したがって、予熱帯に入力すべき熱量が予熱帯の設定温度を維持するに必要な熱量だけとなる。
【０００９】
他方、予熱帯の設定温度を上記加熱帯又は均熱帯の設定温度よりも低くするとき、予熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを開放し、加熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを閉鎖する。これにより、加熱帯の排ガスが予熱帯に流れ込み、その熱により予熱帯の雰囲気が加熱される。したがって、予熱帯に入力すべき熱量がその分だけ実質的に減少する。
【００１０】
このように、本発明によれば、多帯式鋼片加熱炉の操業条件に応じて適切な熱管理が可能となり、エネルギの有効な利用が図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る多帯式鋼片加熱炉（以下、単に「加熱炉」という。）１０を示す。この加熱炉１０は、内部に所定の大きさの加熱空間（炉内１２）を含む炉体１４を有する。炉体１４は、その装入側１６から抽出側１８に向かって、予熱帯（第１加熱帯）２０、加熱帯（第２加熱帯）２２及び均熱帯２４に区画されており、予熱帯２０と加熱帯２２及び、加熱帯２２と均熱帯２４との境界には、炉体１４の天井部２６から下方に伸びる所定長さの垂直壁２８、３０により区画されている。予熱帯２０の装入側と加熱帯２２の装入側の天井部２６にはそれぞれ排気口３１、３３が設けてあり、各排気口３１、３３はそれぞれ排気ダクト３２、３４に連通されている。
【００１２】
炉体１４の装入側１６と抽出側１８にはそれぞれ鋼片装入口３６と鋼片抽出口３８が形成されており、これらの鋼片装入口３６と鋼片抽出口３８はそれぞれ装入口扉４０と抽出扉４２により開閉自在となっている。これら鋼片装入口３６と鋼片抽出口３８を結ぶ一点鎖線は鋼片搬送路４４を示し、この鋼片搬送路４４に沿って鋼片（図示せず）を搬送するために、本実施形態では周知のウォーキングビーム式搬送装置４６が設けてある。ただし、本発明はウォーキングビーム式搬送装置４６に限るものでなく、その他の搬送装置も利用可能である。
【００１３】
鋼片搬送路４４を挟んで対向する炉体１４の両側壁４８（一方は図示せず）にはそれぞれ複数対のバーナ５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）が設けてある。これらのバーナ５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）のうち、予熱帯２０に設けたバーナ５０Ａは蓄熱式バーナ（以下、蓄熱式バーナに符号５０Ａを付す。）で、加熱帯２２と均熱帯２４に設けたバーナ５０Ｂ，５０Ｃは通常バーナ（非蓄熱式バーナ）である。蓄熱式バーナ５０Ａは、その本体に形成されている一つの通路又はこの通路に通じるダクト又は配管の一部に周知の蓄熱媒体を収容しており、上記通路を通じて炉内１２の排ガスを排出する際にこの排ガスの熱を蓄熱媒体に回収し、その後に上記通路を通じて炉内１２に燃焼用空気を供給する際にこの燃焼用空気を蓄熱媒体に回収された熱を利用して加熱できるように構成されている。
【００１４】
図２はバーナ５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）と排気ダクト３２、３４に接続される配管やダクトの系統図で、各バーナ５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）は燃料供給管５２を介して燃料供給源５４に接続され、また燃焼用空気供給管５６を介して燃焼ブロア５８に接続されている。そして、蓄熱式バーナ５０Ａの燃料供給管５２、燃焼用空気供給管５６には、燃料開閉弁６０と燃焼用空気開閉弁６２が付設されている。なお、加熱帯２２と均熱帯２４に取り付ける通常バーナ５０Ｂ，５０Ｃの燃料供給管５２と燃焼用空気供給管５６に設ける燃料調節弁と燃焼用空気調節弁は図面から削除してある。
【００１５】
また、蓄熱式バーナ５０Ａの排気管６５は、排気ブロア６４を備えた排気ダクト６６に開閉弁７０を介して接続してある。
【００１６】
排気ダクト３２、３４にはそれぞれ開閉ダンパ７２，７４が備えてあり、これにより各排気ダクト３２、３４を開放あるいは閉鎖できるようにしてある。これらの排気ダクト３２、３４の排気側は別の排気ダクト７６の一端部に接続されており、この排気ダクト７６の他端部が炉圧ダンパ７８を介して煙突６８に接続されている。また、排気ダクト７６には、燃料ガスレキュペレータ８０と燃焼用空気レキュペレータ８２が付設されており、燃料供給管５２と、燃焼用空気供給管５６を通じて加熱帯２２と均熱帯２４に供給する燃料ガスと燃焼用空気が予熱できるようにしてある。
【００１７】
このように構成された加熱炉１０では、燃料供給源５４から燃料（例えば燃料ガス）が各バーナ５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）に供給され、燃焼用空気供給源５８から燃焼用空気が各バーナ５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）に供給され、これら燃料と燃焼用空気が炉内１２に噴射され、燃料が燃焼される。ただし、予熱帯２０の蓄熱式バーナ５０Ａでは、一定時間、対を為す一方の蓄熱式バーナ５０Ａで燃料が燃焼され、これと対を為す他方の蓄熱式バーナ５０Ａから排ガスが排気され、その後の一定時間、上記一方の蓄熱式バーナ５０Ａから排ガスが排気され、上記他方の蓄熱式バーナ５０Ａで燃料が燃焼され、これらの２つの燃焼状態が交互に繰り返される。そして、排ガスの排気時に蓄熱体に排ガスの熱が回収され、この回収された熱がその後に供給される燃焼用空気の予熱に利用される。そして、装入側１６から供給される鋼片は、一点鎖線に沿って鋼片装入口３６から炉内１２に装入され、ウォーキングビーム式搬送装置４６で搬送されながら予熱帯２０、加熱帯２２及び均熱帯２４を経て必要な熱処理が施された後、鋼片抽出口３８から抽出される。
【００１８】
排気ダクト３２、３４に設けた開閉ダンパ７２，７４は加熱炉１０の操業条件に応じて異なる状態に設定される。いま、図３に示すように、予熱帯２０の設定温度を加熱帯２２又は均熱帯２４の設定温度よりも高くして鋼片を急速加熱する場合（例えば、普通鋼を加熱する場合）、予熱帯２０に接続されている排気ダクト３２の開閉ダンパ７２を閉鎖し、加熱帯２２に接続されている排気ダクト３４の開閉ダンパ７４を開放する。これにより、加熱帯２２からの排ガスは排気ダクト３４を介して煙突６８に排気される。このように、加熱帯２２からの排ガスが予熱帯２０に侵入しないため、この予熱帯２０で燃焼すべき燃料が必要最少限となる。
【００１９】
逆に、図４に示すように、予熱帯２０の設定温度を加熱帯２２又は均熱帯２４の設定温度よりも低くして鋼片を緩速加熱する場合（例えば、ステンレス鋼又は高炭素鋼を加熱する場合、又は単位時間当たりの鋼片処理量が減少した場合）、予熱帯２０に接続されている排気ダクト３２の開閉ダンパ７２を開放し、加熱帯２２に接続されている排気ダクト３４の開閉ダンパ７４を閉鎖する。これにより、加熱帯２２、均熱帯２４の高温排ガスが予熱帯２０に入り、排気ダクト３２を介して煙突６８に排気される。このように、予熱帯２０で必要とする熱量の一部が加熱帯２２から流れ込む排ガスから与えられるため、この予熱帯２０で燃焼すべき燃料が軽減する。
【００２０】
なお、図３を用いて説明した操業例では、予熱帯２０の設定温度が加熱帯２２、均熱帯２４の両方の設定温度よりも高いものとしたが、予熱帯２０の設定温度が加熱帯２２又は均熱帯２４のいずれかの設定温度よりも高い場合でも本発明は適用可能である。同様に、図４を用いて説明した操業例では、予熱帯２０の設定温度が加熱帯２２、均熱帯２４の両方の設定温度よりも低いものとしたが、予熱帯２０の設定温度が加熱帯２２又は均熱帯２４のいずれかの設定温度よりも低い場合でも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る多帯式鋼片加熱炉の鋼片搬送方向に沿った断面図。
【図２】 図１に示す多帯式鋼片加熱炉のバーナ、煙道に接続した配管、ダクトの系統図。
【図３】 予熱帯の設定温度を加熱帯及び均熱帯の設定温度よりも高くした操業条件における設定温度と鋼片加熱温度の分布を示すグラフ。
【図４】 予熱帯の設定温度を加熱帯及び均熱帯の設定温度よりも低くした操業条件における設定温度と鋼片加熱温度の分布を示すグラフ。
【図５】 従来の多帯式鋼片加熱炉の鋼片搬送方向に沿った断面図。
【図６】 他の従来の多帯式鋼片加熱炉の鋼片搬送方向に沿った断面図。
【符号の説明】
１０…多帯式鋼片加熱炉、２０…予熱帯、２２…加熱帯、２４…均熱帯、３２，３４…排気ダクト、７２，７４…開閉ダンパ。

Claims (1)

1. 鋼片の装入側から抽出側に向けて順次予熱帯、加熱帯及び均熱帯を設けた多帯式鋼片加熱炉において、
   上記予熱帯に複数対の蓄熱式バーナを配置し、
   上記加熱帯に複数対のバーナを配置し、
   上記予熱帯の装入側と加熱帯の装入側にそれぞれ開閉ダンパを有する排気ダクトを接続し、
   上記予熱帯の設定温度を上記加熱帯又は均熱帯の設定温度よりも高くするときは、上記予熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを閉鎖すると共に、上記加熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを開放し、
   上記予熱帯の設定温度を上記加熱帯又は均熱帯の設定温度よりも低くするときは、上記予熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを開放すると共に、上記加熱帯の装入側に接続されている排気ダクトの開閉ダンパを閉鎖するようにしたことを特徴とする多帯式鋼片加熱炉。

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