JP5772477B2

JP5772477B2 - 連続式加熱炉用放炎防止装置および放炎防止方法

Info

Publication number: JP5772477B2
Application number: JP2011226177A
Authority: JP
Inventors: 信友稲永
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: JP2013087300A

Description

本発明は、熱ガス雰囲気の炉内をスラブが搬送されつつ加熱処理される連続式加熱炉に好適な放炎防止装置および放炎防止方法に関する。

従来、図４に例示するように、例えばウォーキングビーム式の加熱炉１００において、スラブの装入時には、スラブを装入装置１３で持ち上げ、加熱炉１００の装入扉１２を開けた後に、装入装置１３で炉内に装入する。また、スラブの抽出時には、加熱炉１００の抽出扉１４を開け、抽出装置１５を炉内に装入し、炉内にて加熱が終了したスラブを持ち上げて抽出する。

ところで、このようなスラブの装入ないし抽出時には、装入扉または抽出扉から炉内の火炎が外部に漏れ出すと加熱炉の熱効率が低下する。そこで、このようなスラブの装入ないし抽出時に、装入扉または抽出扉から炉内の火炎が外部に漏れないように、例えば特許文献１には、扉の下部に耐火物製のチェーン等をノレン状に垂設する技術が開示されている。

実開昭５６−８６５００号公報

しかしながら、このようなノレン状の耐火物は耐摩耗性に乏しく、スラブとの摩擦によって隙間が次第に大きくなり、徐々に火炎が外部に漏れるという問題があった。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、加熱炉の扉の開閉時の火炎の漏れ出しを安定して防止することができる連続式加熱炉用放炎防止装置および放炎防止方法を提供することを目的としている。

ここで、装入扉または抽出扉を開けたときに、炉内の火炎が外部に漏れ出すことを防止する方策としては、扉の開口部をガスによってシールドする方策が考えられる。そして、このようなシールドに使用可能なガスとしては、窒素やアルゴン等が使用可能である。しかし、これらのシールドガスを別途に用意する場合には、原単位がかかるという問題がある。また、シールドガスとして空気を利用する手段も考えられるものの、空気を利用する場合には、炉内の熱ガス雰囲気の酸素濃度に影響を与えるという問題がある。さらに、上述した窒素やアルゴン、空気等のガスは、一般的に常温であるから、炉内の熱ガス雰囲気の温度条件にも影響を与えるという問題もある。

そこで、本発明者は、連続式加熱炉でのスラブの装入ないし抽出時に、装入扉または抽出扉から火炎が放炎することを、自炉の排気ガスを利用して防止することによって上記課題を解決した。
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る連続式加熱炉用放炎防止装置は、熱ガス雰囲気の炉内をスラブが搬送されつつ加熱処理される連続式加熱炉に用いられ、該加熱炉の装入扉または抽出扉からの熱ガスの漏れ出しを防止する放炎防止装置であって、前記加熱炉からの排気ガスを排出する排気塔に至る煙道の途中部分に付設されたシールドガス用ブロワと、該ブロワによって送り出された前記煙道内の排気ガスを前記装入扉または前記抽出扉の近傍まで導くシールドガス用管路と、該シールドガス用管路に連通され且つ前記装入扉または前記抽出扉にスラブ側に向けて排気ガスを噴射するように付設されたシールドガス用ノズルとを有し、前記シールドガス用ノズルは、前記装入扉または前記抽出扉の、扉の開口部の上下の位置それぞれに設けられるとともに、前記開口部の上部に設けられる第一のシールドガス用ノズルは、前記扉自体の下部に設けられ、前記開口部の下部に設けられる第二のシールドガス用ノズルは、前記扉の先端が対向する前記開口部の下部上端の位置に設けられており、前記第一および第二のシールドガス用ノズルは、噴射する排気ガスの噴射方向が、前記装入扉または前記抽出扉の炉外側から炉内側に向けて噴射されるようになっていることを特徴とする。

ここで、本発明の一態様に係る連続式加熱炉用放炎防止装置において、前記シールドガス用ブロワが、炉尻煙道と排気塔との途中部分に付設されていれば、炉尻煙道側からの排気ガスを送り出すことになるため、炉内の熱ガス雰囲気を良好な状態に維持する上で好適である。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る連続式加熱炉の放炎防止方法は、熱ガス雰囲気の炉内をスラブが搬送されつつ加熱処理される連続式加熱炉に用いられ、該加熱炉の装入扉または抽出扉からの熱ガスの漏れ出しを防止する放炎防止方法であって、前記加熱炉からの排気ガスを排出する排気塔に至る煙道の途中部分から排気ガスを送り出し、その送り出された排気ガスを前記装入扉または前記抽出扉の近傍まで導き、その導かれた排気ガスを前記装入扉または前記抽出扉が解放されたときに、その解放された開口部に対して、前記装入扉または前記抽出扉の、扉自体の下部に設けた第一のシールドガス用ノズルと、前記扉の先端が対向する前記開口部の下部上端の位置に設けられた第二のシールドガス用ノズルとを用いて、前記スラブ側に向けて噴射することを特徴とする。

本発明によれば、スラブを加熱する連続式加熱炉において、加熱炉の装入扉または抽出扉を開けたときに、開口部を自炉の排気ガスによってガスシールドすることができる。そのため、加熱炉の扉の開閉時の火炎の漏れだしを防止することができるとともに、自炉の排気ガスによってシールドするため、炉内雰囲気に与える影響、つまり炉内のガス成分や温度に与える影響を少なくすることができる。

上述のように、本発明によれば、加熱炉の扉の開閉時の火炎の漏れ出しを安定して防止することができる。

本発明の一態様に係る放炎防止装置を備える連続式加熱炉設備の平面配置を示す模式図である。本発明の一態様に係る放炎防止装置を備える連続式加熱炉設備の側面視における模式図であり、同図では一部を搬送方向に沿った断面にて示している。図２の装入扉部分を拡大して示す模式図である。従来の連続式加熱炉設備の一例の側面視における模式図であり、同図では一部を搬送方向に沿った断面にて示している。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この連続式加熱炉設備３０は、複数（この例では３炉）の加熱炉１０を並列して備えている。各加熱炉１０は、装入側および抽出側それぞれに、搬送装置１１が、各加熱炉１０とは直交する方向に沿ってスラブＳを搬送可能に配置されている。各加熱炉１０の装入扉１２には、各扉１２に対向する位置に装入装置１３が設けられ、また、各加熱炉の抽出扉１４には、各扉１４に対向する位置に抽出装置１５が設けられている。そして、装入側の搬送装置１１の上流にはスラブ置き場１６があり、このスラブ置き場１６から、上流の搬送装置１１にスラブＳが載置され、装入装置１３によって各加熱炉１０内に順次に装入されるようになっている。また、所定の熱処理後、抽出装置１５によってスラブＳが抽出され、抽出側の搬送装置１１を経て次の工程（熱間圧延）に供されるようになっている。

各加熱炉１０内には、図２に示すように、例えばウォーキングビーム式の搬送機構２０が搬送方向に沿って設置されている。加熱炉１０の装入側には上下に移動可能な装入扉１２が設けられ、また、抽出側にも上下に移動可能な抽出扉１４が設けられている。加熱炉１０にスラブＳを装入するときは、スラブＳを装入装置１３で持ち上げ、加熱炉１０の装入扉１２を上方にスライド移動して開けた後に、装入装置１３で炉内に装入する。また、スラブＳを抽出するときは、加熱炉１０の抽出扉１４を上方にスライド移動して開け、抽出装置１５を炉内に装入し、炉内にて加熱が終了したスラブＳを持ち上げて抽出するようになっている。

そして、上記搬送機構２０で搬送されるスラブＳの上下には、複数のバーナー１７が搬送方向に沿って配置されている。また、炉外の出側には燃焼空気を炉内に送気するための燃焼空気用ブロワ１８が設けられるとともに、熱ガス循環機構１９が配置されている。熱ガス循環機構１９は、炉外上部に沿って設けられた主管路２１と、主管路２１から分岐されて炉内に連通する分岐管路２２と、主管路２１の途中に配置された排気ガス用ブロワ２３とを有し、燃焼空気用ブロワ１８と排気ガス用ブロワ２３との協働によって、複数のバーナー１７の燃焼に必要な燃焼空気を炉内に循環させるとともに、炉外上部に沿ってバーナー１７で燃焼された排気ガスを送気させ、排気ガス用ブロワを介して排気塔２３から排気するようになっている。これにより、熱ガス雰囲気の炉内をスラブＳが搬送されつつ加熱されて、スラブＳを所定の温度に段階的に加熱可能になっている。

ここで、加熱炉１０の装入側の近傍には、燃焼後の排気ガスを最終的に排出するための炉尻煙道５が炉内に連通配置されており、この炉尻煙道５が上記排気塔２３に連通している。そして、この炉尻煙道５と排気塔２３との途中部分には、シールドガス用ブロワ２が分岐配管６を介して設置されており、このシールドガス用ブロワ２に二本のシールドガス用管路３が連結されている。これら二本のシールドガス用管路３は、シールドガス用ブロワ２によって送り出された煙道２４内の排気ガスを装入扉１２および抽出扉１４の近傍までそれぞれ導く位置まで配管されている。

そして、図３に要部を拡大図示するように、装入扉１２および抽出扉１４には、シールドガス用ノズル４が扉の開口部の上下の位置それぞれに付設されている。なお、装入扉１２および抽出扉１４に付設されるシールドガス用ノズル４の構成は、炉内側に向けて左右対称なので、ここでは装入扉側について説明し、抽出扉側についてはその図示および説明を省略する。

このシールドガス用ノズル４は、図３に示すように、シールドガス用管路３に連通されており、装入扉１２の下部１２ａ、および装入口７の下部上端（装入扉先端が対向する位置）７ａに、スラブＳ側に向けて排気ガスＧを噴射するようにそれぞれ付設されている。そして、各ノズル４の設置方向は、噴射する排気ガスＧの噴射方向が、装入扉の炉外側から炉内側に向けて噴射されるように傾けて設置され、これにより、噴射による排気ガスＧの流れが炉外側から炉内側に向かい、加熱炉１０の装入扉１２の開閉時の火炎の漏れ出しを安定して防止可能とされている。なお、シールドガス用ノズル４を傾ける程度は、スラブＳ表面に垂直な線を基準として、この垂直な線よりも炉内側を向くように設定されていることが望ましい。

次に、この加熱炉１０の放炎防止装置および放炎防止方法の作用・効果について説明する。
この連続式加熱炉設備３０は、各加熱炉１０において、各加熱炉１０にスラブＳを装入するときは、スラブＳを装入装置１３で持ち上げ、加熱炉１０の装入扉１２を開けた後に、装入装置１３で炉内に装入する。装入側からスラブＳが炉内に装入されると、予熱帯で予熱され装入側から抽出側に順次に搬送機構２０で送られる。そして、第１から第２加熱帯で抽出目標温度に向けて本格的に加熱される。次いで、均熱帯で、スラブ外面と中心部との温度差が無くなるように均熱化され、抽出目標温度に到達したら加熱炉１０の抽出扉１４を開け、抽出装置１５を炉内に装入し、炉内にて加熱が終了したスラブＳを持ち上げて抽出側から抽出して、次の工程（熱間圧延）に供される。スラブＳの加熱に使用された燃焼ガスは、スラブＳの搬送方向に対向して予熱帯の方向に流れていき、炉尻煙道５から排気塔２３へと排出される。

ここで、スラブＳの装入ないし抽出時には、装入扉１２または抽出扉１４から炉内の火炎が外部に漏れ出すと加熱炉１０の熱効率が低下するという問題があるが、この連続式加熱炉設備３０では、シールドガス用ブロワ２により、加熱炉１０からの排気ガスを排出する排気塔２３に至る煙道２４の途中部分から排気ガスを送り出し、シールドガス用管路３により、シールドガス用ブロワ２で送り出された煙道２４内の排気ガスを装入扉１２および抽出扉１４の近傍まで導き、その導かれた排気ガスを、シールドガス用ノズル４により、装入扉１２および抽出扉１４が解放されたときにスラブＳ側に向けて噴射する。

これにより、この連続式加熱炉設備３０は、各加熱炉１０において、装入扉１２および抽出扉１４を開けたときに、その開口部を自炉の排気ガスによってガスシールドすることができる。そのため、加熱炉１０の扉１２，１４の開閉時の火炎の漏れだしを安定して防止することができるとともに、自炉の排気ガスによってシールドするため、炉内雰囲気に与える影響、つまり炉内のガス成分や温度に与える影響を少なくすることができる。

なお、本発明に係る連続式加熱炉用放炎防止装置および放炎防止方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、シールドガス用ブロワ２が、炉尻煙道５と排気塔２３との途中部分に付設された例で説明したが、これに限定されず、シールドガス用ブロワ２は、排気塔２３に至る煙道の途中部分に付設されれば、適宜の位置に配置可能である。しかし、炉内の熱ガス雰囲気を良好な状態に維持する上では、炉尻煙道５側からの排気ガスを送り出せるように、シールドガス用ブロワ２を、炉尻煙道５と排気塔２３との途中部分に付設することが好ましい。

また、上記実施形態では、装入扉１２および抽出扉１４の開口の上下の位置それぞれにシールドガス用ノズル４を配置している例で説明したが、これに限定されず、シールドガス用ノズル４は、装入扉１２または抽出扉１４に配置してよいし、いずれかの開口の上下の位置の一方に配置するだけでも加熱炉１０の扉１２，１４の開閉時の火炎の漏れ出しを安定して防止することができる。しかし、加熱炉１０の扉１２，１４の開閉時の火炎の漏れ出しをより一層安定して防止可能とする上では、装入扉１２および抽出扉１４の開口の上下の位置それぞれにシールドガス用ノズル４を配置することが望ましい。

また、上記実施形態では、シールドガス用ノズル４は、噴射する排気ガスＧの噴射方向が、装入扉１２（および抽出扉１４）の炉外側から炉内側に向けて噴射されるようになっている例で説明したが、これに限定されず、少なくとも、スラブＳ側に向けて排気ガスＧを噴射するように付設されるものであれば、加熱炉１０の扉１２，１４の開閉時の火炎の漏れ出しを防止可能である。しかし、加熱炉１０の扉１２，１４の開閉時の火炎の漏れ出しをより一層安定して防止可能とする上では、シールドガス用ノズル４の噴射する排気ガスＧの噴射方向を、装入扉１２および抽出扉１４の炉外側から炉内側に向けて噴射する構成とすることが望ましい。

１放炎防止装置
２シールドガス用ブロワ
３シールドガス用管路
４シールドガス用ノズル
５炉尻煙道
６分岐配管
１０加熱炉
１１搬送装置
１２装入扉
１３装入装置
１４抽出扉
１５抽出装置
１６スラブ置き場
１７バーナー
１８燃焼空気用ブロワ
１９熱ガス循環機構
２０搬送機構
２１主管路
２２分岐管路
２３排気塔
２４煙道
３０連続式加熱炉設備
Ｓスラブ
Ｇ（噴射する）排気ガス

Claims

熱ガス雰囲気の炉内をスラブが搬送されつつ加熱処理される連続式加熱炉に用いられ、該加熱炉の装入扉または抽出扉からの熱ガスの漏れ出しを防止する放炎防止装置であって、
前記加熱炉からの排気ガスを排出する排気塔に至る煙道の途中部分に付設されたシールドガス用ブロワと、該ブロワによって送り出された前記煙道内の排気ガスを前記装入扉または前記抽出扉の近傍まで導くシールドガス用管路と、該シールドガス用管路に連通され且つ前記装入扉または前記抽出扉にスラブ側に向けて排気ガスを噴射するように付設されたシールドガス用ノズルとを有し、
前記シールドガス用ノズルは、前記装入扉または前記抽出扉の、扉の開口部の上下の位置それぞれに設けられるとともに、前記開口部の上部に設けられる第一のシールドガス用ノズルは、前記扉自体の下部に設けられ、前記開口部の下部に設けられる第二のシールドガス用ノズルは、前記扉の先端が対向する前記開口部の下部上端の位置に設けられており、
前記第一および第二のシールドガス用ノズルは、噴射する排気ガスの噴射方向が、前記装入扉または前記抽出扉の炉外側から炉内側に向けて噴射されるようになっていることを特徴とする連続式加熱炉用放炎防止装置。
前記シールドガス用ブロワは、前記排気塔と炉尻煙道との途中部分に付設されていることを特徴とする請求項１に記載の連続式加熱炉用放炎防止装置。
熱ガス雰囲気の炉内をスラブが搬送されつつ加熱処理される連続式加熱炉に用いられ、該加熱炉の装入扉または抽出扉からの熱ガスの漏れ出しを防止する放炎防止方法であって、
前記加熱炉からの排気ガスを排出する排気塔に至る煙道の途中部分から排気ガスを送り出し、その送り出された排気ガスを前記装入扉または前記抽出扉の近傍まで導き、その導かれた排気ガスを、前記装入扉または前記抽出扉が解放されたときに、その解放された開口部に対して、前記装入扉または前記抽出扉の、扉自体の下部に設けた第一のシールドガス用ノズルと、前記扉の先端が対向する前記開口部の下部上端の位置に設けられた第二のシールドガス用ノズルとを用いて、前記スラブ側に向けて噴射することを特徴とする連続式加熱炉の放炎防止方法。