JP7354988B2 - 連続式鋼材加熱炉、連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法及び鋼材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの燃焼制御帯に蓄熱式切替燃焼バーナを設けた連続式鋼材加熱炉において、空気比を制御する連続式鋼材加熱炉、連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法及び鋼材の製造方法に関する。

一般に、加熱炉において加熱対象物に対して熱を効率よく与えるためには、加熱対象物への加熱以外に損失する熱量を低下させる必要がある。連続式鋼材加熱炉において損失する熱量は、１）排ガス損失熱、２）冷却水損失熱、３）鉄皮放散熱に分類することができる。
このうち、１）排ガス損失熱は、燃料ガスを燃焼させるときに発生するガスを排出することで発生する。排ガス損失熱は、以下の式によって表される。
Ｑｇｌｏｓｓ＝Ｖｇ×Ｔｇ×Ｃｐｇ

ここで、Ｑｇｌｏｓｓは排ガス損失熱、Ｖｇは排ガス量、Ｔｇは排ガス温度、Ｃｐｇは排ガス比熱である。排ガス損失熱Ｑglossを低下させるためには、前式より排ガス量Ｖｇを低下させるか、あるいは排ガス温度Ｔｇを低下させる必要がある。一般に鋼材の加熱すべき温度は決まっているため、排ガス温度Ｔｇを低下させることはできない。従って、排ガス損失熱Ｑｇｌｏｓｓを低下させるためには、排ガス量Ｖｇを低下させる。
排ガス量Ｖｇは、以下の式で表される。
Ｖｇ＝Ｖｍ×（Ｇ０＋（１－ｍ）Ａ０）

ここで、Ｖｍは燃料ガス量、Ｇ０はガスの理論排ガス量、Ａ０はガスの理論空気量、ｍは空気比である。燃料ガス量Ｖｍは鋼材を加熱するために炉内温度を一定に制御して結果として定まるものであり、基本的には省エネのために操作することはできない。また、理論排ガス量Ｇ０及び理論空気量Ａ０は燃料の組成によって定まるものであり、これらも操作することはできない。従って、積極的に制御できるのは空気比ｍであり、これをなるべく１．０に近づけることによって排ガス量Ｖｇを低下させることができ、排ガス損失熱Ｑglossを値化させることができる。

また、排ガス中の酸素濃度Ｏ_２はガス中の組成により定まるＧ０及びＡ０により以下の式によって表される。
Ｏ_２＝（ｍ－１）Ａ０×０．２１／（Ｇ０＋（ｍ－１）Ａ０）
この式において、分子は空気比ｍが１．０を超え燃焼に寄与しない空気量のうちの酸素量を示しており、分母は空気比ｍで発生する排ガス量を示している。この式によれば、排ガス中の酸素濃度Ｏ_２は、ガスの組成が一定であれば空気比を定めることによって一義的に定まることを意味している。

実際の連続式鋼材加熱炉においては、装入扉、抽出扉を連続的に鋼材が通過するため、装入扉及び抽出扉を常に閉の状態にしておくことができないため、装入扉あるいは抽出扉が開いた際に不可避的に炉内に空気が侵入する。そのため、バーナに供給する燃料ガス流量と燃焼用空気流量とを精密に制御して空気比を一定にしたとしても酸素濃度Ｏ_２が変化することがある。また、副生ガスを加熱炉の燃料ガスとして用いた場合、成分が時間により変化するため、燃料ガス流量と燃焼用空気流量とを一定の比率に制御したとしても空気比が一定になるとは限らない。このため、連続式鋼材加熱炉においては、従来より、加熱炉内の酸素濃度を一定にするための制御が行われている。
連続式鋼材加熱炉において、鋼材を加熱するバーナとして、蓄熱式切替燃焼バーナを用いる場合と、通常の燃焼バーナを用いる場合とがある。

蓄熱式切替燃焼バーナを用いずに通常の燃焼バーナを用いる連続式鋼材加熱炉において、加熱炉内の酸素濃度を一定にするための制御をするものとして、従来、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１に示す燃焼設備の燃焼制御方法は、外気が侵入し得る燃焼設備の燃焼制御方法において、火口に供給される燃料流量が設定値以上のときは一定の範囲で空燃比（空気比）を操作して排ガス中の酸素濃度を制御する。また、火口に供給される燃料流量が設定値未満のとき、または空燃比が前記一定の範囲を超えるときは、空燃比を前記一定の範囲を保ちながら燃焼設備の内圧を操作して侵入空気量を調節することにより排ガス中の酸素濃度を制御するようにしている。そして、この特許文献１に示す燃焼設備の燃焼制御方法における排ガス中の酸素濃度の制御に際しては、加熱炉からの排ガス通路中に設けられた酸素濃度計からの出力値をもとに排ガス中の酸素濃度を制御するようにしている。

また、蓄熱式切替燃焼バーナを用いる連続式鋼材加熱炉において、加熱炉内の酸素濃度を一定にするための制御をするものとして、従来、例えば特許文献２に示すものが知られている。
特許文献２に示す連続式鋼材加熱炉は、少なくとも二つの燃焼制御帯に蓄熱式切替燃焼バーナを有し、燃焼制御帯の排ガス誘引系に排ガス中の酸素濃度を検出する検出器を備えた、連続熱間圧延用鋼材を所定の温度に加熱する連続多帯式のウォーキングビームを用いた連続式鋼材加熱炉である。そして、かかる連続式鋼材加熱炉は、蓄熱式切替燃焼バーナを有する燃焼制御帯の誘引排ガスが集合する誘引排ガス本管の、蓄熱式切替燃焼バーナを有する燃焼制御帯毎の誘引排ガスヘッダ管との合流部の下流側に、少なくとも２箇所以上の排ガス中の酸素濃度を検出する前記酸素濃度検出器と、当該検出器の検出値に基づいて炉内の空気比を制御する制御手段を設置している。

特開昭５５－３３５２９号公報 特許第４６５３６８９号公報

しかしながら、これら特許文献１に示す燃焼設備の燃焼制御方法及び特許文献２に示す連続式鋼材加熱炉にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献１に示す燃焼設備の燃焼制御方法の場合、蓄熱式切替燃焼バーナを用いずに通常の燃焼バーナを用いる連続式鋼材加熱炉において、加熱炉内の酸素濃度を一定にするための制御をするものであり、蓄熱式切替燃焼バーナを用いる連続式鋼材加熱炉において、加熱炉内の酸素濃度を一定にするための制御をするものとして適していない。蓄熱式切替燃焼バーナを用いずに通常の燃焼バーナを用いて燃焼した場合、排ガスは、加熱炉から排ガス通路を通って外部に放出されるため、特許文献１のように、加熱炉からの排ガス通路中に設けられた酸素濃度計からの出力値をもとに排ガス中の酸素濃度を制御することができる。しかし、蓄熱式切替燃焼バーナを用いて燃焼した場合、発生した排ガスの多く（発生した排ガスの約８０％程度）は蓄熱式切替燃焼バーナで吸引され、残りの排ガス（発生した排ガスの２０％程度）は加熱炉内を通過して排ガス通路を通り、この排ガス通路を通る排ガス量は少ない。このため、特許文献１では、蓄熱式切替燃焼バーナを用いる連続式鋼材加熱炉において、加熱炉内の酸素濃度を一定にするための制御、即ち空気比の制御をするものとして適していない。

一方、特許文献２に示す連続式鋼材加熱炉の場合、少なくとも二つの燃焼制御帯に蓄熱式切替燃焼バーナを有する連続式鋼材加熱炉において、加熱炉内の酸素濃度を一定にするための制御をするものである。ここで、かかる連続式鋼材加熱炉は、蓄熱式切替燃焼バーナを有する燃焼制御帯の誘引排ガスが集合する誘引排ガス本管の、蓄熱式切替燃焼バーナを有する燃焼制御帯毎の誘引排ガスヘッダ管との合流部の下流側に、少なくとも２箇所以上の排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出器を備えている。そして、この酸素濃度検出器から検出された検出値のみを用いて空気比の制御を行っている。

しかしながら、蓄熱式切替燃焼バーナを用いて燃焼した場合、前述したように、加熱炉内で発生した排ガスは、その多く（発生した排ガスの約８０％程度）は蓄熱式切替燃焼バーナで吸引され、残りの排ガス（発生した排ガスの２０％程度）は当該蓄熱式切替燃焼バーナが設けられた燃焼制御帯から下流側の燃焼制御帯に流れ、加熱炉内を通過して排ガス通路を通る。
従って、特許文献２のように、蓄熱式切替燃焼バーナを有する燃焼制御帯の誘引排ガスが集合する誘引排ガス本管に設けられた酸素濃度検出器から検出された排ガス中の酸素濃度の検出値のみを用いて空気比の制御を行ったとしても、燃焼制御帯毎の空気比を適切に制御することができない。

よって、本発明はこれら従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、少なくとも１つの燃焼制御帯に蓄熱式切替燃焼バーナを設けた連続式鋼材加熱炉において、燃焼制御帯毎の空気比を高い精度で適正空気比に制御することができる、連続式鋼材加熱炉、連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法及び鋼材の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る連続式鋼材加熱炉は、炉長方向に沿って複数の燃焼制御帯を有する炉体と、少なくとも１つの前記燃焼制御帯に設けられた蓄熱式切替燃焼バーナとを備えた連続式鋼材加熱炉であって、前記蓄熱式切替燃焼バーナを設けた燃焼制御帯毎の吸引排ガスが集合する吸引排ガス本管に設けられた、吸引排ガス中の酸素濃度を検出する吸引排ガス用酸素濃度検出器及び吸引排ガスの流量を検出する吸引排ガス用流量検出器と、前記炉体の、排ガス流れにおいて最も下流側の燃焼制御帯よりも下流側の箇所に設けられた、炉尻排ガス中の酸素濃度を検出する炉尻排ガス用酸素濃度検出器及び炉尻排ガスの流量を検出する炉尻排ガス用流量検出器と、前記吸引排ガス用酸素濃度検出器の検出値、前記吸引排ガス用流量検出器の検出値、前記炉尻排ガス用酸素濃度検出器の検出値、及び前記炉尻排ガス用流量検出器の検出値に基づいて、前記燃焼制御帯毎の空気比を制御する空気比制御部とを備えていることを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法は、炉長方向に沿って複数の燃焼制御帯を有する炉体と、少なくとも１つの前記燃焼制御帯に設けられた蓄熱式切替燃焼バーナとを備えた連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法であって、前記蓄熱式切替燃焼バーナを設けた燃焼制御帯毎の吸引排ガスが集合する吸引排ガス本管に設けられた吸引排ガス用酸素濃度検出器により、吸引排ガス中の酸素濃度を検出する吸引排ガス酸素濃度検出ステップと、前記吸引排ガス本管に設けられた吸引排ガス用流量検出器により、吸引排ガスの流量を検出する吸引排ガス流量検出ステップと、前記炉体の、排ガス流れにおいて最も下流側の燃焼制御帯よりも下流側の設置箇所に設けられた炉尻排ガス用酸素濃度検出器により、炉尻排ガス中の酸素濃度を検出する炉尻排ガス酸素濃度検出ステップと、前記設置箇所に設けられた炉尻排ガス用流量検出器により、炉尻排ガスの流量を検出する炉尻排ガス流量検出ステップと、前記吸引排ガス用酸素濃度検出器の検出値、前記吸引排ガス用流量検出器の検出値、前記炉尻排ガス用酸素濃度検出器の検出値、及び前記炉尻排ガス用流量検出器の検出値に基づいて、前記燃焼制御帯毎の空気比を制御する空気比制御ステップとを含むことを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る鋼材の製造方法は、前述の連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法により鋼材を加熱することを要旨とする。

本発明に係る連続式鋼材加熱炉、連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法及び鋼材の製造方法によれば、少なくとも１つの燃焼制御帯に蓄熱式切替燃焼バーナを設けた連続式鋼材加熱炉において、燃焼制御帯毎の空気比を高い精度で適正空気比に制御することができる、連続式鋼材加熱炉、連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法及び鋼材の製造方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る連続式鋼材加熱炉の概略構成を示す図である。 図１に示す連続式鋼材加熱炉における空気比制御の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 図２に示すステップＳ５（空気比制御ステップ）における処理の流れの詳細を示すフローチャートである。 本発明例による燃料原単位と比較例による燃料原単位とを比較して示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

図１には、本発明の一実施形態に係る連続式鋼材加熱炉の概略構成が示されている。
図１に示す連続式鋼材加熱炉１は、被加熱材としての鋼材Ｓを加熱するものであり、鋼材Ｓの搬送方向である炉長方法に延びる炉体２を備えている。この炉体２は、鋼材Ｓの装入側から抽出側に向けて炉長方向に沿って燃焼制御帯としての予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５及び均熱帯６をこの順に備えている。

また、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々には、複数（本実施形態にあっては６つ、上部に３つ、下部に３つ）の蓄熱式切替燃焼バーナ１０が設けられている。各蓄熱式切替燃焼バーナ１０は、各予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の炉壁に対向して設置された一対の蓄熱式バーナ１０ａ，１０ｂで構成される。各蓄熱式バーナ１０ａ，１０ｂは、それぞれセラミックボール等で構成される蓄熱体１１ａ，１１ｂを備えている。そして、蓄熱式バーナ１０ａ及び１０ｂで交互に燃焼を行うと共に、非燃焼状態の蓄熱式バーナ１０ａあるいは１０ｂを介して炉体２内、即ち各予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６から吸引放出し、このとき燃焼に伴う排ガスを蓄熱体１１ａあるいは１１ｂを介して排出する。これによって、この吸引排ガスの熱を蓄熱体１１ａあるいは１１ｂに蓄えておき、次回の燃焼時には燃焼用空気を蓄熱体１１ａあるいは１１ｂを介して蓄熱式バーナ１０ａあるいは１０ｂに供給することによって、排ガス熱を燃料ガスの予熱に利用するようになっている。

そして、一方側の蓄熱式バーナ１０ａは、燃料ガス切替弁１２ａを設置した燃料ガスヘッダ管１３ａに接続され、他方側の蓄熱式バーナ１０ｂは、燃料ガス切替弁１２ｂを設置した燃料ガスヘッダ管１３ｂに接続されている。そして、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々における全ての燃料ガスヘッダ管１３ａは燃料ガス集合管１４ａに集合し、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々における全ての燃料ガスヘッダ管１３ｂは燃料ガス集合管１４ｂに集合している。そして、燃料ガス集合管１４ａ及び燃料ガス集合管１４ｂは共通の燃料ガス集合管１４に集合し、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々の燃料ガス集合管１４は共通の燃料ガス供給ライン１６に接続されている。
そして、各燃料ガス集合管１４ａ及び各燃料ガス集合管１４ｂには、それぞれの管内を流れる燃料ガスの流量を測定する燃料ガス流量測定器３２が設置されるとともに、各燃料ガス集合管１４には、燃料ガス流量調節弁１５が設置されている。

また、一方側の蓄熱式バーナ１０ａの蓄熱体１１ａは、燃焼用空気切替弁１７ａを設置した燃焼用空気ヘッダ管１８ａに接続され、他方側の蓄熱式バーナ１０ｂの蓄熱体１１ｂは、燃焼用空気切替弁１７ｂを設置した燃焼用空気ヘッダ管１８ｂに接続されている。そして、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々における全ての燃焼用空気ヘッダ管１８ａは燃焼用空気集合管１９ａに集合し、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々における全ての燃焼用空気ヘッダ管１８ｂは燃焼用空気集合管１９ｂに集合している。そして、燃焼用空気集合管１９ａ及び燃焼用空気集合管１９ｂは共通の燃焼用空気集合管１９に集合し、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々の燃焼用空気集合管１９は共通の燃焼用空気供給本管２１に接続されている。
そして、各燃焼用空気集合管１９ａ及び各燃焼用空気集合管１９ｂには、それぞれの管内を流れる燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定器３３が設置されるとともに、各燃焼用空気集合管１９には、燃焼用空気流量調節弁２０が設置されている。なお、燃焼用空気供給本管２１は燃焼用空気ブロワ２２に接続されている。

また、一方側の蓄熱式バーナ１０ａの蓄熱体１１ａは、排ガス切替弁２３ａを設置した排ガスヘッダ管２４ａに接続され、他方側の蓄熱式バーナ１０ｂの蓄熱体１１ｂは、排ガス切替弁２３ｂを設置した排ガスヘッダ管２４ｂに接続されている。そして、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々における全ての排ガスヘッダ管２４ａは排ガス集合管２５ａに集合し、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々における全ての排ガスヘッダ管２４ｂは排ガス集合管２５ｂに集合している。そして、排ガス集合管２５ａ及び排ガス集合管２５ｂは共通の排ガス集合管２５に集合し、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々の排ガス集合管２５は、共通の吸引排ガス本管２７に接続されている。そして、各排ガス集合管２５には、排ガス流量調節弁２６が設置されている。また、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々毎の吸引排ガスが集合する吸引排ガス本管２７には、吸引排ガス中の酸素濃度を検出する吸引排ガス用酸素濃度検出器２８が１つ設けられている。また、この吸引排ガス本管２７には、管内を流れる吸引排ガスの流量を検出する吸引排ガス用流量検出器３５が１つ設けられている。吸引排ガス本管２７は、吸引排ガスファン２９に接続されている。

蓄熱式バーナ１０ａあるいは１０ｂから吸引された吸引排ガスは、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々毎に排ガス集合管２５に集合し、排ガス流量調節弁２６で流量が調節された後、全体が吸引排ガス本管２７で集合し、吸引排ガスファン２９を通過後、煙突８に導かれる。
この吸引排ガスは、炉体２内で発生した排ガスの約８０％であり、残りの約２０％の排ガス（以後、炉尻排ガスと称する）は、炉体２内を通過することになる。通常、連続式鋼材加熱炉１においては、鋼材Ｓの流れと炉体２内の炉尻排ガスの流れは向流状態となっており、炉尻排ガスは、鋼材Ｓの抽出側から装入側へと鋼材Ｓと同じ空間を流れる。その後、この炉尻排ガスは、装入扉（図示せず）前で鋼材Ｓと分離され、炉体２の、排ガス流れにおいて最も下流側の予熱帯３よりも下流側に設置された煙道７を介して煙突８へと導かれる。

そして、煙道７には、炉尻排ガス中の酸素濃度を検出する炉尻排ガス用酸素濃度検出器９が１つ設置されている。また、煙道７には、煙道７内を流れる炉尻排ガスの流量を検出する炉尻排ガス用流量検出器３４が１つ設置されている。
また、連続式鋼材加熱炉１は、吸引排ガス用酸素濃度検出器２８の検出値、吸引排ガス用流量検出器３５の検出値、炉尻排ガス用酸素濃度検出器９の検出値、及び炉尻排ガス用流量検出器３４の検出値に基づいて、各燃焼制御帯（予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々）毎の空気比を制御する空気比制御部３０を備えている。

空気比制御部３０は、吸引排ガス用酸素濃度検出器２８及び炉尻排ガス用酸素濃度検出器９に接続されるとともに、図示はしないが各燃料ガス流量測定器３２、各燃焼用空気流量測定器３３、炉尻排ガス用流量検出器３４、及び吸引排ガス用流量検出器３５に接続されている。また、空気比制御部３０は、上位計算機３１に接続されている。
空気比制御部３０は、演算処理機能を有するコンピュータシステムであり、ハードウェアに予め記憶された各種専用のコンピュータプログラムを実行することにより、空気比制御機能（ステップＳ５）をソフトウェア上で実現できるようになっている。

次に、連続式鋼材加熱炉１における空気比制御方法について、図２及び図３を参照して説明する。
先ず、連続式鋼材加熱炉の空気比制御に際しては、図２に示すように、ステップＳ１で、吸引排ガス用酸素濃度検出器２８が吸引排ガス中の酸素濃度を検出する（吸引排ガス用酸素濃度検出ステップ）。
次いで、ステップＳ２で、吸引排ガス用流量検出器３５が吸引排ガス本管２７内を流れる吸引排ガスの流量を検出する（吸引排ガス流量検出ステップ）。

次いで、ステップＳ３で、炉尻排ガス用酸素濃度検出器９が炉尻排ガス中の酸素濃度を検出する（炉尻排ガス酸素濃度検出ステップ）。
その後、ステップＳ４で、炉尻排ガス用流量検出器３４が炉尻排ガスの流量を検出する（炉尻排ガス流量検出ステップ）。
そして、ステップＳ５で、空気比制御部３０が、ステップＳ１で検出した吸引排ガス用酸素濃度検出器２８の検出値Ｏ２Ｉ（％）、ステップＳ２で検出した吸引排ガス用流量検出器３５の検出値ＦＧＩ（Ｎｍ^３／Ｈ）、ステップＳ３で検出した炉尻排ガス用酸素濃度検出器９の検出値Ｏ２Ｅ（％）、及びステップＳ４で検出した炉尻排ガス用流量検出器３４の検出値ＦＧＥ（Ｎｍ^３／Ｈ）に基づいて、各燃焼制御帯（予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の各々毎の空気比を制御する（空気比制御ステップ）。

ここで、このステップＳ５（空気比制御ステップ）について説明すると、図３に示すように、先ず、空気比制御部３０は、ステップＳ５１において、炉尻排ガス用酸素濃度検出器９の検出値Ｏ２Ｅ（％）、吸引排ガス用流量検出器３５の検出値ＦＧＩ（Ｎｍ^３／Ｈ）と炉尻排ガス用流量検出器３４の検出値ＦＧＥ（Ｎｍ^３／Ｈ）とから算出される炉尻排ガスの流量の比率Ｙ、吸引排ガス用酸素濃度検出器２８の検出値Ｏ２Ｉ（％）、及び吸引排ガス用流量検出器３５の検出値ＦＧＩ（Ｎｍ^３／Ｈ）と炉尻排ガス用流量検出器３４の検出値ＦＧＥ（Ｎｍ^３／Ｈ）とから算出される吸引排ガスの流量の比率Ｘに基づいて、次の（１）式に基づき、炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度Ｏ２Ｊ（％）を算出する（排ガス全体酸素濃度算出ステップ）。
Ｏ２Ｊ＝Ｏ２Ｅ×Ｙ＋Ｏ２Ｉ×Ｘ ・・・（１）
Ｘ＝ＦＧＩ／（ＦＧＩ＋ＦＧＥ）
Ｙ＝ＦＧＥ／（ＦＧＩ＋ＦＧＥ）

次いで、空気比制御部３０は、ステップＳ５２において、燃焼制御帯（均熱帯６（ｉ＝１）、第２加熱帯５（ｉ＝２）、第１加熱帯４（ｉ＝３）、予熱帯３（ｉ＝４））毎の燃焼空気流量の検出値ＦＡｉ（Ｎｍ^３／Ｈ）、燃焼制御帯毎の空気比の検出値μｉ、理論空気量Ａ０（Ｎｍ^３／ｋｇ）、及び燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値ＦＦｉ（Ｎｍ^３／Ｈ）に基づいて、次の（２）式に基づいて、当該燃焼制御帯毎の寄与率｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜を算出する（寄与率算出ステップ）。
｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜＝｜ＦＡｉ－μｉ×Ａ０×ＦＦｉ｜／Σ｜ＦＡｉ－μｉ×Ａ０×ＦＦｉ ・・・（２）

ここで、燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の検出値ＦＡｉ（Ｎｍ^３／Ｈ）は、各燃焼制御帯に設置された燃焼用空気流量測定器３３の検出値であり、その検出値が空気比制御部３０に入力される。また、燃焼制御帯毎の空気比の検出値μｉは、燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の検出値ＦＡｉ（Ｎｍ^３／Ｈ）を理論空気量Ａ０で除して求められる。また、理論空気量Ａ０（Ｎｍ^３／ｋｇ）は、上位計算機３１から空気比制御部３０に入力される。更に、燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値ＦＦｉ（Ｎｍ^３／Ｈ）は、各燃焼制御帯に設置された燃料ガス流量測定器３２の検出値であり、その検出値が空気比制御部３０に入力される。

次いで、空気比制御部３０は、ステップＳ５３において、予め設定された燃焼制御帯毎の空気比μ０ｉと、ステップＳ５１で算出された炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度Ｏ２Ｊ（％）、炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度の目標値Ｏ２Ｍ（％）、及びステップＳ５２で算出された燃焼制御帯毎の寄与率｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜に基づいて次の（３）式で算出される燃焼制御帯毎の空気比の補正値ΔＯ２μｉとから、次の（４）式に基づいて燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉを算出する（適正空気比算出ステップ）
ΔＯ２μｉ＝（（｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜）×αｉ×βｉ）×（（Ｏ２Ｊ－Ｏ２Ｍ）／γｉ） ・・・（３）

ここで、αｉはレシオであり、上位計算機３１から空気比制御部３０に入力される。また、βｉはバイアスであり、上位計算機３１から空気比制御部３０に入力される。また、Ｏ２Ｍ（％）は、前述したとおり、炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度の目標値であり、上位計算機３１から空気比制御部３０に入力される。更に、γｉは補正係数であり、上位計算機３１から空気比制御部３０に入力される。
μＣｉ＝μ０ｉ＋ΔＯ２μｉ ・・・（４）
ここで、μ０ｉは、前述したとおり、予め設定された燃焼制御帯毎の空気比であり、上位計算機３１から空気比制御部３０に入力される。つまり、（４）式で示すように、空気比制御部３０は、ステップＳ５３において、燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉを、予め設定した燃焼制御帯毎の空気比μ０ｉに対して焼制御帯毎の空気比の補正値ΔＯ２μｉを付加することで、算出している。

本実施形態において、燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉは０．９～１．０５に制御され、より好適には０．９～１．０に制御される。この制御された燃焼制御帯毎の空気比μＣｉを０．９～１．０５に設定することで、後述するよう炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度を２．０％以下に低減できる。また、この空気比μＣｉを、０．９～１．０に設定することで、より適切に炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度を１．０％以下に低減することができる。

最後に、空気比制御部３０は、ステップＳ５４において、燃焼制御帯（均熱帯６（ｉ＝１）、第２加熱帯５（ｉ＝２）、第１加熱帯４（ｉ＝３）、予熱帯３（ｉ＝４））毎の空気比が、ステップＳ５３で算出された燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉとなるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量（Ｎｍ^３／Ｈ）を調整する（燃焼用空気流量調整ステップ）。
ステップ５４では、具体的には、空気比制御部３０は、燃焼制御帯毎の空気比が、ステップＳ５３で算出された燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉとなるように、各燃焼制御帯における燃焼用空気流量調節弁２０を調節して燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整する。

このように、本実施形態に係る連続式鋼材加熱炉１及び連続式鋼材加熱炉１における空気比制御方法によれば、蓄熱式切替燃焼バーナ１０を設けた燃焼制御帯（均熱帯６、第２加熱帯５、第１加熱帯４、予熱帯３）毎の吸引排ガスが集合する吸引排ガス本管２７に設けられた吸引排ガス用酸素濃度検出器２８により、吸引排ガス中の酸素濃度を検出する（吸引排ガス用酸素濃度検出ステップ：ステップＳ１）。そして、前述の吸引排ガス本管２７に設けられた吸引排ガス用流量検出器３５により、吸引排ガスの流量を検出する（吸引排ガス流量検出ステップ：ステップＳ２）。また、炉体２の、排ガス流れにおいて最も下流側の燃焼制御帯（予熱帯３）よりも下流側の設置箇所に設けられた炉尻排ガス用酸素濃度検出器９により、炉尻排ガス中の酸素濃度を検出する（炉尻排ガス酸素濃度検出ステップ：ステップＳ３）。また、前述の設置箇所に設けられた炉尻排ガス用流量検出器３４により、炉尻排ガスの流量を検出する（炉尻排ガス流量検出ステップ：ステップＳ５）。そして、空気比制御部３０が、吸引排ガス用酸素濃度検出器２８の検出値、吸引排ガス用流量検出器３５の検出値、炉尻排ガス用酸素濃度検出器９の検出値、及び炉尻排ガス用流量検出器３４の検出値に基づいて、燃焼制御帯毎の空気比を制御する（空気比制御ステップ：ステップＳ５）。

これにより、蓄熱式切替燃焼バーナ１０で吸引される吸引排ガス中の酸素濃度及び吸引排ガスの流量と、吸引されない残りの炉尻排ガス中の酸素濃度及び吸引排ガスの流量とを検出することにより、少なくとも１つの燃焼制御帯に蓄熱式切替燃焼バーナ１０を設けた連続式鋼材加熱炉１において、燃焼制御帯毎の空気比を高い精度で適正空気比に制御することができる。燃焼制御帯毎の空気比を高い精度で適正空気比に制御できることで、排ガス中の過剰な空気量が減少し、排ガス損失熱を小さくでき、燃料消費量を抑制できることになる。

また、空気比制御部３０（空気比制御ステップ：ステップＳ５）は、燃焼制御帯毎の空気比を制御するに際し、炉尻排ガス用酸素濃度検出器９の検出値Ｏ２Ｅ、吸引排ガス用流量検出器３５の検出値ＦＧＩ、吸引排ガス用酸素濃度検出器２８の検出値Ｏ２Ｉ、及び炉尻排ガス用流量検出器３４の検出値ＦＧＥに基づいて、炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度Ｏ２Ｊを算出する（排ガス全体酸素濃度算出ステップ：ステップＳ５１）。
そして、空気比制御部３０（空気比制御ステップ：ステップＳ５）は、燃焼制御帯（均熱帯６（ｉ＝１）、第２加熱帯５（ｉ＝２）、第１加熱帯４（ｉ＝３）、予熱帯３（ｉ＝４））毎の燃焼空気流量の検出値ＦＡｉ、燃焼制御帯毎の空気比の検出値μｉ、理論空気量Ａ０、及び燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値ＦＦｉに基づいて、当該燃焼制御帯毎の寄与率｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜を算出する（寄与率算出ステップ：ステップＳ５２）。

また、空気比制御部３０（空気比制御ステップ：ステップＳ５）は、予め設定された燃焼制御帯毎の空気比μ０ｉと、算出された炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度Ｏ２Ｊ、炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度の目標値Ｏ２Ｍ、及び算出された燃焼制御帯毎の寄与率｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜に基づいて算出される燃焼制御帯毎の空気比の補正値ΔＯ２μｉとから、燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉを算出する（適正空気比算出ステップ：ステップＳ５３）。

更に、空気比制御部３０（空気比制御ステップ：ステップＳ５）は、燃焼制御帯（均熱帯６（ｉ＝１）、第２加熱帯５（ｉ＝２）、第１加熱帯４（ｉ＝３）、予熱帯３（ｉ＝４））毎の空気比が、ステップＳ５３で算出された燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉとなるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整する（燃焼用空気流量調整ステップ：ステップＳ５４）。
これにより、燃焼制御帯毎の空気比をより高い精度で適正空気比に制御することができ、排ガス中の過剰な空気量をより減少させるとともに、排ガス損失熱をより小さくでき、燃料消費量を一層抑制することができる。

そして、空気比制御部３０が、燃焼制御帯（均熱帯６（ｉ＝１）、第２加熱帯５（ｉ＝２）、第１加熱帯４（ｉ＝３）、予熱帯３（ｉ＝４））毎の空気比が、ステップＳ５３で算出された燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉとなるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整することで、炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度を、炉尻排ガス用酸素濃度検出器９の検出値Ｏ２Ｅ（％）の検出値のみを用いて排ガス中の酸素濃度を制御する場合に比べて、低減することができる。

具体的には、ステップＳ１～ステップＳ５を行わずに、燃焼制御帯毎の空気比が予め設定された燃焼制御帯毎の空気比μＯｉとなるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整した場合、炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度は３．８％程度であった。これに対して、空気比制御部３０が、燃焼制御帯毎の空気比が、ステップＳ５３で算出された燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉとなるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整することで、炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度は２．０％以下となる。
また、当該炉体２から排出される排ガス全体の酸素濃度を低減、２．０％以下とすることで、炉体２から排出される排ガス量（Ｎｍ^３／Ｈ）が低減され、これにより炉体２から排出されるＣＯ_２の排出量を削減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、蓄熱式切替燃焼バーナ１０が設置される燃焼制御帯は、本実施形態にあっては、予熱帯３、第１加熱帯４、第２加熱帯５、及び均熱帯６の４つの燃焼制御帯であるが、４つに限らず１つ以上の燃焼制御帯であればよい。

また、各燃焼制御帯に設置される蓄熱式切替燃焼バーナ１０の数は、本実施形態にあっては、３個であるが、３個に限らず任意の数でよい。
また、吸引排ガス本管２７に設置される吸引排ガス用酸素濃度検出器２８及び吸引排ガス用流量検出器３５の数は、本実施形態にあっては、それぞれ１つであるが、１つに限らず複数であってもよい。
また、炉体２の、排ガス流れにおいて最も下流側の燃焼制御帯よりも下流側の箇所に設置される炉尻排ガス用酸素濃度検出器９及び炉尻排ガス用流量検出器３４の数は、本実施形態にあっては、それぞれ１つであるが、１つに限らず複数であってもよい。

本発明の効果を検証すべく、本発明例１、２の方法と比較例の方法とで空気比制御を行い、制御結果としての本発明例１の方法と比較例の方法における燃料原単位の変化、本発明例１、２の方法と比較例の方法における排ガス全体の酸素濃度の変化及び炉尻排ガス量の変化を調査した。
本発明例１では、前述のステップＳ１～ステップＳ５（ステップＳ５１～ステップＳ５４）を実行した。本発明例１では、燃焼制御帯毎の空気比が、ステップＳ５３で算出された燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉ＝１．０（以上）～１．０５（以下）となるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整した。
本発明例２では、燃焼制御帯毎の空気比が、ステップＳ５３で算出された燃焼制御帯毎の適正空気比μＣｉ＝０．９（以上）～１．０（未満）となるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整した。

また、比較例では、前述のステップＳ１～ステップＳ５（ステップＳ５１～ステップＳ５４）を行うことなく、各燃焼制御帯における空気比を予め設定したμ０ｉ＝１．０５（より多く）～１．２０（以下）（頂いた資料では現状の空気比が１．０５～１．２０となっていたので）として制御した。
燃料原単位の変化の調査結果を図４に、排ガス全体の酸素濃度の変化及び炉尻排ガス量の変化の調査結果を表１に示す。
図４を参照すると、本発明例１の方法で空気比制御を行う方が、比較例の方法で空気比制御を行うよりも、燃料原単位が１ｔｏｎあたり８Ｍｃａｌ減少していることが分かった。

表１からわかるように、本発明例１の方法で空気比制御を行った場合、排ガス全体の酸素濃度は１．１％であり、比較例の方法で空気制御を行った場合の排ガス全体の酸素濃度３．８％に対し減少していることが分かった。また、本発明例１の方法で空気比制御を行った場合、炉尻排ガス量は７０００Ｎｍ^３／Ｈであり、比較例の方法で空気制御を行った場合の炉尻排ガス量１３９００Ｎｍ^３／Ｈに対し減少していることが分かった。
また、本発明例２の方法で空気比制御を行った場合、排ガス全体の酸素濃度は１．０％であり、本発明例１の方法で空気制御を行った場合よりも排ガス全体の酸素濃度が減少していることがわかった。また、本発明例２の方法で空気比制御を行った場合、炉尻排ガス量は６１３０Ｎｍ^３／Ｈであり、本発明例１の方法で空気制御を行った場合よりも炉尻排ガス量が減少していることがわかった。

前記の本発明例１、２により、製造される鋼材（厚板、薄板、棒鋼）は所要の表面品質、材料特性を有し、本発明に係る連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法により、エネルギー原単位が低い低コストな鋼材の製造が可能になることが分かった。

１ 連続式鋼材加熱炉
２ 炉体
３ 予熱帯（燃焼制御帯）
４ 第１加熱帯（燃焼制御帯）
５ 第２加熱帯（燃焼制御帯）
６ 均熱帯（燃焼制御帯）
７ 煙道
８ 煙突
９ 炉尻排ガス用酸素濃度検出器
１０ 蓄熱式切替燃焼バーナ
１０ａ，１０ｂ 蓄熱式バーナ
１１ａ，１１ｂ 蓄熱体
１２ａ，１２ｂ 燃料ガス切替弁
１３ａ，１３ｂ 燃料ガスヘッダ管
１４ 燃料ガス集合管
１４ａ，１４ｂ 燃料ガス集合管
１５ 燃料ガス流量調節弁
１６ 燃料ガス供給ライン
１７ａ，１７ｂ 燃焼用空気切替弁
１８ａ，１８ｂ 燃焼用空気ヘッダ管
１９ 燃焼用空気集合管
１９ａ，１９ｂ 燃焼用空気集合管
２０ 燃焼用空気流量調節弁
２１ 燃焼用空気供給本管
２２ 燃焼用空気ブロワ
２３ａ，２３ｂ 排ガス切替弁
２４ａ，２４ｂ 排ガスヘッダ管
２５ 排ガス集合管
２５ａ，２５ｂ 排ガス集合管
２６ 排ガス流量調節弁
２７ 吸引排ガス本管
２８ 吸引排ガス用酸素濃度検出器
２９ 吸引排ガスファン
３０ 空気比制御部
３１ 上位計算機
３２ 燃料ガス流量測定器
３３ 燃焼用空気流量測定器
３４ 炉尻排ガス用流量検出器
３５ 吸引排ガス用流量検出器
Ｓ 鋼材

Claims (8)

1. 炉長方向に沿って複数の燃焼制御帯を有する炉体と、少なくとも１つの前記燃焼制御帯に設けられた蓄熱式切替燃焼バーナとを備えた連続式鋼材加熱炉であって、
   前記蓄熱式切替燃焼バーナを設けた燃焼制御帯毎の吸引排ガスが集合する吸引排ガス本管に設けられた、吸引排ガス中の酸素濃度を検出する吸引排ガス用酸素濃度検出器及び吸引排ガスの流量を検出する吸引排ガス用流量検出器と、
   前記炉体の、排ガス流れにおいて最も下流側の燃焼制御帯よりも下流側の設置箇所に設けられた、炉尻排ガス中の酸素濃度を検出する炉尻排ガス用酸素濃度検出器及び炉尻排ガスの流量を検出する炉尻排ガス用流量検出器と、
   前記吸引排ガス用酸素濃度検出器の検出値、前記吸引排ガス用流量検出器の検出値、前記炉尻排ガス用酸素濃度検出器の検出値、及び前記炉尻排ガス用流量検出器の検出値に基づいて、前記燃焼制御帯毎の空気比を制御する空気比制御部とを備えていることを特徴とする連続式鋼材加熱炉。
2. 前記空気比制御部は、
   前記炉尻排ガス用酸素濃度検出器の検出値、前記吸引排ガス用流量検出器の検出値、前記吸引排ガス用酸素濃度検出器の検出値、及び前記炉尻排ガス用流量検出器の検出値に基づいて、前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度を算出し、
   燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の検出値、燃焼制御帯毎の空気比の検出値、理論空気量、及び燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値に基づいて、燃焼制御帯全体の燃焼空気流量に対する燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の割合である燃焼制御帯毎の寄与率｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜を、下記式に基づいて算出し、
   予め設定された燃焼制御帯毎の空気比と、算出された前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度、前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度の目標値、及び算出された燃焼制御帯毎の寄与率に基づいて算出される燃焼制御帯毎の空気比の補正値とから燃焼制御帯毎の適正空気比を算出し、
   燃焼制御帯の空気比が、算出された燃焼制御帯毎の適正空気比となるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整することを特徴とする請求項１に記載の連続式鋼材加熱炉。
   ｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜＝｜ＦＡｉ－μｉ×Ａ０×ＦＦｉ｜／Σ｜ＦＡｉ－μｉ×Ａ０×ＦＦｉ｜
   ここで、ＦＡｉは燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の検出値（Ｎｍ ^３ ／Ｈ）、μｉは燃焼制御制御帯毎の空気比の検出値、Ａ０は理論空気量（Ｎｍ ^３ ／ｋｇ）、ＦＦｉは燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値（Ｎｍ ^３ ／Ｈ）である。
3. 前記空気比制御部によって、燃焼制御帯の空気比が、算出された燃焼制御帯毎の適正空気比となるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整することで、前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度が２．０％以下となることを特徴とする請求項２に記載の連続式鋼材加熱炉。
4. 炉長方向に沿って複数の燃焼制御帯を有する炉体と、少なくとも１つの前記燃焼制御帯に設けられた蓄熱式切替燃焼バーナとを備えた連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法であって、
   前記蓄熱式切替燃焼バーナを設けた燃焼制御帯毎の吸引排ガスが集合する吸引排ガス本管に設けられた吸引排ガス用酸素濃度検出器により、吸引排ガス中の酸素濃度を検出する吸引排ガス酸素濃度検出ステップと、
   前記吸引排ガス本管に設けられた吸引排ガス用流量検出器により、吸引排ガスの流量を検出する吸引排ガス流量検出ステップと、
   前記炉体の、排ガス流れにおいて最も下流側の燃焼制御帯よりも下流側の設置箇所に設けられた炉尻排ガス用酸素濃度検出器により、炉尻排ガス中の酸素濃度を検出する炉尻排ガス酸素濃度検出ステップと、
   前記設置箇所に設けられた炉尻排ガス用流量検出器により、炉尻排ガスの流量を検出する炉尻排ガス流量検出ステップと、
   前記吸引排ガス用酸素濃度検出器の検出値、前記吸引排ガス用流量検出器の検出値、前記炉尻排ガス用酸素濃度検出器の検出値、及び前記炉尻排ガス用流量検出器の検出値に基づいて、前記燃焼制御帯毎の空気比を制御する空気比制御ステップとを含むことを特徴とする連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法。
5. 前記空気比制御ステップは、
   前記炉尻排ガス用酸素濃度検出器の検出値、前記吸引排ガス用酸素濃度検出器の検出値、前記吸引排ガス用流量検出器の検出値、及び前記炉尻排ガス用流量検出器の検出値に基づいて、前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度を算出する排ガス全体酸素濃度算出ステップと、
   燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の検出値、燃焼制御帯毎の空気比の検出値、理論空気量、及び燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値に基づいて、燃焼制御帯全体の燃焼空気流量に対する燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の割合である燃焼制御帯毎の寄与率｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜を、下記式に基づいて算出する寄与率算出ステップと、
   予め設定された燃焼制御帯毎の空気比と、前記排ガス全体酸素濃度算出ステップで算出された前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度、前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度の目標値、及び前記寄与率算出ステップで算出された燃焼制御帯毎の寄与率に基づいて算出される燃焼制御帯毎の空気比の補正値とから燃焼制御帯毎の適正空気比を算出する適正空気比算出ステップと、
   燃焼制御帯の空気比が、前記適正空気比算出ステップで算出された燃焼制御帯毎の適正空気比となるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整する燃焼用空気流量調整ステップとを含むことを特徴とする請求項４に記載の連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法。
   ｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜＝｜ＦＡｉ－μｉ×Ａ０×ＦＦｉ｜／Σ｜ＦＡｉ－μｉ×Ａ０×ＦＦｉ｜
   ここで、ＦＡｉは燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の検出値（Ｎｍ ^３ ／Ｈ）、μｉは燃焼制御制御帯毎の空気比の検出値、Ａ０は理論空気量（Ｎｍ ^３ ／ｋｇ）、ＦＦｉは燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値（Ｎｍ ^３ ／Ｈ）である。
6. 前記空気比制御ステップは、
   前記炉尻排ガス用酸素濃度検出器の検出値、前記吸引排ガス用流量検出器の検出値と前記炉尻排ガス用流量検出器の検出値とから算出される炉尻排ガスの流量の比率、前記吸引排ガス用酸素濃度検出器の検出値、及び前記吸引排ガス用流量検出器の検出値と前記炉尻排ガス用流量検出器の検出値とから算出される吸引排ガスの流量の比率に基づいて、前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度を算出する排ガス全体酸素濃度算出ステップと、
   燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の検出値、燃焼制御帯毎の空気比の検出値、理論空気量、及び燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値に基づいて、燃焼制御帯全体の燃焼空気流量に対する燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の割合である燃焼制御帯毎の寄与率｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜を、下記式に基づいて算出する寄与率算出ステップと、
   予め設定された燃焼制御帯毎の空気比と、前記排ガス全体酸素濃度算出ステップで算出された前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度、前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度の目標値、及び前記寄与率算出ステップで算出された燃焼制御帯毎の寄与率に基づいて算出される燃焼制御帯毎の空気比の補正値とから燃焼制御帯毎の適正空気比を算出する適正空気比算出ステップと、
   燃焼制御帯の空気比が、前記適正空気比算出ステップで算出された燃焼制御帯毎の適正空気比となるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整する燃焼用空気流量調整ステップとを含むことを特徴とする請求項４に記載の連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法。
   ｜Ａｉ｜／Σ｜Ａｉ｜＝｜ＦＡｉ－μｉ×Ａ０×ＦＦｉ｜／Σ｜ＦＡｉ－μｉ×Ａ０×ＦＦｉ｜
   ここで、ＦＡｉは燃焼制御帯毎の燃焼空気流量の検出値（Ｎｍ ^３ ／Ｈ）、μｉは燃焼制御制御帯毎の空気比の検出値、Ａ０は理論空気量（Ｎｍ ^３ ／ｋｇ）、ＦＦｉは燃焼制御帯毎の燃料ガス流量の検出値（Ｎｍ ^３ ／Ｈ）である。
7. 前記燃焼用空気流量調整ステップによって、燃焼制御帯の空気比が、前記適正空気比算出ステップで算出された燃焼制御帯毎の適正空気比となるように、燃焼制御帯に供給する燃焼用空気流量を調整することで、前記炉体から排出される排ガス全体の酸素濃度が２．０％以下となることを特徴とする請求項５又は６に記載の連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法。
8. 請求項４乃至７のうちいずれか一項に記載の連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法により鋼材を加熱することを特徴とする鋼材の製造方法。

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