JPH0415402A - 鋼帯の直火還元加熱用バーナー構造 - Google Patents
鋼帯の直火還元加熱用バーナー構造Info
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- JPH0415402A JPH0415402A JP11586790A JP11586790A JPH0415402A JP H0415402 A JPH0415402 A JP H0415402A JP 11586790 A JP11586790 A JP 11586790A JP 11586790 A JP11586790 A JP 11586790A JP H0415402 A JPH0415402 A JP H0415402A
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Landscapes
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は鋼帯の連続焼鈍設備等に用いる直火式バーナー
構造に関し、特に鋼帯を加熱還元する直火還元加熱用バ
ーナー構造に関する。
構造に関し、特に鋼帯を加熱還元する直火還元加熱用バ
ーナー構造に関する。
鋼帯の加熱法として、バーナーから高温の燃焼ガスを直
接鋼帯に衝突させて鋼帯を加熱還元する直火還元加熱方
法は公知である。例えば特公昭６２２１０５１号公報に
は、旋回流型バーナーを用いて非平衡状態の燃焼火炎を
直接鋼帯に衝突させて還元加熱を行う技術が開示されて
いる。
接鋼帯に衝突させて鋼帯を加熱還元する直火還元加熱方
法は公知である。例えば特公昭６２２１０５１号公報に
は、旋回流型バーナーを用いて非平衡状態の燃焼火炎を
直接鋼帯に衝突させて還元加熱を行う技術が開示されて
いる。
直火還元加熱の特長は、ラジアントチューブなどによる
間接加熱に比較し加熱速度が著しく大きい点にあり、鋼
帯の連続焼鈍設備や連続溶融亜鉛メツキ設備等の焼鈍設
備において鋼帯を直火加熱によって完全無酸化状態で加
熱することが可能になれば、加熱に続く後工程の処理が
簡略化でき多くの利点がもたらされる。即ち、鋼帯の連
続焼鈍設備、連続溶融亜鉛メツキ設備において、還元炉
を省略することができ、水素等の還元性ガスや燃料ガス
の使用量、ラジアントチューブの整備費を低減できる等
の効果が期待できる。
間接加熱に比較し加熱速度が著しく大きい点にあり、鋼
帯の連続焼鈍設備や連続溶融亜鉛メツキ設備等の焼鈍設
備において鋼帯を直火加熱によって完全無酸化状態で加
熱することが可能になれば、加熱に続く後工程の処理が
簡略化でき多くの利点がもたらされる。即ち、鋼帯の連
続焼鈍設備、連続溶融亜鉛メツキ設備において、還元炉
を省略することができ、水素等の還元性ガスや燃料ガス
の使用量、ラジアントチューブの整備費を低減できる等
の効果が期待できる。
しかしながら、前記特公昭６２−２１０５１号公報に開
示されている旋回流型バーナーを用いた直火還元加熱で
は、還元力が弱くかつ狭い部分でしか還元が生じないと
いう問題点があって、鋼帯の直火還元を行う加熱炉の設
計に際し、加熱能力に比較しるものであって、鋼帯の直
火還元炉の壁体に内径６０〜１２０ｍｍ、長さ５０〜１
３０ｍＩｌｌの直管状のバーナータイル部を設け、更に
、該バーナータイル部の直火還元炉内部に面する開放端
部に該バーナータイル部内径の２〜４倍の拡径部を設け
ると共に、該バーナータイル部の底部に燃料ガスと空気
を層状に吐出する２重管式吐出孔を複数個設けた鋼帯の
直火還元加熱用バーナー構造を要旨とするものである。
示されている旋回流型バーナーを用いた直火還元加熱で
は、還元力が弱くかつ狭い部分でしか還元が生じないと
いう問題点があって、鋼帯の直火還元を行う加熱炉の設
計に際し、加熱能力に比較しるものであって、鋼帯の直
火還元炉の壁体に内径６０〜１２０ｍｍ、長さ５０〜１
３０ｍＩｌｌの直管状のバーナータイル部を設け、更に
、該バーナータイル部の直火還元炉内部に面する開放端
部に該バーナータイル部内径の２〜４倍の拡径部を設け
ると共に、該バーナータイル部の底部に燃料ガスと空気
を層状に吐出する２重管式吐出孔を複数個設けた鋼帯の
直火還元加熱用バーナー構造を要旨とするものである。
本発明者らは、空気比１．０未満の燃焼ガス（火炎）を
直接鋼板に吹き付けると還元が起こる現象について研究
を行なった結果、この現象は反応途中の高温の燃焼ガス
が鋼板によって冷却されることにより火炎構造に変化が
生じ鋼帯表面が強還元雰囲気になること、そしてその効
果は燃焼ガス温度がある程度高いほど効果が大きいこと
、周囲の排ガスの巻き込みがあると急速に還元領域が減
少することを知見した。
直接鋼板に吹き付けると還元が起こる現象について研究
を行なった結果、この現象は反応途中の高温の燃焼ガス
が鋼板によって冷却されることにより火炎構造に変化が
生じ鋼帯表面が強還元雰囲気になること、そしてその効
果は燃焼ガス温度がある程度高いほど効果が大きいこと
、周囲の排ガスの巻き込みがあると急速に還元領域が減
少することを知見した。
この研究結果に基づきこの現象を最も効率的に利用する
方法を実験的に検討した結果、この現象は燃料と空気を
均一に混合することが可能なノズル構造が必要であり、
バーナータイル部の形状に大きく左右されることを見出
した。該バーナータイル部は燃料ガス及び空気がバーナ
ーの２重管式吐出孔から噴出する方向に直管状に延びた
円筒状部分く直管部）であって、その一端を直火還元炉
に開口しているものである。
方法を実験的に検討した結果、この現象は燃料と空気を
均一に混合することが可能なノズル構造が必要であり、
バーナータイル部の形状に大きく左右されることを見出
した。該バーナータイル部は燃料ガス及び空気がバーナ
ーの２重管式吐出孔から噴出する方向に直管状に延びた
円筒状部分く直管部）であって、その一端を直火還元炉
に開口しているものである。
第２図に詳細なテスト結果を示す。同図はバーナータイ
ル部の直管部の直径Ｄ１ 及び長さり、 と還元可能な
範囲との関係を示したもので、直径りを６０〜１２０ｍ
ｍ、長さＬｌを５０〜１３０ｍｍの範囲に設定すると、
反応途中の燃焼ガスを高温に保ったま５鋼板に到達しう
るという結果を得た。還元反応の最も良好な範囲は直径
Ｄ１：６０〜１００ｍｍ５Ｌ１；５０〜１３０＋＋＋ｍ
の範囲であった。
ル部の直管部の直径Ｄ１ 及び長さり、 と還元可能な
範囲との関係を示したもので、直径りを６０〜１２０ｍ
ｍ、長さＬｌを５０〜１３０ｍｍの範囲に設定すると、
反応途中の燃焼ガスを高温に保ったま５鋼板に到達しう
るという結果を得た。還元反応の最も良好な範囲は直径
Ｄ１：６０〜１００ｍｍ５Ｌ１；５０〜１３０＋＋＋ｍ
の範囲であった。
第３図はバーナータイル直管部の長さがバーナー還元度
合に及ぼす影響について調べた結果を示したもので、バ
ーナー還元度合としては、バーナータイル長さ９０ｍｌ
１１の時の還元面積に対する各種バーナータイル直管部
長さにおけるバーナー還元面積の割合で表示した。
合に及ぼす影響について調べた結果を示したもので、バ
ーナー還元度合としては、バーナータイル長さ９０ｍｌ
１１の時の還元面積に対する各種バーナータイル直管部
長さにおけるバーナー還元面積の割合で表示した。
この図により、バーナータイル直管部長さが５０〜１３
０ｍｍの範囲の場合に最も還元反応が良好であることが
わかる。直管部長さは上記範囲内で長い程、炉内の雰囲
気に影響されずに実技的に好ましい。
０ｍｍの範囲の場合に最も還元反応が良好であることが
わかる。直管部長さは上記範囲内で長い程、炉内の雰囲
気に影響されずに実技的に好ましい。
なお、第３図はバーナータイル直径９０ｍｍ、 ｇ帯と
バーナータイルの距離２５０ｍｍ、燃料ガス： Ｃ０Ｇ
１０ Ｎｍ’／Ｈ、空気比０．８、バニナー吐出孔２０
個の条件で求めたものである。
バーナータイルの距離２５０ｍｍ、燃料ガス： Ｃ０Ｇ
１０ Ｎｍ’／Ｈ、空気比０．８、バニナー吐出孔２０
個の条件で求めたものである。
以上、バーナータイル直管部の直火還元に及ぼす影響に
ついて説明したが、前記範囲外の値、即ち該直管部の直
径においては、Ｄｌ：６０ｍｍ未満では燃焼流の広がり
が小さく、また、１２０＋ｎｍ超では燃焼流が広がりす
ぎて還元反応が減少するものであり、一方、長さにおい
て、Ｌ＋ ：５０＋＋＋＋ｎ未満では燃焼流整流効果
が小さく、１３０ｍｍ超では還元反応は良好なもののバ
ーナータイル部から激しい騒音が発生して使用に耐え得
ないのである。
ついて説明したが、前記範囲外の値、即ち該直管部の直
径においては、Ｄｌ：６０ｍｍ未満では燃焼流の広がり
が小さく、また、１２０＋ｎｍ超では燃焼流が広がりす
ぎて還元反応が減少するものであり、一方、長さにおい
て、Ｌ＋ ：５０＋＋＋＋ｎ未満では燃焼流整流効果
が小さく、１３０ｍｍ超では還元反応は良好なもののバ
ーナータイル部から激しい騒音が発生して使用に耐え得
ないのである。
次に、バーナータイルの開放端部に設けた拡径部につい
て説明する。第４図はバーナータイル拡径部径／バーナ
ータイル直管部径の値（径比の値）とバーナータイル拡
径部における還元面積／バーナータイル直管部における
還元面積の値（還元面積比の値）との関係を示したもの
で、径比が２〜４のとき、還元面積比かはゾ２になるこ
とがわかる。即ち、バーナータイル拡径部径を同直管部
径の２〜４倍にすると還元面積をバーナータイルを拡径
しない場合に比べ約２倍にすることができる。
て説明する。第４図はバーナータイル拡径部径／バーナ
ータイル直管部径の値（径比の値）とバーナータイル拡
径部における還元面積／バーナータイル直管部における
還元面積の値（還元面積比の値）との関係を示したもの
で、径比が２〜４のとき、還元面積比かはゾ２になるこ
とがわかる。即ち、バーナータイル拡径部径を同直管部
径の２〜４倍にすると還元面積をバーナータイルを拡径
しない場合に比べ約２倍にすることができる。
か５る効果が得られる理由はバーナータイル開放端を拡
大すると周囲排ガスの巻込みを防止できるからであり、
更に、該バーナータイル開放端の耐火物の熱衝撃破壊を
防止する効果も有する。
大すると周囲排ガスの巻込みを防止できるからであり、
更に、該バーナータイル開放端の耐火物の熱衝撃破壊を
防止する効果も有する。
（（：１）
第５図に鋼帯とバーナータイルとの距離と還元面積の関
係について調査した結果を示す。鋼帯とバーナータイル
との距離が大きくなると還元面積が小さくなるが、これ
はタイルと鋼帯との距離が離れると燃焼ガスを十分に高
温に保つことが不可能になることに起因すると考えられ
る。これにより、鋼帯とバーナータイルとの距離を５０
ｍ［Ｉ１以上３００ｎ＋ｍ未満とする必要があることが
わかる。
係について調査した結果を示す。鋼帯とバーナータイル
との距離が大きくなると還元面積が小さくなるが、これ
はタイルと鋼帯との距離が離れると燃焼ガスを十分に高
温に保つことが不可能になることに起因すると考えられ
る。これにより、鋼帯とバーナータイルとの距離を５０
ｍ［Ｉ１以上３００ｎ＋ｍ未満とする必要があることが
わかる。
以下図面に基づいて更に本発明を説明する。第１図は本
発明で用いる直火還元加熱炉のバーナー構造を示し、同
図（ａ）は側面断面図、同図（ｂ）はその正面図である
。
発明で用いる直火還元加熱炉のバーナー構造を示し、同
図（ａ）は側面断面図、同図（ｂ）はその正面図である
。
図において、直火還元加熱炉の壁体７の適当個所にバー
ナータイル部１を設け、その一端を開放端として加熱炉
内部に接せしめ、他端に底部２を設ける。該底部２には
ノズル１０を挿入する外管３を適当数穿設する。図では
バーナータイル部１が直管部５と拡径部６で構成されて
いる例を示しているが、それぞれの直径及び長さは前述
した通りである。バーナータイル底部２の外周に外筒４
が設けられ、該外筒４内に円筒８と、該内筒８に連結す
る燃料拡散室９、該燃料拡散室９の壁面に突設したノズ
ル１０が配設されている。該ノズル１０は前述の如く、
バーナータイル底部の外管３内にその先端が挿入配置さ
れ、該ノズル１０の外側面と外管３との間に間隙部を設
けるようにする。このようにして、バーナータイル底部
２に２重管式吐出孔１１を構成する。
ナータイル部１を設け、その一端を開放端として加熱炉
内部に接せしめ、他端に底部２を設ける。該底部２には
ノズル１０を挿入する外管３を適当数穿設する。図では
バーナータイル部１が直管部５と拡径部６で構成されて
いる例を示しているが、それぞれの直径及び長さは前述
した通りである。バーナータイル底部２の外周に外筒４
が設けられ、該外筒４内に円筒８と、該内筒８に連結す
る燃料拡散室９、該燃料拡散室９の壁面に突設したノズ
ル１０が配設されている。該ノズル１０は前述の如く、
バーナータイル底部の外管３内にその先端が挿入配置さ
れ、該ノズル１０の外側面と外管３との間に間隙部を設
けるようにする。このようにして、バーナータイル底部
２に２重管式吐出孔１１を構成する。
本発明のバーナー構造は上記のように構成されているの
で、外筒４に空気を、又、内筒８に燃料ガスを流すと、
２重管式吐出孔１１より両者がバーナー中心軸に対して
平行に層状をなして流れ、バーナータイル直管部内で均
一に十分混合するとともに空気比を０．７〜０．９に調
整することにより反応途中の高温の燃焼ガスが発生し、
バーナータイル底部２より５０〜３００ｍｍ離れた移動
中の鋼帯表面に前記高温燃焼ガスが吹付けられる。
で、外筒４に空気を、又、内筒８に燃料ガスを流すと、
２重管式吐出孔１１より両者がバーナー中心軸に対して
平行に層状をなして流れ、バーナータイル直管部内で均
一に十分混合するとともに空気比を０．７〜０．９に調
整することにより反応途中の高温の燃焼ガスが発生し、
バーナータイル底部２より５０〜３００ｍｍ離れた移動
中の鋼帯表面に前記高温燃焼ガスが吹付けられる。
本発明において、バーナータイル直管部及び拡く８）
径部の構造を第２図〜第４図に示すように設計したので
、鋼帯表面が高温度に加熱されると共に強還元性雰囲気
となって還元加熱が有効に行われるのである。
、鋼帯表面が高温度に加熱されると共に強還元性雰囲気
となって還元加熱が有効に行われるのである。
なお、上記の説明は本発明の一実施例を示したもので、
バーナータイル底部にバーナータイル直管部をパイプ状
に構成して植設してもよく、又外筒４に空気を、内筒８
に燃料ガスを流しても同様の効果を得ることができる。
バーナータイル底部にバーナータイル直管部をパイプ状
に構成して植設してもよく、又外筒４に空気を、内筒８
に燃料ガスを流しても同様の効果を得ることができる。
次に、上記装置により鋼帯を還元加熱した結果を示す。
バーナータイル底部２に２５個の２重管１１を設けたバ
ーナ一部と、バーナータイル直管部直径８５ｍｍ。
ーナ一部と、バーナータイル直管部直径８５ｍｍ。
長さを８５ｍｍとし、開放端部を直径３２０＋ｎ＋ｎに
拡大したバーナータイル部で構成したバーナー構造を用
い、内筒８内に燃料ガス、外筒４内に空気を流して、次
の燃焼条件により燃焼せしめた。
拡大したバーナータイル部で構成したバーナー構造を用
い、内筒８内に燃料ガス、外筒４内に空気を流して、次
の燃焼条件により燃焼せしめた。
燃焼条件：燃料・・・コークス炉ガス
空気比：０．８
燃焼量： ５０．０００Ｋｃａｌ ／ｈバーナータイル
開放端と鋼帯の距離を１５０ｍｍとした結果、還元面積
０．０８ｍ’ （バーナーノズル１本当り）を得た。こ
の値は通常の還元炉で還元した値に比較してはゾ同程度
であった。
開放端と鋼帯の距離を１５０ｍｍとした結果、還元面積
０．０８ｍ’ （バーナーノズル１本当り）を得た。こ
の値は通常の還元炉で還元した値に比較してはゾ同程度
であった。
以上述べたとおり本発明によれば、完全無酸化状態で鋼
帯の直火還元加熱を行うことが可能であり、鋼帯とバー
ナークイルとの距離が広い範囲で変化してもその性能を
維持できることから、鋼帯の連続焼鈍設備、連続溶融亜
鉛メツキ設備に応用することができ、その後工程の還元
炉を省略できるという顕著な効果を奏する。
帯の直火還元加熱を行うことが可能であり、鋼帯とバー
ナークイルとの距離が広い範囲で変化してもその性能を
維持できることから、鋼帯の連続焼鈍設備、連続溶融亜
鉛メツキ設備に応用することができ、その後工程の還元
炉を省略できるという顕著な効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図で、同図（ａ）
は側面断面図、同図（ｂ）はその正面図、第２図は本発
明のバーナータイル部の形状と還元状況との関係を示す
図、第３図は本発明のバーナータイル直管部長さと還元
面積との関係を示す図、第４図はバーナークイル拡径部
形状と還元面積とく９） の関係を示す図、第５図は鋼帯とバーナータイルとの距
離と還元状況との関係を示す図である。 １・・・バーナータイル部、 ２・・・バーナータイル底部、 ３・・・外管、 ４・・・外筒、５・・・バ
ーナータイル直管部、 ６・・・バーナータイル拡径部、 ７・・・還元炉壁体、 訃・・内筒、９・・・燃
料拡散室、 １０・・・バーナータイル部１１・・
・２重管式吐出孔、 Ａ・・・バーナー構造、Ｂ・・・
還元炉内部。
は側面断面図、同図（ｂ）はその正面図、第２図は本発
明のバーナータイル部の形状と還元状況との関係を示す
図、第３図は本発明のバーナータイル直管部長さと還元
面積との関係を示す図、第４図はバーナークイル拡径部
形状と還元面積とく９） の関係を示す図、第５図は鋼帯とバーナータイルとの距
離と還元状況との関係を示す図である。 １・・・バーナータイル部、 ２・・・バーナータイル底部、 ３・・・外管、 ４・・・外筒、５・・・バ
ーナータイル直管部、 ６・・・バーナータイル拡径部、 ７・・・還元炉壁体、 訃・・内筒、９・・・燃
料拡散室、 １０・・・バーナータイル部１１・・
・２重管式吐出孔、 Ａ・・・バーナー構造、Ｂ・・・
還元炉内部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、鋼帯の直火還元炉の壁体に内径６０〜１２０ｍｍ、
長さ５０〜１３０ｍｍの直管状のバーナータイル部を設
け、該バーナータイル部の底部に燃料ガスと空気を吐出
する２重管式吐出孔を複数個設けたことを特徴とする鋼
帯の直火還元加熱用バーナー構造。 ２、バーナータイル部の直火還元炉内部に面する部分に
該バーナータイル部内径の２〜４倍の拡径部を設けた請
求項１記載のバーナー構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11586790A JPH0415402A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 鋼帯の直火還元加熱用バーナー構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11586790A JPH0415402A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 鋼帯の直火還元加熱用バーナー構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0415402A true JPH0415402A (ja) | 1992-01-20 |
| JPH0587726B2 JPH0587726B2 (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=14673121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11586790A Granted JPH0415402A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 鋼帯の直火還元加熱用バーナー構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0415402A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06137526A (ja) * | 1992-10-27 | 1994-05-17 | Nippon Steel Corp | 鋼帯の直火還元加熱用バーナー |
| KR20020002036A (ko) * | 2000-06-29 | 2002-01-09 | 이구택 | 소둔로 버너장치 |
| RU2618635C1 (ru) * | 2016-04-13 | 2017-05-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Щелевая горелка с принудительной подачей воздуха |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP11586790A patent/JPH0415402A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06137526A (ja) * | 1992-10-27 | 1994-05-17 | Nippon Steel Corp | 鋼帯の直火還元加熱用バーナー |
| KR20020002036A (ko) * | 2000-06-29 | 2002-01-09 | 이구택 | 소둔로 버너장치 |
| RU2618635C1 (ru) * | 2016-04-13 | 2017-05-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Щелевая горелка с принудительной подачей воздуха |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587726B2 (ja) | 1993-12-17 |
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