JPH0466623A - 均熱炉およびその操業方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は炉内に積み上げた連続鋳造鋳片等の被加熱材
を所定温度に均一加熱するための均熱炉およびその操業
方法に関する。

（従来の技術） 一般に上部一方向焚均熱炉は炉体の側壁上部に主バーナ
ーが取付けられ、下部に燃焼排ガスを排出する排ガス煙
道が設けられ、炉内に連続鋳造鋳片などの被加熱材を一
段に３〜４本づつ４〜５段に積み重ねて加熱するもので
あるが、構造上の特性により焼き上り後の被加熱材の温
度は最上段の主バーナー側が最高で、最下段の排ガス煙
道側が最低となり、通常その間に６０〜１２０℃の温度
差を生ずる。また、このような均熱炉における被加熱材
の炉外への取出しに要する時間を考慮すると、取出し完
了時の被加熱材温度差は実質的にさらに拡大する。

従って、被加熱材が連続鋳造鋳片である場合には、炉内
最下段の排ガス煙道近傍に位置する鋳片の温度を少なく
とも取出し後に圧延加工を行なうための最適温度に合せ
て炉の加熱温度を決定することが必要となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのようにするときは最上段の鋳片の温度
は過度に高い温度に加熱されることになり、加熱効率が
悪化し、燃料原単位の上昇、圧延製品の品質の不安定化
を招く結果となる。

上部一方向焚均熱炉におけるこのような問題点を排除す
るために従来より種々の偏熱防止対策が講じられている
。例えば、炉体側壁に耐熱性のファンを設けておき、炉
内雰囲気ガスを強制循環させる方法、或いは炉体上部に
設けられた主バーナーとは別に炉体下部の排ガス煙道近
傍に補助バーナーを設け、下段部における熱不足を補う
方法などが開示されている。

しかしながら、前者の方法においては、ファンからの吐
出気流が直接当たる部分、即ちファン近傍の被加熱材の
伝熱改善には効果があるが炉体全体に対する伝熱効果は
意外に小さく、また後者の方法においては、下段被加熱
材を積極的に加熱するものであるから当該部分の昇熱効
果は幾分改善されるものの、均熱炉の場合には炉内の燃
焼排ガスは前記したように炉下部に設けた排ガス煙道よ
り吸引されるために、炉の下部に設けられた補助バーナ
ーの燃焼ガスは、その殆どが低温域の被加熱材の昇温に
寄与することなく該排ガス煙道に吸引排出するため熱効
率の面からも、エネルギー消費の面からも問題がある。

このような炉体下部に補助バーナーを設けた均熱炉にお
ける欠点を排除するために、発明者は先に炉体上部に下
部補助バーナーからの燃焼排ガスを排ガス煙道に吸引放
出するための吸引ダクトを設け、切換ダンパーによって
排ガス流の切換えができるようにしておいて、上部主バ
ーナー燃焼完了後に下部補助バーナーを燃焼させ、その
燃焼排ガスを炉体上部に設けた吸引ダクトを経て排ガス
煙道に放出するようにした均熱炉の操業方法を提案した
。（特願昭６３−２９５３１０号〉上記特願昭６３−２
９５３１０号によるときは、均熱炉下部に設けた補助バ
ーナーの燃焼による燃焼排ガスは炉上部に設けた吸引ダ
クトを経て排ガス煙道より排出するのであるから、補助
バーナー燃焼ガス流は炉内下部より上部に向かって流れ
ることとなり炉内被加熱材、特に低温域における被加熱
材は効率的に加熱昇温され、また上部主バーナーの燃焼
と下部補助バーナーの燃焼を交互に行なうことによって
、均熱炉全体の均一加熱が容易に行なわれるなど優れた
効果を有するが、炉構造上の制約から下部補助バーナー
の設置位置が最下段に積まれた被加熱材とほぼ同レベル
となるため、補助バーナー燃焼時に補助バーナー直前の
被加熱材が局部的に過熱状態となりやすく、これを防止
するために補助バーナーの燃焼を過剰空気燃焼にせざる
を得す、省エネルギー上好ましくない。

また、排ガス煙道を通過する燃焼排ガスは通常１２００
℃以上の温度を有するので、上下のバーナー燃焼切換え
時に使用するための切換ダンパーは高温に耐え得るもの
でなくてはならず、なおかつダンパーを過熱から防ぐた
めの水冷設備を備える必要があって、設備コストおよび
ランニングコストが高く経済的でなかった。

この発明は上部主バーナーと下部補助バーナーを有する
均熱炉における上記したような問題点を解決し、被加熱
材の局部加熱を伴うことなく効率的に均一過熱をするこ
とができ、また設備コストも低廉な均熱炉およびその操
業方法を提供することを目的とするものて゛ある。

（課題を解決するための手段） この発明は上記の目的を達成するためになされたもので
あって、その第１の実施態様は、炉体側壁上部に主バー
ナーを設け、炉体下部に排ガス煙道を設けた上部一方向
焚均熱炉において、下部排ガス煙道近傍に排ガス循環型
補助バーナーを設け、さらに炉体上部と下部補助バーナ
ー間を補助煙道によって連結させてなる均熱炉を要旨と
するものであり、第２の実施態様は、上記した構造を有
する均熱炉の操業を行なうに際して、昇温初期および中
期においては、上部主バーナーを燃焼させ、燃焼排ガス
を下部排ガス煙道より排出させ、その後上部主バーナー
の燃焼を停止させて下部補助バーナーを燃焼させ、その
燃焼排ガスを補助煙道を通過させて補助バーナーを介し
て炉内に循環させることを特徴とする均熱炉の操業方法
を要旨とするものである。

（作用） この発明の均熱炉の構造を図面に基いて説明する。

第１図はこの発明の均熱炉の構造の概略を示す縦断正面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線上の縦断側面図である
。また第３図は排ガス循環型の補助バーナーの構造を示
す縦断正面図である。

図において１は炉体、２は炉体側壁上部に燃焼ガス噴射
口を有する一対の主バーナ−，３は炉体下部側壁に燃焼
ガス噴射口を有する一対の排ガス循環型の補助バーナー
、４は補助バーナー間の炉体側壁に取入口を有する排ガ
ス煙道、５は炉体側壁上部の主バーナー間に取入口を有
し、下部補助バーナー３と連結する補助煙道である。

また６は補助バーナー４における燃料ガス供給口、７は
燃焼用空気口、８は補助煙道からの燃焼排ガス導入口で
あり、該バーナーは排ガス循環型構造を有している。

次に上記均熱炉の操業方法について述べる。

先ず炉体１内に連続鋳造鋳片等の被加熱材ａを数段に積
み上げておいて、上部主バーナ−２の燃焼を開始する。

燃焼ガスは炉体１内を実線矢印方向に流れ、炉体１内に
積み上げた被加熱材ａを加熱しながら排ガス煙道４を通
過して、煙突（図示せず）より排出される。

上段の被加熱材ａが予め設定された加熱温度に達すると
、主バーナ−２の燃焼を停止する。次に下部補助バーナ
ー３の燃焼を開始すると燃焼ガスは炉体１内を点線矢印
方向に流れ、特に被加熱材ａの排ガス煙道４に近い部分
を十分に加熱昇温させながら、炉体１の上部に設けた取
入口から補助煙道５を通り、補助バーナー３に達し、こ
こで吸引されて炉体１内に再吐出される。

この補助バーナー３は第３図に示す如く排ガス循環型構
造となっているので、バーナー燃焼ガスは、排ガス導入
口８から取入れた補助煙道からの循環気循環排ガスと共
流して炉体１内に噴射されるので、被加熱材ａに対する
局部過熱を防止し得るとともに燃費を大幅に節減できる
。

また、第２図から分かるようにこの発明の均熱炉におい
ては補助バーナー３の噴射口は排ガス煙道４の取入口と
は炉体１側壁において相互に独立した位置に設けられて
いるなめに、下部補助バーナー３の燃焼ガスおよび循環
煙道による燃焼排ガスはその大部分を排ガス煙道４に吸
引されることなく炉体１循環ガスとして利用することが
できるので極めて効率的な操業が可能となる。

本発明によるときは、下部補助バーナーの運転時間を節
約することによって、下段における被加熱材の温度を上
段のものより高くすることができるので、被加熱材の炉
からの取出しに際しての下段被加熱材の温度降下を適当
に補償し、取出し完了温度を上下段で揃えることもでき
るし、また必要に応じて上部主バーナーと下部補助バー
ナーの運転を交互に繰返すことによって、炉内被加熱材
の温度を常に均一に保つようにすることもできるなどそ
の操業上の応用範囲は広い。

次に本発明の実施例について述べる。

（実施例） 第１図および第２図に示した炉体構造を有し、第３図に
示した排ガス循環型の補助バーナーを炉体の下部に設置
した幅４．１ｍ、長さ７．５ｍ、深さ４．４ｍを有する
上部一方向焚均熱炉を用い、被加熱材として表面温度８
００℃（装入直前）の連続鋳造ブルーム１６本（重量１
６５トン）を４本づつ４段に積み上げて装入し、先ず上
部主バーナーにより約８時間加熱して上段のブルームを
約１１３０℃に過熱し、しかる後主バーナーの燃焼を停
止し、下部補助バーナーにより２時間の加熱を行なった
。加熱完了後ブルームを均熱炉から取出しミル圧延を実
施した。

なお、各段のブルームの取出しには約２０分を要した。

本実施例におけるブルームの加熱温度の推移を上段主バ
ーナーのみを装着した一般的な上部一方向焚均熱炉（従
来例１）および特願昭６３−２９５３１０号による改良
均熱炉（従来例２）を使用した場合と比較して第４図に
示す。

また、均熱炉焼土り時およびミル圧延後の鋳片温度を第
１表に示す。

第　　１ 表 第４図および第１表より明らかなように、均熱炉焼土り
時のブルーム温度は従来例１においては上段と下段との
温度差は約１００℃であり、また従来例２においては上
段と下段の差が一１８０℃であるのに対して本実施例に
よるものは上下段の差が一８０’Ｃと減少している。

そしてこの温度差は各段におけるブルーム取出し時間が
２０分であることからミル圧延後の鋳片温度に影響し、
第１表右欄のミル圧延後の鋳片温度に見られるように従
来例１においては上下段で２５０℃の温度差、また従来
例２においては焼土がり時の下段温度の上り過ぎから逆
に一８０’Ｃの温度差となるのに対して、本実施例の場
合は上下段とも９８０℃と全く温度差を生じないように
することができる。

また、第４図から分かるように同じく上下にバーナーを
有する均熱炉であっても本実施例においては下段の被加
熱材の局部過熱は従来例２の場合に較べて格段に抑制さ
れる。従ってこの発明による場合には敢えて過剰空気燃
焼を採用する必要がないので燃料原単位を１５％以上低
減することができ、このため燃費の大幅な削減が可能と
なる。

また上段被加熱材の設定温度を低くすることができるこ
とから加熱スケール損失も従来に較べて２０％以上低減
することができた。

（発明の効果） 以上説明したごとく、この発明によるときは従来の炉体
の上下にバーナーを有する均熱炉の有する基本的な利点
に加えて、さらに （イ）上部主バーナーによる加熱完了後に下部補助バー
ナーを燃焼させた場合に、燃焼ガス流を炉体上部に取入
口を有し、下部補助バーナーと連結する補助煙道を経て
炉体内に主バーナーの燃焼ガス流と逆方向流として循環
させるのであるから、炉内下段の低温域被加熱材を効果
的に加熱することができる。

（Ｄ）下段の被加熱材を局部過熱を生ずることなく適当
な温度差で上段被加熱材より高い温度に加熱することが
できるので、均熱炉から被加熱材の取出しに際しての下
段被加熱材の温度低下分を適切に補償することができる
。

（八）炉体上部から下部補助バーナーに連結する補助煙
道を設け、かつ補助バーナーを排ガス循環型構造とし、
バーナー噴射口を排ガス煙道の取入口と別個に設けたの
で、燃焼ガスの加熱効率が商才り、排ガス循環とあいま
って燃料原単位の大幅な削減が可能となる。

仁）ダンパーおよび付属水冷設備が不要であり、設備コ
ストおよびランニングコストが節減される。

等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の均熱炉の一実施態様を示すものの概
略縦断正面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ’線上の
縦断側面図、第３図は排ガス循環型補助バーナーの要部
縦断正面図、第４図はこの発明の実施例における炉内昇
温推移図である。 １・・・炉体、２・・・主バーナ−，３・・・補助バー
ナー４・・・排ガス煙道、５・・・補助煙道、６・・・
燃料ガス供給口、７・・・燃焼用空気口、８・・・燃焼
排ガス導入口、ａ・・・被加熱材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉体側壁上部に主バーナーを設け、炉体下部に排
   ガス煙道を設けた上部一方向焚均熱炉において、下部排
   ガス煙道近傍に排ガス循環型の補助バーナーを設け、さ
   らに炉体上部と下部補助バーナー間を補助煙道によって
   連結させてなる均熱炉。
2. （２）請求項１記載の均熱炉において、昇温初期および
   中期においては、上部主バーナーを燃焼させ、燃焼排ガ
   スを下部排ガス煙道より排出させ、その後上部主バーナ
   ーの燃焼を停止させて、下部補助バーナーを燃焼させ、
   その燃焼排ガスを補助煙道を通過させて下部補助バーナ
   ーを介して炉内に循環させることを特徴とする均熱炉の
   操業方法。