JPH06137526A - 鋼帯の直火還元加熱用バーナー - Google Patents

鋼帯の直火還元加熱用バーナー

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JPH06137526A
JPH06137526A JP28909692A JP28909692A JPH06137526A JP H06137526 A JPH06137526 A JP H06137526A JP 28909692 A JP28909692 A JP 28909692A JP 28909692 A JP28909692 A JP 28909692A JP H06137526 A JPH06137526 A JP H06137526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
burner
reduction heating
air
fuel gas
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP28909692A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Matsushita
登志雄 松下
Yasuo Matsuura
泰夫 松浦
Katsunori Kawaguchi
勝徳 川口
Yuji Toda
祐治 遠田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、長期安定して還元加熱性能を維持
できる直火還元加熱用バーナーを提示する。 【構成】 バーナータイル底部に燃料ガス(または空
気)噴射用内管と空気(または燃料ガス)噴射用外管と
からなる2重管式吐出孔を底部面積100cm2 あたり5
個以上設置するバーナーにおいて、バーナー底部材質と
して少くともWを0.8〜20%、Crを20〜40
%、Niを20〜50%含有する金属を使用する鋼帯の
直火還元加熱用バーナー、あるいはさらに2〜20%の
Coを含有する金属を使用する上記直火還元加熱用バー
ナー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鋼帯の直火還元加熱用バ
ーナーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼帯の加熱法としてバーナーから高温の
燃焼ガスを鋼帯に噴射して、鋼帯を加熱する直火加熱方
式が知られている。直火加熱の特徴は、ラジアントチュ
ーブなどによる間接加熱に比べて加熱速度が著しく大き
い点にある。
【0003】鋼帯の連続焼鈍設備や連続溶融亜鉛メッキ
設備など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され、多くの利点がもたらさ
れる。すなわち連続焼鈍設備では酸洗処理が不要とな
り、またゼンジミア方式の溶融亜鉛メッキラインでは還
元炉が不要となる。
【0004】完全無酸化で鋼帯を加熱するためには、空
気が若干不足する状態で燃焼ガスと空気とを充分混合さ
せ、燃焼過程での火災の還元反応を利用することが必要
である。そのため、鋼帯の直火還元加熱用バーナー(特
開平2−118030号公報)では、バーナータイル底
部に燃料ガス(または空気)噴射用内管と空気(または
燃料ガス)噴射用外管とからなる2重管式吐出孔を底部
面積100cm2 あたり5個以上設置し、燃焼ガスおよび
空気をバーナー中心軸に対して平行に流す構造とするこ
とにより、完全無酸化で鋼帯を加熱することを可能とし
ている。
【0005】すなわち、図1および図2に示すように、
バーナータイル底部1には、該底部面積100cm2 あた
り5個以上の2重管式吐出孔2が設けられている。2重
管式吐出孔2は外管3と内管4により構成され、外管3
には空気が、また内管4には燃料ガスが、バーナー中心
軸に対して平行に流れる。あるいは、外管3に燃料ガス
が、また内管4に空気がバーナー中心軸に対して平行に
流れる場合も同様な効果が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】直火還元加熱用バーナ
ーを使用し、かつ燃焼ガスを空気比1.0以下で燃焼さ
せることにより、常温から800℃程度に至る鋼帯加熱
を完全無酸化の状態で達成することが可能となる。
【0007】しかしながら、例えば直火還元加熱炉の燃
焼効率を向上させることを目的として、直火還元加熱炉
で生じた燃焼排ガス顕熱をレキュペレーターで回収し、
直火還元加熱用バーナーの燃焼用空気温度として500
℃程度まで予熱して使用する場合などでは、バーナータ
イル底部が高温下にさらされるため、通常のステンレス
鋼(SUS310Sなど)を使用する場合には、数カ月
という短期間のうちにバーナー底の2重管式吐出孔が変
形あるいは閉塞状態となって、安定した還元加熱性能が
維持できなくなるという欠点がある。
【0008】本発明は耐熱性、耐高温酸化特性に優れた
鋼帯の直火還元加熱用バーナーを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】バーナー底部孔が変形、
閉塞する原因を調査した結果、図3に示すようにバーナ
ー燃焼空気を500℃まで予熱した場合には、バーナー
タイル底部温度が予熱しない場合に比較して200℃程
度高く、炉温1400℃では約1000℃と極めて高温
の状態となっている。このことから特有の形状をした直
火還元加熱用バーナーが中間生成物を多く含む特殊な還
元雰囲気下にある場合には、予熱空気使用の影響でバー
ナーが高温状態となりクリープ変形、高温酸化を生じる
ものと推察される。図はバーナー底部材質:SUS31
0S、燃焼量:50,000kcal/Hr 、空気比:0.7
〜0.9のテスト結果を示す。
【0010】そこで発明者らはこの問題を解決するため
に諸々の実験を重ねた結果、直火還元加熱用バーナーの
バーナータイル底部の材質を限定することにより、長期
間に渡り耐熱性、耐高温酸化特性に優れたバーナーを得
ることを見出した。
【0011】この発明の要旨とするところは、バーナー
タイル底部に燃料ガス(または空気)噴射用内管と空気
(または燃料ガス)噴射用外管とからなる2重管式吐出
孔を底部面積100cm2 あたり5個以上設置するバーナ
ーにおいて、Wを0.8〜20%、Crを20〜40
%、Niを20〜50%含有する金属からなるバーナー
タイル底部を有することを特徴とする鋼帯の直火還元加
熱用バーナー、あるいはバーナータイル底部を形成する
金属が、さらに2〜20%のCoを含有することを特徴
とする直火還元加熱用バーナーにある。
【0012】
【作用】次に本発明の作用について、実験結果をもとに
述べる。表1はバーナータイル底部材質として、通常の
ステンレス鋼(SUS310S)および本発明に基づき
耐熱鋼としてWおよびCoを添加した場合の、実験炉で
の連続燃焼実験におけるバーナータイルの熱変形および
酸化状態を比較した結果である。この実験ではバーナー
タイル底部温度を1100℃まで上げることにより長期
耐久性を短期間で評価した。
【0013】
【表1】
【0014】その結果、バーナータイル底部材質がSU
S310Sの場合にはバーナータイルが著しく変形し2
重管式吐出孔の一部は閉塞されたが、本発明によるバー
ナーでは孔の変形などの異常は確認されず、材質を選定
することにより極めて優れた高温特性のバーナーが得ら
れることを確認した。
【0015】さらにWおよびCoの添加効果を明確にす
るため、各々の添加量を変化させて同様な実験を行っ
た。その結果を第4図に示す。まずWのみを添加してそ
の影響を確認したところ添加量0.8%以上で耐酸化性
が大幅に改善され、さらに2%でほぼ完全に酸化が抑制
されるが、20%以上ではバーナーに大きな亀裂が発生
した。従ってWの添加量は0.8〜20%が有効範囲で
あることが確認された。ただしW添加により酸化抑制は
可能となるものの微小亀裂が発生するという状況が観察
された(図4(a))。
【0016】そこでW添加量を2〜20%の範囲とし、
そこにさらにCoを添加してその効果を確認したとこ
ろ、添加量が3%以上で亀裂の発生も抑えることが可能
となる良好条件があることが判った。なお、Coの添加
量は最大20%までの範囲でその結果は充分得られてお
り、それ以上添加することは単にコストアップにつなが
るのみとなる(図4(b))。
【0017】
【実施例】次に本発明のバーナーを連続溶融亜鉛メッキ
設備の焼鈍加熱炉に適用し、鋼板を連続加熱した結果に
ついて説明する。 燃焼条件: 燃料 ;コークス炉ガス 空気比 ;0.7〜0.8 燃焼量 ;50,000kcal/Hr 空気予熱温度;500℃
【0018】供試バーナー: (1)本発明のバーナー(バーナータイル底部の材質と
してWを2.0%およびCoを18%添加したバーナ
ー) (2)本発明のバーナー(バーナータイルの底部材質と
してWを2.0%添加しCoは添加しないバーナー) (3)バーナータイル底部材質としてSUS310Sを
使用したバーナー なお、バーナー寸法形状は(1),(2),(3)とも
に同じ。
【0019】
【0020】試験結果:図5に、同一流量条件で測定し
たバーナー入口の燃焼空気圧力の推移を示す。SUS3
10Sを適用したバーナーは使用開始後2,3カ月で圧
力上昇が確認され、6カ月後には圧力ネックとなって、
燃焼量最大50,000kcal/Hr を確保することが困難
となった。
【0021】一方本発明によるバーナーは(1),
(2)とも12カ月後も殆ど圧力上昇が起こらず、安定
した還元加熱状態が確保された。
【0022】12カ月後に各バーナーを取り出して外観
をチェックした結果、SUS310Sを適用したバーナ
ーは、バーナータイル底部の孔が楕円状に変形するとと
もに、一部は母材が酸化して生じたスケールにより閉塞
されていた。本発明によるバーナーのうちWのみ添加し
たバーナーは変形、酸化は見られないものの、全体に微
小な亀裂が入っていることが確認された。一方Wおよび
Coを添加したバーナーは変形、酸化は見られず、また
亀裂も発生せず使用開始状態と同じ外観、形状を保持し
ていた。
【0023】
【発明の効果】鋼板の連続焼鈍設備において本発明によ
る還元加熱用バーナーを適用することにより、耐熱性、
耐高温酸化特性が確保され、長時間に渡り安定して鋼帯
を還元加熱することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明バーナーの断面図である。
【図2】図1のV−V線矢視断面図である。
【図3】バーナータイルの温度測定図である。
【図4】(a)はW添加量−バーナー外観評価結果の図
表、(b)はW−Co添加の限界図表である。
【図5】本発明および従来バーナーによる実機加熱実験
例図表である。
【符号の説明】
1 バーナータイル底部 2 2重管式吐出孔 3 外管 4 内管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠田 祐治 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナータイル底部に燃料ガス(または
    空気)噴射用内管と空気(または燃料ガス)噴射用外管
    とからなる2重管式吐出孔を底部面積100cm2 あたり
    5個以上設置したバーナーにおいて、Wを0.8〜20
    %、Crを20〜40%、Niを20〜50%含有する
    金属からなるバーナータイル底部を有することを特徴と
    する鋼帯の直火還元加熱用バーナー。
  2. 【請求項2】 前記バーナータイル底部を形成する金属
    が、さらに2〜20%のCoを含有する金属を使用する
    ことを特徴とする請求項1記載の鋼帯の直火還元加熱用
    バーナー。
JP28909692A 1992-10-27 1992-10-27 鋼帯の直火還元加熱用バーナー Pending JPH06137526A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015087059A (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 東京瓦斯株式会社 赤外線燃焼装置
DE102020110111A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 Frauscher Holding Gmbh Mündungsmischender gasbrenner

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JPS613861A (ja) * 1984-06-18 1986-01-09 Mitsubishi Metal Corp 熱間工具用超耐熱耐摩焼結合金
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JPH0415402A (ja) * 1990-05-07 1992-01-20 Nippon Steel Corp 鋼帯の直火還元加熱用バーナー構造

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980804