JPH06200321A - 蓄熱式バーナを有する連続加熱炉の燃焼制御方法 - Google Patents

蓄熱式バーナを有する連続加熱炉の燃焼制御方法

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JPH06200321A
JPH06200321A JP4360806A JP36080692A JPH06200321A JP H06200321 A JPH06200321 A JP H06200321A JP 4360806 A JP4360806 A JP 4360806A JP 36080692 A JP36080692 A JP 36080692A JP H06200321 A JPH06200321 A JP H06200321A
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JP
Japan
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combustion
burner
time
exhaust gas
heat storage
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Pending
Application number
JP4360806A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimichi Hino
善道 日野
Munehiro Ishioka
宗浩 石岡
Toyokazu Teramoto
豊和 寺本
Takeshi Tada
健 多田
Shunichi Akiyama
俊一 秋山
Sou Hamaguchi
惣 濱口
Tatatomi Ideta
忠臣 出田
Ryoichi Tanaka
良一 田中
Masao Kawamoto
雅男 川本
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 Furnace Co Ltd
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Furnace Co Ltd
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06200321A publication Critical patent/JPH06200321A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Air Supply (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱式バーナの熱効率を向上する。 【構成】 対をなしているバーナの燃焼切替えを、バー
ナの燃焼量に応じて設定した時間と蓄熱体下流側燃焼排
ガス温度に基づき制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、蓄熱式バーナを有す
る連続加熱炉の燃焼制御方法に関し、詳細には、バーナ
の燃焼切替え制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】1つの炉体内を複数に区画したゾーン
毎、または、連結することによって1つの炉体を構成す
る単位炉(以下、これらを総称して「加熱帯」という)
毎に、蓄熱体を通してバーナへの燃焼用空気の供給およ
びバーナからの燃焼排ガスの排出を行なう形式の直火式
蓄熱バーナ(以下、「蓄熱式バーナ」という)を設け、
各加熱帯毎に炉内温度を任意に変化させ得るようにした
連続加熱炉が開発されている。図3は蓄熱式バーナの1
例を示す概略平面図、図4は蓄熱式バーナを有する鋼片
の連続加熱炉(以下、「加熱炉」という)の1例を示す
概略側面図である。
【0003】図4において、Aは加熱炉、1は均熱帯、
2は第2加熱帯、3は第1加熱帯、4は予熱帯、5は蓄
熱式バーナ、6は被加熱鋼材である。被加熱鋼材6は、
搬入側9の予熱帯4から、搬出側8の均熱帯1に向けて
順次加熱されながら移動する。蓄熱式バーナ5は各加熱
帯毎に、被加熱鋼材6の上方および/または下方に設け
られている。蓄熱式バーナ5の設置位置は加熱炉のサイ
ド炉壁であるが、それに限定されない。
【0004】図3に示すように、蓄熱式バーナ5は、蓄
熱体10をバーナ11に一体化したものを2基組み合わせ、
1対または複数対で構成されている。離れた第1バーナ
11aと第2バーナ11b とが対をなしている。各バーナ11
は、燃料と各バーナ11に接続された蓄熱体10から供給さ
れた燃焼用予熱空気とを混合する空間を有している。燃
焼用空気供給系と燃焼排ガス系とは、三方弁13、16によ
って選択的にいずれか一方のバーナに接続され、燃焼用
空気12と燃焼排ガス21とが交互に通過するようになって
いる。2つの三方弁13、16によって燃焼排ガス21が炉か
ら引き出され、燃焼させていない方の第2バーナ11b お
よび蓄熱体10b を通して燃焼排ガスが排出される。燃焼
排ガス21が第2バーナ11b に接続された蓄熱体10b に流
れる間に、第1バーナ11a が高温の燃焼排ガスを炉内部
に向ける燃焼状態にある。図3において、19a 、19b は
バーナタイル、20a 、20b は切替弁、14a 、14b は燃焼
用空気ダクト、15a 、15b は燃料ガス供給管、17a 、17
b は排ガスダクトである。
【0005】蓄熱式バーナを有する加熱炉は、通常のバ
ーナを有する加熱炉と比較し、熱効率、被加熱鋼材(鋼
片)の均一加熱性、更に、予熱帯、加熱帯および均熱帯
の各加熱帯毎のフレキシブルな温度設定等に優れてい
る。この蓄熱式バーナにおける各バーナの点火・消火
は、切替え時間の設定値、あるいは、蓄熱体下流側(出
口側)の燃焼排ガス温度が所定温度に上昇した時に行な
われるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】蓄熱式バーナを有する
加熱炉においては、一般に燃焼排ガスの排気を加熱炉の
各加熱帯毎、あるいは、各加熱帯を更にいくつかのゾー
ンに分割し、該ゾーン内の複数バーナ単位で行っている
が、炉内で鋼片表面に発生するスケールが燃焼排ガスと
ともに飛散し、蓄熱体に堆積、付着することによって、
通気抵抗に差が生じ、バーナ間の排気流量が必ずしも均
一ではなくなり、一定時間での切替えを行うと排気流量
が多い蓄熱体では早く蓄熱が完了するため、高温の燃焼
排ガスが炉外に排出されて熱効率が低下する問題があ
る。更に、その対策として、排気ダクトを耐熱性に優れ
るものにする必要がある。
【0007】また、排気流量が少ない蓄熱体では、蓄熱
が不十分なため燃焼時の空気予熱温度が低くなり、熱効
率の低下を招いている。排気流量を均一にするには、弁
開度を個別に調整、制御する必要があるが、蓄熱体毎に
圧力センサーを設定する必要があるとともに、複雑な制
御をしなければならない。
【0008】また、燃焼排ガス温度が一定温度を超えた
ときに切替えるようにすると、対をなしている一方の蓄
熱体の圧力損失が大きくなった場合、燃焼排ガス通気量
が少ないために、蓄熱体通過後の燃焼排ガス温度が上昇
せず切替え温度にならず、一方のバ−ナの燃焼が続き、
蓄熱式バーナの機能が生かせないという問題もある。
【0009】一方、蓄熱式バーナの切替えは、蓄熱体の
熱容量、設計炉内温度にもよるが、15〜60秒程度の極め
て短い一定時間間隔で切替えられるので、切替弁の損耗
が問題で、燃料および燃焼用空気の漏洩等、熱効率のみ
ならず、安全上の問題もある。
【0010】従って、この発明の目的は、上記の問題を
解決し、バーナの燃焼切替えを適正に制御することによ
り熱効率を向上し、機器の耐久性を向上し、操業安全性
および経済性に有利な蓄熱式バーナを有する連続加熱炉
の燃焼制御方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、蓄熱式バ
ーナへ供給される複数バーナ単位の燃料流量に応じて、
該バーナ単位の燃焼切替え設定時間を、予め設定した燃
料流量と燃焼切替え設定時間との関係により制御、即
ち、バーナの燃焼量がフル燃焼時より少ないときには燃
焼切替え設定時間をフル燃焼時よりも長くなるよう制御
するとともに、該バーナ単位の燃焼切替え設定時間と蓄
熱体下流側(出口側)の燃焼排ガス温度とによって制御
することにより解決される。
【0012】この発明は、1つの炉体内が複数に区画さ
れた各加熱帯毎に、対をなしているバーナを所定時間毎
に切り替えて交互に燃焼させ、燃焼時には蓄熱体を通し
て前記バーナへ燃焼用空気を供給し、非燃焼時には蓄熱
体を通して前記バーナから燃焼排ガスを排出する蓄熱式
バーナを有する連続加熱炉の操業方法において、対をな
している前記バーナの燃焼切替え設定時間を前記バーナ
の燃料流量に基づいて算出、設定し、前記バーナの燃焼
時間が設定時間よりも長いときは前記バーナの燃焼を切
り替え、設定時間よりも短いときは前記バーナの燃焼を
継続するとともに、前記蓄熱体の下流側の燃焼排ガス温
度を測定し、測定した燃焼排ガス温度が設定温度以上の
ときは、即時に前記バーナの燃焼を切替えることに特徴
を有するものである。
【0013】
【作用】加熱炉の加熱負荷、例えば、圧延量や鋼片の装
入温度、抽出温度等で加熱炉の各加熱帯あるいは各ゾー
ンに投入される燃料流量が変化するが、共通の排気制御
単位の蓄熱バーナの切替え時間を予め設定した燃料流量
と燃焼切替え時間との関係により制御、即ち、バーナの
燃焼量がフル燃焼時より少ないときには燃焼切替え時間
をフル燃焼時よりも長くなるようにすることで切替弁の
作動回数が減少し、弁寿命が伸びる。また、これによっ
て弁交換による炉の休止が減少する。更に、対となる非
燃焼状態にあるバーナの蓄熱体下流側で排気されている
燃焼排ガス温度が設定温度以上になった場合には、燃焼
時間が所定の切替え時間になっていなくても燃料ガスの
供給を停止し、もう一方のバーナでの燃焼に切り替わる
ので、蓄熱体からの高温燃焼排ガスの排出がなくなる。
【0014】
【実施例】次に、この発明を図面に示す実施例に基づい
て説明する。図2は図3に示す蓄熱式バーナを有する図
4に示す加熱炉の各加熱帯における燃焼制御の実施例を
示す工程図である。
【0015】図2では、火炎7を噴出するバーナB1が燃
焼状態にあり、燃焼排ガス21は、非燃焼側のバーナB2、
蓄熱体R2、燃焼排ガスのバルブV4を通して排気されてい
る。この状態での燃料ガス18のバルブV1、バルブV4、空
気12のバルブV5が開、燃料ガス18のバルブV2、燃焼排ガ
ス21のバルブV3、空気12のバルブV6が閉となっている。
バーナB1での燃焼が燃料流量計M1からの信号により、コ
ントローラC1が予め記憶した燃料流量と燃焼切替え時間
との関係を用いて燃料流量に応じた燃焼切替え時間をコ
ントローラC1が設定、燃焼切替え時間に達した時点でコ
ントローラC1からの信号により、バルブV1,V4,V5が閉め
られ、バルブV2,V3,V6が開けられ、バーナB2での燃焼に
切り替えられる。
【0016】バーナB1が燃焼状態にあり、燃焼排ガス21
が蓄熱体R2を通して排気されている状態において、蓄熱
体R2の下流側(出側)での温度は随時測定されており、
燃焼排ガス温度が所定の設定温度(例えば、200 ℃)を
超えるような場合には、高温燃焼排ガスの排気による熱
効率の低下を防ぐために、温度コントローラC2の信号に
より燃料ガス18の供給を停止し、もう一方のバーナでの
燃焼に切り替えられる。このようにすることによって、
一定時間毎に切り替える場合に比較して、弁の動作回数
が減少し、弁寿命が伸びるとともに、弁交換時の炉の停
止時間が減ることによって、生産上の利点もある。ま
た、蓄熱体からの燃焼排ガスは、常に所定の温度以下に
制御され、熱効率が低下することはない。
【0017】次に、この発明における蓄熱式バーナの燃
焼切替え制御方法の実施例を図1に示すフローチャート
で説明する。 バーナB1,B2 の燃焼切替え設定時間を、バーナB1,B2 の
燃料流量に基づいて算出、設定する。(ブロックA、
B) 燃料流量に基づいて算出した切替え設定時間とバーナの
燃焼時間とを比較する。(ブロックC) バーナの燃焼時間が算出した切替え設定時間よりも大き
いときは、バーナB1,B2の燃焼を切り替える。(ブロッ
クE) バーナの燃焼時間が切替え設定時間より小さいときは燃
焼切替えは行なわず、蓄熱体R1,R2 の下流側の燃焼排ガ
ス温度を測定し、測定した燃焼排ガス温度と所定の設定
温度とを比較する。(ブロックD) 測定した燃焼排ガス温度が設定温度以上のときは、バー
ナB1,B2 の燃焼を切替える。(ブロックE) なお、切替え設定時間の算出、設定(ブロックB)は、
所定時間毎に行なうようにしても良い。
【0018】このように制御することによって、燃料流
量が少ない場合には、切り替え時間がフル燃焼時より長
くなるが、このことは、加熱に影響を及ぼすほどではな
い。その理由は、被加熱物の炉内移動速度は、例えば鋼
片加熱炉の場合には、0.2 m/min 程度の遅い速度であ
り、一方、バーナ燃焼の切り替えは約15〜60秒の範囲内
で行なわれるものであり、この切替え時間が長くなった
としてもせいぜい秒単位だからである。即ち、バーナ燃
焼の切り替え時間の割には鋼片の移動速度が遅いからで
ある。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、バーナの燃焼切替えを上記のように制御することに
より加熱炉の熱効率が向上し、蓄熱式バーナのバーナの
燃焼、消火を切り替える切替弁の寿命が伸びるととも
に、高温の燃焼排ガスを排出することがなくなって排ガ
スダクトに高い耐熱性を要求する必要がなくなり操業安
全性が向上するとともにコストが低下し、かくして、工
業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明における蓄熱式バーナの燃焼制御方法
の実施例を示すフローチャート
【図2】図3に示す蓄熱式バーナを有する図4に示す加
熱炉の加熱帯における燃焼制御の実施例を示す工程図
【図3】蓄熱式バーナの1例を示す概略平面図
【図4】蓄熱式バーナを有する鋼片の連続加熱炉の1例
を示す概略側面図。
【符号の説明】
A 加熱炉 1 均熱帯 2 第2加熱帯 3 第1加熱帯 4 予熱帯 5 蓄熱式バーナ 6 被加熱鋼材 7 火炎 8 搬出側 9 搬入側 10 10a 10b 蓄熱体 11 バーナ 11a 第1バーナ 11b 第2バーナ 12 空気 13、16 三方弁 14a 、14b 燃焼用空気ダクト 15a 、15b 燃料ガス供給管 17a 、17b 排ガスダクト 18 燃料ガス 19a 、19b バーナタイル 20a 、20b 切替弁 21 燃焼排ガス B1、B2 バーナ R1、R2 蓄熱体 V1、V2 燃料ガスのバルブ V3、V4 燃焼排ガスのバルブ V5、V6 空気のバルブ M1 燃料流量計 C1 コントローラ C2 温度コントローラ。
フロントページの続き (72)発明者 寺本 豊和 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 多田 健 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 秋山 俊一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 濱口 惣 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 出田 忠臣 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 田中 良一 神奈川県横浜市鶴見区尻手2丁目1番53号 日本ファーネス工業株式会社内 (72)発明者 川本 雅男 神奈川県横浜市鶴見区尻手2丁目1番53号 日本ファーネス工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの炉体内が複数に区画された各加熱
    帯毎に、対をなしているバーナを所定時間毎に切り替え
    て交互に燃焼させ、燃焼時には蓄熱体を通して前記バー
    ナへ燃焼用空気を供給し、非燃焼時には蓄熱体を通して
    前記バーナから燃焼排ガスを排出する蓄熱式バーナを有
    する連続加熱炉の操業方法において、 対をなしている前記バーナの燃焼切替え設定時間を前記
    バーナの燃料流量に基づいて算出、設定し、前記バーナ
    の燃焼時間が設定時間よりも長いときは前記バーナの燃
    焼を切り替え、設定時間よりも短いときは前記バーナの
    燃焼を継続するとともに、前記蓄熱体の下流側の燃焼排
    ガス温度を測定し、測定した燃焼排ガス温度が設定温度
    以上のときは、即時に前記バーナの燃焼を切替えること
    を特徴とする蓄熱式バーナを有する連続加熱炉の燃焼制
    御方法。
JP4360806A 1992-12-28 1992-12-28 蓄熱式バーナを有する連続加熱炉の燃焼制御方法 Pending JPH06200321A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09111334A (ja) * 1995-10-16 1997-04-28 Chugai Ro Co Ltd 連続加熱炉における蓄熱式バーナの燃焼システム
KR20180101160A (ko) * 2017-03-03 2018-09-12 쥬가이로 고교 가부시키가이샤 축열식 버너 시스템

Cited By (4)

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JPH09111334A (ja) * 1995-10-16 1997-04-28 Chugai Ro Co Ltd 連続加熱炉における蓄熱式バーナの燃焼システム
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