JPH07112269A

JPH07112269A - 取鍋の乾燥および加熱方法

Info

Publication number: JPH07112269A
Application number: JP5282151A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Fukushima; 信一郎福嶋; Shunichi Sugiyama; 峻一杉山; Hiroaki Sato; 博明佐藤; Hiroshi Kurihara; 博栗原; Ryoichi Tanaka; 良一田中; Mamoru Matsuo; 護松尾; Makoto Miyata; 誠宮田
Original assignee: Nippon Furnace Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Nippon Furnace Co Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-05-02
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JP2909367B2

Abstract

(57)【要約】【目的】内張り耐火物の乾燥時間および溶銑または溶
鋼の温度近くまで予熱するための加熱時間の短縮と、消
費エネルギーコストの低減を図る。【構成】燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出とを蓄熱
体を通して交互に行い燃焼ガスの温度に近い高温の燃焼
用空気によって一対のバーナ５，６を短時間に交互に燃
焼させる蓄熱型バーナシステム４を少なくとも１システ
ム以上備えた蓋３で取鍋１を塞ぎ、取鍋１内に一対のバ
ーナ５，６から交互に燃焼ガスを噴射すると共に燃焼停
止中のバーナの蓄熱体を経て燃焼ガスを排気し、均一な
温度分布の取鍋内雰囲気を形成して鍋内を乾燥あるいは
加熱するようにし、酸素富化バーナを使わなくとも炉内
設定温度を高くでき、伝熱量を増加させて昇温時間を短
縮できると共にランニングコストを低減できるようにし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は取鍋（とりべ）の乾燥お
よび加熱方法に関する。更に詳述すると、本発明は溶銑
及び溶鋼を受ける取鍋の内張り耐火物の乾燥および加熱
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】製銑及び製鋼の２工程で鋼を製造する間
接製鋼法において、高炉から取り出された溶銑を転炉へ
装入するための運搬や、転炉から取り出された溶鋼を連
続鋳造設備のタンディッシュや造塊用の鋳型へ運搬する
のに使用されている取鍋は、ヒートクラックなどが生じ
ないように図８に示すような手順で溶銑や溶鋼を受ける
前に内張り耐火物を溶銑または溶鋼の温度近くまで均一
に温めておく必要がある。また、この取鍋に対しては、
耐火物の内張りを替えた場合や修理したときには、内張
りの耐火物の脱水と乾燥を目的とした乾燥が行われる。

【０００３】従来の取鍋の乾燥および加熱方法は、図８
および図９に示すように、取鍋１０１の口１０２をバー
ナ１０３が装備された蓋１０４で塞ぎ、取鍋１０１の口
１０２の部分でバーナ１０３を焚いて燃焼ガス１０５を
取鍋内空間１０６に噴き出させつつ蓋１０４に設けられ
た排気口１０７から排気するようにしている。

【０００４】また、図１０に示すように、取鍋１０１の
口１０２を塞いだ蓋２０４の中央から取鍋内空間１０６
に長いバーナ２０３を挿入して燃焼ガス２０５を取鍋１
０１の底１０８に向けて噴き出し、蓋２０４に設けられ
た排気口２０７から排気する乾燥システムが提案されて
いる。この乾燥システムの場合、燃焼ガス２０５は取鍋
１０１の底１０８に衝突した後に反転して取鍋１０１の
壁面１１０に沿って上昇するため、取鍋１０１の底１０
８と壁面１１０とを均一に温める。尚、この乾燥方法に
おいて排気損失（排気される燃焼ガスの顕熱による損
失）を低減するため、排気口２０７にレキュペレータ
（図示省略）を取り付けて排ガスと燃焼用空気との間で
間接熱交換による廃熱回収を行うものも提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、取鍋の
大きさは代表的なもので内径４ｍφ×高さ４．５ｍ（溶
湯量２５０ｔ）程度あるために、図９の乾燥・加熱方法
のように取鍋１０１の口１０２の所でバーナ１０３を焚
いても均一加熱が難しく、特に底部１０８及びその周辺
のコーナー部分１０９が加熱され難い問題がある。ま
た、ある程度取鍋１０１が温まると燃焼量が絞られる
が、このとき火炎・燃焼ガス１０５の運動量が減少し底
まで届かなくなるため、一層底部コーナー１０９が加熱
不足となってしまう問題がある。

【０００６】また、取鍋１０１内に長いバーナ２０３を
挿入して乾燥を行う図１０の方法では、火炎が底近くで
噴き出されるため取鍋１０１の底１０８及びその周縁の
コーナー部分１０９に良く燃焼ガスが回り、底部コーナ
ー１０９が加熱され難いことはない。しかし、この方法
によると、燃焼ガス２０５中にバーナ２０３がさらされ
るため比較的温度が低い乾燥の場合には実施可能である
が、温度がかなり高くなる加熱の場合にはバーナ２０３
が焼損する事態が起こり、耐久性に問題がある。乾燥
は、取鍋の内張り耐火物の中の水分をなくすことにあ
り、内張り耐火物の最深部温度が１００℃より高くなり
始めたときに完了する。このとき、大半が２５０℃〜９
００℃の比較的低温の鍋内雰囲気温度下において乾燥が
行われ高い温度が必要とされることはない。しかし、加
熱の場合の取鍋１０１の温度は溶銑または溶鋼の温度近
くまで加熱されるため溶銑鍋の場合には１０００〜１２
００℃、溶鋼鍋の場合には１４００〜１５００℃まで加
熱されるからである。また、操業によっては、燃焼用空
気を酸素富化して高温火炎を作り急速に加熱する必要が
ある場合もある。例えば、溶鋼鍋の場合、乾燥時間が早
くなると、鍋を早く加熱しなければならないため酸素富
化によって高温火炎をつくる必要がある。この場合、前
述のバーナの焼損の問題が顕著となるし、酸素使用によ
るコスト高も問題となる。

【０００７】更に、いずれの乾燥・加熱方法において
も、大部分の熱が無駄に大気中に捨てられることとなる
ため、排気損失が大きい。例えば、乾燥を例に挙げる
と、３５〜４１時間程度の間、高熱が捨てられることに
なってしまい、排気損失が７０％にも達してしまう。レ
キュペレータを取り付けて熱回収を図ることも考えられ
るが、蓋の上にレキュペレータを取り付けるためのスペ
ースが小さいため熱交換率が低く十分な熱量を回収する
ことができない問題がある。

【０００８】本発明は、取鍋の内張り耐火物の乾燥時間
および溶銑または溶鋼の温度近くまで予熱する加熱時間
の短縮と、消費エネルギーコストを安価にする取鍋の乾
燥及び加熱方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の取鍋の乾燥および加熱方法は、燃焼用空気
の供給と燃焼ガスの排出とを蓄熱体を通して交互に行い
燃焼ガスの温度に近い高温の燃焼用空気によって一対の
バーナを短時間に交互に燃焼させる蓄熱型バーナシステ
ムを少なくとも１システム以上備えた蓋で取鍋を塞ぎ、
取鍋内に一対のバーナから交互に燃焼ガスを噴射すると
共に燃焼停止中のバーナの蓄熱体を経て燃焼ガスを排気
し、均一な温度分布の取鍋内雰囲気を形成して鍋内を乾
燥あるいは加熱するようにしている。

【００１０】ここで、蓄熱型バーナシステムを備えた蓋
には、取鍋の底近くまで突出し対を成すバーナ間の取鍋
内空間を部分的に仕切る仕切壁を設け、該仕切壁を越え
て迂回してから燃焼ガスを排気させることが好ましい。
また、蓋に少なくとも一対のバーナを接線方向に装着
し、取鍋内で燃焼させることが好ましい。また、蓋の中
心に取鍋内に突出する円柱状のコアを設置すると共にこ
のコアの外側で蓄熱型バーナシステムを構成するバーナ
が噴射する燃焼ガスに旋回力が付与される方向へ向けら
れて設置され、取鍋内空間において燃焼ガスを旋回させ
るようにしたり、若しくは蓋の中心に外周面に螺旋状の
フィンを形成した円筒状のコアを取鍋内に突出させて設
置し、かつコアの内方に対を成すバーナの一方を配置さ
せると共に他方のバーナをコアの外側に配置し、噴出さ
れた燃焼ガスをコアの外周面の螺旋フィンに沿って旋回
させることが好ましい。更には、取鍋内にスクラップを
あらかじめ敷き詰めた状態で取鍋内に上述のように燃焼
ガスを噴き込むことが好ましい。

【００１１】また、本発明は、蓄熱型バーナシステムを
少なくとも２組以上備え、取鍋がある程度温められた後
は蓄熱型バーナシステムの一部の組の交互燃焼を停止さ
せて取鍋内の燃焼ガスの排出と外気導入とに使用し、取
鍋内の燃焼ガスを攪拌させつつターンダウンを行うよう
にしたり、あるいは鍋がある程度温められた後は蓄熱型
バーナシステムの燃焼用空気の供給量は変更せずに燃料
供給量だけを絞ってターンダウンさせることが好まし
い。また、蓄熱体の上流側と下流側とに複数に分岐した
流路を配置すると共に蓄熱体内も各流路に対応させて複
数の区画に独立させ、かつ蓄熱体の上流側の流路の一部
あるいは全部に流路を開閉するダンパを設け、取鍋があ
る程度温められた後は一部の流路を閉じて残された流路
からのみ燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出を行いつつ
適正空気比のままターンダウンを行うようにすることが
好ましい。

【００１２】

【作用】したがって、取鍋の内張り耐火物を乾燥あるい
は加熱するために鍋内雰囲気温度を昇温させるときは、
取鍋の口を蓋で塞ぎ、この蓋に装備された蓄熱型バーナ
システムの交互燃焼によって得られた高温火炎の輻射熱
と燃焼ガスの流動によって内張り耐火物を温める。内張
り耐火物の表面で熱交換した後の燃焼ガスは燃焼停止中
のバーナ側の蓄熱体を通って排気される際に、その顕熱
が蓄熱体に回収される。そして、蓄熱体に回収された熱
は直接熱交換によって極めて高い熱交換効率で燃焼用空
気の予熱に使われて再び炉内へ戻される。このときの燃
焼用空気の温度は、排気される燃焼ガスの温度に近い高
温とできるので、これに更に燃料の燃焼による熱を加え
て炉内温度を急速に昇温させかつ高温火炎が得られる。
しかも、短時間に交互燃焼するため、火炎位置が頻繁に
移り変わり鍋内での温度分布がより均一化できる。

【００１３】ここで、請求項２の発明の場合、取鍋の底
近くまで突出する仕切壁によって取鍋内空間が鍋底付近
を除いて仕切られるため、蓋に装備された対を成すバー
ナ間で燃焼ガスがショートパスを招くことなく確実に仕
切壁を越えて迂回して反対側のバーナの蓄熱体を経て排
気される。このため、取鍋内の側壁から底部全域に燃焼
ガスが接触して均一に加熱される。

【００１４】また、請求項３，４あるいは５の発明のよ
うに、取鍋内で燃焼ガスを旋回させる場合には、燃焼ガ
スが取鍋内空間を取鍋の口から底へあるいはその逆方向
へ流れる間に炉内雰囲気を攪拌すると共に遠心力によっ
て取鍋の壁面側へ広がり内張り耐火物の表面における燃
焼ガスの流速を上げて伝熱効率を高める。また、請求項
６の発明の場合、取鍋内にあらかじめ敷き詰められたス
クラップによって取鍋の内張り耐火物から放射される輻
射熱がスクラップに吸収され、またスクラップから放射
される輻射熱で内張り耐火物が加熱されるため加熱効率
が良くなる。

【００１５】また、取鍋内がある程度の温度まで加熱さ
れた後、蓄熱型バーナシステムの燃焼を絞って発熱量を
低減させる。このとき、請求項８の発明によると、燃焼
用空気は排気される燃焼ガスの熱を回収して高温とされ
ているため、燃料が絞られても燃焼を維持できる。した
がって、燃焼ガスの運動量を大きく変化させずに発熱量
だけを低減させることができる。

【００１６】また、請求項７の発明の場合、蓄熱型バー
ナシステムの一部を停止させることによってターンダウ
ンを図るが、燃焼ガスの排気と燃焼用空気の供給が交互
燃焼停止中の蓄熱型バーナシステムによって続行される
ため、発熱量を低減させながらも取鍋内の雰囲気の攪拌
を高温温風によって行うことができ、取鍋内の隅々まで
燃焼ガスを行き亙らせることができる。

【００１７】また、請求項９の発明の場合、蓄熱体の上
流側の流路の一部を閉じて燃焼用空気の供給量を絞るこ
とによってターンダウンを図っても、噴流速度を大幅に
変えずに燃焼量を小さくすることができる。この場合も
取鍋の隅々まで燃焼ガスを行き亙らせ加熱することがで
きる。しかも、蓄熱体を経て排出される燃焼ガスも残り
の他方の流路を経て排出されるため、蓄熱体で回収され
た燃焼ガスの熱の全量が燃焼用空気の予熱のために使わ
れる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。尚、本実施例においては取鍋の
構造そのものは特に重要でないのでその詳細な説明は省
略する。

【００１９】図１〜図５に本発明の取鍋の乾燥及び加熱
方法の一例を概念図で示す。この取鍋の乾燥あるいは加
熱は、取鍋の口を蓄熱型バーナシステムを装備した蓋で
塞ぎ、交互燃焼させることによって行われる。蓄熱型バ
ーナシステムは、燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出と
を蓄熱体を通して交互に行い燃焼ガスの温度に近い高温
の燃焼用空気によって一対のバーナを短時間に交互に燃
焼させ、噴射して燃焼停止中のバーナの蓄熱体を経て燃
焼ガスを排気し、均一な温度分布の取鍋内雰囲気を形成
して鍋内を乾燥あるいは加熱する。本実施例では蓄熱型
バーナシステム４を１システム設けているが、２以上の
システムを装備しても良い。

【００２０】蓄熱型バーナシステム４はその構造及び燃
焼方式に特に限定を受けるものではないが、本実施例で
は蓄熱体７を内蔵したダクト１４をバーナボディ１３に
連結して蓄熱体７とバーナ５，６とを一体化したものを
２基組合せて交互に燃焼させ、燃焼させていない停止中
のバーナ及び蓄熱体を通して排ガスを排出し得るように
設けたものが使用されている。例えば、図２に示すよう
に、２基のバーナ５，６のそれぞれの蓄熱体７，７に対
し燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給系８と燃焼ガス
を排出する燃焼ガス排気系９とを四方弁１０の介在によ
って選択的に接続可能とし、一方のバーナ５（あるいは
６）には蓄熱体７を通して燃焼用空気の供給を図る一
方、他方のバーナ６（あるいは５）からは蓄熱体７を通
して燃焼ガスの排出を図るように設けられている。燃焼
用空気は例えば押し込みファン１６等によって供給さ
れ、燃焼排ガスは例えば図示していない誘引ファンなど
の排気手段によって取鍋内から吸引され大気中に排出さ
れる。また、燃料供給系１１は、例えば三方弁１２を介
していずれか一方のバーナ５，６に選択的に交互に接続
され燃料を供給する。燃料ノズル１５は、例えばバーナ
ボディ１３のバーナスロート部分に埋設されて噴射口の
みがバーナスロートの内周面に開口され、内側を燃焼ガ
スが通過する際にこれにさらされないように設けられて
いる。

【００２１】また、蓄熱体７，７としては、比較的圧力
損失が低い割に熱容量が大きく耐久性の高い材料、例え
ばムライトやコージライトなどのセラミックスで成形さ
れたハニカム形状のセル孔を多数有する筒体の使用が好
ましい。この場合、燃焼ガスから熱を回収する際にガス
が酸露点温度以下に低下してもセラミックス内に燃料中
のイオウ分やその化学変化物質が捕捉され、下流の排気
系のダクトなどを低温腐食させることがない。勿論、特
にこれに限定されるものではなくセラミックボールやナ
ゲットなどの他の材料あるいは構造から成る蓄熱体を使
用しても良い。

【００２２】ここで、取鍋１の口２を塞ぐ蓋３には、取
鍋内における燃焼ガスの動き（攪拌性）をより好ましい
ものとするための工夫が必要に応じて施される。例え
ば、図３に示すように、蓋３の中央に、取鍋１の底１８
の近くまで突出して対を成すバーナ５，６間の取鍋内空
間を部分的に仕切る仕切壁２１が設けられている。この
仕切壁２１は取鍋１の底１８付近を除いてそれよりも上
部空間を完全に仕切り、仕切壁２１を挟んで配置された
一対のバーナ５，６間で燃焼ガス１７がショートパスす
るのを防いでいる。この場合、仕切壁２１を越えるよう
に燃焼ガス１７が迂回して仕切壁２１の反対側のバーナ
から排気されるので、取鍋１の壁面２０→底部コーナ部
１９→底１８→底部コーナ部１９→壁面２０と流れる。
尚、仕切壁２１は蓋３と同様の耐火物によって一体的に
形成されている。

【００２３】また、燃焼ガスを強制的に旋回させること
もある。例えば、図４に示すように、蓋３の中心に、取
鍋１内に突出する円柱状のコア２２が設置されることも
ある。そして、このコア２２の外側でバーナ５，６が噴
射する燃焼ガス１７に旋回力が付与される方向へ向けら
れて設置されている。この場合、バーナから噴射された
燃焼ガスはコア２２の回りを旋回するため遠心力によっ
て取鍋１の側壁２０に沿って降下する。そして、底部に
おいて流れが反転し、中央の負圧部分で上昇して燃焼停
止中のバーナへ抜き取られる。尚、コア２２は蓋３と同
様の耐火物によって一体的に形成されている。勿論、一
対のバーナ５，６を取鍋１に対しほぼ接線方向となるよ
うに蓋３に装着することによって燃焼ガス１７を旋回さ
せるようにしても良い。この場合、蓋３を円筒形にして
バーナ５，６を接線方向に装着したり、図４のコア２２
を無くした状態即ち一対のバーナ５，６をやや取鍋１の
底へ向けてほぼ接線方向を維持できるようにして平坦な
蓋３に装着することが可能である。

【００２４】また、図５に示すように、蓋３の中心に外
周面に螺旋状のフィン２４を形成した円筒状のコア２３
が取鍋１内に突出させて設置される場合もある。そし
て、かつコア２３の内方に対を成す一方のバーナ５が配
置され、他方のバーナ６がコア２３の外側に配置され
る。この場合、コア２３の外側から噴射される燃焼ガス
２７はコア２３に絡まるように旋回しながら取鍋１の底
１８に向けて降下し、取鍋１の中心で負圧となったコア
２３の内方へ吸引されて燃焼していないコア２３内のバ
ーナ５から排気され、それに付属する蓄熱体で廃熱が回
収される。また、コア２３の内側のバーナ５から燃焼ガ
ス１７が噴射されるときには、コア２３から噴き出され
ると同時に取鍋１の底部１８に噴き付けられ、その後反
転して取鍋１の口２へ向けて上昇する。このとき、コア
２３の外周面のフィン２４に沿って燃焼ガス１７が流れ
ることによって旋回力が与えられ、取鍋１の壁面２０に
沿って上昇する。そして、バーナ６から排気される。

【００２５】以上のように構成された蓄熱型バーナシス
テム４を備えた蓋３を利用して取鍋１の内張り耐火物の
乾燥および加熱は次のようにして行われる。

【００２６】まず、蓄熱型バーナシステム４を備えた蓋
３で取鍋１の口２を塞ぐ。そして、蓄熱型バーナシステ
ム４を構成する一方のバーナ例えばバーナ５を燃焼させ
る。同時に燃焼させていない他方のバーナ６のバーナス
ロートから燃焼ガス１７を抜き出し、蓄熱体７を通過さ
せて燃焼ガス排気系９から排気する。即ち、他方のバー
ナ６は四方弁１０の切替えによって燃焼ガス排気系９と
接続されかつ燃料供給が三方弁１２で閉じられているた
め、燃焼は行われず燃焼ガスの排出路として利用され
る。取鍋１の内張り耐火物は火炎及び燃焼ガス１７の輻
射熱によって加熱される。ここで、バーナ５に供給され
る燃焼用空気は蓄熱体７との直接接触によって予熱され
てからバーナボディ１３内に供給されるため排ガス温度
に近い高温（１０００℃前後）である。したがって、燃
料ノズル１５から噴射された燃料と混合されたとき、少
ない燃料でも安定燃焼し高温の燃焼ガスが得られる。ま
た、十分な燃料を噴射すれば酸素富化バーナ程度以上の
高温火炎を容易に得られる。しかも、燃焼量の増減に伴
って燃焼用空気の温度も即座に変化するので燃焼ガスの
温度調整の応答性が良い。したがって、鍋内雰囲気温度
を急速に乾燥あるいは加熱に適した温度まで昇温させ得
る。尚、燃焼と排気の切替えは例えば１０秒〜２分間
隔、好ましくは約１分以内、最も好ましくは１０〜４０
秒程度の極めて短い間隔で行われる。また、蓄熱体７を
経由して排出される燃焼ガスが所定の温度例えば２００
℃程度となったときに切替は行われる。この場合、火炎
位置が頻繁に移り変わるために取鍋内での雰囲気温度を
より均一化でき、加熱むらが少なくなる。

【００２７】鍋内雰囲気温度が内張り耐火物の乾燥ある
いは加熱に適切な温度に達すると、バーナシステム４の
燃焼はその温度を維持できる程度にまで絞られる。ここ
で、燃焼量を絞っても、燃焼ガスの運動量そのものは確
保し、取鍋内の隅々まで行き渡らせることが必要であ
る。

【００２８】ターンダウン時でも運動量を確保する方法
としては、本実施例の場合、蓄熱型バーナシステム４の
蓄熱体７の上流側２５と下流側２６とに複数例えば一次
と二次の２つに分岐した流路２７，２８を配置すると共
に蓄熱体７内も各流路２７，２８に対応させて複数例え
ば一次と二次の２つの区画７ａ，７ｂに独立させ、ター
ンダウンに伴って流路と蓄熱体の一部を閉じるように設
けられている。流路等の開閉は、例えば蓄熱体７の上流
側２５において流路の一部あるいは全部に流路を開閉す
るダンパを設けることによって行われる。本実施例の場
合、二次流路２８にダンパ２９が設けられている。そし
て、高燃焼時には、一次および二次流路２７，２８を使
用して燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排気とが行われる
が、低燃焼時には空気流量および排ガス量が減るので二
次流路２８を閉止して、一次流路２７のみを使用するた
め、空気流量が減っても運動量を確保できる。勿論、二
次流路２８の全閉に至る前にターンダウン量に応じて二
次流路２８の開度を制御することも可能である。この方
法によると、取鍋１がある程度温められた後は流路の一
部即ち二次流路２８を閉じて残された流路即ち一次流路
２７からのみ燃焼用空気の供給と燃焼排ガスの排出を行
いつつ適正空気比のままターンダウンを行う。しかも、
この場合、蓄熱体７の上流側２５の流路２７，２８を流
れる流体は、予熱前の低温の燃焼用空気あるいは蓄熱体
７を通過した後の低温の燃焼排ガスであるため、流路２
８を開閉するダンパ２９が熱によって作動不良や損傷な
どを起こすことがない。

【００２９】また、別な方法としては、燃焼空気を減ら
さないで、燃料のみを減らして（過剰空気運転）燃焼量
調整・温度調整することがある。この方法は特に乾燥工
程で有効である。乾燥工程では、均一加熱と同時に水分
の排出が重要である。燃焼量を上げて排気量を増した方
が乾燥を早くできるが、通常の方法では排気損失が多く
なるため、限界がある（ｍ＝２）。しかし、この蓄熱型
バーナシステムを使用すれば、排気温度を低くできる上
に、過剰空気運転においても高温の燃焼用空気によって
安定燃焼するため排気損失を低く抑えることができる。

【００３０】更に、他の方法としては、蓄熱型バーナシ
ステム４を複数組用意し、低燃焼時には、一部のバーナ
システムのみ交互燃焼運転し、他のバーナシステムは燃
料供給は止めて、吸気・排気を繰り返すことにより、攪
拌効果による均一加熱、換気効果および伝熱向上を実現
できる。

【００３１】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、取鍋１内にスクラップ３０をあらかじめ敷
き詰めた状態で取鍋１内に燃焼ガス１７を噴き込むこと
により、取鍋１を加熱するのと同時にスクラップ３０に
よって取鍋１の内張り耐火物から放射される輻射熱をス
クラップの予熱に利用し、またスクラップ３０から放射
される輻射熱で内張り耐火物が加熱されるため加熱効率
が良くなる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の取鍋の乾燥および加熱方法は、燃焼用空気の供給と燃
焼ガスの排出とを蓄熱体を通して交互に行い燃焼ガスの
温度に近い高温の燃焼用空気によって一対のバーナを短
時間に交互に燃焼させる蓄熱型バーナシステムを少なく
とも１システム以上備えた蓋で取鍋を塞ぎ、取鍋内に一
対のバーナから交互に燃焼ガスを噴射すると共に燃焼停
止中のバーナの蓄熱体を経て燃焼ガスを排気し、均一な
温度分布の取鍋内雰囲気を形成して鍋内を乾燥あるいは
加熱するようにしているので、酸素富化バーナを使わな
くとも炉内設定温度を高くでき、伝熱量を増加させて昇
温時間を短縮できると共にランニングコストを低減でき
る。しかも、短時間に交互燃焼することによって火炎位
置が頻繁に移り変わるため、鍋内雰囲気温度分布がより
均一化でき、乾燥むらや加熱むらを無くすための加熱時
間を短縮できる。依って、排熱回収による熱効率の向上
及び省エネルギー化に寄与できると共に乾燥時間あるい
は加熱時間を短縮できる。

【００３３】また、請求項２の発明の場合、取鍋内空間
に設けられた仕切壁によって、燃焼ガスのショートパス
による排気が妨げられ確実に仕切壁を越えるように迂回
して反対側のバーナの蓄熱体を経て排気されるため、取
鍋内の側壁から底部全域に燃焼ガスが確実に接触して均
一に加熱される。

【００３４】また、請求項３，４あるいは５の発明の場
合、燃焼ガスが旋回流となるため炉内雰囲気を攪拌する
と共に遠心力で取鍋の壁面側へ広がり内張り耐火物の表
面における燃焼ガスの流速を上げて伝熱効率を高める。

【００３５】また、請求項６の発明の場合、スクラップ
によって取鍋の内張り耐火物から放射される輻射熱が吸
収され、またスクラップから放射される輻射熱で内張り
耐火物が加熱されるため加熱効率が良くなる。

【００３６】また、請求項８の発明によると、排気され
る燃焼ガスの熱を回収して高温とされた燃焼用空気によ
って、燃料が絞られても燃焼を維持できるので、発熱量
だけを低減させても燃焼ガスの運動量を大きく変化させ
ることがなく、取鍋の隅々まで均一に加熱できる。

【００３７】また、請求項７の発明の場合、バーナシス
テムの一部の停止により発熱量を低減させながらも取鍋
内の雰囲気の攪拌を交互燃焼停止中のバーナシステムに
よる高温温風によって行うことができ、取鍋内の隅々ま
で燃焼ガスを行き亙らせることができる。

【００３８】また、請求項９の発明の場合、蓄熱体の上
流側の流路の一部を閉じて燃焼用空気の供給量を絞るこ
とによってターンダウンを図っても、噴流速度を大幅に
変えずに燃焼量を小さくすることができるので、取鍋の
隅々まで燃焼ガスを行き亙らせ加熱することができる。
しかも、蓄熱体を経て排出される燃焼ガスも残りの流路
を経て排出されるため、蓄熱体で回収された燃焼ガスの
熱の全量が燃焼用空気の予熱のために使われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の取鍋の乾燥および加熱方法の一実施例
を示す概念図である。

【図２】本発明に適用される蓄熱型バーナシステムの一
実施例を示す原理図である。

【図３】本発明の取鍋の乾燥および加熱方法の他の実施
例を示す概念図である。

【図４】本発明の取鍋の乾燥および加熱方法の他の実施
例を示す概念図である。

【図５】本発明の取鍋の乾燥および加熱方法の更に他の
実施例を示す概念図である。

【図６】本発明の取鍋の乾燥および加熱方法の更に他の
実施例を示す概念図である。

【図７】本発明の取鍋の乾燥および加熱方法において燃
焼を絞ったときでも燃焼ガスの運動量を確保するための
手段を示す概念図である。

【図８】取鍋の一般的な加熱工程を示す説明図である。

【図９】従来の取鍋の乾燥および加熱方法の一例を示す
概念図である。

【図１０】従来の取鍋の乾燥および加熱方法の他の例を
示す概念図である。

【符号の説明】

１取鍋２取鍋の口３蓋４蓄熱型バーナシステム５，６バーナ７蓄熱体１７燃焼ガス１８取鍋の底１９取鍋のコーナ部２０取鍋の壁面２１仕切壁２２円柱状のコア２３円筒状のコア２４螺旋フィン２５上流側２６下流側２７一次流路２８二次流路２９ダンパ３０スクラップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２３Ｄ 14/60 Ｆ２６Ｂ 23/02 ＡＦ２８Ｄ 20/00 // Ｆ２７Ｄ 1/16 Ｒ 7727−4Ｋ (72)発明者佐藤博明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)発明者栗原博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)発明者松尾護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)発明者宮田誠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

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出とを
蓄熱体を通して交互に行い燃焼ガスの温度に近い高温の
燃焼用空気によって一対のバーナを短時間に交互に燃焼
させる蓄熱型バーナシステムを少なくとも１システム以
上備えた蓋で取鍋を塞ぎ、前記取鍋内で前記一対のバー
ナを交互に燃焼させると共に燃焼停止中のバーナの蓄熱
体を経て燃焼ガスを排気し、均一な温度分布の取鍋内雰
囲気を形成して鍋内を乾燥あるいは加熱することを特徴
とする取鍋の乾燥および加熱方法。
【請求項２】蓄熱型バーナシステムを備えた蓋には取
鍋の底近くまで突出し対を成すバーナ間の取鍋内空間を
部分的に仕切る仕切壁を設け、該仕切壁を越えて迂回し
てから燃焼ガスを排気させることを特徴とする請求項１
記載の取鍋の乾燥および加熱方法。
【請求項３】前記蓋に少なくとも一対のバーナをほぼ
接線方向に装着し、取鍋内で燃焼ガスを旋回させること
を特徴とする請求項１記載の取鍋の乾燥および加熱方
法。
【請求項４】蓄熱型バーナシステムを備えた蓋の中心
には取鍋内に突出する円柱状のコアを設置すると共にこ
のコアの外側で前記バーナが噴射する燃焼ガスに旋回力
が付与される方向へ向けられて配置され、取鍋内空間に
おいて前記燃焼ガスを旋回させることを特徴とする請求
項１記載の取鍋の乾燥および加熱方法。
【請求項５】蓄熱型バーナシステムを備えた蓋の中心
には、外周面に螺旋状のフィンを形成した円筒状のコア
を取鍋内に突出させて設置し、かつ前記コアの内方に前
記一対のバーナの一方を配置させると共に他方のバーナ
を前記コアの外側に配置し、噴出された燃焼ガスを前記
コアの外周面の螺旋フィンに沿って旋回させることを特
徴とする請求項１記載の取鍋の乾燥および加熱方法。
【請求項６】取鍋内にスクラップをあらかじめ敷き詰
めた状態で取鍋内に燃焼ガスを噴き込むことを特徴とす
る請求項１から５のいずれかに記載の取鍋の乾燥および
加熱方法。
【請求項７】蓄熱型バーナシステムを少なくとも２組
以上備え、取鍋がある程度温められた後は蓄熱型バーナ
システムの一部の組の交互燃焼を停止させて取鍋内の燃
焼ガスの排出と外気導入とに使用し、取鍋内の燃焼ガス
を攪拌させつつターンダウンを行うことを特徴とする請
求項１から６のいずれかに記載の取鍋の乾燥および加熱
方法。
【請求項８】鍋がある程度温められた後は蓄熱型バー
ナシステムの燃焼用空気の供給量は変更せずに燃料供給
量だけを絞ってターンダウンさせることを特徴とする請
求項１から６のいずれかに記載の取鍋の乾燥および加熱
方法。
【請求項９】蓄熱型バーナシステムの蓄熱体の上流側
と下流側とに複数に分岐した流路を配置すると共に前記
蓄熱体内も各流路に対応させて複数の区画に独立させ、
かつ前記蓄熱体の上流側の流路の一部あるいは全部に流
路を開閉するダンパを設け、取鍋がある程度温められた
後は一部の前記流路を閉じて残された流路からのみ燃焼
用空気の供給と燃焼排ガスの排出を行いつつ適正空気比
のままターンダウンを行うことを特徴とする請求項１か
ら６のいずれかに記載の取鍋の乾燥および加熱方法。