JPH08178267A

JPH08178267A - 蓄熱式燃焼バーナシステムの燃焼制御方法

Info

Publication number: JPH08178267A
Application number: JP6318760A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Fukui; 雅康福井; Junya Bizen; 純也尾前; Yoji Fujimoto; 洋二藤本; Atsushi Shimizu; 淳清水; Kazuhiro Yahiro; 和広八尋; Katsuaki Nishi; 勝昭西; Koichi Shiotani; 好一塩谷; Toshio Noborigi; 俊雄登木; Koji Hirokawa; 広司広川
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1996-07-12
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: JP3095964B2

Abstract

(57)【要約】【目的】排気系機器の長寿命化を図ることが可能な蓄熱
式燃焼バーナシステムの燃焼制御方法を提供する。【構成】予め、蓄熱体６、７から排出される排ガスの温
度を露点温度まで低下させない最低限度の炉内の排ガス
温度を、第１下限設定値Ｔ_minとして設定している。そ
して、温度検出手段３２の検出温度Ｔが、第１下限設定
値Ｔ_minを上回ったときに、非燃焼側のバーナから炉内
の排ガスを非燃焼側の蓄熱体に導入して熱交換を行いな
がら各バーナを交互に切換え燃焼させる蓄熱再生燃焼を
行う。また、検出温度Ｔが第１下限設定値以下となった
ときに、蓄熱体への排ガス導入を停止して前記排気系機
器３６、３７によって炉内の排ガスを外部に排出しつ
つ、空気供給管兼排ガス排出管から供給される冷却空気
と燃料との混合により各バーナを同時に燃焼状態とする
冷風連続燃焼を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加熱室内に少なくとも一
対のバーナを配設し、これらバーナを交互に燃焼させる
ことにより、非燃焼側バーナから排出される排ガスで蓄
熱体を熱交換することが可能な蓄熱式燃焼バーナシステ
ムに関し、特に、排気系機器の酸化による長寿命化が図
られるシステムの燃焼制御方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置とし
て、炉内に一対のバーナを配設し、このバーナに燃焼空
気及び炉内からの排ガスを選択的に通過させる燃焼管を
接続し、この燃焼管の途上に蓄熱器を配設した構造と
し、一方のバーナを燃焼させているときには、この燃焼
バーナに対して燃焼空気を蓄熱器を介して供給すること
により蓄熱器に蓄熱された熱量で燃焼空気を加熱し、他
方の非燃焼バーナ側では、炉内の排ガスを蓄熱器を介し
て一定の流量で外部に排出して蓄熱器に熱量を蓄えるよ
うにした装置が知られている。この装置によれば、燃焼
バーナの切換が所定時間のサイクルで行われることによ
り、排ガスの熱量が非燃焼バーナ側の蓄熱器に蓄熱され
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、蓄熱体の蓄
熱容量は、その燃焼設備の最大負荷（燃焼量、炉内の排
ガス温度）付近の条件下において十分な排熱回収効率が
得られるように設計され、炉温（炉内の排ガス温度）が
設計条件値であると、蓄熱体の出側排ガス温度の平均値
は、通常１００〜３５０℃程度に設定されている。とこ
ろが、図４に示すように、炉温が低下していくにつれ
て、蓄熱器と熱交換が行われた後の蓄熱器出側の排ガス
温度も低下していく。これにより、排出される排ガスが
露点以下まで低下し、排気系機器の酸化により機器寿命
が低下するおそれがある。

【０００４】また、Ｓ（硫黄）を含んだ燃料を使用し、
その排ガスが酸露点以下まで低下すると、結露により生
成される硫酸等の硫酸腐食によって機器寿命が著しく低
下するおそれがある。このように、従来装置において
は、排気系機器を通過する排ガスの温度が露点以下まで
低下することにより、排気系機器の短期寿命の点で問題
がある。

【０００５】そこで、排気系ダクトの外周に蒸気配管や
電気ヒータを付設し、排ガス温度が低下した際に、蒸気
供給若しくは通電により排気系ダクトを保温加熱するこ
とで結露を防止する方法が考えられるが、設備費、運転
費の面で問題がある。本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、排気系機器の長寿命化を図ることが可
能な蓄熱式燃焼バーナシステムの燃焼制御方法を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発明は、炉内に配設した少なくとも一対のバーナと、各
バーナに接続された燃料供給管及び空気供給管兼排ガス
排出管と、前記空気供給管兼排ガス排出管の途上に介装
された蓄熱体と、前記炉内の排ガス温度を検出する温度
検出手段と、炉内の排ガスを前記蓄熱体に導入せずに炉
の外部に直接排出する排気手段とを備えた蓄熱式燃焼バ
ーナシステムの燃焼制御方法である。そして、この燃焼
制御方法は、予め、前記蓄熱体と熱交換された排ガスの
温度が煙突先端において露点以下まで低下しない最低限
度の炉内の排ガス温度を、第１下限設定値として設定し
ている。そして、前記温度検出手段の検出温度が、前記
第１下限設定値を上回ったときに、非燃焼側のバーナか
ら炉内の排ガスを非燃焼側の蓄熱体に導入して熱交換を
行いながら各バーナを交互に切換え燃焼させる蓄熱再生
燃焼を行う。また、前記検出温度が前記第１下限設定値
以下となったときに、蓄熱体への排ガス導入を停止して
前記排気手段により炉内の排ガスを外部に排出しつつ、
空気供給管兼排ガス排出管から供給される冷却空気と燃
料との混合により各バーナを同時に燃焼状態とする冷風
連続燃焼を行うことを特徴とする方法である。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記温度検出手段の検出温度が、第
１下限設定値より所定値だけ高い温度に設定された第２
下限設定値を上回ったときに、冷風連続燃焼から蓄熱再
生燃焼に切換わることを特徴とする方法である。また、
請求項３記載の発明は、請求項１記載の同様の蓄熱式燃
焼バーナシステムにおいて、予め、前記蓄熱体と熱交換
された排ガスの温度が煙突先端において露点以下まで低
下しない最低限度の炉内の排ガス温度を、第１下限設定
値として設定する。そして、前記温度検出手段の検出温
度が前記第１下限設定値を上回ったときに、非燃焼側の
バーナから炉内の排ガスを非燃焼側の蓄熱体に導入して
熱交換を行いながら各バーナを交互に切換え燃焼させる
蓄熱再生燃焼を行う。そして、前記検出温度が前記第１
下限設定値以下となったときに、蓄熱体への排ガス導入
を停止して前記排気手段により炉内の排ガスを外部に排
出しつつ、空気供給管兼排ガス排出管から供給される冷
却空気と燃料との混合により各バーナを交互に切換え燃
焼させる冷風交互燃焼を行うことを特徴とする方法であ
る。

【０００８】さらに、請求項４記載の発明は、請求項３
記載の発明において、前記温度検出手段の検出温度が、
第１下限設定値より所定値だけ高い温度に設定された第
２下限設定値を上回ったときに、冷風交互燃焼から蓄熱
再生燃焼に切換わることを特徴とする方法である。さら
にまた、請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４記載
の発明において、使用が予定されている複数の燃料に対
してそれぞれ第１下限設定値及び第２下限設定を設定し
ておくことを特徴とする方法である。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１記載の発明によれば、炉内の
排ガス温度が低下して第１下限設定値以下となったとき
に、排ガスを蓄熱体に導入せずに排気手段から外部に排
出する冷風連続燃焼に切り換わるので、廃ガス温度が露
点以下となるのを防止することができる。したがって、
排気手段を通過する排ガスの温度を常に正常値に維持す
ることができるので、従来装置のように設備費、運転費
のかかる蒸気配管や電気ヒータを使用せずに、排気手段
の長寿命化が図られる。

【００１０】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の作用に加えて、温度検出手段の検出温度が、
第１下限設定値より高い温度に設定された第２下限設定
値を上回ったときに、冷風連続燃焼から蓄熱再生燃焼に
切換わるので、炉内の排ガス温度が大きく変化するハン
チング現象が発生しても、蓄熱再生燃焼と冷風連続燃焼
との切り換わりの多発が防止される。

【００１１】また、請求項３記載の発明によれば、炉内
の排ガス温度が低下して第１下限設定値以下となったと
きに、排ガスを蓄熱体に導入せずに排気手段から外部に
直接排出する冷風交互燃焼に切り換わるので、廃ガス温
度が露点以下となるのを防止することができる。これに
より、請求項１と同様に、排気手段の長寿命化が図られ
る。

【００１２】また、冷風交互燃焼が行われる際には、燃
焼が行われている一方のバーナの燃焼量が増大するの
で、炉内の温度分布の均一化が図られる。これにより、
本発明を炉内に搬送された製品を加熱する装置に適用す
る場合には、製品への加熱温度の均一化が図され、高品
質の製品を得ることが可能となる。また、請求項４記載
の発明によれば、請求項３記載の作用とともに、炉内に
おいて廃ガス温度のハンチング現象が発生しても、蓄熱
再生燃焼と冷風交互燃焼との切り換わりの多発が防止さ
れる。

【００１３】さらに、請求項５記載の発明によれば、請
求項１乃至４記載の作用が得られるとともに、使用燃料
が種々変化しても、各々の燃料に対する第１下限設定値
及び第２下限設定値が設定されているので、例えばＳ
（硫黄）分を含有する燃料の酸露点をも考慮して前記設
定値を設定し、硫酸腐食に対する排気手段の長寿命化も
図ることが可能となる。

【００１４】

【実施例】本発明は、例えば、炉内に連続して搬送され
てくるスラブを加熱する連続式加熱炉に適用可能な蓄熱
式燃焼システムであり、図面に基づいて説明する。図１
は、蓄熱式燃焼システム１の概略構成図を示すものであ
り、一対の蓄熱式バーナ装置２、３を備え、各蓄熱式バ
ーナ装置２、３は、バーナ４、５及び蓄熱体６、７によ
り構成されている。

【００１５】前記バーナ４、５は、パイロットバーナ
８、９が付設された状態で、炉１０内に対向配置されて
いる。そして、各バーナ４、５は、燃料供給管１１ａ及
び燃料供給弁１１、燃料供給管１２ａ及び燃料供給弁１
２を介して燃料供給源１３と接続している。また、蓄熱
体６、７は、内部にアルミナボール等の蓄熱媒体が収容
されており、気体供給管１８ａと１８ｂの間、若しくは
気体供給管１９ａと１９ｂとの間を気体が通過すること
により蓄熱媒体との熱交換が行われる。

【００１６】そして、気体供給管１８ａは、燃焼用空気
供給弁２１、排ガス放出弁２２を介して燃焼用空気供給
管２３、排ガス放出管２４と接続しているとともに、燃
焼用空気供給管２３は燃焼用空気供給ファン２５に、排
ガス放出管２４は排ガスファン２６に接続している。同
様に、気体供給管１９ａは、燃焼用空気供給弁２７、排
ガス放出弁２８を介して燃焼用空気供給管２９、排ガス
放出管３０と接続しているとともに、燃焼用空気供給管
２９は燃焼用空気供給ファン２５に、排ガス放出管３０
は排ガスファン２６に接続している。また、炉１０内に
は、炉内温度を測定する例えばＰＲ熱電温度計からなる
温度計３２と、バーナ４、５の火炎を検出する火炎検出
器３３ａ、３３ｂが配設されている。

【００１７】そして、炉１０には排気管３５が接続され
ており、この排気管３５は、排気弁３６、排ガスファン
３７を介して煙突３８と接続し、排ガスファン３７の作
動により、炉１０内の排ガスが排気管３５を通過して煙
突３８から外部に放出されるようになっている。また、
燃料供給弁１１，１２、燃焼用空気供給弁２１、２７、
排ガス放出弁２２、２８、パイロットバーナ８、９、排
ガスファン３７、排気弁３６は、第１シーケンサ４０と
接続し、この第１シーケンサ４０から所定の制御信号が
出力される。また、温度計３２は、炉１０内の温度を検
出して第２シーケンサ４２に出力し、この炉内温度に基
づいて燃料ガス流量、燃焼空気流量及び排ガス流量が設
定され、バーナ４、５の切換えタイミングを決定した制
御信号が、第２シーケンサ４２から第１シーケンサ４０
に出力される。

【００１８】すなわち、第１シーケンサ４０は、制御信
号に基づいて燃料供給弁１１，１２、燃焼用空気供給弁
２１、２７、排ガス放出弁２２、２８に対して所定のタ
イミングで開閉操作制御を行い、パイロットバーナ８、
９に対して所定タイミングで着火制御を行う。また、第
２シーケンサ４２は、温度計３２から入力される温度検
出値により炉１０内の温度Ｔを読込み、その炉内温度Ｔ
と、予め設定した基準温度（第１下限温度Ｔ_min、第２
下限温度Ｔ_min′）との比較判定によって、第１シーケ
ンサ４０に制御信号を出力する。

【００１９】ここで、第２シーケンサ４２は、その記憶
部（図示せず）に、使用が予定されている複数の燃料の
それぞれに対応して第１下限温度Ｔ_min、第２下限温度
Ｔ_mi _n′がテーブル化されて記憶されている。第１下限
温度Ｔ_minは、炉１０内の排ガスが蓄熱体４、５を通過
して排出される際に、その排ガスの温度が露点温度まで
低下しない最低限度の炉内の排ガス温度であり、後述す
る蓄熱再生燃焼から冷風連続燃焼に切り換わる際の基準
温度として設定されている。

【００２０】また、第１下限温度Ｔ_min′は、第１下限
温度Ｔ_minより高い温度に設定されており（Ｔ_min′＞
Ｔ_min）、冷風連続燃焼から蓄熱再生燃焼に切り換わる
際の基準温度として設定されている。次に、上記構成の
蓄熱式燃焼システム１で行われる蓄熱再生燃焼及び冷風
連続燃焼について説明する。なお、燃焼用空気供給ファ
ン２２は、外気の吸引動作が連続して行われているもの
とする。

【００２１】蓄熱再生燃焼は、パイロットバーナ８に対
して着火信号が出力され、火炎検出器３３ａでその信号
を確認した後、第１シーケンサ４０から燃料供給弁１
１、燃焼用空気供給弁２１及び排ガス放出弁２８に対し
て開操作信号が出力され、排気弁３６、燃料供給弁１
２、燃焼用空気供給弁２７及び排ガス放出弁２８に対し
て閉操作信号が出力され、排ガスファン３７に停止信号
が出力され、排ガスファン２６に作動信号が出力される
ことにより、一方のバーナ４のみの燃焼が行われる。そ
して、バーナ４の燃焼によって炉１０内に発生した排ガ
スは、非燃焼側のバーナ５から蓄熱器７を通過して熱交
換が行われた後、排ガス放出弁２８を介して排ガスファ
ン２６の吸引動作により外部に排出される。そして、所
定時間の経過後、第１シーケンサ４０から燃料供給弁１
１、燃焼用空気供給弁２１に及び排ガス放出弁２８に対
して閉操作信号が出力され、燃料供給弁１２、燃焼用空
気供給弁２７及び排ガス放出弁２８に対して開操作信号
が出力され、パイロットバーナ９による着火が行われる
ことにより、一方のバーナ４が非燃焼状態とされ、他方
のバーナ５による燃焼が行われる。

【００２２】以後、上述したバーナ４、５の交互燃焼が
繰り返されることにより非燃焼側の蓄熱体６若しくは７
が排ガスとの熱交換を行って蓄熱再生燃焼が行われる。
また、冷風連続燃焼は、第１シーケンサ４０から燃料供
給弁１１、１２、燃焼用空気供給弁２１、２７及び排気
弁３６に対して開操作信号が出力され、排ガス放出弁２
２、２８に対して閉操作信号が出力され、排ガスファン
３７に作動信号が出力され、排ガスファン２６に停止信
号が出力され、パイロットバーナ８、９に対して着火信
号が出力される。これにより、燃焼用空気供給ファン２
５により吸引された外気が、燃焼用空気供給管２３、２
９、蓄熱体６、７を介して冷風（例えば２０℃）として
バーナ４、５に供給され、燃料との混合により一対のバ
ーナ４、５の同時燃焼が行われる。

【００２３】そして、一対のバーナ４、５の同時燃焼に
よって炉１０内に発生した排ガスは、蓄熱体６、７との
熱交換を行わずに、排ガスファン３７の吸引動作によっ
て排気管３５を介して煙突３８から排出され、冷風連続
燃焼が行われる。次に、蓄熱再生燃焼及び冷風連続燃焼
が交互に行われる蓄熱式燃焼システム１の操作につい
て、図２で示す第１実施例のフローチャートを参照して
説明する。なお、本操作の開始時に、蓄熱再生燃焼を行
っている場合にはＦ＝０に設定され、冷風燃焼を行って
いる場合にはＦ＝１に設定されているものとする。

【００２４】図２の操作は、所定時間毎のタイマ割込処
理として実行され、先ず、ステップＳ１で、温度計３０
で検出した炉内温度Ｔを読み込む。次いでステップＳ２
に移行して、現在使用されている燃料の第１下限温度Ｔ
_mi _nと、第２の下限温度Ｔ_min′を設定する。次いでス
テップＳ３に移行して、フラグＦがＦ＝０であるか否か
を判定する。

【００２５】このステップＳ３の判定結果によりＦ＝０
である場合には、ステップＳ４に移行し、Ｆ＝１である
場合には、ステップＳ７に移行する。Ｆ＝０により移行
したステップＳ４では、炉内温度Ｔが第１下限温度Ｔ
_minを上回っているか否かを判定する。そして、炉内温
度Ｔが第１下限温度Ｔ_minを上回っている場合には、ス
テップＳ５に移行して蓄熱再生燃焼が行われ、次いでス
テップＳ６に移行してフラグＦを０に設定し、タイマ割
込処理を終了する。また、ステップＳ４の判定により炉
内温度Ｔが第１下限温度Ｔ_min以下であると判定する
と、ステップＳ８に移行して冷風連続燃焼が行われ、ス
テップＳ９に移行してフラグＦを１に設定した後、タイ
マ割込処理を終了する。

【００２６】一方、ステップＳ３の判定結果によりＦ＝
１である場合には、ステップＳ７に移行し、炉内温度Ｔ
が第２下限温度Ｔ_min′を上回っているか否かを判定す
る。この判定で、炉内温度Ｔが第２下限温度Ｔ_min′を
上回っている場合には、ステップＳ８に移行して冷風連
続燃焼が行われ、次いでステップＳ９に移行してフラグ
Ｆを１に設定した後、タイマ割込処理を終了する。ま
た、ステップＳ７の判定により炉内温度Ｔが第２下限温
度Ｔ_min′以下であると判定すると、ステップＳ５に移
行して蓄熱再生燃焼が行われ、ステップＳ６に移行して
フラグＦを０に設定した後、タイマ割込処理を終了す
る。

【００２７】次に、蓄熱式燃焼システム１の動作につい
て説明する。蓄熱再生燃焼が行われている状態で図２の
操作が実行されると、温度計３２から炉内温度Ｔが入力
された第２シーケンサ４２は、予め記憶されている記憶
テーブルの中から現在使用されている燃料の第１下限温
度Ｔ_min（使用されている燃料の排ガス温度が露点に達
しない最低の炉内温度、例えば１０００℃）を設定する
とともに、第１の下限温度Ｔ_minより高い温度の第２下
限温度Ｔ_min′（例えば１０５０℃）を設定する。

【００２８】そして、炉内温度Ｔが第１下限温度Ｔ_min
を上回っている場合には（例えば炉内温度Ｔ＝１１００
℃）、第２シーケンサ４２から第１シーケンサ４０に対
して蓄熱再生燃焼を行うための制御信号が出力される。
これにより、蓄熱再生燃焼が続行される。ところが、炉
内温度Ｔが第１下限値Ｔ_min以下である場合には（例え
ば炉内温度Ｔ＝９００℃）、第２シーケンサ４２から第
１シーケンサ４０に対して連続冷風燃焼を行うための制
御信号が出力され、蓄熱再生燃焼から冷風連続燃焼に切
り換わる。

【００２９】したがって、第１下限温度Ｔ_min以下に炉
内温度Ｔが低下すると、排ガス温度が露点まで低下する
おそれがあるものとして、蓄熱再生燃焼から冷風連続燃
焼に切り換わることによって、炉１０内の排ガスは、蓄
熱体６、７を通過せずに排気管３５を介して煙突３８か
ら排出される。これにより、排ガス温度は露点まで低下
せず、排気系機器（排ガス放出弁２２、２８、排気弁３
６、排ガスファン２６、３７）の酸化が防止されるの
で、排気系機器の寿命を向上させることができる。

【００３０】また、第２シーケンサ４２は、複数種の燃
料のデータから現在使用されている燃料の第１下限温度
Ｔ_min、第２下限温度Ｔ_min′を設定し、Ｓ（硫黄）分
を含有する燃料が使用される場合には、排ガス温度が酸
露点に達しない温度となるように第１下限温度Ｔ_min、
第２下限温度Ｔ_min′が設定されているので、Ｓ分が含
有することによる硫酸腐食を確実に防止することがで
き、さらに排気系機器の寿命を向上させることができ
る。

【００３１】さらに、図２の操作のステップＳ４及びス
テップＳ７で示したように、冷風連続燃焼から蓄熱再生
燃焼へ切り換わる判定温度（第２下限温度Ｔ_min′）
を、蓄熱再生燃焼から冷風連続燃焼へ切り換わる判定温
度（第１下限温度Ｔ_min）より上昇させた温度としてい
るので、若し、炉１０内での炉内温度Ｔのハンチング現
象が発生したとしても、蓄熱再生燃焼と冷風連続燃焼と
の間の頻繁な切り換わりが防止され、システムの耐久性
を向上させることができる。

【００３２】次に図３に示すものは、上述した実施例の
冷風連続燃焼を行わず、冷風交互燃焼と蓄熱再生燃焼と
が交互に行われる蓄熱式燃焼システム１の第２実施例の
フローチャートを示したものである。ステップＳ８′で
示す冷風交互燃焼は、第１シーケンサ４０から燃料供給
弁１１、燃焼用空気供給弁２１及び排気弁３６に対して
開操作信号が出力され、排ガス放出弁２２、２８、燃料
供給弁１２及び燃焼用空気供給弁２７に対して閉操作信
号が出力され、排ガスファン３７に作動信号が出力さ
れ、排ガスファン２６に停止信号が出力され、パイロッ
トバーナ８に対して着火信号が出力されることにより、
燃焼用空気供給ファン２５により吸引された外気が、燃
焼用空気供給管２３、蓄熱体６を介して冷風としてバー
ナ４に供給され、燃料との混合により一方のバーナ４の
燃焼が行われる。そして、一方のバーナ４によって炉１
０内に発生した排ガスは、蓄熱体６、７との熱交換を行
わずに、排ガスファン３７の吸引動作によって排気管３
５を介して煙突３８から排出される。

【００３３】そして、所定時間の経過後、第１シーケン
サ４０から燃料供給弁１２及び燃焼用空気供給弁２７に
対して開操作信号が出力され、燃料供給弁１１及び燃焼
用空気供給弁２１に対して閉操作信号が出力され、パイ
ロットバーナ９に対して着火信号が出力されることによ
り、燃焼用空気供給ファン２５により吸引された外気
が、燃焼用空気供給管２９、蓄熱体７を介して冷風とし
てバーナ５に供給され、燃料との混合により他方のバー
ナ５の燃焼が行われる。

【００３４】そして、他方のバーナ５によって炉１０内
に発生した排ガスは、蓄熱体６、７との熱交換を行わず
に、排ガスファン３７の吸引動作によって排気管３５を
介して煙突３８から排出される。以後、上述したバーナ
４、５の交互燃焼が繰り返されることにより、蓄熱体
６、７と排ガスとの熱交換が行われずに冷風交互燃焼が
行われる。

【００３５】そして、図３の第２実施例のフローチャー
トも、本操作の開始時に、蓄熱再生燃焼を行っている場
合にはＦ＝０に設定され、冷風燃焼を行っている場合に
はＦ＝１に設定されているものとする。そして、ステッ
プＳ１で、温度計３０で検出した炉内温度Ｔを読み込
み、次いでステップＳ２に移行して、現在使用されてい
る燃料の第１下限温度Ｔ_minと、第２の下限温度
Ｔ_min′を設定する。次いでステップＳ３に移行して、
フラグＦがＦ＝０であるか否かを判定する。このステッ
プＳ３の判定結果によりＦ＝０である場合には、ステッ
プＳ４に移行し、Ｆ＝１である場合には、ステップＳ７
に移行する。

【００３６】そして、Ｆ＝０により移行したステップＳ
４では、炉内温度Ｔが第１下限温度Ｔ_minを上回ってい
るか否かを判定する。そして、炉内温度Ｔが第１下限温
度Ｔ _minを上回っている場合には、ステップＳ５に移行
して蓄熱再生燃焼が行われ、次いでステップＳ６に移行
してフラグＦを０に設定し、タイマ割込処理を終了す
る。また、ステップＳ４の判定により炉内温度Ｔが第１
下限温度Ｔ_min以下であると判定すると、ステップＳ
８′に移行して冷風交互燃焼が行われ、ステップＳ９に
移行してフラグＦを１に設定した後、タイマ割込処理を
終了する。

【００３７】一方、ステップＳ３の判定結果によりＦ＝
１である場合には、ステップＳ７に移行し、炉内温度Ｔ
が第２下限温度Ｔ_min′を上回っているか否かを判定す
る。この判定で、炉内温度Ｔが第２下限温度Ｔ_min′を
上回っている場合には、ステップＳ８′に移行して冷風
交互燃焼が行われ、次いでステップＳ９に移行してフラ
グＦを１に設定した後、タイマ割込処理を終了する。ま
た、ステップＳ７の判定により炉内温度Ｔが第２下限温
度Ｔ_min′以下であると判定すると、ステップＳ５に移
行して蓄熱再生燃焼が行われ、ステップＳ６に移行して
フラグＦを０に設定した後、タイマ割込処理を終了す
る。

【００３８】次に、冷風交互燃焼と蓄熱再生燃焼が交互
に行われる蓄熱式燃焼システム１の作用効果について説
明する。本実施例では、第１下限温度Ｔ_min以下に炉内
温度Ｔが低下すると、排ガス温度が露点まで低下するお
それがあるものとして、蓄熱再生燃焼から冷風交互燃焼
に切り換わることによって、炉１０内の排ガスは、蓄熱
体６、７を通過せずに排気管３５を介して煙突３８から
排出される。これにより、排ガス温度は露点まで低下せ
ず、排気系機器（排ガス放出弁２２、２８、排気弁３
６、排ガスファン２６、３７）及び配管２４、３０、２
３、２９の酸化が防止されるので、排気系機器の寿命を
向上させることができる。それと同時に、Ｓ（硫黄）分
が含有されている燃料を使用しても、硫酸腐食を確実に
防止することができ、さらに排気系機器の寿命を向上さ
せることができる。

【００３９】また、前述した冷風連続燃焼と冷風交互燃
焼の必要燃焼量を同一とした場合、本実施例で行われる
冷風交互燃焼を行う一方のバーナ４（若しくはバーナ
５）の燃焼量は、冷風連続燃焼を行う一方のバーナ４
（若しくはバーナ５）の燃焼量の略２倍となる。これに
より、冷風交互燃焼を行う一方のバーナ４の火炎は、冷
風連続燃焼を行う一方のバーナの火炎より長炎傾向とな
るので、炉内温度分布の均一化が図られる。

【００４０】したがって、本実施例を、炉内に連続して
搬送されてくるスラブ（製品）を加熱する連続式加熱炉
に適用すると、製品を加熱する際の加熱温度の均一化を
図ることができ、高品質の製品を得ることができる。な
お、図１の装置構成では、排ガスファン３７の吸引動作
により炉１０内の排ガスを排出する構造としたが、発明
の要旨がこれに限定されるものではなく、排ガスファン
３７を設けずに煙突３８の自然通風によって排ガスを炉
１０内から排出する方法としてもよい。

【００４１】また、図１の装置構成では、一対のバーナ
４、５を設けた構成としたが、必要に応じて複数対のバ
ーナを設けても、同様の作用効果を得ることができる。
また、本発明の適用例として連続式加熱炉を示したが、
これに限定されるものではなく、他の加熱炉や熱処理炉
等にも適用し得るものである。さらに、図１の装置構成
では、温度計３２としてＰＲ熱電温度計を適用して説明
したが、これに限定されるものではなく、他の熱電温度
計を適用することができる。

【００４２】さらにまた、図１の装置構成では、燃料供
給弁１１、１２、燃焼用空気供給弁２１、２７、排ガス
放出弁２２、２８等を使用した場合について説明した
が、これに限らず、エアシリンダ等によって流路を切り
換える方向切換弁等を使用してもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の発明は、炉内の排ガス温度が低下して第１下限設
定値以下となったときに、排ガスを蓄熱体に導入せずに
排気手段から外部に排出する冷風連続燃焼に切り換わる
ので、廃ガス温度が露点以下となるのを防止することが
できる。したがって、排気手段を通過する排ガスの温度
を常に正常値に維持することができ、従来装置のように
設備費、運転費のかかる蒸気配管や電気ヒータを使用せ
ずに、排気手段の長寿命化を図ることができる。

【００４４】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の効果に加えて、温度検出手段の検出温度が、第１下
限設定値より高い温度に設定された第２下限設定値を上
回ったときに、冷風連続燃焼から蓄熱再生燃焼に切換わ
るので、炉内の排ガス温度が大きく変化するハンチング
現象が発生しても蓄熱再生燃焼と冷風連続燃焼との間の
頻繁な切り換わりが防止され、システムの耐久性を向上
させることができる。

【００４５】また、請求項３記載の発明は、炉内の排ガ
ス温度が低下して第１下限設定値以下となったときに、
排ガスを蓄熱体に導入せずに排気手段から外部に直接排
出する冷風交互燃焼に切り換わるので、廃ガス温度が露
点以下となるのを防止することができる。したがって、
請求項１と同様に、排気系機器の長寿命化が図られる。

【００４６】また、冷風交互燃焼が行われる際には、燃
焼が行われている一方のバーナの燃焼量が増大するの
で、炉内の温度分布の均一化が図られる。これにより、
本発明を炉内に搬送された製品を加熱する装置に適用す
る場合には、製品への加熱温度の均一化が図され、高品
質の製品を得ることができる。また、請求項４記載の発
明は、請求項３記載の効果に加えて、炉内において廃ガ
ス温度のハンチング現象が発生しても蓄熱再生燃焼と冷
風交互燃焼との間の頻繁な切り換わりが防止され、シス
テムの耐久性を向上させることができる。

【００４７】さらに、請求項５記載の発明は、請求項１
乃至４記載の効果に加えて、使用燃料が種々変化して
も、各々の燃料に対する第１下限設定値及び第２下限設
定値が設定されるので、例えばＳ（硫黄）分を含有する
燃料の酸露点をも考慮して前記設定値を設定することが
でき、それにより、硫酸腐食に対する排気手段の長寿命
化をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を蓄熱式燃焼バーナシステムを示す概略
構成図である。

【図２】本発明の蓄熱式燃焼バーナシステムの燃焼制御
方法を示す第１実施例のフローチャートである。

【図３】本発明の蓄熱式燃焼バーナシステムの燃焼制御
方法を示す第２実施例のフローチャートである。

【図４】炉内温度の変化に対し、排ガスと熱交換が行わ
れる蓄熱器の出側温度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１蓄熱式燃焼システム４、５バーナ６、７蓄熱体８、９パイロットバーナ１０炉１１、１２燃料供給弁１１ａ、１２ａ燃料供給管１３燃料供給源１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ空気供給管兼排ガス
排出管２１、２７燃焼用空気供給弁２２、２８排ガス放出弁２５燃焼用空気供給ファン３２温度計（温度検出手段）３５排気管３６排気弁（排気手段）３７排ガスファン（排気手段）３８煙突４０第１シーケンサ４２第２シーケンサＴ炉内の排ガス温度Ｔ_min 第１下限温度（第１下限設定値）Ｔ_min′ 第２下限温度（第２下限設定値）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾前純也岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者藤本洋二岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者清水淳岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者八尋和広岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者西勝昭大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者塩谷好一大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者登木俊雄大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者広川広司大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉内に配設した少なくとも一対のバーナ
と、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給管兼
排ガス排出管と、前記空気供給管兼排ガス排出管の途上
に介装された蓄熱体と、前記炉内の排ガス温度を検出す
る温度検出手段と、炉内の排ガスを前記蓄熱体に導入せ
ずに炉の外部に直接排出する排気手段とを備えた蓄熱式
燃焼バーナシステムにおいて、予め、前記蓄熱体と熱交換された排ガスの温度が煙突先
端において露点以下まで低下しない最低限度の炉内の排
ガス温度を、第１下限設定値として設定しておき、前記温度検出手段の検出温度が、前記第１下限設定値を
上回ったときに、非燃焼側のバーナから炉内の排ガスを
非燃焼側の蓄熱体に導入して熱交換を行いながら各バー
ナを交互に切換え燃焼させる蓄熱再生燃焼を行い、前記検出温度が前記第１下限設定値以下となったとき
に、蓄熱体への排ガス導入を停止して前記排気手段によ
り炉内の排ガスを外部に排出しつつ、空気供給管兼排ガ
ス排出管から供給される冷却空気と燃料との混合により
各バーナを同時に燃焼状態とする冷風連続燃焼を行うこ
とを特徴とする蓄熱式燃焼バーナシステムの燃焼制御方
法。
【請求項２】前記温度検出手段の検出温度が、第１下
限設定値より所定値だけ高い温度に設定された第２下限
設定値を上回ったときに、冷風連続燃焼から蓄熱再生燃
焼に切換わることを特徴とする請求項１記載の蓄熱式燃
焼バーナシステムの燃焼制御方法。
【請求項３】炉内に配設した少なくとも一対のバーナ
と、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給管兼
排ガス排出管と、前記空気供給管兼排ガス排出管の途上
に介装された蓄熱体と、炉内の排ガス温度を検出する温
度検出手段と、炉内の排ガスを前記蓄熱体に導入せずに
炉の外部に直接排出する排気手段とを備えた蓄熱式燃焼
バーナシステムにおいて、予め、前記蓄熱体と熱交換された排ガスの温度が煙突先
端において露点以下まで低下しない最低限度の炉内の排
ガス温度を、第１下限設定値として設定しておき、前記温度検出手段の検出温度が前記第１下限設定値を上
回ったときに、非燃焼側のバーナから炉内の排ガスを非
燃焼側の蓄熱体に導入して熱交換を行いながら各バーナ
を交互に切換え燃焼させる蓄熱再生燃焼を行い、前記検出温度が前記第１下限設定値以下となったとき
に、蓄熱体への排ガス導入を停止して前記排気手段によ
り炉内の排ガスを外部に排出しつつ、空気供給管兼排ガ
ス排出管から供給される冷却空気と燃料との混合により
各バーナを交互に切換え燃焼させる冷風交互燃焼を行う
ことを特徴とする蓄熱式燃焼バーナシステムの燃焼制御
方法。
【請求項４】前記温度検出手段の検出温度が、第１下
限設定値より所定値だけ高い温度に設定された第２下限
設定値を上回ったときに、冷風交互燃焼から蓄熱再生燃
焼に切換わることを特徴とする請求項３記載の蓄熱式燃
焼バーナシステムの燃焼制御方法。
【請求項５】使用が予定されている複数の燃料に対し
てそれぞれ第１下限設定値及び第２下限設定を設定して
おくことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の蓄熱
式燃焼バーナシステムの燃焼制御方法。