JPH0828810A - Radiant tube type heating device and its heating method - Google Patents

Radiant tube type heating device and its heating method

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JPH0828810A
JPH0828810A JP18407694A JP18407694A JPH0828810A JP H0828810 A JPH0828810 A JP H0828810A JP 18407694 A JP18407694 A JP 18407694A JP 18407694 A JP18407694 A JP 18407694A JP H0828810 A JPH0828810 A JP H0828810A
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JP
Japan
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radiant tube
burner
air
exhaust gas
radiant
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Application number
JP18407694A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kanda
浩司 神田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0828810A publication Critical patent/JPH0828810A/en
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Abstract

PURPOSE:To contrive to elongate a life by unifying temperature distribution in a length direction of a radiant tube. CONSTITUTION:A combustion in shortage of air is executed in a burner 3 of a radiant tube, a secondary air is fed from a nozzle 7 set halfway moide the radiant tube along a flow of an exhaust gas, and unburnt fuel is burned. By this, an elongation of a life of the radiant tube and a unification of temperature of a material to be heated, and a decrease of NOx in the exhaust gas can be contrived.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ラジアントチューブ
型熱処理炉のラジアントチューブの長さ方向の温度分布
を均一化し、延命を図るラジアントチューブ型加熱装置
および加熱方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiant tube type heating device and a heating method for lengthening the temperature distribution of a radiant tube in a radiant tube type heat treatment furnace so as to extend its life.

【0002】[0002]

【従来の技術】連続式亜鉛メッキ鋼板、電磁鋼板、一般
冷延鋼板を製造や、厚鋼板および鋼管の製造に使用され
る雰囲気を調整しながら熱処理する雰囲気熱処理炉に
は、放射管端に取り付けられたバーナへ燃料と空気を供
給し、高温燃焼ガスを発生させ、その熱を放射管を経
て、炉内の被加熱物へ伝熱させるラジアントチューブを
用いた加熱装置が一般に使用されている。
2. Description of the Related Art Atmospheric heat treatment furnaces that produce continuous galvanized steel sheets, electromagnetic steel sheets, general cold rolled steel sheets, and heat treatment while adjusting the atmosphere used for the production of thick steel sheets and steel pipes are installed at the end of the radiant tube. A heating device using a radiant tube that supplies fuel and air to the burner to generate high-temperature combustion gas and transfers the heat of the high-temperature combustion gas to an object to be heated in a furnace is generally used.

【0003】前記ラジアントチューブの一般的な構造
は、図6に示すとおり、(a)図のストレート型61、
(b)図のU字型62および(c)図のW字型63のも
のがあり、どのラジアントチューブの場合も開口部の片
端にはバーナが取り付けられ、燃料および空気がこのバ
ーナに供給され、ラジアントチューブ内で燃焼し、被加
熱物に熱を与え、ラジアントチューブの他方の開口部よ
り排ガスが排出される構造となっている。
As shown in FIG. 6, the general structure of the radiant tube is as shown in FIG.
There is a U-shape 62 in (b) and a W-shape 63 in (c), and in any radiant tube, a burner is attached to one end of the opening, and fuel and air are supplied to this burner. , The radiant tube burns to give heat to the object to be heated, and the exhaust gas is discharged from the other opening of the radiant tube.

【0004】U字型ラジアントチューブの片側3箇所合
計6箇所(a〜f)の長さ方向のチューブ表面温度分布
は、図7に示すとおり、バーナの火炎(以下フレームと
いう)がショートフレームではb点付近に、ロングフレ
ームではe点付近にピーク温度を持った山形の温度分布
を呈する。ラジアントチューブの寿命は、このピーク温
度と温度分布に大きく左右される。ピーク温度が高けれ
ば、クリープ破断強度は小さくなり、ラジアントチュー
ブの寿命は短くなる。また、長さ方向の温度分布が急勾
配になれば、熱応力が大きくなり、寿命は短くなる。こ
のため、ラジアントチューブの寿命延長は、ピークをな
くしかつ長さ方向の温度分布を平坦化する技術が研究さ
れてきている。温度分布の平坦化は、簡単にはバーナの
フレームをロングフレームにすることによりピーク点を
後方に移行してピーク温度の値を下げる方法があるが、
図7に示すとおり、ピーク温度の下がりは少ないのが実
状である。
As shown in FIG. 7, the tube surface temperature distribution in the longitudinal direction of the U-shaped radiant tube at three locations on one side and at six locations (a to f) in total is shown in FIG. 7 when the flame of the burner (hereinafter referred to as a frame) is b. In the vicinity of the point, the long frame exhibits a mountain-shaped temperature distribution having a peak temperature near the point e. Radiant tube life is highly dependent on this peak temperature and temperature distribution. The higher the peak temperature, the lower the creep rupture strength and the shorter the life of the radiant tube. Further, if the temperature distribution in the length direction becomes steep, the thermal stress increases and the life becomes short. For this reason, in order to extend the life of the radiant tube, a technique for eliminating the peak and flattening the temperature distribution in the length direction has been studied. To flatten the temperature distribution, there is a method to lower the peak temperature value by shifting the peak point backward by making the burner frame a long frame.
As shown in FIG. 7, the actual situation is that the decrease in peak temperature is small.

【0005】また、他の方法としては、ラジアントチュ
ーブの基部を囲むように複数個のノズルを配置し、前記
複数個のノズルから雰囲気ガスをラジアントチューブの
局部高温部に吹き付けて冷却し、前記ラジアントチュー
ブの長さ方向の温度分布を均一に加熱する方法(特開平
2−4927号公報)、少なくとも基部近傍にフィンを
有するラジアントチューブの基部を囲むように複数個の
ノズルもしくは円筒状のスリットを配置し、前記ノズル
から雰囲気ガスをラジアントチューブの局部高温部に吹
き付けて冷却し、前記ラジアントチューブの長さ方向の
温度分布を均一にすることによって、鋼帯を均一に加熱
する方法(特開平3−87321号公報)、ラジアント
チーブの入口にバーナで空気過剰の燃焼を行い、前記ラ
ジアントチーブの途中に設けた燃料ノズルから、該チュ
ーブ内を流れる排ガスの流れに沿ってチューブ内に燃料
を吹込む方法(特開平5−248605号公報)等が提
案されている。
As another method, a plurality of nozzles are arranged so as to surround the base of the radiant tube, and atmospheric gas is sprayed from the plurality of nozzles to a locally high temperature portion of the radiant tube to cool the radiant tube. A method for uniformly heating the temperature distribution in the lengthwise direction of the tube (JP-A-2-4927), in which a plurality of nozzles or cylindrical slits are arranged so as to surround at least the base of a radiant tube having fins near the base. Then, the atmosphere gas is blown from the nozzle to the locally high temperature part of the radiant tube to cool it, and the temperature distribution in the longitudinal direction of the radiant tube is made uniform, thereby uniformly heating the steel strip (JP-A-3- No. 87321), excess air is burned by a burner at the inlet of the radiant cheve, From a fuel nozzle provided in, blow the fuel-free method (JP-A-5-248605) have been proposed in the tube along the flow of the exhaust gas flowing in the tube.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記特開平2−492
7号公報、特開平3−87321号公報に開示の方法
は、いずれもラジアントチーブの温度分布を均一化でき
るものの、ピーク温度部分を冷却のためにこれまで不必
要であった大量の雰囲気ガスを使用するため、エネルギ
ー原単位が悪化し、不経済であるばかりでなく、装置が
複雑となり高価となる欠点を有している。また、特開平
5−248605号公報に開示の方法は、燃料吹き込み
ノズルを炉外からラジアントチューブ内に挿入する二段
燃焼方式で、炉壁およびラジアントチューブに開口部を
設けなければならず、炉壁部およびラジアントチューブ
開口部のシール性が大きな問題となり、炉内への大気お
よび排ガスの侵入が懸念されると共に、燃料吹込みノズ
ルの熱膨張の逃がし方の問題もあった。
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-492
The methods disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-83321 and Japanese Patent Laid-Open No. 3-87321 all can make the temperature distribution of radiant cheves uniform, but use a large amount of atmospheric gas that was previously unnecessary for cooling the peak temperature portion. Since it is used, the energy consumption rate deteriorates, which is not only uneconomical, but also has the drawback that the device becomes complicated and expensive. Further, the method disclosed in JP-A-5-248605 is a two-stage combustion method in which a fuel injection nozzle is inserted into the radiant tube from outside the furnace, and an opening must be provided in the furnace wall and the radiant tube. The sealing property of the wall portion and the radiant tube opening becomes a big problem, and there is a concern about invasion of the atmosphere and exhaust gas into the furnace, and there is also a problem of escape of thermal expansion of the fuel injection nozzle.

【0007】この発明の目的は、簡便にラジアントチュ
ーブの局部的な高温部の発生を防止し、ラジアントチュ
ーブの長さ方向の温度分布を均一化して、ラジアントチ
ューブの寿命の延長、被加熱物の温度の均一化および排
ガス中のNOx低減を図るラジアントチューブ型加熱装
置および加熱方法を提供することにある。
An object of the present invention is to easily prevent local high temperature portions from being generated in the radiant tube, to make the temperature distribution in the longitudinal direction of the radiant tube uniform, to prolong the life of the radiant tube, and to heat the object to be heated. It is an object of the present invention to provide a radiant tube type heating device and a heating method for making the temperature uniform and reducing NOx in exhaust gas.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、ラジア
ントチーブのバーナで空気不足で燃焼させ、ラジアント
チーブの途中まで排ガスの流れに沿って設けたノズルか
ら2次燃焼用空気を供給し、バーナでの空気不足による
未燃分をラジアントチーブの出口までに燃焼させること
によって、燃焼効率を低下させることなくラジアントチ
ーブの長さ方向の温度分布を均一化できること、ピーク
温度が低下して排ガスの低NOx化を図ることができる
ことを確認し、この発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have conducted various test studies in order to achieve the above object. As a result, the burners of the radiant cheves burned due to lack of air, and the secondary combustion air was supplied from the nozzles that were provided along the flow of the exhaust gas up to the middle of the radiant cheves, and the unburned components due to the lack of air in the burners were radiant cheves. By burning up to the outlet of, it is possible to make the temperature distribution in the length direction of the radiant cheve uniform without lowering the combustion efficiency, it is confirmed that the peak temperature can be lowered and the NOx of the exhaust gas can be reduced, This invention was reached.

【0009】すなわち本願の第1発明は、ラジアントチ
ューブの入口に設けたバーナ部より、ラジアントチュー
ブの途中まで排ガスの流れに沿って空気吹込みノズルを
設けたことを特徴とするラジアントチューブ型加熱装置
である。
That is, the first invention of the present application is characterized in that an air blowing nozzle is provided along a flow of exhaust gas from a burner portion provided at an inlet of the radiant tube to a midpoint of the radiant tube. Is.

【0010】また、本願の第2発明は、ラジアントチュ
ーブのバーナでは空気不足で燃焼させ、ラジアントチュ
ーブの途中まで排ガスの流れに沿って設けたノズルより
2次燃焼用空気を吹き込み、バーナでの未燃分の燃料を
燃焼させることを特徴とするラジアントチューブ型熱処
理炉における加熱方法である。
In the second invention of the present application, the burner of the radiant tube burns due to lack of air, and the secondary combustion air is blown from the nozzle provided along the flow of the exhaust gas up to the middle of the radiant tube, and the burner is not burned. A heating method in a radiant tube type heat treatment furnace, which is characterized in that a fuel of a fuel content is burned.

【0011】さらに、本願の第3発明は、ラジアントチ
ューブのバーナでの空気比を0.5〜1.0とし燃焼さ
せ、ラジアントチューブの途中まで排ガスの流れに沿っ
て設けたノズルより2次燃焼用空気を、トータルの空気
比が1.05〜1.3となるよう吹き込んでバーナでの
未燃分の燃料を燃焼させることを特徴とするラジアント
チューブ型熱処理炉における加熱方法である。
Further, according to the third invention of the present application, the radiant tube is burned at an air ratio of 0.5 to 1.0, and secondary combustion is performed from a nozzle provided along the flow of the exhaust gas up to the middle of the radiant tube. It is a heating method in a radiant tube heat treatment furnace, characterized in that the working air is blown into the burner so that the total air ratio becomes 1.05 to 1.3 to burn the unburned fuel.

【0012】[0012]

【作用】本願の第1発明においては、ラジアントチュー
ブの入口に設けたバーナ部より、ラジアントチューブの
途中まで排ガスの流れに沿って空気吹込みノズルを設け
たことによって、ラジアントチューブの途中において2
次燃焼用空気を吹き込みでき、バーナでは空気不足で燃
焼させることができ、バーナ前の局部高温部が無くなる
と共に、排ガス中の未燃分をラジアントチューブの出口
までに燃焼させることができ、燃焼効率を低下させるこ
となく、ラジアントチューブの長さ方向の温度分布の均
一化を図ることができる。
In the first invention of the present application, the air blowing nozzle is provided along the flow of the exhaust gas from the burner portion provided at the inlet of the radiant tube to the middle of the radiant tube.
Secondary combustion air can be blown in, and the burner can burn due to lack of air, the local high temperature part in front of the burner is eliminated, and unburned components in the exhaust gas can be burned to the outlet of the radiant tube, which improves combustion efficiency. The temperature distribution in the length direction of the radiant tube can be made uniform without decreasing the temperature.

【0013】本願の第2発明においては、ラジアントチ
ューブのバーナでは空気不足で燃焼させ、ラジアントチ
ューブの途中まで排ガスの流れに沿って設けたノズルよ
り2次燃焼用空気を吹き込み、バーナでの未燃分の燃料
を燃焼させることによって、バーナ前の局部高温部が無
くなると共に、燃焼効率を低下させることなく、ラジア
ントチューブの長さ方向の温度分布の均一化を図ること
ができ、ピーク温度が低下して、低NOxも可能とな
る。また、ピーク温度を抑制することによりクリープ破
断強度が大きくなり、ラジアントチューブの長寿命化を
図ることができる。
In the second invention of the present application, the burner of the radiant tube burns due to lack of air, the secondary combustion air is blown from the nozzle provided along the flow of the exhaust gas up to the middle of the radiant tube, and unburned in the burner. By burning a portion of the fuel, the local high temperature part in front of the burner is eliminated, and the temperature distribution in the length direction of the radiant tube can be made uniform without lowering the combustion efficiency, and the peak temperature is lowered. Therefore, low NOx is also possible. Further, by suppressing the peak temperature, the creep rupture strength is increased and the life of the radiant tube can be extended.

【0014】本願の第3発明においては、ラジアントチ
ューブのバーナでの空気比を0.5〜1.0未満として
燃焼させ、ラジアントチューブの途中まで排ガスの流れ
に沿って設けたノズルより2次燃焼用空気を、トータル
の空気比が1.05〜1.3となるよう吹き込んでバー
ナでの未燃分の燃料を燃焼させることによって、バーナ
前の局部高温部が無くなると共に、燃焼効率を低下させ
ずにラジアントチューブの長さ方向の温度分布の均一化
を図ることができ、ピーク温度が低下して、低NOxも
可能となる。また、ピーク温度を抑制することによりク
リープ破断強度が大きくなり、ラジアントチューブの長
寿命化を図ることができる。
In the third invention of the present application, the radiant tube is burned at an air ratio in the burner of 0.5 to less than 1.0, and secondary combustion is performed from a nozzle provided along the flow of the exhaust gas up to the middle of the radiant tube. By blowing the working air so that the total air ratio becomes 1.05 to 1.3 and burning the unburned fuel in the burner, the local high temperature part in front of the burner is eliminated and the combustion efficiency is reduced. Without doing so, the temperature distribution in the length direction of the radiant tube can be made uniform, the peak temperature can be lowered, and low NOx can be achieved. Further, by suppressing the peak temperature, the creep rupture strength is increased and the life of the radiant tube can be extended.

【0015】この発明におけるバーナでの空気比は、バ
ーナでの燃焼の安定する0.5から未燃物が残留する
1.0未満が望ましい。また、2次燃焼用空気吹き込み
ノズルからの2次燃焼用空気量とバーナからの空気量と
合わせて空気比が1.05〜1.3とするのが良い。空
気比が1.3を超えるとラジアントチューブ内のガス温
度は低くなり、ラジアントチューブ表面からの発熱量が
小さくなってしまう。この発明において使用する燃料と
しては、コークス炉ガス、高炉ガスあるいはコークス炉
ガスと高炉ガスとの混合ガス、プロパンガス、液化天然
ガス、重油等を使用することができる。また、この発明
は、投入熱量が経時的に変化する場合にも適用可能であ
り、この場合にもバーナでの空気比を0.5〜1.0未
満とし、2次燃焼用空気吹き込みノズルより2次燃焼用
空気を吹き込み、バーナでの空気量と吹き込んだ空気量
の和でトータル空気比を1.05〜1.3とする。さら
に、2次燃焼用空気吹き込み位置は、直管型ラジアント
チューブでは、中間部前後、U字型ラジアントチュー
ブ、W字型ラジアントチューブでは、第一直管部から第
一曲管部後端の範囲であれば良い。
In the present invention, the air ratio in the burner is preferably from 0.5 at which combustion in the burner is stable to less than 1.0 at which unburned materials remain. Further, it is preferable that the air ratio is 1.05 to 1.3 inclusive of the amount of secondary combustion air from the secondary combustion air blowing nozzle and the amount of air from the burner. When the air ratio exceeds 1.3, the gas temperature inside the radiant tube becomes low, and the amount of heat generated from the surface of the radiant tube becomes small. As the fuel used in the present invention, coke oven gas, blast furnace gas or a mixed gas of coke oven gas and blast furnace gas, propane gas, liquefied natural gas, heavy oil and the like can be used. The present invention is also applicable to the case where the input heat amount changes with time, and in this case also, the air ratio in the burner is set to 0.5 to less than 1.0, and the secondary combustion air blowing nozzle is used. The secondary combustion air is blown in, and the total air ratio is set to 1.05 to 1.3 by the sum of the air amount in the burner and the blown air amount. Further, the air injection position for secondary combustion is in the range from the front and rear of the middle part in the straight pipe type radiant tube, and from the first straight pipe part to the rear end of the first curved pipe part in the U-shaped radiant tube and the W-shaped radiant tube. If it is good.

【0016】空気吹き込みノズル内径は、ラジアントチ
ューブ内径の5%以上が良い。これより小さいと必要な
空気量が流れなくなる。また、空気吹き込みノズルの外
径は、ラジアントチューブ内径の30%以下が良い。こ
れより大きくなると、バーナでの燃焼を阻害してしま
い、ラジアントチューブの表面温度は目標温度まで達し
なくなる。なお、2次燃焼用空気吹き込みノズルの材質
は、SCH24、耐熱鋳鋼、耐火物、炭化珪素、窒化珪
素等を用いることができる。
The inner diameter of the air blowing nozzle is preferably 5% or more of the inner diameter of the radiant tube. If it is smaller than this, the required amount of air does not flow. The outer diameter of the air blowing nozzle is preferably 30% or less of the inner diameter of the radiant tube. If it is larger than this, combustion in the burner is hindered and the surface temperature of the radiant tube does not reach the target temperature. The material of the secondary combustion air blowing nozzle may be SCH24, heat resistant cast steel, refractory, silicon carbide, silicon nitride, or the like.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

実施例1 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図1ないし図
2に基づいて説明する。図1はU字型ラジアントチュー
ブに実施した場合の水平断面図、図2は他の型式のラジ
アントチューブに実施した場合を示すもので、(a)図
はW字型ラジアントチューブに実施した場合の水平断面
図、(b)図はストレート型ラジアントチューブに実施
した場合の水平断面図である。図1において、1は加熱
炉の炉壁2を貫通して設置したU字型ラジアントチュー
ブ、3はU字型ラジアントチューブ1のバーナで、バー
ナ3の側部に燃焼用空気供給管4が、バーナ3の正面に
燃料吹き込み管5が設けられ、燃料吹き込み管5から吹
き込まれる燃料を燃焼用空気供給管4から供給される燃
焼用空気によって燃焼させるよう構成されている。6は
バーナ部3の燃料吹き込み管5近傍に設けた2次燃焼用
空気供給管で、バーナ3を貫通して排ガスの流れに沿っ
てU字型ラジアントチューブ1の途中まで延伸し、U字
型ラジアントチューブ1の途中に開口したノズル7から
2次燃焼用空気を吹き込むよう構成されている。
Embodiment 1 Details of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 showing an embodiment. FIG. 1 shows a horizontal cross-sectional view of a U-shaped radiant tube, FIG. 2 shows a case of another U-shaped radiant tube, and FIG. 1 (a) shows a W-shaped radiant tube. The horizontal sectional view and (b) are horizontal sectional views in the case of being applied to a straight type radiant tube. In FIG. 1, 1 is a U-shaped radiant tube installed through a furnace wall 2 of the heating furnace, 3 is a burner of the U-shaped radiant tube 1, and a combustion air supply pipe 4 is provided on a side portion of the burner 3. A fuel blow-in pipe 5 is provided in front of the burner 3, and the fuel blown from the fuel blow-in pipe 5 is burned by the combustion air supplied from the combustion air supply pipe 4. Reference numeral 6 denotes a secondary combustion air supply pipe provided in the vicinity of the fuel injection pipe 5 of the burner unit 3. The secondary combustion air supply pipe 6 penetrates the burner 3 and extends to the middle of the U-shaped radiant tube 1 along the flow of the exhaust gas. The secondary combustion air is blown from a nozzle 7 opened in the middle of the radiant tube 1.

【0018】図2(a)において、11は加熱炉の炉壁
12を貫通して設置したW字型ラジアントチューブ、1
3はW字型ラジアントチューブ11のバーナで、バーナ
13の側部に燃焼用空気供給管14が、バーナ部13の
正面に燃料吹き込み管15が設けられ、燃料吹き込み管
15から吹き込まれる燃料を燃焼用空気供給管14から
供給される燃焼用空気によって燃焼させるよう構成され
ている。16はバーナ13の燃料吹き込み管15近傍に
設けた2次燃焼用空気供給管で、バーナ13を貫通して
排ガスの流れに沿ってW字型ラジアントチューブ11の
途中まで延伸し、W字型ラジアントチューブ11の途中
に開口したノズル17から2次燃焼用空気を吹き込むよ
う構成されている。
In FIG. 2A, 11 is a W-shaped radiant tube installed through the furnace wall 12 of the heating furnace, 1
Reference numeral 3 denotes a burner of the W-shaped radiant tube 11, the combustion air supply pipe 14 is provided on the side of the burner 13, and the fuel blowing pipe 15 is provided in front of the burner portion 13 to burn the fuel blown from the fuel blowing pipe 15. It is configured to be burned by the combustion air supplied from the commercial air supply pipe 14. Reference numeral 16 denotes a secondary combustion air supply pipe provided near the fuel injection pipe 15 of the burner 13. The secondary combustion air supply pipe 16 penetrates the burner 13 and extends along the flow of the exhaust gas to the middle of the W-shaped radiant tube 11. The secondary combustion air is blown from a nozzle 17 opened in the middle of the tube 11.

【0019】図2(b)において、21は加熱炉の炉壁
22を貫通して設置したストレート型ラジアントチュー
ブ、23はストレート型ラジアントチューブ21のバー
ナで、バーナ23の側部に燃焼用空気供給管24が、バ
ーナ23の正面に燃料吹き込み管25が設けられ、燃料
吹き込み管25から吹き込まれる燃料を燃焼用空気供給
管24から供給される燃焼用空気によって燃焼させるよ
う構成されている。26はバーナ23の燃料吹き込み管
25近傍に設けた2次燃焼用空気供給管で、バーナ23
を貫通して排ガスの流れに沿ってストレート型ラジアン
トチューブ21の途中まで延伸し、ストレート型ラジア
ントチューブ21の途中に開口したノズル27から2次
燃焼用空気を吹き込むよう構成されている。
In FIG. 2B, 21 is a straight radiant tube installed through the furnace wall 22 of the heating furnace, and 23 is a burner of the straight radiant tube 21, which supplies combustion air to the side of the burner 23. The pipe 24 is provided with a fuel blowing pipe 25 in front of the burner 23, and is configured to burn the fuel blown from the fuel blowing pipe 25 with the combustion air supplied from the combustion air supply pipe 24. 26 is an air supply pipe for secondary combustion provided near the fuel injection pipe 25 of the burner 23.
Is extended to the middle of the straight radiant tube 21 along the flow of the exhaust gas, and the secondary combustion air is blown from the nozzle 27 opened in the middle of the straight radiant tube 21.

【0020】上記のとおり構成したことによって、各ラ
ジアントチューブ1、11、21の各バーナ3、13、
23では、各燃料吹き込み管5、15、25から燃料を
定格量投入し、各燃焼用空気供給管4、14、24から
各バーナ3、13、23での空気比0.5〜1.0未満
で燃焼用空気を供給して燃焼させ、さらに、各2次燃焼
用空気供給管6、16、26から2次燃焼用空気を各ラ
ジアントチューブ1、11、21の途中に開口したノズ
ル7、17、27からトータルの空気比が1.05〜
1.3となるよう供給し、各バーナ3、13、23で未
燃焼の燃料を燃焼させることができる。上記のとおり各
ラジアントチューブ1、11、21で2段燃焼させるこ
とによって、各ラジアントチューブ1、11、21の長
さ方向の表面温度分布は均一化され、局部高温のピーク
温度も従来に比較し30℃程度低下させることができ
る。また、各ラジアントチューブ1、11、21出口で
の排ガス中のNOx値も約20%の低下が見られ、未燃
焼物は確認されなかった。
By configuring as described above, each burner 3, 13, of each radiant tube 1, 11, 21
In No. 23, a rated amount of fuel is injected from each of the fuel injection pipes 5, 15, 25, and the air ratio in each of the burners 3, 13, 23 from each of the combustion air supply pipes 4, 14, 24 is 0.5 to 1.0. Nozzle 7, in which the secondary combustion air is supplied to the secondary combustion air supply pipes 6, 16, 26 from the respective secondary combustion air supply pipes 6, 16, 26 in the middle of each radiant tube 1, 11, 21 From 17, 27, the total air ratio is 1.05
It is possible to supply 1.3 so that the unburned fuel is burned by each burner 3, 13, 23. By performing two-stage combustion in each radiant tube 1, 11, 21 as described above, the surface temperature distribution in the longitudinal direction of each radiant tube 1, 11, 21 is made uniform, and the peak temperature of the local high temperature is also compared to the conventional one. It can be lowered by about 30 ° C. Further, the NOx value in the exhaust gas at the outlets of the radiant tubes 1, 11 and 21 was also reduced by about 20%, and unburned substances were not confirmed.

【0021】実施例2 図1に示す外径173mm、肉厚8mm、総長さ3,8
60mmのU字型ラジアントチューブを用い、燃料とし
て発熱量4,600Kcal/Nm3のコークス炉ガス
(以下COGという)を理論空気量4.71Nm3/N
3で燃焼させるに際し、バーナの定格は、55,00
0Kcal/H(COG:約12Nm3/H)である。
バーナでは燃料を定格量投入し、空気量を空気比換算に
して0.9である51Nm3/Hで供給し、空気不足で
燃焼してバーナ前の局部高温部の発生を抑えると共に、
この空気不足で燃焼した排ガス中の残留燃料に、U字型
ラジアントチューブの第一曲管部直前に排ガス流れに沿
って設けた内径21.6mmの空気吹き込みノズルか
ら、11.3Nm3/Hの2次燃焼用空気を吹き込み燃
焼させた。この時のバーナでの空気とラジアントチュー
ブ途中に設けた空気吹き込みノズルからの空気を合わせ
ての空気比は1.1とした。この場合におけるラジアン
トチューブの長さ方向の表面温度分布を測定した。その
結果を図3に示す。なお、ラジアントチューブ長さ方向
位置のa〜fは、図1のa〜f位置に対応するものであ
る。図3に示すとおり、ラジアントチューブの長さ方向
の表面温度分布は、均一化され、局部高温の値も従来の
値より30℃程度低下させることができた。また、ラジ
アントチューブ出口でのNOxの値も約20%の低下が
みられ、未燃物は確認されなかった。さらに、本発明を
連続焼鈍炉のラジアントチューブに適用したところ、ラ
ジアントチューブの寿命を3年から4年まで延長するこ
とが可能となった。また、2次燃焼用の空気吹き込みノ
ズルは、高温の排ガスにさらされるものの、内部に比較
的低温の2次燃焼用空気が流れ、これにより冷却される
ため破損等の問題は無かった。
Example 2 The outer diameter shown in FIG. 1 is 173 mm, the wall thickness is 8 mm, and the total length is 3,8.
Using a 60 mm U-shaped radiant tube, a coke oven gas (hereinafter referred to as COG) having a calorific value of 4,600 Kcal / Nm 3 was used as fuel, and the theoretical air amount was 4.71 Nm 3 / N.
When burned at m 3 , burner rating is 55,000
It is 0 Kcal / H (COG: about 12 Nm 3 / H).
In the burner, a rated amount of fuel is injected, and the air amount is supplied at an air ratio of 0.9 Nm 3 / H, which is 0.9 Nm 3 / H. Combustion due to insufficient air suppresses the generation of a local high temperature part in front of the burner.
To the residual fuel in the exhaust gas burned due to the lack of air, an air blowing nozzle having an inner diameter of 21.6 mm provided along the exhaust gas flow immediately before the first curved pipe portion of the U-shaped radiant tube was used to generate 11.3 Nm 3 / H. The secondary combustion air was blown in to burn. At this time, the air ratio of the air in the burner and the air from the air blowing nozzle provided in the middle of the radiant tube was set to 1.1. The surface temperature distribution in the length direction of the radiant tube in this case was measured. The result is shown in FIG. In addition, a to f of the radiant tube length direction position correspond to a to f positions of FIG. As shown in FIG. 3, the surface temperature distribution in the length direction of the radiant tube was made uniform, and the local high temperature value could be reduced by about 30 ° C. from the conventional value. Further, the NOx value at the radiant tube outlet was also reduced by about 20%, and no unburned matter was confirmed. Furthermore, when the present invention is applied to a radiant tube of a continuous annealing furnace, it has become possible to extend the life of the radiant tube from 3 years to 4 years. Further, although the air blowing nozzle for secondary combustion is exposed to high-temperature exhaust gas, there is no problem such as damage because the relatively low temperature secondary combustion air flows inside and is cooled.

【0022】実施例3 また、上記U字型ラジアントチューブを用い、バーナで
は燃料を定格量投入し、バーナでの空気比を0.4、
0.5、0.9、1.0とし、2次燃焼用空気吹き込み
ノズルから、トータル空気比が1.1となるよう2次燃
焼用空気を吹き込んで燃焼させ、炉内温度900℃とし
た場合のラジアントチューブの長さ方向の表面温度分布
を測定した。その結果をバーナでの空気比を1.1とし
た従来例と比較して図4に示す。なお、図4中のaはバ
ーナでの空気比0.4、bはバーナでの空気比0.5、
cはバーナでの空気比0.9、dはバーナでの空気比
1.0、xは従来例を示す。また、ラジアントチューブ
長さ方向位置のa〜fは、図1のa〜f位置に対応する
ものである。図4に示すとおり、バーナでの空気比を
0.5〜1.0未満、トータル空気比を1.1とするこ
とによって、従来例に比較してピーク温度を低下できる
と共に、ラジアントチューブの長さ方向の表面温度分布
が均一化できている。しかし、バーナでの空気比が0.
4のaの場合は、ピーク温度が従来例よりも高くなると
共に、ラジアントチューブの長さ方向の表面温度分布の
差が大きくなっている。
Example 3 Further, using the above U-shaped radiant tube, the burner was charged with a rated amount of fuel, and the air ratio in the burner was 0.4.
0.5, 0.9, 1.0, and secondary combustion air was blown from the secondary combustion air blowing nozzle so that the total air ratio was 1.1, and burned, and the furnace temperature was set to 900 ° C. In this case, the surface temperature distribution in the length direction of the radiant tube was measured. The result is shown in FIG. 4 in comparison with the conventional example in which the air ratio in the burner was 1.1. In FIG. 4, a is an air ratio of 0.4 in the burner, b is an air ratio of 0.5 in the burner,
c is an air ratio of 0.9 in the burner, d is an air ratio of 1.0 in the burner, and x is a conventional example. Further, a to f in the radiant tube length direction position correspond to a to f positions in FIG. As shown in FIG. 4, by setting the air ratio in the burner to 0.5 to less than 1.0 and the total air ratio to 1.1, the peak temperature can be lowered as compared with the conventional example, and the length of the radiant tube can be reduced. The surface temperature distribution in the depth direction can be made uniform. However, the air ratio at the burner is 0.
In the case of 4a, the peak temperature is higher than that in the conventional example, and the difference in the surface temperature distribution in the length direction of the radiant tube is large.

【0023】実施例4 さらに、上記U字型ラジアントチューブを用い、バーナ
では燃料を定格量投入し、バーナでの空気比を0.9一
定とし、2次燃焼用空気吹き込みノズルから、トータル
空気比が1.1、1.3、1.4となるよう2次燃焼用
空気を吹き込んで燃焼させ、炉内温度900℃とした場
合のラジアントチューブの長さ方向の表面温度分布を測
定した。その結果をバーナでの空気比を1.1とした従
来例と比較して図5に示す。なお、図5中のeはトータ
ル空気比1.1、fはトータル空気比1.3、gはトー
タル空気比1.4、xは従来例を示す。また、ラジアン
トチューブ長さ方向位置のa〜fは、図1のa〜f位置
に対応するものである。図5に示すとおり、トータル空
気比を1.1、1.3としたe、fの場合は、従来例に
比較してピーク温度を低下できると共に、ラジアントチ
ューブの長さ方向の表面温度分布が均一化できている。
しかし、トータル空気比を1.4のgの場合は、ラジア
ントチューブの長さ方向の表面温度分布を均一化できる
が、ラジアントチューブ表面温度が全体的に低くなって
いる。
Example 4 Furthermore, using the above U-shaped radiant tube, a rated amount of fuel was injected into the burner, the air ratio in the burner was kept constant at 0.9, and the total air ratio was supplied from the secondary combustion air blowing nozzle. The secondary combustion air was blown into the furnace so that the values were 1.1, 1.3, and 1.4 to perform combustion, and the surface temperature distribution in the length direction of the radiant tube when the furnace temperature was 900 ° C. was measured. The result is shown in FIG. 5 in comparison with the conventional example in which the air ratio in the burner was 1.1. In FIG. 5, e is a total air ratio of 1.1, f is a total air ratio of 1.3, g is a total air ratio of 1.4, and x is a conventional example. Further, a to f in the radiant tube length direction position correspond to a to f positions in FIG. As shown in FIG. 5, in the case of e and f in which the total air ratio is 1.1 and 1.3, the peak temperature can be lowered as compared with the conventional example, and the surface temperature distribution in the length direction of the radiant tube is It has been made uniform.
However, when the total air ratio is 1.4 g, the surface temperature distribution in the length direction of the radiant tube can be made uniform, but the radiant tube surface temperature is low as a whole.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
ラジアントチューブの局部的な高温部の発生を防止して
長さ方向の温度分布を均一化でき、ラジアントチューブ
の寿命延長、被加熱物の温度の均一化ならびに排ガス中
のNOxの低減を図ることができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to prevent the local high temperature part of the radiant tube from occurring and to make the temperature distribution in the length direction uniform, extend the life of the radiant tube, make the temperature of the heated object uniform and reduce NOx in the exhaust gas. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】U字型ラジアントチューブに実施した場合の水
平断面図である。
FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view of a U-shaped radiant tube.

【図2】他の型式のラジアントチューブに実施した場合
を示すもので、(a)図はW字型ラジアントチューブに
実施した場合の水平断面図、(b)図は直管型ラジアン
トチューブに実施した場合の水平断面図である。
2A and 2B show a case where the present invention is applied to another type of radiant tube, in which FIG. 2A is a horizontal sectional view when applied to a W-shaped radiant tube, and FIG. 2B is a straight tube type radiant tube. It is a horizontal sectional view at the time of doing.

【図3】実施例2におけるU字型ラジアントチューブ長
さ方向位置とチューブ表面温度との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the position in the U-shaped radiant tube length direction and the tube surface temperature in Example 2.

【図4】実施例3におけるバーナ空気比とU字型ラジア
ントチューブ長さ方向位置とチューブ表面温度との関係
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between burner air ratio, U-shaped radiant tube lengthwise position, and tube surface temperature in Example 3;

【図5】実施例4におけるトータル空気比とU字型ラジ
アントチューブ長さ方向位置とチューブ表面温度との関
係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the total air ratio, the U-shaped radiant tube lengthwise position, and the tube surface temperature in Example 4.

【図6】ラジアントチューブの型式を示すもので、
(a)図は直管型、(b)図はU字型、(c)図はW字
型の平面図である。
FIG. 6 shows a model of a radiant tube,
(A) is a straight pipe type, (b) is a U-shaped, and (c) is a W-shaped plan.

【図7】従来の燃焼方式によるショートフレーム、ロン
グフレームの場合のU字型ラジアントチューブ長さ方向
位置とチューブ表面温度との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a U-shaped radiant tube lengthwise position and a tube surface temperature in the case of a short frame and a long frame according to a conventional combustion method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、62 U字型ラジアントチューブ 2、12、22 炉壁 3、13、23 バーナ 4、14、24 燃焼用空気供給管 5、15、25 燃料吹き込み管 6、16、26 2次燃焼用空気供給管 7、17、27 ノズル 11、63 W字型ラジアントチューブ 21、61 ストレート型ラジアントチューブ 1,62 U-shaped radiant tube 2,12,22 Furnace wall 3,13,23 Burner 4,14,24 Combustion air supply pipe 5,15,25 Fuel injection pipe 6,16,26 Secondary combustion air supply Tubes 7, 17, 27 Nozzles 11, 63 W-shaped radiant tubes 21, 61 Straight radiant tubes

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ラジアントチューブの入口に設けたバー
ナ部より、ラジアントチューブの途中まで排ガスの流れ
に沿って空気吹込みノズルを設けたことを特徴とするラ
ジアントチューブ型加熱装置。
1. A radiant tube type heating device comprising an air blowing nozzle provided along a flow of exhaust gas from a burner portion provided at an inlet of the radiant tube to a midpoint of the radiant tube.
【請求項2】 ラジアントチューブのバーナでは空気不
足で燃焼させ、ラジアントチューブの途中まで排ガスの
流れに沿って設けたノズルより2次燃焼用空気を吹き込
み、バーナでの未燃分の燃料を燃焼させることを特徴と
するラジアントチューブ型熱処理炉における加熱方法。
2. A burner of a radiant tube burns due to lack of air, and secondary combustion air is blown from a nozzle provided along the flow of exhaust gas up to the middle of the radiant tube to burn unburned fuel in the burner. A heating method in a radiant tube type heat treatment furnace characterized by the above.
【請求項3】 ラジアントチューブのバーナでの空気比
を0.5〜1.0未満として燃焼させ、ラジアントチュ
ーブの途中まで排ガスの流れに沿って設けたノズルより
2次燃焼用空気を、トータルの空気比が1.05〜1.
3となるよう吹き込んでバーナでの未燃分の燃料を燃焼
させることを特徴とするラジアントチューブ型熱処理炉
における加熱方法。
3. A burner of a radiant tube is burned at an air ratio of 0.5 to less than 1.0, and secondary combustion air is totally discharged from a nozzle provided along the flow of exhaust gas up to the middle of the radiant tube. The air ratio is 1.05-1.
A method for heating in a radiant tube type heat treatment furnace, characterized in that the unburned fuel in the burner is burned by being blown into the burner so that the amount becomes 3.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100466178B1 (en) * 2001-12-21 2005-01-13 주식회사 포스코 A low NOx regenerative radiant tube burner equipped with multiple fuel nozzles
CN102834531A (en) * 2010-03-29 2012-12-19 杰富意钢铁株式会社 Method for producing cold rolled steel sheet having high silicon content excellent in chemical conversion treatment

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