JPH09126665A - 鋼材加熱炉の廃熱回収方法及びその設備 - Google Patents
鋼材加熱炉の廃熱回収方法及びその設備Info
- Publication number
- JPH09126665A JPH09126665A JP7283749A JP28374995A JPH09126665A JP H09126665 A JPH09126665 A JP H09126665A JP 7283749 A JP7283749 A JP 7283749A JP 28374995 A JP28374995 A JP 28374995A JP H09126665 A JPH09126665 A JP H09126665A
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- waste
- heating furnace
- waste heat
- heat
- waste gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、廃ガス温度を常に酸露点以上に管理
でき、且つ燃焼用空気の予熱が可能な加熱炉の廃熱回収
方法及び設備を提供することを目的としている。 【解決手段】廃ガス出口から煙突までの煙道に、順次、
廃ガスの顕熱を回収する廃熱ボイラ、燃焼用空気を予熱
する熱交換器、及び排気ファンを設けてなる加熱炉の廃
熱回収設備を用い、該加熱炉の廃熱を回収するに際し
て、上記熱交換器の出側煙道での廃ガス温度を常に酸露
点以上に維持するようその位置に高温ガスを吹き込むこ
とを特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収方法である。
でき、且つ燃焼用空気の予熱が可能な加熱炉の廃熱回収
方法及び設備を提供することを目的としている。 【解決手段】廃ガス出口から煙突までの煙道に、順次、
廃ガスの顕熱を回収する廃熱ボイラ、燃焼用空気を予熱
する熱交換器、及び排気ファンを設けてなる加熱炉の廃
熱回収設備を用い、該加熱炉の廃熱を回収するに際し
て、上記熱交換器の出側煙道での廃ガス温度を常に酸露
点以上に維持するようその位置に高温ガスを吹き込むこ
とを特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材加熱炉の廃熱
回収方法及びその設備に関し、特に鋼材をバーナの燃焼
廃ガスで直接加熱する所謂直火型の鋼材加熱炉からの廃
熱回収を効率良く行う技術に係わる。
回収方法及びその設備に関し、特に鋼材をバーナの燃焼
廃ガスで直接加熱する所謂直火型の鋼材加熱炉からの廃
熱回収を効率良く行う技術に係わる。
【０００２】
【従来の技術】一般に、鋼材の加熱（鋳片の圧延前予熱
や鋼帯の焼鈍等）を行うには、燃料をバーナ等の燃焼装
置で燃焼して高温の廃ガスを得、該廃ガスを被加熱物で
ある鋳片あるいは鋼帯に直接接触させて加熱する所謂直
火式加熱炉（以下、単に加熱炉という）が用いられる。
該加熱炉からは、当然、高温の廃ガスが多量に排出され
るが、省エネルギーの見地より、その顕熱を回収した
り、燃焼用空気の予熱を行うため、該加熱炉には、熱交
換器や廃熱を蒸気として回収できる廃熱ボイラを付帯し
ていることが多い（例えば、丸善（株）発行、熱管理技
術講議、１９７９年，２６７ページ参照）。
や鋼帯の焼鈍等）を行うには、燃料をバーナ等の燃焼装
置で燃焼して高温の廃ガスを得、該廃ガスを被加熱物で
ある鋳片あるいは鋼帯に直接接触させて加熱する所謂直
火式加熱炉（以下、単に加熱炉という）が用いられる。
該加熱炉からは、当然、高温の廃ガスが多量に排出され
るが、省エネルギーの見地より、その顕熱を回収した
り、燃焼用空気の予熱を行うため、該加熱炉には、熱交
換器や廃熱を蒸気として回収できる廃熱ボイラを付帯し
ていることが多い（例えば、丸善（株）発行、熱管理技
術講議、１９７９年，２６７ページ参照）。
【０００３】まず、これら加熱炉とそれに付帯した廃熱
回収設備の一例を、図２に基づき説明するが、該加熱炉
２０は、その天井や炉壁に多数のバーナ２１が設置さ
れ、被加熱物である鋼帯３は、該炉２０の中を走行しな
がらバーナ２１の燃焼廃ガスで直接加熱されるようにな
っている。なお、図２では、バーナ２１は一つのみ示さ
れているが、実際には、炉長方向に複数個配置されてい
る。燃料２２（例えば、コークス炉ガス、高炉ガス）
は、ブロア２４で昇圧されその大部分が熱交換器２５で
予熱された燃焼用空気２３と、前記バーナ２１において
混合されて燃焼する。燃焼廃ガスは、前記のように鋼帯
３を加熱し、廃ガスを排出する煙道２６、廃熱ボイラ２
７、熱交換器２５、加熱炉内の圧力を調節するためのダ
ンパ３２、廃ガスを排出するための排気ファン２８を経
て、煙突２９より大気へ放出される。また、この廃ガス
の煙道２６には、廃ガス温度測定用の温度計３０が燃焼
用空気の通路に設けられた流量調整弁２（以下、流調弁
という）と電気的に接続されており、バーナ２１へ供給
される燃焼用空気２３の温度を制御するようになってい
る。
回収設備の一例を、図２に基づき説明するが、該加熱炉
２０は、その天井や炉壁に多数のバーナ２１が設置さ
れ、被加熱物である鋼帯３は、該炉２０の中を走行しな
がらバーナ２１の燃焼廃ガスで直接加熱されるようにな
っている。なお、図２では、バーナ２１は一つのみ示さ
れているが、実際には、炉長方向に複数個配置されてい
る。燃料２２（例えば、コークス炉ガス、高炉ガス）
は、ブロア２４で昇圧されその大部分が熱交換器２５で
予熱された燃焼用空気２３と、前記バーナ２１において
混合されて燃焼する。燃焼廃ガスは、前記のように鋼帯
３を加熱し、廃ガスを排出する煙道２６、廃熱ボイラ２
７、熱交換器２５、加熱炉内の圧力を調節するためのダ
ンパ３２、廃ガスを排出するための排気ファン２８を経
て、煙突２９より大気へ放出される。また、この廃ガス
の煙道２６には、廃ガス温度測定用の温度計３０が燃焼
用空気の通路に設けられた流量調整弁２（以下、流調弁
という）と電気的に接続されており、バーナ２１へ供給
される燃焼用空気２３の温度を制御するようになってい
る。
【０００４】しかしながら、該加熱炉２０で燃料２２と
してコークス炉ガス等、製鉄所の副生ガスを使用した場
合には、その廃ガス中にＳＯx などの腐食性のガスを含
むことが多い。そして、この腐食性ガスは、温度の低下
で設備内で液体になり、設備腐食によりその寿命を短く
するという問題を起こしている。そのため、現在の該加
熱炉２０の操業では、前記温度計３０の指示値が常に酸
露点以上となるように管理する必要がある。もし温度計
３０の指示値が酸露点（約１５０℃）以下となった場合
には、バイパス通路（配管）３１に設けた流調弁２を開
き、燃焼用空気２３が熱交換器２５へ行かないようにし
て廃ガスからの抜熱を低減し、廃ガスの温度低下を防止
するようにしている。したがって、かかる加熱炉の操業
管理方法では、バーナ２１へ供給される燃焼用空気２３
の温度が低くなり、燃料２２の燃焼効率が低下するの
で、高い加熱効果を維持するためには多量の燃料２２を
使用せねばならず、燃料原単位（ｋｃａｌ／鋼材トン）
が悪化するという問題があった。
してコークス炉ガス等、製鉄所の副生ガスを使用した場
合には、その廃ガス中にＳＯx などの腐食性のガスを含
むことが多い。そして、この腐食性ガスは、温度の低下
で設備内で液体になり、設備腐食によりその寿命を短く
するという問題を起こしている。そのため、現在の該加
熱炉２０の操業では、前記温度計３０の指示値が常に酸
露点以上となるように管理する必要がある。もし温度計
３０の指示値が酸露点（約１５０℃）以下となった場合
には、バイパス通路（配管）３１に設けた流調弁２を開
き、燃焼用空気２３が熱交換器２５へ行かないようにし
て廃ガスからの抜熱を低減し、廃ガスの温度低下を防止
するようにしている。したがって、かかる加熱炉の操業
管理方法では、バーナ２１へ供給される燃焼用空気２３
の温度が低くなり、燃料２２の燃焼効率が低下するの
で、高い加熱効果を維持するためには多量の燃料２２を
使用せねばならず、燃料原単位（ｋｃａｌ／鋼材トン）
が悪化するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、廃ガス温度を常に酸露点以上に管理でき、且つ
燃焼用空気の予熱が可能な鋼材加熱炉の廃熱回収方法及
び設備を提供することを目的としている。
を鑑み、廃ガス温度を常に酸露点以上に管理でき、且つ
燃焼用空気の予熱が可能な鋼材加熱炉の廃熱回収方法及
び設備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】発明者は、前記目的を達
成するため、従来の廃熱回収方法及び設備を鋭意見直し
た。そして、燃焼用空気を必ず熱交換器を通し、廃ガス
の温度を酸露点以上に維持でき、且つ廃熱ボイラをも使
用できる技術を検討した。本発明は、この研究成果を具
体化したものであり、廃ガス出口から煙突までの煙道
に、順次、廃ガスの顕熱を回収する廃熱ボイラ、燃焼用
空気を予熱する熱交換器、及び排気ファンを設けてなる
加熱炉の廃熱回収設備を用い、該加熱炉の廃熱を回収す
るに際して、上記熱交換器の出側煙道での廃ガス温度を
常に酸露点以上に維持するようその位置に高温ガスを吹
き込むことを特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収方法であ
る。また、本発明は、上記高温ガスが、上記廃熱ボイラ
の入側煙道から抜出したものであることを特徴とする鋼
材加熱炉の廃熱回収方法である。さらに、本発明は、廃
ガス出口から煙突までの煙道に、順次、廃ガスの顕熱を
回収する廃熱ボイラ、燃焼用空気を予熱する熱交換器、
及び排気ファンを設けてなる加熱炉の廃熱回収設備にお
いて、上記廃熱ボイラの入側煙道と熱交換器の出側煙道
との間に流量調整弁を備えたバイパス通路を設けてなる
ことを特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収設備である。加
えて、本発明は、上記流量調整弁の開度を上記熱交換器
の出側煙道で測定した廃ガス温度の値で調整することを
特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収設備でもある。
成するため、従来の廃熱回収方法及び設備を鋭意見直し
た。そして、燃焼用空気を必ず熱交換器を通し、廃ガス
の温度を酸露点以上に維持でき、且つ廃熱ボイラをも使
用できる技術を検討した。本発明は、この研究成果を具
体化したものであり、廃ガス出口から煙突までの煙道
に、順次、廃ガスの顕熱を回収する廃熱ボイラ、燃焼用
空気を予熱する熱交換器、及び排気ファンを設けてなる
加熱炉の廃熱回収設備を用い、該加熱炉の廃熱を回収す
るに際して、上記熱交換器の出側煙道での廃ガス温度を
常に酸露点以上に維持するようその位置に高温ガスを吹
き込むことを特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収方法であ
る。また、本発明は、上記高温ガスが、上記廃熱ボイラ
の入側煙道から抜出したものであることを特徴とする鋼
材加熱炉の廃熱回収方法である。さらに、本発明は、廃
ガス出口から煙突までの煙道に、順次、廃ガスの顕熱を
回収する廃熱ボイラ、燃焼用空気を予熱する熱交換器、
及び排気ファンを設けてなる加熱炉の廃熱回収設備にお
いて、上記廃熱ボイラの入側煙道と熱交換器の出側煙道
との間に流量調整弁を備えたバイパス通路を設けてなる
ことを特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収設備である。加
えて、本発明は、上記流量調整弁の開度を上記熱交換器
の出側煙道で測定した廃ガス温度の値で調整することを
特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収設備でもある。
【０００７】本発明によれば、鋼材加熱炉の廃熱回収設
備において、廃ガス温度の最も低下する位置に高温ガス
を別途供給し、その位置での廃ガス温度を酸露点以上に
保つようにしたので、バーナに供給する燃焼用空気の全
量が熱交換器に供給できるようになり、そのすべての予
熱が出来るようになった。その結果、バーナで使用する
燃料の燃焼効率が向上し、その使用量が従来よりも低減
できるようになった。
備において、廃ガス温度の最も低下する位置に高温ガス
を別途供給し、その位置での廃ガス温度を酸露点以上に
保つようにしたので、バーナに供給する燃焼用空気の全
量が熱交換器に供給できるようになり、そのすべての予
熱が出来るようになった。その結果、バーナで使用する
燃料の燃焼効率が向上し、その使用量が従来よりも低減
できるようになった。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図１に基づき本発明の一実
施の形態を説明する。本発明に係る加熱炉の廃熱回収設
備は、前記図２に示した従来の設備を改造したものであ
る。そのため、設備の構成は図２に示したものとほぼ同
じなので、異なる部分のみ説明する。つまり、本発明の
重要ポイントは、廃熱ボイラ２７の入側煙道からそこを
通過する高温廃ガスの一部をバイパス通路１を設けて、
廃ガス温度が最も低くなる熱交換器２５の出側煙道に供
給出来るようにしたことである。また、該バイパス通路
１には、流調弁２が設けてあり、前記熱交換器２５の出
側煙道での廃ガス温度を温度計３０を用いて測定し、そ
の値が酸露点以下となった場合には、適宜その開度を調
整して熱交換器２５へ流れる高温の廃ガス量を変更し、
常に酸露点以上の設定温度が維持されるようになる。
施の形態を説明する。本発明に係る加熱炉の廃熱回収設
備は、前記図２に示した従来の設備を改造したものであ
る。そのため、設備の構成は図２に示したものとほぼ同
じなので、異なる部分のみ説明する。つまり、本発明の
重要ポイントは、廃熱ボイラ２７の入側煙道からそこを
通過する高温廃ガスの一部をバイパス通路１を設けて、
廃ガス温度が最も低くなる熱交換器２５の出側煙道に供
給出来るようにしたことである。また、該バイパス通路
１には、流調弁２が設けてあり、前記熱交換器２５の出
側煙道での廃ガス温度を温度計３０を用いて測定し、そ
の値が酸露点以下となった場合には、適宜その開度を調
整して熱交換器２５へ流れる高温の廃ガス量を変更し、
常に酸露点以上の設定温度が維持されるようになる。
【０００９】具体的に、本発明をステンレス鋼帯の連続
焼鈍酸洗設備に適用した例を以下に示す。加熱炉２０の
廃ガス温度が比較的高い例として、焼鈍温度が１１００
〜１１５０℃であるＳＵＳ３０４冷延鋼板を、比較的低
い例として、焼鈍温度が８００〜８５０℃のＳＵＳ４３
０冷延鋼板を加熱した場合を選択した。適用に際して
は、廃熱ボイラ２７の入側煙道の廃ガス温度（℃）、熱
交換器２５出側の廃ガス温度（℃）、流調弁２の開度
（％）および燃焼用空気２３の予熱温度が測定された。
焼鈍酸洗設備に適用した例を以下に示す。加熱炉２０の
廃ガス温度が比較的高い例として、焼鈍温度が１１００
〜１１５０℃であるＳＵＳ３０４冷延鋼板を、比較的低
い例として、焼鈍温度が８００〜８５０℃のＳＵＳ４３
０冷延鋼板を加熱した場合を選択した。適用に際して
は、廃熱ボイラ２７の入側煙道の廃ガス温度（℃）、熱
交換器２５出側の廃ガス温度（℃）、流調弁２の開度
（％）および燃焼用空気２３の予熱温度が測定された。
【００１０】適用結果を表１にまとめて示す。（熱交換
後の廃ガス温度設定：２００℃）
後の廃ガス温度設定：２００℃）
【００１１】
【表１】 表１から明らかなように、従来法では、ＳＵＳ３０４の
場合に熱交換器２５後の廃ガス温度が２００℃をわずか
に超えているが、ＳＵＳ４３０の場合には大きく下まわ
っており、熱交換器２５より下流側の煙道で凝縮酸成分
による腐食が生じる可能性があった。
場合に熱交換器２５後の廃ガス温度が２００℃をわずか
に超えているが、ＳＵＳ４３０の場合には大きく下まわ
っており、熱交換器２５より下流側の煙道で凝縮酸成分
による腐食が生じる可能性があった。
【００１２】一方、本発明法では、ＳＵＳ４３０の場合
にも、熱交換器２５の出側で廃ガス温度が常時２００℃
以上に保たれていることがわかる。また、従来法では、
熱交換器２５後の廃ガス温度を低下させないために、燃
焼用空気２３の一部をバイパスさせ、熱交換器２５を通
さずに使用するので、燃焼用空気２３の温度は３００〜
３５５℃であったのに対して、本発明では、全量が予熱
可能となるので、冷風との混合が無く４００℃以上の高
温燃焼用空気が得られている。
にも、熱交換器２５の出側で廃ガス温度が常時２００℃
以上に保たれていることがわかる。また、従来法では、
熱交換器２５後の廃ガス温度を低下させないために、燃
焼用空気２３の一部をバイパスさせ、熱交換器２５を通
さずに使用するので、燃焼用空気２３の温度は３００〜
３５５℃であったのに対して、本発明では、全量が予熱
可能となるので、冷風との混合が無く４００℃以上の高
温燃焼用空気が得られている。
【００１３】本実施例では、廃熱ボイラ、熱交換器が直
列に配置された例を示したが、この配列にかぎるもので
はなく、いずれか一つ、または順序の逆、あるいは他の
廃熱回収設置を利用した場合にもこの発明を適用出来る
のは無論である。また、高温の廃ガスは、実施例に示し
たような加熱炉からに限るものではなく、別設備の供給
源からのものであっても良い。
列に配置された例を示したが、この配列にかぎるもので
はなく、いずれか一つ、または順序の逆、あるいは他の
廃熱回収設置を利用した場合にもこの発明を適用出来る
のは無論である。また、高温の廃ガスは、実施例に示し
たような加熱炉からに限るものではなく、別設備の供給
源からのものであっても良い。
【図１】本発明に係る加熱炉の廃熱回収設備を示す図で
ある。
ある。
【図２】従来の加熱炉の廃熱回収設備を示す図である。
１ バイパス通路（配管） ２ 流量調整弁（流調弁） ３ 鋼帯（被加熱物） ２０ 加熱炉 ２１ バーナ ２２ 燃料 ２３ 燃焼用空気 ２４ ブロア ２５ 熱交換器 ２６ 煙道 ２７ 廃熱ボイラ ２８ 排気ファン ２９ 煙突 ３０ 温度計 ３１ バイパス配管 ３２ ダンパ
Claims (4)
- 【請求項１】 廃ガス出口から煙突までの煙道に、順
次、廃ガスの顕熱を回収する廃熱ボイラ、燃焼用空気を
予熱する熱交換器、及び排気ファンを設けてなる加熱炉
の廃熱回収設備を用い、該加熱炉の廃熱を回収するに際
して、 上記熱交換器の出側煙道での廃ガス温度を常に酸露点以
上に維持するようその位置に高温ガスを吹き込むことを
特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収方法。 - 【請求項２】 上記高温ガスが、上記廃熱ボイラの入側
煙道から抜出したものであることを特徴とする請求項１
記載の加熱炉の廃熱回収方法。 - 【請求項３】 廃ガス出口から煙突までの煙道に、順
次、廃ガスの顕熱を回収する廃熱ボイラ、燃焼用空気を
予熱する熱交換器、及び排気ファンを設けてなる加熱炉
の廃熱回収設備において、 上記廃熱ボイラの入側煙道と熱交換器の出側煙道との間
に流量調整弁を備えたバイパス通路を設けてなることを
特徴とする鋼材加熱炉の廃熱回収設備。 - 【請求項４】上記流量調整弁の開度を上記熱交換器の出
側煙道で測定した廃ガス温度の値で調整することを特徴
とする請求項３記載の鋼材加熱炉の廃熱回収設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283749A JPH09126665A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 鋼材加熱炉の廃熱回収方法及びその設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283749A JPH09126665A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 鋼材加熱炉の廃熱回収方法及びその設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09126665A true JPH09126665A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17669619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7283749A Withdrawn JPH09126665A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 鋼材加熱炉の廃熱回収方法及びその設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09126665A (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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