JPH09137217A - 加熱炉 - Google Patents

加熱炉

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Publication number
JPH09137217A
JPH09137217A JP7294461A JP29446195A JPH09137217A JP H09137217 A JPH09137217 A JP H09137217A JP 7294461 A JP7294461 A JP 7294461A JP 29446195 A JP29446195 A JP 29446195A JP H09137217 A JPH09137217 A JP H09137217A
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JP
Japan
Prior art keywords
combustion
furnace
heated
burner
combustion burner
Prior art date
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Pending
Application number
JP7294461A
Other languages
English (en)
Inventor
Munehiro Ishioka
宗浩 石岡
Shunichi Sugiyama
峻一 杉山
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPH09137217A publication Critical patent/JPH09137217A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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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  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱式燃焼バーナを備えた加熱炉において、
被加熱物を酸化させず、かつ燃焼効率を低下させない。 【解決手段】 被加熱物21を燃料で覆うようにして低
空気比で燃焼する蓄熱式燃焼バーナ2を炉壁1aおよび
1bに設けるとともに、この蓄熱式燃焼バーナ2の火炎
流路に、蓄熱式燃焼バーナ2による燃焼によって発生す
る未燃焼可燃成分を含んだ燃焼ガスを完全燃焼させる空
気比で燃焼する燃焼バーナ8を設けた加熱炉。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、加熱炉、特に被
加熱物の酸化が抑制され、かつ燃焼効率も高い加熱炉に
関する。
【0002】
【従来の技術】蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉は、
燃焼バーナに付設した蓄熱体に、高温の燃焼排ガスの保
有する顕熱を蓄熱し、燃焼時に燃焼空気をこの蓄熱体を
通して高温に予熱して燃焼に供するので、燃焼効率の高
い加熱炉として近年製鉄所等で採用されている。
【0003】ところで、蓄熱式燃焼バーナを配置した加
熱炉において、被加熱物を加熱する場合に、燃料と燃焼
空気とが混合された状態で供給され、被加熱物の表面近
傍で燃焼が行われると、被加熱物の表面が容易に酸化さ
れ、発生したスケールが成品の表面に残留して、品質が
低下するという問題がある。
【0004】上述のような問題があるため、特開平7−
102313号公報において開示された加熱炉用蓄熱型
交番燃焼バーナにおいては、図3に示すように、燃料供
給孔51を炉壁52から炉53内に30cm程度突き出
す状態に設けて、燃料54が被加熱物55を覆うように
噴射されるようにしている。
【0005】そして、燃焼空気孔56は、炉壁52から
炉53内に突き出さないように、かつ燃焼空気57は前
記燃料54よりも被加熱物55から離れた位置に噴射さ
れるように設けられており、燃焼によって発生する火炎
58は、燃料54に遮られて直接被加熱物55に当たら
ないようになっている。すなわち、被加熱物55近傍の
炉53内の雰囲気は、還元性雰囲気となっており、これ
により被加熱物55の酸化が抑制されるというものであ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平7−102313号公報において開示された加
熱炉用蓄熱型交番燃焼バーナを配置した加熱炉で、被加
熱物を加熱しようとする場合、次のような問題点があっ
た。すなわち、炉内に噴射された燃料がすぐに燃焼され
ないので、バーナと被加熱物の相対位置関係によって
は、未燃焼の燃料を含有した燃焼排ガスが、排気状態に
ある他の燃焼バーナに吸引されて炉外に排出されること
がある。これは操業上好ましくないことであって、多量
に排出されるときは、燃焼効率が低くなるという問題点
があった。
【0007】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、被加熱物の酸
化を抑制できるとともに、燃焼効率の高い加熱炉を提供
することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る加熱炉
は、被加熱物を燃料で覆うようにして低空気比で燃焼す
る蓄熱式燃焼バーナを炉壁に設けるとともに、この蓄熱
式燃焼バーナの燃焼ガスの流路に向けて燃焼し、蓄熱式
燃焼バーナの燃焼によって発生する未燃焼可燃成分を含
んだ燃焼ガスを完全燃焼させる空気比で燃焼する連続燃
焼バーナを設けたものである。
【0009】蓄熱式燃焼バーナは、被加熱物を燃料で覆
うようにして空気比1.0未満の低空気比で燃焼するの
で、被加熱物の表面近傍の炉内雰囲気は還元性雰囲気と
なり、被加熱物の表面の酸化は抑制される。また、蓄熱
式燃焼バーナであるので、高温の予熱空気が得られ、被
加熱物の回りで吹き消え等の燃焼異常が発生しない。
【0010】連続燃焼バーナは、空気比1.0以上の高
空気比の燃焼となり、その燃焼排ガスには高温に予熱さ
れた酸素が残っている。連続燃焼バーナは、蓄熱式燃焼
バーナの燃焼ガスの流路に向けて供給されるので、連続
燃焼バーナの燃焼ガスと蓄熱式燃焼バーナの燃焼ガスが
混合する。蓄熱式燃焼バーナの低空気比燃焼によって発
生する燃焼ガス中の未燃焼可燃成分は、連続燃焼バーナ
の高温燃焼空気によって十分な酸素を供給されて完全燃
焼する。なお、連続燃焼バーナの燃焼ガスの温度は未燃
焼可燃成分の着火温度以上なので、安定な燃焼ができ
る。
【0011】したがって、本発明の加熱炉を使用するこ
とにより、被加熱物の酸化が防止でき、かつ燃焼効率も
低下しない。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施形態の加熱炉
を、バッチ炉の場合を例にとり、図1により説明する。
図1の平面図に示すバッチ炉1は、鋼スラブ21をバッ
チ加熱するための炉である。長手方向両端部の炉壁1a
および1bには、交番燃焼する2本1組の蓄熱式燃焼バ
ーナ2aと2bおよび2cと2dが設けられている。蓄
熱式燃焼バーナ2a、2b、2cおよび2dは、それぞ
れ燃焼空気と燃焼排ガスの通路となる流体通路3a、3
b、3cおよび3dと、それぞれの流体通路に設けられ
た蓄熱体4a、4b、4cおよび4dと、燃料を供給す
るための燃料配管5a、5b、5cおよび5dとから構
成されている。
【0013】そして、燃焼空気供給ブロア6Aからは、
四方弁7Aを経由して燃焼空気が流体通路3aまたは3
bに供給され、逆に流体通路3aまたは3bを通った燃
焼排ガスが四方弁7Aを経由して排出されるようになっ
ている。
【0014】同様に、燃焼空気供給ブロア6Bからは、
四方弁7Bを経由して燃焼空気が流体通路3cまたは3
dに供給され、逆に流体通路3cまたは3dを通った燃
焼排ガスが四方弁7Bを経由して排出されるようになっ
ている。
【0015】また、炉1の天井には、連続燃焼バーナ8
Aが設けられており、連続燃焼バーナ8Aには、燃料配
管9Aが接続されている。
【0016】また、連続燃焼バーナ8Aに燃焼空気を供
給する燃焼空気供給ブロア6Cが設けられている。
【0017】このバッチ炉1の操業方法を説明すると次
のとおりである。すなわち、蓄熱式燃焼バーナ2aと2
bおよび蓄熱式燃焼バーナ2cと2dは、30秒毎に交
番燃焼している。そして、蓄熱式燃焼バーナ2aで燃焼
しているときには、蓄熱式燃焼バーナ2bで燃焼排ガス
の排出を行い、同様に蓄熱式燃焼バーナ2cで燃焼して
いるときには、蓄熱式燃焼バーナ2dで燃焼排ガスの排
出を行う。
【0018】また、炉1の天井に設けられた連続燃焼バ
ーナ8Aには、燃焼空気供給ブロア6Cにより燃焼空気
が供給される。
【0019】このバッチ炉1の操業をさらに詳述する
と、燃焼空気供給ブロア6A、6Bおよび6Cの回転数
を制御して、燃焼空気供給ブロア6Aと6Bと6Cによ
り供給される燃焼空気流量の合計が、燃料配管5a、5
cと燃料配管9A、または5b、5dと燃料配管9Aを
流れる燃料の流量の合計に対し、一定比率(空気比1.
0以上となるような比率)となるようにする。
【0020】さらに、燃料配管5aまたは5bを流れる
燃料の流量と燃焼空気供給ブロア6Aで供給される燃焼
空気流量の比、燃料配管5bまたは5dを流れる燃料の
流量と燃焼空気供給ブロア6Bで供給される燃焼空気流
量の比が一定比率(空気比0.8以下となるような比
率)となるようにする。
【0021】このようにして、操業することにより、鋼
スラブ21の周りは還元性の燃焼排ガスで覆われるの
で、鋼スラブ21の酸化が抑制される。
【0022】また、燃焼排ガス中の未燃焼可燃成分は、
炉天井に設置された連続燃焼バーナから供給する高温の
酸素により完全燃焼されるので、燃焼効率も低下しな
い。
【0023】なお、図1における6つの連続燃焼バーナ
8Aへの燃焼空気の供給は、均等に供給するようにして
もよいし、各連続燃焼バーナ8Aへの燃焼空気供給枝管
に流量調整弁を設け、蓄熱式燃焼バーナの切り替え周期
に合わせて、火炎の終端側の流量が火炎の出口側の量よ
りも多くなるように調整してもよい。このようにすれば
火炎が長炎となり、被加熱物が均一に加熱されるという
効果がある。
【0024】なお、この例では、連続燃焼バーナの燃焼
ガスの供給口を炉天井に設けた例を示したが、供給口の
位置は炉天井に限定されるものではなく、蓄熱式燃焼バ
ーナの燃焼ガスの流れ状況に応じて、その流路に向けて
適切な位置を選択できる。被加熱物の形状や炉の形によ
っては連続燃焼バーナの燃焼ガスの供給口は蓄熱式燃焼
バーナと別の炉壁であってもよいし、炉の床部分から、
ないしこれらの併用であってもよい。
【0025】次に、本発明の第二の実施形態の加熱炉
を、連続式加熱炉の場合を例にとって、図2により説明
する。図2は鋼スラブを連続加熱するための加熱炉の側
面図である。
【0026】この加熱炉11は、予熱帯12、加熱帯1
3および均熱帯14から構成されるウォ−キングビーム
式加熱炉である。そして、均熱帯14にはスラブ15を
燃料で覆うようにして低空気比で燃焼する形式の蓄熱式
燃焼バーナ16が炉壁11aに設けられているととも
に、炉天井11bにはこの蓄熱式燃焼バーナ16による
燃焼によって発生する未燃焼可燃成分を含んだ燃焼ガス
を完全燃焼させるための連続燃焼バーナ17が設けられ
ており、予熱帯12および加熱帯13には空気比1.0
以上で燃焼させる形式の蓄熱式燃焼バーナ18が設けら
れている。
【0027】次に、上述した加熱炉11により、スラブ
15を加熱する方法を説明する。装入側から装入された
常温のスラブ15は、ウォ−キングビームにより、炉1
1内を順次予熱帯12、加熱帯13と抽出側に向かって
移送されながら加熱される。そして、均熱帯14に達し
た時には、スラブ15は約1200℃の高温に加熱され
ている。
【0028】均熱帯14においては、炉壁11aに設け
た蓄熱式燃焼バーナ16により、空気比1.0以下の低
空気比(0.8〜0.9程度)で燃焼する。均熱帯14
における燃焼は、このように低空気比の燃焼であるた
め、加熱するスラブ15の表面近傍の炉11内の雰囲気
は還元性の雰囲気となる。このため、スラブ15の表面
の酸化は抑制されたまま、スラブ15の内外面の温度差
は小さくなる。
【0029】そして、均熱帯14においては、未燃焼可
燃成分を含んだ燃焼ガスが発生するが、炉天井11bに
設けた連続燃焼バーナ17により、燃焼ガス中の未燃焼
可燃成分を完全燃焼させる。
【0030】したがって、未燃焼可燃成分が燃焼排ガス
とともに、均熱帯14から加熱帯13および予熱帯12
を通って炉11外に排出されることはない。
【0031】なお、未燃焼可燃成分が燃焼排ガスを排出
中の蓄熱式燃焼バーナ16により、炉11外に排出され
る可能性もあるが、均熱帯14においては、使用する燃
料がかなり絞られているので、その量は微々たるもので
あり、そのために燃焼効率が大幅に低下することはな
い。
【0032】したがって、上述した加熱炉11で、上述
したような操業を行えば、スラブ15が大幅に酸化され
ることがなく、かつ均熱帯14で未燃焼可燃成分が残ら
ないように完全燃焼させるので、燃焼効率が低下するこ
とはない。
【0033】
【実施例】本発明の加熱炉の効果を確認するために、炉
高2m、炉幅4m、炉長2mのバッチ炉の炉幅側両側壁
に、2本1組で燃焼と燃焼排ガスの排気を交互に受け持
ち、被加熱物を燃料で覆うようにして低空気比で燃焼す
る蓄熱式燃焼バーナ(バーナ容量60万kcal/h/
基)を配置し、予熱温度1150℃の燃焼空気を使用し
て、空気比0.85で、製鉄所副生混合ガス(発熱量2
700kcal/Nm3 )を燃焼させて、0.2%C炭
素鋼スラブを加熱した。
【0034】また、炉天井に設けた連続燃焼バーナのバ
ーナ容量は10万kcal/h/基、予熱空気温度は5
00℃であり、空気比1.65で燃焼させた。そして、
このスラブの加熱時間は150分、抽出温度は1150
℃であった。
【0035】以上の条件により操業を行った結果を、炉
天井に連続燃焼バーナを設けない場合(比較例)と比較
して、表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】表1から明らかなように、本発明の加熱炉
により被加熱物を加熱したときの方が、スケール発生率
を同一水準に保ちつつ、比較例よりも大幅に燃焼排ガス
中のCO濃度を低減させていることが分かる。
【0038】
【発明の効果】この発明により、被加熱物が過剰に酸化
せず、かつ酸化を防止しようとした場合に燃焼効率が低
下することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態の加熱炉の説明図であ
る。
【図2】本発明の第二の実施形態の加熱炉の説明図であ
る。
【図3】被加熱物を燃料で覆うようにして低空気比で燃
焼する蓄熱式燃焼バーナの説明図である。
【符号の説明】
1 バッチ炉 2a、2b、2c、2d 蓄熱式燃焼バーナ 3a、3b、3c、3d 流体通路 4a、4b、4c、4d 蓄熱体 5a、5b、5c、5d 燃料配管 6A、6B、6C 燃焼空気供給ブロア 7A、7B 四方弁 8A 連続燃焼バーナ 9A 燃料配管 11 加熱炉 12 予熱帯 13 加熱帯 14 均熱帯 15 スラブ 16 蓄熱式燃焼バーナ 17 連続燃焼バーナ 18 蓄熱式燃焼バーナ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加熱物を燃料で覆うようにして低空気
    比で燃焼する蓄熱式燃焼バーナを炉壁に設けるととも
    に、この蓄熱式燃焼バーナの燃焼ガスの流路に向けて燃
    焼し、蓄熱式燃焼バーナの燃焼によって発生する未燃焼
    可燃成分を含んだ燃焼ガスを完全燃焼させる空気比で燃
    焼する連続燃焼バーナを設けたことを特徴とする加熱
    炉。
JP7294461A 1995-11-13 1995-11-13 加熱炉 Pending JPH09137217A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7294461A JPH09137217A (ja) 1995-11-13 1995-11-13 加熱炉

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JP7294461A JPH09137217A (ja) 1995-11-13 1995-11-13 加熱炉

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110102151A (zh) * 2019-03-29 2019-08-09 中冶南方工程技术有限公司 喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统及其作业方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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