JPH09166383A - ベル型焼鈍炉 - Google Patents

ベル型焼鈍炉

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JPH09166383A
JPH09166383A JP32872295A JP32872295A JPH09166383A JP H09166383 A JPH09166383 A JP H09166383A JP 32872295 A JP32872295 A JP 32872295A JP 32872295 A JP32872295 A JP 32872295A JP H09166383 A JPH09166383 A JP H09166383A
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Toshio Shimada
利生 嶋田
Kazuyuki Hayashi
一之 林
Shinichi Takano
慎一 高野
Yoshiteru Moriyama
義輝 森山
Toshiaki Hanada
敏明 花田
Yuji Hayashi
裕二 林
Shinichi Nakagiri
信一 中桐
Masaki Okano
正樹 岡野
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Chugai Ro Co Ltd
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Chugai Ro Co Ltd
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱時間の短縮化と処理材料の均熱化を図
る。 【解決手段】 ベル型焼鈍炉に、アウタカバー4の下部
周円の180°対称位置に設けた一対の蓄熱再生式燃焼
装置7a,7bと、各蓄熱再生式燃焼装置とペアをな
し、アウタカバーの上部に取り付けた一対の燃料噴出器
8a,8bと、各蓄熱再生式燃焼装置とこれとペアをな
す燃料噴出器に接続した燃料供給管と29a,29b、
各蓄熱再生式燃焼装置に接続した燃焼用空気供給管18
a,18bと、各蓄熱再生式燃焼装置に接続した排ガス
排気管23a,23bと、各蓄熱再生式燃焼装置に供給
する燃料と燃焼用空気の比率を調整する空燃比調整装置
28とで構成し、加熱時間帯は対をなす蓄熱再生式燃焼
装置で燃料を交互に燃焼し、均熱時間帯は対をなす蓄熱
再生式燃焼装置で交互に燃料を燃焼すると共に蓄熱再生
式燃焼装置の燃焼中はこれとペアをなす燃料噴出器から
も燃料を噴出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に鋼板コイルや
線材コイルの焼鈍に用いるベル型焼鈍炉に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】鋼板コイルや線材コイルなどの材料を焼
鈍するベル型焼鈍炉では、材料を覆うインナカバーと、
このインナカバーに被せるアウタカバーとを備えてい
る。また、ベル型焼鈍炉による処理プロセスは、炉内を
設定温度まで昇温する加熱工程、この設定温度に炉内温
度を保つ均熱工程、アウタカバーをはずして材料を冷却
する冷却工程の3つに分けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記加熱工程は炉内温
度を所定の設定温度まで昇温するだけであるから、出来
れば燃焼量の大きい燃焼装置を使用するのが望ましい。
しかし、均熱工程は、炉内温度を一定の温度に維持しな
がら処理材料を焼鈍するもので、均熱工程に必要な燃焼
容量は加熱工程の約1/15であるから、出来れば燃焼
量の小さい燃焼装置を多数使用するのが望ましい。一
方、一般の燃焼装置では、最大燃焼可能量と最小燃焼可
能量とのターンダウン比を5:1から10:1の範囲で
しか調整できず、この範囲を越えた燃焼量の調整は不安
定燃焼や失火を招く。
【0004】このような事情から、加熱工程の必要燃焼
容量に合わせて大型の燃焼装置を選定すると、均熱工程
に必要以上の燃料を燃焼せざるを得ず、その結果、材料
を過熱し、また燃料を無駄に消費することになる。逆
に、小型の燃焼装置を多数設置すると、それぞれの燃焼
装置の燃焼状態にばらつきを生じることが避けられな
い。そのため、失火を防止するために、最も失火の危険
がある燃焼装置を基準にターンダウン比を決定しなけれ
ばならない。ところが、均熱工程の最終段階に必要な燃
焼量は決まっており、このときの燃焼量をもとに最小燃
焼量を決定すると逆に最大燃焼量を大きくとれず、加熱
時間が長くなる。
【0005】そこで、従来はこのように相反する矛盾を
勘案し、適当な妥協点で燃焼装置の燃焼量や数などを決
めていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の問題点を
解消するもので、ベル型焼鈍炉に(a)アウタカバーの
下部周円の180°対称位置に設けた一対の蓄熱再生式
燃焼装置と、(b)各蓄熱再生式燃焼装置とペアをな
し、アウタカバーの上部に取り付けた一対の燃料噴出器
と、(c)各蓄熱再生式燃焼装置とこれとペアをなす燃
料噴出器に接続した燃料供給管と、(d)各蓄熱再生式
燃焼装置に接続した燃焼用空気供給管と、(e)各蓄熱
再生式燃焼装置に接続した排ガス排気管と、(f)各蓄
熱再生式燃焼装置に供給する燃料と燃焼用空気の比率を
調整する空燃比調整装置と、で構成し、加熱時間帯は対
をなす蓄熱再生式燃焼装置で燃料を交互に燃焼し、均熱
時間帯は対をなす蓄熱再生式燃焼装置で交互に燃料を燃
焼すると共に蓄熱再生式燃焼装置の燃焼中はこれとペア
をなす燃料噴出器からも燃料を噴出するようにしたもの
である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施例について説明する。図1において、ベル
型焼鈍炉1は炉床2、インナカバー3、及びアウタカバ
ー4で構成されている。通常、被処理材料であるコイル
5は炉床2上に積み重ね、インナカバー3、さらにアウ
タカバー4で覆い、インナカバー3とアウタカバー4と
の間の燃焼室6で燃焼を行い熱処理される。
【0008】アウタカバー4は、下部に一対の蓄熱再生
式燃焼装置(以下「燃焼装置」という。)7a,7b、
上部に2つの燃料噴出器8a,8b、さらに天井近くに
ベント孔9を備えている。図2に示すように、燃焼装置
7a,7bは180度対称位置に配置されており、燃焼
室6に向けて接線方向から火炎が形成されるようになっ
ている。燃料噴出器8a,8bは燃焼装置7a,7bか
ら90度隔てた位置に対称に配置されており、燃焼室6
に向けて接線方向から燃料を噴出するようにしてある。
【0009】燃焼装置7a,7bは、燃焼室6に燃料を
噴出して燃焼する機能と、燃焼室6の排ガスを吸引して
その廃熱を回収する機能を有し、これらの機能を達成す
るために燃焼装置本体10a,10bには蓄熱媒体を内
蔵した蓄熱器11a,11bが付設されている。そし
て、燃焼装置本体10a,10bは、それぞれに対応し
た燃料分岐管(燃料供給管)12a,12b、及び燃料
本管13を介して燃料供給装置14に接続されており、
燃料分岐管12a,12bには燃料切替弁15a,15
b、燃料本管13には燃料制御弁16が設けてある。
【0010】一方、蓄熱器11a,11bにはそれぞれ
に対応した給排気管17a,17bが接続されている。
この給排気管17a,17bはさらに空気分岐管(空気
供給管)18a,18bと排ガス分岐管(排ガス排気
管)23a,23bに別れており、それぞれの空気分岐
管18a,18bが空気本管19を介して燃焼空気供給
用ブロア20に接続され、それぞれの排ガス分岐管23
a,23bが排ガス本管24を介して排ガスブロア25
に接続されている。これらの空気分岐管18a,18b
には空気切替弁21a,21b、空気本管19には空気
制御弁22が設けてある。同様に、それぞれの排ガス分
岐管23a,23bには排ガス切替弁26a,26b、
排ガス本管24には排ガス制御弁27が設けてある。そ
して、燃料制御弁16、空気制御弁22、及び排ガス制
御弁27は空燃比制御装置28によりそれらの開度が調
整されるようになっている。
【0011】燃料噴出器8a,8bは燃料二次分岐管
(燃料供給管)29a,29bを介して燃料分岐管12
a,12bに接続されており、この燃料二次分岐管29
a,29bに燃料切替弁30a,30bが設けてある。
なお、燃焼噴出器は燃料分岐管から複数個分岐して設け
てもよく、その取り付け位置も図2の通りに限定しなく
ともよい。
【0012】ベル型焼鈍炉1の動作を説明する。従来の
技術の欄で説明したように、ベル型焼鈍炉1の熱処理
は、加熱工程、均熱工程、及び冷却工程に分けられる。
まず、加熱工程では、燃焼装置7a,7bで交互に燃焼
動作を繰り返すとともに、非燃焼状態の燃焼装置7b,
7aから燃焼室6の排ガスを吸引排気してその廃熱を回
収しながら、コイル5を所定の温度まで加熱する。具体
的に燃焼動作と廃熱回収動作を説明する。いま一方の燃
焼装置7aで燃料を燃焼し、他方の燃焼装置7bで廃熱
を回収するものとする。この場合、燃料配管系では、燃
料制御弁16、燃料切替弁15aを開いて燃料供給装置
14から燃焼装置7aの本体10aに燃料を供給し、燃
料切替弁30aは閉じておく。他方、燃料切替弁15b
を閉じて燃焼装置7bへの燃料供給は遮断する。空気配
管系では、空気制御弁22、空気切替弁21aを開いて
蓄熱器11aを介して本体10aに燃焼用空気を供給す
る。他方、空気切替弁21bを閉じて燃焼装置7bへの
空気供給は遮断される。燃焼装置7aの本体10aに供
給された燃料は空気と共に燃焼室6に噴出されて燃焼す
る。他方、排ガス配管系では、排ガス制御弁27と排ガ
ス切替弁26bを開き、他方の排ガス切替弁26aを閉
じる。これにより、燃焼室6の排ガスが燃焼装置7bの
本体10bを介して吸引され、蓄熱器11bでその廃熱
が回収された後、排ガスブロア25で排気される。
【0013】以上の動作が所定時間継続された後、次に
燃焼装置7bにより燃焼を行い、他方の燃焼装置7aで
廃熱を回収する動作に移る。この場合、燃料配管系で
は、燃料制御弁16、燃料切替弁15bを開いて燃料供
給装置14から燃焼装置7bの本体10bに燃料を供給
し、燃料切替弁30bは閉じておく。そして、燃料切替
弁15aを閉じて燃焼装置7aへの燃料供給を遮断す
る。空気配管系では、空気制御弁22、空気切替弁21
bを開いて蓄熱器11bに空気を供給する。ここで、空
気は蓄熱器11bに回収された廃熱で予熱された後、本
体10bに供給される。また、空気切替弁21aを閉じ
て燃焼装置7aへの空気供給を遮断する。燃焼装置7b
の本体10bに供給された燃料は予熱空気と共に燃焼室
6に噴出されて燃焼する。他方、排ガス配管系では、排
ガス制御弁27と排ガス切替弁26aを開き、他方の排
ガス切替弁26bを閉じる。これにより、燃焼室6の排
ガスが燃焼装置7aの本体10aを介して吸引され、蓄
熱器11aでその廃熱が回収された後、排ガスブロア2
5で排気される。なお、排ガスの約20%はベント孔9
から外部に放出され、残る約80%の排ガスが燃焼装置
7a,7bから吸引されて廃熱回収に利用される。この
ようにして、燃焼装置7a,7bでは燃焼動作と廃熱回
収動作が交互に行われてコイルが所定温度まで昇温され
る。
【0014】次に、均熱工程では、燃焼装置7a,7b
は加熱工程と同様に燃焼動作と廃熱回収動作を交互に繰
り返す。また、燃焼動作中の燃焼装置7a又は7bに対
応した燃料切替弁30a又は30bを開き、上部の燃料
噴出器8a又は8bから燃料を直接燃焼室6に噴出す
る。このとき、燃料制御弁16の開度は加熱工程のとき
と同一に保たれる。したがって、燃焼装置7a,7bに
おける燃焼は燃料不足の状態すなわち空気が過剰な状態
で行われ、余った空気が燃焼室6の上部で噴出される燃
料の燃焼に利用される。なお、燃焼装置7a,7bと燃
料噴出器8a,8bに供給する燃料の比率は約2:1に
設定するのが好ましく、これにより上部と下部のコイル
は均一に加熱される。このように、均熱工程中、燃焼室
6の上部と下部で燃料が燃焼されるので、コイルの均熱
度が従来のベル型焼鈍炉に比べて一段と向上する。
【0015】以上のようにして所定時間の均熱工程が終
了すると、従来と同様の冷却工程でコイルは冷却され
る。
【0016】3種類のベル型焼鈍炉を用いてコイルの温
度変化を調べた。実験に用いたベル型焼鈍炉は、(a)
本発明:下部に2つの燃焼装置、上部に2つの燃料噴出
器を設けた本発明のベル型焼鈍炉、(b)比較例1:下
部に2つの燃焼装置を設けただけのベル型焼鈍炉(すな
わち上部に燃料噴出器を設けず)、(c)比較例2(従
来型):下部に12個の通常の燃焼装置(すなわち非蓄
熱再生式の燃焼装置)を等間隔に配置しただけのベル型
焼鈍炉(上部に燃料噴出器は設けず)である。なお、い
ずれの焼鈍炉でも、50トンのコイルを熱処理するのに
加熱工程中の燃焼量は100万Kcal/時間、均熱工
程中の燃焼量は7万Kcal/時間とした。また、
(a)本発明の焼鈍炉では、下部燃焼装置の燃料供給量
と上部燃料噴出器の燃料供給量を2:1に設定した。
【0017】それぞれの焼鈍炉(a)、(b)、(c)
における経過時間とコイルの温度とを図2、3、4に示
す。なお、図面中、“HP点”はコイルにおける最高温
度点、CP点は最低温度点である。これらの図2、3、
4から明らかなように、蓄熱再生式の燃焼装置を用いた
(a)本発明と(b)比較例1の焼鈍炉では、約4時間
で最高温度点が所定の温度に達したが、(c)比較例2
(従来型)では約4時間50分を要した。また、均熱工
程の終了時点での最高温度点(HP点)と最低温度点
(CP点)の温度差は、(a)本発明では16℃、
(b)比較例1では22℃、(c)比較例2(従来例)
では18℃で、本発明の温度差が最も小さかった。換言
すれば、本発明によれば、コイルをほぼ完全に均熱でき
ることが分かる。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のベル型焼鈍炉では、従来のベル型焼鈍炉に比べて加熱
時間が短縮できるだけでなく、処理材料の均熱度も良く
なる。また、排ガスで燃焼用の空気を予熱して燃焼に利
用できるので、燃焼効率も良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るベル型焼鈍炉の断面図とその配
管系統図である。
【図2】 図1に示すベル型焼鈍炉のII−II線断面
図である。
【図3】 本発明のベル型焼鈍炉における焼鈍時間とコ
イル温度との関係を示す図である。
【図4】 下部に蓄熱再生式燃焼装置を設けたベル型焼
鈍炉(比較例1)における焼鈍時間とコイル温度との関
係を示す図である。
【図5】 従来のベル型焼鈍炉(比較例2)における焼
鈍時間とコイル温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
1…ベル型焼鈍炉、2…炉床、3…インナカバー、4…
アウタカバー、5…コイル、6…燃焼室、7a,7b…
蓄熱再生式燃焼装置、9…ベント孔、10a,10b…
燃焼装置本体、11a,11b…蓄熱器。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年1月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】それぞれの焼鈍炉(a)、(b)、(c)
における経過時間とコイルの温度とを図3、4、5に示
す。なお、図面中、“HP点”はコイルにおける最高温
度点、CP点は最低温度点である。これらの図3、4、
5から明らかなように、蓄熱再生式の燃焼装置を用いた
(a)本発明と(b)比較例1の焼鈍炉では、約4時間
で最高温度点が所定の温度に達したが、(c)比較例2
(従来型)では約4時間50分を要した。また、均熱工
程の終了時点での最高温度点(HP点)と最低温度点
(CP点)の温度差は、(a)本発明では16℃、
(b)比較例1では22℃、(c)比較例2(従来例)
では18℃で、本発明の温度差が最も小さかった。換言
すれば、本発明によれば、コイルをほぼ完全に均熱でき
ることが分かる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 慎一 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 森山 義輝 大阪府堺市石津西町五番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 (72)発明者 花田 敏明 大阪府堺市石津西町五番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 (72)発明者 林 裕二 大阪府堺市石津西町五番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 (72)発明者 中桐 信一 大阪府堺市石津西町五番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 (72)発明者 岡野 正樹 大阪府堺市石津西町五番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理材料をインナカバーで覆い、さらに
    このインナカバーにアウタカバーを被せ、これらインナ
    カバーとアウタカバーとの間の燃焼室で燃焼を行い被処
    理材料を焼鈍するベル型焼鈍炉において(a) アウタ
    カバーの下部周円の180°対称位置に設けた一対の蓄
    熱再生式燃焼装置と、(b) 各蓄熱再生式燃焼装置と
    ペアをなし、アウタカバーの上部に取り付けた燃料噴出
    器と、(c) 各蓄熱再生式燃焼装置とこれとペアをな
    す燃料噴出器に接続した燃料供給管と、(d) 各蓄熱
    再生式燃焼装置に接続した燃焼用空気供給管と、(e)
    各蓄熱再生式燃焼装置に接続した排ガス排気管と、
    (f) 各蓄熱再生式燃焼装置に供給する燃料と燃焼用
    空気の比率を調整する空燃比調整装置と、から構成し、
    加熱時間帯は対をなす蓄熱再生式燃焼装置で燃料を交互
    に燃焼し、均熱時間帯は対をなす蓄熱再生式燃焼装置で
    交互に燃料を燃焼すると共に蓄熱再生式燃焼装置の燃焼
    中はこれとペアをなす燃料噴出器からも燃料を噴出する
    ようにしたベル型焼鈍炉。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102937382A (zh) * 2012-11-21 2013-02-20 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 比例控制的燃烧系统的调优方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102937382A (zh) * 2012-11-21 2013-02-20 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 比例控制的燃烧系统的调优方法

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