JPH09196326A - Radiant tube burner and atmosphere sintering furnace using the same - Google Patents
Radiant tube burner and atmosphere sintering furnace using the sameInfo
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- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、出口側からの排ガ
ス中のO2 濃度を低く抑えることができるラジアントチ
ューブバーナー及びこれを用いた雰囲気焼成炉に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiant tube burner capable of suppressing the O 2 concentration in exhaust gas from the outlet side to a low level, and an atmosphere firing furnace using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】各種の陶磁器やセラミックスの中には、
焼成後の冷却工程における炉内雰囲気中のO2 濃度を数
百ppm 以下に管理すべきものがある。このような焼成物
をガスバーナーを加熱源とするガス焚き炉において焼成
する場合には、炉内の焼成帯と冷却帯との間に隔壁を設
けて焼成帯から冷却帯への酸素の流入をできるだけ抑制
するとともに、焼成帯の最高温度部のバーナーの空燃比
mをできるだけ1.0 に近づけ、バーナーの出口側から排
出される排ガス中のO2 濃度を低くする工夫がなされて
いた。2. Description of the Related Art Among various ceramics and ceramics,
In some cases, the O 2 concentration in the furnace atmosphere in the cooling step after firing should be controlled to several hundred ppm or less. When such a fired product is fired in a gas-fired furnace using a gas burner as a heating source, a partition wall is provided between the firing zone and the cooling zone in the furnace to prevent oxygen from flowing from the firing zone to the cooling zone. In addition to suppressing as much as possible, the air-fuel ratio m of the burner at the highest temperature part of the firing zone was made as close to 1.0 as possible to reduce the O 2 concentration in the exhaust gas discharged from the outlet side of the burner.
【0003】ところが常温空気を使用するガスバーナー
においては、燃焼安定性及びスス発生防止を図るために
空燃比m=1.1 付近が実用上の限界であり、これよりも
空燃比mを下げるとススが発生したり燃焼が不安定とな
る等のおそれがあった。なお、予熱空気を利用する場合
においても通常排気孔から吸引した排ガスや熱交換した
空気を利用するため、400 ℃程度の温度であり、常温空
気を用いる場合と燃焼の不安定性は大きな変化はないの
で、やはりm=1.1 付近が実用上の限界であった。この
ため、焼成帯のバーナーの排ガス中には不可避的に酸素
が含まれることとなり、焼成帯の最高温度部の雰囲気中
のO2 濃度は2%が限界であった。従って冷却帯のうち
燃焼帯と隣接する高温部においては、燃焼帯から多少の
酸素が流入してくることを完全には防止できないという
問題があった。そこで冷却帯でO2 の存在を嫌うフェラ
イト等の雰囲気焼成炉では、大量のN2 ガス等の不活性
ガスを冷却帯に導入し、残存O2 を希釈する必要があっ
た。However, in a gas burner using normal temperature air, an air-fuel ratio of around m = 1.1 is a practical limit for the purpose of combustion stability and prevention of soot generation. If the air-fuel ratio m is lower than this, soot is produced. There is a risk that it may be generated or combustion may become unstable. Even when using preheated air, the temperature is about 400 ° C because exhaust gas sucked from the exhaust holes and heat-exchanged air are usually used, and combustion instability does not change much when using room temperature air. Therefore, the limit for practical use was around m = 1.1. For this reason, oxygen was inevitably contained in the exhaust gas of the burner in the firing zone, and the O 2 concentration in the atmosphere at the highest temperature portion of the firing zone was limited to 2%. Therefore, in the high temperature portion of the cooling zone adjacent to the combustion zone, there is a problem that it is not possible to completely prevent the inflow of some oxygen from the combustion zone. Therefore, in an atmosphere firing furnace such as a ferrite that does not like the presence of O 2 in the cooling zone, it is necessary to introduce a large amount of inert gas such as N 2 gas into the cooling zone to dilute the remaining O 2 .
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、バーナーの出口側からの排ガス中の
O2 濃度を数百ppm 以下に抑制することができるラジア
ントチューブバーナーと、これを用いて冷却工程におけ
る炉内雰囲気中のO2 濃度を数百ppm 以下に管理するこ
とができる雰囲気焼成炉とを提供するためになされたも
のである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and a radiant tube burner capable of suppressing the O 2 concentration in the exhaust gas from the outlet side of the burner to several hundred ppm or less, By using this, an atmosphere firing furnace capable of controlling the O 2 concentration in the atmosphere in the furnace in the cooling step to several hundreds ppm or less is provided.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明のラジアントチューブバーナーは、
ラジアントチューブの入口に常温空気又は予熱空気を燃
焼用空気として使用するガスバーナーを設けるととも
に、このラジアントチューブの出口に前記ガスバーナー
の燃焼ガス中に燃料ガスを注入して燃焼させるためのバ
ーナーノズルを設けたことを特徴とするものである。ま
た本発明の雰囲気焼成炉は、焼成帯に上記のラジアント
チューブバーナーを設置し、高温の予熱ガスを利用する
ことにより炎を形成しない不定在燃焼を行わせることを
特徴とするものである。The radiant tube burner of the present invention made to solve the above-mentioned problems is
A gas burner that uses room temperature air or preheated air as combustion air is provided at the inlet of the radiant tube, and a burner nozzle for injecting and burning fuel gas into the combustion gas of the gas burner is provided at the outlet of the radiant tube. It is characterized by being provided. Further, the atmosphere firing furnace of the present invention is characterized in that the above-mentioned radiant tube burner is installed in the firing zone, and by utilizing high temperature preheated gas, unsteady combustion that does not form a flame is performed.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は本発明
のラジアントチューブバーナーの代表的な実施の形態を
示す図であり、1はJ字状に湾曲させたラジアントチュ
ーブ、2はその入口に設けられたガスバーナー、3はラ
ジアントチューブ1の出口に設けられたバーナーノズル
である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a typical embodiment of a radiant tube burner of the present invention, 1 is a radiant tube curved in a J shape, 2 is a gas burner provided at its inlet, 3 is a radiant tube 1 Is a burner nozzle provided at the outlet of the.
【0007】ガスバーナー2は、常温空気又は予熱空気
を燃焼用空気として使用する通常のガスバーナーであ
り、燃料ガス注入口4と燃焼用空気注入口5とを備えて
いる。そしてこのラジアントチューブ1の入口側のガス
バーナー2は、空燃比mを1.1 〜1.2 の範囲として燃焼
される。空燃比mをこのような範囲内とすれば、ガスバ
ーナー2は安定して燃焼することとなる。そしてその燃
焼排ガスは例えば1000℃程度の高温ガスとなってラジア
ントチューブ1の内部を出口側に流れるが、この燃焼ガ
ス中のO2 濃度は通常2〜3%程度である。このため、
前記したように従来は冷却帯でO2 の存在を嫌うフェラ
イト等の雰囲気焼成炉では、大量のN2 ガス等の不活性
ガスを冷却帯に導入し、残存O2 を希釈する必要があっ
た。The gas burner 2 is a normal gas burner that uses room temperature air or preheated air as combustion air, and has a fuel gas inlet 4 and a combustion air inlet 5. The gas burner 2 on the inlet side of the radiant tube 1 is burned with the air-fuel ratio m in the range of 1.1 to 1.2. If the air-fuel ratio m is within such a range, the gas burner 2 will burn stably. Then, the combustion exhaust gas becomes a high temperature gas of, for example, about 1000 ° C. and flows inside the radiant tube 1 toward the outlet side, and the O 2 concentration in this combustion gas is usually about 2 to 3%. For this reason,
As described above, conventionally, in an atmosphere firing furnace such as a ferrite that does not like the presence of O 2 in the cooling zone, it was necessary to introduce a large amount of an inert gas such as N 2 gas into the cooling zone to dilute the residual O 2 . .
【0008】しかし本発明では、ラジアントチューブ1
の出口側のバーナーノズル3には、燃料ガス注入口5が
設けられており、ラジアントチューブ1内を流れてきた
ガスバーナー2の燃焼排ガスに対して、この燃焼排ガス
中の酸素を消費するに必要な少なくとも当量分以上の燃
料ガスを注入して燃焼させる。燃料ガスは生ガスであ
り、注入された燃料ガスはバーナーノズル3の内部で高
温の燃焼排ガス中の酸素と反応して燃焼排ガス中の酸素
をほぼ完全に消費し、O2 濃度を数百ppm とする。However, in the present invention, the radiant tube 1
The burner nozzle 3 on the outlet side of the is equipped with a fuel gas inlet 5, which is necessary to consume oxygen in the combustion exhaust gas of the combustion gas of the gas burner 2 flowing in the radiant tube 1. At least equivalent amount of fuel gas is injected and burned. The fuel gas is raw gas, and the injected fuel gas reacts with oxygen in the high temperature combustion exhaust gas inside the burner nozzle 3 to consume oxygen in the combustion exhaust gas almost completely, and the O 2 concentration is several hundred ppm. And
【0009】また、高温の炉内ガスをガスバーナー2に
循環させて予熱空気として用いるようにすれば、常温空
気を用いた場合よりもガスバーナー2の燃焼温度を上昇
させることができるので、炉内に炎が放出されることの
ない不定在燃焼を行わせることが可能となる。Further, if the high-temperature furnace gas is circulated in the gas burner 2 and used as preheated air, the combustion temperature of the gas burner 2 can be raised more than in the case of using normal temperature air. It becomes possible to perform unsteady combustion in which no flame is released.
【0010】図2は本発明のラジアントチューブバーナ
ーの他の実施の形態を示す図である。この場合には、ラ
ジアントチューブ1の出口側のバーナーノズル3の内部
に燃料ガス注入口6とともに、接触燃焼用触媒7が設け
られている。この接触燃焼用触媒7の構造は特に限定さ
れるものではないが、例えばハニカム状のセラミック担
体の表面に白金等の触媒を担持させたものを用いれば、
圧損を小さくすることができる。FIG. 2 is a view showing another embodiment of the radiant tube burner of the present invention. In this case, the catalytic combustion catalyst 7 is provided inside the burner nozzle 3 on the outlet side of the radiant tube 1 together with the fuel gas inlet 6. The structure of this catalytic combustion catalyst 7 is not particularly limited, but if a catalyst such as platinum is supported on the surface of a honeycomb ceramic carrier, for example,
The pressure loss can be reduced.
【0011】図2のラジアントチューブバーナーは図1
のものと同様に用いられるものであるが、バーナーノズ
ル3の内部に接触燃焼用触媒7が設けられているため、
燃料ガス注入口6から注入された燃料ガスを接触燃焼用
触媒7の触媒作用によってより完全に燃焼させることが
でき、O2 濃度を図1のものよりも更に低下できる利点
がある。The radiant tube burner of FIG. 2 is shown in FIG.
However, since the catalytic combustion catalyst 7 is provided inside the burner nozzle 3,
The fuel gas injected from the fuel gas injection port 6 can be burned more completely by the catalytic action of the catalytic combustion catalyst 7, and the O 2 concentration can be further lowered than that of FIG. 1.
【0012】図3は、上記した本発明のラジアントチュ
ーブバーナーを用いた雰囲気焼成炉を示す図である。図
示のように、炉内は左から順に予熱帯8、焼成帯9、冷
却帯10に区画されており、焼成品の搬送路付近まで路壁
から延びる隔壁11によって、炉内のガス流が抑制されて
いる。そして焼成帯9の少なくとも最高温度部に、本発
明のラジアントチューブバーナーBが設けられている。
なお12は通常のガスバーナー、13は冷却帯9に設けられ
た不活性ガス供給用ノズルである。図示の炉はローラー
ハースキルンであるが、炉の構造自体はこれに限定され
るものではない。FIG. 3 is a view showing an atmosphere firing furnace using the radiant tube burner of the present invention described above. As shown in the figure, the inside of the furnace is divided into a pre-tropical zone 8, a firing zone 9 and a cooling zone 10 from left to right, and a partition wall 11 extending from the road wall to the vicinity of the conveyance path for the fired products suppresses the gas flow in the furnace. Has been done. The radiant tube burner B of the present invention is provided at least in the highest temperature portion of the firing zone 9.
Reference numeral 12 is an ordinary gas burner, and 13 is an inert gas supply nozzle provided in the cooling zone 9. Although the furnace shown is a roller hearth kiln, the structure of the furnace itself is not limited to this.
【0013】このように構成された図3の雰囲気焼成炉
は、焼成品を右向きに移送して図3の上段のグラフに示
すような温度カーブで焼成するものであるが、本発明の
ラジアントチューブバーナーBが設けられた焼成帯9の
最高温度部においては、炉内雰囲気中のO2 濃度をそれ
以前の部分に比較して急激に低下させることができる。
そして不活性ガス供給用ノズル13を備えた冷却帯10で
は、炉内雰囲気中のO2 濃度を完全に数百ppm 以下のレ
ベルにコントロールすることが可能である。従って、冷
却工程における炉内雰囲気中のO2 濃度を数百ppm 以下
に管理すべき焼成品の焼成に適した炉となる。また前記
したように高温の炉内ガスをガスバーナー2に循環させ
て予熱空気として用いるようにすれば、ラジアントチュ
ーブバーナーBに炉内に炎が放出されることのない不定
在燃焼を行わせることが可能となる。このような不定在
燃焼は均熱効果にも優れており、炉内を均一に加熱して
焼成品の品質のばらつきを抑制することもできる。この
ような予熱空気としては、通常の排気孔から吸引した排
ガスを熱交換しこれを再加熱し、400 ℃以上、望ましく
は600 ℃にしたものを利用することが好ましい。また焼
成帯の後部から600 ℃以上の排ガスを吸引し、このガス
を利用することはより好ましい。The atmosphere firing furnace of FIG. 3 constructed in this manner transfers the fired product to the right and fires it according to the temperature curve shown in the upper graph of FIG. 3, but the radiant tube of the present invention is used. At the highest temperature portion of the firing zone 9 where the burner B is provided, the O 2 concentration in the furnace atmosphere can be drastically reduced compared to the portion before that.
In the cooling zone 10 provided with the inert gas supply nozzle 13, it is possible to completely control the O 2 concentration in the atmosphere in the furnace to a level of several hundred ppm or less. Therefore, the furnace is suitable for firing the fired product, in which the O 2 concentration in the atmosphere in the cooling step should be controlled to several hundred ppm or less. Further, as described above, when the high-temperature furnace gas is circulated through the gas burner 2 and used as preheated air, the radiant tube burner B is allowed to perform unsteady combustion without releasing flame into the furnace. Is possible. Such unsteady combustion is also excellent in soaking effect, and can evenly heat the inside of the furnace to suppress variations in the quality of the fired product. As such preheated air, it is preferable to use the exhaust gas sucked from an ordinary exhaust hole, which is heat-exchanged and reheated to 400 ° C. or higher, preferably 600 ° C. Further, it is more preferable to suck the exhaust gas of 600 ° C. or higher from the rear part of the firing zone and utilize this gas.
【0014】なお、図3の上段のグラフ中に一点鎖線で
表示したのが従来技術の項において記載した従来の雰囲
気焼成炉のO2 濃度である。このように、従来は冷却帯
9のうち燃焼帯8と隣接する高温部においては、燃焼帯
から流入してくる酸素の影響を受け、O2 濃度を数百pp
m 以下に管理できなかったのである。Incidentally, what is indicated by a chain line in the upper graph of FIG. 3 is the O 2 concentration of the conventional atmosphere firing furnace described in the section of the prior art. Thus, conventionally, in the high temperature part of the cooling zone 9 adjacent to the combustion zone 8, the O 2 concentration is several hundred pp due to the influence of oxygen flowing from the combustion zone.
It could not be managed below m.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のラジア
ントチューブバーナーは燃焼排ガス中のO2 濃度を数百
ppm とすることができ、これを用いた本発明の雰囲気焼
成炉は、ガスバーナーを用いながら冷却工程における炉
内雰囲気中のO2濃度を数百ppm 以下に管理することが
可能となる。また本発明のラジアントチューブバーナー
は火炎を形成しない不定在燃焼を行わせることができる
ので均熱効果にも優れており、炉内を均一に加熱して焼
成品の品質のばらつきを抑制することもできる。As described above, the radiant tube burner of the present invention can reduce the concentration of O 2 in combustion exhaust gas to several hundreds.
The atmospheric firing furnace of the present invention using the same can control the O 2 concentration in the furnace atmosphere in the cooling step to several hundreds ppm or less while using the gas burner. Further, the radiant tube burner of the present invention is also excellent in soaking effect because it can perform unsteady combustion that does not form a flame, and can evenly heat the inside of the furnace to suppress variations in the quality of the fired product. it can.
【図1】本発明のラジアントチューブバーナーを示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a radiant tube burner of the present invention.
【図2】本発明の他のラジアントチューブバーナーを示
す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another radiant tube burner of the present invention.
【図3】本発明の雰囲気焼成炉の平面図とその温度カー
ブ及びO2 濃度のグラフである。FIG. 3 is a plan view of an atmosphere firing furnace of the present invention, a temperature curve thereof, and a graph of O 2 concentration.
1 ラジアントチューブ、2 入口のガスバーナー、3
出口のバーナーノズル、4 燃料ガス注入口、5 燃
焼用空気注入口、6 燃料ガス注入口、7 接触燃焼用
触媒、8 予熱帯、9 焼成帯、10 冷却帯、11 隔
壁、12 通常のガスバーナー、13 不活性ガス供給用ノ
ズル、B 本発明のラジアントチューブバーナー1 radiant tube, 2 inlet gas burner, 3
Exit burner nozzle, 4 Fuel gas inlet, 5 Combustion air inlet, 6 Fuel gas inlet, 7 Contact combustion catalyst, 8 Pre-tropical zone, 9 Firing zone, 10 Cooling zone, 11 Partition wall, 12 Normal gas burner , 13 Inert gas supply nozzle, B Radiant tube burner of the present invention
Claims (6)
は予熱空気を燃焼用空気として使用するガスバーナーを
設けるとともに、このラジアントチューブの出口に前記
ガスバーナーの燃焼ガス中に燃料ガスを注入して燃焼さ
せるためのバーナーノズルを設けたことを特徴とするラ
ジアントチューブバーナー。1. A gas burner using room temperature air or preheated air as combustion air is provided at the inlet of the radiant tube, and fuel gas is injected into the combustion gas of the gas burner at the outlet of the radiant tube for combustion. Radiant tube burner characterized by having a burner nozzle for.
請求項1に記載のラジアントチューブバーナー。2. The radiant tube burner according to claim 1, wherein high-temperature furnace gas is used as preheated air.
ガス中の残存O2 の当量分以上の燃料ガスを注入して燃
焼させる請求項1または請求項2に記載のラジアントチ
ューブバーナー。3. The radiant tube burner according to claim 1 or 2, wherein the combustion gas of the gas burner is injected with a fuel gas in an amount equal to or more than the equivalent O 2 of the residual O 2 in the combustion gas for combustion.
媒を設けた請求項1〜3のいずれかに記載のラジアント
チューブバーナー。4. The radiant tube burner according to claim 1, wherein a catalytic combustion catalyst is provided in the burner nozzle portion.
である請求項1〜4のいずれかに記載のラジアントチュ
ーブバーナー。5. The radiant tube burner according to any one of claims 1 to 4, wherein the combustion form is an unsteady combustion that does not form a flame.
のラジアントチューブバーナーを設置し、炎を形成しな
い不定在燃焼を行わせることを特徴とする雰囲気焼成
炉。6. An atmosphere firing furnace, characterized in that the radiant tube burner according to any one of claims 1 to 5 is installed in a firing zone to perform unsteady combustion that does not form a flame.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00886996A JP3370839B2 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Radiant tube burner and atmosphere firing furnace using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00886996A JP3370839B2 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Radiant tube burner and atmosphere firing furnace using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09196326A true JPH09196326A (en) | 1997-07-29 |
JP3370839B2 JP3370839B2 (en) | 2003-01-27 |
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JP00886996A Expired - Fee Related JP3370839B2 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Radiant tube burner and atmosphere firing furnace using the same |
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JP (1) | JP3370839B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017159079A1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 中外炉工業株式会社 | Radiant tube burner equipment |
-
1996
- 1996-01-23 JP JP00886996A patent/JP3370839B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2017159079A1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 中外炉工業株式会社 | Radiant tube burner equipment |
CN108496040A (en) * | 2016-03-15 | 2018-09-04 | 中外炉工业株式会社 | Radiant tube burner equipment |
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JP3370839B2 (en) | 2003-01-27 |
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