JPH09243056A - 蓄熱切替式バーナ - Google Patents
蓄熱切替式バーナInfo
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- JPH09243056A JPH09243056A JP8052111A JP5211196A JPH09243056A JP H09243056 A JPH09243056 A JP H09243056A JP 8052111 A JP8052111 A JP 8052111A JP 5211196 A JP5211196 A JP 5211196A JP H09243056 A JPH09243056 A JP H09243056A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Gas Burners (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温の燃焼用空気もしくは高温の燃焼排ガス
から、燃焼ノズルを保護するための冷却空気が不要な弱
酸化あるいは無酸化加熱用の蓄熱切替式バーナを提供す
ること。 【解決手段】 バーナ本体と蓄熱室を連接して構成した
一対のバーナ群を交互に切替燃焼して、燃焼排ガスの顕
熱で蓄熱室内の蓄熱体を加熱し、この加熱された蓄熱体
で燃焼用空気の予熱を行う蓄熱切替式バーナにおいて、
バーナ本体の中心部に燃焼空気もしくは燃焼排ガスの流
通孔を設け、この流通孔の炉内側の先端に燃焼室を設け
ると共に、この燃焼室の外周のバーナタイルに相対向し
て、一対以上の燃焼ノズルを配置した。
から、燃焼ノズルを保護するための冷却空気が不要な弱
酸化あるいは無酸化加熱用の蓄熱切替式バーナを提供す
ること。 【解決手段】 バーナ本体と蓄熱室を連接して構成した
一対のバーナ群を交互に切替燃焼して、燃焼排ガスの顕
熱で蓄熱室内の蓄熱体を加熱し、この加熱された蓄熱体
で燃焼用空気の予熱を行う蓄熱切替式バーナにおいて、
バーナ本体の中心部に燃焼空気もしくは燃焼排ガスの流
通孔を設け、この流通孔の炉内側の先端に燃焼室を設け
ると共に、この燃焼室の外周のバーナタイルに相対向し
て、一対以上の燃焼ノズルを配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスラブ、ビレット、
ストリップ等の鋼材を、空気比１未満の燃焼雰囲気下で
所定の目標温度まで弱酸化あるいは無酸化加熱する蓄熱
切替式バーナに関するものである。
ストリップ等の鋼材を、空気比１未満の燃焼雰囲気下で
所定の目標温度まで弱酸化あるいは無酸化加熱する蓄熱
切替式バーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の弱酸化あるいは無酸化加
熱用のバーナは、燃焼ガス中の酸素濃度をミニマム化し
て鋼材の酸化防止を図るため、一般にノズルミックスタ
イプの急速燃焼バーナが採用されており、通常排熱回収
は煙道に設置した金属製の熱交換器で行うため、熱交換
器の材質上の制約から予熱空気の最高温度が６００℃程
度と低く、従って、炉の熱効率が低いと言う問題点があ
った。
熱用のバーナは、燃焼ガス中の酸素濃度をミニマム化し
て鋼材の酸化防止を図るため、一般にノズルミックスタ
イプの急速燃焼バーナが採用されており、通常排熱回収
は煙道に設置した金属製の熱交換器で行うため、熱交換
器の材質上の制約から予熱空気の最高温度が６００℃程
度と低く、従って、炉の熱効率が低いと言う問題点があ
った。
【０００３】これに対して、最近の鉄鋼用加熱炉では炉
の熱効率を改善する方法として、バーナと排熱回収用の
蓄熱室が一体となった一対のバーナ群を交互に切替燃焼
して、１０００℃以上の高温の予熱空気を回収する蓄熱
切替式バーナが実用化されており、さらに、例えば特開
平５−２５６４２３号公報では図２に示すように、一つ
のバーナで空気の予熱燃焼と蓄熱を同時に行うことで、
配管と制御系の簡素化を図ったコンパクトタイプの蓄熱
切替式バーナも提案されている。この種の蓄熱切替式バ
ーナでは、一般に予熱空気の温度が高いため排熱回収効
率が高く、従って、炉の熱効率が高いと言う長所を有し
ている。
の熱効率を改善する方法として、バーナと排熱回収用の
蓄熱室が一体となった一対のバーナ群を交互に切替燃焼
して、１０００℃以上の高温の予熱空気を回収する蓄熱
切替式バーナが実用化されており、さらに、例えば特開
平５−２５６４２３号公報では図２に示すように、一つ
のバーナで空気の予熱燃焼と蓄熱を同時に行うことで、
配管と制御系の簡素化を図ったコンパクトタイプの蓄熱
切替式バーナも提案されている。この種の蓄熱切替式バ
ーナでは、一般に予熱空気の温度が高いため排熱回収効
率が高く、従って、炉の熱効率が高いと言う長所を有し
ている。
【０００４】これに対して、この種の蓄熱切替式バーナ
では一般に図２に示すように、燃料ノズル７の外周にセ
ンターエア１２すなわち冷却空気（通常全空気量の３〜
１０％程度）を流すことで、高温の予熱空気もしくは高
温の燃焼排ガスから燃料ノズル７を保護する構造が採用
されているが、この冷却空気中の酸素が炉内の燃焼雰囲
気に混入して鋼材を酸化するため、蓄熱切替式バーナは
弱酸化あるいは無酸化加熱用のバーナとして使用できな
いと言う問題点があった。
では一般に図２に示すように、燃料ノズル７の外周にセ
ンターエア１２すなわち冷却空気（通常全空気量の３〜
１０％程度）を流すことで、高温の予熱空気もしくは高
温の燃焼排ガスから燃料ノズル７を保護する構造が採用
されているが、この冷却空気中の酸素が炉内の燃焼雰囲
気に混入して鋼材を酸化するため、蓄熱切替式バーナは
弱酸化あるいは無酸化加熱用のバーナとして使用できな
いと言う問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決すべく創案されたもので、その目的とするところは
高温の燃焼用空気もしくは高温の燃焼排ガスから、燃料
ノズルを保護するための冷却空気が不要な弱酸化あるい
は無酸化加熱用の蓄熱切替式バーナを提供することにあ
る。
解決すべく創案されたもので、その目的とするところは
高温の燃焼用空気もしくは高温の燃焼排ガスから、燃料
ノズルを保護するための冷却空気が不要な弱酸化あるい
は無酸化加熱用の蓄熱切替式バーナを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明が要旨とするところは、バーナ本体と蓄熱室
を連接して構成した一対のバーナ群を交互に切替燃焼し
て、燃焼排ガスの顕熱で蓄熱室内の蓄熱体を加熱し、こ
の加熱された蓄熱体で燃焼用空気の予熱を行う蓄熱切替
式バーナにおいて、バーナ本体の中心部に燃焼空気もし
くは燃焼排ガスの流通孔を設け、該流通孔の炉内側の先
端に燃焼室を設けると共に、該燃焼室の外周のバーナタ
イルに相対向して、一対以上の燃料ノズルを配置したこ
とを特徴とすることにある。
に、本発明が要旨とするところは、バーナ本体と蓄熱室
を連接して構成した一対のバーナ群を交互に切替燃焼し
て、燃焼排ガスの顕熱で蓄熱室内の蓄熱体を加熱し、こ
の加熱された蓄熱体で燃焼用空気の予熱を行う蓄熱切替
式バーナにおいて、バーナ本体の中心部に燃焼空気もし
くは燃焼排ガスの流通孔を設け、該流通孔の炉内側の先
端に燃焼室を設けると共に、該燃焼室の外周のバーナタ
イルに相対向して、一対以上の燃料ノズルを配置したこ
とを特徴とすることにある。
【０００７】本発明の蓄熱切替式バーナは、燃料ノズル
が高温の燃焼用空気及び燃焼排ガスによって直接加熱さ
れることが無いため、燃料ノズル保護用の冷却空気が不
要で、この結果、冷却空気による炉内への酸素持ち込み
が無くなり鋼材の酸化が防止できる。また、酸化性ガス
の高温空気の外周をＣＯ，Ｈ2 ，ＣＨ4 等の還元性ガス
を含有した燃料で包んだ火炎構造のため、鋼材表面の雰
囲気が燃料リッチの還元炎となり、鋼材の酸化反応が抑
制される。
が高温の燃焼用空気及び燃焼排ガスによって直接加熱さ
れることが無いため、燃料ノズル保護用の冷却空気が不
要で、この結果、冷却空気による炉内への酸素持ち込み
が無くなり鋼材の酸化が防止できる。また、酸化性ガス
の高温空気の外周をＣＯ，Ｈ2 ，ＣＨ4 等の還元性ガス
を含有した燃料で包んだ火炎構造のため、鋼材表面の雰
囲気が燃料リッチの還元炎となり、鋼材の酸化反応が抑
制される。
【０００８】なお、この種の蓄熱切替式バーナでは、予
熱空気の温度が燃料の着火温度、例えばコークス炉ガス
では約７００℃以上の高温となるため、燃焼反応は一般
に燃料と空気の混合性によって支配されることが知られ
ており、燃料を燃焼室の途中から吹き込んでも、燃焼不
良によって失火や煤が発生がすることがない。
熱空気の温度が燃料の着火温度、例えばコークス炉ガス
では約７００℃以上の高温となるため、燃焼反応は一般
に燃料と空気の混合性によって支配されることが知られ
ており、燃料を燃焼室の途中から吹き込んでも、燃焼不
良によって失火や煤が発生がすることがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面によ
り詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す蓄熱
切替式バーナの縦断面図である。図１に示すごとく、バ
ーナ本体１とアルミナボール等の蓄熱体を内蔵した蓄熱
室２を燃焼用空気もしくは燃焼排ガスの流通孔３で連接
し、この流通孔３の炉内４側の先端に燃焼室５を設ける
と共に、この燃焼室５の外周のバーナタイル６に対向状
に一対以上の燃料ノズル７を配置し、バーナタイル６の
先端が炉壁８の炉内側表面とほぼ一致するようにバーナ
本体１を取り付ける。
り詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す蓄熱
切替式バーナの縦断面図である。図１に示すごとく、バ
ーナ本体１とアルミナボール等の蓄熱体を内蔵した蓄熱
室２を燃焼用空気もしくは燃焼排ガスの流通孔３で連接
し、この流通孔３の炉内４側の先端に燃焼室５を設ける
と共に、この燃焼室５の外周のバーナタイル６に対向状
に一対以上の燃料ノズル７を配置し、バーナタイル６の
先端が炉壁８の炉内側表面とほぼ一致するようにバーナ
本体１を取り付ける。
【００１０】このように構成したバーナは、少なくとも
２個で一対の蓄熱切替式バーナとし、一定時間毎に交互
に切替燃焼を行う。すなわち、一対のバーナのうち燃焼
中のバーナでは、図に未表示の送風機から燃焼空気を蓄
熱室２に供給して１０００℃以上の高温に予熱後、流通
孔３を通して燃焼室５に供給し、バーナタイル６の外周
から燃焼室５に供給した燃料ガスと混合し、空気比が１
未満の状態で燃焼して、炉内４に還元性の火炎９を形成
し、この火炎９の熱ガスで鋼材の無酸化加熱を行う。
２個で一対の蓄熱切替式バーナとし、一定時間毎に交互
に切替燃焼を行う。すなわち、一対のバーナのうち燃焼
中のバーナでは、図に未表示の送風機から燃焼空気を蓄
熱室２に供給して１０００℃以上の高温に予熱後、流通
孔３を通して燃焼室５に供給し、バーナタイル６の外周
から燃焼室５に供給した燃料ガスと混合し、空気比が１
未満の状態で燃焼して、炉内４に還元性の火炎９を形成
し、この火炎９の熱ガスで鋼材の無酸化加熱を行う。
【００１１】一方、一対のバーナのうち消火中のバーナ
では、燃料ノズル７からの燃料ガスの供給を図に未表示
の切替弁を閉じて停止すると共に、燃焼中のバーナから
の燃焼排ガスを、炉内４から燃焼室５と連通孔３を通し
て蓄熱室２に図に未表示の誘引ファンで吸引し、この燃
焼排ガスの顕熱で蓄熱室２内の蓄熱体を加熱して、次サ
イクルでの燃焼空気の予熱に使用する。
では、燃料ノズル７からの燃料ガスの供給を図に未表示
の切替弁を閉じて停止すると共に、燃焼中のバーナから
の燃焼排ガスを、炉内４から燃焼室５と連通孔３を通し
て蓄熱室２に図に未表示の誘引ファンで吸引し、この燃
焼排ガスの顕熱で蓄熱室２内の蓄熱体を加熱して、次サ
イクルでの燃焼空気の予熱に使用する。
【００１２】次に、本発明バーナの最適バーナ条件を実
験で確認した結果について述べる。燃焼実験は燃料とし
てプロパンガス（低発熱量２２，０００Kcal／Nm3 ）を
使用し、バーナは最大燃焼量が３０，０００Kcal／ｈの
バーナを用いて、空気比が０．８〜１．０、燃焼量が
６，０００〜３０，０００Kcal／ｈの範囲で実施した。
この結果、火炎の燃焼性と加熱鋼板の無酸化加熱の両面
から、本発明バーナの適正バーナ条件として、表１の数
値を選定することが望ましいことが判った。
験で確認した結果について述べる。燃焼実験は燃料とし
てプロパンガス（低発熱量２２，０００Kcal／Nm3 ）を
使用し、バーナは最大燃焼量が３０，０００Kcal／ｈの
バーナを用いて、空気比が０．８〜１．０、燃焼量が
６，０００〜３０，０００Kcal／ｈの範囲で実施した。
この結果、火炎の燃焼性と加熱鋼板の無酸化加熱の両面
から、本発明バーナの適正バーナ条件として、表１の数
値を選定することが望ましいことが判った。
【００１３】
【表１】
【００１４】上述のように本発明のバーナは、燃料ノズ
ル７が燃焼中のバーナでは高温の燃焼空気に、消火中の
バーナでは高温の燃焼排ガスに直接晒されることが無い
ため冷却空気が不要となり、この結果、冷却空気中の酸
素の炉内持ち込みが無くなり、鋼材の酸化が防止でき
る。また、高温の燃焼用空気の外周に燃料ガスを吹き込
むバーナ構造のため、火炎９の外周が燃料リッチの還元
性の雰囲気となり、鋼材の酸化が抑制できる等の効果が
ある。なお、本発明は前記実施例のみに限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々変更を
加え得ることは勿論可能である。
ル７が燃焼中のバーナでは高温の燃焼空気に、消火中の
バーナでは高温の燃焼排ガスに直接晒されることが無い
ため冷却空気が不要となり、この結果、冷却空気中の酸
素の炉内持ち込みが無くなり、鋼材の酸化が防止でき
る。また、高温の燃焼用空気の外周に燃料ガスを吹き込
むバーナ構造のため、火炎９の外周が燃料リッチの還元
性の雰囲気となり、鋼材の酸化が抑制できる等の効果が
ある。なお、本発明は前記実施例のみに限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々変更を
加え得ることは勿論可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の弱酸化あ
るいは無酸化加熱用の蓄熱切替式バーナによれば、燃焼
用空気もしくは燃焼排ガスの流通孔の先端の燃焼室の外
周に、対向状に燃料ノズルを設けてあるため、 （１）燃料ノズルが高温の予熱空気及び燃焼排ガスに直
接晒されないため、燃料ノズルの冷却空気が不要とな
り、この結果、鋼材の酸化が防止できる。 （２）酸化性ガスの高温空気の外周を還元性の燃料ガス
で包囲する構造のため、鋼材の表面が還元性雰囲気とな
り、鋼材の酸化が抑制できる。 （３）燃料供給ノズルの取付角度の調整により、加熱目
的に応じた火炎長の調整が出来る。等の優れた効果を奏
しうる。
るいは無酸化加熱用の蓄熱切替式バーナによれば、燃焼
用空気もしくは燃焼排ガスの流通孔の先端の燃焼室の外
周に、対向状に燃料ノズルを設けてあるため、 （１）燃料ノズルが高温の予熱空気及び燃焼排ガスに直
接晒されないため、燃料ノズルの冷却空気が不要とな
り、この結果、鋼材の酸化が防止できる。 （２）酸化性ガスの高温空気の外周を還元性の燃料ガス
で包囲する構造のため、鋼材の表面が還元性雰囲気とな
り、鋼材の酸化が抑制できる。 （３）燃料供給ノズルの取付角度の調整により、加熱目
的に応じた火炎長の調整が出来る。等の優れた効果を奏
しうる。
【図１】本発明の蓄熱切替式バーナの一実施例を示す縦
断面図。
断面図。
【図２】従来の蓄熱バーナを示す縦断面図。
１ バーナ本体 ２ 蓄熱室 ３ 流通孔 ４ 炉内 ５ 燃焼室 ６ バーナタイル ７ 燃料ノズル ８ 炉壁 ９ 火炎 １０ａ，１０ｂ 蓄熱体 １１ａ，１１ｂ 空気流路 １２ 中央空気流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤岡 政人 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内
Claims (1)
- 【請求項１】 バーナ本体と蓄熱室を連接して構成した
一対のバーナ群を交互に切替燃焼して、燃焼排ガスの顕
熱で蓄熱室内の蓄熱体を加熱し、この加熱された蓄熱体
で燃焼用空気の予熱を行う蓄熱切替式バーナにおいて、
バーナ本体の中心部に燃焼空気もしくは燃焼排ガスの流
通孔を設け、該流通孔の炉内側の先端に燃焼室を設ける
と共に、該燃焼室の外周のバーナタイルに相対向して、
一対以上の燃料ノズルを配置したことを特徴とする蓄熱
切替式バーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05211196A JP3793276B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 蓄熱切替式バーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05211196A JP3793276B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 蓄熱切替式バーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243056A true JPH09243056A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3793276B2 JP3793276B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=12905763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05211196A Expired - Fee Related JP3793276B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 蓄熱切替式バーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3793276B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001304539A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-10-31 | Daido Steel Co Ltd | 蓄熱式バーナによる燃焼方法 |
| CN1294380C (zh) * | 2003-12-09 | 2007-01-10 | 财团法人工业技术研究院 | 一种燃烧器 |
| JP2007263474A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Ihi Corp | 蓄熱式バーナー及び蓄熱式バーナーの制御方法、加熱炉及び均熱炉 |
| JP2008232474A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Ngk Insulators Ltd | 蓄熱式バーナ |
| KR100876090B1 (ko) * | 2008-04-11 | 2009-01-13 | 주식회사 컴버스텍 | 평판화염 버너 |
| CN109945667A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-28 | 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 | 一种低NOx蓄热式燃烧器及其控制方法 |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP05211196A patent/JP3793276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001304539A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-10-31 | Daido Steel Co Ltd | 蓄熱式バーナによる燃焼方法 |
| CN1294380C (zh) * | 2003-12-09 | 2007-01-10 | 财团法人工业技术研究院 | 一种燃烧器 |
| JP2007263474A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Ihi Corp | 蓄熱式バーナー及び蓄熱式バーナーの制御方法、加熱炉及び均熱炉 |
| JP2008232474A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Ngk Insulators Ltd | 蓄熱式バーナ |
| KR100876090B1 (ko) * | 2008-04-11 | 2009-01-13 | 주식회사 컴버스텍 | 평판화염 버너 |
| CN109945667A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-28 | 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 | 一种低NOx蓄热式燃烧器及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3793276B2 (ja) | 2006-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050615 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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