JPH109559A - 蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法 - Google Patents

蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法

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JPH109559A
JPH109559A JP8164778A JP16477896A JPH109559A JP H109559 A JPH109559 A JP H109559A JP 8164778 A JP8164778 A JP 8164778A JP 16477896 A JP16477896 A JP 16477896A JP H109559 A JPH109559 A JP H109559A
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heating zone
thinning
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Kazuhiro Yahiro
和広 八尋
Hiroyasu Shigemori
弘靖 茂森
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の蓄熱式燃焼装置を有する加熱帯におい
て、炉幅及び炉長方向での均一な温度分布を確保しなが
ら加熱帯の燃焼負荷に応じた燃焼切換え制御を行う。 【解決手段】各加熱帯毎に被加熱鋼材がないか又は抽出
温度が低い被加熱鋼材が存在する非加熱領域が存在する
ときには、該当領域の蓄熱式バーナ装置を休止状態とす
る( ステップS2) 。非加熱領域がないときには、各加
熱帯の燃焼負荷TDRZiが各蓄熱式バーナ装置のトータ
ル燃料負荷TDRBiの1/4以下であるときには1組の
蓄熱式バーナ装置を炉長方向に順次切換える1/4間引
き燃焼制御を行い(ステップS5)、1/2以下である
ときには半数の蓄熱式バーナ装置を交互に切換える1/
2間引き燃焼制御を行い(ステップS7)、1/2を越
えているすときには全ての蓄熱式バーナ装置を燃焼状態
とする全燃焼制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加熱帯内に一対のバーナ
を配設し、これらバーナを交互に燃焼させると共に、非
燃焼側バーナから排出される廃ガスを蓄熱体で熱交換す
ることにより蓄熱し、燃焼時に蓄熱体で燃焼空気を加熱
する蓄熱式バーナ装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って
複数N組並設した蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の蓄熱式燃焼装置の燃焼制御方法と
しては、例えば本出願人等が先に提案した特開平8−3
5623号公報に記載されているものがある。
【0003】この従来例では、例えば加熱炉の対向面に
対向して配設されたバーナ及び蓄熱器から構成される蓄
熱式バーナ装置の対を複数組設け、燃焼負荷に差がある
非加熱鋼材を加熱する場合に間引き運転を行う際に、蓄
熱式バーナ装置の対を単位に間引き運転することによ
り、各蓄熱器に回収去れる熱量を間引き運転していると
きそれ以外のときとで等しくして、蓄熱器が過剰に加熱
されたり、蓄熱器で回収する熱量の不足が発生すること
なく、常時一定の蓄熱を行って、理想的な高効率の燃焼
制御を行うことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置にあっては、単に
燃焼負荷の変化に応じて対の蓄熱式バーナ装置を間引く
ようにしているだけであるので、間引きによって被加熱
鋼材の搬送方向の蓄熱式バーナ装置の間隔が開き過ぎて
炉長方向の不均一加熱が発生し、良好な加熱処理を行う
ことができないという未解決の課題がある。
【0005】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の
課題に着目してなされたものであり、間引き運転によっ
ても炉長方向の不均一加熱が発生することなく、良好な
加熱処理を行うことができる蓄熱式燃焼装置における燃
焼制御方法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】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る蓄熱式燃焼装置の燃焼制御方法は、
加熱帯内に配設した一対のバーナと、各バーナに接続さ
れた燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排出管と、前記空
気供給兼廃ガス排出管の途上に介装された蓄熱体とを備
え、各バーナを交互に切換燃焼させると共に、非燃焼側
バーナから前記加熱帯内の廃ガスを前記蓄熱体に導入し
て熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ装置を被加熱鋼
材の移動方向に沿って複数N組並設した蓄熱式燃焼装置
において、前記加熱帯の燃焼負荷に応じてN組の蓄熱式
バーナ装置の個々の間引き休止回数を決定すると共に、
間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼中の蓄熱式バー
ナ装置とを順次切換えるようにしたことを特徴としてい
る。
【0007】また、請求項2に係る蓄熱式燃焼装置にお
ける燃焼制御方法は、加熱帯内に配設した一対のバーナ
と、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃
ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介
装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼さ
せると共に、非燃焼側バーナから前記加熱帯内の廃ガス
を前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式
バーナ装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って複数N組並
設した蓄熱式燃焼装置において、前記加熱帯の燃焼負荷
に応じてN組の蓄熱式バーナ装置の個々の間引き休止回
数を決定すると共に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置
と燃焼中の蓄熱式バーナ装置とを順次切換える燃焼負荷
間引き制御と、加熱帯内を通過する被加熱鋼材に基づく
間引き制御との双方を考慮して間引き、燃焼及び蓄熱の
燃焼サイクルを設定するようにしたことを特徴としてい
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明を連続式加熱炉に適
用した場合の一実施形態を示す概略構成図である。
【0009】図中、1は例えばウォーキングビームによ
って連続して搬送される被加熱鋼材としてのスラブを加
熱する連続式加熱炉であって、スラブを左側から搬入
し、予熱帯2、第1加熱帯3、第2加熱帯4及び均熱帯
5を順次通過して加熱され、加熱を終了したスラブが右
側から抽出されて次工程に搬送される。
【0010】第1加熱帯3及び第2加熱帯4には、夫々
4台の蓄熱式バーナ装置BA1 〜BA4 及びBB1 〜B
4 が取付けられ、これら蓄熱式バーナ装置BA1 〜B
4及びBB1 〜BB4 から排出される廃ガスが廃ガス
吸引ファン(IDF)8によって吸引されて煙突9から
大気に放出される。
【0011】蓄熱式バーナ装置BA1 〜BA4 及びBB
1 〜BB4 の夫々は、図2に示すように、第1加熱帯3
及び第2加熱帯4の左右側壁に互いに対向して配設され
た一対のガスバーナ10a,10bを有する。これらガ
スバーナ10a,10bの夫々は、図3に示すように、
左右側壁に配設されるバーナ本体11の中心部に内部に
センターエア管12を配設し燃料ガス供給口13aから
供給される燃焼ガスを噴射するガスノズル13が配設さ
れ、且つこのガスノズル13の回りに燃料空気給排口1
4aに接続された燃焼空気室14が形成され、この燃焼
空気室14にガスノズル13から噴射される燃料ガスに
対して60°の空気噴射角で燃焼空気を噴射する空気1
次ノズル15が連通されていると共に、これらの外側に
ガスノズル13と平行に燃焼空気を噴射すると共に、第
1加熱帯3又は第2加熱帯4の加熱廃ガスを吸引する空
気2次ノズル16が配設され、ガスノズル13から噴射
される燃料ガスと空気1次ノズル15から噴射される燃
焼空気との合流点近傍にパイロットバーナ17a,17
bが配設された構成を有する。
【0012】そして、ガスバーナ10a,10bの燃料
ガス供給口13aが燃料遮断弁18a,18bを介し、
さらにメイン遮断弁19、流量調節弁20を介して燃料
ガスとしてのMガスを供給するMガス供給源21に接続
されている。また、パイロットバーナ17a,17bも
遮断弁22a,22bを介してMガス供給源21に接続
されている。
【0013】また、ガスバーナ10a,10bの燃焼空
気給排口14aが蓄熱体23a,23bの一端に接続さ
れ、この蓄熱体23a,23bの他端が空気遮断弁24
a,24bを介し、さらに流量調節弁25を介して燃焼
空気を圧送する空気ブロアー26に接続されていると共
に、廃ガス遮断弁27a,27bを介し、さらに流量調
節弁28を介して廃ガス吸引ファン8に接続されてい
る。
【0014】ここで、蓄熱体23a,23bの夫々は、
気体流通路に沿って蓄熱媒体として例えば直径20mm
のアルミナボールが980kg充填されており、このア
ルミナボールに第1加熱帯3又は第2加熱帯4から排出
される高温(例えば1300℃程度)の廃ガスと熱交換
されて蓄熱され、この蓄熱が低温の燃焼空気と熱交換さ
れて放熱される。
【0015】なお、隣接する蓄熱式バーナ装置は、バー
ナ10a及び10bの配置関係が逆に配置され、即ち一
つの蓄熱式バーナ装置でバーナ10aを右壁面に、バー
ナ10bを左壁面に配置したときには、これに隣接する
蓄熱式バーナ装置では、バーナ10aを左壁面に、バー
ナ10bを右壁面に夫々配置している。
【0016】そして、燃料遮断弁18a,18b、遮断
弁19、流量調節弁20、空気遮断弁24a,24b、
流量調節弁25、廃ガス遮断弁27a,27b及び流量
調節弁28が連続式加熱炉1全体を統括するプロセスコ
ンピュータ31に接続されたダイレクトディジタルコン
トローラ(以下、DDCと称す)32によって制御され
る。
【0017】DDC32は、少なくとも第1加熱帯3及
び第2加熱帯4間の炉温を検出する炉温センサ33a,
33bの温度検出値を読込むと共に、現在の第1加熱帯
3及び第2加熱帯4に滞在する各スラブの熱負荷を下記
(1)式及び所定の目的関数を定義することにより線形
計画法によって各加熱帯3,4の帯出目標温度を求め、
求めた帯出目標温度、各加熱帯での残加熱時間、現在ス
ラブ温度をもとに(1)式に従って収束演算を行って各
スラブの各加熱帯での必要炉温を求め、求めた必要最低
炉温の最大値を設定炉温とし、これを各加熱帯における
燃焼負荷TDR Z1,TDRZ2として設定し、この燃焼負
荷TDRZ と各蓄熱式バーナ装置BA1〜BA4 及びB
1 〜BB4 の燃焼負荷TDRB とを比較して、間引き
パターンを決定すると共に、この間引きパターンで燃焼
制御される蓄熱式バーナ装置については、炉温センサ3
3a,33bの温度検出値に基づいて燃料ガス流量、燃
焼空気流量及び廃ガス流量を設定して、これらに基づい
て流量調節弁20,25及び28の流量目標値を設定す
ると共に、燃焼バーナの切換えタイミングを決定し、こ
れに応じて燃料遮断弁18a,18b、空気遮断弁24
a,24b及び廃ガス遮断弁27a,27bを開閉制御
して、燃焼状態の一方のガスバーナ例えば10aを燃焼
停止させ、非燃焼状態の他方のガスバーナ10bを燃焼
状態に切換える。
【0018】
【数1】
【0019】次に、上記第1実施形態の動作をDDC3
2の燃焼切換処理手順の一例を示す図4及び図5のフロ
ーチャートを伴って説明する。なお、加熱帯3及び4で
は同一の燃焼切換処理を行うので、加熱帯3に対する燃
焼切換処理を説明する。
【0020】図4に示す燃焼切換処理は、所定時間例え
ば10msec毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、
ステップS1で炉内のスラブ配置をトラッキングして加
熱帯内滞留スラブが存在しない箇所や、スラブの抽出目
標温度が低く加熱の必要がない箇所が存在するか否かを
判定し、加熱を必要としない箇所が存在する場合には、
ステップS2に移行して、該当箇所に対応する燃焼バー
ナ装置BAi (i=1,2,3,4)の燃焼を停止させ
て燃焼休止状態とし、他の燃焼バーナ装置については燃
焼状態を継続してから処理を終了して所定のメインプロ
グラムに復帰する。
【0021】一方、ステップS1の判定結果が加熱を必
要としない箇所が存在しないものであるときにはステッ
プS3に移行し、予め前記(1)式に基づいて算出され
た各加熱帯3の燃焼負荷TDRZ1を読込み、次いでステ
ップS4に移行して、燃焼負荷TDRZ1が各加熱帯3に
おける蓄熱式バーナ装置BA1 〜BA4 における加熱帯
3の最大燃焼負荷に対応するトータル燃焼負荷TDRB1
の1/4即ち1組の蓄熱式バーナ装置の燃焼負荷以下で
あるか否かを判定し、TDRZ1≦TDRB1/4であると
きには、加熱帯の燃焼負荷が最大燃焼負荷の1/4以下
であると判断してステップS5に移行する。
【0022】このステップS5では、所定時間毎に燃焼
状態の蓄熱式バーナ装置を炉長方向に隣接する蓄熱式バ
ーナ装置に順次切換えながら常時1組の蓄熱式バーナ装
置のみを燃焼状態に制御する1/4間引き燃焼制御処理
を実行してから処理を終了して所定のメインプログラム
に復帰する。
【0023】一方、ステップS4の判定結果が、TDR
Z1>TDRB1/4であるときには、ステップS6に移行
して、加熱帯の燃焼負荷TDRZ1がトータル燃焼負荷T
DR B1の1/2即ち2組の蓄熱式バーナ装置の燃焼負荷
以下であるか否かを判定し、TDRZ1≦TDRB1/2で
あるときには、加熱帯の燃焼負荷が最大燃焼負荷の1/
2以下であると判断してステップS7に移行する。
【0024】このステップS7では、所定時間毎に奇数
番目の蓄熱式バーナ装置BA1,BA 3 と偶数番目の蓄熱
式バーナ装置BA2,BA4 とを順次切換えながら常時2
組の蓄熱式バーナ装置のみを燃焼状態に制御する1/2
間引き燃焼制御処理を実行してから処理を終了して所定
のメインプログラムに復帰する。
【0025】また、ステップS6の判定結果がTDRZ1
>TDRB1/2であるときには、ステップS8に移行し
て、全ての蓄熱式バーナ装置BA1 〜BA4 を燃焼状態
に制御する全燃焼制御処理を実行してから処理を終了し
て所定のメインプログラムに復帰する。
【0026】そして、前記ステップS5の1/4間引き
燃焼制御処理は具体的には、図5に示すように、先ずス
テップS5aで燃焼状態を表す燃焼状態フラグF1が
“1”にセットされているか否かを判定し、F=0であ
るときには、ステップS5bに移行して、燃焼経過時間
を表すカウント値Tを“0”にセットし、次いでステッ
プS5cに移行して、燃焼状態フラグF1を“1”にセ
ットすると共に、燃焼状態フラグF2,F3を“0”に
リセットし、次いでステップS5dに移行して、変数X
で表される第X番目の蓄熱式バーナ装置BAX のバーナ
10aを燃焼状態に、バーナ10bを蓄熱状態に制御
し、他の蓄熱式バーナ装置を燃焼を停止する休止状態に
制御してから処理を終了する。
【0027】ここで、バーナ10aを燃焼状態とするに
は、廃ガス遮断弁27aを閉じた状態で空気遮断弁24
aを開いて燃焼空気を蓄熱体23aで予熱してからバー
ナ10aに供給すると共に、燃料遮断弁18aを開いて
燃料ガスをバーナ10aに供給し、この状態でパイロッ
トバーナ17aで燃料ガスに点火することにより行う。
【0028】また、バーナ10bを蓄熱状態とするに
は、燃料遮断弁18bを閉じ、空気遮断弁24bを閉じ
た状態で、廃ガス遮断弁27bを開いてバーナ10bを
通じて炉内の廃ガスを蓄熱体23bを介して廃ガス吸引
ファン8で吸引排気することにより行う。
【0029】このときの、燃料ガス供給量、燃焼空気供
給量及び廃ガス流量は、DDC32によって炉温センサ
33a,33bの温度検出値に基づいて設定され、これ
ら設定値に応じて調節弁20,25及び28が制御され
る。
【0030】一方、ステップS5aの判定結果が、F1
=1であるときにはステップS5eに移行して、カウン
ト値Tを“1”だけインクリメントしてからステップS
5fに移行し、カウント値Tが所定時間tに対応する設
定値TS1に達したか否かを判定し、T=TS1であるとき
には、ステップS5gに移行して、第X番目の蓄熱式バ
ーナ装置BAX のバーナ10aを蓄熱状態に、バーナ1
0bを燃焼状態に制御し、他の蓄熱式バーナ装置を燃焼
を停止する休止状態に制御してから処理を終了する。
【0031】ここで、バーナ10aを蓄熱状態とするに
は、燃料遮断弁18aを閉じ、空気遮断弁24aを閉じ
てから、廃ガス遮断弁27aを開いてバーナ10aを通
じて炉内の廃ガスを蓄熱体23aを介して廃ガス吸引フ
ァン8で吸引排気することにより行う。
【0032】また、バーナ10bを燃焼状態とするに
は、廃ガス遮断弁27bを閉じてから空気遮断弁24b
を開いて燃焼空気を蓄熱体23aで予熱してからバーナ
10aに供給すると共に、燃料遮断弁18bを開いて燃
料ガスをバーナ10bに供給し、この状態でパイロット
バーナ17bで燃料ガスに点火することにより行う。
【0033】また、ステップS5fの判定結果が、T≠
S1であるときには、ステップS5hに移行し、カウン
ト値Tが所定時間tの2倍に対応する設定値TS2に達し
たか否かを判定し、T≠TS2であるときにはそのまま処
理を終了し、T=TS2であるときにはステップS5iに
移行して、変数Xを“1”だけインクリメントしてから
ステップS5jに移行し、変数Xが“5”となったか否
かを判定し、X=5であるときにはステップS5kに移
行して変数Xを“1”に設定してからステップS5mに
移行し、X<5であるときにはそのままステップS5m
に移行する。
【0034】ステップS5mでは、燃焼状態フラグFを
“0”にリセットしてから処理を終了する。同様に、図
4におけるステップS7の1/2間引き燃焼制御処理
は、具体的には、図6に示すように、上記図5の処理に
おけるステップS5aの処理が燃焼状態フラグF2が
“1”にセットされているか否かを判定するステップS
7aに、ステップS5cの処理が燃焼状態フラグF2を
“1”にセットすると共に、燃焼状態フラグF1,F3
を“0”にリセットする処理ステップS7cに、ステッ
プS5dの処理が第Y番目及び第Y+2番目の蓄熱式バ
ーナ装置BAY 及びBAY+ 2 のバーナ10aを燃焼状態
に、バーナ10bを蓄熱状態に制御し、他の蓄熱式バー
ナ装置を燃焼を停止する休止状態に制御するステップS
7dに、ステップS5gの処理が第Y番目及び第Y+2
番目の蓄熱式バーナ装置BAY 及びBAY+2のバーナ1
0aを蓄熱状態に、バーナ10bを燃焼状態に切換え制
御し、他の蓄熱式バーナ装置を燃焼を停止する休止状態
に制御するステップS7gに、さらにステップS5iの
処理が変数YをインクリメントするステップS7iに、
ステップS5jの処理が変数Yが“3”となったか否か
を判定するステップS7jに、ステップS5kの処理が
変数Yを“1”に設定するステップS7kに、ステップ
S5mの処理が燃焼状態フラグF2を“0”にリセット
する処理ステップS7mに夫々置換されていることを除
いては図5と同様の処理を行い、図5との対応ステップ
にはステップ番号S7に同一ローマ字の小文字を付し、
詳細説明はこれを省略する。
【0035】さらに、図4におけるステップS8の全燃
焼制御処理は、具体的には、図7に示すように、前記図
5の処理におけるステップS5aの処理が燃焼状態フラ
グF3が“1”にセットされているか否かを判定するス
テップS8aに、ステップS5cの処理が燃焼状態フラ
グF3を“1”にセットすると共に、燃焼状態フラグF
1,F2を“0”にリセットする処理ステップS7c
に、ステップS5dの処理が全ての蓄熱式バーナ装置B
1 〜BA4 のバーナ10aを燃焼状態に制御し、他方
のバーナ10bを蓄熱状態に制御するステップS8d
に、ステップS5gの処理が全ての蓄熱式バーナ装置B
1 〜BA4 のバーナ10aを蓄熱状態に、バーナ10
bを燃焼状態に切換え制御するステップS8gに夫々置
換され、さらにステップS5i〜S5kの処理が省略さ
れていることを除いては図5と同様の処理を行い、図5
との対応ステップにはステップ番号S8に同一ローマ字
の小文字を付し、詳細説明はこれを省略する。
【0036】したがって、連続式加熱炉が操業状態にあ
って、順次スラブが予熱帯2に装入されると共に、均熱
帯5から抽出されているものとすると、DDC32でウ
ォーキングビームによって搬送されるスラブをトラッキ
ングして、逐次各加熱帯3,4に滞留する各スラブにつ
いて帯出目標温度を算出し、これに基づいて設定炉温を
算出して、各加熱帯3,4の燃焼負荷TDRZ1,TDR
Z2を算出する。
【0037】そして、各加熱帯3,4では、図4〜図7
の燃焼切換処理が実行されて、先ず、加熱対象となるス
ラブが存在しないか又は抽出温度が低く加熱を必要とし
ないスラブが存在する非加熱領域があるか否かを判定
し、非加熱領域がある場合には、図8に示すように、こ
の非加熱領域に該当する蓄熱式バーナ装置BAi ,BB
i を燃焼を停止させた休止状態に制御する(ステップS
2)。
【0038】このように、非加熱領域が存在する場合に
は、該当する領域に対応する蓄熱式バーナ装置BAi
BBi を休止状態に制御するので、燃料原単位を向上さ
せることができると共に、抽出温度が低いスラブに対し
て過加熱状態となることなく、製品品質を維持すること
ができる。
【0039】一方、上記のような非加熱領域が存在しな
い場合には、算出された燃焼負荷TDRZ1,TDRZ2
基づいて各加熱帯3,4の蓄熱式バーナ装置BA1 〜B
4,BB1 〜BB4 の燃焼切換制御を行う。
【0040】この燃焼切換制御では、各加熱帯3,4の
燃焼負荷TDRZ1,TDRZ2が各加熱帯3,4に配設さ
れた蓄熱式バーナ装置BA1 〜BA4 ,BB1 〜BB4
の燃焼負荷を加算したトータル燃焼負荷TDRB1,TD
B2と比較したときに例えば、トータル燃焼負荷TDR
B1,TDRB2の1/4以下であるときには、図5の1/
4間引き燃焼制御処理が実行される。
【0041】このとき、初期状態で燃焼状態フラグF1
〜F3が共に“0”にリセットされ、且つ変数Xが
“1”にセットされているものとすると、図5の処理が
実行されたときに、カウント値Tが“0”にセットさ
れ、燃焼フラグF1が“1”にセットされた後(ステッ
プS5b,S5c)、図9に示すように、時点t1 で第
1番目の蓄熱式バーナ装置BA1 のバーナ10aが燃焼
制御され、他方のバーナ10bが蓄熱制御され、蓄熱体
23b温度が廃ガスとの熱交換によって上昇する。
【0042】その後、カウント値Tが所定値TS1に達す
るまでの間は、図5の処理が実行されたときに、ステッ
プS5a、ステップS5e、ステップS5hを経てその
まま処理を終了することにより、第1番目の蓄熱式バー
ナ装置BA1 のバーナ10aが燃焼状態を継続し、他方
のバーナ10bが蓄熱状態を継続する。
【0043】その後、時点t2 でカウント値Tが所定値
S1に達すると、ステップS5gに移行して、第1番目
の蓄熱式バーナ装置BA1 のバーナ10aを蓄熱状態
に、バーナ10bを燃焼状態に切換える。
【0044】これによって、燃焼空気が蓄熱体23bに
よって予熱されてバーナ10bに供給されると共に、燃
料ガスがバーナ10bに供給され、パイロットバーナ1
7bで点火される。
【0045】その後、カウント値Tが所定値TS2に達す
ると、変数Xが“2”となると共に、燃焼状態フラグF
1が“0”にリセットされる。このため、時点t3 で図
5の処理が実行されると、図9に示すように、ステップ
S5dで第2番目の蓄熱式バーナ装置BA2 のバーナ1
0aが燃焼状態に、他方のバーナ10bが蓄熱状態に夫
々制御される。
【0046】その後、時点t5 及びt7 で順次第3番目
及び第4番目の蓄熱式バーナ装置BA3 及びBA4 が燃
焼状態に制御され、第4番目の蓄熱式バーナ装置BA4
のバーナ10bの燃焼状態が終了する時点t9 ではステ
ップS5iで変数Xが“5”となるので、ステップS5
jからステップS5kに移行して、変数Xが“1”に設
定され、次いで燃焼状態フラグF1が“0”にリセット
されるので、次に図5の処理が実行されたときに、ステ
ップS5dで第1番目の蓄熱式バーナ装置BA 1 が燃焼
状態に制御される。
【0047】このように、図5の1/4間引き燃焼制御
によれば、常時1組の蓄熱式バーナ装置BAi,BBi
みが燃焼状態に制御され、他の蓄熱式バーナ装置が休止
状態に制御され、燃焼中の蓄熱式バーナ装置BAi ,B
i はその燃焼負荷の100%で燃焼されるので、炉幅
方向に温度むらが発生することを確実に防止することが
でき、しかも所定時間毎に燃焼状態の蓄熱式バーナ装置
が炉長方向に移動するので、加熱帯3,4の炉長方向に
温度むらが発生することを確実に防止することができ
る。
【0048】同様に、加熱帯3,4の燃焼負荷TD
Z1,TDRZ2が蓄熱式バーナ装置の燃焼負荷TD
B1,TDRB2の1/4を越え、1/2以下であるとき
には、図6の1/2間引き燃焼制御処理が実行されて、
図10に示すように、時点t1 で奇数番目の蓄熱式バー
ナ装置BA1,BA3 及びBB1,BB3 のバーナ10aが
燃焼状態に、バーナ10bが蓄熱状態に制御され、時点
2 でバーナ10aが蓄熱状態に、バーナ10bが燃焼
状態に切換えられ、次いで時点t3 で偶数番目の蓄熱式
バーナ装置BA2,BA4 及びBB2,BB4 のバーナ10
aが燃焼状態に、バーナ10bが蓄熱状態に制御され、
時点t4 でバーナ10aが蓄熱状態に、バーナ10bが
燃焼状態に切換えられ、時点t5 で奇数番目の蓄熱式バ
ーナ装置BA1,BA3 及びBB1,BB3 のバーナ10a
が燃焼状態に、バーナ10bが蓄熱状態に制御され、時
点t2 でバーナ10aが蓄熱状態に制御される状態に復
帰し、この制御パターンが順次繰り返される。
【0049】この1/2間引き燃焼制御によって、各加
熱帯3,4の燃焼負荷に応じて常時半分の蓄熱式バーナ
装置がその燃焼負荷の100%で燃焼状態に、残りの半
分の蓄熱式バーナ装置が休止状態に制御され、且つこれ
らが交互に切換えられるので、炉幅方向及び炉長方向で
温度むらを生じることなく均一な加熱状態を得ることが
できる。
【0050】さらに、加熱帯3,4の燃焼負荷TD
Z1,TDRZ2が蓄熱式バーナ装置の燃焼負荷TD
B1,TDRB2の1/2を越えるときには、図7の全燃
焼制御処理が実行されて、図11に示すように、常時全
ての蓄熱式バーナ装置BA1 〜BA4,BB1 〜BB4
のバーナ10aが燃焼状態となり、バーナ10bが蓄熱
状態となり、時点t2 でバーナ10aが蓄熱状態に、バ
ーナ10bが燃焼状態に切換えられ、時点t3 で最初の
燃焼状態に復帰し、以後各蓄熱式バーナ装置BA1 〜B
4 ,BB1 〜BB4 のバーナ10a,10bの燃焼状
態が交互に反転されて、全ての蓄熱式バーナ装置BA1
〜BA4 ,BB1 〜BB4 が100%の燃焼負荷で燃焼
される。
【0051】なお、上記実施形態においては、各加熱帯
3,4の蓄熱式バーナ装置の間引きパターンを1/2及
び1/4の2種類に設定した場合について説明したが、
これに限定されるものではなく、さらに細分化すること
もでき、各加熱帯3,4に設置した蓄熱式バーナ装置の
数を考慮して任意のパターンに設定することができる。
【0052】また、上記実施形態においては、ガスバー
ナ10a、10bに供給する燃料としてMガスを使用す
る場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、他の燃料ガスや重油等の液体燃料を適用すること
ができるものである。
【0053】さらに、上記実施形態においては、ガスバ
ーナ10a、10bの燃焼切換制御をDDC32で行う
ようにした場合について説明したが、これに限らず他の
プログラマブルコントローラやシーケンス制御回路等に
よってシーケンス制御するようにしてもよい。
【0054】さらに、上記実施形態においては、ガスバ
ーナ10a、10bに対する燃焼空気の供給及び廃ガス
の排出を個別の空気遮断弁24a、24b及び廃ガス遮
断弁27a、27bで行う場合について説明したが、こ
れに限らずエアシリンダ等によって流路を切り換える方
向切換弁や、特開平1−219411号公報に開示され
ているように流体力学的にコアンダ効果を利用して切換
機構を構成するようにしてもよい。
【0055】さらにまた、上記実施形態においては、蓄
熱式バーナ装置のバーナ10a,10bの燃焼状態の切
換えを所定時間t毎に行う場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、蓄熱体23a,23bの
バーナ10a,10b側の出側温度を温度センサで検出
し、この出側温度が下限設定値に達したときに両バーナ
の燃焼切換えを行うようにしてもよく、この場合には、
燃焼空気温度の低下による加熱帯温度の低下を確実に防
止することができると共に、蓄熱体23a,23bの過
放熱を抑制して、蓄熱状態に切換えたときの廃ガス温度
の低下を抑制して、廃ガス温度が酸露点以下に低下し
て、硫黄成分による硫酸の生成を確実に阻止することが
できる効果が得られる。
【0056】また、上記実施形態においては、蓄熱式バ
ーナ装置として、一対のバーナ10a,10bを対向壁
面に配置する場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、隣接する蓄熱式バーナ装置で互いに交
差するように配置するなど、位置をずらして配置するよ
うにしてもよい。
【0057】さらに、上記実施形態においては、1つの
加熱帯に4組の蓄熱式バーナ装置を配設した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、加熱帯
の炉長に応じて任意数組の蓄熱式バーナ装置を配設する
ことができる。
【0058】なおさらに、上記実施形態においては、本
発明を連続式加熱炉に適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、他の加熱炉や熱処
理炉等にも適用し得るものである。
【0059】また、上記実施形態においては、被加熱鋼
材がスラブである場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、ブルームやフラットバー等の他の
鋼材であっても本発明を適用し得るものである。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る蓄
熱式燃焼装置における燃焼制御方法によれば、加熱帯の
燃焼負荷に応じてN組の蓄熱式バーナ装置の個々の間引
き休止回数を決定すると共に、間引き休止中の蓄熱式バ
ーナ装置と燃焼中の蓄熱式バーナ装置とを順次切換える
ようにしたので、炉幅方向及び炉長方向の均一な加熱が
可能となり、製品品質の安定化、燃料原単位の向上等の
効果が得られる。
【0061】また、請求項2に係る蓄熱式燃焼装置にお
ける燃焼制御方法によれば、前記加熱帯の燃焼負荷に応
じてN組の蓄熱式バーナ装置の個々の間引き休止回数を
決定すると共に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃
焼中の蓄熱式バーナ装置とを順次切換える燃焼負荷間引
き制御と、加熱帯内を通過する被加熱鋼材に基づく間引
き制御との双方を考慮して間引き、燃焼及び蓄熱の燃焼
サイクルを設定するようにしたので、前記請求項1の発
明の効果に加えて、被加熱鋼材がないか又は抽出温度の
低い被加熱鋼材が存在して、加熱の必要がない領域が生
じたときに、これに応じて燃焼サイクルを変更すること
ができ、より一層、製品品質の安定化、燃料原単位の向
上を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を連続式加熱炉に適用した場合の一実施
例を示す概略構成図である。
【図2】蓄熱式バーナ装置の一例を示す概略構成図であ
る。
【図3】ガスバーナの一例を示す断面図である。
【図4】ダイレクトディジタルコントローラでの燃焼切
換処理の一例を示すフローチャートである。
【図5】図4における1/4間引き燃焼制御処理の具体
例を示すフローチャートである。
【図6】図4における1/2間引き燃焼制御処理の具体
例を示すフローチャートである。
【図7】図4における全燃焼制御処理の具体例を示すフ
ローチャートである。
【図8】非加熱領域が存在する場合の燃焼制御状態を示
すタイムチャートである。
【図9】1/4間引き燃焼制御状態を示すタイムチャー
トである。
【図10】1/2間引き燃焼制御状態を示すタイムチャ
ートである。
【図11】全燃焼制御状態を示すタイムチャートであ
る。
【符号の説明】
1 連続式加熱炉 2 予熱帯 3 第1加熱帯 4 第2加熱帯 5 均熱帯 BA1 〜BA4 、BB1 〜BB4 蓄熱式バーナ装置 8 廃ガス吸引ファン 10a、10b ガスバーナ 18a、18b 燃料遮断弁 23a、23b 蓄熱体 24a、24b 空気遮断弁 27a、27b 廃ガス遮断弁 32 ダイレクトディジタルコントローラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱帯内に配設した一対のバーナと、各
    バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排
    出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装され
    た蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると
    共に、非燃焼側バーナから前記加熱帯内の廃ガスを前記
    蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ
    装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って複数N組並設した
    蓄熱式燃焼装置において、前記加熱帯の燃焼負荷に応じ
    てN組の蓄熱式バーナ装置の個々の間引き休止回数を決
    定すると共に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼
    中の蓄熱式バーナ装置とを順次切換えるようにしたこと
    を特徴とする蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法。
  2. 【請求項2】 加熱帯内に配設した一対のバーナと、各
    バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排
    出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装され
    た蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると
    共に、非燃焼側バーナから前記加熱帯内の廃ガスを前記
    蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ
    装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って複数N組並設した
    蓄熱式燃焼装置において、前記加熱帯の燃焼負荷に応じ
    てN組の蓄熱式バーナ装置の個々の間引き休止回数を決
    定すると共に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼
    中の蓄熱式バーナ装置とを順次切換える燃焼負荷間引き
    制御と、加熱帯内を通過する被加熱鋼材に基づく間引き
    制御との双方を考慮して間引き、燃焼及び蓄熱の燃焼サ
    イクルを設定するようにしたことを特徴とする蓄熱式燃
    焼装置における燃焼制御方法。
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