JPS5940437Y2 - Furnace with radiant tube - Google Patents

Furnace with radiant tube

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JPS5940437Y2
JPS5940437Y2 JP15864180U JP15864180U JPS5940437Y2 JP S5940437 Y2 JPS5940437 Y2 JP S5940437Y2 JP 15864180 U JP15864180 U JP 15864180U JP 15864180 U JP15864180 U JP 15864180U JP S5940437 Y2 JPS5940437 Y2 JP S5940437Y2
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JP
Japan
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furnace
burner
radiant tube
radiant
gap
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JP15864180U
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Japanese (ja)
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JPS5783164U (en
Inventor
修 竹内
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、輻射管付き加熱炉に関するもので、詳しくは
、金属圧延機の前で、スラブ、ビレット、ブルーム等を
圧延温度に加熱する金属加熱炉に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a heating furnace with a radiation tube, and more specifically, to a metal heating furnace that heats slabs, billets, blooms, etc. to rolling temperature in front of a metal rolling mill.

従来の金属加熱炉は、燃料をバーナで直接燃焼させる直
火式加熱方法がとられてきた。
Conventional metal heating furnaces have used a direct heating method in which fuel is directly combusted in a burner.

この場合、バーナから噴出したガスと燃焼用空気は炉内
空気で混合燃焼するため、最近の炉のごとく、炉長が3
0メートル以上、また炉幅が10メートル以上と、大形
化すると、−下記の理由から炉下部の炉内温度の均一化
がはかれなくなってきた。
In this case, the gas ejected from the burner and the combustion air are mixed and burned in the furnace air, so the furnace length is 3
When the furnace size is increased to 0 meters or more, or the furnace width is 10 meters or more, it becomes difficult to equalize the temperature inside the furnace in the lower part of the furnace for the following reasons.

すなわち、炉の両側面にサイドバーナを設けた場合は、
従来の直火バーナでは大きな噴き出し速度(たとえば秒
速50メートル以上)を与えても、火炎長さはせいぜい
炉幅の1程度であり、炉内の側面近くと中心付近では、
100℃以上の温度差(中心が低温)がつき、この傾向
は燃焼量を小さくすると、ますます悪化する。
In other words, if side burners are installed on both sides of the furnace,
In conventional direct-fired burners, even if a large ejection velocity (for example, 50 meters per second or more) is applied, the flame length is at most one width of the furnace, and near the sides and center of the furnace,
There is a temperature difference of 100°C or more (lower temperature at the center), and this tendency becomes worse as the combustion amount is reduced.

さらに、燃焼量を小さくすると、バーナからの噴き出し
エネルギーが低下するため、炉内のガスの流れ、浮力等
により、火炎が流され、火炎は被加熱材の端部のみ加熱
する現象も生じていた。
Furthermore, when the combustion amount is reduced, the energy emitted from the burner is reduced, which causes the flame to flow due to the flow of gas in the furnace, buoyancy, etc., and the flame only heats the ends of the material to be heated. .

以上により、被加熱材は不均一に加熱されるため、品質
の悪化および余分な燃料の投入などを生じていた。
As a result of the above, the material to be heated is heated non-uniformly, resulting in deterioration in quality and the need to use excess fuel.

他方、サイドバーナの欠点を改善するために直火式バー
ナな炉の長手方向に配置する軸流バーナ方式もとられて
きた。
On the other hand, in order to improve the drawbacks of side burners, an axial flow burner system, which is a direct-fired burner and is arranged in the longitudinal direction of the furnace, has also been adopted.

この場合、炉幅方向の温度分布の向上は得られたが、軸
流バーナの取付けのため、炉床に山と谷を設ける必要が
あり、炉の下部構造が非常に複雑化して保守が困難とな
るとともに、山および谷部に熱が蓄積して作業性ならび
に作業上の安全性が著しく悪化していた。
In this case, the temperature distribution in the width direction of the furnace was improved, but because the axial burner was installed, it was necessary to create peaks and valleys in the hearth, making the lower structure of the furnace extremely complex and difficult to maintain. At the same time, heat accumulated in the peaks and valleys, significantly deteriorating workability and safety.

さらに、直火軸流式においては、炉長手方向において、
炉下部では、とくに火炎の浮上りにより温度分布が不均
一となる。
Furthermore, in the direct-fired axial flow type, in the longitudinal direction of the furnace,
In the lower part of the furnace, the temperature distribution becomes uneven, especially due to the rising flame.

本考案は、炉壁に設けた下部サイドバーナと、このバー
ナと同軸上で炉内に配置された複数個の輻射管とからな
る燃焼装置を設け、かつ、前記輻射管と炉壁の間および
輻射前相互の間に隙間を設けるとともに、該輻射管の炉
内端を炉内に開放した開放口とすることによって、従来
のものの上記の諸欠点を巧みに解消したもので、その一
実施例について、図面を参照しながら説明する。
The present invention provides a combustion device consisting of a lower side burner provided on the furnace wall and a plurality of radiant tubes arranged in the furnace coaxially with the burner, and a By providing a gap between the radiant tubes and by making the in-furnace end of the radiant tube an open port that opens into the furnace, the above-mentioned drawbacks of the conventional radiant tubes are skillfully solved, and one embodiment thereof. will be explained with reference to the drawings.

図面において、1は金属加熱炉で、炉床2と、内部に金
属の被加熱材4を載置移動させる炉内ビーム3とを有し
ている。
In the drawings, reference numeral 1 denotes a metal heating furnace, which has a hearth 2 and an in-furnace beam 3 in which a metal material to be heated 4 is placed and moved.

5は下部サイドバーナ、6j、−よび6′は輻射管であ
る。
5 is a lower side burner, and 6j, - and 6' are radiant tubes.

すなわち、第2回転よび第3図にみられるように、前記
バーナ5は側部炉壁9の比較的下方に設けられており、
前記輻射管6は該バーナ5の軸と同軸になるように設け
られ、かつ、側部炉壁9との間に隙間7を有し、また輻
射管6Iは該バーナ5の軸と同軸になるようにして輻射
管6の延長状になるように設けられ、しかも、輻射管6
と6′の間に隙間7を有しているとともに、炉内端が炉
内に開放した開放口8となっている。
That is, as seen in the second rotation and FIG. 3, the burner 5 is provided relatively below the side furnace wall 9,
The radiant tube 6 is provided so as to be coaxial with the axis of the burner 5 and has a gap 7 between it and the side furnace wall 9, and the radiant tube 6I is coaxial with the axis of the burner 5. In this way, it is provided to be an extension of the radiation tube 6, and moreover, the radiation tube 6
There is a gap 7 between and 6', and the inner end of the furnace is an open port 8 that is open into the furnace.

そして輻射管6とダは炉床2にたする異物での損傷を受
けないように輻射管サポート10によって支承され、炉
床2から分離されている。
The radiant tubes 6 and DA are supported by a radiant tube support 10 and separated from the hearth 2 so as not to be damaged by foreign objects hitting the hearth 2.

その他、11は上部バーナ、12は前記被加熱材4の移
動方向を示す矢印である。
Additionally, 11 is an upper burner, and 12 is an arrow indicating the moving direction of the heated material 4.

このように構成された金属加熱炉1に訃いては、被加熱
材4は炉内ビーム3に載せられて矢印12の方向に移動
しながら、その上部はバーナ11で加熱され、その下部
は下部サイドバーナ5と輻射管6およびダの組合せ燃焼
器により加熱される。
In the metal heating furnace 1 configured in this way, the material to be heated 4 is placed on the in-furnace beam 3 and moves in the direction of the arrow 12, while its upper part is heated by the burner 11 and its lower part is heated by the lower part. It is heated by a combination combustor of a side burner 5, a radiant tube 6, and a radiant tube.

該バーナ5と輻射管6釦よび6′は、第3図に拡大して
示されているように、該バーナ5に投入された燃料と燃
焼用空気は、輻射管6と6′内で燃焼し、炉内端の開放
口8から火炎および燃焼ガスが噴出される。
The burner 5 and the radiant pipes 6 and 6' are arranged so that, as shown in an enlarged view in FIG. Then, flame and combustion gas are ejected from the open port 8 at the inner end of the furnace.

したがって、火炎および燃焼ガスは輻射管6内とV内を
通るため、輻射管6と6′を加熱するとともに、開放口
8により、炉内の任意所望の適正位置に排出される。
The flame and combustion gases thus pass through the radiant tubes 6 and V, thereby heating the radiant tubes 6 and 6', and are discharged via the opening 8 to any desired location within the furnace.

また前記各隙間7ば、炉内温度変化による輻射管6と6
Iの熱膨張変化で、互いにぶつかることによる損傷の防
止と輻射管6が炉壁9にぶつかることによる損傷の防止
とをする働きをするほか、バーナ5からの高速火炎の効
果により、炉内ガスを吸い込み、この炉内ガスの再循環
作用による火炎温度低下での窒素酸化低減効果と、輻射
管6訃よび6′の温度分布の向上をはかるものである。
In addition, each gap 7a, the radiation tubes 6 and 6 due to the temperature change inside the furnace.
The change in thermal expansion of I serves to prevent damage caused by collisions between the radiant tubes 6 and the furnace wall 9. In addition, due to the effect of the high-speed flame from the burner 5, the gas in the furnace The purpose is to reduce nitrogen oxidation by lowering the flame temperature by recirculating the gas in the furnace, and to improve the temperature distribution in the radiant tubes 6 and 6'.

すなわち、隙間7は炉内ガスの吸込口としての役目をも
するので、隙間Tとして5 30 輻射管1本の長さの「「18〜10000間隔を設けた
場合と、該けない場合とで、実験をしたところ、設けた
場合では、窒素酸化物は20〜30多低減し、また温度
分布については、第4図に示すようになった。
In other words, since the gap 7 also serves as a suction port for the gas in the furnace, the gap T is 5 30 The length of one radiant tube is 18 to 10,000. When an experiment was conducted, nitrogen oxides were reduced by 20 to 30 times, and the temperature distribution was as shown in FIG. 4.

すなわち、第4図は、横軸に輻射管長さl(メートル)
をとり、縦軸に温度t ec)をとったもので、隙間を
設けない場合は点線曲線すで示される温度分布であった
が、前述の隙間7を設けた場合は実線曲線aで示される
温度分布に改善された。
In other words, in Fig. 4, the horizontal axis represents the radiation tube length l (meters).
and the vertical axis is the temperature t ec).If no gap is provided, the temperature distribution is shown by the dotted line curve, but if the gap 7 is provided, the temperature distribution is shown by the solid line curve a. Temperature distribution was improved.

なお輻射管6と6′は、1000℃以下では耐熱鋼を使
用してもよいが、1000℃をこえる場合は炭化けい素
等のセラミック質のものを使用することが望−!L<、
−!た長さについては、炉の条件により、適宜選定する
がよい。
For the radiation tubes 6 and 6', heat-resistant steel may be used at temperatures below 1000°C, but when the temperature exceeds 1000°C, it is preferable to use ceramic materials such as silicon carbide! L<,
-! The length should be selected as appropriate depending on the furnace conditions.

上述のように、本考案は、下部サイドバーナと同軸にし
て炉内に複数個の輻射管が配置されているので、該バー
ナからの火炎釦よび燃焼ガスが該輻射管内を流れ、した
がって、火炎訃よび燃焼ガスは炉内のガス流や浮力など
の影響を受けることがなく、炉内の任意所望の位置1で
行くことになり、温度分布が良好となるのみならず、炉
内ガスの悪影響を受けないため、サイドバーナ方式を使
うことができ、また炉の構造に合わせて小容量バーナな
多数配置して炉内温度分布を向上させるとともに、下部
炉構造も簡素化されて保守や安全性が向上する。
As mentioned above, the present invention has a plurality of radiant tubes arranged in the furnace coaxially with the lower side burners, so that the flame button and combustion gas from the burners flow through the radiant tubes, so that the flame The gas and combustion gas are not affected by the gas flow or buoyancy in the furnace, and go to any desired position in the furnace, which not only improves the temperature distribution but also prevents the adverse effects of the gas in the furnace. The side burner method can be used, and a large number of small-capacity burners are arranged to match the furnace structure, improving the temperature distribution inside the furnace.The lower furnace structure is also simplified, which improves maintenance and safety. will improve.

しかも、輻射管は炉内端が開放口となっているので、燃
焼ガスは炉内の適正な所に放出され、対流伝熱も充分に
行なわれ、熱効率の向上がはかれる。
Moreover, since the radiant tube has an open port at the end inside the furnace, the combustion gas is discharged to an appropriate location within the furnace, sufficient convection heat transfer is carried out, and thermal efficiency is improved.

とくに、輻射管と炉壁の間転よび輻射前相互の間に適正
な隙間が設けられているので、炉内温度変化などによっ
て輻射管に熱膨張があっても、損傷することがないのみ
ならず、隙間は炉内ガスの吸込口としての役目をもする
ので、隙間から炉内ガスを輻射管内に吸い込み、再循環
するため、輻射管の局部加熱が防止されるとともに、温
度分布が大幅に向上され、かつ、窒素酸化が低下する。
In particular, since an appropriate gap is provided between the radiant tube and the furnace wall and between each other before the radiation, even if the radiant tube undergoes thermal expansion due to temperature changes inside the furnace, it will not be damaged. First, the gap also serves as a suction port for the furnace gas, which is sucked into the radiant tube through the gap and recirculated, which prevents local heating of the radiant tube and greatly improves the temperature distribution. improved and reduced nitrogen oxidation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示した一部断面側面図、第
2図は第1図の横断面を拡大して示した断面正面図、第
3図は第2図の側部炉壁の一部をさらに拡大して示した
一部切欠断面正面図、第4図は輻射管の温度分布を示し
た曲線図である。 1・・・金属加熱炉、2・・・炉床、3・・・炉内ビー
ム、4・・・被加熱材、5・・・下部サイドバーナ、6
、6’−・・輻射管、7・・・隙間、8・・・開放口
、9・・・側部炉壁、10・・・輻射管サポート、11
・・・上部バーナ。
Fig. 1 is a partially sectional side view showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional front view showing an enlarged cross section of Fig. 1, and Fig. 3 is a side furnace of Fig. 2. FIG. 4 is a partially cutaway sectional front view showing a further enlarged part of the wall, and a curve diagram showing the temperature distribution of the radiant tube. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Metal heating furnace, 2... Hearth, 3... Furnace beam, 4... Material to be heated, 5... Lower side burner, 6
, 6'-... Radiation pipe, 7... Gap, 8... Opening port, 9... Side furnace wall, 10... Radiation tube support, 11
...Top burner.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 金属加熱炉の側部炉壁の比較的下方に設けられた下部サ
イドバーナと、このバーナの軸と同軸にして炉内に配置
された複数個の輻射管とからなる燃焼装置を備え、かつ
、前記輻射管と炉壁の間転よび輻射前相互の間に隙間を
有し、しかも、該輻射管の炉内端が炉内に開放した開放
口となっていることを特徴とする。 輻射管付き加熱炉。
[Claim for Utility Model Registration] From a lower side burner installed relatively below the side wall of a metal heating furnace, and a plurality of radiant tubes arranged coaxially with the axis of this burner in the furnace. and a gap is provided between the radiant tube and the furnace wall, and the in-furnace end of the radiant tube is an open port that opens into the furnace. It is characterized by Heating furnace with radiant tube.
JP15864180U 1980-11-07 1980-11-07 Furnace with radiant tube Expired JPS5940437Y2 (en)

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JPS5783164U JPS5783164U (en) 1982-05-22
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