JPS5946293B2 - 鋼塊の加熱方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、普通鋼（一般の低、中炭素鋼）を、均熱炉に
おいて、圧延可能な鋼塊温度まで焼き上げる鋼塊の加熱
方法の改良に関し、特に鋼塊の持込顕熱に応じて昇温方
式を最適化した鋼塊の加熱方法に関し、鋼塊の保有熱を
活用して、燃料原単位の低減を図ることを目的としたも
のである。

普通鋼の鋼塊について、溶鋼を鋳型に注入直後から均熱
炉へ装入、加熱、均熱を経て抽出するまでの間の鋼塊の
平均顕熱経過と凝固率経過を一連の計算により求めると
、第１図に示す過程をとる。

図面に於て、１は平均鋼塊顕熱履歴曲線、２は鋼塊凝固
率推移曲線を示す。

３は均熱炉装入時の鋼塊持込顕熱であり、４は均熱炉抽
出時の鋼塊持出顕熱である。

５は均熱装入時の凝固率であり、通常は未凝固状態で装
入される。

６は均熱炉抽出時の凝固率で通常は完全凝固（未凝固率
１０％以下を含む）となって抽出される。

なお第１図に示す注入から装入までの経過時間はトラッ
クタイムと通常呼ばれる。

さて、装入から抽出までの間は、均熱炉内へ燃料を投入
して、燃焼し抽出時には、圧延仕上り温度を確保する顕
熱で、かつ表面温度については、表面品質を確保する表
面温度を保有する鋼塊を得る。

前記均熱炉の燃焼方式としては、第２〜８図に示す種々
の方式が提案されている。

第２〜７図は衆知のもので第８図は本出願人が特開昭５
５−１５８２３０号公報で提案したものである。

図面に於て、破線７は、炉内温度曲線実線８は燃料流量
曲線である。

以下各方式について、簡単に説明する。

（１）第２図に示す方式は、燃料流量最大方式と呼ばれ
るもので、目的とする炉内最終基準温度に最短時間で到
達する様に、加熱期の最初から、加熱期間中最大量の燃
料を導入、加熱期の全期間にわたり持続し炉内最終基準
温度に到達したとき燃料流量を抑え均熱するものである
。

（２）第３図に示す方式は、燃料流量階段方式と呼ばれ
るものであり、図示の如く階段的に燃料投入を行う。

詳しくは均熱炉の加熱期の連続する瞬時に於ける均熱炉
の入熱と、出熱との熱精算を行なって得られる単位時間
当りの鋼塊の吸収熱が一定になるように燃料投入を行な
うもので、加熱期、燃料の投入量を順次階段的に増加さ
せる。

（３）第４図に示すものは、燃料流量傾斜方式と呼ばれ
るもので、一定の流量傾斜で昇流するものである。

（４）第５図に示すものは、温度傾斜方式と呼ばれてお
り、温度勾配を制御して昇温するものである。

（５）第６図に示すものは、燃料流量多段傾斜方式と呼
ばれ、加熱期の流量傾斜勾配を、一定でな（多段に変更
して加熱するものである。

以上の第２〜６図の各方式では、均熱炉での加熱期の燃
料投入又は昇温速度を規制するもので、最終設定温度到
達後、即ち均熱期での燃料は最終設定温度を保定するた
め通常、減衰曲線となる。

（６）第７図に示すものは、衝動加熱方式（燃料流量最
大最小繰返方式）と呼ばれるもので、炉内温度が設定値
に達するまでは一定の流量で燃料を投入し、炉内が設定
値に到達したのちの低負荷燃焼時に燃焼量を最小もしく
は完全に停止させる一方間欠的に燃焼量を増大し、この
操作を繰り返し炉内温度を一定に保つものである。

（７）第８図は本出願人が、燃料流量デルタ字方式と呼
んでいるもので、最小燃料投入による加熱期のみで鋼塊
を焼き上げ、均熱期が存在しない方式である。

さて、第１図の装入時の鋼塊持込顕熱は鋼塊サイズ、ト
ランクタイムが変動することにより、変化する。

このような場合、従来は、−燃焼方式の計装設備を保有
するといった均熱炉制御方式とも関連して、鋼塊持込顕
熱に応じて、−燃焼方式内で、変更できる変数で対応し
ていた。

例えば第４図の燃料流量傾斜方式の燃焼方式を実行する
計装設備を備えた均熱炉に於ては、例えば装入時鋼塊が
、熱塊、温塊、冷塊である場合、これに応じて、第９図
に実線９，１０，１１で示す如く、流量勾配を変化させ
たり、これに加えて初期投入流量を、変化させることに
より圧延可能な鋼塊温度まで加熱することが行なわれて
いる。

本発明は以上の様な実状に鑑み、省エネルギーの観点よ
り、均熱炉に装入した鋼塊な圧延可能な温度まで加熱し
て焼き上げるときの上記鋼塊の炉内持込顕熱と、燃料消
費量との関係曲線を、前記第２〜８図の２種以上の方式
の異なる均熱炉の燃焼方式をパラメータとして、調査し
た結果、鋼塊の炉内持込顕熱に応じて、燃料消費量を最
小にする燃焼方式があることが判明した。

即、本発明者等は、均熱炉に於ける計装設備を、第２〜
８図に示す方式の異なる均熱炉の燃焼方式を、実施可能
な様に改造して調査を行なった。

この結果を、第１０図及び第１１図に示している。

第１０，１１図は横軸に、鋼塊持込顕熱（×１０ ”
Ｋｃａｌ ／ Ｔ ）を縦軸に、圧延可能な温度まで焼
き上げた時の燃料消費量を示している。

又第１１図は第１０図の一部拡大図である。

図面に於て、１２は、燃料流量最大方式による鋼塊持込
顕熱と、燃料消費量との関係曲線である。

１３は燃料流量階段方式による関係曲線、１４は燃料流
量傾斜方式による関係曲線、１５は温度傾斜方式による
曲線、１６は燃焼流量多段傾斜方式による曲線、１７は
衝動加熱方式による関係曲線、１８は燃料流量デルタ字
型方式による関係曲線を示している。

又、Ｑｏは曲線１２，１３の交点の顕熱、Ｑ２は曲線１
３，１４の交点の顕熱を、Ｑ３は曲線１４．１５の交点
の顕熱、Ｑ４は曲線１５，１６の交点の顕熱、Ｑ５は曲
線１６，１７，１８の交点の顕熱である。

なお同一方式でも燃料消費量が変動するのは従来と同様
に変更できる変数を顕熱に応じて操作していることを示
す。

以上の調査結果によれば、鋼塊持込顕熱に応じて下記の
燃焼方式を採用することにより最小の燃料消費量で鋼塊
な焼き上げることができる。

鋼塊持込顕熱 燃 焼 方 式Ｑ１以下
・・・・・・・・・・・・燃料流量最大方式Ｑ１以上
Ｑ２以下・・・・・・・・・・・・燃料流量階段方式Ｑ
２以以上３以下・・・・・・・・−・・・燃料流量傾斜
方式Ｑ３以以上４以下・・・・・・・・・・・・温度傾
斜方式Ｑ４以上Ｑ、以下・・・・・・・・・・・・燃料
流量多段傾斜方式９５以上 ・・・・・・・・・・
・・燃料流量デルタ字型方式今例えば均熱炉に装入完了
した鋼塊の持込顕熱Ｑが第１１図のＱ４ 、Ｑ５と比較
してＱ、＜Ｑ＜Ｑ。

である場合に、温度傾斜方式を採用しても焼き上げられ
るが、本発明では燃料消費量が最小となる燃料流量多段
傾斜方式を採用するものであるから、第１１図の△Ｆだ
け燃料消費量を節約できる。

以上詳述した様に均熱炉に装入した鋼塊な圧延可能な温
度まで加熱して焼き上げる時の上記鋼塊の炉内持込顕熱
と燃料消費量の関係を、２種以上の方式の異なる均熱炉
の燃焼方式をパラメータとして、予じめ定めておき、均
熱炉の燃焼を開始するに際して、鋼塊の炉内持込顕熱に
応じて上記関係より燃料消費量が最大となる燃焼方式を
選択し、使用して、焼き上げる本発明の鋼塊の加熱方法
によれば、燃料原単位ミニマムで鋼塊を焼き上げること
ができ、工業上極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶鋼を鋳型に注入直後から均熱炉へ装入、加熱
、均熱な経て、抽出するまでの間の鋼塊の顕熱、凝固率
経過の説明図、第２〜８図は均熱炉の燃焼方式の説明図
、第９図は従来法の説明図、第ｉｏ、ｉｉ図は本発明法
の説明図である。 １・・・・・・平均鋼塊顕熱履歴曲線、２・・・・・・
鋼塊凝固率推移曲線、１２・・・・・・燃料流量最大方
式による鋼塊持込顕熱と燃料消費量との関係曲線、１３
・・・・・・燃料流量階段方式による鋼塊持込顕熱と燃
料消費量との関係曲線、１４・・・−・・燃料流量傾斜
方式による鋼塊持込顕熱と燃料消費量との関係曲線、１
５・・・・−・温度傾斜方式による鋼塊持込顕熱と燃料
消費量との関係曲線、１６・・・・・・燃料流量多段傾
斜方式による鋼塊持込顕熱と燃料消費量との関係曲線、
１７・・・・・・衝動加熱方式による鋼塊持込顕熱と燃
料消費量との関係曲線、１８・・・・・・燃料流量デル
タ字型方式による鋼塊持込顕熱と燃料消費量との関係曲
線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 均熱炉に装入した鋼塊を、圧延可能な温度まで加熱
   して焼き上げる時の上記鋼塊の炉内持込顕熱と燃料消費
   量との関係を、２種以上の方式の異なる均熱炉の燃焼方
   式をパラメータとして、予じめ定めておき、均熱炉の燃
   焼を開始するに際して、鋼塊の炉内持込顕熱に応じて、
   上記関係より、燃料消費量が最小となる燃焼方式を選択
   し、使用して焼き上げることを特徴とする鋼塊の加熱方
   法。