JPS62164817A

JPS62164817A - 加熱炉

Info

Publication number: JPS62164817A
Application number: JP757186A
Authority: JP
Inventors: Tsunemi Ochiai; 常巳落合; Masao Shibuya; 渋谷　征夫; Ryoichi Ogawa; 良一小川
Original assignee: HIROCHIKU KK
Current assignee: HIROCHIKU KK
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1987-07-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、主に鋼を熱間圧延するために所定温度まで
加熱するために用いられる加熱炉に関し特にその予熱の
改良に関する。

〈従来の技術〉従来の鋼片の加熱炉は第４図又は第５図に示すような構
成になっている。第４図の加熱炉１は、一様な炉幅で細
長く形成されており、長さＬｌで示す領域が予熱帯２）
長さＬ２で示す領域が加熱帯３であシ、入口４から装入
された被加熱物（鋼片）５．５、・・・はスキッド６に
支持されつつ徐々に出ロアへ向って移送され、その移送
中にバーナ８．９．１０．１）により所定温度にまで加
熱されて出ロアから送り出される。図中１２は煙道であ
る。この加熱炉１に用いられているバーナ８．９．１０
．１）は、高速無酸化バーナであるが、従来のこの種の
バーナは燃焼ガス中に４００〜６００　ＰＰｍ程度の酸
素が残存する。このため、被加熱物５に対して火炎を直
接衝突させると表面酸化が起こるので、熱伝達が輻射及
び対流によって行われるようになっている。

第５図の加熱炉１３は、加熱炉１に較べて予熱帯に予熱
用のべ一す１４．１５を設けである点で相違している。

他の部分は殆ど、加熱炉１と同様であるから、同等部分
を同一図面符号で示して説明を省略する。なお、長さＬ
４で示す領域が予熱帯２）長さＬ５で示す領域が加熱帯
３である。この加熱炉１３も被加熱物５に対する熱伝達
は輻射と対流である。

〈発明が解決しようとする問題点〉従来の加熱炉は、被加熱物５への熱伝達が輻射と対流に
よるものであることから、予熱帯２において炉内ガス及
び炉壁温度は相当に高温に保たなければならない。例え
ば、被加熱物５が連続鋳造により形成された鋼片であっ
て８００℃程度のものであるとすると、予熱帯２内の温
度は１０００〜１）００℃程度を必要とする。従って耐
火材構成は加熱帯３と略同程度の構成を必要とすること
になる。また、所定の加熱条件を満足するように加熱炉
を製作する場合、炉長をできるだけ短くすることが要求
されることが多いが、熱伝達を輻射と対流に限定して考
えると殆ど最短の限界に達している。加熱炉の炉長を短
かくできれば、炉のコストが低減され、工場における所
要面積も小さくなシ、耐火材構成の面でも薄層化できれ
ばコスト低減となるが、これができない理由は、被加熱
物に対する熱伝達が輻射と対流にのみよっている点にあ
り、この熱伝達手段に問題があるからである。

この発明は、従来の加熱炉の予熱帯における被加熱物へ
の熱伝達手段を改良して炉長を従来よりも短かくするこ
とを技術的課題とする。

く問題点を解決するための手段〉この発明の手段は６、加熱炉における予熱帯内を移送さ
れる被加熱物に向うように無酸化燃焼の可能な高速火炎
噴出バーナを設けてその噴出熱ガスの衝突伝熱により被
加熱物を予熱するように構成したことを特徴とする。

この手段に用いる無酸化燃焼の可能な高速火炎噴出バー
ナは、近年開発された多孔質体を通して燃料と燃焼用空
気との混合気を噴出させて燃焼させる構成のものがよい
。例えば、実願昭５８−２１５６０号、実願昭５８−９
８’ｉ’６４〜９８７６６　、特願昭５８−１）２６３
５号等に記載のものである。この種のバーナでは理論空
燃比で燃焼させて火炎内残存酸素が数十ＰＰｍ以下に抑
えられる。

く作　用〉前記手段によれば、加熱炉の予熱帯で被加熱物に対して
火炎又は高温ガスが吹付けられるから、被加熱物は衝突
伝熱によって急速に加熱される。

この衝突伝熱による熱伝達率は従来の輻射及び対流によ
る熱伝達率に較べると約１．５〜２倍である。

従って、被加熱物が同一速度で予熱帯内を移動させられ
るものとすれば、従来の加熱炉におけるよりも、この発
明による加熱炉における方がより早く所定予熱温度に達
するのでその分炉長は短かくてよい。また、この衝突伝
熱手段による被加熱物の加熱は、バーナから出る高温熱
ガス（火炎又はガス）が直接当るものであるから、炉内
ガス温度及び炉内壁温度が被加熱物の温度以下であって
も加熱可能である。このことは予熱帯の耐火材構成を従
来よシも薄層化、軽量化できることになり、さらに従来
の加熱炉よシも作業開始時の立上り時間を短縮できる。

なお、前述したようにこの発明に使用するバーナは火炎
内残存酸素がきわめて微量であるため、衝突伝熱によっ
ても被加熱物の表面酸化は殆ど無いに等しい。また、衝
突伝熱による加熱は一つの被加熱物で部分的に温度差を
生じることが考えられるが、予熱帯における若干の温度
差は次の加熱帯で十分に均等化されるので全く支障はな
い。

また、衝突伝熱による加熱は、部分加熱が可能なもので
ある。この点を利用すると、予熱帯内で部分的な加熱、
すなわち特定の被加熱物の加熱が可能であシ、また部分
的な加熱の程度に差をもたせることが可能であシ、さら
に部分的に加熱の程度を夫々変化させることも可能であ
る。これによつて個々の被加熱物の温度が大幅に相違し
ている場合に、低温の被加熱物を高温の被加熱物よりも
加熱の程度を増大させた状態で加熱したシ、ある程度高
温の被加熱物の加熱の程度を減少させたりすることが可
能となる。

〈実施例〉ｖ１実施例を第１図及び第２図に示す。この実施例は第
４図に示した従来の加熱炉１の予熱帯２を予熱帯２０に
改良した加熱炉２１である。

予熱帯２０は、図に炉長方向の長さＬ７で示す領域で従
来の長さＬユの約歿であシ、その間に入口４側から出ロ
ア側へ順次上下で対をなす高速火炎噴出バーナ２２．２
３．２４．２５．２６．２７を配列されている。バーナ
２２．２３はその断面−の概略を第２図に示すように２
２ａ　１２２ｂ　、　　２２ｃ　、　２２ｄ　、　２３
ａ　。

２３ｂ　、　２３ｃ　、　２３ｄとして炉幅方向の全幅
に跨って高速火炎を下方又は上方へ噴出できるように４
個を隣接して配置したものである。２日は多孔質部であ
り、この部分から燃料と空気との混合気が噴出させられ
て燃焼する。バーナ２４〜２７も同様に構成しである。

上下で対をなすバーナ２２と２３．２４と２５．２６と
２７は入口４側のものほど供給熱量が大であシ、出ロア
側に至るものほど供給熱量が小さいものとなっている。

図中２９は煙道であり、予熱帯２０と加熱帯３との間に
設けられている。なお、第４図のものと同等部分は同一
図面符号で示し説明を省略する。

この加熱炉２１では、入口４から順次グツシャーで押込
み供給される被加熱物５．５、・・・は、予熱帯２０で
バーナ２２〜２６によって殆ど酸素を含まない熱ガスの
衝突伝熱によって予熱され、さらに加熱帯３で所定の温
度にまで加熱されて出口マから送出される。

この実施例では、予熱帯２０において入口４側のバーナ
の方が供給熱量の大きいことから、入口４の近くで、つ
まり被加熱物５の表面温が最も低い状態で十分に加熱す
ることになる。これによって、被加熱物５への伝熱がい
っそう効率的になる。すなわち、衝突する熱ガスの温度
ｔ２）被加熱物の表面温度ｔ＋ｎＸ熱伝達率αとすると
、被加熱物５への伝熱量Ｑは、Ｑ＝α（ｔｙ−ｔ、ｍ）
で表わされるから、被加熱物５の表面温度が低い状態の
方が伝熱量Ｑが大きくなって有利だからである。従って
、衝突伝熱による熱伝達率の良好な点と合わせて予熱帯
２０の炉長方向の長さＬ７は従来の予熱帯２の長さＵの
約Ａにしても同等の予熱が可能である。

また、煙導２９の位置が第４図や第５図に示したものと
異なっているが、これは前記バーナによる熱供給景の関
係から、予熱帯の入口側の方が出口側よりも高温となる
ので、低温部で排気することが熱管理上適切であるから
である。

第２実施例を第３図に示す。この実施例は第４図に示し
た従来の加熱炉１の予熱帯２を予熱帯２０ａに改良した
加熱炉２１ａである。

予熱帯２０ａは、図に炉長方向の長さＬ９で示す領域で
あり、その間に入口４側から出ロア側へ順次炉の天井壁
から下方へ向けて高速火炎噴出バーナ３０．３１．３２
を配置し、別に炉の正面下部から高速火炎噴出バーナ５
０を後方へ向けて設置して下部炉壁を輻射伝熱可能とし
である。

バーナ３０はシールカーテンバーナで、火炎噴出による
熱ガスの比較的薄い膜が形成されるように、燃料と燃焼
用空気との混合気が噴出される多孔質部を細長く形成さ
れている。

バーナ３１．３２は、例えば予熱帯２Ｏａ内の所定位置
にある１個の被加熱物５の上面全面を夫々加熱できる程
度に大きく又は複数を密接して設けである。バーナ３１
．３２の夫々に接続している燃料供給配管３３．３４、
空気供給配管３５．３６の途中に電磁開閉弁３’７．、
３Ｂ、３９．４０を設けてあシ、このｌＰｆマイクロコ
ンピュータを利用して開閉制御するようにしである。す
なわち、被加熱物５をグツシャーによって炉内移送する
場合、そのプッシャー動作に基いて夫々の被加熱物５に
対応してマイコンに被加熱物のトラッキング情報を与え
、その炉内位置を確認してバーナ３１．３２の直下にあ
る被加熱物について適切に熱の供給を行うようにしたも
のである。

バーナ５０は、１日米の無酸化バーナ（８，９、１０．
１））と同じものを用いてもよい。

この加熱炉２１ａは、被加熱物５．５、・・・が連続鋳
造された鋼を切断した鋼片であって加熱後（圧延機で圧
延されるような場合に、連鋳機と圧延機との能力差や生
産の都合によって、夫々の被加熱物５．５、・・・に生
じ易いかなり大幅な温度差を考慮してあり、高温のもの
と低温のものとが混合状態で送られてくることに対処で
きるようＫなっている。すなわち、各被加熱物毎にその
サイズ、調香、鋼種、予熱帯２０ａの入口での温度等を
、予めマイコンに入力し、これら全てが記憶され、プッ
シャーが前進動作を繰返す毎にマイコン内でも記憶情報
が順次入口側から出口側へ対応して移動する。バーナ３
１．３２の位置は所定の位置に設置されているから、上
記トラッキング情報により、バーナ３１．３２の直下に
ある被加熱物が如何なるものであるかの＃４）断ができ
る。その被加熱物が、例えばいずれも加熱すべきもので
あるときは、マイコン内でその判断が下され、夫々のバ
ーナ３１．３２の電磁開閉弁３７〜４０に自動着火の指
令が出されてバーナ３１，３２に着火し、その直下の被
加熱物を加熱する。また、場合によっては着火状態のバ
ーナが消火されて特に加熱しない状態とされる。

このようにして、低温の被加熱物５がバーナ３１．３２
で直接加熱され、あるいは高温の被加熱物５がバーナ３
１．３２の一方又は双方で直接加熱されないことになり
、予熱帯２０ａ　Ｉｃおいて全被加熱物５．５、・・・
は略等しい所定の予熱温度にまで加熱される。これによ
って加熱帯３における加熱処理で適切な圧延温度に容易
に加熱されることになる。

従って、この実施例の加熱炉２１ａによれば、連続鋳造
に引続（き圧延が行われる場合の加熱に使用される加熱
炉において被加熱物の個々の温度差を効率よく均等化す
ることができて、過加熱や加熱不足の問題を解決できる
。

第１及び第２実施例において、被加熱物５が炉内をプッ
シャーによって移送されるグツシャー炉として説明した
が、炉の型式はこれに限定されるものではない。ウオー
キングビーム炉、ウオーキングハース炉、ロータリーハ
ス炉、ローラハース炉等においても、前記予熱帯２０　
、２０ａを適用できる。

第１及び第２実施例において、被加熱物を予熱帯内で上
面及び下面から又は上面のみから高速火炎噴出バーナで
衝突伝熱加熱する構成を示したが場合によっては側面か
らも加熱するようにしてもよい。

第１実施例において、予熱帯入口側はど供給熱量の大き
いバーナを設けることを説明したが、この点については
バーナそのものの能力を大きくすることだけでなく、同
じ能力のバーナを入口側で密に出口側へ向って徐々に粗
になる配列としてもよい。

第２実施例における被加熱物の予熱帯における加熱につ
いて、必要に応じてバーナの点火している時間を被加熱
物毎に加熱を要する程度に応じて制御するようにしても
よい。また、バーナ５０に代えて上側と同じバーナを下
側に上向きに設けて、同様に制御する構成としてもよい
。

〈発明の効果〉この発明によれば、加熱炉の予熱帯における加熱を無配
化燃焼の可能な高速火炎噴出バーナを使用してその酸素
を事実上台まない噴出熱ガスを直接被加熱物に吹付ける
ことＫよる衝突伝熱によって行うようにしたものである
から、被加熱物を酸化なく、高能率で加熱できる。従っ
て、従来の加熱炉の予熱帯に較べてその長さを約半分に
短くできる。また、衝突伝熱による加熱は炉の内面温度
が低くてもよいことから、耐火材構成を従来よりも簡略
化できる。これらのことから、炉の構築コストを従来よ
りも大幅に低減できる効果を生じると共に炉壁からの熱
失の減少で省エネルギ効果も得られる。

また、衝突伝熱による加熱は、被加熱物を選択して加熱
することが可能であるから、加熱不足や過加熱の問題に
対処でき、しかもその加熱の程度の制御も容易に実施で
きる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の慨略の構成を示す縦断
側面図、第２図は第１図の部分断面正面拡大図、第３図
は第２実施例の概略の構成を示す縦断側面図、第４図は
従来の加熱炉の１例を示す概略縦断側面図、第５図は従
来の他の加熱炉の概略縦断側面図である。３・・・加熱帯、４・・・入口、５・・・被加熱物、７
・・・出口、２０．２０ａ・・・予熱帯、２１．２１ａ
・・・加熱炉、２２．２３．２４．２５．２６．３１．
３２・・・無酸化燃焼高速火炎噴出バーナ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入口から送り込まれる被加熱物を順次予熱帯と加
熱帯とを通って移送し出口から送り出すまでの間に所定
温度に加熱する加熱炉において、前記予熱帯内の前記被
加熱物に向うように無酸化燃焼の可能な高速火炎噴出バ
ーナを設けてその噴出熱ガスの衝突伝熱により被加熱物
を予熱するように構成したことを特徴とする加熱炉。
（２）特許請求の範囲（１）に記載の加熱炉において、
前記バーナが、前記移送の方向に複数個配列されバーナ
からの供給熱量を入口側で大きく出口側に至るに従って
小さくなるように構成されていることを特徴とする加熱
炉。
（３）特許請求の範囲（１）に記載の加熱炉において、
前記バーナが、前記移送の方向の適当な範囲毎に夫々対
応して設けられ、特定した被加熱物の予熱帯内の移動に
従ってその特定した被加熱物の位置する前記範囲に対応
する前記バーナをその特定した被加熱物の予熱に適切な
燃焼状態に制御するように構成されていることを特徴と
する加熱炉。