JPS63203723A - 加熱炉の燃焼制御方法およびその装置 - Google Patents

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、鋳片等の金属片を加熱する加熱炉の燃焼制
御方法およびその装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、鋼材を圧延する場合、鋼材は予め加熱炉におい
て所定の温度になるまで加熱される。加熱炉内では、ガ
スバーナにより燃料ガスを燃焼させているが、ガスバー
ナには燃料ガスとともに空気（酸素）を供給している。

この場合、燃料ガスに混入する空気の量を適当な混合比
になるように、供給する空気の量を制御する必要がある
。なぜならば、燃料ガスに比較して空気の量が少ない場
合には、燃焼ガスが不完全燃焼し、空気の供給】が多い
場合には、燃焼に寄与しない無駄な空気が炉内の熱を、
煙突を通じて外に持ち出し、結果として加熱炉の熱効率
が低下するからである。

そこで、加熱炉内では、ガスバーナから噴射した燃焼し
たガスをサンプリング（採取）シ、未燃焼の酸素濃度を
測定している。そして、この測定値に基づいてガスバー
ナに供給する空気量を制御している。

このような加熱炉の燃焼制御方法において、従来の燃焼
ガスのサンプリングは、第５図に示すように、一本のサ
ンプリング管によって、ガスバーナ近傍の一箇所のみか
らサンプリングしている。

あるいは数箇所からサンプリングするが、個々のサンプ
リング管にそれぞれ酸素濃度測定装置を設け、酸素濃度
測定装置からの信号を集めて全体平均的な酸素濃度を求
めている。

［発明が解決しようとしている問題点］しかしながら、
前者の場合、ガスバーナから噴射される炎の燃焼ガスの
酸素濃度は、サンプリングする位置によって異なる。特
に、ガスバーナから噴射される炎は燃焼ガス流により大
小変化し、また浮上がったりするために、サンプリング
管の位置が、当初は適切な位置であると思われても炎に
近ずきすぎたり、炎から遠ざかり過ぎたりすることがあ
る。その為に、燃焼ガス中の酸素濃度の正確な測定がで
きず、効率良くガスを燃焼させることができないという
問題点がある。

一方、後者の場合、酸素濃度測定装置を多数必要とする
ために、イニシャルコストがかさむだけでなく、保守管
理経費も前者の場合に比較して何倍にも増すことになる
。

この発明は斯る事情に鑑みなされたもので、燃料ガスを
効率良く燃焼をさせることができる加熱炉の燃焼制御方
法及びその装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る加熱炉の燃焼制御方法は、金属片を加熱
する加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御方法において、ガス
バーナの燃焼ガスを複数の箇所からサンプリングし、個
々のサンプリング気体をある所定の比率で混合したもの
の酸素濃度を測定し、この酸素濃度の測定値に応じて、
ガスバーナに供給する酸素量を制御することを特徴とす
る。

この発明に係る加熱炉の燃焼制御装置は、金属片を加熱
する加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御装置においで、各箇
所から加熱炉内の燃焼ガスを採取する複数のサンプリン
グ管を有するサンプリング器と、サンプリング器に接続
され、採取された個々のサンプリング気体をある所定の
比率で混合しする混合器と、混合ガスの酸素濃度を測定
する酸素濃度計とを備え、酸素濃度計により測定された
酸素濃度に基づいて、燃料ガスに供給する酸素量を制御
することを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、加熱炉内の燃焼制御の対象ゾーンに
おいて複数の箇所から加熱炉内の燃焼ガスを採取して、
ある所定の比率で混合した後のガスの酸素濃度を測定し
、この酸素濃度の測定値に基づいて、ガスバーナに供給
する酸素量を制御している。従って、加熱炉内の制御対
象ゾーンの全体的な酸素量のバランスを測定することが
できる。

この酸素濃度の測定値に基づいて供給する酸素の量を制
御することにより燃料ガスを効率良く燃焼をさせること
ができる。

［実施例］ 以下に添附図面の第１図乃至第４図を参照して、この発
明の実施例について詳細に説明する。

第２図に示すように、金属片としてのスラブ鋼材１０を
加熱する加熱炉１２には、スラブを搬送する搬送路１４
が設けられている。搬送路１４の上方及び下方には、加
熱炉１２内を加熱するための燃焼バーナ１６が等間隔に
配置されている。燃焼バーナ１６は、第１図に示すよう
に、炉壁１７に取付けられたバーナ本体１８を備え、こ
のバーナ本体１８には、燃料ガスをとしてのコークガス
または副生ガスを供給する燃料ガス管２０が接続されて
いる。バーナ本体１８には、燃料ガスに混合する空気を
供給するための空気供給管２２が接続されている。この
空気供給管２２には、電磁バルブによりここに供給する
空気の量を調節する制御Ｄｉｉ置２４が設けられている
。この制御１１装置２４は、後述する酸素濃度測定器２
６からの濃度信号に応じて、予め設定された目標値にな
るように供給する空気量を制御する。炉壁１２及び天井
には、ガスバーナからの噴出する炎のからガスを採取す
るだめのサンプリング器２８が設けられている。

サンプリング器２８は、第３図に示すように、採取した
燃焼ガスを酸素測定器２６に導入する導入管３０と、こ
の導入管３０からは複数のセラミックス製サンプリング
管３２が延出している。各サンプリング管３２と導入管
３０との間には絞り弁（図示せず）が設けられており、
採取したガスの混合比率を調節している。各サンプリン
グ管３２に導入管３０は各サンプリング管３２により採
取した燃焼ガスを混合しながら酸素濃度計２６に導入す
る。各サンプリング管３２は、いわゆる炎の外炎に沿っ
て４本配置されており、各サンプリング管３２は炎の形
状により適当な長さに設定されており、従って一様な長
さに延出することに限らない。

酸素濃度測定器２６では、導入管３０により導かれたガ
スの酸素濃度を測定し、制御装＠２４にその測定信号を
送る。

次にこの実施例の動作について説明する。

第１図に示すように、加熱炉１２内を加熱する場合には
、燃焼ガス供給管２０から燃焼ガスを供給し、同時に空
気供給管２２の電磁バルブ（図示せず）を開いてバーナ
に点火する。そうするとバーナ本体１８から加熱炉内に
炎が噴出する。一方、加熱炉内には予め炉壁１７から懸
架された複数のサンプリング管３２から、外炎のガスを
複数の箇所から随時採取する。複数の箇所で採取された
燃焼ガスは導入管３０に導かれ混合される。そして、混
合された燃焼ガスを酸素濃度測定機２６により自動的に
測定し、その測定値に応じて制御装置２４に測定信号を
送る。制！１０８１２４では予め設定した最適の濃度、
例えば０．５乃至１．０％に設定し、それより測定した
酸素濃度が高い場合には空気供給間の電磁バルブ（図示
せず）を絞り、低い場合には、開いて、燃斌中の酸素濃
度を最適値に保つ。

第４図に、この実施例により測定した酸素濃度の経時変
化を従来と比較して示している。縦軸に＊＊濃度、横軸
に時間を取り時間の経過とともに連続的に測定した結果
を示したものである。

この第４図のグラフから明らかように、この発明によれ
ば炎の燃焼ガス中の酸素濃度を常時一定した値に保こと
ができる。尚、グラフ中で酸素濃度が急激に変化してい
る符号Ａの部分は炉の開閉により外気が炉内に侵入した
ためであり、濃度測定に実質的に影響をあたえるもので
はない。

この発明は上述した一実施例に限定されず、この発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

例えば、サンプリング管は４本に限らず２本以上であれ
ば３本あるいは５本等いくつでも良い。

また、制御装置は酸素濃度測定機の測定信号により自動
的に空気供給管の空気量を制御したが、これに限らず測
定値に基づいて操作者が空気供給管の開閉を制御しても
よい。

［発明の効果］ この発明によれば、加熱炉内において複数の箇所から加
熱炉内の燃焼ガスを採取すして、酸素濃度を測定してい
るから、酸素濃度の正確な測定ができる。この酸素濃度
の測定値に基づいて供給する酸素の量を制御することに
より燃料ガスを効率良く燃焼をさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明７実施例に係る加熱炉の燃焼制御装置
の概略構成図、第２図は第１図に示される燃焼制御装置
を用いた加熱炉の概略断面図、第３図はサンプリング器
の斜視図、第４図はこの発明の詳細な説明するグラフ図
、第５図は従来の技術を説明するための概略構成図であ
る。 １６・・・燃焼バーナ、２２・・・空気供給管、２６・
・・酸素濃度測定装置、２８サンプリング器、３０・・
・導入管、３２・・・サンプリング管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属片を加熱する加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御
   方法において、ガスバーナの燃焼ガスを複数の箇所から
   サンプリングし、個々のサンプリング気体をある所定の
   比率で混合したものの酸素濃度を測定し、この酸素濃度
   の測定値に応じて、ガスバーナに供給する酸素量を制御
   することを特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。
2. （２）金属片を加熱する加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御
   装置において、各箇所から加熱炉内の燃焼ガスを採取す
   る複数のサンプリング管を有するサンプリング器と、サ
   ンプリング器に接続され、採取された個々のサンプリン
   グ気体をある所定の比率で混合しする混合器と、混合ガ
   スの酸素濃度を測定する酸素濃度計とを備え、酸素濃度
   計により測定された酸素濃度に基づいて、燃料ガスに供
   給する酸素量を制御することを特徴とする加熱炉の燃焼
   装置。