KR20220115960A - 퍼니스 가열 방법 및 장치 - Google Patents

퍼니스 가열 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220115960A
KR20220115960A KR1020227020692A KR20227020692A KR20220115960A KR 20220115960 A KR20220115960 A KR 20220115960A KR 1020227020692 A KR1020227020692 A KR 1020227020692A KR 20227020692 A KR20227020692 A KR 20227020692A KR 20220115960 A KR20220115960 A KR 20220115960A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
furnace
oxidant
supplied
zone
dark
Prior art date
Application number
KR1020227020692A
Other languages
English (en)
Inventor
토마스 에크만
올라 리트젠
데이비드 무렌
Original Assignee
린데 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 린데 게엠베하 filed Critical 린데 게엠베하
Publication of KR20220115960A publication Critical patent/KR20220115960A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/10—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples
    • F23N5/102—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/06041—Staged supply of oxidant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Abstract

길이 방향(D) 및 길이 방향(D)에 수직인 횡단 평면(C)을 갖는 퍼니스(100, 600)를 가열하는 방법으로서, 퍼니스(100, 600)에는, 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되는 적어도 하나의 가열 구역(120, 130, 140)이 배열되고, 퍼니스(100, 600)에는 상기 가열 구역(120, 130, 140)의 하류에 암 구역(110)이 추가 배열되고, 암 구역(110)으로는 연료가 직접 공급되지 않는다. 본 발명은, 가열 구역(120, 130, 140)에 공급되는 연료와 산화제는 아화학량론적이고, 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%가 암 구역(110)에 직접 공급되고, 연도 가스 온도가 암 구역(110) 내 및/또는 이의 하류에서 측정되고, 암 구역(110)에 공급되는 총 산화제의 비율을 제어하여 이러한 측정 온도가 소정의 최대값을 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 추가로 기존의 퍼니스를 개보수하는 방법 및 또한 퍼니스에 관한 것이다.

Description

퍼니스 가열 방법 및 장치
본 발명은 퍼니스 가열 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 보다 유연한 가열 작업을 위해 기존 퍼니스를 개보수하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 퍼니스에 관한 것이다.
강철 슬래브와 같은 금속 재료를 가열하기 위한 산업용 가열 퍼니스는, 일반적으로 산화제와 함께 연소되는 연료에 의해 가열된다. 일반적으로, 이러한 연소의 주요 부분은 주 가열 구역에서 발생한다. 그 다음, 연소 생성물은, 가열된 금속 재료에 대해 역류로, 금속 재료 충전 개구에서 연도 가스 출구를 향해 퍼니스 하류로 흐를 수 있다. 연소 생성물이 흐르는 하류 구역은, 일반적으로 "암 구역"으로 표시된다.
따라서, 퍼니스를 통해 상류 방향으로 이송된 금속 재료는, 충전 개구에서 주 가열 구역으로 가는 도중에 암 구역에서 뜨거운 연소 생성물에 의해 예열된다.
두꺼운 재료의 경우, 재료의 중앙 부분이 가능한 빨리 적절하게 가열되도록, 퍼니스에서 가능한 빨리 재료를 여러 번 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 슬래브의 중심은 평형에 가깝게 가열될 필요가 있고, 이후 압연 또는 단조를 위해 퍼니스에서 제거될 수 있다.
이 문제는, 일반적으로 암 구역에 추가 버너를 추가하여 그곳에 화력을 증가시킴으로써 해결되었다. 이는 연도 가스 온도를 증가시키고, 연도 가스로부터 열 에너지를 수확하는 데 사용되는 임의의 상류 열 회수 또는 재생 장비에 문제를 일으킬 수 있다.
연도 가스를 너무 많이 가열하지 않도록 하기 위해, 암 구역에서 소위 산소연료 버너(즉, 고산소 산화제를 사용하여 작동되는 버너)를 사용하는 것이 제안되었다. 그러나, 이것은 일반적으로 복잡하고 비용이 많이 드는 해결책이다.
따라서, 이러한 해결책이 지나치게 복잡하거나 비용이 많이 들지 않게 하면서, 암 구역에서 금속 재료를 더 효율적으로 가열할 수 있는 것이 요구된다.
더욱이, 이러한 해결책이, 퍼니스 내 화력의 관점에서 증가된 유연성을 제공하는 것이 바람직하다. 후자는 특히 기존 가열 퍼니스에 해당되며, 그렇지 않으면, 더 유연한 화력을 제공하기 위해 업그레이드하는 데 비용이 매우 많이 든다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결한다.
따라서, 본 발명은, 길이 방향과 상기 길이 방향에 수직인 횡단 평면을 갖는 퍼니스를 가열하는 방법에 관한 것으로서, 상기 퍼니스에는 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되는 적어도 하나의 가열 구역이 배열되고, 상기 퍼니스에는 상기 가열 구역의 하류에 암 구역이 추가 배열되고, 상기 암 구역으로는 연료가 직접 공급되지 않되, 상기 가열 구역에 공급되는 연료와 산화제는 아화학량론적이고, 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%가 암 구역에 직접 공급되고, 암 구역 내 및/또는 이의 하류에서 연도 가스 온도가 측정되고, 암 구역에 공급되는 총 산화제의 비율을 제어하여 이러한 측정 온도가 소정의 최대값을 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 이전 청구범위 중 어느 한 항에 따른 작동을 위해 기존 퍼니스의 개보수 방법에 관한 것으로서, 기존 퍼니스는 길이 방향 및 상기 길이 방향에 수직인 횡단 평면을 갖고, 기존 퍼니스에는 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되는 적어도 하나의 가열 구역이 배열되고, 기존 퍼니스에는 상기 가열 구역의 하류에 암 구역이 추가 배열되고, 암 구역으로는 연료가 직접 공급되지 않되, 상기 방법은, 산화제를 암 구역에 직접 제공하도록 배열된 별개의 산화제 랜스를 제공하는 단계; 상기 별개의 산화제 랜스를 산화제의 공급원에 연결하는 단계; 암 구역에 산화제를 직접 공급함으로써 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%를 제공하도록, 상기 가열 구역에 공급되는 연료와 산화제를 아화학량론적으로 공급하기 위해 퍼니스를 개조하는 단계; 상기 암 구역 내 및/또는 이의 하류에서 상기 연도 가스 온도를 측정하기 위해 배열된 연도 가스 온도 센서를 제공하는 단계; 및 상기 암 구역에 공급되는 총 산화제의 비율을 제어하여 이러한 측정 온도가 소정의 최대값을 넘지 않도록 상기 퍼니스를 개조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 길이 방향과 상기 길이 방향에 수직인 횡단 평면을 갖는 가열 퍼니스에 관한 것으로서, 상기 퍼니스에는 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되는 적어도 하나의 가열 구역이 배열되고, 상기 퍼니스에는 상기 가열 구역의 하류에 암 구역이 추가 배열되고, 상기 암 구역으로는 연료가 직접 공급되도록 배열되지 않되, 상기 가열 구역에 연료와 산화제를 아화학량론적으로 공급하도록 퍼니스가 배열되고, 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%를 암 구역에 직접 공급하도록 퍼니스가 배열되고, 암 구역 내 및/또는 이의 하류에서 연도 가스 온도를 측정하기 위해 배열된 연도 가스 온도 센서를 퍼니스가 포함하고, 암 구역에 공급되는 총 산화제의 비율을 제어하여 이러한 측정 온도가 소정의 최대 값을 넘지 않도록 퍼니스가 배열되는 것을 특징으로 한다.
하기에서, 본 발명은, 본 발명의 예시적인 구현예 및 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이고, 도면 중,
도 1은, 본 발명에 따른 퍼니스의 단순화된 측면도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 퍼니스의 단순화된 평면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 산화제 랜스의 단순화된 상세도이다.
도 4는, 도 1에 일반적으로 예시된 유형의 퍼니스를 가열하기 위해, 본 발명에 따른 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 5는, 도 4에 나타낸 흐름도에 따른 작동을 위해, 기존 퍼니스를 개조하거나 개보수하기 위해, 본 발명에 따른 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 6은, 본 발명에 따라 측면 소성 퍼니스의 단순화된 도면이다.
따라서, 도 1은, 길이 방향(D)과 길이 방향(D)에 수직인 횡단 평면(C)을 갖는 산업용 퍼니스(100)를 나타낸다. 퍼니스(100)는, 적어도 하나 그러나 가능하면 여러 가열 구역(120, 130, 140)을 포함하며, 이를 통해 금속 재료(104)는 바람직하게는 길이 방향(D)으로 이송되고, 이에 의해 재료(104)는 입구 도어(101)에서 출구 도어(102)로 가는 도중에 가열된다. 퍼니스(100)는, 입구 도어(101) 근처에 배열된 암 구역(110)으로 추가 배열되고, 암 구역(110)으로 연료가 직접 공급되지 않는다.
퍼니스(100)는 연속 재가열 퍼니스일 수 있고, 재료(104)는 강과 같은 금속 재료일 수 있다. 바람직하게는, 금속 재료(104)는 두께가 적어도 10 cm, 예컨대 적어도 20 cm이다. 일반적으로, 재료(104)는 바람직하게는 약 1000℃ 초과의 온도로 가열된다.
각각의 구역(110, 120, 130, 140)은 일반적으로 상부 및 하부 구역 모두를 포함할 수 있고, 암 구역(110)을 포함한다. 121은, 가열 구역(120)으로부터 암 구역(110)의 경계를 정하도록 배열된, 배플을 나타낸다.
퍼니스(100), 특히 상기 암 구역(110)이 아닌 하나 이상의 가열 구역(120, 130, 140)은 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되며, 이들 모두는 문제의 가열 구역(120, 130, 140)에 직접 제공된다.
연료는 기체, 액체 또는 고체 연료일 수 있다. 문제의 가열 구역(120, 130, 140)에 공급되는 산화제는 바람직하게는 적어도 85%의 산소를 포함한 산화제이고, 보다 바람직하게는 산업적으로 순수한 산소이지만, 특정 구현예에서는 공기 또는 임의의 다른 산화제일 수도 있다. 예를 들어, 문제의 가열 구역(120, 130)에 배열된 버너(122, 123, 132, 133) 중 하나 또는 여러 개는 각각의 별개 일차 산화제 랜스(124)(도 2 참조)에 의해 고산소 산화제 보충에 적합할 수 있고, 산화제 랜스는 문제의 개별 버너(122)로부터 일정 거리를 두고 설치되며, 라인(1)을 통해 퍼니스(100)의 제어 장치(160)로부터 이러한 고산소 산화제를 공급받는다. 길이 방향(D)에서 실질적인 하류 방향으로 제트(124a)를 형성하는 랜스분사 고산소 산화제는, 암 구역이 아닌 가열 구역(120, 130)에서 사용되는 유일한 산화제일 수 있지만, 버너(122) 자체를 통해 공급된 것이 산화제에 추가하여 사용될 수도 있다. 일반적으로, 본 발명이 적어도 하나의 산소연료 버너에 의해 가열되는 퍼니스(100)에 특히 유리할지라도, 가열 구역(120, 130, 140)은 산소연료 및 공기 버너의 임의의 조합과 함께 사용될 수 있다.
개별적인 일차 산화제 랜스(124)를 사용하여 이렇게 보충된 각각의 버너(122)는, 그 자체로 공기 버너와 같은 기존 버너(122)일 수 있으며, 이는 상기 랜스(124)에 의해 개보수되었거나, 개보수하는 동안 이전에 사용되었던 산화제(예, 공기)의 일부 또는 전체를 상기 고산소 산화제로 대체하였다.
도 1 및 도 2에 따른 장치에서 버너(122, 132)는 본질적으로 길이 방향(D)으로 점화하고, 즉 산화제와 연료는 본질적으로 길이 방향(D)으로 가열 구역(120, 130)에 공급된다. 연료, 산화제 및 연소 생성물은 가열될 금속 재료에 본질적으로 평행하다. 이들 퍼니스는 전방 또는 후방 소성 퍼니스라고도 지칭된다.
본 발명은, 가열 구역을 가열하기 위한 버너가 퍼니스의 측벽에 배열되는, 소위 측면 소성 퍼니스에 적용될 수도 있다. 버너는, 본질적으로 길이 방향(D)에 수직인 수평 방향으로 소성된다. 본 발명에 따라, 산화제 랜스는 바람직하게는 퍼니스의 암 구역의 측벽에 배열된다.
도 6은, 길이 방향(D) 및 길이 방향(D)에 수직인 횡단 평면(C)을 갖는 측면 소성 연속 재가열 퍼니스(600)를 나타낸다. 퍼니스(600)는 도 1 및 2에 나타낸 퍼니스(100)와 유사하다. 퍼니스(600)는 여러 가열 구역(620, 630, 640)을 포함하고, 이를 통해 금속 재료(104)가 이송되고 가열된다. 퍼니스(600)는, 입구 도어(601) 근처에 배열된 암 구역(610)으로 추가 배열되고, 암 구역(610)으로 연료가 직접 공급되지 않는다.
퍼니스(600), 특히 상기 암 구역(610)이 아닌 하나 이상의 가열 구역(620, 630, 640)은 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되며, 이들 모두는 문제의 가열 구역(620, 630, 640)에 직접 제공된다.
연료는 기체, 액체 또는 고체 연료일 수 있다. 가열 구역(620, 630, 640)에 공급되는 산화제는 바람직하게는 적어도 85%의 산소를 포함한 산화제이고, 보다 바람직하게는 산업적으로 순수한 산소이지만, 특정 구현예에서는 공기 또는 임의의 다른 산화제일 수도 있다.
일 구현예에서, 가열 구역(620, 630)에 배열된 버너(622, 623, 632, 633) 중 하나 또는 여러 개는 각각의 별개의 일차 산화제 랜스(624)에 의해 고산소 산화제 보충에 적합할 수 있고, 산화제 랜스는 문제의 개별 버너(622)로부터 일정 거리를 두고 설치되며, 제어 장치(660)로부터 이러한 고산소 산화제를 공급받는다. 랜스분사 고산소 산화제는, 암 구역이 아닌 가열 구역(620, 630)에서 사용되는 유일한 산화제일 수 있지만, 버너(622) 자체를 통해 공급된 것이 산화제에 추가하여 사용될 수도 있다. 일반적으로, 가열 구역(620, 630, 640)은 산소연료 및 공기 버너의 임의 조합을 이용하여 사용될 수 있다.
개별적인 일차 산화제 랜스(624)를 사용하여 이렇게 보충된 각각의 버너(622)는, 그 자체로 공기 버너와 같은 기존 버너(622)일 수 있으며, 이는 상기 랜스(624)에 의해 개보수되었거나, 개보수하는 동안 이전에 사용되었던 산화제(예, 공기)의 일부 또는 전체를 상기 고산소 산화제로 대체하였다.
바람직한 구현예에 따라, 퍼니스(600)의 가열 구역(620, 630, 640)은 버너(622, 623, 632, 633)에 의해 가열되되, 가열 구역(620, 630, 640)을 가열하는 모든 버너(622, 623, 632, 633)는 퍼니스(600)의 측벽에 위치한다.
다른 바람직한 구현예에서, 가열 구역(620, 630, 640)의 측벽에 위치한 버너(622, 623, 632, 633)는, 산화제의 일부 비율을 가열 구역(620, 630, 640)으로 공급하기 위해, 버너(622, 623, 632, 633)에 가깝게 배열된 산화제 랜스로 보충된다.
바람직하게는, 전방 또는 후방 소성 퍼니스(100)뿐만 아니라 측면 소성 퍼니스(600)에 대해, 모든 산화제는 퍼니스(100, 600)의 측벽에 배열된 랜스를 통해 암 구역(110, 610)에 공급된다.
다음의 유리한 구현예가 전방 소성, 후방 소성 및 측면 소성 퍼니스에 대해 유효하다.
퍼니스(100, 600)의 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 온도는 바람직하게는 적어도 1000℃일 수 있다. 연도 가스는, 퍼니스(100, 600)를 통해 재료(104)의 이송 방향과 역류로 흐른다.
본 발명에 따라, 암 구역이 아닌 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 공급되는 연료와 산화제는 아화학량론적으로 제어되며, 이는, 전체적으로 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640) 내 사용 가능한 산화제에 대해 연료 잉여물이 있음을 의미한다. 특히, 암 구역(110, 610)의 바로 상류에 배열된 가열 구역(120, 620)의 하류 부분에 도달하는 연도 가스는, 가연성 연료 잉여물을 포함하며, 그 결과 암 구역(110, 610)으로 흐르는 연도 가스가 그러한 연료 잉여물을 운반한다.
또한 본 발명에 따라, 그 다음 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위한 총 산화제의 10% 내지 40%, 바람직하게는 25% 내지 40%가 암 구역(110, 610)에, 예컨대 랜스(151 152, 153, 154)를 통해 직접 공급된다. 이들 상대적인 양은 각각의 산화제 내 산소의 양에 관한 것임을 주목한다. 도 1 및 도 2 그리고 도 6에 나타낸 예시적인 구현예에서, 이러한 암 구역(110, 610) 산화제 랜스의 두 쌍(151, 152);(153, 154)이, 퍼니스(100, 600)의 각 측방향에 한 쌍으로 있고, 암 구역(110, 610)을 지향해서 산화제를 암 구역(110, 610)으로 직접 전달하기 위해, 예컨대 측벽에 배열된 위치로부터 수평으로 전달한다.
하나의 바람직한 구현예에서, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)으로부터 암 구역(110, 610)으로 산화제를 전술한 대로 재할당하면, 암 구역(110, 610) 내로 지나는 가스 체적 흐름(분자의 수)이 동일하거나 실질적으로 동일하게 유지되면서 가스 질량 흐름은 재할당된 산화제로 인해 감소하는 결과를 갖는다.
대안적인 구현예에서, 문제의 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 각각의 온도는, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에서 소성력을 증가시킴으로써, 산화제 공급의 상기 재할당 이전과 비교된 바와 같이, 유지된다. 예를 들어, 이것은, 단위 시간 당 제공된 연료의 양을 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 따라서 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 온도가 유지되더라도, 본 발명에 따라 산화제의 재할당을 수행함으로써, 일정한 화력에서 일반적으로 순 효과가 긍정적인 것으로 증명되었다.
어느 쪽이든, 연도(103)를 통해 나가는 연도 가스 온도는, 암 구역(110, 610)에서 능동 가열이 없는 통상적인 작동과 비교하면, 실질적으로 증가하지 않거나 적어도 10% 초과로 증가하지 않는다.
랜스(151, 152, 153, 154)는, 각각의 라인(161, 162, 163, 164)을 통해 상기 제어 장치(160)로부터 상기 산화제가 공급된다.
또한, 본 발명에 따라, 연도 가스 온도 센서(168b)는, 암 구역(110, 610) 내 및/또는 이의 하류에서, 예컨대 연도(103)에서 연도 가스 온도를 측정하도록 배열된다. 또한, 암 구역(110, 610)에 공급되는 총 산화제의 비율은, 이러한 측정 온도가 소정의 최대값을 초과하지 않도록 제어 장치(160)에 의해 제어된다. 바람직하게는, 상기 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 암 구역(110, 610)에 공급되는 총 산화제의 비율은, 따라서 연도 가스의 이러한 측정 온도가 소정값을 달성하도록 조절된다. 따라서, 연도 가스의 측정된 온도가 너무 높으면, 더 적은(또는 구성에 따라 더 많은) 산화제가 암 구역(110, 610)에 공급되고, 그 반대도 마찬가지이다. 소정의 최대 온도는, 예를 들어 800 내지 1000℃일 수 있다. 소정의 온도는 600 내지 900℃일 수 있으며, 작동 중에 고정되거나 변할 수 있다.
동시에, 암 구역이 아닌 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)과 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제의 총량을 조절하여, 퍼니스(100, 600)의 소정의 화력을 전체적으로 달성할 수 있다.
따라서, 기존의 공기 또는 산소연료 작동 퍼니스에서 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640) 옆에 정상적으로 주입되는 산소 흐름의 일부는, 대신에 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 하류에 배열된 랜스(151, 152, 153, 154)로 재지향되고, 일부는, 온도가 자동 발화 온도 초과인 암 구역(110, 610)으로 재지향된다.
이러한 방식으로, 통상적으로 소성되는 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)은, 대신에 아화학량론적 조건에서 소성되고, 완전히 연소되지 않은 연료의 일부는 오프-가스와 함께 암 구역(110, 610)으로 이동하고, 여기서 완전히 연소될 산화제 스트림의 재지향 부분을 만난다.
그 결과, 통상적인 가열 영역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에서 정상적으로 생성된 열의 일부가, 대신에 암 구역(110, 610)에서 방출되어, 퍼니스(100, 600)를 통한 전이 동안에 재료(104)를 더 일찍 가열하여 생산량을 증가시킨다. 연료와 산화제를 모두 암 구역(110, 610)으로 직접 방출하는 암 구역(110, 610) 부스팅 버너와 비교하면, 본 발명은 덜 복잡하고 더 에너지 효율적인 해결책이다.
또한, 본 발명에 따른 해결책에서, 제어 장치(160)는 암 구역(110, 610) 랜스(151, 152, 153, 154)를 낮추거나 바람직하게는 완전히 끄도록 배열되어, 퍼니스(100, 600)에 대해 가능한 더 큰 화력 스펙트럼을 제공할 수 있다. 특히, 소량 생산에서 랜스(151, 152, 153, 154)는 저화력 작동 중에 꺼질 수 있어 퍼니스(100, 600)의 에너지 효율을 최대화할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 어떤 방식으로 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 제공된 연료의 단계적 연소를 제공하며, 이는 추가로 NOx 형성을 감소시키고 또한 상류에 배열된 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에서 형성된 NO의 양을 줄일 가능성이 있다.
또 다른 이점은, 재료(104) 온도가 더 높고 산화가 더 우세한 아화학량론적 조건에서의 소성이 또한 재료(104) 표면 상의 산화물(비늘) 형성을 감소시키는 것이다. 사실상, 암 구역(110, 610)으로 흐르는 연소 가스는 환원 특성을 가질 것이다.
일부 구현예에서, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640) 및 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는, 예컨대 제어 장치(160)의 제어 하에 동일한 공급원(166)으로부터 라인(167)을 통해 공급된다.
이 구현예 및 다른 구현예에서, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 공급되는 산화제는, 적어도 85%의 산소를 포함하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 산업용 순수 산소이고, 상응하는 것이 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제에 적용되고, 이는 따라서 바람직하게는 적어도 85% 산소를 포함하고 바람직하게는 산업용 순수 산소이다. 바람직하게는, 암 구역(110, 610)에 직접 제공된 산화제는, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 직접 제공된 적어도 하나의 산화제와 동일할 수 있다.
암 구역(110, 610)에서 발생하는 추가 연소의 결과로 밸러스트 가스(예, N2)가 가열되지 않거나 약간만 가열되기 때문에, 프로세스는 매우 에너지 효율적으로 만들어질 수 있으며, 암 구역(110, 610)에서 연소가 없는 기존의 경우와 비교할 시 또는 부스팅 버너를 사용하여 암 구역(110, 610)에 추가 연료가 추가되는 경우에, 추가된 열 에너지의 대부분 또는 전부는, 연도 가스가 연도(103)를 통해 나가기 전에 재료(104)를 가열하는 데 사용될 수 있다.
효율성을 더 증가시키고 NOx 형성을 감소시키기 위해, 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 전달된 산화제는, 적어도 하나의 산화제 랜스를 통해, 바람직하게는 적어도 마하 1, 보다 바람직하게는 적어도 마하 1.2, 더욱 더 바람직하게는 적어도 마하 1.3의 랜스분사 속도로 작동된 모든 상기 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 암 구역(110, 610)에 공급될 수 있다. 이것은, 암 구역(110, 610)에서 난류 가스 흐름을 생성하여, 우세한 핫스팟을 감소시키고 일반적으로 균일한 온도 프로파일을 유도할 것이다.
에너지 효율을 더욱 증가시키기 위해, 연도 가스가 연도(103)를 통해 떠나기 전에 재료(104)에 전달되는 열 에너지의 양을 최대화함으로써, 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는 암 구역(110, 610)의 35% 최상류 배치 부분에 공급될 수 있다. 즉, 산화제는 최하류에 배열된 가열 구역(120, 620)으로부터 최대 일정 거리(암 구역(110, 610)의 총 길이 방향(D) 길이의 35% 이하인 거리)에 모두 있는 각각의 지점으로 전달된다.
도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는 횡단 평면(C)에 실질적으로 평행한 적어도 하나의 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 공급될 수 있다. 특히 이 경우에, 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는 퍼니스(110)의 양측에 있는 적어도 두 개의 랜스(예컨대, 151, 154)를 통해 공급되어, 산화제의 두 랜스분사 스트림(155)이 교차하거나 합쳐져 암 구역(110, 610) 대기의 회전을 초래하도록 할 수 있다. 이러한 회전은 횡단 평면(C) 또는 암 구역(110, 610)의 임의의 다른 평면에서 배향될 수 있고, 예를 들어 랜스(151, 152, 153, 154)가 실질적으로 서로를 향하지만 약간 벌려질 수 있도록 지향되는 것이 달성되어, 그 중 하나로부터의 제트(155)는 약간 위쪽으로 향하고 다른 하나는 약간 아래쪽으로 또는 앞/뒤로 향하도록 지향된다.
본원에서, 산화제의 두 랜스분사 제트(155) "교차"는 퍼니스(100, 600)의 작동 중에 두 교차 몸체의 적어도 일부가 중첩됨을 의미하도록 한다.
랜스(151, 152, 153, 154)는 모두 암 구역(110, 610)의 상부 구역에서, 가열될 재료(104) 위에 배열될 수 있고, 그 다음 가열될 재료(104) 위에도 각각의 제트(155)를 제공하도록 배열될 수 있다. 그러나, 암 구역(110, 610)의 하부 구역에도 상응하는 방식으로 산화제가 제공될 수 있다.
여러 번 재료(104)는, 재료(104) 아래의 지지 기둥에 의해 지지된 장치 상에서 운반된다. 암 구역(110, 610)에 공급되는 랜스분사 산화제의 일부가 가열될 재료(104)의 아래 지점에서 공급되는 특정한 상황에서, 이 산화제는 이러한 지지 기둥의 하류에서 이러한 두 지지 기둥 사이의 길이 방향 D 거리의 20% 내지 50%, 바람직하게는 약 30% 내지 약 35%의 거리에서 공급되는 것이 바람직하다. 이것은 효율성과 온도 균일성 측면에서 좋은 결과를 산출하는 것으로 입증되었다. 특히, 이것은 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 들어가는 재료(104)의 균일한 온도 프로파일을 보장함으로써 중요할 수 있다.
암 구역(110, 610)이 배플(121)에 의해 경계가 정해지는 경우, 랜스(151, 152, 153, 154)는, 적어도 상기 배플(121)의 최저 레벨보다 약간 낮은 데서 암 구역(110, 610)으로 산화제를 제공하는 것이 바람직하다.
랜스(151, 152, 153, 154) 자체의 구성과 관련하여, 상기 랜스(200) 각각은 개별 튜브(210)에 배열되는 것이 바람직하며, 튜브(210)를 통해 냉각 공기(220)가, 예컨대 적절한 공급원(221)으로부터 공급되고, 냉각 공기(220)가 각각의 랜스(200) 외피 표면(211)을 둘러싸도록 하는 방식으로 공급된다. 랜스분사 산화제는 냉각 공기의 원통형 스트림(220) 내에서 동심원으로 스트림(212)에 공급된다. 이것은 도 3에 단면으로 나타나 있다. 냉각 공기는 암 구역(110, 610) 내 랜스분사 산화제의 양과 관련하여 소량 체적으로 공급될 수 있으므로, 냉각 공기는 연소 효율에 실질적으로 영향을 미치지 않는다.
도 4는, 전술한 전방 또는 후방 소성 퍼니스(100) 또는 측면 소성 퍼니스(600)를 사용하고 제어 장치(160)에 의해 제어되는 방법을 본 발명에 따라 나타낸다.
제1 단계에서 방법은 시작한다.
후속 단계에서, 연료 및 산화제가 아화학량론적 방식으로 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 공급되는 동안, 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%가 암 구역(110, 610)으로 직접 공급된다.
후속 단계에서, 연도 가스 온도는 암 구역(110, 610) 내 및/또는 이의 하류에서 측정된다.
후속 단계에서, 암 구역(110)에 공급되는 총 산화제의 비율은 이러한 측정 온도가 소정의 최대값을 초과하지 않도록 제어된다.
그 다음, 방법은 제2 또는 제3 단계를 반복하거나, 작동을 중지해야 하는 경우에 종료된다.
본 방법에 따른 작동은, 또한 하나의 동일한 퍼니스(100, 600)에 대해 더 넓은 화력 스펙트럼을 허용한다. 따라서, 더 높은 화력이 필요한 경우, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 제공된 산화제를 통상적인 흐름을 향해 증가시키면서, 암 구역(110, 610)에 산화제를 공급하는 것이 가능하다. 더 낮은 화력이 필요한 경우, 암 구역(110, 610)으로의 산화제 공급을 줄이거나 완전히 중단할 수 있다. 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)이 공기 및 산소연료 버너를 모두 사용하여 가열되는 경우, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에서 산소연료 산화제 공급을 감소시키거나 심지어 완전히 중단시키는 것도 가능하고, 대신에 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해서만 고산소 산화제를 공급하는 것이 또한 가능하다.
암 구역(110, 610) 내 또는 이의 하류에서 연도 가스의 온도는, 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 공급되는 산화제를 연속적으로 조절하거나 온/오프 제어에 의해 조절함으로써 제어될 수 있다. 이 제어는, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640) 온도의 상류 온도 조절이 안정적으로 작동한다는 가정 하에, 캐스케이드 조절로 수행될 수 있다. 이러한 연도 가스 온도 제어는 결과적으로 제어 장치(160)에 의해 수행될 수 있고, 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 온도 제어와 독립적으로 라인(161, 162, 163, 164)을 따라 센서(168b) 및 간단한 밸브를 사용하여 수행될 수 있다.
도 5는, 또한 본 발명에 따른 방법을 나타내지만, 전술한 방법에 따른 작동을 위해 기존 퍼니스(100, 600)를 개보수하기 위한 것이다. 일반적으로, 기존 퍼니스(100, 600)는 상기 길이 방향(L)과 길이 방향(L)에 수직인 상기 횡단 평면(C)을 갖는다. 또한, 기존 퍼니스(100, 600)는 일반적으로, 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열하는 전술한 유형의 적어도 하나의 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)으로 배열된다. 기존 퍼니스(100, 600)는 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 하류에 상기 유형의 암 구역(110, 610)으로 추가 배열되고, 암 구역(110, 610)으로 연료가 직접 공급되지 않는다. 퍼니스는 전방 또는 후방 소성 퍼니스(100) 또는 측면 소성 퍼니스(600)일 수 있다.
제1 단계에서, 방법은 시작한다.
후속 단계에서, 암 구역(110, 610)에 직접 산화제를 제공하도록 배열된, 전술한 유형의 별개의 산화제 랜스(151, 152, 153, 154)가 제공된다. 이러한 별개의 산화제 랜스(151, 152, 153, 154)는, 예를 들어 암 구역(110, 610)의 측벽을 통해 구멍을 뚫고 이러한 랜스(151, 152, 153, 154)를 뚫린 구멍에 장착함으로써, 제공될 수 있다.
후속 단계에서, 별개의 산화제 랜스(151, 152, 153, 154)는, 예컨대 라인(161, 162, 163, 164)에 의해 산화제의 공급원(166)에 연결된다.
후속 또는 병렬 단계에서, 설치된 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 암 구역(110, 610)에 산화제를 직접 공급함으로써 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%를 제공하도록 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 아화학량론적으로 공급되는 연료와 산화제를 공급하기 위해 제어 장치(160)를 개조하거나 추가함으로써, 기존 퍼니스(600, 160)가 개조된다. 이는 위에서 상세하게 설명되어 있다.
후속 또는 병렬 단계에서, 암 구역(110, 610) 내 및/또는 이의 하류에서 연도 가스 온도를 측정하기 위해 배열된 연도 가스 온도 센서(168b)가 제공된다.
후속 또는 병렬 단계에서, 기존 퍼니스(100, 600)는, 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 암 구역(110, 610)에 공급되는 총 산화제의 비율을 제어하도록 개조되어, 이러한 측정 온도가 상기 소정의 최대값을 초과하지 않게, 바람직하게는 상기 소정의 온도를 유지한다.
이후, 방법은 종료되고, 기존 퍼니스(100, 600)는 상기 방법에 따라 작동될 준비가 된다.
바람직하게는, 이 개조 방법은, 기존 퍼니스(100, 600)를 개조하여 이전보다 더 많은 연료를 공급하는 단계를 포함하지 않는다. 즉, 개조는, 공급되는 산화제가 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)으로부터 이전에 능동적으로 비가열된 암 구역(110, 610)으로 실질적으로 이동하는 결과만을 갖는다. 따라서, 암 구역(110, 610)은 효과적으로 능동 가열된 가열 구역이 된다.
바람직하게는, 온도 센서(168b)는, 개조 방법이 시작되기 이전에 기존 퍼니스(100, 600)에 이미 존재한 기존 열 요소일 수 있다. 또한, 제어 장치(160)는 바람직하게는 기존 퍼니스(100, 600)에 이미 존재하는 제어 장치일 수 있고, 이는, 소프트웨어 업데이트를 수행하는 것과 같이 상기에 따라 단지 개조된 것이다.
바람직하게는, 기존의 퍼니스(100, 600)는 산소연료 퍼니스, 즉 전술한 바와 같이 적어도 하나의 고산소 산화제를 사용하여 가열되는 퍼니스(100, 600)이다.
이상, 바람직한 구현예가 설명되었다. 그러나, 본 발명의 기본 개념을 벗어나지 않는다면, 개시된 구현예에 대해 많은 수정이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백하다.
예를 들어, 암 구역(110)에 공급되는 산화제는, 상기 하나 이상의 랜스(151, 152, 153, 154) 외에 다른 방식으로 제공될 수 있다. 산화제 랜스는 또한 암 구역의 천장 및/또는 바닥에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 측면 소성 퍼니스에서, 산화제 랜스는 퍼니스(600)의 측벽에만 공급되고, 암 구역(610)에 공급되는 모든 산화제는 산화제 랜스를 통해 공급된다.
도 4 및 5에 나타낸 방법과 관련하여 설명된 모든 것은, 도 1 내지 도 3 및 도 6과 관련하여 설명된 시스템에도 적용 가능하며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
따라서, 본 발명은 설명된 구현예에 제한되지 않으나, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 변경될 수 있다.

Claims (16)

  1. 길이 방향(D)과 상기 길이 방향(D)에 수직인 횡단 평면(C)을 갖는 퍼니스(100, 600)를 가열하는 방법으로서, 상기 퍼니스(100, 600)에는 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되는 적어도 하나의 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)이 배열되고, 상기 퍼니스(100, 600)에는 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 하류에 암 구역(110, 610)이 추가 배열되고, 상기 암 구역(110, 610)으로는 연료가 직접 공급되지 않되, 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 공급되는 연료와 산화제는 아화학량론적이고, 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%가 상기 암 구역(110, 610)에 직접 공급되고, 상기 암 구역(110, 610) 내 및/또는 이의 하류에서 연도 가스 온도가 측정되고, 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 총 산화제의 비율을 제어하여 이러한 측정 온도가 소정의 최대값을 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 모든 산화제는 상기 퍼니스(100, 600)의 측벽에 위치한 하나 이상의 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 구역에 공급되는 모든 연료와 모든 산화제는 하나 이상의 버너를 통해 공급되고/되거나, 상기 퍼니스의 하나 이상의 측벽에 위치한 하나 이상의 랜스를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가열 구역에 공급되는 산화제 일부는 적어도 하나의 랜스를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 총 산화제의 비율을 조절하여 이러한 측정 온도가 소정값을 달성하도록 하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)과 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제의 총량을 조절하여 소정의 화력을 달성하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)과 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는 동일한 공급원(166)으로부터 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640) 및/또는 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는 적어도 85%의 산소를 포함하고, 바람직하게는 산업용 순수 산소인 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 산화제는, 적어도 마하 1의 랜스분사 속도로 작동되는 적어도 하나의 산화제 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는 상기 암 구역(110, 610)의 35% 최상류 배치 부분에 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는 상기 횡단 평면(C)에 실질적으로 평행한 적어도 하나의 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 산화제는 상기 퍼니스(100, 600)의 양측에 있는 적어도 두 개의 랜스(151, 152, 153, 154)를 통해 공급되어, 산화제의 두 랜스분사 스트림(155)이 교차하거나 합쳐져 상기 암 구역(110, 610) 대기의 회전을 초래하도록 하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 랜스(151, 152, 153, 154; 200) 각각은 개별 튜브(210)에 배열되며, 상기 튜브(210)를 통해 냉각 공기가 개별 랜스 외피 표면(211)을 둘러싸도록 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 작동을 위해 기존 퍼니스(100, 600)를 개보수하기 위한 방법으로서, 상기 기존 퍼니스(100, 600)는 길이 방향(D) 및 상기 길이 방향(D)에 수직인 횡단 평면(C)을 갖고, 상기 기존 퍼니스(100, 600)에는 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되는 적어도 하나의 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)이 배열되고, 상기 기존 퍼니스(100, 600)에는 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 하류에 암 구역(110, 610)이 추가 배열되고, 상기 암 구역(110, 610)으로는 연료가 직접 공급되지 않되,
    산화제를 상기 암 구역(110, 610)에 직접 제공하도록 배열된 별개의 산화제 랜스(151, 152, 153, 154)를 제공하는 단계;
    상기 별개의 산화제 랜스(151, 152, 153, 154)를 산화제의 공급원(166)에 연결하는 단계;
    상기 암 구역(110, 610)에 산화제를 직접 공급함으로써 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%를 제공하도록, 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)에 공급되는 연료와 산화제를 아화학량론적으로 공급하기 위해 상기 퍼니스(100, 600)를 개조하는 단계;
    상기 암 구역(110, 610) 내 및/또는 이의 하류에서 연도 가스 온도를 측정하기 위해 배열된 연도 가스 온도 센서(168b)를 제공하는 단계; 및
    상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 총 산화제의 비율을 제어하여 이러한 측정 온도가 소정의 최대값을 넘지 않도록 상기 퍼니스(100, 600)를 개조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 길이 방향(D)과 상기 길이 방향(D)에 수직인 횡단 평면(C)을 갖는 가열 퍼니스(100, 600)로서, 상기 퍼니스(100, 600)에는 연료를 산화제와 함께 연소시켜 가열되는 적어도 하나의 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)이 배열되고, 상기 퍼니스(100, 600)에는 상기 가열 구역(120, 130, 140, 620, 630, 640)의 하류에 암 구역(110, 610)이 추가 배열되고, 상기 암 구역(110, 610)으로는 연료가 직접 공급되도록 배열되지 않되, 상기 가열 구역에 연료와 산화제를 아화학량론적으로 공급하도록 상기 퍼니스(100, 600)가 배열되고, 화학량론적 또는 거의 화학량론적 연소를 달성하기 위해 총 산화제의 10% 내지 40%를 상기 암 구역(110, 610)에 직접 공급하도록 상기 퍼니스(100, 600)가 배열되고, 상기 암 구역(110, 610) 내 및/또는 이의 하류에서 연도 가스 온도를 측정하기 위해 배열된 연도 가스 온도 센서(168b)를 상기 퍼니스(100, 600)가 포함하고, 상기 암 구역(110, 610)에 공급되는 총 산화제의 비율을 제어하여 이러한 측정 온도가 소정의 최대값을 넘지 않도록 상기 퍼니스(100, 600)가 배열되는 것을 특징으로 하는, 가열 퍼니스.
  16. 제15항에 있어서, 하나 이상의 버너가 상기 적어도 하나의 가열 구역의 측벽에 배열되고, 상기 가열 구역에 공급되는 모든 연료가 상기 버너를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는, 가열 퍼니스.
KR1020227020692A 2019-12-18 2020-12-17 퍼니스 가열 방법 및 장치 KR20220115960A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19020707.6 2019-12-18
EP19020707.6A EP3839340A1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Method and device for heating a furnace
PCT/EP2020/025586 WO2021121663A1 (en) 2019-12-18 2020-12-17 Method and device for heating a furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220115960A true KR20220115960A (ko) 2022-08-19

Family

ID=69410892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227020692A KR20220115960A (ko) 2019-12-18 2020-12-17 퍼니스 가열 방법 및 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230003378A1 (ko)
EP (2) EP3839340A1 (ko)
KR (1) KR20220115960A (ko)
CN (1) CN114746697A (ko)
AU (1) AU2020404402A1 (ko)
BR (1) BR112022010550A2 (ko)
WO (1) WO2021121663A1 (ko)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4606529A (en) * 1983-09-20 1986-08-19 Davy Mckee Equipment Corporation Furnace controls
JPH09263835A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Nippon Steel Corp 連続加熱方法および装置
FR2813893B1 (fr) * 2000-09-08 2003-03-21 Air Liquide Procede de rechauffage de produits metallurgiques
CA2775756A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Nu-Iron Technology, Llc System and method for producing metallic iron
PL2645036T3 (pl) * 2012-03-27 2014-07-31 Linde Ag Sposób ogrzewania metalowego kęsiska płaskiego
US20150168067A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Rudiger Eichler Method for heating a metal material in an industrial furnace
EP2891859A1 (en) * 2013-12-12 2015-07-08 Linde Aktiengesellschaft Method for heating a metal material in an industrial furnace
FR3018344B1 (fr) * 2014-03-04 2016-04-29 Cockerill Maintenance & Ingenierie Sa Four industriel pour chauffer des produits tels des produits siderurgiques
WO2015164053A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Praxair Technology, Inc. Regenerative furnace operation with an oxidant comprising 60 to 85 percent of oxygen
US10392284B2 (en) * 2015-04-16 2019-08-27 Praxair Technology, Inc. Combustion method for low velocity reactant streams
EP3412999B1 (en) * 2017-06-06 2019-11-20 Linde Aktiengesellschaft Method and device for heating a furnace

Also Published As

Publication number Publication date
EP3839340A1 (en) 2021-06-23
EP4078029A1 (en) 2022-10-26
AU2020404402A1 (en) 2022-06-09
BR112022010550A2 (pt) 2022-08-16
CN114746697A (zh) 2022-07-12
US20230003378A1 (en) 2023-01-05
WO2021121663A1 (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2469961C2 (ru) Печь и способ сжигания с кислородным дутьем для плавления стеклообразующих материалов
JP4112646B2 (ja) ガラス炉の装入物を加熱する方法
US11435143B2 (en) Burner system with discrete transverse flame stabilizers
BR102016011523B1 (pt) Sistema de queimador auxiliar de oxi-combustível seletivo e método para um forno regenerativo
EA020232B1 (ru) Способ ведения плавки в стеклоплавильной печи
EA018516B1 (ru) Стеклоплавильная печь
KR20120115158A (ko) 용융 스톡을 용융시키기 위한 방법 및 장치
US4490107A (en) Method of processing charges in a continuous combustion furnace
US9341369B2 (en) Method for burner and burner device
EA018553B1 (ru) Способ ведения плавки в стеклоплавильной печи
JP2022136289A (ja) 酸素燃焼炉における窒素酸化物の排出削減
RU2606671C2 (ru) Устройство для транспортирования металлургического материала
KR20220115960A (ko) 퍼니스 가열 방법 및 장치
JPH05172465A (ja) 連続焼成炉の温度制御装置
RU2756280C2 (ru) Способ и устройство для нагревания печи
KR20150068918A (ko) 공업용 노 내의 금속 재료 가열 방법
KR20100105504A (ko) 열 분포를 균질화시키고 ＮＯｘ의 양을 감소시키는 방법
JP2005501966A (ja) 炉の温度プロファイルを改良する方法
RU2388980C1 (ru) Нагревательная печь с усовершенствованной зоной выгрузки
RU2584098C2 (ru) Способ повышения однородности температуры в нагревательной печи типа нагревательного колодца
US3895906A (en) Heating process and apparatus using oxygen
JP5141950B2 (ja) 流動層熱処理炉およびその制御方法
EP1584694B1 (en) Catenary type furnace
JPH08291327A (ja) 連続加熱装置
SU1039967A1 (ru) Способ выплавки стали в двухванной печи