TWI386602B - 儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法 - Google Patents

儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法 Download PDF

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Description

儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法
本發明係根據日本發明專利申請第2008-319593號主張優先權者。
本發明係關於一種儲熱燃燒式熱處理爐，具有具備燃料噴射噴嘴之燃燒器(burner)部與收容有儲熱材料之儲熱室之一對儲熱式燃燒器，係沿著熱處理爐中被處理材料之移動方向設置複數對，並且設有將熱處理爐內之燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐外之排出部，而使在各對燃燒器之一方之儲熱式燃燒器中，經由儲熱室將燃燒用空氣導入至燃燒器部並且從該燃燒器部中之燃料噴射噴嘴噴射燃料氣體進行燃燒之操作，及另一方面在另一方之儲熱式燃燒器中，將燃燒排放氣體導入至收容有儲熱材料之儲熱室而將燃燒排放氣體之熱儲熱於儲熱材料並予以排出之操作，係交替進行者。尤其其特徵為：依據熱處理爐內之燃燒負載而適當控制各對儲熱式燃燒器之燃燒及停止，並且抑制熱處理爐之熱利用率降低。
自以往以來，已使用一種儲熱燃燒式熱處理爐，其係在將被處理材料進行熱處理時，具有具備燃料噴射噴嘴之燃燒器部與收容有儲熱材料之儲熱室之一對儲熱式燃燒器，係沿著熱處理爐中被處理材料之移動方向設置複數對，並且設有將熱處理爐內之燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐外之排出部，而交替進行在各對之一方之儲熱式燃燒器中，經由儲熱室將燃燒用空氣導入至燃燒器部並且從該燃燒器部中之燃料噴射噴嘴噴射燃料氣體進行燃燒，另一方面在另一方之儲熱式燃燒器中，將燃燒排放氣體導入至收容有儲熱材料之儲熱室而將燃燒排放氣體之熱儲熱於儲熱材料並予以排出之操作者。
在此，在此種儲熱燃燒式熱處理爐中，需依據被處理材料之種類及大小、處理目的等來變更熱處理爐內之燃燒負載。
因此，在以往，如日本特開平8-35623號公報所示，乃提案一種在依據熱處理爐內之燃燒負載，控制設於熱處理爐內之複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止時，隨著燃燒負載之減少，依序使設於熱處理爐之複數對中預定位置之儲熱式燃燒器停止其燃燒者。
然而，如此隨著熱處理爐內之燃燒負載之減少，從設於熱處理爐之複數對之中之預定位置之儲熱式燃燒器起依序使該燃燒停止時，若持續進行燃燒負載較低狀態之熱處理，則一定的儲熱式燃燒器會停止得較長，使得燃料氣體成分及燃燒排放氣體成分附著在對該儲熱式燃燒器進行燃料供給或進行儲熱室供排氣之切換之各種切換閥等，而於再啟動燃燒等情形下，會有此等切換閥無法適當動作等之問題。
此外，在以往，在依據熱處理爐內之燃燒負載而控制設於熱處理爐之複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止之際，如日本發明專利第3562142號公報所示，係提案一種在燃燒負載降低之情形下，於停止複數對儲熱式燃燒器之際，以一定之循環來變更使之停止之儲熱式燃燒器，且使各儲熱式燃燒器之燃燒時間均勻化，而使熱處理爐內之溫度分布均勻化者。
在此，如此在燃燒負載降低之情形下，以一定之循環來變更使之停止之儲熱式燃燒器，且使設於熱處理爐之各儲熱式燃燒器之燃燒時間均勻化時，位於用以將熱處理爐內之燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐外之排出部附近之儲熱式燃燒器之燃燒時間、與離開該排出部之位置之儲熱式燃燒器之燃燒時間會相同，而由位於排出部附近之儲熱式燃燒器之燃燒所產生之高溫之燃燒排放氣體，會經由上述排出部立即被引導至熱處理爐外，而會有熱處理爐之熱利用率大幅降低之問題。
本發明之目的係在於解決上述各種問題，即在具有具備燃料噴射噴嘴之燃燒器部與收容有儲熱材料之儲熱室之一對儲熱式燃燒器，係沿著熱處理爐中被處理材料之移動方向設置複數對，並且設有將熱處理爐內之燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐外之排出部，而在各對之一方之儲熱式燃燒器中，經由儲熱室將燃燒用空氣導入至燃燒器部並且從該燃燒器部中之燃料噴射噴嘴噴射燃料氣體進行燃燒之操作，及另一方面在另一方之儲熱式燃燒器中，將燃燒排放氣體導入至收容有儲熱材料之儲熱室而將燃燒排放氣體之熱儲熱於儲熱材料並予以排出之操作係交替進行之儲熱燃燒式熱處理爐中，係依據熱處理爐內之燃燒負載而控制各對儲熱式燃燒器之燃燒及停止之情形。
亦即，在本發明中，係在上述之儲熱燃燒式熱處理爐中，於依據熱處理爐內之燃燒負載而控制各對儲熱式燃燒器之燃燒及停止之際，在持續進行燃燒負載較低狀態下之熱處理之情形下，亦可防止僅一定之儲熱式燃燒器之停止時間變長，而抑制燃料氣體成分及燃燒排放氣體成分附著在對該儲熱式燃燒器進行燃料供給或進行儲熱室供排氣之切換之各種切換閥等，並且抑制由位於排出部附近之儲熱式燃燒器之燃燒所產生之高溫之燃燒排放氣體經由排出部立即被引導至熱處理爐外，而防止熱處理爐之熱利用率降低。
在本發明之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法中，為了解決上述之問題，係在儲熱燃燒式熱處理爐中，具有具備燃料噴射噴嘴之燃燒器部與收容有儲熱材料之儲熱室之一對儲熱式燃燒器，係沿著熱處理爐中被處理材料之移動方向設置複數對，並且設有將熱處理爐內之燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐外之排出部，而在各對之一方之儲熱式燃燒器中，經由儲熱室將燃燒用空氣導入至燃燒器部並且從該燃燒器部中之燃料噴射噴嘴噴射燃料氣體進行燃燒之操作，及另一方面在另一方之儲熱式燃燒器中，將燃燒排放氣體導入至收容有儲熱材料之儲熱室而將燃燒排放氣體之熱儲熱於儲熱材料並予以排出之操作，係交替進行者，其中，在依據熱處理爐內之燃燒負載而切換複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止而進行控制之際，使由較接近上述排出部位置之成對之儲熱式燃燒器開始依序停止之時間增長。
在此，在上述之儲熱燃燒式熱處理爐中，由於一般將燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐外之排出部，係設於用以將上述被處理材料導入至熱處理爐內之入口側，因此使由較接近該入口側排出部之位置之成對之儲熱式燃燒器開始依序停止之時間增長。
此外，如上所述在切換複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止而進行控制之際，變更切換複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止之次數以控制使之停止之時間。
在本發明之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法中，由於如上所述在依據熱處理爐內之燃燒負載而切換複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止而進行控制，因此在持續進行燃燒負載較低狀態下之熱處理之情形下，亦可防止僅一定之儲熱式燃燒器之停止時間變長，而抑制燃料氣體成分及燃燒排放氣體成分附著在對該儲熱式燃燒器進行燃料供給或進行儲熱室供排氣之切換之各種切換閥等，而防止再啟動燃燒等情形下，此等切換閥無法適當動作。
此外，在本發明之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法中，由於如上所述在依據熱處理爐內之燃燒負載而切換複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止而進行控制之際，使由較接近上述排出部之位置之成對之儲熱式燃燒器開始依序停止之時間增長，因此位於排出部附近之儲熱式燃燒器之燃燒時間變少，而使因為該儲熱式燃燒器之燃燒所產生之高溫之燃燒排放氣體經由上述排出部立即被引導至熱處理爐外之比例減少，而防止熱處理爐之熱利用率大幅降低。
另外，本發明之其他目的、優點及特徵係可由以下實施形態之說明及所附圖式而明瞭。
以下根據所附圖式具體說明本發明之實施形態之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法。另外，本發明之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法並非特別限定於下述實施形態所示者，只要在不變更發明之要旨範圍內，均可作適當變更來實施。
在此，在本實施形態中，如第1圖所示，將從熱處理爐10之入口11引導至熱處理爐10內之由鋼材料所構成之被處理材料1，藉由搬運滾筒(roller)2在熱處理爐10內搬運並進行熱處理，且以此方式將經熱處理之被處理材料1經由熱處理爐10之出口12從熱處理爐10取出。
再者，在本實施形態中，如第1圖及第2圖所示，在上述熱處理爐10之入口11附近，設有用以將該熱處理爐10內之燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐10外之排出部13，並且以使具有燃燒器部21與儲熱室22之一對儲熱式燃燒器20相對向之方式，沿著上述被處理材料1之移動方向在熱處理爐10設有複數對儲熱式燃燒器20。
在此，在上述一對儲熱式燃燒器20中，如第3圖所示，在一方之儲熱式燃燒器20中，將在對於收容有儲熱材料22a之儲熱室22供給燃燒用空氣之空氣供給導管23所設之空氣供給用閥23a打開，另一方面將在經由儲熱室22排出燃燒排放氣體之排放氣體排出導管24所設之排出用閥24a關閉，而將經由上述空氣供給導管23導入至儲熱室22內之燃燒用空氣在該儲熱室22內加熱。再者，將經由此方式加熱之燃燒用空氣供給至燃燒器部21，並且將對於設在該燃燒器部21之燃料噴射噴嘴25供給燃料氣體之氣體供給閥25a打開，而從該燃料噴射噴嘴25噴射燃料氣體，以使該燃料氣體在熱處理爐10內燃燒。
另一方面，在另一方之儲熱式燃燒器20中，係將對燃料噴射噴嘴25供給燃料氣體之氣體供給閥25a關閉而不進行燃燒。再者，將設在上述空氣供給導管23之空氣供給用閥23a關閉，另一方面將在經由儲熱室22排出燃燒排放氣體之排放氣體排出導管24所設之氣體排出用閥24a打開，而抽吸如上所述在熱處理爐10內燃燒後之燃燒排放氣體並導入至儲熱室22，而使燃燒排放氣體之熱儲熱於收容於該儲熱室22之儲熱材料22a。之後，將以此方式儲熱於儲熱材料22a而冷卻之燃燒排放氣體經由上述排放氣體排出導管24予以排出至外部。
再者，在上述各對之儲熱式燃燒器20中，分別如上所述交替進行以下之操作，即在一方之儲熱式燃燒器20中，從燃料噴射噴嘴25噴射燃料氣體進行燃燒，另一方面在另一方之儲熱式燃燒器20中，將燃燒排放氣體導入於儲熱室22而使燃燒排放氣體之熱儲熱於儲熱材料22a使之排出。
再者，在本實施形態之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法中，係變更在上述熱處理爐10中進行熱處理之被處理材料1之種類及大小等，於熱處理爐10內之燃燒負載變化之情形下，在如上所述切換成對之儲熱式燃燒器20之燃燒及停止而進行控制之際，設成以因為儲熱式燃燒器20之燃燒所產生之高溫之燃燒排放氣體，經由上述排出部13立即被引導至熱處理爐10外之比例減少之方式，使由較接近設於熱處理爐10之入口11附近之排出部13之位置之成對之儲熱式燃燒器20開始依序停止之時間增長。
在此，茲說明如上所述於熱處理爐10內之燃燒負載變化之情形下，如第4圖所示，切換從接近上述排出部13之位置依序所設之4對儲熱式燃燒器20a、20b、20c、20d之燃燒及停止而進行控制之例。
如上所述熱處理爐10內之燃燒負載減少，而停止一對儲熱式燃燒器20之燃燒之情形下，例如，如下述第1表所示，使最接近排出部13之位置之成對之儲熱式燃燒器20a停止4次，接著使第2個接近排出部13之位置之成對之儲熱式燃燒器20b停止3次，接著使第3個接近排出部13之位置之成對之儲熱式燃燒器20c停止2次，接著使第4個接近排出部13之位置之成對之儲熱式燃燒器20d停止1次，且視需要重複進行此種操作。另外，如下述第1表所示之燃燒次數係顯示，在成對之儲熱式燃燒器20分別切換燃燒與排氣並且進行動作之情形下，分別以燃燒與排氣為一組所進行之次數。再者，如此藉由燃燒次數來控制停止時間，即得以容易進行該控制。
另外，使上述4對儲熱式燃燒器20a、20b、20c、20d停止之時機(timing)及次數，並未特別限定於上述所示，只要是使由較接近排出部13之位置之成對之儲熱式燃燒器20開始依序停止之時間增長，則可變更使上述4對儲熱式燃燒器20a、20b、20c、20d停止之時機及次數，此外對於更遠離排出部13之位置之成對之儲熱式燃燒器20，亦可以切換燃燒及停止之方式進行控制。
如此一來，在持續進行燃燒負載較低狀態之熱處理之情形下，不會僅特定成對之儲熱式燃燒器20停止較長，而可抑制燃料氣體成分或燃燒排放氣體成分附著在對於此種成對之儲熱式燃燒器20供給燃料氣體之氣體供給閥25a、及進行儲熱室22之供排氣切換之空氣供給用閥23a與排出用閥24a等，且防止在再啟動燃燒之情形下，此等閥23a、24a、25a不會適當動作。
此外，由於設成使由較接近上述排出部13之位置之成對之儲熱式燃燒器20開始依序停止之時間增長，因此因為位於排出部13附近之成對之儲熱式燃燒器20之燃燒所產生之高溫之燃燒排放氣體經由上述排出部13立即被引導至熱處理爐10外之比例減少，而防止熱處理爐10之熱利用率降低。
1．．．被處理材料
2．．．搬運滾筒
10．．．熱處理爐
11．．．入口
12．．．出口
13．．．排出部
20、20a、20b、20c、20d．．．儲熱式燃燒器
21．．．燃燒器部
22．．．儲熱室
22a．．．儲熱材料
23．．．空氣供給導管
23a．．．空氣供給用閥
24．．．排放氣體排出導管
24a．．．排出用閥
25．．．燃料噴射噴嘴
25a．．．氣體供給閥
第1圖係顯示藉由本發明之一實施形態之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法進行控制之熱處理爐之內部狀態之概略剖面圖。
第2圖係為本發明之同一實施形態之上述熱處理爐之概略平面圖。
第3圖係為顯示在本發明之同一實施形態之上述熱處理爐中一對儲熱式燃燒器之狀態之概略剖面圖。
第4圖係為顯示在本發明之同一實施形態中之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法中，從接近進行控制之排出部之位置依序所設之4對儲熱式燃燒器之概略說明圖。
10．．．熱處理爐
11．．．入口
13．．．排出部
20a、20b、20c、20d．．．儲熱式燃燒器

Claims (3)

  1. 一種儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法，係在儲熱燃燒式熱處理爐中，具有具備燃料噴射噴嘴之燃燒器(burner)部與收容有儲熱材料之儲熱室之一對儲熱式燃燒器，係沿著熱處理爐中被處理材料之移動方向設置複數對，並且設有將熱處理爐內之燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐外之排出部，而在各對燃燒器之一方之儲熱式燃燒器中，經由儲熱室將燃燒用空氣導入至燃燒器部並且從該燃燒器部中之燃料噴射噴嘴噴射燃料氣體進行燃燒之操作，及另一方面在另一方之儲熱式燃燒器中，將燃燒排放氣體導入至收容有儲熱材料之儲熱室而將燃燒排放氣體之熱儲熱於儲熱材料並予以排出之操作，係交替進行者，其特徵為：在依據熱處理爐內之燃燒負載而切換複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止而進行控制之際，將各個成對之儲熱式燃燒器的停止時間隨著成對的儲熱式燃燒器與前述排出部的距離越近而隨之設定為越長。
  2. 如申請專利範圍第1項之儲熱燃燒式熱處理爐之燃燒控制方法，其中，用以將燃燒排放氣體之一部份排出至熱處理爐外之排出部，係設於將上述被處理材料導入至熱處理爐內之入口側，且將各個成對之儲熱式燃燒器的停止時間隨著成對的儲熱式燃燒器與該入口側的排出部的距離越近而隨之設定為越長。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之儲熱燃燒式熱處理 爐之燃燒控制方法，其中，在切換複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止而進行控制之際，變更切換複數對儲熱式燃燒器之燃燒及停止之次數以控制使之停止之時間。
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