JP3733803B2 - 回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱炉の炉圧制御方法に係わり、特に、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えた加熱炉の炉圧を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鋼材の加熱に、回転式の加熱炉が使用されることがある。それは、図４に示すように、平面がドーナツ状を呈する炉室１と、回転する水平な炉床２と、被加熱物３を加熱するバーナ４とで形成されている。この炉を使用すると、装入口５から入れられた被加熱物３は、炉内を排出口６まで移動する間に、炉床２の回転速度と炉内温度を適当に調整することで所望温度に加熱される。バーナ４は、一般に重油バーナが用いられ、炉室１の両側壁（ドーナツ状なので、直径の小さい方を内側壁７、大きい方を外側壁８という）に沿って、その先端を炉内へ向けて多数配設されている。かかる加熱炉を実際に稼動させるには、高温排ガスの熱をレキュペレータ９で燃焼に用いる空気と熱交換したり、図３（ａ）に示すように予熱炉１０や廃熱ボイラ１１で回収して、熱効率を高めるようにしていた。それでも、該加熱炉は、炉体の構造上、炉容積に対して表面積が大きく、熱交換を利用しても燃焼効率が悪く、必然的に燃料原単位が高いという問題があった。また、被加熱物３が鋼材の場合、加熱中に酸化されてスケールが生じ、所謂スケールロスが大きいという問題もあった。
【０００３】
これに対して、特開平７−４８５１号公報は、それぞれ蓄熱体を備えた２つのバーナを１組とし、交互に切換えて燃焼、吸引をする交番燃焼バーナを、前記内側壁や天井面に沿って複数組配置する加熱炉を提案している。この炉では、排気ガスの熱量をほとんど自らのバーナ（蓄熱体）で回収するようにしたので、熱効率が従来に比べて大きくなる。また、重油の予熱器や熱交換器のような大型設備が不要となり、建設費も安くなる。さらに、鋼材のスケールが低減するという効果もある程度認められた。
【０００４】
ところで、このような交番燃焼バーナを設けた加熱炉は、前記従来の炉（図３（ａ）参照）と異なり、図３（ｂ）に示すように、熱回収の都合で燃焼ガスの一部（全体の２０ｖｏｌ％と少ない流量である）を直接煙突１５から外気中へ排出させている。従って、炉の排気口１６から煙突１５までの煙道１７には、図２に示すように、炉圧を制御するダンパが設けられる。ところが、この炉圧制御用ダンパは、一般に密閉性が低いので、ガス流量が少ないと、炉圧制御を困難にすることがある。つまり、炉圧制御用ダンパ１８を密閉しても、該ダンパ１８を通過する排気ガス１９の圧力損失が後流側の圧力（負圧）より小さく、排気ガス１９が後流側に流れてしまうからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えていても、炉圧制御が安定して実施可能な加熱炉の炉圧制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化した。
【０００７】
すなわち、本発明は、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えた回転炉床式加熱炉の炉圧を、排ガスの煙道に設けた炉圧制御用ダンパの開閉で制御するに際して、前記煙道の炉圧制御用ダンパの下流側に設けた圧力センサを常時監視し、前記加熱炉内の圧力値が２０±２Ｐａ内になるように、前記炉圧制御用ダンパの下流側で、ドラフト制御ダンパの開閉操作により煙道内に低温ガスを導入することを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法である。
【０００８】
また、本発明は、前記低温ガスを外気とすることを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法である。
【０００９】
さらに、前記外気の導入を、ファンを使用しない自然吸引とすることを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法である。
【００１０】
本発明では、炉から煙突までの煙道に設けた前記ダンパの下流側で、該煙道内に低温ガスを導入するようにしたので、煙道内のガス温度が低下し、煙突でガスが上昇する速度が低下する（所謂「ドラフト」が減少する。）。また、ガス圧力も上昇する。その結果、ダンパ密閉時に該ダンパを通過して排出されるガス量が極めて微量に抑えられるようになり、炉圧の制御が容易になる。さらに、本発明では、低温ガスを外気とし、該外気の導入を無動力で行なうようにしたので、炉圧制御が安価に行なえるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯も交え、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
まず、発明者は、密閉性の低い炉圧制御ダンパ自体の改造をせずに、前記ドラフトを減少させることに着眼し、その具体的手段を鋭意検討した。その結果、排気ガス１９の温度を下げること、及び圧力を高めることが良いと考えた。具体的には、排気ガス１９より低温のガスを煙道１７に導入することである。
【００１３】
導入する低温ガス２０の種類は、高温（１０００℃程度）の排気ガス１９（交番燃焼バーナからの燃焼ガスの一部）の成分と反応し、環境汚染や煙道１７を腐食させることを配慮すると、不活性ガスの利用が好ましい。しかし、発明者の調査により、温度としては、常温で良く、ガスとしては空気で煙道１７に何らトラブルが生じないことが確認できたので、常温の外気が最も好ましい。また、導入する手段は、不活性ガスの場合には、公知のガス保持容器と加圧手段（いずれも図示せず）を設ければ良い。一方、外気の場合には、図１に示すように、煙道１７に外気の取入れ口２４とダンパ（以下、ドラフト制御ダンパ２１という）を設けるだけで十分であった。コンプレッサ等の動力源を使用しても良いが、煙道１７の内部は通常負圧なので、十分な量の外気が導入できるからである。
【００１４】
次に、発明者は、低温ガス２０の導入位置について検討し、前記炉圧制御ダンパ１８の下流側で良いことを知った。 排気ガス１９の温度低下及び圧力上昇に寄与するからである。
【００１５】
なお、本発明を具体的に実施するには、オペレータが煙道に設けた圧力センサ２２を常時監視し、圧力値が目標圧力範囲内になるように、ドラフト制御ダンパ２１を開閉操作することで、低温ガス２０の導入を行なえば良い。しかし、オペレータをコンピュータに代え、無人の遠隔操作でドラフト制御ダンパ２１の開閉を行なうようにしても良い。
【００１６】
【実施例】
蓄熱体を有する交番燃焼バーナ２３を２７組備えた加熱炉（外側壁の直径３３ｍ，内側壁の直径２５ｍ，炉床から天井までの高さ１．５〜２．１ｍ）の炉圧制御に本発明を適用した。被加熱物３は、継目無鋼管を製造する素材の丸鋼鋳片（１本が外径１９０ｍｍ，長さ３０００ｍｍ）であり、それを装入口５から連続的に装入して加熱操業が行なわれた。該鋳片の目標加熱温度は、１２５０±３０℃とし、目標炉圧は、２０±２Ｐａとした。この炉圧制御は、本発明に係る方法のうち、外気の導入を無人で行なう方式とした。
【００１７】
加熱操業中の炉圧の経時変化を、従来の操業時での変化と比較して図５に示す。図５より、本発明によれば、炉圧が目標範囲内で制御できることが明らかである。また、この操業中に加熱された鋳片は、いずれも目標加熱温度を満足していた。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えていても、加熱炉の炉圧制御が安定して実施できるようになった。しかも、制御に用いるガスが外気で良いので、簡単な設備改造で安価に炉圧の安定が図れた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加熱炉の炉圧制御方法を説明する図である。
【図２】交番燃焼バーナを備えた加熱炉の排気系を示す図である。
【図３】従来の加熱炉の排気系を説明する図であり、（ａ）はバーナが重油バーナ、（ｂ）は交番燃焼バーナの場合である。
【図４】加熱炉の構造を説明する図である。
【図５】本発明の実施による炉圧変化を、従来のものと比較した図である。
【符号の説明】
１ 炉室
２ 炉床
３ 被加熱物
４ バーナ
５ 装入口
６ 排出口
７ 内側壁
８ 外側壁
９ レキュペレータ
１０ 予熱炉
１１ 廃熱ボイラ
１２ 燃焼ブロア
１３ 排気ブロア
１４ 高温ファン
１５ 煙突
１６ 炉の排気口
１７ 煙道
１８ 炉圧制御ダンパ
１９ 排気ガス（燃焼ガスの一部）
２０ 低温ガス
２１ ドラフト制御ダンパ
２２ 圧力センサ
２３ 交番燃焼バーナ
２４ 外気の取り入れ口
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱炉の炉圧制御方法に係わり、特に、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えた加熱炉の炉圧を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鋼材の加熱に、回転式の加熱炉が使用されることがある。それは、図４に示すように、平面がドーナツ状を呈する炉室１と、回転する水平な炉床２と、被加熱物３を加熱するバーナ４とで形成されている。この炉を使用すると、装入口５から入れられた被加熱物３は、炉内を排出口６まで移動する間に、炉床２の回転速度と炉内温度を適当に調整することで所望温度に加熱される。バーナ４は、一般に重油バーナが用いられ、炉室１の両側壁（ドーナツ状なので、直径の小さい方を内側壁７、大きい方を外側壁８という）に沿って、その先端を炉内へ向けて多数配設されている。かかる加熱炉を実際に稼動させるには、高温排ガスの熱をレキュペレータ９で燃焼に用いる空気と熱交換したり、図３（ａ）に示すように予熱炉１０や廃熱ボイラ１１で回収して、熱効率を高めるようにしていた。それでも、該加熱炉は、炉体の構造上、炉容積に対して表面積が大きく、熱交換を利用しても燃焼効率が悪く、必然的に燃料原単位が高いという問題があった。また、被加熱物３が鋼材の場合、加熱中に酸化されてスケールが生じ、所謂スケールロスが大きいという問題もあった。
【０００３】
これに対して、特開平７−４８５１号公報は、それぞれ蓄熱体を備えた２つのバーナを１組とし、交互に切換えて燃焼、吸引をする交番燃焼バーナを、前記内側壁や天井面に沿って複数組配置する加熱炉を提案している。この炉では、排気ガスの熱量をほとんど自らのバーナ（蓄熱体）で回収するようにしたので、熱効率が従来に比べて大きくなる。また、重油の予熱器や熱交換器のような大型設備が不要となり、建設費も安くなる。さらに、鋼材のスケールが低減するという効果もある程度認められた。
【０００４】
ところで、このような交番燃焼バーナを設けた加熱炉は、前記従来の炉（図３（ａ）参照）と異なり、図３（ｂ）に示すように、熱回収の都合で燃焼ガスの一部（全体の２０ｖｏｌ％と少ない流量である）を直接煙突１５から外気中へ排出させている。従って、炉の排気口１６から煙突１５までの煙道１７には、図２に示すように、炉圧を制御するダンパが設けられる。ところが、この炉圧制御用ダンパは、一般に密閉性が低いので、ガス流量が少ないと、炉圧制御を困難にすることがある。つまり、炉圧制御用ダンパ１８を密閉しても、該ダンパ１８を通過する排気ガス１９の圧力損失が後流側の圧力（負圧）より小さく、排気ガス１９が後流側に流れてしまうからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えていても、炉圧制御が安定して実施可能な加熱炉の炉圧制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化した。
【０００７】
すなわち、本発明は、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えた回転炉床式加熱炉の炉圧を、排ガスの煙道に設けた炉圧制御用ダンパの開閉で制御するに際して、前記煙道の炉圧制御用ダンパの下流側に設けた圧力センサを常時監視し、前記加熱炉内の圧力値が２０±２Ｐａ内になるように、前記炉圧制御用ダンパの下流側で、ドラフト制御ダンパの開閉操作により煙道内に低温ガスを導入することを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法である。
【０００８】
また、本発明は、前記低温ガスを外気とすることを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法である。
【０００９】
さらに、前記外気の導入を、ファンを使用しない自然吸引とすることを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法である。
【００１０】
本発明では、炉から煙突までの煙道に設けた前記ダンパの下流側で、該煙道内に低温ガスを導入するようにしたので、煙道内のガス温度が低下し、煙突でガスが上昇する速度が低下する（所謂「ドラフト」が減少する。）。また、ガス圧力も上昇する。その結果、ダンパ密閉時に該ダンパを通過して排出されるガス量が極めて微量に抑えられるようになり、炉圧の制御が容易になる。さらに、本発明では、低温ガスを外気とし、該外気の導入を無動力で行なうようにしたので、炉圧制御が安価に行なえるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯も交え、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
まず、発明者は、密閉性の低い炉圧制御ダンパ自体の改造をせずに、前記ドラフトを減少させることに着眼し、その具体的手段を鋭意検討した。その結果、排気ガス１９の温度を下げること、及び圧力を高めることが良いと考えた。具体的には、排気ガス１９より低温のガスを煙道１７に導入することである。
【００１３】
導入する低温ガス２０の種類は、高温（１０００℃程度）の排気ガス１９（交番燃焼バーナからの燃焼ガスの一部）の成分と反応し、環境汚染や煙道１７を腐食させることを配慮すると、不活性ガスの利用が好ましい。しかし、発明者の調査により、温度としては、常温で良く、ガスとしては空気で煙道１７に何らトラブルが生じないことが確認できたので、常温の外気が最も好ましい。また、導入する手段は、不活性ガスの場合には、公知のガス保持容器と加圧手段（いずれも図示せず）を設ければ良い。一方、外気の場合には、図１に示すように、煙道１７に外気の取入れ口２４とダンパ（以下、ドラフト制御ダンパ２１という）を設けるだけで十分であった。コンプレッサ等の動力源を使用しても良いが、煙道１７の内部は通常負圧なので、十分な量の外気が導入できるからである。
【００１４】
次に、発明者は、低温ガス２０の導入位置について検討し、前記炉圧制御ダンパ１８の下流側で良いことを知った。 排気ガス１９の温度低下及び圧力上昇に寄与するからである。
【００１５】
なお、本発明を具体的に実施するには、オペレータが煙道に設けた圧力センサ２２を常時監視し、圧力値が目標圧力範囲内になるように、ドラフト制御ダンパ２１を開閉操作することで、低温ガス２０の導入を行なえば良い。しかし、オペレータをコンピュータに代え、無人の遠隔操作でドラフト制御ダンパ２１の開閉を行なうようにしても良い。
【００１６】
【実施例】
蓄熱体を有する交番燃焼バーナ２３を２７組備えた加熱炉（外側壁の直径３３ｍ，内側壁の直径２５ｍ，炉床から天井までの高さ１．５〜２．１ｍ）の炉圧制御に本発明を適用した。被加熱物３は、継目無鋼管を製造する素材の丸鋼鋳片（１本が外径１９０ｍｍ，長さ３０００ｍｍ）であり、それを装入口５から連続的に装入して加熱操業が行なわれた。該鋳片の目標加熱温度は、１２５０±３０℃とし、目標炉圧は、２０±２Ｐａとした。この炉圧制御は、本発明に係る方法のうち、外気の導入を無人で行なう方式とした。
【００１７】
加熱操業中の炉圧の経時変化を、従来の操業時での変化と比較して図５に示す。図５より、本発明によれば、炉圧が目標範囲内で制御できることが明らかである。また、この操業中に加熱された鋳片は、いずれも目標加熱温度を満足していた。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えていても、加熱炉の炉圧制御が安定して実施できるようになった。しかも、制御に用いるガスが外気で良いので、簡単な設備改造で安価に炉圧の安定が図れた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加熱炉の炉圧制御方法を説明する図である。
【図２】交番燃焼バーナを備えた加熱炉の排気系を示す図である。
【図３】従来の加熱炉の排気系を説明する図であり、（ａ）はバーナが重油バーナ、（ｂ）は交番燃焼バーナの場合である。
【図４】加熱炉の構造を説明する図である。
【図５】本発明の実施による炉圧変化を、従来のものと比較した図である。
【符号の説明】
１ 炉室
２ 炉床
３ 被加熱物
４ バーナ
５ 装入口
６ 排出口
７ 内側壁
８ 外側壁
９ レキュペレータ
１０ 予熱炉
１１ 廃熱ボイラ
１２ 燃焼ブロア
１３ 排気ブロア
１４ 高温ファン
１５ 煙突
１６ 炉の排気口
１７ 煙道
１８ 炉圧制御ダンパ
１９ 排気ガス（燃焼ガスの一部）
２０ 低温ガス
２１ ドラフト制御ダンパ
２２ 圧力センサ
２３ 交番燃焼バーナ
２４ 外気の取り入れ口
Claims (3)
- 蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えた回転炉床式加熱炉の炉圧を、排ガスの煙道に設けた炉圧制御用ダンパの開閉で制御するに際して、
前記煙道の炉圧制御用ダンパの下流側に設けた圧力センサを常時監視し、前記加熱炉内の圧力値が２０±２Ｐａ内になるように、前記炉圧制御用ダンパの下流側で、ドラフト制御ダンパの開閉操作により煙道内に低温ガスを導入することを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法。 - 前記低温ガスを外気とすることを特徴とする請求項１記載の回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法。
- 前記外気の導入を、ファンを使用しない自然吸引とすることを特徴とする請求項２記載の回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27161899A JP3733803B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27161899A JP3733803B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001098320A JP2001098320A (ja) | 2001-04-10 |
| JP3733803B2 true JP3733803B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=17502590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27161899A Expired - Fee Related JP3733803B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 回転炉床式加熱炉の炉圧制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3733803B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103620309A (zh) * | 2011-04-27 | 2014-03-05 | 伊莱克斯家用产品公司 | 用于烤炉的流控制装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1757707A3 (en) * | 2001-01-17 | 2007-06-20 | JFE Steel Corporation | Heating furnace having heat regenerating burners and operation method thereof |
| JP6328471B2 (ja) * | 2014-04-02 | 2018-05-23 | 中外炉工業株式会社 | 蓄熱式バーナ、及び蓄熱式バーナを備えた燃焼炉 |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27161899A patent/JP3733803B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103620309A (zh) * | 2011-04-27 | 2014-03-05 | 伊莱克斯家用产品公司 | 用于烤炉的流控制装置 |
| CN103620309B (zh) * | 2011-04-27 | 2016-10-12 | 伊莱克斯家用产品公司 | 用于烤炉的流控制装置 |
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|---|---|
| JP2001098320A (ja) | 2001-04-10 |
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