JPH03170614A - 加熱炉の燃焼方法 - Google Patents
加熱炉の燃焼方法Info
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- JPH03170614A JPH03170614A JP30715889A JP30715889A JPH03170614A JP H03170614 A JPH03170614 A JP H03170614A JP 30715889 A JP30715889 A JP 30715889A JP 30715889 A JP30715889 A JP 30715889A JP H03170614 A JPH03170614 A JP H03170614A
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- heating furnace
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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。
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、二層雰囲気燃焼バーナーを備えた加熱炉の
燃焼方法に関する． ［従来技術］ 一般の加熱炉におけるバーナーの燃焼は、空気比１．Ｌ
〜１．２で燃焼させいる．そのため、燃焼ガスの雰囲気
は過剰酸素を含む酸化性雰囲気となっている．その結果
被加熱材は酸化性雰囲気にさらされながら加熱されるこ
とになり、スクールの発生量が多くなり、これによる歩
留低下が多きかった． また、一般的な直火式無酸化燃焼方式は、水性ガス化反
応理論に基づく無酸化雰囲気が得られる空気比で燃焼さ
せ，ている．水性ガス化反応理論に基づく無酸化雰囲気
は、燃料を空気比１．０以下の不完全燃焼により得られ
る燃焼ガス中のＣｏ／Ｃ０２およびＨ．／Ｈ２０の値で
決定され、これらの値は第４図に示すように加熱温度に
よって異なる．すなわち、第４図から分かるように加熱
温度が高くなればなるほど、無酸化雰囲気を得るために
は、Ｃ Ｏ ／ Ｃ Ｏ ＊の値を大きくする必要があ
り、一般の加熱炉（加熱温度ｌ２００〜１３００℃）で
はＣｏ／ＣＯ２ ＝３．１〜３．３を確保する必要があ
る．この無酸化雰囲気を得るための設定空気比は燃料組
成により若干異なり、コークス炉ガスの場合は第５図に
示すように０．５である． このように従来行なわれている直火式の無酸化加熱方式
では、燃料を極端に不完全燃焼させるので、火炎温度が
低下し、その結果加熱能率が低下する．また、多Ｉの未
燃分が発生するので、燃料原単位が非常に低下するとい
う欠点があった．このような従来の直火式無酸化燃焼方
式の欠点を改善してスケールの発生を抑制し、しかも加
熱能率が低下せず燃料原単位が悪化しない直火式無酸化
燃焼方式として特開昭６０−２ １ ５７ １ ６号公
報に開示された技術がある．この技術においては第６図
のように加熱する被加熱材２１を囲む領域２２を空気比
１．０未満で燃焼させ、この領域２２の燃焼で発生、４
シた未燃分を領域２２の外側の領域２３で燃焼させるよ
うにしている．この加熱炉の燃焼方法により，スケール
発生率が低下し、しかも加熱に要する時間および燃料原
単位も従来とほとんど変わらないという効果が得られて
いる． ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の二層雰囲気による加熱炉の燃焼方
法においては、次のような問題点があった．すなわち、
例えば鍛接管スケルプ加熱炉の例で説明すると、スケル
プの進行方向に添って加熱炉の両側壁からバーナーが２
００〜３ ０ ０ ａｍ間隔で配置されているが、炉壁
にはスケルブを受けるためのスキッドが固定されている
箇所があるので、そのような場所ではバーナーの間隔は
広がらざるをえない．そして、炉内のスキッド後方のス
ケルプを囲む領域の雰囲気は燃料の供給が途切れるので
、無酸化雰囲気を維持できず、この区間ではスケルプが
酸化されスケールが発生するという問題点があった． この発明は、上記したような従来技術の問題点を解消し
、加熱炉のどの部分においてもスケールの発生を低く抑
えることができる加熱炉の燃焼方法を提供することを目
的としている． ［課題を解決するための手段］ この発明に係る加熱炉の燃焼方法は、被加熱材を囲む領
域を空気比１．０未満で燃焼させ、この領域の燃焼で発
生した未燃分を該領域の外側で燃焼させる加熱炉の燃焼
方法において、炉のバーナー間隔の広がる部分の燃焼排
ガス上流側の１本以上のバーナーは前記未燃分を燃焼さ
せるための２次空気の供給量を絞り、バーナー間隔の広
がる部分の被加熱材を囲む領域の雰囲気が不完全燃焼雰
囲気となるように燃焼させる加熱炉の燃焼方法である． ［作用］ この発明に係る加熱炉の燃焼方法は、被加熱材を囲む領
域を空気比１．０未満で燃焼させ、この領域の燃焼で発
生した未燃分を該領域の外側で燃焼させる加熱炉の燃焼
方法において、炉のバーナー間隔の広がる部分の燃焼排
ガス上流側の１本以上のバーナーは前記未燃分を燃焼さ
せるための２次空気の供給量を絞るようにして燃焼させ
ている．この理由は、バーナー間隔の広がっている部分
の燃焼排ガス上流側で、バーナー間隔の狭まっている部
分と同じ量の２次空気を供給すると、バーナー間隔の広
がっている部分では燃料の噴射が行なわれていないため
、必然的に被加熱材を囲む領域の雰囲気が、排ガス上流
側から流れてくる２次燃焼後の排ガスにより、無酸化雰
囲気から酸化雰囲気へと移行し、被加熱材が酸化されて
スケールが発生するからである．したがって、バーナー
間隔の広がっている部分の燃焼排ガス上流側では、２次
空気の供給量を絞り、バーナー間隔の広がっている部分
の被加熱材を囲む領域の雰囲気が無酸化雰囲気を保つよ
うにしている．［実施例］ 本発明の１実施例の加熱炉の燃焼方法を鍛接管スケルプ
加熱炉の場合において説明する．第１図は鍛接管スケル
プ加熱炉の断面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視
である．この鍛接管スケルプ加熱炉１は、両側の炉壁２
に１次燃焼ボート３と、１次燃焼ポート３の近傍上下に
スリット状２次燃焼ボート４を設けている．そして、１
次燃焼ボート３には燃焼バーナーを配置して、燃料を空
気比０．４５で燃焼させてスケルブ５を囲む領域６に無
酸化雰囲気を形戒させてスケルブ５を加熱するとともに
、２次燃焼ボート４からは２次燃焼用空気を炉内の領ｊ
！ｌｉ６の外側の領域７に吹き込んで、１次燃焼で生じ
た未燃分を完全燃焼させるようにしている． 第２図で分かるように、１次燃焼ボート３および２次燃
焼ボート４は、鍛接管スケルプ加熱炉１の炉壁２に添っ
て２００〜３ ０ ０ ａｍ間隔で、しかも両炉壁２間
では千鳥状になるように配置されているが、ところどこ
ろにスゲルプ５を支えるスキッド８があり、その部分で
は１次ｍ焼ボート３および２次燃焼ボート４の間隔は広
くなっている． このような、１次燃焼ボート３および２次燃焼ボート４
の間隔が広くなっている燃焼排ガスの流れの上流側（第
２図の■〜■〉の２次燃焼ボート４から、２次燃焼用空
気を間隔が狭い部分と同じ量吹き込むとスキッド部分で
は燃料が燃焼されない結果として、スケルプ５を囲む領
域に排ガス上流側から流れてくる２次燃焼後の排ガス（
酸化性雰囲気ガス）が侵入し、スケルプ５を囲む領域の
雰囲気が無酸化雰囲気から酸化雰囲気へと移行する．そ
の結果スケルプ５が酸化されスケールが発生する． そこで、本発明の１実施例の加熱炉の燃焼方法において
は、１次燃焼ボート３および２次燃焼ボート４の間隔が
広くなっている燃焼排ガスの流れの上流側（第２図の■
〜■〉の２次燃焼ボート４から供給する２次燃焼空気の
供給量を、第３図の２次空気弁９を絞って間隔が狭いと
ころよりも少なくするようにしている．なお第３図の１
０は１次空気弁である． 第１表は第２図の■〜■の位置の２次空気弁の開度を全
開の１／４に絞り、他の位置では全開にした場合のスキ
ッド直後の位置のＣＯ濃度（％〉を、■〜■の位置の２
次空気弁の開度を全開とした場合と比較して示したもの
である．第１表から明らかなように、■〜■の位置の２
次空気弁の開度を全開の１／４に絞った場合には、全開
の場合よりも大幅にＣＯ濃度（％〉の向上が認められ、
理想的な無酸化雰囲気となっているが分かる．第 １
表 （％〉備考：２ＯＡ．３２Ａ
は鍛接管の呼称径本発明の１実施例の加熱炉の燃焼方法
においては、従来技術と比較して少なくとも０．３％の
スケールロスの低減が確認されており、月間数万トンを
生産する鍛接管工場の場合にはその経済的な効果は大き
い． ［発明の効果］ この発明により，加熱炉のどの位Ｉにおいても被加熱材
に生成されるスケールの発生を最小限に抑えることがで
きる．
燃焼方法に関する． ［従来技術］ 一般の加熱炉におけるバーナーの燃焼は、空気比１．Ｌ
〜１．２で燃焼させいる．そのため、燃焼ガスの雰囲気
は過剰酸素を含む酸化性雰囲気となっている．その結果
被加熱材は酸化性雰囲気にさらされながら加熱されるこ
とになり、スクールの発生量が多くなり、これによる歩
留低下が多きかった． また、一般的な直火式無酸化燃焼方式は、水性ガス化反
応理論に基づく無酸化雰囲気が得られる空気比で燃焼さ
せ，ている．水性ガス化反応理論に基づく無酸化雰囲気
は、燃料を空気比１．０以下の不完全燃焼により得られ
る燃焼ガス中のＣｏ／Ｃ０２およびＨ．／Ｈ２０の値で
決定され、これらの値は第４図に示すように加熱温度に
よって異なる．すなわち、第４図から分かるように加熱
温度が高くなればなるほど、無酸化雰囲気を得るために
は、Ｃ Ｏ ／ Ｃ Ｏ ＊の値を大きくする必要があ
り、一般の加熱炉（加熱温度ｌ２００〜１３００℃）で
はＣｏ／ＣＯ２ ＝３．１〜３．３を確保する必要があ
る．この無酸化雰囲気を得るための設定空気比は燃料組
成により若干異なり、コークス炉ガスの場合は第５図に
示すように０．５である． このように従来行なわれている直火式の無酸化加熱方式
では、燃料を極端に不完全燃焼させるので、火炎温度が
低下し、その結果加熱能率が低下する．また、多Ｉの未
燃分が発生するので、燃料原単位が非常に低下するとい
う欠点があった．このような従来の直火式無酸化燃焼方
式の欠点を改善してスケールの発生を抑制し、しかも加
熱能率が低下せず燃料原単位が悪化しない直火式無酸化
燃焼方式として特開昭６０−２ １ ５７ １ ６号公
報に開示された技術がある．この技術においては第６図
のように加熱する被加熱材２１を囲む領域２２を空気比
１．０未満で燃焼させ、この領域２２の燃焼で発生、４
シた未燃分を領域２２の外側の領域２３で燃焼させるよ
うにしている．この加熱炉の燃焼方法により，スケール
発生率が低下し、しかも加熱に要する時間および燃料原
単位も従来とほとんど変わらないという効果が得られて
いる． ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の二層雰囲気による加熱炉の燃焼方
法においては、次のような問題点があった．すなわち、
例えば鍛接管スケルプ加熱炉の例で説明すると、スケル
プの進行方向に添って加熱炉の両側壁からバーナーが２
００〜３ ０ ０ ａｍ間隔で配置されているが、炉壁
にはスケルブを受けるためのスキッドが固定されている
箇所があるので、そのような場所ではバーナーの間隔は
広がらざるをえない．そして、炉内のスキッド後方のス
ケルプを囲む領域の雰囲気は燃料の供給が途切れるので
、無酸化雰囲気を維持できず、この区間ではスケルプが
酸化されスケールが発生するという問題点があった． この発明は、上記したような従来技術の問題点を解消し
、加熱炉のどの部分においてもスケールの発生を低く抑
えることができる加熱炉の燃焼方法を提供することを目
的としている． ［課題を解決するための手段］ この発明に係る加熱炉の燃焼方法は、被加熱材を囲む領
域を空気比１．０未満で燃焼させ、この領域の燃焼で発
生した未燃分を該領域の外側で燃焼させる加熱炉の燃焼
方法において、炉のバーナー間隔の広がる部分の燃焼排
ガス上流側の１本以上のバーナーは前記未燃分を燃焼さ
せるための２次空気の供給量を絞り、バーナー間隔の広
がる部分の被加熱材を囲む領域の雰囲気が不完全燃焼雰
囲気となるように燃焼させる加熱炉の燃焼方法である． ［作用］ この発明に係る加熱炉の燃焼方法は、被加熱材を囲む領
域を空気比１．０未満で燃焼させ、この領域の燃焼で発
生した未燃分を該領域の外側で燃焼させる加熱炉の燃焼
方法において、炉のバーナー間隔の広がる部分の燃焼排
ガス上流側の１本以上のバーナーは前記未燃分を燃焼さ
せるための２次空気の供給量を絞るようにして燃焼させ
ている．この理由は、バーナー間隔の広がっている部分
の燃焼排ガス上流側で、バーナー間隔の狭まっている部
分と同じ量の２次空気を供給すると、バーナー間隔の広
がっている部分では燃料の噴射が行なわれていないため
、必然的に被加熱材を囲む領域の雰囲気が、排ガス上流
側から流れてくる２次燃焼後の排ガスにより、無酸化雰
囲気から酸化雰囲気へと移行し、被加熱材が酸化されて
スケールが発生するからである．したがって、バーナー
間隔の広がっている部分の燃焼排ガス上流側では、２次
空気の供給量を絞り、バーナー間隔の広がっている部分
の被加熱材を囲む領域の雰囲気が無酸化雰囲気を保つよ
うにしている．［実施例］ 本発明の１実施例の加熱炉の燃焼方法を鍛接管スケルプ
加熱炉の場合において説明する．第１図は鍛接管スケル
プ加熱炉の断面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視
である．この鍛接管スケルプ加熱炉１は、両側の炉壁２
に１次燃焼ボート３と、１次燃焼ポート３の近傍上下に
スリット状２次燃焼ボート４を設けている．そして、１
次燃焼ボート３には燃焼バーナーを配置して、燃料を空
気比０．４５で燃焼させてスケルブ５を囲む領域６に無
酸化雰囲気を形戒させてスケルブ５を加熱するとともに
、２次燃焼ボート４からは２次燃焼用空気を炉内の領ｊ
！ｌｉ６の外側の領域７に吹き込んで、１次燃焼で生じ
た未燃分を完全燃焼させるようにしている． 第２図で分かるように、１次燃焼ボート３および２次燃
焼ボート４は、鍛接管スケルプ加熱炉１の炉壁２に添っ
て２００〜３ ０ ０ ａｍ間隔で、しかも両炉壁２間
では千鳥状になるように配置されているが、ところどこ
ろにスゲルプ５を支えるスキッド８があり、その部分で
は１次ｍ焼ボート３および２次燃焼ボート４の間隔は広
くなっている． このような、１次燃焼ボート３および２次燃焼ボート４
の間隔が広くなっている燃焼排ガスの流れの上流側（第
２図の■〜■〉の２次燃焼ボート４から、２次燃焼用空
気を間隔が狭い部分と同じ量吹き込むとスキッド部分で
は燃料が燃焼されない結果として、スケルプ５を囲む領
域に排ガス上流側から流れてくる２次燃焼後の排ガス（
酸化性雰囲気ガス）が侵入し、スケルプ５を囲む領域の
雰囲気が無酸化雰囲気から酸化雰囲気へと移行する．そ
の結果スケルプ５が酸化されスケールが発生する． そこで、本発明の１実施例の加熱炉の燃焼方法において
は、１次燃焼ボート３および２次燃焼ボート４の間隔が
広くなっている燃焼排ガスの流れの上流側（第２図の■
〜■〉の２次燃焼ボート４から供給する２次燃焼空気の
供給量を、第３図の２次空気弁９を絞って間隔が狭いと
ころよりも少なくするようにしている．なお第３図の１
０は１次空気弁である． 第１表は第２図の■〜■の位置の２次空気弁の開度を全
開の１／４に絞り、他の位置では全開にした場合のスキ
ッド直後の位置のＣＯ濃度（％〉を、■〜■の位置の２
次空気弁の開度を全開とした場合と比較して示したもの
である．第１表から明らかなように、■〜■の位置の２
次空気弁の開度を全開の１／４に絞った場合には、全開
の場合よりも大幅にＣＯ濃度（％〉の向上が認められ、
理想的な無酸化雰囲気となっているが分かる．第 １
表 （％〉備考：２ＯＡ．３２Ａ
は鍛接管の呼称径本発明の１実施例の加熱炉の燃焼方法
においては、従来技術と比較して少なくとも０．３％の
スケールロスの低減が確認されており、月間数万トンを
生産する鍛接管工場の場合にはその経済的な効果は大き
い． ［発明の効果］ この発明により，加熱炉のどの位Ｉにおいても被加熱材
に生成されるスケールの発生を最小限に抑えることがで
きる．
第１図は本発明の１実施例の加熱炉の燃焼方法を実施し
た鍛接管スケルブ加熱炉の横断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ矢視図、第３図は１，２次燃焼空気用配管を示す
説明図、第４図は鉄の酸化・還元平衡図、第５図はコー
クスガスの空気比とＣｏ／Ｃｏ２，Ｈ２ ／｝Ｉａ Ｏ
ｆ）関係を示すグラフ図、第６図は加熱炉の二層雰囲気
燃焼法を示す説明図である．
た鍛接管スケルブ加熱炉の横断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ矢視図、第３図は１，２次燃焼空気用配管を示す
説明図、第４図は鉄の酸化・還元平衡図、第５図はコー
クスガスの空気比とＣｏ／Ｃｏ２，Ｈ２ ／｝Ｉａ Ｏ
ｆ）関係を示すグラフ図、第６図は加熱炉の二層雰囲気
燃焼法を示す説明図である．
Claims (1)
- 被加熱材を囲む領域を空気比１．０未満で燃焼させ、
この領域の燃焼で発生した未燃分を該領域の外側で燃焼
させる加熱炉の燃焼方法において、炉のバーナー間隔の
広がる部分の燃焼排ガス上流側の１本以上のバーナーは
前記未燃分を燃焼させるための２次空気の供給量を絞り
、バーナー間隔の広がる部分の被加熱材を囲む領域の雰
囲気が不完全燃焼雰囲気となるように燃焼させることを
特徴とする加熱炉の燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1307158A JP2669082B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 加熱炉の燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1307158A JP2669082B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 加熱炉の燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170614A true JPH03170614A (ja) | 1991-07-24 |
| JP2669082B2 JP2669082B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=17965726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1307158A Expired - Fee Related JP2669082B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 加熱炉の燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669082B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59133317A (ja) * | 1983-01-19 | 1984-07-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 直火式無酸化炉の操業方法 |
| JPS62228430A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 鋼材の加熱方法 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1307158A patent/JP2669082B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59133317A (ja) * | 1983-01-19 | 1984-07-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 直火式無酸化炉の操業方法 |
| JPS62228430A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 鋼材の加熱方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2669082B2 (ja) | 1997-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |