JPH0369972B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0369972B2
JPH0369972B2 JP20527787A JP20527787A JPH0369972B2 JP H0369972 B2 JPH0369972 B2 JP H0369972B2 JP 20527787 A JP20527787 A JP 20527787A JP 20527787 A JP20527787 A JP 20527787A JP H0369972 B2 JPH0369972 B2 JP H0369972B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
burner
heating
steel strip
air
reduction
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP20527787A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6452025A (en
Inventor
Katsunori Kawaguchi
Takahiro Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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 Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP20527787A priority Critical patent/JPS6452025A/en
Publication of JPS6452025A publication Critical patent/JPS6452025A/en
Publication of JPH0369972B2 publication Critical patent/JPH0369972B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は鋼帯の直火還元加熱方法に関するもの
である。 (従来の技術) 鋼帯の加熱法としてバーナーから高温の燃焼ガ
スを鋼帯に噴射して、鋼帯を加熱する直火加熱方
法が知られている。直火加熱の特長は、ラジアン
トチユーブなどによる間接加熱に比べて加熱速度
が著しく大きい点にある。 ところで、鋼帯の連続焼鈍設備や連続溶融亜鉛
メツキ設備(以下CGLという)等の焼鈍設備に
おいて、鋼帯を直火加熱によつて完全無酸化状態
で加熱することが可能になれば、加熱に続く後工
程の処理が簡略化され、多くの利点がもたらされ
る。 つまり、ラジアントチユーブを用いた均熱炉で
の還元性雰囲気ガスが不要となり、また加熱炉等
の炉内ロールのピツクアツプも生じなくなる。ま
たゼンジミヤ方式のCGLラインでは、還元炉が
不要となり、連続焼鈍設備では酸洗処理が不要と
なる。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来一般に行われている直火加
熱方法では、完全無酸化が大きな加熱速度で鋼帯
を加熱することができるまでに至つていない。 つまり、平衡状態における鋼と燃焼生成ガスと
の間の酸化還元理論によれば、第7図に示す様に
例えば鋼を20℃から700℃まで還元状態で加熱す
るには、CO/CO2>1.5、H2/H2O>4.0のガス
組成でなければならず、この様な組成の燃焼生成
ガスを得るには、空気比0.5以下で燃焼させなけ
ればならない。 したがつて未燃焼ガスが大量に発生し、加熱効
率が著しく悪化する等の問題があり、従来、無酸
化炉(NOF)と称する炉では、若干の酸化を伴
うのが実情であつた。 一方、米国SelaS社はラジアントカツプバーナ
ーと称する予混合方式のバーナーを用いて、空気
比0.9程度で鋼帯を直火還元加熱する方法を提唱
している(米国特許第3320085号公報)。 この方法は特開昭60−121230号公報で述べてい
る様に、燃焼過程の非平衡状態下での還元反応を
利用したものと考えられる。 ところが予混合方式のバーナーでは逆火の危険
が伴い、逆火防止装置が必要な他、空気予熱によ
る排ガスの顕熱回収ができない等の問題がある。 これらに対して特公昭62−21051号公報に見ら
れる様に、旋回する空気流により、燃料と空気と
を急速に混合することで拡散型バーナーでの直火
還元加熱を行う方法も提唱されている。 この方法では逆火のおそれもなく、また空気予
熱による排ガスの顕熱回収も可能である。しかし
ながら旋回流による拡散燃焼では火炎が極端に短
くなり、還元加熱に適する範囲は、バーナー直近
の非常に狭い部分にしか存在せず、鋼帯の振動に
より還元範囲から外れ、鋼帯が酸化したり、極端
な場合にはバーナーと鋼帯とが接触するおそれが
ある。 以上のことを要約すると、鋼帯は直火還元状態
で効率良く加熱するには、燃焼過程の非平衡状態
下すなわち火炎での還元反応を利用すること、お
よび空気が若干不足する状態で燃料ガスと空気と
を充分混合させ、火炎中に未燃酸素を残存させな
いことが必要である。 この様な条件を満たすバーナーとして、前記米
国特許第3320085号公報および特公昭62−21051号
公報が提唱されているが、逆火のおそれあるいは
還元加熱に適する範囲が狭い等の問題が残されて
いる。 本発明は上記の様な実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、空気と燃料ガスの予混合を
必要としないバーナーにより、鋼帯を安定かつ広
い範囲で還元加熱する方法を提供しようとするも
のである。 (問題点を解決するための手段) 本発明の要旨は、鋼帯を加熱するに際し、バー
ナータイル底部において、該底部面積100cm2あた
り5孔以上の2重管を設け、内管には燃料ガス
(または空気)を、外管には空気(または燃料ガ
ス)をバーナー中心軸に対して平行に流し、その
空気比(理論空気量に対する割合)を0.7〜0.9に
調整し、鋼帯とバーナータイル底部との距離を
100〜400mmに調整して加熱することにある。 本発明の直火還元加熱の技術的ポイントは以下
の点にある。すなわち還元能力を有する火炎を広
範囲に発生させることおよび、燃料ガスと空気と
を充分混合させ火炎内に未燃酸素を残留させない
ことである。 以上の様な条件を拡散型バーナーで実現させる
手段として種々実験を試みた結果、無数の拡散火
炎を集合させ、一本の火炎として利用することを
見出した。 上述の様な考えに基いて設計されたバーナーを
第1図および第2図に示す。 第1図においてバーナータイル底部1には、該
底部面積100cm2あたり5孔以上の2重管式叶出孔
2が設けられている。 2重管式叶出孔2は外管3と内管4により構成
され、外管3には空気が、また、内管4には燃料
ガスが、バーナー中心軸に対して平行に流れる。
あるいは外管3に燃料ガスが、また内管4に空気
がバーナー中心軸に対して平行に流れる場合も同
様な効果が得られる。 (作用) 次に本発明に係るバーナーの作用について、基
礎実験結果を基に述べる。 すなわち、予め大気酸化させた実験片を叶出孔
数、空気比およびバーナータイル底部からの距離
を変化させて加熱することにより還元領域を調査
した。 表−1は、叶出孔数を変化させた結果で、例え
ば叶出孔数がバーナタイル底部面積100cm2あたり
4孔にすると、各叶出孔の孔径が大きくなり、ま
た叶出孔同士の間隔も大きくなるため、還元領域
の一部に酸化性の部分が生じ、結果として鋼帯上
に酸化部分と還元部分のムラが発生し好ましくな
い。叶出孔数は、バーナータイル面積100cm2あた
り5孔以上が良好である。 次に空気比を変化させた結果を表−2に示す。 空気比が0.7未満ではススが析出し、試験片表
面は黒変する。また火炎温度自体も低下し、加熱
速度が低下する。 一方、空気比1.0では、燃焼ガス巾にCO、H2
の未燃成分がほとんど存在しないため、例えば局
部的に混合が不十分であつた場合、残留酸素は直
接鋼材を酸化させることになる。実験の結果で
は、空気比0.7〜0.9の範囲が好適である。また、
バーナータイル底部からの距離を変化させた結果
を表−3に示す。 バーナータイル底部からの距離が100mm未満で
は、燃料ガスと空気とが完全に拡散および燃焼し
ない領域に相当し、残留酸素による急激な酸化が
認められる。 一方、バーナータイル底部から400mm超では、
燃料過程での非平衡状態下での還元反応は起こら
ず、従来から云われている酸化−還元の平衡反応
に従い、CO2、H2Oにより酸化する。 実験の結果ではバーナータイル底部から100〜
400mmの範囲が好適である。
(Industrial Field of Application) The present invention relates to a direct flame reduction heating method for steel strip. (Prior Art) As a method of heating a steel strip, a direct flame heating method is known in which the steel strip is heated by injecting high-temperature combustion gas from a burner onto the steel strip. The advantage of direct heating is that the heating rate is significantly faster than indirect heating using radiant tubes. By the way, in annealing equipment such as continuous annealing equipment for steel strips and continuous hot-dip galvanizing equipment (hereinafter referred to as CGL), if it were possible to heat the steel strip in a completely non-oxidizing state by direct flame heating, it would be possible to heat the steel strip in a completely non-oxidized state. Subsequent post-processing is simplified, providing many advantages. In other words, there is no need for a reducing atmosphere gas in a soaking furnace using a radiant tube, and there is no need to pick up rolls in a heating furnace or the like. In addition, the Sendzimir CGL line eliminates the need for a reduction furnace, and continuous annealing equipment eliminates the need for pickling. (Problems to be Solved by the Invention) However, with the conventionally commonly used direct flame heating method, it has not been possible to heat a steel strip completely without oxidation at a high heating rate. In other words, according to the oxidation-reduction theory between steel and combustion gases in an equilibrium state, as shown in Figure 7, in order to heat steel from 20°C to 700°C in a reduced state, CO/CO 2 > The gas composition must be 1.5, H 2 /H 2 O > 4.0, and to obtain a combustion product gas with such a composition, combustion must be performed at an air ratio of 0.5 or less. Therefore, there are problems such as a large amount of unburned gas being generated and a marked deterioration in heating efficiency, and the fact is that conventional furnaces called non-oxidizing furnaces (NOF) are accompanied by some oxidation. On the other hand, the American company SelaS proposes a method of direct reduction heating of a steel strip at an air ratio of about 0.9 using a premix burner called a radiant cup burner (US Pat. No. 3,320,085). This method is thought to utilize a reduction reaction under non-equilibrium conditions during the combustion process, as described in JP-A-60-121230. However, premix burners involve the risk of backfire, require a flashback prevention device, and have other problems, such as the inability to recover sensible heat from exhaust gas through air preheating. In response to these, a method has been proposed in which direct flame reduction heating is performed using a diffusion burner by rapidly mixing fuel and air using a swirling air flow, as seen in Japanese Patent Publication No. 62-21051. There is. With this method, there is no risk of backfire, and it is also possible to recover sensible heat from the exhaust gas by preheating the air. However, in diffusion combustion due to swirling flow, the flame becomes extremely short, and the range suitable for reductive heating exists only in a very narrow area immediately adjacent to the burner, and vibrations of the steel strip cause it to deviate from the reduction range, causing the steel strip to oxidize. In extreme cases, the burner and the steel strip may come into contact. To summarize the above, in order to efficiently heat the steel strip in a direct flame reduction state, it is necessary to use the combustion process in a non-equilibrium state, that is, to use the reduction reaction in the flame, and to use the fuel gas in a state where there is a slight air shortage. It is necessary to mix the fuel and air sufficiently so that no unburned oxygen remains in the flame. The above-mentioned U.S. Patent No. 3,320,085 and Japanese Patent Publication No. 62-21051 have proposed burners that meet these conditions, but there remain problems such as the risk of backfire and the narrow range suitable for reductive heating. There is. The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a method for reductively heating a steel strip stably and over a wide range using a burner that does not require premixing of air and fuel gas. That is. (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is that when heating a steel strip, a double pipe with 5 or more holes is provided per 100 cm 2 of bottom area at the bottom of the burner tile, and the inner pipe is filled with fuel gas. (or air), flow air (or fuel gas) into the outer tube parallel to the burner center axis, adjust the air ratio (ratio to the theoretical air amount) to 0.7 to 0.9, and then connect the steel strip and burner tile. distance from the bottom
The purpose is to adjust the heating to 100 to 400 mm. The technical points of the direct flame reduction heating of the present invention are as follows. That is, it is necessary to generate a flame having a reducing ability over a wide range, and to sufficiently mix fuel gas and air so that no unburned oxygen remains in the flame. After conducting various experiments as a means to achieve the above conditions using a diffusion burner, we discovered that a countless number of diffusion flames can be gathered together and used as a single flame. A burner designed based on the above idea is shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, a burner tile bottom 1 is provided with five or more double-pipe type openings 2 per 100 cm 2 of bottom area. The double-pipe vent hole 2 is composed of an outer pipe 3 and an inner pipe 4, and air flows through the outer pipe 3 and fuel gas flows through the inner pipe 4 parallel to the burner center axis.
Alternatively, the same effect can be obtained when fuel gas flows through the outer tube 3 and air flows through the inner tube 4 parallel to the burner center axis. (Function) Next, the function of the burner according to the present invention will be described based on the results of basic experiments. That is, the reduction region was investigated by heating experimental pieces that had been previously oxidized in the atmosphere while varying the number of holes, air ratio, and distance from the bottom of the burner tile. Table 1 shows the results of changing the number of leaf holes. For example, if the number of leaf holes is set to 4 per 100cm2 of the bottom area of the burner tile, the diameter of each leaf hole becomes larger, and the diameter of each leaf hole increases. Since the interval also becomes large, an oxidizing portion is generated in a part of the reduced region, and as a result, unevenness between the oxidized portion and the reduced portion occurs on the steel strip, which is not preferable. A good number of leaf holes is 5 or more per 100cm2 of burner tile area. Next, Table 2 shows the results of changing the air ratio. If the air ratio is less than 0.7, soot will precipitate and the surface of the test piece will turn black. The flame temperature itself also decreases, and the heating rate decreases. On the other hand, at an air ratio of 1.0, there are almost no unburned components such as CO and H2 in the combustion gas width, so if, for example, there is insufficient mixing locally, the residual oxygen will directly oxidize the steel material. . According to experimental results, an air ratio in the range of 0.7 to 0.9 is suitable. Also,
Table 3 shows the results of varying the distance from the bottom of the burner tile. A distance of less than 100 mm from the bottom of the burner tile corresponds to a region where fuel gas and air do not completely diffuse and burn, and rapid oxidation due to residual oxygen is observed. On the other hand, if it is more than 400mm from the bottom of the burner tile,
No reduction reaction occurs under non-equilibrium conditions during the fuel process, and oxidation occurs with CO 2 and H 2 O according to the conventional oxidation-reduction equilibrium reaction. The experimental results show that 100~ from the bottom of the burner tile.
A range of 400mm is preferred.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 (実施例) 次に本バーナーにて鋼板を加熱した結果につい
て説明する。 燃焼条件:燃料;コークス炉ガス 空気比;0.8 燃焼量;50000kcal/Hr 供試バーナー: (1) 本発明のバーナー (2) 従来の空気旋回形バーナー(第3図参照) 定格燃焼量、バーナー径共に同じ 試験結果:第5図は本発明のバーナーにて予め大
気酸化させた試験片を800℃まで加熱し、窒素
ガスにて冷却した結果である。 また、第6図は従来の旋回形バーナーにて同
様のテストを行なつた結果である。 第5図および第6図において横軸はバーナータ
イル底部からの距離で、縦軸は空気比である。予
め大気酸化させた試験片は、加熱後、還元領域で
は、酸化膜が還元され、金属光沢を呈する。また
同様に酸化領域では、酸化膜が成長し、黒色を呈
する。 従来の旋回形バーナーでは第6図に示す如く、
火炎が短く、したがつて還元領域はバーナータイ
ル底部から、100mm前後に存在し狭い。 これに対して本発明のバーナーでは第5図に示
す如く、火炎が長く、還元領域はバーナータイル
底部から150〜400mmの範囲に存在している。 (発明の効果) 以上説明した様に本発明により広い範囲にわた
つて還元領域が得られ、したがつて、鋼帯の振動
等によりバーナーと鋼帯との間隔が変化しても、
鋼帯が酸化することなく急速加熱することができ
る。 また逆火の危険もなく、空気予熱による排ガス
の顕熱回収も可能である。 尚、実施例においては円筒形のバーナーで実施
した結果を述べているが、楕円あるいぱ角筒形の
バーナーにおいても同様な効果が得られる。
[Table] (Example) Next, the results of heating a steel plate with this burner will be explained. Combustion conditions: Fuel; Coke oven gas-air ratio; 0.8 Combustion amount; 50000 kcal/Hr Test burner: (1) Burner of the present invention (2) Conventional air swirl burner (see Figure 3) Rated combustion amount, burner diameter Both test results are the same: Figure 5 shows the results of heating a test piece that had been atmospherically oxidized in the burner of the present invention to 800°C and cooling it with nitrogen gas. Furthermore, FIG. 6 shows the results of a similar test conducted using a conventional rotary burner. In FIGS. 5 and 6, the horizontal axis is the distance from the bottom of the burner tile, and the vertical axis is the air ratio. After heating a test piece that has been oxidized in the atmosphere in advance, the oxide film is reduced in the reduced region, giving it a metallic luster. Similarly, in the oxidized region, an oxide film grows and appears black. In the conventional rotary burner, as shown in Fig. 6,
The flame is short, so the reduction area is narrow and exists approximately 100mm from the bottom of the burner tile. On the other hand, in the burner of the present invention, as shown in FIG. 5, the flame is long and the reduction region exists within a range of 150 to 400 mm from the bottom of the burner tile. (Effects of the Invention) As explained above, the present invention provides a reduction area over a wide range, and therefore, even if the distance between the burner and the steel strip changes due to vibration of the steel strip, etc.
The steel strip can be heated rapidly without oxidizing. There is also no risk of backfire, and sensible heat recovery from exhaust gas is possible through air preheating. In the Examples, the results were described using a cylindrical burner, but similar effects can be obtained using an elliptical or rectangular cylindrical burner.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のバーナーの断面図、第2図は
第1図の−線矢視断面図、第3図は従来の旋
回形バーナーの断面図、第4図は第3図の−
線矢視断面図、第5図は本発明のバーナーによる
加熱実験例図表、第6図は従来のバーナーによる
加熱実験例図表、第7図は鋼の酸化−還元平衡図
表である。 1:バーナータイル底部、2:2重管式吐出
孔、3:外管、4:内管。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the burner of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the - line in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional rotary burner, and FIG.
5 is a diagram of a heating experiment using the burner of the present invention, FIG. 6 is a diagram of a heating experiment using a conventional burner, and FIG. 7 is a diagram of the oxidation-reduction equilibrium of steel. 1: Bottom of burner tile, 2: Double pipe discharge hole, 3: Outer pipe, 4: Inner pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 鋼帯を加熱するに際し、バーナータイル底部
において、該底部面積100cm2あたり5孔以上の2
重管を設け、内管には燃料ガス(または空気)
を、外管には空気(または燃料ガス)をバーナー
中心軸に対して平行に流し、その空気比(理論空
気量に対する割合)を0.7〜0.9に調整し、鋼帯と
バーナータイル底部との距離を100〜400mmに調整
して加熱することを特徴とする鋼帯の直火還元加
熱方法。
1. When heating the steel strip, at the bottom of the burner tile, 2 or more holes with 5 or more holes per 100cm2 of the bottom area.
A heavy pipe is installed, and the inner pipe is filled with fuel gas (or air).
, flow air (or fuel gas) into the outer tube parallel to the burner center axis, adjust the air ratio (ratio to the theoretical air amount) to 0.7 to 0.9, and adjust the distance between the steel strip and the bottom of the burner tile. A direct-fire reduction heating method for steel strip, which is characterized by adjusting and heating the steel strip to 100 to 400 mm.
JP20527787A 1987-08-20 1987-08-20 Direct fire reduction heating method for steel strip Granted JPS6452025A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20527787A JPS6452025A (en) 1987-08-20 1987-08-20 Direct fire reduction heating method for steel strip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20527787A JPS6452025A (en) 1987-08-20 1987-08-20 Direct fire reduction heating method for steel strip

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1249260A Division JPH06933B2 (en) 1989-09-27 1989-09-27 Burner for direct flame reduction heating of steel strip

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6452025A JPS6452025A (en) 1989-02-28
JPH0369972B2 true JPH0369972B2 (en) 1991-11-06

Family

ID=16504312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20527787A Granted JPS6452025A (en) 1987-08-20 1987-08-20 Direct fire reduction heating method for steel strip

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6452025A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015511995A (en) * 2012-03-09 2015-04-23 バオシャン アイアン アンド スティール カンパニー リミテッド Method for producing normalized silicon steel substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015511995A (en) * 2012-03-09 2015-04-23 バオシャン アイアン アンド スティール カンパニー リミテッド Method for producing normalized silicon steel substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6452025A (en) 1989-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6102691A (en) Combustion apparatus
JPH0343527B2 (en)
JPH0579614A (en) Burner contstruction for low calorific gas and burning method therefor
CN110657433A (en) Gas cladding type low-nitrogen non-oxidation burner
JPH0369972B2 (en)
EP0233944A1 (en) Continuous strip steel processing line having direct firing furnace
JPH02118030A (en) Direct-fire reduction heating burner for band steel
JPS6330973B2 (en)
US5957684A (en) Heating method and apparatus
EP0566730A1 (en) LOW NOx PREMIX GAS BURNER
JPH09243056A (en) Heat storage switching burner
JP2001165412A (en) Radiant tube with surface burner
JPS6221051B2 (en)
JPS6250416A (en) Direct flame non-oxidation heating method
JPH06257723A (en) Oxygen burner
JPS644088B2 (en)
JPH0587726B2 (en)
JPH06137526A (en) Reduction heating burner as open fire for band steel
JPH0441621A (en) Continuous heat treatment for steel strip
SU561741A1 (en) Baking oven
JPH08188822A (en) Combustion method of heating furnace
JPH06346153A (en) Method for direct firing reduction heating and burner structure therefor
JPS6254032A (en) Continuous annealing furnace for steel strip
JPH0849836A (en) Heat storage combustion device
JPS644091B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term