JPH075993B2 - 直火式連続加熱炉における鋼帯の加熱方法 - Google Patents
直火式連続加熱炉における鋼帯の加熱方法Info
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- JPH075993B2 JPH075993B2 JP61136221A JP13622186A JPH075993B2 JP H075993 B2 JPH075993 B2 JP H075993B2 JP 61136221 A JP61136221 A JP 61136221A JP 13622186 A JP13622186 A JP 13622186A JP H075993 B2 JPH075993 B2 JP H075993B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直火式連続加熱炉における鋼帯の加熱方法に
関する。
関する。
従来の鋼帯の直火式連続加熱方法の概要を第３図を用い
て説明する。第３図の（ａ）は直火式連続加熱炉の長手
方向縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部の拡大詳細図を
示す。
て説明する。第３図の（ａ）は直火式連続加熱炉の長手
方向縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部の拡大詳細図を
示す。
第３図において、11は鋼帯加熱用バーナ（以下バーナと
呼ぶ）、12はバーナへの燃料供給ヘツダー、13は炉、14
は鋼帯、15は火炎、16は燃料である。
呼ぶ）、12はバーナへの燃料供給ヘツダー、13は炉、14
は鋼帯、15は火炎、16は燃料である。
加熱炉13の内部を鋼帯14が連続的に走行するようにし、
この鋼帯を加熱する為に、鋼帯の両側あるいは片側にバ
ーナ11が設けられている。バーナ11には燃料16として一
般的に製鉄所内の副製ガスが使用され、該燃料16は燃料
供給ヘツダー12から炉13内に供給される。
この鋼帯を加熱する為に、鋼帯の両側あるいは片側にバ
ーナ11が設けられている。バーナ11には燃料16として一
般的に製鉄所内の副製ガスが使用され、該燃料16は燃料
供給ヘツダー12から炉13内に供給される。
バーナ11では空気過剰率1.0未満、すなわち、空気不足
の状態で燃焼を行なわせることにより、弱還元性の火炎
15を形成させ、この還元性火炎15で鋼帯14を直接加熱し
て、鋼帯14をほとんど酸化させずに加熱するようにして
いる。
の状態で燃焼を行なわせることにより、弱還元性の火炎
15を形成させ、この還元性火炎15で鋼帯14を直接加熱し
て、鋼帯14をほとんど酸化させずに加熱するようにして
いる。
直火式連続加熱炉を用いて、鋼帯を酸化させることなし
に加熱しようとする時、加熱用バーナで形成される火炎
は還元性を有していることが必要である。
に加熱しようとする時、加熱用バーナで形成される火炎
は還元性を有していることが必要である。
通常、火炎に還元性をもたせる為に燃焼時の空気過剰率
は1.0未満としているが、この空気過剰率は、鋼帯の処
理量変化に伴う、炉内温度、鋼帯の加熱温度、炉内ガス
組成の変化又は、使用する燃料組成の変化に応じて、適
正な空気過剰率の設定を行わなければ、鋼帯の還元を伴
う加熱は実現できない。
は1.0未満としているが、この空気過剰率は、鋼帯の処
理量変化に伴う、炉内温度、鋼帯の加熱温度、炉内ガス
組成の変化又は、使用する燃料組成の変化に応じて、適
正な空気過剰率の設定を行わなければ、鋼帯の還元を伴
う加熱は実現できない。
そこで、本発明では、上記の炉内温度、鋼帯の加熱温
度、燃料組成等の条件変化に対しても常に安定した還元
性を有する火炎を形成できるバーナ燃焼を行わせ、これ
を直火式連続加熱炉に適用することにより、鋼帯を酸化
させることなく高温まで加熱しようとするものである。
度、燃料組成等の条件変化に対しても常に安定した還元
性を有する火炎を形成できるバーナ燃焼を行わせ、これ
を直火式連続加熱炉に適用することにより、鋼帯を酸化
させることなく高温まで加熱しようとするものである。
本発明は、直火式加熱炉の加熱用バーナで形成される火
炎を安定させ、該火炎とは独立して還元性雰囲気を保持
するために、バーナからの燃料噴射とは別に還元性ガス
を供給することにより、上記目的を達成しようとするも
のである。
炎を安定させ、該火炎とは独立して還元性雰囲気を保持
するために、バーナからの燃料噴射とは別に還元性ガス
を供給することにより、上記目的を達成しようとするも
のである。
即ち、本発明は、鋼帯を直火式加熱炉で連続的に加熱す
る方法において、炉内を走行する鋼帯に加熱用バーナを
対向配置し、該バーナーの燃料噴出孔の周囲に還元性ガ
スの供給口を配置して該バーナからの火炎の周囲に還元
性ガスを供給することを特徴とする鋼帯の加熱方法であ
る。
る方法において、炉内を走行する鋼帯に加熱用バーナを
対向配置し、該バーナーの燃料噴出孔の周囲に還元性ガ
スの供給口を配置して該バーナからの火炎の周囲に還元
性ガスを供給することを特徴とする鋼帯の加熱方法であ
る。
本発明におけるH2、CO等の還元性ガスの作用について以
下説明する。
下説明する。
鋼帯の直火加熱に用いるバーナの燃料としては、主とし
て製鉄所内で生成される副製ガスを用いる。副製ガスの
主成分は、20〜30vol％のCOガス及び約50vol％の水素ガ
スであり、この燃料を空気過剰率1.0未満、すなわち空
気不足を状態で燃焼させると、火炎内ガスが５〜12vol
％のH2及び10〜15vol％のCOの組成になる。また、火炎
中の酸化性ガスであるO2濃度はほとんど零となる。
て製鉄所内で生成される副製ガスを用いる。副製ガスの
主成分は、20〜30vol％のCOガス及び約50vol％の水素ガ
スであり、この燃料を空気過剰率1.0未満、すなわち空
気不足を状態で燃焼させると、火炎内ガスが５〜12vol
％のH2及び10〜15vol％のCOの組成になる。また、火炎
中の酸化性ガスであるO2濃度はほとんど零となる。
火炎の還元性は、このH2、CO等の還元性ガスと燃焼によ
り生成されるH2O、CO2等の酸化性ガスの分圧比によつて
決まることは、平衡状態図からも明らかである。Fe-H-O
系の酸化・還元反応は、正・逆反応となり、式で表わす
と、鋼帯温度920℃以下において、 Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O −（１） で表わされる。ここで〔Fe〕の生成速度ｄ〔Fe〕/dt
は、 で表わされ、kr、koはアレニウス表示で示される速度定
数で、 kr（還元速度定数）＝Br lxp（−Er/RT） ko（酸化速度定数）＝Bo lxp（−Eo/RT） で表わされる。ただし、〔〕は化学種の分率、Ｅは活性
化エネルギー、Ｂは頻度因子である。
り生成されるH2O、CO2等の酸化性ガスの分圧比によつて
決まることは、平衡状態図からも明らかである。Fe-H-O
系の酸化・還元反応は、正・逆反応となり、式で表わす
と、鋼帯温度920℃以下において、 Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O −（１） で表わされる。ここで〔Fe〕の生成速度ｄ〔Fe〕/dt
は、 で表わされ、kr、koはアレニウス表示で示される速度定
数で、 kr（還元速度定数）＝Br lxp（−Er/RT） ko（酸化速度定数）＝Bo lxp（−Eo/RT） で表わされる。ただし、〔〕は化学種の分率、Ｅは活性
化エネルギー、Ｂは頻度因子である。
（２）式から明らかなように、火炎中の〔H2〕濃度が高
く、〔H2O〕濃度が低い程、還元反応は促進され火炎の
還元性は向上する。これは、Fe-C-O系の Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 −（３） なる反応についても、同様のことがいえる。すなわち、
火炎中の〔CO〕濃度が高く、〔CO2〕濃度が低い程、還
元性はよくなる。
く、〔H2O〕濃度が低い程、還元反応は促進され火炎の
還元性は向上する。これは、Fe-C-O系の Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 −（３） なる反応についても、同様のことがいえる。すなわち、
火炎中の〔CO〕濃度が高く、〔CO2〕濃度が低い程、還
元性はよくなる。
以上のことから、火炎中にH2、CO等の還元性ガスを添加
あるいは同伴し、これらのガス濃度を意図的に高めるこ
とは還元反応の観点から極めて有効である。一例として
第２図に、鉄−水素−酸素系の鋼帯の還元領域を示す一
測定例を示す。横軸が燃焼ガス温度Tg、縦軸が火炎中の
H2の分圧比率PH2／PH2＋PH2Oである。
あるいは同伴し、これらのガス濃度を意図的に高めるこ
とは還元反応の観点から極めて有効である。一例として
第２図に、鉄−水素−酸素系の鋼帯の還元領域を示す一
測定例を示す。横軸が燃焼ガス温度Tg、縦軸が火炎中の
H2の分圧比率PH2／PH2＋PH2Oである。
この測定結果を基にすると、PH2／PH2＋PH2OとTgとは近
似的に下記の式が成立する。
似的に下記の式が成立する。
PH2／PH2＋PH2O≒1.283−1.14×10-3Tg＋4.29×10-7Tg2 この結果、燃焼ガス温度Tgの値に応じて、火炎中のH2分
圧（PH2）を図中に示す曲線の値以上に保つことにより
明確な還元領域が形成され、この領域において還元を伴
う鋼帯の加熱が実現される。
圧（PH2）を図中に示す曲線の値以上に保つことにより
明確な還元領域が形成され、この領域において還元を伴
う鋼帯の加熱が実現される。
還元性ガス温度Tgと還元性成分の分圧比との関係は第２
図のとおりであるから、還元領域を保持するように、還
元性ガス温度Tg及び還元性成分の分圧比を調整する必要
がある。
図のとおりであるから、還元領域を保持するように、還
元性ガス温度Tg及び還元性成分の分圧比を調整する必要
がある。
以下、本発明を図面により説明する。第１図（ａ）は、
直火式連続加熱炉の長手方向の縦断面図、（ｂ）及び
（ｃ）は（ａ）のＡ部の拡大詳細図である。第１図にお
いて、１はバーナ、２は還元性ガスヘッダー、３は燃料
ヘッダー、４は炉、５は鋼帯、６は火炎、７は燃料、８
は還元性ガスをそれぞれ示す。（ｂ）はバーナ内部で燃
料７の周囲に還元性ガス８を供給して混合し、バーナか
ら噴出して火炎を形成する参考例である。これに対し、
（ｃ）はバーナの燃料噴出孔の周囲に還元性ガスの供給
口を配置して、バーナからの火炎の周囲を還元性ガスで
包囲するようにした本発明の実施例である。この実施例
では、還元性ガスとは別個に燃料をバーナから供給でき
るので、バーナの制御だけで火炎を容易に安定させるこ
とができる。そして、火炎の周囲に供給される還元性ガ
スは一部燃焼するが、他は火炎を包囲した状態で鋼帯に
吹きつけられるので、多量の還元性ガスの供給も可能で
あり、また、還元性ガスの広がりにより、還元性能を向
上させることができる。他方、予め還元性ガスと燃料を
混合した状態で火炎を形成すると、空燃比が0.5〜0.6程
度で失火する恐れがあり、火炎の安定性に欠ける。
直火式連続加熱炉の長手方向の縦断面図、（ｂ）及び
（ｃ）は（ａ）のＡ部の拡大詳細図である。第１図にお
いて、１はバーナ、２は還元性ガスヘッダー、３は燃料
ヘッダー、４は炉、５は鋼帯、６は火炎、７は燃料、８
は還元性ガスをそれぞれ示す。（ｂ）はバーナ内部で燃
料７の周囲に還元性ガス８を供給して混合し、バーナか
ら噴出して火炎を形成する参考例である。これに対し、
（ｃ）はバーナの燃料噴出孔の周囲に還元性ガスの供給
口を配置して、バーナからの火炎の周囲を還元性ガスで
包囲するようにした本発明の実施例である。この実施例
では、還元性ガスとは別個に燃料をバーナから供給でき
るので、バーナの制御だけで火炎を容易に安定させるこ
とができる。そして、火炎の周囲に供給される還元性ガ
スは一部燃焼するが、他は火炎を包囲した状態で鋼帯に
吹きつけられるので、多量の還元性ガスの供給も可能で
あり、また、還元性ガスの広がりにより、還元性能を向
上させることができる。他方、予め還元性ガスと燃料を
混合した状態で火炎を形成すると、空燃比が0.5〜0.6程
度で失火する恐れがあり、火炎の安定性に欠ける。
本発明は、バーナーの火炎と還元性ガスの供給を分離す
ることにより、火炎の安定性、加熱温度の保持の容易
性、還元性能の向上等の利点があり、鋼帯を無酸素状態
で高温まで加熱することができるようになった。
ることにより、火炎の安定性、加熱温度の保持の容易
性、還元性能の向上等の利点があり、鋼帯を無酸素状態
で高温まで加熱することができるようになった。
第１図は本発明の一実施態様を示す概略図で（ａ）は加
熱炉の長手方向の縦断側面図、（ｂ）及び（ｃ）は
（ａ）のＡ部拡大詳細図であり、（ｂ）は参考例、
（ｃ）は本発明の実施例である。第２図は還元性ガスを
水素とした時の還元性ガスの分圧比と還元ガス温度との
関係を示す図表、第３図は従来の直火式連続加熱炉の長
手方向の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大詳細図で
ある。
熱炉の長手方向の縦断側面図、（ｂ）及び（ｃ）は
（ａ）のＡ部拡大詳細図であり、（ｂ）は参考例、
（ｃ）は本発明の実施例である。第２図は還元性ガスを
水素とした時の還元性ガスの分圧比と還元ガス温度との
関係を示す図表、第３図は従来の直火式連続加熱炉の長
手方向の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大詳細図で
ある。
フロントページの続き (72)発明者 山下 功祐 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 安達 一成 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 白石 典久 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 菅沼 七三雄 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭60−121230（ＪＰ，Ａ) 米国特許3320085（ＵＳ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】鋼帯を直火式加熱炉で連続的に加熱する方
法において、炉内を走行する鋼帯に加熱用バーナを対向
配置し、該バーナの燃料噴出孔の周囲に還元性ガスの供
給口を配置して該バーナからの火炎の周囲に還元性ガス
を供給することを特徴とする鋼帯の加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136221A JPH075993B2 (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 直火式連続加熱炉における鋼帯の加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136221A JPH075993B2 (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 直火式連続加熱炉における鋼帯の加熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62294137A JPS62294137A (ja) | 1987-12-21 |
| JPH075993B2 true JPH075993B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=15170126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61136221A Expired - Lifetime JPH075993B2 (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 直火式連続加熱炉における鋼帯の加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075993B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3320085A (en) | 1965-03-19 | 1967-05-16 | Selas Corp Of America | Galvanizing |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60121230A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-28 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 鋼ストリツプの直火加熱方法 |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP61136221A patent/JPH075993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3320085A (en) | 1965-03-19 | 1967-05-16 | Selas Corp Of America | Galvanizing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62294137A (ja) | 1987-12-21 |
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