JPH08134534A - 加熱炉 - Google Patents
加熱炉Info
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- JPH08134534A JPH08134534A JP26963994A JP26963994A JPH08134534A JP H08134534 A JPH08134534 A JP H08134534A JP 26963994 A JP26963994 A JP 26963994A JP 26963994 A JP26963994 A JP 26963994A JP H08134534 A JPH08134534 A JP H08134534A
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- heating furnace
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料を高温空気もしくは高濃度酸素の支燃ガ
スで燃焼して、被加熱材の急速加熱を行う加熱炉におい
て、NOxとスケールの生成を抑制すると同時に、被加
熱材の均一加熱に必要なフラットな炉温分布を確保す
る。 【構成】 燃料を高温空気もしくは高濃度酸素の支燃ガ
スで燃焼して、被加熱材の加熱を行う加熱炉において、
前記加熱炉の炉体側壁の炉長方向に、被加熱材に近接し
て、複数の還元燃焼バーナを配置すると共に、該還元燃
焼バーナの延長線上の炉体上下部壁、もしくは、該還元
燃焼バーナの反被加熱材側の炉体側壁に、複数の支燃ガ
ス供給装置を分散配置した加熱炉。
スで燃焼して、被加熱材の急速加熱を行う加熱炉におい
て、NOxとスケールの生成を抑制すると同時に、被加
熱材の均一加熱に必要なフラットな炉温分布を確保す
る。 【構成】 燃料を高温空気もしくは高濃度酸素の支燃ガ
スで燃焼して、被加熱材の加熱を行う加熱炉において、
前記加熱炉の炉体側壁の炉長方向に、被加熱材に近接し
て、複数の還元燃焼バーナを配置すると共に、該還元燃
焼バーナの延長線上の炉体上下部壁、もしくは、該還元
燃焼バーナの反被加熱材側の炉体側壁に、複数の支燃ガ
ス供給装置を分散配置した加熱炉。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスラブ、ビレット、スト
リップ等の被加熱材を、高温燃焼バーナで所定の目標温
度まで加熱する加熱炉、熱処理炉等(以下加熱炉と総称
する)に関するものである。
リップ等の被加熱材を、高温燃焼バーナで所定の目標温
度まで加熱する加熱炉、熱処理炉等(以下加熱炉と総称
する)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の加熱炉では省エネのた
め、煙道に間接式の熱交換器を設置して、燃焼排ガスの
顕熱を予熱空気として回収し、燃料の燃焼に使用する方
法が一般的であったが、この間接熱交換方式では熱交換
器の材質、構造等の面から予熱空気の上限温度が600
℃程度に制限されるため、大幅な燃焼火炎温度のアッ
プ、すなわち、被加熱材への放射伝熱量のアップが望め
ず、従って、被加熱材の急速加熱ができないため、加熱
炉がコンパクト化できないという問題点があった。
め、煙道に間接式の熱交換器を設置して、燃焼排ガスの
顕熱を予熱空気として回収し、燃料の燃焼に使用する方
法が一般的であったが、この間接熱交換方式では熱交換
器の材質、構造等の面から予熱空気の上限温度が600
℃程度に制限されるため、大幅な燃焼火炎温度のアッ
プ、すなわち、被加熱材への放射伝熱量のアップが望め
ず、従って、被加熱材の急速加熱ができないため、加熱
炉がコンパクト化できないという問題点があった。
【0003】これに対して、最近燃料を高温空気もしく
は高濃度酸素の支燃ガスで燃焼して、高温の火炎を発生
させ、この高温の火炎で被加熱材を急速加熱する方法が
実用化もしくは研究されており、例えば前者の高温空気
燃焼による方法では、バーナと蓄熱器を一体とした1対
のリジェネバーナを交互に切り換え燃焼して、1000
℃以上の高温空気を発生させ、この高温空気で燃料を燃
焼して高温の火炎を発生させ、被加熱材の急速加熱を行
うものであり、後者の高濃度酸素燃焼による方法では、
燃料と高濃度の酸素を酸素バーナで燃焼することによ
り、燃焼ガス量を減少して高温の火炎を発生して、被加
熱材の急速加熱を行うものである。
は高濃度酸素の支燃ガスで燃焼して、高温の火炎を発生
させ、この高温の火炎で被加熱材を急速加熱する方法が
実用化もしくは研究されており、例えば前者の高温空気
燃焼による方法では、バーナと蓄熱器を一体とした1対
のリジェネバーナを交互に切り換え燃焼して、1000
℃以上の高温空気を発生させ、この高温空気で燃料を燃
焼して高温の火炎を発生させ、被加熱材の急速加熱を行
うものであり、後者の高濃度酸素燃焼による方法では、
燃料と高濃度の酸素を酸素バーナで燃焼することによ
り、燃焼ガス量を減少して高温の火炎を発生して、被加
熱材の急速加熱を行うものである。
【0004】このように、燃料を高温空気もしくは高濃
度酸素の支燃ガスで燃焼して、高温の火炎を発生させる
方法では、高温の火炎から被加熱材への放射伝熱量が増
加するため、被加熱材が急速加熱されて加熱時間が短縮
されるため、加熱炉がコンパクト化できるという長所を
有している反面、燃料を燃焼反応速度が早い高温空気も
しくは高濃度酸素の支燃ガスで燃焼するため、燃焼火炎
が高温の短炎となり、この結果、燃焼ガス中のNOx
(窒素酸化物)と被加熱材のスケールが大幅に増加する
ことに加えて、バーナ軸長方向の炉温分布が不均一とな
るため、被加熱材が均一加熱できないという問題点があ
った。
度酸素の支燃ガスで燃焼して、高温の火炎を発生させる
方法では、高温の火炎から被加熱材への放射伝熱量が増
加するため、被加熱材が急速加熱されて加熱時間が短縮
されるため、加熱炉がコンパクト化できるという長所を
有している反面、燃料を燃焼反応速度が早い高温空気も
しくは高濃度酸素の支燃ガスで燃焼するため、燃焼火炎
が高温の短炎となり、この結果、燃焼ガス中のNOx
(窒素酸化物)と被加熱材のスケールが大幅に増加する
ことに加えて、バーナ軸長方向の炉温分布が不均一とな
るため、被加熱材が均一加熱できないという問題点があ
った。
【0005】これに対して、例えば図4に示す特開昭5
6−82306号公報に示されているような高温焼成炉
用低NOxバーナがある。この技術の特徴は高温燃焼の
NOxの抑制を目的とし、これを達成するために図4に
示すように、バーナタイル13に1次燃焼室11と2次
燃焼室12を異径段違いに設け、燃焼ノズル8から供給
した燃料を、1次空気ノズル9と2次空気ノズル10か
ら供給した燃焼用空気で2段燃焼を行うものである。す
なわち、1次燃焼室11で未燃分を含有した1次燃焼ガ
スを発生させ、2次燃焼室12でこの1次燃焼ガスと2
次空気で2次燃焼を行い、バーナ内での2段燃焼によっ
て、高温燃焼のNOxの抑制を行うものである。
6−82306号公報に示されているような高温焼成炉
用低NOxバーナがある。この技術の特徴は高温燃焼の
NOxの抑制を目的とし、これを達成するために図4に
示すように、バーナタイル13に1次燃焼室11と2次
燃焼室12を異径段違いに設け、燃焼ノズル8から供給
した燃料を、1次空気ノズル9と2次空気ノズル10か
ら供給した燃焼用空気で2段燃焼を行うものである。す
なわち、1次燃焼室11で未燃分を含有した1次燃焼ガ
スを発生させ、2次燃焼室12でこの1次燃焼ガスと2
次空気で2次燃焼を行い、バーナ内での2段燃焼によっ
て、高温燃焼のNOxの抑制を行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のバーナでは、予熱空気温度が従来の600℃以下の
NOx低減には有効であるが、最近実用化もしくは研究
されだした予熱空気温度が燃料の着火温度(例えばコー
クス炉ガスでは約700℃)以上の高温空気バーナや高
濃度酸素バーナでは、燃料と支燃ガスの燃焼反応速度が
極端に早いため、バーナによる2段燃焼では、バーナタ
イル内で燃焼が完了して火炎が高温の短炎となるため、
低NOx性と低スケール性、および、均一加熱性が要求
される加熱炉へは適用できないという問題点があった。
成のバーナでは、予熱空気温度が従来の600℃以下の
NOx低減には有効であるが、最近実用化もしくは研究
されだした予熱空気温度が燃料の着火温度(例えばコー
クス炉ガスでは約700℃)以上の高温空気バーナや高
濃度酸素バーナでは、燃料と支燃ガスの燃焼反応速度が
極端に早いため、バーナによる2段燃焼では、バーナタ
イル内で燃焼が完了して火炎が高温の短炎となるため、
低NOx性と低スケール性、および、均一加熱性が要求
される加熱炉へは適用できないという問題点があった。
【0007】本発明は上記問題点を解決すべく創案され
たもので、その目的は燃料を高温空気もしくは高濃度酸
素の支燃ガスで燃焼して、被加熱材の急速加熱を行う加
熱炉において、NOxとスケールの生成を抑制すると同
時に、被加熱材の均一加熱に必要なフラットな炉温分布
の確保を図った加熱炉を提供することにある。
たもので、その目的は燃料を高温空気もしくは高濃度酸
素の支燃ガスで燃焼して、被加熱材の急速加熱を行う加
熱炉において、NOxとスケールの生成を抑制すると同
時に、被加熱材の均一加熱に必要なフラットな炉温分布
の確保を図った加熱炉を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために次の構成を要旨とする。すなわち、燃料を高
温空気もしくは高濃度酸素の支燃ガスで燃焼して、被加
熱材の加熱を行う加熱炉において、前記加熱炉の炉体側
壁の炉長方向に、被加熱材に近接して、複数の還元燃焼
バーナを配置すると共に、該還元燃焼バーナの延長線上
の炉体上下部壁、もしくは、該還元燃焼バーナの反被加
熱材側の炉体側壁に、複数の支燃ガス供給装置を分散配
置したことを特徴とする。
するために次の構成を要旨とする。すなわち、燃料を高
温空気もしくは高濃度酸素の支燃ガスで燃焼して、被加
熱材の加熱を行う加熱炉において、前記加熱炉の炉体側
壁の炉長方向に、被加熱材に近接して、複数の還元燃焼
バーナを配置すると共に、該還元燃焼バーナの延長線上
の炉体上下部壁、もしくは、該還元燃焼バーナの反被加
熱材側の炉体側壁に、複数の支燃ガス供給装置を分散配
置したことを特徴とする。
【0009】
【作用】燃料を高温空気もしくは高濃度酸素の支燃ガス
で還元燃焼して、この未燃ガスを含有した還元燃焼火炎
を被加熱材の表面に層状に形成して、被加熱材の高温酸
化すなわちスケール生成を抑制する。なお、高温空気も
しくは高濃度酸素の支燃ガスは燃焼反応速度が早いた
め、通常空気バーナの還元燃焼で問題となるススの発生
がない。
で還元燃焼して、この未燃ガスを含有した還元燃焼火炎
を被加熱材の表面に層状に形成して、被加熱材の高温酸
化すなわちスケール生成を抑制する。なお、高温空気も
しくは高濃度酸素の支燃ガスは燃焼反応速度が早いた
め、通常空気バーナの還元燃焼で問題となるススの発生
がない。
【0010】さらに、この還元燃焼火炎中の未燃ガス
を、炉体上下部壁もしくは炉体側壁から供給する高温空
気もしくは高濃度酸素の支燃ガスで加熱炉内で2次燃焼
して、炉内温度分布の均一化を行う。また、燃料を還元
燃焼バーナと加熱炉内で分散燃焼するため、最高火炎温
度が低下してNOxの生成が抑制される。
を、炉体上下部壁もしくは炉体側壁から供給する高温空
気もしくは高濃度酸素の支燃ガスで加熱炉内で2次燃焼
して、炉内温度分布の均一化を行う。また、燃料を還元
燃焼バーナと加熱炉内で分散燃焼するため、最高火炎温
度が低下してNOxの生成が抑制される。
【0011】
【実施例】図1は本発明の加熱炉の実施例を示すサイド
バーナ式加熱炉の1ゾーンの平面図で、図2は図1の加
熱炉のA−A断面での縦断面図である。図1,2に示す
ごとく加熱炉のゾーン1の外殻を耐火物の炉体側壁2と
炉体上部壁3aおよび炉体下部壁3bで構成し、この炉
体側壁2の加熱炉の炉長方向に、被加熱材に近接して複
数の還元燃焼バーナ5を配置し、この還元燃焼バーナ5
に燃料と燃料の着火温度以上の高温空気もしくは高濃度
酸素の支燃ガスを配管で供給して、酸素不足の状態で燃
料の還元燃焼を行い、この未燃ガス(H2 ,CO等)を
含有した高温の還元燃焼火炎6で被加熱材4を加熱する
が、還元燃焼バーナ5が被加熱材4に近接して配置して
あるため、被加熱材4の表面に還元ガス層が形成され、
この結果、被加熱材4の高温酸化が抑制されてスケール
の生成量が減少する。
バーナ式加熱炉の1ゾーンの平面図で、図2は図1の加
熱炉のA−A断面での縦断面図である。図1,2に示す
ごとく加熱炉のゾーン1の外殻を耐火物の炉体側壁2と
炉体上部壁3aおよび炉体下部壁3bで構成し、この炉
体側壁2の加熱炉の炉長方向に、被加熱材に近接して複
数の還元燃焼バーナ5を配置し、この還元燃焼バーナ5
に燃料と燃料の着火温度以上の高温空気もしくは高濃度
酸素の支燃ガスを配管で供給して、酸素不足の状態で燃
料の還元燃焼を行い、この未燃ガス(H2 ,CO等)を
含有した高温の還元燃焼火炎6で被加熱材4を加熱する
が、還元燃焼バーナ5が被加熱材4に近接して配置して
あるため、被加熱材4の表面に還元ガス層が形成され、
この結果、被加熱材4の高温酸化が抑制されてスケール
の生成量が減少する。
【0012】さらに、還元燃焼バーナ5のバーナ軸の延
長線上の炉体上下部壁3a,3bに複数の支燃ガス供給
装置7を配置して、この支燃ガス供給装置7から燃料と
の燃焼反応速度が早い高温空気もしくは高濃度酸素の支
燃ガスを、加熱炉のゾーン1内に多段で分散供給して、
還元燃焼バーナ5からの未燃ガスを含有した還元燃焼火
炎6の分散2次燃焼を行い、加熱炉のゾーン1内に均一
な炉温分布を形成して、被加熱材4の均一加熱を行う。
長線上の炉体上下部壁3a,3bに複数の支燃ガス供給
装置7を配置して、この支燃ガス供給装置7から燃料と
の燃焼反応速度が早い高温空気もしくは高濃度酸素の支
燃ガスを、加熱炉のゾーン1内に多段で分散供給して、
還元燃焼バーナ5からの未燃ガスを含有した還元燃焼火
炎6の分散2次燃焼を行い、加熱炉のゾーン1内に均一
な炉温分布を形成して、被加熱材4の均一加熱を行う。
【0013】通常、加熱炉は図1に示すようなゾーン1
が加熱炉の炉長方向に複数個連接して構成されており、
被加熱材4は加熱炉の炉長方向の一端側の装入扉から加
熱炉内に装入され、ウォーキングビーム等の搬送装置で
加熱炉のゾーン1内を移動しながら所定温度まで加熱さ
れて、他端側の抽出扉から抽出される。また、燃料を高
温空気もしくは高濃度酸素の支燃ガスで高温燃焼する
が、燃料を還元燃焼バーナ5と加熱炉のゾーン1内で分
散燃焼するため、火炎の最高温度が抑制されてNOxの
生成量が減少する。
が加熱炉の炉長方向に複数個連接して構成されており、
被加熱材4は加熱炉の炉長方向の一端側の装入扉から加
熱炉内に装入され、ウォーキングビーム等の搬送装置で
加熱炉のゾーン1内を移動しながら所定温度まで加熱さ
れて、他端側の抽出扉から抽出される。また、燃料を高
温空気もしくは高濃度酸素の支燃ガスで高温燃焼する
が、燃料を還元燃焼バーナ5と加熱炉のゾーン1内で分
散燃焼するため、火炎の最高温度が抑制されてNOxの
生成量が減少する。
【0014】図3は本発明の加熱炉の他の実施例を示す
もので、支燃ガス供給装置7を還元燃焼バーナ5の反被
加熱材4側の炉体側壁2に配置したもので、支燃ガスの
炉幅方向の到達距離との関係で、比較的炉幅の狭い加熱
炉に適しており、図2の炉体上下部壁3a,3bに支燃
ガス供給装置7に設けた場合と同様な効果が得られる。
もので、支燃ガス供給装置7を還元燃焼バーナ5の反被
加熱材4側の炉体側壁2に配置したもので、支燃ガスの
炉幅方向の到達距離との関係で、比較的炉幅の狭い加熱
炉に適しており、図2の炉体上下部壁3a,3bに支燃
ガス供給装置7に設けた場合と同様な効果が得られる。
【0015】なお、本発明は前記実施例にのみ限定され
るものではなく、例えば、(1)支燃ガス供給装置7を
既存の炉内仕切り壁もしくはスキッドパイプ、スキッド
サポートパイプ等に取り付けること。(2)支燃ガスの
加熱炉内への分散供給を加熱炉内に装入したガスノズル
で行うこと。(3)還元燃焼バーナ5をリジェネバーナ
とし、このリジェネバーナの予熱空気の一部を支燃ガス
供給装置7に分配供給すること。等も勿論可能で、本発
明の要旨を逸脱しない限り種々変更を加えることは勿論
可能である。
るものではなく、例えば、(1)支燃ガス供給装置7を
既存の炉内仕切り壁もしくはスキッドパイプ、スキッド
サポートパイプ等に取り付けること。(2)支燃ガスの
加熱炉内への分散供給を加熱炉内に装入したガスノズル
で行うこと。(3)還元燃焼バーナ5をリジェネバーナ
とし、このリジェネバーナの予熱空気の一部を支燃ガス
供給装置7に分配供給すること。等も勿論可能で、本発
明の要旨を逸脱しない限り種々変更を加えることは勿論
可能である。
【0016】
【発明の効果】本発明の加熱炉によれば、(1)炉体側
壁に被加熱材に近接して還元燃焼バーナを配置してある
ため、被加熱材の表面に還元ガス層が形成され、被加熱
材のスケール生成量が減少する。(2)還元燃焼バーナ
からの未燃ガスを、炉体上下部壁もしくは炉体側壁から
の支燃ガスで分散2次燃焼するため、炉温分布が均一化
されて、被加熱材が均一加熱できる。(3)また、燃料
を還元燃焼バーナと加熱炉内で分散燃焼を行うため、最
高火炎温度が抑制されて、NOxの生成量が減少する。
等の優れた効果を奏し得る。
壁に被加熱材に近接して還元燃焼バーナを配置してある
ため、被加熱材の表面に還元ガス層が形成され、被加熱
材のスケール生成量が減少する。(2)還元燃焼バーナ
からの未燃ガスを、炉体上下部壁もしくは炉体側壁から
の支燃ガスで分散2次燃焼するため、炉温分布が均一化
されて、被加熱材が均一加熱できる。(3)また、燃料
を還元燃焼バーナと加熱炉内で分散燃焼を行うため、最
高火炎温度が抑制されて、NOxの生成量が減少する。
等の優れた効果を奏し得る。
【図1】本発明の加熱炉の実施例を示すサイドバーナ式
加熱炉の1ゾーンの平面図。
加熱炉の1ゾーンの平面図。
【図2】本発明の加熱炉の実施例を示す炉幅方向の縦断
面図。
面図。
【図3】本発明の加熱炉の他の実施例を示す炉幅方向の
縦断面図。
縦断面図。
【図4】従来技術を示す高温焼成炉用低NOxバーナの
縦断面図。
縦断面図。
1 ゾーン 2 炉体側壁 3a,3b 炉体上部壁、炉体下部壁 4 被加熱材 5 還元燃焼バーナ 6 還元燃焼火炎 7 支燃ガス供給装置 8 燃料ノズル 9 1次燃焼空気ノズル 10 2次燃焼空気ノズル 11 1次燃焼室 12 2次燃焼室 13 バーナタイル
Claims (1)
- 【請求項1】 燃料を高温空気もしくは高濃度酸素の支
燃ガスで燃焼して、被加熱材の加熱を行う加熱炉におい
て、前記加熱炉の炉体側壁の炉長方向に、被加熱材に近
接して、複数の還元燃焼バーナを配置すると共に、該還
元燃焼バーナの延長線上の炉体上下部壁、もしくは、該
還元燃焼バーナの反被加熱材側の炉体側壁に、複数の支
燃ガス供給装置を分散配置したことを特徴とする加熱
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26963994A JPH08134534A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 加熱炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26963994A JPH08134534A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 加熱炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134534A true JPH08134534A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17475155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26963994A Pending JPH08134534A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 加熱炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08134534A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007514917A (ja) * | 2003-12-16 | 2007-06-07 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 予備加熱酸化剤を用いる段階的に行われる燃焼方法 |
| KR20230023551A (ko) | 2021-08-10 | 2023-02-17 | 쥬가이로 고교 가부시키가이샤 | 가열 처리 방법, 연속식 가열로 및 배치식 가열로 |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP26963994A patent/JPH08134534A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007514917A (ja) * | 2003-12-16 | 2007-06-07 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 予備加熱酸化剤を用いる段階的に行われる燃焼方法 |
| KR20230023551A (ko) | 2021-08-10 | 2023-02-17 | 쥬가이로 고교 가부시키가이샤 | 가열 처리 방법, 연속식 가열로 및 배치식 가열로 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021029 |