JPH08145319A - 直火還元バーナー - Google Patents
直火還元バーナーInfo
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- JPH08145319A JPH08145319A JP28487394A JP28487394A JPH08145319A JP H08145319 A JPH08145319 A JP H08145319A JP 28487394 A JP28487394 A JP 28487394A JP 28487394 A JP28487394 A JP 28487394A JP H08145319 A JPH08145319 A JP H08145319A
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- annular nozzle
- swirl
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- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い還元領域を得ることができる直火還元バ
ーナーを提供すること。 【構成】 環状ノズルを有する直火還元バーナーであ
る。環状空間３内に、環状空間３に供給され前記環状ノ
ズル部に送られる燃焼用空気に所要の旋回を付与する旋
回羽根４を設置する。環状ノズル部における周囲に、前
記旋回を付与された燃焼用空気の周囲から燃料を吹き出
すための複数個の燃料噴射孔１ａを開設する。
ーナーを提供すること。 【構成】 環状ノズルを有する直火還元バーナーであ
る。環状空間３内に、環状空間３に供給され前記環状ノ
ズル部に送られる燃焼用空気に所要の旋回を付与する旋
回羽根４を設置する。環状ノズル部における周囲に、前
記旋回を付与された燃焼用空気の周囲から燃料を吹き出
すための複数個の燃料噴射孔１ａを開設する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼帯の連続焼鈍設備，
連続溶融亜鉛めっき設備等の直火還元帯に適した直火式
の還元バーナーに関するものである。
連続溶融亜鉛めっき設備等の直火還元帯に適した直火式
の還元バーナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼帯の連続焼鈍ラインで鋼帯を加熱する
方法としては、ラジアントチューブ等の放射を利用した
間接加熱方式と、バーナーからの燃焼火炎を直接鋼帯に
衝突させる直火加熱方式に大きく大別される。このう
ち、間接加熱方式は加熱雰囲気として還元性あるいは無
酸化性のガスを用いれば鋼帯の表面を酸化させることな
く加熱できるが、間接加熱のために加熱速度が遅いので
多くは均熱炉などの均一加熱に用いられている。これに
対して、直火加熱方式は炉壁や火炎からの放射加熱に加
えて直接火炎が衝突することで対流加熱も行えるので、
急速加熱に適している。
方法としては、ラジアントチューブ等の放射を利用した
間接加熱方式と、バーナーからの燃焼火炎を直接鋼帯に
衝突させる直火加熱方式に大きく大別される。このう
ち、間接加熱方式は加熱雰囲気として還元性あるいは無
酸化性のガスを用いれば鋼帯の表面を酸化させることな
く加熱できるが、間接加熱のために加熱速度が遅いので
多くは均熱炉などの均一加熱に用いられている。これに
対して、直火加熱方式は炉壁や火炎からの放射加熱に加
えて直接火炎が衝突することで対流加熱も行えるので、
急速加熱に適している。
【０００３】しかしながら、急速加熱が可能であっても
鋼帯の表面が酸化することは極力避けねばならないの
で、燃焼空気比を１未満にした還元炎で直火還元加熱す
ることが行われている。例えば特開平５−８７７２６号
には、二重管式吐出孔を複数個設けた直火還元加熱用バ
ーナーを直火還元炉内に設置し、燃焼火炎を直接鋼板に
衝突させて還元加熱を行う技術が開示されている。
鋼帯の表面が酸化することは極力避けねばならないの
で、燃焼空気比を１未満にした還元炎で直火還元加熱す
ることが行われている。例えば特開平５−８７７２６号
には、二重管式吐出孔を複数個設けた直火還元加熱用バ
ーナーを直火還元炉内に設置し、燃焼火炎を直接鋼板に
衝突させて還元加熱を行う技術が開示されている。
【０００４】また、同様のバーナーとしては、特開昭６
４−４０９１号には、筒状バーナータイルの内壁周方向
に設けられた吐出孔から燃焼用空気に旋回をかけて吹き
出すとともに、中心突出部の外壁周方向に設けた吐出孔
から前記空気と対向しかつ空気と逆向きに旋回をかけて
燃料を吹き出す構造の直火還元加熱バーナーが開示され
ている。
４−４０９１号には、筒状バーナータイルの内壁周方向
に設けられた吐出孔から燃焼用空気に旋回をかけて吹き
出すとともに、中心突出部の外壁周方向に設けた吐出孔
から前記空気と対向しかつ空気と逆向きに旋回をかけて
燃料を吹き出す構造の直火還元加熱バーナーが開示され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、実際の加熱
炉内における鋼帯は約２０ｍ以上離れたロール２点で拘
束されているだけであり、その間に振れが生じることが
良くある。特に疵防止のためにロールの代わりにベンド
フロータを用いた場合にはこの振れが３００ｍｍ以上に
なることがある。このため、鋼帯がバーナータイルに触
れないような間隔を存してバーナーを配置しなければな
らず、還元可能距離の範囲が広いバーナーが必要になっ
てくる。しかしながら、特開平５−８７７２６号で開示
されている直火還元バーナーでは、鋼帯とバーナータイ
ルとの距離が３００ｍｍから急激に還元範囲が狭くな
り、３５０ｍｍ以上では還元できないので、実際の加熱
炉に設置した場合には還元炎で直接加熱できないという
問題がある。
炉内における鋼帯は約２０ｍ以上離れたロール２点で拘
束されているだけであり、その間に振れが生じることが
良くある。特に疵防止のためにロールの代わりにベンド
フロータを用いた場合にはこの振れが３００ｍｍ以上に
なることがある。このため、鋼帯がバーナータイルに触
れないような間隔を存してバーナーを配置しなければな
らず、還元可能距離の範囲が広いバーナーが必要になっ
てくる。しかしながら、特開平５−８７７２６号で開示
されている直火還元バーナーでは、鋼帯とバーナータイ
ルとの距離が３００ｍｍから急激に還元範囲が狭くな
り、３５０ｍｍ以上では還元できないので、実際の加熱
炉に設置した場合には還元炎で直接加熱できないという
問題がある。
【０００６】また、特開昭６４−４０９１号で開示され
ているバーナーは、燃料と燃焼用空気に逆向きの強旋回
をかけてこれら両者の混合を良くしているが、トロイダ
ル渦を形成するので火炎の直進性が弱く、高々バーナー
タイル内径の３倍の距離までしか還元できない。
ているバーナーは、燃料と燃焼用空気に逆向きの強旋回
をかけてこれら両者の混合を良くしているが、トロイダ
ル渦を形成するので火炎の直進性が弱く、高々バーナー
タイル内径の３倍の距離までしか還元できない。
【０００７】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、広い還元領域を得ることができる
直火還元バーナーを提供することを目的としている。
なされたものであり、広い還元領域を得ることができる
直火還元バーナーを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の直火還元バーナーは、環状ノズルを有
し、かつ環状空間内に、環状空間に供給され前記環状ノ
ズル部に送られる燃焼用空気に所要の旋回を付与する旋
回羽根を設置するとともに、前記環状ノズル部における
周囲に、前記旋回を付与された燃焼用空気の周囲から燃
料を吹き出すための複数個の燃料噴射孔を開設している
のであり、必要に応じて、燃焼用空気の旋回流がスワー
ル数Ｓｗ［＝ (2/3)・〔｛1-(D2/D1)3｝／｛1-(D2/
D1)2｝〕・ tanα］が０．３以上，０．６以下の弱旋回
となるように環状ノズル部における外筒の内径Ｄ1 ，環
状ノズル部における内筒の外径Ｄ2 ，及び旋回羽根の角
度αを決定したり、また、環状ノズル部における外筒の
内径Ｄ1 と環状ノズル部における内筒の外径Ｄ2 の比Ｄ
2 ／Ｄ1 を０．５以下としたり、また、バーナー先端よ
り燃料噴射孔までの距離Ｌ1 と前記Ｄ1 の比Ｌ1 ／Ｄ1
を０．５以上としているのである。
ために、本発明の直火還元バーナーは、環状ノズルを有
し、かつ環状空間内に、環状空間に供給され前記環状ノ
ズル部に送られる燃焼用空気に所要の旋回を付与する旋
回羽根を設置するとともに、前記環状ノズル部における
周囲に、前記旋回を付与された燃焼用空気の周囲から燃
料を吹き出すための複数個の燃料噴射孔を開設している
のであり、必要に応じて、燃焼用空気の旋回流がスワー
ル数Ｓｗ［＝ (2/3)・〔｛1-(D2/D1)3｝／｛1-(D2/
D1)2｝〕・ tanα］が０．３以上，０．６以下の弱旋回
となるように環状ノズル部における外筒の内径Ｄ1 ，環
状ノズル部における内筒の外径Ｄ2 ，及び旋回羽根の角
度αを決定したり、また、環状ノズル部における外筒の
内径Ｄ1 と環状ノズル部における内筒の外径Ｄ2 の比Ｄ
2 ／Ｄ1 を０．５以下としたり、また、バーナー先端よ
り燃料噴射孔までの距離Ｌ1 と前記Ｄ1 の比Ｌ1 ／Ｄ1
を０．５以上としているのである。
【０００９】
【作用】本発明の直火還元バーナーは、以下のような本
発明者の研究，実験に基づく知見によって成立したもの
である。燃料が完全燃焼するのに必要な空気量を１とし
た時に、実際に燃焼させるのに用いた空気量を空気比と
いい、この空気比が１未満の燃料過剰状態で燃焼させた
火炎が還元火炎で、火炎自体が還元性を持つことは良く
知られている。
発明者の研究，実験に基づく知見によって成立したもの
である。燃料が完全燃焼するのに必要な空気量を１とし
た時に、実際に燃焼させるのに用いた空気量を空気比と
いい、この空気比が１未満の燃料過剰状態で燃焼させた
火炎が還元火炎で、火炎自体が還元性を持つことは良く
知られている。
【００１０】本発明者は、この還元火炎を鋼帯に直接衝
突させた時に広い還元領域を得るためには、鋼帯に到達
するまでの周囲の排ガスの巻き込みをできるだけ抑制す
ると同時に、高流速で鋼帯に火炎を衝突させることが必
要であると考えた。すなわち、周囲の排ガスを巻き込ん
で火炎中の還元成分濃度が低下することを抑制し、遠距
離まで火炎密度を高く保ちつつ高流速で鋼帯に火炎を衝
突させるのである。高流速の火炎は鋼帯に衝突した後
は、鋼帯の表面に沿って広範囲に火炎が広がり、還元領
域を広範囲に広げることができるからである。
突させた時に広い還元領域を得るためには、鋼帯に到達
するまでの周囲の排ガスの巻き込みをできるだけ抑制す
ると同時に、高流速で鋼帯に火炎を衝突させることが必
要であると考えた。すなわち、周囲の排ガスを巻き込ん
で火炎中の還元成分濃度が低下することを抑制し、遠距
離まで火炎密度を高く保ちつつ高流速で鋼帯に火炎を衝
突させるのである。高流速の火炎は鋼帯に衝突した後
は、鋼帯の表面に沿って広範囲に火炎が広がり、還元領
域を広範囲に広げることができるからである。
【００１１】ところで、ノズルから吹き出た噴流は、周
囲との速度差から乱流を形成して排ガスを巻き込み、流
速が低下する原因となるので、排ガスの巻き込みをでき
るだけ抑制することがそのまま高流速を保つことにな
る。最も巻き込みを抑制でき、最高加熱能力に優れてい
るノズル形状は円管ノズルであり、ブンゼンバーナー等
の予混合火炎には最も適している。しかし、実機で用い
るバーナーとしては円管ノズルのような逆火の恐れがあ
り、安全性や操業のフレキシビリティに劣る予混合ガス
を用いた火炎よりも、空気予熱で排熱回収ができ、逆火
の心配もない等の拡散火炎を用いることが望ましいの
で、拡散火炎が通常用いられている。この拡散火炎を良
好に得るためには、ノズルの先端部において燃料と燃焼
用空気の混合を促進する必要があるが、そのため燃焼用
空気のみ、あるいは燃焼用空気と燃料に強旋回を与える
バーナーが多く見受けられる。前記特開昭６４−４０９
１号で開示されたトロイダルバーナーがその良い例であ
り、強旋回を与えるために混合は良好であるが、火炎の
直進性が失われて遠距離までの還元が困難となる。ま
た、同じ燃焼量でも小口径多本数のバーナーと大口径単
体のバーナーでは、小口径多本数のバーナーの方が火炎
長は短くなるので、前記特開平５−８７７２６号で開示
されている直火還元バーナーでは、均一ではあるが短い
火炎長となる。
囲との速度差から乱流を形成して排ガスを巻き込み、流
速が低下する原因となるので、排ガスの巻き込みをでき
るだけ抑制することがそのまま高流速を保つことにな
る。最も巻き込みを抑制でき、最高加熱能力に優れてい
るノズル形状は円管ノズルであり、ブンゼンバーナー等
の予混合火炎には最も適している。しかし、実機で用い
るバーナーとしては円管ノズルのような逆火の恐れがあ
り、安全性や操業のフレキシビリティに劣る予混合ガス
を用いた火炎よりも、空気予熱で排熱回収ができ、逆火
の心配もない等の拡散火炎を用いることが望ましいの
で、拡散火炎が通常用いられている。この拡散火炎を良
好に得るためには、ノズルの先端部において燃料と燃焼
用空気の混合を促進する必要があるが、そのため燃焼用
空気のみ、あるいは燃焼用空気と燃料に強旋回を与える
バーナーが多く見受けられる。前記特開昭６４−４０９
１号で開示されたトロイダルバーナーがその良い例であ
り、強旋回を与えるために混合は良好であるが、火炎の
直進性が失われて遠距離までの還元が困難となる。ま
た、同じ燃焼量でも小口径多本数のバーナーと大口径単
体のバーナーでは、小口径多本数のバーナーの方が火炎
長は短くなるので、前記特開平５−８７７２６号で開示
されている直火還元バーナーでは、均一ではあるが短い
火炎長となる。
【００１２】本発明者は以上説明した観点から、上記し
た拡散火炎を用いるノズル内混合型の環状ノズルにおい
て、各種の寸法を最適範囲に決定することで、円管ノズ
ルに近い火炎流れを持つバーナー構造を得ることができ
ると考えた。
た拡散火炎を用いるノズル内混合型の環状ノズルにおい
て、各種の寸法を最適範囲に決定することで、円管ノズ
ルに近い火炎流れを持つバーナー構造を得ることができ
ると考えた。
【００１３】すなわち、図１に示すように、内径Ｄ1 の
外筒１内の中心軸上に外径Ｄ2 の内筒２を配置し、この
内筒２と外筒１とで形成される環状空間３に燃焼用空気
の旋回羽根４を設置し、この旋回羽根４によって燃焼用
空気を下記数式１で示されるスワール数Ｓｗの旋回を付
与して吹き出す。なお、スワール数は旋回の強さを表し
ている。
外筒１内の中心軸上に外径Ｄ2 の内筒２を配置し、この
内筒２と外筒１とで形成される環状空間３に燃焼用空気
の旋回羽根４を設置し、この旋回羽根４によって燃焼用
空気を下記数式１で示されるスワール数Ｓｗの旋回を付
与して吹き出す。なお、スワール数は旋回の強さを表し
ている。
【００１４】
【数１】Ｓｗ＝ (2/3)・〔｛1-(D2/D1)3｝／｛1-(D2/
D1)2｝〕・ tanα 但し、αは旋回羽根の角度である。
D1)2｝〕・ tanα 但し、αは旋回羽根の角度である。
【００１５】外筒１は例えば二重管構造になっており、
燃料はその内部を流れ、外筒１の内壁に開設された複数
個の燃料噴射孔１ａから前記旋回羽根４によってスワー
ル数Ｓｗの旋回を与えられた空気流に対して直角に吹き
出され、旋回空気流と混合される。火炎はこの混合点か
ら燃焼を開始し急激に膨張するが、この膨張を１方向に
限定して火炎の直進性を高めるために混合点を環状ノズ
ルの先端より距離Ｌ1だけ奥に設けている。
燃料はその内部を流れ、外筒１の内壁に開設された複数
個の燃料噴射孔１ａから前記旋回羽根４によってスワー
ル数Ｓｗの旋回を与えられた空気流に対して直角に吹き
出され、旋回空気流と混合される。火炎はこの混合点か
ら燃焼を開始し急激に膨張するが、この膨張を１方向に
限定して火炎の直進性を高めるために混合点を環状ノズ
ルの先端より距離Ｌ1だけ奥に設けている。
【００１６】このようなバーナー構造において、本発明
者は各寸法を変化させた環状ノズルを用いて流速を測定
し、最適な寸法比を知見したのである。つまり、基準の
燃焼条件を以下の通りとし、燃焼用空気のみを流して流
速測定を行った。 〔燃焼条件〕 燃 料；コークス炉ガス 空気比；０．８５ 燃焼量；５０，０００kcal/hr
者は各寸法を変化させた環状ノズルを用いて流速を測定
し、最適な寸法比を知見したのである。つまり、基準の
燃焼条件を以下の通りとし、燃焼用空気のみを流して流
速測定を行った。 〔燃焼条件〕 燃 料；コークス炉ガス 空気比；０．８５ 燃焼量；５０，０００kcal/hr
【００１７】スワール数Ｓｗが０．５の場合における、
内筒２の外径Ｄ2 と外筒の内径Ｄ1の比Ｄ2 ／Ｄ1 と、
測定流速ｖと環状ノズル出口初期流速ｖ0 の比ｖ／ｖ0
の関係を図２に示す。図２より明らかなように、Ｄ2 ／
Ｄ1 を０．２〜０．５の範囲で変化させた場合、環状ノ
ズルの先端部から４００ｍｍの位置でのｖ／ｖ0 はほぼ
一定で０．３３の値をとるが、Ｄ2 ／Ｄ1 が０．５を超
えるとｖ／ｖ0 は急激に減衰する。すなわち、Ｄ2 ／Ｄ
1 が０．５以下では環状ノズルではあるが円管ノズルと
ほぼ同じ火炎流れとなり、０．５を超えると明らかに環
状ノズルの火炎流れになって流速が低下することが判
る。これより、旋回羽根４によって旋回を与えるバーナ
ーにあっては、必然的に環状ノズル構造となるが、Ｄ2
／Ｄ1 を０．５以下にすることで円管ノズルとほぼ同じ
火炎流れとなることが明らかとなった。
内筒２の外径Ｄ2 と外筒の内径Ｄ1の比Ｄ2 ／Ｄ1 と、
測定流速ｖと環状ノズル出口初期流速ｖ0 の比ｖ／ｖ0
の関係を図２に示す。図２より明らかなように、Ｄ2 ／
Ｄ1 を０．２〜０．５の範囲で変化させた場合、環状ノ
ズルの先端部から４００ｍｍの位置でのｖ／ｖ0 はほぼ
一定で０．３３の値をとるが、Ｄ2 ／Ｄ1 が０．５を超
えるとｖ／ｖ0 は急激に減衰する。すなわち、Ｄ2 ／Ｄ
1 が０．５以下では環状ノズルではあるが円管ノズルと
ほぼ同じ火炎流れとなり、０．５を超えると明らかに環
状ノズルの火炎流れになって流速が低下することが判
る。これより、旋回羽根４によって旋回を与えるバーナ
ーにあっては、必然的に環状ノズル構造となるが、Ｄ2
／Ｄ1 を０．５以下にすることで円管ノズルとほぼ同じ
火炎流れとなることが明らかとなった。
【００１８】次に、Ｄ2 ／Ｄ1 を０．２で一定とした場
合における、スワール数Ｓｗと流速の関係を図３に示
す。流速は各スワール数Ｓｗの流速ｖと旋回羽根４をつ
けない場合（Ｓｗ＝０）の流速ｖｎの比で表した。図３
より明らかなように、Ｓｗが０．６以下では流速は緩や
かに減衰するが、０．６を超えた強い旋回を与えると循
環流による逆流が生じるために流速は急激に減衰する。
合における、スワール数Ｓｗと流速の関係を図３に示
す。流速は各スワール数Ｓｗの流速ｖと旋回羽根４をつ
けない場合（Ｓｗ＝０）の流速ｖｎの比で表した。図３
より明らかなように、Ｓｗが０．６以下では流速は緩や
かに減衰するが、０．６を超えた強い旋回を与えると循
環流による逆流が生じるために流速は急激に減衰する。
【００１９】なお、燃焼用空気と燃料の混合点の位置Ｌ
1 は実際に燃焼させた時にその効果を発揮するので、実
施例について報告するが、上記した図２，図３の場合に
は全てＬ1 ／Ｄ1 ＝０．５で一定として実験した。この
ように、バーナーの各種寸法を最適範囲に決定すること
で環状ノズルではあるが円管ノズルとほぼ同じ火炎流れ
を得ることができる。
1 は実際に燃焼させた時にその効果を発揮するので、実
施例について報告するが、上記した図２，図３の場合に
は全てＬ1 ／Ｄ1 ＝０．５で一定として実験した。この
ように、バーナーの各種寸法を最適範囲に決定すること
で環状ノズルではあるが円管ノズルとほぼ同じ火炎流れ
を得ることができる。
【００２０】
Ｄ2 ／Ｄ1 ；０．２〜０．８ Ｓｗ ；０．２〜１．２ Ｌ1 ／Ｄ1 ；０．１〜１．０ 〔燃焼条件（一定）〕 燃 料；コークス炉ガス 燃焼量；５０，０００kcal/hr 空気比；０．８５
【００２１】図４はＳｗが０．４，Ｌ1 ／Ｄ1 が０．５
の場合において、Ｄ2 ／Ｄ1 を変化させた場合の還元直
径の変化を示したものである。図４より、還元直径は流
速測定結果とほぼ同じ相関を持ち、Ｄ2 ／Ｄ1 が０．５
以下では還元直径は３５０ｍｍでほぼ一定となるが、
０．５を超えると０．８まではほぼ線形に減少している
のが判る。
の場合において、Ｄ2 ／Ｄ1 を変化させた場合の還元直
径の変化を示したものである。図４より、還元直径は流
速測定結果とほぼ同じ相関を持ち、Ｄ2 ／Ｄ1 が０．５
以下では還元直径は３５０ｍｍでほぼ一定となるが、
０．５を超えると０．８まではほぼ線形に減少している
のが判る。
【００２２】図５はＤ2 ／Ｄ1 が０．２，Ｌ1 ／Ｄ1 が
０．５の場合において、Ｓｗを変化させた場合の還元直
径の変化を示したものである。図５より、この場合には
流速測定結果とは異なり、Ｓｗが０．３〜０．６の範囲
で最も還元直径が広がり、その両端で狭くなる傾向とな
った。Ｓｗが０．３未満では旋回が弱いために燃料と燃
焼用空気の混合が十分ではなくて火炎温度が低くなり、
火炎中に還元成分を十分に生成できないためと予想され
る。
０．５の場合において、Ｓｗを変化させた場合の還元直
径の変化を示したものである。図５より、この場合には
流速測定結果とは異なり、Ｓｗが０．３〜０．６の範囲
で最も還元直径が広がり、その両端で狭くなる傾向とな
った。Ｓｗが０．３未満では旋回が弱いために燃料と燃
焼用空気の混合が十分ではなくて火炎温度が低くなり、
火炎中に還元成分を十分に生成できないためと予想され
る。
【００２３】図６はＤ2 ／Ｄ1 が０．２，Ｓｗが０．４
の場合において、Ｌ1 を変化させた場合の還元直径の変
化を示したものである。図６より、Ｌ1 ／Ｄ1 が０．５
以上で還元範囲はほぼ一定となることが判る。燃焼開始
後の火炎の急激な膨張を１方向にすることで、火炎の直
進性を向上することができた。
の場合において、Ｌ1 を変化させた場合の還元直径の変
化を示したものである。図６より、Ｌ1 ／Ｄ1 が０．５
以上で還元範囲はほぼ一定となることが判る。燃焼開始
後の火炎の急激な膨張を１方向にすることで、火炎の直
進性を向上することができた。
【００２４】以上の実験結果から、還元加熱に適したバ
ーナーとしては、バーナーの各種寸法を以下のように決
定すればよいことが判明した。 Ｄ2 ／Ｄ1 ≦０．５ ０．３≦Ｓｗ≦０．６ ０．５≦Ｌ1 ／Ｄ1
ーナーとしては、バーナーの各種寸法を以下のように決
定すればよいことが判明した。 Ｄ2 ／Ｄ1 ≦０．５ ０．３≦Ｓｗ≦０．６ ０．５≦Ｌ1 ／Ｄ1
【００２５】次に、Ｄ2 ／Ｄ1 ＝０．２，Ｓｗ＝０．
５，Ｌ1 ／Ｄ1 ＝０．５となるように各寸法を決定した
バーナーについて、環状ノズルと鋼帯との距離を変化さ
せて還元直径を測定した結果を図７に示す。図７より、
還元直径はバーナー径の５〜７倍の距離である４５０ｍ
ｍの遠距離までほぼ一定の約３５０ｍｍであり、約０．
０９６ｍ2 と広い還元面積〔πｒ2 ＝π(0.35/2)2 〕が
得られた。そして、還元直径が４５０ｍｍを超えると緩
やかに狭くなり、約８００ｍｍが還元加熱の限界とな
る。
５，Ｌ1 ／Ｄ1 ＝０．５となるように各寸法を決定した
バーナーについて、環状ノズルと鋼帯との距離を変化さ
せて還元直径を測定した結果を図７に示す。図７より、
還元直径はバーナー径の５〜７倍の距離である４５０ｍ
ｍの遠距離までほぼ一定の約３５０ｍｍであり、約０．
０９６ｍ2 と広い還元面積〔πｒ2 ＝π(0.35/2)2 〕が
得られた。そして、還元直径が４５０ｍｍを超えると緩
やかに狭くなり、約８００ｍｍが還元加熱の限界とな
る。
【００２６】一方、特開平５−８７７２６号で開示され
ている直火還元バーナーでは、１５０ｍｍの距離におけ
る還元面積は０．０８ｍ2 であると記載されている。
ている直火還元バーナーでは、１５０ｍｍの距離におけ
る還元面積は０．０８ｍ2 であると記載されている。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の直火還元
バーナーでは、ノズル内混合型の環状ノズルにおいて、
各種の寸法を最適範囲に決定することで、円管ノズルに
近い流れを持たせて広い還元領域を得ることができる。
従って、鋼帯が振れてバーナーとの距離が変化する場合
や、種々のサイズの鋼帯の連続焼鈍設備や、連続溶融亜
鉛めっき設備等にも適用でき、しかもバーナー燃焼量を
減少させて燃料原単位を下げることも可能となる。
バーナーでは、ノズル内混合型の環状ノズルにおいて、
各種の寸法を最適範囲に決定することで、円管ノズルに
近い流れを持たせて広い還元領域を得ることができる。
従って、鋼帯が振れてバーナーとの距離が変化する場合
や、種々のサイズの鋼帯の連続焼鈍設備や、連続溶融亜
鉛めっき設備等にも適用でき、しかもバーナー燃焼量を
減少させて燃料原単位を下げることも可能となる。
【図１】本発明の直火還元バーナーの構造を断面して示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】本発明の直火還元バーナーの内筒外径と外筒内
径の比と、流速の関係を示す図である。
径の比と、流速の関係を示す図である。
【図３】本発明の直火還元バーナーのスワール数と流速
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】本発明の直火還元バーナーの内筒外径と外筒内
径の比と、還元直径の関係を示す図である。
径の比と、還元直径の関係を示す図である。
【図５】本発明の直火還元バーナーのスワール数と還元
直径の関係を示す図である。
直径の関係を示す図である。
【図６】本発明の直火還元バーナーの燃料吐出孔位置と
還元直径の関係を示す図である。
還元直径の関係を示す図である。
【図７】本発明の直火還元バーナーと鋼帯との距離と還
元直径の関係を示す図である。
元直径の関係を示す図である。
１ 外筒 １ａ 燃料噴射孔 ２ 内筒 ３ 環状空間 ４ 旋回羽根
Claims (4)
- 【請求項１】 環状ノズルを有し、かつ環状空間内に、
環状空間に供給され前記環状ノズル部に送られる燃焼用
空気に所要の旋回を付与する旋回羽根を設置するととも
に、前記環状ノズル部における周囲に、前記旋回を付与
された燃焼用空気の周囲から燃料を吹き出すための複数
個の燃料噴射孔を開設したことを特徴とする直火還元バ
ーナー。 - 【請求項２】 燃焼用空気の旋回流がスワール数Ｓｗ
［＝ (2/3)・〔｛1-(D 2/D1)3｝／｛1-(D2/D1)2｝〕・ t
anα］が０．３以上，０．６以下の弱旋回となるように
環状ノズル部における外筒の内径Ｄ1 ，環状ノズル部に
おける内筒の外径Ｄ2 ，及び旋回羽根の角度αを決定す
ることを特徴とする請求項１記載の直火還元バーナー。 - 【請求項３】 環状ノズル部における外筒の内径Ｄ1 と
環状ノズル部における内筒の外径Ｄ2 の比Ｄ2 ／Ｄ1 を
０．５以下とすることを特徴とする請求項１又は２記載
の直火還元バーナー。 - 【請求項４】 バーナー先端より燃料噴射孔までの距離
Ｌ1 と外筒の内径Ｄ 1 との比Ｌ1 ／Ｄ1 を０．５以上と
することを特徴とする請求項１，２又は３記載の直火還
元バーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28487394A JPH08145319A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 直火還元バーナー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28487394A JPH08145319A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 直火還元バーナー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145319A true JPH08145319A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17684146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28487394A Pending JPH08145319A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 直火還元バーナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145319A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101252868B1 (ko) * | 2006-04-25 | 2013-04-09 | 아게아 악티에볼라크 | Ｄｆｉ 버너 |
| KR101315541B1 (ko) * | 2009-07-06 | 2013-10-10 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 산화 가능한 재료를 처리하기 위한 방법 |
-
1994
- 1994-11-18 JP JP28487394A patent/JPH08145319A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101252868B1 (ko) * | 2006-04-25 | 2013-04-09 | 아게아 악티에볼라크 | Ｄｆｉ 버너 |
| KR101315541B1 (ko) * | 2009-07-06 | 2013-10-10 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 산화 가능한 재료를 처리하기 위한 방법 |
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