JPH10140247A - 鋼材加熱炉および鋼材加熱炉における燃焼制御方法 - Google Patents
鋼材加熱炉および鋼材加熱炉における燃焼制御方法Info
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- JPH10140247A JPH10140247A JP30310996A JP30310996A JPH10140247A JP H10140247 A JPH10140247 A JP H10140247A JP 30310996 A JP30310996 A JP 30310996A JP 30310996 A JP30310996 A JP 30310996A JP H10140247 A JPH10140247 A JP H10140247A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スキッドマークを解消する鋼材加熱炉におけ
る燃焼制御方法とその装置。 【解決手段】 軸流燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の
鋼材加熱炉の均熱帯上部に複数の蓄熱式バーナーを設置
し、鋼材の加熱温度履歴より得られる温度情報に応じて
スキッド近傍のバーナーの燃焼負荷を制御することを特
徴とする鋼材加熱炉における燃焼制御方法。
る燃焼制御方法とその装置。 【解決手段】 軸流燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の
鋼材加熱炉の均熱帯上部に複数の蓄熱式バーナーを設置
し、鋼材の加熱温度履歴より得られる温度情報に応じて
スキッド近傍のバーナーの燃焼負荷を制御することを特
徴とする鋼材加熱炉における燃焼制御方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の蓄熱式バー
ナーを設けた軸流燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の鋼
材加熱炉と、その燃焼制御方法に関するものである。
ナーを設けた軸流燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の鋼
材加熱炉と、その燃焼制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スラブ、ブルームおよびビレット等の鋳
片は熱間圧延前に所定の温度、普通鋼の場合にはおよそ
１１５０〜１２５０℃、の温度範囲に加熱される。上記
鋳片の加熱に際してはプッシャー式或いはウオーキング
ビーム式の加熱炉が使用されているが、前者のプッシャ
ー式加熱炉の場合には、加熱される鋳片底部と水冷され
ているスキッドレールに接する部位にスキッドマークと
呼ばれる温度低下部が発生し、同様にウオーキングビー
ム式の加熱炉においても、固定サポート部と可動サポー
ト部のうち主に水冷されている固定サポート部と鋳片底
部に接する部位にスキッドマークと呼ばれる温度低下部
が発生する。このスキッドマークは、引き続く圧延等に
おいて製品厚み精度低下、強度屋延びの不足に起因した
割れ等の問題が発生して歩留まりを低下させるためこの
スキッドマークの解消に多大の努力がなされている。
片は熱間圧延前に所定の温度、普通鋼の場合にはおよそ
１１５０〜１２５０℃、の温度範囲に加熱される。上記
鋳片の加熱に際してはプッシャー式或いはウオーキング
ビーム式の加熱炉が使用されているが、前者のプッシャ
ー式加熱炉の場合には、加熱される鋳片底部と水冷され
ているスキッドレールに接する部位にスキッドマークと
呼ばれる温度低下部が発生し、同様にウオーキングビー
ム式の加熱炉においても、固定サポート部と可動サポー
ト部のうち主に水冷されている固定サポート部と鋳片底
部に接する部位にスキッドマークと呼ばれる温度低下部
が発生する。このスキッドマークは、引き続く圧延等に
おいて製品厚み精度低下、強度屋延びの不足に起因した
割れ等の問題が発生して歩留まりを低下させるためこの
スキッドマークの解消に多大の努力がなされている。
【０００３】図１に、加熱炉で加熱された鋳片長手方向
に温度分布を示しているが、スキッドマークのある部分
では温度降下が著しいことが分かる。この温度差は最大
で５０℃に達し、この温度差を補償することが加熱負荷
となって現れる。従って、この温度差を如何に縮め、加
熱負荷を軽減するかが大きな課題となる。このスキッド
マークを解消する最も簡便で一般的な方法は、加熱炉内
に配設されたスキッドレールの配置方向を変化させて鋳
片とスキッドレールとの接触箇所を常に変化させる方法
であるが、スキッドマークは殆ど解消されていない。そ
のため、上記方法に加えて或いは単独で加熱炉前段に通
常の燃焼バーナー或いは蓄熱式バーナーを設け加熱炉の
能力向上と熱補償と行っている例もあるが、省エネルギ
ーには効果あるも依然としてスキッドマークの解消には
至っていない。更に、特開平３−１１１５１３号におい
ては、加熱炉の鋳片抽出側にスキッドマークを加熱する
燃焼ガスを発生させる燃焼装置と、この燃焼ガスを加熱
炉内に導く金属またはセラミック製の導管で構成される
加熱装置を別途配設する提案がなされている。しかし、
この装置は、加熱炉内のスキッドレール下部近傍に独立
して金属またはセラミック製の導管とその内部に冷却用
空気、燃焼用空気および燃料管を備えた多層構造とした
装置の配設であるため複雑な構造である上非常に割高の
設備になる。また、この装置のメンテナンスも常時行な
わなければならない難点がある。
に温度分布を示しているが、スキッドマークのある部分
では温度降下が著しいことが分かる。この温度差は最大
で５０℃に達し、この温度差を補償することが加熱負荷
となって現れる。従って、この温度差を如何に縮め、加
熱負荷を軽減するかが大きな課題となる。このスキッド
マークを解消する最も簡便で一般的な方法は、加熱炉内
に配設されたスキッドレールの配置方向を変化させて鋳
片とスキッドレールとの接触箇所を常に変化させる方法
であるが、スキッドマークは殆ど解消されていない。そ
のため、上記方法に加えて或いは単独で加熱炉前段に通
常の燃焼バーナー或いは蓄熱式バーナーを設け加熱炉の
能力向上と熱補償と行っている例もあるが、省エネルギ
ーには効果あるも依然としてスキッドマークの解消には
至っていない。更に、特開平３−１１１５１３号におい
ては、加熱炉の鋳片抽出側にスキッドマークを加熱する
燃焼ガスを発生させる燃焼装置と、この燃焼ガスを加熱
炉内に導く金属またはセラミック製の導管で構成される
加熱装置を別途配設する提案がなされている。しかし、
この装置は、加熱炉内のスキッドレール下部近傍に独立
して金属またはセラミック製の導管とその内部に冷却用
空気、燃焼用空気および燃料管を備えた多層構造とした
装置の配設であるため複雑な構造である上非常に割高の
設備になる。また、この装置のメンテナンスも常時行な
わなければならない難点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来より問
題視されていた鋳片の加熱炉内での加熱時に発生するス
キッドマークを効率よく解消する鋼材加熱炉における燃
焼制御方法とその装置を提供するものである。
題視されていた鋳片の加熱炉内での加熱時に発生するス
キッドマークを効率よく解消する鋼材加熱炉における燃
焼制御方法とその装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、スキッドマ
ークを解消するために加熱効果の高い市販の蓄熱式バー
ナーに着目した。この蓄熱式バーナーは、加熱炉内の燃
焼ガスを吸入し熱交換器で空気を予熱し循環して別のバ
ーナーに送って燃焼させる形式のバーナーであるため
に、熱効率および比較的高温の燃焼ガスが得られるとい
う利点を有している。そこで、この蓄熱式バーナーを加
熱炉内のどの部位にどのような形で配設すればスキッド
マークが改善されるかを検討した。その結果、加熱炉内
の均熱帯、すなわち、加熱炉の鋳片抽出側は熟熱域であ
るにもかかわらず比較的所望の均熱温度に到達していな
いことが判明し、この帯域に前述の蓄熱式バーナーを所
定の要件に従って配設することがスキッドマーク解消に
最も効果的であることを見いだした。
ークを解消するために加熱効果の高い市販の蓄熱式バー
ナーに着目した。この蓄熱式バーナーは、加熱炉内の燃
焼ガスを吸入し熱交換器で空気を予熱し循環して別のバ
ーナーに送って燃焼させる形式のバーナーであるため
に、熱効率および比較的高温の燃焼ガスが得られるとい
う利点を有している。そこで、この蓄熱式バーナーを加
熱炉内のどの部位にどのような形で配設すればスキッド
マークが改善されるかを検討した。その結果、加熱炉内
の均熱帯、すなわち、加熱炉の鋳片抽出側は熟熱域であ
るにもかかわらず比較的所望の均熱温度に到達していな
いことが判明し、この帯域に前述の蓄熱式バーナーを所
定の要件に従って配設することがスキッドマーク解消に
最も効果的であることを見いだした。
【０００６】本発明は上記知見によりなされたものでそ
の要旨は次の通りである。すなわち第一の発明は、軸流
燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の鋼材加熱炉の均熱帯
上部に複数の蓄熱式バーナーを設置したことを特徴とす
る鋼材加熱炉、第二の発明は、軸流燃焼式または均熱帯
が軸流燃焼式の鋼材加熱炉において、均熱帯に蓄熱式バ
ーナーを設け、鋼材の加熱温度履歴より得られる温度情
報に応じてスキッド近傍のバーナーの燃焼負荷を制御す
ることを特徴とする鋼材加熱炉における燃焼制御方法、
である。
の要旨は次の通りである。すなわち第一の発明は、軸流
燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の鋼材加熱炉の均熱帯
上部に複数の蓄熱式バーナーを設置したことを特徴とす
る鋼材加熱炉、第二の発明は、軸流燃焼式または均熱帯
が軸流燃焼式の鋼材加熱炉において、均熱帯に蓄熱式バ
ーナーを設け、鋼材の加熱温度履歴より得られる温度情
報に応じてスキッド近傍のバーナーの燃焼負荷を制御す
ることを特徴とする鋼材加熱炉における燃焼制御方法、
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明のスキッドマーク加
熱装置とその加熱方法を図２を用いて説明する。図２
（ａ）は、加熱炉１の均熱帯上部２に蓄熱式バーナー３
を設置した図である。前記蓄熱式バーナー３は市販のも
ので十分であるが、前述したようにこれら蓄熱式バーナ
ーは図２（ｂ）に示すように、加熱炉内の燃焼ガスを吸
入し熱交換器４で空気を予熱し循環して別のバーナーに
送って燃焼させる形式のバーナーであるために、熱効率
および比較的高温の燃焼ガスが得られるという利点を積
極的に利用し、おおよそ１０本程度の蓄熱式バーナーを
ルーフバーナーとして加熱炉の均熱帯入口上部天井に炉
幅方向に並列して配置する。これら蓄熱式バーナーは前
述のような機能を有しているためオン・オフされるバー
ナーが千鳥状に配置されることになるため燃焼サイクル
は１〜２分のインターバルで燃焼と加熱炉内ガスの吸入
を繰り返す。従って、常時稼働している蓄熱式バーナー
はその１／２程度の本数となる。しかも、これら蓄熱式
バーナーによる温度補償は前述の燃焼負荷を補って余り
ある程の温度を供給可能になり、従来の加熱炉抽出側、
すなわち均熱帯での温度降下を来すことなく予め設定さ
れた加熱温度カーブに近い状態で加熱を行うことができ
るため、鋳片とスキッドレールとが接する部位の温度も
必然的に上昇することになりスキッド部での燃焼負荷が
大幅に低減されるものである。
熱装置とその加熱方法を図２を用いて説明する。図２
（ａ）は、加熱炉１の均熱帯上部２に蓄熱式バーナー３
を設置した図である。前記蓄熱式バーナー３は市販のも
ので十分であるが、前述したようにこれら蓄熱式バーナ
ーは図２（ｂ）に示すように、加熱炉内の燃焼ガスを吸
入し熱交換器４で空気を予熱し循環して別のバーナーに
送って燃焼させる形式のバーナーであるために、熱効率
および比較的高温の燃焼ガスが得られるという利点を積
極的に利用し、おおよそ１０本程度の蓄熱式バーナーを
ルーフバーナーとして加熱炉の均熱帯入口上部天井に炉
幅方向に並列して配置する。これら蓄熱式バーナーは前
述のような機能を有しているためオン・オフされるバー
ナーが千鳥状に配置されることになるため燃焼サイクル
は１〜２分のインターバルで燃焼と加熱炉内ガスの吸入
を繰り返す。従って、常時稼働している蓄熱式バーナー
はその１／２程度の本数となる。しかも、これら蓄熱式
バーナーによる温度補償は前述の燃焼負荷を補って余り
ある程の温度を供給可能になり、従来の加熱炉抽出側、
すなわち均熱帯での温度降下を来すことなく予め設定さ
れた加熱温度カーブに近い状態で加熱を行うことができ
るため、鋳片とスキッドレールとが接する部位の温度も
必然的に上昇することになりスキッド部での燃焼負荷が
大幅に低減されるものである。
【０００８】実際の加熱に際しては、加熱される鋳片組
成とその鋳片で要求される加熱温度および均熱温度、鋳
片サイズ、鋳片とスキッドレールとの接触面積や時間、
スキッド冷却水量およびスキッド温度、加熱時間等の要
因を全てコンピューター処理してスキッド部で奪われる
熱量を積算し、蓄熱式バーナーでの熱補償量を割り出し
て燃焼を制御することになる。
成とその鋳片で要求される加熱温度および均熱温度、鋳
片サイズ、鋳片とスキッドレールとの接触面積や時間、
スキッド冷却水量およびスキッド温度、加熱時間等の要
因を全てコンピューター処理してスキッド部で奪われる
熱量を積算し、蓄熱式バーナーでの熱補償量を割り出し
て燃焼を制御することになる。
【０００９】
【実施例】軸流燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の鋼材
加熱炉の均熱帯入口上部天井に炉幅方向に蓄熱式バーナ
ーを１０本並列して配置し、そのうち約５本を常時稼働
させた。鋳片サイズは長さ１０ｍ、幅１ｍ、厚さ０．２
５ｍｍであった。これを図３に示すフローチャートに従
って燃焼制御を実施した。従来のルーフバーナー１０本
を設置して加熱した場合のスキッド部の燃焼負荷を表１
に比較して示した。
加熱炉の均熱帯入口上部天井に炉幅方向に蓄熱式バーナ
ーを１０本並列して配置し、そのうち約５本を常時稼働
させた。鋳片サイズは長さ１０ｍ、幅１ｍ、厚さ０．２
５ｍｍであった。これを図３に示すフローチャートに従
って燃焼制御を実施した。従来のルーフバーナー１０本
を設置して加熱した場合のスキッド部の燃焼負荷を表１
に比較して示した。
【００１０】図４は、スラブ長手方向温度分布とこれに
対応した蓄熱式バーナーの位置と燃焼負荷パターンを表
した図である。均熱帯において、図４に示すような炉幅
方向（スラブ長手方向）の温度分布の場合、目標温度範
囲の上下限値を超えた場合（図中の斜線部分）、当該位
置に最も近い蓄熱式バーナーの燃焼負荷を制御すること
により温度分布をフラットにして目標範囲内に収束させ
ることが可能である。図中の棒グラフはスキッドマーク
に応じた燃焼負荷量を模式的に表したものである。尚、
使用した蓄熱式バーナーは、図２に示したものと同様構
造のものである。また、均熱帯は一般にスラブ内の温度
を均一に調節するゾーンであるから本発明のように炉幅
方向で燃焼負荷量を多少変えてもスラブの焼き上げ時間
には関係なく操業が可能である。
対応した蓄熱式バーナーの位置と燃焼負荷パターンを表
した図である。均熱帯において、図４に示すような炉幅
方向（スラブ長手方向）の温度分布の場合、目標温度範
囲の上下限値を超えた場合（図中の斜線部分）、当該位
置に最も近い蓄熱式バーナーの燃焼負荷を制御すること
により温度分布をフラットにして目標範囲内に収束させ
ることが可能である。図中の棒グラフはスキッドマーク
に応じた燃焼負荷量を模式的に表したものである。尚、
使用した蓄熱式バーナーは、図２に示したものと同様構
造のものである。また、均熱帯は一般にスラブ内の温度
を均一に調節するゾーンであるから本発明のように炉幅
方向で燃焼負荷量を多少変えてもスラブの焼き上げ時間
には関係なく操業が可能である。
【００１１】
【表１】
【００１２】本発明法を採用することにより、加熱炉全
体のエネルギー原単位は約２％節約でき、しかもスキッ
ドマークを解消することで鋼材歩留まりは約０．２％も
向上した。
体のエネルギー原単位は約２％節約でき、しかもスキッ
ドマークを解消することで鋼材歩留まりは約０．２％も
向上した。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、蓄熱式
バーナーを炉温の高い均熱帯上部に設置することにより
高温排ガスと燃焼用空気を熱交換することが可能で、省
エネルギーを図ることができ、しかも均熱帯において予
め設定した鋳片加熱温度パターンに応じて温度降下の激
しいスキッド部近傍の高温部分のバーナーの燃焼負荷を
軽減し、低温部分の燃焼負荷を若干増加することにより
スキッドマークを解消することが可能になった。
バーナーを炉温の高い均熱帯上部に設置することにより
高温排ガスと燃焼用空気を熱交換することが可能で、省
エネルギーを図ることができ、しかも均熱帯において予
め設定した鋳片加熱温度パターンに応じて温度降下の激
しいスキッド部近傍の高温部分のバーナーの燃焼負荷を
軽減し、低温部分の燃焼負荷を若干増加することにより
スキッドマークを解消することが可能になった。
【００１４】更に、蓄熱式バーナーを均熱帯上部に設け
たことにより加熱炉の天井耐火物の寿命も向上した。
たことにより加熱炉の天井耐火物の寿命も向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱炉で加熱された鋳片長手方向の温度分布を
示す図である。
示す図である。
【図２】図２（ａ）は本発明による鋼材加熱炉に蓄熱式
バーナーを設置した図であり、図２（ｂ）は蓄熱式バー
ナーの模式図を示す図である。
バーナーを設置した図であり、図２（ｂ）は蓄熱式バー
ナーの模式図を示す図である。
【図３】本発明の燃料制御法を実施する際のフローチャ
ートである。
ートである。
【図４】本発明の燃焼制御法を用いてスラブ長手方向温
度パターンに応じて燃焼負荷を変えた例を示した図であ
る。
度パターンに応じて燃焼負荷を変えた例を示した図であ
る。
１…加熱炉 ２…均熱帯上部 ３…蓄熱式バーナー ４…熱交換器 ５…切替弁
フロントページの続き (72)発明者 村上 英樹 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 斎藤 俊明 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 軸流燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の
鋼材加熱炉の均熱帯上部に複数の蓄熱式バーナーを設置
したことを特徴とする鋼材加熱炉。 - 【請求項２】 軸流燃焼式または均熱帯が軸流燃焼式の
鋼材加熱炉において、均熱帯に蓄熱式バーナーを設け、
鋼材の加熱温度履歴より得られる温度情報に応じてスキ
ッド近傍のバーナーの燃焼負荷を制御することを特徴と
する鋼材加熱炉における燃焼制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30310996A JPH10140247A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | 鋼材加熱炉および鋼材加熱炉における燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30310996A JPH10140247A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | 鋼材加熱炉および鋼材加熱炉における燃焼制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10140247A true JPH10140247A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17917001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30310996A Withdrawn JPH10140247A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | 鋼材加熱炉および鋼材加熱炉における燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10140247A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6945776B2 (en) | 2002-07-25 | 2005-09-20 | Posco | Method and a skid member for reducing temperature difference in a heating subject and a skid apparatus using them |
| CN113801985A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种热轧板坯加热可变负荷式烧嘴控制方法 |
-
1996
- 1996-11-14 JP JP30310996A patent/JPH10140247A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6945776B2 (en) | 2002-07-25 | 2005-09-20 | Posco | Method and a skid member for reducing temperature difference in a heating subject and a skid apparatus using them |
| CN113801985A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种热轧板坯加热可变负荷式烧嘴控制方法 |
| CN113801985B (zh) * | 2020-06-15 | 2023-01-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种热轧板坯加热可变负荷式烧嘴控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040203 |