JPH10280033A - 連続式加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大幅な設備投資をすることなしに、均熱性の
良い連続式加熱炉を得る。 【解決手段】 予熱帯１、加熱帯２および均熱帯３から
なる連続式加熱炉において、予熱帯１および加熱帯２に
は連続燃焼バ−ナ４を、均熱帯３には交番燃焼する直火
式蓄熱バ−ナ８ａおよび８ｂを一対以上設けた連続式加
熱炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鋼材等の加熱に
使用される連続式加熱炉、特に均熱帯の炉内温度分布
を、任意に制御することが可能な連続式加熱炉に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】連続式加熱炉において、交番燃焼する直
火式蓄熱バ−ナを使用して、ゾ−ン毎の炉内温度分布が
任意に制御できるようにした連続式加熱炉としては、特
開平５−１１８７６４号公報に開示されたものがある。
この連続式加熱炉は、被加熱物の搬入口と搬出口とを有
する炉体に、蓄熱体を通してバ−ナへの燃焼用空気の供
給およびバ−ナからの燃焼ガスの排出を行う直火式蓄熱
バ−ナシステムを少なくとも１システム以上設けた単位
炉を構成し、該単位炉毎に炉内温度を任意に制御すると
ともに、単位炉内温度分布を均一にすることのできる連
続式加熱炉である。

【０００３】この連続式加熱炉の実施例を図６により説
明すると、この連続式加熱炉２１は、ボックス型の単位
炉２２を複数連結して、全体として１つの連続式加熱炉
として構成したものである。各単位炉２２には、被加熱
物搬入口２３と被加熱物搬出口２４とがそれぞれ設けら
れ、その天井部分あるいはその他の部分には、炉圧制御
手段２５が設けられている。

【０００４】炉圧制御手段２５としては、例えば開閉ダ
ンパ２６を有するダクト２７が採用されている。ダクト
２７には必要に応じてファン（図示せず）が設けられて
誘引排気が行われたり、あるいは煙突が接続されてトン
ネル効果によって排気が行われたりするようになってい
る。この実施例の場合、炉圧制御手段２５はダンパ２６
の操作によってダクト２７の開度を変化させ、排気量あ
るいは吸気量を調整できるようになっている。また、各
単位炉２２の炉圧制御手段２５は集合煙突２８に連結さ
れている。

【０００５】各単位炉２２には、少なくとも１システム
以上、好ましくは搬送帯（図示せず）上の被加熱物の上
方と下方とのそれぞれに、１システム以上の直火式蓄熱
バ−ナシステム２９が配置され、被加熱物に沿って水平
火炎が形成されるようになっている。この直火式蓄熱バ
−ナシステムは、蓄熱体とバ−ナとを一体化したものを
２基組合せて交互に燃焼させ、燃焼していない方のバ−
ナおよび蓄熱体を通して排ガスを排出できるようにした
ものが使用されている。

【０００６】この連続式加熱炉は、以上のように構成さ
れているので、各単位炉２２で発生した燃焼ガスは、隣
る単位炉２２へ流出することなく炉外に排出される。そ
して、その排出の際に蓄熱体で燃焼ガスの排熱を回収
し、これを燃焼用空気の予熱に利用する。そこで、各単
位炉２２毎にバ−ナの燃焼量を制御させて、炉内温度を
所定温度に調整し、連続式加熱炉全体として所望の炉内
温度パタ−ンとなるように制御する。この場合、炉内圧
は炉圧制御手段２５を開閉させることによって適宜圧力
調整され、隣る単位炉２２内に燃焼ガスが流れ込むこと
がないように配慮されている。

【０００７】また、同じような連続式加熱炉としては、
特開平６−３２２４３４号公報に開示されたものがあ
る。この連続式加熱炉は、予熱帯、加熱帯および均熱帯
からなる連続式加熱炉において、予熱帯に、蓄熱体を内
蔵し、交互に燃焼させる直火式蓄熱バ−ナを１対以上設
けたものである。この連続式加熱炉３１を図７により説
明すると、予熱帯（Ａ）に蓄熱式バ−ナ３２を、加熱帯
（Ｂ）と均熱帯（Ｃ）には通常バ−ナ３３を配置してあ
る。そして、装入口３４から連続式加熱炉３１に装入さ
れたスラブ、ビレット、ブル−ム等の被加熱材Ｓは、ウ
ォ−キングビ−ム（図示せず）等の搬送装置により、抽
出口３５から炉外に抽出される。

【０００８】予熱帯（Ａ）に配設されている蓄熱式バ−
ナ３２は、燃焼しているバ−ナと燃焼していないバ−ナ
が一対になっており、燃焼しているバ−ナ３２では蓄熱
体端部に位置する給排気口より燃焼用空気としての冷風
が入り、蓄熱体でこの冷風が予熱され、燃料供給ノズル
から供給された燃料ガスと混合し、燃焼した後バ−ナポ
−トより燃焼ガスがフレ−ムとなって炉内に供給され
る。

【０００９】燃焼していないバ−ナ３２では、炉内の燃
焼ガスをバ−ナポ−トより吸引し、蓄熱体を通過させて
排気筒から大気中に放散させる。

【００１０】他のゾ−ンの通常のバ−ナ３３は、炉内に
燃焼ガスをフレ−ムとなして供給し、燃焼排ガスは予熱
帯側に流れ、煙道４０、煙突４１を経て大気中に放散さ
れる。

【００１１】この連続式加熱炉は、予熱帯の炉温を他の
ゾ−ンよりも高く設定できるので、ホットチャ−ジ材が
予熱帯で急速に加熱されて、被加熱材の加熱帯入口での
熱的条件がほぼ均一化されて、生産性が向上するという
ものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た交番燃焼する直火式蓄熱バ−ナを使用した従来の連続
式加熱炉には、次のような問題点があった。

【００１３】（１）特開平５−１１８７６４号公報に開
示された連続式加熱炉 各単位炉毎にバ−ナの燃焼量を制御させて、炉内温度を
所定温度に調整し、連続式加熱炉全体として所望の炉内
温度パタ−ンとなるように制御できるので、炉内温度分
布のバラツキが少なく、したがって被加熱物の均熱性が
良いという利点はあるが、全ゾ−ンに直火式蓄熱バ−ナ
を適用するためには、加熱炉の大幅な改造が必要であ
り、既存の炉で実現しようとするのは不可能に近い。

【００１４】（２）特開平６−３２２４３４号公報に開
示された連続式加熱炉 予熱帯に直火式蓄熱バ−ナを使用しているので、加熱帯
や均熱帯からの燃焼排ガスの流れにより、均熱効果が薄
れる。

【００１５】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、炉内温度分布
のバラツキが少なく、したがって被加熱物の均熱性が良
く、かつ大幅な設備投資を必要としない連続式加熱炉を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る連続式加
熱炉は、予熱帯、加熱帯および均熱帯からなる連続式加
熱炉において、予熱帯および加熱帯には連続燃焼バ−ナ
を、均熱帯には交番燃焼する直火式蓄熱バ−ナを一対以
上設けたものである。

【００１７】均熱帯に交番燃焼する直火式蓄熱バ−ナを
一対以上設けているので、バ−ナを交番燃焼させること
により、均熱帯における炉内温度分布のバラツキを少な
くするとができ、被加熱物の均熱性を良くすることがで
きる。

【００１８】そして、均熱帯にのみ直火式蓄熱バ−ナを
配置するようにしているので、全ゾ−ンに連続燃焼バ−
ナを配置した従来の連続式加熱炉からの転換が容易であ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態である連続式
加熱炉を、図１説明する。図１（ａ）はこの連続式加熱
炉の模式化した側面図、図１（ｂ）はこの連続式加熱炉
の模式化した平面図である。なお、参考として、図２
（ａ）に従来の連続燃焼バ−ナのみを使用した連続式加
熱炉の模式化した側面図を、図２（ｂ）に従来の連続燃
焼バ−ナのみを使用した連続式加熱炉の模式化した平面
図を示す。

【００２０】図１で示す本発明の連続式加熱炉と図２で
示す従来の連続式加熱炉とは、使用する燃焼バ−ナの形
式が異なるのみであるので、両者で同じ部分の説明は同
じ符号を付して説明する。

【００２１】まず、従来の連続式加熱炉を図２（ａ）お
よび（ｂ）により説明すると、従来の連続式加熱炉は、
予熱帯１、加熱帯２および均熱帯３の全てに、複数の連
続燃焼バ−ナ（軸流バ−ナともいう）４を配置したもの
であり、燃料の燃焼によって発生した燃焼排ガスは、均
熱帯側３から予熱帯１側へと流れ、ダウンテ−ク５を経
由してレキュペレ−タ−６を通過し、煙突７から大気中
へ放散される。そして、燃焼排ガスがレキュペレ−タ−
６を通過するときに、燃焼排ガスの保有する顕熱が蓄熱
され、燃焼用空気の予熱に使用される。

【００２２】この炉の場合には、連続燃焼バ−ナを使用
しているため、炉内、特に均熱帯３における炉内温度分
布のバラツキを小さくできないという問題点がある。

【００２３】これに対して、本発明の連続式加熱炉にお
いては、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、予熱帯
１および加熱帯２には、従来通り複数の連続燃焼バ−ナ
４を配置し、均熱帯３には対向する形で複数の蓄熱式燃
焼バ−ナ８ａおよび８ｂを配置している。

【００２４】この炉の場合、加熱帯２および予熱帯１で
発生した燃焼排ガスは、従来の連続式加熱炉と同じよう
に、ダウンテ−ク５を経由してレキュペレ−タ−６を通
過し、煙突７から大気中へ放散される。そして、燃焼排
ガスがレキュペレ−タ−６を通過するときに、燃焼排ガ
スの保有する顕熱が蓄熱され、加熱帯２および予熱帯１
の燃焼用空気の予熱に使用される。

【００２５】均熱帯３における燃焼は、蓄熱式燃焼バ−
ナ８ａで燃焼しているときには、発生した燃焼排ガスは
対向する蓄熱式燃焼バ−ナ８ｂから炉外へと排気され
る。そして、燃焼排ガスが蓄熱式燃焼バ−ナ８ｂに設け
られた蓄熱体（図示せず）を通過するときに、燃焼排ガ
スの保有する顕熱が蓄熱体に蓄熱され、蓄熱式燃焼バ−
ナ８ｂで燃焼を行うときに、燃焼用空気の予熱に使用さ
れる。

【００２６】蓄熱式燃焼バ−ナ８ａで一定時間燃焼した
後、蓄熱式燃焼バ−ナ８ａの燃焼が停止され、同時に蓄
熱式燃焼バ−ナ８ｂでの燃焼が開始される。そして、蓄
熱式燃焼バ−ナ８ｂでの燃焼により発生した燃焼排ガス
は、対向する蓄熱式燃焼バ−ナ８ａから炉外へと排気さ
れる。そして、燃焼排ガスが蓄熱式燃焼バ−ナ８ａに設
けられた蓄熱体（図示せず）を通過するときに、燃焼排
ガスの保有する顕熱が蓄熱体に蓄熱され、蓄熱式燃焼バ
−ナ８ａで燃焼を行うときに、燃焼用空気の予熱に使用
される。このように、蓄熱式燃焼バ−ナ８ａでの燃焼と
蓄熱式燃焼バ−ナ８ｂでの燃焼とは、一定時間毎に切り
替えられる。

【００２７】本発明の連続式加熱炉の操業においては、
上述したように均熱帯３において、複数対の蓄熱式燃焼
バ−ナの燃焼を、交互に切り替えながら行うので、均熱
帯３における炉内温度分布のバラツキが少なくなり、被
加熱物の均熱性が向上する。

【００２８】なお、被加熱物の表面酸化を防止するため
に、空気比１．０以下で燃焼させるような場合、未燃焼
可燃成分が燃焼排ガスとともに炉外に排出され、燃焼効
率が低下する恐れがあるが、その場合には未燃焼可燃成
分が蓄熱体に入る直前に、未燃焼可燃成分を燃焼させる
ための空気を投入し、燃焼可燃成分を燃焼させて、その
顕熱を回収するようにすれば、燃焼効率の低下は微々た
るものになる。

【００２９】図３に本発明の連続式加熱炉における均熱
帯３の炉内の平面的な温度分布を、図４に従来の連続燃
焼バ−ナを均熱帯に使用した連続式加熱炉における均熱
帯３の炉内の平面的な温度分布を、図５に従来の予熱帯
１のみに蓄熱式燃焼バ−ナを使用した連続式加熱炉の予
熱帯の炉内の平面的な温度分布を示す。

【００３０】これらの温度分布から明らかなように、連
続燃焼バ−ナを均熱帯に使用したときの均熱帯における
温度偏差が５０〜７０℃、予熱帯１のみに蓄熱式燃焼バ
−ナを使用したときの予熱帯の温度偏差が３０〜４０℃
であるのに対して、本発明の連続式加熱炉の均熱帯にお
ける温度偏差は１０〜２０℃であり、本発明の連続式加
熱炉により、被加熱物の均熱性が向上することが分か
る。

【００３１】

【発明の効果】この発明により、大幅な設備投資をする
ことなしに、炉内の温度分布のバラツキを小さくするこ
とができる。これにより被加熱物の均熱性が向上し、寸
法精度の良好な製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である連続式加熱炉の模式
的図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

【図２】従来の連続燃焼バ−ナのみを使用した連続式加
熱炉の模式的図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面
図である。

【図３】本発明の連続式加熱炉における均熱帯の炉内の
平面的な温度分布を示す図である。

【図４】従来の連続燃焼バ−ナを均熱帯に使用した連続
式加熱炉における均熱帯の炉内の平面的な温度分布を示
す図である。

【図５】従来の予熱帯のみに蓄熱式燃焼バ−ナを使用し
た連続式加熱炉の予熱帯の炉内の平面的な温度分布を示
す図である。

【図６】従来の全ゾ−ンに直火式燃焼バ−ナを使用した
連続式加熱炉の構造を示す側面図である。

【図７】従来の余熱帯にのみ直火式燃焼バ−ナを使用し
た連続式加熱炉の構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 予熱帯 ２ 加熱帯 ３ 均熱帯 ４ 連続燃焼バ−ナ ５ ダウンテ−ク ６ レキュペレ−タ− ７ 煙突 ８、８ａ、８ｂ 蓄熱式燃焼バ−ナ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予熱帯、加熱帯および均熱帯からなる連
   続式加熱炉において、予熱帯および加熱帯には連続燃焼
   バ−ナを、均熱帯には交番燃焼する直火式蓄熱バ−ナを
   一対以上設けたことを特徴とする連続式加熱炉。