JPS5817812B2 - 均熱炉炉内圧制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製鉄所においてインゴットを圧延に最適な温度
（１２５０℃）まで加熱、均熱を行なう均熱炉の炉内圧
制御方法に関するものである。

均熱炉は炉蓋を有しており、インゴットを装入、抽出す
る際には炉蓋を開閉する。

インゴットの装入、抽出時に炉蓋を開く際は熱損失を防
止するため燃焼を停止し、インゴットの装入、抽出完了
後に燃焼を開始するが、その際燃焼開始のバーナーへの
燃料着火時、炉内の圧力が異常に上昇して炉蓋シール部
のサンドまたはセラミックフェルトを飛散し、また炉蓋
を閉じた直後は煙道ダンパーを開くので逆に負圧となり
、炉蓋シール部のサンドまたはセラミックフェルトを炉
内に吹き込むという欠点があった。

４本発明はこれらの欠点を解決するもので、蓋取機
の駆動によって開閉する炉蓋を有する均熱炉において、
前記炉蓋を閉じて燃焼を開始する際、炉内圧を煙道ダン
パーによって自動的に制御し、更に前記炉蓋の閉じた信
号によって開き始める燃焼用空気弁の全開に至るまでの
時間を、設定器にて炉の構造や操業パターン等に合せて
調節して炉内圧を一定に保持することを特徴とする均熱
炉炉内圧制御方法を要旨とする。

ここで均熱炉設備を第１図について説明すると、ａは均
熱炉、ｂは炉蓋、Ｃはカーブタイル、ｄはシールプレー
ト、ｅはバ、−す、ｆは燃料制御用オリフィス、ｇは燃
料制御弁、ｈは燃焼用予熱空気ダクト、ｉはレキュペレ
ークー、Ｊは燃焼用空気ダクト、ｋは空気制御弁、■は
空気制御オリフィス、ｍは燃焼空気ファン、ｎは煙突、
０は炉内圧制御ダンパー、ｐは煙道、ｑはダウンテーク
、ｒはインゴット、ｓは蓋取機、ｔは減速機、Ｕは偏芯
盤、■は炉圧検出器、Ｗは発信器、Ｘはダンパー制御器
、ｙは廃ガ不ポート、２は燃料配管である。

第１図は炉蓋すを閉じてバーナｅで燃焼している状態を
示しており、バーナｅからの燃焼ガスは矢印の如く均熱
炉ａ内のバーナｅとは反対側で屈曲して廃ガスポートｙ
からダウンテークｑを通り、レキュペレークーｊで熱交
換されて煙突ｎに排出される。

インゴットｒを装入、抽出する際は減速機ｔの駆動によ
って偏芯盤Ｕが回転し、蓋取機Ｓが炉蓋すを吊り上げて
炉蓋すをバーナｅ側に開く。

インゴットｒを装入した後は減速機ｔ１偏芯盤ｕ１蓋取
機Ｓの作用によって炉蓋すは下降し、凹型のカーブタイ
ルＣに入れであるサンドまたはセラミックフェルトの中
に炉蓋すに取り付けたシールプレートｄが埋まり、炉内
の燃焼ガスの大気への洩れを防止する。

このようにインゴットｒを装入して炉蓋すが閉じると燃
焼を開始する。

燃焼開始時のシーケンスを第２図に示す。

インゴットｒが装入され、炉蓋すが閉じると炉蓋閉のリ
ミットスイッチＬ、Ｓからの信号により先ずダンパー０
が開き始める。

それからタイマーで設定した時間Ｔ１が経過した後燃焼
空気弁ｋが開き、時間Ｔ２が経過すると燃料弁ｇが開く
。

一方、操業パターンは第３図に示すように均熱炉ａ内に
インゴットｒ装入直後は炉内温度、インゴットｒの温度
共に温度が低いので、空気および燃料は最大流量となり
、炉内温度が所定の温度に達するまでこの状態が続く。

この期間を加熱期と称する。

炉内温度が所定温度に達すると空気および燃料は下がり
始め、インゴットｒが均一な温度になるまで燃焼を続け
る。

この期間を均熱期と称する。最近省エネルギーのため、
均熱炉ａの廃ガスポートｙの面積を絞り、抵抗を増して
均熱炉ａ内の燃焼ガスの煙突ｎへの吸引力を下げて燃焼
ガスからの熱損失を減らす傾向になって来た。

均熱炉ａ内の圧力は炉圧検出器Ｖによって検出し、ダン
パー制御器Ｘで炉内圧制御ダンパー０を駆動し、炉内圧
力を最大＋２ｍｍＡｑ迄に設定している。

燃焼開始時の炉内圧力の変動は第５図に示す。

通常炉蓋すを開いているときは、炉内圧制御ダンパー０
は全閉となっている。

また均熱炉ａは第４図の平面図に示すように、３ホ一ル
以上に１基の煙突ｎを設置することが多く、操業パター
ンも異なっており、第４図のように３ホールで１基の煙
突ｎを設置した設備の場合、他の２ホールが加熱期の時
は、燃焼ガスによる煙道の摩擦抵抗は大きくなっている
。

第５図に示すように炉蓋閉と同時に炉内圧制御ダンパー
０が開き始め、時間Ｔ１経過後空気制御弁ｋが開くため
、炉内圧は上昇を始めて時間Ｔ２が経過後燃料制御弁ｇ
が開くとさらに炉内圧は急上昇して時間Ｌ３の部分でカ
ーブタイルＣ（第１図参照）内のサンドまたはセラミッ
クフェルトを飛散する。

これは炉内圧制御ダンパー０が開き始めて開くのが完了
するまでに約１５秒を要し、空気制御弁におよび燃料制
御弁ｇは約６秒で開くことができるので、炉内圧制御ダ
ンパー０の開くタイミングと空気制御弁におよび燃料制
御弁ｇの開くタイミングとが合わないためである。

また他の２ホールが均熱期の時は、燃焼ガスによる煙道
の摩擦抵抗は小さくなっている。

したがって炉内圧制御ダンパー０が開き始めると、炉内
圧は第５図に点線で示すように負圧となり、炉蓋すのシ
ールプレートｄ（第１図参照）とサンドまたはセラミッ
クフェルト間に隙間があれば大気を炉内に吸い込み、そ
の時サンドまたはセラミックフェルトも同時に炉内に時
間Ｌ２の部分で吸い込まれるという欠点があり、空気制
御弁にと燃料制御弁ｇの開き始める時期の調整（第２図
のＴ１、Ｔ２、第５図のＴ１、Ｔ２ ）が極めて困難
であった。

なお第２図、第５図および第６図において実線は強制的
に開閉指令を与えて作動しており、波線は空気制御弁に
１燃料制御弁ｇの場合は炉内およびインゴットの温度を
検知し、調節計を介して自動的に制御している状態を示
しており、また炉内圧制御ダンパー０の場合においては
、波線は炉内の圧力を検出して設定圧力になるように自
動的に制御している状態を示している。

従来、炉内圧制御ダンパー０は炉蓋すが開いている時は
必ず全閉としていたが、本発明においては炉蓋すが開い
ても炉内圧力を検出してその圧力に合うように開度を制
御し、また炉蓋すが閉じてから開き始める空気制御弁に
の開く速度を遅くなるようにしたものである。

空気制御弁には、開度が早過ぎればサンドが飛散する恐
れがあり、又遅過ぎればインゴットの加熱時間が延びて
能力が落ることになり、生産性の低下となる。

従って、空気制御弁には、開度一時間のθ角を自由に変
える必要がある。

空気制御弁にの開度一時間のグラフの傾斜θを自由に調
整できる設定器（第７図参照）を設ける。

空気制御弁ｋが開き始めて全開までの時間は約１〜２分
が適当であることがテスト結果から判明した。

これは炉の構造、操業パターンによって自由に調整でき
る。

次に燃料制御弁ｇは、空気制御弁ｋが全開する時同時に
全開できるように開き始める時間Ｔ′をタイマーで設定
しておいて開くようにする。

燃料流量は、ガス燃料の場合に空気流量の約１ １−百であるため、燃料制御弁ｇは空気制御弁に程ゆっ
くり開かなくても支障がない。

このような装置を具備すれば、炉蓋シール用サンドまた
はセラミックフェルトを飛散したり、炉内にサンドやセ
ラミックフェルトを吸い込むことはなくなる。

第７図は本発明の一実施例の系統図を示すもので、１は
設定器、２は空気流量指示調節計、３はレシオ設定器、
４は炉内温度指示調節計、５は炉内圧力指示調節計、６
は空気流量発信器、７は燃料流量発信器、８は炉内温度
発信器、９は炉内圧力発信器、１０は空気流量調節弁、
１１は燃料流量調節弁、１２はブロワ−１１３は煙突、
１４はダンパー駆動装置、１５はレキュペレータ−１１
６は煙道、１１はバーナー、１８は炉蓋、１９は均熱炉
である。

ダンパー駆動装置１４は炉蓋１８の開閉とは無関係に炉
内圧力の変化に従ってダンパーの開閉角度を変化させ、
炉内圧を一定に制御するようになっている。

炉蓋１８が閉となり、リミットスイッチが作動するとリ
レーＡ、Ｂ、Ｃが作動して空気流量指示調節計２からの
信号が設定器１の信号に切り換って空気流量調節弁１０
の入力信号として印加される。

ここに使用する設定器１は時間の変化に伴って出力が４
ｍＡから２０ｍＡまで変化するもので。

同時に時間と出力との比がある幅の間で任意に変化させ
る事ができるようになっている。

すなわち。弁開度を０から１００％に変化させる時間を
変えることができるような設定器１になっている。

タイマーがカウントアツプして空気流量調節弁１０が設
定値に達した時、リレーＡ、Ｂ、Ｃが元の位置に復帰し
、空気流量調節弁１０は再び空気流量指示調節計２から
の信号によって制御されることとなる。

この時燃料が最大流量となるようにあらかじめタイマー
を設定しておけば、タイマーがカウントアツプすると同
時に通常運転に円滑に移行して行くことが可能となる。

本発明によれば、炉内圧を煙道ダンパーによって自動的
に制御し、更に燃焼用空気弁の全開に至るまでの時間を
、設定器にて炉の構造や操業パターン等に合せて調整し
て、炉内圧を一定に保持するようにすることから、炉蓋
シール用サンドまたはセラミックフェルトを飛散したり
炉内に吸い込むことがないのでシールが完全に保たれ、
燃焼ガスの大気への洩れを防止して熱損失を防ぐことが
でき、また炉蓋シールプレートの寿命を大幅に延長する
ことができる。

また炉蓋シール用サンドまたはセラミックフェルトの飛
散および吸い込みを防ぐことによって、サンドまたはセ
ラミックフェルトの補充費や補充するための作業費が低
減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は均熱炉設備の断面図、第２図は従来装置におい
て炉蓋が閉じてから制御弁およびダンパーが開く状態を
示す線図、第３図は均熱炉の操業パターンを示す線図、
第４図は均熱炉設備の横断平面図、第５図は従来装置の
作動状態を示す線図、第６図は本発明を実施する装置の
作動状態を示す線図、第７図は本発明の一実施例の系統
図である。 １・・・・・・設定器、２・・・・・・空気流量指示調
節計、４・・・・・・炉内温度指示調節計、５・・・・
・・炉内圧力指示調節計、１０・・・・・・空気流量調
節弁、１４・・・・・・ダンパー駆動装置、１８・・・
・・・炉蓋、１９・・・・・・均熱炉、Ｓ・・・・・・
蓋取機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蓋取機の駆動によって開閉する炉蓋を有する均熱炉
   において、前記炉蓋を閉じて燃焼を開始する際、炉内圧
   を煙道ダンパーによって自動的に制御し、更に前記炉蓋
   の閉じた信号によって開き始める燃焼用空気弁の全開に
   至るまでの時間を、設定器にて炉の構造や操業パターン
   等に合せて調節して炉内圧を一定に保持することを特徴
   とする均熱炉炉内圧制御方法。