JPS6248730B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板状の被熱処理材の幅が炉内温度に与
える影響を考慮に入れて炉内へ投入される熱量を
制御する輻射管加熱熱処理炉の投入熱量制御方法
及びその装置に関する。

従来、鉄鋼用厚板又は薄板等の被熱処理材を連
続的に搬送しながら加熱するローラーハース炉、
堅形連続焼鈍炉における燃料制御方式は第１図の
炉１内のローラーコンベアの上下に設けられた輻
射管１ａにより被熱処理材を加熱しつつ炉１内の
温度を熱電対２により検出し、その検出値と設定
炉内温度とに偏差が出ると、温度調節計３からそ
の表示信号が発生し、この信号に応答して燃料供
給系４の流量制御器５，６即ち燃料の供給にあつ
ては上記信号に燃料流量制御器５が応答してこれ
により制御弁７が開閉制御され、又空気の供給に
あつては上記信号に空気比設定器８、そして空気
量制御器９が応答してこれにより制御弁１０が開
閉制御されてバーナ１１へ供給される燃料及び空
気量が制御されるようなものであつた。第１図に
おいて、１２，１３は流量計である。

そして、このような制御が行われて加熱される
被熱処理材の熱処理時間（在炉時間）Ｔは従来か
ら次式 Ｔ≒α_t＋β によつて決定されている。但し、上式において、
αは炉の能力によつてと決まる定数（分／mm）、
ｔは被熱処理材の厚さ（mm）、βは炉の能力によ
つて決まる定数（分）である。そして、α及びβ
はその炉の実測データ及び経験から決められる値
である。

このように、従来の熱処理はその投入熱量を炉
内温度のみで一義的に決められ、その在炉時間は
厚さによつて決められていた。このような制御が
行われる炉内に被熱処理材が装入されると、その
輻射管の温度分布は第２図のようになり、被熱処
理材１４が装入され移動される領域での温度とそ
れ以外の領域での温度とに大幅な相違が生じ、こ
れがため、輻射管に大きな温度勾配が現われ、こ
れに熱応力を与えてその破損を惹起させ、結果と
して輻射管の寿命を短かくし、又被熱処理材を不
均一に加熱してしまい熱処理品質を低下させるば
かりでなく、廃ガス温度を上昇させて熱損失を大
きくし炉の熱効率を低下させている。これは又、
必要以上に燃料投入量を多くし、燃料原単位を悪
くしている。又、第２図に示すように、被熱処理
材の装入により炉内温度の急激な降下が生ずるた
め、これに応答して燃料が急激に炉内へ投入され
るが、そのような燃料の供給は燃料の不完全燃焼
を生じさせ、輻射管外燃焼を惹起させることとも
なり、必要以上の燃料の供給と相俟つて更に燃料
原単位の悪化を助長させるのみならず、レキユペ
レーター、煙道に損傷を与える結果ともなつてい
た。

本発明は上述したような従来方法の有する欠点
を解決すべく創案されたもので、その目的は炉内
へ装入される被熱処理材の幅を検出し、その値で
炉内温度とその設定温度との偏差を修正し、その
修正値で炉内へ投入される熱量を制御することに
より、被熱処理材の加熱を均一にし、廃ガス温度
の上昇を抑制し熱損失を減少させ炉内へ適正な熱
量を投入し、炉の熱効率を向上させ得る等改善を
図つた輻射管加熱熱処理炉の投入熱量制御方法及
びその装置を提供することにある。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を
説明する。

第３図は本発明を実施した輻射管加熱炉の投入
燃量制御装置２０を示す。この装置２０は炉体２
１に水平にローラーコンベア２２が設けられ、該
コンベア２２の上下に輻射管２３が設けられると
共に該輻射管２３にバーナ２４が設けられた加熱
炉２５と、バーナ２４へ接続された燃料供給系２
６と、加熱炉２５の炉内温度を測定する温度測定
手段２７と、加熱炉２５内へ装入される板状の被
熱処理材（被加熱材）２８の幅を測定する幅測定
手段２９と、温度測定手段２７で測定された炉内
温度と設定炉内温度との偏差を、幅測定手段２９
で測定された幅で修正する修正手段３０とを備
え、修正手段３０からの出力により燃料供給系２
６からバーナ２４へ供給される投入燃料が制御さ
れるようにして主に構成されている。

加熱炉２５は各種幅の被熱処理材２８，２８′
をローラーコンベア２２により搬送し得る形式の
連続炉である。従つてローラーコンベア２２の搬
送方向上下に適宜間隔で輻射管２３が配設され、
又そのバーナ２４の各々へ燃料供給系２６が接続
されている。

この燃料供給系２６は燃料系３１と空気系３２
とから成り、これらの両系３１，３２共に流量計
３３，３４と制御弁３５，３６とが介設されてい
る。燃料制御弁３５は燃料制御器３７の出力によ
つて開閉制御されるように構成され、燃料制御器
３７は修正手段３０の出力及び燃料流量計３３の
出力に応答するように構成されている。空気制御
弁３６は空気制御器３８の出力によつて開閉制御
されるように構成され空気制御器３８は修正手段
３０の出力に空燃比設定器３９で空燃比を乗算し
て得られる値及び空気流量計３４の出力に応答す
るように構成されている。

温度測定手段２７は具体的には、炉体２１内に
設置された熱電対である。

幅測定手段２９は炉入口テーブル４０に設けら
れた幅計である。

修正手段３０は温度測定手段２７からの炉内温
度と設定炉内温度との偏差を出力する温度制御器
４１と、該温度制御器及び幅測定手段２９の出力
並びに必要に応じて設けられる位置兼速度計４２
の出力へ入力が接続された演算器４３と、演算器
４３の出力へ接続された比率設定器４４とから成
り、比率設定器４４の出力は燃料制御器３７及び
空燃比設定器３９の入力へ接続されている。演算
器４３は連続炉２５の搬送方向適宜箇所に設けら
れた位置兼速度計４２の出力に対応した出力を発
生し、これらの出力は又対応する燃料供給系へ制
御信号を出す比率設定器４４へ接続されて構成さ
れている。又、比率設定器で入力信号に乗算され
る比率は被熱処理材の幅に比例し、炉内幅に反比
例し、且つ被熱処理材搬送領域以外の炉領域から
被熱処理材の加熱に寄与する分を定数として含ん
で定められる値である。

次に、上記構成の本発明装置の動作を説明しつ
つ本発明方法も説明する。

加熱されんとする被熱処理材２８は炉入口テー
ブル４０を経て加熱炉２５内へ装入される。その
際に、幅検出手段２９により被熱処理材２８の幅
が測定され、その測定値は後刻において、位置兼
速度計４２の出力に応答して読出されるように演
算器の記憶部に記憶される。

装入された被熱処理材２８によつて、輻射管温
度は第４図の点線（第２図の実線と同じ）に示す
ような温度分布になろうとするが、このような炉
内温度むらが温度測定手段２７により測定され、
その設定炉内温度からの偏差が修正手段３０で発
生され且つ幅測定手段２９で測定され演算器４３
の記憶された測定値を、被熱処理材２８が搬送さ
れつつある位値の位置兼速度計４２の出力で読出
し、これを用いて上記偏差が修正される。

この修正値は燃料供給系２６へ供給されて該系
から加熱炉２５内へ投入される熱量を減少させる
ように燃料供給系２６の各制御弁３５，３６が制
御される。このような投入熱量制御により、輻射
管温度分布は第４図の実線のように変更される。
従つて、第４図の点線で示すような温度分布は発
生しない。換言すれば輻射管に大きな温度勾配を
生じさせず、従つて輻射管に大きな熱応力は加わ
らない。このため、輻射管の寿命は従来の制御方
法に比べて２〜３倍に延びた。又、点線のような
高温度領域は発生せず、従来有効に利用されない
まま昇温した廃ガスとなつて排出される熱エネル
ギーはなく、炉の熱効率を向上させることが出来
た。このように必要以上に炉内へ投入される熱量
は殆んどなくなり、燃料原単位を例えば、従来の
440000kcal／tonから380000kcal／tonへ改善し得
た。

上述のように、炉内雰囲気温度および輻射管２
３の温度を所望の加熱温度より低い温度に降下さ
せた後、修正手段３０の制御の下に加熱温度を、
徐々に、所望の加熱温度まで一様に上昇させる。
従つて、被熱処理材の加熱を均一にし、その品質
の向上に役立つ。

上述のような加熱制御が採用されたことによ
り、各種幅の被熱処理材２８，２８′等の到達で
温度が急変しても、従来のように燃料供給系２６
から投入される熱量を急激に変化させる必要性は
なくなつた。従つて、燃料の急速な投入から惹起
せしめられる不完全燃焼、ひいては炉外燃焼はな
くなり、その分だけの損失がなくなる。このこと
は上述の必要以上の燃料の供給をなくすことが出
来ることと相俟つて燃料原単位の一層の改善を促
す。

又、上述したような投入熱量（投入燃料）の制
御が位置兼速度計４２の出力に応答して各種幅の
被熱処理材毎にこれに適合して生ぜしめられる。
従つて、上述したような作用効果が炉内を経て搬
送されつつある被熱処理材毎に得られ、炉全体と
しての燃料原単位が向上してその生産性が良くな
る。

なお、通常の直火式加熱炉においては、燃料は
炉内空間に噴出され、燃焼空気と混合燃焼し、廃
ガス又は未燃ガスは、炉内を炉端部まで流れた
後、炉端部に設けられた排出煙道から排出する。
すなわ輻射管と異なり、大きな空間と、他ゾーン
からの過剰空気があるため未燃現象はほとんど発
生せず、又高温廃ガスも炉に熱を与えることが出
来るため、本案の装置を設ける効果は小さいが、
炉巾方向に温度傾斜を付けられる形式の加熱炉に
あつては直火式でも本案は有効である。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、 炉内に被熱処理材が装入されても必要以上に
投入熱量が増大されない。従つて燃料原単位が
向上する。

炉内温度を略一様にし得、従つて被熱処理材
の均一加熱が行え、被熱処理材の熱処理品質の
向上に寄与する。

炉内温度分布の一様化により廃ガス温度等の
上昇がなく熱効率が向上する。

輻射管式加熱炉にあつては輻射管の温度分布
の一様化により、輻射管に熱応力がかからず、
輻射管の寿命を従来よりも２〜３倍に延ばし得
る。

輻射管式加熱炉において、炉内温度が変化し
ても、燃料の投入が緩漫に制御されるため、不
完全燃焼ひいては炉外燃焼が殆んどなくなり、
の効果と相俟つて燃料原単位を更に向上させ
得る。

異なる幅の被熱処理材の炉内位置を制御要素
に入れることにより、炉内での〜の効果が
各被熱処理材で得られ、炉全体としての生産性
を向上させ得る等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の投入燃料制御装置を示す図、第
２図は炉内に被熱処理材が装入された場合の輻射
管温度分布曲線図、第３図は本発明の投入燃料制
御装置を示す図、第４図は本発明装置により投入
燃料が制御された場合の輻射管温度分布曲線図で
ある。 図中、２１は炉体、２２はローラーコンベア、
２３は輻射管、２４はバーナ、２５は加熱炉、２
６は燃料供給系、２７は温度測定手段、２８は被
加熱材、２９は幅測定手段、３０は修正手段であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板状の被熱処理材の幅を測定すると共に該被
   熱処理材のための輻射管加熱熱処理炉の炉内温度
   を測定し、測定された炉内温度と設定炉内温度と
   の偏差を上記測定された被熱処理材の幅により修
   正し、その修正値により上記熱処理炉へ供給され
   る投入熱量を制御することを特徴とする輻射管加
   熱熱処理炉の投入熱量制御方法。 ２ 炉体にローラーコンベアが水平に設けられ、
   該ローラーコンベアの上下に輻射管が設けられる
   と共に該輻射管にバーナが設けられた加熱炉と、
   上記バーナへ接続された燃料供給系と、上記加熱
   炉の炉内温度を測定する温度測定手段と、上記加
   熱炉内へ装入される板状の被加熱材の幅を測定す
   る幅測定手段と、測定された炉内温度と設定炉内
   温度との偏差を上記測定された幅で修正する修正
   手段とを備え、該修正手段からの出力により上記
   燃料供給系から上記バーナへ供給される投入燃料
   を制御するように構成したことを特徴とする輻射
   管加熱炉の投入燃料制御装置。