JP2001098320A - 加熱炉の炉圧制御方法 - Google Patents

加熱炉の炉圧制御方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備
えていても、炉圧制御が安定して実施可能な加熱炉の炉
圧制御方法を提供することを目的としている。 【解決手段】蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えた加
熱炉の炉圧を、排ガスの煙道に設けたダンパの開閉で制
御するに際して、前記ダンパの上流及び/又は下流側で
煙道内に低温ガスを導入する。また、前記低温ガスを外
気とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱炉の炉圧制御
方法に係わり、特に、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを
備えた加熱炉の炉圧を制御する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、鋼材の加熱に、回転式の加熱炉
が使用されることがある。それは、図4に示すように、
平面がドーナツ状を呈する炉室1と、回転する水平な炉
床2と、被加熱物3を加熱するバーナ4とで形成されて
いる。この炉を使用すると、装入口5から入れられた被
加熱物3は、炉内を排出口6まで移動する間に、炉床2
の回転速度と炉内温度を適当に調整することで所望温度
に加熱される。バーナ4は、一般に重油バーナが用いら
れ、炉室1の両側壁(ドーナツ状なので、直径の小さい
方を内側壁7、大きい方を外側壁8という)に沿って、
その先端を炉内へ向けて多数配設されている。かかる加
熱炉を実際に稼動させるには、高温排ガスの熱をレキュ
ペレータ9で燃焼に用いる空気と熱交換したり、図3
(a)に示すように予熱炉10や廃熱ボイラ11で回収
して、熱効率を高めるようにしていた。それでも、該加
熱炉は、炉体の構造上、炉容積に対して表面積が大き
く、熱交換を利用しても燃焼効率が悪く、必然的に燃料
原単位が高いという問題があった。また、被加熱物3が
鋼材の場合、加熱中に酸化されてスケールが生じ、所謂
スケールロスが大きいという問題もあった。
【0003】これに対して、特開平7−4851号公報
は、それぞれ蓄熱体を備えた2つのバーナを1組とし、
交互に切換えて燃焼、吸引をする交番燃焼バーナを、前
記内側壁や天井面に沿って複数組配置する加熱炉を提案
している。この炉では、排気ガスの熱量をほとんど自ら
のバーナ(蓄熱体)で回収するようにしたので、熱効率
が従来に比べて大きくなる。また、重油の予熱器や熱交
換器のような大型設備が不要となり、建設費も安くな
る。さらに、鋼材のスケールが低減するという効果もあ
る程度認められた。
【0004】ところで、このような交番燃焼バーナを設
けた加熱炉は、前記従来の炉(図3(a)参照)と異な
り、図3(b)に示すように、熱回収の都合で燃焼ガス
の一部(全体の20vol%と少ない流量である)を直
接煙突15から外気中へ排出させている。従って、炉の
排気口16から煙突15までの煙道17には、図2に示
すように、炉圧を制御するダンパが設けられる。ところ
が、この炉圧制御用ダンパは、一般に密閉性が低いの
で、ガス流量が少ないと、炉圧制御を困難にすることが
ある。つまり、炉圧制御用ダンパ18を密閉しても、該
ダンパ18を通過する排気ガス19の圧力損失が後流側
の圧力(負圧)より小さく、排気ガス19が後流側に流
れてしまうからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えていて
も、炉圧制御が安定して実施可能な加熱炉の炉圧制御方
法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化し
た。
【0007】すなわち、本発明は、蓄熱体を有する交番
燃焼バーナを備えた加熱炉の炉圧を、排ガスの煙道に設
けたダンパの開閉で制御するに際して、前記ダンパの上
流及び/又は下流側で煙道内に低温ガスを導入すること
を特徴とする加熱炉の炉圧制御方法である。
【0008】また、本発明は、前記低温ガスを外気とす
ることを特徴とする加熱炉の炉圧制御方法である。
【0009】さらに、前記外気の導入を、ファンを使用
しない自然吸引とすることを特徴とする加熱炉の炉圧制
御方法である。
【0010】本発明では、炉から煙突までの煙道に設け
た前記ダンパの上流及び/又は下流側で、該煙道内に低
温ガスを導入するようにしたので、煙道内のガス温度が
低下し、煙突でガスが上昇する速度が低下する(所謂
「ドラフト」が減少する。)。また、ガス圧力も上昇す
る。その結果、ダンパ密閉時に該ダンパを通過して排出
されるガス量が極めて微量に抑えられるようになり、炉
圧の制御が容易になる。さらに、本発明では、低温ガス
を外気とし、該外気の導入を無動力で行なうようにした
ので、炉圧制御が安価に行なえるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、発明をなすに至った経緯も
交え、本発明の実施の形態について説明する。
【0012】まず、発明者は、密閉性の低い炉圧制御ダ
ンパ自体の改造をせずに、前記ドラフトを減少させるこ
とに着眼し、その具体的手段を鋭意検討した。その結
果、排気ガス19の温度を下げること、及び圧力を高め
ることが良いと考えた。具体的には、排気ガス19より
低温のガスを煙道17に導入することである。
【0013】導入する低温ガス20の種類は、高温(1
000℃程度)の排気ガス19(交番燃焼バーナからの
燃焼ガスの一部)の成分と反応し、環境汚染や煙道17
を腐食させることを配慮すると、不活性ガスの利用が好
ましい。しかし、発明者の調査により、温度としては、
常温で良く、ガスとしては空気で煙道17に何らトラブ
ルが生じないことが確認できたので、常温の外気が最も
好ましい。また、導入する手段は、不活性ガスの場合に
は、公知のガス保持容器と加圧手段(いずれも図示せ
ず)を設ければ良い。一方、外気の場合には、図1に示
すように、煙道17に外気の取入れ口24とダンパ(以
下、ドラフト制御ダンパ21という)を設けるだけで十
分であった。コンプレッサ等の動力源を使用しても良い
が、煙道17の内部は通常負圧なので、十分な量の外気
が導入できるからである。
【0014】次に、発明者は、低温ガス20の導入位置
について検討し、前記炉圧制御ダンパ18の上流及び下
流側のいずれでも良いことを知った。いずれ側に導入し
ても、排気ガス19の温度低下及び圧力上昇に寄与する
からである。
【0015】なお、本発明を具体的に実施するには、オ
ペレータが炉に設けた圧力センサ22を常時監視し、圧
力値が目標圧力範囲内になるように、ドラフト制御ダン
パ21を開閉操作することで、低温ガス20の導入を行
なえば良い。しかし、オペレータをコンピュータに代
え、無人の遠隔操作でドラフト制御ダンパ21の開閉を
行なうようにしても良い。
【0016】
【実施例】蓄熱体を有する交番燃焼バーナ23を27組
備えた加熱炉(外側壁の直径33m,内側壁の直径25
m,炉床から天井までの高さ1.5〜2.1m)の炉圧
制御に本発明を適用した。被加熱物3は、継目無鋼管を
製造する素材の丸鋼鋳片(1本が外径190mm,長さ
3000mm)であり、それを装入口5から連続的に装
入して加熱操業が行なわれた。該鋳片の目標加熱温度
は、1250±30℃とし、目標炉圧は、20±2Pa
とした。この炉圧制御は、本発明に係る方法のうち、外
気の導入を無人で行なう方式とした。
【0017】加熱操業中の炉圧の経時変化を、従来の操
業時での変化と比較して図5に示す。図5より、本発明
によれば、炉圧が目標範囲内で制御できることが明らか
である。また、この操業中に加熱された鋳片は、いずれ
も目標加熱温度を満足していた。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、蓄熱
体を有する交番燃焼バーナを備えていても、加熱炉の炉
圧制御が安定して実施できるようになった。しかも、制
御に用いるガスが外気で良いので、簡単な設備改造で安
価に炉圧の安定が図れた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加熱炉の炉圧制御方法を説明する
図である。
【図2】交番燃焼バーナを備えた加熱炉の排気系を示す
図である。
【図3】従来の加熱炉の排気系を説明する図であり、
(a)はバーナが重油バーナ、(b)は交番燃焼バーナ
の場合である。
【図4】加熱炉の構造を説明する図である。
【図5】本発明の実施による炉圧変化を、従来のものと
比較した図である。
【符号の説明】
1 炉室 2 炉床 3 被加熱物 4 バーナ 5 装入口 6 排出口 7 内側壁 8 外側壁 9 レキュペレータ 10 予熱炉 11 廃熱ボイラ 12 燃焼ブロア 13 排気ブロア 14 高温ファン 15 煙突 16 炉の排気口 17 煙道 18 炉圧制御ダンパ 19 排気ガス(燃焼ガスの一部) 20 低温ガス 21 ドラフト制御ダンパ 22 圧力センサ 23 交番燃焼バーナ 24 外気の取り入れ口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄熱体を有する交番燃焼バーナを備えた
    加熱炉の炉圧を、排ガスの煙道に設けたダンパの開閉で
    制御するに際して、 前記ダンパの上流及び/又は下流側で煙道内に低温ガス
    を導入することを特徴とする加熱炉の炉圧制御方法。
  2. 【請求項2】 前記低温ガスを外気とすることを特徴と
    する請求項1記載の加熱炉の炉圧制御方法。
  3. 【請求項3】 前記外気の導入を、ファンを使用しない
    自然吸引とすることを特徴とする請求項2記載の加熱炉
    の炉圧制御方法。
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