JP2010179369A - Ladle preheating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空の取鍋の内部雰囲気を予熱する取鍋予熱装置に関する。 The present invention relates to a ladle preheating device that preheats the internal atmosphere of an empty ladle.
溶鋼を受鋼して運搬する取鍋には、その内部雰囲気を予熱するために、蓄熱式バーナが一般的に用いられている。蓄熱式バーナは、燃焼用空気および燃焼排ガスが通過する蓄熱体と、メインノズルとを備えており、燃焼による燃焼排ガスの熱を蓄熱体で回収して燃焼用空気の予熱源とする。このような蓄熱式バーナに関して、例えば特許文献1および特許文献2が知られている。
In a ladle that receives and transports molten steel, a regenerative burner is generally used to preheat the internal atmosphere. The heat storage burner includes a heat storage body through which combustion air and combustion exhaust gas pass, and a main nozzle, and collects heat of the combustion exhaust gas from combustion by the heat storage body to serve as a preheating source of combustion air. For example,
特許文献1には、一台タイプの蓄熱式バーナが示されており、この蓄熱式バーナには、複数個の蓄熱体が設けられている。そして、燃焼排ガスが通過する蓄熱体と、燃焼用空気が通過する蓄熱体とを一定時間ごとに切り換えて、燃焼排ガスの通過により蓄熱体に回収された熱で、燃焼用空気を加熱している。
しかし、一台タイプの蓄熱式バーナの能力には限界があり、鉄鋼設備に使用される、大型の取鍋の予熱作業に採用することは困難であった。このような問題点を解消しうるものとして、交番燃焼式の一対の蓄熱式バーナが知られている。 However, the capacity of a single-type regenerative burner is limited, and it has been difficult to adopt it for preheating work of a large ladle used in steel facilities. A pair of alternating combustion type heat storage burners is known as a means for solving such problems.
特許文献2には、交番燃焼式の一対の蓄熱式バーナが示されており、取鍋などの溶湯容器の加熱作業段階において、この一対の蓄熱式バーナを設けた蓋を、溶湯容器の開口を塞ぐように被せて、これら蓄熱式バーナのノズルで、一定のタイミングで交互に火炎の噴射と排気を行っている。
このとき、一対の蓄熱式バーナのメインノズルは、蓋の中心よりそれぞれ直径方向に一定距離をおいて設置されている。また、それぞれのメインノズルは下方に向かって開口されている。これによって、蓄熱式バーナの火炎は、メインノズルを介して、蓋の中心から偏心した位置より鉛直方向に噴出される。
ところで、従来の一対の蓄熱式バーナの交番燃焼による、取鍋の予熱作業では、燃焼側の蓄熱式バーナから鉛直方向に火炎が噴出されることによって、非燃焼側の蓄熱式バーナの下方部側の領域に比べて、燃焼側の蓄熱式バーナの下方部側の領域が高温に加熱されていた。 By the way, in the preheating work of the ladle by the alternating combustion of a pair of conventional regenerative burners, a flame is ejected in a vertical direction from the regenerative burner on the combustion side, so that the lower part side of the regenerative burner on the non-combustion side Compared to the above region, the region on the lower part side of the regenerative burner on the combustion side was heated to a high temperature.
また、当該一対の蓄熱式バーナは交番燃焼式であるために、常にどちらか一方の蓄熱式バーナしか燃焼せず、燃焼側が一定間隔で入れ替わる。このため、高温加熱される領域が常に変動し、溶湯容器の内部温度が安定せず、内部雰囲気を均一加熱することができないという問題があった。特に、受鋼した溶鋼を運搬する取鍋の予熱作業においては、溶鋼を安定した状態で保温する必要があり、この内部雰囲気の温度差をなくすことが課題となっていた。 Further, since the pair of regenerative burners is an alternating combustion type, only one of the regenerative burners always burns, and the combustion side is switched at regular intervals. For this reason, there has been a problem that the region heated at a high temperature always fluctuates, the internal temperature of the molten metal container is not stable, and the internal atmosphere cannot be heated uniformly. In particular, in the preheating work of the ladle for transporting the received molten steel, it is necessary to keep the molten steel in a stable state, and there has been a problem of eliminating the temperature difference in the internal atmosphere.
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、空の取鍋の内部雰囲気を均一に予熱することが可能な取鍋予熱装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a ladle preheating apparatus capable of uniformly preheating the internal atmosphere of an empty ladle.
本発明にかかる取鍋予熱装置は、溶鋼を受鋼して運搬する取鍋の開口部を塞ぐ鍋蓋に、空の該取鍋内を均一に予熱する火炎を生成するために、吸引される排ガスで加熱され、供給される燃焼用空気を加温する蓄熱体を有して、交互に燃焼用空気を該取鍋内へ噴出する左右一対の燃焼用空気噴出ノズルと、これら燃焼用空気噴出ノズルの間に設けられ、上記鍋蓋の中心から高さ方向におろした軸線上に向かって火炎を噴出するように、燃料を上記取鍋内へ供給する燃料供給管とを設けたことを特徴とする。 The ladle preheating device according to the present invention is sucked to generate a flame that uniformly preheats the empty ladle on the ladle lid that closes the opening of the ladle that receives and transports molten steel. A pair of left and right combustion air jet nozzles that have a heat accumulator that is heated with exhaust gas and that heats the supplied combustion air and alternately jets the combustion air into the ladle, and these combustion air jets A fuel supply pipe provided between the nozzles and configured to supply fuel into the ladle so as to inject a flame toward an axis extending in the height direction from the center of the pan lid. And
前記一対の燃焼用空気噴出ノズルは、前記鍋蓋の中心からその直径方向に等間隔位置に設けられることを特徴とする。 The pair of combustion air ejection nozzles are provided at equidistant positions in the diameter direction from the center of the pan lid.
本発明にかかる取鍋予熱装置にあっては、空の取鍋の内部雰囲気を均一に予熱することができる。 In the ladle preheating apparatus according to the present invention, the internal atmosphere of an empty ladle can be preheated uniformly.
以下に、本発明にかかる取鍋予熱装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる取鍋予熱装置1は基本的には、図1から図4に示すように、溶鋼を受鋼して運搬する取鍋2にその開口部3を塞ぐ鍋蓋4が設けられ、鍋蓋4には、空の取鍋2の内部雰囲気を予熱するために、交互に燃焼される一対の右側蓄熱式バーナ5、および左側蓄熱式バーナ6が取り付けられ、蓄熱式バーナ5、6には、取鍋2内に火炎fを噴出するバーナノズル5a、6aが設けられる取鍋予熱装置1において、一対のバーナノズル5a、6aは、鍋蓋4の中心C1から直径方向に等間隔位置に設けられるとともに、取鍋2内を均一に予熱するために、鍋蓋4の中心C1から高さ方向におろした軸線X上に向かって火炎fを噴出する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the suitable embodiment of the ladle preheating apparatus concerning this invention is described in detail with reference to an accompanying drawing. The
一対の蓄熱式バーナ5、6は、鍋蓋4の中心C1に対して互いに点対称に配置される。
The pair of
高温の溶鋼を受鋼し次工程まで運搬する取鍋2は、平面略円形状に形成され、取鍋2の上方には、これを介して溶鋼を出し入れする開口部3が形成される。取鍋2は、直径3m、深さ3.5m程度のものが一般的であるが、取鍋2の大きさはこれに限られず、これよりも大きいものでも小さなものでもよい。
The
取鍋2には、その開口部3と平面外形がほぼ同形の平面略円形状であって、開口部3を開閉自在に塞ぐための鍋蓋4が設けられる。鍋蓋4の上面には、その周方向にほぼ等間隔に、ワイヤーWを挿通させるワイヤー孔7が4カ所に設けられる。ワイヤー孔7にワイヤーWを挿通させた鍋蓋4は、これをクレーンなどで吊るすことによって、開閉される。ワイヤー孔7は、鍋蓋4をバランスよく吊すことができればよいため、4カ所には限られない。
The
鍋蓋4の上面には、受鋼前の空の取鍋2の内部雰囲気を予熱するための、交番型の右側蓄熱式バーナ5、および左側蓄熱式バーナ6が取り付けられる。
On the upper surface of the
蓄熱式バーナ5、6は、それぞれにバーナノズル5a、6aと、連通路5b、6bと、蓄熱体5c、6cを有する。具体的には、蓄熱式バーナ5、6の先端には、火炎fを噴出するバーナノズル5a、6aが設けられ、バーナノズル5a、6aには、これより後方に向かって連通路5b、6bが接続される。そして、蓄熱式バーナ5、6の後部側には、連通路5b、6bに接続して、燃焼用空気および排ガスが通過する蓄熱体5c、6cが設けられる。
The
蓄熱体5c、6cの後方には、図示はしないが、燃焼用空気を供給する空気供給管および排ガスを排出する排気管が接続される。蓄熱体5c、6cは、その内部に燃焼用空気および排ガスを流通させることができるように、例えばセラミック製のハニカム構造を有する蓄熱材を蓄積したもの、複数個のセラミック製の球状の蓄熱材を蓄積したもの、複数本のセラミック製のパイプを蓄積したものなどで重量物として構成される。
Although not shown, an air supply pipe that supplies combustion air and an exhaust pipe that discharges exhaust gas are connected to the rear of the
これら蓄熱式バーナ5、6のバーナノズル5a、6aには、その上部に燃料供給管8が接続される。燃料供給管8からは、液体やガスなどの燃料が供給される。バーナノズル5a、6aの内部には、パイロットバーナ(図示しない)が設けられ、一次燃料供給管(図示しない)より供給された燃料と、1次空気供給管(図示しない)より供給される空気により1次火炎をバーナノズル5a、6a内に常時生成する。蓄熱式バーナ5、6のバーナノズル5a、6aからは、パイロットバーナ(図示しない)の1次火炎を着火源として、燃料供給管8を介して供給された燃料と燃焼用空気により、取鍋2内に向かって火炎fが噴出される。パイロットバーナは、バーナノズル5a、6a内に設けられる必要はなく、例えばバーナノズル5a、6aの近傍にそれぞれ設けてもよい。
The
蓄熱式バーナ5、6は、交互に燃焼される。例えば、非燃焼状態の右側蓄熱式バーナ5のバーナノズル5aからは、燃焼状態の左側蓄熱式バーナ6の燃焼による高温の排ガスが吸引され、排ガスは、連通路5bを介して蓄熱体5cを加熱し、排気管より排気される。そして、右側蓄熱式バーナ5が燃焼状態に切り替わると、空気供給管より供給された燃焼用空気が、加熱された蓄熱体5cを通過することによって高温に加温され、これと燃料供給管8から供給された燃料がパイロットバーナ(図示しない)の一次火炎で着火されることによって、バーナノズル5aから高温の火炎fが取鍋2内に噴出される。
The
ここで、図2に示すように、鍋蓋4のある1つの直径方向をBとし、これより上方を上方側、下方を下方側とすると、蓄熱式バーナ5、6は、直径方向B上であって、中心C1から等距離な位置の右側に右側蓄熱式バーナ5が、左側に左側蓄熱式バーナ6がそれぞれ取り付けられる。また、右側蓄熱式バーナ5および左側蓄熱式バーナ6は、その長さ方向が、互いに平行に、かつ鍋蓋4の直径方向Bに対してほぼ直角に設けられる。
Here, as shown in FIG. 2, assuming that one diameter direction with the
詳説すると、右側蓄熱式バーナ5は、そのバーナノズル5aの位置を直径方向B上の中心C1より右側に適宜間隔をおいて設定し、その長さ方向が直径方向Bに対してほぼ直角であって、バーナノズル5aより下方側に蓄熱体5cを向けて配置される。また、左側蓄熱式バーナ6は、そのバーナノズル6aの位置を直径方向B上の中心C1より左側に、右側のバーナノズル5aと等しい間隔をおいて設定され、その長さ方向が直径方向Bに対してほぼ直角であって、バーナノズル6aより上方側に蓄熱体6cを向けて配置される。
More specifically, the right-side
本実施形態では、鍋蓋4に対する蓄熱式バーナ5、6の配置を、右側蓄熱式バーナ5および左側蓄熱式バーナ6の長さ方向と、鍋蓋4の直径方向Bがほぼ直角になるように設定したが、鍋蓋4の中心C1に関して、蓄熱式バーナ5、6とが互いに点対称に配置されていれば、これに限られない。
In this embodiment, the
これに加えて、バーナノズル5a、6aは、これより噴出される火炎fが鍋蓋4の中心C1から高さ方向におろした軸線X上に向かって噴出されるように、軸線X上に向かうように角度をつけて設けられる。特に、バーナノズル5a、6aは、取鍋2の深さ方向中間位置C2に火炎fが向かうような角度をつけて設置するのが好ましい。
In addition, the
次に、本実施形態にかかる取鍋予熱装置1の作用について説明すると、使用に際しては、空の取鍋2の鍋蓋4に取り付けられた一対の蓄熱式バーナ5、6で、取鍋2内の軸線X上に向けて、交互に火炎fを噴出して燃焼する。一定時間予熱した後に、鍋蓋4を、ワイヤーWを介してクレーンなどで吊って開放し、溶鋼を受鋼し次工程に向けて運搬する。
Next, the operation of the
本実施形態に示される取鍋予熱装置1においては、バーナーノズル5a、6aを角度をつけて配設し、火炎fを鍋蓋4中心C1からの軸線X方向に向かわせることによって、従来の、一対の交番型蓄熱式バーナを有する取鍋予熱装置による予熱作業に比べ、中心の軸線Xから左側の領域や、右側の領域に火炎fが偏って噴出されることなく、取鍋2の中心軸である軸線X上の周辺部が加熱され、取鍋2内部を均一に予熱することができる。
In the
加えて、取鍋2の深さ方向の中間位置C2の周辺部へ向けて高温の火炎fが噴出されることによって、図1に示すように、取鍋2内部を熱風が旋回する。これによって取鍋2の隅々まで熱が行き渡り、取鍋2の内部雰囲気をいっそう効率よく均一な温度に加熱することができる。
In addition, hot air flies in the
本実施形態では、鍋蓋4に対して蓄熱式バーナ5、6を互いに点対称に設けたことによって、重量物である一対の蓄熱体5c、6cを含む蓄熱式バーナ5、6を、鍋蓋4に対してバランスよく配設することができる。これによって、鍋蓋4の重量バランスを取るために大重量のバランスウェイトなど、大がかりな装置を設ける必要もなく、鍋蓋4の数カ所をワイヤーで吊す等の簡易な方法で鍋蓋4をバランスよく開閉することができる。また、鍋蓋4の重量バランスがとれているため、例えば変形防止の補強のために鍋蓋4にリブなどを形成しなくても、鍋蓋4の変形を防ぐことができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、一対の蓄熱式バーナ5、6を使用している。このため、背景技術で述べた一台タイプの蓄熱式バーナを鍋蓋の中心に設けて構成する場合に比べて、大型のものにも適用できる。具体的には、一台タイプでは、せいぜい20万Kcal/hr程度の能力しか確保できないが、一対の蓄熱式バーナ5、6では、50万Kcal/hr以上の能力を確保することができ、小型の取鍋2から大型のものまで対応させて、取鍋2内部を均一に予熱できる。
In the present embodiment, a pair of
次に、本実施形態にかかる取鍋予熱装置1の第1変形例について説明する。第1変形例では、一対の蓄熱式バーナ5、6は、その長さ方向側部が互いに面するように、鍋蓋4上に配置されている。
Next, the 1st modification of the
図5に基づいてさらに詳しく説明すると、右側蓄熱式バーナ5は、図2と同様に、そのバーナノズル5aが鍋蓋4の中心C1から、ある直径方向B上に適宜な間隔をおいて配置される。特に、本変形例では、右側蓄熱式バーナ5はその長さ方向が、直径方向Bに対し一定角度をもった別の直径方向Dに対して平行に配置される。また、左側蓄熱式バーナ6は、そのバーナノズル6aが鍋蓋4の中心C1から、直径方向B上に、右側のバーナノズル5aと等しい間隔をおいて配置され、かつその長さ方向が直径方向Dに平行に、すなわち右側蓄熱式バーナ5と平行に配置される。
Describing in more detail with reference to FIG. 5, the right-side
これにより、蓄熱式バーナ5、6を鍋蓋4の外周縁からはみ出すことなく鍋蓋4上に収納することが可能となる。したがって余分なスペース設けることなく取鍋予熱装置1を設置できる。特に、比較的小さなサイズの取鍋予熱装置1などでは、鍋蓋4に対して蓄熱バーナ5、6が大きい場合、上記のような配置にすることで、取鍋予熱装置1の設置スペースをコンパクトにできる。また、蓄熱式バーナ5、6が鍋蓋4からはみ出ないため、ワイヤー孔7の取り付け位置を自由に設定できる。
Thereby, it becomes possible to store the
次に、本実施形態にかかる取鍋予熱装置1の第2変形例について説明する。第2変形例では、図6に示すように、燃料供給管8’が、右側バーナノズル5aと左側バーナノズル6aの間に設けられている。そして、スパークプラグ9が、燃料供給管8’のすぐ近傍に設けられている。
Next, the 2nd modification of the
右側燃焼ノズル5aおよび左側燃焼ノズル6aからは、交互に高温の燃焼用空気aが噴出され、この燃焼用空気aと燃料供給管8’の燃料がスパークプラグ9で着火されることで、取鍋2の中心軸である軸線X上へ向けて火炎fが生成される。
High-temperature combustion air a is alternately ejected from the
上記の火炎fによって、取鍋2の中心軸である軸線X上の周辺部が加熱され、取鍋2内部を均一に予熱することができる。加えて、取鍋2の深さ方向の中間位置C2の周辺部へ向けて高温の火炎fが噴出されることによって、取鍋2内部を熱風が旋回する。これによって、上記実施形態と同様に、取鍋2の隅々まで熱が行き渡り、取鍋2の内部雰囲気をいっそう効率よく均一な温度に加熱することができる。
The peripheral part on the axis X which is the center axis of the
1 取鍋予熱装置
2 取鍋
3 開口部
4 鍋蓋
5 右側蓄熱式バーナ
6 左側蓄熱式バーナ
5a バーナノズル
6a バーナノズル
f 火炎
X 軸線
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