JP3149666B2 - Radiant heating device and combustion method thereof - Google Patents
Radiant heating device and combustion method thereofInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、雰囲気熱処理炉等の
間接加熱炉、加熱炉等の工業用炉等に用いられる、金属
表面から熱放射線を放出して加熱を行う放射（輻射とも
いう）加熱装置およびその燃焼方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to radiation (also referred to as radiation) for heating by emitting heat radiation from a metal surface used in an indirect heating furnace such as an atmosphere heat treatment furnace, an industrial furnace such as a heating furnace. The present invention relates to a heating device and a combustion method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鋼帯の光輝焼鈍に代表される、被加熱物
の表面を酸化させない加熱には、従来からラジアントチ
ューブおよびバーナで構成されるラジアントチューブバ
ーナを用いる方式が一般的に行われている。この方式
は、炉内を不活性ガスまたは還元性ガス雰囲気に保持
し、加熱源としてバーナの燃焼による熱エネルギーを用
い、ラジアントチューブ内で燃料を燃焼させその燃焼反
応から得られるラジアントチューブからの熱放射を利用
するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, a method using a radiant tube burner composed of a radiant tube and a burner has been generally used for heating without oxidizing the surface of an object to be heated, as represented by bright annealing of a steel strip. I have. In this method, the inside of the furnace is maintained in an inert gas or reducing gas atmosphere, the heat energy from the combustion of the burner is used as a heating source, the fuel is burned in the radiant tube, and the heat from the radiant tube obtained from the combustion reaction is obtained. It uses radiation.
【０００３】また、ラジアントチューブバーナ以外の技
術として、特開昭６３−９０７２６号公報に輻射加熱体
が提案されている。この輻射加熱体は、バーナを複数個
隣接的に配置して、これらバーナの燃料または／および
燃焼用空気の噴出孔を連通化すると共に、これらバーナ
のバーナ火炎を一体的に囲繞する耐熱鋼からなる箱（ラ
ジアントパネル）を設けた構造となっている（以下、
「先行技術１」という）。As a technique other than the radiant tube burner, a radiant heating element has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-90726. The radiant heater includes a plurality of burners arranged adjacent to each other to communicate the fuel or / and combustion air ejection holes of the burners, and a heat-resistant steel integrally surrounding the burner flames of the burners. Box (radiant panel) (hereinafter referred to as
"Prior art 1").
【０００４】先行技術１は、ラジアントパネル内で燃料
を燃焼させ、その燃焼反応から得られるラジアントパネ
ルからの熱放射を利用するものであり、これによれば、
隣接したバーナの長手方向に温度均一性に優れたカーテ
ン状の火炎が形成でき、ラジアントパネルからの放射熱
が均一化し、ラジアントチューブで特に問題となるバー
ナ近傍の局部加熱が防止でき、且つ、ＮＯｘの生成も抑
制できる。[0004] The prior art 1 uses fuel radiation from a radiant panel obtained by burning fuel in a radiant panel and performing a combustion reaction.
A curtain-shaped flame having excellent temperature uniformity can be formed in the longitudinal direction of the adjacent burner, radiant heat from the radiant panel can be uniformed, and local heating near the burner, which is a particular problem in the radiant tube, can be prevented, and NOx can be prevented. Can also be suppressed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記ラジアントチュー
ブ加熱方式には、ラジアントチューブ内という狭い燃焼
室内で燃料の燃焼が行われるので燃焼部が高温となりが
ちとなり、バーナ付近のラジアントチューブに亀裂や変
形が発生しやすい上、燃焼ガス雰囲気で被加熱物を加熱
する直火炉の直火炉バーナに比べてＮＯｘの生成量が多
くなるという問題が指摘されていた。In the above-mentioned radiant tube heating method, the fuel is burned in a narrow combustion chamber inside the radiant tube, so that the temperature of the combustion portion tends to become high, and cracks or deformations occur in the radiant tube near the burner. It has been pointed out that it is likely to be generated and that the amount of generated NOx is larger than that of a direct-fired furnace burner that heats an object to be heated in a combustion gas atmosphere.
【０００６】そのため、従来、バーナからの排ガスをバ
ーナに再循環させて燃焼火炎温度を下げる方法（以下、
「排ガス循環方式」という）、および、バーナに１次空
気ノズルおよび２次空気ノズルを併設し、燃料がバーナ
部において１次、２次ノズルにより２段階で燃焼する方
法を採ることによって燃焼火炎温度を下げる方法（以
下、「２段燃焼方式」という）等、数多くの提案がなさ
れている。Therefore, conventionally, a method of lowering the combustion flame temperature by recirculating the exhaust gas from the burner to the burner (hereinafter, referred to as a method hereinafter).
The combustion flame temperature is obtained by adopting a method in which a primary air nozzle and a secondary air nozzle are provided side by side in a burner, and fuel is burned in two stages by a primary and a secondary nozzle in a burner section. Many proposals have been made, such as a method of reducing the pressure (hereinafter, referred to as a "two-stage combustion method").
【０００７】しかしながら、前記「排ガス循環方式」に
おいては、ラジアントチューブのバーナ空間が非常に狭
く限られているのでバーナへの排ガスの導入は外部配管
を通じて行わなければならず、従って、バーナの構造が
複雑化し設備費および補修費の高騰を招く他、バーナの
点検および補修が困難になるという問題があった。However, in the above "exhaust gas circulation system", since the burner space of the radiant tube is very narrow and limited, the exhaust gas must be introduced into the burner through an external pipe. In addition to the increase in complexity and increase in equipment and repair costs, there is a problem that inspection and repair of the burner becomes difficult.
【０００８】前記「２段燃焼方式」においては、ラジア
ントチューブ加熱方式の狭いバーナ空間にパイロットバ
ーナ、燃料ノズル、１次および２次空気のノズルおよび
供給配管等を配設する必要があり、これらが入り組んだ
バーナ部の点検および補修が非常に困難になることに加
えて、狭い空間での配管故にその管径やノズル径が細く
なるため、不純物による閉塞が起きやすい等の問題があ
った。更に、「２段燃焼方式」においては、バーナの一
部がラジアントチューブ内に突き出た構造を必用とする
のでバーナノズルが損傷しやすく、損傷により２段燃焼
効果が減じてＮＯｘ生成量の増加が起こる懸念もあっ
た。In the "two-stage combustion system", it is necessary to dispose a pilot burner, fuel nozzles, primary and secondary air nozzles, supply pipes, and the like in a narrow burner space of a radiant tube heating system. In addition to the difficulty in inspecting and repairing the intricate burner section, the pipe diameter in a narrow space narrows the pipe diameter and the nozzle diameter, so that there is a problem that clogging by impurities easily occurs. Furthermore, in the "two-stage combustion system", the burner nozzle is easily damaged because a part of the burner protrudes into the radiant tube, so that the two-stage combustion effect is reduced and the NOx generation increases due to the damage. There were also concerns.
【０００９】一方、先行技術１には、バーナの具体的燃
焼方法について、複数個のバーナを同時に燃焼させる記
述があるのみである。ラジアントパネル内の複数個のバ
ーナを同時に燃焼させるので火炎が定在化し、火炎温度
分布がパネル表面温度分布に反映し（うつし出され）、
ラジアントパネルが温度分布により変形する問題があ
る。また、バーナ側と排気側でパネル表面温度分布（排
気側へ行く程低くなる）が生じることで、変形が大きく
なる。ＣＡＬに適用した場合、ラジアントチューブ、ラ
ジアントパネル（ボックス）では、片側炉壁に穴をあけ
取り付け可能であるが、バーナ側排気側で炉壁に開口部
が必要で排ガス顕熱を予熱空気として熱交換する際、排
ガス煙道または予熱空気配管が長くなり、圧損放熱ロス
が大きくなる問題がある。On the other hand, the prior art 1 only describes a specific method of burning a burner in which a plurality of burners are burned simultaneously. Since multiple burners in the radiant panel are burned at the same time, the flame stabilizes, and the flame temperature distribution is reflected on the panel surface temperature distribution (introduced),
There is a problem that the radiant panel is deformed by the temperature distribution. Further, a panel surface temperature distribution (lower toward the exhaust side) is generated between the burner side and the exhaust side, so that the deformation is increased. When applied to CAL, radiant tubes and radiant panels (boxes) can be drilled and installed on one side of the furnace wall, but an opening is required in the furnace wall on the burner side exhaust side, and the sensible heat of exhaust gas is used as preheating air. At the time of replacement, there is a problem that the exhaust gas flue or the preheated air pipe becomes long, and the pressure loss and heat dissipation loss increase.
【００１０】しかしながら、近年、被加熱物を高温に加
熱する高温熱処理材が増加しており、高温雰囲気下で高
負荷および低ＮＯｘ燃焼可能で、大幅な設備費の高騰な
く設備寿命の延長が可能で、且つ、地球温暖化対応とし
てのＣＯ2 排出量の低減を可能とする高熱効率の放射加
熱装置およびその燃焼方法の開発が望まれていた。However, in recent years, high-temperature heat-treated materials for heating an object to be heated to a high temperature have been increasing, and high load and low NOx combustion can be performed in a high-temperature atmosphere, so that the equipment life can be extended without a significant increase in equipment cost. In addition, there has been a demand for the development of a radiant heating apparatus having high thermal efficiency and capable of reducing CO 2 emissions in response to global warming, and a combustion method thereof.
【００１１】従って、この発明の目的は、バーナの火炎
を金属の箱で囲繞する放射加熱方式を用い、従来より
も、より高い効率で、高温雰囲気下で高負荷および低Ｎ
Ｏｘ燃焼可能で、大幅な設備費の高騰なく設備寿命の延
長が可能で、且つ、地球温暖化対応としてのＣＯ2 排出
量の低減を実現することができる、放射加熱装置および
その燃焼方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to use a radiant heating method in which the flame of a burner is surrounded by a metal box, and to achieve higher efficiency and higher load and lower N under a high temperature atmosphere than before.
Provided is a radiant heating apparatus and a combustion method thereof that can burn Ox, extend the life of a facility without significantly increasing facility costs, and can reduce CO 2 emissions in response to global warming. Is to do.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明の装置は、炉壁
に設けられた複数個のバーナと、前記バーナからの火炎
を一体的に囲繞するための前記炉壁に設けられた放射加
熱箱と、前記放射加熱箱内で燃焼するバーナの燃焼反応
により排出される燃焼排ガスの保有熱を蓄熱するための
蓄熱体とを有することに特徴を有するものである。An apparatus according to the present invention comprises a plurality of burners provided on a furnace wall, and a radiant heater provided on the furnace wall for integrally surrounding a flame from the burner.
A heat box and a heat storage for storing the retained heat of the combustion exhaust gas discharged by the combustion reaction of the burner burning in the radiant heating box .
And a heat storage element .
【００１３】この発明の燃焼方法は、炉壁に複数個のバ
ーナを設け、前記炉壁に前記バーナからの火炎を一体的
に囲繞するための放射加熱箱を設け、前記複数のバーナ
の各々を所定のサイクルで交互に燃焼させることに特徴
を有するものである。According to the combustion method of the present invention, a plurality of burners are provided on a furnace wall, a radiant heating box for integrally surrounding a flame from the burner is provided on the furnace wall, and each of the plurality of burners is provided. It is characterized in that combustion is performed alternately in a predetermined cycle.
【００１４】上記課題は、金属板を箱状に形成して放射
加熱箱とし、前記放射加熱箱内での燃焼ガスがラジアン
トチューブバーナのように流れ方向がラジアントチュー
ブに案内されながら排気口目指して一様流となり排気口
から放出されるのではなく、前記放射加熱箱内での燃焼
ガスが放射加熱箱内の空間で直火加熱炉バーナの燃焼の
ように燃焼排ガス流れが拘束される事なく自由に流れな
がら排気口から放出することによって解決される。The above object is achieved by forming a metal plate into a box shape and radiating the metal plate.
A heating box, and the combustion gas in the radiant heating box becomes a uniform flow toward the exhaust port while the flow direction is guided by the radiant tube as in a radiant tube burner, and is not discharged from the exhaust port, but the radiant heating is performed. The problem is solved by that the combustion gas in the box is discharged from the exhaust port while the flow of the combustion exhaust gas flows freely without restriction in the space in the radiant heating box as in the combustion of the open flame furnace burner.
【００１５】更に、前記放射加熱箱内の空間で燃焼する
バーナを複数個（２個以上）有することによって解決さ
れる。Further, the problem is solved by providing a plurality (two or more) of burners burning in the space inside the radiant heating box .
【００１６】更に、複数個以上有する各バーナが所定の
サイクルで交互に燃焼することによって解決される。Further, the problem can be solved by burning each of the plurality of burners alternately in a predetermined cycle.
【００１７】更に、前記放射加熱箱内の空間で燃焼する
バーナでの燃焼反応により排出される燃焼排ガスの保有
熱を蓄熱するための蓄熱体を有することによって解決さ
れる。[0017] Further, the problem is solved by providing a heat storage body for storing heat retained in combustion exhaust gas discharged by a combustion reaction in a burner burning in the space inside the radiant heating box .
【００１８】更に、前記放射加熱箱内の空間で燃焼する
バーナを複数個以上有し、各バーナは少なくとも蓄熱体
と燃料噴射ノズルを有する構成からなり、各バーナが所
定のサイクルで交互に燃焼することによって解決され
る。Further, there are provided a plurality of burners for burning in the space in the radiant heating box , each burner having at least a heat storage body and a fuel injection nozzle, and each burner alternately burns in a predetermined cycle. It is solved by.
【００１９】更に、前記放射加熱箱内の空間で燃焼する
バーナを複数個有し、各バーナは、１次燃料噴射ノズ
ル、２次燃料噴射ノズルおよび蓄熱体を有し、１次燃料
噴射ノズルは、蓄熱体を通過した燃焼用空気が前記放射
加熱箱内に流入する前に燃料と混合可能な位置に配置さ
れ、２次燃料噴射ノズルは、前記放射加熱箱内に直接燃
料を吹き込むことが可能な位置に配置された構成からな
り、各バーナが所定のサイクルで交互に燃焼することに
よって解決される。Further, the burner has a plurality of burners burning in the space inside the radiant heating box , each burner has a primary fuel injection nozzle, a secondary fuel injection nozzle, and a heat storage body. the radiation is combustion air that has passed through the regenerator
Each of the burners is arranged at a position where the fuel can be mixed with the fuel before flowing into the heating box , and the secondary fuel injection nozzle is arranged at a position where the fuel can be directly blown into the radiant heating box . Is solved by alternately burning in a predetermined cycle.
【００２０】更に、蓄熱体を通過した燃焼用空気が前記
放射加熱箱内に流入する前に燃料と混合しそして燃焼後
の温度を計測可能な位置に温度計を設置し、その温度測
定値を基に蓄熱体を通過した燃焼用空気が前記放射加熱
箱内に流入する前に燃料と混合可能な位置に配置された
１次燃料噴射ノズルからの燃料噴射量を制御することに
よって解決される。Further, the combustion air that has passed through the regenerator is
A thermometer is installed at a position where it can be mixed with fuel before flowing into the radiant heating box and the temperature after combustion can be measured, and the combustion air that has passed through the regenerator based on the measured temperature is used for the radiant heating.
This problem is solved by controlling the fuel injection amount from a primary fuel injection nozzle arranged at a position where it can be mixed with fuel before flowing into the box .
【００２１】また、金属板を箱状に形成して放射加熱箱
とし、前記放射加熱箱内での燃焼ガスがラジアントチュ
ーブバーナのように流れ方向がラジアントチューブに案
内されながら排気口目指して一様流となり排気口から放
出されるのではなく、前記放射加熱箱内での燃焼ガスが
放射加熱箱内の空間で一様な流れを起こすように整流部
材を設け、燃焼排ガスが前記放射加熱箱の排気口から放
出されることによって解決される。A radiant heating box is formed by forming a metal plate into a box shape .
The flow of the combustion gas in the radiant heating box is not a uniform flow toward the exhaust port while being guided by the radiant tube as in a radiant tube burner, but is discharged from the exhaust port . Combustion gas
This problem is solved by providing a rectifying member so as to cause a uniform flow in the space inside the radiant heating box , and discharging exhaust gas from the exhaust port of the radiant heating box .
【００２２】[0022]
【作用】この発明において、金属板を箱状に形成するこ
とにより、箱内部で起こる燃焼反応によって生じる熱エ
ネルギーを箱内部の金属板内面にて吸収し、金属板外面
から炉内へ熱放射し被加熱物を加熱する。金属板を箱状
にすることにより熱放射面がラジアントチューブに比べ
隙間なく構成でき加熱効率が向上し炉設備の小型化が従
来に比べ図れる。In the present invention, by forming a metal plate into a box shape, heat energy generated by a combustion reaction occurring inside the box is absorbed by the inner surface of the metal plate inside the box, and heat is radiated from the outer surface of the metal plate into the furnace. The object to be heated is heated. By making the metal plate into a box shape, the heat radiating surface can be configured with no gap as compared with the radiant tube, so that the heating efficiency is improved and the furnace equipment can be downsized compared to the conventional one.
【００２３】更に、従来のラジアントチューブでは長細
い燃焼空間しか得られなかったが、箱状にすることによ
ってラジアントチューブに比べ比較的立方体に近い広い
燃焼空間が得られる。Further, a conventional radiant tube can provide only a long and narrow combustion space, but a box-like shape can provide a wide combustion space which is relatively close to a cube compared to a radiant tube.
【００２４】この箱状の放射加熱箱（以下、「ラジアン
トボックス」という）を、複数個のバーナに取り付け
る。即ち、ラジアントボックスを、複数個のバーナの火
炎を一体的に囲繞可能となるように炉壁に設ける。ラジ
アントボックス内の１カ所に燃焼火炎が存在すると、そ
の火炎を中心とした温度分布がラジアントボックス表面
に現れ、ラジアントボックスが熱変形を起こし設備寿命
が短くなるが、ラジアントボックス１つについてバーナ
の設置数を複数とすることによって火炎が分散して存在
するため、ラジアントボックス表面温度分布が比較的平
滑化される。This box-shaped radiant heating box (hereinafter referred to as "radiant box") is attached to a plurality of burners. That is, the radiant box is provided on the furnace wall so as to integrally surround the flames of the plurality of burners. If there is a combustion flame in one place in the radiant box, a temperature distribution centered on the flame appears on the surface of the radiant box, and the radiant box undergoes thermal deformation, shortening the equipment life, but a burner is installed for each radiant box. When the number is plural, the flame is dispersed and present, so that the radiant box surface temperature distribution is relatively smoothed.
【００２５】更に、複数個のバーナを所定のサイクル
（間隔）で交互に燃焼することによって、常時一定位置
に火炎が存在（定在化）するのに比べ火炎が常時一定位
置に存在しない（非定在化する）ので、局部加熱が防止
できラジアントボックス表面温度分布が平滑化される。
前記燃焼方法は、複数個のバーナを２組にわけ、各組毎
に交互に燃焼させるか、または、複数個のバーナの各々
を順番に１個づつ燃焼させるかの、いずれでもよい。Further, by burning a plurality of burners alternately at a predetermined cycle (interval), the flame does not always exist at a fixed position (non-constant) as compared to the case where the flame always exists at a fixed position (stabilization). Because of this, local heating can be prevented and the radiant box surface temperature distribution can be smoothed.
In the combustion method, either a plurality of burners are divided into two sets, and each set is burned alternately, or each of the plurality of burners is burned one by one in order.
【００２６】ラジアントボックスの燃焼排ガスの排熱を
回収することによって燃焼エネルギーの無駄が無くな
る。排熱を燃焼用空気および燃料の予熱に利用すること
によって、ラジアントボックスでの循環熱が増大し熱効
率が向上し省エネルギーが可能となる。即ち、ＣＯ2 排
出量の低減が可能となり地球温暖化の促進が妨げられ
る。By recovering the exhaust heat of the combustion exhaust gas from the radiant box, waste of combustion energy is eliminated. By using the exhaust heat for preheating the combustion air and fuel, the circulating heat in the radiant box is increased, the thermal efficiency is improved, and energy can be saved. That is, CO 2 emissions can be reduced, and promotion of global warming is hindered.
【００２７】ラジアントボックス内の空間で燃焼するバ
ーナを複数個有し、各バーナは少なくとも蓄熱体と燃料
噴射ノズルとを有する構成からなり、各バーナが所定の
サイクルで交互に燃焼することにより、燃焼火炎の非定
在化が可能となりラジアントボックス表面温度分布が平
滑化される。また、各バーナに蓄熱体を有しているの
で、バーナの非燃焼時に燃焼排ガスを蓄熱体に誘引し燃
焼排ガス顕熱を蓄熱体に蓄積し、燃焼時に前記蓄熱体に
燃焼用空気を誘引し蓄熱体に蓄熱した燃焼排ガス顕熱を
燃焼用空気に放出し熱風としてラジアントボックスに供
給が可能となり省エネルギーも可能となる。The burner has a plurality of burners which burn in a space inside the radiant box, and each burner has a structure having at least a heat storage body and a fuel injection nozzle. The flame can be made non-stationary and the radiant box surface temperature distribution can be smoothed. In addition, since each burner has a heat storage body, when the burner is not burning, the combustion exhaust gas is attracted to the heat storage body, the sensible heat of the combustion exhaust gas is stored in the heat storage body, and the combustion air is attracted to the heat storage body during the combustion. The sensible heat of the combustion exhaust gas stored in the heat storage body is released to the combustion air and supplied as hot air to the radiant box, thereby saving energy.
【００２８】更に、前記ラジアントボックス内の空間で
燃焼するバーナを複数個有し、各バーナは少なくとも２
つ以上の燃料噴射ノズル（１次燃料噴射ノズルおよび２
次燃料噴射ノズル）と１つ以上の蓄熱体を有し、１次燃
料噴射ノズルは、蓄熱体を通過した燃焼用空気がラジア
ントボックス内に流入する前に燃料と混合可能な位置に
配置され、２次燃料噴射ノズルは、ラジアントボックス
内に直接燃料を吹き込むことが可能な位置に配置され、
各バーナが所定のサイクルで交互に燃焼することによっ
て、前述のごとくラジアントボックス表面温度分布が平
滑化され、省エネルギーも可能となることはもちろんの
事、１次燃料噴射ノズルは、蓄熱体を通過した燃焼用空
気がラジアントボックス内に流入する前に燃料と混合可
能な位置に配置され、２次燃料噴射ノズルは、ラジアン
トボックス内に直接燃料を吹き込むことが可能な位置に
配置されているので、２段燃焼が可能となり、更に、ラ
ジアントボックス内での燃料噴射ノズル（２次燃料噴射
ノズル）の燃焼時は、ラジアントボックス内の空間がラ
ジアントチューブに比べ非常に大きいので、ラジアント
ボックス内の燃焼ガスの自己排ガス循環流が生じた渦中
で燃焼がなされるので、排ガス循環燃焼が可能となるた
め低ＮＯｘ燃焼が可能となる。Further, the radiant box has a plurality of burners burning in a space inside the radiant box, and each burner has at least two burners.
One or more fuel injection nozzles (primary fuel injection nozzles and 2
(Primary fuel injection nozzle) and one or more regenerators, the primary fuel injection nozzle is disposed at a position where the combustion air passing through the regenerator can mix with fuel before flowing into the radiant box, The secondary fuel injection nozzle is arranged at a position where fuel can be directly blown into the radiant box,
Each burner alternately burns in a predetermined cycle, so that the radiant box surface temperature distribution is smoothed as described above and energy saving is also possible, and of course, the primary fuel injection nozzle has passed through the regenerator. Before the combustion air flows into the radiant box, it is located at a position where it can be mixed with fuel, and the secondary fuel injection nozzle is located at a position at which fuel can be blown directly into the radiant box. Stage combustion becomes possible, and when the fuel injection nozzle (secondary fuel injection nozzle) is burned in the radiant box, the space in the radiant box is much larger than that of the radiant tube. Since combustion is performed in the vortex where the self-exhaust gas circulation flow is generated, low-NOx combustion can be performed because exhaust gas circulation combustion is possible. The ability.
【００２９】更に、蓄熱体を通過した燃焼用空気がラジ
アントボックス内に流入する前に燃料と混合しそして燃
焼後の温度を計測可能な位置に温度計を設置し、その温
度測定値を基に、蓄熱体を通過した燃焼用空気がラジア
ントボックス内に流入する前に燃料と混合可能な位置に
配置された１次燃料噴射ノズルからの燃料噴射量を制御
することによって、１次燃料噴射ノズルによる１次燃焼
場での火炎温度が超高温となることを防止し、１次燃焼
で生じるＮＯｘ発生を抑えるとともに、局部高温カ所を
無くし設備の寿命延長が可能となる。Further, before the combustion air that has passed through the heat storage unit flows into the radiant box, it is mixed with the fuel, and a thermometer is installed at a position where the temperature after combustion can be measured. By controlling a fuel injection amount from a primary fuel injection nozzle arranged at a position where it can be mixed with fuel before the combustion air that has passed through the regenerator flows into the radiant box, It is possible to prevent the flame temperature in the primary combustion field from becoming extremely high, to suppress the generation of NOx generated in the primary combustion, and to extend the life of the equipment by eliminating local hot spots.
【００３０】また、ラジアントボックス内に整流部材を
設けることにより、ラジアントボックス内での燃焼ガス
がラジアントボックス内の空間で一様な流れを起こしな
がらラジアントボックスの排気口から放出されることに
よって、更にラジアントボックス表面温度の平滑化が図
られる。本発明によれば、ラジアントチューブバーナの
ように燃焼ガスの流れ方向がラジアントチューブに案内
されながら排気口目指して一様流となることがない。Further, by providing the rectifying member in the radiant box, the combustion gas in the radiant box is discharged from the exhaust port of the radiant box while causing a uniform flow in the space in the radiant box. Radiant box surface temperature is smoothed. According to the present invention, the flow direction of the combustion gas does not become uniform toward the exhaust port while being guided by the radiant tube as in a radiant tube burner.
【００３１】更に、ラジアントボックスが損傷したとき
に、燃焼排ガスが炉内に噴出し炉内雰囲気を乱さないた
めに、本発明では一般的に炉内圧に比べラジアントボッ
クス内圧を低く設定するので、その外面にかかる力によ
ってラジアントボックスが変形する恐れがあるが、整流
部材を設けることによってこれを防止することができ
る。Further, when the radiant box is damaged, the flue gas is not injected into the furnace and does not disturb the furnace atmosphere. Therefore, in the present invention, the radiant box internal pressure is generally set lower than the furnace internal pressure. The radiant box may be deformed by the force applied to the outer surface, but this can be prevented by providing the rectifying member.
【００３２】[0032]
【実施例】次に、この発明を図面に示す実施例に基づい
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
【００３３】〔実施例１〕図１はこの発明の実施例１を
示す系統図である。炉壁１４にラジアントボックス支持
金具１５、ラジアントボックス受け金具１６等によって
取り付けられたラジアントボックス１に、１次燃料噴射
ノズル２ａ、２次燃料噴射ノズル３ａ、蓄熱体４ａ、パ
イロットバーナ５ａによって構成されたＡバーナ、およ
び、１次燃料噴射ノズル２ｂ、２次燃料噴射ノズル３
ｂ、蓄熱体４ｂ、および、パイロットバーナ５ｂによっ
て構成されたＢバーナが接続されている。このように、
便宜上図１に示す上下のバーナを添字ａ、ｂで区別し、
添字ａ側をＡバーナ、ｂ側をＢバーナという。[First Embodiment] FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of the present invention. A radiant box 1 attached to a furnace wall 14 by a radiant box support fitting 15, a radiant box receiving fitting 16, and the like is constituted by a primary fuel injection nozzle 2a, a secondary fuel injection nozzle 3a, a heat storage body 4a, and a pilot burner 5a. A burner, primary fuel injection nozzle 2b, secondary fuel injection nozzle 3
B, a heat storage body 4b, and a B burner constituted by a pilot burner 5b are connected. in this way,
For convenience, upper and lower burners shown in FIG. 1 are distinguished by subscripts a and b,
The suffix a side is called A burner, and the b side is called B burner.
【００３４】燃焼用空気（燃焼用空気系１３）は燃焼用
空気ブロワ７より供給される。四方切替弁６は、Ａバー
ナおよびＢバーナのうちのいずれかへの燃焼用空気の供
給を制御すると共に、蓄熱体４ａ、４ｂを通過した燃焼
排ガスの排ガス放散系９への接続を制御する。１７ａ、
１７ｂは、燃焼用空気、排ガス流調弁、１８ａ、１８ｂ
は、燃焼用空気、排ガス流量測定絞り板、１２は排ガス
吸引ファンである。本実施例においては、燃料としてコ
ークス炉ガスを使用しているが、天然ガス等他の気体燃
料、石油等の液体燃料および微粉炭等の固体燃料のいず
れも使用可能である。灰分の処理が不必要な気体燃料を
用いるのが望ましい。The combustion air (combustion air system 13) is supplied from a combustion air blower 7. The four-way switching valve 6 controls the supply of the combustion air to one of the A burner and the B burner, and controls the connection of the combustion exhaust gas passing through the heat storage bodies 4a and 4b to the exhaust gas diffusion system 9. 17a,
17b is a combustion air, exhaust gas flow regulating valve, 18a, 18b
Is a throttle plate for measuring combustion air and exhaust gas flow, and 12 is an exhaust gas suction fan. In this embodiment, the coke oven gas is used as the fuel, but any other gaseous fuel such as natural gas, a liquid fuel such as petroleum, and a solid fuel such as pulverized coal can be used. It is desirable to use a gaseous fuel that does not require ash treatment.
【００３５】燃料ガスは燃料供給系８より供給され、１
次燃料ノズル２ａ、２ｂへの燃料供給は、１次燃料供給
電磁弁１０ａ、１０ｂによって制御され、２次燃料ノズ
ル３ａ、３ｂへの燃料供給は、２次燃料供給電磁弁１１
ａ、１１ｂによって制御され、そして、パイロットバー
ナ５ａ、５ｂへの燃料供給は、パイロットバーナ用燃料
供給電磁弁２４ａ、２４ｂによって制御されている。ま
た、パイロットバーナ５ａ、５ｂへの燃焼用空気供給
は、燃焼用空気ブロワ７よりの配管を経由し、パイロッ
トバーナ用燃焼用空気供給電磁弁２３ａ、２３ｂによっ
て制御されている。１９ａ、１９ｂは１次燃料流調弁、
２０ａ、２０ｂは１次燃料流量測定絞り板、２１ａ、２
１ｂは２次燃料流調弁、そして、２２ａ、２２ｂは２次
燃料流量測定絞り板である。The fuel gas is supplied from a fuel supply system 8 and 1
The fuel supply to the secondary fuel nozzles 2a and 2b is controlled by the primary fuel supply solenoid valves 10a and 10b, and the fuel supply to the secondary fuel nozzles 3a and 3b is controlled by the secondary fuel supply solenoid valve 11
The fuel supply to the pilot burners 5a and 5b is controlled by the pilot burner fuel supply solenoid valves 24a and 24b. The supply of combustion air to the pilot burners 5a and 5b is controlled by pilot combustion burner air supply solenoid valves 23a and 23b via a pipe from the combustion air blower 7. 19a and 19b are primary fuel flow regulating valves,
Reference numerals 20a and 20b denote primary fuel flow rate measuring throttle plates, 21a and 2b.
1b is a secondary fuel flow regulating valve, and 22a and 22b are secondary fuel flow rate measuring throttle plates.
【００３６】以上のような構成のこの発明の放射加熱装
置の動作について説明する。ＡバーナとＢバーナとの燃
焼切り替えのサイクルタイムは本実施例では３０秒とし
ている。サイクルタイムは任意に設定出来るが、蓄熱体
の蓄熱容量で理想時間が決まる。即ち、サイクルタイム
を長くすると蓄熱体が巨大化しラジアントチューブ代替
としては設備が大型化すること、および、火炎の定在時
間が長くなりラジアントボックス表面温度分布が平滑化
されずらくなる問題がある。逆にサイクルタイムを短く
すると蓄熱体は小型化出来るが電磁弁等の燃焼切り替え
時に作動する機器の作動回数が多くなりそれら動作機器
寿命が短くなり補修回数が増加する問題がある。従っ
て、これらを考慮してサイクルタイムを設定する。The operation of the radiant heating apparatus of the present invention having the above-described configuration will be described. In this embodiment, the cycle time for switching the combustion between the A burner and the B burner is set to 30 seconds. The cycle time can be set arbitrarily, but the ideal time is determined by the heat storage capacity of the heat storage body. That is, if the cycle time is lengthened, there is a problem that the heat storage body becomes large and the equipment becomes large as a substitute for the radiant tube, and the flame standing time becomes long and the radiant box surface temperature distribution becomes difficult to be smoothed. Conversely, if the cycle time is shortened, the heat storage body can be downsized. Therefore, the cycle time is set in consideration of these.
【００３７】電磁弁、切替弁等の動作機器のサイクルタ
イム内での動作について図３に示す。これらの作動制御
は、予めシーケンサーに記憶させておき自動で動作する
様になっている。また、コンピュータ等に記憶させてお
き自動で動作する様にしてもよい。FIG. 3 shows the operation of the operating devices such as the solenoid valve and the switching valve within the cycle time. These operation controls are stored in a sequencer in advance, and are automatically operated. Alternatively, the program may be stored in a computer or the like and automatically operated.
【００３８】以下、本実施例の動作例について述べる。
まず、シーケンサからの燃焼切替信号（バーナ点火時は
燃焼開始信号）を受けた四方切替弁６が、Ａバーナに燃
焼用空気を送気する方向に動作し、蓄熱体４ａから四方
切替弁６の配管中に残存する気体を空気置換する置換時
間をタイマーにて計測後（本実施例では２秒）、電磁弁
２３ａ、２４ａを開き（ＯＮし）、パイロットバーナ５
ａに燃焼用空気および燃料を供給すると同時にパイロッ
トバーナ５ａを点火させる火花を発生する点火イグニッ
ションをＯＮしパイロットバーナ５ａを燃焼させる。パ
イロット火炎の安定時間（本実施例では３秒）を経過し
た後、１次、２次燃料供給電磁弁１０ａ、１１ａを開き
（ＯＮし）Ａバーナが燃焼を開始する。Hereinafter, an operation example of this embodiment will be described.
First, the four-way switching valve 6 that has received the combustion switching signal (combustion start signal at the time of burner ignition) from the sequencer operates in the direction of supplying combustion air to the A burner, and the four-way switching valve 6 is switched from the heat storage body 4a to the four-way switching valve 6. After measuring the replacement time for replacing the gas remaining in the pipe with air (2 seconds in this embodiment), the solenoid valves 23a and 24a are opened (ON), and the pilot burner 5 is turned on.
At the same time as supplying combustion air and fuel to a, an ignition ignition for generating a spark for igniting the pilot burner 5a is turned on to burn the pilot burner 5a. After a lapse of the pilot flame stabilization time (3 seconds in this embodiment), the primary and secondary fuel supply solenoid valves 10a and 11a are opened (turned on) and the A burner starts burning.
【００３９】シーケンサーに内蔵されたタイマーにて前
回発信した燃焼切替信号から燃焼切替時間を計測し、燃
焼切替時間（本実施例では３０秒）を経過すると、シー
ケンサーから燃焼切替信号が出され、その信号を受け四
方切替弁６がＢバーナに燃焼用空気を送気する方向に動
作し、蓄熱体４ｂから四方切替弁６の配管中に残存する
気体を空気置換する置換時間をタイマーにて計測後（本
実施例では２秒）、パイロットバーナ５ｂの電磁弁２３
ｂ、２４ｂを開き（ＯＮし）、パイロットバーナ５ｂに
燃焼用空気、燃料を供給すると同時にパイロットバーナ
５ｂを点火させる火花を発生する点火イグニッションを
ＯＮしパイロットバーナ５ｂを燃焼させる。パイロット
火炎の安定時間（本実施例では３秒）を経過した後、１
次、２次燃料供給電磁弁１０ｂ、１１ｂを開き（ＯＮ
し）Ｂバーナが燃焼を開始する。A combustion switching time is measured from a combustion switching signal transmitted last time by a timer built in the sequencer, and when the combustion switching time (30 seconds in this embodiment) has elapsed, a combustion switching signal is output from the sequencer. Upon receiving the signal, the four-way switching valve 6 operates in the direction of sending combustion air to the B burner, and after measuring a replacement time for replacing the gas remaining in the pipe of the four-way switching valve 6 from the heat storage body 4b with a timer. (2 seconds in this embodiment), the solenoid valve 23 of the pilot burner 5b
The b and 24b are opened (turned on), combustion air and fuel are supplied to the pilot burner 5b, and at the same time, an ignition ignition for generating a spark for igniting the pilot burner 5b is turned on to burn the pilot burner 5b. After elapse of the pilot flame stabilization time (3 seconds in this embodiment), 1
Next, the secondary fuel supply solenoid valves 10b and 11b are opened (ON
B) The B burner starts burning.
【００４０】シーケンサーに内蔵されたタイマーによっ
て前回発信した燃焼切替信号から燃焼切替時間を計測
し、燃焼切替時間（本実施例では３０秒）を経過する
と、シーケンサーから燃焼切替信号が出され、その信号
を受け四方切替弁６がＡバーナに燃焼用空気を送気する
方向に動作し以降前述の様な動作を繰り返す。A combustion switching time is measured from a combustion switching signal transmitted last time by a timer built in the sequencer, and when the combustion switching time (30 seconds in this embodiment) elapses, a combustion switching signal is output from the sequencer, and the signal is output. In response to this, the four-way switching valve 6 operates in a direction to supply combustion air to the A burner, and thereafter the above-described operation is repeated.
【００４１】燃焼停止信号が発せられると直ちに、燃料
関連電磁弁１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、２４ａ、
２４ｂを閉め（ＯＦＦし）、そのとき燃焼していたバー
ナ側で空気を送気し、蓄熱体から四方切替弁までの間の
配管中に残存する燃焼排ガスを排出するアフターパージ
を実施して燃焼を停止する。再び、点火する際は、前述
の様な動作を行う。As soon as the combustion stop signal is issued, the fuel-related solenoid valves 10a, 10b, 11a, 11b, 24a,
24b is closed (turned off), air is supplied on the burner side burning at that time, and after-purging for discharging combustion exhaust gas remaining in the pipe from the heat storage body to the four-way switching valve is performed to perform combustion. To stop. When the ignition is performed again, the operation described above is performed.
【００４２】また、蓄熱体４ａ、４ｂを通過した燃焼用
空気がラジアントボックス１内に流入する前に燃料と混
合しそして燃焼した後の温度を計測可能な位置に温度計
を設置し（図示せず）、その温度測定値を基に蓄熱体を
通過した燃焼用空気がラジアントボックス１内に流入す
る前に燃料と混合可能な位置に配置された１次燃料ノズ
ル２ａ、２ｂからの燃料噴射量を制御している。これ
は、１次燃焼量が多いと１次燃焼火炎温度が高温となり
燃焼用空気中の窒素が酸化して生成されるサーマルＮＯ
ｘが増大するのを防止しすること、および、ラジアント
ボックス１内に直接燃料を吹き込む２次燃料ノズルによ
る２次燃焼において、安定燃焼可能な温度を有する酸素
を含む着火原ガスをラジアントボックス１内に吹き込ん
でいることを確認し、安定供給する事を目的としてい
る。A thermometer is installed at a position where the combustion air that has passed through the regenerators 4a and 4b is mixed with fuel before flowing into the radiant box 1 and the temperature after combustion can be measured (shown in the figure). And fuel injection amounts from the primary fuel nozzles 2a and 2b arranged at positions where the combustion air that has passed through the regenerator based on the measured temperature values can mix with fuel before flowing into the radiant box 1. Is controlling. This is because if the primary combustion amount is large, the primary combustion flame temperature becomes high and the thermal NO generated by oxidizing nitrogen in the combustion air is generated.
x is prevented from increasing, and in the secondary combustion by the secondary fuel nozzle that blows fuel directly into the radiant box 1, the ignition source gas containing oxygen having a temperature at which stable combustion can be performed is supplied to the radiant box 1. The purpose is to ensure that the air is blown into the vehicle and to supply it stably.
【００４３】炉内温度が上昇し、排ガス温度が上昇する
ことによって蓄熱体４ａ、４ｂを通過した燃焼用空気温
度が充分に２次燃焼を安定に継続可能な温度まで上昇す
れば、１次燃料ノズル２ａ、２ｂによる１次燃焼を停止
し２次燃焼のみで燃焼を継続してもよい。本実施例で
は、１次燃焼量を制御するために、１次燃焼後のガス温
度を計測する必用があり、前述の位置に温度計を設置し
ているが、蓄熱体４ａ、４ｂを通過した燃焼用空気温度
を計測し、空気温度が燃料着火温度以上であれば、１次
燃焼を停止する燃焼制御でもよい。If the temperature in the furnace rises and the temperature of the exhaust gas rises and the temperature of the combustion air that has passed through the regenerators 4a and 4b rises to a temperature at which secondary combustion can be stably continued, the primary fuel The primary combustion by the nozzles 2a and 2b may be stopped, and the combustion may be continued only by the secondary combustion. In the present embodiment, in order to control the primary combustion amount, it is necessary to measure the gas temperature after the primary combustion, and the thermometer is installed at the above-mentioned position, but the gas passes through the heat storage bodies 4a and 4b. Combustion control for stopping the primary combustion may be performed if the combustion air temperature is measured and the air temperature is equal to or higher than the fuel ignition temperature.
【００４４】本実施例でのラジアントボックス１の表面
温度分布は３０秒のハイサイクル切り替え燃焼のため、
火炎の非定在化が実現され、表面平均温度９５０℃の条
件で±１５℃の範囲内で平滑化され、その時の排ガス中
のＮＯｘ値は酸素濃度１１％に換算して１００ｐｐｍと
低ＮＯｘ燃焼が実現される。更に、蓄熱体４ａ、４ｂで
の排熱回収効率は７５％であった。また、ラジアントボ
ックス１から放射される熱エネルギーは、蓄熱体４ａ、
４ｂから放散される排ガス保有熱を無効熱とし、投入燃
料の投入発熱量、即ち、（燃料投入量）×（燃料低位発
熱量）を１００％として熱効率を算出すると、約９０％
と高効率で放出されている。In this embodiment, the surface temperature distribution of the radiant box 1 is high cycle switching combustion for 30 seconds.
Flame delocalization is realized and smoothed within the range of ± 15 ° C under the condition of a surface average temperature of 950 ° C, and the NOx value in the exhaust gas at that time is reduced to 100 ppm in terms of oxygen concentration of 11%, which is low NOx combustion. Is realized. Further, the heat recovery efficiency of the heat storage bodies 4a and 4b was 75%. The heat energy radiated from the radiant box 1 is equal to the heat storage 4a,
When the exhaust gas possessed heat radiated from 4b is regarded as ineffective heat, and the calorific value of the injected fuel, that is, (fuel input amount) × (lower fuel calorific value) is 100%, the thermal efficiency is calculated as about 90%
And is released with high efficiency.
【００４５】なお、この発明の放射加熱装置は、炉内に
多数設けることにより適用される。図５はこの発明装置
を、鋼帯の竪型連続焼鈍炉の加熱帯に適用した場合の配
置例を示す概略側面図、図６は概略正面図である。図
５、６において、１はラジアントボックス、１４は炉
壁、２６は鋼帯、そして、２７は炉内ロールである。The radiation heating apparatus of the present invention is applied by providing a large number in a furnace. FIG. 5 is a schematic side view showing an arrangement example when the apparatus of the present invention is applied to a heating zone of a vertical continuous annealing furnace for steel strip, and FIG. 6 is a schematic front view. 5 and 6, 1 is a radiant box, 14 is a furnace wall, 26 is a steel strip, and 27 is a furnace roll.
【００４６】次に、図１に示すこの発明のラジアントボ
ックス（以下、略して「ＲＢ」ともいう）を用いた加熱
装置を図５および図６に示す鋼帯の竪型連続焼鈍炉の加
熱帯に適用し、鋼帯の加熱を実施した。Next, a heating apparatus using the radiant box (hereinafter, also referred to as "RB" for short) of the present invention shown in FIG. 1 is used as a heating zone of a vertical continuous annealing furnace of a steel strip shown in FIGS. And heating of the steel strip was performed.
【００４７】比較例として、図７に示す従来技術のラジ
アントチューブ（以下、略して「ＲＴ」ともいう）を用
いた加熱装置を同一焼鈍炉に適用し、鋼帯の加熱を実施
した。図８は、図７に示す従来技術のラジアントチュー
ブバーナを実施例と同じ竪型連続焼鈍炉の加熱帯に適用
した場合の配置例を示す概略側面図、図９は概略正面図
である。比較例においては、ラジアントチューブ２８の
入口部に設けられたラジアントチューブバーナ２９に対
し、ブロワー７を介してコークス炉ガス（ＣＯＧ）が、
また、燃料用空気はラジアントチューブ２８の出口部に
設けた空気予熱器３０を介して、予熱され供給される。
ラジアントチューブ２８内で鋼帯２６を昇温し役目を終
わった排ガスは、空気予熱器３０で抜熱され、プレナム
チャンバー３２に集約され、ブロアー７を介して煙突３
１から大気中に放散される。As a comparative example, a heating device using a conventional radiant tube (hereinafter, also abbreviated as "RT") shown in FIG. 7 was applied to the same annealing furnace to heat a steel strip. FIG. 8 is a schematic side view showing an arrangement example when the conventional radiant tube burner shown in FIG. 7 is applied to a heating zone of the same vertical continuous annealing furnace as the embodiment, and FIG. 9 is a schematic front view. In the comparative example, coke oven gas (COG) was supplied to the radiant tube burner 29 provided at the inlet of the radiant tube 28 via the blower 7.
The fuel air is preheated and supplied via an air preheater 30 provided at the outlet of the radiant tube 28.
Exhaust gas whose temperature has been raised by heating the steel strip 26 in the radiant tube 28 is exhausted by the air preheater 30, collected in the plenum chamber 32, and passed through the blower 7 to the chimney 3.
1 is released into the atmosphere.
【００４８】実施例と比較例とを比較した結果、従来の
ラジアントチューブを用いた加熱装置に比べ、図１に示
すこの発明のラジアントボックスを用いた加熱装置は、
ＲＢの熱放射面がＲＴよりも約１６％増加し、従来と同
等の耐熱材でＲＢを製造して表面温度の平滑化によって
平均放射面温度の上昇を可能としたことにより、比較例
では、８４本のＲＴが必用であった設備において、実施
例では、７０個のＲＢを配置することによりこれと同様
の加熱能力が満足された。また、熱効率向上により燃料
原単位も従来２００Ｍｃａｌ／ｔ（トン）から１４５Ｍ
ｃａｌ／ｔに低減された。また、この結果から、本発明
によれば、設備が小型化し、設備費が大幅に低減される
ことがわかる。As a result of comparison between the embodiment and the comparative example, as compared with the conventional heating device using a radiant tube, the heating device using the radiant box of the present invention shown in FIG.
In the comparative example, the heat radiation surface of the RB was increased by about 16% from the RT, and the average radiation surface temperature was increased by manufacturing the RB with the same heat resistant material as the conventional one and smoothing the surface temperature. In a facility that required 84 RTs, in the example, the same heating capacity was satisfied by arranging 70 RBs. In addition, the unit fuel consumption has been reduced from 200 Mcal / t (ton) to 145 M
cal / t. In addition, it can be seen from the results that, according to the present invention, the equipment is downsized and the equipment cost is significantly reduced.
【００４９】〔実施例２〕図２はこの発明の実施例２を
示す系統図である。本実施例においては、ラジアントボ
ックス１内のガス流れを均一化し、および、変形を防止
すべく、図２に示すように、ラジアントボックス１内に
整流部材２５を設置する構造としたことのみ図１に示す
実施例１と異なっている。[Embodiment 2] FIG. 2 is a system diagram showing Embodiment 2 of the present invention. In this embodiment, in order to equalize the gas flow in the radiant box 1 and prevent deformation, as shown in FIG. 2, only a structure in which a rectifying member 25 is installed in the radiant box 1 is shown in FIG. Is different from the first embodiment shown in FIG.
【００５０】整流部材２５はラジアントボックス１内の
ガス流れを均一化し表面温度分布の均一化すること、お
よび、ラジアントボックスの変形を防止するを目的とし
て設けるが、そのいずれかを目的として設置してもよ
い。前記目的を達成するものであれば、如何なる形状で
もよく、また、設置個数の多少に制限はない。但し、使
用環境に応じた材質、形状の物を選定しなければならな
い。本実施例では、耐熱鋳鋼製品を使用した。The rectifying member 25 is provided for the purpose of equalizing the gas flow in the radiant box 1 to make the surface temperature distribution uniform and for preventing the radiant box from being deformed. Is also good. Any shape may be used as long as the above object is achieved, and the number of installations is not limited. However, materials and shapes must be selected according to the usage environment. In this example, a heat-resistant cast steel product was used.
【００５１】〔実施例３〕図４はこの発明の実施例３を
示す系統図である。本実施例においては、図４に示すよ
うに、２次燃料ノズル３ａと３ｂとに分割せず、１次燃
焼ガスが交互に噴出する２つのノズルの中間に２次燃料
ノズル３を１つだけ設置し、この１つの２次燃料ノズル
３をＡバーナおよびＢバーナ兼用として燃焼させる構造
をとって、電磁弁の数を減らした構成となっている。こ
の場合、図４に示すように、２次燃料供給電磁弁１１
は、燃焼時は常時開（ＯＮ）となり、点火信号、消火信
号により開閉する。Third Embodiment FIG. 4 is a system diagram showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the secondary fuel nozzles are not divided into the secondary fuel nozzles 3a and 3b, and only one secondary fuel nozzle 3 is provided between the two nozzles from which the primary combustion gas is ejected alternately. The structure is such that the one secondary fuel nozzle 3 is installed and burned as an A burner and a B burner, and the number of solenoid valves is reduced. In this case, as shown in FIG.
Is always open (ON) during combustion and is opened and closed by an ignition signal and a fire extinguishing signal.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、下記に示す工業上有用な効果がもたらされる。As described above, according to the present invention, the following industrially useful effects are provided.
【００５３】 金属板を箱状に形成することにより内
部で起こる燃焼反応によって生じる熱エネルギーを箱
（ラジアントボックス）内部の金属板内面にて吸収し金
属板外面から炉内へ熱放射し被加熱物を加熱する。箱状
にすることにより熱放射面がラジアントチューブに比べ
隙間なく構成でき加熱効率が向上し炉設備の小型化が従
来に比べ図れる。By forming the metal plate into a box shape, heat energy generated by a combustion reaction occurring inside the box is absorbed by the inner surface of the metal plate inside the box (radiant box), and heat is radiated from the outer surface of the metal plate into the furnace to be heated. Heat. By making the shape of a box, the heat radiating surface can be configured with no gap compared to the radiant tube, so that the heating efficiency is improved and the size of the furnace equipment can be reduced as compared with the conventional case.
【００５４】 更に、従来のラジアントチューブでは
長細い燃焼空間しか得られなかったが、箱状にすること
によってラジアントチューブに比べ比較的立方体に近い
広い燃焼空間が得られ、バーナを複数個設置することに
よって表面温度分布が比較的平滑化される。Furthermore, a conventional radiant tube can provide only a long and narrow combustion space, but a box-like shape can provide a relatively large cubic combustion space as compared to a radiant tube, and a plurality of burners must be installed. Thereby, the surface temperature distribution is relatively smoothed.
【００５５】 更に、複数個のバーナを交互に燃焼す
ることによって、火炎が常時一定位置に存在しない（非
定在化する）ので、ラジアントボックス表面温度分布が
平滑化される。Further, by burning a plurality of burners alternately, the flame does not always exist at a fixed position (it becomes non-stationary), so that the radiant box surface temperature distribution is smoothed.
【００５６】 ラジアントボックスの燃焼排ガスの排
熱を回収することによって省エネルギーが可能となり、
すなわち、ＣＯ2 排出量の低減が可能となり地球温暖化
の促進が妨げられる。By recovering the exhaust heat of the exhaust gas from the radiant box, energy can be saved,
That is, CO 2 emissions can be reduced, and promotion of global warming is hindered.
【００５７】 ラジアントボックス内の空間で燃焼す
るバーナを複数個有し、各バーナは少なくとも蓄熱体
と、燃料噴射ノズルとを有する構成からなり、各バーナ
が所定のサイクルで交互に燃焼することにより、燃焼火
炎の非定在化が可能となりラジアントボックス表面温度
分布が平滑化され、各バーナに蓄熱体を有しているので
燃焼用空気を熱風としてラジアントボックスに供給が可
能となり省エネルギーも可能となる。The burner has a plurality of burners burning in a space in the radiant box, and each burner has a configuration having at least a heat storage body and a fuel injection nozzle. By burning each burner alternately in a predetermined cycle, The combustion flame can be made non-stationary, the radiant box surface temperature distribution can be smoothed, and since each burner has a heat storage material, combustion air can be supplied as hot air to the radiant box, thereby saving energy.
【００５８】 更に、ラジアントボックス内の空間で
燃焼するバーナを複数個有し、各バーナは少なくとも１
つ以上の蓄熱体と、１次燃料燃料噴射ノズルおよび２次
燃料噴射ノズルを有し、１次燃料噴射ノズルは、蓄熱体
を通過した燃焼用空気がラジアントボックス内に流入す
る前に燃料と混合可能な位置に配置され、２次燃料噴射
ノズルは、ラジアントボックス内に直接燃料を吹き込む
ことが可能な位置に配置され、各バーナが所定のサイク
ルで交互に燃焼することによって、前述のごとくラジア
ントボックス表面温度分布が平滑化され、省エネルギー
も可能となることはもちろんの事、低ＮＯｘ燃焼が可能
となる。Further, there are a plurality of burners burning in the space in the radiant box, and each burner has at least one burner.
One or more regenerators, a primary fuel injection nozzle and a secondary fuel injection nozzle, wherein the primary fuel injection nozzle mixes with the fuel before the combustion air passing through the regenerator flows into the radiant box. The secondary fuel injection nozzle is located at a position where the fuel can be directly blown into the radiant box, and each burner alternately burns in a predetermined cycle, thereby as described above. The surface temperature distribution is smoothed, so that energy can be saved, as well as low NOx combustion.
【図１】この発明の実施例１の構成を示す系統図であ
る。FIG. 1 is a system diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例２の構成を示す系統図であ
る。FIG. 2 is a system diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
【図３】この発明の作動機器動作を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the operating device of the present invention.
【図４】この発明の実施例３の構成を示す系統図であ
る。FIG. 4 is a system diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.
【図５】この発明を鋼帯の竪型連続焼鈍炉の加熱帯に適
用した場合の配置例を示す概略側面図である。FIG. 5 is a schematic side view showing an arrangement example when the present invention is applied to a heating zone of a vertical continuous annealing furnace for steel strip.
【図６】この発明を鋼帯の竪型連続焼鈍炉の加熱帯に適
用した場合の配置例を示す概略正面図である。FIG. 6 is a schematic front view showing an arrangement example in a case where the present invention is applied to a heating zone of a vertical continuous annealing furnace of a steel strip.
【図７】従来技術のラジアントチューブを用いた加熱装
置を示す系統図である。FIG. 7 is a system diagram showing a heating device using a radiant tube according to the related art.
【図８】従来技術のラジアントチューブを竪型連続焼鈍
炉の加熱帯に適用した場合の配置例を示す概略側面図で
ある。FIG. 8 is a schematic side view showing an arrangement example when a conventional radiant tube is applied to a heating zone of a vertical continuous annealing furnace.
【図９】従来技術のラジアントチューブを竪型連続焼鈍
炉の加熱帯に適用した場合の配置例を示す概略正面図で
ある。FIG. 9 is a schematic front view showing an arrangement example when a conventional radiant tube is applied to a heating zone of a vertical continuous annealing furnace.
【符号の説明】 Ａ、Ｂ バーナ １ ラジアントボックス ２ａ、２ｂ １次燃料噴射ノズル ３ａ、３ｂ、３ ２次燃料噴射ノズル ４ａ、４ｂ 蓄熱体 ５ａ、５ｂ パイロットバーナ ６ 四方切替弁 ７ 燃焼用空気ブロワ ８ 燃料供給系 ９ 排ガス放散系 １０ａ、１０ｂ １次燃料供給電磁弁 １１ａ、１１ｂ、１１ ２次燃料供給電磁弁 １２ 排ガス吸引ファン １３ 燃焼用空気系 １４ 炉壁 １５ ラジアントボックス支持金具 １６ 炉壁ラジアントボックス受け金具 １７ａ、１７ｂ 燃焼用空気、排ガス流調弁 １８ａ、１８ｂ 燃焼用空気、排ガス流量測定絞り板 １９ａ、１９ｂ １次燃料流調弁 ２０ａ、２０ｂ １次燃料流量測定絞り板 ２１ａ、２１ｂ ２１ ２次燃料流調弁 ２２ａ、２２ｂ ２２ ２次燃料流量測定絞り板 ２３ａ、２３ｂ パイロットバーナ用燃焼用空気供給電
磁弁 ２４ａ、２４ｂ パイロットバーナ用燃料供給電磁弁 ２５ 整流部材 ２６ 鋼帯 ２７ 炉内ロール ２８ ラジアントチューブ ２９ ラジアントチューブバーナ ３０ 空気予熱器 ３１ 煙突 ３２ プレナムチャンバー[Description of Signs] A, B Burners 1 Radiant Boxes 2a, 2b Primary Fuel Injection Nozzles 3a, 3b, 3 Secondary Fuel Injection Nozzles 4a, 4b Regenerators 5a, 5b Pilot Burner 6 Four-way Switching Valve 7 Combustion Air Blower 8 Fuel supply system 9 Exhaust gas emission system 10a, 10b Primary fuel supply solenoid valve 11a, 11b, 11 Secondary fuel supply solenoid valve 12 Exhaust gas suction fan 13 Combustion air system 14 Furnace wall 15 Radiant box support bracket 16 Furnace wall radiant box receiver Metal fittings 17a, 17b Combustion air, exhaust gas flow control valve 18a, 18b Combustion air, exhaust gas flow measurement throttle plate 19a, 19b Primary fuel flow control valve 20a, 20b Primary fuel flow measurement throttle plate 21a, 21b 21 Secondary fuel Flow control valve 22a, 22b 22 Secondary fuel flow rate measurement throttle plate 23a, 23b Pilot burner Combustion air supply solenoid valve 24a, 24b pilot burner fuel supply solenoid valve 25 rectifying member 26 strip 27 furnace rolls 28 radiant tube 29 radiant tube burner 30 air preheater 31 chimney 32 plenum chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 晴行 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27B 9/06 C21D 1/52 C21D 9/56 101 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Haruyuki Nakanishi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F27B 9/06 C21D 1/52 C21D 9/56 101
Claims (10)
バーナからの火炎を一体的に囲繞するための前記炉壁に
設けられた放射加熱箱と、前記放射加熱箱内で燃焼する
バーナの燃焼反応により排出される燃焼排ガスの保有熱
を蓄熱するための蓄熱体とを有することを特徴とする放
射加熱装置。1. A plurality of burners provided on a furnace wall, a radiant heating box provided on the furnace wall for integrally surrounding a flame from the burner, and burning in the radiant heating box . Heat retention of flue gas discharged by burner combustion reaction
And a heat storage element for storing heat .
することを特徴とする請求項１記載の放射加熱装置。2. The radiant heating device according to claim 1, wherein each of said burners has a fuel injection nozzle.
及び２次燃料噴射ノズルを有し、前記１次燃料噴射ノズ
ルは、前記蓄熱体を通過した燃焼用空気が前記放射加熱
箱内に流入する前に燃料と混合可能な位置に配置され、
前記２次燃料噴射ノズルは、前記放射加熱箱内に直接燃
料を吹き込むことが可能な位置に配置されていることを
特徴とする請求項１記載の放射加熱装置。3. Each of the burners has a primary fuel injection nozzle and a secondary fuel injection nozzle, and the primary fuel injection nozzle is configured to control the radiant heating of the combustion air passing through the heat storage body.
It is placed in a position where it can be mixed with fuel before flowing into the box ,
The radiant heating device according to claim 1, wherein the secondary fuel injection nozzle is arranged at a position where fuel can be directly blown into the radiant heating box .
入する前に燃料と混合しそして燃焼後の燃焼用空気の温
度を計測可能な位置に温度計が設けられていることを特
徴とする請求項３記載の放射加熱装置。4. A thermometer is provided at a position where the thermometer can be mixed with fuel before flowing into the radiant heating box through the regenerator and the temperature of combustion air after combustion can be measured. The radiant heating device according to claim 3, wherein
燃焼排ガスの流れが拘束されることなく一様に流れなが
ら前記放射加熱箱の排気口から放出させるための整流部
材が設けられていることを特徴とする請求項１、２、３
または４記載の放射加熱装置。5. A said radiant heating box, rectifying member is provided to be released from the outlet port of the radiant heating cabinet while the flow of flue gas in the radiant heating box uniformly flows without being bound 4. The method according to claim 1, wherein
Or the radiant heating device according to 4.
前記バーナからの火炎を一体的に囲繞するための放射加
熱箱を設け、前記複数のバーナの各々を所定のサイクル
で交互に燃焼させることを特徴とする放射加熱装置の燃
焼方法。6. A radiator for providing a plurality of burners on a furnace wall and integrally surrounding a flame from the burners on the furnace wall.
A method of burning a radiant heating device, comprising: providing a heat box and burning each of the plurality of burners alternately in a predetermined cycle.
び前記放射加熱箱からの燃焼排ガスの保有熱を蓄熱する
ための蓄熱体を設けたことを特徴とする請求項６記載の
放射加熱装置の燃焼方法。7. A radiant heating apparatus according to claim 6, wherein each of said burners is provided with a heat storage body for storing heat retained in combustion exhaust gas from said fuel injection nozzle and said radiant heating box. Burning method.
ル、２次燃料噴射ノズルおよび前記放射加熱箱からの燃
焼排ガスの保有熱を蓄熱するための蓄熱体を設け、前記
１次燃料噴射ノズルは、前記蓄熱体を通過した燃焼用空
気が前記放射加熱箱内に流入する前に燃料と混合可能な
位置に配置し、前記２次燃料噴射ノズルは、前記放射加
熱箱内に直接燃料を吹き込むことが可能な位置に配置し
たことを特徴とする請求項６記載の放射加熱装置の燃焼
方法。8. A primary fuel injection nozzle, a primary fuel injection nozzle, a secondary fuel injection nozzle, and a regenerator for storing heat retained in combustion exhaust gas from the radiant heating box. , the combustion air passing through the heat storage body is disposed miscible position and fuel before flowing into the radiant heating cabinet, the secondary fuel injection nozzle, the radiation pressure
7. The combustion method for a radiant heating device according to claim 6, wherein the heating device is disposed at a position where fuel can be directly blown into the heat box .
入する前に燃料と混合しそして燃焼後の燃焼用空気の温
度を計測可能な位置に温度計を設け、前記温度計による
測定値を基にして、前記１次燃料噴射ノズルからの燃料
噴射量を制御することを特徴とする請求項８記載の放射
加熱装置の燃焼方法。9. A thermometer is provided at a position where it can be mixed with fuel before flowing into the radiant heating box through the regenerator and the temperature of combustion air after combustion can be measured. 9. The method according to claim 8, wherein the amount of fuel injected from the primary fuel injection nozzle is controlled based on the value.
記放射加熱箱内の燃焼排ガスの流れが拘束されることな
く一様に流れながら前記放射加熱箱の排気口から放出さ
せることを特徴とする請求項６、７、８または９記載の
放射加熱装置の燃焼方法。10. provided a rectifying member in the radiant heating box, characterized in that to release from the exhaust port of the radiant heating cabinet while the flow of the combustion exhaust gas uniformly flows without being constrained in the radiant heating cabinet The method for burning a radiant heating device according to claim 6, 7, 8, or 9.
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