JP3491443B2 - Pilot burner ignition method for non-oxidizing heating device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば連続鋳造
（以下、単に連鋳とも記す）用のタンディッシュを繰り
返し使用するために、当該タンディッシュを無酸化状態
で保熱するなど、加熱する対象物（以下，加熱対象物と
も記す）の内部を無酸化状態で加熱する方法に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】溶鋼を取鍋から受け取って鋳型へ分配す
るタンディッシュは、それ自体が発熱体を持たないた
め、使用に際しては、別途に加熱手段で加熱して、鋳込
み可能な温度を確保する必要がある。また、複数台のタ
ンディッシュを交換しながら連続して鋳造を行う（以
下、連・連鋳とも記す）場合には、例えば鋼種が変更さ
れるようなときに、待機中のタンディッシュと交換し、
それまで使用されていたものは次の再使用時まで待機さ
せるといったようなタンディッシュの使用法があるが、
このように待機中のタンディッシュについても、少なく
とも使用に供する前に同じく鋳込み可能な温度への加熱
が必要となる。 【０００３】このようにタンディッシュを加熱する場
合、従来一般には、タンディッシュの予熱カバーに設け
たガスバーナを加熱手段として用い、このガスバーナ
に、例えばコークスガスのような燃料ガスとその理論必
要量の１１０〜１２０％の燃焼空気とを混合したものを
送給し、これを当該ガスバーナ内で燃焼させて当該タン
ディッシュ内面を１２００〜１３００度℃に加熱するよ
うにしている。 【０００４】ところが、この場合、高温のタンディッシ
ュ中に多量のＯ₂ が投入されるため、先の使用（前チャ
ージ）による残鋼・残滓が次チャージ時の予熱の際に酸
化されてＦｅＯやＦｅ₃ Ｏ₄ 等の酸化鉄が生成される。
この生成され残存する酸化鉄のＯ成分は、次チャージ時
の鋼中成分のＡｌと反応してＡｌ₂ Ｏ₃ が生成され、そ
の結果、硬質なＡｌ₂ Ｏ₃ が下工程においてホットヘゲ
・フクレ等の品質欠陥を招く要因となる。 【０００５】このような、所謂ＦｅＯピックアップを抑
制防止する技術の確立が求められて、現在では種々の提
案がなされている。その一例として、例えば特開平４−
２２５６７号公報には、予熱用ガスバーナに供給する燃
焼空気量を、供給される燃料ガス量の理論必要量の７０
〜１００％とすることにより、タンディッシュ内の雰囲
気酸素濃度を従来より低くして残鋼の酸化を抑制防止す
るというタンディッシュ予熱方法が開示されている。 【０００６】また、特開平２−３７９４９号公報には、
前述のようなタンディッシュ内の予熱終了に伴い、燃料
ガス及び燃焼空気の送給を停止すると同時に不活性ガス
であるＡｒでバーナ内に残留しているこれらの残留成分
や燃焼排ガスの残留分を払い出して（パージして）、必
要に応じて燃料ガス及び燃焼空気を前記予熱カバー内で
燃焼せしめ、もって当該タンディッシュ内を短時間でＡ
ｒでパージすることにより残鋼の酸化を抑制防止するタ
ンディッシュ内のガス置換技術が開示されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平４−２２５６７号公報、特開平２−３７９４９号公
報に記載されるタンディッシュの加熱方法そのものは、
何れもタンディッシュの使用に際して、それを鋳込み可
能な温度まで加熱する手段として、空気と混合した燃料
ガスを当該タンディッシュ内で燃焼させて、その内壁を
１２００〜１３００℃に保熱又は加熱することを前提と
している。ここで、例えば前記特開平４−２２５６７号
公報では、燃焼空気の送給量を、燃料ガス送給量の７０
〜１００％まで抑制しているが、このような高温下で
は、残存するＯ₂ 成分の他、生成される燃焼排ガス中の
酸化性成分であるＣＯ₂ やＨ₂ ＯのＯ成分が残鋼と結合
して酸化鉄が生成されてしまい、残鋼の酸化そのものは
十分に抑制できないという問題がある。 【０００８】これを極力抑制するため、前記特開平２−
３７９４９号公報に記載されるタンディッシュの加熱方
法では、予熱終了後に、わざわざ不活性ガスであるＡｒ
をタンディッシュ内に吹き込んで燃料ガスと残留酸素と
をパージし、これにより非酸化雰囲気に置換するという
方法をとっている。しかし、例え不活性ガスのパージ方
法を改善して前記予熱終了後のガス置換完了までの所要
時間を多少ならず短縮できたとしても、この不活性ガス
パージによりタンディッシュ内壁温度が低下して熱損失
が生じてしまうし、また加熱中の過剰酸素による残滓の
酸化までもは防止できないという問題がある。 【０００９】これに対して、前記特開平４−２２５６７
号公報に記載されるタンディッシュの加熱方法では、予
熱ガスバーナへの空気量を理論必要量以下にすることに
より、不活性ガスパージを行わずに残鋼の酸化を抑制す
るものであるから、前者のような問題は生じないとして
も、前述のような燃焼排ガスによる当該タンディッシュ
内の残鋼の酸化を完全に防止するためにはバーナに供給
される燃焼空気量を、燃料ガスの理論空気量の５０％以
下にする必要がある。ところが、このように燃焼空気の
供給量を極端に低減してしまうと、燃焼時のＯ₂ 不足に
よる不完全燃焼という問題が発生し、加熱コストがかか
ると共に、未燃ガスの処置に防爆やＣＯ中毒対策等の安
全上の問題が生じる。 【００１０】本発明者等は、例えば先に述べたような再
使用タンディッシュの鋳込み可能温度確保に関する従来
の諸問題を解決する方策として、前述のようなタンディ
ッシュ内での燃焼を伴わないで当該タンディッシュを再
使用する、即ち無予熱無酸化再使用プロセスの実現に向
けて種々の実験を重ねつつ鋭意検討を続けてきた。 【００１１】そして、本発明者等は、タンディッシュを
再使用するにあたり、タンディッシュ外で加熱した不活
性ガスで当該タンディッシュ内をパージし続けることに
より、当該タンディッシュ内表面温度を前記鋳込み可能
温度の下限である８５０℃以上に保てば、従来のタンデ
ィッシュ内燃焼ガスによる予熱を省いて、無予熱で且つ
酸化を防止しつつタンディッシュを再使用に供すること
が可能なことを見出し、本発明を完成するに至った。 【００１２】このタンディッシュ外部に設けられ且つ燃
焼排ガスや大気をタンディッシュ内部に送給することの
ない加熱手段としては、種々のものが考えられるが、特
に蓄熱式予熱器は少量の燃焼ガスを用いながら、その燃
焼排ガスを不活性ガス中に混入することなく、効率よく
不活性ガスを加熱することができる。そこで、複数の蓄
熱式予熱器をタンディッシュに接続し、既に蓄熱体が加
熱されている何れかの蓄熱式予熱器で不活性ガスを加熱
しながらタンディッシュ内にそれを投入し、残りの蓄熱
式予熱器でタンディッシュ内の不活性ガスを吸引（リサ
イクル）しながら燃焼バーナで蓄熱体を加熱するように
し、その燃焼排ガスと吸引された不活性ガスとを排ガス
として排気し、これを交互に切替えてタンディッシュ内
部を継続的に加熱すると同時にタンディッシュ内を正圧
に維持し続ければ、燃焼排ガスや大気がタンディッシュ
内に流れ込むことがなく、従って残鋼の酸化を確実に抑
制防止しながら、各蓄熱式予熱器の蓄熱容量を小さくす
ることができるから、これを小型化して常時タンディッ
シュに取付けておくことも可能となる。勿論、この手法
は、所定の内容量を有し且つ内部を無酸化状態で加熱す
る必要のあるあらゆる加熱対象物に適用することができ
る。 【００１３】しかしながら、この無酸化加熱装置におい
て前述のように複数の蓄熱式予熱器で交互に燃焼ガスを
燃焼させるための種火となるパイロットバーナの点火方
法については未だ確立されていない。勿論、このパイロ
ットバーナの点火方法は、可燃性ガスへの引火を防止し
て、爆発の危険性を完全に回避し得るものである必要が
ある。 【００１４】本発明は、これらの諸問題に鑑みて開発さ
れたものであり、複数台の蓄熱式予熱器を交互に切り替
えながら、高温の不活性ガスをタンディッシュ内に送給
して当該タンディッシュ内を効率的に無酸化状態で保熱
するなど、加熱対象物の内部を無酸化状態で加熱するこ
とのできる無酸化加熱装置のパイロットバーナ点火方法
を提供することを目的とするものである。 【００１５】 【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の無酸化加熱装置のパイロットバーナ点火方
法は、所定の内容量を有し且つ内部を無酸化の状態で当
該内部の加熱を必要とする加熱対象物を加熱するに当た
り、当該加熱対象物に接続された複数の蓄熱式予熱器の
うちの何れかから、当該蓄熱式予熱器に内装する蓄熱体
を通過して加熱した不活性ガスを当該加熱対象物内に投
入し、残りの蓄熱式予熱器から当該加熱対象物内に投入
された不活性ガスを吸引すると共に、当該不活性ガスを
吸引する蓄熱式予熱器でのみ燃焼ガスを燃焼させて蓄熱
体を加熱し、その燃焼排ガスと前記吸引された不活性ガ
スとを排ガスとして排気し、これを交互に切替えて前記
加熱対象物を加熱する無酸化加熱装置にあって、前記各
蓄熱式予熱器内で燃焼ガスを燃焼させるためのパイロッ
トバーナを点火する方法であって、少なくとも前記蓄熱
式予熱器の内部及び当該蓄熱式予熱器に前記燃焼ガスを
供給する配管の内部を前記不活性ガスで所定時間パージ
した後、パイロットバーナには燃焼空気を先に供給し、
然る後、燃焼ガスを供給してから当該パイロットバーナ
を点火することを特徴とするものである。 【００１６】 【発明の実施の形態】本発明の無酸化加熱装置では、ま
ず、少なくとも前述のような蓄熱式予熱器の内部及び密
閉された当該蓄熱式予熱器に燃焼ガスを供給する配管の
内部を、Ｎ₂等の不活性ガスで所定時間パージする。こ
のパージに必要な所定時間とは、供給されるＮ₂ 等の不
活性ガス供給流量で、当該蓄熱式予熱器の内部及び燃焼
ガスを供給する配管の内部が完全に不活性ガス雰囲気に
なる所要時間以上に設定された時間である。そして、そ
の後、まずパイロットバーナの燃焼に必要な空気を燃焼
ガスとして当該パイロットバーナに供給し、然る後、パ
イロットバーナの燃焼に必要な燃焼ガスを供給してから
当該パイロットバーナに点火する。従って、前記蓄熱式
予熱器の内部及び燃焼ガスの供給配管の内部が不活性ガ
スでパージされた後は、万が一、燃焼空気をパイロット
バーナに供給しているときに当該パイロットバーナを点
火するためのイグナイタ等の点火装置が動作しても、燃
焼ガスに引火することはなく、その後に燃焼ガスがパイ
ロットバーナに供給されてから当該パイロットバーナを
確実に点火することができる。 【００１７】 【実施例】次に本発明に係る無酸化加熱装置のパイロッ
トバーナ点火方法の一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。 【００１８】まず、図１に本実施例のパイロットバーナ
点火方法を実施化したタンディッシュの無酸化保熱（タ
ンディッシュの場合は、その内部を前記鋳込み可能温度
に保持すればよいから、その温度まで加熱することを保
熱と記述する）装置の全体構成を示す。タンディッシュ
１には、その蓋１ａの開口部１ｂ，１ｃの夫々に、蓄熱
式予熱器２Ａ，２Ｂを連結する。これらの蓄熱式予熱器
２Ａ，２Ｂには、例えば伝熱面積を大きくするために、
球状やパイプ状にしたセラミックスや金属等からなる蓄
熱体を充填した蓄熱室３Ａ，３Ｂと、この蓄熱室３Ａ，
３Ｂの蓄熱体を加熱するための燃焼室４Ａ，４Ｂとを互
いに隣接して一連に備え、挿入管７Ａ，７Ｂを介して各
燃焼室４Ａ，４Ｂを前記タンディッシュ１の開口部１
ｂ，１ｃに夫々連結し、各燃焼室４Ａ，４Ｂ内にはメイ
ンバーナ５Ａ，５Ｂ及びパイロットバーナ６Ａ，６Ｂを
配設する。なお、前記挿入管７Ａ，７Ｂと前記タンディ
ッシュ１の各開口部１ｂ，１ｃとの間には、タンディッ
シュ１内部を無酸化状態にするために、後述するシール
装置５０Ａ，５０Ｂが介装されている。また、タンディ
ッシュ底部の各ノズルは図示を省略している。 【００１９】次に互いに類似する前記各蓄熱式予熱器２
Ａ，２Ｂへの配管状態を説明するために、このうちの一
方の蓄熱式予熱器２Ａを用いて説明すると、まず当該蓄
熱式予熱器２Ａの燃焼室４Ａには、当該燃焼室４Ａ内の
温度を検出する燃焼室内温度検出器３１Ａと、当該燃焼
室４Ａ内の圧力を検出する燃焼室内圧力検出器３３Ａと
が取付けられている。また、当該蓄熱式予熱器２Ａの蓄
熱室３Ａの出側には、当該蓄熱室３Ａの出側温度を検出
する蓄熱室出側温度検出器３７Ａが取付けられ、当該蓄
熱室出側温度検出器３７Ａの出力に基づいて作動する温
度スイッチ（ＴＳ）３９Ａが設けられている。 【００２０】そして、前記メインバーナ５Ａは、Ｍガス
弁８Ａ，Ｍガス遮断弁５２Ａ，Ｍガス流量調整弁９Ａ及
びＭガスオリフィス１０Ａを介して、図示されないＭガ
ス供給源に連結すると共に、同じくＭガス弁８Ａ，Ｍガ
スパージ用Ｎ₂ 遮断弁１１Ａ及びＮ₂ 減圧弁１２を介し
て図示されないＮ₂ 供給源に連結されている。ここで、
Ｍガスとは燃料ガスであり、例えば転炉で発生する転炉
（ＬＤ）ガスとコークス炉で発生するコークス炉（Ｃ）
ガスとの混合ガスや、Ｃガスと高炉で発生する高炉
（Ｂ）ガスとの混合ガスのことである。また、これらに
代えて、ＬＰＧ等の燃料ガス又は液体燃料を用いること
も可能である。なお、このＭガスが供給されるオリフィ
ス１０Ａには、Ｍガス流量検出器２６Ａが設けられてい
る。また、前記Ｍガス弁８ＡとＭガス遮断弁５２Ａ又は
Ｍガスパージ用Ｎ₂ 遮断弁１１Ａとの間の配管には放散
弁５１Ａが分岐接続され、その反分岐接続端は大気開放
されている。 【００２１】また、前記メインバーナ５Ａは、空気弁１
３Ａ，空気流量調整弁１４Ａ，空気オリフィス１５Ａを
介して空気供給ファン１６に連結されている。この空気
供給ファン１６から燃焼空気が供給される空気オリフィ
ス１５Ａには空気流量検出器２９Ａが設けられている。 【００２２】また、前記パイロットバーナ６Ａは、前記
パイロットバーナ用Ｍガス遮断弁５４を介して前記Ｍガ
ス供給源に連結されると共に、パイロットバーナ用空気
遮断弁７６を介して前記空気供給ファン１６に連結さ
れ、同時に前記パイロットバーナ用Ｎ₂ 遮断弁５３及び
Ｎ₂ 減圧弁１２を介して前記Ｎ₂ 供給源に接続されてい
る。 【００２３】一方、前記蓄熱室３Ａは、Ｎ₂ 弁１７Ａ，
Ｎ₂ 流量調整弁１９，Ｎ₂ オリフィス１８及び前記Ｎ₂
減圧弁１２を介して前記Ｎ₂ 供給源に接続されると共
に、前記Ｎ₂ 弁１７Ａ，Ｈ₂ 弁７２，Ｈ₂ 流量調整弁７
１，Ｈ₂ オリフィス７０を介して図示されないＨ₂ 供給
源に接続され、更に排気弁２０Ａ及び排気流量又は圧力
調整弁２１Ａを介して排気ファン２２に接続されてい
る。そして、前記Ｎ₂ オリフィス１８には前記Ｎ₂ 供給
源から供給されるＮ₂ の流量を検出するＮ₂ 流量検出器
４２が設けられ、前記Ｈ₂ オリフィス７０には前記Ｈ₂
供給源から供給されるＨ₂ の流量を検出するＨ₂ 流量検
出器７３が取付けられている。また、前記蓄熱室３Ａと
排気弁２０Ａとの間には当該蓄熱室３Ａからの排気流量
を検出する排気流量又は圧力検出器３５Ａが取付けら
れ、更に前記排気流量又は圧力調整弁２１Ａと排気ファ
ン２２との間には排気温度を検出する排気温度検出器３
８Ａが取付けられ、この排気温度検出器３８Ａの出力に
基づいて作動する温度スイッチ４０Ａが設けられてい
る。また、前記蓄熱室３Ａと排気弁２０Ａとの間の配管
にはダイリューション弁２３Ａが分岐接続され、その反
分岐接続端は、手動又は自動の流量調節バルブ２４Ａを
介して大気開放されている（実際の制御上では、後述す
るように、蓄熱室３Ａからの排気が行われているときに
だけダイリューション弁２３Ａが開操作されるために、
当該蓄熱室３Ａの排気が前記手動又は自動の流量調節バ
ルブ２４Ａを介して大気開放されることはない）。な
お、前記排気弁２０Ａと排気流量又は圧力調整弁２１Ａ
との間に接続された排気ガス分析器４１Ａは、当該排気
内のＣＯ濃度等を分析検出するためのものである。 【００２４】そして、前記Ｍガス流量調整弁９ＡのＭガ
ス流量はＭガス流量指示調節計（ＦＩＣ）２７Ａによ
り、また前記空気流量調整弁１４Ａの空気流量は空気流
量指示調節計（ＦＩＣ）３０Ａによって夫々流量制御さ
れるが、両ＦＩＣ２７Ａ，３０Ａは互いに情報の授受を
可能とし、従って前記ＭガスＦＩＣ２７Ａは、前記Ｍガ
ス流量検出器２６Ａからの出力に応じたＭガス流量検出
値及び燃焼室内温度検出器３１Ａからの出力に応じた燃
焼室内温度検出値及び空気ＦＩＣ３０Ａからの制御情報
に応じて後述のようにＭガス流量調整弁９ＡのＭガス流
量制御を行い、一方、前記空気ＦＩＣ３０Ａは前記空気
流量検出器２９Ａからの出力に応じた空気流量検出値及
び前記ＭガスＦＩＣ２７Ａの制御情報に応じて後述のよ
うに空気流量調整弁１４Ａの空気流量制御を行う。 【００２５】また、前記排気流量又は圧力制御弁２１Ａ
の排気流量又は圧力は、前記燃焼室内圧力検出器３３Ａ
からの出力に応じた燃焼室内圧力検出値及び前記排気流
量又は圧力検出器３５Ａからの出力に応じた排気流量又
は圧力検出値を読込んだ排気流量又は圧力指示調節計
（Ｆ／ＰＩＣ）３４Ａによって後述のように流量又は圧
力制御される。 【００２６】なお、前記蓄熱室出側温度検出器３７Ａか
らの出力に応じて作動する温度スイッチ３９Ａの出力
は、図示されないシステム全体の制御装置に取込まれ、
後述する蓄熱式予熱器２Ａ，２Ｂの切替制御や、後述す
る不活性ガスであるＮ₂ ガスの前記Ｎ₂ 流量調整弁９Ａ
による投入流量制御等に使用される。また、前記排気フ
ァン２２の近傍に設けられた排気温度検出器３８Ａから
の出力に応じて作動する温度スイッチ４０Ａの出力も、
図示されないシステム全体の制御装置に取込まれ、排気
中に大気を取込む前記流量調節弁２４Ａ（自動制御の場
合のみ）の開度調整制御等に使用される。また、前記各
開閉弁，例えばＭガス弁８Ａ，空気弁１３Ａ，Ｎ₂ 弁１
７Ａ，排気弁２０Ａ，ダイリューション弁２３Ａ，Ｈ₂
弁７２等には、夫々の開閉端で作動する図示されないリ
ミットスイッチが設けられており、当該リミットスイッ
チの出力も、図示されないシステム全体の制御装置に取
込まれ、後述するシーケンス制御に用いられる。 【００２７】一方、他方の蓄熱式予熱器２Ｂ側に関して
も、前述の蓄熱式予熱器２Ａと同様に構成され、即ち、
メインバーナ５Ｂは、Ｍガス弁８ＢやＭガス流量調節弁
９Ｂ等を介して前記Ｍガス供給源に接続されると共に、
Ｍガスパージ用Ｎ₂ 遮断弁１１Ｂや前記Ｎ₂ 減圧弁１２
等を介して前記Ｎ₂ 供給源に接続される。また、パイロ
ットバーナ６Ｂは、前記パイロットバーナ用Ｍガス遮断
弁５４等を介して前記Ｍガス供給源及び前記パイロット
バーナ用空気遮断弁７６を介して空気供給ファン１６に
接続されると共に、前記パイロットバーナ用Ｎ₂ 遮断弁
５３や前記Ｎ₂減圧弁１２等を介して前記Ｎ₂ 供給源に
接続される。また、燃焼室４Ｂは、空気弁１３Ｂや空気
流量調整弁１４Ｂ等を介して前記空気供給ファン１６に
接続される。また、前記蓄熱室３Ｂは、Ｎ₂ 弁１７Ｂや
前記Ｎ₂ 流量調整弁１９やＮ₂ 減圧弁１２等を介して前
記Ｎ₂ 供給源に接続されると共に、排気弁２０Ｂや排気
流量又は圧力調整弁２１Ｂ等を介して前記排気ファン２
２に接続され、この排気系にはダイリューション弁２３
Ｂや手動弁２４Ｂが分岐接続される。その他の詳細な構
成についても、前記一方の蓄熱式予熱器２Ａ側と同様で
あるため、同様の構成要素には同一符号にサフィックス
Ｂを附して、その詳細な説明を省略する。 【００２８】次に、前記蓄熱式予熱器２Ａ，２Ｂ及びそ
れらとタンディッシュ１の開口部１ｂ，１ｃとの間に介
装されたシール装置５０Ａ，５０Ｂについて、図２を用
いながら簡潔に説明する。この蓄熱式予熱器２Ａ，２Ｂ
やシール装置５０Ａ，５０Ｂは、同図に示したように挿
入管７Ａ，７Ｂの外周を囲って密封する機能を有してい
る。また、蓄熱室３Ｂ（３Ａ）内の符号３０１が前記蓄
熱体であり、ここでは蓄熱体３０１を球状に形成してい
る。この蓄熱体３０１は、前記した蓄熱室３Ｂ（３Ａ）
の配管接続部３０３の上方に斜めに配設された耐熱性網
部材３０２の上方に多数蓄積されており、蓄熱式予熱器
２Ｂ（２Ａ）が図示の状態にあるときは、これらの蓄熱
体３０１の上面は、その安息角に従って同図の二点鎖線
ａで示すような状態になる。しかしながら、本実施例の
蓄熱式予熱器２Ｂ（２Ａ）は、排滓時にタンディッシュ
１と共に同図の矢印方向に傾転されるために、前記球状
の蓄熱体３０１は自重で転がって同図の二点鎖線ｂで示
す安息角で安定する。このため、本実施例の蓄熱式予熱
器２Ｂ（２Ａ）の蓄熱室３Ｂ（３Ａ）には、同図のよう
な堰３０４，３０５が形成されている。ちなみに、この
蓄熱室３Ｂ（３Ａ）出側（図中ＴＣＡ（ＴＣＢ））の許
容上限温度は、主として前記耐熱性網部材３０２の耐熱
上限温度に依存する。 【００２９】一方、この蓄熱室３Ｂ（３Ａ）に隣接する
燃焼室４Ｂ（４Ａ）には、前述のようにメインバーナ５
Ｂ（５Ａ）のバーナ口が開口され、これに前記Ｍガスと
燃焼空気とが供給される。また、このメインバーナ５Ｂ
（５Ａ）のバーナ口には、パイロットバーナ６Ｂ（６
Ａ）のバーナ口が開口され、このパイロットバーナ６Ｂ
（６Ａ）に供給されるＭガス火炎を種火として、前記メ
インバーナ５Ｂ（５Ａ）を点火する（本発明に係るパイ
ロットバーナの点火方法については後段に詳述する）。 【００３０】さて、前記燃焼室４Ｂ（４Ａ）から下方に
延設された挿入管７Ｂ（７Ａ）の先端部は、前記タンデ
ィッシュ１の蓋１ａの開口部１ｃ（１ｂ）の内部まで挿
入され、この開口部１ｃ（１ｂ）の周囲で且つ蓋１ａの
上面と前記挿入管７Ｂ（７Ａ）の周囲で且つ燃焼室４Ｂ
（４Ａ）の下面との間に、前述したシール装置５０Ｂ
（５０Ａ）が設けられている。なお、図中の５０４は防
熱リングであり、蓄熱式予熱器２Ｂ（２Ａ）とタンディ
ッシュ１との不必要な熱の授受を抑制防止する。また、
前記挿入管７Ｂ（７Ａ）の先端部を開口部１ｃ（１ｂ）
の内部まで挿入していないと、万が一、前記シール装置
５０Ｂ（５０Ａ）による挿入管７Ｂ（７Ａ）とタンディ
ッシュ１の開口部１ｃ（１ｂ）との気密性（シール性）
が低下したとき、燃焼室４Ｂ（４Ａ）から加熱されたＮ
₂ をタンディッシュ１内部に吹き込む際に、その気体流
に沿って生じるエジェクター効果でＯ₂ 成分を含む大気
がタンディッシュ１内部に流れ込み、もってタンディッ
シュ１内部を無酸化状態に維持できなくなる虞れがあ
る。そこで、本実施例では挿入管７Ｂ（７Ａ）の先端部
を開口部１ｃ（１ｂ）の内部まで挿入することにより、
Ｎ₂ 気体流のエジェクター効果による大気の流れ込みを
抑制防止できるようにしている。 【００３１】次に、本実施例で実行されるタンディッシ
ュ無酸化保熱方法の概要について図３を用いながら簡潔
に説明する。このタンディッシュ無酸化保熱方法は、
今、仮にＡ系の蓄熱式予熱器Ａの蓄熱室内の蓄熱体が十
分に加熱されているとして、当該蓄熱式予熱器Ａの蓄熱
体に不活性ガスであるＮ₂ を供給しながら、他方Ｂ系の
蓄熱式予熱器Ｂの蓄熱室から排気を行う。このとき、蓄
熱式予熱器Ａの燃焼室ではメインバーナにはＭガスや燃
焼空気を供給しないでそれらを燃焼させずにおき、他方
の蓄熱式予熱器Ｂの燃焼室ではメインバーナにＭガス及
び燃焼空気を供給してそれらを燃焼させておく。する
と、蓄熱式予熱器Ａの前記蓄熱体の隙間を通過して十分
に昇熱されたＮ₂ がタンディッシュ（図ではＴ／Ｄ）に
投入され、他方の蓄熱式予熱器Ｂが強制排気しているた
めに、当該蓄熱式予熱器Ｂの燃焼室内に吸入（図ではリ
サイクル）され、このタンディッシュを通過する間に対
流熱伝達によって当該タンディッシュを加熱する。一
方、前記他方の蓄熱式予熱器ＢにリサイクルされたＮ₂
は、前記タンディッシュへの熱伝達によって熱エネルギ
ー，即ち温度が低下しているが、当該燃焼室でメインバ
ーナのＭガスが燃焼しているから、その燃焼排ガスの熱
エネルギーと自身（リサイクルＮ₂ ）の熱エネルギーと
で隣接する蓄熱室の蓄熱体を加熱し、蓄熱体を加熱した
後の当該燃焼排ガスとリサイクルＮ₂ ガスとの混合ガス
からなる排ガスは既に十分に温度が低下しているから、
これを排気する。 【００３２】ところが、前述のように加熱される蓄熱式
予熱器Ｂの蓄熱室の排気側（出側）にも許容上限温度が
あるから、当該蓄熱室出側の温度が許容上限温度に達す
るか或いはその前に、Ｎ₂ 及び排気の流れを逆転し、更
にＢ系の蓄熱式予熱器Ｂの燃焼室のメインバーナを消火
し、Ａ系の蓄熱式予熱器Ａの燃焼室のメインバーナに点
火する。従って、今度は十分に加熱されたＢ系の蓄熱式
予熱器Ｂの蓄熱体の隙間を通って十分に昇熱されたＮ₂
がタンディッシュ内を通って当該タンディッシュを熱伝
達によって加熱し、Ａ系の燃焼室の燃焼排ガスの熱エネ
ルギーと当該Ｎ ₂ の残留熱エネルギーとで当該蓄熱室内
の蓄熱体を加熱してから排気される。これを繰返すこと
により、燃焼排ガスや大気に含まれるＯ成分がタンディ
ッシュ内に流れ込むことはないから、当該タンディッシ
ュ内部を無酸化に近い状態で加熱して当該タンディッシ
ュの保熱時間を長じると共に、燃料として投入されるエ
ネルギーのほぼ１００％をタンディッシュへの投入Ｎ₂
の顕熱に転換してエネルギー効率を高くできる。以下
は、このような効果を如何様にして高めるかといった技
術である。また、二つの蓄熱式予熱器で交互にタンディ
ッシュの加熱と蓄熱体の加熱とを短い時間（２０〜１２
０秒）で繰返すために、各蓄熱式予熱器の蓄熱体全体の
熱容量が小さくてもよく、従って各蓄熱式予熱器を小型
化することができる。 【００３３】次いで、前記配管系の各バルブの制御を説
明する前に、前記図１の配管系で、前述のタンディッシ
ュ無酸化保熱方法に直接関与しないバルブの作用につい
て簡潔に説明する。前記パイロットバーナ用Ｍガス遮断
弁５４及びパイロットバーナ用Ｎ₂ 遮断弁５３は、共に
前記パイロットバーナ６Ａ，６Ｂを点火及び消火すると
きに使用される。また、前述のようにメインバーナ配管
内をＮ₂ でパージしてから前記Ｍガスパージ用Ｎ₂ 遮断
弁１１Ａ，１１Ｂは閉じ、前記Ｍガス弁８Ａ，８Ｂを閉
じた後に、パイロットバーナ６Ａ，６Ｂに点火する。ま
た、前記放散弁５１Ａ，５１Ｂは、各メインバーナ５
Ａ，５Ｂの消火停止時には前記Ｍガス弁８Ａ，８ＢやＭ
ガス遮断弁５２Ａ，５２Ｂが閉とされるが、各遮断弁は
リークの可能性があるため、仮に前記Ｍガス遮断弁５２
Ａ，５２Ｂでリークが発生しても、この放散弁５１Ａ，
５１Ｂで圧抜きをすることにより、Ｍガス弁８Ａ，８Ｂ
よりも下流側，つまり予熱器内にＭガスが流れ込まない
ようにするための安全弁としての機能を有する。また、
同様にパイロットバーナ６Ａ，６Ｂに点火したら、メイ
ンバーナ５Ａ，５ＢへのＭガス供給はＭガス弁８Ａ，８
Ｂで開閉制御され、前記Ｍガス遮断弁５２Ａ，５２Ｂは
常時開状態に維持される。また、前記ダイリューション
弁２３Ａ，２３Ｂの入側に配設された手動又は自動の流
量調節バルブ２４Ａ，２４Ｂは、本実施例の前記タンデ
ィッシュ無酸化予熱方法では、常時設定開度に維持され
る。 【００３４】次に、前記配管系の各バルブの制御ロジッ
クを図４のシーケンスチャートに従って説明する。ここ
では、既に前記二つの蓄熱式予熱器で交互にタンディッ
シュの加熱と蓄熱体の加熱とを繰返す状態を継続してい
るものとする。 【００３５】 まず、時刻ｔ₀ で、前記Ｂ系の蓄熱式予
熱器２ＢからＮ₂ を投入し且つＡ系の蓄熱式予熱器２Ａ
からＮ₂ をリサイクルするモードに移行するものとし
て、前記Ｂ系のＮ₂ 弁１７Ｂが閉状態から開動作され
る。そして、この時刻ｔ₀ から所定時間Ｔ１０１後にＡ
系のＮ₂ 弁１７Ａが開状態から閉動作される。このと
き、重要なのは、後述するように二つのＮ₂ 弁１７Ａ，
１７Ｂが同時に閉状態となってタンディッシュ１内が負
圧にならないようにすることであり、従って前記時刻ｔ
₀ からＢ系のＮ₂ 弁１７Ｂが開状態になるまでの所要時
間Ｔ２００が、同じく時刻ｔ₀ からＡ系のＮ₂ 弁１７Ａ
が閉状態になるまでの所要時間Ｔ１０２より短くなるよ
うに前記所定時間Ｔ１０１を設定する必要がある。つま
り、この所要時間Ｔ１０２が、前記Ｎ₂ 投入／「燃焼＋
Ｎ₂ リサイクル」の切替所要時間になる。このタイマー
処理の作用について更に詳細に説明すれば、このように
Ｂ系のＮ₂ 弁１７Ｂを閉から開とし、Ａ系のＮ₂ 弁１７
Ａを開から閉とする動作において、基本的には当該Ｂ系
のＮ₂ 弁１７Ｂの前記リミットスイッチからの開信号を
確認してから、前記Ａ系のＮ₂ 弁１７Ａに閉指令を出力
するロジックを用いるのが順当であるが、下記１式及び
２式から明らかなようにこの切替所要時間を短縮するこ
とは燃焼時間率を高めることになり、燃焼時間率を高め
れば単位燃焼時間当たりの燃焼量，即ちバーナ容量を低
減できることになるから、予熱器を小型化且つ軽量化し
てコンパクトとし、その設置費用や設置スペースの面か
ら有利となるために、前述のようなタイマー処理が必要
とされるのである。 【００３６】 燃焼時間率＝θ_B ／（θ_B ＋θ_C ） ……… (1) 但し、θ_C ：切替所要時間（Ｍガス弁の閉時間） θ_B ：燃焼時間（Ｍガス弁の開時間） 必要燃焼量／θ_B ＝単位燃焼時間当たりの燃焼量 ……… (2) また、この間、Ａ系の排気弁２０Ａ，ダイリューション
弁２３Ａ，空気弁１３Ａ，Ｍガス弁８Ａは閉状態、同じ
くＡ系の排気流量又は圧力調整弁２１Ａは所定開度に設
定されている。また、Ｈ₂ 弁７２は閉状態，Ｎ₂ 流量調
整弁１９は、後述するタンディッシュ内正圧保持制御に
応じた所定開度に設定されている。ここで、前記切替時
にＨ₂ 弁７２を閉じるのは、この切替時に何らかのトラ
ブルが発生してＮ₂ 流量を確保できなくなり、投入Ｎ₂
中のＨ₂ 濃度が異常に上昇してしまうような場合を想定
し、これを回避して安全性を確保するためである。従っ
て、投入されるＮ₂ 中のＨ₂ 濃度に上限値を設定し、こ
れを越えた場合にＨ₂ 弁が閉じるようなロジックを採用
すれば、当該Ｈ₂ 弁は基本的に常時開とすることも可能
である。なお、前記Ｎ₂ 流量調整弁１９の設定状態は可
変であり、その制御内容は後段に詳述する。一方、Ｂ系
の排気弁２０Ｂ，ダイリューション弁２３Ｂ，空気弁１
３Ｂ，Ｍガス弁８Ｂは何れも閉状態であり、同じくＢ系
の排気流量又は圧力調整弁２１Ｂは所定開度に設定され
ている。 【００３７】次に、前記Ａ系のＮ₂ 弁１７Ａが閉状態と
なるタイミングに合わせて、ダイリューション弁２３Ａ
とＨ₂ 弁７２を開動作させ、その後、所定時間Ｔ１０３
後に排気弁２０Ａを開動作させる。ここでは、排気弁２
０Ａよりもダイリューション弁２３Ａを先に開けること
により、当該排気弁２０Ａの開動作によって生じる圧力
波を緩和することができる。そして、前記Ａ系の排気弁
２０Ａが開状態となってから所定時間Ｔ１０４後に同じ
くＡ系の空気弁１３Ａを開動作させ、当該空気弁１３Ａ
が開状態となってから所定時間Ｔ１０５後に、燃焼空気
量確保のために前回空気比制御終了時の空気量と同等と
なるようにＡ系の空気流量調整弁１４Ａによる燃焼空気
流量の制御を開始する。その後、所定時間Ｔ１０６後に
排気流量又は圧力調整弁２１Ａによる排気流量又は圧力
制御を開始し（その制御内容は後段に詳述する）、その
後、所定時間Ｔ１０７後に同じくＡ系のＭガス弁８Ａを
開動作させてＡ系のメインバーナ５Ａの燃焼を実際に開
始させる。このＡ系のＭガス弁８Ａが開状態となってか
ら、更に所定時間Ｔ１０８後に前記Ｍガス流量調整弁９
ＡによるＭガス流量制御を開始すると同時に前記Ａ系の
空気流量調整弁１４Ａによる空気の流量制御を、単なる
流量制御からＭガス空気比制御に変更設定する。また、
前記Ｍガス流量制御と同時に前記Ｎ₂ 流量調整弁１９Ａ
を所定開度だけ閉動作させ（その制御内容は後段に詳述
する）、それから所定時間Ｔ１０９後に、前記Ｎ₂ 流量
調整弁１９によるＮ₂ 流量制御を開始する。ちなみに、
本実施例のＭガス弁８Ａ，８Ｂは共に、その他のバルブ
よりゆっくりと開かれるように設定してある。これは、
当該Ｍガス弁８Ａ，８Ｂが短時間で開いた直後に、設定
値よりも多くのＭガスがメインバーナ５Ａ，５Ｂに流入
されて、不完全燃焼が発生するのを防止するためであ
る。 【００３８】この燃焼状態を継続する間、前述のように
Ｂ系の蓄熱式予熱器２Ｂから昇熱されたＮ₂ がタンディ
ッシュ内に投入され、前記Ａ系の蓄熱式予熱器２Ａにリ
サイクルされたＮ₂ は、燃焼排ガスの熱エネルギーと共
に当該蓄熱式予熱器２Ａの蓄熱室３Ａの蓄熱体３０１を
加熱し、前記排気弁２０Ａ及び排気流量又は圧力調整弁
２１Ａを通って排気される。そして、実際には、前記Ａ
系の蓄熱室出側温度検出器３７Ａ及び温度スイッチ（Ｔ
Ｓ）３９Ａで検出される蓄熱室出側温度でフィードバッ
ク制御される。ここで、安定燃焼時間は、Ｍガスと空気
の制御が共に行われている時間Ｔ１０９と時間Ｔ１１０
との和で表される。この所定時間Ｔ１１０経過後、切替
動作のため、まず前記Ａ系の空気流量調整弁１４Ａによ
るＭガス空気比制御を停止してその開度を所定開度に固
定し、その後、所定時間Ｔ１１１後に同じくＡ系の排気
流量又は圧力制御弁２１Ａによる排気流量又は圧力制御
と同じくＡ系のＭガス流量調整弁９ＡによるＭガス流量
制御とを停止する。また、これと同時に、所定時間Ｔ１
１２後に前記Ｎ₂ 流量調整弁１９によるＮ₂ 流量制御を
停止してその開度を所定開度だけ開動作させる。その
後、所定時間Ｔ１１３後に、前記Ａ系のＭガス弁８Ａを
閉動作させ、当該Ｍガス弁８Ａが閉状態となってから所
定時間Ｔ１１４後に同じくＡ系の空気弁１３Ａを閉動作
させる。 【００３９】次に、前記Ａ系の空気弁１３Ａが閉状態に
移行してから、後述する最適化された排ガスパージ時間
から求めた所定時間Ｔ１１５後に同じくＡ系のダイリュ
ーション弁２３Ａと排気弁２０Ａとを同時に閉動作させ
る。そして、前記Ａ系の排気弁２０Ａの閉動作に同期し
てＨ₂ 弁７２も閉動作させる。この一連のＮ₂ 投入／
「燃焼＋Ｎ₂ リサイクル」の切替シーケンスの中で、前
記Ａ系の排気流量又は圧力調整弁２１Ａの開度及びＮ₂
弁１９の開度を適切に設定することにより、前記Ｍガス
と空気との燃焼排ガスがタンディッシュ１内に流入する
ことはなく、また燃焼ガスであるＭガスが排ガス内に直
接流入することもなくなる。 【００４０】一方、前記Ａ系の排気弁２０Ａが閉状態と
なってから所定時間Ｔ１１６後に、同じくＡ系のＮ₂ 弁
１７Ａを開動作させ、それから所定時間Ｔ２０１後にＢ
系のＮ₂ 弁１７Ｂを閉動作させる。このときも、前述と
同様に、Ａ系のＮ₂ 弁１７Ａが開状態になるまでの所要
時間Ｔ１００が、当該Ａ系のＮ₂ 弁１７Ａが開動作を開
始してからＢ系のＮ₂ 弁１７Ｂが閉状態になるまでの所
要時間Ｔ２０２より短くなるように前記所定時間Ｔ２０
１を設定する必要がある。 【００４１】次に、前記Ｂ系のＮ₂ 弁１７Ｂが閉状態と
なるタイミングに合わせて、前述と同様にダイリューシ
ョン弁２３ＢとＨ₂ 弁７２を開動作させ、その後、所定
時間Ｔ２０３後に排気弁２０Ｂを開動作させる。そし
て、前記Ｂ系の排気弁２０Ｂが開状態となってから所定
時間Ｔ２０４後に同じくＢ系の空気弁１３Ｂを開動作さ
せ、当該空気弁１３Ｂが開状態となってから所定時間Ｔ
２０５後に、前述と同様にＢ系の空気流量調整弁１４Ｂ
による燃焼空気流量の制御を開始する。その後、所定時
間Ｔ２０６後に前述と同様に排気流量又は圧力調整弁２
１Ｂによる排気流量又は圧力制御を開始し、その後、所
定時間Ｔ２０７後に同じくＢ系のＭガス弁８Ｂを開動作
させてＢ系のメインバーナ５Ｂの燃焼を実際に開始さ
せ、このＢ系のＭガス弁８Ｂが開状態となってから、更
に所定時間Ｔ２０８後に前記Ｍガス流量調整弁９Ｂによ
るＭガス流量制御を開始すると同時に前記Ｂ系の空気流
量調整弁１４Ｂによる空気の流量制御を、単なる流量制
御からＭガス空気比制御に変更設定する。また、前記Ｍ
ガス流量制御と同時に前記Ｎ₂ 流量調整弁１９Ｂを所定
開度だけ閉動作させ、それから所定時間Ｔ２０９後に、
前記Ｎ₂ 流量調整弁１９によるＮ₂ 流量制御を開始す
る。 【００４２】この燃焼状態を継続する間、前述のように
Ａ系の蓄熱式予熱器２Ａから昇熱されたＮ₂ がタンディ
ッシュ内に投入され、前記Ｂ系の蓄熱式予熱器２Ｂにリ
サイクルされたＮ₂ は、燃焼排ガスの熱エネルギーと共
に当該蓄熱式予熱器２Ｂの蓄熱室３Ｂの蓄熱体３０１を
加熱し、前記排気弁２０Ａ及び排気流量又は圧力調整弁
２１Ａを通って排気される。そして、前述と同様に、そ
の安定燃焼時間Ｔ２１０経過後、前記Ｂ系の空気流量調
整弁１４ＢによるＭガス空気比制御を停止してその開度
を所定開度に固定し、その後、所定時間Ｔ２１１後に同
じくＢ系の排気流量又は圧力制御弁２１Ｂによる排気流
量又は圧力制御と同じくＢ系のＭガス流量調整弁９Ｂに
よるＭガス流量制御とを停止する。また、これと同時
に、所定時間Ｔ２１２後に前記Ｎ₂ 流量調整弁１９によ
るＮ₂ 流量制御を停止してその開度を所定開度だけ開動
作させる。その後、所定時間Ｔ２１３後に、前記Ｂ系の
Ｍガス弁８Ｂを閉動作させ、当該Ｍガス弁８Ｂが閉状態
となってから所定時間Ｔ１１４後に同じくＢ系の空気弁
１３Ｂを閉動作させ、更にそれから、最適化された排ガ
スパージ時間から求めた所定時間Ｔ２１５後に同じくＢ
系のダイリューション弁２３Ｂと排気弁２０Ｂとを同時
に閉動作させ、当該排気弁２０Ｂの閉動作に同期してＨ
₂ 弁７２も閉動作させる。この一連のＮ₂ 投入／「燃焼
＋Ｎ₂ リサイクル」の切替シーケンスの中でも、前記Ｂ
系の排気流量又は圧力調整弁２１Ｂの開度及びＮ₂ 弁１
９の開度を適切に設定することにより、前記Ｍガスと空
気との燃焼排ガスがタンディッシュ１内に流入すること
はなく、また燃焼ガスであるＭガスが排ガス内に直接流
入することもなくなる。 【００４３】なお、前記各蓄熱式予熱器２Ａ，２Ｂのメ
インバーナ５Ａ，５Ｂの燃焼を夫々一時停止する場合
に、前記空気流量調整弁１４Ａ，１４Ｂによる空気流量
制御の停止を先行するのは、空気流量がＭガス流量のカ
スケード制御になっているためであり、その燃焼を再開
する場合の順序は空気流量と排ガス流量の制御を安定化
した後に安全に燃焼を開始するためである。また、前記
定常状態におけるＮ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ₂ リサイクル」
の切替は、所謂タイマーによる設定時間経過時である
が、それ以外にも非定常にこの切替指令が出力されるパ
ターンは、（１）排ガス温度が上限値を越えたときに排
ガスファンを保護し且つ熱効率を維持する場合、（２）
蓄熱室出側温度が上限値を越えたときに装置そのものを
保護する場合、（３）燃焼室温度が上限値を越えたとき
に装置そのものを保護する場合、の３パターンがあり、
このうち（１）の切替パターンはダイリューションによ
って排ガス温度を低下させているために異常と見なされ
ないが、（２）及び（３）の切替パターンは異常時にお
けるインターロックの作用をなす。 【００４４】次に、前記ロジックにおける燃焼排ガスパ
ージ時間の設定や各気体の流量／圧力制御手法等につい
て説明する。まず、前記各蓄熱式予熱器の燃焼室での燃
焼を終了し、Ｎ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ ₂ リサイクル」のモ
ードを切替えるときに、次にＮ₂ を投入する側の蓄熱式
予熱器やその配管系に燃焼排ガスが残存していたので
は、当該Ｎ₂ と共に燃焼排ガスもタンディッシュ内に投
入されてしまう。この燃焼排ガス内にはＣＯ₂ やＨ₂ Ｏ
等の酸化性ガス成分が多分に含有されているから、これ
が残鋼と結合し、更に次の鋳造開始時には前述のように
Ａｌ₂ Ｏ₃ を形成してしまう。従って、この燃焼排ガス
を十分にパージしてからＮ₂ の投入を開始する必要があ
る。ところが、前記各蓄熱式予熱器の燃焼室での燃焼を
終了したとき、当該燃焼室及び蓄熱室及び排気配管内に
は未だ燃焼排ガスが充満しており、各部位での排ガス温
度は大きく異なっている。また、各部位における温度
は、燃焼排ガス流量・投入Ｎ₂ 流量・リサイクルＮ₂ 流
量に左右されるため、実際の運転パターンで必要な燃焼
排ガスパージ時間を設定する必要がある。ここでは、下
記３式に従って前記燃焼排ガスパージ時間ｔを設定し
た。 【００４５】 ｔ＝ｔ_F ＋ｔ_R ＋ｔ_W ……… (3) 但し、 ｔ_F ＝Ｖ_F ／（Ｖ_G ×（２７３＋Ｔ_F ）／２７３）×α₁ ｔ_R ＝Ｖ_R ／（Ｖ_G ×（２７３＋Ｔ_R ）／２７３）×α₂ ｔ_W ＝Ｖ_W ／（Ｖ_G ×（２７３＋Ｔ_W ）／２７３）×α₃ であり、 Ｖ_G （Ｎｍ³ ／sec.） ：排ガス流量 Ｔ_F （℃）・Ｖ_F （ｍ³ ）：燃焼室温度・体積 Ｔ_R （℃）・Ｖ_R （ｍ³ ）：蓄熱室温度・体積 Ｔ_W （℃）・Ｖ_W （ｍ³ ）：配管内温度・体積 α₁ 〜α₃ ：定数 である。 【００４６】ここで、燃焼室体積Ｖ_F ，蓄熱室体積
Ｖ_R ，配管内体積Ｖ_W は既知であり、前記ロジックにお
いて前記蓄熱室内許容温度からＮ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ₂
リサイクル」モードを切替える際の燃焼室温度Ｔ_F ，蓄
熱室温度Ｔ_R ，配管内温度Ｔ_W はほぼ安定しているか
ら、これを実験等によってサンプリングすると、排ガス
流量Ｖ_G をパラメータとし且つ当該排ガス流量Ｖ_G の増
加と共にリニアに減少する燃焼排ガスパージ時間ｔが算
出される。従って、想定される実際の排ガス流量Ｖ_Gか
ら燃焼排ガスパージ時間ｔを最適化することができる。 【００４７】次に、前記ロジックにおける通常燃焼時，
即ち前記安定燃焼時間Ｔ１１０，Ｔ２１０と制御終了ま
での所定時間Ｔ１１１，Ｔ２１１との和で表される制御
時間において、Ｎ₂ 流量調整弁１９の開度制御に関する
Ｎ₂ の投入流量とリサイクル流量との設定手法について
説明する。実際のＮ₂ の投入流量は、後述する排ガス流
量等にも鑑みて精緻に設定される必要があるが、ここで
は熱エネルギーの授受からのみ考察する。 【００４８】まず、図５は前記配管系のうち排気に係る
蓄熱式予熱器周辺を抜粋したものであるが、同図におい
て、前記燃焼室内温度検出器３１Ａ，３１Ｂで検出され
る燃焼室内温度をＴ₁ 、前記蓄熱室出側温度検出器３７
Ａ，３７Ｂで検出される蓄熱室出側温度をＴ₂ としたと
き、この蓄熱式予熱器の燃焼時に蓄熱体に蓄えられる熱
エネルギーとして、当該蓄熱体の単位時間当たりの受熱
量Ｑ_G は下記４式で表わされる。 【００４９】 Ｑ_G ＝（Ｖ₁ ＋Ｖ₂ ）×Ｃ_PG×（Ｔ₁ −Ｔ₂ ） ……… (4) 但し、 Ｃ_PG：燃焼排ガスとリサイクルＮ₂ ガスとの混合ガス
（排ガス）の比熱 Ｖ₁ ：燃焼排ガスの流量 Ｖ₂ ：リサイクルＮ₂ の流量 である。 【００５０】また、同図において蓄熱室から外部への単
位時間当たりの放散熱量はＱ₁ であるから、実質の蓄熱
体の単位時間当たりの蓄熱量Ｑ' _G は下記５式で表れ
る。 Ｑ' _G ＝（Ｖ₁ ＋Ｖ₂ ）×Ｃ_PG×（Ｔ₁ −Ｔ₂ ）−Ｑ₁ ……… (5) さて、不活性ガスである前記Ｎ₂ 投入時の投入流量を設
定する際、前述のように蓄熱体に蓄えられた熱量をＮ₂
と全量、熱交換しなければ、例えば前記蓄熱体３０１の
下方の耐熱性網部材３０２等、蓄熱体の下部温度が上昇
して、装置構造の耐熱上の問題が生じる。一方、Ｎ₂ 量
を必要以上投入することは、当該投入Ｎ ₂ ガス温度の低
下を招き、加熱目的としてのガス供給に支障をきたす，
つまり加熱物が加熱されないという問題が発生する。以
上より、熱交換上で投入Ｎ₂ の温度Ｔ_N は前記燃焼室内
温度Ｔ₁ 以下となるから、熱交換前のＮ₂ 温度をＴ_N0と
すると、最も有効な投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N は下記６式を満足
すればよく、従って前記３式を用いて整理すると下記７
式のようになる。ここで、燃焼排ガス流量Ｖ₁ は燃焼室
の温度によって制御されるため、下記７式はリサイクル
Ｎ₂ 流量Ｖ₂ と投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N の設定値を決める際の
制約条件になる。 【００５１】 Ｑ' _G ＝Ｖ_N ×Ｃ_PN×（Ｔ₁ −Ｔ_N0） ……… (6) ∴Ｖ_N ＝（Ｖ_G ×Ｃ_PG×（Ｔ₁ −Ｔ₂ ）−Ｑ₁ ）／（Ｃ_PN×（Ｔ₁ −Ｔ_N0)) ……… (7) 但し、 Ｃ_PN：Ｎ₂ の比熱 である。 【００５２】次に、前記ロジックにおける通常燃焼時間
における排ガス流量調整弁２１Ａ，２１Ｂの開度制御に
関する排ガス流量設定手法について説明する。まず、図
６も前記配管系のうち排気に係る蓄熱式予熱器周辺を抜
粋したものであるが、同図において、前記燃焼室内圧力
検出器３１Ａ，３１Ｂで検出される燃焼室内圧力を
Ｐ₁ ，前記排気流量／圧力検出器３５Ａ，３５Ｂで検出
される排気圧力（同図では配管内圧力）をＰ₃ ，前記ダ
イリューション弁２３Ａ，２３Ｂから希釈ガスとして用
いられる空気の供給圧（即ち，大気圧）をＰ₀ とし、更
に図示されないタンディッシュ内圧力検出器等で検出さ
れるタンディッシュ内圧力（同図では炉内又はＴ／Ｄ内
圧力）をＰ₂ としたとき、排ガス流量Ｖは、燃焼排ガス
流量Ｖ₁ とリサイクルＮ₂ 流量Ｖ₂ と希釈ガス（ダイリ
ューション）流量Ｖ₃との総和，つまりＶ＝Ｖ₁ ＋Ｖ₂
＋Ｖ₃ となり、このうち、燃焼排ガス流量Ｖ₁は下記８
式で表わされる。 【００５３】 Ｖ₁ ＝Ｖｍ（Ｇ₀ ＋（ｍ−１）Ａ₀ ） ……… (8) 但し、 Ｖｍ：総燃料ガス流量 Ｇ₀ ：理論燃焼ガス量 Ａ₀ ：理論空気量 ｍ ：空気比 である。 【００５４】また、前記希釈ガス（ダイリューション）
流量Ｖ₃ は希釈ガス供給圧（大気圧）Ｐ₀ と排気圧力
（配管内圧力）Ｐ₃ との差圧（Ｐ₀ −Ｐ₃ ）で決定する
から、例えば図７に示すように予め希釈ガス供給圧（＝
大気圧）Ｐ₀ 及び排気圧力（配管内圧力）Ｐ₃ の差圧
（Ｐ₀ −Ｐ₃ ）と希釈ガス（ダイリューション）流量Ｖ
₃との関係を調査しておき、前記検出されたそのときの
希釈ガス供給圧（大気圧）Ｐ₀ 及び排気圧力（配管内圧
力）Ｐ₃ の差圧（Ｐ₀ −Ｐ₃ ）から前記希釈ガス（ダイ
リューション）流量Ｖ₃ を得ることができる。 【００５５】一方、前述したようにリサイクルＮ₂ 流量
Ｖ₂ と投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N との関係は前記７式によって決
定されるから、この投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N を決めるとリサイ
クルＮ₂ 流量Ｖ₂ は求まる。ここで、投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N
はタンディッシュの加熱に必要な熱量から決まるから、
例えば下記９式及び１０式で表される熱バランス式から
下記１１式を導出して当該投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N を設定する
ことができる。 【００５６】 Ｑ_TD＝Ａ_TD×α×（Ｔ_GOUT−Ｔ_TD） ……… (9) 但し、 Ｑ_TD ：タンディッシュの受熱量 Ａ_TD ：タンディッシュの内表面積 α ：タンディッシュ内表面と投入Ｎ₂ 間の熱伝達係
数 Ｔ_GOUT：投入Ｎ₂ がタンディッシュから出るときの温度 Ｔ_TD ：タンディッシュ内表面温度 Ｑ_G ＝Ｖ_N ×Ｃ_P ×（Ｔ_GIN −Ｔ_GOUT） ………(10) 但し、 Ｑ_G ：投入Ｎ2 がタンディッシュに放出した熱量 Ｃ_P ：投入Ｎ2 の平均比熱 Ｔ_GIN ：投入Ｎ2 の温度 ここで、Ｑ_TD＝Ｑ_G であることから、 Ｖ_N ＝Ａ_TD×α×（Ｔ_GOUT−Ｔ_TD）／（Ｃ_P ×（Ｔ_GIN −Ｔ_GOUT）） ………(11) このようにして得られた各流量Ｖ₁ 〜Ｖ₃ の総和から排
ガス流量Ｖを設定し、この排ガス流量Ｖが達成されるよ
うに前記制御時間の排ガス流量又は圧力調整弁２１Ａ，
２１Ｂの開度を制御すればよい。 【００５７】なお、前記リサイクルＮ₂ 流量Ｖ₂ は以下
のようにして設定することもできる。即ち、前述のよう
にタンディッシュ内圧力Ｐ₂ を検出することができれ
ば、このタンディッシュ内からのリサイクルＮ₂ 量を確
保するための必要十分条件は、タンディッシュ内圧力Ｐ
₂ と燃焼室内圧力Ｐ₁ との差圧（Ｐ₂ −Ｐ₁ ）が正値で
あることになる。ここで、タンディッシュ内圧力Ｐ₂ 及
び燃焼室内圧力Ｐ₁ の差圧（Ｐ₂ −Ｐ₁ ）とリサイクル
Ｎ₂ 流量Ｖ₂ とは、同等の温度及び圧力下で、一意の関
係にあり、従って例えば図８に示すように予め当該タン
ディッシュ内圧力Ｐ₂ 及び燃焼室内圧力Ｐ₁ の差圧（Ｐ
₂ −Ｐ₁ ）とリサイクルＮ₂ 流量Ｖ₂ との関係を調査し
ておき、前記検出されたタンディッシュ内圧力Ｐ₂ 及び
燃焼室内圧力Ｐ₁ の差圧（Ｐ₂ −Ｐ₁ ）を満足するよう
に当該燃焼室内圧力Ｐ₁ を制御するために前記リサイク
ルＮ₂ 流量Ｖ₂ を設定するようにしてもよく、これに応
じて前記前記排ガス流量Ｖを設定すると共に前記前記制
御時間の排ガス流量又は圧力調整弁２１Ａ，２１Ｂの開
度を制御すればよい。 【００５８】このような各気体の流量制御を行うこと
で、少なくとも定常的なＮ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ₂ リサイ
クル」モードにおけるタンディッシュ内圧力を正圧に保
持することが可能となろう。しかしながら、Ｎ₂ 投入／
「燃焼＋Ｎ₂ リサイクル」モードの切替え時には、当該
タンディッシュ内圧力を正圧に保持することができなく
なる可能性がある。即ち、例えば前記図４のシーケンス
チャートにおけるＭガス弁８Ａの閉からＭガス弁８Ｂの
開までの切替え所要時間では、燃焼排ガス流量Ｖ ₁ は理
論的に“０”であり、従って著しい場合には前記リサイ
クルＮ₂ 流量Ｖ₂＝（排ガス流量Ｖ−ダイリューション
流量Ｖ₃ ）になってしまう虞れがあり、そのような場合
に前記投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N や排ガス流量Ｖを前記Ｎ₂ 投入
／「燃焼＋Ｎ₂ リサイクル」モードの定常時と同様に設
定していたのでは、タンディッシュ内圧力が負圧となっ
て、燃焼排ガスや大気をタンディッシュ内に吸引してし
まう。 【００５９】そこで、このようなＮ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ
₂ リサイクル」モードの切替え時には、前述のようにＮ
₂ 流量調整弁１９の開度を開いて投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N を増
加させたり、排気流量又は圧力調整弁２１Ａ，２１Ｂの
開度を閉じて排ガス流量Ｖを減少させたりすることで、
タンディッシュ内圧力を正圧に保持する。より具体的
に、例えば投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N を増加させる際の増加投入
Ｎ₂ 流量ΔＶ_N の設定手法について説明すると、例えば
Ｎ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ₂ リサイクル」のモード切替え時
に燃焼ガス流量Ｖ₁ が“０”となるため、当該切替え時
におけるリサイクルＮ₂ 流量Ｖ_2Cは、定常時のリサイク
ルＮ₂ 流量Ｖ_2Sに対して下記１２式で表される。 【００６０】 Ｖ_2C＝Ｖ₁ ＋Ｖ_2S ………(12) 一方、タンディッシュ内の圧力はタンディッシュ開口部
（排滓口、ノズル口等）からの放散Ｎ₂ 流量Ｖ_W に依存
する（Ｖ_W が多いほどタンディッシュ内の圧力は高くで
きる）。従ってこの放散Ｎ₂ 流量Ｖ_W は下記１３式で表
される。 【００６１】 Ｖ_W ＝Ｖ_N −Ｖ_2S ………(13) 従って、この放散Ｎ₂ 流量Ｖ_W を切替え時に一定にする
ためには、前記１２式及び１３式を等号で結んで、整理
すれば明らかなように、基本的には燃焼ガス流量Ｖ₁ 分
だけ投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N を増加すればよい。実際には、定
常運転時のリサイクルＮ₂ 流量Ｖ_2Sはタンディッシュ内
圧が余裕をもって正圧になるように、限界値よりも小さ
い値が設定される。従って、定常運転時に設定可能なリ
サイクルＮ₂ 流量の上限値を「Ｖ_2S上限」とし、両者の
関係を予め調査しておけば、増加リサイクルＮ₂ 流量Δ
Ｖ₂ を用いて下記１４式が成立する。 【００６２】 Ｖ_2S上限＝Ｖ_2S＋ΔＶ₂ ………(14) 但し、ΔＶ₂ ＞０ また、タンディッシュ内圧を正圧とするために最低限必
要な放散Ｎ₂ 流量の下限値「Ｖ_W 下限」は下記１５式で
表される。 【００６３】 Ｖ_W 下限＝Ｖ_N −Ｖ_2S上限 ………(15) 従って、前記１４式及び１５式から下記１６式を得、こ
の１６式と前記１２式とから下記１７式を得る。 【００６４】 Ｖ_W 下限＝Ｖ_N −（Ｖ_2S＋ΔＶ₂ ） ………(16) Ｖ_W 下限＝Ｖ_N −（Ｖ_2C−Ｖ₁ ）−ΔＶ₂ ＝Ｖ_N −Ｖ_2C＋Ｖ₁ −ΔＶ₂ ………(17) 従って、この１７式から、タンディッシュの内圧を正圧
にするためには、少なくとも「Ｖ₁ −ΔＶ₂ 」だけ投入
Ｎ₂ 流量Ｖ_N を増加してやればよいから、この関係は下
記１８式を満足するように増加投入Ｎ₂ 流量ΔＶ_N を設
定してやればよい。 【００６５】 ΔＶ_N ≧Ｖ₁ −ΔＶ₂ ＝Ｖ₁ −（Ｖ_2S上限−Ｖ_2S） ………(18) なお、この切替え時に排ガス流量を減少した場合には、
前記増加投入Ｎ₂ 流量ΔＶ_N を更に小さくすることがで
きる。このことは、排ガス流量の減少分をＶ₁減少分と
考えれば明らかである。 【００６６】本実施例では、投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N の増加と
排ガス流量Ｖの減少とが上記の条件を同時に満足するよ
うにバランス良く同時に行われることで、前記タンディ
ッシュ内圧力Ｐ₂ が確実に正圧保持されるように設定し
ている。勿論、当該タンディッシュ内圧力Ｐ₂ を前述の
ように検出可能な場合には、前記投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N の増
加量や排ガス流量Ｖの減少量を変更設定することが可能
となる。 【００６７】但し、本実施例では希釈ガスである前記大
気のダイリューション流量を可変調整していないが、こ
のダイリューション流量を自動調整する場合には、例え
ば前述のようなＮ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ₂ リサイクル」の
モード切替え時に、当該ダイリューション流量を増加す
ることで、前述と同様にタンディッシュ内圧力Ｐ₂ を正
圧に保持することが可能となる。 【００６８】また、本実施例では、このようにタンディ
ッシュ内に流れ込む酸素濃度を可及的に低減することが
できるので特に用いていないが、可能であればタンディ
ッシュ内の酸素濃度を検出する手段を設け、このタンデ
ィッシュ内酸素濃度検出値が閾値を越えたときだけ、前
述のようなタンディッシュ内正圧保持制御を実行させる
ようにすれば、不必要量となる投入Ｎ₂ の増加流量や排
ガスの減少流量，或いはダイリューション増加流量を低
減防止することができるから、ひいては省エネルギーや
コストダウンにも繋がる。 【００６９】前述のような制御内容を組合わせて実施す
ることで、タンディッシュ内への燃焼排ガスや大気の吸
引を抑制防止することができるから、残鋼の更なる酸化
は確実に抑制防止することができる。ところで、本実施
例では、更に前記タンディッシュ内を還元雰囲気にする
ことによって、残鋼酸化を殆ど皆無にしようとする。 【００７０】ここで、例えばタンディッシュ内を還元雰
囲気にするための還元性ガスにＨ₂を用いたときに、当
該Ｈ₂ が酸化鉄Ｆｅ₃ Ｏ₄ やＦｅＯのＯ成分と結合して
鉄を還元したり、或いはＨ₂ ＯのＯ成分が鉄を酸化して
酸化鉄Ｆｅ₃ Ｏ₄ やＦｅＯになったりする状態を、Ｈ₂
濃度及びＨ₂ Ｏ濃度と温度とに依存する酸化還元平衡曲
線として図９に示す。 【００７１】この酸化還元平衡曲線をＨ₂ ／Ｈ₂ Ｏ濃度
比に置換し、温度に依存する鉄の酸化還元平衡曲線とし
て図１０に示す。また、同図には、同じく還元雰囲気を
達成可能な還元性ガスとしてＣＯを用いた場合に、この
ＣＯ／ＣＯ₂ 濃度比の温度に依存する鉄の酸化還元平衡
曲線も合わせて示す。この場合、タンディッシュの保熱
目標温度は凡そ１０００℃以上であるから、このような
高温の前記Ｎ₂ 雰囲気では、同図から、鉄を還元可能な
Ｈ₂ ／Ｈ₂ Ｏ濃度非は約１．５程度であることが分か
る。従って、還元性ガスとしてＨ₂ を用いる方がＨ₂ の
投入量が少量でもよいことから、後述するように投入さ
れる還元性ガス濃度を爆発限界（可燃限界）濃度以下に
抑制する上で有利であることが伺われる。 【００７２】ここで、既知のように空気中にリークした
場合におけるＨ₂ の可燃限界は４％程度以下であること
から、当該Ｈ₂ の添加条件について考察する。今、タン
ディッシュ内の平均Ｏ₂ 濃度をＣ_O ，タンディッシュ内
への前記投入Ｎ₂ 流量をＶ_N ，同じくタンディッシュ内
への添加Ｈ₂ 流量をＶ_H としたとき、タンディッシュ内
へ侵入したＯ₂ と反応するＨ₂ 量（＝生成するＨ₂ Ｏ
量）Ｖ_{H2 0} は下記１９式で与えられる。 【００７３】 Ｖ_H20 ＝２×Ｖ_N ×Ｃ_O ………(19) 従って、タンディッシュ内に点火されたＨ₂ のうち、Ｏ
と反応しないＨ₂ 量Ｖ _Hrは下記２０式で与えられる。 【００７４】 Ｖ_Hr＝Ｖ_H −Ｖ_H20 ＝Ｖ_H −２×Ｖ_N ×Ｃ_O ………(20) 従って、ここで生成されるＨ₂ Ｏ量Ｖ_H2O に対する実際
の投入Ｈ₂ 量Ｖ_Hrの濃度比Ｈ₂ ／Ｈ₂ Ｏは下記２１式の
左辺で表されることから、これが前記所定濃度比１．５
以上となればよいことになり、これを解いて得られる必
要な平均Ｏ₂ 濃度Ｃ_O ，投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N ，添加Ｈ₂ 流
量Ｖ_H の関係が２２式となる。 【００７５】 （Ｖ_H −２×Ｖ_N ×Ｃ_O ）／（２×Ｖ_N ×Ｃ_O ）≧１．５ ………(21) ∴Ｖ_H ≧５×Ｖ_N ×Ｃ_O ………(22) 一方、前記投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N における添加Ｈ₂ 流量Ｖ_H
の可燃限界範囲は下記２３式で表れるから、これを解い
て得られる投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N ，添加Ｈ₂ 流量Ｖ _H の関係
が２４式となる。 【００７６】 Ｖ_H ／（Ｖ_N ＋Ｖ_H ）≦０．０４ ………(23) ∴Ｖ_H ≦Ｖ_N ／２４ ………(24) この２４式の関係を図１１にＨ₂ 可燃下限曲線として実
線で示し、更にこのＨ ₂ 可燃下限曲線の上下に、前記２
２式で与えられる平均Ｏ₂ 濃度Ｃ_O をパラメータとした
Ｎ₂ 投入量−Ｈ₂ 添加量の関係を二点鎖線で示す。これ
より、前記Ｈ₂可燃下限曲線より上方が、本実施例のＮ
₂ 雰囲気Ｈ₂ ガス（図ではＨＮガス）の可燃範囲になる
ため、このＨ₂ 可燃下限曲線より上方になるような平均
Ｏ₂ 濃度≧０．７％では安全上の問題が発生する。更
に、前述のようにして設定された投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N 下
で、タンディッシュ内への燃焼排ガスや大気の吸引がな
く、かつ効率よく酸化鉄の還元が促進されれば、前記Ｈ
₂ 添加は極めて微量でよく、例えば本実施例のＮ₂ 投入
量１０００Ｎｍ³ ／Ｈにおいて、添加Ｈ₂ の流量Ｖ_H は
わずか１０Ｎｍ³ ／Ｈ程度でよいことが判明している。 【００７７】さて、このようにして実施された本実施例
の作用について説明する。まず、前記Ｎ₂ 投入／「燃焼
＋Ｎ₂ リサイクル」モードの切替え時に、前記燃焼排ガ
スパージ時間を最適に設定したり、前記投入Ｎ₂ 流量Ｖ
_N を一時的に増加したり、前記ダイリューション流量調
整弁２４Ａ，２４Ｂの開度を調整したりすることにより
（ここでは前記還元性ガスＨ₂ の添加は行っていな
い）、本実施例では図１２ａに示すようにタンディッシ
ュ（Ｔ／Ｄ）内圧力を常時“０”より高い、即ち正圧に
保持することができた。これに対して、Ｎ₂ 投入／「燃
焼＋Ｎ₂ リサイクル」モードの切替え時に前記燃焼排ガ
スパージ時間を最適に設定したり、投入Ｎ₂流量Ｖ_N を
一時的に増加したり、ダイリューション流量を調整した
りすることのない従来例では、図１２ｂに示すようにタ
ンディッシュ（Ｔ／Ｄ）内圧力が一時的にではあるが
“０”より低い、所謂負圧になってしまい、従って前述
のように燃焼排ガスや大気がタンディッシュ内に吸引さ
れてしまうことが想定される。 【００７８】また、このようにＮ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ₂
リサイクル」モードの切替え時に、前記燃焼排ガスパー
ジ時間を最適に設定したり、前記投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N を一
時的に増加したり、前記ダイリューション流量調整弁２
４Ａ，２４Ｂの開度を調整したりすることによる（ここ
でも前記還元性ガスＨ₂ の添加は行っていない）本実施
例のタンディッシュ内（Ｔ／Ｄ）内酸素濃度を図１３ａ
に示す。同図から明らかなように、当該タンディッシュ
内酸素濃度は、前記初回のＮ₂ 投入／リサイクルモード
切替え時に若干のピークが表れるものの、その他は安定
して目標上限値以下に保たれていることが分かる。一
方、このような制御態様が全く行われない従来例による
タンディッシュ（Ｔ／Ｄ）内酸素濃度は図１３ｂに示す
ように、各Ｎ₂ 投入／リサイクルモード切替え時毎にピ
ークが表れ、それは常に目標上限値を上回ってしまって
いることが分かる。 【００７９】更に、前述のようなＮ₂ 投入／「燃焼＋Ｎ
₂ リサイクル」モードの切替え時に、前記燃焼排ガスパ
ージ時間を最適に設定したり、前記投入Ｎ₂ 流量Ｖ_N を
一時的に増加したり、前記ダイリューション流量調整弁
２４Ａ，２４Ｂの開度を調整したりすることにより（こ
こでも前記還元性ガスＨ₂ の添加は行っていない）図１
４に示すようにタンディッシュ内平均Ｏ₂ 濃度を従来か
ら大幅に低減することができ、従って残鋼の酸化量を大
幅に低減することができた。ちなみに、前記図１３ａや
図１４に示すタンディッシュ内酸素濃度は、前述の還元
性ガスＨ₂ の添加を行わない場合のものであり、実際に
還元性ガスＨ₂ を添加した場合のタンディッシュ内酸素
濃度は常時“０”（ガス分析計の測定可能限界以下）と
なることが分かっている。 【００８０】そして、このようにしてほぼ完全な無酸化
状態で且つ残鋼の酸化量も大幅に低減された状態で保熱
されたタンディッシュを実際の鋳造に供したところ、図
１５に示すように、１Ｃｈ（チャージ）目の鋳造におけ
る総ホットヘゲ発生率は、従来を１００としたとき、還
元性ガスＨ₂ を添加しない場合で凡そ３２．０程度、還
元性ガスＨ₂ を添加した場合には凡そ３．５程度まで減
少させることができ、また、再使用タンディッシュによ
る鋳造開始直後の１本目と２本目のスラブでの総ホット
ヘゲ発生率は、従来を１００としたとき、還元性ガスＨ
₂ を添加しない場合で凡そ２７．９程度、還元性ガスＨ
₂ を添加した場合には凡そ１．１程度まで減少させるこ
とができた。 【００８１】勿論、図１６に示すように、本実施例のＮ
₂ 蓄熱式予熱器（図ではバーナ）を用いることにより、
タンディッシュ（Ｔ／Ｄ）内温度を前記開孔限界以上に
保持する鋳込み終了からの経過時間を、従来から大幅に
長じることができ、連連数を大幅に延長することができ
た。 【００８２】次に、前述のような蓄熱式予熱器のメイン
バーナ５Ｂ，５Ａを点火するためのパイロットバーナ６
Ｂ，６Ａの点火手順について、そのロジックとして表れ
る図１７のシークエンスチャートを用いながら説明す
る。既知のように、この種のパイロットバーナ６Ｂ，６
Ａを点火する際には、その周囲が十分に爆発しない環境
にあることが前提となる。ここでは、そうした防爆雰囲
気を形成した後にパイロットバーナを点火し、更に前記
図４のシークエンスチャートの時刻ｔ₀ に継続するため
に、前記Ｂ系の蓄熱式予熱器２Ｂの蓄熱体を加熱すべく
当該Ｂ系の蓄熱式予熱器２Ｂで予備燃焼を行う場合を想
定している。勿論、前記Ａ系の蓄熱式予熱器２Ａの蓄熱
体を加熱する場合には、図示されるＡ系のバルブとＢ系
のバルブとを置き換えて実行すればよい。なお、同図に
図示されない前記図１のバルブのうち、前記Ａ系の蓄熱
式予熱器２Ａ用のＭガスパージ用Ｎ₂ 遮断弁１１Ａ及び
Ｍガス弁８Ａ，８Ｂ及び開閉弁２４Ａ，２４Ｂは常時
開、その他のバルブは全て常時閉状態にある。また、タ
ンディッシュ１と各蓄熱式２Ａ，２Ｂとは図１と同様に
接続されている。 【００８３】まず、図示される全てのバルブは閉状態に
あり、各流量調整弁或いは圧力／流量調整弁もその調整
機能を作動していない。更にここでは、空気供給ファン
１６や排気ファン２２も作動していないＯＦＦ状態にあ
る。今、時刻ｔ₀₁でパイロットバーナ点火開始指令信号
が出力されると、その指令信号の入力と同時にＡ，Ｂ両
系のＭガス流量調整弁９Ａ，９Ｂが予め設定された或る
固定開度に設定されると共にＮ₂ 流量調整弁１９も或る
固定開度に設定される。このうち、各Ｍガス流量調整弁
９Ａ，９Ｂの固定開度に設定するのは、前述のような燃
焼室内温度に応じた流量制御を行わないようにするため
であり、後述するような予備燃焼開始時に前記Ｍガス遮
断弁弁５２Ｂ（５２Ａ）を開いたときのメインバーナ５
Ｂ（５Ａ）の点火時期を早めて予備燃焼までの時間効率
を向上するためでもある。また、前記Ｎ₂ 流量調整弁１
９を固定開度に設定するのは、後述するようにパイロッ
トバーナ用Ｎ₂ 遮断弁５３を開いてパイロットバーナ６
Ａ，６ＢへのＭガス供給配管内をパージする所要時間を
短くして時間効率を向上するためである。この時刻ｔ₀₁
から所定時間Ｔ５０１後に、前述のようにパイロットバ
ーナ用Ｎ₂ 遮断弁５３が開かれて、パイロットバーナ６
Ａ，６ＢへのＭガス供給配管内が不活性ガスＮ₂ でパー
ジされ始める。 【００８４】更に、それから所定時間Ｔ５０２後には、
前記Ａ，Ｂ両系の排気流量／圧力調整弁２１Ａ，２１Ｂ
が、予め設定された固定開度に設定される。これは、後
述するように排気弁２０Ｂ（２０Ａ）が開状態となった
ときの排気効率を確保するためであり、各排気流量／圧
力調整弁２１Ａ，２１Ｂが、前述のような前記燃焼室内
圧力や排気流量に応じた制御を行わないようにするため
でもある。そして、更に所定時間Ｔ５０３後には、空気
供給ファン１６及び排気ファン２２を作動し始め、両フ
ァン１６，２２が完全作動状態であるＯＮ状態になって
から所定時間Ｔ５０４後に、Ａ，Ｂ両系のＮ₂ 弁１７
Ａ，１７Ｂ及びＢ系のＭガスパージ用Ｎ₂遮断弁１１Ｂ
が開動作され、それらが開状態となってから所定時間Ｔ
５０５後にＮ₂ 流量調整弁１９が、予め設定された規定
開度パターンに従ってＮ₂ の流量制御を開始し、これに
より両系の蓄熱式予熱器２Ａ，２Ｂが蓄熱室３Ａ，３Ｂ
から燃焼室４Ａ，４Ｂ側に向けてＮ₂ パージされ始める
と共に、メインバーナ５Ａ，５ＢへのＭガス供給配管の
内部がＮ₂ パージされ始める。 【００８５】このとき、蓄熱式予熱器２Ａ，２Ｂの内容
積は既知であり、メインバーナ５Ａ，５ＢへのＭガス供
給配管の内容積も既知であり、同時にＮ₂ 流量調整弁１
９の開度が規定されていてＮ₂ の流量も既知であるか
ら、それらがＮ₂ で完全にパージされる所要時間より長
い所定時間Ｔ５０６で、当該蓄熱式予熱器２Ａ，２Ｂの
内部及びメインバーナ５Ａ，５Ｂの燃焼ガス供給配管の
内部は不活性ガス雰囲気となる。即ち、この所定時間Ｔ
５０６後の時刻ｔ₀₂でパイロットバーナの点火準備が完
了したことになる。従って、この時刻ｔ₀₂で前記Ｂ系の
蓄熱式予熱器２Ｂでの予備燃焼を考慮して当該Ｂ系のＮ
₂ 弁１７Ｂ及びＭガスパージ用Ｎ₂ 遮断弁１１Ｂを閉動
作させ、両バルブが閉状態となってから所定時間Ｔ６０
７後に同じくＢ系の排気弁２０Ｂを開動作させ、当該排
気弁２０Ｂが開状態となってから所定時間Ｔ６０８後に
同Ｂ系のダイリューション弁２３Ｂを開動作させ、当該
ダイリューション弁２３Ｂが開状態となってから所定時
間Ｔ６０９後に同Ｂ系の空気弁１３Ｂを開動作させると
共に、Ａ，Ｂ両系のパイロットバーナ６Ａ，６Ｂを点火
するためにパイロットバーナ用空気弁７６を開動作さ
せ、同パイロットバーナ用空気弁７６が開状態となって
から所定時間Ｔ６１０後にパイロットバーナ用Ｍガス遮
断弁５４を開動作させると共にパイロットバーナ用Ｎ₂
遮断弁５３を閉動作させる。従って、Ａ，Ｂ両系のパイ
ロットバーナ６Ａ，６Ｂには、共に燃焼空気から燃焼ガ
スであるＭガスの順に供給され、この時点で両パイロッ
トバーナ６Ａ，６Ｂを点火しても爆発の危険性はない。
そこで、前記パイロットバーナ用Ｍガス遮断弁５４が開
状態となってから所定時間Ｔ６１１後の時刻ｔ₀₃で、図
示されないイグナイタを起動してＡ，Ｂ両系のパイロッ
トバーナ６Ａ，６Ｂを点火し、続く所定時間Ｔ６１２で
その着火を確認する。 【００８６】この所定時間Ｔ６１２で両パイロットバー
ナ６Ａ，６Ｂの着火が確認されたら、前述のようにＢ系
の蓄熱式予熱器２Ｂで予備燃焼を行うために、当該Ｂ系
の空気流量調整弁１４により前述と同様に流量制御を開
始すると共に同Ｂ系のＭガス遮断弁５２Ｂを開動作さ
せ、当該Ｍガス遮断弁５２Ｂが開状態となると同時に同
Ｂ系の排気流量／圧力調整弁２１Ｂで排気流量／圧力制
御を実施し、必要に応じてＮ₂ 流量調整弁１９やＢ系の
Ｍガス流量調整弁９Ｂにより前述と同様にＮ₂ やＭガス
の流量制御を実施する。従って、当該Ｂ系の蓄熱式予熱
器２Ｂは燃焼室４Ｂ内でメインバーナ５Ｂを自己燃焼さ
せながら、蓄熱室３Ｂの蓄熱体を加熱することになる。
このときの前記Ｂ系の排気流量／圧力調整弁２１Ｂによ
る排気流量／圧力制御では、タンディッシュ１内の気体
を吸引しないように、即ち前記流量制御されているＭガ
ス及び燃焼空気を燃焼した燃焼排ガス及び希釈ガス（大
気）だけを排気するように実施され、その流量は前述し
た６式等から設定される。このようにしてＢ系の蓄熱式
予熱器２Ｂの蓄熱体が完全に加熱してから、前記図４の
シークエンスチャートに示すような本燃焼によるタンデ
ィッシュ無酸化保熱が開始される。 【００８７】なお、前記実施例では不活性ガスとしてＮ
₂ ，タンディッシュ内の還元性ガスとしてＨ₂ を用いた
場合及びそれを用いることの優位性についてのみ詳述し
たが、不活性ガスとしてＡｒ，還元性ガスとして前述の
ＣＯを始めとする各種の炭酸ガスや重炭化水素を用いる
ことも勿論可能である。但し、このような炭素Ｃ系の還
元性ガスを用いる場合には、前述のような可燃範囲に入
ってしまう可能性があるため、別途安全対策を講じる必
要があるばかりでなく、固体Ｃの遊離，即ちすすの発生
を抑制防止する必要があり、これを判定するために熱力
学的な検討等を細かく実施して炭素Ｃ系の還元性ガス添
加流量を設定しなければならない点に留意したい。 【００８８】また、前記実施例では、不活性ガスである
Ｎ₂ の供給配管に還元性ガスであるＨ₂ を供給する場合
についてのみ詳述したが、前述のように酸素濃度が極め
て低い場合の投入Ｈ₂ 流量は極く微量でよいから、これ
を大幅に加熱することなく、前記蓄熱式予熱器やタンデ
ィッシュそのものの内部に直接供給してもよく、これに
よってタンディッシュの温度降下に殆ど影響のないこと
も発明者等は実験によって確認している。 【００８９】また、前記還元性ガスとしてＨ₂ 等を添加
する場合には、Ｎ₂ 等の不活性ガスが投入される側の予
熱器のパイロットバーナを消火することにより、更に高
いレベルの還元状態を得易くなる。即ち、実施例におけ
るタンディッシュ加熱の場合には、パイロットバーナの
燃焼排ガス流量は、投入するＮ₂ ＋Ｈ₂ （不活性ガス＋
還元性ガス）の１％以下であり、ＣＯ₂ やＨ₂ Ｏ等の酸
化性ガス成分が０．２％程度になるため、パイロットバ
ーナを消火しなくとも実用上の問題はないが、前記投入
するＮ₂ ＋Ｈ₂ （不活性ガス＋還元性ガス）の流量が少
ない場合には、それら投入側の予熱器のパイロットバー
ナを消火することにより、高いレベルの無酸化又は還元
状態を得ることができる。 【００９０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の無酸化加
熱装置のパイロットバーナ点火方法によれば、少なくと
も複数の蓄熱式予熱器の内部及び各蓄熱式予熱器への燃
焼ガスの供給配管の内部を不活性ガスで所定時間パージ
した後、燃焼空気，燃焼ガスの順にパイロットバーナに
供給してから当該パイロットバーナを点火するため、そ
の点火の際の爆発の危険性は完全に回避される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] [0001] The present invention relates to, for example, continuous casting.
(Hereinafter simply referred to as continuous casting)
Put the tundish in an unoxidized state for return use
The object to be heated, such as keeping heat in the
Also describes the method of heating the inside of the
It is. [0002] 2. Description of the Related Art Molten steel is received from a ladle and distributed to a mold.
Tundish itself has no heating element
Before use, heat it separately with a heating means and cast it.
It is necessary to secure a temperature that can be controlled. In addition, multiple
Continuous casting while changing dishes
In the case where the steel type is changed, for example,
When it's time to replace it with a waiting tundish,
What was used up to that point will wait until the next reuse.
There is a usage of tundish such as making
In this way, the number of waiting tundishes
Both are heated to a temperature at which they can be cast before use
Is required. [0003] In such a case where the tundish is heated,
Conventionally, it is usually installed on a tundish preheating cover.
This gas burner is used as a heating means.
In addition, fuel gas such as coke gas and its theoretical
A mixture of 110-120% of the required amount of combustion air
The gas is burned in the gas burner and
Heat the inside of the dish to 1200-1300 ° C
I'm trying. However, in this case, a high-temperature tandis
A large amount of O_TwoIs used, the previous use (previous channel)
The residual steel / residue caused by acidification during preheating at the next charge
FeO and Fe_ThreeO_FourIs produced.
The O component of the generated and remaining iron oxide is used at the next charge.
Reacts with Al in the steel_TwoO_ThreeIs generated.
As a result, hard Al_TwoO_ThreeIs hot scab
・ It may cause quality defects such as blisters. [0005] Such a so-called FeO pickup is suppressed.
There is a demand for the establishment of technologies to prevent
A plan has been made. As an example, see, for example,
Japanese Patent No. 22567 discloses fuel supplied to a preheating gas burner.
The amount of burning air is set to 70 times the theoretical required amount of the supplied fuel gas.
By setting it to 100%, the atmosphere in the tundish
Lowers oxygen concentration to prevent oxidation of residual steel
A tundish preheating method is disclosed. [0006] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-37949 discloses that
With the end of preheating in the tundish as described above, fuel
Stop supplying gas and combustion air and at the same time inert gas
These residual components remaining in the burner with Ar
And purging out the residue of flue gas and
If necessary, fuel gas and combustion air can be
Combustion and A in the tundish in a short time
to prevent oxidation of residual steel by purging with
A gas displacement technique in a dish is disclosed. [0007] SUMMARY OF THE INVENTION
JP-A-4-22567, JP-A-2-37949
The method of heating the tundish described in the report is
Both can be cast when using tundish
Fuel mixed with air as a means to heat
Gas is burned in the tundish and the inner wall is
Assuming that heat is kept or heated to 1200 to 1300 ° C
are doing. Here, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
In the official gazette, the supply amount of the combustion air is set to 70% of the supply amount of the fuel gas.
Up to 100%, but under such high temperatures
Is the remaining O_TwoIn addition to the components,
CO which is an oxidizing component_TwoAnd H_TwoO component of O combines with residual steel
Iron oxide is generated, and the oxidation of the remaining steel itself
There is a problem that it cannot be sufficiently suppressed. In order to suppress this as much as possible, Japanese Patent Application Laid-Open No.
How to heat a tundish described in 37949
According to the method, after the preheating is completed, the inert gas Ar
Into the tundish to remove fuel gas and residual oxygen.
Is purged, thereby replacing the atmosphere with a non-oxidizing atmosphere.
Is taking the method. However, even if inert gas is purged
Required from the end of the preheating to the completion of gas replacement
Even if the time can be shortened somewhat, this inert gas
Purging lowers the temperature of the inner wall of the tundish, resulting in heat loss
And residue of excess oxygen during heating
There is a problem that oxidation cannot be prevented. On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
In the tundish heating method described in
To reduce the amount of air to the hot gas burner below the theoretical requirement
To suppress oxidation of residual steel without purging inert gas
The problem like the former does not arise.
The tundish caused by the flue gas
Supply to burner to completely prevent oxidation of residual steel inside
The amount of combustion air that is generated should be 50% or less of the theoretical air amount of fuel gas.
Must be below. However, the combustion air
If the supply amount is extremely reduced, O_TwoShortage
Heating costs due to incomplete combustion
And measures such as explosion-proof and CO poisoning measures for the treatment of unburned gas.
All problems arise. [0010] The present inventors have, for example, described the above-mentioned
Conventional method for ensuring the temperature at which the used tundish can be cast
As a measure to solve the problems of
The tundish without burning in the dish.
Use, i.e., to realize a non-preheating and oxidation-free reuse process.
In addition, we have been conducting various experiments and have been studying diligently. Then, the present inventors have prepared a tundish.
Inactive when heated outside the tundish for reuse
Purging the tundish with a reactive gas
The tundish inner surface temperature can be cast
If the temperature is kept above the lower limit of 850 ° C, the conventional tandem
No preheating by combustion gas in the dish, no preheating and
Reuse the tundish while preventing oxidation
And found that the present invention was completed. [0012] The fuel is provided outside the tundish.
To send the flue gas and air into the tundish.
Although various heating means can be considered,
The regenerative preheater uses a small amount of combustion gas and
Efficiently without burning exhaust gas mixed into inert gas
The inert gas can be heated. Therefore, multiple storage
Connect the thermal preheater to the tundish and add heat storage
Inert gas is heated by one of the heated regenerative preheaters
While putting it in the tundish, the remaining heat storage
Inert gas in the tundish is sucked by the preheater (Lisa
While heating the regenerator with a combustion burner
And the combustion exhaust gas and the sucked inert gas
And then alternately switch this to the inside of the tundish.
Section is continuously heated and at the same time positive pressure inside the tundish
If it continues to be maintained, the flue gas and atmosphere will become tundish
Flow to the inside, thus reliably suppressing oxidation of the remaining steel.
Reduce the heat storage capacity of each regenerative preheater
It can be reduced in size to always
It is also possible to attach it to a shoe. Of course, this technique
Has a predetermined internal capacity and heats the inside without oxidation
Can be applied to any heating object that needs to be
You. However, in this non-oxidizing heating apparatus,
As described above, the combustion gas is alternately stored in multiple regenerative preheaters.
How to ignite the pilot burner, which serves as a pilot flame for combustion
The law has not yet been established. Of course, this pyro
The burner ignition method prevents ignition of combustible gases.
Must be able to completely avoid the danger of explosion
is there. The present invention has been developed in view of these problems.
And alternately switch multiple regenerative preheaters
High-temperature inert gas into the tundish
To keep the heat inside the tundish efficiently and without oxidation
Heating the inside of the object to be heated without oxidation.
Burner Ignition Method for Non-Oxidizing Heating Device
The purpose is to provide. [0015] [MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To solve the above problems.
The ignition method of the pilot burner of the non-oxidizing heating device of the present invention
The method is a method that has a predetermined content and the inside is non-oxidized.
In heating the object to be heated which needs heating inside
Of the plurality of regenerative preheaters connected to the object to be heated.
From any of them, the heat storage body to be installed in the heat storage type preheater
The heated inert gas into the object to be heated.
Into the object to be heated from the remaining regenerative preheater
While sucking the inert gas
Heat is stored by burning the combustion gas only with the regenerative preheater that sucks
Heats the body and burns itgasAnd the sucked inert gas
And exhaust gas as exhaust gas.
In the non-oxidizing heating device for heating the object to be heated, each of the above
Pilot for burning combustion gas in regenerative preheater
A method of igniting a tow burner, wherein at least the heat storage
The combustion gas is supplied to the inside of the preheater and the regenerative preheater.
Purging the inside of the supply pipe with the inert gas for a predetermined time
After that, the pilot burner is supplied with combustion air first,
Then, after supplying the combustion gas, the pilot burner
Is ignited. [0016] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the non-oxidizing heating apparatus of the present invention,
At least inside the regenerative preheater
Of the pipe for supplying combustion gas to the closed regenerative preheater
N inside_TwoPurging with an inert gas such as the above for a predetermined time. This
The predetermined time required for purging N_TwoSuch as
The flow rate of the active gas, the inside of the regenerative preheater and the combustion
Completely inert gas atmosphere inside the gas supply piping
The time is set to be longer than the required time. And that
After that, first burn the air necessary for combustion of the pilot burner
Supply it to the pilot burner as gas and then
After supplying the combustion gas necessary for burning the
The pilot burner is ignited. Therefore, the heat storage type
Inert gas inside the preheater and inside the combustion gas supply pipe
After being purged by air, pilot the combustion air
Turn on the pilot burner when supplying to the burner.
Even if an ignition device such as an igniter to fire
The combustion gas does not ignite, after which the combustion gas
After the pilot burner is supplied to the lot burner,
Ignition can be reliably performed. [0017] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a pyro-oxidation heating apparatus according to the present invention will be described.
One embodiment of the toburner ignition method will be described in detail based on the drawings.
I will tell. FIG. 1 shows a pilot burner according to this embodiment.
Non-oxidizing heat retention of tundish with ignition method
In the case of noodles, the inside of the
Should be maintained at that temperature.
1 shows the overall configuration of the apparatus (described as heat). Tundish
1 has heat storage in each of the openings 1b and 1c of the lid 1a.
Type preheaters 2A and 2B are connected. These regenerative preheaters
2A and 2B, for example, in order to increase the heat transfer area,
Storage made of spherical or pipe-shaped ceramics, metals, etc.
Heat storage chambers 3A and 3B filled with heat bodies, and heat storage chambers 3A and 3B
Combustion chambers 4A and 4B for heating the heat storage body of 3B are exchanged.
Are provided next to each other through the insertion tubes 7A and 7B.
The combustion chambers 4A and 4B are connected to the opening 1 of the tundish 1.
b, 1c, respectively, and each combustion chamber 4A, 4B has a main body.
Burners 5A and 5B and pilot burners 6A and 6B
Arrange. The insertion tubes 7A, 7B and the tandy
Between the openings 1b and 1c of the brush 1
In order to make the inside of the shoe 1 non-oxidized, a seal described later
Devices 50A and 50B are interposed. Also, Tandy
Each nozzle at the bottom of the brush is not shown. Next, the regenerative preheaters 2 similar to each other
To explain the condition of the piping to A and 2B,
The following description is made using the regenerative preheater 2A.
The combustion chamber 4A of the thermal preheater 2A has
A combustion chamber temperature detector 31A for detecting the temperature,
A pressure detector 33A for detecting the pressure in the combustion chamber 4A;
Is installed. Also, the storage of the regenerative preheater 2A
On the outlet side of the heat chamber 3A, the outlet temperature of the heat storage chamber 3A is detected.
The temperature detector 37A on the outlet side of the heat storage
Temperature that operates based on the output of the heat chamber outlet temperature detector 37A.
A degree switch (TS) 39A is provided. The main burner 5A is provided with M gas.
Valve 8A, M gas shut-off valve 52A, M gas flow regulating valve 9A and
And an M gas (not shown) through the M gas orifice 10A.
M gas valve 8A, M gas
N for sparging_TwoShut-off valves 11A and N_TwoThrough the pressure reducing valve 12
N not shown_TwoConnected to the source. here,
M gas is a fuel gas, for example, a converter generated in a converter.
(LD) Gas and coke oven generated by coke oven (C)
Blast furnace generated in a blast furnace with mixed gas of gas and C gas
(B) A mixed gas with a gas. In addition,
Use fuel gas such as LPG or liquid fuel instead
Is also possible. The orifice to which the M gas is supplied
10A is provided with an M gas flow detector 26A.
You. Further, the M gas valve 8A and the M gas shutoff valve 52A or
N for M gas purge_TwoDissipates in piping between shut-off valve 11A
The valve 51A is branched and the opposite branch connection end is open to the atmosphere.
Have been. The main burner 5A is provided with an air valve 1
3A, air flow control valve 14A, air orifice 15A
The air supply fan 16 is connected to the air supply fan 16. This air
Air orifice to which combustion air is supplied from supply fan 16
The air flow detector 29A is provided on the switch 15A. Further, the pilot burner 6A is
Via the M gas shut-off valve 54 for pilot burner, the M gas
Air for the pilot burner
It is connected to the air supply fan 16 via a shutoff valve 76.
At the same time, the pilot burner N_TwoShutoff valve 53 and
N_TwoThrough the pressure reducing valve 12, the N_TwoConnected to the source
You. On the other hand, the heat storage chamber 3A_TwoValve 17A,
N_TwoFlow control valve 19, N_TwoOrifice 18 and the N_Two
Through the pressure reducing valve 12, the N_TwoWhen connected to a source,
The N_TwoValve 17A, H_TwoValve 72, H_TwoFlow control valve 7
1, H_TwoH not shown via orifice 70_TwoSupply
Connected to the source, and further with the exhaust valve 20A and exhaust flow or pressure
It is connected to the exhaust fan 22 via the regulating valve 21A.
You. And the N_TwoThe orifice 18 has the N_TwoSupply
N supplied from the source_TwoN to detect the flow rate of_TwoFlow detector
42, and the H_TwoThe orifice 70 has the H_Two
H supplied from the source_TwoH to detect the flow rate of_TwoFlow detection
Dispenser 73 is attached. Further, the heat storage chamber 3A and
Exhaust flow from the heat storage chamber 3A to the exhaust valve 20A
Flow rate or pressure detector 35A for detecting
And the exhaust flow or pressure regulating valve 21A and the exhaust fan.
Exhaust temperature detector 3 for detecting the exhaust gas temperature between the
8A is attached, and the output of this exhaust temperature detector 38A is
Temperature switch 40A which operates based on
You. Further, a pipe between the heat storage chamber 3A and the exhaust valve 20A.
Is connected to a dilution valve 23A.
The branch connection end is provided with a manual or automatic flow control valve 24A.
(The actual control is described later.
As shown, when the exhaust from the heat storage chamber 3A is being performed
Only because the dilution valve 23A is opened,
The exhaust air of the heat storage chamber 3A is supplied to the manual or automatic flow control valve.
It is not released to the atmosphere via the lube 24A). What
The exhaust valve 20A and the exhaust flow rate or pressure regulating valve 21A
The exhaust gas analyzer 41A connected between the
It is for analyzing and detecting the CO concentration in the inside. Then, the M gas of the M gas flow control valve 9A is
Flow rate is measured by the M gas flow rate controller (FIC) 27A.
The air flow rate of the air flow control valve 14A is
The flow rate is controlled by each of the quantity indicating controllers (FIC) 30A.
However, both FICs 27A and 30A exchange information with each other.
Enabled, so that the M gas FIC 27A
M gas flow detection according to the output from the flow rate detector 26A
Value and output from the combustion chamber temperature detector 31A.
Control information from the furnace temperature detection value and air FIC30A
The M gas flow of the M gas flow control valve 9A as described later according to
Volume control, while the air FIC 30A is
The air flow detection value and the air flow detection value according to the output from the flow detector 29A
In accordance with the control information of the M gas FIC 27A,
Thus, the air flow rate of the air flow rate adjusting valve 14A is controlled. The exhaust flow rate or pressure control valve 21A
The exhaust flow rate or pressure of the combustion chamber is determined by the pressure in the combustion chamber pressure detector 33A.
Detection value of the combustion chamber according to the output from the
Or the exhaust flow rate according to the output from the pressure detector 35A.
Is the exhaust flow rate or pressure indicating controller that reads the detected pressure value
(F / PIC) flow rate or pressure as described below by 34A
Power controlled. The temperature detector 37A on the outlet side of the heat storage chamber is
Output of the temperature switch 39A that operates according to the output
Is taken into the control device of the entire system (not shown),
Switching control of the regenerative preheaters 2A and 2B described later, and
N which is an inert gas_TwoThe N of gas_TwoFlow control valve 9A
It is used for controlling the input flow rate. In addition, the exhaust fan
From the exhaust temperature detector 38A provided near the fan 22
The output of the temperature switch 40A that operates according to the output of
It is taken into the control device of the whole system (not shown) and exhausted.
The flow control valve 24A that takes in the air inside (in the case of automatic control)
) Is used for opening adjustment control, etc. In addition, each of the above
On-off valve, for example, M gas valve 8A, air valve 13A, N_TwoValve 1
7A, exhaust valve 20A, dilution valve 23A, H_Two
A valve (not shown) that operates at each open / close end is provided at the valve 72 or the like.
Mitt switch is provided and the limit switch
The output of the
And used for sequence control described later. On the other hand, regarding the other regenerative preheater 2B side
Is configured similarly to the above-mentioned regenerative preheater 2A,
The main burner 5B includes an M gas valve 8B and an M gas flow control valve.
9B and the like, and connected to the M gas supply source through
N for M gas purge_TwoShut-off valve 11B or N_TwoPressure reducing valve 12
Through the N_TwoConnected to source. Also Pyro
The cut burner 6B shuts off the M gas for the pilot burner.
The M gas supply source and the pilot through a valve 54 and the like.
To the air supply fan 16 via the burner air shutoff valve 76
Connected and N for the pilot burner_TwoShut-off valve
53 or N_TwoThrough the pressure reducing valve 12 and the like, the N_TwoSource
Connected. The combustion chamber 4B is provided with an air valve 13B and air.
To the air supply fan 16 via a flow control valve 14B or the like.
Connected. The heat storage chamber 3B is N_TwoValve 17B
The N_TwoFlow control valve 19 or N_TwoVia the pressure reducing valve 12 etc.
Note N_TwoConnected to the supply source, the exhaust valve 20B and the exhaust
The exhaust fan 2 via a flow rate or pressure regulating valve 21B or the like.
The exhaust system is connected to a dilution valve 23.
B and the manual valve 24B are branched and connected. Other detailed structures
The configuration is the same as that of the one regenerative preheater 2A.
Therefore, similar components have the same code suffix.
B will be appended and detailed description thereof will be omitted. Next, the regenerative preheaters 2A, 2B and
Between these and the openings 1b and 1c of the tundish 1
FIG. 2 is used for the mounted sealing devices 50A and 50B.
I will explain briefly. The heat storage type preheaters 2A and 2B
And the sealing devices 50A and 50B are inserted as shown in FIG.
It has a function of sealing around the outer circumferences of the inlet pipes 7A and 7B.
You. Further, reference numeral 301 in the heat storage chamber 3B (3A) indicates the above-mentioned storage.
The heat storage element 301 is formed in a spherical shape here.
You. The heat storage body 301 is provided in the heat storage chamber 3B (3A).
Heat-resistant net arranged diagonally above the pipe connection part 303
A large number of heat accumulating preheaters are stored above the member 302.
When 2B (2A) is in the state shown in FIG.
The upper surface of the body 301 is indicated by the two-dot chain line in FIG.
The state shown in FIG. However, in this embodiment,
The regenerative preheater 2B (2A) is a tundish when discharging
1 is tilted in the direction of the arrow in FIG.
Heat storage element 301 is rolled under its own weight and is indicated by a two-dot chain line b in FIG.
The angle of repose stabilizes. Therefore, the regenerative preheating of this embodiment
In the heat storage chamber 3B (3A) of the vessel 2B (2A), as shown in FIG.
Weirs 304 and 305 are formed. By the way, this
Permit of the heat storage chamber 3B (3A) exit side (TCA (TCB) in the figure)
The upper limit temperature is mainly the heat resistance of the heat-resistant net member 302.
Depends on the maximum temperature. On the other hand, adjacent to the heat storage chamber 3B (3A)
As described above, the main burner 5 is provided in the combustion chamber 4B (4A).
The burner port of B (5A) is opened, and the M gas
Combustion air is supplied. Also, this main burner 5B
The pilot burner 6B (6
A) The burner opening of the pilot burner 6B is opened.
Using the M gas flame supplied to (6A) as a pilot flame,
Ignition the inburner 5B (5A) (Pie according to the present invention)
The method of igniting the lot burner will be described in detail later.) Now, from the combustion chamber 4B (4A),
The distal end of the extended insertion tube 7B (7A) is
To the inside of the opening 1c (1b) of the lid 1a of the dish 1.
And around the opening 1c (1b) and the lid 1a.
Around the upper surface and the insertion tube 7B (7A) and in the combustion chamber 4B
(4A) between the lower surface of the sealing device 50B
(50A) is provided. Note that reference numeral 504 in the figure indicates prevention.
Heat ring, regenerative preheater 2B (2A) and tandy
Unnecessary exchange of heat with the shoe 1 is suppressed and prevented. Also,
The distal end of the insertion tube 7B (7A) is connected to the opening 1c (1b).
If it is not inserted into the inside of the
50B (50A) insertion tube 7B (7A) and tandy
Airtightness (sealing property) with the opening 1c (1b) of the brush 1
Is reduced, the N heated from the combustion chamber 4B (4A)
_TwoGas flow into the tundish 1
The ejector effect that occurs along_TwoAtmosphere containing components
Flows into the tundish 1 and
There is a possibility that the inside of the shoe 1 cannot be maintained in the non-oxidized state.
You. Therefore, in this embodiment, the distal end portion of the insertion tube 7B (7A) is used.
Into the opening 1c (1b),
N_TwoAtmospheric inflow due to the ejector effect of gas flow
It is designed to prevent suppression. Next, the tundish executed in this embodiment will be described.
The outline of the non-oxidation heat retention method is briefly described with reference to FIG.
Will be described. This tundish non-oxidation heat retention method,
Now, suppose that the heat storage body in the heat storage chamber of the heat storage type preheater A of the A system is sufficient.
Heat stored in the heat storage type preheater A
N which is an inert gas to the body_TwoWhile supplying B
Air is exhausted from the heat storage chamber of the heat storage type preheater B. At this time,
In the combustion chamber of the thermal preheater A, M gas or fuel is supplied to the main burner.
Leave them unburned without supplying burning air,
In the combustion chamber of the regenerative preheater B, M gas is supplied to the main burner.
And burning air to burn them. Do
And enough to pass through the gap between the heat storage bodies of the heat storage type preheater A.
N heated to_TwoBecomes a tundish (T / D in the figure)
And the other regenerative preheater B is forcibly exhausting.
For this purpose, suction into the combustion chamber of the regenerative preheater B
Cycle), while passing through this tundish
The tundish is heated by flowing heat transfer. one
On the other hand, the N recycled to the other regenerative preheater B_Two
Heat energy by the heat transfer to the tundish
-That is, although the temperature has dropped, the main
Gas is burning, the heat of the combustion exhaust gas
Energy and self (recycle N_Two) With thermal energy
Heated the heat storage element in the adjacent heat storage chamber and heated the heat storage element
After that flue gas and recycled N_TwoGas mixture with gas
Since the temperature of the exhaust gas consisting of has already been sufficiently lowered,
Exhaust this. However, as described above, the heat storage type
The allowable upper limit temperature is also on the exhaust side (exit side) of the heat storage chamber of the preheater B.
Therefore, the temperature on the outlet side of the heat storage chamber reaches the allowable upper limit temperature.
Or before that, N_TwoAnd the exhaust flow is reversed
Extinguishes the main burner in the combustion chamber of B type regenerative preheater B
And the main burner in the combustion chamber of the A-system regenerative preheater A
To fire. Therefore, this time, the heat storage type of the B system which is sufficiently heated
N heated sufficiently through the gap of the heat storage body of the preheater B_Two
Heats the tundish through the tundish
Heat from the combustion gas in the A-system combustion chamber
Luggy and the N _TwoAnd the residual heat energy
Is heated and then exhausted. Repeat this
O2 components contained in flue gas and air
The tundish does not flow into the
Heat the inside of the window in a state close to non-oxidation and
To increase the heat retention time of the
Almost 100% of energy input to tundish N_Two
Sensible heat to increase energy efficiency. Less than
Is how to enhance these effects.
It is art. In addition, two regenerative preheaters alternately use tandy
For a short period of time (20 to 12).
0 seconds), the entire regenerator of each regenerative preheater
Heat capacity may be small, so each regenerative preheater must be small
Can be Next, control of each valve of the piping system will be described.
Before the explanation, in the piping system of FIG.
Function of valves that are not directly involved in heat
And explain briefly. M gas shutoff for the pilot burner
N for valve 54 and pilot burner_TwoThe shutoff valve 53 is
When the pilot burners 6A and 6B are ignited and extinguished
Used when Also, as mentioned above, the main burner piping
N inside_TwoAfter purging with N_TwoCut off
The valves 11A and 11B are closed, and the M gas valves 8A and 8B are closed.
After that, the pilot burners 6A and 6B are ignited. Ma
In addition, the release valves 51A and 51B are connected to the main burners 5 respectively.
When the fire extinguishing of A and 5B is stopped, the M gas valves 8A and 8B or M
The gas shutoff valves 52A and 52B are closed, but each shutoff valve is
Because of the possibility of leakage, the M gas shutoff valve 52
A, even if a leak occurs in 52B, this release valve 51A,
By depressurizing at 51B, the M gas valves 8A, 8B
M gas does not flow downstream, that is, into the preheater
It has a function as a safety valve to make it work. Also,
Similarly, when the pilot burners 6A and 6B are ignited,
M gas supply to the burners 5A and 5B is performed by M gas valves 8A and 8B.
The M gas shut-off valves 52A and 52B are controlled to open and close by B.
It is kept open at all times. In addition, the dilution
Manual or automatic flow provided on the inlet side of valves 23A, 23B
The amount adjusting valves 24A and 24B are connected to the tandem of this embodiment.
In the non-oxidizing preheating method, the opening is always maintained at the set opening.
You. Next, the control logic of each valve of the piping system will be described.
Will be described with reference to the sequence chart of FIG. here
Then, the two regenerative preheaters have already been used
And heating of the heat storage element is repeated.
Shall be. First, at time t₀Then, the thermal storage type reserve of the B system
Heater 2B to N_TwoAnd A-system regenerative preheater 2A
To N_TwoInto the recycling mode
And the N of the B system_TwoThe valve 17B is opened from the closed state.
You. And this time t₀A after a predetermined time T101 from
N of the system_TwoThe valve 17A is closed from the open state. This and
The important thing is that two N_TwoValve 17A,
17B is closed at the same time and the inside of tundish 1 is negative
Pressure so that the time t
₀From B to N_TwoWhen required until the valve 17B is opened
The interval T200 is also at time t₀From A to N_TwoValve 17A
Will be shorter than the time T102 required to close
Thus, the predetermined time T101 needs to be set. Toes
And the required time T102 is N_TwoInput / "Combustion +
N_TwoIt will be the time required to switch "recycle". This timer
The operation of the processing will be described in more detail.
N of B system_TwoOpen the valve 17B from closed to N_TwoValve 17
In the operation of switching A from open to closed, basically, the B system
N_TwoThe opening signal from the limit switch of the valve 17B is
After confirming,_TwoTo valve 17AClosedOutput command
It is reasonable to use logic that does
As is clear from equation (2), the time required for switching can be reduced.
Means increasing the burning time rate, and increasing the burning time rate
If the amount of combustion per unit combustion time, that is, the burner capacity,
It is possible to reduce the size and weight of the preheater.
Compact, and the cost and space required for installation
Timer processing as described above is necessary to be more advantageous
It is said that. [0036]   Burning time rate = θ_B/ (Θ_B+ Θ_C) ……… (1) Where θ_C: Switching time (M gas valve closing time) θ_B: Combustion time (opening time of M gas valve)   Required combustion amount / θ_B= Burning amount per unit burning time ……… (2) Also, during this time, the A-system exhaust valve 20A, dilution
Valve 23A, air valve 13A, M gas valve 8A are closed, same
The exhaust flow rate or pressure regulating valve 21A of the A system is set at a predetermined opening.
Is defined. Also, H_TwoValve 72 is closed, N_TwoFlow control
The valve 19 is used for controlling the positive pressure in the tundish described later.
The opening is set to a predetermined value corresponding to the opening. Here, at the time of the switching
To H_TwoThe closing of the valve 72 is caused by any traffic at the time of this switching.
Bull N_TwoFlow rate cannot be secured,_Two
H inside_TwoAssumes cases where the concentration rises abnormally
This is to avoid this and ensure safety. Follow
N_TwoH inside_TwoSet an upper limit for the concentration
H when it exceeds_TwoAdopt logic to close valve
Then, the H_TwoThe valve can be basically always open
It is. The N_TwoThe setting of the flow control valve 19 is possible
This is strange, and the details of the control will be described later. On the other hand, B system
Exhaust valve 20B, dilution valve 23B, air valve 1
The 3B and M gas valves 8B are both in the closed state.
The exhaust flow or pressure regulating valve 21B is set to a predetermined opening.
ing. Next, the N of the A system_TwoWhen the valve 17A is closed
Dilution valve 23A
And H_TwoThe valve 72 is opened, and thereafter, for a predetermined time T103.
Thereafter, the exhaust valve 20A is opened. Here, the exhaust valve 2
Open dilution valve 23A before 0A
Pressure generated by the opening operation of the exhaust valve 20A
Waves can be mitigated. And the A-system exhaust valve
Same after a predetermined time T104 after 20A is opened.
The A-system air valve 13A is opened, and the air valve 13A
After a predetermined time T105 from the opening of the combustion air, the combustion air
Equal to the air amount at the end of the previous air ratio control to secure the amount
Combustion air by the A-system air flow control valve 14A
Start controlling the flow rate. Then, after a predetermined time T106
Exhaust flow rate or pressure by the pressure regulating valve 21A
Control is started (the details of the control will be described later), and
Then, after a predetermined time T107, the A-type M gas valve 8A is also turned on.
Open operation to actually open combustion of main burner 5A of A system.
Start. Is this A-system M gas valve 8A open?
After a predetermined time T108, the M gas flow control valve 9
When the M gas flow control by A starts,
The air flow control by the air flow control valve 14A is simply performed.
Change and set flow rate control to M gas air ratio control. Also,
At the same time as the M gas flow rate control,_TwoFlow control valve 19A
Is closed by a specified opening (the control details are described in the later section).
After a predetermined time T109)._TwoFlow rate
N by adjusting valve 19_TwoStart flow control. By the way,
The M gas valves 8A and 8B of this embodiment are both other valves.
It is set to open more slowly. this is,
Immediately after the M gas valves 8A and 8B open in a short time,
M gas more than the value flows into the main burners 5A and 5B
To prevent incomplete combustion from occurring.
You. While continuing this combustion state, as described above,
N heated from B type regenerative preheater 2B_TwoBut tandy
And stored in the A-system regenerative preheater 2A.
Cycled N_TwoWith the thermal energy of the flue gas
The heat storage body 301 of the heat storage chamber 3A of the heat storage type preheater 2A.
Heating the exhaust valve 20A and exhaust flow rate or pressure regulating valve
Exhausted through 21A. And actually, the A
Temperature detector 37A and the temperature switch (T
S) Feedback is performed based on the temperature of the heat storage chamber exit side detected at 39A.
Is controlled. Here, the stable combustion time is defined as M gas and air
T109 and T110 during which the control of FIG.
And the sum of After the elapse of the predetermined time T110, the switching is performed.
For operation, first, the A-system air flow control valve 14A
Stop the M gas air ratio control, and fix the opening to a predetermined opening.
And after a predetermined time T111, the exhaust of the A
Exhaust flow rate or pressure control by flow rate or pressure control valve 21A
M gas flow rate by A system M gas flow control valve 9A
Control and stop. At the same time, a predetermined time T1
N after 12_TwoN by flow control valve 19_TwoFlow control
The operation is stopped and the opening is opened by a predetermined opening. That
Thereafter, after a predetermined time T113, the A-system M gas valve 8A is turned off.
After the closing operation, the M gas valve 8A is closed.
After the fixed time T114, the air valve 13A of the A system is closed.
Let it. Next, the A-system air valve 13A is closed.
Optimized exhaust gas purge time described later
After the predetermined time T115 obtained from
The closing valve 23A and the exhaust valve 20A are simultaneously closed.
You. Then, in synchronization with the closing operation of the A-system exhaust valve 20A,
H_TwoThe valve 72 is also closed. This series of N_TwoInput /
"Combustion + N_TwoIn the recycle switch sequence
The exhaust flow rate of the system A or the opening degree of the pressure regulating valve 21A and N_Two
By properly setting the opening of the valve 19, the M gas
Exhaust gas from air and air flows into the tundish 1
And M gas, which is a combustion gas, is directly
There is no inflow. On the other hand, when the A-system exhaust valve 20A is closed.
After a predetermined time T116, N_Twovalve
17A is opened, and after a predetermined time T201, B
N of the system_TwoThe valve 17B is closed. Again,
Similarly, N of A system_TwoRequired until valve 17A opens
Time T100 is equal to N of the A system._TwoValve 17A opens.
N of B system after starting_TwoUntil valve 17B is closed
The predetermined time T20 is set to be shorter than the required time T202.
1 must be set. Next, the N of the B system_TwoWhen the valve 17B is closed
At the same timing as before,
H 23B and H_TwoOpen the valve 72, and then
After time T203, the exhaust valve 20B is opened. Soshi
After the B-system exhaust valve 20B is opened.
After the time T204, the air valve 13B of the B system is opened.
For a predetermined time T after the air valve 13B is opened.
After 205, the air flow adjusting valve 14B
Control of the combustion air flow rate is started. Then, at a predetermined time
After the interval T206, the exhaust gas flow rate or pressure regulating valve 2 is
Start the exhaust flow rate or pressure control by 1B, and then
After the fixed time T207, the M gas valve 8B of the B system is opened.
Then, the combustion of the B-system main burner 5B is actually started.
After the B-system M gas valve 8B is opened,
After a predetermined time T208, the M gas flow control valve 9B
Start the M gas flow control at the same time
The flow control of the air by the flow control valve 14B is simply a flow control.
Control to change to M gas air ratio control. In addition, the M
At the same time as controlling the gas flow rate,_TwoPredetermined flow control valve 19B
The closing operation is performed by the opening degree, and after a predetermined time T209,
The N_TwoN by flow control valve 19_TwoStart flow control
You. While continuing the combustion state, as described above,
N heated from A-system regenerative preheater 2A_TwoBut tandy
And stored in the B-type regenerative preheater 2B.
Cycled N_TwoWith the thermal energy of the flue gas
The heat storage body 301 of the heat storage chamber 3B of the heat storage type preheater 2B.
Heating the exhaust valve 20A and exhaust flow rate or pressure regulating valve
Exhausted through 21A. Then, as before,
After the stable combustion time T210 has elapsed, the air flow rate of the B system is adjusted.
Stop the M gas air ratio control by the regulating valve 14B and open the valve
Is fixed at a predetermined opening, and thereafter, after a predetermined time T211.
Exhaust flow rate of the B system or exhaust flow by the pressure control valve 21B
As with the volume or pressure control, the B system M gas flow control valve 9B
And the control of the M gas flow rate is stopped. Also, at the same time
After a predetermined time T212, the N_TwoBy flow control valve 19
N_TwoStops flow control and opens the opening by the specified amount
Let it work. Thereafter, after a predetermined time T213, the B system
The M gas valve 8B is closed and the M gas valve 8B is closed.
After a predetermined time T114, the B-type air valve
13B, and then the optimized exhaust gas
After a predetermined time T215 obtained from the sparge time,
System dilution valve 23B and exhaust valve 20B at the same time
At the same time as the closing operation of the exhaust valve 20B.
_TwoThe valve 72 is also closed. This series of N_TwoInput / "burn"
+ N_TwoIn the recycle switching sequence,
The exhaust flow rate of the system or the opening degree of the pressure regulating valve 21B and N_TwoValve 1
9 and the M gas and the air
Combustion flue gas flows into the tundish 1
And the combustion gas M flows directly into the exhaust gas.
It will no longer enter. Note that each of the heat storage type preheaters 2A and 2B
In the case where the combustion of the inburners 5A and 5B is temporarily stopped, respectively
The air flow rate by the air flow control valves 14A and 14B
Prior to stopping the control, the air flow rate must be lower than the M gas flow rate.
Because of the cade control, the combustion restarts
Order to stabilize control of air flow and exhaust gas flow
After that, the combustion is started safely. In addition,
N in steady state_TwoInput / "Combustion + N"_Tworecycling"
Is switched when a set time by a so-called timer has elapsed.
However, other than this, the output
Turns are (1) exhausted when the exhaust gas temperature exceeds the upper limit.
When protecting gas fan and maintaining thermal efficiency, (2)
When the outlet temperature of the heat storage chamber exceeds the upper limit,
(3) When the temperature of the combustion chamber exceeds the upper limit
When protecting the device itself, there are three patterns:
The switching pattern of (1) is based on dilution.
Is considered abnormal because the exhaust gas temperature is lowered
However, the switching patterns (2) and (3) are not
Works as an interlock. Next, the flue gas path in the above logic will be described.
Setting time and flow / pressure control methods for each gas.
Will be explained. First, the fuel in the combustion chamber of each regenerative preheater
Finish baking, N_TwoInput / "Combustion + N" _TwoRecycle
When switching modes, N_TwoHeat storage type on the side that inputs
Since the combustion exhaust gas remained in the preheater and its piping system,
Is the N_TwoAt the same time, flue gas is injected into the tundish.
Will be entered. This combustion exhaust gas contains CO_TwoAnd H_TwoO
Oxidizing gas components such as
Combines with the residual steel, and at the start of the next casting, as described above.
Al_TwoO_ThreeWill form. Therefore, this flue gas
After purging_TwoNeed to start
You. However, the combustion in the combustion chamber of each regenerative preheater
When it is completed, the combustion chamber, heat storage chamber, and exhaust pipe
Is still full of flue gas and the exhaust gas temperature at each location
The degrees vary widely. The temperature at each site
Is the combustion exhaust gas flow rate / input N_TwoFlow rate / recycle N_TwoFlow
Combustion required by actual driving patterns
It is necessary to set the exhaust gas purge time. Here, below
The flue gas purge time t is set according to the following equation (3).
Was. [0045]   t = t_F+ T_R+ T_W                                      ……… (3) However,   t_F= V_F/ (V_G× (273 + T_F) / 273) × α₁   t_R= V_R/ (V_G× (273 + T_R) / 273) × α_Two   t_W= V_W/ (V_G× (273 + T_W) / 273) × α_Three And V_G(Nm^Three/ Sec.): Exhaust gas flow rate T_F(° C) · V_F(M^Three): Combustion chamber temperature and volume T_R(° C) · V_R(M^Three): Thermal storage room temperature and volume T_W(° C) · V_W(M^Three): Temperature / volume in piping α₁~ Α_Three:constant It is. Here, the combustion chamber volume V_F, Heat storage chamber volume
V_R, Piping volume V_WIs known, and the logic
From the allowable temperature in the heat storage chamber._TwoInput / "Combustion + N"_Two
Combustion chamber temperature T when switching "recycle" mode_F, Accumulation
Heat room temperature T_R, Piping temperature T_WIs almost stable
If this is sampled by experiments, etc.,
Flow rate V_GAnd the exhaust gas flow rate V_GIncrease
The exhaust gas purge time t, which decreases linearly with
Will be issued. Therefore, the assumed actual exhaust gas flow rate V_GOr
Thus, the combustion exhaust gas purge time t can be optimized. Next, during normal combustion in the logic,
That is, the stable combustion times T110, T210 and the end of the control.
Expressed as the sum of predetermined times T111 and T211
In time, N_TwoRegarding the opening control of the flow regulating valve 19
N_TwoFor setting the input flow rate and the recycle flow rate of wastewater
explain. Actual N_TwoThe input flow rate of the exhaust gas
It must be set precisely in consideration of the amount, etc.
Considers only the transfer of thermal energy. First, FIG. 5 shows the exhaust system in the piping system.
This is an excerpt of the area around the regenerative preheater.
And detected by the combustion chamber temperature detectors 31A and 31B.
The combustion chamber temperature T₁, The heat storage chamber outlet temperature detector 37
A, 37B is the temperature of the heat storage chamber outlet side detected by_TwoAnd
Heat stored in the heat storage body during combustion of this heat storage type preheater
Heat received per unit time of the heat storage unit as energy
Quantity Q_GIs represented by the following four equations. [0049]   Q_G= (V₁+ V_Two) × C_PG× (T₁−T_Two) ……… (Four) However, C_PG: Combustion exhaust gas and recycled N_TwoGas mixture with gas
Specific heat of (exhaust gas) V₁： Flow rate of combustion exhaust gas V_Two: Recycle N_TwoFlow rate It is. Further, in FIG.
The amount of heat dissipated per unit time is Q₁Is the real heat storage
Heat storage amount Q 'per unit time of body_GIs expressed by the following 5 formulas
You.   Q '_G= (V₁+ V_Two) × C_PG× (T₁−T_Two) -Q₁        ……… (Five) Now, the N, which is an inert gas,_TwoSet the flow rate at the time of
As described above, the amount of heat stored in the heat storage_Two
If heat exchange is not performed with the entire amount, for example,
The lower temperature of the heat storage body such as the lower heat-resistant mesh member 302 rises
As a result, a problem in heat resistance of the device structure occurs. On the other hand, N_Twoamount
Is more than necessary, the input N _TwoLow gas temperature
Causes gas supply for heating purposes
That is, the problem that the heating object is not heated occurs. Less than
From above, input on heat exchange N_TwoTemperature T_NIs the combustion chamber
Temperature T₁Since it is below, N before heat exchange_TwoTemperature T_N0When
Then, the most effective input N_TwoFlow rate V_NSatisfies the following 6 formulas
Therefore, when rearranging using the above three equations, the following 7 is obtained.
It looks like an expression. Here, the combustion exhaust gas flow rate V₁Is the combustion chamber
Is controlled by the temperature of
N_TwoFlow rate V_TwoAnd input N_TwoFlow rate V_NWhen determining the set value of
Become a constraint. [0051]   Q '_G= V_N× C_PN× (T₁−T_N0) ……… (6) ∴V_N= (V_G× C_PG× (T₁−T_Two) -Q₁) / (C_PN× (T₁−T_N0))                                                             ……… (7) However, C_PN: N_TwoSpecific heat It is. Next, the normal combustion time in the above logic
Control of opening of exhaust gas flow control valves 21A and 21B
A method of setting the flow rate of exhaust gas will be described. First, figure
6 also removes the area around the regenerative preheater related to exhaust
As shown in the figure, in FIG.
The pressure in the combustion chamber detected by the detectors 31A and 31B is
P₁, Detected by the exhaust flow / pressure detectors 35A and 35B
Pumping pressure (in-pipe pressure in the figure)_Three, Said da
Used as dilution gas from the dilution valves 23A and 23B
The supply pressure (ie, atmospheric pressure) of the air₀And then
Detected by a pressure sensor inside the tundish not shown
Pressure inside the tundish (in the furnace or T / D in this figure)
Pressure) to P_TwoAnd the exhaust gas flow rate V is the combustion exhaust gas
Flow rate V₁And recycle N_TwoFlow rate V_TwoAnd diluent gas (dairy
Solution) flow rate V_ThreeSum, that is, V = V₁+ V_Two
+ V_ThreeOf which, the flue gas flow rate V₁Is the following 8
It is represented by the formula. [0053]   V₁= Vm (G₀+ (M-1) A₀) ……… (8) However, Vm: Total fuel gas flow rate G₀： Theoretical combustion gas amount A₀： Theoretical air volume m: Air ratio It is. The dilution gas (dilution)
Flow rate V_ThreeIs the dilution gas supply pressure (atmospheric pressure) P₀And exhaust pressure
(Piping pressure) P_ThreePressure difference (P₀-P_Three) To decide
Therefore, for example, as shown in FIG. 7, the dilution gas supply pressure (=
Atmospheric pressure) P₀And exhaust pressure (pressure in piping) P_ThreeDifferential pressure
(P₀-P_Three) And dilution gas (dilution) flow rate V
_ThreeInvestigate the relationship with
Dilution gas supply pressure (atmospheric pressure) P₀And exhaust pressure (pipe internal pressure
Force) P_ThreeDifferential pressure (P₀-P_Three) To the dilution gas (die
Solution V)_ThreeCan be obtained. On the other hand, as described above, recycled N_TwoFlow rate
V_TwoAnd input N_TwoFlow rate V_NIs determined by the above equation (7).
Is set, this input N_TwoFlow rate V_NDecide and resai
Kuru N_TwoFlow rate V_TwoIs found. Here, input N_TwoFlow rate V_N
Is determined by the amount of heat required to heat the tundish,
For example, from the heat balance equation expressed by the following equations 9 and 10
The following equation is derived to calculate the input N_TwoFlow rate V_NSet
be able to. [0056]   Q_TD= A_TD× α × (T_GOUT−T_TD) ……… (9) However, Q_TD  : Tundish heat received A_TD  : Internal surface area of tundish α: Tundish inner surface and input N_TwoHeat transfer between
number T_GOUT: Input N_TwoTemperature when leaves the tundish T_TD  : Tundish inner surface temperature   Q_G= V_N× C_P× (T_GIN−T_GOUT) ………(Ten) However, Q_G  : The amount of heat released from the input N2 to the tundish C_P  : Average specific heat of input N2 T_GIN： Temperature of input N2 Where Q_TD= Q_GFrom   V_N= A_TD× α × (T_GOUT−T_TD) / (C_P× (T_GIN−T_GOUT))                                                             ……… (11) Each flow rate V thus obtained₁~ V_ThreeFrom the sum of
The gas flow rate V is set, and this exhaust gas flow rate V is achieved.
The exhaust gas flow rate or pressure regulating valve 21A for the control time
What is necessary is just to control the opening degree of 21B. The recycled N_TwoFlow rate V_TwoIs
It can also be set as follows. That is, as described above
Pressure inside the tundish_TwoCan be detected
For example, recycle N from inside this tundish_TwoCheck the quantity
The necessary and sufficient conditions for maintaining the pressure are as follows:
_TwoAnd combustion chamber pressure P₁Pressure difference (P_Two-P₁) Is a positive value
There will be. Here, the pressure P in the tundish_TwoPassing
And combustion chamber pressure P₁Differential pressure (P_Two-P₁) And recycling
N_TwoFlow rate V_TwoIs a unique function at equivalent temperature and pressure.
Therefore, for example, as shown in FIG.
Pressure P in dish_TwoAnd combustion chamber pressure P₁Differential pressure (P
_Two-P₁) And Recycle N_TwoFlow rate V_TwoInvestigate the relationship with
The detected pressure P in the tundish_Twoas well as
Combustion chamber pressure P₁Differential pressure (P_Two-P₁To satisfy)
Is the pressure P in the combustion chamber.₁To control the recycling
Le N_TwoFlow rate V_TwoMay be set.
The exhaust gas flow rate V is set in
Control of exhaust gas flow or pressure control valves 21A and 21B
The degree can be controlled. Controlling the flow rate of each gas as described above
And at least stationary N_TwoInput / "Combustion + N"_TwoResai
The pressure inside the tundish in the
It will be possible to have. However, N_TwoInput /
"Combustion + N_TwoWhen switching to the “recycle” mode,
The pressure inside the tundish cannot be maintained at positive pressure
Could be. That is, for example, the sequence of FIG.
From the closing of the M gas valve 8A in the chart to the closing of the M gas valve 8B
In the required switching time until opening, the combustion exhaust gas flow rate V ₁Is reasonable
Logically "0", so if the
Kuru N_TwoFlow rate V_Two= (Exhaust gas flow rate V-dilution)
Flow rate V_Three) In such a case.
To the input N_TwoFlow rate V_NAnd the exhaust gas flow rate V_TwoInput
/ "Combustion + N_TwoThe setting is the same as in the normal operation of
The pressure inside the tundish becomes negative.
To suck the flue gas and air into the tundish.
I will. Therefore, such N_TwoInput / "Combustion + N"
_TwoWhen switching to "recycle" mode, N
_TwoOpen the flow control valve 19 and open N_TwoFlow rate V_NIncrease
Or the exhaust flow rate or pressure regulating valves 21A, 21B.
By closing the opening and decreasing the exhaust gas flow rate V,
The pressure inside the tundish is maintained at a positive pressure. More specific
To the input N_TwoFlow rate V_NIncrease input when increasing
N_TwoFlow rate ΔV_NTo explain the setting method of
N_TwoInput / "Combustion + N"_TwoRecycle mode switching
Combustion gas flow rate V₁Becomes “0” at the time of the switching.
Recycling N_TwoFlow rate V_2CIs the steady state recycle
Le N_TwoFlow rate V_2SIs expressed by the following equation (12). [0060]   V_2C= V₁+ V_2S                                          ……… (12) On the other hand, the pressure in the tundish
(Negative discharge port, nozzle port, etc.)_TwoFlow rate V_Wdependent upon
Yes (V_WThe higher the pressure, the higher the pressure in the tundish
Wear). Therefore this radiation N_TwoFlow rate V_WIs expressed by the following equation (13).
Is done. [0061]   V_W= V_N-V_2S                                          ………(13) Therefore, this dissipation N_TwoFlow rate V_WMake constant when switching
To do this, connect the above equations 12 and 13 with an equal sign
As is clear from this, basically, the combustion gas flow rate V₁Minute
Only input N_TwoFlow rate V_NShould be increased. In practice,
Recycling N during normal operation_TwoFlow rate V_2SIs in the tundish
The pressure is smaller than the limit value so that the pressure becomes
Value is set. Therefore, it is possible to set the
Cycle N_TwoSet the upper limit of the flow rate to "V_2SUpper limit "
If the relationship is investigated in advance, the increase in recycling N_TwoFlow rate Δ
V_TwoIs used to establish the following equation (14). [0062]   V_2SUpper limit = V_2S+ ΔV_Two                                    ………(14) Where ΔV_Two> 0 In addition, in order to make the internal pressure of the tundish positive,
Essential emission N_TwoThe lower limit of flow rate "V_WThe lower limit is the following 15
expressed. [0063]   V_WLower limit = V_N-V_2SUpper limit ............ (15) Therefore, the following equation (16) is obtained from the equations (14) and (15).
The following equation (17) is obtained from the equation (16) and the equation (12). [0064]   V_WLower limit = V_N− (V_2S+ ΔV_Two……… (16)   V_WLower limit = V_N− (V_2C-V₁) −ΔV_Two           = V_N-V_2C+ V₁-ΔV_Two                        ............ (17) Therefore, from equation 17, the internal pressure of the tundish is
In order to make₁-ΔV_TwoOnly "
N_TwoFlow rate V_NThis relationship is
Increase input N to satisfy Equation 18_TwoFlow rate ΔV_NSet
It should be fixed. [0065]   ΔV_N≧ V₁-ΔV_Two= V₁− (V_2SUpper limit -V_2S……… (18) If the exhaust gas flow rate is reduced during this switching,
The increase input N_TwoFlow rate ΔV_NCan be made even smaller
Wear. This means that the decrease in exhaust gas flow rate is V₁Decrease
It is clear if you think about it. In this embodiment, the input N_TwoFlow rate V_NIncrease and
The reduction of the exhaust gas flow rate V satisfies the above conditions at the same time.
The simultaneous operation in a well-balanced manner
In-push pressure P_TwoIs set so that positive pressure is maintained.
ing. Of course, the pressure P in the tundish_TwoThe aforementioned
Is detected, the input N_TwoFlow rate V_NIncrease
It is possible to change and set the addition amount and the decrease amount of exhaust gas flow rate V
Becomes However, in this embodiment, the above-mentioned large gas which is a dilution gas is used.
The dilution flow rate of the air is not variably adjusted.
For example, when automatically adjusting the dilution flow rate of
If N_TwoInput / "Combustion + N"_TwoRecycle "
When switching modes, increase the dilution flow rate.
As a result, the pressure in the tundish P_TwoIs positive
It is possible to maintain the pressure. In this embodiment, the tandy
To reduce the oxygen concentration flowing into the
Not used because it is possible, but if possible
A means for detecting the oxygen concentration in the
Only when the detected oxygen concentration in the tissue exceeds the threshold,
Execute the positive pressure holding control in the tundish as described above
In such a case, the input N becomes an unnecessary amount._TwoIncrease flow rate and drainage
Low gas decrease flow or dilution increase flow
Energy savings,
It leads to cost reduction. The above control contents are implemented in combination.
This allows the flue gas and air to be absorbed into the tundish.
Further oxidation of residual steel
Can be reliably prevented from being suppressed. By the way, this implementation
In the example, the inside of the tundish is further reduced.
By doing so, it is intended to make almost no residual steel oxidation. Here, for example, the atmosphere inside the tundish is reduced.
H as the reducing gas to make the atmosphere_TwoWhen using
The H_TwoIs iron oxide Fe_ThreeO_FourAnd the O component of FeO
Reducing iron or H_TwoO component of O oxidizes iron
Iron oxide Fe_ThreeO_FourOr the state of becoming FeO,_Two
Concentration and H_TwoRedox equilibrium curve depending on O concentration and temperature
This is shown in FIG. 9 as a line. This oxidation-reduction equilibrium curve is represented by H_Two/ H_TwoO concentration
The redox equilibrium curve of iron depending on temperature.
FIG. Also, FIG.
When CO is used as an achievable reducing gas,
CO / CO_TwoRedox equilibrium of iron depending on concentration ratio temperature
The curves are also shown. In this case, the heat retention of the tundish
Since the target temperature is about 1000 ° C. or more,
The N at high temperature_TwoIn the atmosphere, iron can be reduced from the same figure
H_Two/ H_TwoYou can see that the O concentration is about 1.5
You. Therefore, H as a reducing gas_TwoIt is better to use_Twoof
Since a small amount may be used, the amount
The reducing gas concentration below the explosion limit (flammable limit) concentration
It seems that it is advantageous in controlling. Here, it leaks into the air as is known.
H in the case_TwoThe flammability limit of is less than about 4%
From the H_TwoConsider the conditions for adding. Now, tongue
Average O in dish_TwoConcentration to C_O, Inside the tundish
The input N to_TwoFlow rate V_N, Also in the tundish
H added to_TwoFlow rate V_HAnd inside the tundish
O invaded_TwoH reacts with_TwoQuantity (= H to be generated_TwoO
Amount) V_{H2 0}Is given by the following equation (19). [0073]   V_H20= 2 × V_N× C_O                                    ............ (19) Therefore, the ignited H in the tundish_TwoOf which, O
H that does not react with_TwoQuantity V _HrIs given by the following equation (20). [0074]   V_Hr= V_H-V_H20= V_H-2 x V_N× C_O                  ............ (20) Therefore, the H generated here_TwoO amount V_H2OIn fact against
Input H_TwoQuantity V_HrConcentration ratio H_Two/ H_TwoO is the following 21
Since this is represented by the left side, this is the predetermined concentration ratio 1.5
This is all we need to do to solve this
Essential average O_TwoConcentration C_O, Input N_TwoFlow rate V_N, Additive H_TwoFlow
Quantity V_HIs 22. [0075]   (V_H-2 x V_N× C_O) / (2 × V_N× C_O) ≧ 1.5 ……… (21) ∴V_H≧ 5 × V_N× C_O                                      ………(twenty two) On the other hand, the input N_TwoFlow rate V_NH added in_TwoFlow rate V_H
The flammability limit range of is expressed by the following equation (23).
Input N obtained_TwoFlow rate V_N, Additive H_TwoFlow rate V _Hconnection of
Is 24. [0076]   V_H/ (V_N+ V_H) ≦ 0.04 ……… (23) ∴V_H≤V_N/ 24 ............ (24) FIG. 11 shows the relationship between these 24 equations._TwoActual flammability lower limit curve
Indicated by a line, and this H _TwoAbove and below the lower flammability curve,
Average O given by equation (2)_TwoConcentration C_OWith parameters as
N_TwoInput -H_TwoThe relationship between the amounts added is shown by a two-dot chain line. this
From the above H_TwoThe upper part of the lower flammability curve is the N of the present embodiment.
_TwoAtmosphere H_TwoCombustible range of gas (HN gas in the figure)
Because of this H_TwoAverage above the lower flammability curve
O_TwoWhen the concentration is ≧ 0.7%, a safety problem occurs. Change
To the input N set as described above._TwoFlow rate V_Nunder
The flue gas and air are not sucked into the tundish.
If the reduction of iron oxide is promoted efficiently and efficiently,
_TwoThe addition may be very small, for example, N_TwoInput
1000Nm^Three/ H, added H_TwoFlow rate V_HIs
Only 10Nm^Three/ H has been found to be sufficient. Now, the present embodiment implemented as described above
The operation of will be described. First, the N_TwoInput / "burn"
+ N_TwoWhen switching to the "recycle" mode, the combustion exhaust gas
Set the sparging time optimally or_TwoFlow rate V
_NOr temporarily increase the dilution flow rate.
By adjusting the opening of the valves 24A and 24B,
(Here, the reducing gas H_TwoHas not been added
In this embodiment, as shown in FIG.
(T / D) pressure is always higher than “0”, ie, positive pressure.
Was able to hold. In contrast, N_TwoInput / "Fuel
Yaki + N_TwoWhen the recycle mode is switched, the combustion exhaust gas
Set the sparging time to the optimum_TwoFlow rate V_NTo
Temporarily increased or adjusted the dilution flow rate
In the prior art example, where there is no
Although the pressure in the dish (T / D) is temporary
It becomes a so-called negative pressure lower than “0”, and
The flue gas and air are sucked into the tundish as in
It is assumed that they will be lost. Also, as described above, N_TwoInput / "Combustion + N"_Two
When switching to the “recycle” mode, the flue gas
Time can be set to the optimum_TwoFlow rate V_NOne
The dilution flow control valve 2
By adjusting the opening of 4A and 24B (here
However, the reducing gas H_TwoWas not added)
Fig. 13a shows the oxygen concentration in the tundish (T / D) of the example.
Shown in As is clear from the figure, the tundish
The internal oxygen concentration is determined by the first N_TwoInput / recycle mode
Some peaks appear when switching, but others are stable
As a result, it can be seen that it is kept below the target upper limit. one
On the other hand, according to a conventional example in which such a control mode is not performed at all.
The oxygen concentration in the tundish (T / D) is shown in FIG.
So each N_TwoEach time the input / recycle mode is switched, the
And it always exceeds the target limit
I understand that there is. Further, N_TwoInput / "Combustion + N"
_TwoWhen switching to the “recycle” mode, the flue gas
Storage time can be set optimally,_TwoFlow rate V_NTo
Temporarily increase the dilution flow control valve
By adjusting the opening of 24A and 24B,
Again, the reducing gas H_TwoIs not added) Figure 1
As shown in Fig. 4, the average O in the tundish_TwoConventional concentration
The amount of oxidation of the remaining steel can be greatly reduced.
The width could be reduced. By the way, FIG.
The oxygen concentration in the tundish shown in FIG.
Gas H_TwoIs the case without the addition of
Reducing gas H_TwoIn a tundish with added oxygen
The concentration is always "0" (below the measurable limit of the gas analyzer).
I know it will be. And, in this way, almost complete non-oxidation
Heat retention in a state where the amount of oxidation of the remaining steel is greatly reduced
When the prepared tundish was subjected to actual casting,
As shown in 15, in the casting of the first Ch (charge)
Total hot balding occurrence rate is 100%
Original gas H_TwoAbout 32.0 without adding
Original gas H_TwoWhen added, it is reduced to about 3.5
Can be reduced, and
Hot in the first and second slabs immediately after the start of casting
The scab generation rate is defined as the reducing gas H
_TwoIs approximately 27.9 without adding the reducing gas H
_TwoIf added, reduce it to about 1.1.
I was able to. Of course, as shown in FIG.
_TwoBy using a regenerative preheater (burner in the figure),
Keep the temperature inside the tundish (T / D) above the opening limit
The elapsed time from the end of pouring to be retained has been greatly increased
Can be extended and the number of stations can be greatly extended
Was. Next, the main part of the regenerative preheater as described above
Pilot burner 6 for igniting burners 5B and 5A
The logic of the ignition procedure for B and 6A
This will be described with reference to the sequence chart of FIG.
You. As is known, such pilot burners 6B, 6
An environment where the surrounding area does not explode sufficiently when igniting A
Is assumed. Here, such an explosion-proof atmosphere
After the air is formed, the pilot burner is ignited and
Time t in the sequence chart of FIG.₀To continue
Then, in order to heat the heat storage body of the B type heat storage type preheater 2B,
Consider the case of performing pre-combustion with the B type regenerative preheater 2B.
I have decided. Of course, the heat storage of the A-system heat storage type preheater 2A
When heating the body, the A-system valve and B-system shown
It may be executed by replacing the above valve. In the figure,
Heat storage of the A-system among the valves of FIG.
N for gas purge for M-type preheater 2A_TwoShut-off valve 11A and
M gas valves 8A, 8B and open / close valves 24A, 24B are always
Open and all other valves are normally closed. Also,
The dish 1 and each of the heat storage types 2A and 2B are the same as in FIG.
It is connected. First, all the valves shown are closed.
Yes, each flow control valve or pressure / flow control valve is also adjusted
Function not working. Furthermore, here, the air supply fan
16 and the exhaust fan 22 are not operating.
You. Now, time t₀₁With pilot burner ignition start command signal
Is output, both A and B are input simultaneously with the input of the command signal.
The M gas flow control valves 9A and 9B of the system are
A fixed opening is set and N_TwoThere is also a flow control valve 19
The fixed opening is set. Of these, each M gas flow control valve
The fixed opening of 9A and 9B is set for the fuel
In order not to perform flow control according to the temperature in the firing chamber
At the start of preliminary combustion as described later, the M gas shielding is performed.
Main burner 5 when valve cutoff valve 52B (52A) is opened
Time efficiency from pre-combustion with advanced ignition timing of B (5A)
It is also to improve. The N_TwoFlow control valve 1
9 is set to a fixed opening, as described later.
N for toburner_TwoOpen the shut-off valve 53 and set the pilot burner 6
Time required to purge the inside of the M gas supply pipe to A and 6B
This is to improve the time efficiency by shortening the length. This time t₀₁
After a predetermined time T501 from the pilot bar as described above,
For N_TwoThe shut-off valve 53 is opened and the pilot burner 6
Inert gas N in M gas supply pipe to A and 6B_TwoIn par
It starts to be messed up. Further, after a predetermined time T502,
Exhaust flow / pressure regulating valves 21A and 21B for both A and B systems
Is set to a preset fixed opening. This is after
As described above, the exhaust valve 20B (20A) is opened.
It is to secure the exhaust efficiency at the time, and each exhaust flow rate / pressure
The force regulating valves 21A and 21B are provided in the combustion chamber as described above.
In order not to perform control according to pressure or exhaust flow rate
But also. After a predetermined time T503, the air
The supply fan 16 and the exhaust fan 22 are started to operate, and both fans are operated.
Fans 16 and 22 are ON
After a predetermined time T504 from N, N_TwoValve 17
N for purging M gas of A, 17B and B system_TwoShut-off valve 11B
Are opened for a predetermined time T after they are opened.
N after 505_TwoThe flow regulating valve 19 has a predetermined regulation.
N according to opening pattern_TwoStart flow control for
The heat storage preheaters 2A and 2B of both systems are heat storage chambers 3A and 3B
N toward the combustion chambers 4A and 4B from_TwoBegin to be purged
At the same time, the M gas supply piping to the main burners 5A and 5B
Inside is N_TwoBegins to be purged. At this time, the contents of the regenerative preheaters 2A and 2B
The product is known, and M gas is supplied to the main burners 5A and 5B.
The internal volume of the supply pipe is also known,_TwoFlow control valve 1
The opening of 9 is specified and N_TwoThe flow rate of
They are N_TwoLonger than required to be completely purged
At a predetermined time T506, the heat storage type preheaters 2A and 2B
Of the combustion gas supply piping of the internal and main burners 5A and 5B
The inside is an inert gas atmosphere. That is, the predetermined time T
Time t after 506₀₂Ready for pilot burner ignition
It has been completed. Therefore, this time t₀₂In the B system
Considering the preliminary combustion in the regenerative preheater 2B, the N
_TwoValve 17B and N for M gas purge_TwoClose the shutoff valve 11B
For a predetermined time T60 after both valves are closed.
7 later, the B-system exhaust valve 20B is opened, and
After a predetermined time T608 since the air valve 20B is opened.
Open the dilution valve 23B of the system B, and
At a predetermined time after the dilution valve 23B is opened
When the air valve 13B of the B system is opened after the period T609
Both ignite pilot burners 6A and 6B for both A and B systems
The pilot burner air valve 76 to open.
And the pilot burner air valve 76 is opened.
After a predetermined time T610 from the
Opening the valve cutoff 54 and N for pilot burner_Two
The shutoff valve 53 is closed. Therefore, both A and B pie
Both the burners 6A and 6B are supplied with combustion gas from combustion air.
Are supplied in the order of M gas, which is
There is no danger of explosion even if the toburners 6A, 6B are ignited.
Then, the M gas shut-off valve 54 for the pilot burner is opened.
Time t after a predetermined time T611 from the state₀₃And figure
Activate the igniter that is not shown and
The tow burners 6A and 6B are ignited, and at a subsequent predetermined time T612.
Check the ignition. At the predetermined time T612, both pilot bars
If the ignition of 6A and 6B is confirmed,
To perform preliminary combustion with the regenerative preheater 2B of
The flow control is opened by the air flow control valve 14 as described above.
At the same time, the M gas shutoff valve 52B of the B system is opened.
At the same time when the M gas shutoff valve 52B is opened.
Exhaust flow rate / pressure control by the exhaust flow rate / pressure regulating valve 21B of the B system
Control, and if necessary, N_TwoThe flow control valve 19 and the B system
The N gas flow control valve 9B allows N_TwoAnd M gas
The flow rate control is performed. Therefore, the regenerative preheating of the B system concerned
The burner 2B self-burns the main burner 5B in the combustion chamber 4B.
While heating, the heat storage body of the heat storage chamber 3B is heated.
At this time, due to the exhaust flow / pressure regulating valve 21B of the B system,
In the exhaust flow / pressure control, the gas in the tundish 1
So that the M gas whose flow rate is controlled is not
Flue gas and diluent gas (large
Is carried out only to exhaust gas, and the flow rate is described above.
It is set from the following six equations. In this way, the heat storage type of B system
After the heat storage body of the preheater 2B is completely heated,
Tande by main combustion as shown in the sequence chart
Dish non-oxidation heat retention is started. In the above embodiment, N was used as the inert gas.
_Two, H as a reducing gas in the tundish_TwoUsing
Only the cases and the advantages of using them.
However, the inert gas is Ar, and the reducing gas described above is Ar.
Use various carbon dioxide and heavy hydrocarbons including CO
Of course, it is possible. However, such carbon C-based conversion
If a primary gas is used, enter the flammable range as described above.
Therefore, it is necessary to take additional safety measures.
Not only is it necessary, but also the release of solid C, that is, the generation of soot
It is necessary to prevent
To conduct carbon-based reducing gas
Note that the flow rate must be set. In the above embodiment, the inert gas is used.
N_TwoH, which is a reducing gas,_TwoIf you supply
Was described in detail, but the oxygen concentration was extremely
Input H when low_TwoSince the flow rate can be very small,
Without significantly heating the regenerative preheater or tandem
May be supplied directly into the tissue itself,
Therefore, it has almost no effect on the temperature drop of the tundish
The inventors have also confirmed by experiments. Further, H is used as the reducing gas._TwoAdd etc.
If so, N_TwoOf the side where inert gas such as
By extinguishing the heater pilot burner,
It becomes easy to obtain a high level of reduction. That is, in the embodiment,
In case of tundish heating, the pilot burner
The flue gas flow rate is_Two+ H_Two(Inert gas +
Less than 1% of reducing gas) and CO_TwoAnd H_TwoAcids such as O
Since the oxidizing gas component is about 0.2%,
There is no practical problem if the fire is not extinguished,
N_Two+ H_TwoLow flow rate of (inert gas + reducing gas)
If not, pilot bar of those input preheaters
High levels of non-oxidation or reduction by extinguishing fire
You can get the status. [0090] As described above, the non-oxidizing additive of the present invention
According to the pilot burner ignition method of the thermal device, at least
The fuel inside the multiple regenerative preheaters and the fuel
Purging the inside of the firing gas supply pipe with inert gas for a predetermined time
After that, the combustion air and combustion gas are sent to the pilot burner in this order.
To ignite the pilot burner after supply
The danger of explosion during ignition of the vehicle is completely avoided.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の無酸化加熱装置のパイロットバーナ点
火方法を実施化したタンディッシュ無酸化保熱装置を示
す全体構成図である。 【図２】図１の蓄熱式予熱器及びシール装置の一例を示
す断面図である。 【図３】図１のタンディッシュの無酸化保熱方法の概要
説明図である。 【図４】図１のタンディッシュ無酸化保熱装置のタンデ
ィッシュ加熱モードにおけるバルブ開閉制御のシーケン
スチャートである。 【図５】投入Ｎ₂ 流量を設定するための説明図である。 【図６】排ガス流量を設定するための説明図である。 【図７】排ガス流量の設定のために用いられる希釈ガス
流量の説明図である。 【図８】排ガス流量の設定のために用いられるリサイク
ルＮ₂ 流量の説明図である。 【図９】Ｈ₂ −Ｈ₂ Ｏ雰囲気における鉄の酸化還元平衡
の説明図である。 【図１０】鉄の酸化還元平衡の説明図である。 【図１１】Ｈ₂ の添加条件の説明図である。 【図１２】タンディッシュ内圧力の説明図である。 【図１３】タンディッシュ内酸素濃度の説明図である。 【図１４】タンディッシュ内残鋼酸化量の説明図であ
る。 【図１５】ホットヘゲ発生率の説明図である。 【図１６】タンディッシュ内温度の説明図である。 【図１７】図１のタンディッシュ無酸化保熱装置のパイ
ロットバーナ点火に係るバルブ開閉制御のシーケンスチ
ャートである。 【符号の説明】 １はタンディッシュ（加熱対象物） ２Ａ，２Ｂは蓄熱式予熱器（加熱手段） ３Ａ，３Ｂは蓄熱室 ４Ａ，４Ｂは燃焼室 ５Ａ，５Ｂはメインバーナ ６Ａ，６Ｂはパイロットバーナ ７Ａ，７Ｂは挿入管 ８Ａ，８ＢはＭガス弁（燃料ガス弁） ９Ａ，９ＢはＭガス流量調整弁（燃料ガス流量調整弁） １３Ａ，１３Ｂは空気弁 １４Ａ，１４Ｂは空気流量調整弁 １６は空気供給ファン １７Ａ，１７ＢはＮ₂ 弁（不活性ガス弁） １９はＮ₂ 流量調整弁（不活性ガス流量調整弁） ２０Ａ，２０Ｂは排気弁 ２１Ａ，２１Ｂは排気流量調整弁 ２２は排気ファン ２３Ａ，２３Ｂはダイリューション弁 ５０Ａ，５０Ｂはシール装置 ７１はＨ₂ 流量調整弁（還元性ガス流量調整弁） ７２はＨ₂ 弁（還元性ガス弁） ７６はパイロットバーナ用空気遮断弁 ３０１は蓄熱体BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a tundish non-oxidation heat retaining device in which a pilot burner ignition method of the non-oxidation heating device of the present invention is implemented. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a regenerative preheater and a sealing device of FIG. FIG. 3 is a schematic explanatory view of a non-oxidizing heat retention method for the tundish of FIG. 1; FIG. 4 is a sequence chart of valve opening / closing control in a tundish heating mode of the tundish non-oxidizing heat retaining apparatus of FIG. 1; FIG. 5 is an explanatory diagram for setting an input N ₂ flow rate. FIG. 6 is an explanatory diagram for setting an exhaust gas flow rate. FIG. 7 is an explanatory diagram of a dilution gas flow rate used for setting an exhaust gas flow rate. FIG. 8 is an explanatory diagram of a recycled N ₂ flow rate used for setting an exhaust gas flow rate. FIG. 9 is an explanatory diagram of the redox equilibrium of iron in an H ₂ —H ₂ O atmosphere. FIG. 10 is an explanatory diagram of a redox equilibrium of iron. FIG. 11 is an explanatory diagram of H ₂ addition conditions. FIG. 12 is an explanatory diagram of a pressure in a tundish. FIG. 13 is an explanatory diagram of an oxygen concentration in a tundish. FIG. 14 is an explanatory diagram of a residual steel oxidation amount in a tundish. FIG. 15 is an explanatory diagram of a hot barb generation rate. FIG. 16 is an explanatory diagram of a temperature in a tundish. FIG. 17 is a sequence chart of valve opening / closing control related to pilot burner ignition of the tundish non-oxidizing heat storage device of FIG. 1; [Description of Signs] 1 is a tundish (object to be heated) 2A, 2B is a regenerative preheater (heating means) 3A, 3B is a regenerator 4A, 4B is a combustion chamber 5A, 5B is a main burner 6A, 6B is a pilot burner 7A, 7B are insertion pipes 8A, 8B are M gas valves (fuel gas valves) 9A, 9B are M gas flow control valves (fuel gas flow control valves) 13A, 13B are air valves 14A, 14B are air flow control valves 16 air supply fan 17A, 17B is N ₂ valve (inert gas valve) 19 N ₂ flow regulating valve (inert gas flow rate adjusting valve) 20A, 20B the exhaust valve 21A, 21B is the exhaust flow rate adjusting valve 22 exhaust fan 23A , 23B are dilution valves 50A, 50B seal device 71 is flow rate of H ₂ regulating valves (reducing gas flow rate adjustment valve) 72 H ₂ valves (reducing gas valve) 76 is the pilot burner air shutoff valve 3 1 heat-storage material

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｎ 5/24 Ｆ２３Ｎ 5/24 Ａ Ｆ２７Ｄ 7/06 Ｆ２７Ｄ 7/06 Ｚ (56)参考文献 特開 平７−112249（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−281350（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−37949（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−246456（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−53886（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−143047（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−295110（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−295125（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−295126（ＪＰ，Ａ) 特許2991941（ＪＰ，Ｂ２) 特許3394612（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許5700420（ＵＳ，Ａ) 国際公開96／017215（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/10 310 B22D 11/10 360 B22D 41/015 F23L 15/02 F23M 11/00 101 F23N 5/24 F27D 7/06 Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI F23N 5/24 F23N 5/24 A F27D 7/06 F27D 7/06 Z (56) References JP-A-7-112249 (JP, A) JP-A-6-281350 (JP, A) JP-A-2-37949 (JP, A) JP-A-7-246456 (JP, A) JP-A-9-53886 (JP, A) JP-A-4-144747 (JP JP, A) JP-A-9-295110 (JP, A) JP-A-9-295125 (JP, A) JP-A-9-295126 (JP, A) Patent 2991941 (JP, B2) Patent 3394612 (JP, B2) U.S. Pat. No. 5,700,420 (US, A) WO 96/017215 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) B22D 11/10 310 B22D 11/10 360 B22D 41/015 F23L 15/02 F23M 11/00 101 F23N 5/24 F27D 7/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 所定の内容量を有し且つ内部を無酸化の
状態で当該内部の加熱を必要とする加熱対象物を加熱す
るに当たり、当該加熱対象物に接続された複数の蓄熱式
予熱器のうちの何れかから、当該蓄熱式予熱器に内装す
る蓄熱体を通過して加熱した不活性ガスを当該加熱対象
物内に投入し、残りの蓄熱式予熱器から当該加熱対象物
内に投入された不活性ガスを吸引すると共に、当該不活
性ガスを吸引する蓄熱式予熱器でのみ燃焼ガスを燃焼さ
せて蓄熱体を加熱し、その燃焼排ガスと前記吸引された
不活性ガスとを排ガスとして排気し、これを交互に切替
えて前記加熱対象物を加熱する無酸化加熱装置にあっ
て、前記各蓄熱式予熱器内で燃焼ガスを燃焼させるため
のパイロットバーナを点火する方法であって、少なくと
も前記蓄熱式予熱器の内部及び当該蓄熱式予熱器に前記
燃焼ガスを供給する配管の内部を前記不活性ガスで所定
時間パージした後、パイロットバーナには燃焼空気を先
に供給し、然る後、燃焼ガスを供給してから当該パイロ
ットバーナを点火することを特徴とする無酸化加熱装置
のパイロットバーナ点火方法。(57) [Claims 1] When heating a heating target having a predetermined content and requiring internal heating in a non-oxidized state, the heating target includes From any of the connected plurality of regenerative preheaters, an inert gas that has been heated by passing through a regenerator inside the regenerative preheater is injected into the object to be heated, and the remaining regenerative preheater is supplied. with sucking the inert gas introduced into the heating object within the vessel, the only the burned combustion gases in a regenerative preheater which sucks inert gas to heat the heat storage member, said its combustion exhaust gas In the non-oxidizing heating device that exhausts the sucked inert gas and exhaust gas as an exhaust gas and alternately switches the exhaust gas to heat the object to be heated, a pilot for burning the combustion gas in each of the regenerative preheaters is provided. A method of igniting a burner, After purging the inside of the regenerative preheater and the inside of the pipe for supplying the combustion gas to the regenerative preheater with the inert gas for a predetermined time, the pilot burner is first supplied with combustion air, and A pilot burner ignition method for a non-oxidizing heating device, characterized in that the pilot burner is ignited after supplying combustion gas.