JPH01247529A - 直火式無酸化炉の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、燃焼用バーナに吹き込む燃料と燃焼用空気と
の比率を還元ガスによって修正する直火式無酸化炉に関
するものである。

（ロ）従来技術 一般に、鋼メツキ前処理用熱処理炉には、無酸化炉が用
いられている。その入側においては、直火にて昇熱し、
それ以降は、ラジアント・チューブ式で炉内雰囲気を還
元性とし、鋼板表面酸化物を還元除去し１表面清浄化を
図っている。

このため、炉内雰囲気ガスを炉後端側に入れ。

還元性ガスを順次炉入側へ送った後、直火加熱帯の排ガ
スと共に煙道より炉外へ排出する。排ガス中にはまだ多
分の還元性ガス（Ｈ２，Ｃｏ等）が含まれており、この
除去のためアフタ　バーナ等により燃焼処理がなされて
いる。

従来、直火式無酸化炉においては、裡々の制御方法がと
られている。例えば、酸化防止法として。

直火式無酸化炉空気比制御（特公昭６０−５８２８８号
）、遅延回路による燃料先行増加、空気先行減少による
法（特公昭５１−１８２０４号）、銅帯付近の酸素量に
よる空気比制御法（特開昭５５−９７４３２号）、省エ
ネルギ法（特開昭４９−１１２８１７号、特開昭５０−
１４７４１４号）。

予熱帯に再燃焼用空気を噴出させる方法（特開昭５４−
１２８４４０号）、排出ガスＣＯまたは０２を測定し空
気量を制御する法等が提案されている。

特公昭６０−５８２８８号では、燃料ＣＯ／ＣＯ２゜雰
囲気ＣＯ／ｃｏ　の計測および演算が必要であり。

還元ガスによる補正はされていない。特開昭５５−９７
４３２号では、無酸化炉内酸素検出は誤差。

変動が大きく、制御には使用困難である。省エネルギの
観点から予熱帯への未燃分燃焼用空気噴入であり、設備
増大を招く。

空気比制御においては、燃料ガスのカロリ変動補正、負
荷（設定温度、鋼板条件）変動の修正を行い、また、排
ガス分析によるフィードバック補正を実砲じている。し
かし、ライン速度変動や設定温度変更時には…制御系の
応答性に遅れが生じ。

適正な制御がなされない。還元ガス補正をする場合、無
酸化炉への流入Ｎ２測定には高温度のための困難性と共
に応答性が遅く不適である。均熱帯。

冷却帯等への還元ガス流入量、濃度等は明確ではあるも
のの、無酸化炉空気比への補正は排ガス分析を介しての
み制御されていた。

アフタ　バーニングは、煙道内にて再燃焼用空気を投入
している。無酸化炉負荷は製品品種が広範囲に変動する
ため、特に低負荷時排ガス温度が低く１Ｍ火しにくい場
合がある。そのため、空気投入部にパイロットバーナを
設け、火種としておく必要がある。

（・→　発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、還元ガスによる無酸
化加熱帯の空気比への影響をなくすとともに、加熱材の
酸化を防止し、アフタバーナを必要とせず省エネルギ化
の図れる直火式無酸化炉の制御方法を得ることにある。

に）課題を解決するだめの手段 本発明の直火式無酸化炉の制御方法は、燃焼用バーナに
吹き込む燃料と燃焼用空気との比率を還元ガスによって
修正する直火式無酸化炉であって。

還元ガス流量に所定の比率を乗じた空気流量を燃焼用空
気流量に加算すること、該加算を複数の無酸化加熱帯の
うち予熱帯側にある燃焼用バーナに行うことからなる手
段によって、上記課題を解決している。

（ホ）作用 本発明の方法においては、還元ガス燃焼用空気投入は、
分析誤差、変動、応答性の遅いＮ２．　Ｇｏ。

ＣＯ２，０゜等の分析値を用いず、還元ガスの流量を計
測しこれに一定比率を乗じた値を還元ガス燃焼用空気量
とする。還元ガス燃焼用空気投入位置は、鋼板表面酸化
に影響の少ない予熱帯側ゾーンに投入する。その投入方
法は、空気比設定による空気量調節信号に還元ガス燃焼
用空気量信号を加算する。

（へ）実施例 第１図を参照して本発明の方法の実施例について説明す
る。説明の便宜上、直火式無酸化炉として、溶融亜鉛め
っき設備に用いられる連続炉１を例にとって以下説明す
る。

連続炉１は、鋼帯が予熱帯１１を通り、直火式無酸化加
熱帯１２で加熱され、ラジアントチ−ブ等による均熱帯
１３で加熱均熱後所定温度まで冷却され、溶融亜鉛メツ
キ槽（図示せず）へ装入される。無酸化加熱帯１２は、
３つのゾーンに分割されて制御されている。

還元ガス（Ｎ２）は流量計を通過後、Ｎ２　　と混合さ
れて、スナウト、冷却帯、均熱帯１３等へ吹ぎ込まれる
。本実施例では、混合還元ガスは、流量計１３１．流量
調節弁１３２をかいして均熱帯１３に供給される。流量
調節弁１３２は流量計１３１からの流量信号を受ける還
元ガス流量調節器１３３によって制御される。流量調節
器１３３の出力は、後述する比率設定器１３４に送られ
る。

無酸化加熱帯１２は、第１，２．３ゾーンからなってい
る。加熱帯１２のヒートパターン制御は各ゾーンごとに
なされる。ヒートパターン設定器２からの各信号は第１
．２．３ゾ一ン炉温調節器２１．２２．２３にそれぞれ
送られる。各調節器２１．２２．２３には各ゾーンの炉
内温度も入力されている。

各調節器２１，２２．２３の出力は各ゾーンごとの燃料
流量調節器３１，３２．３３に送られる。

各調節器３１，３２．３３の出力は各ゾーンごとの空気
比設定器４１，４２．４３に送られる。

各空気比設定２ｉ４１．４２，４３の出力は各ゾーンご
との空気流量調節器５１，５２．５３に送られる。各調
節器５１，５２．５３および各１節器３１．３２．３３
の出力は各ゾーンに設けたバーナ８１，８２．８３に設
けた空気流量調節弁６１．６２，６３および燃料流量調
節弁７１゜７２．７３に送られる。各バーナの空気供給
ライン８１ａ、８２ａ、８３ａに設けた流量計９１ａ。

９２ａ、９３ａの出力は各空気流量調節器５１゜５２．
５３に送られろ。同様に各バーナの燃料供給ライン８１
ｂ、８２Ｊ　８３ｂに設けた流量計９１ｂ、９２ｂ、９
３ｂの出力は各燃料流量調節器３１，３２．３３に送ら
れる。

以上の構成により、無酸化加熱帯１２は適正なヒートパ
ターンに保たれている。

本発明の方法にもとづき、前述した比率設定器１３４の
出力を第１ゾーンに関連した加算器４５に送る。

スナウト、冷却帯、均熱帯にそれぞれ吹き込まれた還元
ガスは、その一部が銅帯表面酸化物の還元に消費されろ
。しかし、その８０〜９０％は使われないまま、無酸化
加熱帯１２へ流入し、そこで投入燃料と混合され、燃焼
する。

しかし、無酸化加熱帯１２への投入空気は、そこの投入
燃料に対し空気比１以下に設定されている。そのため１
合計空気比はさらに低下し、無酸化（または弱還元）雰
囲気をつくり、多量の未燃分を発生する。この未燃分は
煙道３を出た後（製品とは無ＬＡ係な位置）に、外気と
混合し、燃焼または拡散する。

そこで１本発明の方法においては、この未燃損失を減じ
ながら品質（表面酸化防止）を維持すると共に、アフタ
バーナ設置を不用とするため、還元ガス流量を前述の還
元ガス流量調節器１３３から信号として取り出し、これ
に比率設定器１３４で所定の比率を乗じて予熱帯側の第
１ゾーンの空気流量設定信号に上乗せする。

還元ガス流量は安定しており、ガス分析と異なり変動、
誤差が少なく、検出遅れも少なく、空気流量調節弁等に
よる応答性を包含している。

炉内温度、加熱材温度と雰囲気濃度に依存する酸化速度
において、炉内温度および加熱材温度の低い予熱帯側に
再燃焼用空気を投入することによって、酸化速度を上昇
させることなく未燃分を燃焼される。種々の実験により
、加熱材の温度が６００℃以上の場合には、顕著な酸化
進行が見られたので、６００℃以下であれば、多少の酸
化雰囲気でも、酸化被膜は成長せず、以後の還元雰囲気
で清浄化できることを確認した。

アフタバーニング装置を不用とし、無酸化加熱帯の燃焼
バーナを利用し設備拡大を防止できる。

単に炉内に空気を添加しただけでは、還元ガスの燃焼が
円滑かつ短時間で行われない。バーナの燃焼用空気と同
時に、燃焼炎周囲に空気を添加したところ、炉内での還
元ガスと空気の混合も早く。

まだ、昇熱空気であるため１着火性も良好だと思われる
。排ガス分析結果も、はぼ安定した成分値を示し１時間
的変動の少ないことが確認できた。

なお、操炉条件変動（還元ガス流量変更）時も。

従来の測定結果により制御する追従制御にくらべ。

排ガス成分変動は小さく、制御応答性の高い事が確認で
きた。

無酸化加熱帯において、再燃焼用空気投入を予熱帯側の
加熱帯ゾーンのみに限らず、各ゾーンの炉内温度、加熱
材温度等によって適正に配分し投入することもできる。

前述した溶融亜鉛めっき設備の連続炉に本発明の方法を
実癩した結果を、第１表に示す。

第１表中、ケースｌは燃料１０％減、ケース２は燃料３
０％減をそれぞれ示す。還元ガスの成分はＨ２−３０％
、Ｎ２＝７０係（設定値）である。

比較のための従来法では、各ゾーンごとの温度設定にも
とづいて燃料流量制御および空燃比一定で空気流量制御
を行った。

本発明法では、各ゾーンごとの制御は従来法と同様であ
るが、第１ゾーンのみ、還元ガス投入量に応じた空気比
（０，９〜１．０）を燃料用空気に加算した。

第１表 （ト）効果 本発明によれば、以下の効果が得られる。

１、安定した計測による還元ガス流量を用いて空気流量
制御をするので、明確な制御フロー形成することができ
る。

ＩＩ　、予熱帯側への空気流量増であるため、銅帯の表
面酸化に及ぼす影響が少ない。

ｆｉｌ、煙道でのアフターバーニング装置が不用となり
、設備拡大を防止する。

１ｖ、未燃焼ガスを減少することにより省エネルギ化を
達成できろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直火式無酸化炉の制御方法の実梅例の
説明図。 １：連続炉　　　　３：煙道 １１：予熱帯　　　　１２：無酸化加熱帯１３：均熱帯
　　　　８１ａ、　ｂ、　　８２ａ、　ｂ、　　８３ａ
ｔｂ：バーナ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼用バーナに吹き込む燃料と燃焼用空気との比率を還
   元ガスによって修正する直火式無酸化炉であって、還元
   ガス流量に所定の比率を乗じた空気流量を燃焼用空気流
   量に加算すること、該加算を複数の無酸化加熱帯のうち
   予熱帯側にある燃焼用バーナに行うことからなる直火式
   無酸化炉の制御方法。