JPS5940437Y2 - 輻射管付き加熱炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、輻射管付き加熱炉に関するもので、詳しくは
、金属圧延機の前で、スラブ、ビレット、ブルーム等を
圧延温度に加熱する金属加熱炉に関するものである。

従来の金属加熱炉は、燃料をバーナで直接燃焼させる直
火式加熱方法がとられてきた。

この場合、バーナから噴出したガスと燃焼用空気は炉内
空気で混合燃焼するため、最近の炉のごとく、炉長が３
０メートル以上、また炉幅が１０メートル以上と、大形
化すると、−下記の理由から炉下部の炉内温度の均一化
がはかれなくなってきた。

すなわち、炉の両側面にサイドバーナを設けた場合は、
従来の直火バーナでは大きな噴き出し速度（たとえば秒
速５０メートル以上）を与えても、火炎長さはせいぜい
炉幅の１程度であり、炉内の側面近くと中心付近では、
１００℃以上の温度差（中心が低温）がつき、この傾向
は燃焼量を小さくすると、ますます悪化する。

さらに、燃焼量を小さくすると、バーナからの噴き出し
エネルギーが低下するため、炉内のガスの流れ、浮力等
により、火炎が流され、火炎は被加熱材の端部のみ加熱
する現象も生じていた。

以上により、被加熱材は不均一に加熱されるため、品質
の悪化および余分な燃料の投入などを生じていた。

他方、サイドバーナの欠点を改善するために直火式バー
ナな炉の長手方向に配置する軸流バーナ方式もとられて
きた。

この場合、炉幅方向の温度分布の向上は得られたが、軸
流バーナの取付けのため、炉床に山と谷を設ける必要が
あり、炉の下部構造が非常に複雑化して保守が困難とな
るとともに、山および谷部に熱が蓄積して作業性ならび
に作業上の安全性が著しく悪化していた。

さらに、直火軸流式においては、炉長手方向において、
炉下部では、とくに火炎の浮上りにより温度分布が不均
一となる。

本考案は、炉壁に設けた下部サイドバーナと、このバー
ナと同軸上で炉内に配置された複数個の輻射管とからな
る燃焼装置を設け、かつ、前記輻射管と炉壁の間および
輻射前相互の間に隙間を設けるとともに、該輻射管の炉
内端を炉内に開放した開放口とすることによって、従来
のものの上記の諸欠点を巧みに解消したもので、その一
実施例について、図面を参照しながら説明する。

図面において、１は金属加熱炉で、炉床２と、内部に金
属の被加熱材４を載置移動させる炉内ビーム３とを有し
ている。

５は下部サイドバーナ、６ｊ、−よび６′は輻射管であ
る。

すなわち、第２回転よび第３図にみられるように、前記
バーナ５は側部炉壁９の比較的下方に設けられており、
前記輻射管６は該バーナ５の軸と同軸になるように設け
られ、かつ、側部炉壁９との間に隙間７を有し、また輻
射管６Ｉは該バーナ５の軸と同軸になるようにして輻射
管６の延長状になるように設けられ、しかも、輻射管６
と６′の間に隙間７を有しているとともに、炉内端が炉
内に開放した開放口８となっている。

そして輻射管６とダは炉床２にたする異物での損傷を受
けないように輻射管サポート１０によって支承され、炉
床２から分離されている。

その他、１１は上部バーナ、１２は前記被加熱材４の移
動方向を示す矢印である。

このように構成された金属加熱炉１に訃いては、被加熱
材４は炉内ビーム３に載せられて矢印１２の方向に移動
しながら、その上部はバーナ１１で加熱され、その下部
は下部サイドバーナ５と輻射管６およびダの組合せ燃焼
器により加熱される。

該バーナ５と輻射管６釦よび６′は、第３図に拡大して
示されているように、該バーナ５に投入された燃料と燃
焼用空気は、輻射管６と６′内で燃焼し、炉内端の開放
口８から火炎および燃焼ガスが噴出される。

したがって、火炎および燃焼ガスは輻射管６内とＶ内を
通るため、輻射管６と６′を加熱するとともに、開放口
８により、炉内の任意所望の適正位置に排出される。

また前記各隙間７ば、炉内温度変化による輻射管６と６
Ｉの熱膨張変化で、互いにぶつかることによる損傷の防
止と輻射管６が炉壁９にぶつかることによる損傷の防止
とをする働きをするほか、バーナ５からの高速火炎の効
果により、炉内ガスを吸い込み、この炉内ガスの再循環
作用による火炎温度低下での窒素酸化低減効果と、輻射
管６訃よび６′の温度分布の向上をはかるものである。

すなわち、隙間７は炉内ガスの吸込口としての役目をも
するので、隙間Ｔとして５ ３０ 輻射管１本の長さの「「１８〜１００００間隔を設けた
場合と、該けない場合とで、実験をしたところ、設けた
場合では、窒素酸化物は２０〜３０多低減し、また温度
分布については、第４図に示すようになった。

すなわち、第４図は、横軸に輻射管長さｌ（メートル）
をとり、縦軸に温度ｔ ｅｃ）をとったもので、隙間を
設けない場合は点線曲線すで示される温度分布であった
が、前述の隙間７を設けた場合は実線曲線ａで示される
温度分布に改善された。

なお輻射管６と６′は、１０００℃以下では耐熱鋼を使
用してもよいが、１０００℃をこえる場合は炭化けい素
等のセラミック質のものを使用することが望−！Ｌ＜、
−！た長さについては、炉の条件により、適宜選定する
がよい。

上述のように、本考案は、下部サイドバーナと同軸にし
て炉内に複数個の輻射管が配置されているので、該バー
ナからの火炎釦よび燃焼ガスが該輻射管内を流れ、した
がって、火炎訃よび燃焼ガスは炉内のガス流や浮力など
の影響を受けることがなく、炉内の任意所望の位置１で
行くことになり、温度分布が良好となるのみならず、炉
内ガスの悪影響を受けないため、サイドバーナ方式を使
うことができ、また炉の構造に合わせて小容量バーナな
多数配置して炉内温度分布を向上させるとともに、下部
炉構造も簡素化されて保守や安全性が向上する。

しかも、輻射管は炉内端が開放口となっているので、燃
焼ガスは炉内の適正な所に放出され、対流伝熱も充分に
行なわれ、熱効率の向上がはかれる。

とくに、輻射管と炉壁の間転よび輻射前相互の間に適正
な隙間が設けられているので、炉内温度変化などによっ
て輻射管に熱膨張があっても、損傷することがないのみ
ならず、隙間は炉内ガスの吸込口としての役目をもする
ので、隙間から炉内ガスを輻射管内に吸い込み、再循環
するため、輻射管の局部加熱が防止されるとともに、温
度分布が大幅に向上され、かつ、窒素酸化が低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示した一部断面側面図、第
２図は第１図の横断面を拡大して示した断面正面図、第
３図は第２図の側部炉壁の一部をさらに拡大して示した
一部切欠断面正面図、第４図は輻射管の温度分布を示し
た曲線図である。 １・・・金属加熱炉、２・・・炉床、３・・・炉内ビー
ム、４・・・被加熱材、５・・・下部サイドバーナ、６
、６’−・・輻射管、７・・・隙間、８・・・開放口
、９・・・側部炉壁、１０・・・輻射管サポート、１１
・・・上部バーナ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 金属加熱炉の側部炉壁の比較的下方に設けられた下部サ
   イドバーナと、このバーナの軸と同軸にして炉内に配置
   された複数個の輻射管とからなる燃焼装置を備え、かつ
   、前記輻射管と炉壁の間転よび輻射前相互の間に隙間を
   有し、しかも、該輻射管の炉内端が炉内に開放した開放
   口となっていることを特徴とする。 輻射管付き加熱炉。