JPS6011015A - 直火式加熱炉におけるサイドバ−ナ−の燃焼方法 - Google Patents

直火式加熱炉におけるサイドバ−ナ−の燃焼方法

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JPS6011015A
JPS6011015A JP11722083A JP11722083A JPS6011015A JP S6011015 A JPS6011015 A JP S6011015A JP 11722083 A JP11722083 A JP 11722083A JP 11722083 A JP11722083 A JP 11722083A JP S6011015 A JPS6011015 A JP S6011015A
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JP
Japan
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flame length
flow
burner
temperature distribution
combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP11722083A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Murase
村瀬 悦裕
Katsunari Matsuzaki
松崎 捷成
Masato Mazawa
正人 真沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPS6011015A publication Critical patent/JPS6011015A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/18Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

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】 本発明は直火式加熱炉において炉幅方向の所望の温度分
布を保つためのサイドバーナーの燃焼制御方法に関する
一般にバーナーでは燃料ガス量の変動により火炎長さが
変化する。最近の傾向として加熱炉へ熱片を装入するホ
ットチャージ操業が主流となっているが、ホットチャー
ジの場合、被加熱物は従来の冷片装入(コールドチャー
ジノに比較して少ない熱量で目標温度まで加熱可能なた
めバーナーの燃料ガス量は少なくてすみ、コールドチャ
ージとホットチャージでは必要とする熱料ガス量に大き
な差があり、火炎長も太き(変化していた。
この燃料ガス量の変化のために、サイドバーナー炉では
、炉幅方向の被加熱物の温度分布が大きく変化し、加熱
炉の安定操業、被加熱物品質、省エネ対策上大きな問題
となっていた。
上記の燃料ガス量が変化しても被加熱物の炉幅方向温度
分布が変化しないようにするための手段とし℃、バーナ
ー3諷を軸流配置あるいは大井配置にすることが知られ
災禍・化されているが、これらは設備投資が大きくなる
こと、炉体及びバーナ一部からの放散熱が太き(なり、
省エネルギー上好ましくないという欠点がある。
そこで本発明省等は上述のサイドバーナー炉における前
記の諸問題について種々実験し検討した結果、サイドバ
ーナー配置で、燃料ガス量の変動があっても火炎長さt
所望範囲内に保つならば炉幅方向の所望の温度分布を常
に 見出したもので、本発明の要旨は燃焼ガス白滝と昇流の
流量比率を変更することにより、火炎長を変更可能とし
たバーナーを配設した直火式サイドバーナー加熱炉にお
いて、流量計で白泥と昇流のトータルの燃料ガス量を測
定し、該測定値を演算器に入力し、該演算器で予めめた
当該バーナーの白滝と昇流のトータルの燃料ガス量及び
燃料ガス向流と昇流の流量比率と火炎長の関係を用いて
、バーナーの目標火炎長範囲を維持する燃料ガス向流と
昇流の流量比率を決定し、該比率になるように白滝及び
昇流ガス弁の開度を調整して、)(−ナーの火炎長を所
望の範囲に保ち、被加熱物の炉幅方向の所望の温度分布
を常に保つことを特徴とする直火式加熱炉におけるサイ
ドバーナーの燃焼制御方法である。
以下本発明を図面によって詳細に説明する。
矛1図(−()は、一般的な直火式サイドバーナー加熱
炉の側面図、(ロ)は平面図である。図においてlはサ
イドバーナー、2は被加熱物、3は火炎、FLI!、−
は火炎長、Wは炉巾、Lは炉長、矢印方向は被加熱物の
進行方向を示す。、i’2図(イ)は、燃料ガス量が多
い場合及び少ない場合の炉幅方向被加熱物温度分布を示
し、仲)は、燃料ガス量の多い場合及び少ない場合の火
炎形状を示す。実線のI、4’が燃料ガス量の多い場合
の被加熱物温度分布及び火炎形状であり、破線fl、f
fが燃料ガス量の少ない場合の被加熱物温度分布及び火
炎形状を示す。
矛2図に示すように、従来型のバーナーでは燃料ガス量
が変化すると火炎長さが変化し、これに伴い被加熱物2
の炉幅万同温度分布がI4−+■のように変化し所望の
被加熱物温度分布を常に保つことはできなかった。
矛3図は燃料ガス向流と昇流の流量比率(以下内/外比
と称するンを変更することにより火炎長を調整可能とし
た公知のガス二流式バーナーの断面図である。才3図に
おいて4が自流ガス入口、5が昇流ガス入口、6が燃焼
用エアー人口、7はバーナ一本体構造部材、8はパンフ
ルである。
このバーナーの白滝と昇流のトータル燃料ガス量(以下
燃焼量Qと称する)と火炎長FL及び内/外比の関係を
、!J?4図に示す。図中内/昇化100105015
0 、0/100の数字は流量割合(パーセント)を示
し、10010は向流ガスのみ、0/100は昇流ガス
のみ、又50150は白滝と昇流の流量が等しいことを
意味する。一般に火炎長FLは矛4図に示すように同一
の内/外比ならば燃焼量Qが多い程長(、燃焼量Qが等
しいならば、白滝の流量比率が高い程長いことが知られ
ている。
次に矛3図りバーナーを用い矛4図に示す関係を利用し
た本発明の燃焼制御方法の一実施例を牙4.5図にて説
明する。
先づ牙4図に示す関係は、バーナーを構成する各部の寸
法が異なれは異なり、又使用するガスの種類等の使用条
件によっても変化するので、本発明の実施においてはそ
の関係を正確に把握しておくことが重要である。そのた
めには、実際に使用する炉にて1.t−4図の関係を調
査するのが最適であるが、試験条件数が制約されること
、あるいは火炎長の正確な測定が困難等の理由で実際に
使用する炉が調査することが困難な場合が多い。そのた
め実験炉における燃焼テストにて調査するのが一般的で
あるが実際に炉に設置した場合には実炉と実験炉との違
いにより、実験炉で得られた関係がそのまま適用できな
いことがおるため、実炉において実験炉で得られた関係
の確認を行い、異なっているならば修正するのが好まし
い。
更に、3i−5図に示すように被加熱物の炉幅方向の温
度分布を燃焼量Qに拘わらず所望の温度分布に保つため
の目標火炎長の範囲Rを設定する。図中FRLIは目標
火炎長の上限、FRDは目標火炎長の下限を表わす。目
標火炎長範囲Rは炉幅W及び被加熱物2の所望温度分布
等によって異なるが、炉幅方向の被加熱物温度分布を均
一にする場合には、目標火炎長範囲Rは炉幅Wの2程度
を中心にして±2001111程度の範囲とするのが一
般的である。
、1−5図において、燃焼量がQ+の場合には内/ガル
がO/100で目標火炎長範囲Rにある(■)。燃焼量
が内/ガル0/l OOでqまで低下すると火炎長Fu
ま短くなって目標火炎長の下限FRDになり@)。
更にQ2以下の燃焼量Qでは目標火炎長Rの下限FRD
より短(なる。そこで、燃焼量QがQ2になったら内/
ガルをvlooから50150に変更する[相])こと
により、火炎長FLを目標火炎長R内とし+ Q2以下
の燃焼量では内/ガル5 o/s Oで燃焼させるqし ■ン。■→■→■■と同様にして燃焼量がQ、に変った
ところで内/ガルを10010に変更し・)、■→■に
移行する。又燃焼量がQl→Q3に変化した場合内/外
比0/100のままでは■の火炎長しか得られないが、
内外比を10070に変更することにより■の火炎長を
確保することが可能である。
矛6図にこの燃焼制御の系統図の一例を示す。
まず流量計9にて燃焼量Qを検出し、この値を演算器1
0に入力する。演算器10には矛5図に示すような燃焼
量Qと内/ガル、火炎長FLの関係からめた目標火炎長
範囲Rを維持するための、燃焼量Qと内/ガルの関係が
あらかじめ設定してあり、入力された燃焼量Qから内/
ガルを決定し、該決定した内/ガルになるように白泥及
び昇流の流量調整弁11.12を作動させるものである
下部バーナーについても上部バーナーと同じ制御系かあ
り、上部と全(同じように、又は独自に制御可能となっ
ている。
炉長り方向については、加熱帯あるいは均熱帯のバーナ
ーの全部又は一部に設は必要に応じて使いわけが行なわ
れる。
+1奎修番【が1組、終榛方徊去砿−与祢凄444ζ矛
5図においては内/ガルの変更を10010 。
50150.0/10003段纜のステップ状としたが
、更に細かく分けることも、又連続的yc変更すること
も可能であり、これらは目標火炎長範囲Hの変動幅を小
さくしたい場合に適する。
目標火炎長範囲Rは、所望の炉幅方向被加熱物温度分布
VC基づいて適宜の火炎長のところに設定すればよく、
例えば炉幅方向被加熱物の端部な集中的に加熱したい場
合は必要火炎長範囲Rを火炎長FLの短いところに設定
すればよい。
又オ6図において両側のバーナーC:I)の白泥及び昇
流の燃焼量Qを同一の流量調整弁y御しているため、火
炎長は両側のバーナーで等しくなり、被熱物温度分布は
炉幅方向左右対称となるが、両側のバーナーをそれぞれ
独立の制御系とし、両側のバーナーの目標火炎長範囲R
を異なるものに設定すれば、炉幅方向左右非対称のいわ
ゆる傾斜加熱が可能である。
本発明はこのように予めめた当該バーナーの燃焼量Qと
内/昇化、火炎長FLとの関係と所望の炉幅方向温度分
布が得られる目標火炎長範囲Rを演算器10等に設定し
ておき、燃焼量Qを検出し流量調整弁11.12を開閉
することにより、自動的に内/ガルを変更して、燃焼f
lQが変化しても火炎長FLが常に目標火炎長範囲Rに
入っているように調整するものである。これにより、直
火式サイドバーナー加熱炉でも燃焼量Qに関係なく常に
所望の炉幅方向温度分布が得られ安定した炉操業、被熱
物品質の確保及び省エネルギーが可能となった。
【図面の簡単な説明】
牙1図(イ)は直火式サイドバーナー炉の側面図、(ロ
)は直火式サイドバーナー炉の平面図、牙2図(イ)は
炉幅方向被加熱物温度分布、(ロ)は炉幅方向の火長形
状、】13図はガス二流式バーオーの断面図、矛4図は
ガス二流式バーナー特性図、矛5図は本発明の火炎長制
御の原理説明図、オ6図は本発明の実施例の制御系統図
である。 図中、1はバーナー、2は被加熱物、3は火炎、4は白
滝ガス入口、5は昇流ガス入口、6は燃焼用エアー人口
、7はバーナ一本体構造部材、8はパンフル、9は流量
計、lOは演算器、11.12は自流及び昇流ガスの流
量調整弁、Wは炉幅、Lは炉長、Rは目標火炎長範囲、
F’Ru及びFRDは目標火炎長範囲の上、下限、Qは
自流と昇流のトータル燃料ガス量(≠燃焼量)、FLは
火炎長。 代理人弁理士 秋 沢 政 光 外2名 人口 X%+ 升3I¥] 24図 v:*Iti (Q) <vai/lt)汁6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃焼ガス内流と昇流の流量比率を変更することに
    より、火炎長を変更可能としたバーナーを配設した直火
    式サイドバーナー加熱炉において、流量計で白泥と昇流
    のトータルの燃焼ガス量を測定し、該測定値を演算器に
    入力し、該演算器で予めめた当該バーナーの白泥と昇流
    のトータルの燃料ガス量及び燃料ガス内流と昇流の流量
    比率と火炎長の関係を用いて、バーナーの目標火炎長範
    囲を維持する燃料ガス内流と外ηCの流量比率を決定し
    、該比率になるように白泥及び昇流ガス弁の開度を調整
    して、バーナーの火炎長を所望の範囲に保ち、被加熱物
    の炉幅方向の所望の温度分布な常に保つことを特徴とす
    る直火式加熱炉に′J6けるサイドバーナーの燃焼制御
    方法。
JP11722083A 1983-06-29 1983-06-29 直火式加熱炉におけるサイドバ−ナ−の燃焼方法 Pending JPS6011015A (ja)

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