(57)【要約】【課題】空の取鍋の内部雰囲気を均一に予熱することができる取鍋予熱装置を提供する。【解決手段】溶鋼を受鋼して運搬する取鍋２の開口部３を塞ぐ鍋蓋４に、空の取鍋内を均一に予熱する火炎ｆを生成するために、吸引される排ガスで加熱され、供給される燃焼用空気ａを加温する蓄熱体５ｃ，６ｃを有して、交互に燃焼用空気を取鍋内へ噴出する左右一対の燃焼用空気噴出ノズル５ａ，６ａと、これら燃焼用空気噴出ノズルの間に設けられ、鍋蓋の中心から高さ方向におろした軸線Ｘ上に向かって火炎を噴出するように、燃料を取鍋内へ供給する燃料供給管８’とを設けた。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼を受鋼して運搬する取鍋の開口部を塞ぐ鍋蓋に、空の該取鍋内を均一に予熱する火炎を生成するために、吸引される排ガスで加熱され、供給される燃焼用空気を加温する蓄熱体を有して、交互に燃焼用空気を該取鍋内へ噴出する左右一対の燃焼用空気噴出ノズルと、これら燃焼用空気噴出ノズルの間に設けられ、上記鍋蓋の中心から高さ方向におろした軸線上に向かって火炎を噴出するように、燃料を上記取鍋内へ供給する燃料供給管とを設けたことを特徴とする取鍋予熱装置。
【請求項２】
前記一対の燃焼用空気噴出ノズルは、前記鍋蓋の中心からその直径方向に等間隔位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の取鍋予熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空の取鍋の内部雰囲気を予熱する取鍋予熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鋼を受鋼して運搬する取鍋には、その内部雰囲気を予熱するために、蓄熱式バーナが一般的に用いられている。蓄熱式バーナは、燃焼用空気および燃焼排ガスが通過する蓄熱体と、メインノズルとを備えており、燃焼による燃焼排ガスの熱を蓄熱体で回収して燃焼用空気の予熱源とする。このような蓄熱式バーナに関して、例えば特許文献１および特許文献２が知られている。
【０００３】
特許文献１には、一台タイプの蓄熱式バーナが示されており、この蓄熱式バーナには、複数個の蓄熱体が設けられている。そして、燃焼排ガスが通過する蓄熱体と、燃焼用空気が通過する蓄熱体とを一定時間ごとに切り換えて、燃焼排ガスの通過により蓄熱体に回収された熱で、燃焼用空気を加熱している。
【０００４】
しかし、一台タイプの蓄熱式バーナの能力には限界があり、鉄鋼設備に使用される、大型の取鍋の予熱作業に採用することは困難であった。このような問題点を解消しうるものとして、交番燃焼式の一対の蓄熱式バーナが知られている。
【０００５】
特許文献２には、交番燃焼式の一対の蓄熱式バーナが示されており、取鍋などの溶湯容器の加熱作業段階において、この一対の蓄熱式バーナを設けた蓋を、溶湯容器の開口を塞ぐように被せて、これら蓄熱式バーナのノズルで、一定のタイミングで交互に火炎の噴射と排気を行っている。
【０００６】
このとき、一対の蓄熱式バーナのメインノズルは、蓋の中心よりそれぞれ直径方向に一定距離をおいて設置されている。また、それぞれのメインノズルは下方に向かって開口されている。これによって、蓄熱式バーナの火炎は、メインノズルを介して、蓋の中心から偏心した位置より鉛直方向に噴出される。
【特許文献１】特開２００１−２７４１２号公報
【特許文献２】特許第３６８０２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の一対の蓄熱式バーナの交番燃焼による、取鍋の予熱作業では、燃焼側の蓄熱式バーナから鉛直方向に火炎が噴出されることによって、非燃焼側の蓄熱式バーナの下方部側の領域に比べて、燃焼側の蓄熱式バーナの下方部側の領域が高温に加熱されていた。
【０００８】
また、当該一対の蓄熱式バーナは交番燃焼式であるために、常にどちらか一方の蓄熱式バーナしか燃焼せず、燃焼側が一定間隔で入れ替わる。このため、高温加熱される領域が常に変動し、溶湯容器の内部温度が安定せず、内部雰囲気を均一加熱することができないという問題があった。特に、受鋼した溶鋼を運搬する取鍋の予熱作業においては、溶鋼を安定した状態で保温する必要があり、この内部雰囲気の温度差をなくすことが課題となっていた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、空の取鍋の内部雰囲気を均一に予熱することが可能な取鍋予熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる取鍋予熱装置は、溶鋼を受鋼して運搬する取鍋の開口部を塞ぐ鍋蓋に、空の該取鍋内を均一に予熱する火炎を生成するために、吸引される排ガスで加熱され、供給される燃焼用空気を加温する蓄熱体を有して、交互に燃焼用空気を該取鍋内へ噴出する左右一対の燃焼用空気噴出ノズルと、これら燃焼用空気噴出ノズルの間に設けられ、上記鍋蓋の中心から高さ方向におろした軸線上に向かって火炎を噴出するように、燃料を上記取鍋内へ供給する燃料供給管とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
前記一対の燃焼用空気噴出ノズルは、前記鍋蓋の中心からその直径方向に等間隔位置に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる取鍋予熱装置にあっては、空の取鍋の内部雰囲気を均一に予熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる取鍋予熱装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる取鍋予熱装置１は基本的には、図１から図４に示すように、溶鋼を受鋼して運搬する取鍋２にその開口部３を塞ぐ鍋蓋４が設けられ、鍋蓋４には、空の取鍋２の内部雰囲気を予熱するために、交互に燃焼される一対の右側蓄熱式バーナ５、および左側蓄熱式バーナ６が取り付けられ、蓄熱式バーナ５、６には、取鍋２内に火炎ｆを噴出するバーナノズル５ａ、６ａが設けられる取鍋予熱装置１において、一対のバーナノズル５ａ、６ａは、鍋蓋４の中心Ｃ１から直径方向に等間隔位置に設けられるとともに、取鍋２内を均一に予熱するために、鍋蓋４の中心Ｃ１から高さ方向におろした軸線Ｘ上に向かって火炎ｆを噴出する。
【００１４】
一対の蓄熱式バーナ５、６は、鍋蓋４の中心Ｃ１に対して互いに点対称に配置される。
【００１５】
高温の溶鋼を受鋼し次工程まで運搬する取鍋２は、平面略円形状に形成され、取鍋２の上方には、これを介して溶鋼を出し入れする開口部３が形成される。取鍋２は、直径３ｍ、深さ３．５ｍ程度のものが一般的であるが、取鍋２の大きさはこれに限られず、これよりも大きいものでも小さなものでもよい。
【００１６】
取鍋２には、その開口部３と平面外形がほぼ同形の平面略円形状であって、開口部３を開閉自在に塞ぐための鍋蓋４が設けられる。鍋蓋４の上面には、その周方向にほぼ等間隔に、ワイヤーＷを挿通させるワイヤー孔７が４カ所に設けられる。ワイヤー孔７にワイヤーＷを挿通させた鍋蓋４は、これをクレーンなどで吊るすことによって、開閉される。ワイヤー孔７は、鍋蓋４をバランスよく吊すことができればよいため、４カ所には限られない。
【００１７】
鍋蓋４の上面には、受鋼前の空の取鍋２の内部雰囲気を予熱するための、交番型の右側蓄熱式バーナ５、および左側蓄熱式バーナ６が取り付けられる。
【００１８】
蓄熱式バーナ５、６は、それぞれにバーナノズル５ａ、６ａと、連通路５ｂ、６ｂと、蓄熱体５ｃ、６ｃを有する。具体的には、蓄熱式バーナ５、６の先端には、火炎ｆを噴出するバーナノズル５ａ、６ａが設けられ、バーナノズル５ａ、６ａには、これより後方に向かって連通路５ｂ、６ｂが接続される。そして、蓄熱式バーナ５、６の後部側には、連通路５ｂ、６ｂに接続して、燃焼用空気および排ガスが通過する蓄熱体５ｃ、６ｃが設けられる。
【００１９】
蓄熱体５ｃ、６ｃの後方には、図示はしないが、燃焼用空気を供給する空気供給管および排ガスを排出する排気管が接続される。蓄熱体５ｃ、６ｃは、その内部に燃焼用空気および排ガスを流通させることができるように、例えばセラミック製のハニカム構造を有する蓄熱材を蓄積したもの、複数個のセラミック製の球状の蓄熱材を蓄積したもの、複数本のセラミック製のパイプを蓄積したものなどで重量物として構成される。
【００２０】
これら蓄熱式バーナ５、６のバーナノズル５ａ、６ａには、その上部に燃料供給管８が接続される。燃料供給管８からは、液体やガスなどの燃料が供給される。バーナノズル５ａ、６ａの内部には、パイロットバーナ（図示しない）が設けられ、一次燃料供給管（図示しない）より供給された燃料と、１次空気供給管（図示しない）より供給される空気により１次火炎をバーナノズル５ａ、６ａ内に常時生成する。蓄熱式バーナ５、６のバーナノズル５ａ、６ａからは、パイロットバーナ（図示しない）の１次火炎を着火源として、燃料供給管８を介して供給された燃料と燃焼用空気により、取鍋２内に向かって火炎ｆが噴出される。パイロットバーナは、バーナノズル５ａ、６ａ内に設けられる必要はなく、例えばバーナノズル５ａ、６ａの近傍にそれぞれ設けてもよい。
【００２１】
蓄熱式バーナ５、６は、交互に燃焼される。例えば、非燃焼状態の右側蓄熱式バーナ５のバーナノズル５ａからは、燃焼状態の左側蓄熱式バーナ６の燃焼による高温の排ガスが吸引され、排ガスは、連通路５ｂを介して蓄熱体５ｃを加熱し、排気管より排気される。そして、右側蓄熱式バーナ５が燃焼状態に切り替わると、空気供給管より供給された燃焼用空気が、加熱された蓄熱体５ｃを通過することによって高温に加温され、これと燃料供給管８から供給された燃料がパイロットバーナ（図示しない）の一次火炎で着火されることによって、バーナノズル５ａから高温の火炎ｆが取鍋２内に噴出される。
【００２２】
ここで、図２に示すように、鍋蓋４のある１つの直径方向をＢとし、これより上方を上方側、下方を下方側とすると、蓄熱式バーナ５、６は、直径方向Ｂ上であって、中心Ｃ１から等距離な位置の右側に右側蓄熱式バーナ５が、左側に左側蓄熱式バーナ６がそれぞれ取り付けられる。また、右側蓄熱式バーナ５および左側蓄熱式バーナ６は、その長さ方向が、互いに平行に、かつ鍋蓋４の直径方向Ｂに対してほぼ直角に設けられる。
【００２３】
詳説すると、右側蓄熱式バーナ５は、そのバーナノズル５ａの位置を直径方向Ｂ上の中心Ｃ１より右側に適宜間隔をおいて設定し、その長さ方向が直径方向Ｂに対してほぼ直角であって、バーナノズル５ａより下方側に蓄熱体５ｃを向けて配置される。また、左側蓄熱式バーナ６は、そのバーナノズル６ａの位置を直径方向Ｂ上の中心Ｃ１より左側に、右側のバーナノズル５ａと等しい間隔をおいて設定され、その長さ方向が直径方向Ｂに対してほぼ直角であって、バーナノズル６ａより上方側に蓄熱体６ｃを向けて配置される。
【００２４】
本実施形態では、鍋蓋４に対する蓄熱式バーナ５、６の配置を、右側蓄熱式バーナ５および左側蓄熱式バーナ６の長さ方向と、鍋蓋４の直径方向Ｂがほぼ直角になるように設定したが、鍋蓋４の中心Ｃ１に関して、蓄熱式バーナ５、６とが互いに点対称に配置されていれば、これに限られない。
【００２５】
これに加えて、バーナノズル５ａ、６ａは、これより噴出される火炎ｆが鍋蓋４の中心Ｃ１から高さ方向におろした軸線Ｘ上に向かって噴出されるように、軸線Ｘ上に向かうように角度をつけて設けられる。特に、バーナノズル５ａ、６ａは、取鍋２の深さ方向中間位置Ｃ２に火炎ｆが向かうような角度をつけて設置するのが好ましい。
【００２６】
次に、本実施形態にかかる取鍋予熱装置１の作用について説明すると、使用に際しては、空の取鍋２の鍋蓋４に取り付けられた一対の蓄熱式バーナ５、６で、取鍋２内の軸線Ｘ上に向けて、交互に火炎ｆを噴出して燃焼する。一定時間予熱した後に、鍋蓋４を、ワイヤーＷを介してクレーンなどで吊って開放し、溶鋼を受鋼し次工程に向けて運搬する。
【００２７】
本実施形態に示される取鍋予熱装置１においては、バーナーノズル５ａ、６ａを角度をつけて配設し、火炎ｆを鍋蓋４中心Ｃ１からの軸線Ｘ方向に向かわせることによって、従来の、一対の交番型蓄熱式バーナを有する取鍋予熱装置による予熱作業に比べ、中心の軸線Ｘから左側の領域や、右側の領域に火炎ｆが偏って噴出されることなく、取鍋２の中心軸である軸線Ｘ上の周辺部が加熱され、取鍋２内部を均一に予熱することができる。
【００２８】
加えて、取鍋２の深さ方向の中間位置Ｃ２の周辺部へ向けて高温の火炎ｆが噴出されることによって、図１に示すように、取鍋２内部を熱風が旋回する。これによって取鍋２の隅々まで熱が行き渡り、取鍋２の内部雰囲気をいっそう効率よく均一な温度に加熱することができる。
【００２９】
本実施形態では、鍋蓋４に対して蓄熱式バーナ５、６を互いに点対称に設けたことによって、重量物である一対の蓄熱体５ｃ、６ｃを含む蓄熱式バーナ５、６を、鍋蓋４に対してバランスよく配設することができる。これによって、鍋蓋４の重量バランスを取るために大重量のバランスウェイトなど、大がかりな装置を設ける必要もなく、鍋蓋４の数カ所をワイヤーで吊す等の簡易な方法で鍋蓋４をバランスよく開閉することができる。また、鍋蓋４の重量バランスがとれているため、例えば変形防止の補強のために鍋蓋４にリブなどを形成しなくても、鍋蓋４の変形を防ぐことができる。
【００３０】
本実施形態では、一対の蓄熱式バーナ５、６を使用している。このため、背景技術で述べた一台タイプの蓄熱式バーナを鍋蓋の中心に設けて構成する場合に比べて、大型のものにも適用できる。具体的には、一台タイプでは、せいぜい２０万Ｋｃａｌ／ｈｒ程度の能力しか確保できないが、一対の蓄熱式バーナ５、６では、５０万Ｋｃａｌ／ｈｒ以上の能力を確保することができ、小型の取鍋２から大型のものまで対応させて、取鍋２内部を均一に予熱できる。
【００３１】
次に、本実施形態にかかる取鍋予熱装置１の第１変形例について説明する。第１変形例では、一対の蓄熱式バーナ５、６は、その長さ方向側部が互いに面するように、鍋蓋４上に配置されている。
【００３２】
図５に基づいてさらに詳しく説明すると、右側蓄熱式バーナ５は、図２と同様に、そのバーナノズル５ａが鍋蓋４の中心Ｃ１から、ある直径方向Ｂ上に適宜な間隔をおいて配置される。特に、本変形例では、右側蓄熱式バーナ５はその長さ方向が、直径方向Ｂに対し一定角度をもった別の直径方向Ｄに対して平行に配置される。また、左側蓄熱式バーナ６は、そのバーナノズル６ａが鍋蓋４の中心Ｃ１から、直径方向Ｂ上に、右側のバーナノズル５ａと等しい間隔をおいて配置され、かつその長さ方向が直径方向Ｄに平行に、すなわち右側蓄熱式バーナ５と平行に配置される。
【００３３】
これにより、蓄熱式バーナ５、６を鍋蓋４の外周縁からはみ出すことなく鍋蓋４上に収納することが可能となる。したがって余分なスペース設けることなく取鍋予熱装置１を設置できる。特に、比較的小さなサイズの取鍋予熱装置１などでは、鍋蓋４に対して蓄熱バーナ５、６が大きい場合、上記のような配置にすることで、取鍋予熱装置１の設置スペースをコンパクトにできる。また、蓄熱式バーナ５、６が鍋蓋４からはみ出ないため、ワイヤー孔７の取り付け位置を自由に設定できる。
【００３４】
次に、本実施形態にかかる取鍋予熱装置１の第２変形例について説明する。第２変形例では、図６に示すように、燃料供給管８’が、右側バーナノズル５ａと左側バーナノズル６ａの間に設けられている。そして、スパークプラグ９が、燃料供給管８’のすぐ近傍に設けられている。
【００３５】
右側燃焼ノズル５ａおよび左側燃焼ノズル６ａからは、交互に高温の燃焼用空気ａが噴出され、この燃焼用空気ａと燃料供給管８’の燃料がスパークプラグ９で着火されることで、取鍋２の中心軸である軸線Ｘ上へ向けて火炎ｆが生成される。
【００３６】
上記の火炎ｆによって、取鍋２の中心軸である軸線Ｘ上の周辺部が加熱され、取鍋２内部を均一に予熱することができる。加えて、取鍋２の深さ方向の中間位置Ｃ２の周辺部へ向けて高温の火炎ｆが噴出されることによって、取鍋２内部を熱風が旋回する。これによって、上記実施形態と同様に、取鍋２の隅々まで熱が行き渡り、取鍋２の内部雰囲気をいっそう効率よく均一な温度に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる取鍋予熱装置の好適な実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１に示した取鍋予熱装置の平面図である。
【図３】図２中、Ａ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図２の鍋蓋をクレーンで吊り下げた状態を示す側面図である。
【図５】本発明にかかる取鍋予熱装置の第１変形例を示す平面図である。
【図６】本発明にかかる取鍋予熱装置の第２変形例を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    取鍋予熱装置
２    取鍋
３    開口部
４    鍋蓋
５    右側蓄熱式バーナ
６    左側蓄熱式バーナ
５ａ  バーナノズル
６ａ  バーナノズル
ｆ    火炎
Ｘ    軸線
【図１】
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【図２】
2010179369.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010179369.tif 000006
【図５】
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【図６】
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