(57)【要約】【課題】搬送装置によって被加熱材下面に偏熱が生じることを防止して、被加熱材を均一に加熱することができる加熱炉の操業方法を提供する。【解決手段】加熱炉１の下部に、被加熱材２を炉長方向へ搬送する搬送装置を配設するとともに、加熱炉下部の側壁４に、被加熱材の下面を加熱するために、炉幅方向に対面させた２台のバーナ５を、炉長方向に並設した加熱炉の操業方法であって、これら２台のバーナを同時に燃焼する。バーナは、側壁に隣接する一対が交番燃焼する。バーナは、蓄熱交番燃焼式バーナである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉の下部に、被加熱材を炉長方向へ搬送する搬送装置を配設するとともに、該加熱炉下部の側壁に、該被加熱材の下面を加熱するために、炉幅方向に対面させた２台のバーナを、炉長方向に並設した加熱炉の操業方法であって、
これら２台のバーナを同時に燃焼することを特徴とする加熱炉の操業方法。
【請求項２】
前記バーナは、該側壁に隣接する一対が交番燃焼することを特徴とする請求項１に記載の加熱炉の操業方法。
【請求項３】
前記バーナは、蓄熱交番燃焼式バーナであることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱炉の操業方法。
【請求項４】
前記搬送装置は、炉幅方向の中央近辺に寄せて、互いに所定の間隔を隔てて配設されるスキッドビームであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の加熱炉の操業方法。
【請求項５】
前記所定の間隔は、炉内幅の１／２以下に設定されることを特徴とする請求項４に記載の加熱炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉の下部に、被加熱材を炉長方向へ搬送する搬送装置を配設した加熱炉の操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱炉の下部に、被加熱材を炉長方向へ搬送する搬送装置を配設した加熱炉として、主にウォーキングビーム式炉や、プッシャー式炉などが知られている。ウォーキングビーム式炉は、一般的には、ウォーキングビーム方式で駆動され、炉内に固定される固定スキッドビームと、搬送方向へ可動可能な可動スキッドビームとからなる搬送装置（ウォーキングビームやスキッドビームと呼ばれる）を備えている。具体的には、ウォーキングビーム式炉は、特許文献１に開示されるように、鋼片が搬入口から搬出口に向けて加熱されながら搬送装置によって順次移動する加熱炉であって、その側壁に蓄熱式バーナーが、鋼片の上方および下方に設けられる構造である。
【０００３】
また、特許文献２に開示されるように、被加熱材を搬送装置に支持し、装入側から抽出側に搬送する間に被加熱材を加熱する加熱炉であって、抽出側において搬送装置の位置が炉幅方向にシフトされており、搬送装置の位置が炉幅方向にシフトされているゾーンの下部燃焼帯の搬送装置と平行な加熱炉側壁に、燃焼と非燃焼を周期的に繰り返す交番燃焼バーナが複数設けられた構造をとるウォーキングビーム式炉もある。
【０００４】
一方、プッシャー式炉は、例えば、特許文献３で開示されるように、炉内に固定配置され、スキッドパイプおよびスキッドレールからなる固定スキッドビームと、スキッドレール上を摺動可能で圧延材料を一定ストロークずつ炉内に押し込むプッシャーとからなる搬送装置を備えている。
【特許文献１】特許第２７９６０２７号公報
【特許文献２】特開平１０−３１７０５３号公報
【特許文献３】特開平７−２５２５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウォーキングビーム式炉やプッシャー式炉に代表される、上記従来の加熱炉にあっては、被加熱材の均一加熱が製品の品質を左右する重要な要因となる。このため、このような加熱炉においては、側壁の上部および下部に設けられたバーナーについて、その炉幅方向に対面する２台のバーナを一対とし、これらをそれぞれ交番燃焼することで被加熱材を均一に加熱する方法がとられていた。これは、一方のバーナからの火炎を、炉幅方向へ向けて、被加熱材の上面および下面と略並行に噴出させることで、この火炎の輻射によって被加熱材を均一に加熱しようとするものである。これにより、被加熱材の上面においては、均一加熱が可能となった。しかし、被加熱材の下面においては、搬送装置の影となって火炎の輻射が遮られることにより、低温部分が生じるという問題があった。特に、固定スキッドビームや可動スキッドビームなどは、それぞれが炉幅方向に所定間隔を隔てて向かい合って配設されており、これらの間の領域については、影となる部分が集約されているため、火炎の輻射が遮られて低温部分ができることで、被加熱材に偏熱が生じるという問題があった。
【０００６】
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、搬送装置によって被加熱材下面に偏熱が生じることを防止して、被加熱材を均一に加熱することができる加熱炉の操業方法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】
【０００７】
本発明にかかる加熱炉の操業方法は、加熱炉の下部に、被加熱材を炉長方向へ搬送する搬送装置を配設するとともに、該加熱炉下部の側壁に、該被加熱材の下面を加熱するために、炉幅方向に対面させた２台のバーナを、炉長方向に並設した加熱炉の操業方法であって、これら２台のバーナを同時に燃焼することを特徴とする。
【０００８】
前記バーナは、該側壁に隣接する一対が交番燃焼することを特徴とする。
【０００９】
前記バーナは、蓄熱交番燃焼式バーナであることを特徴とする。
【００１０】
前記搬送装置は、炉幅方向の中央近辺に寄せて、互いに所定の間隔を隔てて配設されるスキッドビームであることを特徴とする。
【００１１】
前記所定の間隔は、炉内幅の１／２以下に設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる加熱炉の操業方法にあっては、搬送装置によって被加熱材下面に偏熱が生じることを防止して、被加熱材を均一に加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、本発明にかかる加熱炉の操業方法の好適な一実施形態を、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の加熱炉１の操業方法においては、被加熱材２を搬入口から搬出口へ炉長方向に搬送する搬送装置が、その下部に配設されるとともに、被加熱材２の下面を加熱する複数のバーナ５が、その側壁４の上部および下部に炉長方向に並設された加熱炉１を用いる。図１（ａ）は、本発明にかかる加熱炉１の概要を示す側断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の加熱炉１の概要を示す平断面図である。図示される加熱炉１は、搬送装置に、炉幅方向の中央近辺に寄せて、互いに所定間隔を隔てて配設したスキッドビーム３を用い、被加熱材２として鋼片などの金属材を加熱するウォーキングビーム式加熱炉である。被加熱材２は、図１（ｂ）に示すように、炉幅方向に様々な幅長のものが連続して搬送されている。
【００１４】
スキッドビーム３は、炉底に配設されており、固定スキッドビーム３ａおよび可動スキッドビーム３ｂとで構成される。図示例にあっては、互いに隣接した固定スキッドビーム３ａと可動スキッドビーム３ｂとからなるスキッドビーム３が、炉幅方向に互いに所定間隔を隔てて配設されている。これらスキッドビーム３は、後述する最小幅ｗ１の被加熱材２にあわせて、これを載置可能な間隔を隔てて炉幅方向の中央に寄せて設けられている。固定スキッドビーム３ａに載置された状態の被加熱材２は、可動スキッドビーム３ｂが上昇して搬出口１０側へ移動することで、可動スキッドビーム３ｂに支持されつつ搬出口１０側へ移動する。この状態で可動スキッドビーム３ｂが下降し、もとの位置に戻る。これを繰り返すことで、スキッドビーム３は、被加熱材２を搬入口から搬出口１０まで搬送する。
【００１５】
加熱炉１の左右側壁４には、被加熱材２を挟んで上部及び下部に、バーナ５が配設される。左右側壁４のバーナ５は、炉長方向に適宜間隔をおいて、それぞれ複数台並設される。また、左右側壁４のバーナ５は、それぞれ互いに対面する位置に配設される。側壁４の上部に並設されたバーナ５の燃焼領域として上部加熱帯６が形成される。また、側壁４の下部に並設されたバーナ５の燃焼領域として下部加熱帯７が形成される。
【００１６】
本実施形態にあっては、バーナ５は蓄熱交番燃焼式バーナが使用される。蓄熱交番燃焼式バーナは、２台１対で構成され、図２、３に示すように、燃焼空気を燃焼側のバーナへ供給する給気ブロア９ａと、排ガスを炉外へ送出する排気ブロア９ｂとを切替弁８で切り換えて交番燃焼される。蓄熱交番燃焼式バーナにはバーナ口の奥に蓄熱体が設けられており、非燃焼時に排ガスによって温められた蓄熱体が、燃焼時には燃焼空気を温めることで炉内が効率良く加熱される。
【００１７】
本実施形態にあっては、上記構成を具備する加熱炉１において、以下に示すような操業方法が用いられる。図２には、上部加熱帯６でのバーナ５の燃焼状態を表わす状態図が示される。図３には、下部加熱帯７でのバーナ５の燃焼状態を表わす状態図が示される。図４には、加熱炉１内のバーナ５の燃焼状態を表わす正断面図が示される。
【００１８】
上部加熱帯６においては、従来どおり、炉幅方向に対面する２台のバーナ５を一対とし、交互に燃焼させる。これら対面するバーナ５の一方から、炉幅方向に火炎が噴出し、この火炎が被加熱材２上面に略並行に、被加熱材２のほぼ全長に渡って噴出されるため、上部加熱帯６の炉幅方向の温度分布が均一となり、被加熱材２上面が均一に加熱される。また、上部加熱帯６においては、側壁４に隣接する２対のバーナ５の燃焼タイミングを交互にすることで、図２のように千鳥状に火炎が噴出される。
【００１９】
他方、下部加熱帯７においては、従来のように、炉幅方向に対面する２台のバーナ５を交互に燃焼させるとすれば、スキッドビーム３が障害となってしまう。このため、一対のスキッドビーム３間の領域Ｓ１は、スキッドビーム３とこれに対面するバーナ５との間の領域Ｓ２に比べて、火炎の輻射を遮る低温部分が生じてしまう。しかるに、本実施形態では、下部加熱帯７においては、炉幅方向に対面する２台のバーナ５を同時に燃焼させる。これにより、一方のバーナ５の火炎だけでは低温部分が生じてしまっていたスキッドビーム３間の領域Ｓ１についても、対面するバーナ５の火炎が互いに重なるように集中することによって、その輻射が遮られることなく温度上昇が得られ、炉幅方向の温度分布を均一にすることができる。これにより、スキッドビーム３間の領域Ｓ１と、スキッドビーム３とバーナ５との間の領域Ｓ２とで、被加熱材２に与える熱量が同程度となり、スキッドビーム３によって被加熱材２下面に偏熱が生じることを防止して、被加熱材２下面を均一に加熱することができる。
【００２０】
このときには、図３に示すように、側壁４に隣接する２台の蓄熱交番燃焼式バーナを一対とし、対面するバーナ５を同時に燃焼するとともに、隣接する一対のバーナ５で燃焼・非燃焼を交互に行うのが好ましい。このようにすれば、対面する２台のバーナ５が燃焼しているときに、これらのバーナ５と対をなす隣接する２台のバーナ５は、非燃焼状態となる。これにより、下部加熱帯７の炉幅方向について、対面するバーナ５周囲の温度分布をそれぞれ均一にすることができる。
【００２１】
図５には、スキッドビーム３に、幅の異なる２つの被加熱材２が載置された状態の加熱炉１の正断面図が示される。被加熱材２の搬送可能な最小幅がｗ１、搬送可能な最大幅がｗ２である。前述したように、加熱炉１内では、幅の異なる被加熱材２が連続して処理される場合があるが、本実施形態にあっては、上部加熱帯６のみならず下部加熱帯７においても、被加熱材２の幅によらず、その均一加熱が可能となる。これは、下部加熱帯７において、対面するバーナ５の同時燃焼により、スキッドビーム３間の領域Ｓ１にあっても、火炎の輻射を遮る低温部分が生じることなく、温度を上昇させることができ、この領域Ｓ１と、スキッドビーム３とバーナ５間の領域Ｓ２との温度分布が均一になるためである。これにより、スキッドビーム３間の領域Ｓ１と、スキッドビーム３とバーナ５間の領域Ｓ２とに跨って搬送される最大幅ｗ２の被加熱材２全体については均一の加熱が可能となる。そして、その大部分がスキッドビーム３間の領域Ｓ１内に位置する最小幅ｗ１の被加熱材２についても、最大幅ｗ２の被加熱材２とばらつきなく、均一に加熱処理をすることが可能となる。
【００２２】
ここで、搬送可能な被加熱材２の最大幅ｗ２は、加熱炉１の炉内幅に依存し、炉内幅よりもやや短く設定される。また、搬送可能な被加熱材２の最小幅ｗ１は、互いに間隔をおいて向かい合うスキッドビーム３間の幅長に依存する。換言すると、スキッドビーム３は、被加熱材２の最小幅ｗ１にあわせて、これを載置できる程度の間隔を隔てて配設すればよいこととなる。
【００２３】
本実施形態に用いられる加熱炉１は、様々な幅長の被加熱材２を搬送すべく、その最小幅ｗ１を短く設定している。このため、スキッドビーム３は、最小幅ｗ１の被加熱材２が載置可能な程度の間隔を隔てるように、炉幅方向の中央近辺まで寄せて配設されている。このように、互いに向かい合うスキッドビーム３が、炉幅方向の中央近辺に寄せて配設された加熱炉１においても、搬送される被加熱材２の均一加熱が可能になる。
【００２４】
本実施形態にかかる加熱炉１の操業方法においては、最小幅ｗ１の被加熱材２を載置可能にすべく、互いに所定間隔を隔てて配設されたスキッドビーム３間の間隔を、炉内幅の１／２以下に設定した場合に、特に上記作用効果が発揮される。これは具体的には、搬送可能な被加熱材２の最小幅ｗ１を最大幅ｗ２の１／２以下の幅に設定した加熱炉１の場合には、被加熱材２の幅長に依存せず、特に効果的に均一加熱が可能となるということである。例えば、炉内幅が８ｍで、搬送可能な被加熱材２の最大幅ｗ２が７ｍである場合の加熱炉１において、最小幅ｗ１が３ｍの被加熱材２が載置できる程度にまで、向かい合うスキッドビーム３を中央近辺に寄せて配設させた場合である。
【００２５】
本実施形態にあっては、搬送装置に、固定スキッドビーム３ａおよび可動スキッドビーム３ｂからなるスキッドビーム３が適用されるウォーキングビーム式炉について説明したが、これに限られるものではない。例えば、プッシャー式炉など、被加熱材２を炉長方向に搬送する搬送装置として固定スキッドビームおよびプッシャーなどを配設した加熱炉であってもよい。
【００２６】
本実施形態にあっては、様々な幅長の被加熱材２を連続して搬送する加熱炉１の操業方法を説明した。しかしながら、被加熱材２は同一幅のものを連続して搬送してもよいのはもちろんである。さらに、幅の短い被加熱材２を使用するためスキッドビーム３を炉幅方向の中央に寄せて配設したが、スキッドビーム３の配設位置はこれに限られるものではない。
【００２７】
本実施形態にあっては、固定スキッドビーム３ａと可動スキッドビーム３ｂは、それぞれ一対ずつ設けていた。しかしながら、これらスキッドビーム３の数は一対ずつに限定されるものではない。
【００２８】
本実施形態にあっては、バーナ５として一対の蓄熱交番燃焼式バーナを使用していたが、これに限られない。加熱炉１に使用される周知のバーナを適用してもよい。また、下部加熱帯７では、炉幅方向に対面するバーナ５を同時に燃焼させていれば、炉長方向に隣接するバーナ５を交互に燃焼しなくてもよい。
【００２９】
本実施形態にあっては、上部加熱帯６においては、幅方向に対面する２台のバーナ５を一対とし、交互に燃焼させていた。しかしながら、上部加熱帯６のバーナ５の構成および燃焼方法においては、これに限定するものでない。周知の燃焼方法を適用できるものである。
【００３０】
本実施形態にあっては、バーナ５の燃焼方式については特定していない。しかしながら、バーナ５の燃焼方式は、燃料と燃焼空気とをバーナ口で点火することで、炉内に火炎を噴出する直火燃焼方式や、炉内に燃料と燃焼空気とを直接噴射して緩慢燃焼させる方式など、周知の燃焼方式を適用できるものである。
【００３１】
本実施形態にあっては、互いに所定間隔を隔てて配設されたスキッドビーム３間の間隔を、炉内幅の１／２以下に設定した場合を例示していた。しかしながら、本願発明にかかる加熱炉の操業方法は、加熱炉の下部に搬送装置が配置されることで、その搬送装置の影の影響で、被加熱材の下面からの入熱が低減される加熱炉に対しての燃焼方法であり、搬送装置間の間隔を炉内幅の１／２以下に制約するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明にかかる加熱炉の操業方法の好適な一実施形態を示す、加熱炉の概略図である。
【図２】図１の加熱炉にあって、上部加熱帯でのバーナの燃焼状態を示す状態図である。
【図３】図１の加熱炉にあって、下部加熱帯でのバーナの燃焼状態を示す状態図である。
【図４】図１の加熱炉にあって、バーナの燃焼状態を示す正断面図である。
【図５】図１の加熱炉にあって、幅の異なる被加熱材の搬送状態を示す正断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    加熱炉
２    被加熱材
３    スキッドビーム
３ａ  固定スキッドビーム
３ｂ  可動スキッドビーム
４    側壁
５    バーナ
ｗ１  最小幅
ｗ２  最大幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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