(57)【要約】【課題】加熱炉や熱処理炉のエネルギー効率を高めることにある。【解決手段】加熱炉または熱処理炉から排出される燃料ガスの燃焼後の排ガスを、前記加熱炉または熱処理炉に搬入される被加熱材に導いて、その排ガスの廃熱で前記被加熱材の予熱を行うことを特徴とする被加熱材の予熱方法である。【選択図】図１
2014219139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉または熱処理炉から排出される燃料ガスの燃焼後の排ガスを、前記加熱炉または熱処理炉に搬入される被加熱材に導いて、その排ガスの廃熱で前記被加熱材の予熱を行うことを特徴とする被加熱材の予熱方法。
【請求項２】
被加熱材の搬送に関して加熱炉または熱処理炉の上流に位置し、前記加熱炉または熱処理炉から排出される燃料ガスの燃焼後の排ガスを供給されて、その排ガスの廃熱で前記加熱炉または熱処理炉に搬入する被加熱材の予熱を行うことを特徴とする被加熱材の予熱装置。
【請求項３】
炉体の搬入端部から搬出端部へ向けてその炉体内で前記被加熱材を搬送するローラーコンベヤーと、
前記搬入端部から前記搬出端部付近まで延在し、前記搬入端部側から前記排ガスを供給されてその排ガスを前記ローラーコンベヤーへ向けて前記炉体内へ放出する排ガス供給路と、
前記搬出端部に設けられ、前記炉体内の排ガスを炉外に排出する排ガス排出路と、
前記搬入端部および搬出端部にそれぞれ設けられた開閉扉と、
を具えることを特徴とする請求項２記載の被加熱材の予熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブや厚板等の被加熱材を加熱炉または熱処理炉で加熱する前に予熱する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
厚板工場、形鋼工場、熱延工場等では、スラブ、ビレット等の被加熱材を連続式またはバッチ式の加熱炉で加熱して熱間圧延等を行い、また、厚板等の被加熱材を連続式またはバッチ式の熱処理炉で加熱して熱処理を行っている。
【０００３】
例えば厚板の製造の場合は、連続式鋳造機で鋳造されたスラブが、台車あるいはコンベヤーで厚板工場へ運ばれ、例えば図６に示すように、加熱炉１の一種である連続式加熱炉１Ａ（図では三炉示す）の手前のストックヤード２に一時的にストックされる。この時のストック期間に応じてスラブ温度は低下し、最大で常温まで低下する。このスラブが装入側の搬送装置３により連続式加熱炉１Ａの前に運ばれ、圧延スケジュールに応じて装入装置４により連続式加熱炉１Ａに順次装入され、１２００℃程度の所定温度まで加熱されて抽出装置５により連続式加熱炉１Ａから抽出され、抽出側の搬送装置３により図示しない圧延機に送られる。その際、ストックヤードでのスラブの温度低下を防止するために、保温カバーを用いることは従来から試みられている（特許文献１参照）。また、熱処理の場合は、常温の厚板が、連続式またはバッチ式の熱処理炉で７００℃あるいは１２００℃程度まで加熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−０１８２１６号公報
【特許文献２】特開昭５８−０９５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
厚板工場の連続式加熱炉１Ａの場合、図７に示すように、その連続式加熱炉１Ａ内に例えばウォーキングビーム式の搬送機構１ａが搬送方向に沿って設置され、装入扉１ｂの開閉の際に装入側の搬送装置３から装入装置４により連続式加熱炉１Ａ内の装入側端部に装入されたスラブをその搬送機構１ａで抽出側端部まで搬送する間に、スラブの上下に配置された複数のバーナー１ｃでＣガス（コークス炉ガス）やＭガス（コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガス）等の燃料ガスを燃焼させて、装入側から順に予熱帯、加熱帯および均熱帯で所定温度に制御しながらスラブを加熱し、連続式加熱炉１Ａ内の抽出側端部に到達したスラブを搬出扉１ｄの開閉の際に抽出装置５により抽出側の搬送装置３に抽出する。
【０００６】
連続式加熱炉１Ａ内には燃焼空気用ブロワ１ｅにより燃焼空気が供給され、連続式加熱炉１Ａ内の燃料ガスの燃焼後の排ガスは、主管路１ｆおよび分岐管路１ｇを通って排気用ブロワ１ｈにより連続式加熱炉１Ａ内へ戻され循環された後、煙突６へ送られて外部へ排出される。また、連続式加熱炉１Ａ内の排ガスは、その連続式加熱炉１Ａの装入側端部である炉尻からも炉尻煙道１ｉを通って煙突６へ送られて外部へ排出される。
【０００７】
その際、連続式加熱炉１Ａから排出される排ガスの廃熱は、リジェネバーナーあるいはレキュペレーター等が持つ熱交換器でその一部を回収されて利用されるが、大半は排ガスに残って排ガスとともに煙突６から排出される。また、連続式熱処理炉の場合も、ＣガスやＭガス等の燃料ガスをバーナーで燃焼させて、装入側から順に加熱帯および均熱帯で所定温度に制御しながら厚板を加熱する。その際、熱処理炉から排出される排ガスの廃熱は、大半は排ガス中に残って煙突等から排出される。従って、加熱炉や熱処理炉におけるエネルギー効率は、従来は充分に高いとはいえなかった。
【０００８】
ところで、電気炉の操業においてスクラップ等から発生する高温の排ガスを予熱装置に導いて、その予熱装置内の排ガスでスクラップを予熱し、予熱により昇温したスクラップを電気炉で溶融させることで、排気ガスの廃熱を有効利用して電気炉の消費電力を低減させ、エネルギー効率を高めることが提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑みて加熱炉や熱処理炉のエネルギー効率を高め、前記従来の技術の課題を解決する方法および装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の被加熱材の予熱方法は、加熱炉または熱処理炉から排出される燃料ガスの燃焼後の排ガスを、前記加熱炉または熱処理炉に搬入される被加熱材に導いて、その排ガスの廃熱で前記被加熱材の予熱を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明の被加熱材の予熱装置は、被加熱材の搬送に関して加熱炉または熱処理炉の上流に位置し、前記加熱炉または熱処理炉から排出される燃料ガスの燃焼後の排ガスを供給されて、その排ガスの廃熱で前記加熱炉または熱処理炉に搬入する被加熱材の予熱を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の被加熱材の予熱方法によれば、加熱炉または熱処理炉から排出される燃料ガスの燃焼後の排ガスを、前記加熱炉または熱処理炉に搬入される被加熱材に導いて、その排ガスの廃熱で前記被加熱材の予熱を行うので、従来は回収されずに廃棄されていた燃料ガスの燃焼後の排ガスの廃熱を被加熱材の予熱に利用し得て、加熱炉や熱処理炉のエネルギー効率を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の被加熱材の予熱装置によれば、当該装置が被加熱材の搬送に関して加熱炉または熱処理炉の上流に位置し、前記加熱炉または熱処理炉から排出される、燃料ガスの燃焼後の排ガスを供給されて、その排ガスの廃熱で前記加熱炉または熱処理炉に搬入する被加熱材の予熱を行うので、従来は回収されずに廃棄されていた燃料ガスの燃焼後の排ガスの廃熱を被加熱材の予熱に利用し得て、加熱炉や熱処理炉のエネルギー効率を高めることができる。
【００１４】
なお、本発明の被加熱材の予熱装置においては、炉体の搬入端部から搬出端部へ向けてその炉体内で前記被加熱材を搬送するローラーコンベヤーと、前記搬入端部から前記搬出端部付近まで延在し、前記搬入端部側から前記排ガスを供給されてその排ガスを前記ローラーコンベヤーへ向けて前記炉体内へ放出する排ガス供給路と、前記搬出端部に設けられ、前記炉体内の排ガスを炉外に排出する排ガス排出路と、前記搬入端部および搬出端部にそれぞれ設けられた開閉扉と、を具えていてもよい。
【００１５】
このようにすれば、ローラーコンベヤーを用いることにより炉体を低く構成でき、排ガス供給路の搬入端部側から排ガスを供給することにより、最も高温の排ガスで搬入直後の被加熱材を加熱でき、しかも被加熱材の搬入および搬出時以外の開閉扉の閉止により排ガスの無駄な流出を防止できるため、排ガスの廃熱を被加熱材の加熱に効率よく利用できるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の被加熱材の予熱方法の一実施例としてのスラブ予熱方法を示すブロック線図である。
【図２】上記実施例のスラブ予熱方法を適用した、本発明の被加熱材の予熱装置の一実施例としてのスラブ予熱装置を含む、加熱炉の周辺の設備構成を示す平面図である。
【図３】上記実施例のスラブ予熱装置の内部構成を示す断面図である。
【図４】本発明の被加熱材の予熱方法の他の一実施例としての厚板予熱方法を示すブロック線図である。
【図５】上記実施例の厚板予熱方法を適用した、本発明の被加熱材の予熱装置の他の一実施例としての厚板予熱装置を含む、加熱炉および熱処理炉の周辺の設備構成を示す平面図である。
【図６】従来の加熱炉周辺の設備構成を例示する平面図である。
【図７】従来の連続式加熱炉の内部構成を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに、図１は、本発明の被加熱材の予熱方法の一実施例としてのスラブ予熱方法を示すブロック線図であり、図中従来例と同様の部分は、それと同一の符号にて示す。すなわち、この実施例のスラブ予熱方法では、加熱炉１からの高温の排ガスを図では三基のスラブ予熱装置７に供給して、その排ガスの廃熱でスラブ予熱装置７内のスラブを予熱し、スラブ予熱装置７内を通ってスラブに廃熱を放熱した排ガスを、排気ファン８でスラブ予熱装置７内から引き出して煙突６から放出する。
【００１８】
図２は、上記実施例のスラブ予熱方法を適用した、本発明の被加熱材の予熱装置の一実施例としてのスラブ予熱装置７を含む、加熱炉１としての連続式加熱炉１Ａおよびバッチ式加熱炉１Ｂの周辺の設備構成を示す平面図であり、ここでは、連続式鋳造機で鋳造されたスラブが、台車あるいはコンベヤーで厚板工場へ運ばれてストックヤード２に一時的にストックされる。この時のストック期間に応じてスラブ温度は低下し、最大で常温まで低下する。このスラブが圧延スケジュールに応じて、図では三基示すスラブ予熱装置７に適宜分散されて供給され、それらのスラブ予熱装置７で予熱された後、装入側の搬送装置３により図では三基示す連続式加熱炉１Ａに適宜分散されてそれらの前に運ばれて、装入装置４により連続式加熱炉１Ａに順次装入され、１２００℃程度の所定温度まで加熱されて抽出装置５により連続式加熱炉１Ａから抽出され、抽出側の搬送装置３により図示しない圧延機に送られる。また圧延スケジュールによっては、スラブ予熱装置７で予熱されたスラブがバッチ式加熱炉１Ｂで加熱された後、図示しない圧延機に送られる。
【００１９】
ここにおけるスラブ予熱装置７は、連続式加熱炉１Ａまたはバッチ式加熱炉１Ｂから排出される高温（例えば３００℃程度）の排ガスを、配管９でそのスラブ予熱装置７の一端部（図では搬入端部）に供給されてその排ガスを内部に放出するとともに、そのスラブ予熱装置７の他端部（図では搬出端部）から内部の排ガスを配管１０で引き出される。
【００２０】
なお、配管９は、各連続式加熱炉１Ａからの配管とバッチ式加熱炉１Ｂからの配管との接続部分に設けた図示しない弁を適宜開閉して、三基の連続式加熱炉１Ａおよびバッチ式加熱炉１Ｂのうち稼動中のものからの排ガスをスラブ予熱装置７に供給するとともに非稼動中の他の炉に排ガスを逆流させないようにし、三基の連続式加熱炉１Ａおよびバッチ式加熱炉１Ｂの何れか二基以上が稼動中の場合は、例えば温度が所定以上の高温の炉の排ガスをスラブ予熱装置７に供給する。
【００２１】
図３は、この実施例のスラブ予熱装置７の内部構成を示す断面図であり、このスラブ予熱装置７は、加熱炉１と同様に耐火煉瓦等の断熱材で形成された炉体７ａと、その炉体７ａの上方で炉体７ａの図では左側の搬入端部から図では右側の搬出端部付近まで延在するとともにその延在方向に沿う複数箇所で炉体７ａ内に連通する排ガス供給路７ｂと、炉体７ａの搬出端部で炉体７ａ内に連通する排ガス排出路７ｃと、炉体７ａの搬入端部の開口部をスラブＳの搬入タイミングに合わせて開閉する開閉扉７ｄと、炉体７ａの搬出端部の開口部をスラブＳの搬出タイミングに合わせて開閉する開閉扉７ｅと、炉体７ａの搬入端部の開口部と搬出端部の開口部との間で延在してスラブＳを炉体７ａの搬入端部の開口部から搬出端部の開口部まで搬送するローラーコンベヤー７ｆとを有している。
【００２２】
排ガス供給路７ｂは、基端部を図２に示す配管９に接続されて連続式加熱炉１Ａまたはバッチ式加熱炉１Ｂから排ガスを供給され、その排ガスをローラーコンベヤー７ｆの上側近傍の複数の開口端部から、ローラーコンベヤー７ｆ上を搬送されているスラブＳに吹きかけ、これによりスラブＳが最大でその排ガスの温度近くまで予熱される。炉体７ａ内に供給された排ガスは、開閉扉７ｄ，７ｅの作動により炉体７ａ外への無駄な流出を防止されてスラブＳを効率的に予熱した後、炉体７ａの搬出端部に流れ、排ガス排出路７ｃから配管１０を介して排気ファン８で吸い出されて煙突６から外部へ排出される。
【００２３】
従って、この実施例のスラブ予熱方法およびスラブ予熱装置７によれば、当該スラブ予熱装置７が、スラブＳの搬送に関して加熱炉１の上流に位置し、燃料ガスの燃焼後に加熱炉１から排出される排ガスを供給されて、加熱炉１に搬入するスラブＳの予熱をその排ガスの廃熱で行うので、従来は回収されずに廃棄されていた燃料ガスの燃焼後の排ガスの廃熱を、厚板工場で熱間圧延されるスラブＳの予熱に利用し得て、加熱炉１のエネルギー効率を高めることができる。
【００２４】
さらに、この実施例のスラブ予熱装置７によれば、炉体７ａの搬入端部から搬出端部へ向けてその炉体７ａ内でスラブＳを連続的に搬送するローラーコンベヤー７ｆと、上記搬入端部から搬出端部付近まで延在し、搬入端部側から排ガスを供給されてその排ガスをローラーコンベヤー７ｆへ向けて炉体７ａ内へ放出する排ガス供給路７ｂと、上記搬出端部に設けられ、炉体７ａ内の排ガスを炉外に排出する排ガス排出路７ｃと、それら搬入端部および搬出端部にそれぞれ設けられた開閉扉７ｄ，７ｅとを具えていることから、ローラーコンベヤー７ｆを用いることにより炉体７ａを低く構成でき、排ガス供給路７ｂの搬入端部側から排ガスを供給することにより、最も高温の排ガスで搬入直後のスラブＳを加熱でき、しかもスラブＳの搬入および搬出時以外の開閉扉７ｄ，７ｅの閉止により排ガスの無駄な流出を防止できるため、排ガスの廃熱をスラブＳの加熱に効率よく利用することができる。
【００２５】
図４は、本発明の被加熱材の予熱方法の他の一実施例としての厚板予熱方法を示すブロック線図であり、この実施例の方法では、加熱炉１または熱処理炉１１からの高温の排ガスを図では二基の厚板予熱装置１２に供給して、その排ガスの廃熱で厚板予熱装置１２内の厚板を予熱し、厚板予熱装置１２内を通ってスラブに廃熱を放熱した排ガスを、排気ファン８で厚板予熱装置１２内から引き出して煙突６から放出する。
【００２６】
図５は、上記実施例の厚板予熱方法を適用した、本発明の被加熱材の予熱装置の他の一実施例としての厚板予熱装置１２を含む、加熱炉１としての連続式加熱炉１Ａおよびバッチ式加熱炉１Ｂ並びに熱処理炉１１としての連続式熱処理炉１１Ａおよびバッチ式熱処理炉１１Ｂの周辺の設備構成を示す平面図であり、ここでは、厚板工場でスラブが熱間圧延されて製造された厚板が生産スケジュールに応じて、図では二基示す厚板予熱装置１２に適宜分散されて供給され、それらの厚板予熱装置１２で予熱された後、装入側の搬送装置３により連続式熱処理炉１１Ａに順次装入され、連続式熱処理炉１１Ａは、炉内でＣガスやＭガス等の燃料ガスをバーナーで燃焼させて、装入側から順に加熱帯および均熱帯で所定温度に制御しながら厚板を加熱する。連続式熱処理炉１１Ａ内で所定温度まで加熱されて熱処理された厚板は炉内から抽出されて、抽出側の搬送装置３により図示しない次工程に送られる。また生産スケジュールによっては、厚板予熱装置１２で予熱された厚板がバッチ式熱処理炉１１Ｂで熱処理された後、図示しない次工程に送られる。
【００２７】
そしてここにおける厚板予熱装置１２も、先の実施例のスラブ予熱装置７と同様の構成を具え、連続式加熱炉１Ａもしくはバッチ式加熱炉１Ｂまたは連続式熱処理炉１１Ａもしくはバッチ式熱処理炉１１Ｂから排出される高温（例えば３００℃程度）の排ガスを、配管９でその厚板予熱装置１２の一端部（図では搬入端部）に供給されてその排ガスを内部に放出することで、その排ガスの廃熱で内部に搬入された厚板を予熱するとともに、その厚板予熱装置１２の他端部（図では搬出端部）から内部の排ガスを配管１０で引き出される。
【００２８】
なお、配管９は、各連続式加熱炉１Ａからの配管とバッチ式加熱炉１Ｂからの配管との接続部分に設けた図示しない弁と、連続式熱処理炉１１Ａからの配管とバッチ式熱処理炉１１Ｂからの配管との接続部分に設けた図示しない弁とを適宜開閉して、三基の連続式加熱炉１Ａおよびバッチ式加熱炉１Ｂのうち稼動中のものまたは、連続式熱処理炉１１Ａおよびバッチ式熱処理炉１１Ｂのうち稼動中のものからの排ガスを厚板予熱装置１２に供給するとともに非稼動中の他の炉に排ガスを逆流させないようにし、三基の連続式加熱炉１Ａおよびバッチ式加熱炉１Ｂと、連続式熱処理炉１１Ａおよびバッチ式熱処理炉１１Ｂとのうち何れか二基以上が稼動中の場合は、例えば温度が所定以上の高温の炉の排ガスをスラブ予熱装置７に供給する。
【００２９】
従って、この実施例の厚板予熱方法および厚板予熱装置１２によれば、当該厚板予熱装置１２が、厚板の搬送に関して熱処理炉１１の上流に位置し、燃料ガスの燃焼後に加熱炉１または熱処理炉１１から排出される排ガスを供給されて、熱処理炉１１に搬入する厚板の予熱をその排ガスの廃熱で行うので、従来は回収されずに廃棄されていた燃料ガスの燃焼後の排ガスの廃熱を、厚板工場で熱処理される厚板の予熱に利用し得て、熱処理炉１１のエネルギー効率を高めることができる。
【００３０】
さらに、この実施例の厚板予熱装置１２によれば、先の実施例のスラブ予熱装置７と同様の構成を具えることから、ローラーコンベヤーを用いることにより炉体を低く構成でき、排ガス供給路の搬入端部側から排ガスを供給することにより、最も高温の排ガスで搬入直後の厚板を加熱でき、しかも厚板の搬入および搬出時以外の開閉扉の閉止により排ガスの無駄な流出を防止できるため、排ガスの廃熱を厚板の加熱に効率よく利用することができる。
【００３１】
以上、実施例に基づき説明したが、本発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、本発明の予熱装置は上述のものに限られず、複数の加熱炉や熱処理炉からそれぞれの排気ファンを用いて逆流を防止しつつ排ガスを同時に供給されるものでもよく、排ガス温度の高さに限らず排ガスの供給量にも応じて選択される供給元から排ガスを供給されても良い。また、加熱炉や熱処理炉の上流側に配置される本発明の予熱装置の数も、上記実施例に限られず、適宜増減することができる。
【００３２】
さらに、上記実施例の予熱装置ではローラーコンベヤーを用いて炉体内で被加熱材を連続的に搬送しているが、ローラーコンベヤーを断続的に作動させあるいはウォーキングビーム式の搬送機構を用いることで、被加熱材を炉体内で断続的に搬送してもよい。また上記実施例の予熱装置では排ガスを炉体の搬入端部から搬出端部付近まで炉体内に供給しているが、排ガスを炉体の搬入端部のみから炉体内に供給してもよく、排ガスの供給位置と搬出位置を上記実施例と逆にして、排ガスを炉体の搬出端部側から炉体内に供給してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
かくして本発明の被加熱材の予熱方法によれば、加熱炉または熱処理炉から排出される燃料ガスの燃焼後の排ガスを、前記加熱炉または熱処理炉に搬入される被加熱材に導いて、その排ガスの廃熱で前記被加熱材の予熱を行うので、従来は回収されずに廃棄されていた燃料ガスの燃焼後の排ガスの廃熱を被加熱材の予熱に利用し得て、加熱炉や熱処理炉のエネルギー効率を高めることができる。
【００３４】
また、本発明の被加熱材の予熱装置によれば、当該装置が被加熱材の搬送に関して加熱炉または熱処理炉の上流に位置し、前記加熱炉または熱処理炉から排出される、燃料ガスの燃焼後の排ガスを供給されて、その排ガスの廃熱で前記加熱炉または熱処理炉に搬入する被加熱材の予熱を行うので、従来は回収されずに廃棄されていた燃料ガスの燃焼後の排ガスの廃熱を被加熱材の予熱に利用し得て、加熱炉や熱処理炉のエネルギー効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  加熱炉
１Ａ  連続式加熱炉
１Ｂ  バッチ式加熱炉
１ａ  搬送機構
１ｂ  装入扉
１ｃ  バーナー
１ｄ  搬出扉
１ｅ  燃焼空気用ブロワ
１ｆ  主管路
１ｇ  分岐管路
１ｈ  排気用ブロワ
１ｉ  炉尻煙道
２  ストックヤード
３  搬送装置
４  装入装置
５  抽出装置
６  煙突
７  スラブ予熱装置
７ａ  炉体
７ｂ  排ガス供給路
７ｃ  排ガス排出路
７ｄ，７ｅ  開閉扉
７ｆ  ローラーコンベヤー
８  排気ファン
９，１０  配管
１１  熱処理炉
１１Ａ  連続式熱処理炉
１１Ｂ  バッチ式熱処理炉
１２  厚板予熱装置
Ｓ  スラブ
【図１】
2014219139.tif 000003
【図２】
2014219139.tif 000004
【図３】
2014219139.tif 000005
【図４】
2014219139.tif 000006
【図５】
2014219139.tif 000007
【図６】
2014219139.tif 000008
【図７】
2014219139.tif 000009