(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延材を粗圧延した後、巻取り・巻戻しされて仕上圧延されるコイルの両端面に対峙して設けられ、そのコイルの両端面を加熱する複数のバーナーを備えたバーナーパネルであって、上記バーナーは、燃料ガスの流路となる中空円筒形状のバーナーノズルと、先端に複数のバーナーカップが形成され、各バーナーカップの中央部に貫通孔が設けられた複合カップブロックと、を備え、前記バーナーノズルに前記複合カップブロックの貫通孔を嵌め込み、その複合カップブロックを直接パネルに固定する、ことを特徴とするバーナーパネル。
【請求項２】
前記複合カップブロックは、キャスタブル耐火材からなる直方体であり、その長手方向に前記バーナーカップが３個設けられ、さらに、その長手方向の両端部に固定用ボルト孔が設けられている、請求項１に記載のバーナーパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備におけるコイルの両端面を加熱するバーナパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粗圧延後に仕上圧延を行う熱間圧延設備では、図５（Ａ）に模式的に示すように、粗圧延機で３０〜５０ｍｍ厚のバーまで圧延し、次いで仕上圧延機で更に数ｍｍ厚のストリップまで圧延する。この場合、粗圧延完了後、仕上圧延が完了するまでの時間が長く、バーの後端が先端に比較して低温になり、均一な仕上加工が困難になる問題点があった。そこで、図５（Ｂ）に模式的に示すように、粗圧延後のバーをコイル状に巻取り、それを巻戻しながら仕上圧延する方法が既に開示されている。この方法により、バー全体の温度低下を防止し、かつ粗圧延における後端から仕上圧延するので、バーの先後端の温度差をほぼ同一にすることができる。しかし、この場合においても、バー幅方向の温度分布に着眼すると、コイルの幅中央部に比較してコイル端部は冷えやすく、そのため幅方向の温度分布の均一化に問題があった。そこで、この問題を解決するために、コイルの両端面を複数のバーナーを有するバーナーパネルで加熱する方法が採用されている。
【０００３】
ここで、図４は従来のバーナーパネルを示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。この図に示すように、バーナーパネルは、複数（ここでは９個）のバーナー８と、そのバーナー８を支持するバーナー支持部材９と、点火用のパイロットバーナー１０と、から構成される。
【０００４】
前記バーナー８は、燃料の流路となる中空円筒形状のバーナーノズル１１と、そのバーナーノズル１１の先端に螺合されたチップ１２と、から構成されている。また、前記バーナー支持部材９は、正面が開放された箱型の枠体１３と、その枠体１３の背面に設けられ内部に燃料ガス室１４ｒとなる空間を有するヘッダ１４と、そのヘッダ１４に接続された燃料ガス配管１５と、から構成されている。前記バーナー８は、バーナーノズル１１が燃料ガス室１４ｒと連通し、枠体１３の正面側に突出するように枠体１３に固定されて、バーナー支持部材９に支持されている。したがって、燃料ガス配管１５から供給される燃料ガスは、その燃料ガス供給室１４ｒを介して各バーナー８に供給される。また、各バーナー間および枠体・バーナー間にはキャスタブル耐火材１６が埋め込まれており、バーナーパネルの耐火性を向上させている。このキャスタブル耐火材１６を埋め込むときには、バーナー８の先端部に、バーナー８のチップ１２から噴射される燃料ガスを受ける湾曲した窪み１７（いわゆるバーナーカップ）が形成され、さらに、隣り合うバーナーカップ１７が連通するように、キャスタブル耐火材１６の表面に溝１８が形成される。前記パイロットバーナー１０は、パイロットガス配管１９と、点火栓２０と、火炎を放出するノズル２１と、から構成されている。このパイロットガス配管１９はバーナー支持部材９の背面に接続され、ノズル２１はヘッダ１４内をキャスタブル耐火材１６で保護されつつ貫通し、表面の溝１８に開放されている。パイロットガス配管１９から供給される点火用のパイロットガスは、予め空気と混合された予混合ガスであり、点火栓２０により点火され、その火炎はノズル２１から放出され、その放出された火炎が溝１８に沿って各バーナーカップ１７に行き渡り、各バーナー８が点火される。なお、図示していないが、枠体１３に燃料ガス供給室１４ｒを設けず、各バーナー８に燃料ガス配管１５を接続したものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したバーナーパネルは、コイルの両端面に対峙して設けられており、コイルを加熱するときには、自らもコイル端面から輻射熱を受けている。したがって、このコイルの巻取り・巻戻し作業の進行により、コイルの有無が繰り返され、バーナーパネルは輻射熱による熱サイクルを受けることになる。また、各バーナーはコイルの巻取り・巻戻し作業の進行に合わせて、高加熱と低加熱を繰り返しているため、各バーナーの近傍では、さらに熱サイクルを受けることになる。これらの熱サイクルの影響により、バーナーパネルを形成するキャスタブル耐火材が劣化し、とくにバーナーカップの部分が破損すると、バーナーの性能が著しく低下してしまう。そこで、その破損を修復する必要がある。しかし、上述した従来のバーナーパネルでは、各バーナー間および枠体・バーナー間にキャスタブル耐火材を埋め込み、このキャスタブル耐火材でバーナーカップを形成していたため、バーナーカップの１つのみが破損した場合であっても、キャスタブル耐火材の全体を交換する必要があった。また、そのキャスタブル耐火材のためにバーナーパネルを分解すると、枠体や各種配管などがコイルからの輻射熱により変形している場合もあり、その後の組立が困難であった。さらに、各バーナーに燃料ガス配管が接続されている場合には、燃料ガスが漏れてしまう蓋然性もあった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものである。すなわち、破損したバーナーカップのみを迅速かつ容易に修復することができるバーナーパネルを提供することを目的とする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明によれば、熱間圧延材を粗圧延した後、巻取り・巻戻しされて仕上圧延されるコイルの両端面に対峙して設けられ、そのコイルの両端面を加熱する複数のバーナーを備えたバーナーパネルであって、上記バーナーは、燃料ガスの流路となる中空円筒形状のバーナーノズルと、先端に複数のバーナーカップが形成され、各バーナーカップの中央部に貫通孔が設けられた複合カップブロックと、を備え、前記バーナーノズルに前記複合カップブロックの貫通孔を嵌め込み、その複合カップブロックを直接パネルに固定する、ことを特徴とするバーナーパネルが提供される。また、前記複合カップブロックは、キャスタブル耐火材からなる直方体であり、その長手方向に前記バーナーカップが３個設けられ、さらに、その長手方向の両端部に固定用ボルト孔が設けられていることが好ましい。
【００１０】
上述した本発明は、バーナーパネルを構成する部品のなかで、破損しやすく、しかも、バーナーパネルの性能に多大な影響を及ぼすバーナーカップの複数をまとめて着脱可能な構造としたものである。すなわち、複数のバーナーカップをキャスタブル耐火材からなる複合カップブロックとして独立した構成部品とし、その複合カップブロックをバーナーノズルに嵌め込むとともに、直接パネルに固定するようにしたものである。この構成により、例えば１個ないし２個のバーナーカップが破損したときには、その破損したバーナーカップを有する複合カップブロックを、ボルトの着脱作業だけで、容易に取り外すことができ、新品のカップブロックと交換することができる。したがって、バーナーパネルを分解することなく、迅速かつ容易にバーナーカップを修復することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図２及び図３を参照して説明する。なお、従来と共通する部分には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００１２】
図１は参考例のバーナーパネルを示す図であり、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。これらの図に示す参考例のバーナーパネルは、燃料ガスの流路となる中空円筒形状のバーナーノズル２と、前面にバーナーカップ３ｃが形成され、そのバーナーカップ３ｃの中央部に貫通孔３ｈが設けられたカップブロック３と、一端にフランジ４ｆを有し、他端がバーナーノズル２の先端に螺合されるチップホルダー４と、そのチップホルダー４の先端に螺合され、バーナーカップ３ｃに燃料ガスを噴射するチップ１２と、からなるバーナー１を備え、バーナーノズル２にカップブロック３の貫通孔３ｈを嵌め込んでから、チップホルダー４をバーナーノズル２に連結し、そのフランジ４ｆでカップブロック３を固定するようにしたものである。このカップブロック３は、キャスタブル耐火材からなる四角柱であることが好ましいが、この形状に限定されるものではなく、円柱であってもよい。なお、キャスタブル耐火材とは、耐火性骨材と水硬性セメントを混合した耐火材で、水で混ぜて鋳込めばそのまま耐火性構造物として使用できるものである。
【００１３】
このバーナーパネルは、上述したバーナー１と、バーナー支持部材９と、パイロットバーナー１０（図４参照）と、から構成されている。バーナー支持部材９は、正面が開放された箱型の枠体１３と、その枠体１３の背面に設けられ内部に燃料ガス室１４ｒとなる空間を有するヘッダ１４と、そのヘッダ１４に接続された燃料ガス配管１５と、から構成されている。バーナーノズル２は、燃料ガス室１４ｒと連通するように、枠体１３の正面から枠体１３の背面に設けられたナット２４に螺合され、締め付けられ、そのナット２４を枠体１３に溶接することにより固定される。その枠体１３に固定されたバーナーノズル間および枠体・バーナーノズル間には、キャスタブル耐火材１６が層状に埋め込まれ、そのキャスタブル耐火材１６にカップブロック３の底面が密着するようになっている。さらに、そのカップブロック間および枠体・カップブロック間にキャスタブル耐火材１６が埋め込まれる。このキャスタブル耐火材１６およびカップブロック３の表面には、隣り合うバーナーカップ３ｃが連通するように溝１８が形成されており、その溝１８にパイロットバーナー１０の先端が開放されている。また、このキャスタブル耐火材１６は、図示しないコイルからの輻射熱により加熱されて固化するようになっている。なお、このキャスタブル耐火材１６の代わりにセラミックファイバーなどの耐火材を使用してもよい。
【００１４】
上述した参考例は、破損しやすく、バーナーパネルの性能に多大な影響を及ぼすバーナーカップ３ｃのみを着脱可能な構造としたものである。すなわち、バーナーカップ３ｃをキャスタブル耐火材からなるカップブロック３として独立した構成部品とし、従来のバーナーノズルをバーナーノズル２とチップホルダー４とに分割し、そのチップホルダー４にカップブロック３を固定するフランジ４ｆを設けたものである。したがって、あるバーナーカップ３ｃが破損したときには、螺合されているチップ１２およびチップホルダー４をそれぞれ緩めて取り外せば、破損したカップブロック３は開放され、バーナーノズル１２およびキャスタブル耐火材１６から容易に引き抜くことができ、逆の手順により、予め製造しておいた新品のカップブロック３ｃに交換することができる。
【００１５】
図２は本発明のバーナーパネルの実施の形態を示す図であり、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。これらの図に示す本発明のバーナーパネルは、燃料ガスの流路となる中空円筒形状のバーナーノズル５と、そのバーナーノズル５の先端に螺合されたチップ１２と、先端に複数のバーナーカップ６ｃが形成され、各バーナーカップ６ｃの中央部に貫通孔６ｈが設けられた複合カップブロック６と、からなるバーナー１を備えたものである。また、このバーナーパネルは、図１に示すものと同様に、バーナー１と、バーナー支持部材９と、パイロットバーナー１０と、から構成されており、複合カップブロック６は、バーナーノズルにその貫通孔６ｈを嵌め込むとともに、直接バーナー支持部材９の枠体１３のナット部１３ｎに固定用ボルト２２で固定される。この枠体１３と複合カップブロック６の間にはキャスタブル耐火材１６が層状に埋め込まれており、図示していないが、その複合カップブロック間および枠体・カップブロック間にはキャスタブル耐火材やセラミックファイバーなどの耐火材が埋め込まれる。なお、図中、１４はヘッダ、１４ｒは燃料ガス室、１５は燃料ガス配管、１９はパイロットガス配管、２０は点火栓、２１はノズル、２４はナットである。
【００１６】
図３は複合カップブロックを示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。この図に示すように、複合カップブロック６は、キャスタブル耐火材からなる直方体であり、その長手方向にバーナーカップ６ｃが３個設けられ、さらに、その長手方向の両端部に固定用ボルト孔７が設けられたものである。各バーナーカップ６ｃは溝１８で連通しており、両端のバーナーカップ６ｃには、隣り合う複合カップブロック６のバーナーカップ６ｃと連通するように溝１８が形成されている。その溝１８にはパイロットバーナー１０のノズルが挿入される貫通孔２３が設けられている。通常、パイロットバーナー１０は各バーナーパネルに対し１個であるので、例えば、図２（Ａ）に示すような場合には、パイロットバーナー１０のノズル２１が挿入されない２つの貫通孔２３に、セラミックファイバーなどの耐火材を埋め込むようにする。なお、図示していないが、この貫通孔２３を有するものと無いものの２種類の複合カップブロック６を製造するようにしてもよい。
【００１７】
上述した本発明は、複数（ここでは３個）のバーナーカップ６ｃをまとめて着脱可能な構造としたものである。すなわち、複数のバーナーカップ６ｃをキャスタブル耐火材からなる複合カップブロック６として独立した構成部品とし、その複合カップブロック６を固定用ボルト２２で枠体１３に固定するようにしたものである。この構成により、例えば１個ないし２個のバーナーカップ６ｃが破損したときには、その破損したバーナーカップ６ｃを有する複合カップブロック６を、固定用ボルト２２の着脱作業だけで、容易に取り外すことができ、新品のカップブロック６と交換することができる。
【００１８】
図１および図２に示す参考例および実施の形態において、３行３列の合計９個のバーナー１が設けられた場合について説明したが、３行２列や２行３列など種々の組み合わせが存在し、バーナーパネルの形状についても、その使用条件により、矩形に限られず多角形の場合もあり、切り欠きを有する場合もある。したがって、図２に示す複合カップブロック６に設けられるバーナーカップ６ｃの数についても、バーナーパネルの形状などに合わせて任意に製造されるものとし、１つのバーナーパネルにおいて、カップブロック３と複合カップブロック６とを混合して使用することもあり得る。また、図示していないが、本発明のバーナーパネルでは、バーナーカップ３ｃ，６ｃを修復するときに、バーナーパネルを分解する必要がないので、ヘッダ１４（すなわち燃料ガス室１４ｒ）を設けず、各バーナー１ごとに燃料ガス配管を接続するようにしてもよい。さらに、各バーナー１に供給される燃料ガスの代わりに、燃料ガスと空気とを予め混合しておいた予混合ガスを供給するようにしてもよい。
【００１９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
上述した本発明のバーナーパネルによれば、バーナーパネルを構成する部品のなかで、破損しやすく、しかも、バーナーパネルの性能に多大な影響を及ぼすバーナーカップの複数をまとめて着脱可能な構造としたものである。すなわち、複数のバーナーカップをキャスタブル耐火材からなる複合カップブロックとして独立した構成部品とし、その複合カップブロックをバーナーノズルに嵌め込むとともに、直接パネルに固定するようにしたものである。この構成により、例えば１個ないし２個のバーナーカップが破損したときには、その破損したバーナーカップを有する複合カップブロックを、ボルトの着脱作業だけで、容易に取り外すことができ、新品のカップブロックと交換することができる。したがって、バーナーパネルを分解することなく、迅速かつ容易にバーナーカップを修復することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例のバーナーパネルを示す図であり、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】本発明のバーナーパネルの実施の形態を示す図であり、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図３】複合カップブロックを示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】従来のバーナーパネルを示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】粗圧延後に仕上圧延を行う熱間圧延設備を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１ バーナー
２，５ バーナーノズル
３ カップブロック
３ｃ バーナーカップ
３ｈ 貫通孔
４ チップホルダー
４ｆ フランジ
６ 複合カップブロック
６ｃ バーナーカップ
６ｈ 貫通孔
７ 固定用ボルト孔
８ バーナー
９ バーナー支持部材
１０ パイロットバーナー
１１ バーナーノズル
１２ チップ
１３ 枠体
１３ｎ ナット部
１４ ヘッダ
１４ｒ 燃料ガス室
１５ 燃料ガス配管
１６ キャスタブル耐火材
１７ バーナーカップ
１８ 溝
１９ パイロットガス配管
２０ 点火栓
２１ ノズル
２２ 固定用ボルト
２３ 貫通孔
２４ ナット
【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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