(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱帯内に配設した一対のバーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱帯内の廃ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って複数Ｎ組並設した蓄熱式燃焼装置において、前記加熱帯の燃焼負荷に応じてＮ組の蓄熱式バーナ装置中の間引きする蓄熱式バーナ装置数を決定すると共に、間引き休止する蓄熱式バーナ装置が存在する場合に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼中の蓄熱式バーナ装置とをＮ組の蓄熱式バーナ装置の燃焼時間が均一化するように所定時間毎に順次切換えるようにしたことを特徴とする蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法。
【請求項２】
加熱帯内に配設した一対のバーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱帯内の廃ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って複数Ｎ組並設した蓄熱式燃焼装置において、前記加熱帯の燃焼負荷に応じてＮ組の蓄熱式バーナ装置中の間引きする蓄熱式バーナ装置数を決定すると共に、間引き休止する蓄熱式バーナ装置が存在する場合に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼中の蓄熱式バーナ装置とをＮ組の蓄熱式バーナ装置の燃焼時間が均一化するように所定時間毎に順次切換える燃焼負荷間引き制御と、加熱帯内を通過する被加熱鋼材に基づく間引き制御との双方を考慮して間引き、燃焼及び蓄熱の燃焼サイクルを設定するようにしたことを特徴とする蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は加熱帯内に一対のバーナを配設し、これらバーナを交互に燃焼させると共に、非燃焼側バーナから排出される廃ガスを蓄熱体で熱交換することにより蓄熱し、燃焼時に蓄熱体で燃焼空気を加熱する蓄熱式バーナ装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って複数Ｎ組並設した蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蓄熱式燃焼装置の燃焼制御方法としては、例えば本出願人等が先に提案した特開平８−３５６２３号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この従来例では、例えば加熱炉の対向面に対向して配設されたバーナ及び蓄熱器から構成される蓄熱式バーナ装置の対を複数組設け、燃焼負荷に差がある非加熱鋼材を加熱する場合に間引き運転を行う際に、蓄熱式バーナ装置の対を単位に間引き運転することにより、各蓄熱器に回収去れる熱量を間引き運転しているときそれ以外のときとで等しくして、蓄熱器が過剰に加熱されたり、蓄熱器で回収する熱量の不足が発生することなく、常時一定の蓄熱を行って、理想的な高効率の燃焼制御を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置にあっては、単に燃焼負荷の変化に応じて対の蓄熱式バーナ装置を間引くようにしているだけであるので、間引きによって被加熱鋼材の搬送方向の蓄熱式バーナ装置の間隔が開き過ぎて炉長方向の不均一加熱が発生し、良好な加熱処理を行うことができないという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、間引き運転によっても炉長方向の不均一加熱が発生することなく、良好な加熱処理を行うことができる蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る蓄熱式燃焼装置の燃焼制御方法は、加熱帯内に配設した一対のバーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱帯内の廃ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って複数Ｎ組並設した蓄熱式燃焼装置において、前記加熱帯の燃焼負荷に応じてＮ組の蓄熱式バーナ装置中の間引きする蓄熱式バーナ装置数を決定すると共に、間引き休止する蓄熱式バーナ装置が存在する場合に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼中の蓄熱式バーナ装置とをＮ組の蓄熱式バーナ装置の燃焼時間が均一化するように所定時間毎に順次切換えるようにしたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に係る蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法は、加熱帯内に配設した一対のバーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱帯内の廃ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ装置を被加熱鋼材の移動方向に沿って複数Ｎ組並設した蓄熱式燃焼装置において、前記加熱帯の燃焼負荷に応じてＮ組の蓄熱式バーナ装置中の間引きする蓄熱式バーナ装置数を決定すると共に、間引き休止する蓄熱式バーナ装置が存在する場合に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼中の蓄熱式バーナ装置とをＮ組の蓄熱式バーナ装置の燃焼時間が均一化するように所定時間毎に順次切換える燃焼負荷間引き制御と、加熱帯内を通過する被加熱鋼材に基づく間引き制御との双方を考慮して間引き、燃焼及び蓄熱の燃焼サイクルを設定するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を連続式加熱炉に適用した場合の一実施形態を示す概略構成図である。
【０００９】
図中、１は例えばウォーキングビームによって連続して搬送される被加熱鋼材としてのスラブを加熱する連続式加熱炉であって、スラブを左側から搬入し、予熱帯２、第１加熱帯３、第２加熱帯４及び均熱帯５を順次通過して加熱され、加熱を終了したスラブが右側から抽出されて次工程に搬送される。
【００１０】
第１加熱帯３及び第２加熱帯４には、夫々４台の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  及びＢＢ１  〜ＢＢ４  が取付けられ、これら蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  及びＢＢ１  〜ＢＢ４  から排出される廃ガスが廃ガス吸引ファン（ＩＤＦ）８によって吸引されて煙突９から大気に放出される。
【００１１】
蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  及びＢＢ１  〜ＢＢ４  の夫々は、図２に示すように、第１加熱帯３及び第２加熱帯４の左右側壁に互いに対向して配設された一対のガスバーナ１０ａ，１０ｂを有する。これらガスバーナ１０ａ，１０ｂの夫々は、図３に示すように、左右側壁に配設されるバーナ本体１１の中心部に内部にセンターエア管１２を配設し燃料ガス供給口１３ａから供給される燃焼ガスを噴射するガスノズル１３が配設され、且つこのガスノズル１３の回りに燃料空気給排口１４ａに接続された燃焼空気室１４が形成され、この燃焼空気室１４にガスノズル１３から噴射される燃料ガスに対して６０°の空気噴射角で燃焼空気を噴射する空気１次ノズル１５が連通されていると共に、これらの外側にガスノズル１３と平行に燃焼空気を噴射すると共に、第１加熱帯３又は第２加熱帯４の加熱廃ガスを吸引する空気２次ノズル１６が配設され、ガスノズル１３から噴射される燃料ガスと空気１次ノズル１５から噴射される燃焼空気との合流点近傍にパイロットバーナ１７ａ，１７ｂが配設された構成を有する。
【００１２】
そして、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃料ガス供給口１３ａが燃料遮断弁１８ａ，１８ｂを介し、さらにメイン遮断弁１９、流量調節弁２０を介して燃料ガスとしてのＭガスを供給するＭガス供給源２１に接続されている。また、パイロットバーナ１７ａ，１７ｂも遮断弁２２ａ，２２ｂを介してＭガス供給源２１に接続されている。
【００１３】
また、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃焼空気給排口１４ａが蓄熱体２３ａ，２３ｂの一端に接続され、この蓄熱体２３ａ，２３ｂの他端が空気遮断弁２４ａ，２４ｂを介し、さらに流量調節弁２５を介して燃焼空気を圧送する空気ブロアー２６に接続されていると共に、廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂを介し、さらに流量調節弁２８を介して廃ガス吸引ファン８に接続されている。
【００１４】
ここで、蓄熱体２３ａ，２３ｂの夫々は、気体流通路に沿って蓄熱媒体として例えば直径２０ｍｍのアルミナボールが９８０ｋｇ充填されており、このアルミナボールに第１加熱帯３又は第２加熱帯４から排出される高温（例えば１３００℃程度）の廃ガスと熱交換されて蓄熱され、この蓄熱が低温の燃焼空気と熱交換されて放熱される。
【００１５】
なお、隣接する蓄熱式バーナ装置は、バーナ１０ａ及び１０ｂの配置関係が逆に配置され、即ち一つの蓄熱式バーナ装置でバーナ１０ａを右壁面に、バーナ１０ｂを左壁面に配置したときには、これに隣接する蓄熱式バーナ装置では、バーナ１０ａを左壁面に、バーナ１０ｂを右壁面に夫々配置している。
【００１６】
そして、燃料遮断弁１８ａ，１８ｂ、遮断弁１９、流量調節弁２０、空気遮断弁２４ａ，２４ｂ、流量調節弁２５、廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂ及び流量調節弁２８が連続式加熱炉１全体を統括するプロセスコンピュータ３１に接続されたダイレクトディジタルコントローラ（以下、ＤＤＣと称す）３２によって制御される。
【００１７】
ＤＤＣ３２は、少なくとも第１加熱帯３及び第２加熱帯４間の炉温を検出する炉温センサ３３ａ，３３ｂの温度検出値を読込むと共に、現在の第１加熱帯３及び第２加熱帯４に滞在する各スラブの熱負荷を下記（１）式及び所定の目的関数を定義することにより線形計画法によって各加熱帯３，４の帯出目標温度を求め、求めた帯出目標温度、各加熱帯での残加熱時間、現在スラブ温度をもとに（１）式に従って収束演算を行って各スラブの各加熱帯での必要炉温を求め、求めた必要最低炉温の最大値を設定炉温とし、これを各加熱帯における燃焼負荷ＴＤＲＺ１，ＴＤＲＺ２として設定し、この燃焼負荷ＴＤＲＺ  と各蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  及びＢＢ１  〜ＢＢ４  の燃焼負荷ＴＤＲＢ  とを比較して、間引きパターンを決定すると共に、この間引きパターンで燃焼制御される蓄熱式バーナ装置については、炉温センサ３３ａ，３３ｂの温度検出値に基づいて燃料ガス流量、燃焼空気流量及び廃ガス流量を設定して、これらに基づいて流量調節弁２０，２５及び２８の流量目標値を設定すると共に、燃焼バーナの切換えタイミングを決定し、これに応じて燃料遮断弁１８ａ，１８ｂ、空気遮断弁２４ａ，２４ｂ及び廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂを開閉制御して、燃焼状態の一方のガスバーナ例えば１０ａを燃焼停止させ、非燃焼状態の他方のガスバーナ１０ｂを燃焼状態に切換える。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
次に、上記第１実施形態の動作をＤＤＣ３２の燃焼切換処理手順の一例を示す図４及び図５のフローチャートを伴って説明する。なお、加熱帯３及び４では同一の燃焼切換処理を行うので、加熱帯３に対する燃焼切換処理を説明する。
【００２０】
図４に示す燃焼切換処理は、所定時間例えば１０ｍｓｅｃ毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で炉内のスラブ配置をトラッキングして加熱帯内滞留スラブが存在しない箇所や、スラブの抽出目標温度が低く加熱の必要がない箇所が存在するか否かを判定し、加熱を必要としない箇所が存在する場合には、ステップＳ２に移行して、該当箇所に対応する燃焼バーナ装置ＢＡｉ  （ｉ＝１，２，３，４）の燃焼を停止させて燃焼休止状態とし、他の燃焼バーナ装置については燃焼状態を継続してから処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２１】
一方、ステップＳ１の判定結果が加熱を必要としない箇所が存在しないものであるときにはステップＳ３に移行し、予め前記（１）式に基づいて算出された各加熱帯３の燃焼負荷ＴＤＲＺ１を読込み、次いでステップＳ４に移行して、燃焼負荷ＴＤＲＺ１が各加熱帯３における蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  における加熱帯３の最大燃焼負荷に対応するトータル燃焼負荷ＴＤＲＢ１の１／４即ち１組の蓄熱式バーナ装置の燃焼負荷以下であるか否かを判定し、ＴＤＲＺ１≦ＴＤＲＢ１／４であるときには、加熱帯の燃焼負荷が最大燃焼負荷の１／４以下であると判断してステップＳ５に移行する。
【００２２】
このステップＳ５では、所定時間毎に燃焼状態の蓄熱式バーナ装置を炉長方向に隣接する蓄熱式バーナ装置に順次切換えながら常時１組の蓄熱式バーナ装置のみを燃焼状態に制御する１／４間引き燃焼制御処理を実行してから処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２３】
一方、ステップＳ４の判定結果が、ＴＤＲＺ１＞ＴＤＲＢ１／４であるときには、ステップＳ６に移行して、加熱帯の燃焼負荷ＴＤＲＺ１がトータル燃焼負荷ＴＤＲＢ１の１／２即ち２組の蓄熱式バーナ装置の燃焼負荷以下であるか否かを判定し、ＴＤＲＺ１≦ＴＤＲＢ１／２であるときには、加熱帯の燃焼負荷が最大燃焼負荷の１／２以下であると判断してステップＳ７に移行する。
【００２４】
このステップＳ７では、所定時間毎に奇数番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１，ＢＡ３  と偶数番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ２，ＢＡ４  とを順次切換えながら常時２組の蓄熱式バーナ装置のみを燃焼状態に制御する１／２間引き燃焼制御処理を実行してから処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２５】
また、ステップＳ６の判定結果がＴＤＲＺ１＞ＴＤＲＢ１／２であるときには、ステップＳ８に移行して、全ての蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  を燃焼状態に制御する全燃焼制御処理を実行してから処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２６】
そして、前記ステップＳ５の１／４間引き燃焼制御処理は具体的には、図５に示すように、先ずステップＳ５ａで燃焼状態を表す燃焼状態フラグＦ１が“１”にセットされているか否かを判定し、Ｆ＝０であるときには、ステップＳ５ｂに移行して、燃焼経過時間を表すカウント値Ｔを“０”にセットし、次いでステップＳ５ｃに移行して、燃焼状態フラグＦ１を“１”にセットすると共に、燃焼状態フラグＦ２，Ｆ３を“０”にリセットし、次いでステップＳ５ｄに移行して、変数Ｘで表される第Ｘ番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡＸ  のバーナ１０ａを燃焼状態に、バーナ１０ｂを蓄熱状態に制御し、他の蓄熱式バーナ装置を燃焼を停止する休止状態に制御してから処理を終了する。
【００２７】
ここで、バーナ１０ａを燃焼状態とするには、廃ガス遮断弁２７ａを閉じた状態で空気遮断弁２４ａを開いて燃焼空気を蓄熱体２３ａで予熱してからバーナ１０ａに供給すると共に、燃料遮断弁１８ａを開いて燃料ガスをバーナ１０ａに供給し、この状態でパイロットバーナ１７ａで燃料ガスに点火することにより行う。
【００２８】
また、バーナ１０ｂを蓄熱状態とするには、燃料遮断弁１８ｂを閉じ、空気遮断弁２４ｂを閉じた状態で、廃ガス遮断弁２７ｂを開いてバーナ１０ｂを通じて炉内の廃ガスを蓄熱体２３ｂを介して廃ガス吸引ファン８で吸引排気することにより行う。
【００２９】
このときの、燃料ガス供給量、燃焼空気供給量及び廃ガス流量は、ＤＤＣ３２によって炉温センサ３３ａ，３３ｂの温度検出値に基づいて設定され、これら設定値に応じて調節弁２０，２５及び２８が制御される。
【００３０】
一方、ステップＳ５ａの判定結果が、Ｆ１＝１であるときにはステップＳ５ｅに移行して、カウント値Ｔを“１”だけインクリメントしてからステップＳ５ｆに移行し、カウント値Ｔが所定時間ｔに対応する設定値ＴＳ１に達したか否かを判定し、Ｔ＝ＴＳ１であるときには、ステップＳ５ｇに移行して、第Ｘ番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡＸ  のバーナ１０ａを蓄熱状態に、バーナ１０ｂを燃焼状態に制御し、他の蓄熱式バーナ装置を燃焼を停止する休止状態に制御してから処理を終了する。
【００３１】
ここで、バーナ１０ａを蓄熱状態とするには、燃料遮断弁１８ａを閉じ、空気遮断弁２４ａを閉じてから、廃ガス遮断弁２７ａを開いてバーナ１０ａを通じて炉内の廃ガスを蓄熱体２３ａを介して廃ガス吸引ファン８で吸引排気することにより行う。
【００３２】
また、バーナ１０ｂを燃焼状態とするには、廃ガス遮断弁２７ｂを閉じてから空気遮断弁２４ｂを開いて燃焼空気を蓄熱体２３ａで予熱してからバーナ１０ａに供給すると共に、燃料遮断弁１８ｂを開いて燃料ガスをバーナ１０ｂに供給し、この状態でパイロットバーナ１７ｂで燃料ガスに点火することにより行う。
【００３３】
また、ステップＳ５ｆの判定結果が、Ｔ≠ＴＳ１であるときには、ステップＳ５ｈに移行し、カウント値Ｔが所定時間ｔの２倍に対応する設定値ＴＳ２に達したか否かを判定し、Ｔ≠ＴＳ２であるときにはそのまま処理を終了し、Ｔ＝ＴＳ２であるときにはステップＳ５ｉに移行して、変数Ｘを“１”だけインクリメントしてからステップＳ５ｊに移行し、変数Ｘが“５”となったか否かを判定し、Ｘ＝５であるときにはステップＳ５ｋに移行して変数Ｘを“１”に設定してからステップＳ５ｍに移行し、Ｘ＜５であるときにはそのままステップＳ５ｍに移行する。
【００３４】
ステップＳ５ｍでは、燃焼状態フラグＦを“０”にリセットしてから処理を終了する。
同様に、図４におけるステップＳ７の１／２間引き燃焼制御処理は、具体的には、図６に示すように、上記図５の処理におけるステップＳ５ａの処理が燃焼状態フラグＦ２が“１”にセットされているか否かを判定するステップＳ７ａに、ステップＳ５ｃの処理が燃焼状態フラグＦ２を“１”にセットすると共に、燃焼状態フラグＦ１，Ｆ３を“０”にリセットする処理ステップＳ７ｃに、ステップＳ５ｄの処理が第Ｙ番目及び第Ｙ＋２番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡＹ  及びＢＡＹ＋２  のバーナ１０ａを燃焼状態に、バーナ１０ｂを蓄熱状態に制御し、他の蓄熱式バーナ装置を燃焼を停止する休止状態に制御するステップＳ７ｄに、ステップＳ５ｇの処理が第Ｙ番目及び第Ｙ＋２番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡＹ  及びＢＡＹ＋２  のバーナ１０ａを蓄熱状態に、バーナ１０ｂを燃焼状態に切換え制御し、他の蓄熱式バーナ装置を燃焼を停止する休止状態に制御するステップＳ７ｇに、さらにステップＳ５ｉの処理が変数ＹをインクリメントするステップＳ７ｉに、ステップＳ５ｊの処理が変数Ｙが“３”となったか否かを判定するステップＳ７ｊに、ステップＳ５ｋの処理が変数Ｙを“１”に設定するステップＳ７ｋに、ステップＳ５ｍの処理が燃焼状態フラグＦ２を“０”にリセットする処理ステップＳ７ｍに夫々置換されていることを除いては図５と同様の処理を行い、図５との対応ステップにはステップ番号Ｓ７に同一ローマ字の小文字を付し、詳細説明はこれを省略する。
【００３５】
さらに、図４におけるステップＳ８の全燃焼制御処理は、具体的には、図７に示すように、前記図５の処理におけるステップＳ５ａの処理が燃焼状態フラグＦ３が“１”にセットされているか否かを判定するステップＳ８ａに、ステップＳ５ｃの処理が燃焼状態フラグＦ３を“１”にセットすると共に、燃焼状態フラグＦ１，Ｆ２を“０”にリセットする処理ステップＳ７ｃに、ステップＳ５ｄの処理が全ての蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  のバーナ１０ａを燃焼状態に制御し、他方のバーナ１０ｂを蓄熱状態に制御するステップＳ８ｄに、ステップＳ５ｇの処理が全ての蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  のバーナ１０ａを蓄熱状態に、バーナ１０ｂを燃焼状態に切換え制御するステップＳ８ｇに夫々置換され、さらにステップＳ５ｉ〜Ｓ５ｋの処理が省略されていることを除いては図５と同様の処理を行い、図５との対応ステップにはステップ番号Ｓ８に同一ローマ字の小文字を付し、詳細説明はこれを省略する。
【００３６】
したがって、連続式加熱炉が操業状態にあって、順次スラブが予熱帯２に装入されると共に、均熱帯５から抽出されているものとすると、ＤＤＣ３２でウォーキングビームによって搬送されるスラブをトラッキングして、逐次各加熱帯３，４に滞留する各スラブについて帯出目標温度を算出し、これに基づいて設定炉温を算出して、各加熱帯３，４の燃焼負荷ＴＤＲＺ１，ＴＤＲＺ２を算出する。
【００３７】
そして、各加熱帯３，４では、図４〜図７の燃焼切換処理が実行されて、先ず、加熱対象となるスラブが存在しないか又は抽出温度が低く加熱を必要としないスラブが存在する非加熱領域があるか否かを判定し、非加熱領域がある場合には、図８に示すように、この非加熱領域に該当する蓄熱式バーナ装置ＢＡｉ  ，ＢＢｉ  を燃焼を停止させた休止状態に制御する（ステップＳ２）。
【００３８】
このように、非加熱領域が存在する場合には、該当する領域に対応する蓄熱式バーナ装置ＢＡｉ  ，ＢＢｉ  を休止状態に制御するので、燃料原単位を向上させることができると共に、抽出温度が低いスラブに対して過加熱状態となることなく、製品品質を維持することができる。
【００３９】
一方、上記のような非加熱領域が存在しない場合には、算出された燃焼負荷ＴＤＲＺ１，ＴＤＲＺ２に基づいて各加熱帯３，４の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  ，ＢＢ１  〜ＢＢ４  の燃焼切換制御を行う。
【００４０】
この燃焼切換制御では、各加熱帯３，４の燃焼負荷ＴＤＲＺ１，ＴＤＲＺ２が各加熱帯３，４に配設された蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  ，ＢＢ１  〜ＢＢ４  の燃焼負荷を加算したトータル燃焼負荷ＴＤＲＢ１，ＴＤＲＢ２と比較したときに例えば、トータル燃焼負荷ＴＤＲＢ１，ＴＤＲＢ２の１／４以下であるときには、図５の１／４間引き燃焼制御処理が実行される。
【００４１】
このとき、初期状態で燃焼状態フラグＦ１〜Ｆ３が共に“０”にリセットされ、且つ変数Ｘが“１”にセットされているものとすると、図５の処理が実行されたときに、カウント値Ｔが“０”にセットされ、燃焼フラグＦ１が“１”にセットされた後（ステップＳ５ｂ，Ｓ５ｃ）、図９に示すように、時点ｔ１  で第１番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  のバーナ１０ａが燃焼制御され、他方のバーナ１０ｂが蓄熱制御され、蓄熱体２３ｂ温度が廃ガスとの熱交換によって上昇する。
【００４２】
その後、カウント値Ｔが所定値ＴＳ１に達するまでの間は、図５の処理が実行されたときに、ステップＳ５ａ、ステップＳ５ｅ、ステップＳ５ｈを経てそのまま処理を終了することにより、第１番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  のバーナ１０ａが燃焼状態を継続し、他方のバーナ１０ｂが蓄熱状態を継続する。
【００４３】
その後、時点ｔ２  でカウント値Ｔが所定値ＴＳ１に達すると、ステップＳ５ｇに移行して、第１番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  のバーナ１０ａを蓄熱状態に、バーナ１０ｂを燃焼状態に切換える。
【００４４】
これによって、燃焼空気が蓄熱体２３ｂによって予熱されてバーナ１０ｂに供給されると共に、燃料ガスがバーナ１０ｂに供給され、パイロットバーナ１７ｂで点火される。
【００４５】
その後、カウント値Ｔが所定値ＴＳ２に達すると、変数Ｘが“２”となると共に、燃焼状態フラグＦ１が“０”にリセットされる。
このため、時点ｔ３  で図５の処理が実行されると、図９に示すように、ステップＳ５ｄで第２番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ２  のバーナ１０ａが燃焼状態に、他方のバーナ１０ｂが蓄熱状態に夫々制御される。
【００４６】
その後、時点ｔ５  及びｔ７  で順次第３番目及び第４番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ３  及びＢＡ４  が燃焼状態に制御され、第４番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ４  のバーナ１０ｂの燃焼状態が終了する時点ｔ９  ではステップＳ５ｉで変数Ｘが“５”となるので、ステップＳ５ｊからステップＳ５ｋに移行して、変数Ｘが“１”に設定され、次いで燃焼状態フラグＦ１が“０”にリセットされるので、次に図５の処理が実行されたときに、ステップＳ５ｄで第１番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  が燃焼状態に制御される。
【００４７】
このように、図５の１／４間引き燃焼制御によれば、常時１組の蓄熱式バーナ装置ＢＡｉ，ＢＢｉ  のみが燃焼状態に制御され、他の蓄熱式バーナ装置が休止状態に制御され、燃焼中の蓄熱式バーナ装置ＢＡｉ  ，ＢＢｉ  はその燃焼負荷の１００％で燃焼されるので、炉幅方向に温度むらが発生することを確実に防止することができ、しかも所定時間毎に燃焼状態の蓄熱式バーナ装置が炉長方向に移動するので、加熱帯３，４の炉長方向に温度むらが発生することを確実に防止することができる。
【００４８】
同様に、加熱帯３，４の燃焼負荷ＴＤＲＺ１，ＴＤＲＺ２が蓄熱式バーナ装置の燃焼負荷ＴＤＲＢ１，ＴＤＲＢ２の１／４を越え、１／２以下であるときには、図６の１／２間引き燃焼制御処理が実行されて、図１０に示すように、時点ｔ１  で奇数番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１，ＢＡ３  及びＢＢ１，ＢＢ３  のバーナ１０ａが燃焼状態に、バーナ１０ｂが蓄熱状態に制御され、時点ｔ２  でバーナ１０ａが蓄熱状態に、バーナ１０ｂが燃焼状態に切換えられ、次いで時点ｔ３  で偶数番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ２，ＢＡ４  及びＢＢ２，ＢＢ４  のバーナ１０ａが燃焼状態に、バーナ１０ｂが蓄熱状態に制御され、時点ｔ４  でバーナ１０ａが蓄熱状態に、バーナ１０ｂが燃焼状態に切換えられ、時点ｔ５  で奇数番目の蓄熱式バーナ装置ＢＡ１，ＢＡ３  及びＢＢ１，ＢＢ３  のバーナ１０ａが燃焼状態に、バーナ１０ｂが蓄熱状態に制御され、時点ｔ２  でバーナ１０ａが蓄熱状態に制御される状態に復帰し、この制御パターンが順次繰り返される。
【００４９】
この１／２間引き燃焼制御によって、各加熱帯３，４の燃焼負荷に応じて常時半分の蓄熱式バーナ装置がその燃焼負荷の１００％で燃焼状態に、残りの半分の蓄熱式バーナ装置が休止状態に制御され、且つこれらが交互に切換えられるので、炉幅方向及び炉長方向で温度むらを生じることなく均一な加熱状態を得ることができる。
【００５０】
さらに、加熱帯３，４の燃焼負荷ＴＤＲＺ１，ＴＤＲＺ２が蓄熱式バーナ装置の燃焼負荷ＴＤＲＢ１，ＴＤＲＢ２の１／２を越えるときには、図７の全燃焼制御処理が実行されて、図１１に示すように、常時全ての蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  ，ＢＢ１  〜ＢＢ４  のバーナ１０ａが燃焼状態となり、バーナ１０ｂが蓄熱状態となり、時点ｔ２  でバーナ１０ａが蓄熱状態に、バーナ１０ｂが燃焼状態に切換えられ、時点ｔ３  で最初の燃焼状態に復帰し、以後各蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  ，ＢＢ１  〜ＢＢ４  のバーナ１０ａ，１０ｂの燃焼状態が交互に反転されて、全ての蓄熱式バーナ装置ＢＡ１  〜ＢＡ４  ，ＢＢ１  〜ＢＢ４  が１００％の燃焼負荷で燃焼される。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、各加熱帯３，４の蓄熱式バーナ装置の間引きパターンを１／２及び１／４の２種類に設定した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、さらに細分化することもでき、各加熱帯３，４に設置した蓄熱式バーナ装置の数を考慮して任意のパターンに設定することができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、ガスバーナ１０ａ、１０ｂに供給する燃料としてＭガスを使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の燃料ガスや重油等の液体燃料を適用することができるものである。
【００５３】
さらに、上記実施形態においては、ガスバーナ１０ａ、１０ｂの燃焼切換制御をＤＤＣ３２で行うようにした場合について説明したが、これに限らず他のプログラマブルコントローラやシーケンス制御回路等によってシーケンス制御するようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上記実施形態においては、ガスバーナ１０ａ、１０ｂに対する燃焼空気の供給及び廃ガスの排出を個別の空気遮断弁２４ａ、２４ｂ及び廃ガス遮断弁２７ａ、２７ｂで行う場合について説明したが、これに限らずエアシリンダ等によって流路を切り換える方向切換弁や、特開平１−２１９４１１号公報に開示されているように流体力学的にコアンダ効果を利用して切換機構を構成するようにしてもよい。
【００５５】
さらにまた、上記実施形態においては、蓄熱式バーナ装置のバーナ１０ａ，１０ｂの燃焼状態の切換えを所定時間ｔ毎に行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、蓄熱体２３ａ，２３ｂのバーナ１０ａ，１０ｂ側の出側温度を温度センサで検出し、この出側温度が下限設定値に達したときに両バーナの燃焼切換えを行うようにしてもよく、この場合には、燃焼空気温度の低下による加熱帯温度の低下を確実に防止することができると共に、蓄熱体２３ａ，２３ｂの過放熱を抑制して、蓄熱状態に切換えたときの廃ガス温度の低下を抑制して、廃ガス温度が酸露点以下に低下して、硫黄成分による硫酸の生成を確実に阻止することができる効果が得られる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、蓄熱式バーナ装置として、一対のバーナ１０ａ，１０ｂを対向壁面に配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、隣接する蓄熱式バーナ装置で互いに交差するように配置するなど、位置をずらして配置するようにしてもよい。
【００５７】
さらに、上記実施形態においては、１つの加熱帯に４組の蓄熱式バーナ装置を配設した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、加熱帯の炉長に応じて任意数組の蓄熱式バーナ装置を配設することができる。
【００５８】
なおさらに、上記実施形態においては、本発明を連続式加熱炉に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の加熱炉や熱処理炉等にも適用し得るものである。
【００５９】
また、上記実施形態においては、被加熱鋼材がスラブである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブルームやフラットバー等の他の鋼材であっても本発明を適用し得るものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法によれば、加熱帯の燃焼負荷に応じてＮ組の蓄熱式バーナ装置中の間引きする蓄熱式バーナ装置数を決定すると共に、間引き休止する蓄熱式バーナ装置が存在する場合に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼中の蓄熱式バーナ装置とをＮ組の蓄熱式バーナ装置の燃焼時間が均一化するように所定時間毎に順次切換えるようにしたので、炉幅方向及び炉長方向の均一な加熱が可能となり、製品品質の安定化、燃料原単位の向上等の効果が得られる。
【００６１】
また、請求項２に係る蓄熱式燃焼装置における燃焼制御方法によれば、前記加熱帯の燃焼負荷に応じてＮ組の蓄熱式バーナ装置中の間引きする蓄熱式バーナ装置数を決定すると共に、間引き休止する蓄熱式バーナ装置が存在する場合に、間引き休止中の蓄熱式バーナ装置と燃焼中の蓄熱式バーナ装置とをＮ組の蓄熱式バーナ装置の燃焼時間が均一化するように所定時間毎に順次切換える燃焼負荷間引き制御と、加熱帯内を通過する被加熱鋼材に基づく間引き制御との双方を考慮して間引き、燃焼及び蓄熱の燃焼サイクルを設定するようにしたので、前記請求項１の発明の効果に加えて、被加熱鋼材がないか又は抽出温度の低い被加熱鋼材が存在して、加熱の必要がない領域が生じたときに、これに応じて燃焼サイクルを変更することができ、より一層、製品品質の安定化、燃料原単位の向上を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を連続式加熱炉に適用した場合の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】蓄熱式バーナ装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】ガスバーナの一例を示す断面図である。
【図４】ダイレクトディジタルコントローラでの燃焼切換処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４における１／４間引き燃焼制御処理の具体例を示すフローチャートである。
【図６】図４における１／２間引き燃焼制御処理の具体例を示すフローチャートである。
【図７】図４における全燃焼制御処理の具体例を示すフローチャートである。
【図８】非加熱領域が存在する場合の燃焼制御状態を示すタイムチャートである。
【図９】１／４間引き燃焼制御状態を示すタイムチャートである。
【図１０】１／２間引き燃焼制御状態を示すタイムチャートである。
【図１１】全燃焼制御状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  連続式加熱炉
２  予熱帯
３  第１加熱帯
４  第２加熱帯
５  均熱帯
ＢＡ１  〜ＢＡ４  、ＢＢ１  〜ＢＢ４    蓄熱式バーナ装置
８  廃ガス吸引ファン
１０ａ、１０ｂ  ガスバーナ
１８ａ、１８ｂ  燃料遮断弁
２３ａ、２３ｂ  蓄熱体
２４ａ、２４ｂ  空気遮断弁
２７ａ、２７ｂ  廃ガス遮断弁
３２  ダイレクトディジタルコントローラ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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