(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄熱式燃焼バーナ対を複数組配置した加熱炉の燃焼ゾーン全体の燃焼停止回数を極力少なくする燃焼ゾーンの燃焼制御方法を提供する。【解決手段】バーナ対に異常が発生した場合に、異常が発生したバーナ対の燃焼空気切替弁、排ガス切替弁及び燃料切替弁に閉指令を出し、閉指令を出したすべての切替弁について所定時間内に閉指令の実施が確認できた場合には異常が発生したバーナ対以外の燃焼ゾーン内のバーナ対は燃焼を継続させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の蓄熱式燃焼バーナで構成される蓄熱式燃焼バーナ対が複数組配置されている加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御方法において、
蓄熱式燃焼バーナ対に異常が発生した場合に、異常が発生した蓄熱式燃焼バーナ対のすべての燃焼空気切替弁、排ガス切替弁及び燃料切替弁に閉指令を出し、閉指令を出したすべての切替弁について所定時間内に閉指令の実施が確認できた場合には異常が発生した蓄熱式燃焼バーナ対以外の燃焼ゾーン内の蓄熱式燃焼バーナ対は燃焼を継続させることを特徴とする加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御方法。
【請求項２】
２本の蓄熱式燃焼バーナで構成される蓄熱式燃焼バーナ対が複数組配置されている加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御方法において、
異常が発生した蓄熱式燃焼バーナ対のすべての燃焼空気切替弁、排ガス切替弁及び燃料切替弁に閉指令を出し、閉指令を出した前記切替弁のうちのいずれかの切替弁で所定時間内に閉指令の実施が確認できない場合に、
炉温が蓄熱式燃焼バーナ対の着火温度未満でパイロットバーナが失火しているかあるいは消火されている場合又は、排ガス切替弁に閉指令を出し所定時間内に閉指令の実施が確認できない場合には燃焼ゾーンの燃焼を停止し、
パイロットバーナが点火しており、排ガス切替弁、燃焼空気切替弁及び燃料切替弁に閉指令を出し、所定時間内に排ガス切替弁の閉指令の実施が確認でき、燃焼空気切替弁あるいは燃料切替弁の閉指令の実施が確認できない場合には異常が発生した蓄熱式燃焼バーナ対のみを燃焼だけを連続して行うことを特徴とする加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御方法。
【請求項３】
蓄熱式燃焼バーナに発生する異常が、切替弁への開あるいは閉指令後所定時間内に指令の実施が確認できない状況、指令の実施が一旦確認できた後に、指令の実施状態が所定時間以上確認できない状況、炉温が蓄熱式燃焼バーナの着火温度未満でパイロットバーナが失火しているかあるいは消火されている状況又は、蓄熱式燃焼バーナの蓄熱体出側の排ガス温度が所定温度以上である状況のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２記載の加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材などの金属材料を加熱するための蓄熱式燃焼バーナを備えた加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材などの加熱に、蓄熱式燃焼バーナ（以下「バーナ」という。）を対で複数組配置した燃焼ゾーンを有する加熱炉が使用されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
図２は特許文献１に開示されている従来の蓄熱式燃焼システムの概略図である。図２において、加熱炉に蓄熱体２を備えたバーナ１が対で複数組配置され、燃料切替弁３、排ガス切替弁４、燃焼空気切替弁５を切り替えて蓄熱式燃焼バーナの燃焼あるいは蓄熱を交互に切り替え、一方のバーナが燃焼の時、他方のバーナが排ガスを吸引して蓄熱する交番燃焼が行われる。吸引する排ガス量の調整は排ガス流量調整弁６の弁開度を制御して行う。燃焼空気の流量は燃焼空気流調弁７により調整する。蓄熱体出側の排ガス温度は熱電対８で測定される。１つのバーナに異常が発生した場合には、燃焼ゾーン全体の燃焼あるいは、蓄熱を停止させていた。
【０００４】
また、特許文献２では、一対のバーナ（以下「バーナ対」という。）に異常が発生して消火状態になると、燃焼ゾーンの排ガス流量調節弁を全閉にし、燃焼空気を予熱しない交番燃焼を行うことが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３０２０４４号公報
【特許文献２】特開２０００−２１３７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バーナに異常が発生し燃焼ゾーン全体の燃焼を停止させた場合、燃焼を再開するまでの確認、操作に時間を要し、また、燃焼停止により燃焼ゾーンに熱が供給されず、炉温の低下および被加熱材の温度低下により加熱時間が延び、燃焼ゾーンの下流側の圧延工程などでは加熱待ちにより操業遅延を招く。また、上記炉温低下による被加熱材の温度低下のため、再加熱に要する加熱炉への燃料供給も増えることになる。
【０００６】
また、特許文献２のように排ガスを遮断して燃焼空気を予熱しない燃焼では予熱空気を燃焼に利用できないため、燃料原単位が悪化する。また、異常が発生したバーナ対は、燃焼空気だけが供給され、実際には燃焼に寄与していないため、他のバーナ対においてはバーナ単体における燃料と燃焼空気のバランスがくずれ、未燃ガスが炉内に充満するなど安全上の問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献２では燃料切替弁、排ガス切替弁、燃焼空気切替弁、パイロットバーナの作動異常への対応策は提示されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、バーナ対を複数組配置した加熱炉の燃焼ゾーン全体の燃焼停止回数を極力少なくする燃焼ゾーンの燃焼制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、２本のバーナで構成されるバーナ対が複数組配置されている加熱炉の燃焼ゾーンの燃焼制御方法において、バーナ対に異常が発生した場合に、異常が発生したバーナ対のすべての燃焼空気切替弁、排ガス切替弁及び燃料切替弁に閉指令を出し、閉指令を出したすべての切替弁について所定時間内に閉指令の実施が確認できた場合には異常が発生したバーナ対以外の燃焼ゾーン内のバーナ対は燃焼を継続させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、異常が発生したバーナ対のすべての燃焼空気切替弁、排ガス切替弁及び燃料切替弁に閉指令を出し、閉指令を出した前記切替弁のうちのいずれかの切替弁で所定時間内に閉指令の実施が確認できない場合において、炉温がバーナ対の着火温度未満でパイロットバーナが失火しているかあるいは消火されている場合又は、排ガス切替弁に閉指令を出し、所定時間内に閉指令の実施が確認できない場合には燃焼ゾーンの燃焼を停止し、パイロットバーナが点火しており、排ガス切替弁、燃焼空気切替弁及び燃料切替弁に閉指令を出し、所定時間内に排ガス切替弁の閉指令の実施が確認でき、燃焼空気切替弁あるいは燃料切替弁の閉指令の実施が確認できない場合には異常が発生したバーナ対のみを燃焼だけを連続して行うことを特徴とする。
【００１１】
なお、本明細書で、「着火温度」は、燃料が空気の存在下において、パイロットバーナの火炎などの点火源を必要とせず自然に燃焼を開始する最低温度をいう。また、「連続燃焼」は、一対の蓄熱式燃焼バーナで燃焼空気切替弁、排ガス切替弁及び燃料切替弁の開閉を行い、燃焼と排ガスの吸引を交互に行う交番燃焼を行わず、燃焼のみを連続して行うことをいう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、切替弁作動異常等によりバーナの異常発生時に、対象となるバーナ対の間引きを行うことによって、通常の燃焼空気の予熱を伴う交番燃焼を継続させ、対象となるバーナ対の間引きが不可能な場合、直ちに燃焼ゾーン全体を燃焼停止させるのではなく、対象となるバーナ対が連続燃焼可能であれば連続燃焼に移行させることによって、燃焼ゾーン全体の燃焼停止回数を極力少なくすることができるので、燃焼ゾーンの下流側工程では加熱待ちによる操業遅延時間が短縮され、その結果、生産性の低下を最小化することが可能となる。
【００１３】
また、燃焼ゾーン全体の燃焼停止回数を低減させることによって再加熱に要する燃焼ゾーンへの燃料使用量の増加を抑えることができるので、燃料原単位の悪化を最小化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明では、異常は次の状況のいずれかである。
ａ．燃焼空気切替弁、排ガス切替弁又は燃料切替弁に開（または閉）指令後、指令した切替弁の「開」又は「閉」検出用リミットスイッチ（以下「ＬＳ」という。）が所定時間（例えば２秒）以内にＯＮせずに指令の実施が確認できない状況
ｂ．開（閉）指令中に指令した切替弁のＬＳがＯＮして指令の実施が一旦確認できた後に、ＬＳがＯＮしない状態が所定時間以上続いて指令の実施状態が所定時間（例えば２秒）以上確認できない状況、
ｃ．排ガス切替弁がタイマー秒（例えば６５秒）以上開放したままの開放超過の状況、
ｄ．炉温がバーナの着火温度未満（例えば：８５０℃未満）でパイロットバーナが失火しているかあるいは消火されている状況、
ｅ．バーナ蓄熱体出側の排ガス温度が所定温度以上である状況
【００１５】
また、本発明での「間引き」（以下「異常間引き」という。）とは、上記ａ〜ｅの異常が発生した蓄熱式バーナ対に属するすべての切替弁を「閉」させて、当該蓄熱式バーナ対を燃焼ゾーンの燃焼制御対象から除外することである。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明の制御方法のフローチャートである。本実施例は図２に示す蓄熱式燃焼システムに適用した場合の例である。
【００１７】
（ステップＳ１）
バーナ対について前記ａ〜ｅの異常が検出される。
【００１８】
（ステップＳ２）
異常が発生したバーナ対を異常間引きするために、当該バーナ対に属するすべての燃焼空気切替弁５、排ガス切替弁４又は燃料切替弁３に対して「閉」指令を出す。なお、各切替弁には、「閉」あるいは「開」指令の実施を確認するために、燃焼空気切替弁５には「開」検出用ＬＳ、排ガス切替弁４及び燃料切替弁３には「閉」検出用ＬＳが設置されている。
【００１９】
（ステップＳ３）
このステップＳ３において異常間引きが成功したか否かが判定される。タイマーにより所定時間（例えば、２秒）以内で全ての切替弁３，４，５の「閉」が確認できれば、異常間引き成功となり、異常が発生したバーナ対は燃焼ゾーンの燃焼対象バーナ対から外され、燃焼ゾーンの燃焼は他のバーナ対により通常の交番燃焼を継続させる。この燃焼制御方法により、燃焼ゾーン全体の燃焼停止を防ぐことができる。
【００２０】
（ステップＳ４）
ステップＳ３において間引きが成功せずに失敗と判定されると、このステップＳ４で炉温がバーナの着火温度未満でパイロットバーナが失火しているかあるいは消火されているか否かが判定される。炉温がバーナの着火温度未満でパイロットバーナが失火あるいは消火されているとバーナが着火しないので燃焼ゾーン全体の燃焼停止を行う。
【００２１】
（ステップＳ５）
ステップＳ４においてパイロットバーナが失火でない場合には、このステップＳ５で排ガス切替弁４が「閉」しているか否かが判定される。排ガス切替弁４の「閉」ＬＳがＯＮしないで「閉」に失敗すると排ガス切替弁４は「開」の状態にあるので、バーナ蓄熱体２が過熱されて出側の排ガス温度が所定温度以上に上昇し、排ガス配管下流の排ガス切替弁４や排ガス吸引ファン（図示せず）が熱で損傷するおそれがあるので、燃焼ゾーン全体の燃焼停止を行う。
【００２２】
（ステップＳ６）
ステップＳ５において、排ガス切替弁４の「閉」ＬＳがＯＮして排ガス切替弁４の「閉」が確認されると、このステップＳ６で燃料切替弁３が「閉」しているか否かが判定される。燃料切替弁３の「閉」ＬＳがＯＮしないで「閉」に失敗すると燃料切替弁３は「開」の状態にあるので、異常間引き対象のバーナ対のみ交番燃焼から連続燃焼に移行して燃焼ゾーン全体の燃焼を継続する。
【００２３】
（ステップＳ７）
ステップ６において、燃料切替弁３の「閉」ＬＳがＯＮして燃料切替弁３の「閉」が確認されると、このステップＳ７で燃焼空気切替弁５が「閉」しているか否かが判定される。燃焼空気切替弁５の「開」ＬＳがＯＦＦしないで「閉」に失敗すると、燃焼空気切替弁５が「開」であるので、異常間引き対象のバーナ対のみ交番燃焼から連続燃焼に移行して燃焼ゾーン全体の燃焼を継続する。
【００２４】
（ステップＳ８）
ステップ３，６および７にて燃焼ゾーン全体の燃焼が継続された場合、オペレータまたは整備担当者がバーナに異常が発生した状態で、操業を継続していることを認識し、異常の原因究明および異常の解消を忘れずに実施するために、実際に異常が発生したバーナ対の各切替弁の開閉状態を確認し、例えばバーナ近辺に設置されている切替弁用の機則操作盤に設けた“異常確認押しボタン”を押す。この確認が、異常発生後に燃焼ゾーン全体の燃焼が継続されてから所定時間（例えば５分）以内に実施されない場合は、燃焼ゾーン全体の燃焼を停止する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の制御方法のフローチャートである。
【図２】従来の蓄熱式燃焼システムの概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：バーナ
２：蓄熱体
３：燃料切替弁
４：排ガス切替弁
５：燃焼空気切替弁
６：排ガス流量調整弁
７：燃焼空気流調弁
８：熱電対
【図１】
2006284154.tif 000003
【図２】
2006284154.tif 000004