(57)【要約】【課題】被加熱体の送り方向と直交する両側から被加熱体を加熱室内で加熱する加熱炉において、蓄熱式燃焼装置の各蓄熱式バーナを加熱室の両側に設けた場合に、各蓄熱式バーナにおける火炎の状態を適切に制御して、被加熱体の送り方向と直交する方向における加熱室内の温度を適切に調整できるようにする。【解決手段】加熱室１０内で被加熱体２の送り方向と直交する両側から被加熱体を加熱させる加熱炉１において、加熱室の両側の側壁１１に燃料噴射ノズル２１を備えたバーナ部２２と蓄熱材２３を収容させた蓄熱室２４とを有し、燃焼と燃焼排ガスの吸引とを交互に行う一対の蓄熱式バーナ２０を備えた蓄熱式燃焼装置を設けるにあたり、各蓄熱式バーナに燃料噴射ノズルの周辺に供給する火炎調整用空気の量を調整して火炎の状態を制御する火炎制御手段３１，３１ａ，３２，３３を設けた。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射ノズルを備えたバーナ部と、蓄熱材を収容させた蓄熱室とを有する一対の蓄熱式バーナを備え、一方の蓄熱式バーナにおいて蓄熱室を通して加熱された燃焼用空気を上記のバーナ部の周囲から供給して燃料噴射ノズルから噴射された燃料ガスを燃焼させる一方、他方の蓄熱式バーナにおいて燃焼排ガスを蓄熱室を通して吸引して排出させる操作を交互に行う蓄熱式燃焼装置において、上記の各蓄熱式バーナに、燃料噴射ノズルの先端周辺に供給する火炎調整用空気の量を調整して火炎の状態を制御する火炎制御手段を設けたことを特徴とする蓄熱式燃焼装置。
【請求項２】
請求項１に記載した蓄熱式燃焼装置において、上記の火炎制御手段に、燃料噴射ノズルの先端周辺に供給する火炎調整用空気を旋回させる旋回手段を設けたことを特徴とする蓄熱式燃焼装置。
【請求項３】
被加熱体を加熱室内において順々に送り、被加熱体の送り方向と直交する両側から被加熱体を加熱させる加熱炉において、被加熱体の送り方向と直交する両側の側壁に請求項１又は２に記載した蓄熱式燃焼装置を所要数設けたことを特徴とする加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼帯や鋼材等の被加熱体を加熱室内において順々に送って加熱させる加熱炉及びこの加熱炉における加熱室内において鋼帯や鋼材等の被加熱体を加熱させるのに使用する蓄熱式燃焼装置に係り、特に、上記の蓄熱式燃焼装置において、それぞれの蓄熱式バーナからの火炎の状態を適切に変更できるようにし、加熱炉の加熱室内において、被加熱体の送り方向と直交する方向における温度を適切に制御できるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鋼帯や鋼材等を圧延させるにあたり、この鋼帯や鋼材等を加熱炉において加熱させることが行われている。
【０００３】
ここで、上記のように鋼帯や鋼材等を加熱炉で加熱させるにあたっては、図１に示すように、加熱炉１における加熱室１０内に鋼帯や鋼材等の被加熱体２を導き、この加熱室１０内において上記の被加熱体２を順々に送って、被加熱体２を順々に加熱させるようにしている。
【０００４】
そして、このように加熱炉１において加熱された被加熱体２を上記の加熱室１０内の送り方向とは直交する方向に送り、この加熱された被加熱体１を圧延ローラ３等によって圧延させるようにしている。
【０００５】
ここで、上記のように鋼帯や鋼材等の被加熱体２を加熱炉１における加熱室１０内において加熱させるにあたっては、従来より様々な方法が採用されており、例えば、加熱室１０内における被加熱体２の送り方向と直交する方向において、加熱室１０の天井１１にバーナを備えた燃焼装置（図示せず）を複数配列させると共に、これを被加熱体２の送り方向に沿って複数列設けたものや、加熱室１０内における被加熱体２の送り方向と直交する両側の側壁１２に、被加熱体２の送り方向に沿ってバーナを備えた燃焼装置（図示せず）を複数配列させたもの等が使用されていた。
【０００６】
また、近年においては、蓄熱式燃焼装置として、図２に示すように、燃料噴射ノズル２１を備えたバーナ部２２と、蓄熱材２３を収容させた蓄熱室２４とを有する一対の蓄熱式バーナ２０を、被加熱体２の送り方向と直交する加熱室１０の両側の側壁１２に対向するようにして設け、このような蓄熱式燃焼装置を加熱体２の送り方向に沿って加熱室１０の両側の側壁１２に複数配列させた加熱炉１が使用されるようになった。
【０００７】
そして、このような加熱炉１において、被加熱体２を加熱させるにあたっては、一方の蓄熱式バーナ２０において、燃焼用空気を蓄熱室２４に供給する供給パイプ２５に設けられた第１バルブ２５ａを開く一方、蓄熱室２４からの燃焼排ガスを排出する排出パイプ２６に設けられた第２バルブ２６ａを閉じ、上記の供給パイプ２５を通して蓄熱室２４内に導いた燃焼用空気をこの蓄熱室２４内において加熱し、このように加熱された燃焼用空気をバーナ部２２の周囲から供給し、燃料噴射ノズル２１先端の噴射口２１ａから噴射された燃料ガスを加熱室１０内において燃焼させるようにする。
【０００８】
一方、他方の蓄熱式バーナ２０においては、燃焼用空気を蓄熱室２４に供給する供給パイプ２５に設けられた第１バルブ２５ａを閉じる一方、蓄熱室２４からの燃焼排ガスを排出する排出パイプ２６に設けられた第２バルブ２６ａを開き、上記のように加熱室１０内において燃焼された後の燃焼排ガスを吸引して蓄熱室２４に導き、この蓄熱室２４に収容された蓄熱材２３に燃焼排ガスの熱を蓄積させた後、この燃焼排ガスを上記の排出パイプ２６を通して外部に排出させるようにする。
【０００９】
そして、この蓄熱式燃焼装置においては、上記のような操作を一対の蓄熱式バーナ２０において交互に行い、加熱室１０内において燃焼された後の燃焼排ガスの熱を有効に利用するようにしている。
【００１０】
また、上記のように被加熱体２を加熱炉１で加熱させた後、加熱された被加熱体２を加熱室１０内の送り方向とは直交する方向に送り、この加熱された被加熱体２を圧延ローラ３等によって圧延させる場合において、被加熱体２を加熱させる加熱室１０内の温度を、被加熱体２の送り方向とは直交する方向において変化させることが必要になることがある。例えば、加熱室１０内の送り方向と直交する方向の長さが異なった数種類の被加熱体２を一定して加熱させる場合や、また圧延ローラ３に対する被加熱体２の噛み込みをよくするために、圧延ローラ３に最初に噛み込む被加熱体２の先端部の温度を高くしたり、圧延ローラ３による圧延速度が遅い場合に、圧延を行っている間に次第に被加熱体２の後端側の温度が下がるため、被加熱体２の後端側の温度を高くしたり、また圧延ローラ２による圧延速度が速い場合に、圧延によって被加熱体２の後端側の温度が上がるため、被加熱体２の後端側の温度を低くすることが必要になる。
【００１１】
しかし、加熱室１０内で被加熱体２の送り方向と直交する両側の側壁１２に被加熱体２の送り方向に沿って複数の燃焼装置を配列させたものにおいては、被加熱体２の送り方向とは直交する方向において加熱室１０内の温度を変化させることは困難であった。
【００１２】
特に、上記のような蓄熱式燃焼装置を用いた場合において、被加熱体２の送り方向とは直交する方向において加熱室１０内の温度を変化させるために、それぞれの蓄熱式バーナ２０に供給する燃料ガスの量を変化させると、それぞれの蓄熱式バーナ２０における蓄熱室２４に蓄熱される熱量が異なるようになり、適切な制御が行えなくなる等の問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、鋼帯や鋼材等を加熱させて圧延させるにあたり、上記のような蓄熱式燃焼装置を用いた加熱炉において、鋼帯や鋼材等の被加熱体を加熱させる場合における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１４】
すなわち、この発明においては、上記のような蓄熱式燃焼装置を改良し、それぞれの蓄熱式バーナに供給する燃料ガスの量を変化させずに、各蓄熱式バーナにおける火炎の状態を適切に変化させて、被加熱体の送り方向とは直交する方向において、加熱室内の温度を適切に調整できるようにすることを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明における蓄熱式燃焼装置においては、上記のような課題を解決するため、燃料噴射ノズルを備えたバーナ部と、蓄熱材を収容させた蓄熱室とを有する一対の蓄熱式バーナを備え、一方の蓄熱式バーナにおいて蓄熱室を通して加熱された燃焼用空気を上記のバーナ部の周囲から供給して燃料噴射ノズルから噴射された燃料ガスを燃焼させる一方、他方の蓄熱式バーナにおいて燃焼排ガスを蓄熱室を通して吸引して排出させる操作を交互に行う蓄熱式燃焼装置において、上記の各蓄熱式バーナに、燃料噴射ノズルの先端周辺に供給する火炎調整用空気の量を調整して火炎の状態を制御する火炎制御手段を設けたのである。
【００１６】
そして、この発明における蓄熱式燃焼装置において、上記の蓄熱式バーナにおける燃料噴射ノズルから燃料ガスを噴射させると共に、蓄熱室を通して加熱された燃焼用空気をバーナ部の周囲から供給して燃焼させるにあたり、上記の火炎制御手段によって燃料噴射ノズルの周辺に供給する火炎調整用空気の量を調整することにより火炎の長さ等を簡単に変更できるようになる。
【００１７】
すなわち、上記の火炎制御手段によって燃料噴射ノズルの先端周辺に火炎調整用空気を供給すると、燃料噴射ノズルから噴射された燃料ガスがこの燃料噴射ノズルの近くで燃焼されて一次火炎が生じ、この一次火炎により上記の蓄熱室において加熱されてバーナ部の周囲から供給される燃焼用空気が巻き込まれて燃焼され、火炎調整用空気を供給しない場合よりも短い火炎となる。そして、この火炎制御手段によって燃料噴射ノズルの先端周辺に供給する火炎調整用空気の量を調整することにより、この蓄熱式バーナにおける火炎の長さ等を簡単に変更できるようになる。
【００１８】
そして、上記のような蓄熱式燃焼装置を被加熱体の送り方向と直交する両側の側壁に設けた加熱炉において、この蓄熱式燃焼装置における一対の蓄熱式バーナについて、それぞれ火炎制御手段により燃料噴射ノズルの周辺から供給させる火炎調整用空気の量を調整することにより、被加熱体の送り方向と直交する方向における加熱室内の温度を適切に調整することができ、被加熱体の送り方向と直交する方向において被加熱体の温度を温度を適切に制御できるようになる。
【００１９】
また、この発明における蓄熱式燃焼装置において、上記の火炎制御手段に燃料噴射ノズルの先端周辺から供給する火炎調整用空気を旋回させる旋回手段を設け、この火炎調整用空気を旋回させて燃料噴射ノズルの先端周辺に供給すると、燃料噴射ノズルから噴射された燃料ガスとこの火炎調整用空気とがうまく混合されて、燃料ガスが燃料噴射ノズルの近くでより効率よく燃焼されるようになる。
【００２０】
【実施例】
以下、この発明の実施例に係る蓄熱式燃焼装置及び加熱炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２１】
この実施例においても、図１に示すように、鋼帯や鋼材等の被加熱体２を加熱炉２における加熱室１０内において順々に送り、この加熱室１０内において上記の被加熱体２を順々に加熱させるようにしている。
【００２２】
そして、このように加熱炉２において加熱された被加熱体２を上記の加熱室１０内の送り方向とは直交する方向に送り、この加熱された被加熱体２を圧延ローラ２によって圧延させるようにしている。
【００２３】
そして、この実施例における加熱炉１においては、図３に示すように、燃料噴射ノズル２１を備えたバーナ部２２と、蓄熱材２３を収容させた蓄熱室２４とを有する一対の蓄熱式バーナ２０を、被加熱体２の送り方向と直交する加熱室１０の両側の側壁１２に対向するようにして設け、このような蓄熱式燃焼装置を加熱体２の送り方向に沿って加熱室１０の両側の側壁１２に複数配列させるようにしている。
【００２４】
ここで、この実施例においては、上記の蓄熱式燃焼装置におけるそれぞれの蓄熱式バーナ２０に、燃料噴射ノズル２１の先端周辺に供給する火炎調整用空気の量を調整して火炎の状態を制御する火炎制御手段を設けるようにしている。
【００２５】
そして、このように蓄熱式バーナ２０に火炎制御手段を設けるにあたっては、蓄熱室２４に供給する燃焼用空気の一部を火炎調整用空気として利用するように、蓄熱室２４に燃焼用空気を供給する供給パイプ２５から火炎調整用空気供給パイプ３１を分岐させると共に、この火炎調整用空気供給パイプ３１に流量調整バルブ３１ａを設け、この火炎調整用空気供給パイプ３１を通して導かれた火炎調整用空気を上記の燃料噴射ノズル２１の周囲に設けられた流路３２を通して燃料噴射ノズル２１の先端周辺に導くようにしている。なお、上記のように蓄熱室２４に供給する燃焼用空気の一部を火炎調整用空気として利用するようにした場合、火炎調整用空気の供給の有無に拘らず、全体としての燃焼用空気の量は一定し、燃焼による熱量は一定したものになる。
【００２６】
また、この実施例においては、燃料噴射ノズル２１の先端周辺において上記のように導かれた火炎調整用空気を旋回させる旋回手段３３として、図３及び図４に示すように、燃料噴射ノズル２１の先端部の外周側に捩じれた旋回用羽根３３を設け、燃料噴射ノズル２１の先端周辺に導かれた火炎調整用空気を旋回させて、燃料噴射ノズル２１の先端における噴射口２１ａの周辺に供給するようにしている。
【００２７】
ここで、この実施例において、上記の加熱炉１により被加熱体２を加熱させるにあたり、一方の蓄熱式バーナ２０において、蓄熱室２４からの燃焼排ガスを排出する排出パイプ２６に設けられた第２バルブ２６ａを閉じる一方、燃焼用空気を蓄熱室２４に供給する供給パイプ２５に設けられた第１バルブ２５ａを開き、上記の火炎調整用空気供給パイプ３１に設けた流量調整バルブ３１ａを閉じた状態にすると、火炎調整用空気が燃料噴射ノズル２１の先端に導かれず、従来の場合と同様に、燃焼用空気が全て供給パイプ２５を通して蓄熱室２４内に導かれて加熱され、このように加熱された燃焼用空気がバーナ部２２の周囲から供給されて、燃料噴射ノズル２１から噴射された燃料ガスが加熱室１０内において燃焼されるようになる。
【００２８】
一方、上記の火炎調整用空気供給パイプ３１に設けた流量調整バルブ３１ａを開き、燃焼用空気の一部を火炎調整用空気として火炎調整用空気供給パイプ３１及び流路３２を通して燃料噴射ノズル２１の先端周辺に導き、この火炎調整用空気を旋回用羽根３３により旋回させて、燃料噴射ノズル２１の先端における噴射口２１ａの周辺に供給すると、この部分において一次火炎が形成され、この一次火炎により、上記の蓄熱室２４において加熱されてバーナ部２２の周囲から供給される燃焼用空気が巻き込まれて燃焼されるようになり、火炎調整用空気を供給しない場合よりも短い火炎となる。この結果、この蓄熱式バーナ２０に近い部分における加熱室１０の温度が高くなって、この蓄熱式バーナ２０に近い被加熱体２の部分が他の部分よりも高い温度に加熱されるようになる。
【００２９】
なお、他方の蓄熱式バーナ２０においては、従来の場合と同様に、燃焼用空気を蓄熱室２４に供給する供給パイプ２５に設けられた第１バルブ２５ａを閉じる一方、蓄熱室２４からの燃焼排ガスを排出する排出パイプ２６に設けられた第２バルブ２６ａを開き、上記のように加熱室１０内において燃焼された後の燃焼排ガスを吸引して蓄熱室２４に導き、この蓄熱室２４に収容された蓄熱材２３に燃焼排ガスの熱を蓄積させた後、この燃焼排ガスを上記の排出パイプ２６を通して外部に排出させるようにする。
【００３０】
ここで、加熱室１０の一方の側壁１２に設けられた蓄熱式バーナ２０を燃焼させる場合にだけ、上記のように火炎調整用空気供給パイプ３１に設けた流量調整バルブ３１ａを開き、燃焼用空気の一部を火炎調整用空気として火炎調整用空気供給パイプ３１及び流路３２を通して燃料噴射ノズル２１の先端周辺に導くようにする一方、他方の側壁１２に設けられた蓄熱式バーナ２０を燃焼させる場合に、火炎調整用空気供給パイプ３１に設けた流量調整バルブ３１ａを閉じた状態にすると、加熱室１０内の温度は上記のように流量調整バルブ３１ａを開いた蓄熱式バーナ２０側において高くなる。
【００３１】
そして、被加熱体２の送り方向と直交する加熱室１０の両側の側壁１２に対向するようにして設けた一対の蓄熱式バーナ２０において、火炎調整用空気供給パイプ３１に設けた流量調整バルブ３１ａを調整して、燃料噴射ノズル２１の先端周辺に導く火炎調整用空気の量を適切に制御することにより、被加熱体２の送り方向と直交する方向における加熱室１０内の温度を適切に調整することができるようになる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における蓄熱式燃焼装置においては、燃料噴射ノズルを備えたバーナ部と、蓄熱材を収容させた蓄熱室とを有する一対の蓄熱式バーナにおいて、それぞれ燃料噴射ノズルの周辺から火炎調整用空気を供給して火炎を調整する火炎制御手段を設けるようにしたため、燃料噴射ノズルから燃料ガスを噴射させると共に、蓄熱室を通して加熱された燃焼用空気をバーナ部の周囲から供給して燃焼させるにあたり、上記の火炎制御手段により燃料噴射ノズルの先端周辺に供給する火炎調整用空気の量を調整することによって、火炎の長さ等を適切に調整できるようになる。
【００３３】
また、この発明における蓄熱式燃焼装置において、上記の火炎制御手段に、燃料噴射ノズルの先端周辺に供給される火炎調整用空気を旋回させる旋回手段を設け、この旋回手段により火炎調整用空気を旋回させて燃料噴射ノズルの先端周辺に供給させるようにすると、燃料噴射ノズルから噴射された燃料ガスとこの火炎調整用空気とがうまく混合されて、燃料ガスが燃料噴射ノズルの近くでより効率よく燃焼されるようになる。
【００３４】
また、この発明における加熱炉においては、上記のような蓄熱式燃焼装置を被加熱体の送り方向と直交する両側の側壁に設けるようにしたため、この蓄熱式燃焼装置における一対の蓄熱式バーナについて、それぞれ上記の火炎制御手段により燃料噴射ノズルの先端周辺に供給させる火炎調整用空気の量を調整することにより、被加熱体の送り方向と直交する方向における加熱室内の温度を適切に調整することができ、被加熱体の送り方向と直交する方向において被加熱体の温度を温度を適切に制御できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼帯や鋼材等の被加熱体を加熱炉において順々に加熱させ、この加熱された被加熱体を圧延ローラによって圧延させる工程を示した概略説明図である。
【図２】加熱炉における加熱室の側壁に従来の蓄熱式燃焼装置を設けた状態を示した断面説明図である。
【図３】この発明の実施例において、加熱炉における加熱室の側壁に蓄熱式燃焼装置を設けた状態を示した断面説明図である。
【図４】同実施例において、火炎調整用空気を旋回させる旋回手段として、燃料噴射ノズルの先端部の外周側に旋回用羽根を設けた状態を示した概略正面図である。
【符号の説明】
１　加熱炉
２　被加熱体
１０　加熱室
１２　側壁
２０　蓄熱式バーナ
２１　燃料噴射ノズル
２２　バーナ部
２３　蓄熱材
２４　蓄熱室
３１　火炎調整用空気供給パイプ
３１ａ　流量調整バルブ
３２　流路
３３　旋回手段（旋回用羽根）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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