(57)【要約】【課題】堆積スケールの表面側は勿論、内部および下部層に至る冷却を短時間かつ確実に実現し得る、堆積スケールの冷却装置を提供する。【解決手段】加熱炉の炉床に、炉内に冷却媒体を導く配管５の複数本を接続すると共に、各配管５に冷却媒体の流量調整弁６を取付ける。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉の炉床に堆積したスケールを冷却する装置であって、該炉床に、炉内に冷却媒体を導く配管の複数本を接続すると共に、各配管に冷却媒体の流量調整弁を取付けて成ることを特徴とする炉床堆積スケールの冷却装置。
【請求項２】
請求項１において、配管と連通した炉床における冷却媒体の吹き出し口に、配管と連通する冷却媒体の通路を複数本に分岐して、それぞれの通路を側面に開口させて成る、蓋を設けたことを特徴とする炉床堆積スケールの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばスラブ、ビレットおよびブルーム等の鋼材を熱間圧延に際して加熱するための加熱炉において、その炉床に堆積したスケールを冷却する際に使用する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材の加熱炉としては、プッシャ炉、ウォーキングハース炉、ウォーキングビーム炉および回転炉床炉等、種々のタイプの連続式加熱炉が使用されている。例えば、図１に示すように、加熱炉１内に、その装入口１ａを介して鋼材２を次々に送り込み、連続した加熱操業を行うと、炉１内で鋼材２表面が酸化されて多量のスケール３が生成する結果、そのスケール３が炉床上に落下する。この落下スケール３は、炉の操業を続けるに連れて、徐々に厚く炉床上に堆積していく。この堆積スケール３を放置すると、炉１内における鋼材搬送装置の駆動不良や炉内バーナの燃焼不良、さらには鋼材加熱燃料原単位の低下などを招く。従って、この種の加熱炉では、定期的に炉床の堆積スケールを除去する作業が行われている。
【０００３】
堆積スケールを除去するには、実際にスケール除去を行う前に、予め炉内の温度を低下させておく必要がある。なぜなら、炉床上の堆積スケールの除去は、炉内に作業員が入って手作業で堆積スケールを炉外へ搬出するのが一般的であるため、予め炉内を人が作業可能な温度にまで冷却するからである。
【０００４】
従来は、急激な冷却によって炉内耐火物が損傷することがないように、例えば加熱炉の抽出口１ｂ側から冷却ファンにて空気４（図１参照）を吹き込むなど、緩慢な冷却を採用しているが、炉床上に堆積しているスケールは炉内耐火物に比べて熱容量が大きく、かつ堆積厚さも５００〜１５００ｍｍ程度と大きいことから、堆積スケールの冷却に時間を要する結果、炉内温度を短時間で低下させるのは困難であった。
【０００５】
しかし、加熱炉設備の稼働率を向上するには、堆積スケールの除去作業に代表される定期的なメンテナンスや突発的な補修に伴う、加熱炉の休止時間を極力短縮することが重要であり、炉内、特に堆積スケールの冷却時間を短縮することが強く要求されていた。
【０００６】
ここに、特許文献１には、炉内の冷却を迅速に行う手段として、炉内にスプレーノズルを挿入し、このノズルから堆積スケールに散水を行うことが提案されている。
【０００７】
また、特許文献２には、炉内に挿入したランスから、堆積スケールに向けて冷却液を噴霧することが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１８１５１５号公報
【特許文献２】
国際公開第ＷＯ９９／００６３３号パンフレット
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の手法によれば、炉体耐火物、堆積スケール表面およびその上部層の温度を効率良く冷却することができる。ところが、堆積スケールが厚い場合は、スケールの下部層が十分に冷却され難いために、内部には保熱状態の、いわゆる赤熱スケールが残存している。従って、炉内冷却後に堆積スケールの除去作業を開始しスケール上部層をかき出すと、内部の赤熱スケールが露出してくるために、再び炉内温度が上昇して、作業環境が悪化することが問題であった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、堆積スケールの表面側は勿論、内部および下部層に至る冷却を短時間かつ確実に実現し得る、堆積スケールの冷却装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、加熱炉の炉床に堆積したスケールを冷却する装置であって、該炉床に、炉内に冷却媒体を導く配管の複数本を接続すると共に、各配管に冷却媒体の流量調整弁を取付けて成ることを特徴とする炉床堆積スケールの冷却装置である。
【００１２】
ここで、上記の装置において、配管と連通した炉床における冷却媒体の吹き出し口に、配管と連通する冷却媒体の通路を複数本に分岐して、それぞれの通路を側面に開口させて成る、蓋を設けることが、実施に際して有利である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の装置について、図面を参照して詳しく説明する。
本発明の装置は、図２に示すように、加熱炉１の炉床１０に接続した複数本の配管５と、各配管５に取付けた流量調整弁６とから成り、例えば冷却ファン７を介して、冷却媒体である空気４を各配管毎に設定した流量の下に加熱炉１内に導くものである。
【００１４】
従って、配管５から炉内に導かれる空気４は、炉床１０の下方から上方に向かって吹き出す結果、炉床１０上に堆積したスケール３の厚み方向に空気４を通過させて、堆積スケール３の下部層から上部層までの全体を均一に冷却する事が可能である。この冷却媒体である空気を、堆積スケール３の下から導入することによって、堆積スケール３の下部層が優先して冷却される結果、堆積スケール３内部の赤熱スケールの残存は皆無となる。
【００１５】
また、各配管５に流量調整弁６を付帯させて、冷却ファン７からの冷却媒体例えば空気４を、各配管毎に設定した流量の下に加熱炉１内に導くことが有利であるのは、次の理由によるものである。すなわち、炉床１０上の堆積スケール３の堆積量は、炉長方向に分布を持つのが一般的であり、具体的には抽出口１ｂに向かって増加する傾向にあるため、この堆積量分布に応じて空気４の供給量を炉長方向に変化させることにより、効率の良い冷却を実現できる。
【００１６】
より具体的には、炉長方向のスケール堆積量を加熱炉操業時のヒートパターンから推定し、その推定堆積量に応じて各配管からの空気量を調節することが好ましい。あるいは、例えば炉内モニタ装置によりスケール堆積量を測定し、その値に応じて各配管からの空気量を調節することも可能である。
【００１７】
なお、冷却媒体としては、空気または水蒸気を含む空気（フォッグ）のほか、不活性ガス等も利用できる。
【００１８】
ここで、複数本の配管５は、図２（ａ）に示すように、加熱炉１の炉床１０に一定のピッチの下に配置することが、堆積スケール３を炉全体にわたって均一に冷却することを助長する上で好ましい。具体的には、鋼材搬送方向に１．５〜２．０ｍ、搬送方向に対して垂直に１．５〜２．５ｍのピッチで配置する。
【００１９】
さらに、各配管５を接続した炉床１０の吹き出し口には、図３に示すように、蓋８を取り付けるとよい。すなわち、蓋８は、配管５と連通する空気４の通路を複数本、例えば図３（ｂ）に示すように４本の通路８ａ〜８ｄに分岐して、それぞれの通路８ａ〜８ｄを側面に開口させて成るものである。従って、炉床１０上に積み重なる堆積スケール３によって、空気４の吹き出し口が塞がれることなく、炉床１０からの空気４の供給を実現できる。
【００２０】
【実施例】
厚さ：２１５〜２２０ｍｍ、幅１０５０〜１２５０ｍｍおよび長さ：５０００〜１２０００ｍｍの鋼材を熱間圧延する際の加熱炉操業において、炉床上に堆積したスケール（温度：約２００℃）を炉外に除去するに際し、下記の装置Ａ（従来例）およびＢ（発明例）を使用して堆積スケールの冷却を行った。
記
装置Ａ（従来例：特許文献１の開示に準拠）
・炉天井から炉内に挿入したノズル（２５本／基）からフォッグを発生させ堆積スケール上面を冷却
・フォッグ水量：０．４ｌ／ｍｉｎ・ｍ２
装置Ｂ（発明例：図２参照）
・炉床に炉長方向に２ｍおよび炉長垂直方向に２．５ｍのピッチで配置した配管から空気吹き込み
・空気吹き込み量
抽出口から内部へ４ｍまでの領域：４７６  Ｎｍ３／ｈ・本
抽出口から内部へ４〜８ｍまでの領域：４５７  Ｎｍ３／ｈ  ・本
抽出口から内部へ８ｍ以上までの領域：４１７  Ｎｍ３／ｈ  ・本
【００２１】
かくして冷却を終了した堆積スケールについて、炉の抽出口直下のスケールの厚み方向最高温度を測定したところ、条件Ａ（従来例）は２８０℃および同Ｂ（発明例）は５４℃であった。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の装置を使用すれば、炉操業停止後の堆積スケール除去作業に先立ち炉内の堆積スケールを、その下部層から上部へ順に冷却することが可能になるため、スケール全体の温度を短時間に、しかも均一かつ確実に低下することができる。従って、堆積スケールの除去作業に先立つ冷却に要する時間は短縮されて、加熱炉の休止時間も短縮される結果、加熱炉設備の稼働率は高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱炉におけるスケールの堆積を示す図である。
【図２】本発明の冷却装置を示す図である。
【図３】炉床における冷却媒体の吹き出し口の構造を示す図である。
【符号の説明】
１  加熱炉
２  鋼材
３  堆積スケール
４  空気
５  配管
６  流量調整弁
７  冷却ファン
８  蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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