(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱材の長手方向が加熱炉内に設けた搬送路の搬送方向と直交するように前記被加熱材を装入して、前記被加熱材を前記搬送路に沿って搬送させながら加熱する加熱炉であって、
前記搬送路の下側には、装入部側から抽出部側にかけての前記搬送路の左右両側に、交番燃焼する複数の下側の蓄熱式燃焼装置が配置され、
前記搬送路の上側には、前記被加熱材全体を一旦均一に加熱するために、前記装入部側から前記搬送路の途中までにかけての前記搬送路の左右両側に、交番燃焼する複数の上側の蓄熱式燃焼装置が配置され、
前記上側の蓄熱式燃焼装置の設置位置よりも前記抽出部側には、傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うために、炉幅方向に沿って複数に分割され、かつ分割された領域毎に燃焼量制御が可能な複数の連続式燃焼装置が配置されることを特徴とする加熱炉。
【請求項２】
加熱炉の全炉長に対する前記連続式燃焼装置の炉長方向に沿う配置長の割合が、１５％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
【請求項３】
前記連続式燃焼装置が、炉幅方向に沿って３つ以上に分割された領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱炉。
【請求項４】
前記蓄熱式燃焼装置が、ＦＤＩ型のリジェネバーナーであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の加熱炉。
【請求項５】
被加熱材の長手方向が加熱炉内に設けた搬送路の搬送方向と直交するように前記被加熱材を装入して、前記被加熱材を前記搬送路に沿って搬送しながら加熱することで前記被加熱材の温度を制御する温度制御方法であって、
前記搬送路の下側であって装入部側から抽出部側にかけての前記搬送路の左右両側に、交番燃焼する複数の下側の蓄熱式燃焼装置を配置し、
前記搬送路の上側であって前記装入部側から前記搬送路の途中までにかけての前記搬送路の左右両側に、前記被加熱材全体を一旦均一に加熱するために交番燃焼する複数の上側の蓄熱式燃焼装置を配置し、
更に、前記上側の蓄熱式燃焼装置の設置位置よりも前記抽出部側に、傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うための複数の連続式燃焼装置を、炉幅方向に沿って分割された複数の領域にそれぞれ配置し、
前記上側及び前記下側の蓄熱式燃焼装置によって前記被加熱材全体を均一に加熱するとともに、前記連続式加熱装置によって、前記被加熱材の長手方向における目標温度分布に応じて炉幅方向に沿って分割された前記領域毎に前記連続式燃焼装置の燃焼量を調整することで、前記被加熱材の長手方向の温度を制御することを特徴とする被加熱材の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブ等を熱間圧延する際に、所定の温度まで加熱するための加熱炉および被加熱材の温度制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋳造後のスラブ、ビレット、ブルーム等を、熱間圧延に好適な温度に加熱するものとして加熱炉が用いられている。このような加熱炉は、一般に予熱帯、加熱帯及び均熱帯から構成され、スラブ等の被加熱材を、予熱帯、加熱帯及び均熱帯を順次連続的に移動させることで、所定の温度に均一に加熱できるように構成されている。
【０００３】
ところで最近では、スラブ等の被加熱材を全体的に均一に加熱するだけでなく、スラブの先端部と後端部との間で温度傾斜を持たせるように加熱することが行われている。
例えば、板厚の薄い圧延板を製造する場合、スラブの先端部を仕上げ圧延開始してからスラブ後端部を仕上げ圧延開始するまでの時間が長くなり、その間にスラブ後端部の温度低下が大きくなって、変形抵抗が大きくなり荷重変動による形状悪化を生じたり、所定の仕上圧延温度の下限値未満となってしまう場合があった。このような場合に、温度低下量を見越して、スラブの後端部の温度を先端部の温度より高くする傾斜加熱を行うと、スラブ後端部での荷重変動を小さくしたり、所定の仕上げ圧延温度範囲内で圧延することが可能となる。
【０００４】
また、生産性を向上させるために、スラブ先端部が仕上げ圧延機に噛み込まれた後、徐々に速度を上げて熱間圧延を行う場合があり、圧延速度の上昇に伴って加工発熱量も多くなり、圧延後のスラブ（圧延鋼板）後端部の温度が高くなり、スケール疵が発生したり、仕上げ圧延温度の上限を超えてしまうことがある。このような場合に、仕上出側温度の上昇を見越して、スラブ後端部の温度を先端部の温度よりも低くする逆傾斜加熱を行うと、スラブ後端部の仕上げ圧延出側温度を所定の温度範囲内にすることができ、圧延鋼板の高品質化と生産性の向上を両立することが可能になる。
【０００５】
従来の加熱炉として、例えば、下記特許文献１の図２に記載の加熱炉が知られている。この加熱炉は、炉長方向両側に交番燃焼する複数対の蓄熱式燃焼装置を配置し、加熱炉の炉長方向途中の幅方向に連続式燃焼装置を配置し、連続式燃焼装置の燃焼量を調整することで、スラブの炉幅方向の温度を均一または任意に制御している。
【０００６】
また特許文献２に開示されている加熱炉は、炉長方向両側に交番燃焼する複数対の蓄熱式燃焼装置を配置し、一方の側の蓄熱式燃焼装置の燃焼時間を、他方の側の蓄熱式燃焼装置の燃焼時間よりも長くするか或いは短くすることで、スラブを傾斜加熱している。
【特許文献１】特開平１１−３２３４３１号公報
【特許文献２】特開平９−５３１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで特許文献１に記載の加熱炉では、燃焼量が調整可能な連続式燃焼装置であるルーフバーナーを、加熱帯の炉幅方向に沿って一列に配置している一方で、炉長方向に沿って配置していない。このため、加熱帯の炉内温度に傾斜を持たせにくくなり、傾斜加熱または逆傾斜加熱を十分に行うことができないという問題があった。
【０００８】
また、特許文献１に記載の加熱炉では、ルーフバーナーの更に下流側に、スラブを加熱炉幅方向（被加熱材長手方向）に均一に加熱するのが主たる用途の蓄熱式加熱装置を配置している。このため、加熱帯に設置したルーフバーナーの燃焼量を調整して、スラブを精度よく傾斜加熱または逆傾斜加熱したとしても、後段の均熱帯に設置した蓄熱式燃焼装置によって、炉幅方向に沿ってスラブが均一に加熱されてしまい、スラブの温度勾配を大きくすることが難しいという問題があった。
【０００９】
更に、特許文献２に記載の加熱炉では、本来はスラブを加熱炉幅方向に均一に加熱する用途の蓄熱式加熱装置の燃焼量を、制御可能な範囲で変えたとしても、スラブに大きな温度勾配をつけることは困難であった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、傾斜加熱及び逆傾斜加熱を確実に行うことが可能な加熱炉及び被加熱材の温度制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の加熱炉は、被加熱材の長手方向が加熱炉内に設けた搬送路の搬送方向と直交するように前記被加熱材を装入して、前記被加熱材を前記搬送路に沿って搬送させながら加熱する加熱炉であって、前記搬送路の下側には、装入部側から抽出部側にかけての前記搬送路の左右両側に、交番燃焼する複数の下側の蓄熱式燃焼装置が配置され、前記搬送路の上側には、前記被加熱材全体を一旦均一に加熱するために、前記装入部側から前記搬送路の途中までにかけての前記搬送路の左右両側に、交番燃焼する複数の上側の蓄熱式燃焼装置が配置され、前記上側の蓄熱式燃焼装置の設置位置よりも前記抽出部側には、傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うために、炉幅方向に沿って複数に分割され、かつ分割された領域毎に燃焼量制御が可能な複数の連続式燃焼装置が配置されることを特徴とする。
また、本発明の加熱炉においては、加熱炉の全炉長に対する前記連続式燃焼装置の炉長方向に沿う配置長の割合が、１５％以上８０％以下であることが好ましい。
更にまた、本発明の加熱炉においては、前記連続式燃焼装置が、炉幅方向に沿って３つ以上に分割された領域にそれぞれ配置されていることが好ましい。
また、本発明の加熱炉においては、前記蓄熱式燃焼装置が、ＦＤＩ（燃料直接噴射）型のリジェネバーナーであることが好ましい。
【００１２】
次に、本発明の被加熱材の温度制御方法は、被加熱材の長手方向が加熱炉内に設けた搬送路の搬送方向と直交するように前記被加熱材を装入して、前記被加熱材を前記搬送路に沿って搬送しながら加熱することで前記被加熱材の温度を制御する温度制御方法であって、前記搬送路の下側であって装入部側から抽出部側にかけての前記搬送路の左右両側に、交番燃焼する複数の下側の蓄熱式燃焼装置を配置し、前記搬送路の上側であって装入部側から前記搬送路の途中までにかけての前記搬送路の左右両側に、前記被加熱材全体を一旦均一に加熱するために交番燃焼する複数の上側の蓄熱式燃焼装置を配置し、更に、前記上側の蓄熱式燃焼装置の設置位置よりも前記抽出部側に、傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うための複数の連続式燃焼装置を、炉幅方向に沿って分割された複数の領域にそれぞれ配置し、前記上側及び前記下側の蓄熱式燃焼装置によって前記被加熱材全体を均一に加熱するとともに、前記連続式加熱装置によって、前記被加熱材の長手方向における目標温度分布に応じて炉幅方向に沿って分割された前記領域毎に前記連続式燃焼装置の燃焼量を調整することで、前記被加熱材の長手方向の温度を制御することを特徴とする。
【００１３】
上記の加熱炉によれば、まず、交番燃焼する複数の蓄熱式加熱装置が備えられているので、連続式燃焼装置によって傾斜加熱または逆傾斜加熱する前の被加熱材を予め所定の温度に被加熱材全体を均一に加熱しておくことができる。そして炉幅方向に沿って複数に分割された領域に配置され前記領域毎に燃焼量制御が可能な複数の連続式燃焼装置が、搬送路の途中から抽出部端に至る間に沿って連続して配置されているため、炉幅方向に沿って炉内温度に必要とする温度差をつけることが可能になり、被加熱材に付与すべき傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うことが可能になる。
【００１４】
また、上記の被加熱材の温度制御方法によれば、まず、交番燃焼する複数の蓄熱式加熱装置によって所定の温度に被加熱材全体を均一に加熱し、次いで、搬送路途中から抽出部端に至る間に連続して配置され、かつ炉幅方向に沿って複数に分割された領域に配置された複数の連続式加熱装置によって、前記被加熱材の長手方向における目標温度分布に応じて被加熱材の前記炉幅方向の温度を制御するので、被加熱材に付与すべき傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、傾斜加熱及び逆傾斜加熱を確実に行うことが可能な加熱炉及び被加熱材の温度制御方法を提供できる。
また本発明によれば、傾斜加熱及び逆傾斜加熱を行った場合の被加熱材の先端部と後端部に必要な温度差を付与することができる。
更に、本発明によれば、被加熱材の温度分布が次第に滑らかな傾斜を持つようになり、被加熱材の温度の急変が少なくなって滑らかな温度傾斜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態である加熱炉及び被加熱材の温度制御方法について説明する。尚、以下に示す図面は、加熱炉の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の加熱炉の寸法関係等とは異なる場合がある。
図１は本発明の実施形態である加熱炉を示す斜視模式図であり、図２は、図１に示す加熱炉の側面模式図であり、図３は、図１に示す加熱炉の平面模式図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ’線に対応する断面模式図である。
【００１７】
図１〜図４に示すように、本実施形態の加熱炉１は、装入部１Ａ側から抽出部１Ｂ側に向けて被加熱材を順次搬送する搬送路２と、装入部１Ａから抽出部１Ｂまでの間の搬送路２に沿って設けられた炉内室３と、搬送路２の搬送方向両側に配置された複数の蓄熱式燃焼装置４と、搬送路２の途中から抽出部１Ｂに至る間の搬送路２の上側に配置された複数の連続式燃焼装置５とから概略構成されている。
本実施形態の加熱炉１においては、被加熱材が搬送路２によって装入部１Ａ側から抽出部１Ｂ側に連続的に搬送される際に、まず、蓄熱式燃焼装置４によって被加熱材を所定温度まで均一加熱させ、次いで、連続式燃焼装置５によって被加熱材の長手方向に沿う温度が傾斜を持つように被加熱材を傾斜加熱または逆傾斜加熱させる。
【００１８】
本実施形態の加熱炉１によって加熱処理される被加熱材は、鋳造後のスラブ、ビレット、ブルーム等の鋼材である。これら被加熱材は、本実施形態の加熱炉１によって傾斜加熱または逆傾斜加熱がなされた後に、加熱炉１の後段に配置された熱間圧延機による熱間圧延に供される。
【００１９】
被加熱材は、加熱炉１に備えられた搬送路２によって連続的に搬送される。搬送路２としては、例えば、被加熱材を連続的に搬送可能なウォーキングビーム装置等を用いることができる。
また、被加熱材は、その長手方向が搬送方向とほぼ直交する方向に向けられた姿勢で搬送路２を搬送される。すなわち、被加熱材は、その長手方向が炉幅方向に沿うような姿勢で搬送される。
【００２０】
次に、搬送路２の左右両側には、装入部１Ａから抽出部１Ｂの間にかけて複数の蓄熱式燃焼装置４が配置されている。蓄熱式燃焼装置４は例えば、ＦＤＩ型のリジェネバーナーを用いることができる。図１〜４に示す加熱炉１においては、蓄熱式燃焼装置４のバーナー口４ａが炉内室３の側壁面３ａに配置されており、バーナー口４ａからフレームＦが炉幅方向に沿って吹き出されるようになっている。
また、蓄熱式燃焼装置４は、搬送路２の上側及び下側において、搬送路２の搬送方向の側方に並んで配置されている。この構成によって、被加熱材が搬送路２を搬送される際に、被加熱材を、その上側及び下側から加熱できるようになっている。
【００２１】
但し、図１〜３に示すように、連続式燃焼装置５が配置された抽出部１Ｂ寄りの搬送路２の上側には、蓄熱式燃焼装置４は配置されない。蓄熱式燃焼装置４が連続式燃焼装置５の配置領域に配置されると、蓄熱式燃焼装置４によって被加熱材が均一加熱されてしまい、傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うことが困難になるので好ましくない。
一方、抽出部１Ｂ寄りの搬送路２の下側には、被加熱材の下面側を十分に加熱するために蓄熱式燃焼装置４を配置する。
【００２２】
また、蓄熱式燃焼装置４においては、例えば、搬送路２の両側に対向して配置された蓄熱式燃焼装置４，４同士の間で交番燃焼するように構成されている。一方の蓄熱式燃焼装置が燃焼する際に、他方の蓄熱式燃焼装置がその燃焼ガスを吸引することによって、他方の蓄熱式燃焼装置に内蔵された蓄熱材を加熱させる。次に、他方の蓄熱式燃焼装置を燃焼させる際に、加熱された蓄熱材に燃焼用の空気を接触させて空気を予熱させる。このようにして交番燃焼することで、熱エネルギーを効率的に利用できる。なお、交番燃焼する蓄熱式燃焼装置の組合せは、搬送路２の両側に配置されたもの同士に限定されるものではなく、例えば隣同士に配置された蓄熱式燃焼装置の間で交番燃焼させてもよい。
【００２３】
図５には、蓄熱式燃焼装置による炉内温度と、炉幅方向との関係をグラフで示す。蓄熱式燃焼装置には、ＦＤＩタイプリジェネバーナーとガンタイプリジェネバーナーとがあるが、図５に示すように、ＦＤＩタイプの方がガンタイプよりも、炉内室の温度分布を均一にできることがわかる。従って、蓄熱式燃焼装置による被加熱材の加熱は、ＦＤＩ型リジェネバーナーを用いることが好ましい。
【００２４】
次に、連続式燃焼装置５は、図１に示すように、搬送路２の上側にあって、搬送路２の途中から抽出部１Ｂまでの間で炉長方向に沿って連続して配置されている。ここで、連続して配置とは、複数の連続式燃焼装置５が所定の間隔を空けて並んで配置された状態をいう。連続式燃焼装置５は搬送路２の上側に位置しており、より具体的には連続式燃焼装置５のバーナー口が炉内室３の天井面３ｂに配置されている。連続式燃焼装置５が配置される天井面３ｂは、それ以外の天井面３ｃに比べて搬送路２に接近して配置されている。また、連続式燃焼装置５は、図１〜図４に示すように、炉幅方向に沿って４つに均等に分割された領域５Ａ〜５Ｄにそれぞれ配置されている。なお、後述するように、分割の数は３つ以上であることが好ましく、４つに限定されるものではない。これら連続式燃焼装置５は、燃焼量を自在に調整することが可能であって、各領域５Ａ〜５Ｄ毎に燃焼量を制御できるようになっている。
【００２５】
連続式燃焼装置５は、フレームを連続的に吹き出して燃焼する燃焼装置である。連続式燃焼装置５としては、例えば、炉内室３の天井面３ｂからフレームを下方に向けて吹き出させるルーフバーナーや、フレームを炉長方向に吹き出させる軸流バーナーのいずれでもよいが、好ましくはルーフバーナーがよい。
【００２６】
連続式燃焼装置５の配置構成について更に詳細に説明すると、連続式燃焼装置５は、図１〜図３に示すように、搬送路２の途中から抽出部１Ｂまでの間の炉長方向に沿って連続して配置されている。連続式燃焼装置５の炉長方向に沿う配置長は、加熱炉１の全炉長に対して１５％以上８０％以下の割合の長さが好ましい。すなわち、加熱炉１の全炉長をＬとしたとき、連続式燃焼装置５が配置されている領域の長さは０．１５Ｌ〜０．８０Ｌの範囲が好ましい。
【００２７】
連続式燃焼装置５の炉長方向に沿う配置長を加熱炉１の全炉長に対してどの程度の割合にするかは、付与すべき被加熱材長手方向温度差と加熱炉１の連続式燃焼装置５を配置した炉内室３の炉幅方向の温度差等から決められる。被加熱材長手方向温度差とは、加熱後の被加熱材の長手方向先端部と後端部の温度差である。炉内室３の炉幅方向の温度差とは、炉幅方向に沿って連続式加熱装置５の燃焼量を制御した場合の搬送路２上における最高温度と最低温度の温度差であり、連続式燃焼装置５の必要な配置長の下限を決める場合には、燃焼装置の能力や加熱炉内の耐火物の耐久性などから決まる最大温度差で決める。図６には、加熱炉抽出時の被加熱材の先端部の温度が１２００℃となり、かつ連続式燃焼装置を配置した炉内室の炉幅方向の温度差が１００℃となるようにした場合の加熱炉１の全炉長に対する連続式燃焼装置５の炉長方向に沿う配置長の割合と、被加熱材の長手温度差との関係をグラフで示している。被加熱材長手方向温度差はこれまでの実績から約３０℃つけられればよく、図６の条件であれば、連続式燃焼装置５の長手方向に沿う配置長の割合を１５％以上にすればよいことがわかる。炉内室３の温度差が１００℃よりも小さい場合は配置長の割合を大きくすればよいが、連続式燃焼装置５の配置長の割合が大きくなるほど省エネルギーに対しては不利になるため、８０％を上限としている。
【００２８】
また、連続式燃焼装置５は、図１〜図４に示すように、炉幅方向に沿って分割された複数の領域５Ａ〜５Ｄにそれぞれ配置されている。本実施形態では、領域の数が４つの例を示しているが、領域の数は３以上であることが好ましく、３〜５であればなおよい。
一つの領域には、複数の連続式燃焼装置５が炉長方向にそって２列に並べられている。図４に示すように、２列に並べられた連続式燃焼装置５はそれぞれ対になっている。すなわち、一本の燃料ガス供給路６から分岐された２本の燃料ガス供給路６ａ、６ｂに、連続式燃焼装置５がそれぞれ接続されている。
連続式燃焼装置５は、領域５Ａ〜５Ｄ毎に燃焼量を調整できるようになっている。例えば、炉幅方向一端側の領域５Ａにある連続式燃焼装置を、ある定格の燃焼量で燃焼させ、その隣の領域５Ｂにある連続式燃焼装置を領域５Ａよりも少ない燃焼量で燃焼させ、以下同様に領域５Ｃ、５Ｄについても燃焼量を徐々に低下させることが可能になっている。これにより、連続式燃焼装置５の下の炉内室３の炉内温度を、炉幅方向に沿って傾斜させることが可能になっている。これにより例えば、搬送路２上の被加熱材の長手方向の最高温度と最低温度の温度差を、３０℃以上にすることが可能になっている。
【００２９】
連続式燃焼装置の領域５Ａ〜５Ｄ毎の燃焼量は、被加熱材の長手方向における目標温度分布に応じて調整する必要がある。例えば、被加熱材の長手方向における目標温度分布が、被加熱材の先端部の加熱目標温度をｔ１℃とし、後端部の加熱目標温度をｔ２℃（例えばｔ１＞ｔ２）とし、先端部と後端部との間における温度が被加熱材の長手方向に沿って所定の割合で変化する温度分布であったとする。この場合の連続式燃焼装置の領域５Ａ〜５Ｄ毎の燃焼量は、被加熱材の加熱後の温度分布が目標温度分布に一致するように、連続式燃焼装置５の長手方向に沿う配置長の割合を勘案して、炉内室３の温度差が最適となるように調整すればよい。
【００３０】
図７には、後端部の温度を先端部の温度よりも低くする逆傾斜加熱した被加熱材の長手位置と、均一加熱した場合との温度差分との関係をグラフで示す。このグラフは、連続式燃焼装置５を炉幅方向に沿って２〜５の領域に分割して配置して被加熱材を加熱したときの、被加熱材の長手方向の温度分布を示すものである。図７の横軸である被加熱材の長手位置は、被加熱材の長手方向の全長を１としたときの、長手方向先端部からの距離を比率で表したものである。例えば、長手位置が０．２の位置は、長手方向先端部から全長の１／５（＝０．２）の距離だけ離れた位置を示す。また、図７の縦軸である均一加熱との温度差分とは、被加熱材を均一加熱した場合の温度を基準（ゼロ）としたときの、被加熱材の温度との差分を表している。  図７では、被加熱材の後端部（長手位置＝１．０）の温度が、先端部（長手位置＝０）の温度より３０℃低くなるように傾斜加熱を行った場合の、被加熱材の温度分布を示している。
図７に示すように、連続式燃焼装置５を炉幅方向に沿って配置する際の分割数を２から５に順次増やすことによって、被加熱材の温度分布が次第に滑らかな傾斜を持つようになることがわかる。例えば、分割数が２の場合は、長手位置が０．４〜０．６の範囲において被加熱材の温度が急激に変化しているが、分割数が３以上になると、被加熱材の温度の急変が少なくなって滑らかな温度傾斜が得られており、３以上の領域に分割することが好ましい。
【００３１】
なお、燃焼量の制御は、上記のように領域５Ａから領域５Ｄに向けて順次燃焼量を低下させる場合に限らず、領域５Ａから領域５Ｄに向けて順次燃焼量を増加させてもよい。また、領域５Ａ〜領域５Ｄの燃焼量をすべて同じにして均一加熱を行ってもよい。
【００３２】
また、連続式燃焼装置を炉長方向に沿って複数の領域に更に分割し、この炉長方向に沿って分割した領域毎に、炉幅方向の燃焼量を調整してもよい。
【００３３】
次に、本実施形態の加熱炉１による被加熱材の温度制御方法について説明する。
まず、図１乃至図４に示す加熱炉１を準備し、被加熱材として例えば、鋳造後のスラブを用意する。そしてスラブ（被加熱材）を装入部１Ａから装入する。スラブを装入する際は、スラブの長手方向が加熱炉内に設けた搬送路の搬送方向と直交するような姿勢で装入する。装入されたスラブは、抽出部１Ｂ側に向けて炉内室３内を搬送路２に沿って搬送される。このとき、搬送路２の搬送方向両側に配置された蓄熱式燃焼装置４によってスラブ（被加熱材）を均一に加熱する。
【００３４】
次に、蓄熱式燃焼装置４によって均一に加熱されたスラブを、搬送路２に沿って連続式燃焼装置５が配置されている領域に搬送する。連続式燃焼装置５は、図１乃至図４に示すように、炉幅方向に沿って複数に分割された領域５Ａ〜５Ｄに配置されているが、傾斜加熱または逆傾斜加熱する場合は、連続式燃焼装置５の燃焼量を各領域５Ａ〜５Ｂ毎に制御する。例えば、領域５Ａから領域５Ｄに向けて順次燃焼量を低下させるように制御する。これにより、炉内室３の炉内温度が、領域５Ａ付近で最も高くなり、領域５Ｄ側に向けて順次温度が低くなる。このような状態の炉内室３の内部をスラブ（被加熱材）が搬送されることによって、領域５Ａ側のスラブの先端部の温度が、領域５Ｄ側のスラブの後端部の温度よりも高くなるように加熱される。また、スラブの先端部と後端部との間では、スラブの温度が傾斜した状態になる。このようにして、スラブ（被加熱材）が傾斜加熱または逆傾斜加熱される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の加熱炉１によれば、まず交番燃焼する複数の蓄熱式加熱装置が備えられているので、連続式燃焼装置によって傾斜加熱または逆傾斜加熱する前の被加熱材を予め所定の温度に被加熱材全体を均一に加熱しておくことができる。そして炉幅方向に沿って複数に分割された領域に配置され前記領域毎に燃焼量制御が可能な複数の連続式燃焼装置５が、搬送路２の途中から抽出部１Ｂ端に至る間に沿って連続して配置されているため、炉幅方向に沿って炉内温度に必要とする温度差をつけることが可能になり、被加熱材に付与すべき傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うことができる。
【００３６】
また、加熱炉１の全炉長に対する連続式燃焼装置５の炉長方向に沿う配置長の割合を１５％以上、好ましくは１５％以上８０％以下とすることで、被加熱材に付与すべき傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うことができ、被加熱材の先端部と他端部の温度差を十分なものにできる。
更に、連続式燃焼装置５が、炉幅方向に沿って３つ以上に分割された領域に配置されているので、被加熱材の温度分布が次第に滑らかな傾斜を持つように加熱できる。
更にまた、蓄熱式燃焼装置４が、ＦＤＩ型のリジェネバーナーであれば、連続式燃焼装置によって加熱される前の被加熱材を均一に加熱できる。
【００３７】
また、本実施形態の被加熱材の温度制御方法によれば、交番燃焼する複数の蓄熱式加熱装置によって所定の温度に被加熱材全体を均一に加熱し、搬送路２の途中から抽出部１Ｂ端に至る間に連続して配置され、かつ炉幅方向に沿って複数に分割された領域に配置された複数の連続式加熱装置５によって、被加熱材の長手方向における目標温度分布に応じて被加熱材の炉幅方向の温度を制御するので、被加熱材に付与すべき傾斜加熱または逆傾斜加熱を行うことができる。
また、炉幅方向に沿って複数に分割された領域に配置された複数の連続式燃焼装置５が、搬送路２の途中から抽出部１Ｂ端に至る間の炉長方向に沿って連続して配置されているため、傾斜加熱された被加熱材に対して均一加熱が行われることがなく、被加熱材の温度勾配を大きくできる。
【実施例】
【００３８】
図１乃至図４に示す構造で、炉長、炉幅、連続式燃焼装置の炉長方向に沿う配置長、連続式燃焼装置の設置ピッチを下記表１の通りに設定した加熱炉を用意した。前記加熱炉は被加熱材の搬送方向に沿って４つのゾーンに分割されており、装入側から、第１加熱帯、第２加熱帯、第３加熱帯、均熱帯と称す。加熱炉Ａ〜Ｃは、抽出側に近い第３加熱帯と均熱帯の上側に連続式燃焼装置としてルーフバーナーを配置し、それ以外の領域には蓄熱式燃焼装置を配置して、加熱炉の全炉長に対する連続式燃焼装置の炉長方向に沿う配置長の割合を５０％とし、連続式燃焼装置の炉長方向の分割数は２つとした。加熱炉Ｄは、均熱帯の上側にルーフバーナーを配置し、それ以外の領域には蓄熱式バーナーを配置して、加熱炉の全炉長に対する連続式燃焼装置の炉長方向に沿う配置長の割合を１５％とした。加熱炉Ａ，Ｃ，Ｄの連続式燃焼装置の炉幅方向の分割数は４つとした。加熱炉Ｂの連続式燃焼装置の炉幅方向の分割数は２つとした。また、加熱炉Ａ，Ｂ，ＤのルーフバーナーはＦＤＩ型とし、加熱炉Ｃのルーフバーナーはガン型とした。
【００３９】
被加熱材としては、表２に示すように長さ１３．０〜１３．２ｍ、幅１．０〜１．１ｍ、厚み２５０〜２５１ｍｍのスラブを用意した。本実施例では、加熱炉に装入する際のスラブの温度を２０℃及び６００℃の２水準とした。
【００４０】
スラブ先端部と後端部の加熱目標温度は表２に示すとおりとし、スラブ先端部よりも後端部の温度を高くする傾斜加熱と、スラブ先端部よりも後端部の温度を低くする逆傾斜加熱を行った。それぞれ目標温度までスラブを加熱するために、加熱炉の各ゾーンの炉温が表３に示すとおりになるように、蓄熱式バーナーを配置した各ゾーンの炉長方向中央、かつ炉幅方向中央に配置した炉温計（図示せず）と、連続式燃焼装置を配置したゾーンの炉幅方向に分割した領域の中央に配置した炉温計（図示せず）での測温結果をみながら燃焼装置の燃焼量を調整した。なお、表３の第３加熱帯と均熱帯の炉温は連続式燃焼装置を設置した上部側の炉温であり、分割した４つの領域を順番に先端部、中央部１、中央部２、後端部と称し、それぞれの領域毎の炉温を示している。但し、炉幅方向に２分割した加熱炉Ｂの炉温計は、４分割した加熱炉と同じ位置に設置した。蓄熱式燃焼装置を配置した下部側の炉温は、第３加熱帯で１２５０℃、均熱帯で１２２０℃とした。
加熱炉から抽出する直前のスラブの先端部温度と後端部温度を測定した結果を表４に示す。スラブの先端部と後端部の温度は、放射温度計を用いて、加熱炉から抽出直前に、スラブの上面側の端部から約３００ｍｍ位置で測定した結果である。表４に示す通りほぼ目標どおりの温度差をつけて、傾斜加熱あるいは逆傾斜加熱を実施できた。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
【表２】
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【００４３】
【表３】
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【００４４】
【表４】
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【００４５】
本実施例から明らかな通り、本発明の加熱炉によれば、長さ１３ｍの被加熱材の先端部と後端部の温度差を３０℃にできることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は本発明の実施形態である加熱炉を示す斜視模式図である。
【図２】図２は、図１に示す加熱炉の側面模式図である。
【図３】図３は、図１に示す加熱炉の平面模式図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ’線に対応する断面模式図である。
【図５】図５は、蓄熱式燃焼装置による炉内温度と、炉幅方向との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、加熱炉の全炉長に対する連続式燃焼装置の配置長さの割合と、被加熱材の長手温度差偏差との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、被加熱材の長手位置と、均一加熱との温度差分との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１…加熱炉、１Ａ…装入部、１Ｂ…抽出部、２…搬送路、４…蓄熱式燃焼装置、５…連続式燃焼装置
【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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