(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉床に載置した処理材をインナーカバーで覆い、さらに、このインナーカバーにアウターカバーを被せ、アウターカバーの下部に設けた取付部に燃焼装置を配設し、前記インナーカバーとアウターカバーとの間に形成される燃焼室で前記燃焼装置を燃焼させて処理材を熱処理するベル型焼鈍炉において、前記燃焼装置を少なくとも一対の蓄熱再生式燃焼装置で構成するとともに、これら蓄熱再生式燃焼装置を前記アウターカバーの下部外周の対称位置に燃焼ガスの噴出方向が前記燃焼室の接線方向に向うように設置し、かつ、前記蓄熱再生式燃焼装置の取付部の下面と炉床とを同一平面としたことを特徴とするベル型焼鈍炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベル型焼鈍炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼板コイルや線材コイルなどの処理材料を熱処理する焼鈍炉としてベル型焼鈍炉が知られている。このベル型焼鈍炉Ｔ’は、図４〜図６に示すように、炉床１、インナーカバー２およびアウターカバー３で構成され、炉床１上に積み重ねられた処理材料、例えば、コイル材Ｗをインナーカバー２で覆って内部に雰囲気ガスを満たし、さらにこのインナーカバー２にアウターカバー３を被せ、これらのカバー２，３間で形成された環状空間からなる燃焼室６で燃焼を行いコイル材Ｗを間接加熱しながら焼鈍するものである。
【０００３】
前記アウターカバー３の下部外周には、複数の燃焼装置Ｂｒを取り付けるための取付部４が設けてあり、この取付部４に取り付けた燃焼装置Ｂｒから噴出する燃焼ガスが前記燃焼室６の接線方向に向かうようになっている。このように各取付部４を配置するのは、複数の燃焼装置によってインナーカバー２の外周を周方向に均一に加熱するためである。なお、５はバーナタイルである。
【０００４】
前記アウターカバー３の天井部３ａに近い一側部には、レキュペレータ７が燃焼室６に臨ませて組み込まれている。
【０００５】
前述の構成を有するベル型焼鈍炉Ｔ’では、燃焼室６の燃焼ガスがレキュペレータ７を介して吸引排気され、その保有熱をレキュペレータ７で燃焼用空気と熱交換することにより熱回収するようにしている。
なお、ベル型焼鈍炉Ｔ’では、一般に、炉温が所定温度（例えば、９００℃）に昇温するまで燃焼装置Ｂｒを一定の燃焼量（例えば、１００％）で燃焼させ、炉温が所定温度になった後、燃焼量を徐々に抑制（例えば、最終的に５％となるように）している。
【０００６】
ここで、前記燃焼装置Ｂｒを取り付けるための取付部４の構造を見ると、この取付部４とバーナタイル５の接続部および取付部４と炉床１との接続部に段差が形成されている。具体的には、燃焼装置Ｂｒに近い側に第１段差８ａが、燃焼室６に近い側に第２段差８ｂがそれぞれ形成されている。そして、この段差８ａ，８ｂで反転流が形成されることにより燃焼装置Ｂｒからの高温の燃焼ガスが引き込まれて高温の燃焼ガス留りを形成し、炉温に関係なく燃焼状態を安定させるようにしている。
【０００７】
ところで、前記ベル型焼鈍炉Ｔ’では前述のように、炉の運転開始時において燃焼量を一定に保持しているにもかかわらず、燃焼用空気の予熱温度が炉温によって変化するので燃焼用空気の体積が変化し、これに伴ない燃焼用空気の噴出速度も変化する。そこで、前記第１段差８ａは、炉の運転開始直後の炉温の低い（例えば、４５０℃以下）状態（燃焼用空気の噴出速度が遅い状態）において反転流を形成し、安定した燃焼状態を維持できる大きさに形成してあり、第２段差８ｂは炉温の高い（例えば、４５０〜８００℃）状態（燃焼用空気の噴出速度が速い状態）において反転流を形成し、安定した燃焼状態を維持できる大きさに形成してある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このため、例えば、炉温が４５０℃以上となって燃焼用空気の噴出速度が速くなると、段差の小さな第１段差８ａでは反転流は形成されなくなるが、第２段差部８ｂでは反転流が保持されて高温の燃焼ガスが滞留する。
【０００９】
しかしながら、炉温が所定温度（例えば、自然着火する８００℃以上）に到達すると、第２段差部８ｂに高温の燃焼ガス溜りを形成しなくても燃焼室６の保有熱で安定した燃焼状態を維持できるので、燃焼ガス溜りが不要になるにもかかわらず、第２段差部８ｂには高温の燃焼ガス溜りが形成されているため、燃焼ガス中のＮ2およびＯ2がこの燃焼ガス溜り内で滞留し、ＮＯｘを生成する。このため、燃焼装置Ｂｒで２段燃焼等を実施して低ＮＯｘ化を図ってもＮＯｘの排出量を抑制できないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明者らは種々検討の結果、燃焼用空気の予熱温度を高温（例えば、８００℃以上）にすれば、炉内に高温の燃焼ガス溜り（前記第２段差８ｂ）を形成しなくても、昇温時に安定した燃焼状態を得られることを見出した。
【００１１】
したがって、本発明は、燃焼装置を蓄熱再生式燃焼装置として燃焼用空気の予熱温度を高温とすることにより炉の昇温時における燃焼を安定して行ない、前記第２段差部をなくすことによりＮＯｘの生成量を抑制するベル型焼鈍炉を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、炉床に載置した処理材をインナーカバーで覆い、さらに、このインナーカバーにアウターカバーを被せ、アウターカバーの下部に設けた取付部に燃焼装置を配設し、前記インナーカバーとアウターカバーとの間に形成される燃焼室で前記燃焼装置を燃焼させて処理材を熱処理するベル型焼鈍炉において、前記燃焼装置を少なくとも一対の蓄熱再生式燃焼装置で構成するとともに、これら蓄熱再生式燃焼装置を前記アウターカバーの下部外周の対称位置に燃焼ガスの噴出方向が前記燃焼室の接線方向に向うように設置し、かつ、前記蓄熱再生式燃焼装置の取付部の下面と炉床とを同一平面に設置したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明にかかるベル型焼鈍炉Ｔの実施の形態を図１〜図３にしたがって説明する。
【００１４】
ベル型焼鈍炉Ｔは、従来のものと同様、炉床１、インナーカバー２およびアウターカバー３で構成され、炉床１上に積み重ねられた処理材料、例えば、コイル材Ｗをインナーカバー２で覆って内部に雰囲気ガスを満たし、さらにこのインナーカバー２にアウターカバー３を被せ、これらのカバー２，３間で形成された環状空間からなる燃焼室６で燃焼を行いコイル材Ｗを間接加熱しながら焼鈍するものである。
【００１５】
そして、前記アウターカバー３の下部外周の１８０°対称位置には、一対の蓄熱再生式燃焼装置（以下、蓄熱式バーナという）Ｂｒａ，Ｂｒｂを取り付けるための取付部４が設けてあり、燃焼装置Ｂｒａ，Ｂｒｂから噴出する燃焼ガスが燃焼室６の接線方向に形成されるようになっている。実施の形態では、バーナタイル５の開口を縦長の長方形としてあるので、燃焼ガスは縦偏平状態で燃焼室６に供給される。
【００１６】
なお、前記蓄熱式バーナＢｒａ，Ｂｒｂは従来周知のもので、燃料ノズルを備えたバーナ部と、蓄熱体を収納した蓄熱室で構成され、一方の蓄熱式バーナＢｒａを燃焼させるとともに、炉内の燃焼ガスを他方の蓄熱式バーナＢｒｂの蓄熱室を介して排気させることにより当該蓄熱体を加熱し、つぎの交替燃焼時に燃焼用空気を前記蓄熱体により、例えば、８００℃に予熱させるものである。
【００１７】
また、アウターカバー３の天井部３ａにベンド孔３ｂを備えている。
【００１８】
前述の構成を有するベル型焼鈍炉Ｔにおいて、蓄熱式バーナＢｒａ，Ｂｒｂは所定時間経過すると、交互に燃焼と排気を繰り返えし、非燃焼状態にある蓄熱式バーナＢｒａまたはＢｒｂから燃焼室６の燃焼ガスを吸引排気してその保有熱を蓄熱体に回収しながらコイル材Ｗを所定温度（例えば、９００℃）まで加熱する。また、燃焼ガスの一部は前記ベンド孔３ｂから排出する。
【００１９】
このように、高温の燃焼ガスの流れはインナーカバー２の外周を半周毎に蓄熱式バーナＢｒａからＢｒｂへ、あるいはＢｒｂからＢｒａへ交互に繰り返されるので、インナーカバー２の周囲に燃焼ガスが均等に流れるとともに、アウターカバー３の天井部３ａに形成したベンド孔３ｂから燃焼ガスの一部が排気されるので、インナーカバー２の上部周囲にも偏りのないほぼ均一な燃焼ガスの流れが形成されて、インナーカバー２の全体について周方向の温度偏差がほぼ解消され、コイル材Ｗを均一に加熱する。
【００２０】
前述のように、一対の蓄熱式バーナＢｒａ，Ｂｒｂの燃焼時において、燃焼用空気は先の排気時に高温の燃焼ガスの熱量を蓄熱した蓄熱体を通過して所定温度となって供給されるため、従来のように高温の燃焼ガス溜りを形成する段差がなくても安定した燃焼状態を得ることができ、かつ、炉温が所定温度となっても段差がないため高温の燃焼ガス溜りが形成されず、ＮＯｘの発生を抑制することができた。
【００２１】
なお、蓄熱式バーナＢｒａ，Ｂｒｂと取付部４との間に形成される小さな段差８ａでは、燃焼ガスの噴出速度が高速になると反転流が形成されないので炉温が所定温度となった際におけるＮＯｘの形成には無関係である。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、炉底部に設ける蓄熱再生式燃焼装置の取付部の下面は炉床と同一平面としたため、炉温が所定温度以上となっても燃焼ガスの滞留がないので、段差が形成されている従来の炉に比べてＮＯｘの発生が抑制される。しかも、燃焼装置として蓄熱再生式燃焼装置を少なくとも一対設け、一方の蓄熱再生式燃焼装置による燃焼ガスを他方の蓄熱再生式燃焼装置の蓄熱体を介して排気することにより蓄熱し、次の燃焼時に燃焼用空気を高温に予熱するため、昇温時において段差がなくても安定した燃焼状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかるベル型焼鈍炉の断面図。
【図２】  図１のII−II線断面図。
【図３】  図２のIII−III線断面の部分拡大図。
【図４】  従来のベル型焼鈍炉の断面図。
【図５】  図４のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】  図５のＶI−ＶI線断面の部分拡大図。
【符号の説明】
１〜炉床、２〜インナーカバー、３〜アウターカバー、４〜取付部、５〜バーナタイル、６〜燃焼室、８ａ，８ｂ〜段差、Ｂｒａ，Ｂｒｂ〜蓄熱再生式燃焼装置（蓄熱式バーナ）、Ｔ〜ベル型焼鈍炉。
【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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