(57)【要約】【課題】蓄熱式バーナを用いて炉幅方向の温度分布の制御を行うことで、被加熱材に対する傾斜加熱を更に効率良く行うことを可能とした被加熱材の加熱方法を提供する。【解決手段】均熱帯の炉長方向において隣接する蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃ（１２Ｂ，１２Ｄ）の間で互いに逆向きの燃焼フレームＦｒを形成するように、炉幅方向において相対向する蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｂ（１２Ｃ，１２Ｄ）の間で、燃焼と排気とを交互に切り替えて交番燃焼を行うと共に、排気側の蓄熱式バーナが燃焼排ガスからの排熱を蓄熱体によって蓄熱回収し、燃焼側の蓄熱式バーナが蓄熱体に蓄熱された熱によって燃焼空気を予熱し、なお且つ、均熱帯の炉幅方向の一方側に並ぶ蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃと、他方側に並ぶ蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｄとの間で、互いの燃焼量に差を設けることによって、均熱帯の炉幅方向における温度分布に傾斜を持たせて傾斜加熱を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱材の長手方向が炉幅方向となるように炉内に装入された被加熱材を炉長方向に搬送しながら、この被加熱材が炉内に設けられた予熱帯と、加熱帯と、均熱帯とを順次通過する間に、被加熱材を加熱して炉外へと抽出する加熱炉を用いた被加熱材の加熱方法であって、
前記加熱炉の炉幅方向において相対向する一対の蓄熱式バーナを前記炉長方向に複数並べて配置し、この炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナの数を前記均熱帯において全体の１／２以下とし、
前記均熱帯の炉長方向において隣接する蓄熱式バーナの間で互いに逆向きの燃焼フレームを形成するように、前記炉幅方向において相対向する蓄熱式バーナの間で燃焼と排気とを交互に切り替える交番燃焼を行うと共に、排気側の蓄熱式バーナが燃焼排ガスからの排熱を蓄熱体によって蓄熱回収し、燃焼側の蓄熱式バーナが蓄熱体に蓄熱された熱によって燃焼空気を予熱し、
なお且つ、前記均熱帯の炉幅方向の一方側に並ぶ複数の蓄熱式バーナと、炉長方向の他方側に並ぶ複数の蓄熱式バーナとの間で、互いの燃焼量に差を設けることによって、前記均熱帯の炉幅方向における温度分布に傾斜を持たせて、前記均熱帯を通過する被加熱材に対して傾斜加熱を行うことを特徴とする被加熱材の加熱方法。
【請求項２】
前記均熱帯の炉幅方向において温度を上げたい又は下げたい側とは反対側に配置された蓄熱式バーナの燃焼量を増やす又は減らすことによって、前記均熱帯の炉幅方向における温度分布を、この蓄熱式バーナとは反対側において高め又は低めに設定することを特徴とする請求項１に記載の被加熱材の加熱方法。
【請求項３】
前記炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナの数を、前記均熱帯において全体の１／３以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の被加熱材の加熱方法。
【請求項４】
前記均熱帯に非蓄熱式バーナを配置して、この非蓄熱式バーナによって前記均熱帯を通過する被加熱材に対して局所加熱を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の被加熱材の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱材の長手方向が炉幅方向となるように炉内に装入された被加熱材を炉長方向に搬送しながら加熱して炉外へと抽出する加熱炉を用いた被加熱材の加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、熱間圧延設備の連続式加熱炉（以下、加熱炉という。）は、スラブやビレット、ブルーム等の鋳片（被加熱材）の圧延長手方向が炉幅方向となるように、装入口から炉内に装入された鋳片を、ウォーキングビーム（搬送手段）によって搬送しながら、炉内の予熱帯、加熱帯、均熱帯を順次通過する間に、炉内のバーナによって鋳片を所定温度まで加熱した後、抽出口から炉外へと抽出する。そして、加熱された鋼片は、次工程の圧延ラインへと送られる。
【０００３】
また、最近では、鋼片を全体的に均一に加熱するだけでなく、鋼片の圧延長手方向の先端側と後端側との間で温度分布に傾斜を持たせるように、炉幅方向の温度を変えて鋼片を加熱（傾斜加熱という。）することが行われている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００４】
例えば、板厚の薄い鋼板を熱間圧延により製造する場合、鋼片の先端から圧延を開始してから後端の圧延が終了するまでの時間が長くなるため、鋼片の後端側の温度低下が大きくなる（サーマルダウンという。）。この場合、鋼片の後端側が目標の仕上圧延温度よりも低くなることによって、変形抵抗が大きくなり、荷重変動による形状悪化等を招くことになる。そこで、このような鋼片の後端側の温度低下を見越して、鋼片の後端側の温度が先端側の温度より高くなるように傾斜加熱を行う。これにより、鋼片の後端側を目標の仕上圧延温度の範囲内で圧延することができ、鋼片の後端側での荷重変動を小さくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６１８３７号公報
【特許文献２】特開２００９−２６３７０１号公報
【特許文献３】特開平１１−３２３４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記加熱炉では、燃料消費量やＣＯ２排出量の削減等の観点から、燃焼排ガスの排熱を回収して燃焼空気を予熱することが可能な蓄熱式バーナ（リジェネバーナ）を用いて、エネルギー効率の向上（省エネルギー化）を図ることが行われている。
【０００７】
具体的に、蓄熱式バーナを備えた加熱炉では、被加熱材の搬送路を挟んだ両側に相対向して配置された一対の蓄熱式バーナの間で、燃焼と排気とを交互に繰り返す交番燃焼を行いながら、排気時に燃焼排ガスの排熱を蓄熱体によって蓄熱回収し、燃焼時に蓄熱体に蓄熱された熱によって燃焼空気を予熱することが行われる。
【０００８】
しかしながら、このような蓄熱式バーナを備えた加熱炉では、炉幅方向に配置された蓄熱式バーナの間で燃焼フレーム（火炎）が形成されるために、炉幅方向の温度分布を制御することが難しく、上述した炉幅方向の温度を変えて鋼片を傾斜加熱することが困難であった。
【０００９】
このため、加熱炉の炉長方向に並ぶ複数の蓄熱式バーナとは別に、炉幅方向に複数の連続式バーナを並べて配置し、これら炉幅方向に並ぶ複数の連続式バーナの間で燃焼量を調整しながら、炉幅方向の温度分布を制御することが行われている（特許文献３を参照。）。
【００１０】
しかしながら、特許文献３に記載の発明では、炉長方向に並ぶ複数の蓄熱式バーナを用いて炉幅方向の温度分布を制御することが困難なために、主な燃焼を蓄熱式バーナで行い、温度制御に必要な燃焼を連続式バーナで行わなければならず、蓄熱式バーナの燃焼を必ずしも最大限に利用したものとはなっていない。
【００１１】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、蓄熱式バーナを備えた加熱炉において、炉幅方向の温度分布の制御を蓄熱式バーナを用いて行うことで、被加熱材に対する傾斜加熱を更に効率良く行うことを可能とした被加熱材の加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決することを目的とした本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）  被加熱材の長手方向が炉幅方向となるように炉内に装入された被加熱材を炉長方向に搬送しながら、この被加熱材が炉内に設けられた予熱帯と、加熱帯と、均熱帯とを順次通過する間に、被加熱材を加熱して炉外へと抽出する加熱炉を用いた被加熱材の加熱方法であって、
前記加熱炉の炉幅方向において相対向する一対の蓄熱式バーナを前記炉長方向に複数並べて配置し、この炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナの数を前記均熱帯において全体の１／２以下とし、
前記均熱帯の炉長方向において隣接する蓄熱式バーナの間で互いに逆向きの燃焼フレームを形成するように、前記炉幅方向において相対向する蓄熱式バーナの間で燃焼と排気とを交互に切り替える交番燃焼を行うと共に、排気側の蓄熱式バーナが燃焼排ガスからの排熱を蓄熱体によって蓄熱回収し、燃焼側の蓄熱式バーナが蓄熱体に蓄熱された熱によって燃焼空気を予熱し、
なお且つ、前記均熱帯の炉幅方向の一方側に並ぶ複数の蓄熱式バーナと、炉長方向の他方側に並ぶ複数の蓄熱式バーナとの間で、互いの燃焼量に差を設けることによって、前記均熱帯の炉幅方向における温度分布に傾斜を持たせて、前記均熱帯を通過する被加熱材に対して傾斜加熱を行うことを特徴とする被加熱材の加熱方法。
（２）  前記均熱帯の炉幅方向において温度を上げたい又は下げたい側とは反対側に配置された蓄熱式バーナの燃焼量を増やす又は減らすことによって、前記均熱帯の炉幅方向における温度分布を、この蓄熱式バーナとは反対側において高め又は低めに設定することを特徴とする前記（１）に記載の被加熱材の加熱方法。
（３）  前記炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナの数を、前記均熱帯において全体の１／３以下とすることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の被加熱材の加熱方法。
（４）  前記均熱帯に非蓄熱式バーナを配置して、この非蓄熱式バーナによって前記均熱帯を通過する被加熱材に対して局所加熱を行うことを特徴とする前記（１）〜（３）の何れか一項に記載の被加熱材の加熱方法。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明では、加熱炉の炉幅方向において相対向する一対の蓄熱式バーナを炉長方向に複数並べて配置し、この炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナの数を均熱帯において全体の１／２以下とする、好ましくは１／３以下とすることで、被加熱材が炉内の予熱帯と加熱帯とを通過する間に、被加熱材を必要な温度まで十分に加熱する能力を担保することが可能である。
【００１４】
また、本発明では、被加熱材が炉内の均熱帯を通過する間に、均熱帯の炉長方向において隣接する蓄熱式バーナの間で互いに逆向きの燃焼フレームを形成するように、炉幅方向において相対向する蓄熱式バーナの間で燃焼と排気とを交互に切り替える交番燃焼を行う。このとき、燃焼フレームの衝突による局所的な温度上昇を防ぐことが可能である。
【００１５】
そして、本発明では、排気側の蓄熱式バーナが燃焼排ガスからの排熱を蓄熱体によって蓄熱回収し、燃焼側の蓄熱式バーナが蓄熱体に蓄熱された熱によって燃焼空気を予熱し、なお且つ、均熱帯の炉幅方向の一方側に並ぶ複数の蓄熱式バーナと、炉長方向の他方側に並ぶ複数の蓄熱式バーナとの間で、互いの燃焼量に差を設けることによって、均熱帯の炉幅方向における温度分布に傾斜を持たせて、均熱帯を通過する被加熱材に対して傾斜加熱を行う。
【００１６】
特に、本発明では、均熱帯の炉幅方向（被加熱材の長手方向）において温度を上げたい又は下げたい側とは反対側に配置された蓄熱式バーナの燃焼量を増やす又は減らすことによって、均熱帯の炉幅方向における温度分布を、この蓄熱式バーナとは反対側において高め又は低めに設定することが可能である。
【００１７】
これにより、本発明では、均熱帯の炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナを用いて、均熱帯の炉幅方向における温度分布を制御しながら、この均熱帯を通過する被加熱材に対して傾斜加熱を効率良く行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、連続熱間圧延ラインの一例を示す模式図である。
【図２】図２は、加熱炉の構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、加熱炉の構成を示す平面図である。
【図４】図４は、加熱炉の構成を示す側面図である。
【図５】図５は、均熱帯の構成を示す平面図である。
【図６】図６は、均熱帯の構成を示す断面図である。
【図７】図７は、均熱帯の炉幅方向における温度分布を示すグラフである。
【図８】図８は、抽出時のブルームの炉幅方向における温度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した被加熱材の加熱方法について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、例えば図１に示すような連続熱間圧延ライン１０１において、圧延前にスラブ（被加熱材）を加熱する場合を例に挙げて説明する。
【００２０】
この連続熱間圧延ライン１０１は、図１に示すように、スラブを加熱炉１で加熱した後、スラブの表面に発生した酸化スケール等をデスケーリング装置２で除去し、粗圧延機３及び仕上圧延機４により所定の板厚まで圧延された帯状の鋼板を冷却設備５により冷却した後、巻取機６によりロール状に巻き取る設備である。
【００２１】
そして、上記加熱炉１では、本発明を適用した被加熱材の加熱方法を用いて、スラブ圧延長手方向の先端側と後端側との間で温度分布に傾斜を持たせるように、炉幅方向の温度を変えてスラブＳを傾斜加熱することが行われる。
【００２２】
具体的に、この加熱炉１は、図２、図３及び図４に示すように、一端側に加熱前のスラブＳが装入される装入口１０ａと、他端側に加熱後のスラブＳが抽出される抽出口１０ｂとが設けられた炉室１０を備えている。
【００２３】
この炉室１０の内部は、炉長方向において、装入口１０ａ側から順に、予熱帯１０Ａと加熱帯１０Ｂと均熱帯１０Ｃとに区画されている。なお、これら予熱帯１０Ａと加熱帯１０Ｂと均熱帯１０Ｃとの間は、炉室１０の天部及び床部から突出されて、炉幅方向に延在する仕切り壁１１によって仕切られていてもよい。
【００２４】
加熱炉１は、炉室１０内にウォーキングビーム等の搬送手段を備え、この搬送手段によってスラブＳを搬送する搬送路Ｔが形成されている。また、スラブＳは、その圧延長手方向が炉幅方向となるように炉室１０の装入口１０ａから炉内へと装入される。そして、このスラブＳは、搬送手段により搬送されながら、炉室１０内の予熱帯１０Ａ、加熱帯１０Ｂ、均熱帯１０Ｃを順次通過した後、炉室１０の抽出口１０ｂから炉外へと抽出されることになる。
【００２５】
加熱炉１は、炉室１０内でスラブＳを加熱する加熱手段として、複数の蓄熱式バーナ（リジェネバーナ）１２を備えている。これら複数の蓄熱式バーナ１２は、予熱帯１０Ａ及び加熱帯１０Ｂの搬送路Ｔを挟んだ上部側及び下部側の両側面、並びに均熱帯１０Ｃの搬送路Ｔを挟んだ下部側の両側面において、それぞれ炉長方向に並んで設けられている。
【００２６】
本発明では、これら炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナの数を均熱帯１０Ｃにおいて全体の１／２以下とする、好ましくは１／３以下とする。これにより、スラブＳが炉内の予熱帯１０Ａと加熱帯１０Ｂとを通過する間に、このスラブＳを必要な温度まで十分に加熱する一方、スラブＳが炉内の均熱帯１０Ｃを通過する間に、この均熱帯１０Ｃを通過するスラブＳに対して傾斜加熱を行う。
【００２７】
具体的に、均熱帯１０Ｃの下部側には、図５に拡大して示すように、搬送路Ｔを挟んだ両側に相対向して配置された第１及び第２の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｂと、これら第１及び第２の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｂと炉長方向において隣接して配置された第３及び第４の蓄熱式バーナ１２Ｃ，１２Ｄとによって１つの加熱ゾーンＨが構成されている。なお、予熱帯１０Ａ及び加熱帯１０Ｂの上部側及び下部側には、それぞれ１つの加熱ゾーンＨが構成され、均熱帯１０Ｃの下部側には、２つの加熱ゾーンＨが構成されている。
【００２８】
また、第１の蓄熱式バーナ１２Ａと第３の蓄熱式バーナ１２Ｃとの間、及び、第２の蓄熱式バーナ１２Ｂと第４の蓄熱式バーナ１２Ｄとの間には、それぞれ排気時に燃焼排ガスＧからの排熱を蓄熱体１３によって蓄熱回収し、燃焼時に蓄熱体１３に蓄熱された熱によって燃焼空気Ｋを予熱するための熱交換器（熱交換手段）１４が設けられている。
【００２９】
これにより、各加熱ゾーンＨでは、第１の蓄熱式バーナ１２Ａと第２の蓄熱式バーナ１２Ｂとの間、及び、第３の蓄熱式バーナ１２Ｃと第４の蓄熱式バーナ１２Ｄとの間で、燃焼と排気とを交互に切り替えて交番燃焼を行うと共に、第１の蓄熱式バーナ１２Ａと第３の蓄熱式バーナ１２Ｃとの間、及び、第２の蓄熱式バーナ１２Ｂと第４の蓄熱式バーナ１２Ｄとの間で、燃焼排ガスＧからの排熱回収と燃焼空気Ｋの予熱とを行うことが可能となっている。
【００３０】
なお、図５では、燃焼側を第１及び第４の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｄとし、排気側を第２及び第３の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｃとした状態を例示している。具体的に、燃焼側の第１及び第４の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｄでは、蓄熱体１３によって予熱された燃焼空気Ｋと燃料Ｅを供給することによって、炉幅方向において互いに逆向きとなる燃焼フレーム（火炎）Ｆｒを形成している。本発明では、このように燃焼フレームＦｒの衝突を回避することによって、局所的な温度上昇を防ぐことが可能である。
【００３１】
一方、排気側の第２及び第３の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｃでは、第１及び第４の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｄからの燃焼排ガスＧを排気しながら、この燃焼排ガスＧからの排熱が蓄熱体１３によって蓄熱回収される。また、燃焼側を第２及び第３の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｃとし、排気側を第１及び第４の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｄとした場合は、図示を省略するものの、これとは逆の動作となる。
【００３２】
また、加熱炉１は、図示を省略するものの、各部の制御を行うマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）等からなる制御部（制御手段）を備えている。加熱炉１は、この制御部からの制御信号に基づき、第１乃至第４の蓄熱式バーナ１２Ａ〜１２Ｄの燃焼と排気とを切り替えると共に、各蓄熱式バーナ１２Ａ〜１２Ｄの燃焼量を調整する。
【００３３】
そして、本発明を適用した被加熱材の加熱方法では、均熱帯１０Ｃの炉幅方向の一方側に並ぶ第１及び第３の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃと、炉長方向の他方側に並ぶ第２及び第４の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｄとの間で、燃焼量を調整することによって、加熱ゾーンＨの炉幅方向における温度分布を制御する。
【００３４】
具体的に、スラブＳの圧延長手方向において温度を上げたい側とは反対側の蓄熱式バーナの燃焼量を増やす（又は減らす）ことによって、加熱ゾーンＨの炉幅方向における温度分布を、この蓄熱式バーナとは反対側において高め（又は低め）に設定することができる。すなわち、この加熱ゾーンＨの炉幅方向における温度分布は、第１及び第３の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃと第２及び第４の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｄとの間の燃焼量の割合とは逆の割合で高める（又は低める）ことができる。
【００３５】
したがって、本発明では、このような蓄熱式バーナ１２Ａ〜１２Ｄを備えた加熱炉１を用いて、加熱ゾーンＨの炉幅方向における温度分布を制御しながら、この加熱ゾーンＨを通過するスラブＳに対して傾斜加熱を行うことが可能である。
【００３６】
また、加熱炉１には、上記蓄熱式バーナ１２Ａ〜１２Ｄの他にも、スラブＳに対して傾斜加熱を行うための非蓄熱式バーナを配置することが可能である。具体的に、均熱帯１０Ｃの上部側には、図２〜図４及び図６に示すように、炉室１０の天部から下方に向けて燃焼フレームＦｔを形成する複数のルーフバーナ１５が設けられている。
【００３７】
これら複数のルーフバーナ１５は、炉室１０の天部において炉長方向及び炉幅方向に並んで配置されると共に、炉幅方向において分割された複数の領域Ｈ１〜Ｈ４毎に燃焼量を調整することによって、この炉幅方向における温度分布を制御することが可能となっている。
【００３８】
具体的に、スラブＳの圧延長手方向において温度を上げたい側のルーフバーナ１５の燃焼量を増やす（又は減らす）ことによって、炉幅方向における温度分布を、このルーフバーナ１５側において高め（又は低め）に設定することができる。なお、図６では、領域Ｈ１＞Ｈ２＞Ｈ３＞Ｈ４の順で燃焼量を高めることによって、炉幅方向における温度分布を領域Ｈ１＞Ｈ２＞Ｈ３＞Ｈ４の順で高めることが可能である。
【００３９】
したがって、本発明では、均熱帯１０Ｃを通過するスラブＳに対して、上記蓄熱式バーナ１２Ａ〜１２Ｄによる傾斜加熱に加えて、上記ルーフバーナ１５による傾斜加熱を行うことが可能である。
【００４０】
また、加熱炉１には、上記傾斜加熱を行う蓄熱式バーナ１２Ａ〜１２Ｄやルーフバーナ１５の他にも、スラブＳに対して局所加熱を行うための非蓄熱式バーナを配置することが可能である。具体的に、均熱帯１０Ｃの下部側には、図２〜図４及び図６に示すように、複数の短炎バーナ１６が設けられている。
【００４１】
この短炎バーナ１６は、炉室１０のスラブＳの温度を上げたい側の側面に配置されて、炉幅方向において上記蓄熱式バーナ１２Ａ〜１２Ｄが形成する燃焼フレームＦｒよりも短い燃焼フレームＦｓを形成する。これにより、スラブＳの温度を上げたい側を局所的に加熱することが可能である。
【００４２】
以上のように、本発明を適用した被加熱材の加熱方法では、加熱炉１の炉幅方向において相対向する一対の蓄熱式バーナ１２を炉長方向に複数並べて配置し、この炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナ１２の数を均熱帯１０Ｃにおいて全体の１／２以下とする、好ましくは１／３以下とすることで、スラブＳが炉内の予熱帯１０Ａと加熱帯１０Ｂとを通過する間に、スラブＳを必要な温度まで十分に加熱する能力を担保することが可能である。
【００４３】
また、本発明では、スラブＳが炉内の均熱帯１０Ｃを通過する間に、均熱帯１０Ｃの炉長方向において隣接する第１の蓄熱式バーナ１２Ａと第３の蓄熱式バーナ１２Ｃとの間、及び、第２の蓄熱式バーナ１２Ｂと第４の蓄熱式バーナ１２Ｄとの間で、互いに逆向きの燃焼フレームを形成するように、炉幅方向において相対向する第１の蓄熱式バーナ１２Ａと第２の蓄熱式バーナ１２Ｂとの間、及び、第３の蓄熱式バーナ１２Ｃと第４の蓄熱式バーナ１２Ｄとの間で、燃焼と排気とを交互に切り替えて交番燃焼を行う。このとき、燃焼フレームＦｒの衝突による局所的な温度上昇を防ぐことが可能である。
【００４４】
そして、本発明では、排気側の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｄ（又は１２Ｂ，１２Ｃ）が燃焼排ガスＧからの排熱を蓄熱体１３によって蓄熱回収し、燃焼側の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｃ（又は１２Ａ，１２Ｄ）が蓄熱体１３に蓄熱された熱によって燃焼空気Ｋを予熱し、なお且つ、均熱帯１０Ｃの炉幅方向の一方側に並ぶ第１及び第３の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃと、炉長方向の他方側に並ぶ第２及び第４の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｄとの間で、互いの燃焼量に差を設けることによって、均熱帯１０Ｃの炉幅方向における温度分布に傾斜を持たせて、均熱帯１０Ｃを通過するスラブＳに対して傾斜加熱を行う。
【００４５】
特に、本発明では、均熱帯１０Ｃの炉幅方向（スラブＳの長手方向）において温度を上げたい又は下げたい側とは反対側に配置された蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃ（又は１２Ｂ，１２Ｄ）の燃焼量を増やす又は減らすことによって、均熱帯１０Ｃの炉幅方向における温度分布を、この蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃ（又は１２Ｂ，１２Ｄ）とは反対側において高め又は低めに設定することが可能である。
【００４６】
これにより、本発明では、炉長方向に並ぶ複数の蓄熱式バーナ１２を用いて、炉幅方向の温度分布を変えることができるため、スラブＳに対して傾斜加熱を更に効率良く行うことが可能である。
【００４７】
以上のように、本発明によれば、上述したサーマルダウンによるスラブＳの後端側の温度低下を見越して、スラブＳの後端側の温度が先端側の温度より高くなるようにスラブＳの圧延長手方向における温度分布に傾斜を持たせることができるため、上記連続熱間圧延ライン１０１において、スラブＳの先端から後端までを目標の仕上圧延温度の範囲内で圧延することが可能となる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記加熱炉１では、第１及び第３の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃと第２及び第４の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｄとの間で燃焼量に差を設けることによって、上記加熱ゾーンＨを通過するスラブＳに対して傾斜加熱を行うことが可能であるものの、第１及び第３の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃと第２及び第４の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｄとの間で燃焼量に差を設けずに、スラブＳに対する加熱を行った場合には、スラブＳの圧延方向における先端部と後端部とを均一に加熱することも可能である。
【００４９】
但し、蓄熱式バーナによる一般的な交番燃焼では、炉幅方向の温度分布が中高傾向と呼ばれる中央側が端部側よりも温度が高くなる傾向を示すことが知られている。したがって、第１及び第３の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃと第２及び第４の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｄとの間で燃焼量に差を設けずに均一加熱を行った場合、このような中高傾向を示すことが考えられるが、第１及び第３の蓄熱式バーナ１２Ａ，１２Ｃと第２及び第４の蓄熱式バーナ１２Ｂ，１２Ｄとの間の燃焼量を調整することで、炉幅方向の温度分布をより平坦に近づけることも可能である。
【００５０】
また、上記加熱炉１では、更なる燃料消費量及びＣＯ２排出量の削減を図るため、上記ルーフバーナ１５の代わりに、上記炉幅方向の温度分布が制御可能な蓄熱式バーナ１２Ａ〜１２Ｄを配置することも可能である。また、上記短炎バーナ１６は、上述したスラブＳの圧延長手方向において生じた加熱不足量を補償するものであり、必要に応じて配置（又は稼働）すればよく、省略することも可能である。
【００５１】
また、本発明は、上記連続熱間圧延ライン１０１において、圧延前にスラブＳを加熱する場合に適用したものに限らず、被加熱材として、上記スラブＳの他にも、ビレット、ブルーム等の鋳片を加熱する場合や、非鉄系金属を加熱する場合にも適用可能である。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００５３】
本実施例では、上記加熱炉１を用いて被加熱材を傾斜加熱するシミュレーションを行った。具体的には、熱流動解析ソフトとして、ＡＮＳＹＳ社製のＦＬＵＥＮＴを用いた。その計算条件としては、被加熱材としてブルーム（長さ１１７５０ｍｍ×幅３８０ｍｍ×高さ３１５ｍｍ）、搬送方向に並ぶブルームの間隔を１２５ｍｍ、加熱炉への進入温度を１２００℃、ブルームの搬送速度を３．６分ピッチ（１．７６ｍｍ／ｓ）、加熱炉の全燃焼量を３００万ｋｃａｌ／ｈｒとした。また、加熱炉のサイズを、長さ７６００ｍｍ×幅１３５００ｍｍ×高さ２２００ｍｍ、空気比を１．１、燃料組成を（ＣＨ４：９０．５６％、Ｃ２Ｈ６：５．８２％、Ｃ３Ｈ８：２．５９％、ｉ-Ｃ４Ｈ１０：０．５２％、ｎ-Ｃ４Ｈ１０：０．５０％、ｉ-Ｃ５Ｈ１２：０．０１％、）、予熱空気温度を１０００℃一定、ノズル冷却空気量を最大燃焼時の必要燃焼空気量の１％（燃焼空気量の内数）とした。
【００５４】
また、物理現象としては、炉内ガスの乱流、燃料と燃焼空気の燃焼反応、炉内ガス−ブルーム−炉壁間の放射熱伝達、壁面内部熱伝導、ブルームの内部熱伝導があり、それぞれ表１のように取り扱った。なお、これらは全て熱流動解析ソフトに実装されているため、それを利用することにした。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
そして、実施例１では、炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナの数を均熱帯において全体の１／３とし、この均熱帯の炉幅方向における燃焼量の割合をブルームの前端：ブルームの後端＝１：１．４（１２５万ｋＣａｌ／ｈｒ：１７５万ｋＣａｌ／ｈｒ）とし、実施例２では、この均熱帯の炉幅方向における燃焼量の割合をブルームの前端：ブルームの後端＝１：２（１００万ｋＣａｌ／ｈｒ：２００万ｋＣａｌ／ｈｒ）とし、比較例１では、この均熱帯の炉幅方向における燃焼量の割合をブルームの前端：ブルームの後端＝１：１（１５０万ｋＣａｌ／ｈｒ：１５０ｋＣａｌ／ｈｒ）として計算を行い、その加熱ゾーンにおける温度分布を求めた。その結果を図７に示す。なお、図７の横軸は加熱ゾーンの炉幅位置（ｍ）を表し、縦軸は炉高−炉長間の平均ガス温度（℃）を表している。
【００５７】
図７に示すように、実施例１，２では、燃焼量が少ない前端側でガス温度が高くなっており、加熱ゾーンの炉幅方向に傾斜した温度分布を持たせることが可能である。一方、比較例１では、加熱ゾーンの炉幅方向において中央側が端部側よりも温度が高くなる中高分布を示している。
【００５８】
また、これら実施例１，２及び比較例１について、抽出時のブルームの炉幅方向における温度分布を求めた。その結果を図８に示す。なお、図８の横軸はブルームの炉幅位置（ｍ）を表し、縦軸はブルームの断面平均温度（℃）を表している。
【００５９】
図８に示すように、実施例１，２では、燃焼量が少ない前端側でブルームの断面温度が高くなっており、ブルームの炉幅方向に傾斜した温度分布を持たせることが可能である。一方、比較例１では、ブルームの炉幅方向において中央側が端部側よりも温度が高くなる中高分布を示している。
【００６０】
以上のことから、本発明では、均熱帯の炉長方向に並ぶ蓄熱式バーナを用いて、均熱帯の炉幅方向における温度分布を制御しながら、この均熱帯を通過する被加熱材に対して傾斜加熱を効率良く行うことが可能である。
【００６１】
なお、上記図７に示す結果から、燃料合計流量を同じとした場合、全体的に温度が低下することから、加熱炉の炉長方向の全体において傾斜加熱を行った場合には、投入燃料に対してブルームの平均温度が低下することになる。したがって、傾斜加熱を効率良く実施するためには、本発明のように傾斜加熱を行う蓄熱式バーナの数を全体の１／２以下、好ましくは１／３以下とすることが望ましい。
【符号の説明】
【００６２】
１…加熱炉  ２…デスケーリング装置  ３…粗圧延機  ４…仕上圧延機  ５…冷却設備  ６…巻取機  １０…炉室  １０ａ…装入口  １０ｂ…抽出口  １０Ａ…予熱帯  １０Ｂ…加熱帯  １０Ｃ…均熱帯  １１…仕切り壁  １２Ａ…第１の蓄熱式バーナ  １２Ｂ…第２の蓄熱式バーナ  １２Ｃ…第３の蓄熱式バーナ  １２Ｄ…第４の蓄熱式バーナ  １３…蓄熱体  １４…熱交換器  １５…ルーフバーナ  １６…短炎バーナ  １０１…連続熱間圧延ライン
【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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【図８】
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