(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続式加熱炉内を通過する被加熱材の進行方向の左右両側に対向して配設されて１対をなす蓄熱式バーナーを前記被加熱材のパスラインの上側に１対または前記被加熱材の進行方向に沿って２対以上配設し、前記パスラインの上側に配設された前記１対をなす蓄熱式バーナーの鉛直下方でありかつ前記パスラインの下側にそれぞれ１対をなす蓄熱式バーナーを配設し、前記パスラインの上側に配設された前記１対をなす蓄熱式バーナーと前記パスラインの下側に配設された前記１対をなす蓄熱式バーナーとによって形成される前記被加熱材の進行方向に垂直な面の前記パスラインの上側温度Ｔ1 （℃）と下側温度Ｔ2 （℃）とを測定し、前記上側温度Ｔ1 （℃）と前記下側温度Ｔ2 （℃）との温度差ΔＴ（℃）＝Ｔ1 −Ｔ2 を算出し、蓄熱式バーナーを２対以上配設する場合は、２対以上の蓄熱式バーナーの全てについて温度差ΔＴ（℃）＝Ｔ1 −Ｔ2 を算出し、次いで前記温度差ΔＴ（℃）としきい値Ｍ（℃）とを比較して、ΔＴ＞Ｍの場合は、前記上側温度Ｔ1 と前記下側温度Ｔ2 とを測定した前記被加熱材の進行方向に垂直な面を形成する前記パスラインの上側の前記１対をなす蓄熱式バーナーを停止し、前記パスラインの下側の前記１対をなす蓄熱式バーナーを使用して前記被加熱材を加熱し、Ｍ≧ΔＴ≧−Ｍの場合は、前記上側温度Ｔ1 と前記下側温度Ｔ2 とを測定した前記被加熱材の進行方向に垂直な面を形成する前記パスラインの上側の前記１対をなす蓄熱式バーナーおよび前記パスラインの下側の前記１対をなす蓄熱式バーナーを使用して前記被加熱材を加熱し、−Ｍ＞ΔＴの場合は、前記上側温度Ｔ1 と前記下側温度Ｔ2 とを測定した前記被加熱材の進行方向に垂直な面を形成する前記パスラインの下側の前記１対をなす蓄熱式バーナーを停止し、前記パスラインの上側の前記１対をなす蓄熱式バーナーを使用して前記被加熱材を加熱することを特徴とする連続式加熱炉の操業方法。
【請求項２】
前記しきい値Ｍが 100℃であることを特徴とする請求項１に記載の連続式加熱炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱式バーナーを有する連続式加熱炉の操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、連続式加熱炉１の例を模式的に示す長手方向の断面図である。種々の材質や形状を有する鋼片やその他の金属材料等の材料を連続式加熱炉１に装入して加熱する場合、連続式加熱炉１に装入される材料２（以下、被加熱材２という）は、装入口10から連続式加熱炉１内に装入された後、連続式加熱炉１内に配設されたローラー等の搬送装置（図示せず）によってパスライン12に沿って連続的に移動し、排出口11から抽出される。
【０００３】
連続式加熱炉１内は、図２に示すように、被加熱材２の進行方向に複数の領域に分割（たとえば予熱帯Ａ，加熱帯Ｂおよび均熱帯Ｃに３分割）するのが一般的である。さらに被加熱材２のパスライン12の上側と下側には被加熱材２の進行方向に沿って複数のバーナー３，４が配設されており、被加熱材２が連続式加熱炉１内を通過することによって、被加熱材２を加熱して所定の温度に昇温する。
【０００４】
連続式加熱炉１で使用するバーナーの種類は、連続式加熱炉１の使用目的，被加熱材２の材質や形状等を考慮して適切なバーナーを選択して配設される。
蓄熱式バーナー３は、図３に示すように、互いに対向する位置に２個配設されて１対をなし、交互に燃焼させて使用する。つまり図３(a) に示すように、１対をなす蓄熱式バーナー3a，3bのうちの片方の蓄熱式バーナー3aに燃料６と燃焼用空気７とを供給し、点火バーナー（図示せず）によって蓄熱式バーナー3aを点火する。蓄熱式バーナー3aが燃焼している間は、他方の蓄熱式バーナー3bを燃焼させず、バーナーポートから燃焼排ガス８を吸引する。吸引された燃焼排ガス８は、蓄熱体5bを通って排出される。蓄熱体5b中には蓄熱材（たとえばセラミックスや耐火れんが等）が充填されているので、高温の燃焼排ガス８が通ることによって蓄熱体5bに熱量が蓄積される。
【０００５】
次いで切換え弁（図示せず）を操作して、図３(b) に示すように、蓄熱式バーナー3bに燃料６と燃焼用空気７とを供給し、点火バーナー（図示せず）によって蓄熱式バーナー3bを点火する。このとき燃焼用空気７は蓄熱体5bを通るので、蓄積された熱量によって燃焼用空気７が予熱されて蓄熱式バーナー3bに供給される。したがって燃料６が効率良く燃焼するので燃料原単位を削減できる。蓄熱式バーナー3bが燃焼している間は、他方の蓄熱式バーナー3aを燃焼させず、バーナーポートから燃焼排ガス８を吸引する。吸引された燃焼排ガス８は蓄熱体5aを通って排出され、蓄熱体5aに熱量が蓄積される。
【０００６】
次いで再び切換え弁（図示せず）を操作して、図３(a) に示すように、蓄熱式バーナー3aに燃料６と燃焼用空気７とを供給し、点火バーナー（図示せず）によって蓄熱式バーナー3aを点火する。このとき燃焼用空気７は、あらかじめ蓄熱体5aを通るので、蓄積された熱量によって燃焼用空気７が予熱されて蓄熱式バーナー3aに供給される。したがって燃料６が効率良く燃焼するので燃料原単位を削減できる。蓄熱式バーナー3aが燃焼している間は、他方の蓄熱式バーナー3bを燃焼させず、バーナーポートから燃焼排ガス８を吸引する。吸引された燃焼排ガス８は蓄熱体5bを通って排出され、蓄熱体5bに熱量が蓄積される。
【０００７】
蓄熱式バーナー３が配設された連続式加熱炉１の操業においては、この操作を繰り返すことによって燃料原単位を削減できる。
しかし互いに対向する位置に配設される１対をなす蓄熱式バーナー３は、片方ずつ交互に点火するので、温度のばらつきは比較的大きい。そこで蓄熱式バーナー３を使用して連続式加熱炉１の均熱性を向上するために、種々の技術が提案されている。
【０００８】
たとえば特許第3067465 号公報には、連続式加熱炉が開示されている。この技術は、連続式加熱炉の加熱帯および均熱帯に通常バーナーを配設し、予熱帯に蓄熱式バーナーを配設して、予熱帯を通過して温度ばらつきが生じた被加熱材が加熱帯および均熱帯を通過する間に、所定の温度に昇温し、かつ均熱性を高めようとするものである。しかしこの技術では、予熱帯の蓄熱式バーナーの燃焼制御を考慮していないので、予熱帯で生じた温度ばらつきが過大である場合は、被加熱材が加熱帯および均熱帯を通過した後も温度のばらつきが十分に解消されないという問題があった。
【０００９】
また特開平10-60536号公報には、連続式加熱炉が開示されている。この技術は、連続式加熱炉の予熱帯，加熱帯および均熱帯に蓄熱式バーナーを配設し、これらの各燃焼制御ゾーンを構成する１群の蓄熱式バーナーの燃焼制御を行なうことによって、被加熱材を所定の温度に昇温し、かつ均熱性を高めようとするものである。しかしこの技術では、１群の蓄熱式バーナーの燃焼を一括して制御するために、均熱性の大幅な向上は達成できないという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消し、連続式加熱炉に蓄熱式バーナーを配設して燃料原単位を削減するとともに、均熱性を向上できる操業方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、連続式加熱炉内を通過する被加熱材の進行方向の左右両側に対向して配設されて１対をなす蓄熱式バーナーを被加熱材のパスラインの上側に１対または被加熱材の進行方向に沿って２対以上配設し、パスラインの上側に配設された１対をなす蓄熱式バーナーの鉛直下方でありかつパスラインの下側にそれぞれ１対をなす蓄熱式バーナーを配設し、パスラインの上側に配設された１対をなす蓄熱式バーナーとパスラインの下側に配設された１対をなす蓄熱式バーナーとによって形成される被加熱材の進行方向に垂直な面のパスラインの上側温度Ｔ1 （℃）と下側温度Ｔ2 （℃）とを測定し、上側温度Ｔ1 （℃）と下側温度Ｔ2 （℃）との温度差ΔＴ（℃）＝Ｔ1 −Ｔ2 を算出し、蓄熱式バーナーを２対以上配設する場合は、２対以上の蓄熱式バーナーの全てについて温度差ΔＴ（℃）＝Ｔ1 −Ｔ2 を算出し、次いで温度差ΔＴ（℃）としきい値Ｍ（℃）とを比較して、ΔＴ＞Ｍの場合は、上側温度Ｔ1 （℃）と下側温度Ｔ2 （℃）とを測定した被加熱材の進行方向に垂直な面を形成するパスラインの上側の１対をなす蓄熱式バーナーを停止し、パスラインの下側の１対をなす蓄熱式バーナーを使用して被加熱材を加熱し、Ｍ≧ΔＴ≧−Ｍの場合は、上側温度Ｔ1 （℃）と下側温度Ｔ2 （℃）とを測定した被加熱材の進行方向に垂直な面を形成するパスラインの上側の１対をなす蓄熱式バーナーおよびパスラインの下側の１対をなす蓄熱式バーナーを使用して被加熱材を加熱し、−Ｍ＞ΔＴの場合は、上側温度Ｔ1 （℃）と下側温度Ｔ2 （℃）とを測定した被加熱材の進行方向に垂直な面を形成するパスラインの下側の１対をなす蓄熱式バーナーを停止し、パスラインの上側の１対をなす蓄熱式バーナーを使用して被加熱材を加熱する連続式加熱炉の操業方法である。
【００１２】
前記した発明においては、好適態様として、しきい値Ｍが 100℃であることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用する連続式加熱炉１の例を模式的に示す断面図であり、被加熱材２の進行方向から見た断面図である。被加熱材２のパスライン12の上側に１対をなす蓄熱式バーナー3A，3Bが互いに対向する位置に配設される。この１対をなす蓄熱式バーナー3A，3Bのうち、片方の蓄熱式バーナー3Aが燃焼しているときは、他方の蓄熱式バーナー3Bは燃焼しない。こうして蓄熱式バーナー3A，3Bを交互に燃焼して、被加熱材２を加熱する。
【００１４】
また蓄熱式バーナー3A，3Bの鉛直下方でかつパスライン12の下側に１対をなす蓄熱式バーナー3C，3Dが互いに対向する位置に配設される。この１対をなす蓄熱式バーナー3C，3Dのうち、片方の蓄熱式バーナー3Dが燃焼しているときは、他方の蓄熱式バーナー3Cは燃焼しない。こうして蓄熱式バーナー3C，3Dを交互に燃焼して、被加熱材２を加熱する。
【００１５】
こうしてパスライン12の上側に配設される１対をなす蓄熱式バーナー3A，3Bと下側に配設される１対をなす蓄熱式バーナー3C，3Dは、被加熱材２の進行方向に垂直な面を形成する。この合計４個の蓄熱式バーナー3A，3B，3C，3Dで形成される面のパスライン12上側に温度計9aを配設して上側温度Ｔ1 （℃）を測定する。また同じ面のパスライン12下側に温度計9bを配設して下側温度Ｔ2 （℃）を測定する。
【００１６】
なお、温度計9a，9bは、特定の構成に限定しない。たとえば熱電対等の従来から知られている温度計を使用すれば良い。また、図１には連続式加熱炉１の天井面や床面に温度計9a，9bを配設する例を示したが、温度計9a，9bを配設する位置は特に限定しない。パスライン12の上側と下側に配設される合計４個の蓄熱式バーナー3A，3B，3C，3Dで形成される面（すなわち被加熱材２の進行方向に垂直な面）の温度を測定すれば良いのであるから、炉壁等に配設しても良い。
【００１７】
こうして温度計9aで測定された上側温度Ｔ1 （℃）と温度計9bで測定された下側温度Ｔ2 （℃）との温度差ΔＴ（℃）＝Ｔ1 −Ｔ2 を算出し、次いで、温度差ΔＴ（℃）としきい値Ｍ（℃）とを比較する。
ΔＴ＞Ｍの場合は、上側温度Ｔ1 （℃）の方が高すぎるので、パスライン12の上側に配設された１対をなす蓄熱式バーナー3A，3Bを停止し、パスライン12の下側に配設された１対をなす蓄熱式バーナー3C，3Dを使用して被加熱材２を加熱する。
【００１８】
Ｍ≧ΔＴ≧−Ｍの場合は、パスライン12の上側に配設された１対をなす蓄熱式バーナー3A，3Bおよびパスライン12の下側に配設された１対をなす蓄熱式バーナー3C，3Dを使用して被加熱材２を加熱する。
−Ｍ＞ΔＴの場合は、下側温度Ｔ2 （℃）の方が高すぎるので、パスライン12の下側に配設された１対をなす蓄熱式バーナー3C，3Dを停止し、パスライン12の上側に配設された１対をなす蓄熱式バーナー3A，3Bを使用して被加熱材２を加熱する。
【００１９】
こうして温度差｜ΔＴ｜が過大である場合には、温度が高い方の１対をなす蓄熱式バーナー3A，3Bまたは蓄熱式バーナー3C，3Dを停止するので、均熱性の向上を達成できる。なお、蓄熱式バーナー３は、従来から知られているものを使用すれば良い。
パスライン12の上側と下側に配設されて、被加熱材２の進行方向に垂直な面を形成する１組（合計４個）の蓄熱式バーナー3A，3B，3C，3Dは、１組配設しても良いし、被加熱材２の進行方向に２組以上配設しても良い。
【００２０】
被加熱材２の進行方向に２組以上の蓄熱式バーナー3A，3B，3C，3Dを配設する場合は、各組の蓄熱式バーナー3A，3B，3C，3Dが形成する被加熱材２の進行方向に垂直な面にそれぞれ温度計9a，9bを配設して、各組の蓄熱式バーナー3A，3B，3C，3Dの燃焼制御を行なう。
連続式加熱炉１に蓄熱式バーナー３を配設する領域は、予熱帯Ａ，加熱帯Ｂ，均熱帯Ｃのいずれでも良い。ただし、図２に示すように、予熱帯Ａに蓄熱式バーナー３を配設し、加熱帯Ｂ，均熱帯Ｃには、被加熱材２の材質や形状に応じて選択される通常のバーナー４を配設すると、被加熱材２の均熱性が一層向上するので好ましい。
【００２１】
しきい値Ｍ（℃）は、被加熱材２の材質や用途に応じて適宜設定すれば良い。たとえば、スラブ，ブルーム，ビレット等の鋼材を加熱するときは、しきい値Ｍを 100℃とするのが好ましい。
【００２２】
【実施例】
図２に示すように、予熱帯Ａに蓄熱式バーナー３を配設した連続式加熱炉１を用いてスラブ（厚さ310mm ，幅2400mm，長さ3700mm）を加熱した。被加熱材２（すなわち溶鋼を連続鋳造して製造したスラブ）のパスライン12の上側と下側に各々１対の蓄熱式バーナー３を配設した。装入口10から連続式加熱炉１内に装入する前のスラブ２の温度は20℃であり、排出口11出側の目標加熱温度は1150℃とした。スラブ２の進行方向から見た予熱帯Ａの断面図は、図１にその要部を示す通りであり、本発明を適用して蓄熱式バーナー３の燃焼制御を行なった。なお、しきい値Ｍは 100℃とした。これを発明例とする。
【００２３】
また比較例として、予熱帯Ａのパスライン12の上側に配設された２個の温度計の測定温度の平均値と、パスライン12の下側に配設された２個の温度計の測定温度の平均値との温度差ΔＴave を算出して、温度差｜ΔＴave ｜がしきい値Ｍを超える場合は、温度が高い方の蓄熱式バーナー３（すなわちパスライン12の上側または下側）を停止した。その他の操業条件は発明例と同じであるから説明を省略する。
【００２４】
発明例と比較例について、排出口11の出側で非接触式の放射温度計を用いて、スラブ２の表面温度を測定した。表面温度は、スラブ２の上面と下面のそれぞれ３ケ所ずつ測定した。その結果、スラブ２の表面温度を測定した合計３ケ所の測定値の最大値と最小値の差は、発明例が12℃であったのに対して、比較例は43℃であり、本発明によってスラブ２の均熱性が向上することが確かめられた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明では、蓄熱式バーナーを用いて連続式加熱炉の燃料原単位を削減し、かつ均熱性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する装置の連続式加熱炉の例を模式的に示す断面図である。
【図２】連続式加熱炉の例を模式的に示す断面図である。
【図３】蓄熱式バーナーの要部を模式的に示す配置図であり、連続式加熱炉の断面図とともに示す。
【符号の説明】
１  連続式加熱炉
２  被加熱材
３  蓄熱式バーナー
3a  蓄熱式バーナー
3b  蓄熱式バーナー
3A  蓄熱式バーナー
3B  蓄熱式バーナー
3C  蓄熱式バーナー
3D  蓄熱式バーナー
４  通常のバーナー
5a  蓄熱体
5b  蓄熱体
６  燃料
７  燃焼用空気
８  燃焼排ガス
9a  温度計
9b  温度計
10  装入口
11  排出口
12  パスライン
Ａ  予熱帯
Ｂ  加熱帯
Ｃ  均熱帯
【図１】
0003915408.tif 000002
【図２】
0003915408.tif 000003
【図３】
0003915408.tif 000004