(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の蓄熱式直火バーナで燃焼と排気とを交互に行う蓄熱式交番燃焼装置を対向する炉壁に複数基配設し、前記蓄熱式直火バーナの炉内前方の燃焼火炎形成位置以遠に炉壁面に対して略平行で、その先端面が前記蓄熱式直火バーナの略中心に位置する耐火物壁を配設したことを特徴とする蓄熱式交番燃焼装置を備えたサイド焚加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱式交番燃焼装置を備えたサイド焚加熱炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、両側壁に直火バーナを配設するサイド焚加熱炉は、燃焼火炎を炉内中央部に向けて噴出することから炉内中央部の炉温が炉内側壁部の炉温に比べて高くなり、鋼片等の被加熱材が炉幅方向で偏加熱されるという問題を有する。
【０００３】
したがって、実公昭６１−３８９０５号公報にて、前記直火バーナの炉内前方に、炉長方向に延びる耐火物壁を配設し、直火バーナからの燃焼火炎の一部を前記耐火物壁に衝突させ、燃焼ガスの流れ方向を変化させることにより炉内幅方向の温度分布を改善させることが提案されている。なお、前記直火バーナの燃焼用空気としては４００〜５００℃の予熱空気が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記方法においては、炉内幅方向の温度分布を均一化させることができるが、耐火物壁を設置しない場合に比べてＮＯｘが大幅に増加（場合によっては約３倍）するという新たな課題を有する。
【０００５】
このＮＯｘの大幅増加の原因について検討したところ、火炎が耐火物壁に衝突すると、その部分で燃料と燃焼用空気が撹拌混合して急速燃焼するため局部的に火炎温度が上昇してＮＯｘが増加し、特に、可視化炎中に耐火物壁が存在すると、この耐火物壁の表面が触媒として働き、さらにＮＯｘが増加することが判明した。
【０００６】
したがって、本発明は、前記耐火物壁を設けて炉内幅方向での偏加熱の発生を防止するもののＮＯｘの増加のない蓄熱式交番燃焼装置を備えたサイド焚加熱炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、一対の蓄熱式直火バーナで燃焼と排気とを交互に行なう蓄熱式交番燃焼装置を対向する炉壁に複数基配設し、前記蓄熱式直火バーナの炉内前方の燃焼火炎形成位置以遠に炉壁面に対して略平行で、その先端面が前記蓄熱式直火バーナの略中心に位置する耐火物壁を配設したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について図にしたがって説明する。
図１において、Ｔはサイド焚ウォーキングビーム式加熱炉で、炉内には炉内搬送手段４として固定ビーム４ａと移動ビーム４ｂが設置され、移動ビーム４ｂの矩形運動により被処理材を炉内搬送する。
【０００９】
また、対向する炉側壁２，２の上部帯には一対の蓄熱式直火バーナＢｒａ1，Ｂｒａ2からなる蓄熱式交番燃焼装置Ｂｒａを少なくとも１基以上、下部帯にも一対の蓄熱式直火バーナＢｒｂ1，Ｂｒｂ2からなる蓄熱式交番燃焼装置Ｂｒｂを少なくとも１基以上所定間隔をもって配設するとともに、前記各蓄熱式直火バーナＢｒａ1，Ｂｒａ2，Ｂｒｂ1、Ｂｒｂ2の炉内前方に耐火物壁５が配設されている。より詳しくは、上部帯では天井１から炉両側壁２に対して平行に上部耐火物壁５ａが設けられ、一方、下部帯では炉床３より炉両側壁２に対して平行に下部耐火物壁５ｂが設けられる。
【００１０】
なお、前記上部耐火物壁５ａの下端および下部耐火物壁５ｂの上端は前記蓄熱式直火バーナの略中心ＢＣに位置し、また前記両耐火物壁５ａ，５ｂの炉側壁内面からの距離Ｌは前記蓄熱式バーナＢｒａ1，Ｂｒａ2，Ｂｒｂ1、Ｂｒｂ2の燃焼火炎形成位置（たとえば０．５〜２ｍ）以遠である。
【００１１】
ところで、前記蓄熱式直火バーナＢｒａ1，Ｂｒａ2，Ｂｒｂ1，Ｂｒｂ2は周知のとおり、バーナ部６と蓄熱室７とからなり、一方の蓄熱式直火バーナ、たとえばＢｒａ1，Ｂｒｂ2の燃焼中には、他方の蓄熱式直火バーナＢｒａ2，Ｂｒｂ1ではＢｒａ1，Ｂｒｂ2からの燃焼排ガスを吸引し、高温の燃焼排ガスはＢｒａ2，Ｂｒｂ1の蓄熱室７を通って排気され、その間に蓄熱室７内の蓄熱体に該燃焼排ガスの顕熱が蓄熱される。そして、所定時間が経過すると排気中の蓄熱式直火バーナが燃焼状態に、燃焼状態にあった蓄熱式直火バーナが排気状態にと交互に切り換えられるものである。
【００１２】
したがって、燃焼状態にある蓄熱式直火バーナにあっては、燃焼用空気は、蓄熱体により約１０００℃に予熱されて燃焼に供される。
【００１３】
なお、前記蓄熱体としては、セラミック製のハニカム構造を有する蓄熱材を複数段積層したもの、セラミック製あるいは金属製の球状の蓄熱材を所定高さ積層したもの、さらには、複数本のセラミック製または金属製のパイプを所定長さに切断したもの等で構成されている。
【００１４】
前記構成からなる蓄熱式交番燃焼装置を備えたサイド焚ウォーキングビーム式加熱炉Ｔにおいては、図１に示すように、蓄熱式直火バーナＢｒａ1，Ｂｒｂ2を燃焼状態、蓄熱式直火バーナＢｒａ2，Ｂｒｂ1を排気状態とし、所定時間経過すると、前記燃焼、排気状態が切り換わり、以後、これを繰り返し、図示しない被処理材を炉内搬送手段４で搬送しつつ加熱処理する。
【００１５】
ところで、燃焼中の蓄熱式直火バーナの燃焼火炎の一部は、前記従来のものと同様前記耐火物壁５に衝突し、高温の燃焼ガスが炉側壁２側に流れるとともに炉長方向にも流れるため、図２に示すように、炉幅方向での温度差は２０℃以内となって、つまり、被処理材は均一に加熱されることになる。
【００１６】
一方、ＮＯｘの発生についてみれば、一般に、ある空間内に燃料と、前記のように約１０００℃の高温の燃焼用空気とが近傍に存在すると瞬間的に燃焼反応が生じ、その時点でＮＯｘのピークが決定される。
【００１７】
しかしながら、前記したように、燃焼用空気が約１０００℃の高温である場合、その炉内噴出流速は、１００〜１３０ｍ／ｓｅｃ（前記従来の４００〜５００℃の燃焼用空気を使用するものでは約５０〜６０ｍ／ｓｅｃ）と非常に速く、よって、この燃焼用空気の運動量によりバーナ近傍の低酸素濃度である炉内排ガスが大量に吸引再循環され、この低酸素濃度である炉内排ガスの再循環流が燃料を拡散させ、この低酸素場の燃焼は、温度そのものは高温ではあるが、燃焼火炎の体積が大きく、かつ、温度勾配および濃度勾配（火炎中に介在する酸素、排ガスおよび未反応の燃料）の小さい均一化された燃焼である。
【００１８】
したがって、蓄熱式直火バーナの燃焼は、局部的な高温域の発生を抑制した均一化された燃焼であるため、前記耐火物壁５を設置してもＮＯｘ増加の要因にならない。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、炉側壁に設置するバーナとして、蓄熱式直火バーナを用い、かつ、前記蓄熱式直火バーナの炉内前方の燃焼火炎形成位置よりも以遠に炉壁面に対して略平行で、その先端面が前記蓄熱式直火バーナの略中心に位置する耐火物壁を配設したので、前記耐火物壁に衝突した高温燃焼ガスが炉壁側に流れるとともに、炉長方向にも流れることとなり炉幅方向の温度差が大きく改善される。
【００２０】
しかも、前述のように、蓄熱式直火バーナにあっては、燃焼火炎中にバーナ近傍の低酸素濃度である炉内排ガスを巻き込み、つまり、強力な排ガス循環作用を行って燃料は均一に拡散され、局部的な高温域の発生を抑制してＮＯｘ生成量は低下する。また、耐火物壁を備えるにも拘らず、耐火物壁に至るまでにＮＯｘの発生量が少ない燃焼排ガスが発生しているため、前記耐火物壁への衝突による撹拌作用によってＮＯｘの発生が左右されることなく、ＮＯｘ値は低いままである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のサイド焚加熱炉の断面図。
【図２】  図１における炉内温度分布図。
【符号の説明】
１〜天井、２〜炉側壁、３〜炉床、４〜炉内搬送手段、５（５ａ，５ｂ）〜耐火物壁、６〜バーナ部、７〜蓄熱室、Ｂｒａ，Ｂｒｂ〜蓄熱式交番燃焼装置、Ｂｒａ1，Ｂｒａ2，Ｂｒｂ1，Ｂｒｂ2〜蓄熱式直火バーナ。
【図１】
0004145469.tif 000002
【図２】
0004145469.tif 000003