(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環ファンを備えた炉床に支持台を介して積載した処理材をインナーカバーで覆い、このインナーカバーにアウターカバーを被せ、前記アウターカバーの下部に蓄熱式交番燃焼装置を配置したベル型焼鈍炉において、前記蓄熱式交番燃焼装置を複数の単位蓄熱式交番燃焼装置で構成するとともに、前記単位蓄熱式交番燃焼装置をアウターカバーの周壁方向に所定間隔をもって配置された３台の直火式リジェネバーナで構成し、燃焼状態の直火式リジェネバーナと排気状態の直火式リジェネバーナとの間に待機状態の直火式リジェネバーナを位置させながら交番燃焼する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、鋼板コイルや線材コイルの焼鈍に用いる蓄熱式交番燃焼装置を備えたベル型焼鈍炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼板コイル等の処理材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。このベル型焼鈍炉に蓄熱式交番燃焼装置を配設したものとして特開平９−１７００３２号公報がある。このベル型焼鈍炉Ｔ'は、図５，図６に示すように、循環ファンＦを備えた炉床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、インナーカバー２で炉床１上に配設した支持台を介して積み重ねられた処理材、たとえばコイル材Ｗを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、インナーカバー２とアウターカバー３間に形成された環状空間をなす燃焼室５で燃焼を行い、コイル材Ｗを間接加熱しながら前記循環ファンＦで前記インナーカバー２内の雰囲気を循環させて焼鈍するものである。
【０００３】
前記アウターカバー３の下部には、蓄熱式交番燃焼装置Ｈ'が配設されている。この蓄熱式交番燃焼装置Ｈ'は、アウターカバー３の周壁方向に１８０°間隔で設けた２台の直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ'ｂからなり、この直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ'ｂからの火炎が燃焼室５の接線方向に形成されるようになっている。また、前記アウターカバー３の天井部３ａには、ベンド孔４を備えている。なお、直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ'ｂの燃焼容量は、加熱時の最大燃焼量で決定される。
【０００４】
そして、前記直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ'ｂは、内部に蓄熱体Ｓを有する蓄熱室６とこの蓄熱室６の前方（炉内側）の混合室７に配設した縦長のスリットを備えた燃料ノズル８とからなり、燃料ノズル８は燃料供給管Ｐ1に、また、蓄熱室６の後室６ａは給・排気管Ｐ2により排気手段と燃焼用空気供給手段（いずれも図示せず）とに開閉弁Ｖ1ａ，Ｖ1ｂ，Ｖ2ａ，Ｖ2ｂを介して接続される。なお、Ｖ3ａ，Ｖ3ｂは燃料制御弁である。
【０００５】
したがって、燃料制御弁Ｖ3ａを開として燃料供給管Ｐ1から燃料を一方の直火式リジェネバーナＢｒ'ａに供給するとともに開閉弁Ｖ2ａを開として燃焼用空気を蓄熱室６に供給することにより燃焼させ、他方の直火式リジェネバーナＢｒ'ｂにおいては開閉弁Ｖ1ｂを開として炉内雰囲気を吸引・排気し、これを所定時間毎に切り換えて直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ’ｂを交番燃焼させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ’ｂは単一火炎であるため、火炎はその周面しか雰囲気に接触できず、雰囲気の巻込み量が少なくなり火炎温度を下げられないので、火炎通過部とそれ以外の部分との温度差が縮まらず、コイル材Ｗを均一に昇温できないという課題があった。
【０００７】
また、ベル型焼鈍炉Ｔ'の均熱時における直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ'ｂの燃焼量は、インナーカバー２内の温度が低下するのを防ぐ燃焼量で充分であるにも拘らず、直火式リジェネバーナの燃焼容量は加熱時の最大燃焼量で決定されているので、直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ'ｂの燃焼量が大きすぎて均熱に最適な容量まで燃焼量を絞ることができず、熱損失が多くなるという課題があった。
【０００８】
さらに、インナーカバー２の径が大きく、一方の直火式リジェネバーナＢｒ'ａから他方の直火式リジェネバーナＢｒ'ｂまでのアウターカバー２の内面に沿った周面距離が充分に確保されている場合はよいが、インナーカバー２の径が小さく、直火式リジェネバーナ間の周面距離が短い場合には雰囲気との接触時間が短くなるので、燃焼室５の雰囲気の巻込み量が少なくなって、一方の直火式リジェネバーナから供給された燃料が完全に燃焼しないうちに他方の直火式リジェネバーナに吸引され、前記燃料の未燃分が他方の直火式リジェネバーナ内、特には蓄熱体Ｓ内で燃焼することとなり、蓄熱体Ｓが溶損する等のトラブルが発生するという課題があった。
【０００９】
さらにまた、２台の直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ'ｂからなる蓄熱式交番燃焼装置Ｈ'では炉の運転中、常に直火式リジェネバーナＢｒ'ａ，Ｂｒ'ｂの切り換えがなされているので切換弁等の駆動部が破損し易いという課題があった。
【００１０】
したがって、本発明は、直火式リジェネバーナを使用するものの火炎中に炉内雰囲気を十分に巻込んで火炎温度と雰囲気温度との温度差を小さくするとともに、均熱時に最適な燃焼量に絞ることができる蓄熱式交番燃焼装置を備えたベル型焼鈍炉を提供することを第１の目的とし、排気中の蓄熱体内で火炎中の未燃分が燃焼して蓄熱体が溶損したり、開閉弁等の駆動部の破損が軽減できる蓄熱式交番燃焼装置を備えたベル型焼鈍炉を提供することを第２の目的とする。
【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、循環ファンを備えた炉床に支持台を介して積載した処理材をインナーカバーで覆い、このインナーカバーにアウターカバーを被せ、前記アウターカバーの下部に蓄熱式交番燃焼装置を配置したベル型焼鈍炉において、前記蓄熱式交番燃焼装置を複数の単位蓄熱式交番燃焼装置で構成するとともに、前記単位蓄熱式交番燃焼装置をアウターカバーの周壁方向に所定間隔をもって配置された３台のスリット型直火式リジェネバーナで構成し、燃焼状態の直火式リジェネバーナと排気状態の直火式リジェネバーナとの間に待機状態の直火式リジェネバーナを位置させながら交番燃焼するようにしたものである。
【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。
ベル型焼鈍炉Ｔは、従来のものと同様、循環ファンＦを備えた炉床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上に設けた支持台を介して積み重ねられた処理材、たとえば、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、インナーカバー２とアウターカバー３間で形成された環状空間からなる燃焼室５で燃焼を行い、コイル材Ｗを間接加熱しながら前記循環ファンＦで前記インナーカバー２内の雰囲気を循環させて焼鈍するものである。
【００１４】
そして、前記アウターカバー３の下部には２基の単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａ，Ｈｂからなる蓄熱式交番燃焼装置Ｈが配設され、前記単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａ，Ｈｂは、等間隔（１２０°）で配置した３台の直火式リジェネバーナＢｒａ1，Ｂｒｂ1、Ｂｒｃ1とＢｒａ2，Ｂｒｂ2，Ｂｒｃ2とから構成され、これら直火式リジェネバーナからの燃焼ガスは燃焼室５の接線方向に噴出するように配設されている。なお、図中、Ｖ3ａ1，Ｖ3ａ2，Ｖ3ｃ1，Ｖ3ｃ2は燃料制御弁、Ｖ4ａ1，Ｖ4ａ2，Ｖ4ｃ1，Ｖ4ｃ2は給・排気制御弁、Ｖ1ａ，Ｖ2ａ，Ｖ1ｃ，Ｖ2ｃは燃焼用空気の給気と燃焼ガスの排気を切り換える開閉弁で、その他、図５と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００１５】
前記直火式リジェネバーナは、燃料ノズル８が位置する混合室７と、蓄熱体Ｓを収納した蓄熱室６とで構成され、直火式リジェネバーナＢｒａ1，Ｂｒａ2を燃焼させるとともに、炉内の燃焼ガスを火炎噴出方向に２４０°離れた他の直火式リジェネバーナＢｒｃ1，Ｂｒｃ2の蓄熱室６を介して排気させることにより当該蓄熱体Ｓを加熱し、つぎの交替燃焼時には前記直火式リジェネバーナＢｒｃ1，Ｂｒｃ2を燃焼状態、直火式リジェネバーナＢｒｂ1，Ｂｒｂ2を排気状態とし、その後、前記直火式リジェネバーナＢｒｂ1，Ｂｒｂ2を燃焼状態、前記直火式リジェネバーナＢｒａ1，Ｂｒａ2を排気状態とし、排気状態の直火式リジェネバーナＢｒａ1，Ｂｒａ2の蓄熱体Ｓを蓄熱し、つぎの燃焼時には当該蓄熱体Ｓで燃焼用空気を予熱するものである。
【００１６】
つぎに、前記構成のベル型焼鈍炉Ｔの操業について説明する。
前記蓄熱式交番燃焼装置Ｈは、２基の単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａ，Ｈｂとからなり、また、単位蓄熱式交番燃焼装置は各々３台の直火式リジェネバーナからなるが、１台の直火式リジェネバーナＢｒａ1，Ｂｒａ2を燃焼するにあたり、前記燃焼中の直火式リジェネバーナＢｒａ1，Ｂｒａ2の火炎噴出方向に隣接する直火式リジェネバーナＢｒｂ1，Ｂｒｂ2は燃焼も排気もしない待機状態とし、他の直火式リジェネバーナＢｒｃ1，Ｂｒｃ2を排気状態として所定時間が経過すると、表１に示すように、燃焼、排気、待機状態の直火式リジェネバーナを順次切り換えながら燃焼と排気を繰り返し、排気状態にある直火式リジェネバーナで燃焼室５内の燃焼ガスを吸引排気してその保有熱を蓄熱体Ｓに回収しながらコイル材Ｗを所定温度（たとえば、９００℃）まで加熱する。その間、燃焼ガスの一部は前記ベンド孔４から排出する。
【００１７】
【表１】
0005039261.tif 000002
【００１８】
このように、高温の燃焼ガスはインナーカバー２の外周を２４０°の位置まで順次交代しながら流れるため、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に形成した前記ベンド孔４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を均一に加熱できる。
【００１９】
しかも、蓄熱式交番燃焼装置Ｈは鉛直方向に所定間隔で配置された複数基の単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａ，Ｈｂからなるため、２つの火炎が形成されるが火炎全体からみると縦状であり、インナーカバー２との接触面積が広く、インナーカバー２を効率よく加熱できる。
【００２０】
ここで、前記火炎は従来のように、単一火炎でなく、鉛直方向に所定間隔をもって設置した複数基の単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａ，Ｈｂからの不連続な火炎からなるため、従来のように火炎の周面からだけでなく、火炎と火炎との隙間からも火炎温度より低温の燃焼室５内の雰囲気が充分に巻込まれ、バーナ火炎温度を低下させるので燃焼室５内の雰囲気温度と火炎温度との温度差が小さくなり（すなわち、均一化し）、コイル材Ｗの周方向における不均一加熱は解消される。
【００２１】
また、燃焼状態の直火式リジェネバーナと排気状態の直火式リジェネバーナとのアウターカバー３内面に沿った周面距離は、従来のものより長い（２／３−１／２）ため、燃焼火炎中に存在する燃料は、排気状態の直火式リジェネバーナに至るまでに確実に燃焼するので排気状態の直火式リジェネバーナの蓄熱体Ｓ中で未燃分が燃焼することなく蓄熱体Ｓの溶損を防止することができる。
【００２２】
しかも、蓄熱式交番燃焼装置Ｈは複数基の単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａ，Ｈｂ（前述の説明では２基）で構成してあるので、アウターカバー３等からの放熱分を補充するだけの容量を燃焼するだけでよい均熱時には複数基の単位蓄熱式交番燃焼装置のうち、たとえば、１基の単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａだけで燃焼し、この１基の単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａの燃焼容量を調整することで過剰な熱供給を防止できる。
【００２３】
さらに、単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａ，Ｈｂにおける直火式リジェネバーナは等間隔に３台配設してあるので、炉の運転中であっても絶えず１台の直火式リジェネバーナは待機状態となるので開閉弁の切換回数が減り、蓄熱式交番燃焼装置Ｈのトラブルがさらに抑制される。
【００２４】
前記説明は、３台の単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈをアウターカバー３の下部に等間隔に配設したものについて述べたが、２台の蓄熱式交番燃焼装置Ｈを配設してもよく、また、図４に示すように、単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａ，Ｈｂを隣接配置してもよい。さらに、単位蓄熱式交番燃焼装置Ｈａは円筒状の燃焼ノズル９であってもよく、また、複数の燃焼ノズル９を配置してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明におけるベル型焼鈍炉によれば、蓄熱式交番燃焼装置は、鉛直方向に所定間隔で配設した複数の単位蓄熱再生式燃焼装置で構成してあるから、それぞれの単位蓄熱式交番燃焼装置により形成される火炎と火炎との間には隙間が形成され、この火炎の隙間から燃焼室内の雰囲気を十分に巻込むことにより火炎と燃焼室内の雰囲気との温度差を縮小し、コイル材の周方向における不均一加熱を解消できる。
【００２６】
また、蓄熱式交番燃焼装置は複数の単位蓄熱式交番燃焼装置で構成されるため、均熱時にはその一部のみを使用すればよく、しかも、１基の単位蓄熱式交番燃焼装置における最小燃焼量まで燃焼容量を低下できるから大幅なターンダウンが可能となり、均熱に必要な燃焼量に最適化できるという効果を奏する。
【００２７】
さらに、３台の蓄熱式交番燃焼装置を等間隔にアウターカバーに配設する場合、操業にあたっては１台の蓄熱式交番燃焼装置を常に待機状態にでき、開閉弁の切換回数をそれだけ低減できるため開閉弁の寿命を長くすることができるばかりか、燃焼火炎の雰囲気との接触時間を従来のものに比べて長くできるため、インナーカバー、アウターカバーの径が小さいベル型焼鈍炉であっても火炎中の未燃ガスが排気状態の蓄熱式交番燃焼装置の蓄熱室内で燃焼することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる蓄熱式ベル型焼鈍炉の断面図。
【図２】  図１の模式図。
【図３】  図２のIII−III線断面図。
【図４】  円筒状燃焼ノズルを有する単位蓄熱式交番燃焼装置の断面図。
【図５】  従来の蓄熱式ベル型焼鈍炉の断面図。
【図６】  図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【符号の説明】
１〜炉床、２〜インナーカバー、３〜アウターカバー、５〜燃焼室、６〜蓄熱室、８，９〜燃料ノズル、Ｂｒａ1，Ｂｒａ2、Ｂｒｂ1，Ｂｒｂ2、Ｂｒｃ1，Ｂｒｃ2〜直火式リジェネバーナ、Ｈ〜蓄熱式交番燃焼装置、Ｈａ，Ｈｂ〜単位蓄熱式交番燃焼装置、Ｐ1〜燃料供給室、Ｐ2〜給・排気管、Ｓ〜蓄熱体、Ｔ〜蓄熱式ベル型焼鈍炉、Ｗ〜コイル材（処理材）。
【図１】
0005039261.tif 000003
【図２】
0005039261.tif 000004
【図３】
0005039261.tif 000005
【図４】
0005039261.tif 000006
【図５】
0005039261.tif 000007
【図６】
0005039261.tif 000008