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課題

規模設備改造を行うことなく、従来の加熱炉に容易に適用することができ、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの加熱室を稼働する場合に生ずる、稼働加熱室内の圧力低下を効果的に防止する。

解決手段

単一の集合煙道共有する、圧力制御ダンパをそれぞれ備えた複数の加熱室からなる加熱炉において、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの稼働加熱室に燃焼ガスを供給して、稼働加熱室内の被加熱物所定温度に加熱し、加熱後の燃焼排ガスを、単一の集合煙道を通して、稼働加熱室から排出する。加熱炉の上記操業方法において、休止した加熱室の被加熱物挿入口および被加熱物抽出口の少なくとも1つを開放し、同時に、休止した加熱室の圧力制御ダンパの開度を調節する。

概要

背景

一般に、燃焼炉等の工業用炉操業方法において、炉内圧力を制御する目的をもって、炉に、その内部の圧力を検出するための圧力検出器が設け、一方、このような炉内圧力の監視下において、炉内圧力を任意の設定圧力に保持するために、圧力制御ダンパを、炉の燃焼排ガス排出口に連通した煙道内開閉可能に配置するという手段が講じられている。

しかしながら、炉の設備仕様に比して極端な低負荷操業を実施した場合、圧力制御ダンパを全閉にすることによっても、必ずしも炉内圧力の低下を効果的に抑制することができるとは限らず、炉内圧力を所定の範囲に維持することができない場合があった。特に、複数の加熱室が単一の集合煙道共有している炉においては、このような集合煙道は、各加熱室の最大排ガス量総合計を基準として決定されている。従って、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの加熱室を稼働させた場合には、煙道の吸引力は、稼働している加熱室に対して過大に作用し、その結果、稼働している加熱室内の圧力が低下するという問題が生じていた。

上述した問題を解決するための手段として、特開昭62−161903号公報は、図5に示すように、加熱炉Bに取り付けられた固定28と、これに摺動可能に嵌合された可動塔29とからなる排ガス排出塔27を使用して、排ガス排出塔27の突出高さHを変更可能にし、かくして、排ガス排出塔27における吸引力を調節する方法を開示している(以下、「先行技術1」という)。図5において、24は、加熱炉B内の圧力を測定するための圧力センサであり、25は、可動塔29を上下動させるための可動塔昇降機構であり、26は、圧力センサ24からの信号に基づいて、可動塔昇降機構25の駆動を制御するための昇降制御器である。先行技術1によれば、圧力センサ24からの信号に基づく、昇降制御器26の制御下において、可動塔昇降機構25が駆動し、加熱炉B内の圧力に応じて、可動塔29が上下動し、もって、排ガス排出塔27の突出高さHを変更し、かくして、排ガス排出塔27における吸引力が調節される。。

また、特開平5−126475号公報は、図6に示すように、加熱炉Cのための煙道30内に第1ダンパ32および第2ダンパ33を直列に配置することによって、加熱炉C内の圧力を調節する方法を開示している(以下、「先行技術2」という)。図6において、31は、煙道30に設けられた空気予熱器であり、34は、煙突であり、35は、加熱炉C内の圧力を測定するための圧力センサである。先行技術2によれば、圧力センサ35からの信号に応じて、第1ダンパ32および第2ダンパ33の開度が相互に独立して制御され、かくして、加熱炉C内の圧力が調節される。

更に、実開平5−87495号公報は、図7に示すように、煙道36内にファン38を設けることによって、加熱炉D内の圧力を調節する方法を開示している(以下、「先行技術3」という)。図7において、37は、煙道36内に設けられたダンパであり、39は、加熱炉D内の圧力を測定するための圧力センサであり、40は、ファン38の回転を制御するためのファン制御器であり、41は、ダンパ37の開閉を制御するためのダンパ制御器であり、42は、ファン制御器40およびダンパ制御器41をそれぞれ独立して制御するための炉内圧演算制御器である。先行技術3によれば、圧力センサ39からの信号に応じた炉内圧演算制御器42に制御下において、ファン制御器40およびダンパ制御器41がそれぞれ独立して制御され、その結果、ファン38の回転およびダンパ37の開閉がそれぞれ独立して制御され、かくして、加熱炉C内の圧力が調節される。

概要

規模設備改造を行うことなく、従来の加熱炉に容易に適用することができ、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの加熱室を稼働する場合に生ずる、稼働加熱室内の圧力低下を効果的に防止する。

単一の集合煙道を共有する、圧力制御ダンパをそれぞれ備えた複数の加熱室からなる加熱炉において、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの稼働加熱室に燃焼ガスを供給して、稼働加熱室内の被加熱物所定温度に加熱し、加熱後の燃焼排ガスを、単一の集合煙道を通して、稼働加熱室から排出する。加熱炉の上記操業方法において、休止した加熱室の被加熱物挿入口および被加熱物抽出口の少なくとも1つを開放し、同時に、休止した加熱室の圧力制御ダンパの開度を調節する。

目的

従って、この発明の目的は、先行技術1から3が包蔵する上述した問題を解決し、大規模な設備の改造を行うことなく、従来の加熱炉に容易に適用することができ、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの加熱室を稼働する場合に生ずる、稼働加熱室内の圧力低下を効果的に防止することが可能な、加熱炉の操業方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

単一の集合煙道共有する、圧力制御ダンパをそれぞれ備えた複数の加熱室からなる加熱炉において、前記複数の加熱室の一部を休止させ、残りの稼働加熱室に燃焼ガスを供給して、前記稼働加熱室内被加熱物所定温度に加熱し、加熱後の燃焼排ガスを、前記単一の集合煙道を通して、前記稼働加熱室から排出することからなる、加熱炉の操業方法において、休止した前記加熱室の被加熱物挿入口および被加熱物抽出口の少なくとも1つを開放し、同時に、休止した前記加熱室の前記圧力制御ダンパの開度を調節し、かくして、前記稼働加熱室内の圧力低下を防止することを特徴とする、加熱炉の操業方法。

請求項2

前記単一の集合煙道内の前記燃焼排ガスの温度、前記稼働加熱室内の圧力、および、前記稼働加熱室内の酸素濃度の少なくとも1つを測定し、このように測定された値に基づいて、休止した前記加熱室の前記被加熱物挿入口および前記被加熱物抽出口の前記少なくとも1つの開放を行い、同時に、休止した前記加熱室の前記圧力制御ダンパの開度を調節することを特徴とする、請求項1に記載した方法。

技術分野

0001

この発明は、スラブブルームビレット鋼塊等の被加熱物を、所定温度、例えば、圧延設備等の要求に応じた温度に加熱、均熱するために使用されるものであって、単一の集合煙道共有する、圧力制御ダンパをそれぞれ備えた複数の加熱室からなる加熱炉操業方法、特に、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの稼働加熱室を使用して、低負荷操業を実施する際の、稼働加熱室内の圧力低下を防止することが可能な、加熱炉の操業方法に関するものである。

背景技術

0002

一般に、燃焼炉等の工業用炉の操業方法において、炉内圧力を制御する目的をもって、炉に、その内部の圧力を検出するための圧力検出器が設け、一方、このような炉内圧力の監視下において、炉内圧力を任意の設定圧力に保持するために、圧力制御ダンパを、炉の燃焼排ガス排出口に連通した煙道内開閉可能に配置するという手段が講じられている。

0003

しかしながら、炉の設備仕様に比して極端な低負荷操業を実施した場合、圧力制御ダンパを全閉にすることによっても、必ずしも炉内圧力の低下を効果的に抑制することができるとは限らず、炉内圧力を所定の範囲に維持することができない場合があった。特に、複数の加熱室が単一の集合煙道を共有している炉においては、このような集合煙道は、各加熱室の最大排ガス量総合計を基準として決定されている。従って、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの加熱室を稼働させた場合には、煙道の吸引力は、稼働している加熱室に対して過大に作用し、その結果、稼働している加熱室内の圧力が低下するという問題が生じていた。

0004

上述した問題を解決するための手段として、特開昭62−161903号公報は、図5に示すように、加熱炉Bに取り付けられた固定28と、これに摺動可能に嵌合された可動塔29とからなる排ガス排出塔27を使用して、排ガス排出塔27の突出高さHを変更可能にし、かくして、排ガス排出塔27における吸引力を調節する方法を開示している(以下、「先行技術1」という)。図5において、24は、加熱炉B内の圧力を測定するための圧力センサであり、25は、可動塔29を上下動させるための可動塔昇降機構であり、26は、圧力センサ24からの信号に基づいて、可動塔昇降機構25の駆動を制御するための昇降制御器である。先行技術1によれば、圧力センサ24からの信号に基づく、昇降制御器26の制御下において、可動塔昇降機構25が駆動し、加熱炉B内の圧力に応じて、可動塔29が上下動し、もって、排ガス排出塔27の突出高さHを変更し、かくして、排ガス排出塔27における吸引力が調節される。。

0005

また、特開平5−126475号公報は、図6に示すように、加熱炉Cのための煙道30内に第1ダンパ32および第2ダンパ33を直列に配置することによって、加熱炉C内の圧力を調節する方法を開示している(以下、「先行技術2」という)。図6において、31は、煙道30に設けられた空気予熱器であり、34は、煙突であり、35は、加熱炉C内の圧力を測定するための圧力センサである。先行技術2によれば、圧力センサ35からの信号に応じて、第1ダンパ32および第2ダンパ33の開度が相互に独立して制御され、かくして、加熱炉C内の圧力が調節される。

0006

更に、実開平5−87495号公報は、図7に示すように、煙道36内にファン38を設けることによって、加熱炉D内の圧力を調節する方法を開示している(以下、「先行技術3」という)。図7において、37は、煙道36内に設けられたダンパであり、39は、加熱炉D内の圧力を測定するための圧力センサであり、40は、ファン38の回転を制御するためのファン制御器であり、41は、ダンパ37の開閉を制御するためのダンパ制御器であり、42は、ファン制御器40およびダンパ制御器41をそれぞれ独立して制御するための炉内圧演算制御器である。先行技術3によれば、圧力センサ39からの信号に応じた炉内圧演算制御器42に制御下において、ファン制御器40およびダンパ制御器41がそれぞれ独立して制御され、その結果、ファン38の回転およびダンパ37の開閉がそれぞれ独立して制御され、かくして、加熱炉C内の圧力が調節される。

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、先行技術1は、環境保全の問題に鑑みて、排ガス排出塔27の突出高さを極端に低くすることができないため、環境保全上要求される必要最小限の、排ガス排出塔27の突出高さを維持しなければならず、その結果、排ガス排出塔27およびその周辺設備の大型化を余儀無くされ、高額な設備費用が必要であるという問題を有している。

0008

先行技術2は、煙道30が狭い場合には、ある程度の効果を発揮するが、煙道30が広い場合には、ダンパを増設することのみでは、即ち、第1ダンパ32に加えて、第2ダンパ33を更に直列に配置するのみでは、煙道30内の圧力損失が小さく、従って、加熱炉C内の圧力制御限界があるという問題を有している。

0009

先行技術3は、ファン38を運転するための大きな電力が必要であり、ランニングコストが増加するという問題を有している。しかも、先行技術1から3の何れを、従来の加熱炉に適用する場合にも、大規模設備改造を余儀無くされ、その結果、高額な改造費用が必要である。

0010

従って、この発明の目的は、先行技術1から3が包蔵する上述した問題を解決し、大規模な設備の改造を行うことなく、従来の加熱炉に容易に適用することができ、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの加熱室を稼働する場合に生ずる、稼働加熱室内の圧力低下を効果的に防止することが可能な、加熱炉の操業方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

請求項1に記載した発明の方法は、単一の集合煙道を共有する、圧力制御ダンパをそれぞれ備えた複数の加熱室からなる加熱炉において、前記複数の加熱室の一部を休止させ、残りの稼働加熱室に燃焼ガスを供給して、前記稼働加熱室内の被加熱物を所定温度に加熱し、加熱後の燃焼排ガスを、前記単一の集合煙道を通して、前記稼働加熱室から排出することからなる、加熱炉の操業方法において、休止した前記加熱室の被加熱物挿入口および被加熱物抽出口の少なくとも1つを開放し、同時に、休止した前記加熱室の前記圧力制御ダンパの開度を調節し、かくして、前記稼働加熱室内の圧力低下を防止することに特徴を有するものである。

0012

請求項2に記載した発明の方法は、請求項1に記載した上述した方法において、前記単一の集合煙道内の前記燃焼排ガスの温度、前記稼働加熱室内の圧力、および、前記稼働加熱室内の酸素濃度の少なくとも1つを測定し、このように測定された値に基づいて、休止した前記加熱室の前記被加熱物挿入口および前記被加熱物抽出口の前記少なくとも1つの開放を行い、同時に、休止した前記加熱室の前記圧力制御ダンパの開度を調節することに特徴を有するものである。

発明を実施するための最良の形態

0013

次に、この発明の第1実施態様の加熱炉の操業方法を、図1および図2を参照しながら説明する。図1は、この発明の第1実施態様の加熱炉の操業方法を示す概略説明図であり、図2は、この発明の第1実施態様の加熱炉の操業方法を示す概略側面図である。

0014

図1に示すように、この発明の方法において、加熱炉Aは、複数の加熱室1〜9からなっている。複数の加熱室1〜9の各々は、図2に示すように、サンドシール22aを介して取り付けられた炉蓋22を備えている。

0015

複数の加熱室1〜9は、単一の集合煙道20を共有している。即ち、複数の加熱室1〜9の各々は、燃焼排ガスの出側において、分岐煙道20aを介して、単一の集合煙道20に接続されている。単一の集合煙道20は、図2に示すように、煙突21に接続されている。

0016

分岐煙道20aにおいて、複数の加熱室1〜9の各々の燃焼排ガスの出側の近傍には、圧力制御ダンパ11〜19がそれぞれ設けられている。更に、分岐煙道20aにおいて、複数の加熱室1〜9の各々と圧力制御ダンパ11〜19との間には、燃焼排ガスを利用して熱交換を行うための空気予熱器10が設けられている。

0017

上述した加熱炉Aにおいては、複数の加熱室1〜9のすべてが使用される場合があるが、この発明の方法は、複数の加熱室1〜9のうちの一部の加熱室のみが使用されることを前提としている。図1においては、複数の加熱室1〜9のうちの加熱室2および3が休止しており(以下、これ等を「休止加熱室」という)、加熱室1、および4〜9が稼働している(以下、これ等を「稼働加熱室」という)。従って、この発明の方法においては、稼働加熱室1、および4〜9に燃焼ガスを供給して、稼働加熱室1、および4〜9内の被加熱物を所定温度に加熱し、加熱後の燃焼排ガスを、空気予熱器10を通過させて、燃焼用空気と熱交換し、その後、燃焼排ガスを、単一の集合煙道20を通して、煙突21から外部に排出する。

0018

上述した加熱炉Aの操業方法において、休止加熱室2、3の各々の炉蓋22を開放すると同時に、休止加熱室2、3の圧力制御ダンパ12、13の各々の開度を調節する。

0019

上述した炉蓋22の開放は、自動的に行うことが望ましいが、特にこれに限られるものではなく、手動で行ってもよい。炉蓋22の開放を自動的に行う場合には、炉蓋22の開放を行うための、油圧シリンダ空気圧シリンダサーボモータ等の公知のアクチュエータが使用され、必要に応じて、これに組み合わせて、各種の駆動機構が使用される。

0020

また、加熱室1〜9は、上述したように、炉蓋22を有するものとして説明したが、連続炉等の被加熱物挿入口および被加熱物抽出口を有する加熱室においては、被加熱物挿入口および被加熱物抽出口の少なくとも1つを開放する。

0021

この発明の上述した第1実施態様の加熱炉の操業方法によれば、空気等が、休止加熱室2、3から集合煙道20に導入されるため、集合煙道20内の温度が低下し、更に、煙突21による吸引力も低下する。従って、低燃焼時においても、稼働加熱室1、および4〜9内の極端な圧力低下が防止されて、稼働加熱室1、および4〜9内への外気侵入量が低減され、これ等稼働加熱室内の燃焼雰囲気が安定化し、その結果、稼働加熱室1、および4〜9内の圧力を設定値に維持することができる。

0022

通常、複数の加熱室1〜9のうちの一部を休止させた場合、単一の集合煙道20は、稼働加熱室に対して常に過大な能力を有することになるため、休止加熱室を開放し、即ち、休止加熱室の炉蓋を開放するか、連続炉等のタイプの加熱室の場合には、その被加熱物挿入口および被加熱物抽出口の少なくとも1つを開放し、更に、休止加熱室の圧力制御ダンパを開放すれば、稼働加熱室内の圧力低下を効果的に防止することができる。

0023

しかしながら、所定量以上の空気等が休止加熱室から導入されると、集合煙道20内の燃焼排ガスの温度が極端に低下し、集合煙道20内における吸引力が極端に小さくなる虞れがある。このような場合には、稼働加熱室の圧力制御ダンパを開いても、燃焼排ガスが集合煙道20に流れ難くなり、更に、空気予熱器10における熱交換が困難になる。

0024

この発明の第2実施態様の加熱炉の操業方法は、このような問題が起こり得る可能性に鑑み、開発されたものである。この発明の第2実施態様の加熱炉の操業方法を以下に説明する。

0025

この発明の第2実施態様の加熱炉の操業方法は、この発明の上述した第1実施態様の加熱炉の操業方法において、単一の集合煙道20内の燃焼排ガスの温度、稼働加熱室1、および4〜9内の圧力、および、稼働加熱室1、および4〜9内の酸素濃度の少なくとも1つを測定し、このように測定された値を、予め設定された基準値を比較し、その差がになるように、休止加熱室2、3の炉蓋22を開放し、同時に、休止加熱室2、3の圧力制御ダンパ12、13の開度を調節することからなっている。勿論、連続炉等のタイプの加熱室の場合には、上述したように炉蓋22を開放する代わりに、その被加熱物挿入口および被加熱物抽出口の少なくとも1つを開放する。

0026

従って、この発明の第2実施態様の加熱炉の操業方法においては、集合煙道20に設けられた、そこにおける燃焼排ガスの温度を測定するための温度計(図示せず)、加熱室1〜9の各々に設けられた圧力センサ23、および、加熱室1〜9の各々に設けられた酸素濃度計(図示せず)のうちの少なくとも1つが使用される。

0027

この発明の第2実施態様の加熱炉の操業方法における、稼働加熱室1、および4〜9内の圧力制御は、コンピュータにより自動的に行うことが望ましいが、特にこれに限られるものではなく、オペレータによる手動操作で行ってもよい。

0028

次に、この発明の加熱炉の操業方法を、実施例により、比較例と対比しながら説明する。

0029

図1および2を参照しながら上述したこの発明の第1実施態様の加熱炉の操業方法と同一の方法を、分塊均熱炉に適用して、その操業を行った。複数の加熱室1〜9のうちの加熱室2および3を休止させ(以下、これ等を「休止加熱室」という)、加熱室1、および4〜9が稼働させた(以下、これ等を「稼働加熱室」という)。即ち、稼働加熱室1、および4〜9に燃焼ガスを供給して、稼働加熱室1、および4〜9内の被加熱物を所定温度に加熱し、加熱後の燃焼排ガスを、空気予熱器10を通過させて、燃焼用空気と熱交換し、その後、燃焼排ガスを、単一の集合煙道20を通して、煙突21から外部に排出した。

0030

上述した加熱炉Aの操業において、休止加熱室2、3の各々の炉蓋22を開放して、休止加熱室2、3の上部からの空気の流入を可能にすると同時に、休止加熱室2、3の圧力制御ダンパ12、13の各々の開度を調節した。

0031

このような加熱炉Aの操業時に、500Nm3 /Hの一定の燃料流量を保持しながら、休止加熱室2、3の圧力制御ダンパ12、13の各々の開度を次第に大きくし、稼働加熱室のうちの1つ、即ち、代表稼働加熱室内の圧力および同室内の酸素濃度、並びに、集合煙道20内の圧力、および、そこにおける燃焼排ガスの温度を測定した。その測定結果を、表1に示す。

0032

0033

休止加熱室2、3の圧力制御ダンパ12、13の各々の開度を大きくするに従って、集合煙道20内に空気が導入されて、そこにおける燃焼排ガスの温度が低下し、煙突21の吸引力が低下し、その結果、代表稼働加熱室内の圧力が負圧から正圧回復して、代表稼働加熱室内に侵入する空気の量が減少し、従って、酸素濃度が低下することが、表1から理解される。

0034

また、上述したように、休止加熱室2、3の各々の炉蓋22を開放して、休止加熱室2、3の上部からの空気の流入を可能にすると同時に、休止加熱室2、3の圧力制御ダンパ12、13の各々の開度を調節しながら、加熱炉Aの操業を行い、代表稼働加熱室内における燃料流量と同室内の圧力との、時間の経過に伴った変化を測定した。その測定結果を、図3に示す。

0035

図3から明らかなように、操業開始から燃料流量は次第に増加し、その後次第に減少したが、代表稼働加熱室内の圧力は、約0.3から1.3mmH2O の範囲内の正圧のほぼ一定の値に維持された。

0036

比較のために、休止加熱室2、3の各々の炉蓋22を閉塞して、休止加熱室2、3の上部からの空気の流入を実質的に不可能にすると同時に、休止加熱室2、3の圧力制御ダンパ12、13の各々の開度を調節しながら、加熱炉Aの操業を行い、代表稼働加熱室内における燃料流量と同室内の圧力との、時間の経過に伴った変化を測定した。その測定結果を、図4に示す。

0037

図3から明らかなように、操業開始から燃料流量は次第に増加し、その後次第に減少する一方、代表稼働加熱室内の圧力は、燃料流量の減少に伴って負圧に低下し、同室内における圧力の不安定な変化を示した。

発明の効果

0038

以上説明したように、この発明によれば、大規模な設備の改造を行うことなく、従来の加熱炉に容易に適用することができ、複数の加熱室の一部を休止させ、残りの加熱室を稼働する場合に生ずる、稼働加熱室内の圧力低下を効果的に防止することができ、しかも、稼働加熱室の低負荷操業下においても、稼働加熱室内の圧力をほぼ一定に維持することができ、その結果、稼働加熱室内への空気の侵入を防止することができ、燃焼雰囲気を安定化して、燃料消費率を向上することが可能な、加熱炉の操業方法を提供することができ、かくして、有用な効果がもたらされる。

図面の簡単な説明

0039

図1この発明の第1実施態様の加熱炉の操業方法を示す概略説明図である。
図2この発明の第1実施態様の加熱炉の操業方法を示す概略側面図である。
図3この発明の加熱炉の操業方法における、稼働加熱室内の燃料流量と同室内の圧力との、時間の経過に伴った変化を示すグラフである。
図4この発明の範囲外の、加熱炉の操業方法における、稼働加熱室内の燃料流量と同室内の圧力との、時間の経過に伴った変化を示すグラフである。
図5先行技術1の加熱炉の操業方法を示す概略説明図である。
図6先行技術2の加熱炉の操業方法を示す概略説明図である。
図7先行技術3の加熱炉の操業方法を示す概略説明図である。

--

0040

A:本発明の方法において使用された加熱炉
1〜9:加熱室
10:空気予熱器
11〜19:圧力制御ダンパ
20:集合煙道
20a:分岐煙道
21:煙突
22:炉蓋
22a:サンドシール
23:圧力センサ
B:先行技術1の方法において使用された加熱炉
24:圧力センサ
25:可動塔昇降機構
26:昇降制御器
27:排ガス排出塔
28:固定塔
29:可動塔
C:先行技術2の方法において使用された加熱炉
30:煙道
31:空気予熱器
32:第1ダンパ
33:第2ダンパ
34:煙突
35:圧力センサ
D:先行技術3の方法において使用された加熱炉
36:煙道
37:ダンパ
38:ファン
39:圧力センサ
40:ファン制御器
41:ダンパ制御器
42:炉内圧演算制御器

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