专利名称：蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄热燃烧式热处理炉，其沿热处理炉中的被处理材料的移动方
向设有多对包括具有燃料喷射嘴的烧嘴部和收容蓄热材料的蓄热室的成对的蓄热式烧嘴 (burner)，并且设有将热处理炉内的一部分燃烧排放气体向热处理炉外排出的排出部，各
对蓄热式烧嘴中，一个蓄热式烧嘴通过蓄热室将燃烧用空气导向烧嘴部，并从该烧嘴部的 燃料喷射嘴喷射燃料气体进行燃烧，而另一个蓄热式烧嘴将燃烧排放气体导向收容蓄热材 料的蓄热室，并在蓄热材料中对燃烧排放气体的热量进行蓄热后排出，交替进行上述操作。 本发明尤其涉及特征在于根据热处理炉内的燃烧负荷适当地控制各对蓄热式烧嘴的燃烧 及停止、并且抑制热处理炉中的热利用率下降的蓄热燃烧式热处理炉。
背景技术：
—直以来，在对被处理材料进行热处理时，使用一种蓄热燃烧式热处理炉，其沿热 处理炉中的被处理材料的移动方向设有多对包括具有燃料喷射嘴的烧嘴部和收容蓄热材 料的蓄热室的成对的蓄热式烧嘴，并且设有将热处理炉内的一部分燃烧排放气体向热处理 炉外排出的排出部，各对蓄热式烧嘴中，一个蓄热式烧嘴通过蓄热室将燃烧用空气导向烧 嘴部，并从该烧嘴部的燃料喷射嘴喷射燃料气体进行燃烧，而另一个蓄热式烧嘴将燃烧排 放气体导向收容蓄热材料的蓄热室，并在蓄热材料中对燃烧排放气体的热量进行蓄热后排 出，交替进行上述操作。 在此，上述蓄热燃烧式热处理炉中，需要根据被处理材料的种类、大小和处理目的 等的不同来改变热处理炉内的燃烧负荷。 因此，以往如日本专利特开平8-35623号公报所示，提出了这样的技术方案在根 据热处理炉内的燃烧负荷来控制设于热处理炉的多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时，随着燃 烧负荷的减少，从设于热处理炉的多对蓄热式烧嘴中的规定位置上的蓄热式烧嘴开始按顺 序停止其燃烧。 但是，如上所述，随着热处理炉内的燃烧负荷的减少而从设于热处理炉的多对蓄 热式烧嘴中的规定位置上的蓄热式烧嘴开始按顺序停止其燃烧时，若以较低燃烧负荷的状 态继续进行热处理，则固定的蓄热式烧嘴会长时间停止，在向上述蓄热式烧嘴供给燃料和 切换蓄热室中的供气排气的各种切换阀等上附着燃料气体成分和燃烧排放气体成分，在再 次开始燃烧时等，会发生上述切换阀无法正常动作等问题。 此外，以往如日本专利特许第3562142号公报所示，提出了这样的技术方案在根 据热处理炉内的燃烧负荷来控制设于热处理炉的多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时，在燃烧 负荷较低的情况下停止多对蓄热式烧嘴时，以固定周期改变被停止的蓄热式烧嘴，使各蓄 热式烧嘴的燃烧时间均匀化，并使热处理炉内的温度分布均匀化。
在此，如上所述，在燃烧负荷较低的情况下以固定周期改变被停止的蓄热式烧嘴 而使设于热处理炉的各蓄热式烧嘴的燃烧时间均匀化时，离将热处理炉内的一部分燃烧排 放气体向热处理炉外排出的排出部较近的位置上的蓄热式烧嘴的燃烧时间与离上述排出 部较远的位置上的蓄热式烧嘴的燃烧时间相同，由离排出部较近的位置上的蓄热式烧嘴的 燃烧而产生的高温燃烧排放气体会通过上述排出部立即被导出到热处理炉外，发生热处理 炉中的热利用率大幅度降低这样的问题。
发明内容
本发明的课题为在沿热处理炉中的被处理材料的移动方向设有多对包括具有
燃料喷射嘴的烧嘴部和收容蓄热材料的蓄热室的成对的蓄热式烧嘴，并且设有将热处理炉
内的一部分燃烧排放气体向热处理炉外排出的排出部，各对蓄热式烧嘴中，一个蓄热式烧
嘴通过蓄热室将燃烧用空气导向烧嘴部，并从该烧嘴部的燃料喷射嘴喷射燃料气体进行燃
烧，而另一个蓄热式烧嘴将燃烧排放气体导向收容蓄热材料的蓄热室，并在蓄热材料中对
燃烧排放气体的热量进行蓄热后排出，交替进行上述操作的蓄热燃烧式热处理炉中，解决
根据热处理炉内的燃烧负荷来控制各对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时的上述各种问题。
g卩，本发明的课题为上述蓄热燃烧式热处理炉中，在根据热处理炉内的燃烧负荷
来控制各对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时，即使以较低燃烧负荷的状态继续进行热处理，也
能防止只增加固定的蓄热式烧嘴的停止时间，且能抑制在向上述蓄热式烧嘴供给燃料和切
换蓄热室中的供气排气的各种切换阀等上附着燃料气体成分和燃烧排放气体成分，并且抑
制由离排出部较近的位置上的蓄热式烧嘴的燃烧而产生的高温燃烧排放气体通过排出部
立即被导出到热处理炉外，防止热处理炉中的热利用率下降。 为解决上述课题，本发明的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法中，蓄热燃烧式 热处理炉沿热处理炉中的被处理材料的移动方向设有多对包括具有燃料喷射嘴的烧嘴部 和收容蓄热材料的蓄热室的成对的蓄热式烧嘴，并且设有将热处理炉内的一部分燃烧排放 气体向热处理炉外排出的排出部，各对蓄热式烧嘴中，一个蓄热式烧嘴通过蓄热室将燃烧 用空气导向烧嘴部，并从该烧嘴部的燃料喷射嘴喷射燃料气体进行燃烧，而另一个蓄热式 烧嘴将燃烧排放气体导向收容蓄热材料的蓄热室，并在蓄热材料中对燃烧排放气体的热量 进行蓄热后排出，交替进行上述操作，在根据热处理炉内的燃烧负荷来切换并控制多对蓄 热式烧嘴的燃烧及停止时，从离上述排出部较近的位置上的成对的蓄热式烧嘴开始，依次 增加被停止的时间。
在此，上述蓄热燃烧式热处理炉中，由于一般将燃烧排放气体的一部分向热处理
炉外排出的排出部设于将上述被处理材料导入热处理炉内的入口侧，因此从离上述入口侧
的排出部较近的位置上的成对的蓄热式烧嘴开始，依次增加被停止的时间。 此外，在如上所述地切换并控制多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时，使切换多对蓄
热式烧嘴的燃烧及停止的次数改变，便能控制使其停止的时间。 本发明的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法中，如上所述，由于根据热处理炉 内的燃烧负荷来切换并控制多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止，因此即使以较低燃烧负荷的状 态继续进行热处理，也能防止只增加固定的蓄热式烧嘴的停止时间，且能抑制在向该蓄热 式烧嘴供给燃料和切换蓄热室中的供气排气的各种切换阀等上附着燃料气体成分和燃烧排放气体成分，当再次开始燃烧时等，能防止上述切换阀无法正常动作。 此外，本发明的蓄热燃烧式热处理炉的控制方法中，如上所述，在根据热处理炉内 的燃烧负荷来切换并控制多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时，由于从离上述排出部较近的位 置上的成对的蓄热式烧嘴开始，依次增加使其停止的时间，因此离排出部较近的位置上的 蓄热式烧嘴的燃烧时间减少，从而由该蓄热式烧嘴的燃烧而产生的高温燃烧排放气体通过 上述排出部立即导出到热处理炉外的比例减小，能防止热处理炉中的热利用率大幅度降 低。 另外，本发明的其他目的、优点及特征将通过以下实施方式的说明和附图而得以 明确。
图1是表示用本发明一实施方式的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法进行控 制的热处理炉的内部状态的概略剖视图。 图2是上述实施方式的上述热处理炉的概略平面图。 图3是表示上述实施方式的上述热处理炉中的一对蓄热式烧嘴的状态的概略剖 视图。 图4是表示上述实施方式的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法中从离进行控 制的排出部较近的位置开始按顺序设置的四对蓄热式烧嘴的概略说明图。(符号说明)1被处理材料2输送辊子10热处理炉11入口12出口13排出部20、20a、20b、20c、20d蓄热式烧嘴21烧嘴部22蓄热室22a蓄热材料23空气供给管道23a空气供给用阀24排放气体排出管道24a气体排出用阀25燃料喷射嘴25a气体供给阀
具体实施例方式
以下，根据附图对本发明实施方式的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法进行具 体的说明。另外，本发明的蓄热燃烧式热处理炉的控制方法不特别限定于以下所示的实施方式，在不改变发明的目的的范围内，能作适当的变更。 在此，如图1所示，在本实施方式中，将从热处理炉10的入口 11被导向热处理炉 10内的由钢材组成的被处理材料1用输送辊子2向热处理炉10内输送并进行热处理，且将 如上所述被热处理后的被处理材料1通过热处理炉10的出口 12从热处理炉10中取出。
此外，如图1及图2所示，在本实施方式中，上述热处理炉10的入口 11附近设有 将上述热处理炉10内的一部分燃烧排放气体向热处理炉IO外排出的排出部13，并且，以具 有烧嘴部21和蓄热室22的一对蓄热室烧嘴20相对的形态，在热处理炉10上沿上述被处 理材料1的移动方向设有多对蓄热式烧嘴20。 在此，上述一对蓄热式烧嘴20中，如图3所示，在一个蓄热式烧嘴20中打开设于 向收容蓄热材料22a的蓄热室22供给燃烧用空气的空气管道23的空气供给用阀23a，并关 闭设于通过蓄热室22排出燃烧排放气体的排放气体排出管道24的气体排出用阀24a，在上 述蓄热室22内将通过上述空气供给管道23导向蓄热室22内的燃烧用空气加热。此外，将 如上所述加热后的燃烧用空气向烧嘴部21供给，并且打开向设于上述烧嘴部21的燃料喷 射嘴25供给燃料气体的气体供给阀25a，从上述燃料喷射嘴25喷射燃料气体，并使上述燃 料气体在热处理炉10内燃烧。 而在另一个蓄热式烧嘴20中，关闭向燃料喷射嘴25供给燃料气体的气体供给阀 25a，不进行燃烧。此外，关闭设于上述空气供给管道23的空气供给用阀23a，并打开设于通 过蓄热室22排出燃烧排放气体的排放气体排出管道24的气体排出用阀24a，吸引如上所述 在热处理炉10内燃烧后的燃烧排放气体并导向蓄热室22，在被收容于上述蓄热室22的蓄 热材料22a中对燃烧排放气体的热量进行蓄热。此后，将如上所述被蓄热材料22a蓄热而 冷却后的燃烧排放气体通过上述排放气体排出管道24向外部排出。 此外，上述各对蓄热式烧嘴20中，分别如上所述在一个蓄热式烧嘴20中从燃料喷 射嘴25喷射燃料气体来进行燃烧，而在另一个蓄热式烧嘴20中将燃烧排放气体导向蓄热 室22，在蓄热材料22a中对燃烧排放气体的热量进行蓄热、将排放气体排出，上述操作交替 进行。 此外，本实施方式的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法中，在上述热处理炉10 中进行热处理的被处理材料1的种类和大小等改变而使热处理炉10内的燃烧负荷发生变 化的情况下，在如上所述地切换并控制成对的蓄热式烧嘴20的燃烧及停止时，从设于热处 理炉10的入口 11附近的排出部13的邻近位置上的成对蓄热式烧嘴20开始依次增加使其 停止的时间，以减小由蓄热式烧嘴20的燃烧而产生的高温燃烧排放气体通过上述排出部 13立即导出到热处理炉IO外的比例。 在此，如图4所示，对如上所述在热处理炉10内的燃烧负荷产生变化时，切换并控 制从离上述排出部13较近的位置开始按顺序设置的四对蓄热式烧嘴20a、20b、20c、20d的 燃烧及停止的例子进行说明。 如上所述在热处理炉10内的燃烧负荷减少而使一对蓄热式烧嘴20的燃烧停止 时，例如，如以下表l所示，使离排出部13最近的位置上的成对的蓄热式烧嘴20a停止四 次，接着使离排出部13第二近的位置上的成对的蓄热式烧嘴20b停止三次，接着使离排出 部13第三近的位置上的成对的蓄热式烧嘴20c停止两次，接着使离排出部13第四近的位 置上的成对的蓄热式烧嘴20d停止一次，根据需要反复进行上述操作。另外，以下表1所示
6的燃烧次数表示的是成对的蓄热式烧嘴20在分别切换燃烧和排气的同时进行运转时，分
别将燃烧和排气作为一组进行时的次数。此外，如上所述，由燃烧次数来控制停止时间，藉
此便容易进行其控制。
表1 :
燃烧次数离蓄热式烧嘴的排出部远近的顺序及其燃烧控制第一近20a第二近20b第三近20c第四近20d
1停止燃烧燃烧燃烧
2停止燃烧燃烧燃烧
3停止燃烧燃烧燃烧
4停止燃烧燃烧燃烧
5燃烧停止燃烧燃烧
6燃烧停止燃烧燃烧
7燃烧停止燃烧燃烧
8燃烧燃烧停止燃烧
9燃烧燃烧停止燃烧
10燃烧燃烧燃烧停止
11停止燃烧燃烧燃烧 另外，停止上述四对蓄热式烧嘴20a、20b、20c、20d的时间和次数并不特别限定于 上述的时间和次数，若从离排出部13较近的位置上的成对的蓄热式烧嘴20开始依次增加 使其停止的时间，则能改变使上述四对蓄热式烧嘴20a、20b、20c、20d停止的时间和次数， 此外离排出部13更远的位置上的成对的蓄热式烧嘴20也能控制为切换燃烧及停止。
若如上所述，则即使是在以较低燃烧负荷的状态继续进行热处理时，也不会出现 仅仅长时间停止固定的成对的蓄热式烧嘴20的情况，可抑制在向上述成对的蓄热式烧嘴 20供给燃料气体的气体供给阀25a、进行蓄热室22中的供气排气的切换的空气供给用阀 23a和气体排出用阀24a上附着燃料气体成分和燃烧排放气体，当再次开始燃烧时，能防止 上述阀23a、24a、25a无法正常动作。 此外，由于从离上述排出部13较近的位置上的成对的蓄热式烧嘴20开始依次增 加使其停止的时间，因此由离排出部13较近的位置上的成对的蓄热式烧嘴20的燃烧而产 生的高温燃烧排放气体通过上述排出部13立即导出到热处理炉IO外的比例减小，还能防 止热处理炉10中的热利用率下降。
权利要求
一种蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，在蓄热燃烧式热处理炉中，沿热处理炉中的被处理材料的移动方向设有多对包括具有燃料喷射嘴的烧嘴部和收容有蓄热材料的蓄热室的成对的蓄热式烧嘴，并且设有将热处理炉内的一部分燃烧排放气体向热处理炉外排出的排出部，各对蓄热式烧嘴中交替进行如下操作一个蓄热式烧嘴通过蓄热室将燃烧用空气导向烧嘴部，并从该烧嘴部的燃料喷射嘴喷射燃料气体进行燃烧，而另一个蓄热式烧嘴将燃烧排放气体导向收容有蓄热材料的蓄热室，并在蓄热材料中对燃烧排放气体的热量进行蓄热后排出，其特征在于，在根据热处理炉内的燃烧负荷来切换控制多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时，从处于靠近所述排出部的位置上的成对的蓄热式烧嘴开始，依次增加使其停止的时间。
2. 如权利要求1所述的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，其特征在于，将一部分 燃烧排放气体向热处理炉外排出的排出部被设置在将所述被处理材料导入到热处理炉内 的入口侧，从处于靠近该入口侧的排出部的位置上的成对的蓄热式烧嘴开始，依次增加使 其停止的时间。
3. 如权利要求1或2所述的蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，其特征在于，在切换 控制多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时，使切换多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止的次数改变来 控制使其停止的时间。
全文摘要
一种蓄热燃烧式热处理炉的燃烧控制方法，在设有多对蓄热式烧嘴并且设有将热处理炉内的一部分燃烧排放气体向热处理炉外排出的排出部的蓄热燃烧式热处理炉中，根据热处理炉内的燃烧负荷适当地控制各对蓄热式烧嘴的燃烧及停止，并且抑制热处理炉中的热利用率下降。在设有多对蓄热式烧嘴(20)并且设有将热处理炉(10)内的一部分燃烧排放气体向热处理炉外排出的排出部(13)的蓄热燃烧式热处理炉中，在根据热处理炉内的燃烧负荷来切换并控制多对蓄热式烧嘴的燃烧及停止时，从离排出部较近的位置上的成对的蓄热式烧嘴开始，依次增加使其停止的时间。
文档编号F27B9/36GK101749944SQ200910223200
公开日2010年6月23日 申请日期2009年11月16日 优先权日2008年12月16日
发明者上岛啓利, 木本康之 申请人:中外炉工业株式会社