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JP7632420B2 - Heating furnace and its operating method - Google Patents
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Description

本発明は、複数のラジアントチューブバーナーで炉内の加熱を行う加熱炉、及びその加熱炉の操業に関する技術である。本発明は、例えば、連続焼鈍炉や、亜鉛メッキ鋼板を連続して加熱する加熱炉など、被加熱材が炉内を移動しながら加熱される構成の工業用加熱炉に好適な技術である。 The present invention is a heating furnace that uses multiple radiant tube burners to heat the interior of the furnace, and technology related to the operation of such a heating furnace. The present invention is a technology suitable for industrial heating furnaces in which the material to be heated moves through the furnace while being heated, such as continuous annealing furnaces and heating furnaces that continuously heat galvanized steel sheets.

連続焼鈍炉などの加熱炉で用いられる加熱装置として、ラジアントチューブとバーナー部とを備えたラジアントチューブバーナーが採用されることが多い(特許文献1、2参照)。 Radiant tube burners, which are equipped with a radiant tube and a burner section, are often used as heating devices in heating furnaces such as continuous annealing furnaces (see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、ラジアントチューブバーナーのラジアントチューブの一例としてW型ラジアントチューブが記載されている。特許文献1に記載のラジアントチューブは、上下に並ぶ4本の円形断面の直管部と、隣り合う直管部同士をそれぞれ連結する3本の円形断面の曲管部を備えたチューブ構造となっている。このようなチューブ構造の複数のラジアントチューブが、加熱炉内を走行する鋼板等の被加熱材の搬送方向に沿って並ぶ。これによって、被加熱材の表面に各直管部の側面が対向するように配置されている。そして、バーナー部から噴射された燃焼ガスが、ラジアントチューブの内部を通過し、下流の直管部から排ガスとして系外に排出される。このラジアントチューブで炉内を間接加熱する際に、燃焼ガスの温度が1000℃以上となる極めて高温で操業する場合がある。そのため、ラジアントチューブの各管は、それぞれ管軸方向に熱伸びが発生する。 Patent Document 1 describes a W-type radiant tube as an example of a radiant tube for a radiant tube burner. The radiant tube described in Patent Document 1 has a tube structure with four straight tube sections with circular cross sections arranged vertically, and three curved tube sections with circular cross sections that connect adjacent straight tube sections. A number of radiant tubes with such a tube structure are arranged along the transport direction of the heated material, such as a steel plate, traveling through the heating furnace. As a result, the straight tube sections are arranged so that the side surfaces of the heated material face the surface of the heated material. Then, the combustion gas injected from the burner section passes through the inside of the radiant tube and is discharged outside the system as exhaust gas from the downstream straight tube section. When indirectly heating the inside of the furnace with this radiant tube, it may be operated at an extremely high temperature where the temperature of the combustion gas is 1000°C or higher. As a result, each tube of the radiant tube undergoes thermal elongation in the tube axis direction.

これに対し、特許文献1では、炉壁に設置された受け金具とラジアントチューブ側に設けられた曲管部サポート部材によってラジアントチューブを支持している。そして、受け金具と曲管部サポート部材の間の摺動部にて、上記の熱伸び分だけ摺動することで、ラジアントチューブに熱拘束力が生じない構造にしている。更に、軸力及び曲げモーメントの作用を特に大きく受ける第1直管部及び第1曲管部の熱応力と変形を緩和するために、第1曲管部の先端中央部に支持受け部を設けている。これによって、第1直管部の長さを第4直管部の長さより短くすることにより支持受け部を第3曲管部上部に位置させる。そして、該支持受け部を第3曲管部上部に突設した支持部により支持する構造を提案している。 In response to this, in Patent Document 1, the radiant tube is supported by a receiving bracket installed on the furnace wall and a curved pipe support member provided on the radiant tube side. The sliding portion between the receiving bracket and the curved pipe support member slides only by the amount of thermal elongation described above, resulting in a structure in which no thermal restraint force is generated in the radiant tube. Furthermore, in order to mitigate the thermal stress and deformation of the first straight pipe section and the first curved pipe section, which are particularly heavily affected by the axial force and bending moment, a support receiving portion is provided in the center of the tip of the first curved pipe section. This makes the length of the first straight pipe section shorter than the length of the fourth straight pipe section, thereby positioning the support receiving portion above the third curved pipe section. The proposed structure supports the support receiving portion with a support portion protruding from the top of the third curved pipe section.

また特許文献2では、第2直管部と第3直管部を接続することで、全体の座屈を防止することが記載されている。 Patent Document 2 also describes how connecting the second and third straight pipe sections prevents overall buckling.

また、特許文献1に記載のように、各直管部が曲げ荷重によってラジアントチューブが垂れ下がるという問題がある。すなわち、ラジアントチューブ内のガス温度は、ガスの流れ方向の下流ほど温度が低くなるので、各直管部が等しくは熱伸びしない。そのため、上述した摺動部での熱伸び吸収作用が適切に機能しなくなり、ラジアントチューブ全体が歪んで曲げ荷重が作用し、各直管部が垂れ下がりに至るおそれがある。 As described in Patent Document 1, there is a problem in that the straight tube sections may sag due to bending loads. In other words, the gas temperature inside the radiant tube decreases the further downstream in the gas flow direction, so the straight tube sections do not thermally expand equally. As a result, the thermal expansion absorption function at the sliding section described above does not function properly, and the entire radiant tube may become distorted and a bending load may be applied, causing the straight tube sections to sag.

この問題に対し、断面形状が楕円形であるようなラジアントチューブが提案されている(特許文献2参照)。この文献では、断面の楕円形は、上下方向(被加熱材の走行方向)を長軸としている。楕円形断面の直管部を用いることによって、円形断面の直管部に比べて断面性能が向上するため、曲げ荷重による直管部の垂れ下がりを低減させることができる。 To address this issue, a radiant tube with an elliptical cross-sectional shape has been proposed (see Patent Document 2). In this document, the elliptical cross-section has its major axis in the vertical direction (the direction in which the material to be heated travels). By using a straight pipe section with an elliptical cross-section, the cross-sectional performance is improved compared to a straight pipe section with a circular cross-section, and sagging of the straight pipe section due to bending load can be reduced.

更に、最近、工業製品に対する高性能・高品質の要求が強くなり、工業用加熱炉における加熱条件も厳しくなったため、ラジアントチューブの熱負荷もますます大きくなってきている。
なお、ラジアントチューブの形状には、W型以外に、U型(特許文献3参照)、P型などのチューブがある。
Furthermore, in recent years, the demand for high performance and quality for industrial products has increased, and the heating conditions in industrial heating furnaces have become stricter, so the thermal load on radiant tubes is becoming greater and greater.
In addition to the W-shape, radiant tubes also come in U-shape (see Patent Document 3) and P-shape shapes.

特開2020-101339号公報JP 2020-101339 A 特開平9-303711号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-303711 特開平5-285533号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-285533

上記の各特許文献には、種々のラジアントチューブに対する変形抑止策が提案されている。しかし、このような変形抑止対策を施しても、ラジアントチューブの経年的な変形を完全に止めることはできない。 The above patent documents propose various measures to prevent deformation of radiant tubes. However, even if such measures are taken, it is not possible to completely prevent deformation of radiant tubes over time.

ここで、各ラジアントチューブにおける変形の有無の確認は、例えば、定期的な加熱炉の補修時に炉の操業を1度停止した上で実施される。このとき、ラジアントチューブに対し、今回取り替えるほどの変形ではないが、所定以上の変形(例えば直管部径と同程度の初期位置からの変形)が確認される場合がある。この場合、そのラジアントチューブは、次回の補修時の交換対象となる。このため、前回の補修時に変形が少なく前回の補修での交換対象とならなかったラジアントチューブについて、今回の補修で変形が確認された場合、次のように処理される場合が多い。すなわち、次回の補修時に加熱炉が停止するまで、今回変形が確認されたラジアントチューブは、交換されずに加熱炉内に設置されたままになる場合が多い。 Here, the presence or absence of deformation in each radiant tube is checked, for example, when the furnace is stopped for periodic repairs. At this time, deformation beyond a certain level (for example, deformation from an initial position equivalent to the diameter of the straight tube) may be found in a radiant tube, but not enough to warrant replacement this time. In this case, that radiant tube will be eligible for replacement during the next repair. For this reason, if deformation is found in a radiant tube that showed little deformation during the previous repair and was not eligible for replacement during the previous repair, it is often handled as follows. In other words, the radiant tube that was found to have deformation this time will often remain installed in the furnace without being replaced until the furnace is stopped for the next repair.

ここで、今回の点検で所定以上の変形が確認され次回の交換対象となったラジアントチューブのバーナー部は、運転されず消火されて燃焼が停止される。 At this point, the burner part of the radiant tube that was found to be deformed beyond a certain level during the current inspection and is due for replacement in the next inspection will not be operated and will be extinguished to stop combustion.

発明者は、この消火状態となった交換対象のラジアントチューブの変形の挙動について種々の調査を行って、次の知見を得た。 The inventors conducted various investigations into the deformation behavior of the radiant tube to be replaced when it was in this extinguished state, and obtained the following findings.

ラジアントチューブは、チューブ全長が例えば3~5mになる。このため、バーナー部に接続している直管部(W型の場合は第1直管部)と排気部に接続している直管部(W型では第4直管部)で大きく温度が異なることがある。ここで、炉内に複数のラジアントチューブが並んで配置されている場合とする。この場合、交換対象のラジアントチューブの排気部に接続された直管部(最下流の直管部)は、隣接するラジアントチューブのバーナー部に接続した直管部からの輻射熱の影響を大きく受ける。そのため、次回交換対象のラジアントチューブは、バーナーを消火しているにも関わらず、予想以上に変形が進行してしまうおそれがある、との知見を得た。なお、図7に示すように、実際の加熱炉内でのラジアントチューブでも、排気部に接続された最下流の直管部11Dに大きな変形が確認されている。 The total length of a radiant tube is, for example, 3 to 5 m. For this reason, the temperature may differ greatly between the straight tube section connected to the burner section (the first straight tube section in the case of a W-type) and the straight tube section connected to the exhaust section (the fourth straight tube section in the case of a W-type). Here, assume that multiple radiant tubes are arranged side by side in the furnace. In this case, the straight tube section connected to the exhaust section of the radiant tube to be replaced (the most downstream straight tube section) is greatly affected by the radiant heat from the straight tube section connected to the burner section of the adjacent radiant tube. Therefore, it has been found that the radiant tube to be replaced next time may become deformed more than expected even if the burner is turned off. As shown in Figure 7, large deformation has been confirmed in the most downstream straight tube section 11D connected to the exhaust section of the radiant tube in an actual heating furnace.

本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、加熱炉に用いられるラジアントチューブの長寿命化が可能な加熱炉の操業方法を提供することを目的とする。 The present invention was made with the above points in mind, and aims to provide a method of operating a heating furnace that can extend the life of the radiant tubes used in the heating furnace.

発明者らは、ラジアントチューブの更なる長寿命化を達成するために、炉内にラジアントチューブが複数本縦並んで配列した構成からなる工業用加熱炉の高精度シミュレーターを開発した。そして、その高精度シミュレーターで工業用加熱炉内のラジアントチューブ表面温度分布を推定した。発明者らは、その結果から、変形が進行しているラジアントチューブについて、そのラジアントチューブのバーナー部の燃焼停止(消火)だけでは、変形の進行を抑止できないことが分かった。これは、例えば、変形が進行しているラジアントチューブの排気部側の直管部に対し、隣のラジアントチューブのバーナー部側の直管部が隣接する場合に発生する。具体的には、隣接するラジアントチューブからの輻射熱により、変形が進行しているラジアントチューブの排気部につながる直管部が加熱され、温度が低下しないからである。このことは、チューブの高温クリープ変形が抑止できないことを意味する。そこで、発明者らは、変形が進行しているラジアントチューブの隣に位置するラジアントチューブも同時に消火することで、変形が進行しているラジアントチューブの変形を抑止できることを見出した。 In order to further extend the life of radiant tubes, the inventors developed a high-precision simulator for an industrial heating furnace in which multiple radiant tubes are arranged vertically inside the furnace. The inventors then used the high-precision simulator to estimate the surface temperature distribution of radiant tubes in an industrial heating furnace. From the results, the inventors found that for a radiant tube in which deformation is progressing, simply turning off the combustion (extinguishing) of the burner part of that radiant tube is not enough to prevent the progression of deformation. This occurs, for example, when the straight tube part on the exhaust side of the radiant tube in which deformation is progressing is adjacent to the straight tube part on the burner side of the adjacent radiant tube. Specifically, this is because the straight tube part connected to the exhaust part of the radiant tube in which deformation is progressing is heated by radiant heat from the adjacent radiant tube, and the temperature does not decrease. This means that high-temperature creep deformation of the tube cannot be prevented. Therefore, the inventors found that the deformation of the radiant tube in which deformation is progressing can be prevented by simultaneously extinguishing the radiant tube next to the radiant tube in which deformation is progressing.

そして、課題解決のために、本発明の一態様は、ラジアントチューブとチューブ内で燃焼してチューブ内を加熱するバーナー部とを備えるラジアントチューブバーナーを複数組有し、炉内で所定の配列方向に沿って並んだ複数のラジアントチューブからの間接加熱で炉内を加熱する加熱炉の操業方法であって、上記ラジアントチューブの変形の有無を検査し、上記検査で変形のあると検知されたラジアントチューブである検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部、及び、上記検出ラジアントチューブと上記配列方向で隣り合うラジアントチューブのうちの少なくとも一方のラジアントチューブである隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部をそれぞれ、燃焼を停止した消火状態若しくはチューブ内の温度が炉温以下とする低出力燃焼状態とする。 To solve this problem, one aspect of the present invention is a method for operating a heating furnace that has multiple sets of radiant tube burners, each equipped with a radiant tube and a burner section that burns inside the tube to heat the inside of the tube, and heats the inside of the furnace with indirect heating from multiple radiant tubes lined up in a predetermined arrangement direction within the furnace, in which the radiant tubes are inspected for deformation, and the burner section that heats the inside of a detected radiant tube, which is a radiant tube detected to be deformed in the inspection, and the burner section that heats the inside of an adjacent radiant tube, which is at least one of the radiant tubes adjacent to the detected radiant tube in the arrangement direction, are each put into an extinguished state in which combustion is stopped, or into a low-output combustion state in which the temperature inside the tube is below the furnace temperature.

本発明の態様によれば、変形が進行しているラジアントチューブに対し、そのラジアントチューブに隣接する他のラジアントチューブからの輻射熱が抑制される。この結果、本発明の態様によれば、当該変形が進行しているラジアントチューブの変形促進が防止される。これによって、本発明の態様によれば、加熱炉に用いられるラジアントチューブの更なる長寿命化が可能な加熱炉及びその操業方法を提供することが可能となる。 According to this aspect of the present invention, the radiant heat from other radiant tubes adjacent to a radiant tube undergoing deformation is suppressed. As a result, this aspect of the present invention prevents the deformation of the radiant tube undergoing deformation from progressing. As a result, this aspect of the present invention makes it possible to provide a heating furnace and an operating method thereof that can further extend the life of the radiant tubes used in the heating furnace.

本発明に基づく実施形態に係る加熱炉の例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a heating furnace according to an embodiment of the present invention. 本発明に基づく実施形態に係るラジアントチューブの並びなどを説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement of radiant tubes according to an embodiment of the present invention. 本発明に基づく実施形態に係るラジアントチューブバーナーを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a radiant tube burner according to an embodiment of the present invention. 炉温制御部の構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a furnace temperature control unit. P型のラジアントチューブを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a P-type radiant tube. ラジアントチューブの配列状態の、他の例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of the arrangement of radiant tubes. ラジアントチューブの変形の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a deformation of a radiant tube. 正規化距離と表面温度との関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between normalized distance and surface temperature.

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。
本実施形態では、ラジアントチューブバーナーのラジアントチューブの形状がW型(図2参照)の場合を例にして説明する。ただし、本開示のラジアントチューブの形状は、W型に限定されず、2つの直管部を有するU型(特許文献3参照)やP型(図5参照)、1つの直管部を有するシングル型等であってもよい。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments.
In this embodiment, the radiant tube of the radiant tube burner is described as a W-shape (see FIG. 2). However, the shape of the radiant tube of the present disclosure is not limited to the W-shape, and may be a U-shape (see Patent Document 3) or a P-shape (see FIG. 5) having two straight tube sections, or a single-shape having one straight tube section, etc.

また本実施形態では、帯状の鋼板を加熱する加熱連続焼鈍炉を例にして説明する。しかし、本開示は、他の工業用加熱炉であっても良い。 In this embodiment, a continuous heating annealing furnace that heats strip-shaped steel sheets will be described as an example. However, the present disclosure may also be applied to other industrial heating furnaces.

(構成)
本実施形態の加熱炉1は、図1に示すように、ペイオフリールから巻き戻された被加熱材である鋼板2が、炉1内に進入し、炉1内をパスラインに沿って移動されながら加熱されてから抽出される。符号3は、鋼板2の搬送方向の向きを変更するハースロールである。このように、本実施形態の連続加熱炉1は、ルーパー機構などによって、図1のように、加熱する鋼板2を上下に搬送する。当該鋼板2が上方及び下方に移動するときに、ラジアントチューブ11からの輻射熱で加熱する。すなわち、加熱炉1は、図2に示すように、鋼板2の搬送方向(パスライン)に沿って、複数組のラジアントチューブバーナー10を有する。なお、鋼板2の搬送方向は、図6のように、横方向などでもよい。複数組のラジアントチューブバーナー10は、鋼板2の搬送方向に配列するように配置されていれば良い。なお、加熱炉は、図6のように、鋼板2の板厚方向の両面側から加熱する構成となっている場合が多い。この図6のような場合、ラジアントチューブバーナー11Aが検出ラジアントチューブの場合、隣接ラジアントチューブは、符号11Bのラジアントチューブとなる。同様に、ラジアントチューブバーナー11Cが検出ラジアントチューブの場合、隣接ラジアントチューブは、符号11Dのラジアントチューブとなる。
(composition)
In the heating furnace 1 of this embodiment, as shown in FIG. 1, the steel sheet 2, which is the material to be heated and unwound from the payoff reel, enters the furnace 1, is heated while moving along the pass line in the furnace 1, and is then extracted. Reference numeral 3 denotes a hearth roll that changes the direction of the conveying direction of the steel sheet 2. In this way, the continuous heating furnace 1 of this embodiment conveys the steel sheet 2 to be heated up and down as shown in FIG. 1 by a looper mechanism or the like. When the steel sheet 2 moves upward and downward, it is heated by radiant heat from the radiant tube 11. That is, as shown in FIG. 2, the heating furnace 1 has multiple sets of radiant tube burners 10 along the conveying direction (pass line) of the steel sheet 2. The conveying direction of the steel sheet 2 may be horizontal or the like as shown in FIG. 6. The multiple sets of radiant tube burners 10 may be arranged so as to be aligned in the conveying direction of the steel sheet 2. In addition, the heating furnace is often configured to heat both sides of the steel sheet 2 in the plate thickness direction as shown in FIG. 6. In the case of Fig. 6, when the radiant tube burner 11A is the detection radiant tube, the adjacent radiant tube is the radiant tube 11B. Similarly, when the radiant tube burner 11C is the detection radiant tube, the adjacent radiant tube is the radiant tube 11D.

各ラジアントチューブバーナー10は、図3に示すように、ラジアントチューブ11とバーナー部12とを備える。バーナー部12は、チューブ内で燃焼してチューブ内を加熱する加熱装置である。 As shown in FIG. 3, each radiant tube burner 10 includes a radiant tube 11 and a burner section 12. The burner section 12 is a heating device that heats the inside of the tube by burning inside the tube.

本実施形態の各ラジアントチューブ11は、図3に示すように、4本の直管部11A、11B、11C、11Dを有する。更に、ラジアントチューブ11は、隣り合う直管部同士を連結する3本の曲管部11E、11F、11Gを有することで、1つの燃焼ガス流路を形成する。また、ラジアントチューブ11の一方の開口端部にバーナー部12が連結する。本実施形態では、最上流の直管部11Aにバーナー部12が連結する。
ここで、4本の直管部11A、11B、11C、11Dを区別する場合には、次のように記載する。すなわち、図3に示すように、バーナー部12に近い側から第1直管部11A、第2直管部11B、第3直管部11C、第4直管部11Dと呼ぶこととする。
As shown in Fig. 3, each radiant tube 11 in this embodiment has four straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D. Furthermore, the radiant tube 11 has three curved pipe sections 11E, 11F, and 11G that connect adjacent straight pipe sections to form one combustion gas flow path. A burner section 12 is connected to one open end of the radiant tube 11. In this embodiment, the burner section 12 is connected to the most upstream straight pipe section 11A.
Here, when the four straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D are to be distinguished from one another, they will be referred to as the first straight pipe section 11A, the second straight pipe section 11B, the third straight pipe section 11C, and the fourth straight pipe section 11D from the side closest to the burner section 12, as shown in FIG.

また、ラジアントチューブ11は、図3に示すように、左右方向端部である、チューブの開口端部及び曲管部11F、11Gの位置で、炉壁1Aに支持されている。
このため、ラジアントチューブ11は、複数の直管部11A、11B、11C、11Dが、それぞれ横方向に延在すると共に、上下に配列した状態で配置されている。そして、操業中は、その直管部11A、11B、11C、11Dの配列方向に沿って、加熱する鋼板2が移動する。
As shown in FIG. 3, the radiant tube 11 is supported by the furnace wall 1A at its left and right ends, namely, the open end of the tube and the curved portions 11F and 11G.
For this reason, the radiant tube 11 has a plurality of straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D that extend horizontally and are arranged vertically. During operation, the steel plate 2 to be heated moves along the arrangement direction of the straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D.

(変形抑止構造)
4本の直管部11A、11B、11C、11Dのうち、自身の熱によって、第1直管部11Aが一番熱負荷を受け、自重及び熱影響によるクリープ現象によって変形しやすい。第2及び第3直管部11B、11Cにも変形が発生するが、第1直管部11Aの変形に伴う変形が大きい。
(Deformation prevention structure)
Among the four straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D, the first straight pipe section 11A is subjected to the greatest thermal load due to its own heat, and is prone to deformation due to creep caused by its own weight and thermal effects. Deformation also occurs in the second and third straight pipe sections 11B and 11C, but the deformation associated with the deformation of the first straight pipe section 11A is greater.

本実施形態では、図3に示すように、第2直管部11Bと第3直管部11Cとを第1補強リブで上下に連結する。これにより、第1直管部11Aの変形を、第2、第3直管部11B、11Cで受ける。また、第2直管部11Bと第3直管部11Cとを連結する曲管部11F、及び第3直管部11Cと第4直管部11Dとを連結する曲管部11Gにサポート部材20を設け、そのサポート部材20を、炉壁1Aに取り付けた受け金具21で下側から支持させる。これによって、直管部11A、11B、11C、11Dの変形に伴う曲げモーメントを受けることで、直管部11A、11B、11C、11Dの変形を抑制する。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the second straight pipe section 11B and the third straight pipe section 11C are connected vertically by a first reinforcing rib. As a result, the deformation of the first straight pipe section 11A is received by the second and third straight pipe sections 11B and 11C. In addition, support members 20 are provided on the curved pipe section 11F that connects the second straight pipe section 11B and the third straight pipe section 11C, and on the curved pipe section 11G that connects the third straight pipe section 11C and the fourth straight pipe section 11D, and the support member 20 is supported from below by a receiving bracket 21 attached to the furnace wall 1A. As a result, the deformation of the straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D is suppressed by receiving the bending moment associated with the deformation of the straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D.

ここで、直管部11A、11B、11C、11Dの自重及び熱影響等によるラジアントチューブ11の変形を防止する変形抑止構造は、これに限定されず、他の公知の構造を採用しても良い。
これによって、ラジアントチューブ11の下方への変形を抑えて、ラジアントチューブ11の寿命向上や炉1の歩留まり向上を図ることが可能となる。
Here, the deformation prevention structure for preventing deformation of the radiant tube 11 due to the weight of the straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D and thermal effects, etc., is not limited to this, and other known structures may be adopted.
This makes it possible to suppress downward deformation of the radiant tubes 11, thereby improving the lifespan of the radiant tubes 11 and the yield of the furnace 1.

(チューブの配列)
上述の通り、複数のラジアントチューブバーナー10の各ラジアントチューブ11は、搬送される被加熱材である鋼板2の移動方向に沿って並ぶように配置される。具体的には、図2及び図3のように、複数のラジアントチューブ11が、加熱炉1内を走行する鋼板2の搬送方向に沿って並び、且つ鋼板2の表面に各直管部11A、11B、11C、11Dの側面が対向するように配置されている。
そして、各ラジアントチューブ11は、バーナー部12から噴射された燃焼ガスが、ラジアントチューブ11の内部を通過し、下流の直管部11Dから排ガスとして系外に排出されることで、加熱される。
(Tube arrangement)
As described above, the radiant tubes 11 of the multiple radiant tube burners 10 are arranged so as to be aligned along the moving direction of the steel plate 2, which is the material to be heated being transported. Specifically, as shown in Figures 2 and 3, the multiple radiant tubes 11 are aligned along the conveying direction of the steel plate 2 traveling in the heating furnace 1, and are arranged so that the side surfaces of the straight tube sections 11A, 11B, 11C, and 11D face the surface of the steel plate 2.
Each radiant tube 11 is heated by combustion gas injected from the burner section 12 passing through the inside of the radiant tube 11 and being discharged to the outside of the system as exhaust gas from the downstream straight tube section 11D.

なお、図2及ぶ図3では、直管部11A、11B、11C、11Dの並び方向である、上下方向が鋼板2の搬送方向となる。 In addition, in Figures 2 and 3, the vertical direction, which is the arrangement direction of the straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D, is the transport direction of the steel plate 2.

(バーナー部12)
各バーナー部12は、炉温制御部30からの指令に基づき、燃料ガスと燃焼用空気との流量が調整されることで、ラジアントチューブ11の第1直管部11A内で燃焼して、チューブ内を加熱する燃焼ガスを発生する。
図2中、符号13は、燃料ガスの流量を調整する調整弁であり、符号14は、燃焼用空気量を調整する調整弁である。
(Burner section 12)
Each burner section 12 burns within the first straight section 11A of the radiant tube 11 by adjusting the flow rate of fuel gas and combustion air based on instructions from the furnace temperature control unit 30, thereby generating combustion gas that heats the inside of the tube.
In FIG. 2, reference numeral 13 denotes a regulating valve for regulating the flow rate of fuel gas, and reference numeral 14 denotes a regulating valve for regulating the amount of combustion air.

(制御部)
炉温を制御する炉温制御部30を備える。なお、図2中、符号15は、炉1内温度を検出する温度センサを示す。
(Control Unit)
The furnace temperature control unit 30 controls the furnace temperature. In FIG.

炉温制御部30は、炉温と炉温目標値(目標抽出温度)とに基づき、各ラジアントチューブバーナー10のバーナー部12の燃焼制御を行う。各ラジアントチューブバーナー10毎にバーナー制御部を設け、炉温制御部30から各バーナー制御部に燃焼の指令値を供給する構成でもよい。制御方法は、公知のバーナー制御方法を適用すれば良い。
炉温制御部30は、図4に示すように、制御部本体30A、チューブ変形検出部30C、バーナー制御変更部30B、及び空気送風部30D及びを備える。
The furnace temperature control unit 30 controls the combustion of the burner unit 12 of each radiant tube burner 10 based on the furnace temperature and the furnace temperature target value (target extraction temperature). A burner control unit may be provided for each radiant tube burner 10, and a combustion command value may be supplied from the furnace temperature control unit 30 to each burner control unit. A known burner control method may be used as the control method.
As shown in FIG. 4, the furnace temperature control unit 30 includes a control unit main body 30A, a tube deformation detection unit 30C, a burner control change unit 30B, and an air blowing unit 30D.

<制御部本体30A>
制御部本体30Aは、加熱操業に使用可能なラジアントチューブバーナー10を認識し、炉温と、被加熱材である鋼板2の目標抽出温度とに基づき、加熱に使用する各ラジアントチューブバーナー10の燃焼状態を演算する。そして、演算した燃焼状態になるように、各バーナー制御部を制御する。この制御は、公知の制御方法を適用すれば良く、特に制御方法は限定されない。
<Control unit body 30A>
The control unit main body 30A recognizes the radiant tube burners 10 that can be used for heating operation, and calculates the combustion state of each radiant tube burner 10 used for heating based on the furnace temperature and the target extraction temperature of the steel sheet 2, which is the material to be heated. Then, it controls each burner control unit so that the calculated combustion state is achieved. This control can be performed by applying a known control method, and the control method is not particularly limited.

<チューブ変形検出部30C>
チューブ変形検出部30Cは、各ラジアントチューブ11の変形の有無を検出する検出部である。
チューブ変形検出部30Cは、各ラジアントチューブ11の変形に関する情報を取得する変形検出センサ31からの信号に基づき、各ラジアントチューブ11の変形を検出する。
<Tube deformation detection unit 30C>
The tube deformation detection unit 30C is a detection unit that detects whether or not each radiant tube 11 is deformed.
The tube deformation detection unit 30C detects the deformation of each radiant tube 11 based on a signal from a deformation detection sensor 31 that acquires information regarding the deformation of each radiant tube 11.

例えば、定期検査のために炉1の操業を一時停止した際に、炉1内を3Dスキャンするデジタルスキャナ装置が取得した炉1内の3D画像情報を、チューブ変形検出部30Cが取得する。ここでは、デジタルスキャナ装置が変形検出センサ31を構成する。そして、チューブ変形検出部30Cは、取得した3D画像情報に基づき、各ラジアントチューブ11の直管部11A、11B、11C、11Dの位置情報(例えば各直管部の中心軸情報)を求めて、各ラジアントチューブ11に所定以上の変形が発生していないか否かを判定する。なお、変形の判定は、ラジアントチューブ11を構成する複数の直管部11A、11B、11C、11Dのうちの一つ、例えば最下部に位置する直管部11Dの変形状態の判定だけでよい。 For example, when the operation of the furnace 1 is temporarily stopped for a periodic inspection, the tube deformation detection unit 30C acquires 3D image information of the inside of the furnace 1 acquired by a digital scanner device that 3D scans the inside of the furnace 1. Here, the digital scanner device constitutes the deformation detection sensor 31. Then, based on the acquired 3D image information, the tube deformation detection unit 30C obtains position information (e.g., central axis information of each straight pipe section) of the straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D of each radiant tube 11, and determines whether or not a predetermined amount of deformation has occurred in each radiant tube 11. Note that the deformation determination need only determine the deformation state of one of the multiple straight pipe sections 11A, 11B, 11C, and 11D that make up the radiant tube 11, for example, the straight pipe section 11D located at the bottom.

また、所定以上の変形は、例えばラジアントチューブ11の外径の直径以上とする。
又は、例えば、ラジアントチューブ11から張り出したサポート部材20を受ける受け金具21の変位を検出する変位計を変形検出センサ31として設けておく。そして、チューブ変形検出部30Cは、各ラジアントチューブ11を保持する受け金具21の変位量から、各ラジアントチューブ11の変形の有無を判定する。
The deformation is, for example, equal to or greater than the outer diameter of the radiant tube 11.
Alternatively, for example, a displacement meter that detects the displacement of receiving fittings 21 that receive support members 20 protruding from radiant tubes 11 may be provided as deformation detection sensor 31. Then, tube deformation detection unit 30C determines the presence or absence of deformation of each radiant tube 11 from the amount of displacement of receiving fittings 21 that hold each radiant tube 11.

又は、炉1内の温度分布を検出する炉温分布検出センサを設ける。そして、チューブ変形検出部30Cは、ラジアントチューブ11の配置周りの温度分布から、各ラジアントチューブ11の変位の有無を推定(検出)するようにしてもよい。 Alternatively, a furnace temperature distribution detection sensor may be provided to detect the temperature distribution inside the furnace 1. The tube deformation detection unit 30C may then estimate (detect) the presence or absence of displacement of each radiant tube 11 from the temperature distribution around the arrangement of the radiant tubes 11.

<バーナー制御変更部30B>
ここで、チューブ変形検出部30Cの判定に基づき、チューブに変形があると判定されたラジアントチューブ11を、検出ラジアントチューブと記載する。また、その検出ラジアントチューブとラジアントチューブ11の配列方向(本実施形態では上下方向)で隣り合うラジアントチューブ11のうちの少なくとも一方のラジアントチューブ11を、隣接ラジアントチューブと記載する。本実施形態では、検出ラジアントチューブの下側に位置するラジアントチューブ11を隣接ラジアントチューブとする。検出ラジアントチューブの配列方向両側に位置する2つのラジアントチューブ11を、共に隣接ラジアントチューブとしても良い。
<Burner control change unit 30B>
Here, a radiant tube 11 that is determined to have a deformation based on the judgment of the tube deformation detection unit 30C is referred to as a detected radiant tube. Furthermore, at least one of the radiant tubes 11 adjacent to the detected radiant tube in the arrangement direction of the radiant tubes 11 (the vertical direction in this embodiment) is referred to as an adjacent radiant tube. In this embodiment, the radiant tube 11 located below the detected radiant tube is referred to as an adjacent radiant tube. The two radiant tubes 11 located on both sides of the detected radiant tube in the arrangement direction may both be referred to as adjacent radiant tubes.

バーナー制御変更部30Bは、まず、チューブ変形検出部30Cの判定に基づき、検出ラジアントチューブの有無を判定する。 The burner control change unit 30B first determines whether or not a radiant tube is detected based on the determination of the tube deformation detection unit 30C.

バーナー制御変更部30Bは、検出ラジアントチューブがあると判定すると、その検出ラジアントチューブに対する隣接ラジアントチューブを特定する。2以上の検出ラジアントチューブがある場合には、各検出ラジアントチューブ毎に隣接ラジアントチューブの特定を行う。なお、検出ラジアントチューブが連続して存在する場合、一部の検出ラジアントチューブは、隣接ラジアントチューブでもあるが、検出ラジアントチューブとして処理を実行する。ラジアントチューブ11の識別は、例えば、ラジアントチューブ11の並びに沿って識別番号を付与しておくことで実行できる。 When the burner control modification unit 30B determines that there is a detected radiant tube, it identifies the adjacent radiant tube for that detected radiant tube. If there are two or more detected radiant tubes, it identifies the adjacent radiant tubes for each detected radiant tube. Note that if there are consecutive detected radiant tubes, some of the detected radiant tubes are also adjacent radiant tubes, but are processed as detected radiant tubes. Radiant tubes 11 can be identified, for example, by assigning identification numbers in the order of the radiant tubes 11.

そして、バーナー制御変更部30Bは、各検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部12、及び各隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部12の各ステータスを、非加熱制御状態に変更する。
非加熱制御状態は、バーナー部12の燃焼を停止した消火状態、若しくはバーナー部12の制御を、チューブ内の温度が炉温以下とする低出力燃焼状態とする。そして、また、検出ラジアントチューブ及び隣接ラジアントチューブを加熱操業に利用できない使用不可状態にステータスを設定する。
Then, the burner control change unit 30B changes the status of each burner unit 12 that heats the inside of each detection radiant tube and each burner unit 12 that heats the inside of each adjacent radiant tube to a non-heating control state.
The non-heating control state is a state where the combustion of the burner section 12 is stopped and the burner section 12 is in an extinguished state, or a state where the temperature inside the tube is kept below the furnace temperature and where the burner section 12 is in a low-output combustion state. The status of the detected radiant tube and the adjacent radiant tubes is set to a disabled state where they cannot be used for heating operations.

<空気送風部30D>
空気送風部30Dは、バーナー制御変更部30Bが消火状態に変更したラジアントチューブバーナー10のラジアントチューブ11の少なくとも一つのラジアントチューブ11内に、炉温未満の温度の空気を流す処理を実行する。
<Air blowing section 30D>
The air blowing unit 30D executes a process of flowing air at a temperature lower than the furnace temperature into at least one of the radiant tubes 11 of the radiant tube burner 10 that has been changed to an extinguished state by the burner control change unit 30B.

空気送風部30Dは、例えば、対象とするバーナー部12に対し、燃焼ガスの圧送を停止すると共に、燃焼用空気の圧送で実現する。圧送する燃焼用空気は、温度が大気温度程度であり、一般に炉温よりも低い温度となっている。
なお、一般に燃焼用空気は、ラジアントチューブ入口前で予熱(300~500℃)されるが、予熱するための熱源は、燃焼排ガス顕熱であるため、燃焼ガスの圧送を停止した場合、燃焼用空気は予熱されていない。
The air blowing section 30D is realized, for example, by stopping the pressure-feeding of the combustion gas and pressure-feeding the combustion air to the target burner section 12. The pressure-feeding combustion air has a temperature about the same as the atmospheric temperature, which is generally lower than the furnace temperature.
Generally, the combustion air is preheated (300 to 500°C) before the radiant tube inlet. However, since the heat source for preheating is the sensible heat of the combustion exhaust gas, when the pressure delivery of the combustion gas is stopped, the combustion air is not preheated.

バーナー部12とは別に、ラジアントチューブ11内に大気を送風する送風装置を設け、その送風装置でラジアントチューブ11内への送風を実現しても良い。 A blower device for blowing air into the radiant tube 11 may be provided separately from the burner section 12, and the blower device may be used to blow air into the radiant tube 11.

ここで、空気送風部30Dは、無くても良い。また、空気送風部30Dの処理は、隣接ラジアントチューブだけに適用しても良いし、検出ラジアントチューブだけに適用してもよい。
また、検出ラジアントチューブ及び隣接ラジアントチューブのバーナー部12の状態は、同じ非加熱制御状態でなくても良い。例えば、検出ラジアントチューブのバーナー部12は消火状態だけとし、隣接ラジアントチューブのバーナー部12は、温度が炉温以下とする低出力燃焼状態に設定してもよい。
Here, the air blower 30D may be omitted. Also, the processing of the air blower 30D may be applied only to the adjacent radiant tubes, or only to the detection radiant tube.
In addition, the burner section 12 of the detection radiant tube and the adjacent radiant tube do not have to be in the same non-heating controlled state. For example, the burner section 12 of the detection radiant tube may be in an extinguished state only, while the burner section 12 of the adjacent radiant tube may be in a low-output combustion state where the temperature is below the furnace temperature.

また、検出ラジアントチューブバーナー及び隣接ラジアントチューブバーナーを消火状態とした後に、検出ラジアントチューブバーナー及び隣接ラジアントチューブバーナーのチューブ内の温度が所定以上(例えば炉温よりも高くなった)となったときに、空気送風部30Dを作動させるように構成してもよい。 In addition, the air blowing unit 30D may be configured to be activated when the temperature inside the tubes of the detection radiant tube burner and the adjacent radiant tube burner becomes equal to or higher than a predetermined value (e.g., higher than the furnace temperature) after the detection radiant tube burner and the adjacent radiant tube burner are put into an extinguished state.

また、各ラジアントチューブ11の変形の有無の検出を、定期検査時に作業員の目視確認によって実行するようにしてもよい。この場合には、手動でステータスを、非加熱制御状態に変更する。 The presence or absence of deformation of each radiant tube 11 may also be detected by visual inspection by an operator during regular inspections. In this case, the status is manually changed to the non-heating control state.

(動作その他)
本実施形態によれば、変形が進行しているラジアントチューブ11に対し、そのラジアントチューブ11に隣接する他のラジアントチューブ11からの輻射熱が抑制される。この結果、当該変形が進行しているラジアントチューブ11の変形促進が防止される。これによって、加熱炉1に用いられるラジアントチューブ11の更なる長寿命化が可能な加熱炉1及びその操業方法を提供することが可能となる。
(Action etc.)
According to this embodiment, the radiant heat from the other radiant tubes 11 adjacent to the radiant tube 11 in which deformation is progressing is suppressed. As a result, the deformation of the radiant tube 11 in which deformation is progressing is prevented from being accelerated. This makes it possible to provide a heating furnace 1 and an operating method thereof that can further extend the life of the radiant tubes 11 used in the heating furnace 1.

また、消火状態のラジアントチューブ11であっても、炉1内の熱によって加熱されて輻射熱を発生する。これに対し、消火状態のラジアントチューブ11内に炉温未満の空気を流通(圧送)することで、そのラジアントチューブ11からの輻射熱を低減することが可能となる。 Even when the radiant tube 11 is in an extinguished state, it is heated by the heat inside the furnace 1 and generates radiant heat. In response to this, it is possible to reduce the radiant heat from the radiant tube 11 by circulating (pressurizing) air at a temperature lower than the furnace temperature through the radiant tube 11 in an extinguished state.

(その他)
本開示は、次の構成も取り得る。
(1)ラジアントチューブとチューブ内で燃焼してチューブ内を加熱するバーナー部とを備えるラジアントチューブバーナーを複数組有し、炉内で所定の配列方向に沿って並んだ複数のラジアントチューブからの間接加熱で炉内を加熱する加熱炉の操業方法であって、
上記ラジアントチューブの変形の有無を検査し、
上記検査で変形のあると検知されたラジアントチューブである検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部、及び、上記検出ラジアントチューブと上記配列方向で隣り合うラジアントチューブのうちの少なくとも一方のラジアントチューブである隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部をそれぞれ、燃焼を停止した消火状態若しくはチューブ内の温度が炉温以下とする低出力燃焼状態とする、
ことを特徴とする加熱炉の操業方法。
(2)上記検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部及び上記隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部のうちの少なくとも一方のバーナー部を、消火状態とすると共に、消火状態としたラジアントチューブバーナーのうちの少なくとも一つのラジアントチューブバーナーのラジアントチューブ内に炉温未満の温度の空気を流通させる。
(3)上記複数のラジアントチューブの配列方向は、上下方向であり、
上記隣接ラジアントチューブは、上記検出ラジアントチューブの下側に位置するラジアントチューブである。
(4)上記ラジアントチューブは、W型ラジアントチューブである。
(5)ラジアントチューブとチューブ内で燃焼してチューブ内を加熱するバーナー部とを備えるラジアントチューブバーナーを複数組有し、炉内で所定の配列方向に沿って並んだ複数のラジアントチューブからの間接加熱で炉内を加熱する加熱炉であって、
各ラジアントチューブの変形の有無を検出するチューブ変形検出部と、
上記チューブ変形検出部の判定に基づき、チューブの変形があるラジアントチューブである検出ラジアントチューブが存在すると判定すると、その検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部、及び、上記検出ラジアントチューブと上記配列方向で隣り合うラジアントチューブのうちの少なくとも一方のラジアントチューブである隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部をそれぞれ、燃焼を停止した消火状態、若しくはチューブ内の温度が炉温以下とする低出力燃焼状態とするバーナー制御変更部と、
を備える。
(6)上記バーナー制御変更部は、上記検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部及び上記隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部のうちの少なくとも一方のバーナー部を消火状態とし、
更に、上記バーナー制御変更部の処理によって消火状態となったラジアントチューブバーナーのラジアントチューブ内に炉温未満の温度の空気を流す空気送風部を備える。
(7)上記複数のラジアントチューブの配列方向は、上下方向であり、
上記隣接ラジアントチューブは、上記検出ラジアントチューブの下側に位置するラジアントチューブとする。
(8)上記ラジアントチューブは、W型ラジアントチューブである。
(others)
The present disclosure may also have the following configuration.
(1) A method for operating a heating furnace, which has a plurality of radiant tube burners each including a radiant tube and a burner portion that heats the inside of the tube by combustion in the tube, and heats the inside of the furnace by indirect heating from a plurality of radiant tubes arranged in a predetermined arrangement direction in the furnace,
Check whether the radiant tube is deformed or not.
a burner unit for heating the inside of a detection radiant tube, which is a radiant tube detected as deformed in the above inspection, and a burner unit for heating the inside of an adjacent radiant tube, which is at least one of the radiant tubes adjacent to the detection radiant tube in the arrangement direction, are each put into an extinguished state in which combustion is stopped, or into a low-output combustion state in which the temperature inside the tube is equal to or lower than the furnace temperature;
A method for operating a heating furnace comprising the steps of:
(2) At least one of the burner sections that heat the inside of the detection radiant tube and the burner section that heats the inside of the adjacent radiant tube is extinguished, and air at a temperature lower than the furnace temperature is circulated through the radiant tube of at least one of the radiant tube burners that is in the extinguished state.
(3) The arrangement direction of the plurality of radiant tubes is the vertical direction,
The adjacent radiant tube is the radiant tube located below the detection radiant tube.
(4) The radiant tube is a W-type radiant tube.
(5) A heating furnace having a plurality of radiant tube burners each including a radiant tube and a burner portion that heats the inside of the tube by burning in the tube, and heating the inside of the furnace by indirect heating from a plurality of radiant tubes arranged in a predetermined arrangement direction in the furnace,
a tube deformation detection unit for detecting the presence or absence of deformation of each radiant tube;
a burner control change unit which, when it is determined based on the judgment of the tube deformation detection unit that there is a detected radiant tube, which is a radiant tube having a deformation, changes the burner unit which heats the inside of the detected radiant tube and the burner unit which heats the inside of an adjacent radiant tube, which is at least one of the radiant tubes adjacent to the detected radiant tube in the arrangement direction, to an extinguished state in which combustion is stopped, or to a low-output combustion state in which the temperature inside the tube is equal to or lower than the furnace temperature;
Equipped with.
(6) The burner control change unit turns off at least one of the burner unit that heats the detection radiant tube and the burner unit that heats the adjacent radiant tube,
Furthermore, an air blowing section is provided which blows air at a temperature lower than the furnace temperature into the radiant tube of the radiant tube burner which has been put into an extinguished state by the processing of the burner control change section.
(7) The arrangement direction of the plurality of radiant tubes is the vertical direction,
The adjacent radiant tube is the radiant tube located below the detection radiant tube.
(8) The radiant tube is a W-type radiant tube.

本実施例では、図3に示す構成のように、上下に設置された、W型ラジアントチューブ11を有する2本のラジアントチューブバーナー10に対し、上下に鋼板2を通過させる数値シミュレーションを作成し、そのシミュレーションを実行した。鋼板2の温度は600℃一定と仮定している。 In this example, a numerical simulation was created and executed in which a steel plate 2 was passed above and below two radiant tube burners 10 with W-shaped radiant tubes 11, which were installed above and below each other, as shown in FIG. 3. The temperature of the steel plate 2 was assumed to be constant at 600°C.

(サンプル条件)
<ケース1>
ケース1では、2つのラジアントチューブバーナー10をともにバーナー運転状態とした場合である。
(Sample conditions)
<Case 1>
In case 1, both radiant tube burners 10 are in a burner operation state.

<ケース2>
ケース2には、上側のラジアントチューブバーナーを消火状態とし、下側のラジアントチューブバーナー10をバーナー運転状態とした場合である。
<ケース3>
ケース3は、2つのラジアントチューブバーナー10とも消火状態とした場合である。
<Case 2>
In case 2, the upper radiant tube burner is in an extinguished state, and the lower radiant tube burner 10 is in a burner operation state.
<Case 3>
Case 3 is a case where both radiant tube burners 10 are in an extinguished state.

なお、消火状態では、燃料ガス及び燃焼用空気を供給しないで、バーナーを停止した状態とする。バーナー状態は、燃料ガス及び燃焼用空気を供給して、ラジアントチューブ11内で燃焼してチューブを加熱する状態とする。 In the extinguished state, fuel gas and combustion air are not supplied and the burner is stopped. In the burner state, fuel gas and combustion air are supplied and burned in the radiant tube 11 to heat the tube.

(評価)
図8に評価結果を示す。
縦軸表面温度は、上側のラジアントチューブ11のうち、第4直管部11Dの下部温度(図3中の符号Tの位置)を示していて、横軸は、炉壁1Aからの距離を正規化した値である。
(evaluation)
The evaluation results are shown in FIG.
The vertical axis indicates the surface temperature, and the horizontal axis indicates the temperature at the bottom of the fourth straight tube section 11D of the upper radiant tube 11 (position indicated by symbol T in FIG. 3), while the horizontal axis indicates the normalized value of the distance from the furnace wall 1A.

ケース2では上側のラジアントチューブ11を消火状態としている。しかし、図8から分かるように、ケース1とケース2における第4直管部11Dにおける上記測温位置Tの温度の違いは30℃以下と小さかった。これは、上記測温位置Tは、下側のラジアントチューブ11の第1直管部11Aからの輻射熱を受けるためである。
この結果から分かるように、上側のラジアントチューブ11における第4直管部11Dの変形が進行している場合、上側のラジアントチューブバーナー10を消火状態としても変形が進行する。すなわち、ケース2では、上側のラジアントチューブ11での変形、特に最下部の直管部1Dでの変形は継続するものと考えられる。
In case 2, the upper radiant tube 11 is in an extinguished state. However, as can be seen from Fig. 8, the difference in temperature at the temperature measurement position T in the fourth straight tube section 11D in cases 1 and 2 was small, at less than 30°C. This is because the temperature measurement position T receives radiant heat from the first straight tube section 11A of the lower radiant tube 11.
As can be seen from these results, when the deformation of the fourth straight tube section 11D of the upper radiant tube 11 is progressing, the deformation continues even when the upper radiant tube burner 10 is in an extinguished state. That is, in case 2, it is considered that the deformation of the upper radiant tube 11, especially the deformation of the lowest straight tube section 1D, continues.

一方、ケース3のように、下側のラジアントチューブバーナー10も消火状態とすることで、上側のラジアントチューブ11の上記測温位置Tは、ほぼ鋼板2と同じ温度となった。つまり、本発明に基づけば、上側のラジアントチューブ11にうち、第4直管部11Dの変形の進行を抑制できることが分かった。 On the other hand, as in case 3, by turning off the lower radiant tube burner 10, the temperature measurement position T of the upper radiant tube 11 became almost the same temperature as the steel plate 2. In other words, it was found that, based on the present invention, it is possible to suppress the progression of deformation of the fourth straight tube section 11D of the upper radiant tube 11.

1 加熱炉
1A 炉壁
2 鋼板(被加熱材)
10 ラジアントチューブバーナー
11 ラジアントチューブ
12 バーナー部
15 炉温検出センサ
20 サポート部材
21 受け金具
30 炉温制御部
30A 制御部本体
30B バーナー制御変更部
30C チューブ変形検出部
30D 空気送風部
1 Heating furnace 1A Furnace wall 2 Steel plate (material to be heated)
REFERENCE SIGNS LIST 10 Radiant tube burner 11 Radiant tube 12 Burner section 15 Furnace temperature detection sensor 20 Support member 21 Bracket 30 Furnace temperature control section 30A Control section main body 30B Burner control change section 30C Tube deformation detection section 30D Air blowing section

Claims (8)

ラジアントチューブとチューブ内で燃焼してチューブ内を加熱するバーナー部とを備えるラジアントチューブバーナーを複数組有し、炉内で所定の配列方向に沿って並んだ複数のラジアントチューブからの間接加熱で炉内を加熱する加熱炉の操業方法であって、
上記ラジアントチューブの変形の有無を検査し、
上記検査で変形のあると検知されたラジアントチューブである検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部、及び、上記検出ラジアントチューブと上記配列方向で隣り合うラジアントチューブのうちの、上記検出ラジアントチューブの排気部側に位置するラジアントチューブである隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部をそれぞれ、燃焼を停止した消火状態若しくはチューブ内の温度が炉温以下とする低出力燃焼状態とする、
ことを特徴とする加熱炉の操業方法。
A method for operating a heating furnace, comprising a plurality of radiant tube burners each including a radiant tube and a burner section for heating the inside of the tube by combustion therein, and heating the inside of the furnace by indirect heating from a plurality of radiant tubes arranged in a predetermined arrangement direction within the furnace, comprising:
Check whether the radiant tube is deformed or not.
a burner section for heating the inside of a detection radiant tube, which is a radiant tube detected as deformed in the above inspection, and a burner section for heating the inside of an adjacent radiant tube , which is a radiant tube located on the exhaust side of the detection radiant tube among the radiant tubes adjacent to the detection radiant tube in the above arrangement direction, are each put into an extinguished state in which combustion is stopped, or into a low-output combustion state in which the temperature inside the tube is equal to or lower than the furnace temperature;
A method for operating a heating furnace comprising the steps of:
上記検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部及び上記隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部のうちの少なくとも一方のバーナー部を、消火状態とすると共に、消火状態としたラジアントチューブバーナーのうちの少なくとも一つのラジアントチューブバーナーのラジアントチューブ内に炉温未満の温度の空気を流通させる、
ことを特徴とする請求項1に記載した加熱炉の操業方法。
At least one of the burner sections that heat the inside of the detection radiant tube and the burner section that heats the inside of the adjacent radiant tube is turned off, and air having a temperature lower than the furnace temperature is circulated through the radiant tube of at least one of the radiant tube burners that is turned off.
2. A method for operating a heating furnace according to claim 1.
上記複数のラジアントチューブの配列方向は、上下方向であり、
上記隣接ラジアントチューブは、上記検出ラジアントチューブの下側に位置するラジアントチューブである、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した加熱炉の操業方法。
The arrangement direction of the plurality of radiant tubes is the vertical direction,
The adjacent radiant tube is a radiant tube located below the detection radiant tube.
3. A method for operating a heating furnace according to claim 1 or 2.
上記ラジアントチューブは、W型ラジアントチューブである、
ことを特徴とする請求項1に記載した加熱炉の操業方法。
The radiant tube is a W-type radiant tube.
2. A method for operating a heating furnace according to claim 1.
ラジアントチューブとチューブ内で燃焼してチューブ内を加熱するバーナー部とを備えるラジアントチューブバーナーを複数組有し、炉内で所定の配列方向に沿って並んだ複数のラジアントチューブからの間接加熱で炉内を加熱する加熱炉であって、
各ラジアントチューブの変形の有無を検出するチューブ変形検出部と、
上記チューブ変形検出部の判定に基づき、チューブの変形があるラジアントチューブである検出ラジアントチューブが存在すると判定すると、その検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部、及び、上記検出ラジアントチューブと上記配列方向で隣り合うラジアントチューブのうちの、上記検出ラジアントチューブの排気部側に位置するラジアントチューブである隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部をそれぞれ、燃焼を停止した消火状態、若しくはチューブ内の温度が炉温以下とする低出力燃焼状態とするバーナー制御変更部と、
を備えることを特徴とする加熱炉。
A heating furnace has a plurality of radiant tube burners each including a radiant tube and a burner portion that heats the inside of the tube by burning the inside of the tube, and heats the inside of the furnace by indirect heating from the plurality of radiant tubes arranged in a predetermined arrangement direction in the furnace,
a tube deformation detection unit for detecting the presence or absence of deformation of each radiant tube;
a burner control change unit which, when it is determined based on the judgment of the tube deformation detection unit that there is a detected radiant tube, which is a radiant tube with a deformation, changes the burner unit which heats the inside of the detected radiant tube and the burner unit which heats the inside of an adjacent radiant tube , which is the radiant tube located on the exhaust side of the detected radiant tube among the radiant tubes adjacent to the detected radiant tube in the arrangement direction, to an extinguished state in which combustion is stopped, or to a low-output combustion state in which the temperature inside the tube is equal to or lower than the furnace temperature;
A heating furnace comprising:
上記バーナー制御変更部は、上記検出ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部及び上記隣接ラジアントチューブ内を加熱するバーナー部のうちの少なくとも一方のバーナー部を消火状態とし、
更に、上記バーナー制御変更部の処理によって消火状態となったラジアントチューブバーナーのうちの少なくとも一つのラジアントチューブバーナーのラジアントチューブ内に炉温未満の温度の空気を流す空気送風部を備える、
ことを特徴とする請求項5に記載した加熱炉。
The burner control change unit turns off at least one of the burner unit that heats the detection radiant tube and the burner unit that heats the adjacent radiant tube,
Further, an air blowing unit is provided that blows air having a temperature lower than the furnace temperature into the radiant tube of at least one of the radiant tube burners that has been put into an extinguished state by the processing of the burner control change unit.
6. A heating furnace according to claim 5.
上記複数のラジアントチューブの配列方向は、上下方向であり、
上記隣接ラジアントチューブは、上記検出ラジアントチューブの下側に位置するラジアントチューブとする、
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載した加熱炉。
The arrangement direction of the plurality of radiant tubes is the vertical direction,
The adjacent radiant tube is a radiant tube located below the detection radiant tube.
7. A heating furnace according to claim 5 or 6.
上記ラジアントチューブは、W型ラジアントチューブである、
ことを特徴とする請求項5に記載した加熱炉。

The radiant tube is a W-type radiant tube.
6. A heating furnace according to claim 5.

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