JPS6356288B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直火式加熱炉に関する。

従来から鋼材や銅合金などの被加熱物を加熱す
る直火式加熱炉において、被加熱物を装入するた
めの扉やその他の間隙から空気が侵入すると、被
加熱物が酸化されて被加熱物表面に酸化膜が形成
される。そのため加熱後に鋼材や銅合金などを圧
延やプレス等の加工を行なう場合に、前記酸化膜
が製品に付着したり圧入されるなど不良品の発生
原因となつていた。

そのような欠点を解消するために、炉内を無酸
化状態にして加熱するには、加熱炉を間接加熱式
や電気加熱式として、雰囲気ガスを封入した炉内
で輻射熱によつて被加熱物を加熱する必要があ
る。ところが、被加熱物が銅または銅合金である
場合には、被加熱物表面の黒度が小であるため、
前記輻射熱によつては加熱時間が長くなり、した
がつて加熱炉が大形化する。また、このような間
接加熱あるいは電気加熱では設備費が高くなると
ともに運転費が高くなる。

本発明は、上述の技術的課題を解決し、無酸化
状態で加熱しうる直火式加熱炉を提供することを
目的とする。

本発明は、被加熱物１０の搬送方向に沿つて被
加熱物１０の装入口２から排出口３に向けて予熱
帯６、加熱帯７および均熱帯８がこの順序で形成
され、前記装入口２付近には、燃焼排ガスを排出
する排気管１１が設けられ、加熱帯７および均熱
帯８には加熱用バーナ９が設けられ、加熱帯７お
よび均熱帯８には噴出孔１３が設けられる炉本体
１と、 噴出孔１３に可燃性ガスを供給する管路１５
と、 管路１５に介在される流量制御弁１６と、 炉本体１内で前記排出口３に近接した位置に設
けられ、一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃
度検出器１８と、 前記一酸化炭素濃度検出器１８からの出力に応
答し、炉本体１内の一酸化炭素濃度が予め定める
値になるように流量制御弁１６の開度を調節する
手段１９とを含むことを特徴とする直火式加熱炉
である。

以下、図面によつて本発明の実施例を説明す
る。図面は本発明の一実施例の断面図である。こ
の直火式加熱炉の炉本体１は、横方向に長く形成
されており、その一端部（図面の右端部）には装
入口２が形成され、他端部（図面の左端部）には
排出口３が形成される。これらの装入口２よび排
出口３には、上下に変位自在の扉４，５がそれぞ
れ設けられる。炉本体１内は、装入口２から排出
口３に向けて順に、予熱帯６、加熱帯７および均
熱帯８が設定される。加熱帯７および均熱帯８に
は、複数の加熱用バーナ９が設けられる。

鋼材や銅合金などの被加熱物１０は、装入口２
から炉本体１内に装入され、図示しない搬送手段
によつて炉本体１内を排出口３に向けて連続的に
搬送される。予熱帯６、加熱帯７および均熱帯８
を順次経過することによつて加熱された被加熱物
１０は排出口３から排出される。一方、加熱バー
ナ９からの燃焼排ガスは、被加熱物１０の搬送方
向と逆方向に流通し、炉本体１の装入口２附近の
上部に設けられた排気管１１から排出される。

このような直火式加熱炉において、炉本体１内
に空気が外部から侵入すると、被加熱物１０は前
記空気中の酸素と反応して被加熱物１０の表面に
酸化膜が形成される。しかもそのような酸化反応
は被加熱物１０が高温となつている場合に促進さ
れる。

上述のような直火式加熱炉において、酸化防止
のために加熱用バーナ９における燃料と空気の比
率を調整し、炉本体１内を無酸化状態に保つこと
は可能である。しかし炉本体１内の温度制御を行
うために、各加熱バーナ９の燃焼量が変化するの
に対応して空燃比を一定に保つことは困難であ
り、また外部か侵入する空気に対応して燃料供給
量を調節することは困難である。さらに各加熱用
バーナ９に供給する空気を理論空気量以下にして
おくと、未燃ガスや煤が発生することになり、省
エネルギーや環境汚染の点からみて好ましくな
い。外部から侵入する空気を防止するために排気
管１１の途中にダンパ１２を設けて、炉本体１内
を若干の正圧に保つておけば、外部から侵入する
空気量を抑えることができるが、被加熱物１０を
炉本体１内に装入したり排出したりする際に、扉
４，５を開放すると装入口２および排出口３の上
部から燃焼ガスが排出し、それに応じて下部から
空気が侵入する。したがつて炉内圧力を制御する
ことによつては外部空気の侵入を防ぎ得ない。

そこで、本発明では炉本体１内に外部から空気
が侵入する部分であつてしかも被加熱物１０が比
較的高温となる部分、すなわちこの実施例では、
加熱帯７、均熱帯８における下部に複数の噴出孔
１３が設けられる。しかも、これらの噴出孔１３
は加熱帯７および均熱帯８における下部に設けら
れる。噴出孔１３には逆止弁１４ａを備えるガス
供給管１４がそれぞれ接続され、それらのガス供
給管１４は管路１５に共通に接続される。管路１
５は流量制御弁１６および電磁弁１７を備え、可
燃性ガス供給源（図示せず）に接続される。この
ようにして各噴出孔１３からは天然ガス、都市ガ
ス、液化石油ガスなどの可燃性ガスが炉本体１内
に送入される。

上述のごとく炉本体１内に可燃性ガスが送入さ
れると、炉本体１内に外部から侵入した空気が存
在したときに前記可燃性ガスが空気中の酸素との
反応によつて燃焼するので、炉本体１内は無酸化
雰囲気となる。しかも各噴出孔１３は加熱帯７お
よび均熱帯８に設けられているので、加熱用バー
ナ９の空燃比が多少ずれて過剰空気が存在したと
しても、その過剰空気が前記可燃性ガスとの反応
によつて消費される。なお前記可燃性ガスの燃焼
による発熱は被加熱物１０の加熱に利用される。

噴出孔１３から送入された可燃性ガスの量は、
炉本体１内に酸素が存在しないような量に設定さ
れる。すなわち炉本体１内に侵入した酸素にみあ
う以上に可燃性ガスを送入しなければ、炉本体１
内が無酸化の雰囲気とはならないが、可燃性ガス
を余分に送入すると未燃ガスが発生して排気管１
１から煤が発生することがある。

そこで、炉本体１内の雰囲気を最適の無酸化状
態に保つために、炉本体１内の雰囲気ガス中にお
ける一酸化炭素の濃度は検出する検出器１８が設
けられる。この検出器１８は炉本体１における排
出口３に近接した均熱帯８に設けられ、その一酸
化炭素濃度検出値は制御手段１９に入力される。
制御手段１９は予め設定された一酸化炭素濃度た
とえば0.5〜１％程度と、検出器１８で検出され
た一酸化炭素濃度とを比較し、炉本体１内の一酸
化炭素濃度が設定値に等しくなるように流量制御
弁１６の開度を調節する。

なお、電磁弁１７は噴出孔１３が設けられた部
分すなわち加熱帯７および均熱帯８における温度
が可燃性ガスの着火温度たとえば約800℃以上と
なつたときに開弁するように設定されている。

排出口３における扉５が開放されたときには、
炉本体１内の圧力が低下し外部から空気が侵入し
て一酸化炭素濃度が低下するが、その一酸化炭素
濃度の低下に応じて流量制御弁１６の開度が大と
なり、噴出孔１３から噴出される可燃性ガスの流
量が増加して炉本体１内の一酸化炭素濃度が設定
値に保たれる。また扉５が聞じたときには外部か
らの侵入空気量が少なくなるので一酸化炭素濃度
が増大し、それに応じて可燃性ガス流量が減少さ
れる。しかも扉５の開放時において、外部から侵
入する空気は排出口３の下部から侵入するが、噴
出孔１３は炉本体１の下部に設けられているので
侵入した空気は可燃性ガスと直ちに反応して消費
される。

なお装入口２において、扉４が開放したときに
も炉本体１内に空気が侵入するが、装入口２に近
接して排気管１１が設けられており、しかも予熱
帯６においては被加熱物１０の温度は比較的低温
であるので、被加熱物１０の酸化量は無視しうる
ほど小さい。

以上のように本発明によれば、炉本体１内で加
熱帯７および均熱帯８に噴出孔１３が設けられ、
この噴出孔１３には、管路１５に介在されている
流量制御弁１６を介して、一酸化炭素が供給さ
れ、被加熱物１０の排出口３付近には一酸化炭素
濃度検出器１８が設けられ、この検出器１８によ
つて検出器される一酸化炭素濃度が、予め定める
値になるように流量制御弁１６の開度が調節され
るので、炉本体内をほぼ無酸化の状態に保つこと
ができ、したがつて被加熱物１０の酸化を防止す
ることができる。しかも噴出孔１３から噴出され
た可燃性ガスの燃焼熱は、被加熱物１０の加熱に
利用されるので省エネルギに資するところが大き
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例の断面図である。 １…炉本体、１３…噴出孔、１６…流量制御
弁、１８…検出器、１９…制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加熱物１０の搬送方向に沿つて被加熱物１
   ０の装入口２から排出口３に向けて予熱帯６、加
   熱帯７および均熱帯８がこの順序で形成され、前
   記装入口２付近には、燃焼排ガスを排出する排気
   管１１が設けられ、加熱帯７および均熱帯８には
   加熱用バーナ９が設けられ、加熱帯７および均熱
   帯８には噴出孔１３が設けられる炉本体１と、 噴出孔１３に可燃性ガスを供給する管路１５
   と、 管路１５に介在される流量制御弁１６と、 炉本体１内で前記排出口３に近接した位置に設
   けられ、一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃
   度検出器１８と、 前記一酸化炭素濃度検出器１８からの出力に応
   答し、炉本体１内の一酸化炭素濃度が予め定める
   値になるように流量制御弁１６の開度を調節する
   手段１９とを含むことを特徴とする直火式加熱
   炉。