[发明专利]被加热物的加热方法及加热装置

说明书

本发明的目的是提供一种被加热物的加热方法及加热装置，其能够在短时间内均匀地加热被加热物，并且能够大幅削减二氧化碳和氮氧化物等的发生，能够高效地进行考虑环境的干燥及加热，该加热方法向燃烧器(3)供给燃料流体(M1，M2)及助燃性气体(G3)并以使该燃料流体及该助燃性气体燃烧而成的火焰(2)为热源来加热被加热物，该方法通过逐渐增加向燃烧器(3)供给的助燃性气体(G3)中的氧浓度来增加所述被加热物的升温速度，该加热装置(1)具备：用于加热被加热物的燃烧器(3)；用于控制燃料流体(M1，M2)及助燃性气体(G3)的流量的流量控制部(4)；和用于将燃烧器(3)的燃烧信息发送给流量控制部(4)的运算部(5)，流量控制部(4)通过逐渐增加向燃烧器(3)供给的助燃性气体(G3)中的氧浓度来增加所述被加热物的升温速度。

技术领域

本发明涉及一种被加热物的加热方法及加热装置。

背景技术

在炼铁或炼钢工厂中，用于运输铁水或钢液的铁水锅及钢液锅(以下，有时称为浇包或熔融金属浇包)一般设为在其内表面上附着有由耐热砖(耐火砖)等形成的耐火物的结构，因此能够保持收容在内部的铁水及钢液的温度。

在向浇包中注入铁水或钢液时，首先，在去除耐火物内表面的水分之后，为了防止铁水及钢液的温度下降，需要预先干燥及加热(预热)至1,000～1,400℃左右。作为这种浇包的干燥及加热方法，例如有使用燃烧器进行干燥及加热的方法(例如，参照专利文献1)。

另外，作为在浇包的干燥及加热中使用的燃烧器，除使用空气作为助燃性气体的空气燃烧器以外，有时为了更高效地干燥及加热浇包，使用蓄热式燃烧器(例如，参照专利文件2、3)。

另一方面，在当前地球环境问题突显的情况下，通过在由燃烧器发生火焰时控制燃烧状态而削减燃烧气体中的氮氧化物(NO_X)的方法受到关注(例如，参照专利文献4)。

专利文献1：日本专利公开2007-154215号公报

专利文献2：日本专利公开2009-160640号公报

专利文献3：日本专利公开2015-100823号公报

专利文献4：日本专利公开2011-179751号公报

在此，在将浇包预热至规定温度时，还需要考虑附着在浇包的熔融金属容器内的耐火砖的损坏等。例如，在加热前的熔融金属容器接近室温的情况下，如果为了将容器内部设为规定的温度而急剧加热，则有可能耐火砖因局部热膨胀而损坏。因此，在对熔融金属容器内的耐火砖进行加热时，为了缓慢而均匀地加热内部，需要使燃烧器长时间燃烧。

然而，如果熔融金属容器的预热所需时间过长，则由于因工艺时间长而导致制造效率的下降，要求在更短的时间内进行预热。

另外，由于在由燃烧器生成火焰时，不可避免地生成二氧化碳或微量的氮氧化物等，因此要求如能够尽可能削减这些生成物的燃烧方法。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种被加热物的加热方法及加热装置，该被加热物的加热方法及加热装置能够在比以往短的时间内均匀地加热如浇包的熔融金属容器等的被加热物，并且能够大幅削减二氧化碳和氮氧化物(NO_X)等的发生，能够高效地进行考虑环境的干燥及加热。

为了解决上述问题，本发明人进行了深入的研究，其结果发现在以燃烧器的火焰为热源来加热被加热物时，通过缓慢增加向燃烧器供给的助燃性气体中的氧浓度，能够在比以往短的时间内均匀地加热被加热物。例如，在使用空气作为助燃性气体并在该助燃性气体中缓慢添加氧气而增加助燃性气体中的氧浓度的情况下，助燃性气体中的氧浓度从21体积％(空气中的氧浓度)逐渐增加至100体积％。本发明人通过采用这种方法，发现能够大幅削减二氧化碳和氮氧化物等的发生，并且能够高效地进行考虑环境的被加热物的干燥及加热，从而完成了本发明。