冷轧钢板退火设备用高效还原烧嘴的应用

    作为连续退火炉用还原加热烧嘴，日本至今已开发了具有很高的还原能力和热流束的预混合燃烧式对冲喷流烧嘴，应用于不锈钢冷轧钢板退火炉。近年来，为适应减少CO2排放量的要求，提高烧嘴的热效率已成为一个紧迫的课题。在这种情况下，如果采用以往的预混合燃烧方式，会出现回火的问题，为此提出了能采用预热空气的独特的预混合燃烧烧嘴结构的想法，开发出了高效对冲喷流式烧嘴(简称MID烧嘴)。这种高性能、高效率MID烧嘴以燃烧用空气作为预热的热源，通过回收炉内的废气显热，能够减少能源单耗。

    所谓采用MID烧嘴的直焰加热法是一种将对冲喷流式烧嘴所形成的高温火焰直接对冲到钢板，对钢板进行加热的技术。与以往的采用辐射管的间接辐射加热方式相比，它具有许多设备上的优势。直焰加热法以对流传热为主，尤其是对于冷轧钢板等表面辐射率小的被加热物体，它能获得很高的热流束。另外，与间接式加热法相比，其加热炉本体的炉内有效长度可以缩短20%，由于热惯性小、应答控制速度快，因此能对板温进行动态控制。

    由于炉子长度的大幅度缩短，同时能在钢板的坡口焊接时改变钢板的厚度，因此即使在加热负荷迅速改变的情况下，它也能实现高的应答性。尤其是，由于火焰具有稳定的还原性能，因此能够大幅度减少以往采用间接辐射加热时供给炉子的还原性保护气氛的使用量。

    开发的MID烧嘴作为连续热镀锌设备的前段加热装置应用于新日铁东预制作所。至2004年为止该设备已达月产6万t左右的生产能力，创国内外最高生产能力记录。

    开发的MID烧嘴采用了以下控制系统：

    ①采用了适合MID烧嘴的预混合烧嘴燃烧负荷控制系统和空气比控制系统。

    ②采用了利用板温预测控制模型的预调控制系统。

    ③根据钢板的厚度和在炉内的通过速度的变化，采用了预调模型和前馈控制系统。

    ④除了采用利用MID烧嘴的高速负荷应答来预测炉压变化的炉压预调系统和高速前馈控制系统外，还确立了许多采用最新控制技术的燃烧系统。