JFEスチール、デジタルツインを活用したラジアントチューブバーナーの短期開発に成功

JFEスチール株式会社は、仮想空間上に構築したデジタルツイン技術の活用により、ラジアントチューブバーナーの短期開発に成功したことを発表した。

ラジアントチューブバーナーとは、連続溶融亜鉛めっきラインや連続焼鈍ラインにおいて、鋼板の引張り強度や伸びなどの機械特性を調整するために、鋼板を加熱する際に用いる設備だ。

同バーナーは通常のバーナーとは異なり、燃料と空気が金属製のチューブ内で燃焼反応し、燃焼熱によって加熱されたチューブの輻射熱により鋼板を加熱する仕組みのため、鋼板表面を高品質に保持することが可能だ。

一方で、ラジアントチューブバーナーはチューブ内という比較的狭い空間で燃焼反応が生じ、高温になりやすいため、高温下にさらされることによるチューブ変形の抑制および低NOxと高熱効率の両立が求められていた。

そこで今回の開発では、試験炉の燃焼実験から得られた試験データと物理モデルを元に、仮想空間上に試験炉を忠実に再現したデジタルツインを構築した。（トップ画参照）

そして、ラジアントチューブの炉内支持構造、チューブ形状、バーナー周り、伝熱促進体、熱交換器を独自に開発した。

その結果、従来のラジアントチューブバーナーに対して、変形速度1/6という長寿命化、NOxの発生量を30%低減、3%の省エネ化できるラジアントチューブバーナーの開発に至り、また、従来の約半分の期間での操業運用を実現した。

IoTNEWS編集部

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