JP2022522543A

JP2022522543A - 高温加熱炉のモジュール化囲い構造及び取付方法

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Publication number: JP2022522543A
Application number: JP2021572699A
Authority: JP
Inventors: 林文豪; ワン、ジアメイ; 林武傑
Original assignee: 日上（蘇州）軽化紡高科技有限公司
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2040-07-08
Also published as: WO2021047268A1; CN110455082A; JP7341534B2; US20210381768A1

Abstract

本発明は、高温加熱炉の炉壁内壁の放射係数を大幅に向上させ、炉内伝熱効率を著しく増強させ、エネルギーを節約し、炉壁の老化速度を緩め、炉壁の使用寿命を延長する高温加熱炉のモジュール構造壁体を提供する。予め設置された炉壁メイントラス、炉頂部トラスを含み、前記炉頂部トラスの底面上には対応する接続用Ｈ型鋼がそれぞれ固設され、前記接続用Ｈ型鋼の底部には吊り下げ雄ねじスクリューの頂部係接構造が掛着接続され、前記セラミック繊維綿モジュールの上面には上へ突出する吊り下げ雄ねじスクリューが均一に分布し、前記セラミック繊維綿モジュールは吊り下げ雄ねじスクリューによって前記炉頂部トラスの下面に取り付けられているとともに、前記接続用Ｈ型鋼の下面との間に隙間が残され、前記セラミック繊維綿フェルトは、前記セラミック繊維綿モジュールと接続用Ｈ型鋼の下面との間の隙間エリアに舗設され、前記セラミック繊維綿モジュールの下面には炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は加温加熱炉構造の技術分野に関し、具体的に、高温加熱炉のモジュール構造壁体に関する。本発明はさらに、このモジュール化壁体の取付方法を提供する。

従来では、エチレン分解炉の炉壁の多くは、セラミック繊維綿が利用され、鉄鋼加熱炉、セラミック加熱炉などの高温加熱炉の炉壁の多くは、耐火煉瓦、耐高温キャスタブルによって構成される。

セラミック繊維綿、耐火煉瓦、耐高温キャスタブルのような高温加熱炉の壁体には以下に示すような共通の欠点がある：
１）熱放射係数が小さいため、炉内壁の放射伝熱効率が低い。
２）炉内の高温熱流環境における長期的な作用で、表面から内部まで晶析と粉化が発生し、炉壁の使用寿命が短縮されてしまう。

セラミック繊維綿からなる炉壁に比べて、耐火煉瓦、耐高温キャスタブルからなる炉壁はさらに以下の欠点がある：
１）断熱性能が劣り、保温効果が悪く、炉壁の厚さを５０％前後増大させなければ、セラミック繊維綿からなる炉壁と同じ保温効果を達成できず、さらに、炉の設置面積を増やし、建築の要求が高く且つ工数が多い。
２）炉壁の厚さが増大すれば、炉壁の総体積も増大するので、炉壁の熱容量が大きくなるため、炉の点火と昇温、運転停止と降温は、熱エネルギーを浪費するだけではなく、消費時間も増やし、炉の通常生産を遅延させてしまう。
３）一定の年限稼働した後に裂け目が発生し、炉室内の高温火炎は裂け目から逃げて、熱エネルギーの浪費をもたらしてしまう。

耐火煉瓦、耐高温キャスタブルからなる炉壁に対して、伝統的な修復方法としては、損傷した部分を取り外して、新しい煉瓦を積み上げて、或いは低セメントキャスタブルを利用して取り外された部分に対して一体鋳込みを行う。

実用新案公開（公告）番号：ＣＮ２０１２１５４３９Ｙは「ウォーキングビーム式加熱炉の壁補修構造」を開示した。それが記載した構造は、修理方法が伝統的な修理方法と比べて大きな一歩前進したが、修理スピードを上げるだけであって、炉壁の本質を変えていない。即ち、炉壁の使用寿命の延長、炉内壁面の放射伝熱効率の向上などの面で貢献していない。

実用新案公開（公告）番号：ＣＮ２０５０６６４５６Ｕは「鍛造炉用新型バーンスルー防止耐火断熱炉壁」を開示し、厚さを自由に調節し、必要とする耐火煉瓦の種類を減らし、施工の難易度と人件費を下げて、断熱層のバーンスルーを回避して、炉外の鋼板の温度を低く確保できる鍛造炉用新型バーンスルー防止耐火断熱炉壁を提案する。具体的に、炉壁の横断面において、外側から内側へ順に「鋼板層の内側に順に繊維カーペットからなる第三断熱層、機械製繊維板からなる第二断熱層、珪藻土煉瓦からなる第一断熱層、粘土煉瓦からなる第二耐火層及びキャスタブルからなる第一耐火層を設置する」となる。以上の文献に記載された発明は、炉壁のバーンスルー防止に一定の貢献があるが、キャスタブルからなる耐火層が依然として炉内の高温環境に直面するため、キャスタブルからなる耐火層に亀裂が発生する問題及び表面層の分裂問題を根本的に解決できていないだけではなく、炉内壁の放射伝熱性能を変えていない。

高温加熱炉内壁の放射伝熱効率を向上させるために、ここ数十年間、省エネ塗料の種類が多くなって、利用温度、技術的性能及び利用効果が異なるが、それらの明らかな省エネ効果は広く認められている。高温加熱炉の内壁に省エネコーティングをスプレー塗装する一つの問題は、コーティングが剥がれやすいことであり、普及と応用のボトルネックになっている。剥がれの原因として、塗料製品自身の技術水準による問題とは別のもう一つ主要な原因は、セラミック繊維綿、耐火煉瓦、耐高温キャスタブル等の炉壁材料が長期間炉内の高温環境に直面して、徐々に晶析と粉化し、コーティングと炉壁壁面との間のせん断応力が失われて、コーティングの剥がれを引き起こしてしまうことである。

特許出願公開番号：ＣＮ１０９５３５９８４Ａは「超高温赤外赤外放射保温省エネ塗料」を開示した。それに記載された塗料は１８００度の高温に耐えられ、採用されるフィラーである電融白色アルミナ微粉と板状アルミナ微粉も強い耐高温性能を有する。一方では、コーティングの耐高温性能を確保でき、他方では、コーティングと炉壁の内壁が密接し合って、塗装が剥がれないのを確保できる。なぜなら、高温炉の内壁の多くはアルミナ中空球煉瓦を積み上げてできており、同じ性質を持つ材料は、共融混合物が発生しない条件では互いに浸透し一体として焼結しやすいからである。しかしながら、上記文献に記載の塗料は依然として、炉壁内壁が長期間炉内の高温環境に直面して、徐々に晶析と粉化し、コーティングの剥がれを引き起こす問題を解決していない。

実用新案公報番号：ＣＮ２５７５１０７Ｙは「高温加熱炉用隔離スリーブ」を開示した。それがタングステン粉、モリブデン粉またはドープされたタングステン粉、モリブデン粉からなる円弧状のストリップ又は板を積み上げてなる。最後に、壁体を積み上げるように、円筒状に積んで、加熱炉の隔離スリーブを形成することで、焼結材と耐火材を隔離して、焼結材の汚染を避けて、耐火材の摩耗を減らし、耐火材の使用寿命を向上させる。しかしながら、この文献に提案された加熱炉用隔離スリーブは、炉内壁の放射伝熱性能を向上させる効果を有しない上に、その技術的背景は、タングステン、モリブデン誘導式焼結炉に対して提案されたものであって、鉄鋼、セラミック、石油化学工業の高温加熱炉にも適合できるか否かについては言及されなかった。

実用新案公開番号：ＣＮ２５７５１０７Ｙは管式加熱炉の省エネ方法を提案し、比較的軽く且つ柔らかい耐火繊維炉ライナーに多数の一定の重量を持つ黒体素子を取り付けることが不可能であるという技術的難問を解決することで、省エネ効果が良く、運転コストが低く、実現しやすい発明の目的を実現した。具体的に、内部を中空とし、一端を炉室の中央を指す開口として、他端を錐状として、炉壁の耐火繊維炉ライナー内の黒体素子に嵌め込む。しかしながら、この文献に提案される黒体素子には以下のような欠陥がある：(1) 炉内空間を占めて、生産操作を妨害する。(2) 黒体素子によって、もともと平面であった炉壁の内壁を大幅に凸凹で平らではなくして、かえって炉内の放射伝熱と対流伝熱の効果を低下させるばかりではなく、黒体素子材料及び粘着剤が本分野の従来技術を採用しているので、材質上も省エネ効果を向上させる独創性のある貢献をしていない。

上記課題に対し、本発明は、高温加熱炉のモジュール構造壁体を提供する。それによって、高温加熱炉の炉壁内壁の放射係数を大幅に向上させて、炉内伝熱効率を著しく増強させ、エネルギーを節約し、炉壁の老化速度を緩めて、炉壁の使用寿命を延長する。

高温加熱炉のモジュール構造壁体の技術案は、予め設置された炉壁メイントラス、炉頂部トラスを含み、前記炉頂部トラスの底面上には対応する接続用Ｈ型鋼がそれぞれ固設され、前記接続用Ｈ型鋼の底部には吊り下げ雄ねじスクリューの頂部係接構造が掛着接続され、前記セラミック繊維綿モジュールの上面には上へ突出する吊り下げ雄ねじスクリューが均一に分布しており、前記セラミック繊維綿モジュールは吊り下げ雄ねじスクリューによって前記炉頂部トラスの下面に取り付けられているとともに、前記接続用Ｈ型鋼の下面との間に隙間が残され、前記セラミック繊維綿フェルトは、前記セラミック繊維綿モジュールと接続用Ｈ型鋼の下面との間の隙間エリアに舗設され、前記セラミック繊維綿モジュールの下面には炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、四周にある各組の前記炉壁メイントラス内には第一コネクタがアレイ状に配置され、前記第一コネクタの内側は対応する形状を有する壁体モジュールの外面とそれぞれ固定的に接続され、前記壁体モジュールの内面には炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、前記壁体モジュールは、外側から内側へ順に、ハウジング鋼板、セラミック繊維綿フェルト、セラミック繊維綿モジュールになっていることを特徴とする。

さらに、前記ハウジング鋼板の表面エリア範囲内にはさらにいくつかの鋼桁骨組みが均一に分布しており、隣り合う鋼桁骨組みの厚さ方向の内面には対応するハウジング鋼板が覆われて、各前記鋼桁骨組みの厚さ方向内端は第二コネクタによって対応する位置のセラミック繊維綿モジュールが固定的に接続され、前記セラミック繊維綿モジュールの外面と前記ハウジング鋼板の内面との間には前記セラミック繊維綿フェルトが充填され、前記セラミック繊維綿モジュールの内面には前記炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、
前記鋼桁骨組みは、山形鋼、角鋼、平鋼、管材などを用いて、安定した平面トラス構造としてリベット接合又は溶接され、ハウジング鋼板がその内側表面エリアに溶接又はリベット接合され、前記鋼桁骨組みの厚さ方向内端には前記第二コネクタの外端がアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記第二コネクタの内端には対応する位置の前記セラミック繊維綿モジュールが固定的に接続され、
前記第二コネクタは具体的に、耐高温材からなるボルト又はスクリューであり、
前記炉壁メイントラスは具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、Ｕ字鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラスの炉内側には前記第一コネクタがアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラスは高温加熱炉の四周壁体の外層骨組みであり、
前記炉頂部トラスは具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、Ｕ字鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉頂部トラスの底面は接続用Ｈ型鋼であり、前記炉頂部トラスは炉である高温加熱炉の頂部壁体の外層骨組みであり、
前記炉壁内側保護ライナーは具体的に、複合セラミックシートであり、前記複合セラミックシートはセルフロック式セラミック釘によって前記セラミック繊維綿モジュールに固定的に取り付けられ、
各前記セラミック繊維綿モジュールには案内取付孔が設けられ、前記案内取付孔の外側が小径貫通孔であり、前記案内取付孔の孔径が前記小径貫通孔より大きく、
セラミック繊維綿モジュールを側壁の取付に利用する場合、前記第二コネクタの内側凸端が前記小径貫通孔を貫通してから前記案内取付孔内に位置して、且つ雌ねじナットにねじ接続され、前記雌ねじナットの外径が前記小径貫通孔より大きく、
セラミック繊維綿モジュールを頂部壁の取付に利用する場合、前記吊り下げ雄ねじスクリューの下部ねじ柱体が前記小径貫通孔を貫通してから前記案内取付孔内に位置して、且つ雌ねじナットにねじ接続され、前記雌ねじナットの外径が前記小径貫通孔より大きいことにより、頂部壁を取り付けるためのセラミック繊維綿モジュールに上へ突出する吊り下げ雄ねじスクリューを設置しやすくし、
前記吊り下げ雄ねじスクリューの頂部係接構造は具体的に、対称的に配置された上へ突出した内向き折り曲げ付きの蟹足型構造であり、前記蟹足型構造の対となる内向き折り曲げは前記接続用Ｈ型鋼の下フランジの両側上面にそれぞれ支持され、吊り下げ雄ねじスクリューが接続用Ｈ型鋼の長さ方向に摺動するように設置され、具体的には、吊り下げ雄ねじスクリューの位置によって対応する位置を決め、
複合セラミックシートを頂部壁に取り付ける場合、セルフロック式セラミック釘を先ず複合セラミックシートの取付孔から通して、そして、複合セラミックシートをセラミック繊維綿モジュールの下端面から挿入し、複合セラミックシートを取付案内孔の表面エリアを覆わせて、前記セルフロック式セラミック釘を上へセラミック繊維綿モジュールの厚さを貫通させてから釘先を外へ突出させ、Ｕ型クリップによって前記釘先の下端面を係着することで、頂部壁上のセルフロック式セラミック釘の脱落を防止し、
前記Ｕ型クリップは具体的に、金属ワイヤー又はセラミック材料を加工してなる平面Ｕ形であり、Ｕ形溝の幅はセルフロック式セラミック釘の直径と締まりばめを実現し、溝の深さがセルフロック式セラミック釘の直径より大きい、ことを特徴とする。

高温加熱炉のモジュール構造壁体の取付方法は、高温加熱炉の設計に要求される他の構造と、噴火口の位置及びその付近の硬質耐火構造とを変えることなく、その四周の炉壁及び頂部炉壁の材料と構造及び取付方式のみを変えて、四周の炉壁は伝統的な炉壁に用いられるキャスタブル又は耐火煉瓦を壁体モジュールに替えて、壁体モジュールを炉壁メイントラスの内側に固定的に取り付けて、且つ壁体モジュールの炉内側に炉壁内側保護ライナーを取り付けて、前記壁体モジュールは、外側から内側へ順に、ハウジング鋼板、セラミック繊維綿フェルト、セラミック繊維綿モジュールになっており、
頂部炉壁は、吊り下げ雄ねじスクリューを炉頂部トラスの内側の接続用Ｈ型鋼の下端面から中へスライドさせて、セラミック繊維綿モジュールを吊り下げ雄ねじスクリューによって炉頂部トラスの下面に取り付けることで吊り下げを完成させ、そしてＨ型鋼の端面を処理し、Ｈ型鋼の上層にセラミック繊維綿モジュールフェルトを設置し、最後にセラミック繊維綿モジュールの炉内側に炉壁内側保護ライナーを取り付けることを特徴とし、
設計要求によって高温加熱炉の現場で炉壁メイントラスと炉頂部トラスの建造を完成させてから、壁体モジュールを取り付けて、セラミック繊維綿モジュールを吊り下げて、最後に炉壁内側ライナーを取り付ける。

さらに、前記壁体モジュール、炉壁内側保護ライナー、吊り下げ雄ねじスクリューは、高温加熱炉の現場以外の生産基地で事前に完成品に加工して、高温加熱炉の建造が必要な現場に搬送して取り付けることで炉壁の建造を完成でき、セラミック繊維綿フェルト、セラミック繊維綿モジュールの型番については、高温加熱炉の温度要求によって市販の製品にすることができ、
前記炉壁内側保護ライナーは具体的に、特許文献ＣＮ１０６８３９７７７Ａ、ＣＮ１０３２９２５９８Ａ、ＣＮ２０６６８２１１１Ｕ、ＣＮ１０７７２６８５６Ａに記載の一連の製品で、主に複合セラミックシートとセルフロック式セラミック釘からなり、前記炉壁内側保護ライナーは鎧のように壁体モジュールと頂部セラミック繊維綿モジュールの炉内側にそれぞれ取り付けられている。

上記技術案を採用すれば、高温加熱炉は迅速且つ容易に建造できるだけではなく、炉内伝熱効率の大幅の向上、エネルギーの節約、炉壁の老化速度の遅延、炉壁の使用寿命の延長をも実現できる。特に耐高温キャスタブル炉壁から本発明に乗り換えることで、さらに壁体の重量を下げて、炉の設置面積を小さくできるとともに、壁体に亀裂が発生する問題を避けて、壁体の放熱及び補修費用を大幅に減少させ、点火昇温、運転停止降温の時間を縮めることで、炉の非正常生産時間を減らす効果を有する。

本発明の天井部炉壁の横断面構造模式図である。本発明の四周炉壁の横断面構造模式図である。本発明の壁体モジュールの横断面構造模式図である。本発明の吊り下げ雄ねじスクリューと接続用Ｈ型鋼の取付構造模式図である。本発明のＵ型クリップとセルフロック式セラミック釘の取付平面模式図である。図における符号に対応する名称は以下になる：炉壁メイントラス１、炉頂部トラス２、セラミック繊維綿フェルト３、接続用Ｈ型鋼４、吊り下げ雄ねじスクリュー５、セラミック繊維綿モジュール６、雌ねじナット７、取付案内孔８、小径貫通孔８１、複合セラミックシート９、釘先９１、セルフロック式セラミック釘１０、第一コネクタ１１、壁体モジュール１２、平面トラス１３、ハウジング鋼板１４、第二コネクタ１５、円柱体１６、下部ねじ柱体１７、縮径移行部１８、蟹足型構造１９、Ｕ型クリップ２０。

図１乃至図５に示すように、高温加熱炉のモジュール構造壁体は、予め設置された炉壁メイントラス１、炉頂部トラス２を含み、前記炉頂部トラス２の底面上には対応する接続用Ｈ型鋼４がそれぞれ固設され、前記接続用Ｈ型鋼４の底部には吊り下げ雄ねじスクリュー５の頂部係接構造が掛着接続されている。

前記セラミック繊維綿モジュール６の上面には上へ突出する吊り下げ雄ねじスクリュー５が均一に分布しており、前記セラミック繊維綿モジュール６は吊り下げ雄ねじスクリュー５によって前記炉頂部トラス２の下面に取り付けられているとともに、前記接続用Ｈ型鋼４の下面との間に隙間が残され、前記セラミック繊維綿フェルト３は前記セラミック繊維綿モジュール６と接続用Ｈ型鋼４の下面との間の隙間エリアに舗設され、前記セラミック繊維綿モジュール６の下面には炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、
四周にある各組の前記炉壁メイントラス１内には第一コネクタ１１がアレイ状に配置され、前記第一コネクタ１１の内側は対応する形状を有する壁体モジュール１２の外面とそれぞれ固定的に接続され、前記壁体モジュール１２の内面には炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、前記壁体モジュール１２は、外側から内側へ順に、ハウジング鋼板１４、セラミック繊維綿フェルト３、セラミック繊維綿モジュール６になっている。

前記ハウジング鋼板１４の表面エリア範囲内にはさらにいくつかの鋼桁骨組み１３が均一に分布しており、隣り合う鋼桁骨組み１３の厚さ方向の内面には対応するハウジング鋼板１４が覆われて、各前記鋼桁骨組み１３の厚さ方向内端は第二コネクタ１５によって対応する位置のセラミック繊維綿モジュール６が固定的に接続され、前記セラミック繊維綿モジュール６の外面と前記ハウジング鋼板１４の内面との間には前記セラミック繊維綿フェルト３が充填され、前記セラミック繊維綿モジュール６の内面には前記炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、
前記鋼桁骨組み１３は、山形鋼、角鋼、平鋼、管材などを用いて、安定した平面トラス構造としてリベット接合又は溶接され、ハウジング鋼板１４がその内側表面エリアに溶接又はリベット接合され、前記鋼桁骨組み１３の厚さ方向内端には前記第二コネクタ１５の外端がアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記第二コネクタ１５の内端には対応する位置の前記セラミック繊維綿モジュール６が固定的に接続され、
前記第二コネクタ１５は具体的に、耐高温材からなるボルト又はスクリューであり、
前記炉壁メイントラス１は具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、Ｕ字鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラス１の炉内側には前記第一コネクタ１１がアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラス１は高温加熱炉の四周壁体の外層骨組みであり、
前記炉頂部トラス２は具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、Ｕ字鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉頂部トラス２の底面は接続用Ｈ型鋼４であり、前記炉頂部トラス２は炉である高温加熱炉の頂部壁体の外層骨組みであり、
前記炉壁内側保護ライナーは具体的に複合セラミックシート１０であり、前記複合セラミックシート１０はセルフロック式セラミック釘９によって前記セラミック繊維綿モジュール６に固定的に取り付けられ、
各前記セラミック繊維綿モジュール６には案内取付孔８が設けられ、前記案内取付孔８の外側が小径貫通孔８１であり、前記案内取付孔８の孔径が前記小径貫通孔８１より大きく、
セラミック繊維綿モジュール６を側壁の取付に利用する場合、前記第二コネクタ１５の内側凸端が前記小径貫通孔８１を貫通してから前記案内取付孔８内に位置して、且つ雌ねじナット７にねじ接続され、前記雌ねじナット７の外径が前記小径貫通孔８１より大きく、
セラミック繊維綿モジュール６を頂部壁の取付に利用する場合、前記吊り下げ雄ねじスクリュー５の下部ねじ柱体１７が前記小径貫通孔８１を貫通してから前記案内取付孔８内に位置して、且つ雌ねじナット７にねじ接続され、前記雌ねじナット７の外径が前記小径貫通孔８１より大きいことにより、頂部壁を取り付けるためのセラミック繊維綿モジュール６に上へ突出する吊り下げ雄ねじスクリュー５を設置しやすくし、
前記吊り下げ雄ねじスクリュー５の頂部係接構造は具体的に、対称的に配置された上へ突出した内向き折り曲げ付きの蟹足型構造１９であり、前記蟹足型構造１９の対となる内向き折り曲げは前記接続用Ｈ型鋼４の下フランジの両側上面にそれぞれ支持され、吊り下げ雄ねじスクリュー５が接続用Ｈ型鋼４の長さ方向に摺動するように設置され、具体的には、吊り下げ雄ねじスクリュー５の位置によって対応する位置を決め、
前記吊り下げ雄ねじスクリュー５は上から下へ順に、蟹足型構造１９、円柱体１６、縮径移行部１８、下部ねじ柱体１７を含み、前記下部ねじ柱体１７の外径が前記円柱体１６より小さいことにより、小径貫通孔８１に挿入装着しやすいことを確保し、
複合セラミックシート１０を頂部壁に取り付ける場合、セルフロック式セラミック釘９を先ず複合セラミックシート１０の取付孔から通して、そして、複合セラミックシート１０をセラミック繊維綿モジュール６の下端面から挿入し、複合セラミックシート１０を取付案内孔８の表面エリアを覆わせて、前記セルフロック式セラミック釘９を上へセラミック繊維綿モジュール６の厚さを貫通させてから釘先９１を外へ突出させ、Ｕ型クリップ２０によって前記釘先９１の下端面を係着することで、頂部壁上のセルフロック式セラミック釘９の脱落を防止し、
前記Ｕ型クリップ２０は具体的に、金属ワイヤー又はセラミック材料を加工してなる平面Ｕ形であり、Ｕ形溝の幅はセルフロック式セラミック釘９の直径と締まりばめを実現し、溝の深さがセルフロック式セラミック釘の直径より大きい。

前記壁体モジュール、炉壁内側保護ライナー、吊り下げ雄ねじスクリューは、高温加熱炉の現場以外の生産基地で事前に完成品に加工して、高温加熱炉の建造が必要な現場に搬送して取り付けることで炉壁の建造を完成でき、セラミック繊維綿フェルト、セラミック繊維綿モジュールの型番については、高温加熱炉の温度要求によって市販の製品にすることができ、
前記炉壁内側保護ライナーは具体的に、特許文献ＣＮ１０６８３９７７７Ａ、ＣＮ１０３２９２５９８Ａ、ＣＮ２０６６８２１１１Ｕ、ＣＮ１０７７２６８５６Ａに記載の一連の製品で、主に複合セラミックシートとセルフロック式セラミック釘からなり、前記炉壁内側保護ライナーは鎧のように壁体モジュールと頂部セラミック繊維綿モジュールの炉内側にそれぞれ取り付けられている。

当業者にとって、本発明は上記例示的な実施例の詳細に限定されず、本発明の精神又は基本特徴を反することなく、他の具体的な形式によって本発明を実現できることは、明らかである。このため、どの点においても、実施例を例示的且つ非限定的に見なすべきであって、本発明の範囲は上記説明ではなく、添付された特許請求の範囲によって制限されているので、請求項の均等要件の意味及び範囲内に入る全ての変化が本発明に含まれることが意図される。請求項の中の何れの符号も、関連する請求項に対する制限として見なすべきではない。

また、本明細書では実施形態で説明しているが、各実施形態が一つの独立した技術案のみを含んでいるわけではなく、明細書のこのような記載方法は明確のためだけであって、当業者は明細書を一つの全体として見なすべきであることは、理解しておく必要がある。各実施例における技術案は、適切に組み合わせることで、当業者が理解できる他の実施形態を形成することも可能である。

さらに、
前記ハウジング鋼板の表面エリア範囲内にはさらにいくつかの鋼桁骨組みが均一に分布しており、隣り合う鋼桁骨組みの厚さ方向の内面には対応するハウジング鋼板が覆われて、各前記鋼桁骨組みの厚さ方向内端は第二コネクタによって対応する位置のセラミック繊維綿モジュールが固定的に接続され、前記セラミック繊維綿モジュールの外面と前記ハウジング鋼板の内面との間には前記セラミック繊維綿フェルトが充填され、前記セラミック繊維綿モジュールの内面には前記炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、
前記鋼桁骨組みは、山形鋼、角鋼、平鋼、管材などを用いて、安定した平面トラス構造としてリベット接合又は溶接され、ハウジング鋼板がその内側表面エリアに溶接又はリベット接合され、前記鋼桁骨組みの厚さ方向内端には前記第二コネクタの外端がアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記第二コネクタの内端には対応する位置の前記セラミック繊維綿モジュールが固定的に接続され、
前記第二コネクタは具体的に、耐高温材からなるボルト又はスクリューであり、
前記炉壁メイントラスは具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラスの炉内側には前記第一コネクタがアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラスは高温加熱炉の四周壁体の外層骨組みであり、
前記炉頂部トラスは具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉頂部トラスの底面は接続用Ｈ型鋼であり、前記炉頂部トラスは炉である高温加熱炉の頂部壁体の外層骨組みであり、
前記炉壁内側保護ライナーは具体的に、複合セラミックシートであり、前記複合セラミックシートはセルフロック式セラミック釘によって前記セラミック繊維綿モジュールに固定的に取り付けられ、
各前記セラミック繊維綿モジュールには案内取付孔が設けられ、前記案内取付孔の外側が小径貫通孔であり、前記案内取付孔の孔径が前記小径貫通孔より大きく、
セラミック繊維綿モジュールを側壁の取付に利用する場合、前記第二コネクタの内側凸端が前記小径貫通孔を貫通してから前記案内取付孔内に位置して、且つ雌ねじナットにねじ接続され、前記雌ねじナットの外径が前記小径貫通孔より大きく、
セラミック繊維綿モジュールを頂部壁の取付に利用する場合、前記吊り下げ雄ねじスクリューの下部ねじ柱体が前記小径貫通孔を貫通してから前記案内取付孔内に位置して、且つ雌ねじナットにねじ接続され、前記雌ねじナットの外径が前記小径貫通孔より大きいことにより、頂部壁を取り付けるためのセラミック繊維綿モジュールに上へ凸出する吊り下げ雄ねじスクリューを設置しやすくし、
前記吊り下げ雄ねじスクリューの頂部係接構造は具体的に、対称的に配置された上へ凸出した内向き折り曲げ付きの蟹足型構造であり、前記蟹足型構造の対となる内向き折り曲げは前記接続用Ｈ型鋼の下フランジの両側上面にそれぞれ支持され、吊り下げ雄ねじスクリューが接続用Ｈ型鋼の長さ方向に摺動するように設置され、具体的には、吊り下げ雄ねじスクリューの位置によって対応する位置を決め、
複合セラミックシートを頂部壁に取り付ける場合、セルフロック式セラミック釘を先ず複合セラミックシートの取付孔から通して、そして、複合セラミックシートをセラミック繊維綿モジュールの下端面から挿入し、複合セラミックシートを取付案内孔の表面エリアを覆わせて、前記セルフロック式セラミック釘を上へセラミック繊維綿モジュールの厚さを貫通させてから釘先を外へ凸出させ、Ｕ型クリップによって前記釘先の下端面を係着することで、頂部壁上のセルフロック式セラミック釘の脱落を防止し、
前記Ｕ型クリップは具体的に、金属ワイヤー又はセラミック材料を加工してなる平面Ｕ形であり、Ｕ形溝の幅はセルフロック式セラミック釘の直径と締まりばめを実現し、溝の深さがセルフロック式セラミック釘の直径より大きい、ことを特徴とする。

本発明の天井部炉壁の横断面構造模式図である。本発明の四周炉壁の横断面構造模式図である。本発明の壁体モジュールの横断面構造模式図である。本発明の吊り下げ雄ねじスクリューと接続用Ｈ型鋼の取付構造模式図である。本発明のＵ型クリップとセルフロック式セラミック釘の取付平面模式図である。図における符号に対応する名称は以下になる：炉壁メイントラス１、炉頂部トラス２、セラミック繊維綿フェルト３、接続用Ｈ型鋼４、吊り下げ雄ねじスクリュー５、セラミック繊維綿モジュール６、雌ねじナット７、取付案内孔８、小径貫通孔８１、セルフロック式セラミック釘９、釘先９１、複合セラミックシート１０、第一コネクタ１１、壁体モジュール１２、鋼桁トラス１３、ハウジング鋼板１４、第二コネクタ１５、円柱体１６、下部ねじ柱体１７、縮径移行部１８、蟹足型構造１９、Ｕ型クリップ２０。

前記ハウジング鋼板１４の表面エリア範囲内にはさらにいくつかの鋼桁骨組み１３が均一に分布しており、隣り合う鋼桁骨組み１３の厚さ方向の内面には対応するハウジング鋼板１４が覆われて、各前記鋼桁骨組み１３の厚さ方向内端は第二コネクタ１５によって対応する位置のセラミック繊維綿モジュール６が固定的に接続され、前記セラミック繊維綿モジュール６の外面と前記ハウジング鋼板１４の内面との間には前記セラミック繊維綿フェルト３が充填され、前記セラミック繊維綿モジュール６の内面には前記炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、
前記鋼桁骨組み１３は、山形鋼、角鋼、平鋼、管材などを用いて、安定した平面トラス構造としてリベット接合又は溶接され、ハウジング鋼板１４がその内側表面エリアに溶接又はリベット接合され、前記鋼桁骨組み１３の厚さ方向内端には前記第二コネクタ１５の外端がアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記第二コネクタ１５の内端には対応する位置の前記セラミック繊維綿モジュール６が固定的に接続され、
前記第二コネクタ１５は具体的に、耐高温材からなるボルト又はスクリューであり、
前記炉壁メイントラス１は具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラス１の炉内側には前記第一コネクタ１１がアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラス１は高温加熱炉の四周壁体の外層骨組みであり、
前記炉頂部トラス２は具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉頂部トラス２の底面は接続用Ｈ型鋼４であり、前記炉頂部トラス２は炉である高温加熱炉の頂部壁体の外層骨組みであり、
前記炉壁内側保護ライナーは具体的に複合セラミックシート１０であり、前記複合セラミックシート１０はセルフロック式セラミック釘９によって前記セラミック繊維綿モジュール６に固定的に取り付けられ、
各前記セラミック繊維綿モジュール６には案内取付孔８が設けられ、前記案内取付孔８の外側が小径貫通孔８１であり、前記案内取付孔８の孔径が前記小径貫通孔８１より大きく、
セラミック繊維綿モジュール６を側壁の取付に利用する場合、前記第二コネクタ１５の内側凸端が前記小径貫通孔８１を貫通してから前記案内取付孔８内に位置して、且つ雌ねじナット７にねじ接続され、前記雌ねじナット７の外径が前記小径貫通孔８１より大きく、
セラミック繊維綿モジュール６を頂部壁の取付に利用する場合、前記吊り下げ雄ねじスクリュー５の下部ねじ柱体１７が前記小径貫通孔８１を貫通してから前記案内取付孔８内に位置して、且つ雌ねじナット７にねじ接続され、前記雌ねじナット７の外径が前記小径貫通孔８１より大きいことにより、頂部壁を取り付けるためのセラミック繊維綿モジュール６に上へ凸出する吊り下げ雄ねじスクリュー５を設置しやすくし、
前記吊り下げ雄ねじスクリュー５の頂部係接構造は具体的に、対称的に配置された上へ凸出した内向き折り曲げ付きの蟹足型構造１９であり、蟹足型構造１９は、基台と、前記基台の対応する両側から鉛直方向に上向きに伸びてなる二つの側壁と、前記二つの側壁がそれぞれ水平方向に内向きに伸びてなる二つの折り曲げ部と、を含み、前記二つの折り曲げ部が前記接続用Ｈ型鋼４の下フランジの上面に支持され、前記吊り下げ雄ねじスクリュー５が接続用Ｈ型鋼４の長さ方向に摺動するように設置されている。前記蟹足型構造１９の対となる内向き折り曲げは前記接続用Ｈ型鋼４の下フランジの両側上面にそれぞれ支持され、吊り下げ雄ねじスクリュー５が接続用Ｈ型鋼４の長さ方向に摺動するように設置され、具体的には、吊り下げ雄ねじスクリュー５の位置によって対応する位置を決め、
前記吊り下げ雄ねじスクリュー５は上から下へ順に、蟹足型構造１９、円柱体１６、縮径移行部１８、下部ねじ柱体１７を含み、前記下部ねじ柱体１７の外径が前記円柱体１６より小さいことにより、小径貫通孔８１に挿入装着しやすいことを確保し、
複合セラミックシート１０を頂部壁に取り付ける場合、セルフロック式セラミック釘９を先ず複合セラミックシート１０の取付孔から通して、そして、複合セラミックシート１０をセラミック繊維綿モジュール６の下端面から挿入し、複合セラミックシート１０を取付案内孔８の表面エリアを覆わせて、前記セルフロック式セラミック釘９を上へセラミック繊維綿モジュール６の厚さを貫通させてから釘先９１を外へ凸出させ、Ｕ型クリップ２０によって前記釘先９１の下端面を係着することで、頂部壁上のセルフロック式セラミック釘９の脱落を防止し、
前記Ｕ型クリップ２０は具体的に、金属ワイヤー又はセラミック材料を加工してなる平面Ｕ形であり、Ｕ形溝の幅はセルフロック式セラミック釘９の直径と締まりばめを実現し、溝の深さがセルフロック式セラミック釘の直径より大きい。

Claims

予め設置された炉壁メイントラス、炉頂部トラスを含む高温加熱炉のモジュール構造壁体であって、
前記炉頂部トラスの底面上には対応する接続用Ｈ型鋼がそれぞれ固設され、前記接続用Ｈ型鋼の底部には吊り下げ雄ねじスクリューの頂部係接構造が掛着接続され、前記セラミック繊維綿モジュールの上面には上へ突出する吊り下げ雄ねじスクリューが均一に分布しており、前記セラミック繊維綿モジュールは吊り下げ雄ねじスクリューによって前記炉頂部トラスの下面に取り付けられているとともに、前記接続用Ｈ型鋼の下面との間に隙間が残され、前記セラミック繊維綿フェルトは、前記セラミック繊維綿モジュールと接続用Ｈ型鋼の下面との間の隙間エリアに舗設され、前記セラミック繊維綿モジュールの下面には炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、
四周にある各組の前記炉壁メイントラス内には第一コネクタがアレイ状に配置され、前記第一コネクタの内側は対応する形状を有する壁体モジュールの外面とそれぞれ固定的に接続され、前記壁体モジュールの内面には炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられ、前記壁体モジュールは、外側から内側へ順に、ハウジング鋼板、セラミック繊維綿フェルト、セラミック繊維綿モジュールになっていることを特徴とする高温加熱炉のモジュール構造壁体。
前記ハウジング鋼板の表面エリア範囲内にはさらにいくつかの鋼桁骨組みが均一に分布しており、隣り合う鋼桁骨組みの厚さ方向の内面には対応するハウジング鋼板が覆われて、各前記鋼桁骨組みの厚さ方向内端は第二コネクタによって対応する位置のセラミック繊維綿モジュールが固定的に接続され、前記セラミック繊維綿モジュールの外面と前記ハウジング鋼板の内面との間には前記セラミック繊維綿フェルトが充填され、前記セラミック繊維綿モジュールの内面には前記炉壁内側保護ライナーが固定的に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の高温加熱炉のモジュール構造壁体。
前記鋼桁骨組みは、山形鋼、角鋼、平鋼、管材などを用いて、安定した平面トラス構造としてリベット接合又は溶接され、ハウジング鋼板がその内側表面エリアに溶接又はリベット接合され、前記鋼桁骨組みの厚さ方向内端には前記第二コネクタの外端がアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記第二コネクタの内端には対応する位置の前記セラミック繊維綿モジュールが固定的に接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載の高温加熱炉のモジュール構造壁体。
前記第二コネクタは具体的に、耐高温材からなるボルト又はスクリューである
ことを特徴とする請求項３に記載の高温加熱炉のモジュール構造壁体。
前記炉壁メイントラスは具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、Ｕ字鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラスの炉内側には前記第一コネクタがアレイ状にリベット接合又は溶接され、前記炉壁メイントラスは高温加熱炉の四周壁体の外層骨組みである
ことを特徴とする請求項１に記載の高温加熱炉のモジュール構造壁体。
前記炉頂部トラスは具体的に、設計要求によって、Ｕ字鋼、Ｈ型鋼、山形鋼、角鋼、Ｕ字鋼、管材を用いて、安定したトラス構造としてリベット接合又は溶接され、前記炉頂部トラスの底面は接続用Ｈ型鋼であり、前記炉頂部トラスは炉である高温加熱炉の頂部壁体の外層骨組みであることを特徴とする請求項１に記載の高温加熱炉のモジュール構造壁体。
前記炉壁内側保護ライナーは具体的に、複合セラミックシートであり、前記複合セラミックシートはセルフロック式セラミック釘によって前記セラミック繊維綿モジュールに固定的に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の高温加熱炉のモジュール構造壁体。
前記吊り下げ雄ねじスクリューの頂部係接構造は具体的に、対称的に配置された上へ突出した内向き折り曲げ付きの蟹足型構造であり、前記蟹足型構造の対となる内向き折り曲げは前記接続用Ｈ型鋼の下フランジの両側上面にそれぞれ支持され、吊り下げ雄ねじスクリューが接続用Ｈ型鋼の長さ方向に摺動するように設置され、具体的には、吊り下げ雄ねじスクリューの位置によって対応する位置を決める
ことを特徴とする請求項１に記載の高温加熱炉のモジュール構造壁体。
複合セラミックシートを頂部壁に取り付ける場合、セルフロック式セラミック釘を先ず複合セラミックシートの取付孔から通して、そして、複合セラミックシートをセラミック繊維綿モジュールの下端面から挿入し、複合セラミックシートを取付案内孔の表面エリアを覆わせて、前記セルフロック式セラミック釘を上へセラミック繊維綿モジュールの厚さを貫通させてから釘先を外へ突出させ、Ｕ型クリップによって前記釘先の下端面を係着する
ことを特徴とする請求項７に記載の高温加熱炉のモジュール構造壁体。
高温加熱炉のモジュール構造壁体の取付方法は、高温加熱炉の設計に要求される他の構造と、噴火口の位置及びその付近の硬質耐火構造とを変えることなく、その四周の炉壁及び頂部炉壁の材料と構造及び取付方式のみを変えて、四周の炉壁は伝統的な炉壁に用いられるキャスタブル又は耐火煉瓦を壁体モジュールに替えて、壁体モジュールを炉壁メイントラスの内側に固定的に取り付けて、且つ壁体モジュールの炉内側に炉壁内側保護ライナーを取り付けて、前記壁体モジュールは、外側から内側へ順に、ハウジング鋼板、セラミック繊維綿フェルト、セラミック繊維綿モジュールになっており、
頂部炉壁は、吊り下げ雄ねじスクリューを炉頂部トラスの内側の接続用Ｈ型鋼の下端面から中へスライドさせて、セラミック繊維綿モジュールを吊り下げ雄ねじスクリューによって炉頂部トラスの下面に取り付けることで吊り下げを完成させ、そしてＨ型鋼の端面を処理し、Ｈ型鋼の上層にセラミック繊維綿モジュールフェルトを設置し、最後にセラミック繊維綿モジュールの炉内側に炉壁内側保護ライナーを取り付けて、
設計要求によって高温加熱炉の現場で炉壁メイントラスと炉頂部トラスの建造を完成させてから、壁体モジュールを取り付けて、セラミック繊維綿モジュールを吊り下げて、最後に炉壁内側ライナーを取り付けることを特徴とする高温加熱炉のモジュール構造壁体の取付方法。