JP2683033B2 - 熱処理炉の炉壁構造 - Google Patents
熱処理炉の炉壁構造Info
- Publication number
- JP2683033B2 JP2683033B2 JP63114560A JP11456088A JP2683033B2 JP 2683033 B2 JP2683033 B2 JP 2683033B2 JP 63114560 A JP63114560 A JP 63114560A JP 11456088 A JP11456088 A JP 11456088A JP 2683033 B2 JP2683033 B2 JP 2683033B2
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- Japan
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- furnace
- temperature
- heat insulating
- heat treatment
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、高露点かつ水素を含む雰囲気ガスを使用す
る熱処理炉の炉壁構造に関する。
る熱処理炉の炉壁構造に関する。
＜従来の技術＞ 第５図は、鋼材の熱処理炉の標準的な炉壁構造とその
熱分布を示した説明図であり、炉内の熱量の一部は耐火
レンガ層７、断熱レンガ層８、鉄皮１を経て炉外に放散
するが、炉内雰囲気ガスとして高露点雰囲気ガスを使用
する場合には、鉄皮１の温度が露点以下に冷却される
と、鉄皮の内側には結露９が生じ、鉄皮１が腐食する問
題がある。鋼材の熱処理炉で使用する水素を50％含む高
露点雰囲気ガスの露点は、第５図のように60℃程度であ
り、従って鉄皮の温度が60℃以下では（第５図の例では
鉄皮の温度は40℃）、結露することになる。
熱分布を示した説明図であり、炉内の熱量の一部は耐火
レンガ層７、断熱レンガ層８、鉄皮１を経て炉外に放散
するが、炉内雰囲気ガスとして高露点雰囲気ガスを使用
する場合には、鉄皮１の温度が露点以下に冷却される
と、鉄皮の内側には結露９が生じ、鉄皮１が腐食する問
題がある。鋼材の熱処理炉で使用する水素を50％含む高
露点雰囲気ガスの露点は、第５図のように60℃程度であ
り、従って鉄皮の温度が60℃以下では（第５図の例では
鉄皮の温度は40℃）、結露することになる。
従来、この結露の防止対策には、断熱層８の厚さを薄
くして鉄皮１の温度を雰囲気ガスの露点よりも高温に保
つことが行われてきた。
くして鉄皮１の温度を雰囲気ガスの露点よりも高温に保
つことが行われてきた。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、前記の断熱層の厚さを薄くして鉄皮の温度を
雰囲気ガスの露点よりも高温に保つ方法は省エネルギ上
から鉄皮温度を、安定して結露防止できるように露点よ
り20〜25℃高くし、かつ放散熱量を200〜250kcal/m2h程
度に抑えるのが理想的であるが、例えば露点が60℃以上
の場合には鉄皮温度を80〜85℃の高温に保たなければな
らず、鉄皮からの熱放散が大となり、極めて不経済であ
った。
雰囲気ガスの露点よりも高温に保つ方法は省エネルギ上
から鉄皮温度を、安定して結露防止できるように露点よ
り20〜25℃高くし、かつ放散熱量を200〜250kcal/m2h程
度に抑えるのが理想的であるが、例えば露点が60℃以上
の場合には鉄皮温度を80〜85℃の高温に保たなければな
らず、鉄皮からの熱放散が大となり、極めて不経済であ
った。
このため、例えば特開昭59−64715号公報には、炉内
耐火物表面を金属板で覆い、鉄皮と炉内耐火物を貫通さ
せた排気孔から発生した結露を炉外へ放出させ結露を低
減させる雰囲気炉が提案されているが、この方式は、炉
体に排気孔を数多く設けなければならず、炉内からの排
気量が多いため燃料原単位もそれほど改善することがで
きない。
耐火物表面を金属板で覆い、鉄皮と炉内耐火物を貫通さ
せた排気孔から発生した結露を炉外へ放出させ結露を低
減させる雰囲気炉が提案されているが、この方式は、炉
体に排気孔を数多く設けなければならず、炉内からの排
気量が多いため燃料原単位もそれほど改善することがで
きない。
また、実開昭49−147302号公報には、炉内耐火物と鉄
皮の間に気体の介在層を設け、この介在層に外部から気
体を送給することにより結露を防止する炉壁構造が提案
されているが、これは操業が複雑になるという欠点があ
る。
皮の間に気体の介在層を設け、この介在層に外部から気
体を送給することにより結露を防止する炉壁構造が提案
されているが、これは操業が複雑になるという欠点があ
る。
本発明は、結露の防止と熱放散の防止を同時に達成す
ることができる熱処理炉の炉壁構造を提供することを目
的とする。
ることができる熱処理炉の炉壁構造を提供することを目
的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、高露点かつ水素を含む雰囲気ガスを使用す
る熱処理炉において、炉体鉄皮の外側に断熱材を配設す
るとともに、前記炉体鉄皮の内側に、前記熱処理炉の炉
内温度800℃、炉内雰囲気ガスの水素濃度が50％の条件
下での熱伝導率λが、0.1kcal/mh℃以下である、水素を
含む雰囲気ガスによって熱伝導率が上昇しない対流伝熱
抑制型断熱材を配設し、さらには前記炉体鉄皮の内側の
断熱材の厚さを、炉体鉄皮の温度T2が下記式［１］を満
足する厚さとしたことを特徴とする熱処理炉の炉壁構造
である。
る熱処理炉において、炉体鉄皮の外側に断熱材を配設す
るとともに、前記炉体鉄皮の内側に、前記熱処理炉の炉
内温度800℃、炉内雰囲気ガスの水素濃度が50％の条件
下での熱伝導率λが、0.1kcal/mh℃以下である、水素を
含む雰囲気ガスによって熱伝導率が上昇しない対流伝熱
抑制型断熱材を配設し、さらには前記炉体鉄皮の内側の
断熱材の厚さを、炉体鉄皮の温度T2が下記式［１］を満
足する厚さとしたことを特徴とする熱処理炉の炉壁構造
である。
Tdp＜T2（℃）≦〔Tdp＋25℃〕 …［１］ 〔上記式［１］中、Tdpは、前記高露点かつ水素を含む
雰囲気ガスの露点（℃）を示す。〕 ＜作 用＞ 熱処理炉の炉体鉄皮は、外気に晒して冷却するのが一
般的な炉壁構造であるが、本発明では、鉄皮の外側に断
熱材を配設して鉄皮の温度を露天よりも高温に保つ。
雰囲気ガスの露点（℃）を示す。〕 ＜作 用＞ 熱処理炉の炉体鉄皮は、外気に晒して冷却するのが一
般的な炉壁構造であるが、本発明では、鉄皮の外側に断
熱材を配設して鉄皮の温度を露天よりも高温に保つ。
しかし、鉄皮の外側に断熱材を配設すると、炉壁全体
の厚さが大となり、炉体が大きくなり過ぎてかえって熱
放散が大となったり、構造上の問題が生じる。構造上、
一般にアンカー金物等の関係から炉壁の厚さは450mm程
度が施工限界とされている。
の厚さが大となり、炉体が大きくなり過ぎてかえって熱
放散が大となったり、構造上の問題が生じる。構造上、
一般にアンカー金物等の関係から炉壁の厚さは450mm程
度が施工限界とされている。
従来から鋼材の熱処理炉の炉壁に最も多く使用されて
いるセラミックファイバー等の断熱材は、例えば水素を
50％含む高露点雰囲気ガス中では、第３図のグラフに示
すように、炉内温度が高温になると平均熱伝導率が急上
昇するため、炉壁の厚さが厚くなり上記の施工限界を超
え、本発明の炉内側の炉壁に使用することができなくな
る。
いるセラミックファイバー等の断熱材は、例えば水素を
50％含む高露点雰囲気ガス中では、第３図のグラフに示
すように、炉内温度が高温になると平均熱伝導率が急上
昇するため、炉壁の厚さが厚くなり上記の施工限界を超
え、本発明の炉内側の炉壁に使用することができなくな
る。
そこで、本発明の炉内側の炉壁に使用する断熱材は、
水素を含む雰囲気ガスによって熱伝導率が上昇しない断
熱材を使用する必要がある。このような断熱材の例とし
ては、従来鋼材の熱処理炉の炉壁用に使用されていな
い、特公昭51−40088号公報に開示されているような対
流伝熱抑制型断熱材が好適であり、この断熱材の水素50
％を含む高露点雰囲気ガス中の炉内温度と平均熱伝導率
との関係を第４図に示す。このグラフのように800℃の
炉内温度においても、この断熱材の熱伝導は0.1kcal/mh
℃以下であり、他の補強用断熱材と組合わせても熱伝導
率を低く抑えることができ、炉壁全体の厚さを薄く構成
することが可能である。
水素を含む雰囲気ガスによって熱伝導率が上昇しない断
熱材を使用する必要がある。このような断熱材の例とし
ては、従来鋼材の熱処理炉の炉壁用に使用されていな
い、特公昭51−40088号公報に開示されているような対
流伝熱抑制型断熱材が好適であり、この断熱材の水素50
％を含む高露点雰囲気ガス中の炉内温度と平均熱伝導率
との関係を第４図に示す。このグラフのように800℃の
炉内温度においても、この断熱材の熱伝導は0.1kcal/mh
℃以下であり、他の補強用断熱材と組合わせても熱伝導
率を低く抑えることができ、炉壁全体の厚さを薄く構成
することが可能である。
＜実施例＞ 本発明の熱処理炉の炉壁構造の一実施例を第１図に基
づいて説明する。第１図は炉壁の断面図であり、１は炉
体鉄皮である。２は鉄皮１の内側に設けた水素を含む雰
囲気ガスによって熱伝導率が上昇しない対流伝熱抑制型
断熱材であり、炉内側補強ボード３及び裏張り用ボード
４により補強されており、５はアンカーピンである。６
は鉄皮１の外側に配設した断熱材であり、鉄皮１の温度
を露点よりも高温に保つためのものである。
づいて説明する。第１図は炉壁の断面図であり、１は炉
体鉄皮である。２は鉄皮１の内側に設けた水素を含む雰
囲気ガスによって熱伝導率が上昇しない対流伝熱抑制型
断熱材であり、炉内側補強ボード３及び裏張り用ボード
４により補強されており、５はアンカーピンである。６
は鉄皮１の外側に配設した断熱材であり、鉄皮１の温度
を露点よりも高温に保つためのものである。
第２図は、上記実施例を炉内温度T1＝800℃、露点60
℃の高露点雰囲気ガスの条件で使用した場合の温度分布
を模式的に示した図であり、この条件において、安定し
て結露を防止できる鉄皮温度T2＝80℃、放散熱量Ｑ＝20
0kcal/m2hを達成できる炉壁の具体的な寸法を次に説明
する。
℃の高露点雰囲気ガスの条件で使用した場合の温度分布
を模式的に示した図であり、この条件において、安定し
て結露を防止できる鉄皮温度T2＝80℃、放散熱量Ｑ＝20
0kcal/m2hを達成できる炉壁の具体的な寸法を次に説明
する。
鉄皮内側の炉壁の熱伝導率を0.1kcal/mh℃とすると、
炉壁厚みD1（第１図参照）は、 となり十分施工が可能な厚さとなる。もちろん鉄皮の外
側には、鉄皮外側の断熱材の外面温度が外気温度以上、
例えば外気より＋20℃となるように断熱を施す必要があ
る。
炉壁厚みD1（第１図参照）は、 となり十分施工が可能な厚さとなる。もちろん鉄皮の外
側には、鉄皮外側の断熱材の外面温度が外気温度以上、
例えば外気より＋20℃となるように断熱を施す必要があ
る。
いま、外気温度20℃とし、断熱材の熱伝導率を0.2kca
l/mh℃とすれば、鉄皮外側の断熱層の厚さD2（第１図参
照）は、 となる。ただし鉄皮表面の熱伝達率は10kcal/m2h℃とす
る。鉄皮外側の断熱材は空気中であるので一般的に用い
られるセラミックファイバーを使用すればよい。
l/mh℃とすれば、鉄皮外側の断熱層の厚さD2（第１図参
照）は、 となる。ただし鉄皮表面の熱伝達率は10kcal/m2h℃とす
る。鉄皮外側の断熱材は空気中であるので一般的に用い
られるセラミックファイバーを使用すればよい。
なお、鉄皮内側の炉壁の熱伝導率を0.1kcal/mh℃以下
としたのは、鉄皮内側の炉壁厚D1を450mm、鉄皮温度を8
0℃としたときの熱伝導率λが、 となり、熱伝導率λが0.1以下なら安定して放散熱量200
kcal/m2hが達成されるからである。
としたのは、鉄皮内側の炉壁厚D1を450mm、鉄皮温度を8
0℃としたときの熱伝導率λが、 となり、熱伝導率λが0.1以下なら安定して放散熱量200
kcal/m2hが達成されるからである。
＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明は、高露点の雰囲気ガスを
使用する熱処理炉において、結露の発生の防止と熱放散
の防止を同時に達成することができ、また炉壁の厚さも
薄くなるため、炉体の外形寸法が抑えられ建設コストを
削減でき、更に、炉の外側に断熱材を配設したので高温
炉壁による危険がない。
使用する熱処理炉において、結露の発生の防止と熱放散
の防止を同時に達成することができ、また炉壁の厚さも
薄くなるため、炉体の外形寸法が抑えられ建設コストを
削減でき、更に、炉の外側に断熱材を配設したので高温
炉壁による危険がない。
第１図は本発明の炉壁構造の一実施例を示す断面図、第
２図は第１図の炉壁構造における温度分布を示す説明
図、第３図は従来から鋼材の熱処理炉に使用している断
熱材の温度と熱伝導率の関係を示すグラフ、第４図は本
発明に使用する対流伝熱抑制型断熱材の温度と熱伝導率
の関係を示すグラフ、第５図は従来の熱処理炉の標準的
な炉壁構造の断面図である。 １……鉄皮、２……対流伝熱抑制型断熱材、３……炉内
側補強ボード、４……裏張り用ボード、５……アンカー
ピン、６……鉄皮外側の断熱材。
２図は第１図の炉壁構造における温度分布を示す説明
図、第３図は従来から鋼材の熱処理炉に使用している断
熱材の温度と熱伝導率の関係を示すグラフ、第４図は本
発明に使用する対流伝熱抑制型断熱材の温度と熱伝導率
の関係を示すグラフ、第５図は従来の熱処理炉の標準的
な炉壁構造の断面図である。 １……鉄皮、２……対流伝熱抑制型断熱材、３……炉内
側補強ボード、４……裏張り用ボード、５……アンカー
ピン、６……鉄皮外側の断熱材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 光蔵 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭61−253327（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−111962（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−54845（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭51−40088（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】高露点かつ水素を含む雰囲気ガスを使用す
る熱処理炉において、炉体鉄皮の外側に断熱材を配設す
るとともに、前記炉体鉄皮の内側に、前記熱処理炉の炉
内温度800℃、炉内雰囲気ガスの水素濃度が50％の条件
下での熱伝導率λが、0.1kcal/mh℃以下である、水素を
含む雰囲気ガスによって熱伝導率が上昇しない対流伝熱
抑制型断熱材を配設し、さらには前記炉体鉄皮の内側の
断熱材の厚さを、炉体鉄皮の温度T2が下記式［１］を満
足する厚さとしたことを特徴とする熱処理炉の炉壁構
造。 記 Tdp＜T2（℃）≦〔Tdp＋25℃〕 …［１］ 〔上記式［１］中、Tdpは、前記高露点かつ水素を含む
雰囲気ガスの露点（℃）を示す。〕
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114560A JP2683033B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 熱処理炉の炉壁構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114560A JP2683033B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 熱処理炉の炉壁構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01285783A JPH01285783A (ja) | 1989-11-16 |
| JP2683033B2 true JP2683033B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=14640865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63114560A Expired - Fee Related JP2683033B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 熱処理炉の炉壁構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683033B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102980402A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-03-20 | 中国铝业股份有限公司 | 一种焙烧炉火道改造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5758074B2 (ja) * | 1974-10-01 | 1982-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPH0226925Y2 (ja) * | 1984-12-26 | 1990-07-20 | ||
| JPS61253327A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 加熱炉の露点低下方法 |
| JPS6254845A (ja) * | 1985-09-03 | 1987-03-10 | Nec Corp | 光ピツクアツプ装置 |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP63114560A patent/JP2683033B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01285783A (ja) | 1989-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |