JP2882289B2

JP2882289B2 - 高炉熱風炉補修時の防熱装置

Info

Publication number: JP2882289B2
Application number: JP22250294A
Authority: JP
Inventors: 晃司堂裏; 博史中村; 比呂志山崎; 弥一米田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1999-04-12
Anticipated expiration: 2014-04-12
Also published as: JPH0860214A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高炉の熱風炉セラミ
ックバーナを補修するに際し、燃焼室温度を低下させる
ことなく、上部マンホールから簡単に取付けできる防熱
装置関する。

【０００２】

【従来の技術】熱風炉は、高炉へ送風する空気を加熱す
るための蓄熱式熱交換器で、図９に示すとおり、燃焼室
９１、蓄熱室９２および混冷室９３からなり、燃焼と送
風が交互に繰り返される。通常熱風炉は、高炉１基に対
して３〜４基が設置され、一般にコークス炉ガスと高炉
ガスとの混合ガスからなる燃料ガス９４と、燃焼用空気
９５を燃焼室９１で混合して燃焼せしめている。この燃
料ガス９４と燃焼用空気９５を混合させて燃焼せしめる
装置をセラミックバーナ９６と称してる。熱風炉のセラ
ミックバーナは、送風時は９５０〜１２００℃の熱風の
侵入や燃焼室の熱輻射により高温となるが、燃焼時は燃
料ガスや常温の燃焼用空気が流れるため、セラミックバ
ーナの耐火物は熱衝撃を受ける。このため、セラミック
バーナの耐火物は、熱的衝撃に強い高アルミナ質煉瓦が
使用されている。

【０００３】熱風炉のセラミックバーナは、近年高炉の
延命化が図られてきたため、長期間の使用によって硫黄
化合物による損傷が著しくなってきている。セラミック
バーナの硫黄化合物による損傷は、燃料ガス中の硫化水
素（Ｈ₂Ｓ）が５０〜４００℃の雰囲気温度で水（Ｈ
₂Ｏ）と反応して硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）に変化し、高アルミ
ナ質煉瓦中の酸化アルミ（Ａｌ₂Ｏ₃）を浸食し、脆弱化
するため、あるいは、燃料ガス中の硫黄分が燃焼して生
成した硫黄酸化物を含む排ガスが、送風時にセラミック
バーナ側に逆流し、水と結合して酸露点で凝縮し、セラ
ミックバーナのガス通路を腐食させるためと考えられて
いる。熱風炉のセラミックバーナが損傷した場合は、燃
焼室、蓄熱室共に常温まで冷却してからセラミックバー
ナを積み替えしていたが、完全冷却、補修、昇温が必要
であり、最低３ケ月程度の補修日数を要するという欠点
を有している。

【０００４】上記の欠点を解消する方法としては、熱風
炉出口管部または炉壁を開孔して燃焼室の水平方向に防
熱板を設け、該防熱板上部燃焼室にドーム煉瓦および蓄
熱室煉瓦保護用仮燃焼バーナを配設し、一方前記防熱板
下部燃焼室を強制的に冷却し、セラミックバーナを熱間
積み替えする方法（特開昭５２−２９４０４号公報）、
中央部に開孔を有する防熱板と、この防熱板を上下動自
在に支持する支持機構とよりなる熱風炉用防熱装置（特
公昭５４−２６９６４号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５２−２９
４０４号公報に開示の方法は、熱風炉の送風を休止して
セラミックバーナ上部に防熱板を設けると共に、熱風炉
保熱用仮バーナを設置し、セラミックバーナ部を冷却し
て積み替えするため工事に約４０日間も要し、熱風炉基
数に余裕のある場合のみ可能で、熱風炉基数に余裕のな
い高炉では実施不可能である。また、特公昭５４−２６
９６４号公報に開示の防熱装置は、防熱板を設置するた
めに雰囲気温度を２００℃以下まで冷却する必要があ
り、また、防熱板の組立てを燃焼室下部で行うため危険
であり、防熱板取付けを完了するには、燃焼停止後早く
ても５日間は必要であるという欠点を有している。

【０００６】本発明者らは、先に内部に空気を封入自在
となした開閉式のパラソル型防熱板と、該パラソル型防
熱板の開閉、倒立、移動を自在に支持する支持機構とか
らなる高炉熱風炉補修時の防熱装置を発明し、既に特願
平５−１９０７２９号として出願している。しかし、特
願平５−１９０７２９号のパラソル型防熱板は、寸法が
大きいために熱風炉壁の開口寸法を大きくする必要があ
り、鉄皮強度の低下、煉瓦目地のゆるみを来すばかりで
なく、炉内に入れたのち直立した状態で開くことが難し
く、作業性に難点があった。

【０００７】この発明の目的は、上記特願平５−１９０
７２９号の防熱装置の欠点を解消し、熱風炉の燃焼室内
で組立る必要がなく、セラミックバーナ上部のマンホー
ルから容易に装入設置できると共に、優れた断熱効果を
有する防熱装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験検討を重ねた。その結果、高炉の
熱風炉のセラミックバーナ直上に、マンホールが設けら
れていることに着目し、該マンホールから燃焼室下部に
断熱ドーム式防熱装置を折畳んで装入し、内部で断熱ド
ームをリフトアップし、送風して断熱ドームを膨らま
せ、その通風力によってドームの円周端を燃焼室下部周
壁部に密着せしめることによって、上部燃焼室と下部セ
ラミックバーナとを完全に遮断できること、また、断熱
ドーム内部に空気を送風することによって、断熱性が向
上することを確認し、この発明に到達した。

【０００９】すなわちこの発明は、高炉熱風炉のセラミ
ックバーナを熱間補修する際に用いる防熱装置におい
て、耐火繊維クロスを縫製した空気送風により膨らむ折
畳み式の断熱ドームと、該断熱ドームを支持する開閉自
在の支持梁と、該支持梁を移動、昇降させる支持機構
と、断熱ドームに接続した圧縮空気供給管とからなるこ
とを特徴とする高炉熱風炉補修時の防熱装置である。

【００１０】

【作用】この発明の防熱装置は、耐火繊維クロスを縫製
した空気送風により膨らむ折畳み式の断熱ドームと、該
断熱ドームを支持する開閉自在の支持梁と、該支持梁を
移動、昇降させる支持機構と、断熱ドームに接続した圧
縮空気供給管とで構成したことによって、高炉熱風炉の
セラミックバーナ補修に際し、断熱ドームは、炉外では
閉止した支持梁上で小さく折畳んでおき、支持機構は、
マンホールから搬入できるよう最下限まで下げた状態と
しておく。そして、セラミックバーナ直上のマンホール
を開放し、防熱装置を炉内に装入したのち、支持機構を
炉外より操作して支持梁を所定位置までリフトアップ
し、支持梁を開く。支持梁を開いたのち、断熱ドームに
接続した圧縮空気供給管から圧縮空気を供給し、断熱ド
ームを膨らませて断熱ドームの円周端を燃焼室下部周壁
面に密着せしめ、防熱装置の取付けが完了する。この防
熱装置の取付けによって、燃焼室下部と下部セラミック
バーナとは完全に遮断される。

【００１１】次にマンホール開口部を薄鋼板等で遮蔽し
たのち、燃焼ブロワーを起動してセラミックバーナの空
気側から空気を送風してガス側より放出することによっ
て、セラミックバーナの強制冷却を行い、強制冷却完了
後、マンホールを開放してセラミックバーナ等の補修を
実施する。

【００１２】この発明の防熱装置の折畳み式の断熱ドー
ムは、中央部の支持梁のみに固定してあり、断熱ドーム
の外周部のドーナツリング部の内面には、シリコンゴム
を塗布している。断熱ドームを膨らませる際には、先ず
外周部のドーナツリング部に送風し、その空気圧で断熱
ドームを開いて断熱ドームのドーナツリング部を燃焼室
下部周壁面に密着させ、しかるのち断熱ドームの内面部
に送風し、内面部を膨らませ、断熱効果を上げる構造と
している。断熱ドームを形成する耐火繊維クロスは、通
気するが漏れ量以上の送風量と、断熱ドーム重量以上の
送風圧力があれば膨らむ。また、断熱ドームの外周部の
ドーナツリング部内面のシリコンゴムは、約２００℃で
消失するが短時間（１５分）では消失せず、圧力を要す
る断熱ドームが開くまで気密を保持でき、それ以降の洩
風量は増加するが、その分以上に送風量を確保すること
によって、断熱ドームの開いた状態を維持することがで
きる。支持梁を移動、昇降させる支持機構の上昇は、ス
クリューネジで行い、支持梁は旋回して開く構造となっ
ている。支持梁は、中心部を要として片側づつ１８０°
開いて３６０°開くもので、ワイヤーを反対側マンホー
ルより引っ張って開くようになっている。断熱ドームを
構成する耐火繊維クロスとしては、シリカクロス、セラ
ミックファイバークロス、炭素繊維クロス、アルミナフ
ァイバークロス等を用いることができる。

【００１３】

【実施例】

実施例１以下にこの発明の防熱装置の詳細を実施の一例を示す図
１ないし図４に基づいて説明する。図１はこの発明の防
熱装置の断熱ドームの開状態の平面図、図２は図１のＡ
−Ａ断面図で断熱ドームの外周部のドーナツリング部を
示すもので、（ａ）図はドーナツリング部膨張前断面
図、（ｂ）図はドーナツリング部膨張後断面図、図３は
図１のＢ−Ｂ断面図で断熱ドームを示すもので、（ａ）
図は膨張前断面図、（ｂ）図は膨張後断面図、図４は燃
焼室下部へのこの発明の防熱装置の装入状況を示す側断
面図で、（ａ）図は装入した状態の側断面図、（ｂ）図
は装入後リストアップした状態の側断面図、図５は支持
梁中心部の取付け状況を示すもので、（ａ）図は平面
図、（ｂ）図は側面図、図６はこの発明の防熱装置の設
置順序を示すもので、（ａ）図は燃焼室下部へのこの発
明の防熱装置の装入状況を示す側面説明図、（ｂ）図は
断熱ドームを開放した状態の平面説明図、（ｃ）図は防
熱装置の断熱ドームを膨張させて設置した状況を示す側
面説明図である。

【００１４】図１ないし図５において、１は折畳み式の
断熱ドームで、半円で製作し繋ぎ合わせたものである。
断熱ドーム１は、上面クロス２、下面クロス３共にシリ
カクロスを使用し、外周部のドーナツリング部４の内面
には、シリコンゴム５をコーティングしたものである。
断熱ドーム１の縫製は、断熱繊維からなる糸６を使用
し、上面クロス２にはセラミックファイバークロス７を
縫い付け、縫合わせ部には、セラミックテープ８を貼り
付けて断熱効果を向上させている。断熱ドーム１の空気
の導入部は、内面部空気導入口９とドーナツリング部４
への空気導入口１０とに分割され、別々に送風する構造
となっている。

【００１５】１１は断熱ドーム１を支持する開閉自在の
支持梁、１２は支持梁１１を移動、昇降させる支持機構
で、本体フレーム１３の上に取付けた一対のスクリュー
ネジ１４に螺合するナット１５に一端を枢着した支柱１
６の先端に枢着した受台１７上に固定した内輪１８に４
段に外輪１９、２０、２１、２２を嵌合し、際上段の外
輪１９と２段目と３段目の外輪２０、２１に各支持梁１
１の基端が溶接固定され、際上段の外輪１９は固定と
し、２段目と３段目の外輪２０、２１は回転自在で、か
つ水平の溝２３が対応する位置に設けられ、該溝２３に
内輪１８に固定したストッパーピン２４が係合し、外輪
２０、２１の回転を規制しており、外輪２０、２１を回
転させることによって、支持梁１１が旋回して３６０°
に開くよう構成されている。なお、２５は面部空気導入
口９に接続したエアーホース、２６はドーナツリング部
４への空気導入口１０に接続したエアーホース、２７は
熱風炉の燃焼室、２８はセラミックバーナ部、２９はセ
ラミックバーナ部１８直上のマンホールを示す。

【００１６】上記のとおり構成したことによって、熱風
炉のセラミックバーナ部２８を補修する場合は、燃焼を
停止せしめたのち、セラミックバーナ部２８直上のマン
ホール２９を開放し、図６（ａ）に示すとおり、防熱装
置を片側マンホール２９の前に搬送し、対面マンホール
２９に防熱装置の本体フレーム１３をウインチで搬入す
る。しかるのち、図示しないワイヤーを反対側のマンホ
ール２９から引張って２段目と３段目の外輪２０、２１
を回転させて支持梁１１を図６（ｂ）に示すよう３６０
°に開いたのち、本体フレーム１３の上に取付けた一対
のスクリューネジ１４を回転させて支柱１６の先端に枢
着した受台１７をリストアップする。次いで空気導入口
１０に接続したエアーホース２６から空気を供給して断
熱ドーム１外周のドーナツリング部４に送風して断熱ド
ーム１を開いたのち、内面部空気導入口９に接続したエ
アーホース２５から空気を供給して断熱ドーム１の内面
部を膨らませ、図６（ｃ）に示すとおり、ドーナツリン
グ部４を燃焼室２７下部の周壁面に密着させ、断熱性を
向上させると共に、燃焼室２７下部の周壁面との密着性
を向上させ、防熱装置の取付けを完了する。断熱ドーム
１内の空気圧は、圧力調整弁３０により常時一定圧に保
持する。

【００１７】これによって燃焼室２７上部と下部セラミ
ックバーナ部２８とは完全に遮断される。しかるのち、
マンホール２９の開口部を薄鋼板等でシールしたのち、
図示しない燃焼ブロワーを起動して空気を送風し、ガス
側より放出させて強制冷却を行う。強制冷却が完了すれ
ば、マンホール２９の開口部に取付けた薄鋼板等を除去
してマンホール２９を開放し、セラミックバーナ部２８
の補修を行う。セラミックバーナ部２８の補修を完了す
れば、圧力調整弁３０を閉じてエアーホース２５、２６
を面部空気導入口９、１０から取外して断熱ドーム１か
ら空気を抜き、本体フレーム１３の上に取付けた一対の
スクリューネジ１４を前記と逆回転させて支柱１６の先
端に枢着した受台１７を下降させ、２段目と３段目の外
輪２０、２１を前記と逆回転させて支持梁１１と共に断
熱ドーム１を閉じる。次いでウインチを操作してマンホ
ール２９から防熱装置の本体フレーム１３を搬出し、マ
ンホール２９を閉じて防熱装置の取り外しを完了する。
なお、上記マンホール２９は、通常内側が耐火物で密閉
されているが、炉補修時のみマンホール２９の耐火物を
解体して開放状態となる。この時開放状態のマンホール
２９から防熱装置を装入し、炉補修が完了すれば防熱装
置を搬出し、乾燥バーナを設置して補修した耐火物を乾
燥する。その後、再びマンホール２９の内側を耐火物で
密閉し、通常の操業状態に復帰する。

【００１８】実施例２図７に示すとおり、図示しない煙突側でドラフト圧を調
整しながら、セラミックバーナ部２８直上のマンホール
２９を開放した。その時点での燃焼室２７内温度は１０
００℃であった。マンホール２９開放から実施例１に記
載の防熱装置を装入して設置完了まで４時間を要した。
次いでマンホール２９を薄鋼板で閉止したのち、図示し
ない燃焼用ブロワーを起動して４０℃の空気を２０時間
送風し、ガス側から排出してセラミックバーナ部２８を
強制冷却した。その間のセラミックバーナ部２８のａ〜
ｃの３箇所および燃焼室２７の壁面ｅの温度変化を測定
した。その結果を図８に示す。

【００１９】図８に示すとおり、セラミックバーナ部２
８上面ａ、ｃおよびセラミックバーナ部２８下部ｂの煉
瓦温度は５０℃以下となり、補修作業を行うのに十分な
温度となった。また、断熱ドーム１上部の壁面ｅの温度
は、１００℃程度の低下で、断熱ドームの断熱効果は
十分であることが確認された。セラミックバーナ部２８
の補修を完了し、防熱装置を取外すまでの総休風時間を
５０時間で完了した。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明の防熱装置
は、マンホールから容易に挿入設置できると共に、優れ
た断熱効果を有し、熱風炉のセラミックバーナ部の熱間
補修を従来に比較して短時間で実施することができ、早
期に正常運転に復帰することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の防熱装置の断熱ドームの開状態の平
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図で断熱ドームの外周部のド
ーナツリング部を示すもので、（ａ）図はドーナツリン
グ部膨張前断面図、（ｂ）図はドーナツリング部膨張後
断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図で断熱ドームを示すもの
で、（ａ）図は膨張前断面図、（ｂ）図は膨張後断面図
である。

【図４】燃焼室下部へのこの発明の防熱装置の装入状況
を示す側断面図で、（ａ）図は装入した状態の側断面
図、（ｂ）図は装入後リストアップした状態の側断面図
である。

【図５】支持梁中心部の取付け状況を示すもので、
（ａ）図は平面図、（ｂ）図は側面図である。

【図６】この発明の防熱装置の設置順序を示すもので、
（ａ）図は燃焼室下部へのこの発明の防熱装置の装入状
況を示す側面説明図、（ｂ）図は断熱ドームを開放した
状態の平面説明図、（ｃ）図は防熱装置の断熱ドームを
膨張させて設置した状況を示す側面説明図である。

【図７】実施例２における温度測定位置を示す側断面図
である。

【図８】実施例２における燃焼停止後経過時間と絶対温
度との関係を示すグラフである。

【図９】熱風炉の概略説明図である。

【符号の説明】

１断熱ドーム２上面クロス３下面クロス４ドーナツリング部５シリコンゴム６糸７セラミックファイバークロス８セラミックテープ９内面部空気導入口１０空気導入口１１支持梁１２支持機構１３本体フレーム１４スクリューネジ１５ナット１６支柱１７受台１８内輪１９、２０、２１、２２外輪２３溝２４ストッパーピン２５、２６エアーホース２７、９１燃焼室２８セラミックバーナ部２９マンホール３０圧力調整弁９２蓄熱室９３混冷室９４燃料ガス９５燃焼用空気９６セラミックバーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米田弥一和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内 (56)参考文献特開平７−18315（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21B 9/10 302 C21B 7/06 303 F27D 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉熱風炉のセラミックバーナを熱間補
修する際に用いる防熱装置において、耐火繊維クロスを
袋状に縫製した空気送風により膨らむ折畳み式の断熱ド
ームと、断熱ドームを移動、昇降、開閉自在に支持する
支持機構と、断熱ドームに接続した圧縮空気供給管とか
らなることを特徴とする高炉熱風炉補修時の防熱装置。