JP3201582U

JP3201582U - 高温処理炉

Info

Publication number: JP3201582U
Application number: JP2015005034U
Authority: JP
Inventors: 泰雄酒井; 学小原
Original assignee: TYK Corp
Current assignee: TYK Corp
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2021-08-31

Abstract

【課題】高温処理炉の使用条件が過酷で且つ一様ではない場合でも、天井炉蓋における耐火物層の耐火材料が脱落して落下するおそれを抑制できる高温処理炉を提供する。【解決手段】天井炉蓋４は、天井鉄皮４０と、炉室２０に対面するように天井鉄皮の内面に被着された耐火材料で形成された耐火物層４２と、上端部が天井鉄皮４０に固着され耐火物層４２の耐火物と機械的に係合する複数の金属係合部をもつ複数の金属アンカー５と、上端部が天井鉄皮４０に固着された補助具と、補助具を介して天井鉄皮４０に保持され耐火物層４２の耐火物と機械的に係合する複数のセラミックス係合部をもつ複数のセラミックスアンカー６とを備え、金属アンカー５とセラミックスアンカー６は交互に配置されている。【選択図】図１

Description

本考案は灰溶融炉等に連結される高温処理炉に関する。

灰溶融炉等に連結される高温処理炉は、処理物を処理させる炉室と炉室の上面に形成された上面開口とをもつ炉体と、炉体の上面開口に被着された天井炉蓋とを備える。天井炉蓋は、天井鉄皮と、炉室に対面するように天井鉄皮の内面に被着された耐火材料で形成された耐火物層とをもつ。このものによれば、高温処理炉の使用条件は過酷であり且つ高温処理炉毎に一様ではない。高温処理炉の使用条件が過酷で且つ一様でないため、天井炉蓋が様々な条件に対応するのは容易ではなく、天井炉蓋における耐火物層の耐火材料が脱落して落下するおそれがある。

特開平１１−１９３９１７号公報

本考案は上記した実情に鑑みてなされたものであり、高温処理炉の使用条件が過酷で且つ一様ではない場合であっても、天井炉蓋における耐火物層の耐火材料が脱落して落下するおそれを抑制させるのに有利な高温処理炉を提供することを課題とする。

本考案に係る高温処理炉は、処理物を処理させる炉室と前記炉室の上面に形成された上面開口とをもつ炉体と、前記炉体の上面開口に被着された天井炉蓋とを具備する高温処理炉であって、前記天井炉蓋は、天井鉄皮と、前記炉室に対面するように前記天井鉄皮の内面に被着された耐火材料で形成された耐火物層と、上端部が前記天井鉄皮に吊持状態に固着され前記耐火物層の耐火物と機械的に係合する複数の金属係合部をもつ複数の金属アンカーと、前記天井鉄皮に固着された補助具と、前記補助具を介して前記天井鉄皮に吊持状態に保持され前記耐火物層の耐火物と機械的に係合する複数のセラミックス係合部をもつ複数のセラミックスアンカーとを具備し、前記セラミックスアンカーは、中心軸線をもつ棒状部材と、前記中心軸線の回りにリング状に形成され前記中心軸線の延びる方向において複数並設された溝状リング部と、前記中心軸線の回りにリング状に形成され前記中心軸線の延びる方向において隣設する溝状リング部間に設けられた複数のセラミックス係合部とを具備し、前記金属アンカーと前記セラミックスアンカーは、交互に配置されていることを特徴とする。

本考案に係る高温処理炉によれば、天井炉蓋は、炉室に対面するように天井鉄皮の内面に被着された耐火材料で形成された耐火物層と、上端部が天井鉄皮に固着され耐火物層の耐火物と機械的に係合する複数の金属係合部をもつ複数の金属アンカーと、天井鉄皮に固着された補助具と、補助具を介して天井鉄皮に保持され耐火物層の耐火物と機械的に係合する複数のセラミックス係合部をもつ複数のセラミックスアンカーとを有する。金属アンカーは、スポーリングせず金属自体に亀裂が発生することはないが、高温時に溶融したり、耐火物層に亀裂が発生すると、亀裂を介して耐火物層の内部に進入した腐食性ガスにより腐食が進行したりするおそれがある。セラミックスアンカーは、高温であっても、溶融しないし腐食性のガスにも強いが、長期にわたり使用されると、スポーリングによりセラミックスアンカーには亀裂が発生するおそれがある。このため本考案に係る高温処理炉によれば、金属アンカーの優れた長所とセラミックスアンカーの優れた長所を併用することができる。

本考案に係る高温処理炉によれば、金属アンカーは、スポーリングせず金属自体に亀裂が発生することはないが、高温時に溶融したり、腐食性のガスにより腐食したりするおそれがある。殊に、耐火物層に亀裂が発生すると、亀裂から耐火物層の内部に進入した金属アンカーに腐食が進行するおそれが高い。これに対してセラミックスアンカーは、高温であっても、溶融しないし、腐食性のガスにも強いが、スポーリングにより亀裂が発生するおそれがある。このため金属アンカーの優れた長所とセラミックスアンカーの優れた長所とを併用することができる。即ち、金属アンカーが溶融したり腐食により劣化したりするときであっても、セラミックスが作用できる。またセラミックスアンカーにスポーリングにより亀裂が発生するときであっても、金属アンカーが作用できる。このような本考案に係る高温処理炉によれば、高温処理炉の使用条件が一様ではない場合であっても、天井炉蓋における耐火物層の耐火材料が脱落して落下するおそれを抑制させるのに有利な高温処理炉を提供することができる。金属アンカーの材質としては炭素鋼、ステンレスレス鋼などの合金鋼が例示される。セラミックスアンカーの材質として、アルミナ、窒化ケイ素、炭素ケイ素等が上げられる。

本考案に係る高温処理炉によれば、セラミックスアンカーは、中心軸線をもつ棒状部材と、中心軸線の回りにリング状に形成され中心軸線の延びる方向において複数並設された溝状リング部と、中心軸線の回りにリング状に形成され中心軸線の延びる方向において隣設する溝状リング部間に設けられた複数のセラミックス係合部とを具備する。溝状リング部およびセラミックス係合部はセラミックスアンカーの軸長方向の長さのうち７０％以上または８０％以上に設けられていることが好ましい。
さらに、本考案に係る高温処理炉によれば、セラミックスアンカーおよび金属アンカーは交互に配置されている。金属アンカーはセラミックスアンカーに比較して伝熱性が良く、耐火物層の熱むらの低減に有利である。金属アンカーは、スポーリングせず金属自体に亀裂が発生することはないが、高温時に溶融したり、腐食性のガスにより腐食したりするおそれがある。殊に、耐火物層に亀裂が発生すると、亀裂から耐火物層の内部に進入した金属アンカーに腐食が進行するおそれが高い。これに対して、セラミックスアンカーは、高温であっても、溶融しないし、腐食性のガスにも強いが、スポーリングにより亀裂が発生するおそれがある。本考案に係る高温処理炉によれば、セラミックスアンカーおよび金属アンカーは交互に配置されているため、金属アンカーが溶融したり腐食により劣化したりするときであっても、セラミックスアンカーが耐火物層に作用でき、一方、セラミックスアンカーにスポーリングにより亀裂が発生するときであっても、金属アンカーが耐火物層に作用できるため、互いの長所および短所が偏らず、効果的である。

本考案によれば、高温処理炉の使用条件が過酷で且つ一様ではない場合であっても、天井炉蓋における耐火物層の耐火材料が脱落して落下するおそれを抑制させるのに有利な高温処理炉を提供することができる。

高温処理炉の炉蓋付近を模式的に示す断面図である。炉蓋の要部の断面図である。セラミックスアンカーの断面図である。金属アンカーの断面図である。図１のＡ−Ａ線に沿って炉蓋の内部を投影して示す断面図である。

（実施形態）
以下、本考案の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係るゴミ処理用の高温処理炉１は、家庭用ゴミや業務用ゴミや産業用ゴミ等のゴミを焼却させるゴミ焼却処理用の灰溶融炉に連結される。灰溶融炉は焼却灰を約１５００℃等の高温で溶融して、再生利用可能なスラグとメタルとに変えるものである。高温処理炉１は、処理物を処理させる炉室と炉室の上面に形成された上面開口とをもつ炉体と、炉体の上面開口に被着された天井炉蓋４とを有する。高温処理炉１は灰溶融炉に連通している。図１は炉蓋４付近を示す。図２はその内部構造の拡大図を示す。図１に示すように、炉蓋４は、天井鉄皮４０と、炉室２０に対面するように天井鉄皮４０の内面に被着された耐火材料で形成された耐火物層４２と、天井鉄皮４０に吊持された複数の金属アンカー５と、天井鉄皮４０に吊持された複数のセラミックスアンカー６とを有する。図２に示すように、耐火物層４２は、炉室２０に対面するように天井鉄皮４０の内面に被着された耐火材料で形成されており、断熱ボードで形成された第１層４２ｆと、断熱ボードで形成された第２層４２ｓと、断熱キャスタブル層で形成された多孔質の第３層４２ｔと、耐火れんがで形成された第４層４２ｅとで形成されている。第３層４２ｔは第４層４２ｅよりも多孔質とされている。第４層４２ｅは第３層４２ｔよりも緻密とされている。なお、耐火物層４２に穴を適宜形成して金属アンカー５およびセラミックスアンカー６を耐火物層４２に埋設できる。

金属アンカー５は、溶接部６５で天井鉄皮４０にほぼ垂直状態に吊持されており、天井鉄皮４０に固着されたＬ形状に曲成された固着部５０と、下端部に形成された耐火物層４２の第４層４２ｅの耐火物と機械的に係合する第１金属係合部５１と、中間部に形成された耐火物層４２の第３層４２ｔの耐火物と機械的に係合する第２金属係合部５２とをもつ。第１金属係合部５１は、下方向（矢印Ｄ方向）に向かうにつれて拡開する下向きのＹ形状をなしており、耐火物層４２のうち最も下層（下側）の第４層４２ｅに機械的に係合する。第２金属係合部５２は下方向（矢印Ｄ方向）に向かうにつれて拡開する下向きのＶ形状をなしており、耐火物層４２のうち中間層である第３層４２ｔの耐火物と機械的に係合する。このように金属アンカー５の金属係合部５１，５２は耐火物層４２のうち位置が異なる部分（第３層４２ｔ，第４層４２ｅ）に機械的に係合するため、耐火物層４２の脱落を効果的に抑制できる。更に平面視において、金属係合部５１，５２は互いに異なる方向（矢印Ｗ１方向，矢印Ｗ２方向，図４参照）に指向しているため、脱落防止の方向性の偏りが抑制される。

補助具６３の上端部６３ｕは溶接部６５で天井鉄皮４０に吊持されつつ固着されている。セラミックスアンカー６は、補助具６３を介して天井鉄皮４０にほぼ垂直状態に吊持されて保持されている。本実施形態によれば、セラミックスアンカー６は、中心軸線Ｐをもつ棒状部材６０と、中心軸線Ｐが延びる方向に並設された複数の溝状リング部６１と、中心軸線Ｐが延びる方向に並設された複数のセラミックス係合部６２と、溝状リング部６１およびセラミックス係合部６２の間に形成された傾斜面６９とを有する。傾斜面６９の応力緩和作用により、セラミックスアンカー６における亀裂の生成が抑制される。溝状リング部６１は、中心軸線Ｐの回りにリング状に形成され中心軸線Ｐの延びる方向において複数並設されている。セラミックス係合部６２は、中心軸線Ｐの回りにリング状に形成されており、中心軸線Ｐの延びる方向において隣設する溝状リング部６１間に設けられている。図２および図３に示すように、中心軸線Ｐの延びる方向において、溝状リング部６１およびセラミックス係合部６２は、交互に形成されているため、耐火物層４２を構成する耐火物との機械的係合性を高めるのに有利である。

セラミックス係合部６２は、セラミックスアンカー６の軸長方向（上下方向）において下方向（矢印Ｄ方向）に向かうにつれて、幅寸法Ｄａが増加する断面四角形状をなしている。このため、耐火物層４２を構成する耐火物がセラミックスアンカー６に係合する割合が増加し、セラミックスアンカー６が耐火物層４２を効果的に吊持することができる。更にセラミックス係合部６２は、金属アンカー５に比較してコスト高であるものの、セラミックスアンカー６の軸長方向（上下方向）の全長にわたり複数個並設されているため、セラミックスアンカー６が耐火物層４２を効果的に吊持することができる。なお、図２から理解できるように、金属アンカー５の全体は耐火物層４２に埋設されており、金属アンカー５の先端５ｅは耐火物層４２から露出しない。セラミックスアンカー６に比較して、金属アンカー５は耐熱性が必ずしも充分ではないためである。これに対して、セラミックスアンカー６の下面６ｕは耐火物層４２にほぼ面一状態に露出することができる。セラミックスアンカー６の吊持位置の確認またはマーキングに有利である。ひいては、耐火物層４２に埋設されている金属アンカー５の埋設位置の確認に貢献できる。金属アンカー５はセラミックスアンカー６間に配置されるためである。なお、セラミックスアンカー６の下面６ｕは耐火物層４２に被覆されていても良い。

図３に示すように、セラミックスアンカー６の平面視において、断面四角形状のセラミックス係合部６２は、互いに対向する２つの第１辺６２ｆと、第１辺６２ｆに隣設しつつ互いに対向する２つの第２辺６２ｓとをもつ。断面四角形状の溝状リング部６１は、互いに対向する２つの第１辺６１ｆと、互いに対向する２つの第２辺６１ｓとをもつ。

図２に示すように、補助具６３は、セパレータアンカーのうち上側（最上側）のセラミックス係合部６２に係合してセラミックスアンカー６を吊持する。従って、セラミックスアンカー６は補助具６３を介して天井鉄皮４０にほぼ垂直状態に吊持されて保持されている。セラミックスアンカー６は、耐火物層４２の第１層４２ｆ、第２層４２ｓ、第３層４２ｔ、第４層４２ｅに係合する耐火物と機械的に係合する複数のセラミックス係合部６２をもつ。

図５に示すように、セラミックスアンカー６および金属アンカー５は交互に設けられている。即ち、Ｘ方向において隣設するセラミックスアンカー６間に金属アンカー５が位置する。Ｘ方向に隣設する金属アンカー５間にセラミックスアンカー６が位置する。同様に、Ｙ方向において隣設するセラミックスアンカー６間に金属アンカー５が位置する。Ｙ方向に隣設する金属アンカー５間にセラミックスアンカー６が位置する。

本実施形態によれば、金属アンカー５はセラミックスアンカー６に比較して伝熱性が良く、耐火物層４２の熱むらの低減に有利である。金属アンカー５は、スポーリングせず金属自体に亀裂が発生することはないが、高温時に溶融したり、腐食性のガスにより腐食したりするおそれがある。殊に、耐火物層４２に亀裂が発生すると、亀裂から耐火物層４２の内部に進入した腐食性のガスにより金属アンカー５に腐食が進行するおそれが高い。これに対して、セラミックスアンカー６は、高温であっても、溶融しないし、腐食性のガスにも強いが、スポーリングにより亀裂が発生するおそれがある。このため本実施形態によれば、金属アンカー５の優れた長所とセラミックスアンカー６の優れた長所とを併用することができる。

即ち、金属アンカー５が溶融したり腐食により劣化したりするときであっても、セラミックスアンカー６が耐火物層４２に作用できる。またセラミックスアンカー６にスポーリングにより亀裂が発生するときであっても、金属アンカー５が耐火物層４２に作用できる。しかも金属アンカー５およびセラミックスアンカー６は交互に並設されているため、互いの長所および短所が偏らず、効果的である。このような本実施形態によれば、高温処理炉１の使用条件が過酷で且つ一様ではない場合であっても、天井炉蓋４における耐火物層４２の耐火材料が脱落して落下するおそれを抑制させるのに有利な高温処理炉１を提供することができる。

上記したようにセラミックスアンカー６および金属アンカー５が併用されているときには、炉蓋４における施工投影面積をＳ（単位：ｃｍ^２）とする。アンカー５，６が併用される炉蓋４における施工投影面積Ｓにおいて、セラミックスアンカー６の使用本数をＡとし、金属アンカー５の使用本数をＢとする。この場合、セラミックスアンカー６の使用本数Ａとしては、［（１／１０）×Ｓ］＜［Ａ×π×（２５／２）^２］＜［（６／１０）×Ｓ］の関係が成立することが好ましい。金属アンカー５の使用本数Ｂとしては、［（１／１０）×Ｓ］＜［Ｂ×π×（２０／２）^２］＜［（６／１０）×Ｓ］の関係が成立することが好ましい。πは円周率である。ここで、［（１／１０）×Ｓ］は、炉蓋４における施工投影面積のうちの１０％を意味する。［（６／１０）×Ｓ］は、炉蓋４における施工投影面積のうちの６０％を意味する。ここで、経験的に、１本のセラミックスアンカー６の支え直径は２５ｃｍ、支え面積は［π×（２５／２）^２］ｃｍ^２、１本の金属アンカー５の支え直径２０ｃｍ、支え面積は［π×（２０／２）^２］ｃｍ^２とする。

（その他）
本考案は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。炉蓋の用途によって、セラミックスアンカー６の使用本数Ａ＞金属アンカー５の使用本数Ｂでも良い。また、用途によって、セラミックスアンカー６の使用本数Ａ＜金属アンカー５の使用本数Ｂでも良い。用途によってセラミックスアンカー６の使用本数Ａ＝金属アンカー５の使用本数Ｂでも良い。セラミックスアンカー６の使用本数Ａ≒金属アンカー５の使用本数Ｂでも良い。

１は高温処理炉、２は炉体、２０は炉室、２１は上面開口、２３は炉体用鉄皮、２４は炉体用耐火物層、４は炉蓋、４０は天井鉄皮、４２は耐火物層、５は金属アンカー、５０は固着部、５１は第１金属係合部、５２は第２金属係合部、６はセラミックスアンカー、６０は棒状部材、６１は溝状リング部、６２はセラミックス係合部、６３は補助具を示す。

Claims

処理物を処理させる炉室と前記炉室の上面に形成された上面開口とをもつ炉体と、前記炉体の上面開口に被着された天井炉蓋とを具備する高温処理炉であって、
前記天井炉蓋は、天井鉄皮と、前記炉室に対面するように前記天井鉄皮の内面に被着された耐火材料で形成された耐火物層と、上端部が前記天井鉄皮に吊持状態に固着され前記耐火物層の耐火物と機械的に係合する複数の金属係合部をもつ複数の金属アンカーと、前記天井鉄皮に固着された補助具と、前記補助具を介して前記天井鉄皮に吊持状態に保持され前記耐火物層の耐火物と機械的に係合する複数のセラミックス係合部をもつ複数のセラミックスアンカーとを具備し、
前記セラミックスアンカーは、中心軸線をもつ棒状部材と、前記中心軸線の回りにリング状に形成され前記中心軸線の延びる方向において複数並設された溝状リング部と、前記中心軸線の回りにリング状に形成され前記中心軸線の延びる方向において隣設する溝状リング部間に設けられた複数のセラミックス係合部とを具備し、
前記金属アンカーと前記セラミックスアンカーは、交互に配置されていることを特徴とする高温処理炉。
請求項１において、前記耐火物層は、前記天井鉄皮の内面に被着され、断熱ボードで形成された断熱ボード層と、前記断熱ボード層の内面に被着され多孔質のキャスタブルで形成された断熱キャスタブル層と、前記断熱キャスタブル層の内面に被着され前記断熱キャスタブル層より緻密な耐火れんがで形成された断熱れんが層とを有し、
前記金属アンカーは２個の前記金属係合部を有し、２個の金属係合部の一つは前記鉄皮から前記炉室への方向に向かうにつれて拡開するＹ形状で前記断熱れんが層と機械的に係合する第１金属係合部と、他の一つは前記鉄皮から前記炉室への方向に向かうにつれて拡開するＶ形状で前記断熱キャスタブル層と機械的に係合する第２金属係合部とを有する高温処理炉。