JP3521466B2 - 熱風炉の鉄皮保温構造 - Google Patents
熱風炉の鉄皮保温構造Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、応力腐食割れ対策のた
め保温材を用いて鉄皮保温を行うと共に、鉄皮の温度監
視のため多数の光ファイバ温度計を光ファイバを内蔵し
た保護管を介して鉄皮の円周に沿って多段に張りめぐら
した熱風炉の鉄皮構造の改良に関するものである。
め保温材を用いて鉄皮保温を行うと共に、鉄皮の温度監
視のため多数の光ファイバ温度計を光ファイバを内蔵し
た保護管を介して鉄皮の円周に沿って多段に張りめぐら
した熱風炉の鉄皮構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７に示すように高炉の付帯設備として
の熱風炉１は加熱時に燃焼室２へ燃料ガスを導入して高
温の燃焼ガスをつくり、これを蓄熱室３に送ってギッタ
れんがに蓄熱させる。一方送風時には外気を蓄熱室３に
導入し、ここで予熱した空気を熱風管から1300℃、 3.5
kg／cm2 程度の熱風として供給する切り替え方式がとら
れている。
の熱風炉１は加熱時に燃焼室２へ燃料ガスを導入して高
温の燃焼ガスをつくり、これを蓄熱室３に送ってギッタ
れんがに蓄熱させる。一方送風時には外気を蓄熱室３に
導入し、ここで予熱した空気を熱風管から1300℃、 3.5
kg／cm2 程度の熱風として供給する切り替え方式がとら
れている。
【０００３】そのため熱風炉、とくに燃焼室２および蓄
熱室３のドーム頂部ではNOX などを含む高温高圧の燃焼
ガスと送風ガスとが燃焼時および送風時において、交互
に繰り返す。燃焼時と送風時の鉄皮内面温度は、燃焼時
には 250℃より高く、送風時には 150℃より低く作用す
る条件下にある。熱風炉のドーム鉄皮の外面が大気に接
して冷却される構造になっていると、鉄皮の内面も 100
℃以下の低い温度条件に保持され、燃焼ガスや送風ガス
中に含まれる水分、NOX などの腐食性成分が鉄皮内面に
接することにより冷却され結露するため、鉄皮内面から
腐食して応力腐食割れを生じ、ついには鉄皮内面から外
面に達する割れを生じることになる。
熱室３のドーム頂部ではNOX などを含む高温高圧の燃焼
ガスと送風ガスとが燃焼時および送風時において、交互
に繰り返す。燃焼時と送風時の鉄皮内面温度は、燃焼時
には 250℃より高く、送風時には 150℃より低く作用す
る条件下にある。熱風炉のドーム鉄皮の外面が大気に接
して冷却される構造になっていると、鉄皮の内面も 100
℃以下の低い温度条件に保持され、燃焼ガスや送風ガス
中に含まれる水分、NOX などの腐食性成分が鉄皮内面に
接することにより冷却され結露するため、鉄皮内面から
腐食して応力腐食割れを生じ、ついには鉄皮内面から外
面に達する割れを生じることになる。
【０００４】熱風炉の鉄皮寿命を決定する原因の一つで
ある応力腐食割れを防止するのに有効な手段の一つに図
４に示すように鉄皮４の外面を保温材５で被覆し、さら
にその外表面を外装鉄皮８を用いて被うことによって鉄
皮４の温度を 150℃以上（管理温度＝ 200±50℃）にし
て鉄皮内面での燃焼ガス中に含まれるNOX に起因する硝
酸塩の結露を防止することが知られている。
ある応力腐食割れを防止するのに有効な手段の一つに図
４に示すように鉄皮４の外面を保温材５で被覆し、さら
にその外表面を外装鉄皮８を用いて被うことによって鉄
皮４の温度を 150℃以上（管理温度＝ 200±50℃）にし
て鉄皮内面での燃焼ガス中に含まれるNOX に起因する硝
酸塩の結露を防止することが知られている。
【０００５】保温材５としては約10mm程度で、熱伝導率
λ＝0.03〜0.05kcal／ｍ・ｈ・℃のものとしてたとえば
グラスウールが使用されていた。そして近年は鉄皮４に
熱電対や光ファイバ温度計を多数張りめぐらし、これに
よって鉄皮４の温度管理を行うようになってきた（特願
平４−139061号公報参照）。光ファイバ温度計を使用す
る場合には、図５に示すように光ファイバを内蔵する保
護管７を図７に示すように燃焼室２および蓄熱室３の鉄
皮外面に高さ方向に約 1.5ｍピッチで円周方向に沿って
張りめぐらしてあり、熱風炉１の全体温度を測定できる
ようになっている。
λ＝0.03〜0.05kcal／ｍ・ｈ・℃のものとしてたとえば
グラスウールが使用されていた。そして近年は鉄皮４に
熱電対や光ファイバ温度計を多数張りめぐらし、これに
よって鉄皮４の温度管理を行うようになってきた（特願
平４−139061号公報参照）。光ファイバ温度計を使用す
る場合には、図５に示すように光ファイバを内蔵する保
護管７を図７に示すように燃焼室２および蓄熱室３の鉄
皮外面に高さ方向に約 1.5ｍピッチで円周方向に沿って
張りめぐらしてあり、熱風炉１の全体温度を測定できる
ようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図５に示すように光フ
ァイバ６を内蔵する保護管７は外径が12mmφもあり、保
護管７の接続部においては外径が20mm以上にもなる。し
たがって光ファイバ６を内蔵する保護管７を鉄皮４の外
面に施工後に、保温材５および保護管７を被覆すると保
護管７の部分で保温材５が突き出ているため、外装鉄皮
８を被うと、保温材５と外装鉄皮８との間に10mm以上の
空気層ができてしまい、この空気層が断熱層となり鉄皮
４の温度が著しく上昇して管理上限温度 250℃を越えて
しまうという問題点があった。
ァイバ６を内蔵する保護管７は外径が12mmφもあり、保
護管７の接続部においては外径が20mm以上にもなる。し
たがって光ファイバ６を内蔵する保護管７を鉄皮４の外
面に施工後に、保温材５および保護管７を被覆すると保
護管７の部分で保温材５が突き出ているため、外装鉄皮
８を被うと、保温材５と外装鉄皮８との間に10mm以上の
空気層ができてしまい、この空気層が断熱層となり鉄皮
４の温度が著しく上昇して管理上限温度 250℃を越えて
しまうという問題点があった。
【０００７】本発明は前述従来技術の問題点を解消する
ためになされたものであり、鉄皮の温度が安定して管理
温度 200±50℃に保持することができる熱風炉の鉄皮保
温構造を提供することを目的とするものである。
ためになされたものであり、鉄皮の温度が安定して管理
温度 200±50℃に保持することができる熱風炉の鉄皮保
温構造を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉄皮と外装鉄
皮との間に従来タイプの断熱性の大きい保温材の代りに
熱伝導率のよい断熱材を用いると共に施工構造を工夫す
ることによって開発するに至ったものであり、その要旨
とするところは下記の通りである。請求項１記載の本発
明は、応力腐食割れ対策のため保温材を用いて鉄皮の保
温を行うと共に、鉄皮の温度監視のため光ファイバを内
蔵した保護管を介して多数の光ファイバ温度計を鉄皮の
外周に沿って多段に張りめぐらした熱風炉の鉄皮保温構
造において、前記保護管の存在している部分を除く余白
の鉄皮外面を前記保護管の外径と同等の厚み10〜20mmを
有し、熱伝導率λ＝0.10〜0.20kcal／ｍ・ｈ・℃の保温
材で隙間なく被覆し、さらに保護管および保温材の外表
面を外装鉄皮で被ってなることを特徴とする熱風炉の鉄
皮構造である。
皮との間に従来タイプの断熱性の大きい保温材の代りに
熱伝導率のよい断熱材を用いると共に施工構造を工夫す
ることによって開発するに至ったものであり、その要旨
とするところは下記の通りである。請求項１記載の本発
明は、応力腐食割れ対策のため保温材を用いて鉄皮の保
温を行うと共に、鉄皮の温度監視のため光ファイバを内
蔵した保護管を介して多数の光ファイバ温度計を鉄皮の
外周に沿って多段に張りめぐらした熱風炉の鉄皮保温構
造において、前記保護管の存在している部分を除く余白
の鉄皮外面を前記保護管の外径と同等の厚み10〜20mmを
有し、熱伝導率λ＝0.10〜0.20kcal／ｍ・ｈ・℃の保温
材で隙間なく被覆し、さらに保護管および保温材の外表
面を外装鉄皮で被ってなることを特徴とする熱風炉の鉄
皮構造である。
【０００９】また請求項２記載の本発明は、保温材の被
覆に当り、保護管外径に相当する厚みに加えて保護管内
雰囲気の変動を阻止するに足る雰囲気温度変動阻止用保
温材厚みを加えた保温材被覆厚みとし、該厚みで保護管
の存在していない部分を施工すると共に保護管存在部に
は雰囲気温度変動阻止用保温材厚みで被覆施工すること
を特徴とする請求項１記載の熱風炉の鉄皮保温構造であ
る。
覆に当り、保護管外径に相当する厚みに加えて保護管内
雰囲気の変動を阻止するに足る雰囲気温度変動阻止用保
温材厚みを加えた保温材被覆厚みとし、該厚みで保護管
の存在していない部分を施工すると共に保護管存在部に
は雰囲気温度変動阻止用保温材厚みで被覆施工すること
を特徴とする請求項１記載の熱風炉の鉄皮保温構造であ
る。
【００１０】
【作用】本発明では、熱風炉の鉄皮外面に張りめぐらし
た光ファイバを内蔵した保護管の存在している部分を除
く余白の鉄皮外面を保護管の外径と同等の厚み10〜20mm
の保温材で被覆し、その外表面を外装鉄皮で被うため保
温材と外装鉄皮との間に隙間を小さくすることができ、
隙間に起因する断熱層の形成が低減される。このため、
鉄皮の温度上昇を防止できる。
た光ファイバを内蔵した保護管の存在している部分を除
く余白の鉄皮外面を保護管の外径と同等の厚み10〜20mm
の保温材で被覆し、その外表面を外装鉄皮で被うため保
温材と外装鉄皮との間に隙間を小さくすることができ、
隙間に起因する断熱層の形成が低減される。このため、
鉄皮の温度上昇を防止できる。
【００１１】また保温材の熱伝導率をλ＝0.10〜0.20kc
al／ｍ・ｈ・℃の範囲にして、従来の熱伝導率λ＝0.03
〜0.05kcal／ｍ・ｈ・℃よりも熱伝導率のよいものを選
択したので鉄皮温度の上昇を軽減できる。このような熱
伝導率（λ）を有する保温材としては、高熱伝導率のセ
ラミックウール、ロックウール、グラスウール等が使用
できる。
al／ｍ・ｈ・℃の範囲にして、従来の熱伝導率λ＝0.03
〜0.05kcal／ｍ・ｈ・℃よりも熱伝導率のよいものを選
択したので鉄皮温度の上昇を軽減できる。このような熱
伝導率（λ）を有する保温材としては、高熱伝導率のセ
ラミックウール、ロックウール、グラスウール等が使用
できる。
【００１２】なお、熱風炉はその部位によって内部れん
がの構造が異なり、当然炉内からの熱負荷も違うため、
鉄皮の保温仕様も各部位で異なってくる。さらに光ファ
イバ保護管の部分、接続部、保護管が存在しない余白部
位等で異なってくるので、保護管の存在しない余白鉄皮
になるべく隙間がなくなるように保温材の厚みを10〜20
mm範囲、たとえば15mmとして熱伝導率λの異なる材料を
組み合わせ、熱風炉の鉄皮部位に適した材料を用いて保
温するのが好ましい。
がの構造が異なり、当然炉内からの熱負荷も違うため、
鉄皮の保温仕様も各部位で異なってくる。さらに光ファ
イバ保護管の部分、接続部、保護管が存在しない余白部
位等で異なってくるので、保護管の存在しない余白鉄皮
になるべく隙間がなくなるように保温材の厚みを10〜20
mm範囲、たとえば15mmとして熱伝導率λの異なる材料を
組み合わせ、熱風炉の鉄皮部位に適した材料を用いて保
温するのが好ましい。
【００１３】上記構造であれば保護管部分は外表面を外
装鉄皮で被われるだけのため、保護管内の雰囲気温度は
外気に一部影響され変動を伴う。従って、光ファイバに
よる温度検出に際しては温度補正を加える必要がある。
そのため請求項２において、保護管の内部の雰囲気温度
の変動を阻止するに足る保温材の施工厚みを加えて施工
する保温構造を提供する。この構造によれば外装鉄皮と
保護管の間に前記保温材が介在するため、外気温度の伝
播が防止される結果、雰囲気温度の安定が図られる。
装鉄皮で被われるだけのため、保護管内の雰囲気温度は
外気に一部影響され変動を伴う。従って、光ファイバに
よる温度検出に際しては温度補正を加える必要がある。
そのため請求項２において、保護管の内部の雰囲気温度
の変動を阻止するに足る保温材の施工厚みを加えて施工
する保温構造を提供する。この構造によれば外装鉄皮と
保護管の間に前記保温材が介在するため、外気温度の伝
播が防止される結果、雰囲気温度の安定が図られる。
【００１４】なお、前記雰囲気温度阻止用保温材厚みと
しては３〜５mmが好ましく、前述熱伝導率を有する保温
材が使用できる。この部分の厚みを増すと鉄皮４の温度
上昇を伴うため５mmまでとした。
しては３〜５mmが好ましく、前述熱伝導率を有する保温
材が使用できる。この部分の厚みを増すと鉄皮４の温度
上昇を伴うため５mmまでとした。
【００１５】
【実施例】本発明では図１に示すように熱風炉の鉄皮４
の外面に光ファイバ６を内蔵する保護管７を配設し、保
護管７の存在しない余白の鉄皮４の外面に保護管７の外
径と同等の厚み10〜20mmの保温材５を隙間なく被覆す
る。さらに保護管７と保温材５の外表面を外装鉄皮８で
被う構造とするものである。
の外面に光ファイバ６を内蔵する保護管７を配設し、保
護管７の存在しない余白の鉄皮４の外面に保護管７の外
径と同等の厚み10〜20mmの保温材５を隙間なく被覆す
る。さらに保護管７と保温材５の外表面を外装鉄皮８で
被う構造とするものである。
【００１６】また、保護管７の外面に保温材を施工する
ものとしては、図２に示すように保温材５の保護管７の
設置位置を凹ませ、凹部に保護管７を位置させる構造と
するか、あるいは図３に示すように保護管７と同等厚み
の保温材５の施工に加え、雰囲気温度変動阻止用保温材
５’をその表面に施工しその外表面を外装鉄皮８で被う
構造とするものである。
ものとしては、図２に示すように保温材５の保護管７の
設置位置を凹ませ、凹部に保護管７を位置させる構造と
するか、あるいは図３に示すように保護管７と同等厚み
の保温材５の施工に加え、雰囲気温度変動阻止用保温材
５’をその表面に施工しその外表面を外装鉄皮８で被う
構造とするものである。
【００１７】本発明では、図６に示すように、燃焼室２
および蓄熱室３のＡ〜Ｇで示す各部位に厚み15mmでかつ
図８に示すように熱伝導率λが 0.1〜0.20kcal／ｍ・ｈ
・℃範囲の保温材５を用いて被覆した結果、熱風炉の全
ての部位で鉄皮温度をほぼ管理値である 200±50℃に入
れることができた。
および蓄熱室３のＡ〜Ｇで示す各部位に厚み15mmでかつ
図８に示すように熱伝導率λが 0.1〜0.20kcal／ｍ・ｈ
・℃範囲の保温材５を用いて被覆した結果、熱風炉の全
ての部位で鉄皮温度をほぼ管理値である 200±50℃に入
れることができた。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熱
風炉の鉄皮の円周に沿って多段に張りめぐらした光ファ
イバを内蔵した保護管の存在している部分を除く余白の
鉄皮外面を保護管の外径と同等の厚み10〜20mmを有し熱
伝導率λ＝0.10〜0.20kcal／ｍ・ｈ・℃の保温材で被覆
しさらに保護管および断熱材の外表面を外装鉄皮で被う
ので熱風炉の鉄皮温度を管理温度である 200±50℃範囲
に安定して保持することができる。その結果、鉄皮の応
力腐食割れを防止でき熱風炉の寿命延長に寄与するとこ
ろ多大である。
風炉の鉄皮の円周に沿って多段に張りめぐらした光ファ
イバを内蔵した保護管の存在している部分を除く余白の
鉄皮外面を保護管の外径と同等の厚み10〜20mmを有し熱
伝導率λ＝0.10〜0.20kcal／ｍ・ｈ・℃の保温材で被覆
しさらに保護管および断熱材の外表面を外装鉄皮で被う
ので熱風炉の鉄皮温度を管理温度である 200±50℃範囲
に安定して保持することができる。その結果、鉄皮の応
力腐食割れを防止でき熱風炉の寿命延長に寄与するとこ
ろ多大である。
【図１】本発明の熱風炉鉄皮構造を示す断面図である。
【図２】本発明の熱風炉鉄皮構造の他の例を示す断面図
である。
である。
【図３】本発明の熱風炉鉄皮構造の他の例を示す断面図
である。
である。
【図４】従来例の熱風炉鉄皮構造を示す断面図である。
【図５】他の従来例の熱風炉鉄皮構造を示す断面図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施例に係る熱風炉を示す正面図であ
る。
る。
【図７】従来例に係る熱風炉を示す正面図である。
【図８】鉄皮温度と保温材の熱伝導率との関係を示す線
図である。
図である。
１ 熱風炉
２ 燃焼室
３ 蓄熱室
４ 鉄皮
５ 保温材
６ 光ファイバ
７ 保護管
８ 外装鉄皮
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21B 9/10
Claims (2)
- 【請求項１】 応力腐食割れ対策のため保温材を用いて
鉄皮の保温を行うと共に、鉄皮の温度監視のため光ファ
イバを内蔵した保護管を介して多数の光ファイバ温度計
を鉄皮の外周に沿って多段に張りめぐらした熱風炉の鉄
皮保温構造において、前記保護管の存在している部分を
除く余白の鉄皮外面を前記保護管の外径と同等の厚み10
〜20mmを有し、熱伝導率λ＝0.10〜0.20kcal／ｍ・ｈ・
℃の保温材で隙間なく被覆し、さらに保護管および保温
材の外表面を外装鉄皮で被ってなることを特徴とする熱
風炉の鉄皮保温構造。 - 【請求項２】 保温材の被覆に当り、保護管外径に相当
する厚みに加えて保護管内雰囲気の変動を阻止するに足
る雰囲気温度変動阻止用保温材厚みを加えた保温材被覆
厚みとし、該厚みで保護管の存在していない部分を施工
すると共に保護管存在部には雰囲気温度変動阻止用保温
材厚みで被覆施工することを特徴とする請求項１記載の
熱風炉の鉄皮保温構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01674094A JP3521466B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 熱風炉の鉄皮保温構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01674094A JP3521466B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 熱風炉の鉄皮保温構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07224309A JPH07224309A (ja) | 1995-08-22 |
| JP3521466B2 true JP3521466B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=11924671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01674094A Expired - Fee Related JP3521466B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 熱風炉の鉄皮保温構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3521466B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7006448B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2022-01-24 | 日本製鉄株式会社 | 熱風炉の鉄皮保温構造 |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP01674094A patent/JP3521466B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07224309A (ja) | 1995-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040120 |
|
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