JP3715707B2 - 蓄熱式交番燃焼炉の金属蒸着防止方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モリブデン等のように、その酸化物の昇華温度の低い金属を含む合金の高温加熱処理を行う蓄熱式交番燃焼炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、この種の蓄熱式交番燃焼炉１の構造を示したもので、一対のバーナ２ａ，２ｂにそれぞれ蓄熱体を充填した蓄熱室３を付設すると共に、給気ブロア４及び排気ブロア５を四方弁６を介して両バーナ２ａ，２ｂに接続し、両バーナ２ａ，２ｂを交互に燃焼させて、一方のバーナ２ａの燃焼中に、他方のバーナ２ｂを通して炉１内の排気ガスの排出を行うと共に、蓄熱室３で排熱を回収し、この排熱で次にこのバーナ２ｂが燃焼する時の燃焼空気を予熱するようにしたものである。１１は燃料供給管、１２ａ，１２ｂは燃料ガス遮断弁である。図５は蓄熱室３の構造を示したもので、蓄熱体としては通常セラミック製の小球又はハニカム構造体が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の蓄熱式交番燃焼炉１において、例えばモリブデンを含有する合金の鍛造を行う場合、合金中のモリブデンが酸化して三酸化モリブデン（ＭｏＯ3 ）となり、これが昇華して排気中に混入し蓄熱室３内を通過する際に、その低温部で結晶化して付着し、蓄熱室３が閉塞されてしまうという問題がある。図６は、炉起動後の炉内温度の変化と、モリブデンが酸化物として昇華する温度、及び蓄熱室３の下部の約１００ｍｍの間（図５のＤ部）を通過する時の排ガス温度の実測値を示したもので、前述のように四方弁６を交互に切り換えて両バーナ２ａ，２ｂを交番燃焼させる場合、給気サイクルにおいて蓄熱室３の下部すなわち給気側端部（Ｄ部）の蓄熱体は低温の給気によって冷やされ、次の排気サイクルでは炉内の高温に曝されて排気中に昇華していた三酸化モリブデンが、この温度低下した蓄熱体に接触して蒸着し、この蒸着物が漸次蓄積して、ついには蓄熱体間の隙間を閉塞してしまうのである。本発明はかかる問題点に鑑み、上記金属の蒸着による蓄熱室３の閉塞を防止することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による蓄熱式交番燃焼蓄熱式交番燃焼炉の金属蒸着防止方法は、図１乃至図３に示すように、一対のバーナ２ａ，２ｂにそれぞれ蓄熱体を充填した蓄熱室３を設けると共に、給気ブロア４と排気ブロア５を四方弁６を介して両バーナ２ａ，２ｂに接続し、一方のバーナ２ａ（又は２ｂ）の燃焼中に他方のバーナ２ｂ（又は２ａ）の蓄熱室３で排熱を回収できるようにした蓄熱式交番燃焼炉の停止操作時に、先ず両バーナ２ａ，２ｂと給気ブロア４を停止して、炉扉７を半開きにし、上記四方弁６の切換え動作及び排気ブロア５の運転を一定時間継続するものである。上記四方弁６は、図では１個の切換弁で構成されているが、４個の開閉弁で構成することもできる。本発明の構成によれば、炉停止操作時に給気用ブロア４を停止し、半開きの炉扉７から導入した外気を炉の残熱により高温にして、両蓄熱室３に交互に振り分けて通過させるので、蓄熱室３には給気側から冷たい空気が流れ込むことがなく、従って炉内の温度は徐々に低下するものの、蓄熱体の低温部Ｄの温度は高温炉気によって金属酸化物の昇華温度以上に上昇するために、燃焼運転中に蓄熱体表面に蓄積していた蒸着物は再度昇華して、炉気と共に外部へ排出されるのである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による蓄熱式交番燃焼炉の一実施例を示したもので、各バーナ２ａ，２ｂには、図２に示されているように、セラミック製の小球（例えば直径１０〜２０ｍｍ）が充填された蓄熱室３が一体に連設されており、これらの蓄熱室３に四方弁６を介して給気ブロア４及び排気ブロア５が接続され、一方のバーナ２ａ（又は２ｂ）の燃焼中に他方のバーナ２ｂ（又は２ａ）の給気路２ｂ（又は２ａ）が排気路として使用されるようにして、排ガスの熱により蓄熱体を介して燃焼空気が予熱されるようにしたものである。このとき炉１内の排気の温度は約１２００℃以上に達し、バーナ２ａ，２ｂの燃焼サイクル又は排熱回収サイクルの持続時間は例えば数１０秒程度である。
【０００６】
バッチ式加熱処理を行う場合、通常１日１回炉を停止する。炉停止操作は、図１〜３に示すように、先ずバーナ２ａ，２ｂ及び給気ブロア４を停止し、炉扉７を開いて被処理物を取り出したのち、炉扉７を半開き状態にして、排気ブロア５により炉温が十分低下するまで排気を行う。このとき左右の蓄熱室３を均等に加熱徐冷するために四方弁６の切換え動作は継続して行う。また四方弁６には一方の通気路に高温の排気のみが通り、他方の通気路での低温の給気による冷却が行われないので、この四方弁６の焼損を防止するために、電動バルブ１０を開いて冷却用空気吸引口９から外気を導入する。但し四方弁６に及び排気ブロア５に高耐熱仕様のものを使用する場合は、空気吸引口９及び電動バルブ１０は不要である。また炉扉７を半開き状態にするのは、停止している給気ブロア４を通って外気が吸引され、蓄熱室３の端部Ｄが冷却されるのを防止するためであり、従って炉扉７を開き過ぎないようにして、蒸着物が全て気化してしまうまでに排気温度が昇華温度以下に下がらないようにしなければならない。
【０００７】
【実施例】
４−７９パーマロイを鍛造加熱処理する場合、処理温度は約１３００℃であるが、パーマロイに含有されているモリブデンの酸化物は約８００℃以上で昇華する。従って炉扉７の開度を排気が８００℃以上で蓄熱室３を通過するように調節する。また四方弁６の耐熱性を考慮して、蓄熱室３の下流側に電動バルブ１０を介して冷却用空気を導入し、排気温度を約３００℃に下げて四方弁６を通過させる。四方弁６の切換え動作を数１０秒サイクルで１０数分行えば、蓄熱体に残存する三酸化モリブデンをほぼ完全に除去することができる。
【０００８】
【発明の効果】
本発明方法によれば上述のように、炉停止操作時にバーナ２ａ，２ｂ及び給気ブロア４を停止し且つ炉扉７を半開きにするという簡単な構成によって、合金の加熱処理運転中に蓄熱体表面に付着した蒸着物を完全に除去することができ、蒸着物の蓄積による蓄熱室３の閉塞を未然に防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す交番燃焼炉の系統図。
【図２】同上の蓄熱室の構造を示した要部系統図。
【図３】同上の炉扉の半開き状態を示す斜視図。
【図４】従来の交番燃焼炉の系統図。
【図５】同上の蓄熱室の構造を示した要部系統図。
【図６】従来の炉内の動作状態を示すグラフ。
【符号の説明】
１ 炉
２ａ，２ｂ バーナ
３ 蓄熱室
４ 給気ブロア
５ 排気ブロア
６ 四方弁
７ 炉扉
８ 通気路
９ 電動バルブ
１０ 冷却用空気吸引口
１１ 燃料供給管
１２ａ，１２ｂ 燃料ガス遮断弁

Claims (2)

1. 一対のバーナにそれぞれ蓄熱体を充填した蓄熱室を設けると共に、給気ブロアと排気ブロアを四方弁を介して各バーナに接続し、四方弁を交互に切り換えて、一方のバーナの燃焼中に他方のバーナの蓄熱室で排熱を回収するようにした蓄熱式交番燃焼炉の停止操作時に、バーナと給気ブロアを停止して、炉扉を半開きにし、上記四方弁の切換え動作及び排気ブロアの運転を一定時間継続することを特徴とする蓄熱式交番燃焼炉の金属蒸着防止方法。
2. 上記停止操作時に、各蓄熱室と四方弁の間の通気路にそれぞれ電動バルブを介して外気を導入することを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式交番燃焼炉の金属蒸着防止方法。

Images