JP4125017B2 - Hot-burner ceramic burner - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉に付属する熱風炉のセラミックバーナの外周部の構造に係り、特に、その外周部の構造を不定形耐火物で構成してなる熱風炉のセラミックバーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱風炉は、高炉に吹き込む送風を1000〜1350℃に加熱する一種の熱交換器である。
熱風炉は、通常は３〜４基が１組として使用され、蓄熱と放熱とを交互に繰り返して、送風温度を一定に維持している。
【０００３】
熱風炉は、通常高さが30〜40ｍで、頂部はドーム型をしており、形式としては、内燃式と外燃式に区分される。
熱風炉のセラミックバーナは、燃焼室の下部に位置し、全体が煉瓦で構成されており、構造としては、アーチ煉瓦，障子煉瓦，栓煉瓦，格子煉瓦から成り、煉瓦積みは、積木を積むが如く継ぎを取り構築されている。
【０００４】
セラミックバーナでの燃焼は、障子煉瓦を挟んで空気(AIR),ガス(GAS)が交互に流れ、バーナ上面で混合して行われ、高温の燃焼ガスを発生する。
使用する煉瓦の形状数としては、外周部も含めて、小中型炉で約450種類、大型炉で約700種類が必要である。
【０００５】
ここで、従来の熱風炉のセラミックバーナの構造について、図３の(3-1)，(3-2)を参照して説明する。なお、図３は、従来の熱風炉のセラミックバーナにおける垂直方向の断面構造を示す図であり、そのうち、(3-1)は該バーナの正面断面図であり、(3-2)は側面断面図である。
図３の(3-1)，(3-2)に示す従来の熱風炉のセラミックバーナは、燃焼室の下部に位置し、構造としては、アーチ煉瓦，障子煉瓦，栓煉瓦，格子煉瓦から成り、煉瓦積みは、積木を積むが如く継ぎを取り構築されている。そして、従来の熱風炉セラミックバーナでは、図3の(3-1)，(3-2)に示す如く、全てを煉瓦で構成していた(特開平9−125120号公報の“図１の符号３”参照)。なお、このような従来の熱風炉のセラミックバーナは、外燃式に適用した例であるが、内燃式にも適用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の熱風炉のセラミックバーナは、特開平9−125120号公報に記載されているように、基本的に耐火物構造であり、その耐火物は、全量煉瓦で構成されている。その代表例が前記した図３の(3-1)，(3-2)である。
このような、複雑な構成のセラミックバーナを煉瓦のみで構成するためには、必然的に構成材料である煉瓦の形状数（異なった形状の煉瓦の数）が多くなり、特にセラミックバーナを構成する煉瓦の外周部に使用されている割合が大きい。
【０００７】
したがって、熱風炉のセラミックバーナの製造に用いる煉瓦は、個々の数量が少ないものを多種類製造することが必要になる。このため、多種類の形状の煉瓦を製造することになり、多額の枠費が必要になり、製造コスト高となる。
また、形状確認のため仮組が必要となり、多くの工数を必要としていた。
さらに、施工現場においては、多数の形状の煉瓦を使用するため、煉瓦管理や施工時の寸法管理において細心の注意が必要であった。したがって、煉瓦積に要する工期が長くなり、煉瓦積工事に多くの工数を要していた。
【０００８】
本発明の課題
(目的)は、熱風炉のセラミックバーナの製造に用いる煉瓦の形状数を少なくすることによって、使用する煉瓦の枠費を減少させる等により、製造時の製造工数を減少させて、煉瓦製造段階において、大幅なコストダウンが実現できるようにするとともに、煉瓦積工事時においては、煉瓦管理，寸法管理の労力軽減および煉瓦積工数の減少によっても、大幅なコストダウンが図れるようにすることにあり、また、セラミックバーナ煉瓦積み替え工期の短縮を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、複数種類の煉瓦を積み重ねて構成される熱風炉のセラミックバーナにおいて、前記セラミックバーナを構成する煉瓦の外周部を不定形耐火物構造（水分を含有する不定形耐火物から施工された不定形耐火物構造）とすることにより(請求項１)、外周部を煉瓦で構成せずにすむ。したがって、熱風炉のセラミックバーナの製造に用いる煉瓦の形状数を少なくすることによって、使用する煉瓦の枠費を減少させる等製造コストの低減を図るとともに、施工時においても、煉瓦管理，寸法管理の労力軽減及び煉瓦積工期の短縮による煉瓦積工数の減少によって大幅なコストダウンを図ることができる。
また、前記不定形耐火物は、通常、水分を添加して施工されるが、この水分を、乾燥，昇温時にスムーズに外部に排出する目的で、前記セラミックバーナの外周部に複数の水抜パイプが取付けられている ( 請求項１ ) 。この水抜きパイプの設置により、水分を含有する不定形耐火物を施工する際、この水分を、乾燥，昇温時にスムーズに外部に排出することができ、煉瓦及び煉瓦目地に悪影響を与えないことができる。
【００１０】
また、前記不定形耐火物構造とされる外周部は、セラミックバーナの外周の内の円周面を含む非直線面を構成する部分が多く存在するので、煉瓦の形状数の減少の影響が特に大きい(請求項２)。
更に、前記不定形耐火物構造は、セラミックバーナ外周部の上部を高アルミナ質不定形耐火物構造とし、中下部を粘土質不定形耐火物構造とすることにより、耐火性の向上を図ることができる(請求項３ ) 。また、前記不定形耐火物として、施工の面からキャスタブル耐火物を好適に使用することができる(請求項４)。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１の(1-1)，(1-2)および図２の(2-1)〜(2-3)を用いて、本発明に係る熱風炉のセラミックバーナの構成について、その一実施形態を説明する。
【００１２】
なお、図１は、本発明に係る「熱風炉のセラミックバーナ」の垂直方向の断面構造を示す図であり、そのうち、(1-1)は該バーナの正面断面図であり、(1-2)は側面断面図である。
また、図２は、図１に示す「熱風炉のセラミックバーナ」の水平方向の断面構造を示す図であり、そのうち、(2-1)は、図１(1-1)の(Ａ)部分の水平方向における断面図であり、(2-2)は、図１(1-1)の(Ｂ)部分の水平方向における断面図であり、(2-3)は、図１(1-1)の(Ｃ)部分の水平方向における断面図である。
【００１３】
図1及び図２に示す本発明の熱風炉のセラミックバーナは、外燃式に適用した例であるが、内燃式にも適用可能である。
また、以下の実施形態として、セラミックバーナを構成する煉瓦の外周部をキヤスタブル構造としたが、本発明では、これに限定されるものではなく、水分を含有する不定形耐火物である限り、任意に使用することができる。特に、プラスチック耐火物が好適に使用できるが、他のラミング材等の不定形耐火物も使用可能である。
【００１４】
図１，２において、セラミックバーナは、燃焼室の下部に位置し、構造としては、アーチ煉瓦，障子煉瓦，栓煉瓦，格子煉瓦から成り、煉瓦積みは、積木を積むが如く継ぎを取り構築されている。
そして、本発明の熱風炉のセラミックバーナ１では、従来の熱風炉セラミックバーナの全てを図３の如く煉瓦で構成していたのを、図１及び図２に示す如く、外周部が、煉瓦ではなくキャスタブル構造２(不定形耐火物構造)とされている。
【００１５】
前記キャスタブル構造２は、セラミックバーナ外周部の上部を高アルミナ質キャスタブル構造とし、中下部を粘土質キャスタブル構造としたものである。
即ち、図１の(1-1)における(Ａ)部分［図２の(2-1)のキャスタブル構造２の部分］を“高アルミナ質キャスタブル構造”とし、図１の(1-1)における(Ｂ)及び(Ｃ)の部分［図２の(2-2)，(2-3)のキャスタブル構造２の部分］を“粘土質キャスタブル構造”としたものである。
【００１６】
また、図１の(1-2)に(Ｄ1)及び(Ｄ2)として示されている部分は、セラミックバーナ１の外周部に複数箇所設けられる水抜きパイプである。キャスタブル(不定形耐火物)は、通常、約１５％の水分を添加して施工されるが、この水分を、乾燥，昇温時にスムーズに外部に排出する目的で、水抜きパイプが設置される。その結果、（１）乾燥をスムーズに行うことができ、（２）煉瓦及び煉瓦目地に悪影響を与えない、という効果を奏する。
【００１７】
図１及び図２に示す如く、本発明の熱風炉のセラミックバーナは、図１及び図２の外周部（図１及び図２で円周面として図示されているように、非直線部分が多い）がキャスタブル化されているので、この部分を構成する煉瓦が必要なくなる。
したがって、熱風炉のセラミックバーナの製造に用いる煉瓦の形状数を少なくすることが可能になる。また、使用する煉瓦の枠費を減少させること等製造コストの低減を図るとともに、施工時においても、煉瓦管理，寸法管理の労力軽減及び煉瓦積工期の短縮による煉瓦積工数の減少によって大幅なコストダウンを図ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、複数種類の煉瓦を積み重ねて構成される熱風炉のセラミックバーナにおいて、前記セラミックバーナを構成する煉瓦の外周部を不定形耐火物構造（水分を含有する不定形耐火物から施工された不定形耐火物構造）とすることにより、定型である煉瓦で構成せずにすむ。したがって、熱風炉のセラミックバーナの製造に用いる煉瓦の形状数を少なくすることによって、使用する煉瓦の枠費を減少さる等製造コストの低減を図るとともに、施工時においても、煉瓦管理，寸法管理の労力軽減及び煉瓦積工期の短縮による煉瓦積工数の減少によって大幅なコストダウンを図ることができる。
また、請求項１に記載の発明では、前記セラミックバーナの外周部に複数の水抜パイプが取付けることにより、水分を含有する不定形耐火物を施工する際、乾燥をスムーズに行うことができ、且つ、煉瓦及び煉瓦目地に悪影響を与えないという効果を奏する。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明では、前記不定形耐火物構造とされる外周部は、セラミックバーナの外周の内の円周面を含む非直線面を構成する部分が多く存在するので、煉瓦の形状数の減少の影響が特に大きい。
また、請求項３に記載の発明では、前記不定形耐火物構造は、セラミックバーナ外周部の上部を高アルミナ質不定形耐火物構造、中下部を粘土質不定形耐火物で構成された構造とすることで、耐火性の向上を図ることができる。また、請求項４に記載の発明では、前記不定形耐火物にキャスタブル耐火物を使用することにより、施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る「熱風炉のセラミックバーナ」の垂直方向の断面構造を示す図であり、そのうち、(1-1)は該バーナの正面断面図であり、(1-2)は側面断面図である。
【図２】図１における「熱風炉のセラミックバーナ」の水平方向の断面構造を示す図であり、そのうち、(2-1)は、図１の(Ａ)部分の水平方向における断面図、(2-2)は、図１の(Ｂ)部分の水平方向における断面図、(2-3)は、図１の(Ｃ)部分の水平方向における断面図である。
【図３】従来の「熱風炉のセラミックバーナ」の垂直方向の断面構造を示す図であり、そのうち、(3-1)は該バーナの正面断面図であり、(3-2)は側面断面図である。
【符号の説明】
１ セラミックバーナ
２ キャスタブル構造[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of an outer peripheral portion of a ceramic burner of a hot stove attached to a blast furnace, and more particularly to a ceramic burner of a hot stove in which the structure of the outer peripheral portion is formed of an amorphous refractory.
[0002]
[Prior art]
A hot stove is a kind of heat exchanger that heats air blown into a blast furnace to 1000 to 1350 ° C.
In the hot stove, usually 3 to 4 units are used as one set, and heat storage and heat dissipation are alternately repeated to keep the blowing temperature constant.
[0003]
The hot stove usually has a height of 30 to 40 m, and the top has a dome shape, and is classified into an internal combustion type and an external combustion type.
The ceramic burner of the hot stove is located in the lower part of the combustion chamber and consists entirely of bricks. The structure consists of arch bricks, shoji bricks, plug bricks, and lattice bricks. It is constructed with joints.
[0004]
Combustion in the ceramic burner is performed by alternately flowing air (AIR) and gas (GAS) across the shoji brick and mixing on the upper surface of the burner to generate high-temperature combustion gas.
As for the number of brick shapes to be used, about 450 types are required for small and medium-sized furnaces and about 700 types for large-sized furnaces, including the outer periphery.
[0005]
Here, the structure of the ceramic burner of the conventional hot stove will be described with reference to (3-1) and (3-2) in FIG. FIG. 3 is a view showing a vertical sectional structure of a ceramic burner of a conventional hot stove, in which (3-1) is a front sectional view of the burner and (3-2) is a side sectional view. FIG.
The conventional hot-blast furnace ceramic burner shown in (3-1) and (3-2) of Fig. 3 is located in the lower part of the combustion chamber and consists of arch brick, shoji brick, plug brick, and lattice brick. Brick masonry is constructed by splicing like building blocks. And, in the conventional hot stove ceramic burner, as shown in (3-1) and (3-2) of FIG. 3, all are made of bricks (see “Reference sign of FIG. 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 9-125120”). 3 ”). In addition, although the ceramic burner of such a conventional hot stove is an example applied to the external combustion type, it is also applied to the internal combustion type.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described in JP-A-9-125120, a conventional ceramic burner for a hot stove basically has a refractory structure, and the refractory is entirely made of brick. Typical examples are (3-1) and (3-2) in FIG.
In order to construct a ceramic burner having such a complicated structure only with bricks, the number of brick shapes (the number of bricks having different shapes), which is a constituent material, is inevitably increased. In particular, a ceramic burner is constructed. A large proportion is used on the outer periphery of bricks.
[0007]
Therefore, it is necessary to produce many types of bricks used in the production of a hot-burner ceramic burner with a small individual quantity. For this reason, many types of bricks are manufactured, which requires a large amount of frame costs and increases the manufacturing cost.
In addition, a temporary assembly is required to confirm the shape, and many man-hours are required.
Furthermore, since many bricks are used at the construction site, it was necessary to pay close attention to brick management and dimensional management during construction. Therefore, the construction period required for brickwork is long, and many man-hours are required for brickwork.
[0008]
Problems of the present invention
(Purpose) is to reduce the number of bricks used in the production of ceramic furnaces for hot stove furnaces, thereby reducing the number of bricks used, etc. In addition to making it possible to achieve significant cost reductions, in brickwork construction, it is also possible to achieve significant cost reductions by reducing the labor of brick management and dimensional management and reducing the number of brickwork man-hours. Also, the ceramic burner brick transshipment time is shortened.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in a ceramic burner of a hot stove constructed by stacking a plurality of types of bricks, an outer periphery of the bricks constituting the ceramic burner is formed into an irregular refractory structure (an irregular refractory containing moisture). In this case, the outer peripheral portion is not made of bricks. Therefore, by reducing the number of brick shapes used to manufacture ceramic burners for hot stove furnaces, the manufacturing cost can be reduced, such as by reducing the frame cost of bricks used. Significant cost reduction can be achieved by reducing labor and reducing the number of bricks by shortening the brickwork period.
In addition, the irregular refractory is usually constructed by adding moisture, and a plurality of drain pipes are provided on the outer periphery of the ceramic burner for the purpose of smoothly discharging the moisture to the outside during drying and heating. Is attached ( Claim 1 ) . By installing this drain pipe, when constructing an irregular refractory containing moisture, this moisture can be discharged to the outside smoothly during drying and heating, and it will not adversely affect bricks and brick joints. Can do.
[0010]
In addition, since the outer peripheral portion of the irregular refractory structure has many portions constituting a non-linear surface including the circumferential surface of the outer periphery of the ceramic burner, the influence of the reduction in the number of brick shapes is particularly large. Large (claim 2).
Furthermore, the above-mentioned amorphous refractory structure can improve the fire resistance by making the upper part of the outer periphery of the ceramic burner a high-alumina amorphous refractory structure and the middle and lower parts a clay-like amorphous refractory structure. (Claim 3 ) . Also, as the castable refractory it can be suitably used castable refractory in terms of construction (claim 4).
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, with reference to (1-1), (1-2) of FIG. 1 and (2-1) to (2-3) of FIG. An embodiment will be described.
[0012]
FIG. 1 is a view showing a vertical sectional structure of a “hot-blast furnace ceramic burner” according to the present invention, of which (1-1) is a front sectional view of the burner, and (1-2 ) Is a side sectional view.
2 is a diagram showing a horizontal cross-sectional structure of the “hot-blast furnace ceramic burner” shown in FIG. 1, in which (2-1) is a portion (A) of FIG. 1 (1-1). (2-2) is a horizontal sectional view of the portion (B) in FIG. 1 (1-1), and (2-3) is a horizontal sectional view of FIG. It is sectional drawing in the horizontal direction of the (C) part of).
[0013]
The ceramic burner of the hot stove of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is an example applied to the external combustion type, but can also be applied to an internal combustion type.
Further, as the following embodiment, the outer peripheral portion of the brick constituting the ceramic burner has a castable structure, but the present invention is not limited to this, as long as it is an amorphous refractory containing moisture. Can be used for In particular, plastic refractories can be suitably used, but other irregular refractories such as other ramming materials can also be used.
[0014]
1 and 2, the ceramic burner is located in the lower part of the combustion chamber, and is composed of arch bricks, shoji bricks, plug bricks, and lattice bricks. ing.
In the hot-burner ceramic burner 1 of the present invention, all of the conventional hot-blast furnace ceramic burners are made of brick as shown in FIG. 3, but the outer peripheral portion is made of brick as shown in FIGS. There is no castable structure 2 (indeterminate refractory structure).
[0015]
The
That is, the portion (A) in (1-1) in FIG. 1 [the portion of the
[0016]
The portion shown as (D 1) and (D 2) to (1-2) of FIG. 1 is a drain pipe provided a plurality of locations on the outer periphery of the cell Ramikkubana 1. Castable (irregular refractory) is usually constructed with about 15% moisture added, but a drain pipe is installed for the purpose of smoothly discharging this moisture to the outside during drying and heating. . As a result, (1) the drying can be performed smoothly, and (2) the effect of not adversely affecting the brick and the brick joint is obtained.
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic burner of the hot stove of the present invention has many non-linear portions as shown in the outer peripheral portion of FIGS. 1 and 2 (circular surfaces shown in FIGS. 1 and 2). ) Is castable, so the bricks that make up this part are no longer needed.
Therefore, it is possible to reduce the number of brick shapes used for manufacturing the ceramic burner of the hot stove. In addition to reducing the manufacturing cost, such as reducing the frame cost of the bricks used, there is a significant cost reduction at the time of construction due to a reduction in brick man-hours by reducing the labor of brick management and dimensional management and shortening the brick construction period. You can go down.
[0018]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in the ceramic burner of a hot stove constructed by stacking a plurality of types of bricks, the outer periphery of the bricks constituting the ceramic burner is formed into an irregular refractory structure (an irregular refractory containing moisture). By using a non-standard refractory structure constructed from an object , it is not necessary to construct a brick that is a standard shape . Therefore, by reducing the number of brick shapes used to manufacture ceramic burners for hot stove furnaces, the cost of bricks to be used can be reduced and the manufacturing costs can be reduced. Significant cost reduction can be achieved by reducing labor and reducing the number of brickwork by shortening the brickwork period.
Further, in the invention according to claim 1, when a plurality of drainage pipes are attached to the outer peripheral portion of the ceramic burner, drying can be performed smoothly when constructing an amorphous refractory containing moisture, and The brick and the brick joint are not adversely affected.
[0019]
Further, in the invention according to
In the invention described in claim 3, the amorphous refractory structure has a structure in which the upper part of the outer peripheral portion of the ceramic burner is made of a high alumina amorphous refractory structure and the middle and lower parts are made of a clay amorphous refractory. by, Ru it is possible to improve the fire resistance. Also, in the invention according to claim 4, wherein by using a castable refractory in monolithic refractories, workability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a vertical sectional structure of a “hot-blast furnace ceramic burner” according to the present invention, in which (1-1) is a front sectional view of the burner, and (1-2) is It is side surface sectional drawing.
2 is a view showing a horizontal cross-sectional structure of the “hot-blast furnace ceramic burner” in FIG. 1, in which (2-1) is a horizontal cross-sectional view of the portion (A) in FIG. 2-2) is a horizontal sectional view of the portion (B) in FIG. 1, and (2-3) is a horizontal sectional view of the portion (C) in FIG.
FIG. 3 is a view showing a vertical sectional structure of a conventional “ceramic burner of a hot stove”, in which (3-1) is a front sectional view of the burner, and (3-2) is a side sectional view. FIG.
[Explanation of symbols]
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