JP4490220B2 - ローラーハースキルン - Google Patents

Description

本発明は、炉内部の炉床の上方に複数本のローラーを設置すると共に該ローラー上に被処理物を載せて移動させつつ熱処理するようにしたローラーハースキルンに関する。

ローラーハースキルンは、固定的な炉床の両横に炉壁を立設し、その炉壁の天部を覆ったトンネル形態の炉であり、前記炉壁に多数のローラーを設置すると共にそのローラー上に被処理物を載せて移動させつつ熱処理する。このローラーハースキルンは、短時間焼成が可能でありしかも燃費もよい等の利点があるため幅広い分野で使われているが、メンテナンス面において未だ改善すべき余地がある。

すなわち、ローラーハースキルンは、被処理物が、小さいピッチで並んだローラー上を僅かに振動しながら移動するため、被処理物から出る落下物や飛散物、或いは被処理物から発生するガスやタール状の物質が炉床の上面に堆積する。そのような堆積物は、炉床を傷めたり、被処理物の歩留に影響を与えるおそれがあるため定期的に除去しているが、従来の一般的なローラーハースキルンでは、そのような炉床の清掃作業（堆積物の除去作業）を作業員が炉内に入って実施している。そのためメンテナンスの際は、炉の運転を停止して炉内を作業可能な温度にまで下げ、作業終了後に再び温度を上げる必要があり、１週間前後の間、炉が全く使えない。

また、ローラーハースキルンでは、ローラーの破損等により被処理物が炉床の上面に落下し、その後、後続の被処理物も次々と落下して炉内に詰まるトラブルが発生し得るが、このような場合も前記と同様に運転を停止して炉内の温度を下げ、炉内に作業員が入って落下物の撤去作業を行う。もちろんそのための運転停止期間も１週間前後に及ぶ。

しかしてローラーハースキルンの炉床に堆積する堆積物を除去する手段については従来から工夫されている。例えば特許文献１では炉床にコイルコンベヤを設置して炉外に堆積物を送り出すようにしている。
特開昭５８−１４７５１２号公報

従来のように炉床にコンベヤを設けたものでは、堆積物の定期的な除去に関する課題については解決できるものの、例えば炉床の表面を覆っている耐火煉瓦の貼り替え、という異種のしかも必須のメンテナンスに関して全く無力であり、また、ローラーの破損等のトラブルに対しても全く意味がない。却って炉床にあるコンベヤが邪魔になって炉内での作業が行い難い弊害さえある。加えて設置したコンベヤ自体のメンテナンスが新たに発生するため、導入によるメリットは極めて限定的である。

本発明は上記に鑑みなされたもので、その目的はメンテナンスが容易なローラーハースキルンを提供することにある。

請求項１に記載したように、炉床の両横に炉壁を配設してその炉壁の天部を覆ってなる炉と、
前記両炉壁間に差し渡して並べられた回転自在な複数本のローラーと、を備え、
前記ローラー上に被処理物を載せて移動させつつ熱処理するようにしたローラーハースキルンにおいて、
地面に設置され、前記炉床から切り離された状態の炉壁の下端を支持すると共に炉の全長に亘って敷設されるレールを支持する基台と、
回転自在な車輪を有し、該車輪を前記基台のレールに載せて移動自在とし、そのレール上に連続して並んでトータルで炉の長さより長い炉床を形成する複数の炉床ブロックと、
該炉床ブロックをレール上で移動させる移動手段と、
前記炉の横に併設され、炉の一方の口から炉外に出た炉床ブロックを反対側の口に案内するための炉床領域と、を備え、
前記炉床ブロックの両側面と炉壁の内側面に隙間をもって嵌まり合うシール部を設けてなるローラーハースキルンを提供する。

また、請求項２に記載したように、前記炉床ブロックは、前面と後面が互いに符合する段付き形状に形成され、前後に連なる炉床ブロックの後面と前面とが符合するものである請求項１記載のローラーハースキルンを提供する。

また、請求項３に記載したように、前記炉床ブロックの両側下方に垂設したシール板と、
前記基台上に設置した樋状のサンド受けと、
該サンド受けに入れたシール用の砂と、を備え、
前記シール板の先を前記サンド受けの砂に差し込んで第二のシール部としたものである請求項１又は２記載のローラーハースキルンを提供する。

炉内にある炉床ブロックを炉外に出して炉床領域で堆積物を除去し、或いは傷んだ耐火煉瓦を貼り替えることができる。一方、炉外に押し出した炉床ブロックと入れ替わりにそれまで炉床領域にあった炉床ブロックを炉内に入れるため、炉内には常に途切れることなく炉床ブロックが存在するから炉の運転を停止する必要がない。従って炉の定期的なメンテナンスを運転状態のまま実施することができるから、メンテナンスに要するコストが大幅に削減でき、同時にメンテナンスに要していた作業員の肉体的・精神的負担も軽減できる。

また、ローラーの破損等に起因する被処理物の炉内での詰まりに対して、詰まった被処理物等を運び出す台車として炉床ブロック自体が機能するから、作業員が炉内に入らずとも被処理物等の撤去が可能である。従って炉の温度を上げ下げする数日にも及ぶ時間と燃料が不要になるため、トラブル発生時の復旧作業が極めて短時間且つ低コストに行える。

さらにまた、炉床ブロックのレールと炉壁を共通の土台たる基台に設置したことにより基台が熱膨張しても炉床ブロックと炉壁がほぼ一緒に変位する。従って、炉床ブロックと炉壁のシール部の隙間の変動が小さく抑制されるため、該シール部の隙間を小さくしてシール効果を高めつつ炉床ブロックの自由な移動が確保できる。

また、請求項２のように、炉床ブロックの前面と後面を互いに符合する段付き形状に形成して前後に連なる炉床ブロックの後面と前面とを符合させることにより、炉床ブロック同士の接合箇所のシール効果が高め得る。

また、請求項３のように、炉床ブロックと基台の間に第二のシール部を設けることによりさらに高いシール効果を得ることができる。

以下に本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図１はローラーハースキルンの縦断面図、図２は中間を省略して示すローラーハースキルンの横断面図、図３は中間を省略して示すローラーハースキルンの平面図である。

本発明のローラーハースキルンは、図３に示したように、炉１とその炉１の横に併設した炉床領域２とからなる。

炉１は、図１に示したように炉床１０の両横に炉壁２０，２０を配置し、その炉壁２０の天部を覆ったトンネル形態であり、前記炉壁２０，２０に多数のローラー３０，３０…とバーナー４０，４０…が設けられている。前記ローラー３０，３０…は、定ピッチで水平に並べられており、炉壁２０，２０外に突出する両端が炉壁２０，２０に取り付けた軸受け２１，２１によって回転自在に支持されている。各ローラー３０，３０…は一端にスプロケット３１を有し、そのスプロケット３１に掛け渡したチェーン（図示せず）を介して駆動用のモーター（図示せず）に繋がっている。ローラー３０，３０…の上面は被処理物Ｗの移送面であり、前記モーターの回転によりローラー３０，３０…が従動してその上の被処理物Ｗを所定の方向に移動させる。なお、本実施形態における被処理物Ｗの移動方向は、図３に矢示したように左から右であり、従って図２，図３において向かって左側が炉１の入口、向かって右側が炉１の出口である。

前記炉床１０と炉壁２０，２０は、地面に設置した枠状の基台５０を共通の土台としてその上に設置されている。炉床１０と炉壁２０，２０は切り離されて別体になっており、炉壁２０，２０は基台５０のフレーム５１上に一体的に固着されている。一方、炉床１０は回転自在な車輪１１，１１…を下面に備え、該車輪１１，１１…が基台５０のレール５２に載って移動自在に支えられている。炉床１０の両側面と炉壁２０，２０の内側面には、例えば図１に示したように適宜な隙間Ｃをもってルーズに嵌まり合うようなシール部６０，６０が形成されており、このシール部６０，６０によって炉１内の熱が外部に漏れないようにしてある。もっとも例示したシール部６０，６０のみではシール効果が不足する場合には、図１に示したように基台５０と炉床１０か或いは図示しないが炉壁２０，２０と炉床１０の間に別のシール部６１，６１を介在させてシール効果をさらに高めるようにしてもよい。図１に示した第二のシール部６１は、基台５０のレール５２上に設置した樋状のサンド受け６２と、炉床１０に垂設したシール板６３を組み合わせたものであり、該シール板６３の先をサンド受け６２の砂６４に差し込むようにした公知のサンドシールである。

なお、実施形態では前記のように炉床１０と炉壁２０，２０を共通の土台たる基台５０に設置するようにしたが、その目的は、炉床１０の自由な移動を確保することにある。
すなわち、前記のように炉床１０と炉壁２０，２０は適宜な隙間Ｃをもってルーズに嵌まり合うようになっているが、この隙間Ｃは炉床１０の自由な移動を確保する上で必須である。けだし、炉床１０と炉壁２０，２０の間に隙間Ｃがなければ、炉床１０が大きな摩擦抵抗を受けて動けないからである。
しかして炉床１０が基台５０ではなく地面に直に設置されていると、熱膨張の違いから基台５０に支持された炉壁２０，２０だけが大きく上昇するから、結果的に前記隙間Ｃが消滅して炉床１０と炉壁２０，２０が接触する。
これに対し炉床１０と炉壁２０，２０を共通の土台たる基台５０に設置すれば、基台５０の熱膨張により炉床１０と炉壁２０，２０がほぼ一緒に変位するため、前記隙間Ｃの変動が最小限に抑制され、その結果、炉床１０の自由な移動が確保できるのである。

実施形態の炉床１０は、個々に独立した形態である複数の炉床ブロック１２，１２…を基台５０の前記レール５２上で一列に並べた集合構造になっている。この場合、炉床１０を構成する炉床ブロック１２，１２…の個数は、少なくとも１個の炉床ブロック１２が炉外にはみ出す条件を満たせば、炉床１０のトータル長さが炉１の長さを越える。炉１の出口側と入口側の夫々には１個の炉床ブロック１２が載る大きさの台板７０，７０が炉外に設けられており、その台板７０，７０に炉１内に収まりきれない炉床ブロック１２が載る。

炉１には移動自在である炉床１０を移動させるための移動手段８０が設けられている。実施形態の移動手段８０は空気圧や油圧などを動力源としてロッド８１を伸縮させる流体圧シリンダ８２であり、炉１の出口側に固定した取付台８３に、炉１内にロッド８１の先を向けた水平状態にして取り付けられている。

前記炉床領域２は、図３の平面図に示したように炉１の横に設けられている。炉床領域２には炉１内にある前記レール５２と同じ規格で同じ長さのレール（図示せず）が敷設されている。この炉床領域２と炉１の出入り口にある台板７０，７０は横行きコンベヤ７１で繋がっており、炉１のレール５２と炉床領域２のレールへの炉床ブロック１２の移動はこの横行きコンベヤ７１により自由に行える。炉床領域２にはレール上の炉床ブロック１２を移動させる移動手段（例えばチェーンに引掛具を設け、その引掛具を炉床ブロック１２に引っ掛けて牽引する等）を設けても良いし、そのような移動手段を設けないで炉床ブロック１２を手動で移動させるようにしてもよい。

その他、図２，３中符号９０は被処理物Ｗを搬送するテーブルコンベヤである。また、炉床ブロック１２，１２…の前面と後面は、ぴったり符合する形状の段付き構造になっており、前後に位置する炉床ブロック１２，１２の後面と前面が符合してその接合箇所のシール効果を高めるようにしてある。

次ぎに本発明のローラーハースキルンの運転方法について説明する。なお、使用する炉床ブロック１２，１２…の個数は、炉１内を完全に満たす個数に１個を加えた最小構成とする。

通常の運転時にはローラー３０，３０…が図２において時計回りに回転している。そのローラー３０，３０…の上に被処理物Ｗを載せると、図２，３に矢示したように被処理物Ｗが左から右に向かって移動する。炉１の入口側は加熱領域になっていて被処理物Ｗはそこで加熱される。一方、炉１の出口側は冷却領域になっていて被処理物Ｗはそこである程度冷却されてから出口側のテーブルコンベヤ９０に排出される。炉１内では、被処理物Ｗが移動する過程で生じる落下物や飛散物、或いは被処理物から発生するガスやタール状の物質が炉床１０上に堆積する。

この堆積物の定期的な除去作業は次のようにして行う。先ず炉１の出口側の台板７０上に炉床ブロック１２をセットした状態で流体圧シリンダ８２のロッド８１を伸ばし、台板７０上にある炉床ブロック１２を炉１内に押し込む。そうすると炉１内に並んでいた炉床ブロック１２，１２…が１個分ずれるため、入口側の端にあった炉床ブロック１２が台板７０上に押し出される。この状態で横行きコンベヤ７１を作動させて押し出された炉床ブロック１２を台板７０ごと横滑りさせ、そこからさらに台板７０上の炉床ブロック１２を炉床領域２のレールに載せ替える。この状態で炉床ブロック１２が冷めるのを待ち、温度が適温に下がってから炉床ブロック１２の上面にある堆積物を除去する。或いは炉床ブロック１２の上面の耐火煉瓦に傷みがあれば、剥がして貼り替える。

こうしてメンテナンスを終えた炉床ブロック１２は、炉１の出口側の横行きコンベヤ７１にある台板７０に載り、炉１の出口の待機位置に台板７０ごとセッティングされる。以下上記と同様の動作を繰り返して炉床１０上の堆積物の掃除や耐火煉瓦の貼り替え等のメンテナンスを行う。

なお、上記のように通常使用状態における炉床ブロックの炉内での移動方向を被処理物と反対にすることにより、炉に入った炉床ブロックが出口側の不要な熱で加熱されつつ炉の入口側に向かうため、炉床ブロックの移動に伴う燃費のロスを最小限に抑制することができる。すなわち、炉の入口側は被処理物を加熱する加熱領域であり、その加熱領域に冷めた炉床ブロックを入れると温度が低下するから、それを補うために余分な燃料を費やすことになる。これに対し炉の出口側は被処理物を冷却する冷却領域であり、そこに冷めた炉床ブロックを入れて温度が下がっても何ら影響はない。そればかりか炉の出口側の不要な熱で炉床ブロックが加熱され暖まった状態で炉の入口側の加熱領域に至るため、炉床ブロックの移動に伴う燃費のロスが最小限に抑制されるのである。

以上の説明は、炉床領域２に炉床ブロック１２が１個だけある最小構成の実施形態に関するものであり、１個の炉床ブロック１２のメンテナンスに要する時間相当の間隔をおいて、例えば１個の炉床ブロック１２のメンテナンスに要する時間が５時間であれば５時間に１個の割合で、或いは１個の炉床ブロック１２のメンテナンスに要する時間が２４時間であれば１日に１個の割合で炉床ブロック１２のメンテナンスが行える。言うまでもなくメンテナンスの頻度を上げる場合には、炉床ブロック１２の個数を増やすことで如何様にも対応できる。炉床ブロック１２の個数が炉１内を完全に満たす炉床ブロック数の２倍（この場合、炉床１０のトータル長さは炉１の長さの２倍になる。）あれば、炉１内の炉床ブロック１２，１２…と炉床領域２にある炉床ブロック１２，１２…を短時間の間に総入れ替えすることができる。

次ぎに炉１内の任意の箇所でローラー３０が破損してそのローラー３０が炉床ブロック１２の上面に落下し、続いてローラー３０の欠落部分から被処理物Ｗが炉床ブロック１２上に落下し、後続の被処理物Ｗも次々と落下するトラブルが発生した場合の復旧方法について説明する。

先ず、前記の要領で１個の炉床ブロック１２を流体圧シリンダ８２で押し込んで先頭の炉床ブロック１２を炉外に押し出し、その押し出された炉床ブロック１２を炉床領域２から反対側に移動させて再度炉１内に押し込む動作を繰り返す。そうすると落下物が載った目的とする炉床ブロック１２がやがて炉外にでるから、その時点か或いは炉床領域２に移して炉床ブロック１２にある落下物を除去することができる。なお、破損したローラー３０の交換は、炉床ブロック１２，１２…の移動を行っている間に公知の方法で行うことができるから、落下物の除去が完了した時点で炉１の運転が再開できる。

ところで上記の説明は、炉床ブロック１２，１２…を堆積物の除去時と同じく被処理物Ｗの移動方向とは反対向きに移動させて落下物を除去するようにしたが、このような落下物を除去する場合にはそれとは反対に炉床ブロック１２，１２…を被処理物Ｗと同方向に移動させるのがよい。そうすることにより炉１の出口側の冷却領域を使って落下した被処理物等を積極的に冷却することができるため、炉１外に出た被処理物等の撤去作業が迅速に行える。従って図２に二点鎖線で示したように炉１の入口側にも炉床１０の移動手段たる流体圧シリンダ８４を設置するとよい。このように流体圧シリンダ８２と８４は双方を備えるのが理想的であるが、言うまでもなくどちらか一方のみでも本発明の利益は享受できる。

以上、本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態では、炉床領域２を炉１の横に設けるようにしたが、炉１の上又は下に設けるようにしてもよい。炉床領域２を炉１の上又は下に設けた場合には前記横行きコンベヤ７１を昇降リフトに変えればよい。

また、実施形態では炉床１０を多数の炉床ブロック１２，１２…の集合体で形成したが、一本の長い炉床１０を炉１に入れて外部にはみ出させ、そのはみ出し部分を炉１内に押し込んで炉外に出た部分に対しメンテナンスを実施し、適当な時間をおいてその逆を行う、というようにしてもよい。この場合の炉床領域２は炉１の延長線上にあって真っ直ぐ細長い。

また、実施形態に示した流体圧シリンダ８２は移動手段８０の一例であり、チェーンや歯車、スクリューなど、炉床１０を移動させ得るあらゆる手段を含む。
また、実施形態では炉床１０（炉床ブロック１２）に車輪１１を設けて移動自在としたが、炉床１０（炉床ブロック１２）を無車輪に変更すると共に基台５０のレール５２をローラーコンベアに置換し、そのローラーコンベアに炉床１０（炉床ブロック１２）を載せて移動させるようにしてもよい。或いはレール５２を耐火煉瓦等を敷いた平らな床に変更し、その床面と車輪のない炉床１０の腹面を面同士で滑り接触させるようにしてもよい。

また、実施形態では横行きコンベヤ７１と炉床領域２を区別して説明したが、横行きコンベヤ７１を炉床領域２の一部と解することもできる。

ローラーハースキルンの縦断面図である。 中間を省略して示すローラーハースキルンの横断面図である。 中間を省略して示すローラーハースキルンの平面図である。

１ …炉
２ …炉床領域
１０…炉床
１１，１１…車輪
１２…炉床ブロック
２０…炉壁
３０…ローラー
５０…基台
５２…レール
６０…シール部
６１…第二のシール部
６２…サンド受け
６３…シール板
６４…砂
８０…移動手段
Ｃ …隙間
Ｗ …被処理物

Claims (3)

1. 炉床の両横に炉壁を配設してその炉壁の天部を覆ってなる炉と、
   前記両炉壁間に差し渡して並べられた回転自在な複数本のローラーと、を備え、
   前記ローラー上に被処理物を載せて移動させつつ熱処理するようにしたローラーハースキルンにおいて、
   地面に設置され、前記炉床から切り離された状態の炉壁の下端を支持すると共に炉の全長に亘って敷設されるレールを支持する基台と、
   回転自在な車輪を有し、該車輪を前記基台のレールに載せて移動自在とし、そのレール上に連続して並んでトータルで炉の長さより長い炉床を形成する複数の炉床ブロックと、
   該炉床ブロックをレール上で移動させる移動手段と、
   前記炉の横に併設され、炉の一方の口から炉外に出た炉床ブロックを反対側の口に案内するための炉床領域と、を備え、
   前記炉床ブロックの両側面と炉壁の内側面に隙間をもって嵌まり合うシール部を設けてなることを特徴とするローラーハースキルン。
2. 前記炉床ブロックは、前面と後面が互いに符合する段付き形状に形成され、前後に連なる炉床ブロックの後面と前面とが符合するものであることを特徴とする請求項１記載のローラーハースキルン。
3. 前記炉床ブロックの両側下方に垂設したシール板と、
   前記基台上に設置した樋状のサンド受けと、
   該サンド受けに入れたシール用の砂と、を備え、
   前記シール板の先を前記サンド受けの砂に差し込んで第二のシール部としたものであることを特徴とする請求項１又は２記載のローラーハースキルン。

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