JP4658231B1

JP4658231B1 - トーピードカー用加熱装置

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Publication number: JP4658231B1
Application number: JP2010227255A
Authority: JP
Inventors: 祐作河本
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2030-10-07
Also published as: CN102441662B; KR101098722B1; TW201217539A; TWI388669B; CN102441662A; JP2012082449A

Abstract

【課題】バーナの火口の設定により、銑鉄注入排出口を通してトーピードカー内部にバーナを挿入することなく、内部雰囲気を加熱することが可能であると共に、トーピードカーの長筒状の内部空間を隅々まで均一に高温に加熱することが可能で、予熱作業にも乾燥作業にも適用できるトーピードカー用加熱装置を提供する。
【解決手段】トーピードカー用加熱装置であって、銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａ位置に、内部空間Ｓへ臨ませて、前方用および後方用のバーナ６を設け、これらバーナそれぞれのバーナ火炎Ａ，Ｂ，Ｘ，Ｙ，Ｚが内周壁面３ａに沿いつつトーピードカー１の中央部分Ｃから前端部分Ｆ側および後端部分Ｒ側へ向かうように、これらバーナ各々の火口７を、内周壁面に対しその周方向および長さ方向へ沿わせて、斜めに傾けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、バーナの火口の設定により、銑鉄注入排出口を通してトーピードカー内部にバーナを挿入することなく、内部雰囲気を加熱することが可能であると共に、トーピードカーの長筒状の内部空間を隅々まで均一に高温に加熱することが可能で、予熱作業にも乾燥作業にも適用できるトーピードカー用加熱装置に関する。

トーピードカーにバーナを挿入して、トーピードカー内部を加熱・昇温する技術として、特許文献１〜４が知られている。特許文献１の「混銑車の加熱・乾燥方法」は、混銑車内壁の耐火物を加熱・乾燥する方法であって、混銑車の炉口より挿入される燃焼ガス供給用バーナより火炎及び燃焼ガスを供給し、上記燃焼ガス供給用バーナから噴出される燃焼ガスを、混銑車内の傾動軸芯線に沿う方向に配した燃焼ガスを誘引流動させる筒体を介して噴出させ、もって混銑車内壁の耐火物を加熱・乾燥するようにしている。

特許文献２の「混銑車乾燥昇熱用Ｔ字型バーナ」は、反対方向に燃焼用バーナをそれぞれ備えた混銑車乾燥昇熱用Ｔ字型バーナにおいて、燃焼用バーナは、燃焼用ガスを供給する内管と、内管の先端に取り付けられ内管より拡径したノズルヘッダーと、その内径がノズルヘッダーの外径より大きく、ノズルヘッダーの先端より突出し、内側を燃焼用エアが流れる外管とを備え、しかも、ノズルヘッダー中央部にメインガスノズルが設けられ、その周囲の拡径部分に複数の袖火用ガスノズルと複数の袖火用エアノズルとを交互に均等配置している。特許文献２では、Ｔ字型バーナは、炉口から挿入されて、混銑車の内部奥深くに設置されている。

特許文献３の「混銑車耐火物の乾燥方法と乾燥装置」は、混銑車耐火物の乾燥方法において、耐火物内の水分を蒸発させる乾燥工程、耐火物内に存する有機物を煙として外部に排出させる排煙工程、耐火物を焼結させると共に混銑車内に残留する排煙を燃焼させる焼成工程の３つの工程を順次行うようにしている。特許文献３でも、加熱源となるバーナ本体は、受銑口から挿入されて、混銑車の内部奥深くに設置されている。

特許文献４の「混銑車内溶銑の保熱方法及び保熱装置」は、混銑車内に保持し、溶銑予備処理を施した溶銑を、転炉の上流側位置で待機させ、数回に分割又は１回で次工程に払い出すに際して、前記混銑車の開口部を保熱蓋で覆うと共に、該保熱蓋に取り付けたバーナーの燃焼排ガスで前記混銑車内を加熱するようにした。この場合、前記溶銑の加熱を、前記数回に分割又は１回で次工程に払い出され、混銑車内に残っている溶銑の量及び温度に基づき、該溶銑を凝固点以上の温度に保持するに必要な熱量を計算で求め、その計算値に見合う熱量を与えるようにバーナーの燃焼を調整して行うのが良いとしている。特許文献４でも、蓋部材に形成した貫通孔から混銑車内にバーナー・ノズルを挿入するようにしている。

また、類似する技術として、熱風などの高温ガスをトーピードカー内部に吹き込んで加熱・昇温する技術として特許文献５が知られている。特許文献５の「混銑車耐火物の乾燥方法」は、混銑車炉体の受銑口から、該混銑車炉体の長手方向両側に水平吹き出しノズルを先部に有する熱風送気管を、該混銑車炉体の嵌入部分を略垂直に保って配置し、外部に設けた熱風発生装置から前記熱風送気管に熱風を送って前記混銑車炉体の内側に施工された不定形耐火物を昇温乾燥する。特許文献５でも、熱風送気管は、受銑口から挿入されて、混銑車炉体の内部奥深くに設置されている。

特開平１−２６３２１２号公報特開平９−３１５１２号公報特開２００５−３１５５１９号公報特開２００７−２５４８６４号公報特開平８−２７５１０号公報

トーピードカーでは、受銑口から内部へ銑鉄を注入したときに、内部の耐火物が急加熱されて割れることを防ぐために、内部を予熱しておく必要がある。また、トーピードカーの製造やメンテナンスの際、内部に耐火物を新規に施工したり、老朽化した耐火物を施工し直したりする場合には、その不定形耐火物を乾燥して固化する必要がある。このようなときに、トーピードカー内部を加熱するにあたっては、上記特許文献１から５に開示されている技術を利用することが可能である。

ところで、トーピードカーの外形形態は、長筒状であって、その内部空間も同様に長筒状の形態であり、かつ、外部に開口しているのは中央部分の受銑口のみである。受銑口は、熱が外部へ逃げないように非常に小さく形成されている。

いずれの特許文献も、受銑口から、バーナ等をトーピードカーの内部奥深くに挿入するようにしている。しかし、受銑口を通してバーナ等を挿入することは、上述したように受銑口が非常に小さいものであるため、困難を伴うという課題があった。

また、バーナ等は、小さな受銑口を通過できる短い寸法にせざるを得ない。このため、バーナ等の長さは、トーピードカーの長筒状内部空間の長さ寸法に比し、きわめて短いものとなってしまう。このようにバーナ等の長さ寸法が短いために、バーナ等で生成される火炎で内部雰囲気を加熱しても、長筒状の内部空間の隅々まで均一に高温に加熱することは難しかった。

さらに、受銑口周辺には、銑鉄やノロが付着し、固着しやすい。銑鉄等の固着によって受銑口がさらに狭まってしまうと、より一層バーナ等の出し入れがしにくくなってしまうと共に、場合によっては、出し入れを確保するために、別途、銑鉄を溶解除去したり、破砕除去する作業が必要になるという課題もあった。

また、トーピードカーの内部にノズルを挿入するようにしていて、１０００℃以上に加熱すると、挿入したノズルが焼損してしまうことから、トーピードカー内部を、せいぜい８００℃程度までしか加熱することができないという課題もあった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、バーナの火口の設定により、銑鉄注入排出口を通してトーピードカー内部にバーナを挿入することなく、内部雰囲気を加熱することが可能であると共に、トーピードカーの長筒状の内部空間を隅々まで均一に高温に加熱することが可能で、予熱作業にも乾燥作業にも適用できるトーピードカー用加熱装置を提供することを目的とする。

本発明にかかるトーピードカー用加熱装置は、銑鉄注入排出口を形成した中央部分から長さ方向前端部分および後端部分に亘る内周壁面で取り囲んだ内部空間を有するトーピードカーの内部雰囲気を、バーナ火炎で加熱するトーピードカー用加熱装置であって、上記銑鉄注入排出口の外側口縁位置に、上記内部空間へ臨ませて、前方用および後方用のバーナを設け、これらバーナそれぞれのバーナ火炎が上記内周壁面に沿いつつ上記トーピードカーの中央部分から前端部分側および後端部分側へ向かうように、これらバーナ各々の火口を、該内周壁面に対しその周方向および長さ方向へ沿わせて、斜めに傾けたことを特徴とする。

前記バーナの前記火口は、前記銑鉄注入排出口の周辺に固着している銑鉄をバーナ火炎で溶解させるために、該銑鉄注入排出口の中心部に設置され、かつ当該銑鉄注入排出口の内側口縁付近に向けられることを特徴とする。

前記バーナは、水平移動自在な走行装置に搭載され、該走行装置で水平移動されて、横向きに位置された前記銑鉄注入排出口の外側口縁位置に接続されることを特徴とする。

前記バーナは、燃焼作用と排気・蓄熱作用が交互に切り替えられるリジェネレイティブバーナであることを特徴とする。

本発明にかかるトーピードカー用加熱装置にあっては、予熱作業及び乾燥作業に対し、バーナの火口の設定により、銑鉄注入排出口を通してトーピードカー内部にバーナを挿入することなく、内部雰囲気を加熱することができると共に、トーピードカーの長筒状の内部空間を隅々まで均一に高温に加熱することができる。

本発明にかかるトーピードカー用加熱装置の好適な一実施形態を示す一部破断平面図である。図１に示したトーピードカー用加熱装置の正面図である。図２中、Ｄ−Ｄ線矢視断面図である。図１に示したトーピードカー用加熱装置に適用されるバーナの火口のレイアウトおよびバーナ火炎を説明するための説明図である。図１に示したトーピードカー用加熱装置に適用される、銑鉄注入排出口周辺に固着した銑鉄を溶解するバーナの火口のレイアウトを説明するための説明図である。図１に示したトーピードカー用加熱装置のバーナ火炎で生成される火炎の気流を説明するためのトーピードカー内部の概略平断面図である。図１に示したトーピードカー用加熱装置に用いられる走行装置の利点を説明するための説明図である。

以下に、本発明にかかるトーピードカー用加熱装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかるトーピードカー用加熱装置は図１から図５に示すように、従来周知の構造を備える貨物車両形態のトーピードカー１に対して適用される。

トーピードカー１は、長筒状の外殻シェル２と、外殻シェル２の内部全面に設けた長筒状の耐火物製内周壁３と、内周壁３の壁面（内周壁面）３ａで区画形成した長筒状の内部空間Ｓとを備え、この内部空間Ｓに銑鉄が充填されるようになっている。外殻シェル２および内周壁面３ａは共に、中央部分Ｃが太径に形成されると共に、トーピードカー１の長さ方向前方側および後方側に向かって漸次窄められることで、前端部分Ｆおよび後端部分Ｒが細径に形成されて、いわゆるトーピード（魚雷）型の形態で形成される。

トーピードカー１は気密容器であって、太径の中央部分Ｃに銑鉄注入排出口４のみが形成されている。銑鉄をトーピードカー１の内部空間Ｓに注入する前の作業として、この内部空間Ｓの温度を高めるために、当該内部空間Ｓに封入されている内部雰囲気を、バーナ火炎で予熱するようになっている。

銑鉄注入排出口４は、トーピードカー１の中央部分Ｃから外方へ向かって次第に窄まるように錐体状に突設した突出部５に形成される。銑鉄注入排出口４は、トーピードカー１外方と内部空間Ｓとを連通するために、突出部５から内周壁３にわたって貫通形成される。銑鉄注入排出口４の内周面は、トーピードカー１外方に面する外側口縁４ａから内部空間Ｓに面する内側口縁４ｂに向かって、その口径が次第に拡張する錐面状に形成される。

突出部５および銑鉄注入排出口４の断面形状は、後述するバーナ６の火口７の配置に従って、縦長の楕円形状や、横長の楕円形状、あるいは円形状など、適宜に設定される。

本実施形態にかかるトーピードカー用加熱装置は主に、一対のバーナ６と、これらバーナ６が取り付けられると共に、トーピードカー１外方から銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａに装着されて当該銑鉄注入排出口４を気密に封鎖する蓋部材８と、蓋部材８の周囲に設けられ、バーナ６周辺をトーピードカー１の外殻シェル２から熱遮蔽する防熱板９と、これらバーナ６、蓋部材８および防熱板９一式を搭載する走行装置１０とから構成される。

走行装置１０は、銑鉄注入排出口４が横向きに位置されるトーピードカー１の側方に、当該トーピードカー１の幅方向に沿って敷設された走行レール１１と、バーナ６等が搭載され、走行レール１１上を銑鉄注入排出口４に向かって往復水平移動自在に走行する自走式の台車１２とから構成される。台車１２が銑鉄注入排出口４へ向かって水平移動し、蓋部材８が銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａに装着されることで、一対のバーナ６は当該銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａ位置に接続される。

一対のバーナ６は、トーピードカー１の長さ方向前方用および後方用として備えられる。バーナ６の種類としては、一般周知のどのような形式のものを用いても良い。本実施形態にあっては、バーナ６として、燃焼作用と排気・蓄熱作用が交互に切り替えられる周知のリジェネレイティブバーナを用いる場合が示されている。

略述すると、リジェネレイティブバーナはその一例として、火口７に接続され、燃焼作用時には供給される燃焼用空気が流通すると共に排気・蓄熱時には排出される排ガスが流通するガス給・排気経路１３と、火口７近傍でガス給・排気経路１３に接続され、燃焼用空気と混合するための燃料を供給する燃料供給経路１４と、ガス給・排気経路１３に介設され、排気・蓄熱時には排ガスから熱を回収して蓄熱され、燃焼時には蓄熱した熱で燃焼用空気を加熱する蓄熱部１５とを備えて構成される。

リジェネレイティブバーナを一対で用いる場合には、一方のバーナ６が燃焼運転しているとき、他方のバーナ６を排気・蓄熱運転とし、その後、他方のバーナ６が燃焼運転に切り替えられたとき、一方のバーナ６を排気・蓄熱運転に切り替えるように運転制御される。

前方用および後方用の一対のバーナ６は、少なくともそれらの火口７が蓋部材８に位置するように、それらのガス給・排気経路１３が蓋部材８に接続される。これにより、一対のバーナ６は、蓋部材８を介して銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａ位置に配置され、背景技術の特許文献１から５のように銑鉄注入排出口を通してトーピードカーの内部空間に挿入する構造とは異なり、銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａ位置から内部空間Ｓへ臨ませて設けられる。

図４（ａ）は、トーピードカー１の平面断面図、図４（ｂ）は、銑鉄注入排出口４位置におけるトーピードカー１の側断面図、図４（ｃ）〜（ｅ）はそれぞれ、バーナ６の火口７の配列パターン、内周壁面３ａ（トーピードカー１）の長さ方向へ向かうバーナ火炎Ａ，Ｂのパターン、並びに内周壁面３ａ（トーピードカー１）の周方向へ向かうバーナ火炎Ｘ，Ｙのパターンを示している。

図４に示すように、一対の前方用および後方用のバーナ６は特に、各バーナ６の火口７が、内周壁３の内周壁面３ａに対し、その周方向および長さ方向に沿わせて、斜めに傾けて設定され、火口７から噴出されるバーナ火炎（パターンＡ，Ｂ，Ｘ，Ｙ）は、当該火口７が向けられた方向へ向かって直進する。

バーナ６の火口７は、銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａ位置に、当該外側口縁４ａよりも内部空間Ｓ側へ突出しないように配置され、また、銑鉄注入排出口４は、外側口縁４ａから内側口縁４ｂに向かって、その口径が次第に拡張する錐面状に形成されていて、これらの関係からバーナ６の火口７は、内部空間Ｓへ向かって直進するバーナ火炎Ａ，Ｂ，Ｘ，Ｙが内側口縁４ｂで遮られない範囲で斜めに傾けられる。これにより、内部空間Ｓへバーナ火炎Ａ，Ｂ，Ｘ，Ｙが達するよう構成される。

一対のバーナ６の火口７の蓋部材８への配置は図４（ｃ）に示すように、内周壁面３ａの周方向に沿って上下に並べても（パターンi ）、内周壁面３ａの長さ方向に沿って左右に並べても（パターンii）、あるいは、上下および左右に位置ズレするように斜めに並べても良い（パターンiii ）。

一対のバーナ６の各火口７で生成されるバーナ火炎は、内周壁面３ａの長さ方向に関し、図４（ｄ）に示すように、バーナ火炎方向をクロスさせない（パターンＡ：図４（ａ）中、実線Ａでバーナ火炎を示す）ようにしても、あるいは、クロスさせる（パターンＢ：図４（ａ）中、点線Ｂでバーナ火炎を示す）ようにしても良い。クロスさせるＢパターンでは、トーピードカー１前方側に位置するバーナ６が後方用バーナとなり、トーピードカー１後方側に位置するバーナ６が前方用バーナとなる。

また、一対のバーナ６の各火口７で生成されるバーナ火炎は、内周壁面３ａの周方向に関し、図４（ｅ）に示すように、バーナ火炎方向をクロスさせない（パターンＸ：図４（ｂ）中、実線Ｘでバーナ火炎を示す）ようにしても、あるいは、クロスさせる（パターンＹ：図４（ｂ）中、点線Ｙでバーナ火炎を示す）ようにしても良い。またさらに、バーナ火炎方向を同じ向きに向ける（パターンＺ）ようにしても良い。

バーナ火炎は、これらパターンの組み合わせで設定される。例えば、「火口７の配置をパターンi とし、内周壁面３ａの長さ方向に対しパターンＡ、内周壁面３ａの周方向に対しパターンＸのバーナ火炎を生成する」ようにしたり、あるいは、「火口７の配置をパターンiii とし、内周壁面３ａの長さ方向に対しパターンＢ、内周壁面３ａの周方向に対しパターンＹのバーナ火炎を生成する」ようにするなど、様々に設定される。

各バーナ６の火口７が、上述したように設定されることで、各バーナ６それぞれのバーナ火炎は、内周壁面３ａに沿いつつ、トーピードカー１の中央部分Ｃから前端部分Ｆ側および後端部分Ｒ側へ互いに反対向きに向かうように生成される。

図５（ａ）は、銑鉄注入排出口４の周辺の部分平断面図であり、図５（ｂ）は、その部分側断面図であって、銑鉄注入排出口４の周辺には、銑鉄の内部空間Ｓへの注入や内部空間Ｓからの排出に伴って、銑鉄等Ｖが付着し、さらに冷やされて固着している場合がある。本実施形態にあっては、バーナ６の火口７はさらに、固着している銑鉄等Ｖをバーナ火炎で溶解するために、バーナ火炎（例えば、Ａ，Ｘ）が内側口縁４ｂで遮られない範囲において、銑鉄注入排出口４の中心部に位置するように蓋部材８に設置され、かつ銑鉄注入排出口４の内側口縁４ｂ付近に向けられる。

次に、本実施形態にかかるトーピードカー用加熱装置の作用について説明する。一対のバーナ６等を搭載した走行装置１０は、銑鉄を受け入れるトーピードカー１が停止位置に停止するまでの間、退避位置に退避している。

トーピードカー１が到着して停止し、銑鉄を注入する前の作業として、予熱作業を行う際には、台車１２が走行レール１１上を水平移動して、トーピードカー１に接近し停止する。台車１２が停止したら、外殻シェル２を転回し、横向きに位置した銑鉄注入排出口４に対し、一対のバーナ６が取り付けられている蓋部材８をトーピードカー１側方から水平に押し当てて気密に封鎖する。

蓋部材８で銑鉄注入排出口４を封鎖した後、パイロットバーナ（図示せず）にて一対のバーナ６に点火する。通常のバーナの場合には、以後燃焼運転を継続し、内部雰囲気を加熱して、トーピードカー１内部を予熱する。リジェネレイティブバーナの場合には、前方用および後方用のバーナを、それらの燃焼運転と排気・蓄熱運転が入れ替わるように運転制御して、予熱操作を継続する。

一対のバーナ６のうち、一方のバーナ６の火口７は、内周壁面３ａに対しその周方向および長さ方向前方へ沿わせて斜めに傾けてあり、他方のバーナ６の火口７は、内周壁面３ａに対しその周方向および長さ方向後方へ沿わせて斜めに傾けてあって、各火口７からのバーナ火炎はそれぞれ火口７から直進して、トーピードカー１の中央部分Ｃから内周壁面３ａの周方向、そしてまた長さ方向前方および後方に沿って、内周壁面３ａの前端部分Ｆおよび後端部分Ｒへ向かう指向性で生成される。

このように内周壁面３ａに沿うバーナ火炎が生成する燃焼ガスの流れは、長筒状の内部空間Ｓ内で、トーピードカー１の周方向および長さ方向前方および後方へ向かって螺旋状に流れるガス流となり、当該長筒状の内部空間Ｓの隅々まで達して内部雰囲気全体を高温に加熱する。また、銑鉄注入排出口４の周辺に銑鉄等Ｖが固着している場合でも、当該銑鉄等Ｖは、銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａから内部空間Ｓへ向かって噴出するバーナ火炎によって溶解されるので、指向性のあるバーナ火炎を確実に生成することができる。

予熱作業完了後は、バーナ６の消火後、蓋部材８を銑鉄注入排出口４から取り外し、走行装置１０を後退して一対のバーナ６等を退避位置に水平移動させ、その後、銑鉄注入排出口４を上向きにするために外殻シェル２を転回し、上向きにした銑鉄注入排出口４から銑鉄を注入する。

以上説明した本実施形態にかかるトーピードカー用加熱装置にあっては、銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａ位置に、内部空間Ｓへ臨ませて、前方用および後方用の一対のバーナ６を設け、これら一対のバーナ６それぞれのバーナ火炎が内周壁面３ａに沿いつつトーピードカー１の中央部分Ｃから前端部分Ｆ側および後端部分Ｒ側へ向かうように、これら一対のバーナ６各々の火口７を、内周壁面３ａに対しその周方向および長さ方向へ沿わせて、斜めに傾けたので、当該バーナ６の火口７の設定により、一対のバーナ６をトーピードカー１の内部空間Ｓへ挿入することなく、内部雰囲気を適切に加熱することができる。また、銑鉄注入排出口４周辺に銑鉄等Ｖが固着して当該銑鉄注入排出口４が狭められても、内部雰囲気を適切に予熱することができる。

図６には、バーナ火炎で生成される火炎の気流が示されている。図６（ａ）は、排気運転で燃焼排ガスＥの排気を行いつつ燃焼されるリジェネレイティブバーナ６の場合が示され、図６（ｂ）には通常一般のバーナ６の場合が示されている。通常一般のバーナ６の場合には、蓋部材８と銑鉄注入排出口４との間に、燃焼排ガスＥの排気を確保する隙間が設定される。

上記火口７の設定で生成されるバーナ火炎（例えば、Ａ，Ｘ）は、内周壁面３ａの中央部分Ｃから前端部分Ｆおよび後端部分Ｒへ向かう指向性で内周壁面３ａに沿って生成され、そしてこれらバーナ火炎Ａ，Ｘで生成される火炎の気流Ｇの流れは図６に示すように、長筒状の内部空間Ｓ内で、トーピードカー１の周方向および長さ方向前方や後方へ向かって螺旋状に流れる高流動性かつ撹拌作用の強いガス流となるので、当該長筒状の内部空間Ｓの隅々までスムーズに達して内部雰囲気全体を高温に均一に加熱することができる。

また、内周壁面３ａに沿うバーナ火炎により内周壁３自体も効果的に加熱することができ、予熱作用を高めることができる。このように効率よく予熱することができるので、バーナ容量を小型化することが可能であり、このように小型バーナで予熱できることにより、銑鉄注入排出口４が小さくても、適切に予熱を行うことができる。

通常のバーナ６の場合には図６（ｂ）に示したように、前方と後方へ同時に加熱が可能であるが、火炎の気流Ｇ（燃焼排ガスＥ）の排気口として、従来と同様に、蓋部材８と銑鉄注入排出口４との間に隙間をあけておく必要がある。これに対し、リジェネレイティブバーナ６を採用した場合は図６（ａ）に示すように、片側のバーナで燃焼排ガスＥの排気を行うため、隙間を封鎖して密閉することができ、熱の漏れがなくなる上に、排気の熱を回収し蓄熱して再利用することができて、従来よりも省エネ効果を向上することができる。

バーナ６の火口７を、銑鉄注入排出口４の周辺に固着している銑鉄等Ｖをバーナ火炎で溶解させるために、銑鉄注入排出口４の中心部に設置し、かつ当該銑鉄注入排出口４の内側口縁４ｂ付近に向けるようにしたので、銑鉄注入排出口４の周辺に固着している銑鉄等Ｖを、銑鉄注入排出口４から内部空間Ｓへ向かって噴出するバーナ火炎によって確実に溶解することができ、バーナ火炎を確実に内部空間Ｓへ送り込んで適切かつ均一に内部雰囲気を予熱できると共に、予熱作業後の銑鉄の注入作業時には、銑鉄注入排出口４周辺に固着していた銑鉄等Ｖが除去されていて、スムーズに銑鉄をトーピードカー１に積み込むことができる。

本実施形態では、一対のバーナ６は、水平移動自在な走行装置１０に搭載され、走行装置１０で水平移動されて、横向きに位置された銑鉄注入排出口４の外側口縁４ａ位置に接続されるようにしたので、図７（ａ）に示すように、トーピードカー１へのバーナ６の取付を小型かつ簡単な構造で、単なる水平移動という容易な操作で行うことができ、図７（ｂ）に示すように、櫓１６など、高さを必要としまた複雑でコストのかかる設備を構築しかつ重量物を昇降操作で取り付ける場合とは異なり、作業性を向上することができる。

また、リジェネレイティブバーナを用いることにより、省エネルギかつ低ＮＯｘで予熱作業を実施することができる。

背景技術で列挙した特許文献１から５はいずれも、銑鉄注入排出口を通して、バーナ等をトーピードカー内部空間に挿入するようにしている。バーナ等を内部空間に設置する場合、非常に小さな銑鉄注入排出口を通さなければならず、その挿入および引き抜きには困難が伴う。また、挿入することができるとしても、バーナ等は、小さな銑鉄注入排出口を通過できる寸法にする必要があって、当該バーナ等の長さは、長筒状の内部空間の長さ寸法に対して非常に短いものとなり、このような短小なバーナで内部雰囲気を加熱しても、内部空間の隅々まで均一に高温に予熱することは難しい。さらに、銑鉄注入排出口周辺に銑鉄やノロ等が固着していて、当該銑鉄注入排出口がさらに狭まっていると、バーナ等を通して設置できず、予熱できない事態も起こり得る。また、トーピードカーの内部にノズルを挿入するようにしていて、１０００℃以上に加熱すると、挿入したノズルが焼損してしまうことから、トーピードカー内部を、せいぜい８００℃程度までしか加熱することができない。

これに対し、本実施形態にかかるトーピードカー用加熱装置はそもそも、銑鉄注入排出口４を通してバーナ６をトーピードカー１の内部空間Ｓに挿入する構成を採用していないので、これら特許文献のようにバーナを出し入れする関係で、銑鉄注入排出口が小さいことや銑鉄注入排出口周辺への銑鉄等の固着が問題となるようなことはなく、またノズルの焼損を考慮した加熱温度制限もなくて１０００℃以上の加熱も可能となり、適切にかつ短時間で乾燥作業や内部雰囲気の予熱を行うことができると共に、バーナ６の火口７の設定によって、トーピードカー１の内部空間Ｓへ向かうバーナ火炎を適切に確保して、内部雰囲気を均一かつ高温に予熱することができる。そしてまた本実施形態にあっては、火口７の設定によって、バーナ火炎が内周壁面３ａに沿いつつトーピードカー１の中央部分Ｃから前端部分Ｆ側および後端部分Ｒ側へ向かうようにしたので、上述したように、火炎の気流Ｇが、長筒状の内部空間Ｓ内で、トーピードカー１の周方向および長さ方向前方および後方へ向かって螺旋状に流れる高流動性かつ撹拌作用の強いガス流となり、当該長筒状の内部空間Ｓの隅々までスムーズに達して内部雰囲気全体を高温に均一に加熱することができて、背景技術の特許文献１から５に示されているように、バーナ火炎等を単にトーピードカーの前後方向に向けるだけの技術とは異なり、格段に優れた予熱作用を確保することができる。

なお、上記実施形態では、中央部分Ｃから前端部分Ｆおよび後端部分Ｒへ向かうバーナ火炎が一対である場合について説明したが、複数対のバーナ火炎を生成するようにしても良いことはもちろんである。

また、上記実施形態では、バーナ６を、水平移動される走行装置１０に搭載して使用する場合を例示して説明したが、バーナ６は、クレーン等で吊り下げてトーピードカー１に取り付けるようにしても良いことはもちろんである。

また、上記実施形態においては、トーピードカーへの銑鉄注入前の予熱作業について説明したが、内部の耐火物を施工した際の乾燥作業に対しても、本実施形態に係る加熱装置を使用できることはもちろんである。

１トーピードカー
３ａ内周壁面
４銑鉄注入排出口
４ａ銑鉄注入排出口の外側口縁
４ｂ銑鉄注入排出口の内側口縁
６バーナ
７火口
１０走行装置
Ａ，Ｂ，Ｘ，Ｙ，Ｚバーナ火炎
Ｃ内周壁面の中央部分
Ｆ内周壁面の前端部分
Ｒ内周壁面の後端部分
Ｓ内部空間
Ｖ固着している銑鉄等
Ｅ燃焼排ガス

Claims

銑鉄注入排出口を形成した中央部分から長さ方向前端部分および後端部分に亘る内周壁面で取り囲んだ内部空間を有するトーピードカーの内部雰囲気を、バーナ火炎で加熱するトーピードカー用加熱装置であって、
上記銑鉄注入排出口の外側口縁位置に、上記内部空間へ臨ませて、前方用および後方用のバーナを設け、これらバーナそれぞれのバーナ火炎が上記内周壁面に沿いつつ上記トーピードカーの中央部分から前端部分側および後端部分側へ向かうように、これらバーナ各々の火口を、該内周壁面に対しその周方向および長さ方向へ沿わせて、斜めに傾けたことを特徴とするトーピードカー用加熱装置。
前記バーナの前記火口は、前記銑鉄注入排出口の周辺に固着している銑鉄をバーナ火炎で溶解させるために、該銑鉄注入排出口の中心部に設置され、かつ当該銑鉄注入排出口の内側口縁付近に向けられることを特徴とする請求項１に記載のトーピードカー用加熱装置。
前記バーナは、水平移動自在な走行装置に搭載され、該走行装置で水平移動されて、横向きに位置された前記銑鉄注入排出口の外側口縁位置に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載のトーピードカー用加熱装置。
前記バーナは、燃焼作用と排気・蓄熱作用が交互に切り替えられるリジェネレイティブバーナであることを特徴とする請求項１から３いずれかの項に記載のトーピードカー用加熱装置。