JP4733653B2

JP4733653B2 - バーナータイル

Info

Publication number: JP4733653B2
Application number: JP2007024760A
Authority: JP
Inventors: 新太郎原田; 太志井上; 潔川邉; 昌邦田口
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: JP2008190761A

Description

本発明は、加熱炉、熱処理炉等の天井や側壁に設置される直火バーナーのバーナータイルに関する。

加熱炉や熱処理炉等の天井、側壁に設置される加熱装置としては、直火バーナーが一般的である。直火バーナーの火炎吹き出し部は、所望の火炎形状を得るためと、火炎の高温に耐えるために、耐火キャスタブルでノズル形状を形作ったバーナータイルを適用するのが通常である。ところが、キャスタブルのバーナータイルは熱衝撃で破損しやすく、場合によっては欠落してしまうという問題があった。

これを解決するものとして、特許文献１には、セラミックファイバーブロックで形成したバーナータイルが開示されている。そして、この特許文献１には実施例として、上下２個のセラミックファイバーブロックで左右２個の積層体プリーツを挟み、これによってその中心部付近にバーナー開口部を形成したバーナータイルが開示されている。

しかし、この特許文献１のバーナータイルでは、左右の積層体プリーツが何ら固定されていないため、その取り扱いが難しく、また上下のセラミックファイバーブロックで挟む際の位置決めも難しく、バーナータイルを形成するのに相当の手間が必要であった。また、バーナータイルを形成した後に積層体プリーツがずれてバーナー開口部の形状が崩れてしまい、バーナーの燃焼に支障を来すおそれもある。
特開平１０−２０５７１５号公報

本発明が解決しようとする課題は、セラミックファイバーブロックによってバーナー開口部を容易に形成でき、適正なバーナー開口部の形状を維持できるバーナータイルを提供することにある。

本発明は、バーナー開口部が上下左右の４個のセラミックファイバーブロックで形成されたバーナータイルであって、それぞれのセラミックファイバーブロックが、セラミックファイバーブランケットをつづら折りに折りたたんだ積層体で形成され、この積層体の折り目の内側に沿って配置された積層体支持用のビームと、このビームに固定され前記折り目を貫通する脚棒と、この脚棒を固定するチャンネルと、このチャンネルをボルトを介して支持するフレームとを備えており、前記上下左右の４個のセラミックファイバーブロックのフレームの端部どうしが接合されていることを特徴とするものである。

このように、本発明のバーナータイルでは、バーナー開口部を形成する上下左右の４個のセラミックファイバーブロックのそれぞれが、ビームと脚棒とチャンネルとフレームによって確実に固定・支持されているため取り扱いが容易であり、これらのセラミックファイバーブロックを組み合わせることで容易にバーナー開口部を形成できる。また、組み合わせ後の各セラミックファイバーブロックのフレームの端部どうしは接合されているので、各セラミックファイバーブロックがずれることはなく、適正なバーナー開口部の形状を維持できる。

本発明においては、バーナーの火炎にさらされるバーナー開口部には、その内周面に接するようにセラミック製の内筒を配置することが好ましい。またこの場合、セラミック製の内筒は熱応力で割れないように２分割しておくことが好ましい。そして、このセラミック製の内筒をバーナー開口部内に確実に保持するため、各セラミックファイバーブロックをかさ密度２５０〜３００ｋｇ／ｍ^３に圧縮し、この圧縮した各セラミックファイバーブロックによってセラミック製の内筒を把持するようにすることが好ましい。

直火バーナーの火炎吹き出し部が、段付ノズルになっていたり、種火バーナー用孔を有し、複雑な形状の場合は、該当部のみを耐火キャスタブルで形成してもよい。

本発明によれば、セラミックファイバーブロックによってバーナー開口部を容易に形成でき、バーナータイルを効率的に形成できる。また、適正なバーナー開口部の形状を維持でき、健全なバーナーの燃焼を維持できる。

以下図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明に係るバーナータイルを示し、（ａ）はその一部破断斜視図、（ｂ）はその製作工程を示す説明図である。図２は図１に示すセラミックファイバーブロックのＡ−Ａ断面図、図３は図１に示すバーナータイルのＢ−Ｂ断面に対応する概略断面図である。

図１に示すようにバーナータイル１のバーナー開口部２は、上下左右の４個のセラミックファイバーブロック３〜６を組み合わせることによって形成されている。

各セラミックファイバーブロック３〜６の構成を図２に示す上側のセラミックファイバーブロック３を例にとって説明すると、セラミックファイバーブロック３は、セラミックファイバーブランケットを連続して折りたたんだ積層体７を主要部としている。このセラミックファイバーブランケットは、例えばシリカ−アルミナ繊維、シリカ−アルミナ−ジルコニア繊維、アルミナ繊維等のセラミックファイバーをニードリングして長尺にしたものである。これらのセラミックファイバーのうち、特に高温に耐えるアルミナを主成分とするものが好ましい。この長尺のセラミックファイバーブランケットを連続的に折りたたみ積層したり、あるいは２層に折りたたんだものを複数積層したりして、所定寸法の積層体を形成する。この際、積層体７にはバーナー開口部２を形成するための切欠部７ａを形成する。

積層体支持用のビーム８は、積層体７の折り目の内側に沿って配置され、このビーム８に脚棒９を固定している。脚棒９は積層体７の折り目を貫通し、積層体７の折り目の外側に配置したチャンネル１０に係止して積層体７をチャンネル１０に固定する。そしてこのチャンネル１０はチャンネル１０の外側に配置したフレーム１１にボルト１２を介して固定する。また、フレーム１１と積層体７の間にはチャンネル１０を介入させてフレーム１１と固定しているので、隙間が発生する。このためフレーム１１の内側にセラミックファイバーブランケット１９を貼設して、隙間が発生しないように考慮されている。なお、上述したビーム８と脚棒９との固定及び脚棒９とフレーム１１（チャンネル１０）との固定は溶接やボルトナット等の任意の手段で行うことができる。

一方、下側のセラミックファイバーブロック４は上側のセラミックファイバーブロック３を上下逆転させただけで上側のセラミックファイバーブロック３と同様の構成であり、左右のセラミックファイバーブロック５、６は上下のセラミックファイバーブロック３、４におけるチャンネル１０が設けられていないだけで後は上下のセラミックファイバーブロック３、４と同様の構成である。

これら上下左右の４個のセラミックファイバーブロック３〜６を図１に示すように組み合わせてその中心部付近にバーナー開口部２を形成する。この際、本実施例ではバーナー開口部２内に上下に２分割したセラミック製の内筒１３を配置し、各セラミックファイバーブロック３〜６を圧縮しつつ、それぞれのフレーム１１の端部どうしを溶接等によって接合して一体化する。好ましくは各セラミックファイバーブロック３〜６をかさ密度２５０〜３００ｋｇ／ｍ^３（素材は１５０〜１６０ｋｇ／ｍ^３）に圧縮し、これによってバーナー開口部２内の内筒１３を確実に把持するようにする。また、実施例では、内筒１３をバーナー開口部２内に配置・固定しやすくするために、内筒１３の端部に鍔部１３ａを形成している。

以上のようにして形成したバーナー開口部２とその背面側のバーナーとの間には図３に示すように、これらを連通するバーナー連通部１４を形成する。本実施例ではこのバーナー連通部１４をキャスタブル耐火物１５で形成している。すなわち、バーナー連通部１４には図３に示すように、絞り部があって単純な円筒状ではないので、セラミックファイバーブロックで形成するよりは成形が容易なキャスタブル耐火物で形成する。なお、図３中の符号１６はパイロットバーナー用の貫通孔であり、符号１８はバーナーノズルである。

また、図１に示すように、キャスタブル耐火物１５の左右両側面にはフレーム１７が正面側に突出するように固定されている。そして、このキャスタブル耐火物１５と上述のようにして一体化されセラミックファイバーブロック３〜６とを組み合わせ、キャスタブル耐火物１５に固定されたフレーム１７と上下のセラミックファイバーブロック３、４に固定されたフレーム１１の端部どうしを溶接等によって接合して全体を一体化する。以上によってバーナータイル１が完成する。

本発明に係るバーナータイルを示し、（ａ）はその一部破断斜視図、（ｂ）はその製作工程を示す説明図である。図１に示すセラミックファイバーブロックのＡ−Ａ断面図である。図１に示すバーナータイルのＢ−Ｂ断面に対応する概略断面図である。

符号の説明

１バーナータイル
２バーナー開口部
３〜６セラミックファイバーブロック
７積層体
７ａ切欠部
８ビーム
９脚棒
１０チャンネル
１１フレーム
１２ボルト
１３内筒
１４バーナー連通部
１５キャスタブル耐火物
１６貫通孔
１７フレーム
１８バーナーノズル
１９セラミックファイバーブランケット

Claims

バーナー開口部が上下左右の４個のセラミックファイバーブロックで形成されたバーナータイルであって、
各セラミックファイバーブロックが、セラミックファイバーブランケットをつづら折りに折りたたんだ積層体で形成され、この積層体の折り目の内側に沿って配置された積層体支持用のビームと、このビームに固定され前記折り目を貫通する脚棒と、この脚棒を固定するチャンネルと、このチャンネルをボルトを介して支持するフレームとを備えており、
前記上下左右の４個のセラミックファイバーブロックのフレームの端部どうしが接合されているバーナータイル
バーナー開口部内に、２分割したセラミック製の内筒が配置されている請求項１に記載のバーナータイル。
前記上下左右の４個のセラミックファイバーブロックのそれぞれがかさ密度２５０〜３００ｋｇ／ｍ^３に圧縮されており、この圧縮された上下左右の４個のセラミックファイバーブロックによって前記内筒が把持されている請求項２に記載のバーナータイル。
バーナー開口部とその背面側のバーナーとを連通するバーナー連通部がキャスタブル耐火物で形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のバーナータイル。