JP5256950B2 - リジェネバーナ装置の交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼片などの加熱炉の炉壁に設置されるリジェネバーナ装置（蓄熱式バーナ装置）に関するものであり、特に、従来のバーナからリジェネバーナへの交換、既設リジェネバーナの補修、リジェネバーナの新設の際に、その作業時間を大幅に短縮して能率よく作業することを可能にするリジェネバーナ装置に関するものである。

鋼片などの加熱炉において、近年、従来のバーナに換えて加熱効率の良いリジェネバーナが盛んに導入されている。従来のバーナは、燃料ガスと空気を同じバーナから供給して燃焼させ、燃焼後の排ガスは専用の出口から排出していた。これに比べて、バーナと蓄熱体を備えたリジェネバーナは、燃料ガスと空気を同じバーナから供給して燃焼させた後、燃焼後の排ガスも同じバーナから排出させて、排出の際に蓄熱体に排ガスの熱を蓄える。同じバーナで燃焼と排ガス排出を交互に繰り返すことにより、燃焼に使用する空気の加熱に排ガスから蓄熱した熱を活用できて、燃焼効率を著しく向上できる。

ただし、このリジェネバーナは燃焼と排ガス排出を交互に繰り返すため、長時間に亘って使用すると熱サイクルの影響を強く受けて構造部材が劣化しやすいことから、劣化した部材を補修して使用している。

上記のように、既設の加熱炉では、従来のバーナをリジェネバーナに交換したり、あるいは、既設のリジェネバーナを補修（修理して継続使用、または、新品に交換）したりする作業が発生する。また、リジェネバーナを新たに設置する場合もある。

これらの作業において、バーナを加熱炉の壁面に設置したまま交換や補修し、あるいは、加熱炉の壁面にそのまま設置する場合、安全に作業できるようにするために高温の加熱炉を一旦停止して冷却する必要があり、しかも、狭い空間で行われるために時間が掛かって作業能率が著しく低下していた。そして、その間は加熱炉を稼動できず、生産効率も著しく低下していた。

そこで、近年では、予めリジェネバーナを組み立てておいて、従来のバーナや既設のリジェネバーナと交換し、組み立てたリジェネバーナを新たに設置するようにして、作業能率をやや向上できるようになり、それにより加熱炉の停止時間をやや短縮して生産効率も向上させている。

図７、図８は、上記のような、予めリジェネバーナを組み立てておいて、既設のリジェネバーナと交換する作業の一例を示すものである。まず、図７に示すように、加熱炉の炉壁５に設置されているリジェネバーナ１０の周りに複数のチェーンブロック９を取り付け、これら複数のチェーンブロック９をクレーン（図示せず）で吊って、リジェネバーナ１０を炉壁５から取り外す。次に、図８に示すように、予め組み立てておいたリジェネバーナ１０の周りに複数のチェーンブロック９を取り付け、これら複数のチェーンブロック９をクレーン（図示せず）で吊って、リジェネバーナ１０を炉壁５のバーナ取り付け位置７まで移動させ、チェーンブロック９を微調整しながらリジェネバーナ１０をバーナ取り付け位置７に設置する。場合によっては、他のチェーンブロックを加熱炉の壁面５に吊り下げて、これらのチェーンブロックを用いて微調整しながらリジェネバーナ１０を交換する。

しかし、加熱炉の壁面５には複数のバーナが設置されているため、上記の交換作業は狭い空間で行われ、しかも、リジェネバーナ１０はその構造から、同じ加熱能力とするには、従来のバーナに比べて大型で重量が増加しており、そのような大型で重量が増加したリジェネバーナ１０を取り扱うことから、不安全で多大な時間がかかっていた。その上、これら加熱炉に設置された複数のリジェネバーナの大部分を交換あるいは修理する場合が多々あって、作業能率を十分向上できず、生産効率にも支障を来たしており、能率よく交換作業ができるリジェネバーナが強く望まれていた。

この問題に対して、特許文献１には、リジェネバーナ装置（蓄熱式燃焼装置）として、蓄熱部分のみを分離可能な台車構造とし、蓄熱体のみの交換を容易にする装置が提案されている。

しかし、特許文献１に記載の装置はリジェネバーナの蓄熱部分のみの移動を可能としたものであり、バーナ全体には工夫がなく、リジェネバーナ全体の交換は、前述した従来のチェーンブロックを活用した方法のままであって、しかも、蓄熱部分に取り付けた台車の重量が増すため、ますますバーナ重量が増加し、リジェネバーナの交換の作業能率は低くなり、大いに改善が求められていた。
特開２０００−３２０８３１号公報

上記のように、従来のバーナからリジェネバーナへの交換、既設のリジェネバーナの補修（修理して継続使用、または、新品に交換）、リジェネバーナの新設を行うに際して、作業が能率よく実施できて、生産への支障も最小限にできるリジェネバーナ装置が大いに望まれていた。

本発明は、上記のような問題を鑑みてなされたものであり、従来のバーナからリジェネバーナへの交換、既設リジェネバーナの補修（修理して継続使用、または、新品に交換）、リジェネバーナの新設を行うに際して、能率よく安全に作業を行うことができ、作業時間短縮による生産効率向上も可能とするリジェネバーナ装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］バーナと蓄熱体を備えたリジェネバーナの下部に車輪を取り付けたリジェネバーナ本体と、該リジェネバーナ本体を搭載する台車とを有し、この台車を炉の壁面にほぼ平行して移動可能とし、さらに、前記リジェネバーナ本体の壁面への取り付け位置において、前記車輪によってリジェネバーナ本体が壁面の方向に移動可能としていることを特徴とするリジェネバーナ装置。

［２］炉壁にほぼ平行にレールを敷設し、このレール上を前記台車が移動するとともに、リジェネバーナ本体の壁面への取り付け位置に向かってレールを敷設し、このレール上を前記車輪によってリジェネバーナ本体が移動することを特徴とする前記［１］に記載のリジェネバーナ装置。

本発明においては、従来のバーナからリジェネバーナへの交換、既設リジェネバーナの補修、リジェネバーナの新設を行うに際して、予め組み立てておいたリジェネバーナをその組み立てた場所から容易に搬送可能となり、炉壁の取り付け位置へのリジェネバーナの設置にかかる時間を大幅に短縮することができる。また、バーナの交換等に伴って、加熱炉を停止する時間も大幅に削減できて、生産効率向上にも大いに寄与することができる。

本発明の一実施形態に係るリジェネバーナ装置を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るリジェネバーナ装置の斜視図である。図１に示すように、この実施形態に係るリジェネバーナ装置１は、リジェネバーナ本体２と、リジェネバーナ本体２を搭載する交換台車４を備えている。

そして、図２はリジェネバーナ本体２の斜視図であり、図３は交換台車４の斜視図である。

図２に示すように、リジェネバーナ本体２は、バーナ２ｂと蓄熱体２ｃを備えたリジェネバーナ２ａと、そのリジェネバーナ２ａの下部に取り付けられた車輪３とを有している。なお、車輪３は、本図にこだわるものではなく、リジェネバーナ２ａを支えるのに十分な強度を有し、リジェネバーナ２ａを移動可能であればよい。

また、図３に示すように、交換台車４は、リジェネバーナ本体２を搭載して移動するための荷台４ａと車輪４ｄを有している。この荷台４ａは、交換台車４の加熱炉の炉壁５とほぼ平行な方向に延びる長手方向部材４ｂと、交換台車４の加熱炉バーナ取り付け方向に延びる幅方向部材４ｃとで構成され、幅方向部材４ｃの上にリジェネバーナ本体２の車輪３が載るようになっている。なお、交換台車４は、リジェネバーナ本体２を搭載して移動可能とするため、十分な強度を有するとともに、移動中にリジェネバーナ本体２を交換台車４に固定する装置（図示せず）を有しているとよい。また、交換台車４は図２にこだわるものでなく、少なくとも加熱炉の炉壁５とほぼ平行な方向および加熱炉バーナ取り付け方向に移動可能であればよい。

そして、リジェネバーナ本体２を搭載した交換台車４は、加熱炉の炉壁周辺の床面を自在に移動させてもよいが、加熱炉の炉壁周辺は他の配管や機器類が多数設置されて空間が狭いことから、予めレールを敷いてその上を移動させることにより、狭い空間でリジェネバーナ本体２や他の配管や機器類を破損させずに移動できる。また、レールを敷くことによって、リジェネバーナ２ａの加熱炉への取り付け位置での微調整も僅かで済み、精度良くリジェネバーナ本体２を移動することができる。

以下に、この実施形態に係るリジェネバーナ装置１において、既設のリジェネバーナ本体２を補修（修理して継続使用または新品と交換）する際の作業手順の一例を、図４〜図６に基づいて説明する。

まず、既設のリジェネバーナ本体２の取り外しについて説明する。図４に例を示すように、既設のリジェネバーナ本体２について、配管や弁等を取り外した後、炉壁５のバーナ取り付け位置７から敷設したレール８上を車輪３によって移動させて、予め炉壁５にほぼ平行に設置したレール６上に置いた交換台車４の上に搭載させる。なお、レール８は交換台車３の幅方向部材４ｃに接続するようになっている。続いて、このリジェネバーナ本体２を搭載した交換台車４について、炉壁５にほぼ平行に設置したレール６上を移動させて加熱炉から離した後、リジェネバーナ補修場所（リジェネバーナ本体２の組み立て場所）まで移動させる。

次に、リジェネバーナ本体２の取り付けについて説明する。図５に例を示すように、リジェネバーナ補修場所で予め組み立てたリジェネバーナ本体２を搭載した交換台車４を炉壁５にほぼ平行に設置したレール６に載せて、レール６上を炉壁５のバーナ取り付け位置７近くまで移動させる。続いて、図６に示すように、炉壁５のバーナ取り付け位置７まで敷設したレール８上に載せてリジェネバーナ本体２を移動させて、リジェネバーナ本体２を取り付け位置７まで移動させた後、リジェネバーナ本体２を固定して取り付ける。

なお、上記において、リジェネバーナ２ａに付帯する配管や弁等については、リジェネバーナ本体２の移動を妨げない位置に設置することが望ましい。

そして、複数の既設のリジェネバーナ本体２を補修する場合、炉壁５にほぼ平行なレール６を活用することにより、個別にリジェネバーナ本体２を交換する場合に比べて、さらに能率よく移動および交換が可能である。例えば、複数のリジェネバーナ本体２の補修が必要な場合、予め、複数の既設のリジェネバーナ本体２を炉壁５のバーナ取り付け位置７から敷設したレール８上を移動させ、予め配置した複数の交換台車４の上に搭載させる。その後、炉壁５にほぼ平行に設置したレール６上を複数の交換台車４に載せたリジェネバーナ本体２を移動させて加熱炉から離した後、順次まとめてリジェネバーナ補修場所まで移動させる。次に、リジェネバーナ補修場所で予め組み立てた複数のリジェネバーナ本体２を対応する複数の交換台車４の上に搭載し、その複数の交換台車４を炉壁５にほぼ平行に設置したレール６上に直列に載せる。続いて、リジェネバーナ本体２を搭載した交換台車４について、各々のバーナ取り付け位置７に対応させて、レール６上をまとめて移動させる。さらに、各々の炉壁５のバーナ取り付け位置７まで敷設したレール８上を移動させて、バーナ取り付け位置７まで導き、リジェネバーナ本体２を固定する。これらによって、従来にはない著しく能率の良いリジェネバーナ交換作業が可能になる。

また、複数の従来のバーナをこの実施形態によるリジェネバーナ本体２に交換する場合、従来のバーナをクレーン等を用いて撤去して、加熱炉の炉壁５のバーナ取り付け部分７をリジェネバーナ用に加工した後、炉壁５のバーナ取り付け位置７までのレール８を敷設するとともに、炉壁５にほぼ平行に設置するレール６を敷設する。これによって、予め組み立てておいた複数のリジェネバーナ本体２を複数の交換台車４に搭載して、まとめて複数のバーナ取り付け位置７まで移動させて設置することが可能である。あるいは、個々のリジェネバーナ本体２が組み立てられ次第、順次、交換台車４に搭載して、バーナ取り付け位置７まで移動させて設置することも可能であり、これらによって、従来のバーナをリジェネバーナ本体２に交換する作業の能率を著しく向上できて、工事日程を大幅に短縮可能である。加えて、交換したリジェネバーナ本体２の補修時には、前述するとおり、能率のよい交換作業が可能になる。

さらに、複数のリジェネバーナ本体２を新設する場合、炉壁５のバーナ取り付け位置７まで敷設したレール８および炉壁５にほぼ平行に敷設したレール６によって、予め組み立てておいた複数のリジェネバーナ本体２を複数の交換台車４に搭載して、まとめて複数のバーナ取り付け位置７まで移動させて設置することも可能であり、あるいは、個々のリジェネバーナ本体２を組み立て次第、順次、交換台車４に搭載して、バーナ取り付け位置７まで移動させて設置することも可能である。これらによって、複数のリジェネバーナ本体２を新設する際の作業能率を著しく向上できて、工事日程を大幅に短縮可能である。また、リジェネバーナ本体２の新設の場合、加熱炉周辺は比較的スペースがあるため、レール６、７の敷設にこだわらず、リジェネバーナ本体２あるいは交換台車４を床面を自在に移動させて設置してもよい。あるいは、リジェネバーナ本体２の設置後に、炉壁５のバーナ取り付け位置７からのレール８や、炉壁５にほぼ平行なレール６を敷設すれば、その後のリジェネバーナ本体２の補修も容易になる。

なお、上記のリジェネバーナ本体２および交換台車４の走行は、人力でも可能であるが、能率および安全性を向上するため、モータや油圧を活用するとよく、コンピュータ制御を活用すれば精度良い移動が可能になる。

このようにして、この実施形態においては、従来のバーナからリジェネバーナへの交換、既設リジェネバーナの補修（修理して継続使用、または、新品に交換）、リジェネバーナの新設を行うに際して、予め組み立てておいたリジェネバーナ本体２をその組み立てた場所から容易に搬送可能となり、炉壁５の取り付け位置７へのリジェネバーナ本体２の設置にかかる時間を大幅に短縮することができる。また、バーナの交換等に伴って、加熱炉を停止する時間も大幅に削減できて、生産効率向上にも大いに寄与することができる。

本発明の実施例１として、加熱炉の炉壁に複数のリジェネバーナを新設する工事において、従来のリジェネバーナ１０を新設する場合（従来例１）と、本発明の一実施形態に係るリジェネバーナ装置１によってリジェネバーナ本体２を新設する場合（本発明例１）について、その工事日数を比較した。

その際、新設するリジェネバーナの台数は従来例１および本発明例１ともに１２台とし、従来例１では、加熱炉を設置後、炉壁５のバーナ取り付け位置７でリジェネバーナ１０を組み立てて設置した。一方、本発明例１では、加熱炉を設置後、炉壁５にほぼ平行に移動させるレール８とバーナ取り付け位置７まで移動させるレール６を設置し、並行して組み立てたリジェネバーナ本体２をレール６およびレール８上に載せて移動させて設置した。

図９に、本発明例１の工事日数と従来例１の工事日数を比較したものを示す。本発明例１の工事日数は、従来例１の半分以下であり、大幅に日数が短縮されている。

本発明の実施例２として、加熱炉の炉壁に設置されているリジェネバーナを補修する工事において、従来のリジェネバーナ１０を補修する場合（従来例２）と、本発明の一実施形態に係るリジェネバーナ装置１によってリジェネバーナ本体２を補修する場合（本発明例２）について、その工事時間を比較した。

その際、補修するリジェネバーナの台数は１台とし、従来例２では、図７、図８に示したように、複数のチェーンブロック９を用いて、リジェネバーナ１０を炉壁５から取り外し、移動させて修理した後、再び炉壁５に取り付けた。一方、本発明例２では、炉壁５に平行に移動させるレール６とバーナ取り付け位置７まで移動させるレール８を設置し、リジェネバーナ本体２を炉壁５から取り外して、レール８およびレール６の上に載せて移動させ、修理した後、再びレール６およびレール８の上に載せて移動させて、炉壁５に取り付けた。

図１０に、本発明例２の工事時間と従来例２の工事時間を比較したものを示す。本発明例２の工事時間は、従来例の１／３であり、大幅に時間が短縮されている。

なお、一般に、バーナ交換を行うには、加熱炉を停止して冷却する必要があり、冷却までにかなり長時間の停止を必要とし、生産効率を著しく低下させる。従って、バーナを個々に補修（交換）したのではその都度加熱炉を停止する必要があり、著しい生産効率の低下を来たすことから、１回の加熱炉停止で、複数のバーナを補修するのが通常である。この場合、本発明例２においては、複数のリジェネバーナ本体２を補修（交換）する場合でもまとめて能率良く実施できるため、加熱炉の停止時間を短くできて、生産効率の大幅な低下を防止できるという優れた効果を有している。

本発明の一実施形態に係るリジェネバーナ装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るリジェネバーナ装置のリジェネバーナ本体を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るリジェネバーナ装置の交換台車を示す斜視図である。 本発明の一実施形態において、リジェネバーナ本体が炉壁から取り外される状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態において、リジェネバーナ装置が炉壁に平行に移動する状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態において、リジェネバーナ本体がバーナ取り付け位置の方向に向かって移動する状態を示す斜視図である。 従来のリジェネバーナ取り外し作業を示す斜視図である。 従来のリジェネバーナ取り付け作業を示す斜視図である。 本発明の実施例１において、本発明例１と従来例１のバーナ新設における工事日数を比較した図である。 本発明の実施例２において、本発明例２と従来例２のバーナ補修の工事時間を比較した図である。

符号の説明

１ リジェネバーナ装置
２ リジェネバーナ本体
２ａ リジェネバーナ
２ｂ バーナ
２ｃ 蓄熱体
３ 車輪
４ 交換台車
４ａ 荷台
４ｂ 長手方向部材
４ｃ 幅方向部材
４ｄ 車輪
５ 炉壁
６ 炉壁にほぼ平行に敷設したレール
７ バーナ取り付け位置
８ バーナ取り付け位置まで移動させるレール
９ チェーンブロック
１０ リジェネバーナ

Claims (1)

1. バーナと蓄熱体を備えたリジェネバーナの下部に車輪を取り付けたリジェネバーナ本体と、該リジェネバーナ本体を搭載する台車とを有し、炉壁にほぼ平行に本線レールを敷設して、この本線レール上を前記台車が炉壁にほぼ平行に移動するとともに、リジェネバーナ本体の壁面への取り付け位置に向かって支線レールを敷設して、この支線レール上を前記車輪によってリジェネバーナ本体が壁面の方向に移動するリジェネバーナ装置の交換方法であって、
   複数の既設のリジェネバーナ本体の交換が必要な場合、
   まず、複数の既設のリジェネバーナ本体をそれぞれの支線レール上を移動させ、予め本線レール上に配置した複数の前記台車の上に搭載させる工程と、
   次に、本線レール上を複数の前記台車に載せたリジェネバーナ本体を移動させて、まとめてリジェネバーナ補修場所まで移動させる工程と、
   次に、リジェネバーナ補修場所で予め組み立てた複数のリジェネバーナ本体を対応する複数の台車の上に搭載し、その複数の台車を本線レール上に直列に載せる工程と、
   次に、リジェネバーナ本体を搭載した台車を各々のバーナ取り付け位置に対応させて本線レール上をまとめて移動させる工程と、
   次に、それぞれの支線レールを移動させて、バーナ取り付け位置まで導き、リジェネバーナ本体を固定する工程と
   によって行うことを特徴とするリジェネバーナ装置の交換方法。

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