JP5338172B2 - 加熱炉のシール装置 - Google Patents

Description

本発明は加熱炉のシール装置に関し、特に、大型鍛鋼品等の加熱に使用する台車式加熱炉のシール装置に関するものである。

この種の台車式加熱炉で、台車周囲からの侵入空気を防止するために従来は例えば図４ に示すようなウォーターシール構造が採用されている。これは、炉内に進入させた台車８１の側面と、これに対向する炉側壁８２にそれぞれシール板８３，８４を設け、各シール板８３，８４の、下方へ屈曲した先端部を、シール水貯留槽８５内に満たした水中に浸漬した構造である。ここで、貯留槽８５はエアシリンダ８６によって必要時に図３に示す位置へ上昇させられる。また、特許文献１には、台車の側壁にシール砂を貯留したシール砂貯留槽を設けて、シール砂中に、炉の側壁下端に設けたシール板の先端部を進入させて外気との遮断を図ったものが示されている。
特開平４−２７０８８５

しかし、上記従来のウォータシール装置では、台車上に載置された被加熱材から剥離脱落したスケールが、往々にしてシール水貯留槽８５内に落下し堆積する。このため、当該貯留槽８５の重量が過大となってエアシリンダ８６による昇降ができなくなり、シールが不可能になるという問題があった。これに対し、上記公報に示された、シール材としてシール砂を使用するサンドシール装置では、ウォータシール装置におけるような問題は生じないが、シール砂が次第に減少するために定期的にこれを補充する必要があって、補充作業に手間を要するとともに、この間の操業停止により操業効率が低下するという問題がある。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、スケールの発生によってシール性を損なわれることがない上に、シール材補充の手間を要さず、操業効率を高く維持できる加熱炉のシール装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、炉壁が略門型断面に成形された加熱炉（Ｅ）内に、被加熱材（Ｗ）を載置した台車（３）を出入させて、進入状態の台車（３）によって加熱炉（Ｅ）の炉床を構成するとともに、台車（３）の側縁と加熱炉（Ｅ）の側壁（２）との間をシールするシール装置を設け、シール装置を、台車（３）ないし側壁（２）の一方に設けてシール材を貯留するシール材貯留槽（５１）と、台車（３）ないし側壁（２）の他方に設けて先端部がシール材貯留槽（５１）のシール材内に進入させられるシール板（５２）とで構成し、かつ、シール材貯留槽（５１）を、台車（３）上から落下するスケール（６２）を収容できる位置に設けて、収容したスケール（６２）をシール材として使用する。

本第１発明において、シール材貯留槽に貯留されたシール材は台車の炉内外への進出進入に伴ってシール材貯留槽内から溢れて減少するが、次々に落下供給されるスケールがシール材貯留槽に収容され、相対的に移動するシール板によって細粒に砕かれてシール材として機能して、加熱炉のシール性が保たれる。本第１発明によれば、従来のウォータシール構造のような、スケール発生に伴ってシール性が損なわれるという問題がないとともに、従来のシール砂によるシール構造のようにシール材としてのシール砂を補充する手間を要しないから、シール材補充作業に伴う操業効率の低下を避けることができる。

本第２発明では、台車（３）の進入端位置にスクレーパ（７）を設けるとともに、スクレーパ（７）の掻き板（７１）を、シール材貯留槽（５１）から落下するスケール（６２）を収容するピット（Ｐ）内に起立姿勢で位置させるとともに、台車（３）が炉内へ進入する際には掻き板（７１）を上方へ回動可能とする。

本第２発明において、台車の炉外への進出移動の際に、スクレーパの掻き板がピット内を移動して、ここに収容されたスケールを炉外へ掻き出す。したがって、ピットからのスケール除去作業の必要が無くなり、除去作業に伴う操業効率の低下が回避される。台車が炉内へ進入する際には掻き板は適宜上方へ回動してピット内のスケールを掻くことはない。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の加熱炉のシール装置によれば、スケールの発生によってシール性が損なわれることがない上に、シール材補充の手間を要しないから操業効率を高く維持することができる。

図１には台車式加熱炉の左右対称形状の下端部の、半部横断面図を示し、図２には、台車式加熱炉の下端部を側方から見た破断斜視図を示す。加熱炉Ｅの炉壁は全体として下方へ開放する略門型の断面を有し、図１、図２はその一方の側壁１の下端部を示している。側壁１の内側壁１１（図１）は耐火物で構成されており、当該内側壁１１の下端には、フレーム２１上に耐火物２２を形成して構成された庇壁２が、炉の内方へ向けて突設されている。

上記各図は炉内へ台車３を進入させた状態を示しており、台車３は加熱炉Ｅの左右の側壁１間に位置して当該加熱炉Ｅの開放部をほぼ閉鎖し、炉床を構成している。すなわち、台車３は水平姿勢のフレーム３１を備え、当該フレーム３１上に、所定厚の耐火物で構成された床壁３２が形成されている。床壁３２は庇壁２とほぼ同一高さに位置し、床壁３２上にはスキットＳに載せた大型鍛鋼品等の被加熱材Ｗが置かれている。

床壁３２の外側縁は庇壁２の内側縁に接近して、これらの間に、途中で折れ線状に屈曲しつつ上下方向へ延びる間隙４が形成されている。フレーム３１の下面には左右位置に（図１に一方のみ示す）それぞれ二条のレール体３３が突設され、これらレール体３３がローラー体３５の両側小径軸部上に載置されている。ローラ体３５は、加熱炉Ｅの前後方向（図１の紙面垂直方向）へ互いに連結材３４で連結されて複数配設されている。ローラー体３５はその中央大径部が、地表面に埋設したガイドレール３６上に載置されて転動するようになっている。このような構造により、モータ駆動の図略のラックアンドピニオン機構によって台車３は図示の進入位置と、加熱炉Ｅ外へ引き出された（図１の紙面手前側ないし図２の左方）進出位置との間で移動させられる。

上記フレーム３１の両側（図１に一方のみ示す）にはこれに沿ってシール材貯留槽５１が設けられている。シール材貯留槽５１は上方へ開放するＵ字断面をなしてフレーム３１に沿って前後方向へ樋状に延びている（図２）。このシール材貯留槽５１は上記間隙４（図１）の下方開口４１の直下に位置している。シール材貯留槽５１内には最初にシール材としてドロマイトの細粒６１が一定高さまで収容されている。シール材貯留槽５１内には上方からシール板５２が挿入されて、その先端部（下端部）がドロマイト６１層内に侵入している。

シール板５２は上端部５２１が水平に屈曲しており、この水平な上端部５２１がバネ部材５３を周囲に配した支持ボルト（図示略）によって庇壁２のフレーム２１上に支持されている。上記バネ部材５３はシール板５２を下方へ付勢するようなバネ力を発揮するように設定されている。シール板５２の下端部にはこれに沿って長手方向へ図３に示すように丸棒材５４が接合してあり、台車フレーム３１の進出端ないし進入端たる丸棒材５４の前後端（図３は前端を示す）５４１はそれぞれ斜め上方へ湾曲させてある。シール板５２はシール材貯留槽６１と同一長さでこれに沿って延びているが、長手方向の複数位置で分割されており、各分割部がそれぞれ、フレーム２１上の複数位置に設けた、上記バネ部材５３を配した支持ボルトで支持されて下方へ付勢されている。

シール材貯留槽５１の下方の地表面には前後方向へピットＰが設けてある。一方、台車フレーム３１の進入端たる最後端位置には側方へ突出するアーム３７が設けられてその下面にスクレーパ７が設けてある。スクレーパ７は掻き板７１を備えており、当該掻き板７１はピットＰ内に起立姿勢で位置している。掻き板７１は上端がアーム３７の下面に軸部材７２（図１）によって回動可能に結合されて起立姿勢から前方へ跳ね上げ回動可能であるとともに、起立姿勢から後方への回動は図略のストッパによって規制されている。

このような構造のシール装置において、初期のシールは、シール板５２の下端部がシール材貯留槽５１内のドロマイト６１層に侵入していることによって外気と炉内が遮断されて確保される。ドロマイト６１の細粒は台車３が炉内外への進出進入を繰り返す毎にシール材貯留槽５１内から溢れて減少する。ここにおいて、台車３の移動時には床壁３２上の被加熱材Ｗから剥離脱落したスケール６２が間隙４を経てその下方に開口するシール材貯留槽５１内に落下供給される（図１）。スケール６２は屈曲した間隙４を落下する間に、当該間隙４を形成する台車床壁３２の外側縁や庇壁２の内側縁に当たって砕かれ、小型化する。そしてさらに、シール材貯留槽５１内に落下すると、バネ部材５３によって下方へ付勢されているシール板５２が、落下したスケール６２に乗り上げつつ移動することによって押し潰されて細粒化ないし細片化される。この際、シール板５２の下端部には、既述のように前端５４１および後端を斜め上方へ湾曲させた丸棒材５４が接合してあるから摩擦抵抗が軽減されて、スケール６２へのシール板５２の乗り上げと乗り上げ状態での移動がスムーズに行われる。

細粒化・細片化されたスケール６２はドロマイト６１と同様のシール材として機能し、このようなスケール６２中にシール板５２の下端部が侵入していることによって外気と炉内が遮断されて気密性が保たれる。このように、シール材貯留槽５１に最初に貯留されたドロマイト６１が、台車３の炉内外への進出進入に伴ってシール材貯留槽５１内から溢れ、減少しても、次々に落下供給されるスケール６２がドロマイト６１に代わってシール材として機能して、加熱炉Ｅのシール性が保たれる。このように、シール材を補充する手間を要さず、したがってシール材補充作業に伴う操業効率の低下を避けることができる。

シール材貯留槽５１から溢れたドロマイト６１やスケール６２は下方のピットＰ内へ落下し収容される。ここにおいて本実施形態では、台車フレーム３１の最後端位置にスクレーパ７を設けてあるから、台車３の炉外への進出移動の際に、スクレーパ７の掻き板７１がピットＰ内を前方へ移動して、ここに収容されたドロマイト６１やスケール６２を前方の炉外へ掻き出す。

このようにして、台車３が炉外へ進出させられる毎にピットＰ内のスケール６２等の除去がなされるから、除去作業の必要が無くなり、除去作業に伴う操業効率の低下が回避される。なお、掻き板７１は前方への跳ね上げ回動は可能になっているから、台車３が炉内へ進入する際には掻き板７１は適宜前方へ跳ね上がって、ピットＰ内のドロマイト６１やスケール６２を掻くことなく後端位置まで戻る。

上記実施形態において、シール材貯留槽５１を炉の側壁１側に設け、シール板５２を台車３側に設けるようにしても良い。

本発明の一実施形態を示す、台車式加熱炉の下端部の半部横断面図である。 台車式加熱炉の下端部を側方から見た破断斜視図である。 シール板の端部側面図である。 従来のシール装置を示す概略断面図である。

符号の説明

２…庇壁（側壁）、３…台車、５１…シール材貯留槽、５２…シール板、６２…スケール、７…スクレーパ、７１…掻き板、Ｅ…加熱炉、Ｗ…被加熱材、Ｐ…ピット。

Claims (2)

1. 炉壁が略門型断面に成形された加熱炉内に、被加熱材を載置した台車を出入させて、進入状態の前記台車によって前記加熱炉の炉床を構成するとともに、前記台車の側縁と前記加熱炉の側壁との間をシールするシール装置を設け、前記シール装置を、前記台車ないし側壁の一方に設けてシール材を貯留するシール材貯留槽と、前記台車ないし側壁の他方に設けて先端部がシール材貯留槽のシール材内に進入させられるシール板とで構成し、かつ、前記シール材貯留槽を、前記台車上から落下するスケールを収容できる位置に設けて、収容した前記スケールをシール材として使用することを特徴とする加熱炉のシール装置。
2. 前記台車の進入端位置にスクレーパを設けるとともに、前記スクレーパの掻き板を、前記シール材貯留槽から落下するシール材を収容するピット内に起立姿勢で位置させるとともに、前記台車が炉内へ進入する際には前記掻き板を上方へ回動可能とした請求項１に記載の加熱炉のシール装置。

Images