JP7052769B2 - 熱風乾燥炉及び鋼管の乾燥方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管に熱風を供給することによって鋼管の内外面を乾燥させる熱風乾燥炉に関する。

一般に、直径数十インチオーダーの大径鋼管の製造ラインでは、Ｏプレスで成形する前に鋼管に吹き付けられる潤滑油や原板に付着している油・ミルスケール等の不純物を高圧水によって洗浄することにより、溶接欠陥の発生を抑制している。そして、チェーンコンベアを利用して鋼管を順次乾燥炉内に装入し、乾燥炉内に高温熱風を供給することによって、高圧水によって洗浄された鋼管の内外面に付着している水分を乾燥させることにより、水分残りによる溶接欠陥の発生を抑制している。通常の操業では、鋼管は連続して乾燥炉内に装入されることから、乾燥炉の側面に形成された鋼管導入口は常時開口されている。このため、高温熱風の多くが鋼管導入口から炉外に放散され、乾燥効率低下の要因となる。このような背景から、特許文献１～６には、乾燥炉の乾燥効率を向上させる技術が提案されている。

特開２０１７－３２２３３号公報 特開平９－１４５２４８号公報 特開平７－６３４８３号公報 特開昭６１－１４３６８４号公報 特開２００４－１９６８９８号公報 特開平１１－２２１５１３号公報

しかしながら、従来技術はいずれも、熱風吐出口方向の最適化やガイド板の設置による熱風流路の効率化によって乾燥効率の向上を図るものであり、熱風の吹き出し口の構造変更によって熱風の流れ挙動を制御し、鋼管の内部に直接熱風を導入することによって乾燥効率を向上させる技術は提案されていなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱風の吹き出し口の構造変更によって熱風の流れ挙動を制御し、鋼管の内部に直接熱風を導入することによって乾燥効率を向上可能な熱風乾燥炉を提供することにある。

本発明に係る熱風乾燥炉は、鋼管に熱風を供給することによって鋼管の内外面を乾燥させる熱風乾燥炉であって、炉内に前記熱風を吐出する吐出口の出側に配置された熱風流れ挙動調整機構を備え、前記熱風流れ挙動調整機構は、前記鋼管の内面中心に向かって前記熱風を供給するように前記熱風の流れ挙動を調整することを特徴とする。

本発明に係る熱風乾燥炉は、上記発明において、前記分岐ノズルは、前記熱風を旋回流として前記鋼管の内面に供給することを特徴とする。

本発明に係る熱風乾燥炉は、上記発明において、前記熱風流れ挙動調整機構は、前記鋼管の装入方向に沿って前記分岐ノズルを複数備えていることを特徴とする。

本発明に係る熱風乾燥炉は、上記発明において、前記熱風流れ挙動調整機構は、炉内に装入可能な鋼管の本数分、前記分岐ノズルを備えていることを特徴とする。

本発明に係る熱風乾燥炉によれば、熱風の吹き出し口の構造変更によって熱風の流れ挙動を制御し、鋼管の内部に直接熱風を導入することによって乾燥効率を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態である熱風乾燥炉の全体構成を示す模式図である。 図２は、本発明の一実施形態である熱風流れ挙動調整機構の構成を示す模式図である。 図３は、本発明の一実施形態である熱風流れ挙動調整機構の構成を示す断面図である。 図４は、従来の熱風の供給方向を説明するための模式図である。 図５は、本発明の一実施形態である熱風流れ挙動調整機構による熱風の供給方向を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である熱風乾燥炉の構成及び作用について説明する。

〔熱風乾燥炉の全体構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である熱風乾燥炉の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である熱風乾燥炉の全体構成を示す模式図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である熱風乾燥炉１は、側面１ａに形成された開口部を介して矢印Ｒ方向（装入方向）に連続的に炉内に装入される鋼管Ｐに熱風を供給することによって鋼管Ｐの内外面を乾燥させる乾燥炉であり、バーナー２、吐出口３、排出口４、循環路５、及び熱風流れ挙動調整機構６を備えている。

バーナー２は、熱風を所定温度に加熱する装置である。バーナー２によって加熱された熱風は、図示しないブロアによって昇圧された後に吐出口３に供給される。

吐出口３は、鋼管Ｐに熱風を供給可能なように鋼管Ｐの装入方向と直交する熱風乾燥炉１の側面に形成されており、バーナー２によって加熱された熱風を炉内に吐出する。

排出口４は、熱風乾燥炉１の側面に形成されており、炉内の熱風を循環路５に排出する。

循環路５は、排出口４から排出された熱風をバーナー２に循環させる。なお、排出口４から排出された熱風の一部は、蒸発水分の滞留を防ぐために外部に放出される。このため、熱風の放出に伴う炉内温度の低下を抑制するために、バーナー２による熱風の加熱量を調整して炉内温度を一定に保つようにしている。

熱風流れ挙動調整機構６は、吐出口３から吐出された熱風を鋼管Ｐの内面中心に向かって集中的に導入することにより、鋼管Ｐの内面の乾燥速度を増加させる機構である。熱風流れ挙動調整機構６の詳細な構成については図２～図５を参照して後述する。

なお、本実施形態の熱風乾燥炉１には、最大で５本の鋼管Ｐを装入することができる。また、鋼管Ｐが装入される熱風乾燥炉１の開口部には、停止時や鋼管Ｐの装入がない時には閉止できるように可動式扉が設けられている。

〔熱風流れ挙動調整機構の構成〕
次に、図２～図５を参照して、熱風流れ挙動調整機構６の構成について説明する。図２は、熱風流れ挙動調整機構６の構成を示す模式図である。図３は、熱風流れ挙動調整機構６の構成を示す断面図である。図４は、従来の熱風の供給方向を説明するための模式図である。図５は、熱風流れ挙動調整機構６による熱風の供給方向を説明するための模式図である。

図２に示すように、熱風流れ挙動調整機構６は、吐出口３の炉内側（出側）に設置されており、鋼管Ｐの装入方向に沿って複数の分岐ノズル６０を備えている。本実施形態では、熱風流れ挙動調整機構６は、炉内に装入可能な鋼管Ｐの数と同数（本例では５個）の分岐ノズル６０を備えている。

図３に示すように、分岐ノズル６０は、分岐ノズル６０の内壁面に形成されたスリット６２から分岐ノズル６０の中心軸に向けて分岐ノズル６０の半径方向流れの一次空気を吹き出すことにより、供給口６１から供給された熱風（誘因熱風）Ｇ１を分岐ノズル６０の中心軸に向かって集中していく旋回流Ｇ２として吐出口６３から吐出する。分岐ノズル６０の吐出口６３は、旋回流として吐出された供給熱風Ｇ３が鋼管Ｐの内面中心に向かって流れる位置に配置されている。これにより、鋼管Ｐの内面は供給熱風Ｇ３によって乾燥されると共に、内面から外面への伝導伝熱によって鋼管Ｐの外面も乾燥させることができる。

図４に示すように、吐出口３に分岐ノズル６０が設置されていない場合、供給熱風Ｇ３は、吐出口３から炉内に拡散されるので、鋼管（パイプ）Ｐの内面に集中的に供給熱風Ｇ３を供給することができない。これに対して、図５に示すように、吐出口３に分岐ノズル６０を設置した場合には、供給熱風Ｇ３は螺旋流となり、鋼管Ｐの内部に直接供給される。これにより、鋼管Ｐの乾燥速度を速めると共に熱風が開口部を介して炉外に放出されることを抑制できるので、熱風乾燥炉１の乾燥効率を向上させることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態では分岐ノズルを設置することによって螺旋流を発生させたが、鋼管の装入方向に沿って複数の開口部を備える仕切板を吐出口に設置し、吐出口側から鋼管側に向かって各開口部の断面積を小さくすることによって螺旋流を発生させてもよい。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 熱風乾燥炉
２ バーナー
３ 吐出口
４ 排出口
５ 循環路
６ 熱風流れ挙動調整機構
６０ 分岐ノズル
６１ 供給口
６２ スリット
６３ 吐出口
Ｐ 鋼管

Claims (3)

1. 鋼管に熱風を供給することによって鋼管の内外面を乾燥させる熱風乾燥炉であって、
   熱風を所定温度に加熱すると共に該熱風の加熱量を調整して炉内温度を一定に保つバーナーと、
   前記バーナーによって加熱された熱風を炉内に吐出する吐出口の出側に配置された熱風流れ挙動調整機構と、
   炉内の熱風を排出する排出口と、
   前記排出口から排出された熱風を前記バーナーに循環させる循環路と、を備え、
   前記熱風流れ挙動調整機構は、前記鋼管の内面中心に向かって前記熱風を旋回流として供給するように前記熱風の流れ挙動を調整する分岐ノズルを有する
   ことを特徴とする熱風乾燥炉。
2. 前記熱風流れ挙動調整機構は、前記鋼管の装入方向に沿って、炉内に装入可能な鋼管の本数分、前記分岐ノズルを複数備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱風乾燥炉。
3. 請求項１又は２に記載の熱風乾燥炉を用いて、鋼管の内面を熱風によって乾燥させると共に鋼管の内面から外面への伝導伝熱によって鋼管の外面を乾燥させるステップを含むことを特徴とする鋼管の乾燥方法。

Images