JPH02152190A - 放熱管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炉等を加熱する放熱管に関する。熱源は電気抵
抗要素または例えばガスを使用するバーナとすることが
できる。炉は主として工業的方法で熱処理する炉を意味
している。

放熱管は主として、雰囲気を直接加熱できないような種
類の、炉に使用される。このことは、雰囲気が電気的加
熱に使用される要素に対して危険であるかまたは燃焼ガ
スが存在を許されないような、炉の雰囲気を制御しよう
とすることによるものである。直接加熱の代わりに放熱
管を使用する他の理由は、それが可能である場合、たと
えば、炉を使用しながら熱源を修理しようとすることで
ある。このことを別の空間、たとえば炉室内よりも放熱
管内部で実施することは一層容易である。

放熱管は円筒形管体を有する。底部は管の一端に取付け
られている。管の他端には一般に炉壁に取付けるフラン
ジが設けられている。管はまた炉に取付けるための別の
装置、突起ならびに間隔片を備えることができる。加熱
が主として燃焼によって得られるとき、管内には燃焼ガ
ス用流通路を形成する挿入片を設けることができる。ま
たＵ字型放熱管とすることもできる。

放熱管は従来約１１００℃までの炉温に対して使用され
、管はしばしば主として、ニッケル、クロームおよび鉄
を含む合金から製造された。合金成分はたとえばニッケ
ル４０〜６０％、クローム１５〜２０％および鉄２５〜
４５％である。しかしながら、これらの放熱管は大部分
の用途においてきわめて重大なある欠点を有する。管の
表面には外側ならびに内側に酸化物層が形成され、それ
らの層はある厚さに達すると剥離し、それぞれの用途に
おいて必要とする使用状態に変化を生ずる。酸化物層は
管に対して連続する侵食を保護しない、落下する酸化物
の破片は、もしそれらが炉の内部にある生産物に接触す
るならば問題を生ずる。しかしながら、最大の問題は管
内部の酸化物の破片によって生ずる。もし加熱のため電
気的要素が設けられているならば、破片は別の電気的要
素との間をまた要素の別の部品との間を短絡し、要素機
能を即時停止するか要素の寿命をいちしろしく短縮する
。要素を交換するとき、要素および要素支持装置は放熱
管から引出され、修理または交換の後ふたたび押込まれ
、支持装置は掃過体として作用し、多くの場合管の遠い
端部に酸化物の堆積を生じさせ、修理作業の困難性およ
び機能の欠陥をを生ずる。

従来使用された放熱管は、使用時の高温のため満足な機
械的特性をもっていなかった。それら自体の重量および
内部負荷のため、管は垂れ下がる傾向がある。これを補
償するため、管は所定の期間で１８０゛回転しなければ
ならない。これは多くの場合、通常の点検修理と関連し
てなされるが、なお重大な欠点であり、使用の可能性を
制限する重大な要因となる。

本発明の目的は従来公知の放熱管の上記欠点を解決する
こと、および、従来可能であったよりも一層高温での使
用を可能にすることである。このことは主として連続使
用における高い定常温度に基づいている。本発明はまた
補修のための停止の間隔を延長することである。管の垂
れ下がりが一層減少したまたは完全に除去されたことは
、放熱管の機能の信頼性ならびに一層容易な補修を意味
する。

本発明による放熱管は炉等を加熱するのに使用するため
のもので、管体は鉄−クローム−アルミニウムの合金か
ら製造され、円筒部分がシームレスであることを特徴と
している。本発明の放熱管は、ニッケルークロームまた
は鉄−ニッケルークローム合金の鋳造または板の溶接に
よって製造された通常の管に比較して、重大な利点を存
する。

本発明による放熱管は１２５０〜１３００℃までの温度
で使用することができる。

高温の酸化性雰囲気において、鉄−クロームアルミニウ
ムの合金は、材料表面にアルミニウム酸化物の安定な接
着性被膜を形成する。この酸化物はたニッケルークロー
ム合金表面に形成された層より一層耐熱性があり、かつ
化学的侵食に対して耐久性がある。このことはとくに、
ニッケルクロームに迅速かつ厳しい侵食が加えられる、
硫黄含有雰囲気において顕著である。もし酸化物層が損
傷しなければ、鉄−クローム−アルミニウム合金は増熱
雰囲気中において一層すぐれている。

したがって、多くの用途において本発明による放熱管を
予備酸化することが重要となる。このことはまたもし予
定使用温度が１１００℃以下であるならば実施すべきで
ある。適当な予備酸化はたとえば１１００℃の空気中に
おける約８時間の熱処理である。

鉄−・クローム−アルミニウム合金はまた、それぞれ０
．２重量％までのイツトリウム、チタニウムおよびジル
コニウムのような微量の他の合金成分を含む。これらの
添加剤は酸化物層ならびに材料の構造および性質に影響
を及ぼす。

放熱管の要部である円筒管はシームレスであり、好まし
くは押出加工によって製造される。押出加工に使用され
るスラブは鋳造または粉末冶金の公知の方法によって製
造される。押出しの剪断速度および他の条件は、管に筋
付き面を生ずるように選択され、そのことは管の外面の
すべては平滑でなく、軸方向に延びる不規則溝および畝
部を備えていることを意味し、その大きさは、高温およ
び温度変化による酸化物の剥離を防止するため、酸化物
層の性質主としてその強度および弾性、を最善にするよ
うに選択される。

以下、本発明を図面に基づいてさらに説明する。

第１図は炉内に取付けられたいくつかの放熱管１．２Ａ
、２Ｂを示し、符号３はその煉瓦壁である。放熱管はシ
ースを有し、そのシースは鉄−クローム−アルミニウム
材料から製造された円筒管９である。鉄−クローム−ア
ルミニウム材料とは、上記のように鉄−クローム−アル
ミニウム合金の意味である。管の外端に同じ材料の（図
示しない）壁が設けられている。炉の壁３内には、管に
対応する孔が開口し、そこに管の端部が支持されている
。管の図示しない端部に、対応する支持装置、たとえば
棚または炉壁の孔が設けられている。炉の壁間の距離は
２ｍ以下とすることができ、放熱管はそれらの間に支持
されないで吊下げられている。管の内部には電気抵抗要
素４が設けられ、電気抵抗要素（４）は図示の例では、
たとえば商品名”ＫＡＮＴＨＡＬ　−５ＵＰＥＲ”とし
て市販されているもののように、ＭｏＳｉ２から製造さ
れる。

要素はセラミック支持装置５の上に支持される。

要素の端子部分７は２つのプラグ６．８を通り、それは
放熱管の高温雰囲気を周囲から隔離し端子部分を支持し
ている。

第２図に示す放熱管はガスバーナ１４によって加熱され
るようになっている。燃焼ガスはバーナからまず挿入片
１２を通って流れ、壁１０において転回し放熱管９に沿
って還流する。放熱管（９）は通常の方法で炉壁に取付
けるためのフランジ１１を有する。支持片１３は挿入片
に溶接されている。

第１図および第２図に示す放熱管は、使用される炉に対
して選択された大きさを有する。たとえば管の長さは１
８００ｔｍ、その外径は２００　ｍそして壁厚は８ｆｉ
である。

第３図および第４図は本発明による放熱管の外観を示す
。第３図は管表面の写真であり、第４図は約５０倍に拡
大した管の同じ面の断面図である。

面の筋付き外観が図面に示されている。これらの結晶条
片は押出し工程における十分な剪断速度によって得られ
、酸化物層の性質に対して必要なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉内部の電気加熱放熱管を示し、放熱管の１つ
は要素を示すため曽の一部が破断されている。第２図は
ガス燃焼により加熱される放熱管の断面図、第３図は放
熱管の円筒管表面を示す。 第４図は円筒管の断面図である。 １．２Ａ、２Ｂ−・・・−放熱管、３・−壁、４−・・
−電気抵抗、５−・−セラミック支持装置、６，８・−
プラグ。 ７−・・端子部分、９・・−円筒管、１０−・・・・壁
、１１−・・・フランジ、１２・−・−挿入片、１３・
・−支持片手続ン市正書く方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６３年特許願第３０２３６４号 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉等を加熱する放熱管であつて、前記管が鉄−クロ
   ーム−アルミニウム合金から製造され、その円筒形部分
   がシームレスであることを特徴とする、前記放熱管。 ２、前記管が押出加工されたことを特徴とする、請求項
   １記載の放熱管。 ３、前記管の表面が平滑でなく管に沿つて長い不規則溝
   および畝部を有することを特徴とする、請求項２または
   ３記載の放熱管。 ４、外面が予備酸化により主としてアルミニウム酸化物
   を含む酸化層によつて被覆されていることを特徴とする
   、請求項１ないし３のいずれか１項記載の放熱管。 ５、管が押出加工によつて得られることを特徴とする、
   鉄−クローム−アルミニウム型合金の管を製造する方法
   。 ６、押出加工が管の表面が平滑でなく管に沿つて長い不
   規則溝および畝部を形成するような剪断速度で実施され
   ることを特徴とする、請求項５記載の方法。