JPH0548078Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、鋼塊、スラブ等の鋼材を加熱あるい
は均熱する工業炉の炉壁構造に関し、特に低蓄熱
低熱伝導炉材としてのセラミツクフアイバー製断
熱材の採用を可能にできるようにした炉壁構造に
関する。

〔従来の技術〕

一般に、工業炉の炉壁の炉内側表面部は、1000
〜1300℃に加熱されるとともに、連続操業時にお
ける装入、抽出扉の開閉によつて、その近傍の炉
壁表面部は場合によつては800℃程度まで急冷さ
れ、スポーリングが発生し易い条件にさらされ
る。このようなことから、工業炉の炉壁構造とし
てはこれらの条件に耐え得る構造が必要である。

そこで従来、このような工業炉の炉壁構造とし
ては、第６図及び第７図に示すものがある。第６
図において、２０はウオーキングビーム式連続加
熱炉であり、これは主として、炉本体２１と、煙
道２２と、炉内搬送装置２３とから構成されてい
る。

上記炉本体２１は、予熱帯２４、加熱帯２５、
及び均熱帯２６からなり、各帯の炉幅方向には多
数の燃焼バーナ２７が配設されている。そして上
記炉本体２１の側壁は、第７図に示す構造になつ
ており、１は炉本体の外表部をなす鋼板製炉穀で
あり、この炉穀１の炉内側には断熱ボード２、定
形耐火断熱煉瓦３ａ，３が順に敷設されている。
そして、該煉瓦３ｂの炉内側には例えば耐火キヤ
スタブルのような不定形耐火物４が内張りされて
おり、この不定型耐火物４は吊煉瓦１０によつて
炉穀１に固定されている。そしてこの不定形耐火
物４部分は上記耐高温性、耐スポーリング性を確
保すべく緻密は耐火物を用いてかなり厚く形成さ
れている。

しかしながら、従来の炉壁構造では、以下の問
題点がある。即ち、ユーザーの要求に応じた少量
多品種の生産を行うには生産体制の頻繁な変更が
必要であるが、この変更に伴い工業炉の稼働、停
止が頻繁に行われるようになる。この場合の生産
変更に迅速に対応するため炉の立上がり時間を大
幅に短縮する必要がある。しかし、従来の炉壁構
造では、炉材自体の断熱性がそれほど高くないこ
とから、放熱損失を抑制するため上述のように炉
壁は相当な厚さになつており、それに応じて炉体
の蓄熱量が非常に大きく、そのため炉の立上がり
に長時間を要し、結局上記立上がり時間短縮の要
請には充分に応えられない。

一方、近年ではセラミツクフアイバー製断熱材
を積載してなる炉壁構造が比較的低温の工業炉で
採用されつつあり、このセラミツクフアイバー製
断熱材の施工方法も種々開発されており、その工
法として以下のようなものがある。

(1) ブランケツト状に形成された断熱プレート
を、炉穀に直角に植設された耐熱製ピンに刺し
通し、先端部をナツトで締着する（ペーパライ
ニング工法） (2) フエルト状に形成された断熱プレートをモル
タル状接着剤によつて炉内表面に貼着する（ベ
ニアリング工法） (3) ブランケツト状の断熱プレートを複数積み重
ねてブロツクを形成し、該ブロツクの積層面が
炉穀に垂直方向になるよう敷設し、上記ブロツ
クの積層面と直交し、貫通させた耐熱性支持具
によつて圧縮しながら固定する（ブロツク工
法） (4) セラミツクフアイバー質の不定形耐火物を炉
内表面に吹き付け断熱層を形成する。

上記セラミツクフアイバー製炉壁構造による
と、セラミツクフアイバーの断熱性が非常に高い
点、及び熱容量が小さい点から、炉壁からの放熱
損失を低減でき、その分省エネルギー化を向上で
きるとともに、炉壁全体の熱容量を低減でき、そ
れだけ操業時の立上がり時間を大幅に短縮でき、
上記立上がり時間短縮の要請に応えられる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記セラミツクフアイバー製の
炉壁構造を例えば均熱炉、加熱炉等に適用するに
は以下の問題点がある。

一般に、上記均熱炉等で処理される鋼材に
は、前工程の連続鋳造時に使用されたフラツク
ス、酸化防止剤等が付着しているが、これが均
熱炉において蒸発し、この蒸気により炉内はア
ルカリ性の侵蝕性雰囲気となつており、その結
果上記セラミツクフアイバーは、この侵食性雰
囲気によるいわゆるアルカリアタツクを受け
て、炉内表面部分が剥離、粉化し、場合によつ
ては崩れたりする。

また炉内が高温に維持されていることから、
上記各工法による場合は、断熱材を保持してい
る支持具やピンが耐熱性不足から溶損、脱落し
易く、さらに、ブランケツトやフエルト状の断
熱プレートの突き合わせ目の目地が、熱収縮に
よつて大きく開くという問題点がある。

つまりセラミツクフアイバー製炉壁構造は立上
がり時間の短縮は可能であるが、セラミツクフア
イバー自体の材質上の問題点としてアルカリアタ
ツクによる損傷が大きく、また上述した工法上の
問題点として支持具が損傷し易く、結局全体とし
て寿命が短いことから均熱炉、加熱炉等には採用
困難という問題がある。

本考案は、このような従来の問題点を解決する
ためになされたもので、断熱材の剥離や崩れ、ま
たは支持具の溶損、脱落を防止し、寿命を延長し
て均熱炉、加熱炉等にも採用可能の工業炉の炉壁
構造を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、工業炉の炉壁構造において、炉穀内
に耐火煉瓦等で形成された第１壁層にセラミツク
製の取付部材を取り付け、該取付部材によりセラ
ミツク製第１断熱プレートを保持して第２壁層を
形成し、該第２壁層の突き合わせ目を覆うように
第２断熱プレートを接着して第３壁層を形成し、
該第３壁層の炉内側表面に耐アルカリ性コーテイ
ング材により保護被膜を形成したことを特徴とし
ている。

ここで上記取付部材の取付構造としては、第１
壁層が不定形耐火物の場合は、この不定形耐火物
に取付部材を埋設し、また第１壁層が定形煉瓦の
場合はこれに係合孔を形成し、該係合孔に取付部
材を挿入して固定する構造が採用できる。また上
記耐アルカリ性コーテイング剤としては、例えば
イソライト工業株式会社製ネオコートAR等が採
用できる。

〔作用〕

本考案に係る工業炉の炉壁構造では、炉内表面
に耐アルカリ性コーテイング材による保護被膜を
形成したので、アルカリアタツクによる悪影響は
確実に防止でき、剥離や粉化、あるいは崩れの問
題は解消される。また取付部材を高耐熱性のセラ
ミツク製にするとともに、断熱プレート内に埋設
されるようにしたので、この取付部材が高温に直
接さらされることはなくなり、従来のような支持
具の溶損や脱落の問題は防止できる。さらに、第
１断熱プレートの突き合わせ目を覆うように第２
断熱プレートを貼着したので、第１断熱プレート
の目地の開きはこの第２断熱プレートで覆うこと
ができる。これらの相乗効果によつて、従来採用
が困難であつた低蓄熱低熱伝導炉材としてのセラ
ミツクフアイバーを均熱炉、加熱炉等の工業炉の
炉壁構造に採用でき、その結果大幅な省エネルギ
ー、及び立上がり時間の短縮を図ることができ
る。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図について説明する。

本実施例では第６図の連続式加熱炉の炉壁に適
用した場合を例にとつて説明する。

第１図ないし第５図は本考案の一実施例による
連続式加熱炉の炉壁構造を説明するためのもの
で、図中第７図と同一符号は同一部分を示す。

本実施例における側壁は第１図及び第２図に示
す構成となつている。即ち、炉穀１内に敷設され
た断熱ボード２の炉内側表面に、多数の定形耐火
断熱煉瓦３ａ，３ｂを重ねて敷設し、さらに該煉
瓦３ｂの炉内側表面に不定形耐火物４を内張し、
これを吊煉瓦１０によつて炉穀１に固定し、これ
により第１壁層Ａが形成されている。上記不定形
耐火物４には、多数の取付プレート５が埋設さ
れ、該プレート５に挿通された取付けロツド６に
より、所定の形状を有するセラミツク製の第１断
熱プレート７が上記第１壁層Ａの炉内側表面に保
持されており、これにより第２壁層Ｂが形成され
ている。また、第２壁層Ｂの炉内側表面には、上
記各第１断熱プレート７の突き合わせ目７ａを覆
うように第２断熱プレート８が無機質接着剤によ
つて接着されており、これにより第３壁層Ｃが形
成されている。さらにまた、該第３壁層Ｃの炉内
側表面には耐アルカリ性コーテイング材、例えば
イソライト工業株式会社製ネオコートARにより
保護被膜９が形成されている。

上記取付プレート５は、セラミツクを用いて製
作された短冊状のもので、その一部が上記第１壁
層Ａの不定形耐火物４内に、これの表面と直角方
向に向けて埋設されている。この取付プレート５
の突出部の上端部には、係合孔５ａが該取付プレ
ート５の厚さ方向に穿設されている。該係合孔５
ａには両端が先鋭に形成された棒状のセラミツク
製取付ロツド６が上記不定形耐火物４表面と平行
に、かつその中央が上記係合孔５ａ部分に位置す
るように挿通されている。そしてこの取付ロツド
６は、第１断熱プレート７の取付時には、その先
鋭部が該プレート７の端縁部に刺し込まれる。こ
のようにして、上記側壁に敷設された各第１断熱
プレート７は、該プレート７の周端縁部に周設さ
れた多数の取付プレート５及び取付ロツド６によ
つて保持されている。

第５図は本実施例構造が適用された天井壁を示
す。この天井壁においては、炉穀に相当するもの
はなく、煉瓦１０は吊りパイプ１１に吊り金具１
２を介して吊設されており、耐火物の構成は側壁
と略同一である。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例の連続式加熱炉では、燃焼バーナによ
つて炉内は所定の温度、例えば1000〜1300℃に昇
温される。この場合、上記従来のセラミツクフア
イバー製の炉壁構造では、炉内の高温輻射熱やア
ルカリアタツクの影響を受けて、支持具が脱落し
たり、断熱材が剥離、粉化したり、または熱収縮
による目地の開き等の問題があつた。これに対し
て本実施例では、炉内表面の全域に耐アルカリ性
コーテイング材を塗布して保護被膜９を形成した
のでアルカリアタツクによる剥離、粉化あるいは
崩れを防止できる。また、セラミツク製の取付部
材を断熱プレート７内に埋設するようにしたの
で、支持具の熱による溶損や脱落は大幅に低減で
きる。さらに、第１断熱プレート７の突き合わせ
目７ａを第２断熱プレート８で覆うようにしたの
で、熱収縮による目地の開きは防止できる。

このように本実施例による炉壁構造では、従来
の問題点を解消でき、寿命を延長できる。

また、断熱性の高いセラミツクフアイバー製断
熱材を配設したので、炉壁からの放熱損失を低減
でき、その分省エネルギーを図ることができる。
また断熱性の高いセラミツクフアイバーを用いた
ので、熱容量の大きい第１壁層Ａの厚さを薄くで
き、それだけ炉壁全体の熱容量を低減でき、操業
時の立上がり時間を大幅に短縮できる。

第１表及び第４図はそれぞれ本実施例の放熱損
失の低減効果及び立上がり時間の短縮効果を説明
するためのものである。第１表は、側壁における
炉内表面部と炉穀外表面部との間の各境界部の温
度を示す。第１表から明らかなように本実施例構
造によると、炉穀外表面温度は従来のものに比べ
て30℃の低下が得られ、その結果炉壁からの放熱
損失に相当する単位時間当たりの投入熱量は、従
来構造を1.00とすれば本実施例構造では、0.84で
あり、16％の省エネルギーが図れたこととなる。

第４図は、炉内温度と昇温時間との関係、即ち
炉の立上がり時間を示す特性図であり、THは従
来構造による立ち上がり時間であり、thは本実施
例構造による場合である。図からも明らかなよう
に、従来構造では炉の立ち上がりに78時間を要し
ていたのに比べ、本実施例構造では12時間に短縮
されている。また該立上がり時の必要投入熱量
は、従来構造を1.00とすれば、本実施例構造で
は、0.11であり、89％の省エネルギーが達成でき
たこととなる。

さらにまた、アルカリアタツクによる断熱材の
剥離、粉化及び取付部材の溶損等については、本
実施例構造による操業において、２年を経過した
時点において、断熱プレート及び取付部材の異常
は生じていない。

なお、上記実施例では、連続加熱炉の側壁、天
井壁について説明したが、本考案は加熱炉以外の
あらゆる工業炉の炉壁構造に適用できる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案に係る工業炉の炉壁構造に
よれば、セラミツク製取付部材によりセラミツク
製第１断熱プレートを保持し、該第１断熱プレー
トの突き合わせ目を覆うように同材質の第２断熱
プレートを接着し、さらには炉内側表面に耐アル
カリ性コーテイング材により保護被膜を形成した
ので、断熱材の剥離、粉化や支持具の溶損、脱
落、さらには目地の開きを防止して炉壁の寿命を
延長でき、その結果均熱炉等にも低蓄熱低熱伝導
炉材の採用を可能にして大幅な省エネルギー、立
上がり時間の短縮を図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の一実施例による
連続式加熱炉の炉壁構造を説明するための図で、
第１図はその側壁の断面側面図、第２図はその側
壁の断面平面図、第３図ａ，ｂはそれぞれその取
付部材を示す平面図、第４図はその効果を説明す
るための特性図、第５図はその天井の断面側面
図、第６図は一般的な加熱炉の概略構成図、第７
図は従来の炉壁構造を示す断面側面図である。 図において、１は炉穀、３ａ，３ｂは定形耐火
煉瓦、４は不定形耐火物、５は取付プレート（取
付部材）、５ａは係合孔、６は取付ロツド（取付
部材）、７は第１断熱プレート、８は第２断熱プ
レート、９は保護被膜、２０は加熱炉（工業炉）、
２１は炉本体、Ａは第１壁層、Ｂは第２壁層、Ｃ
は第３壁層である。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 炉本体内で被処理材を熱処理する工業炉の炉
   壁構造において、炉穀ケーシングの炉内側表面
   に定形耐火煉瓦、あるいは不定形耐火物を敷設
   して第１壁層を形成し、該第１壁層に取り付け
   られた多数のセラミツク製取付部材により多数
   枚のセラミツクフアイバー製第１断熱プレート
   を上記第１壁層の炉内側表面に敷設して第２壁
   層を形成し、該第２壁層の炉内側表面に上記各
   第１断熱プレートの突き合わせ目を覆うように
   セラミツクフアイバー製第２断熱プレートを接
   着して第３壁層を形成し、該第３壁層の炉内側
   表面に耐アルカリ性コーテイング材により保護
   被膜を形成したことを特徴とする工業炉の炉壁
   構造。 (2) 上記取付部材が、第１壁層にセラミツク製短
   冊状の取付けプレートを該第１壁層と直角方向
   に埋設し、該取付けプレートの突出部に穿設さ
   れた係合孔に、セラミツク製取付ロツドを上記
   第１壁層と平行に挿通してなり、該取付ロツド
   を上記第１断熱プレートの端縁部に差し込んで
   第１断熱プレートを保持したことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の工業炉の
   炉壁構造。