JPH0684809B2 - ラジアントチュ−ブ形式の加熱装置 - Google Patents
ラジアントチュ−ブ形式の加熱装置Info
- Publication number
- JPH0684809B2 JPH0684809B2 JP60131949A JP13194985A JPH0684809B2 JP H0684809 B2 JPH0684809 B2 JP H0684809B2 JP 60131949 A JP60131949 A JP 60131949A JP 13194985 A JP13194985 A JP 13194985A JP H0684809 B2 JPH0684809 B2 JP H0684809B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating device
- tube type
- type heating
- radiant tube
- inner tube
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Gas Burners (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は鋼材の熱処理炉や一般の焼成炉のような加熱
炉に用いるラジアントチューブ形式の加熱装置に関する
ものである。
炉に用いるラジアントチューブ形式の加熱装置に関する
ものである。
従来の技術 従来、鋼材の熱処理炉や一般の焼成炉に用いる加熱源は
重油やガス、あるいは電熱による直接加熱の形式が一般
的であった。ところが、加熱炉内の雰囲気を一定にする
ため、近年、ラジアントチューブ形式の加熱装置が採用
されるようになってきた。
重油やガス、あるいは電熱による直接加熱の形式が一般
的であった。ところが、加熱炉内の雰囲気を一定にする
ため、近年、ラジアントチューブ形式の加熱装置が採用
されるようになってきた。
ラジアントチューブ形式の加熱装置にあっては、外側チ
ューブのみのものと、外側チューブと内側チューブとを
組合わせたものが提案され使用されているが、通常、内
側チューブも外側チューブも耐熱鋼あるいは炭化ケイ素
質耐火物で形成されているのが一般的である。
ューブのみのものと、外側チューブと内側チューブとを
組合わせたものが提案され使用されているが、通常、内
側チューブも外側チューブも耐熱鋼あるいは炭化ケイ素
質耐火物で形成されているのが一般的である。
従来例について述べれば、Ni-Cr鋼を主体とした耐熱鋼
やSi3N4Bonded Si Cや、Clay Bonded Si C等が使用され
ている。
やSi3N4Bonded Si Cや、Clay Bonded Si C等が使用され
ている。
従来のラジアントチューブ形式の加熱装置にあっては、
特に温度の変化が激しい部分に使用する際に、耐熱衝撃
性に多くの問題があった。
特に温度の変化が激しい部分に使用する際に、耐熱衝撃
性に多くの問題があった。
耐熱鋼の場合は、特に内側チューブの酸化が激しく、ス
ケールが発生し、孔詰りや、変形の問題が生じやすく、
耐用寿命が３ケ月〜６ケ月に過ぎなかった。特に外側チ
ューブにあっては、熱変形による割れが発生しやすく、
耐用寿命が約６ケ月と短かった。
ケールが発生し、孔詰りや、変形の問題が生じやすく、
耐用寿命が３ケ月〜６ケ月に過ぎなかった。特に外側チ
ューブにあっては、熱変形による割れが発生しやすく、
耐用寿命が約６ケ月と短かった。
Si3N4又はClay Bonded Si Cの場合には、ラジアントチ
ューブが酸化しやすく、酸化により生成したSi O2相
や、それ自体に含まれるガラス相が原因となって、クリ
ープ変形や割れ等が発生し、耐用寿命が約６ケ月〜１年
であった。このような問題は特に内側チューブに起りや
すかった。
ューブが酸化しやすく、酸化により生成したSi O2相
や、それ自体に含まれるガラス相が原因となって、クリ
ープ変形や割れ等が発生し、耐用寿命が約６ケ月〜１年
であった。このような問題は特に内側チューブに起りや
すかった。
発明の目的 この発明は、前述のような従来技術の欠点を解消して、
耐用寿命を長くすることのできるラジアントチューブ形
式の加熱装置を提供することを目的としている。
耐用寿命を長くすることのできるラジアントチューブ形
式の加熱装置を提供することを目的としている。
発明の要旨 この目的を達成するために、この発明は加熱炉に用いる
ラジアントチューブ形式の加熱装置において、外側チュ
ーブ又は内側チューブの少なくとも一方の材質がSiの含
浸により形成された炭化ケイ素同志による自己結合組織
を有することを特徴とするラジアントチューブ形式の加
熱装置を要旨としている。
ラジアントチューブ形式の加熱装置において、外側チュ
ーブ又は内側チューブの少なくとも一方の材質がSiの含
浸により形成された炭化ケイ素同志による自己結合組織
を有することを特徴とするラジアントチューブ形式の加
熱装置を要旨としている。
実施例 この発明は外側チューブのみを含むラジアントチューブ
形式の加熱装置と、外側チューブと内側チューブとを組
合わせたラジアントチューブ形式の加熱装置の両方を対
象としており、いずれにおいても、外側チューブ又は内
側チューブの少なくとも一方の材質が炭化ケイ素同志に
よる自己結合組織を有するものである。
形式の加熱装置と、外側チューブと内側チューブとを組
合わせたラジアントチューブ形式の加熱装置の両方を対
象としており、いずれにおいても、外側チューブ又は内
側チューブの少なくとも一方の材質が炭化ケイ素同志に
よる自己結合組織を有するものである。
炭化ケイ素同志による自己結合組織にする理由について
説明する。従来技術の問題点は要するに酸化により生成
したガラス相（Si O2）又はそれ自体に含まれるガラス
相により変形が発生したり、それが原因で割れ現象が生
じたりしていた。また、Ni−Ci鋼の場合は金属であるた
めに、耐熱に対して限度があった。ところが、この発明
のように炭化ケイ素同志による自己結合組織を設ける
と、ガラス相の介在しない結合が実現し、そのためクリ
ープ変形が防止できるばかりでなく、割れ現象も発生し
なくなるのである。
説明する。従来技術の問題点は要するに酸化により生成
したガラス相（Si O2）又はそれ自体に含まれるガラス
相により変形が発生したり、それが原因で割れ現象が生
じたりしていた。また、Ni−Ci鋼の場合は金属であるた
めに、耐熱に対して限度があった。ところが、この発明
のように炭化ケイ素同志による自己結合組織を設ける
と、ガラス相の介在しない結合が実現し、そのためクリ
ープ変形が防止できるばかりでなく、割れ現象も発生し
なくなるのである。
さらに、この発明にあっては、前述の炭化ケイ素による
結合組織に対してSiを５〜30重量％の割合で含浸させ
る。
結合組織に対してSiを５〜30重量％の割合で含浸させ
る。
このような割合でSiを含浸させると、製品寿命が一段と
向上する。炭化ケイ素同志の結合を持つ組織であって
も、気孔が存在すると、徐々に炭化ケイ素自体の酸化が
進行することは避けられない。これは炭化ケイ素質結合
体の気孔を通して酸化性ガス（たとえばH2O、O2等）が
組織内に入り込むためである。これを防止するために
は、炭化ケイ素結合体の気孔を何らかの物質で閉塞して
やる必要がある。そこで、Si Cに熱膨脹係数が近く、し
かも実際の使用温度でも融解しないSiを使用することに
より、このような防止がより確実になるのである。
向上する。炭化ケイ素同志の結合を持つ組織であって
も、気孔が存在すると、徐々に炭化ケイ素自体の酸化が
進行することは避けられない。これは炭化ケイ素質結合
体の気孔を通して酸化性ガス（たとえばH2O、O2等）が
組織内に入り込むためである。これを防止するために
は、炭化ケイ素結合体の気孔を何らかの物質で閉塞して
やる必要がある。そこで、Si Cに熱膨脹係数が近く、し
かも実際の使用温度でも融解しないSiを使用することに
より、このような防止がより確実になるのである。
なお、Siの含浸量を５〜30重量％とする理由について説
明すれば、Siの含浸によりSiの含浸量が５％よりも小さ
くなるような炭化ケイ素体であると、Siを含浸してもSi
を含浸しない場合と同様に、酸化性ガスの拡散が起りに
くい。反対に、Siの含浸量が30重量％よりも大きくなる
ような炭化ケイ素体であると、使用中にSiの「しみ出し
現象」が発生し、トラブルの原因となりやすい。
明すれば、Siの含浸によりSiの含浸量が５％よりも小さ
くなるような炭化ケイ素体であると、Siを含浸してもSi
を含浸しない場合と同様に、酸化性ガスの拡散が起りに
くい。反対に、Siの含浸量が30重量％よりも大きくなる
ような炭化ケイ素体であると、使用中にSiの「しみ出し
現象」が発生し、トラブルの原因となりやすい。
さらに、この発明の好ましい実施態様にあっては、内側
チューブに小孔を多数設ける。このように小孔を多数設
けると、内側チューブの中で発生した熱を有効に外側チ
ューブに伝達できるようになる。
チューブに小孔を多数設ける。このように小孔を多数設
けると、内側チューブの中で発生した熱を有効に外側チ
ューブに伝達できるようになる。
実施例１ Si C粉末92部と、Ｃ粉末８部と、バインダーとを混合
し、成形してから焼成し、Siを含浸させSi Cを自己焼結
させた。Siの含浸量は18重量％であった。このようなSi
含浸後のSi C-Si質成形体の見掛け気孔率はSiが気孔を
閉塞したため実質的に０％であった。このようなSi C-S
i質成形体をラジアントチューブ形式の加熱装置の内側
チューブと外側チューブとして焼成炉に使用したとこ
ろ、使用後659日目に内側チューブに割れが生じた。
し、成形してから焼成し、Siを含浸させSi Cを自己焼結
させた。Siの含浸量は18重量％であった。このようなSi
含浸後のSi C-Si質成形体の見掛け気孔率はSiが気孔を
閉塞したため実質的に０％であった。このようなSi C-S
i質成形体をラジアントチューブ形式の加熱装置の内側
チューブと外側チューブとして焼成炉に使用したとこ
ろ、使用後659日目に内側チューブに割れが生じた。
比較例１ Si C粉末95部と、Ｃ粉末５部と、バインダーとを混合し
て、成形した後、2100℃の温度で焼成し、しかる後、Si
O2粉末とＣ粉末の混合物をその焼成体に詰めてから200
0℃でケイ化する。
て、成形した後、2100℃の温度で焼成し、しかる後、Si
O2粉末とＣ粉末の混合物をその焼成体に詰めてから200
0℃でケイ化する。
こようにして出来た再結晶質Si Cは見掛け気孔率が21％
であった。このような再結晶質Si Cによりラジアントチ
ューブ形式の加熱装置の外側チューブと内側チューブと
を形成し、焼成炉で使用したところ、使用後420日目に
内側チューブにクリープ変形が認められた。
であった。このような再結晶質Si Cによりラジアントチ
ューブ形式の加熱装置の外側チューブと内側チューブと
を形成し、焼成炉で使用したところ、使用後420日目に
内側チューブにクリープ変形が認められた。
比較例２ 従来のNi−Cr系耐熱鋼をラジアントチューブ形式の加熱
装置の内側チューブと外側チューブとして焼成炉で用い
たところ、使用後92日目に内側チューブに割れが発生し
た。また、従来のSi3N4Bonded Si Cによってラジアント
チューブ形式の加熱装置の内側チューブと外側チューブ
を作って、焼成炉に使用したところ、使用後190日目に
外側チューブに変形が生じるとともに、内側チューブに
割れが発生した。
装置の内側チューブと外側チューブとして焼成炉で用い
たところ、使用後92日目に内側チューブに割れが発生し
た。また、従来のSi3N4Bonded Si Cによってラジアント
チューブ形式の加熱装置の内側チューブと外側チューブ
を作って、焼成炉に使用したところ、使用後190日目に
外側チューブに変形が生じるとともに、内側チューブに
割れが発生した。
発明の効果 この発明によるラジアントチューブ形式の加熱装置にあ
っては、従来のものや比較例に比較して、内側チューブ
及び外側チューブに変形や割れが生じにくくなり、トラ
ブルの発生頻度が極端に少なく、耐用寿命が長期化する
という顕著な効果が得られた。その結果、加熱炉のラン
ニングコストが大幅に軽減できた。
っては、従来のものや比較例に比較して、内側チューブ
及び外側チューブに変形や割れが生じにくくなり、トラ
ブルの発生頻度が極端に少なく、耐用寿命が長期化する
という顕著な効果が得られた。その結果、加熱炉のラン
ニングコストが大幅に軽減できた。
また、この発明によるラジアントチューブ形式の加熱装
置によれば、従来のセラミック材料のものに比較して、
熱伝導性が良好であるため、燃費の向上も図れる。
置によれば、従来のセラミック材料のものに比較して、
熱伝導性が良好であるため、燃費の向上も図れる。
フロントページの続き (72)発明者 谷中 正敏 東京都中央区銀座８−３―７ 東芝電興株 式会社内 (72)発明者 目黒 和教 山形県西置賜郡小国町大字小国町378 東 芝セラミツクス株式会社小国製造所内 (56)参考文献 実開 昭54−134339（ＪＰ，Ｕ) 鈴木弘、井田緑朗 英訳、「改訂 工業 加熱炉（上巻）」、昭和52年10月15日、 （株）コロナ社発行、第282頁第４行〜第 283頁第３行 辻 正一、「燃焼機器工学」、昭56. ８．20、第189頁〜第190頁
Claims (1)
- 【請求項１】加熱炉に用いるラジアントチューブ形式の
加熱装置において、外側チューブ又は内側チューブの少
なくとも一方の材質がSiの含浸により形成された炭化ケ
イ素同志による自己結合組織を有することを特徴とする
ラジアントチューブ形式の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131949A JPH0684809B2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | ラジアントチュ−ブ形式の加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131949A JPH0684809B2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | ラジアントチュ−ブ形式の加熱装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6142188A Division JP2743250B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | ラジアントチューブ形式の加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291813A JPS61291813A (ja) | 1986-12-22 |
| JPH0684809B2 true JPH0684809B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=15069974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60131949A Expired - Lifetime JPH0684809B2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | ラジアントチュ−ブ形式の加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684809B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5016610A (en) * | 1988-10-21 | 1991-05-21 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Radiant tube type heater |
| JPH02178503A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-11 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ラジアントチューブ |
| JPH0370262U (ja) * | 1989-11-08 | 1991-07-15 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61345Y2 (ja) * | 1978-03-11 | 1986-01-08 |
-
1985
- 1985-06-19 JP JP60131949A patent/JPH0684809B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 辻正一、「燃焼機器工学」、昭５６．８．２０、第１８９頁〜第１９０頁 |
| 鈴木弘、井田緑朗英訳、「改訂工業加熱炉（上巻）」、昭和５２年１０月１５日、（株）コロナ社発行、第２８２頁第４行〜第２８３頁第３行 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61291813A (ja) | 1986-12-22 |
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