JPH09105517A - ボイラ開口部炉壁ブロック製造方法 - Google Patents

ボイラ開口部炉壁ブロック製造方法

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JPH09105517A
JPH09105517A JP26139395A JP26139395A JPH09105517A JP H09105517 A JPH09105517 A JP H09105517A JP 26139395 A JP26139395 A JP 26139395A JP 26139395 A JP26139395 A JP 26139395A JP H09105517 A JPH09105517 A JP H09105517A
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furnace wall
tube
block
wall block
shape
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JP26139395A
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English (en)
Inventor
Seiji Maehara
誠兒 前原
Shikao Hagiwara
鹿男 萩原
Kiyoshi Watanabe
潔 渡辺
Shigeaki Yamamuro
繁昭 山室
Yoshihito Kayukawa
愛仁 粥川
Takamasa Yamauchi
崇賢 山内
Kazuhiro Nakamura
和博 中村
Hirofumi Furukawa
洋文 古河
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 スーツブロワ等を設けるために、ボイラ炉壁
に開口部を設ける炉壁ブロックを製造するためのボイラ
開口部炉壁ブロック製造方法に関する。 【解決手段】 炉壁管より薄肉のチューブ1を炉壁ブロ
ック6形状に合せて曲げ加工し、炉壁管形状を形成する
工程、炉壁管形状が形成されたチューブ1を炉壁ブロッ
ク6形状に合せて形成された砂鋳型内に配設して、鋳鋼
4で鋳包みして、炉壁ブロック6を形成する工程、形成
された炉壁ブロック6を熱間静水圧加圧処理する工程と
からなる。これにより、炉壁ブロック6の製造工数を大
幅に低減できるとともに、材料費等も低減でき炉壁ブロ
ック6を安価に製作できる。また、チューブ1と鋳鋼4
との間に欠陥が生じることなく、耐熱、耐圧部材として
の品質、および疲労強度等の材料性能を向上させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炉壁管より薄肉の
チューブを鋳鋼で鋳包みして、鋳鋼製嵌込み管にする方
法で製造したボイラのスーツブロワ、イグナイタ,計測
用の座、覗き窓、又はマンホール等が設けられるボイラ
の開口部炉壁ブロック製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ボイラのスーツブロワ,イグナイ
タ,計測用の座,覗き窓、又はマンホール等のような開
口を設ける必要のあるボイラ炉壁は、これらの開口を設
ける炉壁ブロックを別途製作しておき、開口を設ける必
要がなく、比較的形状が単純で、容易に製作できるボイ
ラ炉壁に設けた開口に、この炉壁ブロックを嵌込み製作
するようにしている。
【0003】一例として、図4に従来のボイラのスーツ
ブロワ嵌込み管座を設ける炉壁ブロックの外観図を示
す。図に示すように、この炉壁ブロック01は、伝熱チ
ューブからなる炉壁管02を炉壁ブロック01の形状に
曲げ加工し、また、炉壁管02の間のガスのシールを目
的とした、鋼板製のシールプレート03を切断し、炉壁
ブロック01形状に合せて曲げ加工し、各炉壁管1の両
側部に、このシールプレート03を溶接することによっ
て形成されている。さらに、このようにして形成された
炉壁ブロック01を、あらかじめ炉壁ブロック嵌込み開
口を設けたボイラ炉壁に嵌込み、周囲を溶接し、固定し
て、開口部を設けたボイラ炉壁を形成する方法が採用さ
れている。
【0004】さらに、イグナイタ,圧力及び温度等の計
測用の座,覗き窓、又はマンホール等の嵌込み管座を設
ける必要のある炉壁ブロックも、上述したスーツブロワ
の嵌込み管座を設けた炉壁ブロックとは若干形状が異な
るが、同様の製造方法によって形成されている。
【0005】このように、従来のスーツブロワの嵌込み
管座等を設け、開口が設けられる炉壁ブロック01は、
炉壁管02の一部を所定形状に曲げ加工し、この炉壁管
02の間に、所定形状に切断、及び曲げ加工した鋼板か
らなるシールプレート03を溶接する構造になってお
り、しかも炉壁ブロック01の形状に曲げ加工される炉
壁管02は、耐熱・耐圧部材である為に厚肉チューブに
されており、その曲げ加工に多大の工数を要するととも
に、炉壁管02の間をシールするシールプレート03
も、形状が複雑になり、しかも炉壁管02の間の気密を
確実にするために、炉壁管02との溶接施工に多大の工
数を要するものとなっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来のボイラ開口部と炉壁ブロックの製造に伴う不具合を
解消するため、鋳造工法によりスーツブロワの嵌込み管
座等を設け、開口を設ける炉壁ブロックを構成する炉壁
管と、炉壁管の間のシールを行うシールプレートを1体
鋳造により製作することにより、製造工数,製造価格の
低減を図ることができるボイラ開口部炉壁ブロック製造
方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本発明のボイ
ラ開口部炉壁ブロック製造方法は、次の手段を採用し
た。
【0008】(1)スーツブロワ嵌込み管座等が設けら
れて、開口部が設けられるボイラ炉壁を構成する炉壁ブ
ロックに配設される伝熱チューブからなる炉壁管の肉厚
よりも薄いチューブを、炉壁ブロックに配設される炉壁
管の形状に合せて曲げ加工して、炉壁ブロックに配設さ
れる炉壁管形状を形成する工程。
【0009】(2)炉壁ブロックの形状に合せて形成さ
れた砂鋳型内に、炉壁管形状を形成したチューブを配設
して、砂鋳型内に鋳鋼を鋳込み、炉壁管および炉壁管の
間をシールするシールプレートとから構成される炉壁ブ
ロックを形成する工程。
【0010】(3)鋳鋼でチューブを鋳包みした炉壁ブ
ロックを、熱間静水圧加圧処理してチューブと鋳鋼との
密着性を向上させる工程。また、本発明のボイラ開口部
炉壁ブロック製造方法は、上述した工程に加え、必要に
応じて所定の熱処理を行い、さらには、機械加工により
スーツブロワ等の嵌込み管座を製造するようにしても良
い。
【0011】本発明のボイラ開口部炉壁ブロック製造方
法によれば、上述の手段の採用により、 (1)チューブの周囲に鋳造した鋳物でチューブの耐圧
等の強度が確保される為に、肉厚が薄いチューブでも耐
熱、耐圧部材である炉壁管としての機能を充分に発揮で
き、しかも、肉厚の薄いチューブを炉壁ブロックの形状
に合せて曲げ加工により炉壁管が形成できるので、曲げ
加工に要する工数が大幅に低減できるとともに、高価な
耐熱、耐圧部材である炉壁管を使用する必要がないた
め、材料価格及び曲げ費用等からなる制作費を大幅に低
減できる。
【0012】(2)複雑な形状のシールプレートの切
断、曲げ加工が不要となるとともに、炉壁管の間を鋳込
まれた鋳鋼でシールするため、炉壁管両側部とのシール
プレートの溶接が不要となり、製造工数が低減する。
【0013】(3)炉壁ブロック形状に合せて、塑成加
工したチューブを砂鋳型内に配設して、鋳鋼で鋳包み鋳
造することにより、炉壁管を形成するようにしたので、
炉壁管(チューブ)内面に鋳造欠陥が発生することな
く、炉壁ブロックの品質が向上する。
【0014】(4)熱間静水圧加圧処理することによ
り、鋳造部分に引け巣等の欠陥が万一存在したとして
も、これを圧着して消滅させ、また鋳包まれたチューブ
と鋳物の密着性が向上し、耐熱・耐圧部材としての品
質、及び疲労強度等の材料性能が向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明のボイラ開口部炉壁
ブロック製造方法の実施の形態を、図面にもとづき説明
する。図1は、本発明のボイラ開口部炉壁ブロック製造
方法に使用する砂鋳型の下型の斜視図である。
【0016】図に、示すように、珪砂を骨材とし、アル
カリフェノールを粘結剤、有機エステルを硬化剤とし
て、350m/m×400m/mの炉壁ブロック6を形
成する砂鋳型の下型2を製作し、この上に内径18m
m、肉厚2mmのチューブ(材質:STBA23)を、
炉壁ブロックに配設される炉壁管形状に曲げ加工した後
に、この外表面をサンドブラストにて清浄にして設置す
る。
【0017】さらに、下型2と同様の材料で製作した上
型を下型2の上方にセットし、上型と下型2の間に形成
された炉壁ブロック形状の空間に、表1に示す組成の鋳
鋼(材質:SCPH21相当材)を約1580℃の溶鋼
にして、湯口3から注入して炉壁ブロックを鋳造した。
凝固・冷却後に押湯、湯道等を切断した後に、この炉壁
ブロックを表2に示す条件にて、熱間静水圧加圧処理を
実施した。その後、真空雰囲気中にて、表3に示す条件
の熱処理を実施した。
【0018】さらに、この炉壁ブロックを嵌め込むボイ
ラ炉壁の開口部に開口させた炉壁管との接続部等を機械
加工にて仕上げ、図2に概略形状を示す、鋳鋼製のスー
ツブロワ嵌込み管座を設けた炉壁ブロックを製造した。
なお、図2において、5はスーツブロワ支持座を示す。
【0019】本方法で製造したスーツブロワ嵌込み管座
を設けた炉壁ブロックの炉壁管と鋳造部の概略形状は、
図2の矢視A−A断面を示す図3に示すとおりである。
図に示すように、鋳鋼4とチューブ1は、完全に密着し
ており、該部分をエッチングした後に、顕微鏡で境界を
確認した結果でも、密着が確認された。また、この嵌込
み管の実体から採取した常温の引張試験結果は、表4に
示すようであり、鋳造材としての材料規格を充分に満足
しており、また高温(500℃)でのクリープ破断強
度、低サイクル疲労強度は、チューブ材であるSTBA
23に比較して遜色なく、鋳造材で嵌込み管を製造して
も、材料強度上の問題はないことがわかった。
【0020】また、熱間静水圧加圧処理を実施すること
により、チューブ材1と鋳物4は完全に密着させること
ができ、チューブ1と鋳物界面には、X線透過探傷及び
切断後のミクロ組織調査により、密着不良、酸化物等の
介在物、及びガス欠陥等の空孔欠陥等は、存在していな
いことが確認された。また、曲げ加工したチューブ1の
偏平率は、いずれも0.8以上あり、また、各チューブ
1間のピッチ及び鋳物4の肉厚は、所定の寸法誤差以内
であり、寸法精度上の問題もないものを製造することが
でき、耐熱・耐圧用の構造部材として、何ら問題のない
ものであった。
【0021】以上は、スーツブロワの嵌込み管座を設け
る炉壁ブロックの製造方法について述べたが、他にイグ
ナイタの嵌込み管、圧力及び温度等の計測座用の嵌込み
管、覗き窓及びマンホール等の開口部嵌め込み管座を設
ける炉壁ブロックも、同様の製造方法で製造することが
できる。いずれも、スーツブロワの嵌込み管座を設ける
炉壁ブロックと形状、及び大きさが異なるが、製造条件
としては、上記スーツブロワ嵌込み管座を設ける炉壁ブ
ロックと全く同様である。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のボイラ
開口部炉壁ブロック製造方法によれば、特許請求の範囲
に示す構成により、次の効果が得られる。 (1)鋳包みして炉壁管を形成するチューブの厚さが薄
くてよく、チューブ材の費用が低減するとともに、曲げ
加工が容易になり、曲げ加工工数も低減し、製作費を大
幅に低減できる。 (2)複雑なシールプレートの加工、及び溶接が不要で
あり、製造工数が低減する。 (3)チューブ内面に鋳造欠陥が発生することなく、ま
た何等かの要因で鋳造欠陥が発生したとしても、欠陥を
消滅させることができ、チューブと鋳鋼の密着性が向上
し、耐熱・耐圧部材としての品質、および疲労強度等の
材料性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のボイラ開口部炉壁ブロック製造方法の
実施の第1形態を示すチューブセット時の斜視図、
【図2】本発明の実施の第1形態で製作されたスーツブ
ロワ嵌込み管座を設けた炉壁ブロックの斜視図、
【図3】図2の矢視A−A断面図、
【図4】従来のスーツブロワ嵌込み管座を設ける炉壁ブ
ロックの斜視図である。
【符号の説明】
1 チューブ 2 鋳型(下型) 3 湯口 4 鋳鋼 5 スーツブロワ支持座 6 炉壁ブロック
フロントページの続き (72)発明者 山室 繁昭 神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 粥川 愛仁 神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 山内 崇賢 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 中村 和博 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 古河 洋文 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開口部が設けられてボイラ炉壁を構成す
    る、炉壁ブロックに配設される炉壁管より薄い肉厚のチ
    ューブを、前記炉壁ブロックの形状に合せて曲げ加工
    し、前記炉壁管形状を形成する工程と、前記炉壁管形状
    にされた前記チューブを、前記炉壁ブロックの形状に合
    せて形成された砂鋳型内に配設して、鋳鋼で鋳包みし
    て、前記炉壁ブロックを形成する工程と、前記炉壁ブロ
    ックを熱間静水圧加圧処理する工程とからなることを特
    徴とするボイラ開口部炉壁ブロック製造方法。
JP26139395A 1995-10-09 1995-10-09 ボイラ開口部炉壁ブロック製造方法 Withdrawn JPH09105517A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7284590B2 (en) 2004-11-24 2007-10-23 Metso Powdermet Oy Method for manufacturing cast components

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Effective date: 20030107