JPS5838278Y2 - 輻射管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は寿命の延長と維持費の節減とを可能ならしめる
輻射管に関する。

従来の輻射管を輻射管式加熱炉に取付けた状態の一例を
第１図に示す。

図において、輻射管１０１は加熱炉の炉殻１０３と耐火
材１０２を貫通して取り付けられその外表面からバーナ
１０４で発生した燃焼ガスのエネルギーを輻射熱として
放散している。

この輻射管１０１は耐熱鋼の遠心鋳造型で肉厚均一の円
筒状をなしている。

輻射管１０１の片端のバーナ１０４で燃料が燃焼を開始
し、発生した燃焼ガスは図において右から左方向に輻射
管１０１の内側を流れて行く。

この時、燃焼ガスで熱せられた輻射管１０１の温度分布
は一様でなく、バーナノズル１０５の近傍を頂点として
温度が徐々に低下するのが一般的であり、この温度分布
を第４図において実線１で示す。

輻射管１０１は高温になるほど強度が低下するので、温
度の最も高い部分がクリープ破壊を起こし、そのため他
の部分がそれほど損傷を受けていないのに、全体を新品
と交換する必要が生じ、大きな損失をもたらす。

輻射管の交換頻度が増加することは炉設備の休止も多く
なり、生産性が低下し、生産品のコスト高になることを
意味する。

この欠点を解決するために、輻射管１０１の内部にセラ
ミックの筒を装着することが提案された。

しかしながら、この提案による輻射管も初期期間は有効
であるが、長時間使用すると、長手軸方向にたわみ変形
が、また半径方向には楕円変形がそれぞれ発生するので
、セラミックの筒が割れてしまい、中期以降にはかえっ
てそれらが介在物として存在して悪影響を及ぼすことと
なり、満足すべき結果は得られなかった。

本考案は上記の従来の輻射管の欠点を解決し、寿命の延
長と維持費の低減とを可能ならしめる輻射管を提供する
もので、その要旨とするところは、輻射管外筒の内側全
周をバーナ側より適宜長さにセラミックファイバーで被
覆し、かつ該セラミックファイバーの内面に耐熱鋼薄板
によりなる輻射管内筒を密着させたことを特徴とする輻
射管、にある。

次に、本考案を図面を参照して説明する。

第２図は本考案の一実施例の断面図、第３図は第２図の
要部拡大図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図は
第１図の従来の輻射管と第２図の実施例におけるそれぞ
れの輻射管の長さと温度との関係を示すグラフ図である
。

図において、本実施例は輻射管外筒１の内側全周にわた
ってバーナ４側から適宜長さく図では輻射管外筒１のほ
ぼ＋の長さ）に、すなわちバーナノズル５近傍の高温部
分に相当する長さに耐熱度１．４００℃以上で変形自在
なセラミックファイバー２を内張すし、かつセラミック
ファイバー２の内側にインコネルなどの耐熱鋼薄板より
なる輻射管内筒３を密着させた構成である。

本考案で使用される上記セラミックファイバー２は鉱物
を高温隔解したのち繊維状にした石綿類似のもので変形
自在であり、耐熱度は上記のごと＜ １，４００℃以上
できわめて高い。

このセラミックファイバー２は輻射管外筒１の内側全周
の前記所要長さに直接貼着して内張すしてもよく、また
筒状に成形したものを挿入してもよい。

上記輻射管内筒３を構成する耐熱鋼は材質的に輻射管自
体よりすぐれたものであり、その代表例としてのインコ
ネルはＮｉ７５％、Ｃｒ１２〜１５％、Ｆｅ９％以下の
４ツケル一クロムー鉄合金であって、その高温強度はた
とえば１，０００℃、１０，０００時間、１％クリープ
応力の比較において、輻射管の材質である２５Ｃｒ−２
０Ｎｉより４倍すぐれている。

上記の構成によって、セラミックファイバー２は輻射管
外筒１とインコネル薄板よりなる輻射管内筒３との間の
スペースを確保して輻射管外筒１のバーナノズル５近傍
の高温部分に対し断熱材的作用を示すとともにインコネ
ル薄板よりなる輻射管内筒３はセラミックファイバー２
の剥離を防止する作用をするので、バーナノズル５から
の高速燃焼ガスによってインコネルよりなる輻射管内筒
３が高温になった際にも燃焼ガスの熱を直接輻射管外筒
１に伝達することはなく、また、上記高速燃焼ガスによ
って、セラミックファイバー２が吹きとばされることも
ない。

従って、本輻射管内の温度分布は、第５図の点線ＩＩが
示すように、従来のそれ（実線■）に比較すると、はる
かに平坦化している。

さらに、長時間使用によって輻射管外筒１が変形した場
合でも、セラミックファイバー２は変形自在であるので
自由に変形し、かつその内側の輻射管内筒３も薄板であ
って変形能を有するので、輻射管全体として最初の構造
を維持しながら変形することになる。

従って、本考案の輻射管では従来例におけるように、バ
ーナノズル５近傍が高温部分を形成し、それによって寿
命を縮めるようなことは起こらない。

なお、上記実施例ではセラミックファイバー２と輻射管
内筒３の軸方向長さを輻射管外筒１の長さのほは＋とし
たが、この軸方向の長さはバーナ４の機能により□変化
させることができることはもちろんである。

本考案の効果は次の通りである。

（１）輻射管の寿命の延長が可能である。

（２）輻射管及び炉の維持費の節減ができる。

（３）炉の運転期間がのびるので生産性が向上し、製品
のコストが低下する。

本考案の輻射管は製鉄所の鋼板を加熱する輻射管式加熱
炉の輻射管として使用するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の輻射管式加熱炉に取付けた輻射管の一例
を示す断面図、第２図は輻射管式加熱炉に取付けた本考
案の一実施例の断面図、第３図は第２図の要部拡大図、
第４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図は第１図の従来
の輻射管と第２図の実施例におけるそれぞれの輻射管の
長さと温度との関係を示すグラフ図である。 図において、１・・・・・・輻射管外筒、２・・・・・
・セラミックファイバー、３・・・・・・輻射管内筒、
４・・・・・・バーナ、５・・・・・・バーナノズル、
６・・・・・・耐火材、７・・・・・・炉殻、１０１・
・・・・・輻射管、１０２・・・・・・耐火材、１０３
・・・・・・炉殻、１０４・・・・・・バーナ、１０５
・・・・・・バーナノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 輻射管外筒の内側全周をバーナ側より適宜長さにセラミ
   ックファイバーで被覆し、かつ該セラミックファイバー
   の内面に耐熱鋼薄板よりなる輻射管内筒を密着させたこ
   とを特徴とする輻射管。