JPS5926234Y2

JPS5926234Y2 - 炉壁の保護構造

Info

Publication number: JPS5926234Y2
Application number: JP6269478U
Authority: JP
Inventors: 巌家村; 尭文滝川; 健一松原; 政司岡
Original assignee: 品川白煉瓦株式会社
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1978-05-12
Publication date: 1984-07-30
Also published as: JPS54165504U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、均熱炉、熱風炉等の炉壁の保護構造に関し、
特に、新設された窯炉を急速に乾燥、昇温する場合、炉
壁に熱的スポーリングによって亀裂が発生するのを防止
することを目的とするものである。

近年、上記のごとき窯炉の炉壁は、従来のレンガ構造か
ら不定形耐火ｅｌ（特にプラスチック耐火物）構造に移
行しつつあるが、主として施工の省力化の点から、例え
ば、本出願人による実開昭５２９５９３７号公報に記載
されているごとき、プラスチックブロックによる迅速施
工法が出現している。

しかし、該プラスチックブロックは一般に８〜１０重量
％の水分を含有するため、構築後の乾燥、昇温に長時間
を要する上、熱エネルギーの損失も極めて大きいので、
これを改善すべく短期間に、急速に乾燥することが行わ
れている。

しかし、プラスチックブロックを２層以上のつなぎ構造
とした場合、急激に昇温を行なうと、つなぎ部分（目地
に相当する部分で、ブロックのほは沖央部）に亀裂が発
生し易く、炉命が著しく低下しやすい欠点がある。

また、一方、従来の珪石レンガが内張すされた前記のご
とき窯炉においても、同様に省エネルギーの観点から急
速昇温することがのぞまれる。

しかし、この場合、特に珪石レンガにおいては、昇温期
の２５０〜３００℃において、ＳｉＯ２が異常膨張する
ため、熱応力が発生するので、前面および側面の２面あ
るいは３面以上の多面から加熱されるような構造におい
ては、該多面加熱される珪石レンガの角部に、急激な温
度差が生じ、熱的スポーリング（われ）が発生する。

一般に、稼動時の熱的スポーリングを防止する技術とし
ては、特公昭４６−１４１５号公報所載の多数の孔また
は凹状割目をつけた耐火レンガ板をモルタルで通常の耐
火レンガ板に接合し、断熱性空隙も設けた層状耐火レン
ガ、あるいは、特公昭４６４０６８４号公報所載のＦｅ
２Ｏ３質のモルタルよりなる被覆層を設けた耐火物質等
があるが、これらは、いずれも接合あるいはコーチング
という煩雑な工程が必要であり、一般には不定形耐火物
（プラスチックブロック）は不向きである。

上記の事情に鑑み、本考案者らは種々検討した結果、乾
燥、昇温時耐スポーリング性の高い改良された炉壁の保
護構造を考案したものであって、その要旨は、不定形耐
火物あるいは珪石レンガで構築された炉壁において、加
熱面を、断熱部材で被覆したことからなる３面加熱をう
ける炉壁の保護構造に存し、とくに新設後の乾燥、昇温
時の亀裂発生を防止して、炉壁の耐用命数をさらに向上
せしめるものである。

使用される断熱部材は薄く切断された一般の耐火レンガ
および断熱レンガ、プレキャストされた断熱キャスタブ
ル、石綿板、アスベスト板等の中から適宜、一種または
２種以上を選んで使用することができる。

小型加熱炉において、Ａ１２０３４４％の粘土質プラス
チックを周知のプレスによって１２０ｍｍＸ１７
５ｍｍｘ２４８ｍｍのプラスチックブロックに成
形し、その１２０ｍｍＸ１７５ｍｍ面にステン
レス製の止め部材で、厚さ６ｍｍの石綿板を２枚重ねて
固設したものを垂直に積み重ね、横２．４５ｍ、高さ１
．８ｍの炉壁とし、従来の同寸法のプラスチツくブロッ
クを同様に積み重ねて他方の炉壁を構威し、重油バーナ
ーで１３００℃まで急加熱した。

その場合のブロック内部の温度上昇の状況を、第２図に
示す。

ただし、温度は、正確な熱電対をあらかじめプラスチッ
クブロックの炉内表面（本考案においては、石綿板とプ
ラスチックの境界面）から、おのおの１．１′は５０ｍ
ｍ、２，２′は１９８ｍｍ、３，３′は２４８ｍｍ
の位置（ダッシュを附したカーブは石綿板を固設しない
従来構造の場合を示す）に埋め込んで測定した。

第２図のＡ曲線は炉内温度を示す。

従来構造の炉壁においては、炉内温度の急上昇にともな
って、炉内面側が急激に加熱され、表面のみが乾燥、硬
化するので、添加水分が十分放散されずに内部にこもり
、いわゆる蒸気爆発をおこして炉壁を破壊したり、また
、炉壁の比較的加熱面側に構築されたプラスチックブロ
ックのつなぎ部分に、乾燥、収縮の差によって加熱面と
ほぼ平行な微亀裂が発生し、さらに、昇温するにしたが
って大きく成長した。

かかる現象が均熱炉の炉壁で発生すると、鋼塊輸送時の
振動あるいは鋼塊の搬入、搬出時の衝撃等によって、該
亀裂部分から炉壁が倒壊することもある。

これに対して、本考案の構造は、プラスチツくブロック
の表面が徐々に加熱されるため、表面のみが硬化するこ
となくプラスチックブロック中の添加水等が徐々に除去
されるので、ブロック内に水蒸気が密閉されに＜＜、シ
たがって蒸気爆発をおこすようなことがない。

また、被覆した断熱部材によって、プラスチックブロッ
クで構築された炉壁への熱伝達がおくれるので、第２図
に示す時間一温度曲線および、第３図及び第４図に示す
昇温開始後の各時間における炉壁内部の膨張（乾燥）収
縮率を示す曲線から判るように、炉壁の加熱面側と内部
の乾燥収縮率が、従来に比べて極めて少なく、かつこれ
らの相対的な差も少ない。

なお、第３図は本考案の一例、第４図は従来構造の一例
を示し、第３図、第３図において、縦軸は膨張収縮率、
横軸は炉壁厚さを示しかつＨは加熱面、Ｗは炉壁内部を
示し更に丸を附した数値は加熱開始後の経過時間を夫々
示す。

よって、前記のような加熱面に平行な亀裂は何ら発生し
ないので、構築されたプラスチックブロックが、つなぎ
部分で隣接する他のブロックと強固に結合することがで
き、振動あるいは衝撃等に対しても強力な抵抗性を示し
、炉壁の耐用命数が延長する。

第１図に示すごとく熱風炉で目印として内張の珪石レン
ガ６を突設した炉壁において、内面の一面のみが加熱の
場合、熱的スポーリングを発生しない昇温速度でも、内
面と側面をも含む、多面から加熱されると、加熱速度が
一面加熱の士程度でも、該珪石レンガ６内に局部的に複
雑な熱応力が発生するため、コーナ一部に熱的スポーリ
ングが発生する。

これに対しては、加熱面全面に断熱部材を被覆せしめる
ことが技術的あるいは工期の面で困難な場合には、第１
図に示すごとく、あらかじめ板状に切断した一般のシャ
モツト質レンガ２ｂを、珪石レンガ６の側面（上面）に
載置してこれを被覆し、さらに、石綿板２Ｃをモルタル
３で珪石レンガ６の下面に固着して被覆するだけで同様
の効果が得られる。

すなわち炉内温度が急に上昇しても、これらの断熱部材
２ｂ、２Ｃによって珪石レンガ６が異った２方向から急
熱されないので、従って、内部に局部的な熱応力が発生
しない。

従って、珪石レンガ６の昇温で最も重要な１００乃至３
００℃の範囲において、熱的スポーリングによるわれを
完全に防止することができる。

以上詳記したごとく、本考案の実施によって、不定形耐
火物あるいは珪石レンガで構築された炉壁（天井を含む
）において、とくに昇温時のスポーリングの発生が完全
に無くなるので、乾燥昇熱時間を短縮して、省力化およ
び省エネルギー化ができるとともに、炉命を延長して、
操業を安定させる効果がある。

なお、本考案において、はぼ平面状とは、水平、垂直面
はもちろん、斜面、曲面、あるいは、ドーム状面等も含
むものである。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本考案に係るものであって、第１図は、熱風
炉燃焼室において、珪石レンガが３面加熱される場合の
一実施例を示す一部切欠斜視図であり、第２図は別の実
施例において、炉内温度を急上昇した場合の炉壁内部の
温度変化を示すグラフ、第３図は本考案構造の同じく、
各時間毎の膨張収縮率の変化を、第４図の従来構造の場
合と比較して示すグラフである。図中、２ｂ、２Ｃ・・・・・・断熱部材、３・・・・・
・モルタル、６・・・・・・珪石レンガである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

不定形耐火物あるいは珪石レンガで構築された炉壁にお
いて、加熱面を、断熱部材で被覆したことからなる３面
加熱をうける炉壁の保護構造。