JPS60263086A - 工業炉の炉体構築構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工業炉の炉体構築構造に関し、詳しくは、稼働
中に生じる炉体鋼板の熱膨張を吸収できるようにした炉
体構造に関する。これは、スラブなどの加熱炉やストリ
ップ熱処理炉などの工業炉の構築技術分野で利用される
ものである。

〔従来技術〕

炉内温度を比較的高温にして稼働するスラブ加熱炉やブ
ルーム加熱炉、炉内温度を比較的低温にして稼働するス
トリップ熱処理炉などの工業炉における従来の炉体構築
構造では、第２図（ａ）。

（ｂ）に示すように、フレーム部材である側柱ｌや炉床
梁２に炉側壁などを形成するケーシング鋼板（以下、鋼
板という）３ａ〜３Ｃや鋼板３ｄが摺動可能にボルト装
着されると共に、その内面に耐火材４のライニングが施
されて炉室５が形成される。そのため、耐火材４自体に
ポーラス性を有することや、図示しない耐火材４の目地
、さらには耐火材４に入ったクラック６などを通って、
矢印７，８方向に炉内ガスの漏出や、外気の侵入がみら
れるので熱損失が大きくなる。したがって、燃料消費量
が多くなり、いわゆる炉の原単位が悪化し、ランニング
コストの高騰を来たす。そこで、第３図（ａ）、（ｂ）
に示すように前記炉室５を形成する鋼板３ａや３ｂの外
面と側柱ｌの内面とをシール溶接することでガスタイト
炉体構築構造となし、熱損失を抑制したものがある。こ
れは、第３図（ｂ）に示すようにフレーム部材である、
例えば側柱９Ｂに炉側壁などの鋼板１０ａ、１０ｂの端
部がシール溶接されて、気密性が保持されようになって
いる。そのため、第３図（ａ）に示すように基礎１１に
基礎ボルトで固定された基礎台１２が設けられ、この基
礎台１２上の例えば炉の装入口側の側柱９Ａが常時固定
状態となるように、その下面９ａが基礎台１２の上面１
２ａでボルトなどで固着される一方、炉の稼働に伴う鋼
板］Ｏａ〜１０ｄの熱膨張を他の各側柱９Ｂ〜９Ｅの移
動によって吸収させ得るように、それらの下面９ｂ〜９
ｅが基礎台１２上で摺動するようになっている。

ところで、このような構造のストリップ熱処理炉では、
鋼板１０２〜１０ｄとこれに対向する他方側の各鋼板と
の間に、ストリップ通板用の図示しない複数本のローラ
が軸承されている。通富、炉内温度は１２００°Ｃ程度
以下の比較的低温であるが、炉長が１００〜１５０メー
トルもあるので、固定された側柱から離れるにしたがっ
て熱膨張による各部の変位量は無視できず、しかも対向
する鋼板間の不均一な膨張量に基づき上述のローラ軸芯
に狂いが生じ、ストリップ通板時に蛇行や振動が生しス
トリップ処理装置の操業に支障を来す問題がある。

一方、圧延ラインにおけるブルームやスラブの加熱炉に
、このガスタイト炉体構築構造を適用した場合には、上
述の熱処理炉と違って、炉内温度が最高１３５０℃程度
と高温であり、炉長が最大５０メ一トル程度であっても
、炉幅が熱処理炉に比し非常に大きく、かつ、耐火材も
厚くなることから、その炉内温度の高温化に伴って増大
する鋼板の熱膨張量が、炉体の重量化・大型化による基
礎台１２上でのスムーズな摺動の困難化、その不均一性
の助長などにより十分に吸収されず、炉体の破損を招く
問題がある。また、上述のように、加熱炉の炉幅は熱処
理炉のそれに比し非常に大きく、約５倍以上のものが通
當であり、天井部鋼板をアーチ状にすることにより、そ
の熱膨張を吸収している。

このガスタイト炉体構築構造を炉体熱損失のかなりの割
合を占める天井部よりの炉内ガス漏出を防止するため、
炉幅１０メ一トル程度の加熱炉天井部に適応することは
、炉体構築上および耐火材構造上極めて困難である。さ
らに、ガスタイト構造の炉体が長手方向に伸縮すること
になるので炉の装入口と装入用ブツシャおよび抽出口と
抽出口エキストラツクの相対位置関係が安定しなくなり
、炉の自動化運転の実現が阻害される問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、
その目的は、熱処理炉や加熱炉における炉体の熱膨張を
吸収して気密性の向上によるランニングコストの低減を
図り、また、炉内に通板用や搬送用のローラを設置した
場合にローラの芯撮れや振動を防止し、ストリップの通
板精度を高めると共に、加熱炉においては熱膨張による
炉体の破損防止ならびに炉体とその前後機器との相対位
置関係を常時正規の状態に維持する炉体構築構造を提供
することである。

〔発明の構成〕

本発明の工業炉の炉体構築構造の特徴を第１図（ａ）〜
（ｃ）を参照して説明すると、炉床２１、炉側壁２２お
よび天井壁２４を形成する各鋼板２５Ａ、２５Ｂの対向
端部近傍２６の各外面２５ａ。

２５ｂとフレーム部材２７の内面２７ａとの間に、挿入
部材２８Ａ、２８Ｂが対向して配設され、各挿入部材２
８Ａ、２８Ｂの一端が対向端部近傍２６でシール溶接さ
れると共に、その他端がフレーム部材２７に摺動可能に
装着され、各鋼板２５Ａ。

２５Ｂの端部２５ｍ、２５ｎは、その端部近傍でシール
溶接された司撓性部材３７を介して気密的に接合されて
いることである。

（実施例〕 以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、基礎１つ上に設置
された炉体２０の炉床２１、炉側壁２２および天井壁２
４は鋼板で形成され、例えば、炉側壁２２の一部を形成
する鋼板２５Ａ、２５Ｂでは、その対向端部近傍２６の
各外面２５ａ、２５ｂと、フレーム部材２７である側柱
の内面２７ａとの間に一対の挿入部材２８Ａ、２８Ｂが
対向して配設されている。フレーム部材２７は基礎１９
に図示しない基礎ボルトによって固定され、他のフレー
ム部材２９〜３１である天井梁、炉床梁、炉側梁などと
共に、炉体２０の骨格を形成している。上述の対向する
各挿入部材２８Ａ、２８Ｂの一端は、鋼板２５Ａ、２５
Ｂの対向端部近傍２６の外面２５ａ、２５ｂにシール溶
接されている。

そして、その挿入部材の各他端とこれに対向するフレー
ム部材２７の内面側に位置するフランジ部２７ｂとには
バカ穴３３が穿設され、鋼板２５Ａ。

２５Ｂがボルト３２を介して矢印３４．３５方向に摺動
可能に装着されている。その結果、炉室３６の炉内温度
の上昇に伴う鋼板２５Ａ、２５Ｂの熱膨張や炉内温度の
降下に伴う収縮によって、対向する挿入部材２８Ａ、２
８Ｂをその装着保持の状態で相互に移動させることでき
るようになっている。また、鋼板２５Ａ、２５Ｂの対向
する端部２５ｍ、２５ｎは、その対向端部近傍２６でシ
ール溶接されたステンレス鋼製などの可撓性部材３７を
介して気密的に接合され、炉内高温ガスの漏出や外気の
侵入を完全にシールするガスタイトな構造となっている
。なお、炉室３６の一部を構成する鋼板２５Ａ、２５Ｂ
の内面および可撓性部材３７の内面には、例えばプラス
チック耐火材、耐火レンガ、バンクアップ断熱材などか
らなる多層の耐火材３８２〜３８Ｃか相互に滑り自在に
装着されている。そのため、その各層や鋼板の熱膨張量
が異なっても、それぞれの破損が回避されると共に、鋼
板ｊ５Ａ、２５Ｂを炉内の高温より保護して炉体２０を
安定的に保持するよう配慮されている。ところで、第１
図（Ｃ）に示すように、天井壁２４および図示しない炉
床も上述の炉側壁２２と全く同様に構成され、炉室３６
はガスタイトに形成されている。

このように構成された実施例によれば、炉の稼働に伴っ
て炉体の各鋼板に生じる熱膨張を、次のようにして各フ
レーム部材位置で各可撓性部材を介して吸収すことがで
きる。

工業炉であるストリップ熱処理炉、ブル−ムやスラブの
加熱炉が稼働すると、その炉内温度が上昇すると共に、
炉内圧力が大気圧より若干変動する。上述の多層の耐火
材３８２〜３８Ｃを介して炉内温度が対向する両鋼板２
５Ａ、２５Ｂに伝達されるので、鋼板２５Ａおよび２５
Ｂは膨張する。

その際、鋼板と一体化された挿入部材２８Ａ、２８Ｂが
フレーム部材２７である側柱においてＲｔｙ穴３３に挿
入されたボルト３２を介して摺動自在となっているので
、第１図（ｂ）に示すように鋼板２５Ａは矢印３４方向
に鋼板２５Ｂは矢印３５方向に伸長して、熱膨張が許容
される。そして、鋼板２５Ａ、２５Ｂの対向端部近傍２
６でシール溶接されている可撓性部材３７が破線のよう
に変形するのみで、鋼板間の気密性が損なわれることは
ない。なお、耐火材３８２〜３８Ｃもそれぞれに膨張す
るが相互に滑り自在となっているので、耐火効果が低下
することもない。なお、この炉側壁２２の鋼板２５Ａ、
２５Ｂの」−下方向の膨張は上述した長手方向と同様に
して、第１図（ｃ）の２３に示す如く、また、炉床２１
および天井壁２４についてもそれぞれ鋼板の膨張量が吸
収され、炉内ガスの漏出や外気の侵入が防止される。

第１図（ｄ）、（ｅ）は変形例であって、前者では可撓
性部材３７が蛇腹状に形成され、後者では対向端部近傍
２６で両鋼板２５Ａ、２５Ｂにシール溶接された可撓性
部材３７が、これらの外面方向に突出するよう装着され
ている点が異なる。

このように装着された可視性部材３７によっても、前述
と同様に作用させかつ所望の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は上述の実施例の説明から判るように、それぞれ
のフレーム部材の内面とそれに対応する各鋼板外面との
間に、対向する１対の挿入部材が介在され、この挿入部
材がフレーム部材と摺動可能にボルトなどで装着される
と共に鋼板の外面とはシール溶接され、鋼板間に可撓性
部材がシール溶接されて炉室の気密性が保持されている
ので、炉体を構成する各鋼板の熱膨張を各フレーム部材
位置で吸収でき、かつ、炉室の高温ガスの漏出や外気の
浸入が防止され、炉稼働に伴う燃料の消費を減少させて
その原単位を低下させ、ランニングコストの低減を図る
ことができる。さらに、炉室に低温の外気が侵入しない
ので、炉内の耐火材の熱ショックが防止されその寿命の
延長を可能にすることができる。さらに、炉体の骨格を
形成するフレーム部材の側柱によって天井梁を支持する
と共に鋼板による天井壁の形成が実現できるので、耐火
材のみにより構築された従来の天井壁よりもその個所に
おける気密性を著しく向上させることができる。

加えて、ストリップ熱処理炉の場合には、通板用ローラ
の軸芯狂いやストリップの蛇行および振動が回避される
。また、圧延ラインにおける加熱炉の場合では、ブルー
ムやスラブの進行方向の炉体長を一定に保持することが
できるので、炉とその前後機器との相対位置を正規の状
態に維持することができ、それらの運転の自動化を容易
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の工業炉の炉体構築構造の外面図
、第１図（ｂ）は同図（ａ）のｎ−ｎ線断面拡大図、第
１図（Ｃ）は同図（ａ）のｍ−ｍ線断面拡大図、第１図
（ｄ）、（ｅ）は可撓性部材の変形装着例、第２図（ａ
）は従来の炉体構築構造の外面図、第２図（ｂ）は同図
（ａ）の■−■線断面拡大図、第３図（ａ）は従来のガ
スタイト炉体構築構造の外面図、第３図（ｂ）は同図（
ａ）のＶ−Ｖ線断面拡大図である。 ２０−炉体、２１−炉床、２２−炉側壁、２４−天井壁
、２５　Ａ、、２５　Ｂ−１１板、２５ａ。 ２５ｂ−外面、２５ｍ、２５ｎ一端部、２６一対向端部
近傍、２７．２９〜３１−フレーム部材、２７　ａ　−
内面、２８Ａ、２８Ｂ−挿入部材、３７−・−可撓性部
材。 特許出願人　川崎重工業株式会社 第１図ｒａ） ／２０ 第１図（ｂ）″ 第１図（ｅ） 第１図（ｄ） 第２図（ａ） 第２図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉体を構成する鋼板がフレーム部材により支持さ
   れている炉体構築構造において、炉床、炉側壁および天
   井壁などを形成する各鋼板の対向端部近傍の各外面と前
   記フレーム部材の内面との間に、挿入部材が対向して配
   設され、各挿入部材の一端が前記対向端部近傍でシール
   溶接されると共に、その他端が前記フレーム部材に摺動
   可能に装着され、 前記各鋼板の端部は、その端部近傍でシール溶接された
   可撓性部材を介して気密的に接合されていることを特徴
   とする工業炉の炉体構築構造。