(57)【要約】【課題】破損が生じにくいバッチ炉２２の提供。【解決手段】バッチ炉２２は、炉体２４と台車２６とを備えている。炉体２４は、奥壁３０を備えている。奥壁３０は、耐火レンガからなる。台車２６は、ケース３６、車輪４０及び主部４２を備えている。主部４２は、耐火レンガからなる。主部４２は、炉室の炉床を構成する。主部４２には、ソーキング処理の対象である鋼塊３４が載置されている。台車２６には、第一スペーサー５４が固定されている。この第一スペーサー５４は、セラミックファイバーからなる。多数のセラミックファイバーが絡み合って塊状となっている。奥壁３０には、３枚の第二スペーサー５８が固定されている。第二スペーサー５８の材質は、第一スペーサー５４の材質と同一である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉壁を有する炉体と、炉床を構成する台車と、この炉壁と台車との間に配置されたスペーサーとを備えており、このスペーサーが耐火性でかつ弾性変形しうるバッチ炉。
【請求項２】
上記スペーサーがセラミックファイバーからなる請求項１に記載のバッチ炉。
【請求項３】
上記スペーサーが、多数のセラミックファイバーが絡み合って塊状となったものである請求項２に記載のバッチ炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の熱処理に用いられるバッチ炉に関する。詳細には、本発明は、炉室の炉床が台車によって構成されるバッチ炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼塊の内部品質の均質化を目的として、この鋼塊にソーキング処理が施されることがある。ソーキング処理には、バッチ炉が用いられている。鍛造又は圧延によって得られた鋼材の熱処理にも、バッチ炉が用いられている。
【０００３】
図４は、従来のバッチ炉２の一部が示された一部切り欠き側面図である。このバッチ炉２は、炉体４と台車６とを備えている。炉体４は、耐火レンガからなる。台車６は、ケース８、車輪１０及び主部１２からなる。主部１２は、耐火レンガからなる。主部１２には、ソーキング処理の対象物である鋼塊１６が載置されている。角材１７を介して、複数の鋼塊１６が積み重ねられている。車輪１０が車止め１８に当接することで、台車が所定位置に留まっている。
【０００４】
図４には、常温における炉体４及び台車６が示されている。炉体４と台車６との間には、クリアランスが存在している。炉内温度が高められると、炉体４及び台車６が徐々に膨張する。この膨張により、クリアランスが徐々に小さくなる。膨張が完了した状態では、炉体４と台車６とのクリアランスは、ゼロである。換言すれば、炉体４と台車６とが当接する。この当接により、炉室の気密が達成される。炉室は、耐火レンガからなる炉体４と、耐火レンガからなる主部１２とによって囲まれる。このバッチ炉２では、台車６が炉室の炉床を構成する。
【０００５】
エネルギー効率の観点から、バッチ炉には優れた気密性が必要である。炉の気密性に関する提案が、特開昭６０−２６３０８６号公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−２６３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４に示されたバッチ炉２では、車止め１８の位置によって常温でのクリアランスが調整される。膨張が完了した状態でクリアランスがゼロとなるように、車止め１８の位置が決定される。炉体４の膨張係数、台車６の膨張係数及び炉室の到達温度が考慮されて、車止め１８の位置が決定される。
【０００８】
炉体４の経年変化により、炉体４の内寸が変化することがある。内寸の変化により、常温での炉体４と台車６とのクリアランスが変動する。さらに、１つの炉体４に複数の台車６が適用される場合において、台車６ごとの寸法のバラツキにより、クリアランスが変動することもある。常温でのクリアランスが本来の値よりも小さい場合、炉室温度の上昇によって台車６が炉体４を強く押圧する。この押圧により、炉体４又は主部１２が破損することがある。
【０００９】
炉体４及び台車６の膨張量を完全に予測することは、困難である。炉体４又は台車６が、予測を超えて膨張することがある。この膨張により、台車６が炉体４を強く押圧する。この押圧により、炉体４又は主部１２が破損することがある。
【００１０】
炉体４又は主部１２が破損すると、炉室の気密が損なわれる。この炉室には、外気が流れ込む。外気は、炉室の温度を低下させる。気密が損なわれた炉において炉内温度を保つには、多量の燃料が必要である。
【００１１】
本発明の目的は、破損が生じにくいバッチ炉の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るバッチ炉は、炉壁を有する炉体と、炉床を構成する台車と、この炉壁と台車との間に配置されたスペーサーとを備える。このスペーサーは、耐火性でありかつ弾性変形しうる。
【００１３】
好ましくは、スペーサーは、セラミックファイバーからなる。好ましくは、スペーサーは、多数のセラミックファイバーが絡み合って塊状となったものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るバッチ炉では、スペーサーによって炉内の気密が達成される。このスペーサーが弾性変形しうるので、台車が炉体を強く押圧することがない。このバッチ炉では、炉体及び台車の破損が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るバッチ炉が示された一部切り欠き平面図である。
【図２】図２は、図１のバッチ炉の一部が鋼塊と共に示された一部切り欠き拡大正面図である。
【図３】図３は、図１のバッチ炉の一部が鋼塊と共に示された一部切り欠き拡大側面図である。
【図４】図４は、従来のバッチ炉が示された一部切り欠き正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１７】
図１に示されたバッチ炉２２は、炉体２４と台車２６とを備えている。炉体２４は、炉壁２８を備えている。炉壁２８は、奥壁３０と一対の側壁３２とを備えている。図示されていないが、炉壁２８はさらに、正面壁及び天壁を備えている。炉壁２８は、耐火性及び断熱性に優れた材料からなる。典型的には、炉壁２８は、耐火レンガからなる。
【００１８】
図２は、図１のバッチ炉２２の一部が鋼塊３４と共に示された一部切り欠き拡大正面図である。図３は、図１のバッチ炉２２の一部が鋼塊３４と共に示された一部切り欠き拡大側面図である。図２には、側壁３２が示されている。図３には、奥壁３０が示されている。鋼塊３４は、棒状である。
【００１９】
台車２６は、ケース３６、フォーク３８、車輪４０、主部４２及びベースプレート４８からなる。ケース３６は、金属材料からなる。典型的には、ケース３６は、耐熱鋼又はステンレス鋼からなる。フォーク３８は、ケース３６から垂下している。このフォーク３８に、車輪４０が軸着されている。この車輪４０の回転により、台車２６が移動しうる。主部４２は、ケース３６に載置されている。主部４２は、耐火性及び断熱性に優れた材料からなる。典型的には、主部４２は、耐火レンガからなる。この主部４２に、多数の鋼塊３４が載置されている。角材５１を介して、鋼塊３４が積み重ねられている。この鋼塊３４は、ソーキング処理の対象物である。
【００２０】
図３に示されるように、ベースプレート４８は台車２６の前側（図３における左側）に位置している。ベースプレート４８は、溶接等の手段によってケース３６に取り付けられている。このベースプレート４８に、第一スペーサー５４が固定されている。この固定は、ボルト５６によって達成されている。第一スペーサー５４は、ベースプレート４８の前側に位置している。
【００２１】
第一スペーサー５４は、耐火性である。第一スペーサー５４は、弾性変形しうる。第一スペーサー５４の好ましい材質は、セラミックファイバーである。セラミックファイバーは、アルミナ、シリカ等のセラミックからなる。溶融セラミックが空気流で吹き飛ばされて冷却されることで、セラミックファイバーが得られうる。多数のセラミックファイバーが絡み合って塊状となったものが、第一スペーサー５４として好適である。塊状であるセラミックファイバーは、耐火性、断熱性、変形能及び復元性に優れる。好ましいセラミックファイバーが、イソライト工業株式会社から市販されている。
【００２２】
図３に示されるように、奥壁３０には第二スペーサー５８が固定されている。この例では、３枚の第二スペーサー５８が用いられている。これらの第二スペーサー５８は、互いに重ねられている。奥壁３０への第二スペーサー５８の固定は、ボルト６０によって達成されている。第二スペーサー５８は、奥壁３０から下方に垂下している。第二スペーサー５８の材質は、第一スペーサー５４の材質と同一である。
【００２３】
このバッチ炉２２が用いられたソーキング処理では、炉壁２８の外部において、台車２６に鋼塊３４が載置される。正面壁が開いた状態で、この台車２６は、図１において矢印Ａで示された方向に前進する。台車２６は、車輪４０が車止め６２に当接するまで前進し、当接によって停止する。車輪４０が車止め６２に当接した状態が、図３に示されている。正面壁が閉められることにより、炉体２４に台車２６が収容される。この状態において、炉体２４（すなわち奥壁３０、一対の側壁３２、正面壁及び天壁）並びに主部４２により、炉室が区画される。主部４２は、炉床を構成する。車輪４０は、炉室の外に位置している。第一スペーサー５４及び第二スペーサー５８は、炉壁２８と台車２６との間に位置している。
【００２４】
図３に示された状態において、奥壁３０と台車２６との間には、十分なクリアランスが存在する。従って、台車２６の前進時に、台車２６が奥壁３０に衝突することがない。このバッチ炉２２では、台車２６の衝突による炉壁２８及び台車２６の破損が生じない。
【００２５】
一方、第一スペーサー５４は、第二スペーサー５８と当接している。この当接により、炉室の気密が達成されている。台車２６の前進時に第一スペーサー５４が第二スペーサー５８と衝突すると、第一スペーサー５４又は第二スペーサー５８が弾性変形する。図３には、二点鎖線により、変形後の第二スペーサー５８が示されている。この弾性変形は、第一スペーサー５４及び第二スペーサー５８の破損を防ぐ。
【００２６】
ガスバーナー（図示されず）が点火され、炉室の温度が上昇し、鋼塊３４にソーキング処理がなされる。室温の上昇により、奥壁３０が膨張し、かつ台車２６も膨張する。しかし、奥壁３０と台車２６との間には十分なクリアランスが存在するので、台車２６が奥壁３０を強く押圧することがない。従って、膨張による炉壁２８及び台車２６の破損が生じない。
【００２７】
奥壁３０の膨張により、第二スペーサー５８は図３における右側へと移動する。台車２６の膨張により、第一スペーサー５４は図３における左側へ移動する。第一スペーサー５４と第二スペーサー５８とは、強く当接する。第一スペーサー５４又は第二スペーサー５８が弾性変形するので、強い当接によっても第一スペーサー５４及び第二スペーサー５８の破損は生じない。
【００２８】
このバッチ炉２２が繰り返し使用されても、炉体２４及び台車２６が破損しないので、炉室の気密が維持される。このバッチ炉２２には、外気が流入しにくい。このバッチ炉２２では、外気によって炉室の温度が低下しない。このバッチ炉２２が用いられたソーキング処理には、燃料の無駄がない。このバッチ炉２２は、省エネルギーに寄与しうる。
【００２９】
所定温度及び所定時間でのソーキング処理が終了した後、炉室が冷やされる。その後に正面壁が開かれ、炉壁２８から台車２６が取り出される。変形していた第一スペーサー５４又は第二スペーサー５８は、復元する。そして、新たな台車２６が炉壁２８に入れられる。新たな台車２６の寸法が多少大きくても、この台車２６と奥壁３０との間に十分なクリアランスが確保できるように車止め６２の位置が設定されているので、この台車２６及び炉壁２８の破損が生じない。新たな台車２６の寸法が多少大きくても、第一スペーサー５４又は第二スペーサー５８が弾性変形するので、この第一スペーサー５４及び第二スペーサー５８の破損は生じない。
【００３０】
経年変化によって炉体２４の内寸が多少小さくなっても、台車２６と奥壁３０との間に十分なクリアランスが確保できるように車止め６２の位置が設定されているので、台車２６及び炉壁２８の破損が生じない。経年変化によって炉体２４の内寸が多少小さくなっても、第一スペーサー５４又は第二スペーサー５８が弾性変形するので、この第一スペーサー５４及び第二スペーサー５８の破損は生じない。
【００３１】
この実施形態では、第一スペーサー５４の厚みは３０ｍｍであり、それぞれの第二スペーサー５８の厚みは３０ｍｍである。前述の通り、このバッチ炉２２は３枚の第二スペーサー５８を備えているので、スペーサー５４、５８の総厚みは１２０ｍｍである。総厚みは、６０ｍｍ以上が好ましく、９０ｍｍ以上が特に好ましい。
【００３２】
このバッチ炉２２では、台車２６に第一スペーサー５４が固定されており、炉体２４に第二スペーサー５８が固定されている。台車２６にのみ、スペーサーが固定されてもよい。炉体２４にのみ、スペーサーが固定されてもよい。台車２６及び炉体２４に固定されないスペーサーが、台車２６と炉体２４との間に介在してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係るバッチ炉は、種々の熱処理に利用されうる。このバッチ炉により、種々の金属材料の熱処理がなされうる。
【符号の説明】
【００３４】
２２・・・バッチ炉
２４・・・炉体
２６・・・台車
２８・・・炉壁
３０・・・奥壁
３２・・・側壁
３６・・・ケース
４０・・・車輪
４２・・・主部
５４・・・第一スペーサー
５８・・・第二スペーサー
【図１】
2010185625.tif 000003
【図２】
2010185625.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010185625.tif 000006