(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱室と燃焼室とブラストミキサーとが別体で、連結部分に伸縮継手を用いず、前記蓄熱室の上端部と前記燃焼室の上端部とを連結管で連結し、前記燃焼室の中間部と前記ブラストミキサーの上端部とを出口管で連結し、下部熱風支管を介して前記ブラストミキサーの下端部を熱風弁に連結する熱風炉の構築方法であって、前記燃焼室内部のレンガ積みによる燃焼室架構の撓み量δ１及びレンガ乾燥昇温時の前記燃焼室と前記ブラストミキサーとの熱膨張の相対差δ２及びレンガ乾燥昇温時の前記下部熱風支管の伸び量δ３に応じて前記蓄熱室及び前記燃焼室及び前記ブラストミキサーの各鉄皮の初期据付時の寸法調整を行うことを特徴とする熱風炉の構築方法。
【請求項２】
前記鉄皮の初期据付時、前記蓄熱室に対して前記燃焼室を前記撓み量δ１分高く据付けた後、前記燃焼室内のレンガ積みによって前記燃焼室架構を前記撓み量δ１だけ沈ませて前記連結管が水平な状態で前記蓄熱室と前記燃焼室とを連結することを特徴とする請求項１に記載の熱風炉の構築方法。
【請求項３】
前記鉄皮の初期据付時、前記撓み量δ１と前記熱膨張の相対差δ２との差分だけ前記燃焼室に対する前記下部熱風支管の熱風弁連結位置を持ち上げた状態で、前記出口管が水平な状態で前記燃焼室と前記ブラストミキサーとを連結し、前記レンガ乾燥昇温時には前記下部熱風支管の熱風弁連結位置における前記持ち上げ状態を解除することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱風炉の構築方法。
【請求項４】
前記鉄皮の初期据付時、前記熱風弁に対する前記下部熱風支管の熱風弁連結位置を前記伸び量δ３だけ前記ブラストミキサー側に近づけた状態で且つ前記レンガ乾燥昇温時には前記下部熱風支管の前記伸び量δ３の伸び代を許容する状態で前記熱風弁と前記下部熱風支管とを連結することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の熱風炉の構築方法。
【請求項５】
蓄熱室と燃焼室とブラストミキサーとが別体で、連結部分に伸縮継手を用いず、前記蓄熱室の上端部と前記燃焼室の上端部とを連結管で連結し、前記燃焼室の中間部と前記ブラストミキサーの上端部とを出口管で連結し、下部熱風支管を介して前記ブラストミキサーの下端部を熱風弁に連結する熱風炉であって、
前記燃焼室内部のレンガ積みによる燃焼室架構の撓み量δ１及びレンガ乾燥昇温時の前記燃焼室と前記ブラストミキサーとの熱膨張の相対差δ２及びレンガ乾燥昇温時の前記下部熱風支管の伸び量δ３に応じて前記蓄熱室及び前記燃焼室及び前記ブラストミキサーの各鉄皮の初期据付時の寸法調整を行う寸法調整手段を備えていることを特徴とする熱風炉。
【請求項６】
前記寸法調整手段は、前記鉄皮の初期据付時、前記蓄熱室に対して前記燃焼室を前記撓み量δ１分高く据え付ける寸法調整部と、前記鉄皮の初期据付時、前記撓み量δ１と前記熱膨張の相対差δ２との差分だけ前記燃焼室に対する前記下部熱風支管の熱風弁連結位置を持ち上げる、前記下部熱風支管の熱風弁側端部を支持するスライドサドルの下に敷かれる、前記撓み量δ１と前記熱膨張の相対差δ２の差分の厚さのライナーと、前記鉄皮の初期据付時、前記熱風弁に対する前記下部熱風支管の熱風弁連結位置を前記伸び量δ３だけ前記ブラストミキサー側に近づけた状態で且つレンガ乾燥昇温時に前記下部熱風支管の前記伸び量δ３の伸び代を許容する状態で、前記下部熱風支管の熱風弁側端部を支持する前記スライドサドルとを備えていることを特徴とする請求項５に記載の熱風炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば製鉄業に用いられる熱風炉の構築方法及び熱風炉に関し、例えば高炉に送風する熱風を創生する熱風炉などに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
このような熱風炉の構築方法としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この熱風炉の構築方法は、熱風炉本体における燃焼中の熱膨張に応じて熱風支管垂直部のジャッキを操作することで、熱風炉本体と熱風支管垂直部を水平に接続した後、レンガ積みによる熱風支管垂直部の沈み込みと鉄皮の熱膨張を相殺しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６８９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載される熱風炉の構築方法は、蓄熱室の頂部に燃焼室が組込まれた、所謂頂燃式の熱風炉であり、蓄熱室と燃焼室とブラストミキサーが別体の、所謂外燃式（コッパース式）の熱風炉には適用しにくい。例えば、特許文献１における熱風支管垂直部のジャッキは外燃式熱風炉ではブラストミキサーに配置されるが、このブラストミキサーのジャッキによる調整だけでは、燃焼室とブラストミキサーのレベル差及びブラストミキサーと下部熱風支管のレベル差をレンガの目地切れ限界である許容値５ｍｍ以内に抑えることが困難である。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、蓄熱室と燃焼室とブラストミキサーが別体の外燃式熱風炉でも各部のレベル差をレンガの目地切れ限界許容値以内に抑えることが可能な熱風炉の構築方法及び熱風炉を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、蓄熱室と燃焼室とブラストミキサーとが別体で、連結部分に伸縮継手を用いず、蓄熱室の上端部と燃焼室の上端部とを連結管で連結し、燃焼室の中間部とブラストミキサーの上端部とを出口管で連結し、下部熱風支管を介してブラストミキサーの下端部を熱風弁に連結する熱風炉の構築方法であって、燃焼室内部のレンガ積みによる燃焼室架構の撓み量δ１及びレンガ乾燥昇温時の燃焼室とブラストミキサーとの熱膨張の相対差δ２及びレンガ乾燥昇温時の下部熱風支管の伸び量δ３に応じて蓄熱室及び燃焼室及びブラストミキサーの各鉄皮の初期据付時の寸法調整を行う熱風炉の構築方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の別の態様によれば、蓄熱室と燃焼室とブラストミキサーとが別体で、連結部分に伸縮継手を用いず、前記蓄熱室の上端部と前記燃焼室の上端部とを連結管で連結し、前記燃焼室の中間部と前記ブラストミキサーの上端部とを出口管で連結し、下部熱風支管を介して前記ブラストミキサーの下端部を熱風弁に連結する熱風炉であって、前記燃焼室内部のレンガ積みによる燃焼室架構の撓み量δ１及びレンガ乾燥昇温時の前記燃焼室と前記ブラストミキサーとの熱膨張の相対差δ２及びレンガ乾燥昇温時の前記下部熱風支管の伸び量δ３に応じて前記蓄熱室及び前記燃焼室及び前記ブラストミキサーの各鉄皮の初期据付時の寸法調整を行う寸法調整手段を備えている熱風炉が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
而して、本発明の熱風炉の構築方法及び熱風炉では、外燃式熱風炉でも、各部のレベル差をレンガの目地切れ限界許容値以内に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の熱風炉の構築方法の一実施形態を示す外燃式熱風炉の概略構成図である。
【図２】図１の外燃式熱風炉における撓み量δ１、熱膨張の相対差δ２、伸び量δ３の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下に、本発明の熱風炉の構築方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この実施形態の熱風炉の構築方法が適用された外燃式（コッパース式）熱風炉の概略構成図である。この実施形態の外燃式熱風炉は、製鉄所の高炉に熱風を送風するための設備であり、蓄熱室１と燃焼室２とブラストミキサー３を別体として備える。燃焼室２は、文字通り、内部で燃料ガスを燃焼して炉内を昇温する。蓄熱室１は、燃焼室２で昇温された炉内の顕熱を蓄熱するためのものであり、この蓄熱室１から送風された熱風はブラストミキサー３で適切な温度に調整されて高炉に供給される。なお、ブラストミキサー３には、ブラストミキサー３自体のレベル（高さ）を調整するためのジャッキ４が設けられている。
【００１１】
この外燃式熱風炉では、蓄熱室１は地上に立設される。一方、燃焼室２やブラストミキサー３は架構５に設けられる。そして、蓄熱室１の上端部と燃焼室２の上端部とを連結管６で連結し、燃焼室２の中間部とブラストミキサー３の上端部とを出口管７で連結し、下部熱風支管８を介してブラストミキサー３の下端部を熱風弁９に連結する。熱風弁９は、下部熱風支管８と直交する図示しない短管を用いて下部熱風支管８に連結されており、熱風弁９の出側が熱風本管１０に連結されている。また、下部熱風支管８の熱風弁側端部は、下部熱風支管８の軸線方向への摺動を許容するスライドサドル１１を介して支持されている。この熱風炉の外表面は鉄皮で覆われているが、鉄皮を保護したり顕熱を蓄熱したりするために内部にはレンガが積まれている。前述した特許文献１にもあるように、伸縮継手ではレンガ積みが非常に複雑で困難である上に、レンガが摩耗、脱落しやすく、鉄皮が赤熱して損耗する。そのため、この実施形態の外燃式熱風炉では、連結部分に伸縮継手を用いていない。
【００１２】
そして、この外燃式熱風炉は、燃焼室２内部のレンガ積みによる架構５の撓み量δ１及びレンガ乾燥昇温時の燃焼室２とブラストミキサー３との熱膨張の相対差δ２及びレンガ乾燥昇温時の下部熱風支管８の伸び量δ３に応じて蓄熱室１及び燃焼室２及びブラストミキサー３の各鉄皮の初期据付時の寸法調整を行う寸法調整手段２０を備えている。
そして、この寸法調整手段２０は、鉄皮の初期据付時、蓄熱室１に対して燃焼室２を撓み量δ１分高く据え付ける寸法調整部２１と、鉄皮の初期据付時、撓み量δ１と熱膨張の相対差δ２との差分だけ燃焼室２に対する下部熱風支管８の熱風弁連結位置を持ち上げる、下部熱風支管８の熱風弁側端部を支持するスライドサドル１１の下に敷かれる、撓み量δ１と熱膨張の相対差δ２の差分の厚さのライナー（図示せず）と、鉄皮の初期据付時、熱風弁９に対する下部熱風支管８の熱風弁連結位置を伸び量δ３だけブラストミキサー３側に近づけた状態で且つレンガ乾燥昇温時に下部熱風支管８の伸び量δ３の伸び代を許容する状態で、下部熱風支管８の熱風弁側端部を支持するスライドサドル１１とを備えている。
【００１３】
この外燃式熱風炉を構築する場合、まず架構５上に燃焼室２の鉄皮を規定寸法通りに据付ける。その後、蓄熱室１の鉄皮を据付けるのであるが、その際、寸法調整手段２０の寸法調整部２１では、図２（ａ）に示すように、燃焼室２内のレンガ積みによる燃焼室架構５の撓み量δ１（以下、単に撓み量δ１とも記す）を見込み、蓄熱室１に対して燃焼室２の鉄皮を撓み量δ１分高くなるように蓄熱室１の最終接合位置で寸法調整を行う。ここで、レンガ積みによる燃焼室架構（梁）５の撓み量δ１の計算においては、燃焼室受け座にかかるレンガ重量による梁の撓みを計算する。当該撓み量δ１の計算は、具体的には次のように行う。燃焼室２は燃焼室架構５に据え付けるため、燃焼室架構５にレンガ重量分の垂直荷重が作用する。平面梁、火打ち材、柱それぞれに係る荷重より撓みを計算し、δ１を求める。
【００１４】
そして、燃焼室２内のレンガ積みが終わると燃焼室架構５が撓み量δ１だけ沈むので、その状態で蓄熱室１と燃焼室２を連結する連結管６は水平状態となる。続いてブラストミキサー３の鉄皮を据付ける場合は、燃焼室２とブラストミキサー３を出口管７で接続する際に、ブラストミキサー３の下部熱風支管連結位置が本来の（最終的な）熱風弁９の高さ位置よりも、図２（ｂ）に示すレンガ乾燥昇温時の燃焼室２とブラストミキサー３との熱膨張の相対差δ２（以下、単に熱膨張の相対差δ２とも記す）と撓み量δ１の差分だけ高くなるようにブラストミキサー３の現地溶接部分で寸法調整を行う（但し、このときに熱風弁とは連結していない）。その際、ブラストミキサー３に連結される下部熱風支管８が水平になるように、燃焼室２に対する下部熱風支管８の熱風弁連結位置を撓み量δ１と熱膨張の相対差δ２の差分だけ持ち上げた状態で、下部熱風支管８をブラストミキサー３に連結する。これは、下部熱風支管８の熱風弁側端部を支持するスライドサドル１１の下に撓み量δ１と熱膨張の相対差δ２の差分の厚さのライナー（シム）を敷くことで達成される。更に、図２（ｃ）に示す下部熱風支管８のレンガ乾燥昇温時の伸び量δ３（以下、単に伸び量δ３とも記す）を見込み、熱風弁９に対する下部熱風支管８の熱風弁連結位置を伸び量δ３だけブラストミキサー３側に近づけた状態で熱風弁９と下部熱風支管８（厳密には前述の短管）を連結する。但し、この場合、レンガ乾燥昇温時に下部熱風支管８の伸び量δ３の伸び代が許容されなければならない。そのため、下部熱風支管８の熱風弁側端部を支持するスライドサドル１１のストッパに伸び量δ３のクリアランスを設けておく。
【００１５】
レンガ積みは、各室とも、下から順に積み上げていくので、ブラストミキサー３内のレンガ積みが進行し、燃焼室２内のレンガ積みが出口管７のレベルまで完了した時点で、水平な状態での出口管７内のレンガ積みが可能となる。また、燃焼室２内のレンガ積みが進行することでレンガ重量によって燃焼室架構５が撓み量δ１だけ撓み、燃焼室２内と蓄熱室１内のレンガ積みが完了した段階で各室は水平な状態となり、水平な状態での連結管６内のレンガ積みが可能となる。この際、燃焼室架構５がレンガ重量によって撓んでも出口管７が水平状体を保つようにブラストミキサー３のジャッキ４でレベル調整を行う。
【００１６】
レンガ乾燥用の昇温が開始すると鉄皮は炉内熱によって熱膨張が生じる。その際、出口管７のレベルでは、燃焼室２の熱膨張とブラストミキサー３の熱膨張との相対差分の一部分をブラストミキサー３のジャッキ４で調整して出口管７を水平状態とする。また、下部熱風支管８のレベルでは、スライドサドル１１下に介装したライナーを調整することで下部熱風支管８を水平な状態に保つことができる。このとき、出口管７が水平状態となるように出口管７のレベルをブラストミキサー３のジャッキ４で調整することにより、下部熱風支管８のレベルで生じるレベル差を熱膨張の相対差δ２以下とすることができ、従ってスライドサドル１１下に介装したライナーの調整で下部熱風支管８を水平状態に維持することが可能となる。また、下部熱風支管８の伸びに関しても、スライドサドル１１のストッパとの間に設けたクリアランスが下部熱風支管８の延びを許容する。
【００１７】
レンガ乾燥用の昇温末期では、各室の熱膨張が更に進行し、ブラストミキサー３のジャッキ調整及び下部熱風支管８のライナー調整によって出口管７も下部熱風支管８も水平状態を保つことができ、その後の操業状態に移る段階では下部熱風支管８と熱風弁９の連結位置も軸心が一致した状態となる。つまり、鉄皮据付時、例えば燃焼室２に対する下部熱風支管８の熱風弁連結位置を熱膨張の相対差δ２だけライナーで持ち上げた状態で、燃焼室２とブラストミキサー３を出口管７で連結した箇所では、レンガ乾燥昇温後の操業状態に移る段階で、下部熱風支管８の熱風弁連結位置における熱膨張の相対差δ２の持ち上げを解除するようにライナーを調整すればよい。そして、このような鉄皮据付の寸法調整並びにレンガ乾燥昇温時のレベル調整により、各部のレベル差を常にレンガの目地切れ限界許容値５ｍｍ以内に抑えることができた。
【００１８】
このように、この実施形態の熱風炉の構築方法及び熱風炉では、蓄熱室１と燃焼室２とブラストミキサー３とが別体で、連結部分に伸縮継手を用いず、蓄熱室１の上端部と燃焼室２の上端部とを連結管６で連結し、燃焼室２の中間部とブラストミキサー３の上端部とを出口管７で連結し、下部熱風支管８を介してブラストミキサー３の下端部を熱風弁９に連結する場合に、燃焼室２内部のレンガ積みによる燃焼室架構５の撓み量δ１及びレンガ乾燥昇温時の燃焼室２とブラストミキサー３との熱膨張の相対差δ２及びレンガ乾燥昇温時の下部熱風支管８の伸び量δ３に応じて蓄熱室１及び燃焼室２及びブラストミキサー３の各鉄皮の初期据付時の寸法調整を行う。これにより、蓄熱室１と燃焼室２とが別体な外燃式熱風炉であっても、各部のレベル差をレンガの目地切れ限界許容値以内に抑えることができる。
【００１９】
また、鉄皮の初期据付時、蓄熱室１に対して燃焼室２を撓み量δ１分高く据付けた後、燃焼室２内のレンガ積みによって燃焼室架構５を撓み量δ１だけ沈ませて連結管６が水平な状態で蓄熱室１と燃焼室２とを連結する。これにより、水平な状態での連結管６内のレンガ積みが可能となる。
また、鉄皮の初期据付時、前記撓み量δ１と前記熱膨張の相対差δ２との差分だけ燃焼室２に対する下部熱風支管８の熱風弁連結位置を持ち上げた状態で、出口管７が水平な状態で燃焼室２とブラストミキサー３とを連結し、レンガ乾燥昇温時には下部熱風支管８の熱風弁連結位置における持ち上げ状態を解除する。これにより、水平な状態での出口管７内のレンガ積みが可能となると共に、下部熱風支管８におけるレベル差をレンガの目地切れ限界許容値以内に抑えることができる。
【００２０】
また、鉄皮の初期据付時、熱風弁９に対する下部熱風支管８の熱風弁連結位置を伸び量δ３だけブラストミキサー３側に近づけた状態で且つレンガ乾燥昇温時には下部熱風支管８の伸び量δ３の伸び代を許容する状態で熱風弁９と下部熱風支管８とを連結する。これにより下部熱風支管８と熱風弁９の連結位置におけるレベル差をレンガの目地切れ限界許容値以内に抑えることができる。
本発明がここに記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００２１】
１  蓄熱室
２  燃焼室
３  ブラストミキサー
４  ジャッキ
５  架構
６  連結管
７  出口管
８  下部熱風支管
９  熱風弁
１０  熱風本管
１１  スライドサドル（寸法調整手段）
２０  寸法調整手段
２１  寸法調整部
δ１  燃焼室内部のレンガ積みによる燃焼室架構の撓み量
δ２  レンガ乾燥昇温時の燃焼室とブラストミキサーとの熱膨張の相対差
δ３  レンガ乾燥昇温時の下部熱風支管の伸び量
【図１】
0006372531.tif 000002
【図２】
0006372531.tif 000003