(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業炉の熱風本管を部分補修する工事に用いる熱風本管補修用遮蔽プラグであって、
耐熱クロスを縫製してなる袋体を外周に設けた第１の熱遮蔽部と、展開可能なシール板を外周に設けた第２の熱遮蔽部と、第１、第２の熱遮蔽部を管内側からこの順に管軸方向に近接配置した状態で接続してなる接続部材と、前記袋体を圧縮空気で膨らませる圧縮空気の通路を具備し、前記接続部材を介して吊り上げ可能に構成されてなることを特徴とする工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【請求項２】
前記熱遮蔽部がそれぞれ、前記袋体あるいは前記シール板を保持する保持板と、その管内側の面に取り付けてなる断熱材とを有することを特徴とする請求項１に記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【請求項３】
前記袋体は、複数の環状部分同士を補強テープで繋ぎ合わして構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【請求項４】
前記シール板がその厚みよりも厚いフラットバーに固定したスプリング付蝶番を介して展開する構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【請求項５】
前記スプリング付蝶番を固定してなるフラットバーの中央には、一方向に延在するワイヤー取付板の一端が固定され、かつその他端にワイヤー取付孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【請求項６】
前記接続部材が管状の送風管とされ、前記袋体を保持する風船保持板の中央部に送風孔が形成され、前記接続部材の一端側を前記風船保持板に取り付けた状態で、前記送風孔を経て前記袋体に至る圧縮空気の通路が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【請求項７】
前記接続部材の他端が前記シール板を保持するシール保持板を貫通して管軸方向に延在され、その他端部に吊り具側フランジとの結合兼・切り離し用フランジが取り付けされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の熱風本管補修用遮蔽プラグを用い、工業炉の熱風本管を部分補修する際、まず前記熱風本管に開口部を形成し、次いで重機を利用して、前記遮蔽プラグを開口部から挿入し、管軸方向所定位置に設置した後に、圧縮空気の通路に圧縮空気を送り、前記袋体を膨らませると共に前記シール板を展開することを特徴とする工業炉の熱風本管補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業炉の熱風本管を部分補修する工事に用いる熱風本管補修用遮蔽プラグおよびその熱風本管補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼業をはじめとする各種産業分野において使用されている高炉、熱風炉、加熱炉、熱処理炉などを含めた工業炉の熱風本管には、耐火物やセラミックファイバー等の断熱材がライニングされている。しかし、これらの断熱材は使用中に部分的な損傷が生じることがあり、損傷箇所を補修することが必要である。例えば、高炉に高温の空気を送る熱風炉の熱風本管を部分補修する際には、熱風弁を取り外して開口部を形成した後、耐熱カーテンや熱遮蔽壁により、高温状態にある熱風本管からの輻射熱を防ぎつつ、キャスタブルを吹き付けてレンガ壁を補修するなどの工事を行っていた。これに用いて好適な補修用熱遮蔽装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１記載の補修用熱遮蔽装置は、耐熱クロスを縫製した袋に空気を注入すると共に、所定の粒度分布のセラミック粒子を供給して、袋をセラミック粒子で目詰まりさせて膨張させることにより、図７に示すように、熱風本管の一部Ｗを部分補修する際、補修箇所２１の熱遮蔽壁とするものである。図中、２０は、耐熱クロスを縫製した袋体を膨らませてなる従来の熱遮蔽壁を示し、２０Ａはホース、２０Ｂは流量計、圧力形付のバルブスタンド、２０Ｃはコンプレッサを示す。このような補修用熱遮蔽装置によれば、熱遮蔽壁の設置、撤去が容易かつ迅速に行え、それにかかる時間を短くできる。
【０００４】
ところで熱風本管の送風を停止した後、十分冷却してから熱風本管の一部を部分補修するようにしたのでは、操業上及びエネルギー上からも極めて損失が大きくなる。このため、熱風本管の送風を停止した後、早期に補修工事を開始し、短時間のうちに所定の補修工事を完了し、送風を再開することが要求される。
【特許文献１】特許第３７６４０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の補修用熱遮蔽装置は、耐熱クロスを縫製した袋体を空気で膨らませて熱遮蔽壁としているだけであるから、熱風本管の送風を停止した後、早期に補修工事を開始しようとすると、従来以上に高温状態にある熱風本管からの輻射熱を効果的に防ぐことが難しいという問題がある。
すなわち、特許文献１記載の補修用熱遮蔽装置は、耐熱クロス製の袋体とその中の空気とで熱遮蔽壁を形成しているから、熱風本管の一部を部分補修する際、輻射熱の遮蔽効果に優れる熱遮蔽壁とするには、外径が２ｍにも及ぶほぼ球形の断熱風船とする必要がある。
【０００６】
このため、熱遮蔽壁の管軸方向長さが長くなってしまい、熱風本管の一部を部分補修する補修箇所の近くに、十分長い設置するスペースがない場合には、補修用熱遮蔽装置を適用できなくなる。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、熱風本管の一部を部分補修する際に、輻射熱の遮蔽効果に優れる熱遮蔽壁とすることができると共に、その設置と撤去が容易かつ迅速に行える熱風本管補修用遮蔽プラグおよびその熱風本管補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討し、熱風本管の一部を部分補修する際に、以下のような構造の熱風本管補修用遮蔽プラグを用いることで、上記課題を解決できるとの知見に基づき本発明をなした。
１.  工業炉の熱風本管を部分補修する工事に用いる熱風本管補修用遮蔽プラグであって、耐熱クロスを縫製してなる袋体を外周に設けた第１の熱遮蔽部と、展開可能なシール板を外周に設けた第２の熱遮蔽部と、第１、第２の熱遮蔽部を管内側からこの順に管軸方向に近接配置した状態で接続してなる接続部材と、前記袋体を圧縮空気で膨らませる圧縮空気の通路を具備し、前記接続部材を介して吊り上げ可能に構成されてなることを特徴とする工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【０００８】
２.  前記熱遮蔽部がそれぞれ、前記袋体あるいは前記シール板を保持する保持板と、その管内側の面に取り付けてなる断熱材とを有することを特徴とする上記１.に記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
３.  前記袋体は、複数の環状部分同士を補強テープで繋ぎ合わして構成されていることを特徴とする上記１.又は２.に記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【０００９】
４.  前記シール板がその厚みよりも厚いフラットバーに固定したスプリング付蝶番を介して展開する構造を有することを特徴とする上記１.〜３.のいずれかに記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
５.  前記スプリング付蝶番を固定してなるフラットバーの中央には、一方向に延在するワイヤー取付板の一端が固定され、かつその他端にワイヤー取付孔が形成されていることを特徴とする上記４.に記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【００１０】
６.  前記接続部材が管状の送風管とされ、前記袋体を保持する風船保持板の中央部に送風孔が形成され、前記接続部材の一端側を前記風船保持板に取り付けた状態で、前記送風孔を経て前記袋体に至る圧縮空気の通路が設けられていることを特徴とする上記１.〜５.のいずれかに記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
７.  前記接続部材の他端が前記シール板を保持するシール保持板を貫通して管軸方向に延在され、その他端部に吊り具側フランジとの結合兼・切り離し用フランジが取り付けされていることを特徴とする上記１.〜６.のいずれかに記載の工業炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ。
【００１１】
８.  上記１.〜７.のいずれかに記載の熱風本管補修用遮蔽プラグを用い、工業炉の熱風本管を部分補修する際、まず前記熱風本管に開口部を形成し、次いで重機を利用して、前記遮蔽プラグを開口部から挿入し、管軸方向所定位置に設置した後に、圧縮空気の通路に圧縮空気を送り、前記袋体を膨らませると共に前記シール板を展開することを特徴とする工業炉の熱風本管補修方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱風本管の一部を部分補修する際に、従来以上に高温状態にある熱風本管からの輻射熱を効果的に防ぐことができる熱遮蔽壁とすることができると共に、その設置と撤去が容易かつ迅速に行える。このため、熱風本管の送風を停止した後、熱風本管の一部を部分補修する工事を安全にかつ短時間で行え、送風停止時間を短くして送風を再開することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、熱風炉の熱風本管補修用遮蔽プラグ（単に遮蔽プラグともいう）およびその熱風本管補修方法について図を用い、詳細に説明する。
図１は、本発明例の遮蔽プラグの構造を示す断面図であり、図２は、本発明例の遮蔽プラグにおける袋体１の取り付け方を示す断面図である。また図３は、図１，図２に示した本発明例の遮蔽プラグの組み立て方を示す斜視図である。
【００１４】
この一例の遮蔽プラグは、高炉に付帯する熱風炉の熱風本管の一部を部分補修する工事に用いられる。すなわち、図１に示したように、熱風本管の一部Ｗを部分補修する際、補修箇所１０の近くに設置した遮蔽プラグでもって、従来以上に高温状態にある熱風本管側（図中、管内側）から放射される輻射熱と、管内側から噴出する熱風を遮蔽する熱遮蔽壁を形成する。
【００１５】
一例の熱風炉の遮蔽プラグは、第１の熱遮蔽部として、耐熱クロスを縫製してなる袋体１を外周に取り付けた風船保持板２と、風船保持板２内に袋体１を圧縮空気で膨らませるための空気通路用スペーサー２Ａとを具備すると共に、第２の熱遮蔽部として、展開可能なシール板４を外周に取り付けたシール保持板３と断熱材３Ａとを具備している。上記の空気通路用スペーサー２Ａ、断熱材３Ａはそれぞれ、風船保持板２、シール保持板３の管内側の面に取り付けされている。空気通路用スペーサー２Ａは耐熱クロスを複数層重ねた中に形成された空間であり、断熱材３Ａとしてはワイヤードブランケットなどが好適に用いられる。
【００１６】
さらにこの遮蔽プラグは、第１、第２の熱遮蔽部を管内側からこの順に管軸方向に近接配置した状態で接続してなる接続部材５と、第１の熱遮蔽部の袋体１を圧縮空気で膨らませる圧縮空気の通路を断熱材内に空気通路用スペーサーとして具備し、接続部材５を介して吊り上げ可能に構成されてなる。接続部材５を介して吊り上げ可能とするため、接続部材５の開口側端、すなわちシール保持板３を貫通して延在した他端部には、図１に示したように、遮蔽プラグの設置時、撤去時に吊り具８と結合する結合兼・切り離し用フランジ７を設けている。
【００１７】
ここで、管内側寄りに配置される第１の熱遮蔽部は、第２の熱遮蔽部よりも強い輻射熱と熱風に曝される。このため、耐熱クロスを縫製してなる袋体１と、耐熱クロスを複数層重ねてなる風船保持板２が使用されている。袋体１は、図２（ａ）に示したように、耐熱クロスを複数層として重ねた中に形成された空気通路用スペーサー２Ａと一緒にフラットバー２Ｃを介して風船保持板２の外周寄りに位置するボルト・ナット１１で取り付けされている。１２は座金を示す。第１、第２の熱遮蔽部の部材である風船保持板２、シール保持板３には耐熱性に優れるステンレス製（ＳＵＳ  ３０４）の円板状金物が用いられる。袋体１を構成する耐熱クロスは、風船保持板２の外周でボルト・ナット１１により取付けられるが、強い輻射熱と熱風に曝されるため、管内側寄り耐熱クロスは一体物とされた耐熱クロス２Ａ’で構成される。
【００１８】
また展開可能なシール板４を外周に取り付けたシール保持板３と、断熱材３Ａとを具備している第２の熱遮蔽部の機能は、（１）管内側からの輻射熱と熱風が開口側にまで達するのを、第１の熱遮蔽部と合わせて防ぐこと、（２）第１の熱遮蔽部が管内側あるいは開口側に倒れてしまうのを、接続部材５と接続することで防ぐことである。
このような遮蔽プラグによれば、従来以上に高温状態にある熱風本管から放射される輻射熱と、何らかの理由によって管内側から噴出す熱風を効果的に防ぐことができる熱遮蔽壁とすることができる。なお２Ｂ、３Ｂは、それぞれ開口側の面に設けた補強板を示す。
【００１９】
第１の熱遮蔽部に設けた袋体１を圧縮空気で膨らます圧縮空気の通路は後述するが、図１に示したように、フレキシブルホース６に接続したエアー導入管５Ａから、接続部材５を兼ねる管状の送風管の一端側開口部５Ｂを経、袋体１に至るように形成されている。
なお第１の熱遮蔽部に設けた袋体１は、複数の環状部分同士を補強テープで繋ぎ合わして構成してなるのが、丈夫な環状の断熱風船とすることができるので好ましい。また第２の熱遮蔽部に設けたシール板４の構造は、シール板４を例えば厚みが０.１ｍｍのステンレス製の薄板とし、図１、図２（ｂ）に示したように、シール板４がその厚みよりも厚いフラットバーに固定したスプリング付蝶番４Ｂを介して取り付けされているのが、展開構造を簡単にできるので好ましい。そのうえさらにスプリング付蝶番４Ｂを固定してなるフラットバーの中央には、一方向に延在するワイヤー取付板４Ａの一端が固定され、かつワイヤー取付板４Ａの他端にワイヤー取付孔が形成されてなるのが、遮蔽プラグの設置時、およびその撤去時、ワイヤー取付板４Ａに取り付けたワイヤー９を引っ張り、シール板４を容易かつ迅速に取り込めるのでより好ましい。
【００２０】
次いで遮蔽プラグに設けた、袋体１を圧縮空気で膨らます圧縮空気の通路について、図１、図２（ａ）及び図３を参照しつつ説明する。圧縮空気の通路は、フレキシブルホース６に接続したエアー導入管５Ａから、接続部材５を兼ねる管状の送風管の一端側開口部５Ｂを経、袋体１に至るように形成されている。
ここで、袋体１を保持する風船保持板２の中央部には、図２（ａ）及び図３に示したように、送風孔が形成され、接続部材５の一端側を風船保持板２に取り付けた状態で、送風孔を経て袋体１に至る圧縮空気の通路が設けられている。風船保持板２の中央部の送風孔から袋体１に至る圧縮空気の通路を形成する空気通路用スペーサー２Ａは、耐熱クロスを複数層重ねてなる部分に間際を発生させて形成された袋体１に至る開口部と、耐熱クロス２Ａ’と接続部材との空間で、風船保持板２内間に形成されている。このような圧縮空気の通路を遮蔽プラグに設けるのがそれを別体に設ける必要がないので好ましい。
【００２１】
さらに接続部材５の他端がシール板４を保持するシール保持板３を貫通して管軸方向に延在され、その他端部に吊り具側フランジとの結合兼・切り離し用フランジ７が取り付けされていることが、遮蔽プラグの設置時、およびその撤去時、重機を利用して遮蔽プラグと吊り具８との着脱を容易かつ迅速に行えるので好ましい。
次いで以上説明した一例の遮蔽プラグを用い、熱風炉の熱風本管を部分補修する熱風本管補修用方法について説明する。図４には、重機を利用して一例の遮蔽プラグを吊り具８を介して吊り上げた状態を示し、図５には、その後、熱風本管に形成した開口部から、遮蔽プラグを熱風本管の一部Ｗの補修箇所１０の近くに挿入した状態を示した。
【００２２】
本発明にかかる熱風本管補修用方法は、まず熱風本管に開口部を形成し、次いで重機を利用して遮蔽プラグを開口部から挿入し、管軸方向所定位置に設置した後に、圧縮空気の通路に圧縮空気を送り、袋体１を膨らませると共にシール板４を展開させ、熱遮蔽壁とする。したがって本発明例の遮蔽プラグを用い、熱風本管を部分補修する熱風炉の熱風本管補修用方法によれば、熱風本管の一部Ｗの補修箇所１０の近くに、十分長い設置スペースがない場合でも、管内側からの輻射熱と熱風を効果的に防ぐことができる熱遮蔽壁の設置と撤去が容易かつ迅速に行える。
【実施例】
【００２３】
高炉に付帯する熱風炉の熱風本管を部分補修する工事に本発明を適用した。図６は、４基の熱風炉を配置した熱風本管Ｗ１を示す平面図である。補修工事の対象は、Ｎｏ.１熱風炉１３からの熱風を熱風本管Ｗ１へ供給するための熱風本管の一部Ｗで、損傷したレンガ壁である。図６中、１４は混冷室、Ｗ２は、各熱風炉１３に接続される熱風支管を示す。
【００２４】
そこで従来以上に早期に補修工事を開始し、短時間で補修工事を完了する工事スケジュールにしたがい、熱風本管Ｗ１の送風を停止した後、以下の仕様の遮蔽プラグにて、レンガ壁の内径が１７７０ｍｍの熱風本管の部分Ｗを塞いで熱遮蔽壁とし、損傷したレンガ壁を補修する工事を行った。その結果、熱風本管の送風を停止した後、熱風本管の一部を部分補修する工事を安全にかつ短時間で行え、送風停止時間を短くして送風を再開することができた。
【００２５】
（遮蔽プラグの仕様）
〔第１の熱遮蔽部について〕
袋体１を構成する耐熱クロス：朱子織りのシリカクロス（ＨＩＴＯＣＯ社製  ＲＥＦＲＡＳＩＬ  Ｃ１００−４８：厚み０．６６ｍｍ）を３枚積層し、さらにその上に平織りのアルミナクロス（３Ｍ社製  ＮＥＸＴＥＬ＃１４：厚み０．３６ｍｍ）を１枚重ねてなる４層構造。  風船保持板２の管内側の面に取り付けた断熱材２Ａ：袋体１を構成する耐熱クロスと同じもの。袋体１を管外で圧縮空気で膨らませたときの環状の断熱風船の直径≒３００ｍｍ。
【００２６】
風船保持板２の材質  ＳＵＳ  ３０４、その外径＝１３００ｍｍ、その厚み＝５ｍｍ、それに設けた送風孔の直径＝５０ｍｍ。
〔第２の熱遮蔽部について〕
シール保持板３の管内側の面に取り付けた断熱材３Ａ：厚み２５〜5０ｍｍのワイヤードブランケット。シール保持板３の材質  ＳＵＳ  ３０４、その外径＝１２７０ｍｍ（半径＝６３５ｍｍの半円形板の組合わせ）、その厚み＝３ｍｍ。シール板４の材質  ＳＵＳ  ３０４、その厚み＝０.１ｍｍ、展開可能なシール板４を管外でそれを展開したときのシール板の外縁までの直径＝１８７０ｍｍ。
【００２７】
〔接続部材について〕
接続部材５の材質  ＳＵＳ  ３０４、その管軸方向長さ＝５５０ｍｍ。
この遮蔽プラグの管軸方向長さを、環状の断熱風船の直径の半分（１５０ｍｍ）と、接続部材５の管軸方向長さ（５５０ｍｍ）の和とすると略７００ｍｍとなる。一方、図７に示した特許文献１記載の補修用熱遮蔽装置は、レンガ壁の内径が同じ程度の熱風本管の部分Ｗを補修する際、外径が２ｍのほぼ球形の熱遮蔽壁としている。このことから、本発明例の遮蔽プラグは、管軸方向長さを従来よりも短くできる、輻射熱の遮蔽効果に優れる熱遮蔽壁である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明例の遮蔽プラグの構造を示す断面図である。
【図２】本発明例の遮蔽プラグにおける袋体の取り付け方を示す断面図である。
【図３】本発明例の遮蔽プラグの組み立て方を示す斜視図である。
【図４】本発明例の遮蔽プラグを用い、熱風炉の熱風本管補修方法を示す側面図である。
【図５】本発明例の遮蔽プラグを用いた熱風炉の熱風本管補修方法の手順を示す他の断面図である。
【図６】本発明を適用して好適な熱風炉の熱風本管の補修箇所を示す平面図である。
【図７】従来の熱遮蔽壁の問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    袋体
２    風船保持板
２Ａ  空気通路用スペーサー
２A’  耐熱クロス
２Ｂ  補強部材
２Ｃ  フッラトバ−
３    シール保持板
３Ａ  断熱材（ワイヤードブランケット）
３Ｂ  補強部材
４    シール板
４Ａ  ワイヤー取付板
４Ｂ  スプリング付蝶番
５    接続部材（送風管）
５Ａ  エアー導入管
５Ｂ  送風管の一端側開口部
６    フレキシブルホース
７    結合兼・切り離し用フランジ
８    吊り具
９    ワイヤー
１０  補修箇所
１１  ボルト・ナット
１２  座金
１３  熱風炉
１４  混冷室
１５  熱風弁
２０  従来の熱遮蔽壁
２０Ａ  ホース
２０Ｂ  流量計、圧力形付バルブスタンド
２０Ｃ  コンプレッサ
２１  補修箇所
Ｗ    熱風本管の一部
Ｗ１  熱風本管
Ｗ２  熱風支管
【図１】
0005217563.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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