(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業用炉の熱間補修に用いる熱遮蔽装置であって、耐熱クロスを縫製した袋に空気を注入すると共に、粒度分布が１〜４８μｍ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補修箇所の熱遮蔽壁とする炉補修用熱遮蔽装置。
【請求項２】
前記セラミック粒子は、ベントナイトやカオリンのような耐火粘土の粉末、アルミナ、シリカ、ムライトの粒子から選ばれた少なくとも１種からなり、その耐熱性が１０００℃以上であることを特徴とする、請求項１に記載の炉補修用熱遮蔽装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の工業用炉の一部を熱間補修する際に、補修が必要な箇所を熱から遮蔽し、補修が必要でない部分の温度低下を極力防止する熱遮蔽装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、加熱炉、均熱炉、熱処理炉、及びその煙道や熱風管等の付属設備を含めた工業用炉には、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ため、損傷箇所を補修することが必要である。
【０００３】
例えば、熱風炉から高温の空気を高炉に送風するための熱風管を補修する際には、熱風弁を取り外して外壁を開口し、開口部を耐熱カーテンにより閉鎖して管内からの幅射熱を防御しながら、断熱カーテンの間からキャスタブルの吹き付け装置に連結したパイプを差込んで、キャスタブルを吹き付けて補修していた。
【０００４】
しかし、このような従来の方法では、作業者が輻射熱を完全に避けることができず危険であるうえ、キャスタブルの吹き付け方向が熱風弁側からに限定されるため、補修の必要な箇所が熱風弁から遠い場合などにはキャスタブルが十分に届かない等、安全にしかも完全な補修を行なうことが難しかった。
【０００５】
一方、熱風管を冷却して補修することも考えられるが、熱風管を冷却するためには炉の長期操業休止が必要となり、操業上及びエネルギー上からも極めて損失が大きいという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、各種工業用炉の一部を熱間補修する際に、安全な補修作業ができる程度に補修箇所を輻射熱から遮蔽すると同時に、補修箇所以外の温度低下を抑制させ、短時間で補修作業を完了して通常の操業に戻ることができる炉補修用熱遮蔽装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する工業用炉の熱間補修に用いる熱遮蔽装置は、耐熱クロスを縫製した袋に空気を注入すると共に、粒度分布が１〜４８μｍ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補修箇所の熱遮蔽壁とするものである。
【０００８】
上記本発明の炉補修用熱遮蔽装置において、前記セラミック粒子は、ベントナイトやカオリンのような耐火粘土の粉末、アルミナ、シリカ、ムライトの粒子から選ばれた少なくとも１種からなり、その耐熱性が１０００℃以上であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の熱遮蔽装置は、耐熱クロス製の袋を風船のように空気の注入によって膨らませた熱遮蔽壁を補修の必要な箇所の近くに設置し、補修箇所を輻射熱から遮蔽して安全な熱間での補修作業を可能にするものである。同時に、耐熱クロス製の袋からの空気の漏れが多いと、袋の膨張に必要な注入空気量が多くなるうえ、補修箇所以外の温度を必要以上に低下させてしまうので、空気と共にセラミック粒子を投入分散させることで袋をある程度目詰まりさせ、空気の漏れを抑え且つ注入する空気量を抑制する。
【００１０】
具体的には、耐熱クロスを用いて炉内壁の内径よりわずかに大きいサイズの袋を縫製加工し、この袋を折りたたんで炉内に設置する。この袋に空気を注入するためのカプラやホース等を連結し、コンプレッサから空気を注入すると共に、セラミック粒子を同時に又は予め供給することにより、袋を目詰まりさせながら膨張させる。このように袋を膨張させて形成した熱遮蔽壁によって熱風及び輻射熱を遮断し、この状態で工業用炉の操業を停止することなく炉内の損傷部を熱間補修する。
【００１１】
従って、本発明で用いるに耐熱クロス製の袋は、空気の漏れを防ぐために袋の両面又は片面にゴム層などを設ける必要がないので、優れた耐熱性を維持することができる。また、セラミック粒子により袋を目詰まりさせた熱遮蔽壁は、空気の漏れが少ないため少ない空気で袋を膨らませることができると共に、漏れた空気による炉内温度の必要以上の低下を防ぐことができる。尚、ここで「工業用炉」及び「炉」の用語は、煙道や熱風管等の付属設備を含めた意味で使用する。
【００１２】
本発明の熱遮蔽装置を用いることによって、少ない空気注入量で袋状の熱遮蔽壁を簡単に構築でき、安全に且つ効率良く熱間補修作業を行なうことができるだけでなく、補修完了後には熱遮蔽壁をしぼませて簡単に撤去することが可能である。従って、補修箇所以外の温度低下が少ないことと相俟って、短時間で補修作業を完了して通常の炉操業状態に戻すことが可能となり、炉の操業上も極めて有利である。
【００１３】
本発明における袋を構成する耐熱クロスとしては、耐火繊維製のものであれば特に制限されないが、シリカやアルミナ製の耐熱クロスが一般的に使用できる。尚、耐熱クロスは１枚でも良いが、通常は複数枚を重ねて用いることが好ましい。また、セラミック粒子は、耐熱性が１０００℃以上であれば良く、例えばベントナイトやカオリンのような耐火粘土の粉末、あるいはアルミナ、シリカ、ムライト等の粒子を使用することができる。
【００１４】
使用するセラミック粒子の粒度分布は、耐熱クロスからなる袋の目開きにもよるが、通常は０.１〜１００μｍの範囲内であれば目詰まりを起こして袋を膨張させることが可能であり、１〜４８μｍの範囲が更に好ましい。また、セラミック粒子の供給量は、上記範囲の粒径のセラミック粒子を用いた場合、一般的に５０ｇ／ｍ２程度以上であれば耐熱クロスの袋を膨張させることができ、好ましくは８０〜１５０ｇ／ｍ２程度の供給量とする。
【００１５】
耐火クロスからなる袋の膨張は、主に袋に供給する空気量とセラミック粒子の粒度分布の影響を受ける。従って、耐火クロスからなる袋に対して、適切な粒度分布のセラミック粒子を選択することが望ましい。例えば、図２に示す粒度分布を有する３種類のセラミック粒子を用いた場合、膨張した袋内の圧力と大気圧との差圧は図３のようになる。この結果からも分るように、１〜４８μｍ程度の粒度分布をもつセラミック粒子を使用することで、袋からの空気の漏れを抑えて、少ない空気量で袋を十分に膨らませることができる。
【００１６】
尚、セラミック粒子の供給は、一般的には空気の注入と同時に供給するが、予め袋内に入れておくこともできるし、空気の注入によって袋がある程度膨らんだ後にセラミック粒子の供給を開始することもできる。また、袋が充分に膨張した後は、セラミック粒子の供給量を減らし又は供給を停止することもできる。
【００１７】
【実施例】
朱子織のシリカクロス（ＨＩＴＯＣＯ社製  ＲＥＦＲＡＳＩＬ  Ｃ１００−４８：厚み０.６６ｍｍ）を３枚積層し、更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、外径約２ｍのほぼ球形をなす袋を縫製加工した。
【００１８】
図１に示すように、この袋１を熱風炉の熱風管２内に配置し、空気を注入するためのカプラ３ａを取り付け、ホース３ｂでコンプレッサ４に接続した。その後、セラミック粒子を全く供給せずに、コンプレッサ４から袋１に空気のみを注入し、空気注入量をバルブ５と流量計６により調節しながら、袋１の膨らみ具合を観察すると共に圧力計７で大気圧との差圧を測定した。
【００１９】
その結果、セラミック粒子の供給がない状態では、４０ｍ３／分の空気を注入したとき初めて袋１はほぼ十分に膨張し、その時の差圧は３８ｍｍＨ２Ｏであった。しかし、袋１からの空気の漏れが多いため、上記空気注入量で連続的に空気を注入しなければ袋１の膨張状態を維持できず、空気注入量を減らすに従って袋１の膨張は不十分となり、１０ｍ３／分以下の空気注入量では袋１はほとんど膨らまなかった。
【００２０】
次に、この袋１に予め粒度分布が１〜４８μｍの耐火粘土の粉末を約１ｋｇ（８０ｇ／ｍ２に相当）入れておき、袋１に空気を注入したところ、空気注入量が僅か２０ｍ３／分でも充分な膨張が得られ、その時の差圧は４５ｍｍＨ２Ｏであった。また、袋１が一旦充分に膨張した後は、空気注入量を１０ｍ３／分まで低減しても、ほぼ同じ膨張状態を維持することができた。
【００２１】
この膨張した状態の袋１（熱遮蔽壁）によって熱風炉からの輻射熱が遮蔽され、熱風管２の補修箇所２ａに作業者が入り込んで熱間補修することが可能であった。尚、上記の実験終了後、回収した袋１の内側を目視及び顕微鏡で観察したところ、クロスの目に耐火粘土の粒子が入り込んで目詰まりを起こしている状態が観察された。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、工業用炉の一部を熱間補修する際に、炉全体を停止することなく、簡単に補修箇所を輻射熱から遮蔽して安全な補修作業を可能にすると同時に、補修箇所以外の温度低下を抑制でき、短時間で補修作業を完了して通常の操業に戻ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による炉補修用熱遮蔽装置を一部切り欠いて示した概略の側面図である。
【図２】各種のセラミック粒子の粒度分布を示すグラフである。
【図３】図２の各セラミック粒子ごとに袋内圧力と大気圧との差圧と供給空気圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    袋
２    熱風管
２ａ  補修箇所
４    コンプレッサ
【図１】
0003764052.tif 000002
【図２】
0003764052.tif 000003
【図３】
0003764052.tif 000004