近,の.

･最技･p術..･焼･p畢I Reくen†FJ'rfng.

T占chni‑d'LJ.eS‑L
化エ機事業部 生産技荷重
桑原晴.彦
壬壬ar血iko Euwal1ara

Onth6′,oc占a?ioLnLDlf･■tb占30thof the,armiversary
this is to introduce
firingtechniques'･
ourglass

ourcompany,

1.2.ハンドリング

創立30周年忙あたり,当社のグラスライニングの焼成技術の一端を紹介するofotmding･'J超大型のタンクであるた申,缶体の運救亀pハ3,Fl]ン

グが困難であり,小廻り◆がきかないゐで前後を別々紅製

1..超大型タンクの焼成技術J缶,成型し;通常のグラスライニyグ(以下GILと呼ぷ)は世界最大のGL前に一体化きせる方法をとる.
成電気炉および1980年に新設した同型の短気炉により焼成さ

1.3.焼れるが,これを.超える超大型のぞンクはこの両炉を下ッキ

1.3.1.吊り方法ング.して,一つの炉K=すること忙よって焼成きれる｡その焼第1国のよう紅変形紅対して比較申強度のある鏡のナッ

成可能な大きさほ第1表牢示す通り4m￠x20mLである｡
炉柳まいずれもセラミックファイバーを使用しているた

机炉匠装入するo吊治具はすベて耐熱鋼を使用しな仕れ

め,レ3'ガ炉と比べ蓄熱が不要であり,昇温スピ‑ドが早ばならない.炉匠装入後,タンクほ宙吊りの状態で焼成す

く小さなタイムラグで正確な温度±ン†ロールができ,均ること中こなる.

クルR部忙落下防止用の治具を付け,焼成角チェーンをか1.3.2.:力昨焼成

一な焼成が可能な.うえ,省エネ/レギ一重焼成炉でもあるo
1.1.炉のドッ羊.>グ
第1図でわかるよう紅,新設炉は移動可能な構造で;節

軍兵物を加平で焼成するため,タング紅クワミが生じると共に其円度が大き1(変形するおそれが参るo時に貯蔵用後忙移動できるよう紅なっており,超大型タンクを焼成す

タyクのよう忙常圧使用のものは板厚も薄く,この傾向は著しいoクワミの防止については後述するo
其円度の変形ほタンク内を加る時のみ炉をFッキングさせ一つの炉とするQ
第pl表..炉の能力
1T&bleFurnace項

圧して焼成するこ主紅よって防capacity

止する｡即ち,内面は全面GL目l電気炉)新設炉憎静合体(mrn)

4, 0004, 000

きれているため歪防止用治具はD･4, 000取付けられない｡したがってタb]

ンク内を血圧するととにより缶壁を支えるユニ‑クな方法を採(帆)HまたはL10, 500

10, 500

20, 000(ton)252525(m3)130130250

用している｡
まずタンクに付いている各ノズ)I,,マンホールを盲忙し,密閉状鰻すると共に第2由に示

ちすような加圧装置をセッ†するo

この装置は密閉されたタン

小一｢ト.ムニ･‑‑てl,,lふ l;lhllrllJlnLLIJ⊥H[(L̲̲.....̲̲..

1｢=±‑｢I+̲̲̲̲̲̲+‑(:.).L乍ヒ===望TL?:.:.:
I::L':.も､･‑J＼･'･!l:I.‑ちてY･三･:.L;'ミ113;こ:〜L＋4､■

I:).1■̲II.･lt■‑･￣ヽ'1■p,.A̲̲･モーこ.J̲〜:･･で.:￣.‑.L'こ･∵ここエーl/I.{tJL(:rこ?･J=.I..i･‑/!.:}J:I.'÷s'･JL{:.f.

･ミ･:::{さ:■1'･'‑･ニ■･ご‑'こテミごご'･1･･.1/.I/11'I･∴･:
I.Mat･.20.000

l･.ヽ‑I.I,1Newe[ectrL'cflmlaCe

1.ミElectn'cjio71aCe::::.
ヽl

I‑I.I

第1国Fig.

Vol.

炉の合体
1Two

29 No.

ftmacecornect

1.(1985/a)

神鋼ファウドラー技報

13

クが加熱されることK=よって高くなる内圧を調整する排気用パイプと内圧藍視用パイプがある.炉R:も同様の配管がされており,タンクを炉に装入後それぞれを接続し,缶内圧力,炉内温度との関係等につき集中コントロー/レできるようVLなっている.
密閉状態のタンクを炉に癖入し加熱を開始すると,ポイ)I,‑シャJL,)i,の法則忙従ってタンクの内圧が上昇し,加圧状態になる.タンク内圧と其円度の関係ほ第3園忙示すようVt̲,焼成中一定の内圧以上に保持すれば,完全に近い其円度で焼成することができる｡ただし,其円度を廃持するために必要以上の高い内圧をかけることはタンク全体の歪量を増すことVLなり好ましくない.従って其円度を保つためには必要最少限の内圧に止めることが肝要であり,最適

写真1

な内圧はタンクの直径及び使用板厚によって決まり,当社

Photo.

またタンクを
では実験的忙この値を確かめ決定しているo
加圧しながら焼成することはノズル,マンホールの開口部

また,中央部忙支持を増やした3点支持法もあるが3,弓を800oCを超える温度で完全忙シー)I/するこ.とが必要であ8号炉で焼成された大型タンク
I

Large

beertank

flred at No.8

furnaceのt,ベ)I/調整が困難であるし,たとえ常温でレベル詞重責

り非常vL困難な問題であるが,これらについても独自の方したとしても温度上昇時の熱膨張等により,このレベ/I,(≡
くるってしま,I/､,部分的vL大きな荷重がかかることにも7:法を開発し,最大600mm申のマンホ‑)I/を持つ3p.5m卓×19mLの超大型タンクをK社,S社向けに数百本製作し納り危険であるIo

そこでタワミについては焼成毎vL吊位置を180o変えることで許容値内になるよう焼成するo第5園忙焼成温度とj入した実績がある.写真1は超大塾タンクの焼成状況を示したものである｡
1.3.3̲

タワミの防止タンク内への加圧焼成は真円度を保つためには大きな効果を発揮するが,第4図忙示すようにクワミの防止にはあまり効果のないことがわかる｡

ワミの変化量の一例を示す｡
焼成回数が増加すると焼成1回当りのタワミ量が急激むこ減少していくが,これは焼成回数が増加するケまど焼成温Bを下げているためであり,焼成による歪量の温度によるセ存度の大きさがわかる｡

I
第3園

Flel･1'ble]10Se!

lI

Y･

Ftt7･)2([Ce2(,(7/I表

内圧と真円の昏係

i

芸呈>.隻Fig.

ofinternal pressurGく＼ー∠ノ′3Relationi【≒q=1)71cmoI♪7'eSSLL7･e(kg/ cnリーーーーーー‑ androundness

＼占ゝi
三O

第4国
内圧とクワミ￠関係oO:ミf.≡

こ.5
早ト＼iO()

oFig.

=LRelation

盲･ '{
しL.

＼..̲.

しF]c.rt･b[e.7zoseofinternal.Se ;i.
≡
亡く z=
l

4

Lo

andpressure
J7'[e7')tutl'''e‑fS'Lre (kg/cnf)一deflection

2.特殊焼成技術
ll,Iml]10[e第6図は鋼とグラスの熱膨張曲線である｡

To以下ほクラスの圧縮領域である｡
GL製品が加熱されToを超すとグラスの引張領域となるo
この時点で製品の板厚差,付磨部品,焼成用治具の取付および温度の不均一な上昇によりアンバランスな応力カきかかり,グラスにクラックが発生づ
第2囲
Fig.

14

加圧装置
2Pressuresystem

ること忙なる.さらに温度が上昇しT2(軟化点)を超すとグラスは流動し始め,クラック部を覆うこと忙なるo

神鋼ファウドラ‑技報

Vol.

29

No.

1

こ巧(1985/8二にも,時間的にも特殊な技術を要し,非常なコストア･ツ.=
FLなるoヘヤーラインはGLの厚み,特殊焼成技術以外￠
施=技術によってもカバーできるため,通常の缶体は経覇性を考え,従来通りの焼成方法で十分である.したが‑第5匡l
焼成温度とタワ･Bb

竜ミの関係､旨Fig･. 5･B

Relationof
firing temp.

q良;Fl',7'Tlg
temp.

(℃)

リブ十がある占1.特殊な形状であるため,これまでGLめ施=が不7:能であった機器
2.使用条件が非常に赦しい機器
3.

deflectiorland‑‑ーて,この特殊焼成技術の適用は堺のような場合VL大きな)GLの厚みを極端R:薄くして,卑おかつ耐食性を誘いレベルで保持しなければならない機器

これらの機器R:適用することで,特別の使用条件をク..
ヤーし,省エネルギ‑など時代の要請K1も応えうること2可能となった｡
例えば次K=あげる各種横着引こ特殊焼成技術を適用し,喜Steel(作を可能としている｡
2.1.

A%×

第6国
グラスと鋼の熱膨張曲線

盟

†Gll;

Fig.

To

T2 ‑一｢Oc.TL)

6

GL製WFE

GL製のWFEは,1)

GL後の其円度,真直度およびフランジ面の平行Bを高精度紅保つ

2)グラス厚みを可能な限り薄く均一化し,グラス面弓Tb erma

1expansion.

cふve 16f glass
atld ;teel

ノーピi,ホー)I,転仕上げ考ことが必要となり,上記条件を満足華ゃ声ために特殊尭
硬技術で行うo2二.2. GL製半割jイル;7ヤケット

半郵コイjt,ジャケッ†付dL製反応機は特殊廟成技術Z絶対条件となる.即ち胴部FL‑ある半割コイル部は二重壁Fi

Firingtem♪.

なっているため,通常の焼成ではその部分が不均一な温B上昇となり,局部的な熱応力が発生してGL施工が非常む;

Tl

困費臣である.また胴部の変形が大きく,満足するGL製占†To

第丁国昇温カーブ

Temp.

Fig.

7Fifirlg
te皿p→t¶reera

Timeが得られないo
特殊焼成技術を採用することにより上記問題点を解チj
し,GLを完全なものとしている｡,
当社では50M3の反応磯まで製作可能であり,1977年;り製造して,本体板厚の減少,省エネ/レギーといった点｢(写真2)好評を得ている｡

状態を‑ヤ‑ラインと呼び,冷却後肉眼で筋として見えるものである｡焼成が完了し冷却が開始されると上記の逆の現象vLなり,極端な熱応力の差がある場合,引張領域でグラス紅クラックが残ること紅なるo但ん通常の空冷ではグラスはこの引蛋り応力に耐えるためクラックは発生しない｡

このような熱応力のアンバラγスをなくし,ヘヤーライン,クラックの発生を防止する焼成方法が特殊焼成技術である..即ち,第7図のように引張領域になるToまで普通の焼成を行い,その後軟化点以上になりグラスが流動する温度(Tl)の間を,昇温による不均一な応力のかからない理論的な焼成を行うことで,グラスに不均一な応力が発生するのを防止する.また,冷却忙あたっても不均一な応力が残らないよう注意することが必要であ右.

･均一な加熱,冷却を行うことは缶体の変形防止にも効果がある.
しカこしToITl間を理想的な焼成を行うため̲には設備的VoZ.

29

No.

1(1985/3)

写真2

GL製半割コイルジャケット(右端)Photo･2

flalf pip.e coil jacketed reactor

神鋼ファウドラー技報(Right side)d77‑Lre)･

SW妙e｢＼＼I/4r

lr

J4PT

Gasket第9囲I

スーパーサイトグラス.
Fig.
Fz'n bable

9Super第8国
クライカ‑ロックsitegl ass

アジテ‑グー
Fig. 8CryoCT)･O

廿r∝kagltatOrrock

1‑=｢i*GgibLor

2.3.グラスの表面処理(特許)1‑ヨーグラスの表面処理とpほグラス表面のNaイオンをAgイGL少ipe

甘オンと置換し,大幅に耐食性を向上させる方法であり,漢ヒこの表面処理はグラス面‑のポ.)マ‑付着の防止,洗聴P7･oceSS Puid

生の向上に大いに寄与しているo

第10国

多管式熱交換器

この表面処理も特殊焼成技術を行うことで,はじめて可拒になり･,開発されて以来100基以上の反応機に施工し,Fig.

Multittlbular

2.4.トリータ一口‑ル‑メ‑ロ‑)I/はコロナ放電を利用Lたフイルム処理こ使用されるもので,当社の特徴である耐食機器以外に便召される製昂である｡

2)従来の覗ガラスは初期クラックが入ると,瞬時紅全したがって満足するロ‑)i,を製作するためには特殊焼死技術が大し､に役立っているoi.部分補修技術
撹拝巽軸頭部や･巽部のGL剥離,ピンホー/レはコンパ
グT･な炉を利用し,局部的なGL施=を行う土とができ面破壊につながるが,このタイプは初期クラックが発生しても表面のみで,全面破壊紅至り難い
3)ボ)I,t締付荷重は外輪のGL
1)ング忙作用するため,フランジの片締めによる破損が少ない等があるo なお,組立図を第9園に示す

5o但し実の付根は形状が複雑で熱応力の分布も均一にな5.3.

らないため現時点ではむつかしい｡

GL製多管式敷交換器

内面GLの多管式熱交換器は第10国に示すよう紅,(特許)GLされたパイプを管板忙取付けた後,管板および管板‑パイ

当社のインサーレヾイブは,パイプ両端のフランジ面付巨をGL施工した後,インサ‑†を行なっており,インサプ接合部をGL施工したものである｡したがってプロセス流体に対し耐食,耐付着牲が優れているo‑ト焼成中のフランジ部分に特別のエ天をしてフランジ面たで同時にライニγグが行える構造であり,またフランジ両の密着強度が優れているので,通常のGL製品と同等の重度がある｡この施工法を採用したパイプほ4年の使用案
貢があり,現在まで順調忙使用されているoi.凄･合技 術
5･1∴,.クライオロックアジテーター(特許)=L撹拝巽はインベラーを標準としており,exchanger

1)覗ガラス全体に均一な圧縮応力が加えられていることで,耐圧,耐衝撃性が強い

5o

インサートパイ.jp

heatwater

いガラスをGL製1)ングに溶融はめ込みし,覗ガラス全体に均一で高い圧縮応力を与えた完全蛍イヒガラスである.
主な特徴としてこのGL製ロ‑/レは電気的樽陸を有すると共にロ‑)I,に由りがなく,かつグラス厚みが均一であることが条件とな

LCooling

5.2.新型醜窓(スーパーサイトグラス)
新型覗窓(スーパーサイトグラス)は,頚化されていな]io1)マーの付着防止に効果を発揮している.

ト1)

10Iむ

6.

すび

以上当社の焼成技術を総花的に記載しただけに止まるが,30年忙わたる焼成技術の蓄積とマイコンを使用し製造設備のメカtロ化を果たした新設炉で,今まで製作が困耗であったGL機器を容易に製作可能とし,ユ‑ザ‑のあらゆるニ‑ズV‑応えうる｢技術の神鋼ファウドラ･‑+の一端を紹介した｡

L15とんどのも

Dは軸と巽とほ一体であるo
クライオ､FTッ.クアジテ‑メ‑ほ軸と巽を別々忙GL加工し1fcものを第8国のように,巽のみを缶体内忙入れyt冷しはわPで組み立てるものであるo
翼の形状は特殊な4=枚タービン翼となっており,全面GL施工となっている｡このよう>i:特殊な構造の撹拝巽をGLで製作するため忙は高度の煉瓦技術と共に,グラスの癖械加工技術が大変重要となるo｢β神鋼ファウドラー技報Vol.

29

No..

1(1985/8)