JP2017166020A - ウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置およびウォーキングビーム式加熱炉 - Google Patents

Abstract

【課題】シールボックスでの腐食により直接加熱炉の炉内と炉外が繋がることがない、また腐食による穴あきを判別できる、さらに加熱炉の燃料原単位を低下させない、ウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置およびウォーキングビーム式加熱炉を提供することを課題とする。【解決手段】移動ビーム側に水を張ったシールトラフと、炉床から下部方向の前記シールトラフにむかって設置したシール用平板の下端を、コの字形状に成形してなるシールボックスと、を具備する。【選択図】図２

Description

本発明は、ウォーキングビーム式加熱炉の炉床シールトラフ構造に関し、特に、ウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置およびウォーキングビーム式加熱炉に関するものである。

加熱炉では加熱炉内の排ガスを煙道に過不足なく流出させ、さらに、炉内に空気の侵入がないように加熱炉内の圧力（炉圧とも称する）が制御されている。炉圧を大気圧より低い圧力（負圧）側にすると、被加熱材の装入扉または抽出扉から大気を吸込み、炉内を冷却させてしまうことになるため、炉内温度をそれまでと同じ炉温とするために多くの燃料を使用することになる。

また、これとは逆に、炉圧を大気圧より高い圧力（正圧）側にすると、装入扉または抽出扉から排ガスを噴出し、扉周囲の設備を焼損したり、また煙道に流れる排ガス量が減少することにより、設置された廃熱回収装置の効率を落とすことになる。

一方、ウォーキングビーム式加熱炉では、移動スキッドを上下方向、スラブ搬送方向に移動させる構造であるため、炉床には移動スキッドが動くための開口部が存在している。また、加熱炉内では、1300℃程度まで内部の温度が上昇しているため、炉内では圧力の分布が付いており、上部は正圧、下部は負圧となる。このため、移動スキッドポスト下部の開口部では負圧となり、周囲から大気を吸引してしまうこととなる。

図１は、従来のウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール構造を示す図である。例えば、特許文献１に開示されたウォーキングビーム式加熱炉の長手方向の炉床下部の一断面を示しており、図中の１は炉床、２は移動スキッドポスト、３はシールボックス、４はシールトラフ、および５は水を、それぞれ表す。なお、符号１、３、４、および矢印Ａは、図の右側のみに付して図の左側では省略しているが、図の左側にも同様に付されているものとする。

従来の炉床シール構造は、移動スキッド側に水５を張った容器であるシールトラフ４を設置している。炉床１からシール用のシールボックス３という平面板をシールトラフ４内の水面下まで設置して、加熱炉内部と外部を水封している。

また、特許文献２には、炉床の下面に摺動板を設け摺動させることによって、開口部をシールする技術が開示されている。

さらに、特許文献３には、鋼板製の上部シールボックスとこの上部シールボックスの下端にシールトラフの水中に浸漬する耐熱可撓性シート製の下部シールボックスを備えた技術が開示されている。

実公昭６３−８７４２号公報 特公昭６３−１７８８９号公報 特開２００２−２９４３３２号公報

本発明者らは、調査により、シールボックス３の外面の喫水部（シールトラフ４の水面位置、図１において矢印部Ａにて示す）において、腐食の発生が多いことを知悉した。

これは、シールボックス３の外面にて、シールボックス３の材料である「鉄」、水封用の「水」、および加熱炉外部の「大気」が接しているからである。なお、加熱炉内部側においては、加熱炉内部の酸素濃度は低く保たれているため、腐食は上記Ａの部分ほどは著しくない。

そして、シールボックス外面の腐食が進行し、内部まで到達してシールボックスに穴が開いてしまうと、炉内と炉外のシールはできなくなり、加熱炉内部に大気を吸込むことになる。なお、シールボックスに穴が開いたとしても、シールトラフのように水漏れなどは発生しないため、外部から直ぐにシールボックスの穴あきは気付きにくいという事情がある。

このため補修が遅れ、さらに腐食が進行していくことになる。炉内の酸素濃度に影響を与える段階になって初めて外的な方法で検知することができるものの、この段階では燃料原単位はすでに悪化してしまっている。

上述した特許文献１に開示された技術には、上述の腐食の問題がある。また、特許文献２に開示された技術のように機械的に接触してシールする方法では、加熱炉内部からの落下するスケールなどの噛み込みにより、スキッド自体の動作不良を引き起こす可能性が高く、シールを行うがために、トラブルを引き起こしかねないため、有効な方法ではない。

さらに、特許文献３に開示された技術は、シールボックスの炉内側の腐食を防止するためには有効であると考えられるが、上述した腐食は大気側で発生しているため、この方法により腐食を防止することは出来ないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シールボックスでの腐食により直接加熱炉の炉内と炉外が繋がることがない、また腐食による穴あきを判別できる、さらに加熱炉の燃料原単位を低下させない、ウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置およびウォーキングビーム式加熱炉を提供することを課題とする。

上記課題は、以下の発明によって解決できる。

［１］ ウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置であって、
移動ビーム側に水を張ったシールトラフと、
炉床から下部方向の前記シールトラフにむかって設置したシール用平板の下端を、コの字形状に成形してなるシールボックスと、
を具備することを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置。

［２］ 上記［１］に記載のウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置において、
前記シールボックスのコの字形状の内部に設置した水位センサーと、
を具備することを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置。

［３］ 上記［１］または［２］に記載のウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置を備えたことを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉。

本発明によれば、大気、水、空気の接する箇所に腐食により穴が開いたとしてもシールトラフ内の水が減少するが、炉内と炉外が繋がるわけではないので、大気を炉内に吸込むことはない。

一方、シールボックスのコの字形状の内部に穴が開いた場合は、水が内部に滞留することで、腐食を発生させる可能性がある。そのため、内部に水位センサーを設置して、外部から見て容易に穴が開いたことを判別できるようにしており、炉内に大気を吸込む前に補修を行うことができる。

また、本発明に係るウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置をウォーキングビーム式加熱炉に適用することにより、シールボックスの腐食穴あきを遅らせることが出来、さらに補修が必要な状態かどうかを明瞭に判断でき、加熱炉の燃料原単位を低下させないようにすることができる。

従来のウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール構造を示す図である。 本発明に係るウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置の構成例を示す図である。 シールボックスの腐食減肉量を測定した結果の一例を示す図である。

以下、図面および数式を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。図２は、本発明に係るウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置の構成例を示す図である。図中、６は水位センサーを表し、その他の符号は図１と同じである。

本発明では、シールボックス３において、炉床１から下部方向のシールトラフ４にむかって設置したシール用平板の下端を、コの字形状に成形している。そして、シールボックス３のコの字形状の内部に、水位センサー６を設置している。

シールボックスをコの字形状としたのは、最も腐食が発生しやすい「大気」、「鉄」、「水」の３つの界面が接している部分（図２において矢印部Ｃにて示す）において穴が開いたとしても、炉内に大気を吸込まないようにするためである。なお、コの字形状とは、図２に示すように、シールトラフ４の水面を分割して、分割した内面に水が入らない空間を形成できる形状を指すものであり、例えば、Ｕ字形状なども含むものである。

ただし、矢印部Ｃにおいて腐食による穴あきが発生すると、コの字の内部部分に水が溜まり、さらに内部の腐食が発生する場合がある。そのため、内部の穴あきが検知できるように水位センサー６（図２でも移動スキッドポスト２を挟んで左右は対称であり、部位表示の錯綜を避けるべく図１と同様に、図２右側に水位センサー６の記載を省略している）を設けた。

水位センサー６としては、例えば、浮き子の位置を作動トランスで測定する方式など、いかなる型式または検出方式のものを用いてもよい。

このように、コの字形状の内部の穴あきが検知できるように水位センサーを設けたため、水の滞留をいち早く検知し、素早い補修を行うことができるようになる。

以上、本発明によれば、大気、水、空気の接する箇所に腐食により穴が開いたとしてもシールトラフ内の水が減少するものの、炉内と炉外が繋がるわけではないので、大気を炉内に吸込むことがない。

一方、シールボックスのコの字形状の内部に穴が開いた場合は、水が内部に滞留することで、腐食を発生させる可能性がある。そのため、内部に水位センサーを設置して、例えば、ブザーなどで警報を発するようにすれば容易に穴が開いたことを知ることができて、炉内に大気を吸込む前に補修を行うことができる。

図３は、シールボックスの腐食減肉量を測定した結果の一例を示す図である。従来の図１におけるＡの部分と、本発明の図２におけるＢの部分（図１におけるＡの位置に相当する部分）およびＣの部分における腐食減肉量の推移を、５年経過にわたって調べた結果である。

従来方法ではＡの部分において、５年経過すると１０ｍｍの腐食減肉が見られることに対して、本発明のＢの部分では２ｍｍの腐食減肉があるのみであり、本発明によりシールボックスの腐食が大幅に低下することが分る。

しかしながら、本発明のＣの部分においては、従来方法のＡの部分と同様に９ｍｍの腐食減肉が見られる。このことから、コの字形状の内部に腐食が発生し、いずれ水が内部に流出する可能性がある。

水が漏れたときのため、内部に水位センサーを設置しており、水が流出したときに補修を行うタイミングの判断ができる。

また、本発明に係るウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置をウォーキングビーム式加熱炉に適用することにより、シールボックスの腐食穴あきを遅らせることが出来、さらに補修が必要な状態かどうかを明確に判断でき、加熱炉の燃料原単位を低下させないようにすることができる。

１ 炉床
２ 移動スキッドポスト
３ シールボックス
４ シールトラフ
５ 水
６ 水位センサー

Claims (3)

1. ウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置であって、
   移動ビーム側に水を張ったシールトラフと、
   炉床から下部方向の前記シールトラフにむかって設置したシール用平板の下端を、コの字形状に成形してなるシールボックスと、
   を具備することを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置。
2. 請求項１に記載のウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置において、
   前記シールボックスのコの字形状の内部に設置した水位センサーと、
   を具備することを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置。
3. 請求項１または２に記載のウォーキングビーム式加熱炉の炉床シール装置を備えたことを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉。