JPH03501646A - ヒートチャンバ用長寿命カバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ヒートチャンバ用長寿命カバ一 本発明はヒートチャンバに用いるカバーまたは蓋に関する。さらに詳しくは、前 述のようなカバーであって、その内側の面にセラミックファイバ製のライニング を有するものに関する。このライニングは、たとえば、前記カバーの下側に保持 されたブランケットなどのセラミックファイバ製の個別のレングス（ｌｅｎｇｔ ｈｓ）　、モジュールまたはボディー（１）ｏｄｉｅｓ）から作製されている。

このようなライニングを含むカバーはたとえばヨーロッパ特許出願公開第１７０ ６２２号明細書（ＥＰ−Ａ−１７０６２２）に開示されている。便宜上カバー（ ｃｏｖｅｒ）という語は、カバーズ（ｃｏｖｅｒｓ）、リッズ（ｌ　１ｄｓ）ま たはそれに類するものを表わすために用いられるであろう。

製鋼所において熱を逃がさないために均熱炉の上部に前述のようなカバーを設置 することは知られている。不運にも、前記のセラミックファイバ製のライニング は、長もちせず、他のセラミックファイバ製のライニングによって交換する必要 を生じるまでに１力月をこえる期間もちこたえることはまれである。均熱炉内で 、高温のもとて前記ファイバは化学変化を被り、それがファイバの寿命を短かく するのであると考えられてきた。

本発明者は、ライニングの寿命が短かい理由について研究し、２つの原因がある ことを見出した。第１の理由は、過去においては、ライニングを形成するモジュ ールの組み立てが粗末であったことである。いったんライニングの厚さを熱が貫 通すると、その品質が劣化するであろう。この危険を避けるためには、ライニン グが最初ニ形成されたときにも、最初に熱にさらされ、したがって収縮したとき にも相互にギャップがないように複数のファイバボディーを組立てることが必要 である。第２の理由は、これがより重要なのであるが、ライニングが押しつぶさ れたときまたは圧縮されたとき、ライニングはすぐに破壊されるという事実をい ままで誰も考慮していなかったことである。本発明者の研究によれば、ライニン グが押しつぶされたとき、熱はすぐにライニングを破壊できることが示唆されて いる。

したがって、本発明の目的の１つは長寿命のセラミックファイバ製ライニングを 有するカバーを提供することである。

本発明の１つの局面により、ヒートチャンバの開口部を断熱する方法であって、 前記開口部は周壁を含み、該方法はカバーを開口部に適用することを含み、該カ バーは使用中に周壁と接するよう１；構成されたセラミックファイバ製の内側ラ イニングを存し、壁とともにシールを形成するのに充分であるがライニングが押 しつぶされる原因となるにはいたらないような荷重のもとで、カバーと開口部と の接触を維持する工程を含む方法が提供される。

本発明は任意の壁に開口部を有するヒートチャンバに適用される。しかし、代表 的には、（均熱炉のばあいのように）開口部は上部にあり、このばあいには、前 記カバーは均熱炉上に降され、ライニングがその周壁と係合し、あらかじめ決め られた圧力がライニングにかかるように前記カバーに錘が適用される。

ライニングにかかる圧力がファイバが破壊される原因となるような圧力よりも実 質的に小さく、チャンバ内のガス圧が過剰になったときカバーが浮き上がり、前 記過剰な圧力が解放されると該カバーが周壁に接触する状態に戻されることを許 容するには充分であるような圧力となるように錘の質量は、カバーおよびライニ ングの重さに関連して選ばれるのが好ましい。

本発明の他の局面により、ヒートチャンバの開口部を断熱するのに使用する装置 であって、該開口部は周壁を含み、該装置は開口部を覆うように寸法法めされた カバーを含み、該カバーは使用中、周壁と接するように構成されたセラミックフ ァイバ製の内側ライニングを有し、さらに壁と接したライニングに、壁とともに シールを形成するのには充分であるがライニングが押しつぶされる原因とはなる には不充分なあらかじめ決められた圧力がかかるように選ばれた荷重のもとで、 カバーを開口部に適用するように構成された手段を含む装置が提供される。

本発明のさらに別な局面により、カバーを含むヒートチャンバが提供される。

錘の質量は開口部周囲表面に載置されるファイバの表面に加えられるべき圧力を 考慮して計算することができる。もし前記錘が前記カバーとそのライニングとの 総重量と釣り合えば、前記ファイバは効率的な熱シールを形成しないであろう。

逆にもし前述のような釣り合い錘がなければ前記ファイバモジュールは押１．つ ぶされ、前記ライニングの価値がほとんど、またはまったくなくなるであろう。

本発明者の知るかぎりでは、誰も荷重方向にファイバモジュールが押しつぶされ ることに対する抵抗の太き、さを確かめておらず、そこで本発明者らは、モジュ ールが押しつぶされる前にどれ程の高さの圧力に耐えうるかを確かめるために、 ファイバモジュールのサンプルに静荷重を与えることにより、前記抵抗の大きさ の確認を行った。本発明者は、以下に示されるように計算によって、断熱方向に 前記ファイバを圧縮する荷重をめた。しかし、均熱炉（または他のヒートチャン バ）内の状態は一定でないことは正しく評価されなければならず、たとえばバー ナーを使用してその中の空気を熱したときや、ときおり爆発が起こったときには 、圧力は上昇するであろう。カバーライニングに加える荷重を選ぶことにより、 前述の現象が起こったとき、過剰なガスを排出するためにカバーがもち上げられ 、そのあともとに戻されるように、この不定のパラメータに対して許容範囲が与 えられる。このようにして、本発明により、断熱性におけるセラミックファイバ の有利点のみならず、圧力感受性という付加的な有利点を有する断熱シールを有 するカバーが提供される。

前記カバーに釣り合い錘を適用する方法は、均熱炉の構造に依存するであろう。

カバーが搬送台の上を移動するばあいには、錘は搬送台に随伴するフレームワー クからたとえば補助用のブラケットを用いてつるされる。搬送台がなく、前記カ バーがクレーンによって昇降するばあいには、錘を支持するためにカバー付近に さらに別なフレームワークが提供されることになるであろう。なお、本発明に用 いられる錘を使用するシステムはカバーの据え付けや交換のときにカバーを昇降 させようとするものではなく、カバーが均熱炉の周囲と接したときにセラミック ファイバ製のライニングにかかる荷重を調整しようとするものであるということ をここで述べておくべきである。

前記ヒートチャンバは均熱炉、加熱炉、オーブン、取鍋、タンディツシュ（ｔｕ ｎｄｉｓｈ）またはそれに類するものであってもよい。

前記ライニングは１９８６年８月１日付のイギリス特許出願第０８８８．１８８ ５２号明細書（代理人の参照番号２３６５）に記載され、かつクレームされてい る方法により前記カバーにしっかりと取付けられているのが好ましい。なぜなら ば前記ライニングはきわめて良好に組み立てられているからである。

本発明をよりよく理解するために、添付の概略図を参照しつつ例を用いてづきに 説明する。

第１図は均熱炉上にカバーを備えた本発明の一実施例の部分断面図、第２図は別 なカバーの詳細な立面の拡大図である。

第１図のカバー〇はＩ形断面を有する梁の外部金属フレーム１を有し、製鋼所ま たは製鉄所に据付けられるタイプの均熱炉を覆うように寸法決めされている。前 記均熱炉は側壁２を有し、該側壁は、その上部において周囲Ｐを定め、該周囲上 に前記カバー〇が断熱シールを形成するように位置しうる。前記フレーム１はフ ック、またはそれに類するもの４を有しおり、それによってたとえばクレーンな どの昇降手段に接続されてもよく、または前記フレーム１はその頭上の搬送台５ によって移動してもよい。前記フレーム１はメツシュプレート６（第２図）を支 えており、その下方には、断熱セラミックファイバＦの層が配置されている。該 ファイバはアルミノケイ酸塩などであってもよい。

前記層は代表的には、ファイバＦのブロックのモジュールから作製されており、 多様な方法で前記プレート６に固定されていてもよい。前記プレート６の下方に たとえば３０ｃＩ１１の高さで前記層がつり下げられている。前記カバーはその 面積が均熱炉の対応する面積と比べて相対的に大きくなるように寸法決めされ、 それによって、第１図に示したように、カバーＣのファイバ層が下降時に均熱炉 の周囲Ｐとともにシールを形成する（図ではガスケット３があいだに配置されて いる）。ケーブル７がフレーム１の上部からサポート８を経て錘９へ張り渡され ており、該ケーブル７はカバー〇が下げられるとき、錘９が急速な下降や過度の 下降に対して抵抗し、かつ、使用時に層Ｆのファイバの過度の圧縮を防ぐように 構成されている。

第２図に示したように旧、Ｎ２、Ｎ３などで示されるモジュールが、その自由端 １２が均熱炉Ｓの周囲Ｐ上に位置せしめられるようにロッド１１からぶら下がっ ている。モジュールは互いにとなり同士を圧縮するような関係に保持され、それ により、密なライニングが形成され、該ライニング内に熱を伝導するギャップが 存在しなくなる。このことはスロット１４を有する棒材１３の存在により達成さ れる。該スロット１４は、棒材の縦軸に沿ってＭＬ　Ｎ２、Ｎ３などで示される モジュールの圧縮の程度を決定する、ある距離だけ間隔をあけて配置されている 。それぞれのモジュールは、すくなくともその厚さの２０％だけ圧縮されている ことが好ましく、その厚さの約３３％だけ圧縮されていることが望ましい。錘９ がモジュールに加えられる図示のごとき垂直方向の圧縮の程度を、カバー〇と均 熱炉Ｓとのあいだに圧力感受性を有するシールが形成されるように決定する。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

実施例１ 長さ７．２ｍ、幅２．６ＩＮの寸法を有する均熱炉に本発明のカバーを設けた。

前記カバーは図面に示したように金属製の鋼で作製されたフレームを含み、鋼製 メツシュプラットホームおよび工形断面側壁を有し、約２８０ｎの深さのセラミ ックライニングを有していた。均熱炉の上方には均熱炉上に載置したり除去した すすべくカバーを移動させるための搬送台用の別なフレームが配置された。ブラ ケットが搬送台のすぐ横の位置に溶接され、錘がブラケットを経てカバーに接続 されたケーブルに取りつけられた。

ライニングに垂直方向に加えられる所望の圧力にしたがって錘の質量が以下のよ うにして計算された。

ライニングが均熱炉の周囲を囲む幅２３ｃｍの細長い領域上に位置せしめられる と仮定する。だから、有効な支持面積は、この細長い領域の直線長さＸ幅−１９ ，５０Ｘｏ、２３ｍ＝４．４９ゴとなる。

カバーとライニングとの質量は３８５５　ｋｇで、支持面積に８４１５Ｊ？ｍ− ２の圧力を与える。この値は、経験上では大きすぎた。なぜならば、使用中にラ イニングが押しつぶされるであろうからである。

３６２９　ｋｇの釣合い錘を用いることにより、ライニングに加えられる荷重は ２２１４Ｎとなり、圧力は４９３Ｎｍ−２となりた。このことは２つの釣合いお もりで達成される（カバーの両端に置かれ、１つが１８１４ｋｇ）。同様に、１ ５０９ｋｇの釣合い錘は、５１２ＯＮｍ−２ノ圧力を提供し、２４１４ｋｇの釣 合い錘は、３１４５Ｎｍ−２の圧力を提供する。

このようにして、カバーと均熱炉とのあいだに断熱性で圧力感受性を有するセラ ミックファイバシールが形成されうる釣合い錘としてどの程度大きな釣合い錘を 採用するべきかを決定することが可能である。前記ファイバは均熱炉の周囲とと もに前記のようなシールを形成し、また前記ファイバはモジュールに沿って圧縮 されるであろう。しかし、かかる圧縮は、前記シールを形成するために必要な程 度までのみであって、たとえばガスまたは熱の圧力などの余分な圧力のもとてフ ァイバが破壊するような程度までではない。

均熱炉がこのようなカバーで覆われ、前記ライニングは定期的に検査された。６ 力月後、前記ライニングはもとのままであった。このことはカバーの上側で見る ことができるライニングの冷たい表面に弱い部分が存在するかしないかによって 視覚的に決定された。つぎのようないくつかの補足的な有利点が製鋼所において 確かめられた。

１、均熱炉内のインゴット、スラブまたはブルームを加熱するための所要熱量が より少ない。

２、効率的な断熱により、周囲の環境が汚染されず、より適合しやすい快適なも のになる。

３、効果的な断熱により、隣接部の損傷がおこりにくい（均熱炉が互いに近接し た組として設置されるばあいには、１つの均熱炉から漏れた熱や炎が隣接する別 な均熱炉を損傷することが観察されていた）。したがって、必要とされるメンテ ナンスも少ない。

ヒートチャンバ内の状態が、一定に維持できないものであることは理解されるで あろう。たとえば均熱炉のばあいではロード・ヒート・アップ・サイクルのあい だに高圧力雰囲気状態が発生する。それは火が高い、または燃料の供給が最大で あるときかもしれない。高い圧力はセラミックファイバ製のライニングの寿命に 影響をおよぼす。高温表面に圧力がかかったときに高い表面温度がライニングの 内部深く貫入するからである。本発明のカバーは、そのような圧力に抵抗し、該 圧力がライニングにおよばないようにすることがより充分に可能である。いいか えれば、本発明のカバーは耐圧性の熱的シールをヒートチャンバに提供する。評 価段階において、ガスポケットのために均熱炉内で爆発の発生が観察された。通 常のカバーが使用されたばあいには、ライニングおよびサポートの構造は損傷さ れうるのに対して、本発明のカバーは視覚的にわかる損傷を生ずることなく、均 熱炉からもち上げられ、ゆるゆかに下の位置にもどされた。

国際調査報告 国際調査報告 ０日　８８０！Ｌ７６

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．周壁（Ｐ）を含む開口部にカバー（Ｃ）を適用することを含み、該カバーが 使用中に周壁（Ｐ）と接するように構成されたセラミックファイバ（Ｆ）製の内 側ライニングを有する、ヒートチャンバ（Ｓ）開口部断熱方法であって、 前記壁（Ｐ）とともにシールを形成するのには充分であるがライニング（Ｆ）が 押しつぶされる原因となるにはいたらないような荷重（９）のもとで、前記カバ ー（Ｃ）が前記開口部に接触した状態を維持することを特徴とするヒートチャン バ（Ｓ）開口部断熱方法。
2. ２．前記カバー（Ｃ）が、たとえば均熱炉などのチャンバに設けられた開口部上 に降され、前記ライニング（Ｆ）は前記周壁（Ｐ）と接触せしめられ、前記ライ ニング（Ｆ）にあらかじめ決められたれ圧力をかけ、かつそれを維持するように 錘（９）が適用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．前記ライニングにかかる圧力が前記ファイバが押しつぶされる原因となるよ りも実質的に小さく、チャンバ（Ｓ）内のガスが過剰となったとき前記カバー（ Ｃ）が浮き上がり、前記過剰なガス圧が解放されると、前記カバー（Ｃ）が前記 周壁（Ｐ）と接触する状態にもとに戻されることを許容しうるには、充分である ような圧力となるように、前記錘（９）の質量が前記カバー（Ｃ）および前記ラ イニング（Ｆ）の重さに関連して選ばれることを特徴とする請求項１または２記 載の方法。
4. ４．前記カバー（Ｃ）が搬送台（５）の上を移動し、前記錘（９）が搬送台（５ ）に随伴するフレームワークから、たとえば補助用のブラケット（８）を用いて つるされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. ５．前記カバー（Ｃ）がクレーンによって使用状態または休止状態に移され前記 錘を支持するために前記カバー付近にさらに別なフレームワークが提供されてい ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
6. ６．前記ヒートチャンバ（Ｓ）が均熱炉、加熱炉、オーブン、取鍋、タンディッ シュまたはそれに類するものであることを特徴とする先行するいずれかの請求項 に記載の方法。
7. ７．周壁（Ｐ）を含む開口部を覆うように寸法決めされたカバー（Ｃ）を含み、 該カバー（Ｃ）は、使用中、周壁（Ｐ）と接するように構成されたセラミックフ ァイバ製の内側ライニングを有するヒートチャンバ（Ｓ）開口部断熱装置であっ て、 前記壁（Ｐ）とともにシールを形成するのには充分であるが、前記ライニング（ Ｆ）が押しつぶされる原因となるには不充分であるような荷重のもとで、前記カ バー（Ｃ）が前記開口部と接している状態を維持するように構成された手段（７ 、８、９）を特徴とするヒートチャンバ（Ｓ）開口部断熱装置。
8. ８．前記手段が、前記カバー（Ｃ）にケーブル（７）によって接続されている錘
9. （９）を含むことを特徴とする請求項７記載の装置。 ９．周壁（Ｐ）によって区切られる開口部および該開口部を覆うカバー（Ｃ）を 有し、該カバー（Ｃ）は前記周壁（Ｐ）と接するセラミックファイバ製の内側ラ イニングを有するヒートチャンバであって、前記カバー（Ｃ）に加えられ、かつ 前記ライニング（Ｆ）が押しつぶされることなく、前記壁（Ｐ）と接触してシー ルを形成することを維持するのに充分な重さを有する荷重（９）の存在、および 前記荷重（９）が移動可能であり、それによってヒートチャンバ（Ｓ）内の圧力 が増加したとき該圧力が解放されるのを許容するために、前記カバー（Ｃ）が前 記壁（Ｐ）から離れ、過剰な圧力が放出されたとき、前記荷重（９）によって前 記カバー（Ｃ）が前記壁（Ｐ）と接触してシールを形成するように戻されること を特徴とするヒートチャンバ（Ｓ）。