JPH087233Y2 - セラミックファイバー製バーナタイル - Google Patents

セラミックファイバー製バーナタイル

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JPH087233Y2
JPH087233Y2 JP1990048704U JP4870490U JPH087233Y2 JP H087233 Y2 JPH087233 Y2 JP H087233Y2 JP 1990048704 U JP1990048704 U JP 1990048704U JP 4870490 U JP4870490 U JP 4870490U JP H087233 Y2 JPH087233 Y2 JP H087233Y2
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tile
burner
ceramic fiber
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furnace
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操 草加
雅博 早瀬
文明 日原
晃司 堂裏
務 北村
真一郎 谷口
富昭 小野
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 (産業上の利用分野) 本考案は加熱炉、熱処理炉等の天井、側壁に装着され
るセラミックファイバー製バーナタイルに関する。
(従来の技術) 加熱炉や熱処理炉などの天井および側壁に装着され挿
入されるバーナの周囲をとり囲む耐火材としてのバーナ
タイルは、従来一般にアルミナシリカ系(シャモット
質)のいわゆる手打ち成形による大型で一体物のもの、
あるいは耐火煉瓦等小割りの耐火物の組合せ構造のもの
が使用されているが、これらは異型形状であるためコス
ト高であるうえ、製造に要する期間が長く掛ることか
ら、近年プラスチック耐火物のスタンピング成形品、あ
るいはキャスタブルの流し込み成形品が広く使用されて
いる。
しかしながら前者は、成形に高度な熟練を要するばか
りでなく、層状の剥落が発生し易いという問題があり、
また後者は、時として乾燥不良による爆裂が発生するな
どの問題があり、このようなことから最近ではセラミッ
クファイバー製のバーナタイル(以下これをCFバーナタ
イルと略称する)が採用されつゝある。
このCFバーナタイルは、セラミックファイバーブロッ
クに炉内面側の端部が拡開する断面ラッパ状のバーナ挿
入孔が形成されたもので、これを炉壁に装着して使用さ
れるものである。
(考案が解決しようとする課題) しかるにこのCFバーナタイルは、1200℃程度の中間温
度域において若干強度が低下し、バーナ側に炉内面と略
平行する方向に亀裂が発生し、炉内側から剥落が発生す
るという問題があった。すなわち炉内側が凹凸状に剥落
し、CFバーナタイルのなだらかな曲面がなくなると八の
字状に均等に拡開されていた形状が消失して天井バーナ
のフレームが一方へ片寄ったり乱流を起すことになり、
バーナタイルの局部損傷や異常高温の原因となり、熱効
率が悪い状態となる。これを正常に戻すために必要以上
のCOガスをフレームの直進性を増すためにバーナに供給
すると燃料原単位が高くなるばかりでなく未燃焼のCOガ
スが残るため大気汚染の原因となる可能性があるなどの
問題があり、その解決が強く要望されていた。
他方、CFバーナタイルのバーナ挿入孔に高速バーナを
設置して使用すると、高速(100m/sec)で旋回するホッ
トエアによりバーナ挿入孔の内奥部が局部的に摩耗(損
耗)し、バーナタイルとしての耐用寿命が著しく低下す
るという問題があった。
本考案はこれに鑑み、セラミックファイバーを用いな
がら劣化あるいは収縮亀裂が発生しても脱落や損傷がな
く、高速バーナの使用によってもバーナ挿入孔の内奥部
の損耗がなく、長寿命のCFバーナタイルを提供し、併せ
て燃料原単位および補修費を低減することができるセラ
ミックファイバー製バーナタイルを提供することにあ
る。
〔考案の構成〕
(課題を解決するための手段) 上記従来技術が有する課題を解決するため本考案は、
セラミックファイバー製タイル本体の中央部に炉内面側
で拡開する断面ラッパ状のバーナ挿入孔を形成するとと
もにこのバーナ挿入孔の奥部側に耐熱性材料からなりか
つバーナ挿入孔の全長の35〜60%の長さを有する保護筒
を嵌着し、このタイル本体の背部を断面コ字状を有する
鉄皮の側壁間に嵌着し、このタイル本体に前記鉄皮の側
壁に挿通するスタッドを挿通固定したことを特徴とする
ものである。
(作用) セラミックファイバー製タイルの背面および側面にか
けて鉄皮により被覆されているので、セラミックファイ
バーの亀裂発生による脱落が防がれ、当該タイルの長期
にわたる使用が可能となる。またバーナ挿入孔の奥部内
面は保護筒によって覆われているので、高速バーナを用
いてもバーナ挿入孔の奥部内面の損耗が防がれる。
(実施例) 以下、本考案を図面に示す実施例を参照して説明す
る。
第1図に示すようにセラミックファイバー製バーナタ
イル1(以下CFバーナタイルという)の一例の外観を示
し、第2図に第1図の断面を示しており、このCFバーナ
タイル1はセラミックファイバータイル本体2(以下CF
タイルという)と、鉄皮3と、これらを結合する棒状の
スタッド4,4…とからなっている。
CFタイル2は角形ブロック状をなし、通常のようにバ
ルク状のアルミナ系、アルミナシリカ系などのセラミッ
クファイバーあるいは石綿等に耐火粘土などの有機また
は無機バインダを所要量添加、混合して配分させ、型枠
に流し込んで振動成形後完全乾燥させたものであって、
かさ比重0.28〜0.30、熱伝導率0.25〜0.32Kcal/m・h℃
(at1000℃)程度のものが用いられる。
このCFタイル2には、前面2Aから背面にかけて中央部
にバーナ挿入孔5が貫通して設けられており、このバー
ナ挿入孔5は炉内面側の端部が拡開された断面ラッパ状
に形成され、その大きさは炉の容積、バーナの性質等に
より決定されるが、一般には背面側の内径がおゝよそ80
〜120m/mψ程度とされる。
このバーナ挿入孔5の奥部、すなわち平行な内面を有
する円筒状部分には、耐熱性材料からなる保護筒6が嵌
着されている。
この保護筒6は、望ましくはその後端外周縁に鍔6Aを
設け、この鍔6Aがバーナ挿入孔5の後端周縁部に係合さ
れるように形成するのがよい。この保護筒6の構成材料
としては、セラミックス、セラミックファイバー真空成
形品、耐熱性金属材料などの中から選択される。そして
この保護筒6の長さは、バーナ挿入孔6の全長に対し35
〜60%とされる。
保護筒6の長さがバーナ挿入孔5の全長の35%以下で
は損耗箇所を完全にカバーしきれないので完全な保護目
的に欠け、また60%以上では保護筒6の炉内側が高温と
なって熱害を受け、好ましくない。
鉄皮3は、耐熱鋳鋼等の金属性のもので、四辺に側壁
3A,3A…を有する断面コ字形に形成され、これら側壁3A,
3A間の内のり寸法はモルタル充填間隙が形成されるよう
CFタイル2の外形寸法より8〜10m/m程度大きく形成さ
れている。また側壁3A,3A…の高さは、CFタイル2の厚
さの1/5〜1/4程度が被覆されるように選定することが好
ましい。この側壁3A,3A…の高さがCFタイル2の厚さの1
/5未満であると浅すぎて亀裂発生時における脱落防止効
果が十分でなく、また1/4を超えると不必要な大きさと
なってコスト高になったり、高温側に寄りすぎ、熱変形
の原因になる。
上記モルタル充填間隙に詰めるモルタル7としては例
えばアルミナ質のボンドが用いられる。
鉄皮3の側壁3A,3A……には所要数の棒状のスタッド
4,4…を挿通するためのスタッド挿通孔8,8…が穿設され
ており、鉄皮3の側壁3A,3A…間にCFタイル2の背面側
を嵌着したうえスタッド挿通孔8,8…からスタッド4,4…
を挿入し、CFタイル2に突き通すように差込み、このス
タッド4,4…と鉄皮3の側壁3A,3A…に溶接して一体化さ
れる。このスタッド4,4…は、耐熱性に富む鋼棒、例え
ばSUS304、SUS310S等が適し、形状としては先端を尖ら
せたストレートの棒状、周面にネジを形成したもの、螺
旋状に形成したもの等が用いられる。ネジ棒とした場合
には、鉄皮3の側壁3A,3A…のスタッド挿通孔8,8…をネ
ジ孔としておき、これにスタッド4,4…をネジ込んでCF
タイル2への差込みとスタッドの抜出しの防止とを図る
ことができる。
このスタッド4,4…を差込む位置は、互いに同一軸線
上にならないように、10〜50m/m程度ずらして互い違い
になるようにすることがCFタイル2の脱落を防ぐうえで
望ましい。図中9は点火口、10はバーナを示す。
上記の構成により、CFタイル2の背面側が鉄皮3の側
壁3A,3A…間に嵌着され、鉄皮3の側壁3A,3A…に挿通す
るスタッド4,4…がCFタイル2に挿通されて取付けられ
るので、CFタイル2と鉄皮3とが一体構造となり、CFタ
イル2の炉内面側が加熱されても亀裂の発生が防がれ、
CFタイル2の耐用寿命が大巾に延長される。またCFタイ
ル2の背面側は鉄皮3により覆われかつスタッド4,4…
により固定されているので脱落することが防がれる。
またバーナ10をバーナ挿入孔5に挿入設置して使用し
たとき、そのホットエア11がバーナ挿入孔5の奥部内面
に当っても、この内面が耐熱性材料からなる保護筒6で
被覆されているので摩耗、損耗の発生が防がれる。
つぎに具体的な実施例を示す。
実施例1 400T/H加熱炉、(操業温度1250℃)の天井および側壁
につぎのような特性を持つ本考案のCFバーナタイルを用
いた。
CFタイル2…アルミナ−シリカ系ファイバー(Al2O
368.0%、SiO232.0%) 外形寸法 450m/m×390m/m(厚) バーナ挿入孔5…炉内側300m/mψ、 反炉内側120m/mψ かさ比重 0.29 熱伝導率 0.25Kcal/m h℃(at 1000℃) 鉄皮3 材質 SUS304鋳造品 内のり寸法 458m/m□×78m/m(側壁高さ) モルタル アルミナ系ボンドを鉄皮3の内面に厚さ5m/mにローラ
で塗布し、CFタイル2を嵌合接着 スタッド(4本) SUS304の直棒 外径10m/m、 長さ150m/m 上記のように構成したCFバーナタイルの耐用期間は、
従来の鉄皮なしのCFタイルが6〜12箇月であったもの
が、12箇月以上にわたり全く問題なしに使用することが
できた。また安定した状態に装着されるので、過多のCO
ガスを供給して異常燃焼によるフレームの片寄りを防ぐ
必要がないので、燃料原単位が約0.5%の低下をみるこ
とができ、補修費も年間で約3.0%の低減をみた。しか
も未燃COガスの排出がなくて環境の改善も達成すること
ができた。
実施例2 すべてセラミックファイバーブロックの施工による加
熱炉の天井部につぎのような特性を持つCFバーナタイル
を装着して試験を行なった。
CFタイル2…アルミナ質ファイバー (Al2O370.0%、SiO230.0%) 外形寸法 350m/m□×300m/m(厚さ) バーナ孔寸法 炉内側250m/mψ、反炉内側80m/mψ かさ比重 0.29 熱伝導率 0.27Kcal/m h℃(at 1000℃) 鉄皮3 材質 SUS310Sの鋳造品 内のり寸法 340m/m□×75m/m(側壁高さ) モルタル アルミナ系ボンドを鉄皮3の内面に厚さ5m/mに刷毛に
より塗布し、CFタイル2を嵌合接着 スタッド(4本) SUS310Sを用い、表面にネジを切った直棒 外径寸法 10m/m 長さ120m/m 上記のCFバーナタイルを用い、バーナの空燃化を変え
ることにより炉温を1200℃〜800℃/15minサイクルで約3
80回(4日間)昇降させてテストしたのち、縦方向に切
断して断面を観察したところ、クラックの発生は全くみ
られず、かつ先端面でも顕微鏡による観察によりアルミ
ナファイバーの繊維径などに目立った変化はなかった。
実施例3 前記実施例1に示した構成のCFバーナタイルを振動装
置(振巾0.03m/m、振動モータの回転数4200rpm)の固設
した振動枠にCFタイル2を下向きにして取付け、同一条
件で24時間比較テストを行なった。
従来の鉄皮3のないCFタイルは、途中亀裂が発生し、
下半分が脱落したが、本考案によるCFバーナタイルでは
全く異常がなく、機械的強度も大きいことが確認され
た。
実施例4 上記の各実施例において、内径88mm、内厚1.5mm、長
さ200mmの鍔付きのステンレスパイプを保護筒6として
バーナ挿入孔5の奥部内周に嵌着て使用したところ、CF
タイル2の損耗は全く発生をみなかった。
〔考案の効果〕
以上説明したように本考案によれば、セラミックファ
イバータイルの背部を、断面コ字状を有する鉄皮の側壁
間に嵌着し、このタイルに鉄皮の側壁に挿通する棒状の
スタッドを挿通固定したことにより、セラミックファイ
バーの劣化による脱落が防止され、長期間安定したフレ
ームが得られ、被加熱物を均一に加熱保温することがで
き、燃料原単位を約0.5%、補修費を年間約3.0%の低減
を図ることが可能となった。
また炉温の変化に対する抵抗性(耐スポーリング性)
が大きく、かつ高温(MAX1400℃)に使用可能であって
断熱効果に優れるので、鉄皮およびスタッド等の付属金
物の損傷が少なく、一層耐用性が高い。
さらに鉄皮とセラミックファイバータイルとが一体構
造であるから、万一損傷しても熟練技術を要することな
く交換修理ができる。
そしてバーナ挿入孔の奥部側内周に耐熱性材料からな
りかつバーナ挿入孔の全長の35〜60%の長さを有する保
護筒を嵌着したことにより、高速バーナを用いてもバー
ナタイル本体の損耗を防ぐことができ、耐熱寿命がさら
に延長するなどの種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示す斜視図、第2図は第1
図の断面図、第3図は第1図における鉄皮の斜視図、第
4図は使用状態を示す断面図である。 1……セラミックファイバー製バーナタイル(CFバーナ
タイル)、2……セラミックファイバータイル(CFタイ
ル)、3……鉄皮、3A……側壁、4……スタッド、5…
…バーナ挿入孔、6……保護筒、7……モルタル、8…
…スタッド挿通孔。
フロントページの続き (72)考案者 堂裏 晃司 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内 (72)考案者 北村 務 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内 (72)考案者 谷口 真一郎 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内 (72)考案者 小野 富昭 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内 (56)参考文献 実開 昭60−189720(JP,U) 実開 昭59−175844(JP,U)

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックファイバー製タイル本体(2)
    の中央部に炉内面側で拡開する断面ラッパ状のバーナ挿
    入孔(5)を形成するとともにこのバーナ挿入孔(5)
    の奥部側に耐熱性材料からなりかつバーナ挿入孔(5)
    の全長の35〜60%の長さを有する保護筒(6)を嵌着
    し、このタイル本体(2)の背部を断面コ字状を有する
    鉄皮(3)の側壁(3A)間に嵌着し、このタイル本体
    (2)に前記鉄皮(3)の側壁(3A)に挿通するスタッ
    ド(4)を挿通固定したことを特徴とするセラミックフ
    ァイバー製バーナタイル。
  2. 【請求項2】前記保護筒(6)は、セラミックス、セラ
    ミックファイバー真空成形品、耐熱性金属等から選択さ
    れる請求項1記載のセラミックファイバー製バーナタイ
    ル。
JP1990048704U 1990-05-10 1990-05-10 セラミックファイバー製バーナタイル Expired - Lifetime JPH087233Y2 (ja)

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JP1990048704U JPH087233Y2 (ja) 1990-05-10 1990-05-10 セラミックファイバー製バーナタイル

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JP1990048704U JPH087233Y2 (ja) 1990-05-10 1990-05-10 セラミックファイバー製バーナタイル

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JPH0410238U JPH0410238U (ja) 1992-01-29
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59175844U (ja) * 1983-05-04 1984-11-24 株式会社 成田製陶所 工業炉用ガスバ−ナ
JPS60189720U (ja) * 1984-05-22 1985-12-16 東陶機器株式会社 バ−ナ−コ−ン

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JPH0410238U (ja) 1992-01-29

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