JP2011127852A - Heat treatment furnace - Google Patents

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Yoshio Niimi
良夫 新美
Yasumasa Iwata
安正 岩田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment furnace of low costs and high work efficiency. <P>SOLUTION: This heat treatment furnace for removing volatile components from a treated object by heat treatment, includes a furnace body having an internal space, a covering section disposed in the internal space of the furnace body, and defining a treatment space in which the treated object is placed and which is isolated from the internal space, a burner means for heating a space between the furnace body and the covering section, and a secondary combustion device in fluid communication with the treatment space. A treatment capacity (treatment volume) of the secondary combustion device may be small as it is unnecessary to allow a combustion gas introduced into the internal space of the furnace body from the burner means, to pass through the secondary combustion device. Thus increase of costs of the heat treatment furnace due to the secondary combustion device can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は熱処理炉に関し、詳細には、熱処理によって処理対象の物品から揮発成分を除去する熱処理炉に関する。   The present invention relates to a heat treatment furnace, and more particularly to a heat treatment furnace that removes volatile components from an object to be treated by heat treatment.

処理対象の物品を加熱して、処理対象の物品に含まれる揮発成分を処理対象の物品から除去する熱処理炉が知られている。このような熱処理炉の例として、高炉樋用耐火ブロックなどの耐火物の製造工程で使用される熱処理炉が挙げられる。この熱処理炉は、ピッチ含浸処理を施したブロック体からピッチ中の揮発成分を除去するベーキング処理(特許文献1)を行うために使用される炉である。   2. Description of the Related Art There is known a heat treatment furnace that heats an article to be treated and removes volatile components contained in the article to be treated from the article to be treated. As an example of such a heat treatment furnace, there is a heat treatment furnace used in a process for producing a refractory such as a refractory block for a blast furnace. This heat treatment furnace is a furnace used for performing a baking process (Patent Document 1) for removing volatile components in the pitch from the block body subjected to the pitch impregnation process.

特開2003−137663号公報JP 2003-137663 A

このような熱処理炉の一例を図1に示す。図1に示されているように、熱処理炉1は、バーナ2によって内部空間が加熱される炉本体4を備えている。炉本体4の上部には排気管6が接続された排気口8が形成され、炉本体4の内部空間内のガスを排気できるように構成されている。   An example of such a heat treatment furnace is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the heat treatment furnace 1 includes a furnace body 4 whose internal space is heated by a burner 2. An exhaust port 8 to which an exhaust pipe 6 is connected is formed in the upper part of the furnace body 4 so that the gas in the internal space of the furnace body 4 can be exhausted.

炉本体4の内部には、ピッチ含浸処理を施したブロック体10(処理対象の物品)が載置された台車12が配置される。台車12上には、ブロック体10を覆うように箱状の覆い14が被せられ、ブロック体10が台車12上に配置された空間を、炉本体4内の空間から隔離している。覆い14の下端部と台車12の上面との間には、サンドシール16が設けられている。   Inside the furnace body 4, a carriage 12 on which a block body 10 (article to be processed) subjected to pitch impregnation processing is placed. A box-shaped cover 14 is placed on the carriage 12 so as to cover the block body 10, and the space where the block body 10 is arranged on the carriage 12 is isolated from the space in the furnace body 4. A sand seal 16 is provided between the lower end of the cover 14 and the upper surface of the carriage 12.

このような熱処理1でベーキング処理を行う際には、先ず、炉本体4の外で、ピッチ含浸処理を施したブロック体10を台車12に載置して覆い14を被せ、さらに、覆い14の下端部と台車12の上面との間をサンドシール16でシールする。そして、この台車12を、図1に示すように炉本体4内に配置し、バーナ2で、炉本体4の内部空間を加熱していく。   When performing the baking process in such a heat treatment 1, first, the block body 10 subjected to the pitch impregnation process is placed on the carriage 12 outside the furnace body 4 and covered with the cover 14. A sand seal 16 seals between the lower end and the upper surface of the carriage 12. Then, the carriage 12 is disposed in the furnace body 4 as shown in FIG. 1, and the internal space of the furnace body 4 is heated by the burner 2.

この加熱によって、覆い14内のブロック体10も間接的に加熱され、ブロック体10内に含浸させられているピッチの揮発成分が気化し、ブロック体10から出て、覆い14内の処理空間を満たす。この揮発成分は、サンドシール16を通して覆い14の処理空間から炉本体4の内部空間(炉本体4と覆い14の間の空間)に漏れ出し、その後、バーナ2の燃焼ガス等に同伴され、排気管6が接続された排気口8から排出される。   Due to this heating, the block body 10 in the cover 14 is also indirectly heated, and the volatile components of the pitch impregnated in the block body 10 are vaporized, and the block body 10 exits from the block body 10 to form a processing space in the cover 14. Fulfill. This volatile component leaks through the sand seal 16 from the processing space of the cover 14 to the internal space of the furnace body 4 (the space between the furnace body 4 and the cover 14), and is then accompanied by the combustion gas of the burner 2 and exhausted. The gas is discharged from the exhaust port 8 to which the pipe 6 is connected.

熱処理炉1では、排気管6の下流側には、図示しない二次燃焼装置が設けられ、燃焼ガスに同伴された揮発成分を燃焼させ、この揮発成分が外部に排出されないように構成されている。   In the heat treatment furnace 1, a secondary combustion device (not shown) is provided on the downstream side of the exhaust pipe 6 so that volatile components accompanying the combustion gas are burned and the volatile components are not discharged to the outside. .

上記熱処理炉1では、揮発成分が燃焼ガスに同伴されて炉外に排出されるので、ブロック体10から発生した揮発成分を燃焼させるためには、多量に発生する燃焼ガスを処理する必要がある。このため、従来の熱処理炉1では、二次燃焼装置を通過するガスの量は多くなる。この結果、処理能力が高い二次燃焼装置が必要となり、この処理能力が高い二次燃焼装置が熱処理炉のコストを押し上げていた。   In the heat treatment furnace 1, volatile components are accompanied by the combustion gas and discharged outside the furnace. Therefore, in order to burn the volatile components generated from the block body 10, it is necessary to process a large amount of the combustion gas generated. . For this reason, in the conventional heat treatment furnace 1, the amount of gas passing through the secondary combustion apparatus increases. As a result, a secondary combustion apparatus with a high processing capacity is required, and the secondary combustion apparatus with a high processing capacity has increased the cost of the heat treatment furnace.

また、覆い14の処理空間から炉本体4の内部空間(炉本体4と覆い14の間の空間)に漏れ出した揮発成分等が、炉本体4の壁付近で冷却されて析出し、壁の内面に付着するため、定期的に空だきをして、炉本体4の内面に付着した揮発成分等を除去する作業が必要であり、作業効率が悪かった。   Further, volatile components leaking from the processing space of the cover 14 to the internal space of the furnace body 4 (the space between the furnace body 4 and the cover 14) are cooled and deposited near the wall of the furnace body 4, Since it adheres to the inner surface, it is necessary to periodically empty it and remove volatile components and the like adhering to the inner surface of the furnace body 4, and the work efficiency is poor.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、低コストかつ作業効率が高い熱処理炉を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a heat treatment furnace with low cost and high work efficiency.

本発明によれば、
熱処理によって処理物品から揮発成分を除去する熱処理炉であって、
内部空間を有する炉本体と、
前記炉本体の内部空間内に配置され、前記処理物品が配置され前記内部空間から隔離された処理空間を形成する覆い部と、
前記炉本体と覆い部との間の空間を加熱するバーナ手段と、
前記処理空間と流体連通された二次燃焼装置と、を備えている、
ことを特徴とする熱処理炉が提供される。
According to the present invention,
A heat treatment furnace for removing volatile components from the treated article by heat treatment,
A furnace body having an internal space;
A cover that is disposed within the interior space of the furnace body and forms a treatment space where the treatment article is disposed and isolated from the interior space;
Burner means for heating the space between the furnace body and the cover;
A secondary combustion device in fluid communication with the processing space,
A heat treatment furnace is provided.

このような構成によれば、二次燃焼装置は、バーナ手段から炉本体の内部空間に導入される燃焼ガスを通過させる必要がないため、処理能力(処理容量)が少なくてよい。このため、二次燃焼装置による熱処理炉のコスト上昇が抑制される。
さらに、処理物品から放出された種々の物質が炉本体と覆い部との間の空間に流出することが抑制されるので、炉本体の内周面の汚染が抑制され、作業効率が向上する。
According to such a configuration, the secondary combustion apparatus does not need to pass the combustion gas introduced from the burner means into the internal space of the furnace body, and therefore, the processing capacity (processing capacity) may be small. For this reason, the cost increase of the heat treatment furnace by a secondary combustion apparatus is suppressed.
Furthermore, since various substances released from the treated article are suppressed from flowing into the space between the furnace main body and the cover, contamination of the inner peripheral surface of the furnace main body is suppressed, and work efficiency is improved.

本発明の他の好ましい態様によれば、前記処理空間に気体を導入する気体導入手段を更に備えている。   According to the other preferable aspect of this invention, the gas introduction means which introduces gas into the said process space is further provided.

本発明の他の好ましい態様によれば、前記気体導入手段が加熱気体を前記処理空間に導入する。
このような構成によれば、処理空間内の温度を効率的に上昇させ、処理物品の熱処理を促進させることができる。
According to another preferred aspect of the present invention, the gas introducing means introduces a heated gas into the processing space.
According to such a configuration, it is possible to efficiently increase the temperature in the processing space and promote the heat treatment of the processed article.

本発明の他の好ましい態様によれば、前記気体が不活性ガスである。   According to another preferred embodiment of the present invention, the gas is an inert gas.

本発明の他の好ましい態様によれば、前記加熱手段が、前記内部空間の対角線上の対向位置に配置された2つのバーナを含む。
このような構成によれば、内部空間の温度を均一に上昇させ、処理物品の熱処理を促進させることができる。
According to the other preferable aspect of this invention, the said heating means contains two burners arrange | positioned in the opposing position on the diagonal of the said interior space.
According to such a configuration, the temperature of the internal space can be increased uniformly, and the heat treatment of the processed article can be promoted.

本発明によれば、低コストかつ作業効率が高い熱処理炉が提供される。   According to the present invention, a heat treatment furnace with low cost and high work efficiency is provided.

従来技術の熱処理炉の内部構造を示す模式的な図面である。It is a schematic drawing which shows the internal structure of the heat processing furnace of a prior art. 本発明の好ましい実施形態の熱処理炉の内部構造を示す模式的な側面図である。It is a typical side view which shows the internal structure of the heat processing furnace of preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態の熱処理炉の内部構造を示す模式的な正面図である。It is a typical front view which shows the internal structure of the heat processing furnace of preferable embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態の熱処理炉20について説明する。
図2は、本発明の好ましい実施形態の熱処理炉20の内部構造を示す模式的な側面図であり、図3は、熱処理炉20の内部構造を示す模式的な正面図である。
Hereinafter, a heat treatment furnace 20 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 is a schematic side view showing the internal structure of the heat treatment furnace 20 according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic front view showing the internal structure of the heat treatment furnace 20.

先ず、熱処理炉20の構成を説明する。
本実施形態の熱処理炉20は、高炉樋用耐火ブロックなどの耐火物の製造工程で使用される熱処理炉である。この熱処理炉20は、ピッチ含浸処理を施したブロック体からピッチ中の揮発成分を除去するベーキング処理を行うために使用されるベーキング炉である。
First, the configuration of the heat treatment furnace 20 will be described.
The heat treatment furnace 20 of the present embodiment is a heat treatment furnace used in a process for producing a refractory such as a refractory block for a blast furnace. The heat treatment furnace 20 is a baking furnace used for performing a baking process for removing volatile components in the pitch from the block body subjected to the pitch impregnation process.

しかしながら、本願発明はこのようなベーキング炉に限定されるものではなく、処理対象の物品を加熱して、処理対象の物品に含まれる揮発成分を処理対象の物品から除去する処理を行う他の熱処理炉にも適用可能である。   However, the present invention is not limited to such a baking furnace, and other heat treatment is performed to heat the article to be treated and remove the volatile components contained in the article to be treated from the article to be treated. It can also be applied to furnaces.

図2および図3に示されているように、熱処理炉20は、内部空間22を有する炉本体24と、炉本体24の内部空間22内に配置される覆い部26とを備えた二重構造を有している。本実施形態の炉本体24では、炉本体24内に、6台の覆い部26が、2×3(2行3列)で配置されている(図3には1行目の3台のみを図示)。尚、各覆い部26は、基本的には同一構造を有している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the heat treatment furnace 20 has a double structure including a furnace main body 24 having an internal space 22 and a cover portion 26 disposed in the internal space 22 of the furnace main body 24. have. In the furnace main body 24 of the present embodiment, six cover portions 26 are arranged in a 2 × 3 (2 rows and 3 columns) in the furnace main body 24 (FIG. 3 shows only three in the first row. (Illustrated). Each cover part 26 basically has the same structure.

本実施形態の熱処理炉20では、炉本体24は前壁24a、後壁24b、左右側壁24c、24dの4枚の側壁と、天井24eおよび床部分24fに囲まれたチャンバ形状であり、側壁等は煉瓦等の耐火物で構成されている。
また、各覆い部26は、処理物品であるピッチ含浸処理を施したブロック体28が配置される処理空間30を内部に形成する底部が開いた箱状の構造体であり、鉄、ステンレス等の金属で形成されている。この覆い部26は、熱処理炉20の作動時には、図2に示されているように、開いた底部が炉本体24の床部分24fに配置された板24gで閉鎖されるように、床部分24f上に配置される。このような配置によって、覆い部26内の処理空間30は、覆い部26の壁によって、炉本体24の内部空間22から隔離されることになる。
In the heat treatment furnace 20 of the present embodiment, the furnace body 24 has a chamber shape surrounded by four side walls of a front wall 24a, a rear wall 24b, left and right side walls 24c, 24d, a ceiling 24e, and a floor portion 24f, such as side walls. Consists of refractories such as bricks.
Each cover 26 is a box-like structure having an open bottom that forms a processing space 30 in which a block body 28 subjected to pitch impregnation processing, which is a processing article, is disposed. It is made of metal. When the heat treatment furnace 20 is operated, the cover 26 has a floor portion 24f so that the opened bottom portion is closed by a plate 24g disposed on the floor portion 24f of the furnace body 24, as shown in FIG. Placed on top. With such an arrangement, the processing space 30 in the cover 26 is isolated from the internal space 22 of the furnace body 24 by the wall of the cover 26.

また、熱処理炉20は、内部空間22、詳細には炉本体24と覆い部26との間の空間を加熱するバーナ32を備えている。バーナ32は、炉本体24の壁を貫通するように12基が設けられている。詳細には、炉本体24の前壁24aの下部に6基と、後壁24bの上部に6基、取り付けられ、内部空間22の対角線上の対向位置に配置されている。バーナ32の燃料として、ガス、または重油等の燃料が用いられる。   The heat treatment furnace 20 includes a burner 32 that heats the internal space 22, specifically, the space between the furnace body 24 and the cover portion 26. Twelve burners 32 are provided so as to penetrate the wall of the furnace body 24. Specifically, six units are attached to the lower part of the front wall 24 a of the furnace main body 24 and six units to the upper part of the rear wall 24 b, and are arranged at diagonally opposite positions of the internal space 22. As the fuel for the burner 32, gas or fuel such as heavy oil is used.

本実施形態の熱処理炉20は、炉底部24fの底面に車輪が設けられ、炉底部24fを、側壁から切り離して移動させることができるように構成されている。
処理物品を炉内に設置するときは、炉底部24fを側壁から切り離して炉外に移動させ、覆い部26を取り外し、処理物品28を炉底部24f上に配置する。その後、処理物品28を覆うように覆い部26を炉底部24上に取り付け、炉底部24fと覆い部26との接続部をサンドシールSでシールした後、炉底部24fを炉内に戻す。
The heat treatment furnace 20 of the present embodiment is configured such that wheels are provided on the bottom surface of the furnace bottom portion 24f, and the furnace bottom portion 24f can be moved away from the side wall.
When the treated article is installed in the furnace, the furnace bottom 24f is separated from the side wall and moved to the outside of the furnace, the cover 26 is removed, and the treated article 28 is placed on the furnace bottom 24f. Thereafter, the cover part 26 is attached on the furnace bottom part 24 so as to cover the processed article 28, and the connection part between the furnace bottom part 24f and the cover part 26 is sealed with the sand seal S, and then the furnace bottom part 24f is returned to the furnace.

さらに、熱処理炉20では、底部24fにパイプ34が接続されている。このパイプ34は、覆い部26内の処理空間30内に加熱した不活性ガスを導入する気体導入手段を構成するものであり、図示しない加熱不活性ガス源に連通している。
不活性ガスとして、300〜800℃の温度範囲に加熱された窒素、炭酸ガス、アルゴン等の不活性なガスが使用される。
Further, in the heat treatment furnace 20, a pipe 34 is connected to the bottom 24f. The pipe 34 constitutes a gas introduction means for introducing a heated inert gas into the processing space 30 in the cover portion 26, and communicates with a heated inert gas source (not shown).
As the inert gas, an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, or argon heated to a temperature range of 300 to 800 ° C. is used.

さらにまた、本実施形態の熱処理炉20は、二次燃焼装置36を備えている。この二次燃焼装置36は、管路38を介して覆い部26内の処理空間30に連通し、処理空間30内のガスを導入して燃焼させ、処理空間30内のガスに含まれる(同伴される)物質、例えばブロック体28から気化してきた揮発成分等を燃焼させるように構成されている。   Furthermore, the heat treatment furnace 20 of the present embodiment includes a secondary combustion device 36. The secondary combustion device 36 communicates with the processing space 30 in the cover portion 26 via the pipe line 38, introduces and burns the gas in the processing space 30, and is included in the gas in the processing space 30 (entrained) In other words, a material such as a volatile component evaporated from the block body 28 is combusted.

図2に示されているように、二次燃焼装置36は、内部に蛇行した流路を備えた箱状の燃焼部40と、流路の上流部に設けられた二次燃焼バーナ42とを備えている。この二次燃焼バーナ42からの火炎によって、処理空間30から導入したガスを加熱し、このガスに含まれる物質を燃焼させる。   As shown in FIG. 2, the secondary combustion device 36 includes a box-shaped combustion unit 40 having a meandering flow path and a secondary combustion burner 42 provided upstream of the flow path. I have. The gas introduced from the processing space 30 is heated by the flame from the secondary combustion burner 42, and the substances contained in the gas are combusted.

更に、図2に示されているように、本実施形態の熱処理炉20の天井24eは開口部24hを有し、開口部24hに上方に延びる煙突44が接続されている。開口部24hには、可動ダンパー46が設けられており、内部空間22と煙突44とを選択的に流体連通可能としている。バーナ32の燃焼によって生じた内部空間22内の排気ガスを排出するときは、ダンパー46を開いて内部空間22と煙突44内とを連通させて、煙突44を通して、排気ガスを排出する。   Further, as shown in FIG. 2, the ceiling 24e of the heat treatment furnace 20 of the present embodiment has an opening 24h, and a chimney 44 extending upward is connected to the opening 24h. A movable damper 46 is provided in the opening 24 h so that the internal space 22 and the chimney 44 can selectively communicate with each other. When exhaust gas in the internal space 22 generated by the combustion of the burner 32 is discharged, the damper 46 is opened, the internal space 22 and the chimney 44 are communicated, and the exhaust gas is discharged through the chimney 44.

次に、熱処理炉20の作用について説明する。
先ず、ピッチ含浸処理を施したブロック体28を、所定の積載状態で、覆い部26内に配置する。覆い部26および炉本体24の開口部分を閉鎖し、処理空間30および内部空間22を閉鎖した後、バーナ32によって、内部空間22を処理物品に応じて設定された所定温度まで、加熱する。
Next, the operation of the heat treatment furnace 20 will be described.
First, the block body 28 subjected to the pitch impregnation treatment is arranged in the cover portion 26 in a predetermined loading state. After closing the opening part of the cover part 26 and the furnace main body 24, and closing the processing space 30 and the internal space 22, the internal space 22 is heated by the burner 32 to the predetermined temperature set according to the processing article.

内部空間22を加熱することにより、処理空間30内のブロック体28も間接的に加熱され、ブロック体28に含浸しているピッチ中の揮発成分が気化して処理空間30内に出て、処理空間30内の圧力が上昇する。バーナ32の点火と同時に、または、ピッチ中の揮発成分が気化し始めたタイミングで、不活性ガスをパイプ34を通して処理空間30内に流す。   By heating the internal space 22, the block body 28 in the processing space 30 is also indirectly heated, and the volatile components in the pitch impregnated in the block body 28 are vaporized and exit into the processing space 30 to be processed. The pressure in the space 30 increases. At the same time when the burner 32 is ignited or when the volatile components in the pitch start to vaporize, an inert gas is caused to flow through the pipe 34 into the processing space 30.

所定のタイミングで、二次燃焼装置36の二次燃焼バーナ40を点火し、処理空間30から二次燃焼装置36に導入されたガスを加熱し、処理空間30から導入されたガスに含まれる(同伴される)物質、例えばブロック体28から気化してきた揮発成分等を燃焼させる。   At a predetermined timing, the secondary combustion burner 40 of the secondary combustion device 36 is ignited, the gas introduced from the processing space 30 into the secondary combustion device 36 is heated, and is contained in the gas introduced from the processing space 30 ( Combusted substances (for example, volatile components evaporated from the block body 28).

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. is there.

1 熱処理炉
4 炉本体
14 覆い
16 サンドシール
20 熱処理炉
24 炉本体
26 覆い部
32 バーナ
36 二次燃焼装置
42 二次燃焼バーナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat treatment furnace 4 Furnace main body 14 Cover 16 Sand seal 20 Heat treatment furnace 24 Furnace main body 26 Cover part 32 Burner 36 Secondary combustion apparatus 42 Secondary combustion burner

Claims (5)

熱処理によって処理物品から揮発成分を除去する熱処理炉であって、
内部空間を有する炉本体と、
前記炉本体の内部空間内に配置され、前記処理物品が配置され前記内部空間から隔離された処理空間を形成する覆い部と、
前記炉本体と覆い部との間の空間を加熱するバーナ手段と、
前記処理空間と流体連通された二次燃焼装置と、を備えている、
ことを特徴とする熱処理炉。
A heat treatment furnace for removing volatile components from the treated article by heat treatment,
A furnace body having an internal space;
A cover that is disposed within the interior space of the furnace body and forms a treatment space where the treatment article is disposed and isolated from the interior space;
Burner means for heating the space between the furnace body and the cover;
A secondary combustion device in fluid communication with the processing space,
A heat treatment furnace characterized by that.
前記処理空間に気体を導入する気体導入手段を更に備えている、
請求項1に記載の熱処理炉。
Gas introduction means for introducing gas into the processing space;
The heat treatment furnace according to claim 1.
前記気体導入手段が加熱気体を前記処理空間に導入する、
請求項2に記載の熱処理炉。
The gas introduction means introduces heated gas into the processing space;
The heat treatment furnace according to claim 2.
前記気体が不活性ガスである、
請求項2または3に記載の熱処理炉。
The gas is an inert gas;
The heat treatment furnace according to claim 2 or 3.
前記加熱手段が、前記内部空間の対角線上の対向位置に配置された2つのバーナを含む、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の熱処理炉。
The heating means includes two burners arranged at opposite positions on the diagonal of the internal space.
The heat treatment furnace according to any one of claims 1 to 4.
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