JP2017015370A - Lining structure of refractory of cylindrical furnace and refractory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円筒状窯炉の耐火物の内張り構造及び耐火物に関する。 The present invention relates to a refractory lining structure and a refractory for a cylindrical kiln.
鉄鋼製造をはじめとする各種の窯炉には耐火物が内張りされている。耐火物は、熱衝撃で割れる、自身の熱膨張に起因する応力すなわち熱応力によって割れる、脱落する、剥落する、浮上する、スラグや溶融金属に侵されて溶損するなど、様々な形態で損耗する。これらを抑制することで内張りを長寿命化でき、窯炉操業の安定化やコスト削減を図ることができる。 Refractories are lined in various kilns including steel manufacturing. Refractories wear in various forms, such as cracking due to thermal shock, cracking due to their own thermal expansion or thermal stress, dropping off, peeling off, floating, eroding by slag and molten metal. . By suppressing these, the life of the lining can be extended, and the furnace operation can be stabilized and the cost can be reduced.
耐火物の材質改善や内張り構造の改善により、耐火物の損耗は抑制されてきた。これらのうちで熱応力割れや脱落、浮上の抑制は内張り構造の工夫が奏功してきた。たとえば特許文献１には窯炉の底部の耐火物の浮上を抑制するための構造が記載されている。また特許文献２には浸漬管下端のれんがの脱落を抑制するための構造が記載されている。また特許文献３には六角形状のれんが積み構造が記載されている。
The wear of refractories has been suppressed by improving the materials of refractories and improving the lining structure. Among these, the lining structure has been successfully used to suppress thermal stress cracking, falling off, and levitation. For example,
熱応力による耐火物の破壊は、窯炉が大型化するに従って、特に円筒状の窯炉の側壁で大きな問題となってきた。窯炉の側壁をれんが積みで内張りするには、リング巻きが選択されるのが普通である。リング巻きとは円筒の軸に垂直な面を仮定して、そこにばち形の耐火物を円周状に配置し、これを軸方向に層状に積み重ねていく図１のようなライニング方法である。 The destruction of refractories due to thermal stress has become a serious problem, especially on the side walls of cylindrical furnaces as the furnaces become larger. In order to line the side walls of the kiln with bricks, ring winding is usually selected. The ring winding is a lining method as shown in FIG. 1, in which a plane refractory is arranged circumferentially on a surface perpendicular to the axis of the cylinder, and this is stacked in layers in the axial direction. is there.
リング巻きでは円筒の円周方向の熱応力の逃げ場がなく、熱応力破壊が起こりやすい。熱応力を緩和するためにモルタル目地を厚くすると目地損耗が起こりやすくなり、またれんがが緩みやすくなり、れんがの脱落が懸念される。 In ring winding, there is no escape place for the thermal stress in the circumferential direction of the cylinder, and thermal stress failure is likely to occur. If the mortar joints are thickened to relieve thermal stress, joint wear is likely to occur, and the bricks are likely to loosen, which may cause the bricks to fall off.
特許文献３に記載の六角形状の耐火物ブロックにおいては、円周方向に生じる熱応力の一部が斜めの目地により軸方向の応力に変換される。この作用により六角形状の耐火物で構成された内張りは熱応力による割れが発生し難いと考えられる。 In the hexagonal refractory block described in Patent Document 3, a part of the thermal stress generated in the circumferential direction is converted into an axial stress by an oblique joint. Due to this action, it is considered that the lining composed of hexagonal refractory does not easily crack due to thermal stress.
しかしながら、六角形状の耐火物で内張りするには、特に作業の上でかなりの困難がある。通常、内張り作業は窯炉の鉄皮に倣って耐火物を築造していく。しかし鉄皮はひずんで曲率が当初の設計通りになっていない場合がある。耐火物は当初の設計通りの曲率に合わせて製造するので、倣って耐火物を築造していくと、鉄皮と耐火物の曲率が合わなくなる。これを修正するために耐火物を切断加工して曲率を修正する必要がある。六角形状の耐火物は縦横斜めの方向で周囲の耐火物と接しており、一つの耐火物を切断加工して修正すると、周囲の耐火物も切断加工して修正せざるを得ず、調節に非常に多くの手間が掛かる。さらに、六角柱状のれんがを成形するのは容易ではない。このことから六角形状の耐火物を実際に使用して内張りを築造するのは現実的ではない。 However, lining with a hexagonal refractory is quite difficult, especially on the job. Normally, the lining work is to build a refractory material following the iron furnace skin. However, the iron skin may be distorted and the curvature may not be as designed. Since the refractory is manufactured according to the curvature as originally designed, if the refractory is built by copying it, the curvature of the iron shell and the refractory will not match. In order to correct this, it is necessary to cut the refractory and correct the curvature. The hexagonal refractory is in contact with the surrounding refractories in the vertical and horizontal directions. If one refractory is cut and corrected, the surrounding refractory must be cut and corrected for adjustment. It takes a lot of time and effort. In addition, it is not easy to form a hexagonal brick. For this reason, it is not realistic to actually use a hexagonal refractory to build a lining.
また、特許文献３に記載された耐火物の施工方法においては、六角形状の耐火物がリング巻きされて構成された結果、上下に配置された耐火物同士が相互に継ぎ合わされるため、耐火物に加わる周方向の応力が何らかの原因で局所的に変化した場合、その応力変化の影響が上下のリング巻き構造に伝わりやすく、内張構造が不安定になる可能性がある。 Moreover, in the construction method of the refractory described in Patent Document 3, since the hexagonal refractory is formed by ring-wrapping, the refractories arranged above and below are joined to each other. When the circumferential stress applied to the wire locally changes for some reason, the effect of the stress change is easily transmitted to the upper and lower ring winding structures, and the lining structure may become unstable.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、円筒状窯炉の内張り耐火物の熱応力を緩和することによって耐火物の破壊を抑制することが可能で、かつ築造も容易な耐火物の内張り構造を提供することを課題とする。
また、本発明は、円筒状窯炉における内張り耐火物に対する熱応力を緩和することが可能な耐火物を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to suppress the destruction of the refractory by relaxing the thermal stress of the lining refractory in the cylindrical kiln, and the refractory can be easily built. It is an object to provide a lining structure.
Moreover, this invention makes it a subject to provide the refractory which can relieve | moderate the thermal stress with respect to the lining refractory in a cylindrical kiln.
本発明者らは、上記問題について鋭意検討した結果、円周方向に生じる熱応力の一部を斜めの目地によって軸方向の応力に変換して逃がし、かつ、上下のリング巻き構造に円周方向の応力の影響が直接及ばない内張り構造に想到し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have converted a part of the thermal stress generated in the circumferential direction into an axial stress through an oblique joint, and released it into the upper and lower ring winding structures in the circumferential direction. The inventors have conceived a lining structure that is not directly affected by the stress of the present invention, and have completed the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
（１） 円筒状窯炉の耐火物の内張り構造であって、
前記内張り構造は、前記耐火物の稼働面が窒炉内側に向けられた状態で前記耐火物がリング巻きに並べられ、かつ縦円筒に積み上げられた構造とされ、
前記耐火物の前記稼働面の形状が、互いに平行な上下辺と、前記上下辺に対して傾斜した一方の側辺と、他方の側辺とで区画された四辺形状とされ、
リング巻きされた前記耐火物は、前記上下辺が同じ高さに揃えられ、かつ、傾斜した前記一方の側辺同士が相互に平行に隣り合うように配置されている円筒状窯炉の耐火物の内張り構造。
（２） 前記耐火物の前記稼働面の形状が台形とされ、前記上下辺のうちの長辺と前記一方の側辺とのなす角が３０°以上９０°未満である（１）に記載の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造。
（３） 前記耐火物の前記稼働面の形状が平行四辺形とされ、前記上下辺と前記一方及び他方の側辺とのなす鋭角が３０°以上９０°未満である（１）に記載の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造。
（４） 前記内張り構造内に、
前記稼働面の形状が台形とされ、前記上下辺のうちの長辺と前記一方の側辺とのなす角が３０°以上９０°未満である第１耐火物と、
前記稼働面の形状が平行四辺形とされた耐火物であって、前記平行四辺形をなす前記上下辺と前記一方及び他方の側辺とのなす鋭角が、前記第１耐火物の前記長辺と前記一方の側辺または他方の側辺とがなす２つの角のうちの一方に等しい角度である第２耐火物とが混在している（１）に記載の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造。
（５） 前記内張り構造内に、更に、
前記稼働面の形状が矩形とされた第３耐火物が混在している（４）に記載の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造。
（６） （１）、（２）または（４）の何れか一項に記載の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造に用いられる耐火物であり、
前記耐火物の稼働面の形状が、互いに平行な上下辺と、前記上下辺に対して傾斜した一方の側辺と、他方の側辺とで区画された台形状とされ、
前記上下辺のうちの長辺と、前記一方の側辺とのなす角が３０°以上９０°未満である耐火物。
（７） （１）、（３）または（４）の何れか一項に記載の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造に用いられる耐火物であり、
前記耐火物の稼働面の形状が、互いに平行な上下辺と、前記上下辺に対して傾斜した前記一方及び他方の側辺とで区画された平行四辺形状とされ、
前記上下辺と前記一方及び他方の側辺とのなす鋭角が３０°以上９０°未満である耐火物。
(1) Cylindrical kiln refractory lining structure,
The lining structure is a structure in which the refractory is arranged in a ring winding with the working surface of the refractory facing the inside of the nitrogen furnace, and stacked in a vertical cylinder,
The shape of the working surface of the refractory is a quadrilateral shape defined by upper and lower sides parallel to each other, one side inclined with respect to the upper and lower sides, and the other side,
The refractory wound in a ring is a cylindrical refractory refractory in which the upper and lower sides are aligned at the same height and the inclined one side is adjacent to each other in parallel. Lining structure.
(2) The shape of the working surface of the refractory is a trapezoid, and an angle formed between a long side of the upper and lower sides and the one side is 30 ° or more and less than 90 °. Cylindrical furnace refractory lining structure.
(3) The cylinder according to (1), wherein a shape of the working surface of the refractory is a parallelogram, and an acute angle formed by the upper and lower sides and the one side and the other side is 30 ° or more and less than 90 °. Lined structure of refractories in a furnace.
(4) In the lining structure,
A shape of the working surface is a trapezoid, and a first refractory having an angle between a long side of the upper and lower sides and the one side of 30 ° or more and less than 90 °;
The working surface is a refractory having a parallelogram shape, and an acute angle formed between the upper and lower sides forming the parallelogram and the one side and the other side is the long side of the first refractory. And the second refractory having an angle equal to one of two angles formed by the one side or the other side is mixed (1). Lining structure.
(5) In the lining structure,
The refractory lining structure of the cylindrical kiln furnace according to (4), wherein the third refractory having a rectangular shape of the working surface is mixed.
(6) A refractory used for the lining structure of a refractory for a cylindrical kiln according to any one of (1), (2) or (4),
The shape of the working surface of the refractory is a trapezoid defined by upper and lower sides parallel to each other, one side inclined with respect to the upper and lower sides, and the other side,
A refractory having an angle between a long side of the upper and lower sides and the one side of 30 ° or more and less than 90 °.
(7) It is a refractory used for the lining structure of the refractory of the cylindrical kiln as described in any one of (1), (3) or (4),
The shape of the working surface of the refractory is a parallelogram defined by upper and lower sides parallel to each other and the one and other sides inclined with respect to the upper and lower sides,
A refractory having an acute angle between the upper and lower sides and the one side and the other side of 30 ° or more and less than 90 °.
本発明の内張り構造により、円周方向に生じる熱応力を緩和して耐火物の割れを抑制し、耐火物の緩みを避けつつ、内張り構造を安定して維持することができる。 According to the lining structure of the present invention, the thermal stress generated in the circumferential direction can be relaxed to suppress cracking of the refractory, and the lining structure can be stably maintained while avoiding loosening of the refractory.
円筒状の窯炉の内張り構造として、従来最も多く適用されるのが、図１に示すリング巻き構造である。図１に示す内張構造１０１は、稼働面１０２ａが矩形とされたばち型の耐火物１０２が積み上げられて構成されている。耐火物１０２が熱膨張すると、生じた応力は円筒の軸方向（図１の上下方向）と円周方向に作用する。熱応力を緩和し、耐火物１０２の破壊を抑制するためには、耐火物１０２同士の間に膨張代を設置する必要がある。膨張代とは、耐火物の膨張を逃すための隙間などの余裕である。
As the lining structure of a cylindrical kiln, the ring winding structure shown in FIG. The
軸方向の熱応力を緩和するためには、横目地（図１の水平方向の目地）に膨張代を設置し、円周方向の熱応力を緩和するためには、縦目地（図１の鉛直方向の目地）に膨張代を設置する。膨張代としては、ボール紙等の消失性の材料、モルタルなどが用いられる。ボール紙などの消失性材料は、耐火物１０２を加熱した際に焼失して膨張代となる。モルタルは、荷重を受けた際に厚み方向に収縮するので、この収縮分が膨張代として作用する。
In order to relieve the thermal stress in the axial direction, an expansion margin is installed in the horizontal joint (horizontal joint in FIG. 1), and in order to relieve the thermal stress in the circumferential direction, the vertical joint (vertical joint in FIG. 1). Install expansion allowances at the joints in the direction). As the expansion allowance, a disappearing material such as cardboard, mortar or the like is used. When the
軸方向に生じる応力に対する膨張代は耐火物１０２の膨張量を元に算出して適正に配置すればよい。これに対して円周方向に生じる応力に対する膨張代の取り方には注意を要する。膨張代の取り方が少ないと耐火物が割れ、他方、多く取り過ぎると、炉体を傾動させた際にライニングに緩みが生じ、耐火物が飛び出す場合がある。 The expansion allowance for the stress generated in the axial direction may be calculated based on the expansion amount of the refractory 102 and appropriately arranged. On the other hand, care must be taken in taking the expansion allowance for the stress generated in the circumferential direction. If the expansion allowance is small, the refractory is cracked. On the other hand, if the expansion is excessive, the lining may loosen when the furnace body is tilted, and the refractory may jump out.
そこで、ライニングの緩みを抑制しつつ円周方向に生じる熱応力を緩和するには、円周方向の熱応力を軸方向に変換させることが有効である。 Therefore, in order to relieve the thermal stress generated in the circumferential direction while suppressing the loosening of the lining, it is effective to convert the thermal stress in the circumferential direction into the axial direction.
本発明は、耐火物同士の間に設ける目地に着目し、縦目地を横目地に対し３０°以上９０°未満に傾斜させることにより、円周方向に生じる熱応力の一部を軸方向に変換させる。すなわち円周方向に生じた熱応力は、斜めの目地のずれを引き起こし、円周方向の応力と軸方向の応力に分割される。このため円周方向の熱応力は小さくなり、熱応力による耐火物の破壊は起こり難い。縦目地と横目地との角度は、９０°より少しでも小さければ、少なからず軸方向へ熱応力を分割することが可能である。好ましくは、分割された円周方向の熱応力が耐火物の欠けや割れを生じさせない角度に、炉の使用条件に応じて設計する。発明者の検討では、８０°以下にすれば熱応力を十分に分散することができる。一方３０°未満では耐火物の形状が鋭角的となって割れや欠けが生じやすくなるため、３０°以上とする。なおより好ましくは４５〜７５°である。 This invention pays attention to the joint provided between refractories, and converts a part of the thermal stress generated in the circumferential direction into the axial direction by inclining the vertical joint to 30 ° or more and less than 90 ° with respect to the horizontal joint. Let That is, the thermal stress generated in the circumferential direction causes an oblique joint displacement, and is divided into a circumferential stress and an axial stress. For this reason, the thermal stress in the circumferential direction is reduced, and the refractory is not easily destroyed by the thermal stress. If the angle between the vertical joint and the horizontal joint is slightly smaller than 90 °, it is possible to divide the thermal stress in the axial direction. Preferably, the design is made at an angle at which the divided circumferential thermal stress does not cause chipping or cracking of the refractory, depending on the use conditions of the furnace. According to the inventor's study, thermal stress can be sufficiently dispersed if the angle is 80 ° or less. On the other hand, if it is less than 30 °, the shape of the refractory becomes acute and cracks and chips are likely to occur. More preferably, it is 45 to 75 °.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図２には、本実施形態の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造の一例を部分斜視図で示す。
図２に示す内張り構造１は、図示略の円筒状の鉄皮の内側に備えられてなるものであり、耐火物２の稼働面２ａが窒炉内側に向けられた状態で、耐火物２がリング巻きに並べられ、かつ縦円筒に積み上げられた構造とされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a partial perspective view showing an example of the refractory lining structure of the cylindrical kiln of the present embodiment.
The
内張り構造１を構成する耐火物２は、図３に示すように、稼働面２ａの形状が四辺形状とされたばち型の耐火物である。稼働面２ａは、互いに平行な上辺２ｂ及び下辺２ｃと、上辺２ｂ及び下辺２ｃに対して傾斜した一方の側辺２ｄと、他方の側辺２ｅとで区画された四辺形状である。図３に示す四辺形状は台形とされている。図３に示す例では、下辺２ｃが長辺とされており、長辺と一方の側辺２ｄとのなす角αの取り得る範囲は３０°以上９０°未満とされている。図３に示す稼働面２ａは等脚台形状とされており、下辺２ｃである長辺と他方の側辺２ｅとのなす角βも取り得る範囲が３０°以上９０°未満とされており、この２つの角度α、βは同一とされている。角度α及びβの一例として７０°を例示できる。
As shown in FIG. 3, the refractory 2 constituting the
図３に示す耐火物２を用いて内張り構造１を築造する場合は、耐火物２の稼働面２ａを窒炉内部に向けた状態で、耐火物２をリング状に並べる。このとき、隣り合う耐火物２は、上辺２ｂ及び下辺２ｃの向きが交互に逆になるように配置する。これにより、各耐火物２の側辺２ｄ、２e同士が、互いに平行になるように隣り合う。これら側辺２ｄ、２ｅ同士の間には縦目地が形成されるが、この縦目地は、横目地に対して３０°以上９０°未満に傾斜されたものとなる。１層目のリング巻きの築造が完了したら、１層目と同様にして、１層目の上に２層目のリング巻き構造を築造する。１層目のリング巻き構造をなす耐火物２と２層目のリング巻き構造をなす耐火物２との間には、水平に伸びる横目地が形成される。また、１層目の縦目地と２層目の縦目地は、相互に連続しないように周方向にずらすことが望ましい。このようにしてリング巻き構造を順次積み重ねることで、縦円筒の内張り構造１が形成される。
When the
以上のようにして同一形状の稼働面２ａを有する耐火物２を用いて内張り構造１を築造することで、リング巻きされた耐火物２の上辺及び下辺が同じ高さに揃えられ、かつ、傾斜した一方の側辺２ｄ同士が相互に平行に隣り合うように配置される。また、一方の側辺２ｄ同士の間に形成される縦目地は横目地に対して傾斜した目地となり、傾斜角度は３０°以上９０°未満の範囲となる。図３の耐火物２を用いた場合は横目地に対する縦目地の傾斜角度が７０°になる。
By constructing the
リング巻きの築造時の曲率の調整は、稼働面２ａをなす互いに平行な上辺２ｂ及び下辺２ｃに対して垂直に切断する加工を耐火物に施し、この切断した耐火物を調整に用いることで、曲率の調整を容易に行うことができる。また、築造時に隣り合う耐火物２同士の間には、目地材としてのモルタルを挟んでもよく、挟まなくてもよい。
The adjustment of the curvature at the time of building the ring winding is performed by subjecting the refractory to cutting perpendicularly to the
以上説明したように、図２に示す内張り構造１によれば、耐火物２の上辺２ｂ及び下辺２ｃが同じ高さに揃えられ、かつ、傾斜した一方の側辺２ｄ同士が相互に平行に隣り合うように配置されることで、側辺２ｄ同士の間に形成される縦目地が横目地に対して傾斜した目地になる。これにより、耐火物２が熱膨張して円筒の円周方向に熱応力が作用したとしても、円周方向に生じた熱応力の一部を傾斜した目地によって軸方向に変換させることができ、円周方向の熱応力が小さくなり、熱応力による耐火物２の破壊を防止できる。
As described above, according to the
また、耐火物２の上辺２ｂ及び下辺２ｃが同じ高さに揃えられることで、リング巻きされた上下の耐火物２同士が相互に継ぎ合わされることがない。これにより、耐火物２に加わる周方向の応力が何らかの原因で局所的に変化した場合であっても、その応力変化の影響が上下のリング巻き構造にまで伝わる可能性が少なく、内張構造を安定に維持できる。
Moreover, the
更に、耐火物２間の縦目地の位置が、軸方向に沿って上下に連続しないように、周方向にずらされているので、傾斜した縦目地によって変換された軸方向の応力は、縦目地の上下に配置された耐火物が受けるようになり、内張構造を安定化させることができる。
Further, since the position of the vertical joint between the
次に、本実施形態の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造の変形例を説明する。
図４には、本発明に適用可能な耐火物の例を示す。
Next, a modified example of the refractory lining structure of the cylindrical kiln of the present embodiment will be described.
FIG. 4 shows an example of a refractory applicable to the present invention.
図４（ａ）に示す耐火物２は、稼働面の形状が等脚台形状であり、図３に示した耐火物２と同じである。 The refractory 2 shown in FIG. 4A has an isosceles trapezoidal shape on the operating surface, and is the same as the refractory 2 shown in FIG.
図４（ｂ）に示す耐火物１２は、稼働面１２ａの形状が不等脚台形状とされたばち型の耐火物である。稼働面１２ａは、互いに平行な上辺１２ｂ及び下辺１２ｃと、上辺１２ｂ及び下辺１２ｃに対して傾斜した一方の側辺１２ｄと、他方の側辺１２ｅとで区画されている。下辺１２ｃが長辺とされており、下辺１２ｃ（長辺）と一方の側辺１２ｄとのなす角αが３０°以上９０°未満とされている。一方、下辺１２ｃ（長辺）と他方の側辺１２ｅとのなす角βは９０°未満とされている。これら２つの角度α、βは異なる角度とされている。
The refractory 12 shown in FIG. 4B is a flake-type refractory in which the shape of the working
図４（ｃ）に示す耐火物２２は、稼働面２２ａの形状が不等脚台形状であって、片方の側辺が垂直とされたばち型の耐火物である。稼働面２２ａは、互いに平行な上辺２２ｂ及び下辺２２ｃと、上辺２２ｂ及び下辺２２ｃに対して傾斜した一方の側辺２２ｄと、上辺２２ｂ及び下辺２２ｃに対して垂直な他方の側辺２２ｅとで区画されている。下辺２２ｃ（長辺）と一方の側辺２２ｄとのなす角αは３０°以上９０°未満とされている。
The refractory 22 shown in FIG. 4C is a flake-type refractory in which the shape of the
図４（ｄ）に示す耐火物３２は、稼働面３２ａの形状が等脚台形状であって、下辺３２ｃ（長辺）の長さよりも高さが大きい縦長台形とされたばち型の耐火物である。稼働面３２ａは、互いに平行な上辺３２ｂ及び下辺３２ｃと、上辺３２ｂ及び下辺３２ｃに対してそれぞれ傾斜した一方及び他方の側辺３２ｄ、３２ｅとで区画されている。下辺３２ｃ（長辺）と各側辺３２ｄ、３２ｅとのなす角α、βは３０°以上９０°未満の範囲とされ、角度α及びβは同じ角度とされている。
The refractory 32 shown in FIG. 4 (d) is a torch-shaped refractory in which the working
図４（ｅ）に示す耐火物４２は、稼働面４２ａの形状が平行四辺形状とされたばち型の耐火物である。稼働面４２ａは、互いに平行な上辺４２ｂ及び下辺４２ｃと、上辺４２ｂ及び下辺４２ｃに対して傾斜し、かつ相互に平行な一方及び他方の側辺４２ｄ、４２ｅとで区画されている。下辺４２ｃと一方の側辺４２ｄとのなす角γが狭角とされ、γが３０°以上９０°未満の範囲とされている。角度γの限定理由は、図３に示した耐火物の角度αと同様である。
The refractory 42 shown in FIG. 4 (e) is a flake-type refractory whose working
図４（ｆ）に示す耐火物５２は、稼働面５２ａの形状が不等脚台形状であって、片方の側辺の傾斜角度が９０°を超えたばち型の耐火物である。稼働面５２ａは、互いに平行な上辺５２ｂ及び下辺５２ｃと、上辺５２ｂ及び下辺５２ｃに対して傾斜した一方の側辺５２ｄと、他方の側辺５２ｅとで区画されている。下辺５２ｃ（長辺）と一方の側辺５２ｄとのなす角αが３０°以上９０°未満とされている。一方、下辺５２ｃ（長辺）と他方の側辺５２ｅとのなす角βは９０°超とされている。
The refractory 52 shown in FIG. 4 (f) is a flake-type refractory in which the shape of the working
本発明の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造は、上述した耐火物２〜５２のいずれかを単独で用いることができ、また、いずれかの耐火物２〜５２の２種以上を組み合わせて用いることができる。以下、図４に示した耐火物２〜５２を用いた内張り構造の例について図５〜７を参照して説明する。
The lining of the refractory for the cylindrical kiln of the present invention can use any one of the
図５（ａ）〜（ｃ）に示す内張り構造６１〜６３は、図４（ａ）の等脚台形状の耐火物２を用いた例である。
図５（ａ）に示す内張り構造６１は、長辺が下向きになるように配置された台形状の耐火物２ｆが左下から中央上に斜めに並んだ構造である。
また、図５（ｂ）に示す内張り構造６２は、長辺が下向きになるように配置された台形状の耐火物２ｆが中央下から左上に斜めに並んだ構造である。
更に、図５（ｃ）に示す内張り構造６３は、長辺が下向きになるように配置された台形状の耐火物２ｆが中央下から中央上に向けてジグザグに並んだ構造である。
The lining
The
Further, the
Further, the
次に、図５（ｄ）〜（ｆ）に示す内張り構造６４〜６６は、図４（ｃ）に示した片脚辺が垂直な台形状の耐火物２２を用いた例である。
図５（ｄ）に示す内張り構造６４は、各耐火物２２の一方の側辺２２ｄが相互に付き合わされた結果、斜めの縦目地８０がすべて右下がりに傾斜した構造である。
また、図５（ｅ）に示す内張り構造６５は、各耐火物２２の一方の側辺２２ｄが相互に付き合わされた結果、斜めの縦目地８１が左下がりに傾斜したリング巻きと、斜めの縦目地８２が右下がりに傾斜したリング巻きとが交互に積層された構造である。
更に、図５（ｆ）に示す内張り構造６６は、各リング巻きに、右下がりの縦目地８３と左下がりの縦目地８４とが混在する構造である。
Next, the lining
The
Further, the
Further, the
図５（ｇ）に示す内張り構造６９は、図４（ａ）の等脚台形状の耐火物２と、図４（ｃ）の片脚辺が垂直な台形状の耐火物２２とを組み合わせた例である。この内張り構造６９は、等脚台形状の耐火物２で構成されたリング巻きと、片脚辺が垂直な台形状の耐火物２２で構成されたリング巻きとが交互に積層されている。
The
この例の耐火物２及び耐火物２２について、各側辺２ｄ、２２ｄの傾斜角度αは、同じ角度であってもよく、異なる角度であってもよい。本例の場合、耐火物２及び耐火物２２は、１つのリング巻きに同時に使用しないため、角度αが異なる角度であってもよい。 Regarding the refractory 2 and the refractory 22 in this example, the inclination angle α of each of the side edges 2d and 22d may be the same angle or different angles. In the case of this example, since the refractory 2 and the refractory 22 are not used simultaneously for one ring winding, the angle α may be different.
次に、図６（ａ）〜（ｂ）に示す内張り構造６７、６８は、図４（ｅ）に示した平行四辺形の耐火物４２を用いた例である。
図６（ａ）に示す内張り構造６７は、各耐火物４２の側辺４２ｄ、４２ｅが相互に付き合わされた結果、すべての斜めの縦目地８５が左下がりに傾斜した構造である。
また、図６（ｂ）に示す内張り構造６８は、斜めの縦目地８６が左下がりに傾斜したリング巻きと、斜めの縦目地が右下がりに傾斜したリング巻きとが交互に積層された構造である。
Next, the lining
The
Moreover, the
次に、図７（ａ）〜（ｃ）に示す内張り構造７０、７１、７２は、図４（ａ）の台形状の耐火物２（第１耐火物）と、図４（ｃ）の片側の側辺が垂直な台形状の耐火物２２（第１耐火物）と、図４（ｅ）の平行四辺形状の耐火物４２（第２耐火物）とを適宜組み合わせた例である。
Next, the lining
図７（ａ）に示す内張り構造７０は、台形状の耐火物２からなるリング巻きと、平行四辺形状の耐火物４２からなるリング巻きとが交互に積層された構造である。
また、図７（ｂ）に示す内張り構造７１は、片側の側辺が垂直な台形状の耐火物２２からなるリング巻きと、平行四辺形状の耐火物４２からなるリング巻きとが交互に積層された構造である。
The
In the lining structure 71 shown in FIG. 7B, ring winding made of a trapezoidal refractory 22 whose one side is vertical and ring winding made of a parallelogram refractory 42 are alternately laminated. Structure.
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す例の耐火物２、２２及び４２については、各側辺２ｄ、２２ｄ、４２ｄの傾斜角度αはそれぞれ、同じ角度であってもよく、異なる角度であってもよい。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す例の場合、耐火物２、２２及び４２は、１つのリング巻きに同時に使用されないため、角度αが異なる角度であってもよい。
For the
図７（ｃ）に示す内張り構造７２は、耐火物２、２２、４２を全て組み合わせた例であり、台形状の耐火物２と平行四辺形状の耐火物４２とを交互に並べてなるリング巻きと、片側の側辺が垂直な台形状の耐火物２２からなるリング巻きとが交互に積層された構造である。
The
次に、図７（ｄ）に示す内張り構造７３は、台形状の耐火物２（第１耐火物）、片側の側辺が垂直な台形状の耐火物２２（第１耐火物）、平行四辺形状の耐火物４２（第２耐火物）及び矩形の耐火物８２（第３耐火物）を組み合わせた例である。
Next, the
図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示す例の耐火物２、２２及び４２については、耐火物２、２２の側辺２ｄ、２２ｄの傾斜角度αまたはβと、耐火物４２の側辺４２ｄの鋭角の角度γは、同じ角度にすることが望ましい。本例の場合は、耐火物２、２２及び４２が、１つのリング巻きを築造する際に同時に使用されるため、耐火物同士の間に隙間を設けないために、角度αまたはβと角度γとは同じ角度とすることが好ましい。
For the
図５〜７に示した内張り構造はいずれも、図２に示した内張り構造と同等の効果を有する。すなわち、図５〜７に示した内張り構造６１〜７３は、耐火物の上辺及び下辺が同じ高さに揃えられ、かつ、傾斜した一方の側辺同士が相互に平行に隣り合うように配置されるので、側辺同士の間に形成される縦目地が横目地に対して傾斜した目地になり、耐火物が熱膨張して円筒の円周方向に熱応力が作用したとしても、円周方向に生じた熱応力の一部を傾斜した目地によって軸方向に変換させることができ、円周方向の熱応力が小さくなり、熱応力による耐火物の破壊を防止できる。
Any of the lining structures shown in FIGS. 5 to 7 has the same effect as the lining structure shown in FIG. That is, the lining
本発明は、図５〜図７に示した内張り構造に限られず、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、様々な耐火物の組み合わせからなる内張り構造を採用できる。 The present invention is not limited to the lining structure shown in FIGS. 5 to 7, and a lining structure composed of various refractory combinations can be employed without departing from the scope of the present invention.
実施例として、円筒状の鉄皮に、図２に示す内張り構造をＭｇＯ−Ｃれんがからなる耐火物を用いて築造し、内部を加熱して耐火物の損傷状況を調査した。 As an example, a lining structure shown in FIG. 2 was constructed on a cylindrical iron skin using a refractory made of MgO-C brick, and the inside was heated to investigate the damage state of the refractory.
鉄皮は内径２０００ｍｍ、高さ１０５０ｍの縦型円筒状とし、厚みは１２ｍｍとした。耐火物として炭素含有量１０質量％のＭｇＯ−Ｃれんがを使用し、図２に示す内張り構造を築造した。リング巻き一段あたりの高さは７５ｍｍとした。耐火物の厚みすなわち耐火物の稼働面から鉄皮接触面までの長さは３００ｍｍとした。リング巻きにおける円周方向の耐火物分割数は４０とした。本実施例では、耐火物の稼働面及び稼働面に平行な断面の形状を等脚台形とし、長辺（下辺）と側辺との成す角が６０°のものを用いた。目地にはモルタルは使用せずに耐火物のみを築造した。 The iron skin was a vertical cylindrical shape with an inner diameter of 2000 mm and a height of 1050 m, and the thickness was 12 mm. The lining structure shown in FIG. 2 was constructed using MgO—C brick with a carbon content of 10% by mass as the refractory. The height per ring winding was 75 mm. The thickness of the refractory, that is, the length from the working surface of the refractory to the iron skin contact surface was 300 mm. The number of refractory divisions in the circumferential direction in the ring winding was 40. In this example, the working surface of the refractory and the shape of the cross section parallel to the working surface were made to be isosceles trapezoids, and the angle between the long side (lower side) and the side was 60 °. Only refractory was built on the joints without using mortar.
築造後、ガスバーナーを用いて内張り内面を１４００℃まで約４℃／分で昇温し、１時間保持し、その後、約４℃／分で常温まで冷却した。 After the construction, the inner surface of the lining was heated to 1400 ° C. at about 4 ° C./min using a gas burner, held for 1 hour, and then cooled to room temperature at about 4 ° C./min.
冷却後に内張り構造を解体し、耐火物の状況を調査した。実施例に用いた耐火物は、全数の２５％程度の耐火物に角欠けが生じていたにすぎず、本発明の効果が発揮された。 After cooling, the lining structure was dismantled and the situation of refractories was investigated. As for the refractory used in the examples, only about 25% of the total number of refractories had chipped corners, and the effects of the present invention were exhibited.
一方、比較例としては、図１に示す内張り構造を様式でＭｇＯ−Ｃれんがからなる耐火物を用いて築造し、内部を加熱して耐火物の損傷状況を調査した。 On the other hand, as a comparative example, the lining structure shown in FIG. 1 was constructed using a refractory made of MgO-C brick in a manner, and the inside was heated to investigate the damage state of the refractory.
鉄皮は内径２０００ｍｍ、高さ１０５０ｍの縦型円筒状とし厚みは１２ｍｍとした。耐火物として炭素含有量１０質量％のＭｇＯ−Ｃれんがを使用し、図１に示す内張り構造を築造した。れんがの稼働面及び稼働面に平行な断面形状は矩形とし、リング巻きにおける一段あたりの高さは７５ｍｍとし、円周方向のれんが分割数は４０とした。耐火物の厚みすなわち稼働面から鉄皮接触面までの長さは３００ｍｍとした。目地にはモルタルは使用せずに耐火物を築造した。 The iron skin was a vertical cylindrical shape with an inner diameter of 2000 mm and a height of 1050 m, and the thickness was 12 mm. An lining structure shown in FIG. 1 was constructed using MgO—C brick having a carbon content of 10 mass% as a refractory. The working surface of the brick and the cross-sectional shape parallel to the working surface were rectangular, the height per step in the ring winding was 75 mm, and the number of bricks in the circumferential direction was 40. The thickness of the refractory, that is, the length from the working surface to the iron skin contact surface was 300 mm. A refractory was constructed at the joint without using mortar.
ガスバーナーを用いて内張り内面を１４００℃まで約４℃／分で昇温し１時間保持し、約４℃／分で常温まで冷却した。 Using a gas burner, the inner surface of the lining was heated to 1400 ° C. at about 4 ° C./min, held for 1 hour, and cooled to room temperature at about 4 ° C./min.
冷却後に内張りを解体し、れんがの状況を調査した。図１の従来法で築造された比較例の耐火物には、ほぼ全数に内面に平行な亀裂あるいは角欠けが生じていた。 After cooling, the lining was dismantled and the situation of brick was investigated. In the refractories of the comparative example constructed by the conventional method of FIG. 1, almost all of the refractories had cracks or corner chips parallel to the inner surface.
１、６１〜７３…耐火物の内張り構造、２、１２、２２、３２、５２…台形状の耐火物、４２…平行四辺形状の耐火物、２ａ、１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ…稼働面、２ｂ、１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、５２ｂ…上辺、２ｃ、１２ｃ、２２ｃ、３２ｃ、５２ｃ…下辺、２ｄ、１２ｄ、２２ｄ、３２ｄ、５２ｄ…一方の側辺、２ｅ、１２ｅ、２２ｅ、３２ｅ、５２ｅ…他方の側辺。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記内張り構造は、前記耐火物の稼働面が窒炉内側に向けられた状態で前記耐火物がリング巻きに並べられ、かつ縦円筒に積み上げられた構造とされ、
前記耐火物の前記稼働面の形状が、互いに平行な上下辺と、前記上下辺に対して傾斜した一方の側辺と、他方の側辺とで区画された四辺形状とされ、
リング巻きされた前記耐火物は、前記上下辺が同じ高さに揃えられ、かつ、傾斜した前記一方の側辺同士が相互に平行に隣り合うように配置されている円筒状窯炉の耐火物の内張り構造。 A refractory lining structure for a cylindrical kiln,
The lining structure is a structure in which the refractory is arranged in a ring winding with the working surface of the refractory facing the inside of the nitrogen furnace, and stacked in a vertical cylinder,
The shape of the working surface of the refractory is a quadrilateral shape defined by upper and lower sides parallel to each other, one side inclined with respect to the upper and lower sides, and the other side,
The refractory wound in a ring is a cylindrical refractory refractory in which the upper and lower sides are aligned at the same height and the inclined one side is adjacent to each other in parallel. Lining structure.
前記稼働面の形状が台形とされ、前記上下辺のうちの長辺と前記一方の側辺とのなす角が３０°以上９０°未満である第１耐火物と、
前記稼働面の形状が平行四辺形とされた耐火物であって、前記平行四辺形をなす前記上下辺と前記一方及び他方の側辺とのなす鋭角が、前記第１耐火物の前記長辺と前記一方の側辺または他方の側辺とがなす２つの角のうちの一方に等しい角度である第２耐火物とが混在している請求項１に記載の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造。 In the lining structure,
A shape of the working surface is a trapezoid, and a first refractory having an angle between a long side of the upper and lower sides and the one side of 30 ° or more and less than 90 °;
The working surface is a refractory having a parallelogram shape, and an acute angle formed between the upper and lower sides forming the parallelogram and the one side and the other side is the long side of the first refractory. 2 and the second refractory having an angle equal to one of two angles formed by the one side or the other side is mixed. Lining structure.
前記稼働面の形状が矩形とされた第３耐火物が混在している請求項４に記載の円筒状窯炉の耐火物の内張り構造。 In the lining structure,
The refractory lining structure for a cylindrical kiln according to claim 4, wherein a third refractory having a rectangular shape on the working surface is mixed.
前記耐火物の稼働面の形状が、互いに平行な上下辺と、前記上下辺に対して傾斜した一方の側辺と、他方の側辺とで区画された台形状とされ、
前記上下辺のうちの長辺と、前記一方の側辺とのなす角が３０°以上９０°未満である耐火物。 It is a refractory used for the refractory lining structure of the cylindrical kiln according to any one of claims 1, 2, or 4.
The shape of the working surface of the refractory is a trapezoid defined by upper and lower sides parallel to each other, one side inclined with respect to the upper and lower sides, and the other side,
A refractory having an angle between a long side of the upper and lower sides and the one side of 30 ° or more and less than 90 °.
前記耐火物の稼働面の形状が、互いに平行な上下辺と、前記上下辺に対して傾斜した前記一方及び他方の側辺とで区画された平行四辺形状とされ、
前記上下辺と前記一方及び他方の側辺とのなす鋭角が３０°以上９０°未満である耐火物。 It is a refractory used for the refractory lining structure of the cylindrical kiln according to any one of claims 1, 3 and 4.
The shape of the working surface of the refractory is a parallelogram defined by upper and lower sides parallel to each other and the one and other sides inclined with respect to the upper and lower sides,
A refractory having an acute angle between the upper and lower sides and the one side and the other side of 30 ° or more and less than 90 °.
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2015
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