熱風炉の応力腐食割れ防止方法
【課題】熱風炉の応力腐食割れを確実に防止する。
【解決手段】鉄皮１１の内側を、フェライト系のステンレス１２で覆う（内張り）。すなわち、鉄皮１１とキャスタブル１３との間に、ステンレス１３を介装している。これを、燃焼室２、蓄熱室３、熱風本管５の全てに実施する。施工方法は、ステンレス１２に所定間隔で複数の穴１２ａを設け、このステンレス１２を鉄皮１１に重ねた状態で、各穴１２ａを塞ぐようにしてプラグ溶接を行う。
【解決手段】鉄皮１１の内側を、フェライト系のステンレス１２で覆う（内張り）。すなわち、鉄皮１１とキャスタブル１３との間に、ステンレス１３を介装している。これを、燃焼室２、蓄熱室３、熱風本管５の全てに実施する。施工方法は、ステンレス１２に所定間隔で複数の穴１２ａを設け、このステンレス１２を鉄皮１１に重ねた状態で、各穴１２ａを塞ぐようにしてプラグ溶接を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱風炉の応力腐食割れ防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱風炉は、燃料ガスを燃焼させて得られる熱を蓄熱室に蓄えてから、蓄熱室に通風し熱交換された熱風を高炉へと供給する設備である。ところで、燃焼の際に発生するＮＯXが鉄皮内周面の結露と反応すると硝酸が生成されるので、特に残留応力の高い鉄皮の溶接部では、応力腐食割れ（ＳＣＣ：Stress Corrosion Cracking）が発生していた。なお、こうした鉄皮の応力腐食割れは、高炉へと熱風を供給する熱風本管でも発生する。
【０００３】
そこで、応力腐食割れが発生した部位に、通常のシール溶接を施してから補修用鋼材を溶接固定し、シール溶接部と補修用鋼材との間に、耐食性金属層と耐酸性塗膜層とを形成し、応力腐食割れの再発を防ぐものがあった（特許文献１参照）。
また、０.００１％Ｃ程度の極低炭素鋼や、７８０℃／１ｈｒ程度の中間熱処理鋼であれば、応力腐食割れに対して抵抗性があるので（非特許文献１参照）、これらを鉄皮に使用することも考えられていた。
【特許文献１】特開２００３−３３６０７３号公報
【非特許文献１】小若正倫著、「金属の腐食損傷と防食技術」、新版、１９９５年９月、アグネ承風社、ｐ.１５４−１５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来技術は、応力腐食割れが発生した後の補修技術に過ぎず、その防止を図るものではない。また、非特許文献１に記載されているように、極低炭素鋼や中間熱処理鋼を使用すれば、応力腐食割れに対する抵抗性はあるが、やはり完全な防止策とは言えない。
本発明の課題は、熱風炉の応力腐食割れを確実に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る熱風炉の応力腐食割れ防止方法は、熱風炉における鉄皮の内側を、フェライト系のステンレスで覆うことを特徴とする。
本発明の請求項２に係る熱風炉の応力腐食割れ防止方法は、前記鉄皮に対して前記ステンレスをプラグ溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
ＮＯX、塩素、ＳＯX等に対して、オーステナイト系やマンテンサイト系のステンレスでは応力腐食割れが発生するが、フェライト系のステンレスでは応力腐食割れが発生しない。
本発明によれば、鉄皮の内側をフェライト系ステンレスで覆うことで、鉄皮をＮＯXから確実に遮断できるので、鉄皮の応力腐食割れを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、熱風炉の概略構成である。熱風炉１は、燃焼を行う燃焼室２と、蓄熱を行う蓄熱室３とを備えており、これらは何れも竪型の円筒体で構成され、ドーム状の上部同士を連通させた構造になっている。燃焼室２の下部には、バーナ４が形成されており、供給される燃料ガス及び空気によって燃焼室２で燃焼を行う。また、燃焼室２は、高炉へと繋がる熱風本管５に連通されており、燃焼室２と熱風本管５との間には、熱風弁６を設けている。一方、蓄熱室３には、チェッカー煉瓦７が格子状に積層されており、その下側には、煙道に通ずる排気弁８が接続されている。また、チェッカー煉瓦７の下側には、送風機９から送風が供給される。
【０００８】
この熱風炉１では、燃焼蓄熱工程と熱風供給工程とが交互に実施される。先ず、燃焼蓄熱工程では、熱風弁６を閉じ、且つ排気弁８を開いた状態で、バーナ４で燃焼を行う。このとき、燃焼ガスが燃焼室２から蓄熱室３へと送られ、チェッカー煉瓦７が加熱されることで蓄熱され、また排気弁８を介して排気される。一方、熱風供給工程では、バーナ４による燃焼を停止し、熱風弁６を開き、且つ排気弁８を閉じた状態で、送風機９から送風を供給する。このとき、チェッカー煉瓦７で熱交換された熱風が蓄熱室３から燃焼室２へ送られ、熱風弁６を介して熱風本管５へと供給される。
【０００９】
図２は、熱風炉１の外壁断面であり、鉄皮１１の内側を、フェライト系のステンレス１２で覆っている（内張り）。すなわち、鉄皮１１とキャスタブル１３との間に、ステンレス１３を介装している。これを、燃焼室２、蓄熱室３、熱風本管５の全てに実施する。
図３は、施工例である。先ず、ステンレス１２に所定間隔で複数の穴１２ａを設け、このステンレス１２を鉄皮１１に重ねた状態で、各穴１２ａを密封するようにプラグ溶接を行うことにより固定している。
【００１０】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
ＮＯX、塩素、ＳＯX等に対して、オーステナイト系やマンテンサイト系のステンレスでは応力腐食割れが発生するが、フェライト系のステンレスでは応力腐食割れが発生しない。そこで、本実施形態では、鉄皮１１の内側をフェライト系のステンレス１２で覆っている。これにより、鉄皮１１をＮＯXから確実に遮断できるので、鉄皮１１の応力腐食割れを確実に防止することができる。従来は約５年で応力腐食割れが発生していたが、フェライト系ステンレス１２で内張りすることで、１０年以上は応力腐食割れの発生を防止できると考えられる。
【００１１】
ちなみに、炭素鋼の代わりに鉄皮１１自体をフェライト系のステンレスにすると、コストが増大し、しかも脆化現象によって十分な強度を維持できないため、好ましい対策ではない。本実施形態では、鉄皮１１の内側に、例えば５ｍｍ程度のフェライト系のステンレス１２を内張りすることで、コストの増大を抑制しつつ、十分な強度を維持することができる。
【００１２】
また、鉄皮１１に対してステンレス１２をプラグ溶接しているので、ステンレス１２を全面に渡って堅固に内張りすることができ、しかも鉄皮１１をＮＯXから確実に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】熱風炉の概略構成である。
【図２】熱風炉の外壁断面である。
【図３】施工例である。
【符号の説明】
【００１４】
１ 熱風炉
２ 燃焼室
３ 蓄熱室
４ バーナ
５ 熱風本管
６ 熱風弁
７ チェッカー煉瓦
８ 排気弁
９ 送風機
１１ 鉄皮
１２ ステンレス
１３ キャスタブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱風炉の応力腐食割れ防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱風炉は、燃料ガスを燃焼させて得られる熱を蓄熱室に蓄えてから、蓄熱室に通風し熱交換された熱風を高炉へと供給する設備である。ところで、燃焼の際に発生するＮＯXが鉄皮内周面の結露と反応すると硝酸が生成されるので、特に残留応力の高い鉄皮の溶接部では、応力腐食割れ（ＳＣＣ：Stress Corrosion Cracking）が発生していた。なお、こうした鉄皮の応力腐食割れは、高炉へと熱風を供給する熱風本管でも発生する。
【０００３】
そこで、応力腐食割れが発生した部位に、通常のシール溶接を施してから補修用鋼材を溶接固定し、シール溶接部と補修用鋼材との間に、耐食性金属層と耐酸性塗膜層とを形成し、応力腐食割れの再発を防ぐものがあった（特許文献１参照）。
また、０.００１％Ｃ程度の極低炭素鋼や、７８０℃／１ｈｒ程度の中間熱処理鋼であれば、応力腐食割れに対して抵抗性があるので（非特許文献１参照）、これらを鉄皮に使用することも考えられていた。
【特許文献１】特開２００３−３３６０７３号公報
【非特許文献１】小若正倫著、「金属の腐食損傷と防食技術」、新版、１９９５年９月、アグネ承風社、ｐ.１５４−１５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来技術は、応力腐食割れが発生した後の補修技術に過ぎず、その防止を図るものではない。また、非特許文献１に記載されているように、極低炭素鋼や中間熱処理鋼を使用すれば、応力腐食割れに対する抵抗性はあるが、やはり完全な防止策とは言えない。
本発明の課題は、熱風炉の応力腐食割れを確実に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る熱風炉の応力腐食割れ防止方法は、熱風炉における鉄皮の内側を、フェライト系のステンレスで覆うことを特徴とする。
本発明の請求項２に係る熱風炉の応力腐食割れ防止方法は、前記鉄皮に対して前記ステンレスをプラグ溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
ＮＯX、塩素、ＳＯX等に対して、オーステナイト系やマンテンサイト系のステンレスでは応力腐食割れが発生するが、フェライト系のステンレスでは応力腐食割れが発生しない。
本発明によれば、鉄皮の内側をフェライト系ステンレスで覆うことで、鉄皮をＮＯXから確実に遮断できるので、鉄皮の応力腐食割れを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、熱風炉の概略構成である。熱風炉１は、燃焼を行う燃焼室２と、蓄熱を行う蓄熱室３とを備えており、これらは何れも竪型の円筒体で構成され、ドーム状の上部同士を連通させた構造になっている。燃焼室２の下部には、バーナ４が形成されており、供給される燃料ガス及び空気によって燃焼室２で燃焼を行う。また、燃焼室２は、高炉へと繋がる熱風本管５に連通されており、燃焼室２と熱風本管５との間には、熱風弁６を設けている。一方、蓄熱室３には、チェッカー煉瓦７が格子状に積層されており、その下側には、煙道に通ずる排気弁８が接続されている。また、チェッカー煉瓦７の下側には、送風機９から送風が供給される。
【０００８】
この熱風炉１では、燃焼蓄熱工程と熱風供給工程とが交互に実施される。先ず、燃焼蓄熱工程では、熱風弁６を閉じ、且つ排気弁８を開いた状態で、バーナ４で燃焼を行う。このとき、燃焼ガスが燃焼室２から蓄熱室３へと送られ、チェッカー煉瓦７が加熱されることで蓄熱され、また排気弁８を介して排気される。一方、熱風供給工程では、バーナ４による燃焼を停止し、熱風弁６を開き、且つ排気弁８を閉じた状態で、送風機９から送風を供給する。このとき、チェッカー煉瓦７で熱交換された熱風が蓄熱室３から燃焼室２へ送られ、熱風弁６を介して熱風本管５へと供給される。
【０００９】
図２は、熱風炉１の外壁断面であり、鉄皮１１の内側を、フェライト系のステンレス１２で覆っている（内張り）。すなわち、鉄皮１１とキャスタブル１３との間に、ステンレス１３を介装している。これを、燃焼室２、蓄熱室３、熱風本管５の全てに実施する。
図３は、施工例である。先ず、ステンレス１２に所定間隔で複数の穴１２ａを設け、このステンレス１２を鉄皮１１に重ねた状態で、各穴１２ａを密封するようにプラグ溶接を行うことにより固定している。
【００１０】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
ＮＯX、塩素、ＳＯX等に対して、オーステナイト系やマンテンサイト系のステンレスでは応力腐食割れが発生するが、フェライト系のステンレスでは応力腐食割れが発生しない。そこで、本実施形態では、鉄皮１１の内側をフェライト系のステンレス１２で覆っている。これにより、鉄皮１１をＮＯXから確実に遮断できるので、鉄皮１１の応力腐食割れを確実に防止することができる。従来は約５年で応力腐食割れが発生していたが、フェライト系ステンレス１２で内張りすることで、１０年以上は応力腐食割れの発生を防止できると考えられる。
【００１１】
ちなみに、炭素鋼の代わりに鉄皮１１自体をフェライト系のステンレスにすると、コストが増大し、しかも脆化現象によって十分な強度を維持できないため、好ましい対策ではない。本実施形態では、鉄皮１１の内側に、例えば５ｍｍ程度のフェライト系のステンレス１２を内張りすることで、コストの増大を抑制しつつ、十分な強度を維持することができる。
【００１２】
また、鉄皮１１に対してステンレス１２をプラグ溶接しているので、ステンレス１２を全面に渡って堅固に内張りすることができ、しかも鉄皮１１をＮＯXから確実に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】熱風炉の概略構成である。
【図２】熱風炉の外壁断面である。
【図３】施工例である。
【符号の説明】
【００１４】
１ 熱風炉
２ 燃焼室
３ 蓄熱室
４ バーナ
５ 熱風本管
６ 熱風弁
７ チェッカー煉瓦
８ 排気弁
９ 送風機
１１ 鉄皮
１２ ステンレス
１３ キャスタブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱風炉における鉄皮の内側を、フェライト系のステンレスで覆うことを特徴とする熱風炉の応力腐食割れ防止方法。
【請求項２】
前記鉄皮に対して前記ステンレスをプラグ溶接することを特徴とする請求項１に記載の熱風炉の応力腐食割れ防止方法。
【請求項１】
熱風炉における鉄皮の内側を、フェライト系のステンレスで覆うことを特徴とする熱風炉の応力腐食割れ防止方法。
【請求項２】
前記鉄皮に対して前記ステンレスをプラグ溶接することを特徴とする請求項１に記載の熱風炉の応力腐食割れ防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１９１２８２（Ｐ２００９−１９１２８２Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０１３０（Ｐ２００８−３０１３０）
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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