特許 7549196 熱風管および熱風炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-03

(45)【発行日】2024-09-11

(54)【発明の名称】熱風管および熱風炉

(51)【国際特許分類】

   C21B 9/10 20060101AFI20240904BHJP

【ＦＩ】

C21B9/10 305

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020118604

(22)【出願日】2020-07-09

(65)【公開番号】P2022015632

(43)【公開日】2022-01-21

【審査請求日】2023-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】古舘 昭二

(72)【発明者】

【氏名】桑山 竜馬

【審査官】池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－２６７４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２００３－００１２９５９（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２００２－００４４４３３（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－００６２９５７（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開昭５２－０２７００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－１０４４０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０５－０５１６１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｂ ７／００ － ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱風炉から高炉に熱風を供給する熱風管であって、
熱風管本体と、
前記熱風管本体の途中に設置された熱風弁と、
前記熱風管本体の前記熱風弁よりも上流側に設置された伸縮管と、
前記熱風管本体に通される熱風よりも高圧の加圧空気を前記伸縮管に供給する加圧ラインと、を有し、
前記加圧空気は、前記熱風炉の送風運転時に前記熱風炉に供給される送風用の空気であり、
前記加圧空気は、前記熱風管本体に通される熱風よりも低温であることを特徴とする熱風管。

【請求項2】

請求項１に記載した熱風管において、
前記加圧ラインは、途中に逆止弁を有することを特徴とする熱風管。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載した熱風管において、
前記熱風炉には前記送風用の空気を前記熱風炉に供給する送風管が接続され、
前記送風管の途中には送風弁が設置され、
前記加圧空気は、前記送風管の前記送風弁から前記熱風炉までの部分から取り出されることを特徴とする熱風管。

【請求項4】

請求項１または請求項２に記載した熱風管において、
前記加圧空気は、前記熱風炉の燃焼時および送風時に常時流されることを特徴とする熱風管。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載した熱風管において、
前記加圧空気は、摂氏１２０度以上であることを特徴とする熱風管。

【請求項6】

熱風管を通して高炉に熱風を供給する熱風炉であって、
前記熱風管は、
熱風管本体と、
前記熱風管本体の途中に設置された熱風弁と、
前記熱風管本体の前記熱風弁よりも上流側に設置された伸縮管と、
前記伸縮管に前記伸縮管の内部よりも高圧の加圧空気を供給する加圧ラインと、を有し、
前記加圧空気は、前記熱風炉の送風運転時に前記熱風炉に供給される送風用の空気であり、
前記加圧空気は、前記熱風管本体に通される熱風よりも低温であることを特徴とする熱風炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は熱風管および熱風炉に関する。

【背景技術】

【0002】

高炉には、熱風管を介して熱風炉が接続される。熱風管の途中には熱風弁および伸縮管が設置される（特許文献１参照）。このような熱風管では、伸縮管により、熱風炉の運転切り替え時の熱膨張を吸収でき、熱風弁の交換時の作業隙間が確保できる。
熱風管の内部は、送風運転時は熱風により内部が高圧となり、蓄熱運転時には熱風が通らないため低圧となる。特許文献１の熱風管では、伸縮管として均圧室を有する均圧型とし、熱風管内の圧力による伸縮方向の力を均圧室の圧力で相殺している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６２－２６７４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述した熱風管では、伸縮管を含む熱風管の内側に耐熱煉瓦が張られる。しかし、熱風管内の高温高圧の熱風が、耐熱煉瓦の隙間を通って熱風管本体まで達することがある。
伸縮管には、伸縮を可能とするためにベローズなど蛇腹状の伸縮部材が用いられ、その内側の耐火部材として可撓性を有するセラミックウールなどが用いられる。セラミックウールは、設置時に伸縮部材の空隙部に充填されているが、経時的変化で劣化脱落し、空隙部が残されるようになる。このような空隙部においては、熱風炉の送風運転と蓄熱運転との圧力変動によって熱風が流入し、流入した熱風の高熱によって伸縮部材の表面が赤熱するという問題があった。

【0005】

本発明の目的は、熱風による伸縮管の不具合を防止できる熱風管および熱風炉を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の熱風管は、熱風炉から高炉に熱風を供給する熱風管であって、熱風管本体と、
前記熱風管本体の途中に設置された熱風弁と、前記熱風管本体の前記熱風弁よりも上流側に設置された伸縮管と、前記熱風管本体に通される熱風よりも高圧の加圧空気を前記伸縮管に供給する加圧ラインと、を有することを特徴とする。
このような本発明では、加圧ラインから供給される加圧空気により、伸縮管の内側を高圧に保ち、熱風管を通る熱風が煉瓦隙間を通して伸縮管まで達することを防止ないし抑制できる。その結果、伸縮管の熱風による影響を防止できる。

【0007】

本発明の熱風管において、前記加圧ラインは、途中に逆止弁を有することが好ましい。
このような本発明では、加圧空気の意図しない圧力低下があった場合でも、熱風管からの熱風の侵入ないし加圧空気源への逆流を防止できる。

【0008】

本発明の熱風管において、前記加圧空気は、前記熱風炉の送風運転時に前記熱風炉に供給される送風用の空気であることが好ましい。
このような本発明では、専用の加圧空気供給装置が不要であり、装置構成の簡素化を図ることができる。また、同じ送風用の空気を用いることで、熱風管本体に通される熱風よりも高圧の加圧空気を自動的に供給できる。すなわち、送風用の空気のうち熱風炉に導入された分は、伸縮管に達した際に熱風炉の圧損だけ低圧になる。これに対し、加圧空気として利用する分は、元の送風用の空気の圧力が維持され、これにより熱風管本体を通る熱風よりも自動的に高圧となる。

【0009】

本発明の熱風管において、前記熱風炉には前記送風用の空気を前記熱風炉に供給する送風管が接続され、前記送風管の途中には送風弁が設置され、前記加圧空気は、前記送風管の前記送風弁から前記熱風炉までの部分から取り出されることが好ましい。
このような本発明では、熱風炉から熱風を送り出す送風運転時には、送風管から加圧ラインを経て伸縮管へ加圧空気が自動的に供給される。一方、送風運転のための送風が停止された際には、加圧ラインへの加圧空気が自動的に停止される。従って、加圧空気の断続切り替え操作を自動化することができる。

【0010】

本発明の熱風管において、前記加圧空気は、前記熱風炉の燃焼時および送風時に常時流されることが好ましい。
このような本発明では、伸縮管に加圧空気が常時流されているため、煉瓦隙間からの熱風の侵入が突然生じた場合でも、伸縮管への到達を確実に防止できる。なお、加圧空気は、熱風炉に送風用の空気を供給する送風管の送風弁よりも上流側から取り出した送風用の空気が利用でき、例えば各熱風炉の送風管が接続される送風本管から取り出した送風用の空気とすることができる。送風管の送風弁よりも上流側から加圧空気を取り出す際には、流量制御弁もしくは圧力制御弁を設けて流量または圧力を調整することが好ましい。

【0011】

本発明の熱風管において、前記加圧空気は、前記熱風管本体に通される熱風よりも低温であることが好ましい。
このような本発明では、伸縮管に供給された際に加圧空気が冷却されて、伸縮管および熱風管の鉄皮が高温により酸化され、強度低下することを防止でき、配管などの劣化を回避することができる。熱風管本体に通される熱風よりも低温とは、例えば摂氏３５０度以下である。

【0012】

本発明の熱風管において、前記加圧空気は、摂氏１２０度以上であることが好ましい。
このような本発明では、供給された加圧空気の結露に関して、とくに酸の結露防止を図ることができ、配管などの腐食を回避することができる。

【0013】

本発明の熱風炉は、熱風管を通して高炉に熱風を供給する熱風炉であって、前記熱風管は、熱風管本体と、前記熱風管本体の途中に設置された熱風弁と、前記熱風管本体の前記熱風弁よりも上流側に設置された伸縮管と、前記伸縮管に前記伸縮管の内部よりも高圧の加圧空気を供給する加圧ラインと、を有することを特徴とする。
このような本発明では、前述した本発明の熱風管で説明した通りの効果が得られる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、熱風による伸縮管の不具合を防止できる熱風管および熱風炉を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の熱風管および熱風炉の一実施形態を示す平面図。

【図2】前記実施形態における伸縮管を示す拡大断面図。

【図3】前記実施形態における各部圧力を示すグラフ。

【図4】本発明の他の実施形態の熱風管および熱風炉を示す平面図。

【図5】本発明の他の実施形態の熱風管および熱風炉を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１から図３には、本発明の熱風管および熱風炉の一実施形態が示されている。
図１において、高炉１は炉体２の周囲に環状管３を有し、環状管３と炉体２とは複数の羽口で接続されている。環状管３には熱風本管４が接続され、熱風本管４から供給された熱風が、環状管３から羽口を経て炉体２内に吹き込まれる。

【0017】

熱風本管４に沿って、複数の熱風炉１１，１２，１３が設置されている。
各々の熱風炉１１，１２，１３では、炉内で燃料ガスを燃焼させることで炉内の蓄熱煉瓦に蓄熱する蓄熱運転と、炉内に導入した外気を蓄熱煉瓦で加熱して熱風本管４に熱風を送り出す送風運転と、が交替で実行される。

【0018】

熱風炉１１，１２，１３には、熱風本管４に熱風を送り出すために熱風管２１，２２，２３が接続されている。
熱風管２１，２２，２３は、鋼管を用いた熱風管本体２１０，２２０，２３０で形成され、熱風管本体２１０，２２０，２３０の途中には、それぞれミキシングチャンバ２１１，２２１，２３１、伸縮管２１２，２２２，２３２、および熱風弁２１３，２２３，２３３が設置されている。

【0019】

ミキシングチャンバ２１１，２２１，２３１は、熱風炉１１，１２，１３からの熱風に外気を混合し、所定の温度に調整された熱風を送り出す。
伸縮管２１２，２２２，２３２は、熱風管本体２１０，２２０，２３０およびミキシングチャンバ２１１，２２１，２３１の熱膨張による軸方向および軸直角方向の変位を吸収するとともに、熱風弁２１３，２２３，２３３の交換時に作業隙間を確保するために用いられる。
熱風弁２１３，２２３，２３３は、熱風炉１１，１２，１３が送風運転する際に熱風管本体２１０，２２０，２３０を導通させ、蓄熱運転する際には熱風管本体２１０，２２０，２３０を閉止することが可能である。

【0020】

熱風炉１１，１２，１３には、それぞれ蓄熱運転時の燃焼排気を行う煙道管３１，３２，３３と、送風運転時の加圧空気供給を行う送風管４１，４２，４３と、が接続されている。
煙道管３１，３２，３３は、各々煙道本管３８に接続され、熱風炉１１，１２，１３からの燃焼排気を煙突３９から排出可能である。
煙道管３１，３２，３３の途中には、それぞれ煙道弁３１１，３２１，３３１が設置され、熱風炉１１，１２，１３から煙道本管３８への連通および閉止を切替え可能である。

【0021】

送風管４１，４２，４３は、それぞれ煙道管３１，３２，３３の途中に接続され、煙道管３１，３２，３３を経由して熱風炉１１，１２，１３に接続される。
送風管４１，４２，４３は、各々送風本管４８に接続され、ブロア４９からの加圧空気を熱風炉１１，１２，１３に供給可能である。
送風管４１，４２，４３の途中には、それぞれ送風弁４１１，４２１，４３１が設置され、熱風炉１１，１２，１３と送風本管４８との連通および閉止を切替え可能である。

【0022】

送風管４１，４２，４３の送風弁４１１，４２１，４３１より下流側、つまり煙道管３１，３２，３３側から、伸縮管２１２，２２２，２３２に至る加圧ライン５１，５２，５３が分岐されている。
加圧ライン５１，５２，５３は、送風管４１，４２，４３を通される送風用の加圧空気、つまり熱風管本体２１０，２２０，２３０に通される熱風よりも高圧の加圧空気を、伸縮管２１２，２２２，２３２に供給可能である。
加圧ライン５１，５２，５３には、途中に逆止弁５１１，５２１，５３１が設置され、伸縮管２１２，２２２，２３２から送風管４１，４２，４３への流通は防止されている。

【0023】

図２には、本実施形態の伸縮管２１２，２２２，２３２が示されている。
伸縮管２１２，２２２，２３２は、それぞれ同じ伸縮管６０で形成され、熱風管本体６１（熱風炉１１，１２，１３に接続される上流側の熱風管本体２１０，２２０，２３０）と、熱風管本体６２（熱風本管４に接続される下流側の熱風管本体２１０，２２０，２３０）とを連結している。

【0024】

熱風管本体６１，６２および伸縮管６０は、それぞれ断面円形の鋼管６３で形成され、鋼管６３の内側には耐火材６４が張られている。熱風管本体６１，６２および伸縮管６０の端部にはフランジ６５が形成され、各々のフランジ６５どうしをボルト締結することで互いに接続されている。
なお、フランジ６５をボルトで締結するほか、熱風管本体６１，６２と伸縮管６０とを直接溶接してもよい。フランジ６５を締結する方式は作業性が良好であり、溶接方式は熱風の漏れの防止性能が良好である。
一連に接続された熱風管本体６１，６２および伸縮管６０の内側には、各々の耐火材６４の内面に沿って、耐火煉瓦６６（断熱煉瓦であってもよい）が積層される。これらの耐火煉瓦６６の内側に形成される通路６７に、熱風炉１１，１２，１３からの熱風が通される。

【0025】

伸縮管６０において、鋼管６３および耐火材６４は、軸方向（図２の流れ方向Ｄｆ）に３つに分割されている。３つの筒体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの間には、２つの隙間６０Ｄ，６０Ｄが形成され、各筒体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは互いに軸方向および軸直角方法に変位可能である。
筒体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの外周は、ベローズ６８で覆われている。ベローズ６８は蛇腹状の筒体で形成され、各筒体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの軸方向および軸直角方法に変位を許容しつつ、隙間６０Ｄ，６０Ｄを通じた伸縮管６０の内外面の流通を遮断可能である。
ベローズ６８の中間部は、固定具６８１により、中間の筒体６０Ｂに固定されている。

【0026】

ベローズ６８には、加圧ライン７０（図１の加圧ライン５１，５２，５３）が接続されている。
前述の通り、加圧ライン７０（加圧ライン５１，５２，５３）には、熱風管本体２１０，２２０，２３０に通される熱風（通路６７を通る熱風）よりも高圧の加圧空気が供給され、ベローズ６８の内部空間６８２の圧力を、通路６７を通る熱風よりも高圧とすることができる。

【0027】

さらに、加圧ライン７０（加圧ライン５１，５２，５３）に通される加圧空気は、熱風管本体２１０，２２０，２３０に通される熱風（通路６７を通る熱風）よりも低温の摂氏３５０度以下であり、かつ摂氏１２０度以上に調整されている。
この際、摂氏３５０度以下で摂氏１２０度以上の加圧空気として、例えば送風本管４８に供給されるブロア４９からの加圧空気が利用できる。この加圧空気は、ブロア４９での断熱圧縮により昇温されており、摂氏３５０度以下で摂氏１２０度以上の加圧空気とするために特別なヒータによる加熱あるいは放熱器による冷却などを省略できる。

【0028】

図３の下段に示すように、本実施形態の熱風炉Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（図１の熱風炉１１，１２，１３）では、順次交代でいずれか１つで送風運転Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３を行うとともに、他で蓄熱運転Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を行う。

【0029】

例えば、熱風炉Ｓ１（図１の熱風炉１１）では、蓄熱運転Ｃ１１によって炉内を十分な高温にしたのち、送風運転Ｈ１１を開始する。
送風運転Ｈ１１を開始する際には、図１の煙道管３１を閉じるとともに、送風管４１および熱風管２１を開く。これにより、送風本管４８に供給されている加圧空気が熱風炉１１に送られ、熱風炉Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内を通って加熱された熱風が熱風管２１へ送り出され、高炉１へと送風される。同時に、送風管４１を通る加圧空気の一部が、加圧ライン５１を通して伸縮管２１２に供給される。

【0030】

所定時間が経過したら、熱風炉Ｓ１による送風運転Ｈ１１を終了し、熱風炉Ｓ１では２期間分の蓄熱運転を開始する。
蓄熱運転Ｃ１１を開始する際には、図１の煙道管３１を開くとともに、送風管４１および熱風管２１を閉じ、炉内で燃料を燃焼させて蓄熱するとともに、排気を煙道管３１から排出する。
熱風炉Ｓ１による蓄熱運転Ｃ１１の期間に、蓄熱運転Ｃ１２で蓄熱済の熱風炉Ｓ２による送風運転Ｈ１２、および蓄熱運転Ｃ１３で蓄熱済の熱風炉Ｓ３による送風運転Ｈ１３が同様に行われる。

【0031】

例えば、熱風炉Ｓ１による送風運転Ｈ１１の際には、熱風管２１に熱風が通されるとともに、加圧ライン５１からの加圧空気が伸縮管２１２に供給される。
図３の上段において、送風本管４８においては、加圧空気の圧力Ｐ４８で略一定に維持されている。これに対し、熱風管２１を通る熱風の圧力Ｐ２１、および加圧ライン５１を通る加圧空気の圧力Ｐ２１２は、それぞれ送風運転の開始とともに上昇し、送風運転中は一定に維持されたのち、送風運転の終了とともに圧力０に戻る。

【0032】

ここで、熱風管２１を通る熱風の圧力Ｐ２１は、熱風炉１１を通過する際の圧力損失により、送風本管４８の圧力Ｐ４８よりも小さな値となる。一方、加圧ライン５１で送られる加圧空気の圧力Ｐ２１２は、送風本管４８の圧力Ｐ４８より僅かに小さい程度に維持され、熱風管２１を通る熱風の圧力Ｐ２１よりも十分高圧とされる。
その結果、伸縮管２１２において、熱風管２１を通る高温高圧の熱風が、表面近くまで達することを防止できる。

【0033】

図２において、伸縮管６０の通路６７を通る熱風は圧力Ｐ２１であるのに対、加圧ライン７０からベローズ６８の内部空間６８２へ供給される加圧空気は圧力Ｐ２１２であり、従って伸縮管６０の通路６７を通る熱風が耐火煉瓦６６の隙間を通って内部空間６８２へ侵入しようとしても、内部空間６８２に供給されている高圧の空気で阻まれ、内部空間６８２へ侵入することが防止される。

【0034】

このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、加圧ライン７０（５１，５２，５３）から伸縮管６０（２１２，２２２，２３２）に供給される加圧空気により、ベローズ６８の内部空間６８２の圧力を、通路６７を通る熱風よりも高圧に保ち、熱風管２１，２２，２３（通路６７）を通る熱風が耐火煉瓦６６の隙間を通して伸縮管６０の鋼管６３やベローズ６８まで達することを防止ないし抑制できる。その結果、伸縮管２１２，２２２，２３２の熱風による影響を防止できる。

【0035】

本実施形態では、加圧ライン５１，５２，５３の途中に逆止弁５１１，５２１，５３１が設けた。このため、加圧ライン５１，５２，５３に供給される加圧空気の意図しない圧力低下があった場合でも、熱風管２１，２２，２３からの熱風の侵入ないし加圧空気源である送風管４１，４２，４３への逆流を防止できる。

【0036】

本実施形態では、加圧ライン５１，５２，５３に供給される加圧空気として、熱風炉１１，１２，１３の送風運転時に熱風炉１１，１２，１３に供給される送風管４１，４２，４３に通される送風用の空気を用いた。このため、専用の加圧空気供給装置が不要であり、装置構成の簡素化を図ることができる。
また、熱風炉１１，１２，１３に供給される送風用の空気と同じ空気を用いることで、熱風炉１１，１２，１３から熱風管本体２１０，２２０，２３０に通される熱風よりも高圧の加圧空気を自動的に供給できる。
すなわち、送風管４１，４２，４３に通される送風用の空気のうち、熱風炉１１，１２，１３に導入された分は、熱風管本体２１０，２２０，２３０を通って伸縮管２１２，２２２，２３２に達した際に、熱風炉１１，１２，１３の圧損だけ低圧になる。これに対し、加圧ライン５１，５２，５３を通って加圧空気として利用する分は、送風管４１，４２，４３における元の送風用の空気の圧力が維持され、これにより熱風管本体２１０，２２０，２３０を通る熱風よりも自動的に高圧となる。

【0037】

本実施形態では、熱風炉１１，１２，１３には送風用の空気を熱風炉１１，１２，１３に供給する送風管４１，４２，４３が接続され、送風管４１，４２，４３の途中には送風弁４１１，４２１，４３１が設置され、加圧ライン５１，５２，５３に送られる加圧空気は、送風管４１，４２，４３の送風弁４１１，４２１，４３１から熱風炉１１，１２，１３までの部分から取り出されるようにした。このため、熱風炉１１，１２，１３から熱風を送り出す送風運転時には、送風管４１，４２，４３から加圧ライン５１，５２，５３を経て伸縮管２１２，２２２，２３２へ加圧空気が自動的に供給される。一方、送風運転のための送風が停止された際には、加圧ライン５１，５２，５３への加圧空気が自動的に停止される。従って、加圧空気の断続切り替え操作を自動化することができる。

【0038】

本実施形態では、加圧ライン５１，５２，５３から伸縮管２１２，２２２，２３２に供給される加圧空気は、熱風管本体２１０，２２０，２３０に通される熱風よりも低温、つまり伸縮管２１２，２２２，２３２や鋼管６３が高温酸化や強度低下を発生しない摂氏３５０度以下の低温であるとしたため、伸縮管２１２，２２２，２３２に供給された際に加圧空気にて伸縮管２１２，２２２，２３２および鋼管６３の高温化を防止でき、伸縮管２１２，２２２，２３２や鋼管６３の劣化などを回避できる。
さらに、加圧ライン５１，５２，５３からの加圧空気は、摂氏１２０度以上であるとしたため、伸縮管２１２，２２２，２３２に供給された加圧空気の結露に関して、とくに酸の結露防止を図ることができ、鋼管６３の腐食などを回避することができる。

【0039】

前述した図１から図３の実施形態では、加圧ライン５１，５２，５３に送られる加圧空気を、送風管４１，４２，４３の送風弁４１１，４２１，４３１から熱風炉１１，１２，１３までの部分から取り出し、これにより加圧空気の断続切り替え操作を自動化できるようにしていた。
これに対し、図４に示す本発明の他の実施形態では、加圧空気の取り出しが異なる構造とされている。

【0040】

図４において、本実施形態は、基本構成が前述した図１の実施形態と同様であり、共通部分についての重複する説明は省略し、相違する部分について説明する。
本実施形態において、熱風炉１１Ａ，１２Ａ，１３Ａは熱風管２１Ａ，２２Ａ，２３Ａを有し、熱風管２１Ａ，２２Ａ，２３Ａは加圧ライン５１Ａ，５２Ａ，５３Ａを有する。
加圧ライン５１Ａ，５２Ａ，５３Ａは、それぞれ送風本管４８に接続され、送風本管４８から取り出した加圧空気を伸縮管２１２，２２２，２３２に供給可能である。

【0041】

前述した図１の実施形態では、送風弁４１１，４２１，４３１の断続に伴って加圧ライン５１，５２，５３の加圧空気も自動的に断続されていた。
これに対し、本実施形態では、加圧ライン５１Ａ，５２Ａ，５３Ａが加圧空気を取り出す送風本管４８は常時略一定の圧力（図３の圧力Ｐ４８）とされるため、送風運転時および蓄熱運転時の別にかかわりなく伸縮管２１２，２２２，２３２には、流量制御弁または圧力調節弁（図示省略）を設け制御することで、常時略一定の加圧空気が供給される。

【0042】

このような本実施形態では、加圧ライン５１Ａ，５２Ａ，５３Ａから伸縮管２１２，２２２，２３２に常時略一定の加圧空気が供給されているため、耐火煉瓦６６（図２参照）の隙間から通路６７を通る熱風が突然侵入した場合でも、伸縮管６０の鋼管６３やベローズ６８まで到達することを確実に防止できる。

【0043】

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、加圧ライン５１，５２，５３，５１Ａ，５２Ａ，５３Ａに逆止弁５１１，５２１，５３１を設置したが、その弁構造や設置位置は適宜選択してよい。また、逆止弁５１１，５２１，５３１を設けることは必須ではなく、適宜省略してもよい。

【0044】

前記実施形態では、加圧ライン５１，５２，５３，５１Ａ，５２Ａ，５３Ａで送られる加圧空気として、熱風炉１１，１２，１３，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの送風運転時に各々に供給される送風用の空気を、送風管４１，４２，４３または送風本管４８から取り出して用いていた。これに対し、別途加圧空気供給装置を設置し、必要な温度および圧力、風量の加圧空気を加圧ライン５１，５２，５３，５１Ａ，５２Ａ，５３Ａに供給してもよい。

【0045】

前記実施形態では、加圧ライン５１，５２，５３，５１Ａ，５２Ａ，５３Ａから伸縮管２１２，２２２，２３２に供給される加圧空気を、熱風管本体２１０，２２０，２３０に通される熱風よりも低温であり、かつ摂氏１２０度以上であるとしたが、例えば加圧空気中の結露成分を予め除去できていれば、これらの温度条件は緩和してもよい。

【0046】

前記実施形態では、それぞれ高炉１あたり３基の熱風炉１１，１２，１３，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを設置したが、その数は２基あるいは４基以上であってもよい。熱風炉１１，１２，１３，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの形式は任意であり、外燃式あるいは内燃式が適宜利用できる。
前記実施形態では、熱風管２１，２２，２３，２１Ａ，２２Ａ，２３Ａを、それぞれ熱風管本体２１０，２２０，２３０の途中に、ミキシングチャンバ２１１，２２１，２３１、伸縮管２１２，２２２，２３２、熱風弁２１３，２２３，２３３の順に配置されたものとした。このような構成では、伸縮管２１２，２２２，２３２が熱風弁２１３，２２３，２３３よりも上流側にあることで、熱風弁２１３，２２３，２３３を閉じた状態では熱風に曝されることなく伸縮管２１２，２２２，２３２の内部作業が可能である。

【0047】

前述した図１の実施形態あるいは図４の実施形態では、伸縮管２１２，２２２，２３２が、ミキシングチャンバ２１１，２２１，２３１と熱風弁２１３，２２３，２３３との間だけに設置されていた。
これに対し、図５に示す本発明の他の実施形態では、ミキシングチャンバ２１１，２２１，２３１と熱風炉１１，１２，１３との間に、別の伸縮管２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂが設置されている。これらの伸縮管２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂには、加圧ライン５１，５２，５３（図１参照）から分岐された加圧ライン５１Ｂ，５２Ｂ，５３Ｂが接続され、それぞれから加圧空気が供給されている。
加圧ライン５１Ｂ，５２Ｂ，５３Ｂには、それぞれ逆止弁（図１の逆止弁５１１，５２１，５３１と同様）が設置されている。加圧ライン５１Ｂ，５２Ｂ，５３Ｂは、加圧ライン５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ（図４参照）から分岐されてもよい。
このような別の伸縮管２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂでは、当該区間に熱風弁２１３，２２３，２３３がないので、弁取替用としての収縮代を考慮する必要がなく、破損トラブルの件数は熱風弁２１３，２２３，２３３に隣接する伸縮管２１２，２２２，２３２に比べ少ないが、熱風管本体２１０，２２０，２３０の変位許容性能を向上できる。

【0048】

前述した各実施形態では、熱風炉１１，１２，１３，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを、燃焼室と蓄熱室が同一の容器内である内燃式熱風炉としているが、燃焼室と蓄熱室とが独立した容器である外燃式熱風炉としてもよい。この際、燃焼室と蓄熱室を接続する配管に伸縮管を設けている場合があるが、この伸縮管に本発明の熱風管を適用してよい。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は熱風管および熱風炉に利用できる。

【符号の説明】

【0050】

１…高炉、２…炉体、３…環状管、４…熱風本管、１１，１１Ａ，１２，１２Ａ，１３，１３Ａ…熱風炉、２１，２１Ａ，２２，２２Ａ，２３，２３Ａ…熱風管、２１０，２２０，２３０…熱風管本体、２１１，２２１，２３１…ミキシングチャンバ、２１２，２１２Ｂ，２２２，２２２Ｂ，２３２，２３２Ｂ…伸縮管、２１３，２２３，２３３…熱風弁、３１，３２，３３…煙道管、３１１，３２１，３３１…煙道弁、３８…煙道本管、３９…煙突、４１，４２，４３…送風管、４１１，４２１，４３１…送風弁、４８…送風本管、４９…ブロア、５１，５１Ａ，５１Ｂ，５２，５２Ａ，５２Ｂ，５３，５３Ａ，５３Ｂ…加圧ライン、５１１，５２１，５３１…逆止弁、６０…伸縮管、６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ…筒体、６０Ｄ，６０Ｅ…隙間、６１，６２…熱風管本体、６３…鋼管、６４…耐火材、６５…フランジ、６６…耐火煉瓦、６７…通路、６８…ベローズ、６８１…固定具、６８２…内部空間、７０…加圧ライン、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３…蓄熱運転、Ｄｆ…流れ方向、Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３…送風運転、
Ｐ２１…熱風管の圧力、Ｐ２１２…加圧ラインの圧力、Ｐ４８…送風本管の圧力、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…熱風炉。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】