JPH0217869Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は各種工業窯炉ライニングに用いる複合
耐火断熱材ブロツクに係り、特に1200℃以上の高
温下において主として使用される複合耐火断熱材
ブロツクに関する。

近年、省資源、省エネルギの観点から、各種工
業窯炉の炉壁に耐火性無機繊維ライニングが多く
使用されるようになつている。

これらの無機繊維は、ブランケツト、フエルト
モジユール、あるいはブロツクの形で使用され、
ライニング方法も、耐火性無機接着材、耐火性有
機無機複合接着材、あるいは耐火モルタル等によ
り壁面に接着するか、または金物アンカ、セラミ
ツクアンカ等により壁面に接合して使用され、そ
の使用態様も使用目的や使用温度により異なつて
いる。特に1200℃以上の高温下で使用されるセラ
ミツクフアイバーおよび多結晶無機繊維に関する
提案、無機繊維ブロツクに関する提案、ライニン
グ方法に関する提案は種々開示されている。

上記耐火性無機繊維によるライニング構造を大
別すると、500℃以下、1200℃以下、1200℃以上
の温度に対して使用材質が異なつており、それぞ
れ下記のような特徴がある。

すなわち500℃以下の低温域では、ガラス繊維、
ロツクウール等の耐火性の低い無機繊維が使用さ
れる場合が多く、中でもガラス繊維は耐熱性が劣
り、窯炉のライニングとしては使用されることが
少ない。

1200℃以下の中温域では、炉壁内面に無機繊維
が平行に並ぶセラミツクフアイバーのブランケツ
ト、あるいはフエルトによるライニング構造が多
く用いられているが、1200℃以上の高温域では、
前記セラミツクフアイバーのブランケツトあるい
はフエルトを単純に加熱面と平行にライニングす
る方法、いわゆるペーパーライニング工法が用い
られるが、セラミツクフアイバーを用いた場合に
はこれが加熱されることによる再結晶化に起因す
る収縮、およびセラミツクフアイバー自体の劣化
により使用時に剥離しやすい欠点がある。

上記欠点を改善する方法として、特公昭55−
32996号公報に示されるように、無機繊維の長さ
方向を加熱面に垂直にするようにしたものがあ
る。この方法は、無機繊維の長さ方向を加熱面に
垂直にすることにより、無機繊維の一端は加熱さ
れて再結晶化による収縮が起こりはするが、これ
は部分的な収縮に留まり、全体としては収縮が抑
制されるというものである。したがつて繊維の長
さ方向が加熱面に平行になる前記ペーパーライニ
ング工法では、繊維全体が加熱されて全体的に再
結晶化による収縮が起こるのに比し、前記公報に
開示の方法は優れているといわれている。

しかしながら、いずれの場合も使用時に加熱面
側のセラミツクフアイバーの再結晶化による収
縮、あるいは劣化現象はセラミツクフアイバーが
有する本質的なものであり、全体的、部分的の違
いはあつても収縮は避けられないものであつた。
また、前記の公報に開示されている施工方法、す
なわちブロツクの方向を施工時に90度ずつ変えて
体積収縮の影響を緩和する方法だけでは、後述す
る苛酷な条件下においては十分なる効果を挙げる
までには至つていない。

これは使用炉の雰囲気中にアルカリ蒸気が存在
したり、スプラツシユの飛散が多く、またダスト
の含有量が多いと、セラミツクフアイバーの再結
晶化による収縮および劣化を助長するとともに、
これらの物質により摩耗や、セラミツクフアイバ
ーとの反応による低融点化合物が生成されて使用
性能が著しく低下するという欠点をもたらす。

上記欠点を除去するものとして、セラミツクフ
アイバーライニングの加熱面側に耐火性コーテイ
ング材をこて塗りあるいは吹付け施工する方法
や、耐火性ボードを耐火性無機接着材あるいは耐
火性有機無機接着材で溶着するか、さらには金物
アンカ、セラミツクアンカ等により接合すること
によりセラミツクフアイバーの表面を被覆して保
護する方法がある。

しかして前者のコーテイング材による被覆保護
方法では、セラミツクフアイバーの表面に数ミリ
のコーテイング層が形成されるため、亀裂の発生
やセラミツクフアイバーとの境界面からの剥落等
による損傷が進行するという欠点がある。

また後者に耐火ボードを接着材により接着する
方法においても、コーテイング材を使用する場合
と同様にセラミツクフアイバーとの接着面から剥
離しやすいという問題があり、金物アンカあるい
はセラミツクアンカを用いても接合方法によつて
も、金物アンカの場合は耐熱性の点で、セラミツ
クアンカの場合は機械的強度および耐スポーリン
グ性の点でそれぞれ劣るという欠点を有している
ため、充分なる効果が得られていない。また上記
のようなセラミツクフアイバー被覆保護層の形成
は、セラミツクフアイバー施工時に実施される
が、耐火性コーテイング材による方法、耐火性ボ
ードを接着材で接着する方法、および耐火性ボー
ドを金物アンカまたはセラミツクアンカで接合す
る方法のいずれにおいても、施工作業が二重、三
重となつてきわめて繁雑である。

一方、セラミツクフアイバーの本質的な欠点で
ある使用時の再結晶化による収縮劣化に対する対
策として、アルミナフアイバー、ジルコニアフア
イバー、ムライトフアイバーのような結晶性フア
イバーを使用する方法もあるが、これらはいずれ
も加熱収縮の防止のうえでは有効であつても、使
用雰囲気中のアルカリ成分、スプラツシユ、ダス
ト等による摩耗、および反応による低融点化合物
の生成による損傷については防止することができ
ない。しかもこれら結晶性フアイバーは著しく高
価であり、経済的に不利である。

本考案はこれに鑑み、上記従来技術の有する
種々の問題点を一掃し得る複合耐火断熱材ブロツ
クを開発したものであつて、ガラス繊維、ロツク
ウール、セラミツクフアイバー、多結晶無機繊維
等の無機繊維材により角柱状に形成されたブロツ
ク本体と、このブロツク本体内を周方向に複数層
に区画するよう渦巻状に内設され無機繊維材の層
間に介在するアルミナ、シリカ、シヤモツト、マ
グネシア、炭化珪素等の耐熱性粉末を主成分とす
る可撓性耐水ボードとからなる複合耐火断熱材ブ
ロツクとしたことを特徴とするものである。

ここにおいて用いる耐火ボードは、本件考案者
らが先に出願した特願昭53−77519号（特開昭55
−7514号公報参照）に係る「可撓性耐火ボード」
を使用することが最適であり、製造段階において
ロール状に巻きとる必要があることからその厚さ
は５ｍ／ｍ以下、乃至は５ｍ／ｍ以下とすること
が望ましい。また使用し得る無機繊維材は、バル
ク、ブランケツト、フエルトのいずれであつても
よいが、ブランケツト状のものを使用することが
好ましい。そして本考案の複合耐火断熱材ブロツ
クは、耐火ボード上に接着材を用いて無機繊維材
を所要の厚さに接着し、無機繊維材の上面にも同
様に接着材を塗布したのちロール状に巻きとり、
任意の長さに切断して任意の断面形状に加圧成形
して乾燥することにより得ることができる。上記
乾燥温度は300℃以下が望ましく、乾燥時間は接
着材が乾燥するまで任意に選択することができ、
また加圧成形時に前記温度以下においてホツトプ
レスしてもよい。

なお、複合耐火断熱材ブロツクの使用温度が
500℃以下であれば、無機繊維材としてガラス繊
維またはロツクウールを使用し、耐火ボードとし
てシヤモツト質、シリカ質のものが使用される。
また使用温度が500℃以上であれば、無機繊維材
としてセラミツクフアイバーまたは多結晶繊維を
使用し、耐火ボードにはアルミナ質、マグネシア
質、炭化珪素質等のものが選択使用される。そし
て上記本考案による複合耐火断熱材ブロツクは、
使用する無機繊維材の厚さ、ロール状に巻きとる
際の締めつけ力とロール巻数とを調節すること、
および加圧時の圧力の加減により、任意のかさ比
重のブロツクを得ることができる。

以下、本考案に係る複合耐火断熱材ブロツク
（以下の説明においては単に複合ブロツクと略称
する）の具体的実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図乃至第４図は本考案による複合ブロツク
１を例示するもので、無機繊維材により角柱状に
形成されたブロツク本体２と、このブロツク本体
２内を周方向に複数層に区画するよう渦巻状に内
設され無機繊維層３，３…間に介在する可撓性耐
火ボード４とからなつている。

上記無機繊維材としては、ガラス繊維、ロツク
ウール、セラミツクフアイバー、多結晶無機繊維
等から選択され、可撓性耐火ボード４としては、
アルミナ、シリカ、シヤモツト、マグネシア、炭
化珪素等の耐熱性粉末を主成分としたものが用い
られる。

上記複合ブロツク１を形成するには、第５図に
示すように可撓性耐火ボード４の一面無機繊維材
３を接着剤５により接着し、それを巻いてロール
状としたものを所定の長さに切断したのち偏平角
柱状に加圧することにより得ることができる。こ
の場合、第１図、第２図に示す実施例の場合は、
第６図示のように可撓性耐火ボード４を外面側と
して巻成し、第３図、第４図に示す実施例の場合
は、第７図示のように可撓性耐火ボード４を内面
側として巻成することにより得たものである。

前記第１図および第３図に示す複合ブロツク１
は、主として壁面のライニングとして使用される
が、特に第１図に示す複合ブロツク１は、耐火ボ
ード４が無機繊維材３′の保護層となり、アルカ
リ蒸気、ダスト、スプラツシユ等による化学的損
傷や、物理的摩耗の防止上有効であり、また高熱
ガスの浸透を防止し得ると同時に繊維の方向性に
よる収縮をも防止し得る。

また仮に内部の無機繊維３′が劣化して粉化現
象が起こつても、無機繊維材層３，３…に可撓性
耐火ボード４が介在しているので崩れにくく、炉
内装入物を汚染するこがない。

第３図に示す複合ブロツク１は、断熱性は良好
であるが、アリカリ蒸気、ダスト、スプラツシユ
等が少ない炉に使用することが望ましい。しかし
内部に渦巻状に内設された耐火ボード４を有する
ので、高温ガスの浸透防止に有効であり、また表
面で損傷したとしても内部までの損傷を防ぐうえ
で効果がある。

第２図および第４図に示す複合ブロツク１は、
主として耐火煉瓦相互間、耐火煉瓦と鉄皮間のよ
うにバツクアツプライニングとして使用するに適
する。この場合、無機繊維３′の断熱性と耐火ボ
ード４による間隙保持機能とにより過度に圧縮さ
れることがなく、良好な断熱構造が得られる。

前述の複合ブロツク１の施工には、接着材また
は耐火モルタルを使用して張りつける、いわゆる
ベニアリング工法や、金物アンカ、セラミツクア
ンカ等により接合する方法のいずれをも使用し得
ることはもちろんである。

つぎに本考案による複合ブロツクを具体的に使
用した場合に使用結果について示す。

実施例 複合ブロツクを300×300×50ｍ／ｍの形状と
し、無機繊維材３′としてアルミナ含有量95％の
セラミツクフアイバーブランケツトを、耐火ボー
ド４としてアルミナ含有量95％、厚さ２ｍ／ｍの
ものを使用し、第１図示の構成の複合ブロツク１
を陶磁器焼成炉の炉壁に使用した結果、上記複合
ブロツクと同材質のアルミナ含有量95％のもので
は３ケ月間の使用によつて粉状化し、炉内の陶磁
器の表面を汚染し、取り替え補修せざるを得ない
状態であつたのに対し、本考案による複合ブロツ
クは６ケ月間の使用後においても粉状化や炉内陶
磁器の汚染も見られず、２年以上の長期使用が可
能であることが確認された。

実施例 複合ブロツクを150×300×30ｍ／ｍの形状と
し、無機繊維材３′としてアルミナ含有量55％の
セラミツクフアイバーブランケツトを、耐火ボー
ド４としてアルミナ含有量50％、厚さ３ｍ／ｍの
ものを使用し、第２図示の複合ブロツク１を溶鋼
取鍋の内張り耐火煉瓦と鉄皮との間の前面に施工
した結果、断熱効果および耐用性は、３時間の溶
鋼滞溜時間中に起こる溶鋼温度低下が３〜６℃で
あり、本考案の複合ブロツクを使用しない場合の
溶鋼温度以下が35℃であつて、その差が29〜32℃
という大巾な温度低下を防止し得ることが判明し
た。また使用後の前記複合ブロツク１の厚さが、
使用前30ｍ／ｍであつたものが27ｍ／ｍに減少し
ており、内張り耐火煉瓦の膨張を十分に吸収して
いると同時にセラミツクフアイバーには変化が見
られなかつた。

以上説明したように本考案によれば、無機繊維
材により角柱状に形成されたブロツク本体内に可
撓性耐火ボードを渦巻状に内設して無機繊維材を
周方向に複数層に区画するようにしたので、複合
ブロツクの保形性が発現され、天井部に使用した
場合には垂れ下りによる剥落を防止でき、床材に
使用した場合には圧縮変形による断熱性の低下を
防止することができる。また渦巻状に内設される
可撓性耐水ボードが無機繊維材の保護層となつ
て、ブロツクの耐用寿命に悪影響を及びす外来成
分（アルカリ、酸性物質、スケール等）の侵入を
くい止めることができ、無機繊維材の化学的、物
理的損傷を防止することができる。これらにより
繊維材の収縮が防止されて隙間の発生がなく、さ
らに無機繊維材が劣化しても渦巻状に内設されて
いる可撓性耐火ボードが無機繊維材を連続した層
状に区画して保持しているので脱落がなく、ブロ
ツクの耐用寿命を大巾に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案の複合耐火断熱材ブ
ロツクの実施例を示す斜視図、第５図乃至第７図
は前記ブロツクを得る過程を示す説明図である。 １……複合ブロツク（複合耐火断熱材ブロツ
ク）、２……ブロツク本体、３……無機繊維材層、
３′……無機繊維材、４……可撓性耐火ボード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガラス繊維、ロツクウール、セラミツクフアイ
   バー、多結晶無機繊維等の無機繊維材により角柱
   状に形成されたブロツク本体と、このブロツク本
   体内を周方向に複数層に区画するよう渦巻状に内
   設され無機繊維材の層間に介在するアルミナ、シ
   リカ、シヤモツト、マグネシア、炭化珪素等の耐
   熱性粉末を主成分とする可撓性耐火ボードとから
   なる複合耐火断熱材ブロツク。