JPS6246792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、主にロータリーキルンに用いる内張
り耐火れんがの構造に関するものである。 ロータリーキルンは、セメント、石灰等の製造
に用いられる。従来からロータリーキルンに用い
る内張り耐火れんがの断熱に多くの努力が払われ
てきた。その結果、熱伝導率が0.2kcal／ｍ・
hr・℃以下のすぐれた無機繊維質断熱材も開発さ
れた。しかし、このような断熱材は綿状であるた
め、耐摩耗性及び機械的強度が劣り、使い方が限
定されていた。 第１図及び第２図は、前述の無機繊維質断熱材
を用いた従来の耐火断熱構造のれんがの側面図で
ある。第１図は２足式断熱構造れんがを示し、第
２図は３足式断熱構造れんがを示す。 耐火材質のれんが本体１と機械的強度の小さい
無機繊維質断熱材２とをうまく組合せて、無機繊
維質断熱材２の高断熱特性を利用した断熱化を図
つている。 第１図及び第２図に示した従来の耐火断熱構造
れんがでは、比較的薄い断熱層で高断熱性を得る
ことができる。しかし、詳しく検討してみると、
内部に予想以上の熱偏流が生じていた。 第３図は、従来の耐火断熱構造れんが内部での
熱の流れを示した説明図である。 矢印５が、れんが本体１内を流れる熱流を示し
ている。耐火材質のれんが本体１は、断熱材２に
比べて相対的に熱伝導率が大きいため、熱流５は
断熱材２を避けて、足部３に集中する。 このため、断熱材２とシエル４が接する面Ｂで
は、断熱材２がない場合に比較して大巾な温度低
下が認められたが、足部３とシエル４が接する面
Ａでは、断熱材２がない通常の非断熱れんが（第
７図参照）よりもかえつて高い温度になることが
実験により確認された。 この結果、第１図及び第２図で示した従来の耐
火断熱構造では、以下に掲げる欠点があつた。 (1) シエル４の外表面上の足部３に対応する部分
Ｃと無機繊維質断熱材２に対応する部分Ｄに温
度差が発生する。 (2) シエル４の外表面に温度差が生じない場合で
も、外表面の温度及び放散熱量は、無機繊維質
断熱材２を同じ厚さでシエル４の下全面に入れ
た場合よりかなり大きい。 (3) シエル４が鉄皮である場合には、足部３に熱
が集中するために、鉄皮が損傷し易い。 (4) また、炉によつては加熱面６からアルカリ、
硫酸、塩酸及びこれらの化合物成分（以下、ア
ルカリ等という。）が、れんが本体１中に侵入
してきて、断熱材２にまで達し、濃集して断熱
材２を変質させる。その結果、断熱材２さらに
は断熱構造全体の熱伝導率を大きくし、断熱効
果が低下してしまう。 本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を解消
して、シエル外表面の温度及び放散熱量が低く、
燃料消費量が少なく、しかもアルカリ等に侵され
ない内張り耐火れんがの構造を提供することにあ
る。 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例に
ついて説明する。 第４図は本発明の内張り耐火れんが１３の構造
を示したものである。 れんが本体７のシエル側の面１０には所定の数
の凹部１１が形成されている。このれんが本体７
は、高熱伝導率材質の耐火物で、例えばスピネル
れんが、あるいはマグクロれんがが使用される。
しかし、これらだけに限るものではない。この凹
部１１に低熱伝導率耐火物の支持足８を嵌合もし
くは接着する。支持足８の材質は、例えば緻密質
粘土系れんが等がある。低熱伝導率耐火物の支持
足８は、 (1) れんが本体７を形成している高熱伝導率材質
よりも熱伝導率が小さく、 (2) れんがの総重量及び実炉で受ける外力に対し
て充分に耐え得る強度を有している。 また、 (3) 実炉での熱的影響やアルカリ、硫酸、塩酸及
びこれらの化合物等に対する耐浸透性（以下、
耐アルカリ浸透性）にすぐれた耐火材質であ
る。 そして、残りの空間には無機繊維質断熱材２
を、耐アルカリ浸透性等に優れた耐熱接着剤９に
より接着する。 無機繊維質断熱材２は、1000℃における熱伝導
率が0.2kcal／ｍ・hr・℃以下のものが好まし
い。 接着剤９は、支持足８と高熱伝導率材質のれん
が本体７が実炉の状況下で相互にズレないような
接着力を有し、かつ加熱面１８から浸透してくる
アルカリ等が無機繊維質断熱材２にいたるのを防
止するような耐熱及び耐アルカリ浸透性の接着剤
である。例えば、TOBOND201（東芝セラミツク
ス株式会社 商品名）などがある。また、アルカ
リ等の浸透を防ぐためには、無機繊維質断熱材２
とれんが本体７との間に金属薄板を挾むのも有効
である。 耐火れんが本体７のシエル側の面１０におい
て、支持足８と無機繊維質断熱材２の占める割合
は、面１０の面積に対して支持足８の面積が30％
以上で、無機繊維質断熱材２の面積が15％以上が
望ましい。 第５図は、本発明の構造による内張り耐火れん
が１３内の熱流１２の様子を示した説明図で、熱
の偏流は見られない。 次に本発明の構造による内張り耐火れんが１３
と通常の非断熱耐火れんが１４及び従来の３足式
断熱構造れんが１５の性能を比較した測定結果を
示す。 第６〜第８図に、測定に使用した内張り耐火れ
んが１３、通常の非断熱耐火れんが１４及び従来
の３足式耐火断熱構造れんが１５の側面図を示
す。 各れんが本体７，１６及び１はマグネシア・ス
ピネル質れんがを使用した。 測定は、それぞれの加熱面１８，１９及び６を
1375℃に加熱した場合の各れんがの温度分布及び
放散熱量について行なつた。 第８図に示す従来の３足式断熱構造断熱れんが
１５では、シエル４に接する足部３先端面Ａの温
度が515℃と、第７図の非断熱耐火れんが１４の
面Ａの496℃よりかえつて高く、熱の偏流がみら
れた。このため、断熱れんが１５の断熱材２とシ
エル４が接する面Ｂの温度が448℃と、第７図の
非断熱耐火れんが１４のシエル４真下の面Ａの
496℃よりもかなり低いにもかかわらず、シエル
４の外表面Ｃでは非断熱耐火れんが１４が351
℃、３足式断熱構造れんが１５が324℃とあまり
差がなくなる。 これに対して、第６図で示す本発明による内張
り耐火れんが１３では、シエル４に接する支持足
８先端面Ａの温度は369℃と低く、耐熱材２とシ
エル４が接する面Ｂの温度357℃と大差がない。
これは、支持足８を低熱伝導率耐火物としたこと
により、熱偏流がくい止められたことを示す。こ
のため、シエル４外表面Ｃの温度は265℃で、放
散熱量は6400kcal／m²・hrと大巾に低下した。 第１表に測定結果を示した。Ａ〜Ｆは温度測定
をした面を示し、第６図〜第８図のＡ〜Ｆに対応
する。

【表】 本発明による内張り耐火れんがは、第４図に示
したものだけに限るものではなく、他にも種々変
形することができる。また、本発明の構造による
内張り耐火れんがは、ロータリーキルン以外の各
種窯炉炉壁にも使用することができる。 第９図〜第１５図は、本発明による内張り耐火
れんがの構造の他の例を示すものである。 本発明による内張り耐火れんがの構造は、断熱
性に優れた無機繊維質断熱材２と耐火物材質のれ
んが本体７がうまく組合わされているので、以下
の効果がある。 (1) 無機繊維質断熱材２を、支持足８で機械的に
保護し、無機繊維質断熱材２の高断熱性を発揮
することができる。 また、 (2) 支持足８を、れんが本体７よりも熱伝導率の
低い材質で形成することにより、れんが本体７
内での熱偏流を防ぐことができ、従来例よりも
はるかに優れた高断熱性を実現することができ
る。 (3) れんが本体７と無機繊維質断熱材２との接着
及びれんが本体７と支持足８との接着若しくは
嵌合の補強に、耐アルカリ浸透性に優れた接着
剤を用いており、しかも支持足８にも耐アルカ
リ浸透性にすぐれた耐火物を用いているので、
加熱面１８側からのアルカリ等の浸透を遮断
し、無機繊維質断熱材２が変質して断熱性が低
下することを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来の耐火断熱構造れん
がの側面図、第３図は従来の耐火断熱構造れんが
内部での熱流の様子を示した説明図、第４図は本
発明による内張り耐火れんがの構造を示した斜視
図、第５図は本発明の構造による内張り耐火れん
が内部での熱流の様子を示した説明図、第６図は
本発明の構造による内張り耐火れんがの側面図、
第７図は通常の非断熱耐火れんがの側面図、第８
図は従来の３足式断熱構造れんがの側面図、第９
図〜第１５図は本発明による内張り耐火れんがの
構造の他の例を示す斜視図である。 １……れんが本体、２……無機繊維質断熱材、
６……加熱面、７……れんが本体、８……支持
足、９……接着剤、１２……熱流、１３……内張
り耐火れんが、１４……非断熱耐火れんが、１５
……３足式断熱構造れんが。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐火れんがのいずれか１つの面が、低熱伝導
   率耐火物製の支持足と無機繊維質断熱材とによつ
   て占められ、しかも前記低熱伝導率耐火物製支持
   足が耐アルカリ浸透性にすぐれていると共に前記
   耐火れんがの熱伝導率より小さい熱伝導率を有
   し、さらに前記無機繊維質断熱材を耐アルカリ浸
   透性等にすぐれた耐熱接着剤で前記耐火れんが或
   いは前記支持足に接着することを特徴とする内張
   り耐火れんがの構造。