JPS63163779A - 高温加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高温加熱炉の放熱部周囲に使用される断熱材に
炭素化又は黒鉛化されて成る不浸透性を有する発泡体の
ブロックを使用したことを特徴とする高温加熱炉に関し
、更に詳しくは、発泡体内部と同質の強固で緻密な不浸
透性の被膜を有し、かつ表層が強固で緻密であるがため
、表層から炭素粉などのパーティクルの発生を防止し得
る特徴を有するｇｌｌｒ熱材ブロックの集合等により構
成された保温構造を有することを特徴とする高温加熱炉
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、高温加熱炉の放熱部周囲に使用される断熱材とし
ては、カーボンファイバーの成形体表面に黒鉛シート等
を貼り合わせたものが大部分であった。

しかしながら、カーボンファイバーの成形体表面に黒鉛
シート等を貼り合わせた断熱材では、成形体とシートと
の密着性が弱く、早期に剥れ落ちたり、黒鉛シート自身
が柔かくもろいため、振動やガス流によって消耗する割
合が大きいという欠点を有していた。

また、黒鉛シート自身の強度か弱く、成形体上への黒鉛
シートの貼り合わせの作業が手間取るという欠点も有し
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は以上のような実状に鑑みてなされたもので、そ
の解決しようとする問題点は、従来の高温加熱炉の加熱
部周囲に使用される黒鉛シート等を貼り合わせた断熱材
の強度及び耐久性の欠如である。

そして、本発明はこれら従来の欠点に鑑み、従来技術の
欠点を除去・解決することを目的としてなされたもので
、高温加熱炉の断熱材に炭素化収率が２０重量％以上の
フェノール樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて
発泡成形体をつくり、その表層部にもこれらの樹脂と同
質の炭素化収縮性を宥する繊維状物からなる炭素前駆体
の被膜を形成し、これら表面部と内部の発泡成形体とを
一体成形し、さらに炭素化ないしは黒鉛化されて成る断
熱材ブロックを用いることによって、従来技術における
表面部の不浸透性黒鉛シートの貼り合わせという作業の
煩雑さが除去され、かつ剥れ落ち及び密着性が悪い問題
が改善され、かつ表層が強固で緻密な不浸透性の被膜を
有し、パーティクルの発生を防止し、なおかつ部分的な
修理が可ｔａである１ｌＩｒｆ！＋材ブロツクの集合に
より構成された保温構造を有して成る高温加熱炉を提供
するものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明の高温
加熱炉用断熱材ブロックはフェノール樹脂又はフラン樹
脂等の炭素化率か２０重量％以上の熱硬化性樹脂でつく
られており、また難黒鉛化性であるため、黒鉛化に伴な
う熱伝導率が大きくなることが避けられるので優れた断
熱性をもたらし、かつ軽量であることから断熱材として
特性上好都合である。

また１本発明の断熱材ブロックの内部を構成する熱硬化
性樹脂と同質の炭素化収縮性を有する繊維状物から成る
炭素前駆体の被膜を形成して成形体内部の発泡体の補強
効果を図ると共に、繊維状物の炭素前駆体の種類や複合
形態を変化させ、また適宜に選択することにより、炭素
化に伴う収縮を自由に制御して発泡体表面に生ずるクラ
ックと呼ばれる割れを防止することが出来る。このため
、成形体内部の発泡体と表層部のスキン被膜層との炭素
化に伴う収縮を整合させ、これら両者の！ＡＩを完全に
防止し併せて独立気泡体の集合により優れたガス不浸透
性と強度とを内部の発泡体に付与することが可使となる
利点がある。これは、主として次に説明するような作用
及び機構によって、このような優れた効果が６たらされ
るものと考えられる。

まず、成形体内部の発泡体は、フェノール樹脂、フラン
樹脂などの炭素化収率が２０％以上の熱硬化性樹脂であ
って、難黒鉛化性の炭素前駆体からなり、クローズドボ
アーと呼ばれるミクロな独立気泡体の集合により断熱特
性を高め、さらにガラス状炭素のユニットセルか多数集
合したちのてあって、黒鉛等の結晶体に比較して熱伝導
率が小さい断熱成型体がつくられるため、両者の効果に
よって断熱性に優れると共に、成型体の表面部にもガラ
ス状炭素から成るスキン被膜層が形成されているため、
全体としてガス不浸透性を有し、さらにまた表層部と内
部の発泡体とが一体成形されているため、従来のカーボ
ンファイバーの成形体表面に黒鉛シート等を貼り合せた
ものに比して強度が著しく増大し、併せて収縮性の制御
により表層部の緻密で密度が大きい層と成形体内部の低
密度で断熱特性に優れる発泡体層とが完全に整合して一
体成形されているため、従来の黒鉛シート等を貼り合せ
たものに比して表面層の剥離又は脱落か生ぜず、成形体
全体の強度が増大する。

そして、一体成形は従来のスキン層である黒シ−ト等を
二次的な貼り合せという工程によって付加するカーボン
ファイバー断熱材の製造法に比して製造コストも安価と
なり経済上も有利である。

また、本発明の高温加熱炉用断熱材ブロックは、小さい
高温加熱炉用としては、一体成形したもので十分利用で
き、大きな高温加熱炉用であれば、Ｆｌｒ８材ブロツブ
ロック上げることにより利用できるものであり、炉の形
体に応じて適宜に応用てきるものである。さらには、炉
の断熱材としてブロック状であることから部分的に修理
が可能と成り、さらにパーティクルの発生がなく、不浸
透性を有することから、クリーンな高温加熱炉を提供す
るものである。

次に図面により本発明の最も代表的な実施例について以
下説明する。

〔実施例〕

実施例１ 第１図は本発明の高温加熱炉の一態様である誘導加熱式
高温加熱炉の縦断面図を示すものである。この誘導加熱
式高温加熱炉は、高温加熱炉容器（１）の周辺に断熱材
ブロック（２）　２５個を積み上げることによって構成
した。前記断熱材ブロック（２）の各々は、平均嵩密度
が０．０６　ｇ／ｃゴで表層部に厚さが約１ｍｍの緻密
な被膜（スキン層）を有するフェノール樹脂発泡体を還
元性雰囲気中で昇温速度的２０℃／ｈｒにより約１００
０℃の加熱処理をして炭素化した後、さらに昇温速度的
５００°Ｃ／ｈｒにより２２００℃まで昇温して得られ
たものを使用した。

なお、第１図中に示した符号（３）は遮熱板を、符号（
４）はサポートを、符号（５）は誘導コイルをそれぞれ
示す。

実施例２ 実施例１と同様の誘導加熱式高温加熱炉として、高温加
熱炉容器（１）の周辺にＩｆＦ８材ブロツブロック　２
５個を積み上げることによって構成した。断熱材ブロッ
ク（２）の各々は、平均嵩密度が０．０８ｇ／Ｃｍ″で
表層部に厚さか約ｌ−履の緻密な被膜（スキン層）を有
するフェノール樹脂発泡体を実施例１と同様の処理をし
て得られたものである。

実施例３ 実施例１と同様の誘導加熱式高温加熱炉として、高温加
熱炉容器（１）の周辺に断熱材ブロック（２）　２５個
を積み上げることによって構成した。断熱材ブロック（
２）の各々は、平均嵩密度が０．１０　ｇ／ｃｍ″で表
層部に厚さが約ｌ■■の緻密な被膜（スキン層）を有す
るフェノール樹脂発泡体を実施例１と同様の処理をして
得られたものである。

実施例１〜３で使用した断熱ブロックの主な諸特性を示
すと下記第１表の通りとなる。

（以下余白） 表１　　断熱ブロックの諸特性 上記の如〈実施した高温加熱炉を加熱した結果、従来の
カーボンファイバーに黒鉛シート等を貼り合せたものに
比べて本発明の断熱ブロックは１表面層の剥離又は脱落
がほとんど起こらず。

更に振動やガス流による消耗もほとんど起こらなかった
。その上、本発明の高温加熱炉の断熱ブロックは剥離又
は脱落がないため、パーティクルの発生もなかった。更
に、熱伝導率は本発明の断熱ブロックの方か小さいこと
から断熱材としての断熱効果か向上したことが明白であ
る。

（発明の効果） 以上の説明からも明らかな如く、本発明によれば、フェ
ノール樹脂発泡体等を炭素化又は黒鉛化された断熱材ブ
ロック（２）の集合により構成された高温加熱炉は、パ
ーティクルの発生がなく、断熱性が優れ、更には部分的
な修理を容易迅速にできるなど、この産業上有用なもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＩｆｒ熱材を断熱材ブロック（２）の集合によ
り構成された誘導加熱式高温加熱炉を示す縦断面図であ
る。 符号の説明：（１）は高温加熱容器、（２）は断熱材（
３）は遮熱板、（４）はサポート、（５）は誘導コイル
をそれぞれ示す。 以　　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形体の表層部には該成形体の内部を構成する熱硬化性
   樹脂と同質の炭素化収縮性を有する繊維状物からなる炭
   素前駆体の被膜が形成され、該形成体の内部には炭素化
   収率が２０重量％以上の熱硬化性樹脂の発泡体が形成さ
   れており、これら表層部と内部の発泡体とが一体成形さ
   れかつ炭素化又は黒鉛化されて成り、さらに不浸透性を
   有する断熱材ブロックにより構成された保温構造を有す
   ることを特徴とする高温加熱炉。