JP2009115414A - Ceramic fiber module for fire-resisting heat-insulating lining material, and heat-resisting heat-insulating lining construction method of heating furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は加熱炉の耐火断熱用ライニング材として汎用されるセラミックファイバーモジュールに関する。 The present invention relates to a ceramic fiber module widely used as a refractory lining material for a heating furnace.
製鉄プラント、化学プラント等の各種加熱炉の内部ライニングとして、不定形耐火物、耐火煉瓦、セラミックファイバーなどの耐火断熱性材料を用いたモジュールが用いられる。
これらのうち、セラミックファイバーを用いたモジュール（以下、セラミックファイバーモジュールという。）としては、ブランケットやボード等の適宜の形態に加工したものをモジュール化したものが使用される。
As an internal lining of various heating furnaces such as an iron manufacturing plant and a chemical plant, a module using a refractory heat insulating material such as an irregular refractory material, a refractory brick, or a ceramic fiber is used.
Among these, as a module using a ceramic fiber (hereinafter referred to as a ceramic fiber module), a module obtained by processing a blanket or board into an appropriate form is used.
セラミックファイバーモジュールを用いたライニングは、不定形耐火物や耐火煉瓦をモジュール材料とするライニングに比べ、蓄熱量が小さく低熱慣性（温度変化に対する抵抗の度合いが低い性質）であるため加熱温度変更時の温度コントロールが容易である。また、セラミックファイバーモジュールは熱伝導率が低いため炉外への放散熱量も小さいという有利性がある。 Lining using a ceramic fiber module has low heat storage and low thermal inertia (property of resistance to temperature change) compared to lining made of irregular refractories and refractory bricks as a module material. Temperature control is easy. Further, since the ceramic fiber module has a low thermal conductivity, there is an advantage that the amount of heat dissipated outside the furnace is small.
セラミックファイバーとしては、主として１２５０℃以下で使用されるアルミナ-シリカ系の非晶質セラミックファイバーと、主として１２５０℃以上の高温で使用されるアルミナ（ムライトを含む）系の結晶質セラミックファイバーが利用される。
それらセラミックファイバーのブランケット品をさらに積層圧縮したものや、ブランケット品を折りたたんで取付け金具と一体化したもの等のブロック状モジュールが、炉壁や天井に固定して用いられている。
As the ceramic fiber, an alumina-silica amorphous ceramic fiber mainly used at 1250 ° C. or lower and an alumina (including mullite) crystalline ceramic fiber mainly used at a high temperature of 1250 ° C. or higher are used. The
Block-like modules such as those obtained by further laminating and compressing these ceramic fiber blanket products and those obtained by folding the blanket product and integrating it with the mounting bracket are used by being fixed to the furnace wall or ceiling.
しかしながら、これらのセラミックファイバーを用いたブロック状モジュールは、耐風速性や耐スケール性が必ずしも十分ではないため、種々の問題を生じうる。
すなわち、耐風速性が十分ではないため、加熱炉内の高温のガス流により、セラミックファイバーが徐々に炉壁から剥離し断熱厚みが減少することで断熱性が低下するという問題がある。また、このとき、剥離した繊維やショット（繊維化の際に副生する粒子状の非繊維物）が被加熱物である製品に混入し製品歩留が低下し、あるいは熱処理工程以降において加工機械に噛み込み、機械および製品を損耗するという問題もある。また、製鉄プラントにおいては、鋼片が加熱された場合に生成する酸化鉄等で構成されるスケールとの反応による劣化（耐スケール性不足）のためにセラミックファイバーの収縮・焼結が促進されて断熱厚みが減少し、あるいは目地開きを生じて断熱性が低下するという問題がある。
However, since the block-like module using these ceramic fibers is not necessarily sufficient in wind resistance and scale resistance, it may cause various problems.
That is, since the wind resistance is not sufficient, there is a problem that the heat insulating property is deteriorated because the ceramic fiber is gradually peeled off from the furnace wall by the high-temperature gas flow in the heating furnace and the heat insulating thickness is reduced. Also, at this time, peeled fibers and shots (particulate non-fibrous materials produced as a by-product during fiberization) are mixed into the product to be heated to reduce the product yield, or the processing machine after the heat treatment process There is also a problem that the machine and product are worn out. In steelmaking plants, ceramic fiber shrinkage / sintering is promoted due to degradation (insufficiency of scale resistance) due to reaction with scales composed of iron oxide and the like produced when steel slabs are heated. There is a problem in that the heat insulation thickness is reduced or the joints are opened to reduce the heat insulation.
上記の問題を解決する手段として、セラミックファイバーの表面にコーティング材等を被覆する種々の技術が提案されている。
例えば、積層体の層間または表面にアルミナまたはムライトファイバーおよび結合剤を含む樹脂コーティング材を塗布したセラミックファイバーが提案されている（特許文献１参照）。そして、これよれば、良好な耐熱収縮性および耐風速性を有するセラミックファイバーが得られるとされている。
As means for solving the above problems, various techniques for coating the surface of a ceramic fiber with a coating material or the like have been proposed.
For example, a ceramic fiber has been proposed in which a resin coating material containing alumina or mullite fiber and a binder is applied between layers or surfaces of a laminate (see Patent Document 1). And according to this, it is said that the ceramic fiber which has favorable heat-resistant shrinkage property and wind-resistant property is obtained.
また、セラミックファイバーからなるブランケット心材を耐熱クロスのシートで包む耐熱被覆材が提案されている（特許文献２参照）。そして、これによれば、クロスの落下が防止できるとされている。 Further, a heat-resistant coating material has been proposed in which a blanket core material made of ceramic fibers is wrapped with a sheet of heat-resistant cloth (see Patent Document 2). And according to this, it is supposed that the fall of the cloth can be prevented.
また、アルミナ分の含有量の高い結晶質ファイバーと粒径を特定したアルミナ粉を必須成分として含有し、セラミックファイバーからなるブランケットの表面に塗布して用いる加熱炉の耐スケール性コーティング材が提案されている（特許文献３参照）。そして、これによれば、炉内ガス流によるファイバー損傷およびスケールの付着、浸潤を防止できるとされている。 Also proposed is a scale-resistant coating material for heating furnaces that contains crystalline fiber with a high alumina content and alumina powder with a specified particle size as essential components and is applied to the surface of a blanket made of ceramic fibers. (See Patent Document 3). And according to this, it is supposed that the fiber damage by the gas flow in a furnace, adhesion of a scale, and infiltration can be prevented.
また、耐熱性無機繊維質断熱材層の炉内側表面に、アルミナファイバー等の耐熱性無機繊維クロスによって補強されたセラミックス層からなる保護層を設けた炉壁のライニング構造が提案されている（特許文献４参照）。そして、これによれば、還元性ガスやアルカリに対する耐性が強く、耐風速性に優れ、十分な耐久性を有するライニング構造が得られるとされている。
しかしながら、これらセラミックファイバーの表面にコーティング材を被覆等する技術は、いずれも、繰り返し加熱によってコーティング材等それら自体に亀裂を生じ、また、セラミックファイバー境界面での剥離を生じるおそれが十分に改善されず、耐風速性や耐スケール性が必ずしも十分ではない。
また、これらセラミックファイバーの表面にコーティング材を被覆等する技術は、いずれも、基材となるセラミックファイバーモジュールを施工した後にコーティング材等の施工作業を行うことが必要である。このため、コーティング材等を用いることなくセラミックファイバーのみを単独で用いる場合に比べて施工が２重３重となって煩雑であり、さらにまた、施工品質のバラツキを生じるおそれがある。
However, all of these techniques for coating the surface of ceramic fibers with coating materials, etc. have sufficiently improved the possibility that cracks will occur in the coating materials themselves due to repeated heating and peeling at the ceramic fiber interface will occur. However, wind resistance and scale resistance are not always sufficient.
In addition, any of the techniques for coating the surface of the ceramic fiber with a coating material requires that the construction work of the coating material or the like be performed after the ceramic fiber module serving as a base material is constructed. For this reason, compared with the case where only ceramic fibers are used alone without using a coating material or the like, the construction is double and triple, and there is a possibility that the construction quality varies.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、耐風速性や耐スケール性に優れる耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールおよびこのモジュールを用いた加熱炉の耐火断熱ライニング施工方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、セラミックファイバーの表面にコーティング材等を被覆する技術において避けられない施工の煩雑さのない耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールおよびこのモジュールを用いた加熱炉の耐火断熱ライニング施工方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a ceramic fiber module for a fire-resistant and heat-insulating lining material excellent in wind resistance and scale resistance, and a fire-resistant and heat-insulating lining construction method for a heating furnace using this module. For the purpose.
The present invention also relates to a ceramic fiber module for a fire-resistant and heat-insulating lining material, which is inevitable in the technique of coating the surface of the ceramic fiber with a coating material and the like, and a fire-resistant and heat-insulating lining construction method for a heating furnace using this module The purpose is to provide.
本発明に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールは、δアルミナを含有するムライト系結晶質からなりアルミナ含有率が６０〜８０質量％である結晶質セラミックファイバーの成形加工品をモジュール化したものであることを特徴とする。 The ceramic fiber module for a refractory heat insulating lining material according to the present invention is a modularized product of a crystalline ceramic fiber made of mullite-based crystalline material containing δ alumina and having an alumina content of 60 to 80% by mass. It is characterized by being.
また、本発明に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールは、好ましくは、前記結晶質セラミックファイバー中の４５μｍ以上のショット含有率が５質量％以下であることを特徴とする。 The ceramic fiber module for a fireproof and heat insulating lining material according to the present invention is preferably characterized in that a shot content of 45 μm or more in the crystalline ceramic fiber is 5% by mass or less.
また、本発明に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールは、好ましくは、前記結晶質セラミックファイバーの成形加工品にアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバーの成形加工品を積層した積層品をモジュール化したものであることを特徴とする。 Moreover, the ceramic fiber module for a fireproof and heat insulating lining material according to the present invention is preferably a modularized product obtained by laminating a molded product of alumina-silica-based amorphous ceramic fiber on a molded product of the crystalline ceramic fiber. It is characterized by that.
また、本発明に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールは、好ましくは、前記結晶質セラミックファイバーの成形加工品または前記積層品がブランケットであり、該ブランケットの複数枚を積層して、モジュール化したものであることを特徴とする。 Moreover, the ceramic fiber module for a refractory heat insulating lining material according to the present invention is preferably a blanket formed by the molded product or the laminated product of the crystalline ceramic fiber, and a plurality of blankets are laminated to form a module. It is characterized by being.
また、本発明に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールは、好ましくは、前記成形加工品または前記積層品がブランケットであり、該ブランケットの１枚を折り畳んで圧縮して、モジュール化したものであることを特徴とする。 In the ceramic fiber module for a fireproof and heat insulating lining material according to the present invention, preferably, the molded product or the laminated product is a blanket, and one of the blankets is folded and compressed to be modularized. It is characterized by that.
また、本発明に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールは、好ましくは、前記結晶質セラミックファイバーの成形加工品または前記積層品がブランケットであり、該ブランケットの１枚を折り畳んで折り目を設けるとともに、該折り目の１または２以上の箇所にアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバーブランケットを挿入したものを圧縮して、モジュール化したものであることを特徴とする。 Further, in the ceramic fiber module for a fireproof and heat insulating lining material according to the present invention, preferably, the molded product or the laminated product of the crystalline ceramic fiber is a blanket, and a fold is provided by folding one of the blankets, A module in which an alumina-silica-based amorphous ceramic fiber blanket is inserted into one or more places of the fold is compressed and modularized.
また、本発明に係る加熱炉の耐火断熱ライニング施工方法は、加熱炉の高温の部位に上記の耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールをライニング施工し、該高温の部位よりも温度の低い部位にアルミナ-シリカ系非晶質セラミックファイバーブランケットをモジュール化した非晶質セラミックファイバーモジュールをライニング施工することを特徴とする。 In addition, the method for refractory and heat insulation lining of a heating furnace according to the present invention comprises lining the above ceramic fiber module for a refractory and heat insulation lining material at a high temperature portion of the heating furnace, and alumina at a temperature lower than the high temperature portion -It is characterized by lining an amorphous ceramic fiber module that is a modularized silica-based amorphous ceramic fiber blanket.
本発明に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールおよびこのモジュールを用いた加熱炉の耐火断熱ライニング施工方法は、セラミックファイバーモジュールとしてδアルミナを含有するムライト系結晶質からなりアルミナ含有率が６０〜８０質量％である結晶質セラミックファイバーの成形加工品をモジュール化したものを用いるため、耐風速性および耐スケール性に優れる。
また、耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールおよびこのモジュールを用いた加熱炉の耐火断熱ライニング施工方法は、セラミックファイバーの表面にコーティング材等を被覆する技術において避けられない施工の煩雑さがない。
The ceramic fiber module for a refractory and heat insulating lining material according to the present invention and the refractory and heat insulating lining construction method for a heating furnace using this module are made of mullite-based crystalline material containing δ alumina as a ceramic fiber module, and the alumina content is 60-80. Since a modularized product of crystalline ceramic fiber that is mass% is used, it is excellent in wind resistance and scale resistance.
In addition, the ceramic fiber module for a fire-resistant and heat-insulating lining material and the fire-resistant and heat-insulating lining construction method for a heating furnace using this module are free from complicated construction that is unavoidable in the technique of coating the surface of the ceramic fiber with a coating material or the like.
本発明の実施の形態について、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本実施の形態に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュール（以下、これを本実施の形態に係るモジュールあるいは単にモジュールと略すことがある。）は、δアルミナを含有するムライト系結晶質からなりアルミナ含有率が６０〜８０質量％である結晶質セラミックファイバーの成形加工品をモジュール化したものである。
本実施の形態に係るモジュールのライニング施工対象設備は、耐火断熱性能を必要とするものである限り特に限定するものではないが、高温の加熱炉に好適に用いることができる。
本実施の形態において、δアルミナは微結晶の形態で存在する。
The ceramic fiber module for a refractory and heat-insulating lining material according to the present embodiment (hereinafter sometimes referred to as a module according to the present embodiment or simply a module) is made of mullite-based crystalline material containing δ alumina. A molded product of crystalline ceramic fibers having a content of 60 to 80% by mass is modularized.
The equipment for the lining construction of the module according to the present embodiment is not particularly limited as long as it requires fireproof heat insulation performance, but can be suitably used for a high-temperature heating furnace.
In the present embodiment, δ alumina exists in the form of microcrystals.
また、本実施の形態において、アルミナ含有率は６０〜８０質量％であり、アルミナ含有率が６０質量％を下回るときは耐熱性が十分でないおそれがあり、一方８０質量％を上回ると結晶粒が粗大化し易く耐久性に問題を生じるおそれがある。なお、以下に記載する他の組成において単に％表示しているものも全て質量％のことである。
アルミナ含有率等の化学組成は、適宜の化学分析により分析することができる。なお、δアルミナを含有するムライト系結晶質の鉱物組成は、ＸＲＤ法により分析することができる。
このような本実施の形態のアルミナを含有するムライト系結晶質からなりアルミナ含有率が６０〜８０質量％である結晶質セラミックファイバーは、例えば三菱化学産資株式会社製Maftec MLS-2等の市販品を入手することができる。
Moreover, in this Embodiment, an alumina content rate is 60-80 mass%, when an alumina content rate is less than 60 mass%, there exists a possibility that heat resistance may not be enough, On the other hand, when it exceeds 80 mass%, a crystal grain will become. It tends to be coarse and may cause a problem in durability. It should be noted that all other compositions described below that are simply expressed in% are mass%.
The chemical composition such as the alumina content can be analyzed by appropriate chemical analysis. The mullite crystalline mineral composition containing δ alumina can be analyzed by the XRD method.
Such a crystalline ceramic fiber made of mullite-based crystalline material containing alumina and having an alumina content of 60 to 80% by mass is commercially available, such as Maftec MLS-2 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. Goods can be obtained.
また、本実施の形態において、成形加工品の種類は特に限定するものではなく、例えばブランケットであってもよく、また、ボード等であってもよい。また、ここでモジュール化とは、成形加工品を所定の寸法、形状に加工し、あるいは、成形加工品に必要に応じて所定の付属部品を取り付ける等して施工用ライニング材として好適な形態に加工することをいう。 Moreover, in this Embodiment, the kind of molded product is not specifically limited, For example, a blanket may be sufficient and a board etc. may be sufficient. In addition, modularization here means that a molded product is processed into a predetermined size and shape, or a predetermined accessory part is attached to the molded product as necessary to form a suitable lining material for construction. It means processing.
本実施の形態に係るモジュールは、高温の加熱炉にライニング施工すると、風速に対する剥離抵抗に優れる（耐風速性）とともに、モジュールとスケールとの反応性を抑制する（耐スケール性）ことができる。これは、単繊維の大きな引張強度によるものと考えられる。
すなわち、δアルミナを含有するムライト結晶からなるファイバー（以下、他のファイバーと混乱しない限りこれを単にセラミックファイバーということがある。）は、δアルミナを含有しないことを除いて同組成のムライト結晶からなるファイバーと比べて単繊維の引張強度が大きい。例えばアルミナ含有率が７０質量％程度のもので、δアルミナを含有するファイバーの引張強度は約1500MPaであり、ムライト結晶からなるファイバーの引張強度約1000MPaの値の１．５倍である。この本実施の形態に係るモジュールの単繊維の大きな引張強度が耐風速性および耐スケール性の向上に寄与しているものと考えられる。
When the module according to the present embodiment is lined in a high-temperature heating furnace, it has excellent peeling resistance against wind speed (wind resistance) and can suppress the reactivity between the module and the scale (scale resistance). This is considered due to the large tensile strength of the single fiber.
That is, a fiber made of mullite crystal containing δ-alumina (hereinafter, this may be simply referred to as ceramic fiber unless confused with other fibers) is obtained from mullite crystal of the same composition except that it does not contain δ-alumina. The tensile strength of a single fiber is greater than that of the resulting fiber. For example, the alumina content is about 70% by mass, and the tensile strength of the fiber containing δ alumina is about 1500 MPa, which is 1.5 times the value of the tensile strength of the fiber made of mullite crystal of about 1000 MPa. It is considered that the large tensile strength of the single fibers of the module according to this embodiment contributes to the improvement of wind resistance and scale resistance.
また、本実施の形態に係るモジュールは、上記のように耐風速性等に優れるため、加熱炉の耐火断熱ライニング施工を行う際に、セラミックファイバーあるいはセラミックファイバーモジュールの表面にコーティング材等を被覆することなくセラミックファイバーあるいはセラミックファイバーモジュール単独で用いることができるため、コーティング材等を被覆する場合に避けられない施工の煩雑さがない。
なお、本実施の形態に係るモジュールは、高温の加熱炉にライニング施工する際に、耐風速性および耐スケール性の双方が求められるときに限らず、耐風速性および耐スケール性のいずれか一方のみが求められるときにも適用可能であることはいうまでもない。
また、本実施の形態に係るモジュールは、耐風速性および耐スケール性の双方またはいずれか一方が求められる限り、加熱炉の低温部に適用できることも勿論である。
Further, since the module according to the present embodiment is excellent in wind resistance and the like as described above, the surface of the ceramic fiber or the ceramic fiber module is coated with a coating material or the like when performing the fireproof and heat insulating lining construction of the heating furnace. Therefore, it is possible to use the ceramic fiber or the ceramic fiber module alone without any troublesome construction that is unavoidable when coating a coating material or the like.
Note that the module according to the present embodiment is not limited to the case where both wind resistance and scale resistance are required when lining a high temperature heating furnace, but either one of wind resistance or scale resistance is required. Needless to say, it is also applicable when only the requirement is required.
Further, it goes without saying that the module according to the present embodiment can be applied to the low temperature part of the heating furnace as long as both wind resistance and / or scale resistance are required.
本実施の形態に係るモジュールは、密度を80〜160kg/m3の範囲で任意に選択できるが、密度が高い程ファイバー間の拘束力が高まるため耐風速性は良好となる。
また、本実施の形態に係るモジュールの施工厚みは、特に限定するものではなく、例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の適宜の厚みとすることができる。
In the module according to the present embodiment, the density can be arbitrarily selected in the range of 80 to 160 kg / m 3 , but the higher the density, the higher the restraining force between the fibers, and the better the wind resistance.
Moreover, the construction thickness of the module which concerns on this Embodiment is not specifically limited, For example, it can be set as appropriate thickness of about 10 mm-30 mm.
本実施の形態に係るモジュールは、４５μｍ以上のショット含有率が５質量％以下であると、耐風速性の点でより好ましい。ここで、ショットは粒状の形状であり、４５μｍは粒径をいう。
セラミックファイバー中に含まれるショットは、ファイバーによって拘束されていないため風速あるいは振動によってブランケットから飛び出しやすく、したがってショットは極力少ないことが好ましいためである。
ショット含有率（ショット率）は、ＪＩＳ−Ｒ−３３１１により測定することができる。また、セラミックファイバー中のショット含有率は、前駆体法によって結晶質セラミックファイバーが得られる際の紡糸液の条件および繊維化の条件により調整、制御することができる。
In the module according to the present embodiment, it is more preferable in terms of wind speed resistance that the shot content of 45 μm or more is 5% by mass or less. Here, the shot has a granular shape, and 45 μm refers to the particle size.
This is because the shot contained in the ceramic fiber is not restrained by the fiber, so that it is likely to jump out of the blanket due to wind speed or vibration, and therefore it is preferable that the shot is as small as possible.
The shot content (shot rate) can be measured according to JIS-R-3331. The shot content in the ceramic fiber can be adjusted and controlled by the spinning solution conditions and fiberizing conditions when the crystalline ceramic fiber is obtained by the precursor method.
また、本実施の形態に係るモジュールは、図１に示すように、成形加工品（結晶質セラミックファイバー成形加工品）がブランケット（セラミックファイバーブランケット）１０であり、ブランケット１０の長尺な１枚を折り畳んで圧縮して、モジュール化したものであると、ライニング材として好適である。
また、本実施の形態に係るモジュールは、図２に示すように、成形加工品（結晶質セラミックファイバー成形加工品）がブランケット（セラミックファイバーブランケット）１０であり、ブランケット１０の複数枚を積層圧縮して、モジュール化したものであってもよい。
なお、成形加工品としてブランケットに変えて例えば真空成型品ボード等を用いる場合は、適宜必要に応じて接着や機械的接合を行う。
In the module according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the molded product (crystalline ceramic fiber molded product) is a blanket (ceramic fiber blanket) 10, and one
In the module according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the molded product (crystalline ceramic fiber molded product) is a blanket (ceramic fiber blanket) 10, and a plurality of
In addition, when using, for example, a vacuum molded product board or the like instead of the blanket as a molded product, adhesion or mechanical joining is appropriately performed as necessary.
加熱炉の炉内温度が高温でなく非晶質セラミックファイバーの耐熱性で十分な場合、上記の成形加工品（結晶質セラミックファイバー成形加工品）にアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品を積層した積層品であるコンビネーション構造の耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールを用いることも好ましい。
アルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバーは、例えば、電気炉で溶融した原料を細流として取り出し、これをエアーで吹き飛ばすか回転体の遠心力によって繊維化する製法により得られるアルミナ45-50％、シリカ50-55％の組成のアルミナ-シリカ繊維や、アルミナ34-36％、シリカ49-51％、ジルコニア14-16％程度の組成のアルミナ-シリカージルコニア繊維を用いることができる。
If the furnace temperature is not high and the heat resistance of the amorphous ceramic fiber is sufficient, the above-mentioned molded product (crystalline ceramic fiber molded product) will be processed into an alumina-silica amorphous ceramic fiber molded product. It is also preferable to use a ceramic fiber module for a fire-resistant and heat-insulating lining material having a combination structure, which is a laminated product.
Alumina-silica-based amorphous ceramic fiber is, for example, 45-50% alumina obtained by a manufacturing method in which a raw material melted in an electric furnace is taken out as a trickle and blown off with air or made into fiber by centrifugal force of a rotating body, silica Alumina-silica fibers having a composition of 50-55%, alumina-silica-zirconia fibers having a composition of about 34-36% alumina, 49-51% silica, and 14-16% zirconia can be used.
これにより、モジュールの結晶質セラミックファイバー成形加工品側を炉内に向けアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品側を炉壁に向けて配置してライニング施工することで、ライニング材に耐風速性および耐スケール性を付与することができる。このとき、必要に応じて、ブランケット等の形態の結晶質セラミックファイバー成形加工品の厚みを3〜10mm程度にまで減じることが可能であり、これにより、モジュールが結晶質セラミックファイバー成形加工品を単独でモジュール化した場合に比べて安価となる。 As a result, the module is lined up by placing the crystalline ceramic fiber molded product side into the furnace and the alumina-silica amorphous ceramic fiber molded product side facing the furnace wall. Wind speed and scale resistance can be imparted. At this time, if necessary, it is possible to reduce the thickness of a crystalline ceramic fiber molded processed product in the form of a blanket or the like to about 3 to 10 mm. It is cheaper than the case where it is modularized.
上記コンビネーション構造のモジュールは、例えば、結晶質セラミックファイバー成形加工品（ブランケット）にアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品（ブランケット）を積層して接合した積層品であってもよく、また、これらの積層品の複数をさらに積層して、モジュール化したものであってもよい。
また、上記コンビネーション構造のモジュールは、例えば、結晶質セラミックファイバー成形加工品（例えばブランケット）にアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品（例えばブランケット）を積層した積層品のアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品の方を内側にして折り畳んで折り目（プリーツ）を設けたモジュール構造とすることができる。
このとき、モジュールは、例えば図３に示すように、必要に応じて、アルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品１２の端部を切除してもよく、さらにまた、結晶質セラミックファイバー成形加工品１０の１枚を折り畳んで折り目（プリーツ）を設けるとともに、折り目の１または２以上の箇所にアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品１０を挿入したものを圧縮してモジュール化したものであってもよい。
またさらに、結晶質セラミックファイバー成形加工品にアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品を積層した積層品のアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品の方を内側にして折り畳んで折り目を設けるとともに、折り目の１または２以上の箇所にアルミナ−シリカ系非晶質セラミックファイバー成形加工品（例えばブランケット）を挿入したものを圧縮し、モジュール化したものであってもよい。
The module having the above combination structure may be, for example, a laminated product obtained by laminating and bonding an alumina-silica-based amorphous ceramic fiber molded product (blanket) to a crystalline ceramic fiber molded product (blanket). A plurality of these laminated products may be further laminated to form a module.
The module having the above combination structure is, for example, a laminated product in which an alumina-silica-based amorphous ceramic fiber molded product (for example, a blanket) is laminated on a crystalline ceramic fiber molded product (for example, a blanket). The crystalline ceramic fiber molded product can be folded inward to provide a module structure with folds (pleats).
At this time, for example, as shown in FIG. 3, the module may cut the end of the alumina-silica-based amorphous ceramic fiber molded
Further, the laminated alumina-silica-based amorphous ceramic fiber molded product is laminated with the alumina-silica-based amorphous ceramic fiber molded product laminated on the crystalline ceramic fiber-molded product. And a module in which an alumina-silica-based amorphous ceramic fiber molded article (for example, a blanket) is inserted into one or more folds is compressed and modularized.
上記の本実施の形態に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールを用いて加熱炉の耐火断熱ライニング施工方法を行う場合、通常行われる適宜の施工方法を採用することができる。
このとき、加熱炉の高温の部位、例えば１２５０℃以上の部位に本実施の形態に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールをライニング施工し、この高温の部位よりも温度の低い例えば１２５０℃未満の部位にアルミナ-シリカ系非晶質セラミックファイバーブランケットをモジュール化した非晶質セラミックファイバーモジュールをライニング施工（コンビネーション施工）すると、炉体全面あるいは炉壁全面に本実施の形態に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールをライニング施工する場合に比べて、加熱炉の耐火断熱ライニング施工方法を安価に行うことができる。
例えば、高温の炉内表面（炉内壁表面）のみに本実施の形態に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールをライニング施工し、低温の炉外（炉壁）を非晶質セラミックファイバーモジュールで施工することは好ましい一態様である。さらにまた、炉内表面であっても比較的低温の部位について、本実施の形態に係る耐火断熱ライニング材用セラミックファイバーモジュールに代えて非晶質セラミックファイバーモジュールを用いて施工することも好ましい。
When performing the fire-resistant and heat-insulating lining construction method for a heating furnace using the ceramic fiber module for fire-resistant and heat-insulating lining material according to the present embodiment, an appropriate construction method that is usually performed can be adopted.
At this time, the ceramic fiber module for a refractory heat insulating lining material according to the present embodiment is lined in a high temperature part of the heating furnace, for example, a part of 1250 ° C. or higher, and the temperature is lower than the high temperature part, for example, less than 1250 ° C. When an amorphous ceramic fiber module in which an alumina-silica amorphous ceramic fiber blanket is modularized at the site is lined (combination), the entire surface of the furnace or the wall of the furnace is used for the refractory and heat-insulating lining material according to the present embodiment. Compared with the case where the ceramic fiber module is lined, the fireproof and heat insulating lining method for the heating furnace can be performed at a low cost.
For example, the ceramic fiber module for refractory and heat-insulating lining material according to this embodiment is lined only on the high-temperature furnace inner surface (furnace inner wall surface), and the low-temperature furnace exterior (furnace wall) is constructed with an amorphous ceramic fiber module. This is a preferred embodiment. Furthermore, it is also preferable to perform construction using a non-crystalline ceramic fiber module in place of the ceramic fiber module for a refractory heat insulating lining material according to the present embodiment at a relatively low temperature portion even on the furnace inner surface.
実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。 The present invention will be further described with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the Example demonstrated below.
（実施例１）
密度８０kg/m3、厚み25mmのアルミナ含有率が７２質量％でムライトおよびδアルミナ結晶質からなるファイバーブランケット（三菱化学産資株式会社製 Maftec MLS-2）を８折りに折り畳み、圧縮して一辺が300mmの立方体形状のセラミックファイバーモジュールを作成した。
Example 1
A fiber blanket (Maftec MLS-2, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) with a density of 80 kg / m 3 and a thickness of 25 mm and an alumina content of 72% by mass is folded into 8 folds and compressed on one side. Made a 300mm cubic ceramic fiber module.
このモジュールについて耐風速性を評価した。耐風速性の評価は、モジュールを1300℃×8hr加熱処理を行った後、常温にて最大風速30m/secの圧縮空気をモジュール表面に風向30°で最大７日間曝露した後の外観観察により実施した。
また、このモジュール表面に直径８mm×高さ８mmに成形した酸化鉄スケールペレットを載せ、1250℃および1300℃で2hrの加熱処理を行い、定規をモジュール表面から差し込んで反応深さ（mm）を測定して耐スケール性の評価を行った。
The wind speed resistance of this module was evaluated. The wind speed resistance was evaluated by heat treatment of the module at 1300 ° C for 8 hours, followed by appearance observation after exposure of compressed air at a maximum wind speed of 30m / sec to the module surface at a wind direction of 30 ° for up to 7 days at room temperature. did.
In addition, iron oxide scale pellets with a diameter of 8 mm x height of 8 mm are placed on the module surface, heat-treated at 1250 ° C and 1300 ° C for 2 hours, and a ruler is inserted from the module surface to measure the reaction depth (mm). Then, the scale resistance was evaluated.
（実施例２）
実施例１で用いたものと同じファイバーブランケットを１６層積層し、圧縮して一辺が300mmの立方体形状のセラミックファイバーモジュールを作成し、実施例１と同様の方法で耐風速性および耐スケール性を評価した。
(Example 2)
Sixteen layers of the same fiber blanket used in Example 1 were laminated and compressed to produce a cubic shaped ceramic fiber module with a side of 300 mm. Wind resistance and scale resistance were achieved in the same manner as in Example 1. evaluated.
（実施例３）
密度１５２kg/m3、厚み8mmのアルミナ含有率が７２質量％でムライトおよびδアルミナ結晶質からなるファイバーブランケット（三菱化学産資株式会社製 Maftec MLS-2）を４折りに折り畳み、その折り込みプリーツの中に、密度１００kg/m3、厚み37.5mmの非晶質ファイバーブランケット（新日化サーマルセラミックス株式会社製 SC1400ブランケット）を挿入後、圧縮して一辺が300mmの立方体形状のセラミックファイバーモジュールを作成し、実施例１と同様の方法で耐風速性および耐スケール性を評価した。
(Example 3)
A fiber blanket (Maftec MLS-2 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) with a density of 152 kg / m 3 and an alumina content of 72% by mass with a thickness of 8 mm and a mass of 72% by mass is folded into four folds. Insert an amorphous fiber blanket (SC1400 blanket made by Nikka Chemical Thermal Ceramics Co., Ltd.) with a density of 100kg / m 3 and a thickness of 37.5mm into it, and compress it to create a cubic ceramic fiber module with a side of 300mm. The wind resistance and scale resistance were evaluated in the same manner as in Example 1.
（比較例１、２）
比較のため、セラミックファイバーとして密度８０kg/m3、厚み25mmのアルミナ含有率が７２質量％でムライト結晶質ファイバーブランケット（三菱化学産資株式会社製 Maftec M）（比較例１）を、および密度１００kg/m3、厚み25mmの非晶質ファイバーブランケット（新日化サーマルセラミックス株式会社製 SC1260ブランケット）（比較例２）を使用したほかは実施例１と同様の条件でセラミックファイバーモジュールを作成し, 耐風速性および耐スケール性を評価した。
(Comparative Examples 1 and 2)
For comparison, a mullite crystalline fiber blanket (Maftec M manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) (Comparative Example 1) with a density of 80 kg / m 3 as a ceramic fiber, an alumina content of 25 mm in thickness and 72% by mass, and a density of 100 kg / m 3, except using the amorphous fiber blanket thickness 25 mm (Shinnikka thermal ceramics Co. SC1260 blanket) (Comparative example 2) creates a ceramic fiber module in the same condition as in example 1, resistance to The wind speed and scale resistance were evaluated.
表１に、実施例１〜３および比較例１、２のセラミックファイバーモジュールの構成とその耐風速性、耐スケール性の評価結果をまとめて示す。 Table 1 summarizes the configurations of the ceramic fiber modules of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, and the evaluation results of wind resistance and scale resistance.
１０ 結晶質セラミックファイバー成形加工品（ブランケット）
１２ アルミナ−シリカ非晶質セラミックファイバー成形加工品（ブランケット）
10 Crystalline ceramic fiber molded products (Blanket)
12 Alumina-silica amorphous ceramic fiber molded product (Blanket)
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