JP2014077524A - リング状断熱材 - Google Patents

Abstract

【課題】上下端部の施工が容易であり、バナナの皮が裂けるようなき裂が入ることもないリング状断熱材を提供する。
【解決手段】断熱材からなる多数の分割片３を組み合わせてパイプの外周を被覆するリング状断熱材であり、各分割片３は円周方向に複数に分割され、パイプの軸線方向の上下端面に凸部７を有する。凸部７は分割片３の上下に対称配置されていてもよく、あるいは分割片３の上下に非対称配置されていてもよい。また凸部７は、上下で高さが異なるものとすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高温のパイプの外周を断熱被覆するに適したリング状断熱材に関するものである。

例えば熱延工場に設置されているウォーキングビーム型の連続加熱炉においては、加熱対象である鋼材を支持し搬送するために、炉体の下方に延びる多数のパイプが使用されている。これのパイプには、例えばＳＳ４００級の炭素鋼が採用されていて、内部には冷却水が流れている。炉内は１３００℃以上の高温であるためこれらのパイプも数百℃の高温となり、むき出しのままではその表面からの熱損失が大きいうえに、鋼の物性が硬化する方向となり、最悪の場合には鋼材運搬時にパイプの割れや損傷が発生し、ウォーキングビームの耐用性低下や重大事故発生の危険がある。そこで従来から、これらの高温パイプの外周を断熱被覆し、熱損失を防止するとともに操業安定性を高めている。

この目的のため、本発明者等はすでに特許文献１に示されるリング状断熱材を開発し、実用化している。この特許文献１のリング状断熱材は、断熱材からなる半円形で一定厚さの分割片の両端部に凹凸状の係合部を形成したものであり、これらの分割片をパイプの両側から嵌め込んで施工するものである。

しかしこのリング状断熱材は、上下方向にずらせるようにして係合部を係合させる必要があるため、パイプの上下端部では分割片を嵌め込むことができない。このため上下何れかの端部はキャスタブル耐火物で分割片との隙間を埋める必要があり、作業工程に時間を要するという問題があった。ここでキャスタブル耐火物とは、例えば成分系がＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系で１３００℃以上の耐熱性がある製品をさす。

またこのリング状断熱材は、軸線方向の近接位置に上下方向の分割線が入るため、熱応力を繰り返して受けると、バナナの皮が裂けるように上下方向にき裂が入り易いという問題があった。

特許第４０４１９０４号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、上下方向にずらせるようにして係合部を係合させる必要がないためパイプの上下端部の施工が容易であり、熱応力を受けてもバナナの皮が裂けるようなき裂（バナナ割れ）が入ることもないリング状断熱材を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、断熱材からなる多数の分割片を組み合わせてパイプの外周を被覆するリング状断熱材であって、各分割片は円周方向に複数に分割され、パイプの軸線方向の上下端面に凸部を有することを特徴とするものである。

なお、前記凸部は、分割片の上下に対称配置されていてもよく、あるいは分割片の上下に非対称配置されていてもよい。また前記凸部は、上下で高さが異なるものとすることができる。また分割片の凸部の高さは、分割片の最小高さの２〜５倍の範囲にあることが好ましい。さらに前記分割片は、円周方向の端部に仮保持用の係合部を有するものとすることができる。

本発明のリング状断熱材は、円周方向に複数に分割され、パイプの軸線方向の上下端面に凸部を有する多数の分割片を組み合わせてパイプの外周を被覆するものである。これらの分割片はパイプの外側から中心方向に押し込むことによって相互に密着し、リング状断熱材を構成する。このため従来のように上下方向にずらせるようにして係合部を係合させる必要がなく、パイプの上下の端部においてもキャスタブル耐火物の施工が不要となる。このため従来よりも工期を短縮することができる。

また本発明のリング状断熱材は、パイプの軸線方向の上下端面間の距離が周方向に変化し、従来のように軸線方向の近接位置に上下方向の分割線が入ることがない。このため、長期間使用しても、バナナの皮が裂けるように上下方向のき裂が入るバナナ割れを避けることができる。

本発明のリング状断熱材の使用状態の説明図である。 第１の実施形態を示す斜視図である。 第２の実施形態を示す斜視図である。 第３の実施形態を示す斜視図である。 第４の実施形態を示す斜視図である。 分割片の水平断面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明のリング状断熱材の使用状態の説明図であり、１はウォーキングビーム型の連続加熱炉の水平なロングパイプ、２はこのロングパイプ１の下部に垂直に設けられたサポートパイプである。サポートパイプ２の外周は断熱材からなる多数の分割片３を組み合わせたリング状断熱材によって被覆されている。

本発明においては断熱材の種類は特に限定されるものではないが、例えばセラミックウール、ガラスウール等を用いることができる。あるいは、これらを出発原料とした硬質材を用いることができる。各分割片３は円周方向に複数に分割されたもので、基本的に全て同一形状であるが、上下の端部分割片４は上端面５や下端面６が水平に成形されている点のみが相違する。以下に分割片３の形状を説明するが、上下の端部分割片４についても同様である。

図１、図２に示す第１の実施形態では、各分割片３はパイプの軸線方向の上下端面に凸部７を有する。凸部７は略台形状であり、中央部はパイプの軸線方向に対して垂直すなわち水平である。また、周方向の左右両端部８も水平である。この第１の実施形態では上下の凸部７は対称配置されている。図１に示す凸部７の高さＨは、分割片３の最小高さｈの２〜５倍の範囲にあることが好ましく、図１では約４倍である。なお熱応力の集中を避けるため、斜辺と水平辺との接続部は円弧状に面取りしておくことが好ましい。

各分割片３は円周方向に２分割されており、パイプの前後方向と左右方向から交互に嵌め込まれる。このとき凸部７が上下に隣接する分割片３の左右両端部８と密接し、全体として隙間のないリング状断熱材が構成される。上下の端部分割片４は上下の何れか一方にのみ凸部７を備え、反対側は水平であるので、パイプの端部に水平方向から嵌め込むことができる。

なお各分割片３の水平断面は図６に示す通りであり、外側の断熱材層の内側に内側断熱材層９と低熱伝導率断熱材層１０とが形成されていることが好ましい。これは施工するサポートパイプ表面に溶接部、変形、その他凸凹があっても、各分割片とサポートパイプ表面に隙間が生じないようにするためのものである。
本発明においては内側断熱材層9ならびに低熱伝導率断熱材層１０の種類は特に限定されるものではないが、セラミックウール、ガラスウール等を用いることができる。好ましくは、低熱伝導率断熱材層１０にはWDS超断熱材（黒崎播磨株式会社製）、あるいはマイクロサーム超断熱材（日本マイクロサーム株式会社製）を適用する。また、好ましくは、内側断熱材層９は低熱伝導率断熱材層１０の機能をより良く発揮させるために、各分割片を施工性を阻害しない程度の適度の反発性あるいは、収縮形状保持性を有する材料用いることが好ましい。
また周方向の分割端面には係合部を構成する両面テープ１１を貼り付けておき、施工時に仮保持させることができるようになっている。係合部は必ずしも両面テープに限定されず、仮保持機能を有するものであれば接着剤などであっても差支えない。なお最終的には各分割片３の外側からコーティング材を塗布して固化させ、リング状断熱材としての形状を安定保持させる。なお、本発明で両面テープについては、業務用テープ（例えば住友スリーエム株式会社等）でもかまわないが、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系高温接着材を含有した高温用テープも使用可能である。

上記した第１の実施形態では上下の凸部７は水平線の両側に対称配置されていたが、図３に示す第２の実施形態では非対称配置である。すなわち、分割片３の上側は中央部に凸部７を有し、下側は左右両側に凸部７を有する形状となっている。このため下側の中央部は凹状となり、下側に位置する分割片３の上側の凸部７が隙間なく嵌まり込み、全体として隙間のないリング状断熱材が構成される。

図４に示す第３の実施形態は、前記した第１の実施形態を変形させたものである。すなわち、分割片３の上側の凸部７は高さが低く、下側の凸部７はその高さを高くしたものである。

また図５に示す第４の実施形態は、前記した第２の実施形態を変形させたものである。すなわち、分割片３の中央の凸部７は高さが高く、左右両側の凸部７の高さを高くしたものである。

何れの実施形態においても、その断面構造は図６に示す通りであり、水平方向からパイプの外周面に嵌め込んだときに仮保持されるようになっている。また何れの実施形態においても、各分割片３の形状は基本的に同一であり、水平方向から嵌め込んだときに上下の端面が密着し、全体として隙間のないリング状断熱材が構成される。その後に外側からコーティング材を塗布して固化させ、完成させる。塗布にはリシンガンなどの機具あるいは、ハケを用いて施工を行うことが好ましい。本発明においては、コーテング材については、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系高温硬化剤を使用することが好ましい。好ましくは、高温用ファイバーウールの短片やＡｌ_２Ｏ_３微粉を含有し、硬化剤の平均組成がムライト組成ものを使用する。

上記したように、本発明のリング状断熱材はパイプの外側から分割片３を水平方向に押し込むことによって相互に密着させることができ、従来のように上下方向にずらせるようにして係合部を係合させる必要がない。このため端部にキャスタブル耐火物を施工する必要がなく、工期短縮が可能となる。

また分割片３の上下端面間の距離が周方向に変化し、従来のように軸線方向の近接位置に上下方向の分割線が入ることがないため、バナナの皮が裂けるように上下方向のき裂が入るバナナ割れを避けることができる。

本発明のリング状断熱材は高温パイプの外周面を断熱するために有効であり、実施形態に示したウォーキングビーム炉のサポートパイプのみならず、各種の太径のロングパイプや高温パイプに適用することができる。

１ ロングパイプ
２ サポートパイプ
３ 分割片
４ 端部分割片
５ 上端面
６ 下端面
７ 凸部
８ 左右両端部
９ 内側断熱材層
１０ 低熱伝導率断熱材層
１１ 両面テープ

Claims (6)

1. 断熱材からなる多数の分割片を組み合わせてパイプの外周を被覆するリング状断熱材であって、
   各分割片は円周方向に複数に分割され、パイプの軸線方向の上下端面に凸部を有するものであることを特徴とするリング状断熱材。
2. 前記凸部は、分割片の上下に対称配置されていることを特徴とする請求項１記載のリング状断熱材。
3. 前記凸部は、分割片の上下に非対称配置されていることを特徴とする請求項１記載のリング状断熱材。
4. 前記凸部は上下で高さが異なるものであることを特徴とする請求項１記載のリング状断熱材。
5. 前記分割片の凸部の高さは、分割片の最小高さの２〜５倍の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のリング状断熱材。
6. 前記分割片は円周方向の端部に仮保持用の係合部を有することを特徴とする請求項１記載のリング状断熱材。

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