JP2015057577A - ラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マット状無機繊維集合体を、当該マット厚み方向に積層してなり、ラジアントチューブ根元支持部に対する嵌合構造部を有するブロック状の第2断熱材と、第2断熱層の表面に設けられたマット状非晶質無機繊維集合体である第1断熱層とを有し、第1断熱層は、当該第2断熱層を構成するマットの積層方向が第1断熱層の無機繊維集合体マット厚み方向に対して略垂直となる面に設けられていることを特徴とする、ラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング。
【選択図】図3
Description
本発明の第1断熱層に用いるマット状無機繊維集合体は、マット状非晶質無機繊維集合体である。なお、本発明の効果を奏する限りは、結晶質無機繊維等の非晶質無機繊維以外の無機繊維を有していてもよい。本発明の非晶質無機繊維集合体とは、結晶質無機繊維(1500℃で8時間熱処理した無機繊維)の粉末X線回折での2θ=26.1〜26.2°に有するピークの最大強度を100とした際の、該2θ=26.1〜26.2°に有するピークの最大強度との比が10%未満である無機繊維を示す。そして当該ピーク強度比が小さい方が好ましく、中でも7%以下、より好ましくは5%以下、特に好ましくは、3%以下であることが好ましい。本発明に用いるマット状無機繊維集合体を構成する無機繊維としては、上記特徴を有する限り特に制限がなく、シリカ、アルミナ/シリカ、これらを含むジルコニア、スピネル、チタニア等の単独、又は複合繊維が挙げられる。中でも耐熱性、繊維強度(靭性)、安全性の点で、アルミナ/シリカ系繊維であることが好ましい。
本発明に用いるマット状非晶質無機繊維集合体は、ニードルブランケットであることが好ましい。
本発明に用いるニードルブランケットの面密度は、特に制限は無く、適宜選択して決定すればよいが、通常、1000〜4000g/m2であり、中でも1100〜3000g/m2、特に1200〜2500g/m2であることが好ましい。このニードルブランケットの面密度が小さ過ぎると、無機繊維成形体における無機繊維含有量が低下し、極薄い成形体しか得られず、断熱用無機繊維成形体としての性能が低下する場合がある。逆に面密度が大き過ぎると、この無機繊維含有量が多すぎてしまい、ニードリング処理による厚み制御が困難となる。
本発明に用いるマット状非晶質無機繊維集合体、具体的には例えばニードルブランケットの製造方法には特に制限はなく、従来公知の任意の方法を採用することが出来る。中でもゾル−ゲル法により無機繊維前駆体の集合体を得る工程と、得られた無機繊維前駆体の集合体に、ニードリング処理を施す工程と、ニードリング処理された無機繊維前駆体の集合体を焼成して無機繊維の集合体とする焼成工程とを経て製造される。
紡糸により得られたアルミナ/シリカ系繊維前駆体の集合体は、次いでニードリング処理を施す。本発明において、このニードリング処理を、前述のニードル密度を満たすような条件で行うことが好ましい。
ニードリング処理後の焼成は、通常900℃以上、好ましくは1000〜1300℃、さらに好ましくは1100℃〜1200℃の温度で行う。焼成温度が900℃未満の場合は結晶化が不十分なため強度の小さい脆弱なアルミナ/シリカ系繊維しか得られず、1200℃を超える場合はアルミナ/シリカ系繊維の結晶化度が急激に増加し繊維強度が低下し、さらに焼成温度が1300℃を超える場合は繊維の結晶の粒成長が進行して強度の小さい脆弱なアルミナ/シリカ系繊維しか得られない。
ゾルを含浸させた場合のニードルブランケットの乾燥は、通常80〜150℃の条件下で行う。乾燥温度が低すぎると十分に乾燥することができず、逆に高過ぎると、ゾル含浸ニードルブランケットの表層近傍で、急激な水分の蒸発が起こり、固形分が表層に集中しやすく、厚み方向全体の含浸むらが発生する為に、本発明の無機繊維成形体において、厚み方向の耐スケール性にむらが発生する場合がある。
本発明における第2断熱層の形態は、特段の制限はないが、マット状無機繊維集合体を、その厚み方向に積層してなり、ラジアントチューブ根元支持部に対する嵌合構造部を有するブロック状の断熱層である。
<第2断熱層の製作>
1260℃グレードのセラミックファイバーブランケット(イソライト工業株式会社 イソウール1260ブランケット 8P25T)を194mm×840mmのサイズに切出し、U字状に折り曲げたセラミックファイバーブランケット4個を積層し、10Pの密度となるまで圧縮し、ブランケット積層面の方向においてφ2.3mmのアルミナロープでソーイングして497mmL×415mmW×194mmTのセラミックファイバー製ブロックを作製した。そして、図5のように、該セラミックファイバー製ブロックの長さ方向中点にφ150mmの半円筒形の凹部を形成し、2個1組でチューブ根元に装填可能な形状のブロックとした。
次に、非晶性無機繊維ブランケット(三菱樹脂株式会社製 マフテック(登録商標)MLS−2 厚さ10mm)を用いて上記セラミックファイバーブランケット製ブロックの4面(マット状無機繊維集合体の端面が露出する面を含む。)を、U字状セラミックファイバーブランケットの開口部を覆う向きで被覆した。次いで、φ2.3mmのアルミナロープでソーイングして、ラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング材を形成した。この様にして得られたライニング材について、以下の方法により評価した。結果を表1に示す。
無機繊維集合体の重量を天秤にて測定する一方、集合体の長さ、幅をノギスにて、厚みは厚み計にて測定して体積を計算した後、重量を体積で割って求めた。
非晶性無機繊維(三菱樹脂社製、マフテック(登録商標)MLS−2)を1500℃で8時間熱処理することで、結晶性無機繊維を得た。得られた結晶性無機繊維の粉末X線回折での2θ=26.1〜26.2°に有するピークの最大強度を100とし、サンプルの無機繊維における該2θ=26.1〜26.2°に有するピークの最大強度との比(%)を、結晶化度とした。
抜き型を用いて50mm×50mmの試験片を切り出し、試験片の重量を0.01gの精度で測り取り、試験片の面積(S)と重量(W)から目標嵩密度(GBD=0.30g/cm3)に於ける厚み(t:mm)を求める(t(mm)=(W/S)/0.30×10)。この試験片を、圧縮試験機で25[mm/分]の速度で所定厚み(t)まで圧縮し、15秒後の圧力を面圧とした。
1000℃で前焼成した無機繊維成形体を、1500℃の加熱炉で再加熱後、アルミニウム板上にて急冷させたときの外観変化を目視で観察した。
サンプル100gを100℃にて60分乾燥した後、10トン荷重を2分間保持して粉砕する。そしてこの圧縮粉砕を3回繰り返して得られたサンプルを秤量した。この値をW0とする。次に当該サンプルを篩(45μm≦)に乗せ、上水を用いて繊維形状物を除去した後、篩振とう機にセットし、上水を掛けながら更に15分以上篩別して、繊維形状物を除去した。篩上の残ったショットを洗ビンで漏斗上にセットした濾紙に全量洗い出し、濾紙ごと100℃、60分乾燥した後、ショットを秤量した。この値をWとする。ショット率は、以下の式:ショット率(wt%)=W/W0×100にて得られた数値を、少数点2桁目を四捨五入して求めた。
電気炉扉に50mm×50mmの孔を開け、当該孔部分に断熱用ライニングを装填する。その後、電気炉を1000℃に加熱し、炉内及び炉外温度を熱電対にて測定し、断熱効果を確認した。
無機繊維集合体を50mm×100mmの個片の面積に打抜き、2mmφのノズル先端から、0.4MPaの風を20mmの距離で10分間接触させ、表面孔の有無および深さを観察した。
無機繊維集合体を100mm×150mmの個片の面積に打抜き、白金針を長辺20mmおよび短辺15mm位置から30mm間隔で計6本差し込み、長手方向の平行位置にある各2本間の距離を測定し、1000℃で3時間焼成した後の同距離との比を百分率として加熱収縮率とした。
実施例1において、積層するセラミックファイバーを平板状としたこと以外は実施例1と同様にしてラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング構造を形成した。そして実施例1と同様に評価し、結果を表1に記した。
実施例1において、非晶性繊維ブランケットよりなる第1断熱層でU字状セラミックファイバーの折り返し辺部を被覆したこと以外は実施例1と同様にしてラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング構造を形成した。そして実施例1と同様に評価し、結果を表1に記した。
実施例1において、第1断熱層を構成する非晶性繊維ブランケットにチタニア(放射率:0.4〜0.6)を表1に示す添着量にて担持させたこと以外は実施例1と同様にしてラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング構造を形成した。なお表1中の添着量(重量%)とは下記式で算出される重量分率である。
そして実施例1と同様に評価し、結果を表1に記した。
実施例1において、セラミックファイバーブランケットを厚さ12.5mmの結晶性繊維ブランケット(三菱樹脂株式会社製マフテック(登録商標)MLS)で被覆したこと以外は実施例1と同様にしてラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング構造を形成した。そして実施例1と同様に評価し、結果を表1に記した。
実施例1において、セラミックファイバーブランケットを厚さ5mmのアルミナクロス(ニチビ社製4018−D)で被覆したこと以外は実施例1と同様にしてラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング構造を形成した。そして実施例1と同様に評価し、結果を表1に記した。
実施例1において、セラミックファイバーブランケットを厚さ1mmのステンレス板SUS310Sで被覆したこと以外は実施例1と同様にしてラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング構造を形成した。そして実施例1と同様に評価し、結果を表1に記した。
比較例2において、セラミックファイバーブランケット製ブロックをセラミックファイバーブランケットの積層方向に被覆したこと以外は比較例1と同様にしてラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング構造を形成した。そして実施例1と同様に評価し、結果を表1に記した。
2 マット状無機繊維集合体
4 ブロック
5 嵌合構造部
Claims (3)
- マット状無機繊維集合体を、当該マット厚み方向に積層してなり、ラジアントチューブ根元支持部に対する嵌合構造部を有するブロック状の第2断熱材と、第2断熱層の表面に設けられたマット状非晶質無機繊維集合体である第1断熱層とを有し、第1断熱層は、当該第2断熱層を構成するマットの積層方向が第1断熱層の無機繊維集合体マット厚み方向に対して略垂直となる面に設けられていることを特徴とする、ラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング。
- 第1断熱層が、放射率0.60以下の無機質材料が担持された無機繊維集合体であることを特徴とする請求項1に記載のラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング。
- 第2断熱層が、少なくとも一回はU字に折りたたまれたマット状無機繊維集合体を複数枚圧縮されて得られたブロック状断熱材であり、
第2断熱層を構成するブランケット同士が補強ピンにて固定されており、当該補強ピンはブランケットのU字部を介していることを特徴とする請求項1又は2に記載のラジアントチューブ根元支持受け部分用ライニング。
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