JP2018189324A - 連続焼鈍炉の炉内ライニング及び連続焼鈍炉 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール挿通孔内周面からの粉塵発生が防止される連続焼鈍炉の炉内ライニング及び連続焼鈍炉及び連続焼鈍炉を提供する。【解決手段】炉内ライニング１は、炉殻鉄皮２と、該炉殻鉄皮２の炉内側に積層されたセラミックファイバーブランケット３よりなるセラミックファイバーライニング層４と、該セラミックファイバーライニング層４の炉内面を被覆する炉内面被覆ブランケット５と、ロール挿通孔の内周面を被覆する挿通孔被覆ブランケット６を有する。炉内面被覆ブランケット５及び挿通孔被覆ブランケット６は、４５μｍのショット含有率が３％以下のアルミナ繊維ブランケットよりなる。【選択図】図１

Description

本発明は、連続焼鈍炉の炉内ライニングに係り、特にロールの端部側が挿通されるロール挿通孔が設けられている炉内ライニングに関する。更に詳しくは、該炉内ライニングがセラミックファイバーのライニング層を有する連続焼鈍炉の炉内ライニングに関する。また、本発明は、この炉内ライニングを有する連続焼鈍炉に関する。

従来、連続焼鈍処理設備等の炉内ライニングには、軽量の耐火材、断熱材として優れた特性を有するセラミックファイバーが用いられている（例えば、特許文献１，２）。

セラミックファイバーは、遠心力を利用したスピニング法や高速の圧縮空気で吹き飛ばすブローイング法によって、高温溶融状態のセラミック材料を繊維化させることにより製造される。このセラミックファイバーには、繊維になりきれない粒子状のままで残る非繊維状粒子、すなわちショットが含まれており、このショットは、粉塵の原因となる。

このような炉内ライニング材から発生する粉塵を防止するために、特許文献１，２には、セラミックファイバーブロック上を無機質繊維製のアルミナ耐熱クロスや結晶質アルミナ繊維ブランケットで被覆することが記載されている。特許文献２には、この結晶質アルミナ繊維ブランケットとして４５μｍ以上のショット含有率が３％以下のものを用いることが記載されている。

特開２００２−３６４９８５号公報 特開２００６−１０１０７号公報

連続焼鈍炉の炉内ライニングには、ロール（ハースロール）の端部側が挿通されるロール挿通孔が設けられている（特許文献２の００１８段落及び図２）。このロール挿通孔の内周面は、ライニング層を構成するセラミックファイバーが露呈している（特許文献２の図２）。このため、ロール挿通孔内周面からショット等の粉塵が発生するおそれがある。

本発明は、ロール挿通孔内周面からの粉塵発生が防止される連続焼鈍炉の炉内ライニング及び連続焼鈍炉を提供することを目的とする。

本発明の炉内ライニングは、セラミックファイバーブランケットを有するライニング層と、該ライニング層の炉内面を被覆する４５μｍ以上のショット含有率が３％以下のアルミナ繊維ブランケットよりなる炉内面被覆ブランケットとを備え、炉内外方向に貫通するロール挿通孔が設けられた連続焼鈍炉の炉内ライニングにおいて、該ロール挿通孔の内周面を被覆する、４５μｍ以上のショット含有率が３％以下のアルミナ繊維ブランケットよりなる挿通孔被覆ブランケットを備えたことを特徴とするものである。

本発明の連続焼鈍炉は、かかる炉内ライニングを有する。

本発明の一態様では、前記ロール挿通孔の少なくとも一部は、炉外側に向って小径となるテーパ形状となっており、前記挿通孔被覆ブランケットは、該テーパ形状の内周面に重なるテーパ部を有している。

本発明の一態様では、前記挿通孔被覆ブランケットは、前記ロール挿通孔の周囲の前記炉内面被覆ブランケットに炉内側から重なるフランジ部を有する。

本発明の一態様では、前記挿通孔被覆ブランケットは、略扇形のシートが複数枚縫い合わされたものである。

本発明の一態様では、２枚以上の挿通孔被覆ブランケットが積層状態で設けられおり、積層された挿通孔被覆ブランケットは、各々の縫合部が非対面状態で配置されている。

本発明の一態様では、前記炉殻鉄皮から立設されたロッドが該セラミックファイバーブランケットを貫通しており、該ロッドの先端に装着されたワッシャ及びナットによってセラミックファイバーブランケット、前記炉内面被覆ブランケット及び前記挿通孔被覆ブランケットが該炉殻鉄皮に保持されている。

本発明の一態様では、該ロッドは、前記炉殻鉄皮に垂直に立設された主ロッドと、該主ロッドの途中に連なる斜ロッドとを有しており、該主ロッドの先端部は、前記炉内面被覆ブランケットと前記フランジ部とを貫通しており、該斜ロッドの先端部は、前記ロール挿通孔の内周面において前記挿通孔被覆ブランケットを貫通している。

本発明によると、ロール挿通孔内周面を、４５μｍ以上のショット含有率が３％以下のアルミナ繊維ブランケットで被覆したことにより、ロール挿通孔内周面からの粉塵発生が防止される。

実施の形態に係る連続焼鈍炉の炉内ライニングを説明する斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 炉内ライニングの一部の拡大断面図である。 実施の形態に係る連続焼鈍炉の炉内ライニングを説明する分解斜視図である。 実施の形態に係る連続焼鈍炉の炉内ライニングを説明する分解斜視図である。 被覆ブランケットの縫製方法を示す平面図である。 被覆ブランケットの縫製方法を示す平面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

この実施の形態に係る連続焼鈍炉の炉内ライニング１は、方形の炉殻鉄皮２と、該炉殻鉄皮２の炉内側に複数層（この実施の形態では４層）積層されたセラミックファイバーブランケット３（３Ａ〜３Ｄ）よりなるセラミックファイバーライニング層４と、該セラミックファイバーライニング層４の炉内面を被覆する、アルミナ繊維ブランケットよりなる炉内面被覆ブランケット５と、ハースロール２０が挿通されるロール挿通孔２１の内周面を被覆する、アルミナ繊維ブランケットよりなるロール挿通孔内周面被覆ブランケット（以下、挿通孔被覆ブランケットという。）６等を有する。炉内面被覆ブランケット５及び挿通孔被覆ブランケット６は、いずれも、４５μｍのショット含有率が３％以下のアルミナ繊維ブランケットよりなる。

図２の通り、この実施の形態では、ハースロール２０の端部側には、炉外側ほど小径となるテーパ部２０ａと、該テーパ部２０ａのよりも炉外側の等径の小径部２０ｂとが設けられている。このテーパ部２０ａ及び小径部２０ｂがロール挿通孔２１に差し込まれている。図３の通り、ロール挿通孔２１の炉内側は、このテーパ部２０ａに倣ったテーパ孔部２１ａとなっている。また、ロール挿通孔２１のうち、ハースロール２０の小径部２０ｂが挿通される部分は、等径の円筒孔部２１ｂとなっている。

セラミックファイバーブランケット３は、方形の盤状であり、盤央部には、ロール挿通孔２１となる透孔が設けられている。なお、セラミックファイバーブランケット３の積層数は４〜１０、特に５〜８程度が好ましい。
図２では炉内側に複数層積層された態様が記載されているが、セラミックファイバーブランケット３を十文字または放射状あるいはモザイク状に積層し、ロール挿通孔２１にセラミックファイバーブランケット３の繊維先端を位置させた態様でもよい。

炉内面被覆ブランケット５は、図４，５に明示される通り、最炉内側のブロック３（３Ｄ）の炉内面と同一寸法の方形の主面５ａと、該主面５ａの外周縁の４辺から延出する４葉のフラップ部５ｂとを有する。主面５ａには、最炉内側セラミックファイバーブランケット３（３Ｄ）の透孔と等径の円形開口５ｃが設けられている。

炉内面被覆ブランケット５は、主面５ａを最炉内側のセラミックファイバーブランケット３（３Ｄ）の炉内面に重ね、フラップ部５ｂを折り曲げてセラミックファイバーブランケット３の側面に重ねるようにしてセラミックファイバーライニング層４に被装される。隣接するフラップ部５ｂの側辺同士は、予め、又はセラミックファイバーブランケット３の側面に重ね合わされた後、アルミナ繊維糸等により縫合される。

挿通孔被覆ブランケット６は、図３，５の通り、ロール挿通孔２１のテーパ孔部２１ａに重なるテーパ部６ａと、該テーパ部６ａの小径側に連なり、円筒孔部２１ｂに重なる円筒部６ｂと、テーパ部６ａの炉内側（大径側）の縁部から拡開するフランジ部６ｃを有する。

この実施の形態では、１枚の挿通孔被覆ブランケット６がロール挿通孔２１に装着されている。

この実施の形態では、挿通孔被覆ブランケット６は、図６に示す通り、扇形のシート１０を所定枚数（図６では８枚）縫合することにより製造されたものである。シート１０は、１対の径方向辺１０ａ，１０ａと、該径方向辺１０ａ，１０ａの一端側同士を結ぶ小曲率半径の円弧辺１０ｂと、径方向辺１０ａ，１０ａの他端側同士を含む大曲率半径の円弧辺１０ｃとを有する。

隣り合うシート１０の径方向辺１０ａに沿う部分同士の端面を合わせ、アルミナ繊維糸（図示略）によって端面同士を縫合することにより、図５に示す挿通孔被覆ブランケット６が製作される。
シート１０のうち、円弧辺１０ｃに沿う部分がフランジ部６ｃとなり、円弧辺１０ｂに沿う部分が円筒部６ｂとなり、両者の間の部分がテーパ部６ａとなる。

シート１０，１０同士の縫合部６ｓからショット等の粉塵が流出することをより確実に防止するために、２枚の挿通孔被覆ブランケット６，６を、各々の縫合部６ｓ同士が重ならないように（即ち、非対面状態となるように）ロール挿通孔２１に挿入してもよい。この実施の形態（図示略）では、炉内側に配置された挿通孔被覆ブランケット６の縫合部６ｓを、セラミックファイバーライニング層４側に配置されるブランケット６の縫合部６ｓ，６ｓ同士の中間付近に位置させる。

この実施の形態では、各セラミックファイバーブランケット３、炉内面被覆ブランケット５、及び挿通孔被覆ブランケット６は、炉殻鉄皮２から立設されたロッド７，７Ａによって該炉殻鉄皮２に固定されている。

ロッド７は、炉殻鉄皮２と垂直な主ロッド７ａと、該主ロッド７ａの長手方向途中部分から分岐した斜ロッド７ｂとを有する。主ロッド７ａ及び斜ロッド７ｂの先端部の外周面にはそれぞれ雄ネジが刻設されており、ナット８が螺着可能となっている。

セラミックファイバーブランケット３のうち、炉殻鉄皮２側に配置される３枚のセラミックファイバーブランケット３（３Ａ〜３Ｃ）には、各々を炉殻鉄皮２上に積み重ねる際に斜ロッド７ｂが通り抜けるか又は差し込まれるスリ割り（図示略）が設けられている。

セラミックファイバーブランケット３Ａ〜３Ｄを炉殻鉄皮２上に積層してセラミックファイバーライニング層４を形成するには、各セラミックファイバーブランケット３Ａ〜３Ｄを主ロッド７ａに刺し通すと共に、斜ロッド７ｂをセラミックファイバーブランケット３Ａ〜３Ｃのスリ割りに嵌め通す。図３の状態では、炉殻鉄皮２側から２番目及び３番目のセラミックファイバーブランケット３を貫くように斜ロッド７ｂが配置されている。斜ロッド７ｂの先端はテーパ孔部２１ａに露呈する。

次いで、セラミックファイバーライニング層４に対し炉内面被覆ブランケット５を被装する。さらに、挿通孔被覆ブロック６のテーパ部６ａ及び円筒部６ｂをロール挿通孔２１の内周面に重ね合わせ、フランジ部６ｃを炉内面被覆ブランケット５の上に重ね合わせる。主ロッド７ａの先端を該ブランケット５及びフランジ部６ｃに刺し通すと共に、斜ロッド７ｂの先端を挿通孔被覆ブランケット６のテーパ部６ａに刺し通す。次いで、主ロッド７ａ及び斜ロッド７ｂの先端部にワッシャ９を嵌挿させ、ナット８を螺着する。これにより、各セラミックファイバーブランケット３及びブランケット５，６のロール挿通孔２１近傍部分が炉殻鉄皮２に固定される。

図３の通り、主ロッド７ａの長さは、積層されたセラミックファイバーブランケット３（３Ａ〜３Ｄ）の厚みと、炉内面被覆ブランケット５と、フランジ部６ｃとの合計厚みとほぼ等しいものとされている。すなわち、主ロッド７ａの先端面は、フランジ部６ｃの炉内面と略面一状となっている。また、斜ロッド７ｂの長さは、その先端面がテーパ部６ａの内周面とほぼ面一状となる長さとなっている。

各ワッシャ９は、フランジ部６ｃ及びテーパ部６ａに押し込まれるようにして、主ロッド７ａ及び斜ロッド７ｂの先端部に嵌挿され、ナット８が螺着される。そのため、主ロッド７ａ及び斜ロッド７ｂの先端は、フランジ部６ｃ及びテーパ部６ａの内周面からは全く又は殆ど突出しない。

前記ロッド７Ａは、図４，５の通り、炉殻鉄皮２の４コーナー近傍部に立設されている。このロッド７Ａは主ロッド７ａと同様の直棒状である。各セラミックファイバーブランケット３及び炉内面被覆ブランケット５の４コーナー近傍部が該ロッド７Ａに刺し通され、該ロッド７Ａの先端にワッシャ９が嵌挿され、ナット８が螺着されている。これにより、セラミックファイバーブランケット３及び炉内面被覆ブランケット５のコーナー近傍部が炉殻鉄皮２に固定される。このロッド７Ａの先端面も、その周囲の炉内面被覆ブランケット５の炉内面と略面一状となっており、炉内には実質的に突出しない。

このように構成された連続焼鈍炉の炉内ライニング１にあっては、セラミックファイバーブランケット３の炉内面が炉内面被覆ブランケット５で被覆されると共に、ロール挿通孔２１の内周面が挿通孔被覆ブランケット６で被覆されているので、粉塵が発生することが防止される。特に、この実施の形態では、挿通孔被覆ブランケット６のフランジ部６ｃが炉内面被覆ブランケット５の円形開口５ｃの周縁部に重なっているので、該円形開口５ｃと挿通孔被覆ブランケット６との境界部からの粉塵発生も防止される。

上記実施の形態では、図６の通り、シート１０同士を縫合して挿通孔被覆ブランケット６を形成しているが、図７の通り、シート１０の複数枚（例えば２枚分）の大きさを有したシート１０Ａを用いてもよい。このシート１０Ａにあっては、内側の円弧辺１０ｂの途中から放射方向に切れ目１０ｄが切り込まれている。シート１０Ａの径方向辺１０ａ同士を縫合すると共に、切れ目１０ｄを閉じるように切れ目１０ｄの対向辺同士を縫合することにより、挿通孔被覆ブランケット６と同様形状の挿通孔被覆ブランケットが形成される。

次に、本発明で用いるのに好適な４５μｍ以下のショット含有率が３％以下のアルミナ繊維ブランケットについて説明する。

連続焼鈍炉内で、鋼板傷に影響する４５μｍ以上の粒子状異物がないことが好ましいので、アルミナ繊維ブランケットは、４５μｍ以上のショット含有率が３％以下特に２％以下のものが好ましい。アルミナ繊維ブランケットに含まれる４５μｍ以上のショット含有率の測定は、ＪＩＳ Ｒ３３１１のセラミックファイバーブランケットに含まれるショット含有率の測定（ふるい ＪＩＳ Ｚ ８８０１の呼び寸法 ２１２μｍ）に準拠して、３２５メッシュの４５μｍのふるいを用いて、測定する。

本発明で用いるアルミナ繊維ブランケットは、実質的に繊維径３μｍ以下の繊維を含まず、かつニードリング処理が施されたものが好ましい。なお、このニードルブランケットを用いることにより、耐荷重の点からも、好ましい。ここで、繊維径３μｍ以下の繊維を実質的に含まないとは、繊維径３μｍ以下の繊維が、全繊維重量の０．１ｗｔ％以下であることを表わす。

アルミナ繊維の平均繊維径は、５〜７μｍであることが好ましい。アルミナ繊維の平均繊維径が大きすぎると、ブランケットの反発力、靱性が失われ、小さすぎると、空気中に浮遊する発塵量が多くなり、繊維径３μｍ以下の繊維が含有される確率が高くなる。

本発明で用いるアルミナ繊維ブランケットは、アルミナ／シリカの組成比（ｗｔ％）が、７０〜７４／３０〜２６のムライト組成の範囲にあることが、好ましい。また、ムライト化率は０．５〜８０ｗｔ％、好ましくは、０．７〜７５ｗｔ％以上、より好ましくは、１．０〜５０ｗｔ％、特に好ましくは、１．２〜３０ｗｔ％であることが好ましい。ムライト化率は、以下のように測定される。測定サンプルを乳鉢にて粉砕し、Ｘ線回折装置（例えばＲＩＧＡＫＵ社製）で感電圧３０ｋｖ、感電流４０ｍＡ、４°／分の速度で測定し、ムライトのピーク２θ＝２６．３°の高さｈを読み取る。また、同じ条件でムライト標準物質（例えばＮＩＳＴ Ａｌｐｈａ Ｑｕａｒｔｚ）を測定し、２θ＝２６．３°のピーク高ｈ_０を読み取る。このときのムライト化率は以下の式で表す値となる。
ムライト化率（％）＝ｈ／ｈ_０×１００
ムライト化率を上記の範囲にすることで、断熱性と加工性を両立することができる点で好ましい。

本発明で用いるアルミナ繊維ブランケットの厚みは、好ましくは、６〜２５ｍｍ、さらに好ましくは、７〜１３ｍｍである。このアルミナ繊維ブランケットは、５℃／ｍｉｎで昇温し、１５００℃で８時間保持した条件における収縮率（測定方法はＪＩＳ Ｒ３３１１に準拠）が１％未満であることが好ましい。

本発明で用いるセラミックファイバーブランケット３は、アルミナ、シリカまたは、アルミナ、シリカ、ジルコニアを主成分とする非晶質繊維からなるブランケットである。

本発明で用いるセラミックスファイバーブランケット３の厚みは、好ましくは、１０〜６０ｍｍ、さらに好ましくは、２０〜５０ｍｍである。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。例えば、図６では８枚のシート１０を縫製して炉内面被覆ブランケットを製作しているが、６〜１０枚のシート１０を縫製して炉内面被覆ブランケットを製作してもよい。同様に、図７に示すシート１０Ａを３〜５枚程度縫製して炉内面被覆ブランケットを製作してもよい。１枚のシート１０Ａに２以上の切れ目１０ｄが設けられてもよい。

１ 連続焼鈍炉の炉内ライニング
２ 炉殻鉄皮
３（３Ａ〜３Ｄ） セラミックファイバーブランケット
４ ライニング層
５ 炉内面被覆ブランケット
６ 挿通孔被覆ブランケット
６ａ テーパ部
６ｂ 円筒部
６ｃ フランジ部
７，７Ａ ロッド
７ａ 主ロッド
７ｂ 斜ロッド
８ ナット
９ ワッシャ

Claims (8)

1. セラミックファイバーブランケットを有するライニング層と、該ライニング層の炉内面を被覆する４５μｍ以上のショット含有率が３％以下のアルミナ繊維ブランケットよりなる炉内面被覆ブランケットとを備え、炉内外方向に貫通するロール挿通孔が設けられた連続焼鈍炉の炉内ライニングにおいて、
   該ロール挿通孔の内周面を被覆する、４５μｍ以上のショット含有率が３％以下のアルミナ繊維ブランケットよりなる挿通孔被覆ブランケットを備えたことを特徴とする連続焼鈍炉の炉内ライニング。
2. 請求項１において、前記ロール挿通孔の少なくとも一部は、炉外側に向って小径となるテーパ形状となっており、
   前記挿通孔被覆ブランケットは、該テーパ形状の内周面に重なるテーパ部を有していることを特徴とする連続焼鈍炉の炉内ライニング。
3. 請求項１又は２において、前記挿通孔被覆ブランケットは、前記ロール挿通孔の周囲の前記炉内面被覆ブランケットに炉内側から重なるフランジ部を有することを特徴とする連続焼鈍炉の炉内ライニング。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記挿通孔被覆ブランケットは、略扇形のシートが複数枚縫い合わされたものであることを特徴とする連続焼鈍炉の炉内ライニング。
5. 請求項４において、２枚以上の挿通孔被覆ブランケットが積層状態で設けられおり、積層された挿通孔被覆ブランケットは、各々の縫合部が非対面状態で配置されていることを特徴とする連続焼鈍炉の炉内ライニング。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、前記炉殻鉄皮から立設されたロッドが該セラミックファイバーブランケットを貫通しており、
   該ロッドの先端に装着されたワッシャ及びナットによってセラミックファイバーブランケット、前記炉内面被覆ブランケット及び前記挿通孔被覆ブランケットが該炉殻鉄皮に保持されていることを特徴とする連続焼鈍炉の炉内ライニング。
7. 請求項３において、
   該ロッドは、前記炉殻鉄皮に垂直に立設された主ロッドと、該主ロッドの途中に連なる斜ロッドとを有しており、
   該主ロッドの先端部は、前記炉内面被覆ブランケットと前記フランジ部とを貫通しており、
   該斜ロッドの先端部は、前記ロール挿通孔の内周面において前記挿通孔被覆ブランケットを貫通していることを特徴とする連続焼鈍炉の炉内ライニング。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の炉内ライニングを備えた連続焼鈍炉。

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