JP2928126B2 - FIBER MOLDED BODY AND COATING METHOD THEREOF - Google Patents

FIBER MOLDED BODY AND COATING METHOD THEREOF

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JP2928126B2
JP2928126B2 JP7044149A JP4414995A JP2928126B2 JP 2928126 B2 JP2928126 B2 JP 2928126B2 JP 7044149 A JP7044149 A JP 7044149A JP 4414995 A JP4414995 A JP 4414995A JP 2928126 B2 JP2928126 B2 JP 2928126B2
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fibrous
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fiber
molded body
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倉 寛 行 浅
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    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は炉内のライニングに用い
られる繊維質成形体およびそのコーティング方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fibrous formed body used for lining in a furnace and a method for coating the fibrous formed body.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、加熱処理炉の断熱を図るため
に耐火煉瓦、断熱煉瓦、セラミックファイバ等が使用さ
れている。これらの使用材のなかでセラミックファイバ
は断熱性が高く、低熱容量のため炉の熱応答性がよく、
操業しやすい炉とすることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, refractory bricks, heat insulating bricks, ceramic fibers, and the like have been used to insulate a heat treatment furnace. Among these materials, ceramic fibers have high heat insulation and low heat capacity, so the furnace has good thermal response,
A furnace that can be easily operated can be provided.

【0003】しかしながらセラミックファイバは空隙率
が高いために種々の問題点を有している。例えば、雰囲
気加熱、あるいは被焼成物と反応させる特定の気体が導
入される炉の内部において、導入されたガスまたは炉内
で反応の結果生じたガスのなかには沸点および融点が比
較的高く、炉内にライニングされた耐火材の気孔部分に
侵入して温度が低下すると結露(コンデンス)してライ
ニング材や炉殻を腐食させたり、さらには固化して空隙
を埋めてしまい、ライニング材の断熱性を損ななうとい
う難点があった。
However, ceramic fibers have various problems due to their high porosity. For example, inside a furnace into which a specific gas to be reacted with an object to be baked is heated under an atmosphere, or a gas introduced as a gas or a gas generated as a result of a reaction in the furnace has a relatively high boiling point and a relatively high melting point. When the temperature of the refractory material is reduced by entering the pores of the lining material, condensation (condensation) may cause the lining material and the furnace shell to corrode, or solidify to fill the voids. There was a drawback of losing.

【0004】上記導入ガスを用いる代表的なものとして
は、非酸化物セラミックスである窒化珪素製造炉や、気
相折出法による切削工具へのチタンカーバイトコーティ
ング、ボロンカーバイトコーティング、炭素製品への炭
化珪素コーティング等を行なう反応炉等がある。また最
近では鉄にシリコンを気相含浸して高珪素鋼板を製造す
る技術も開発されている。
Typical examples of the use of the above introduced gas include a silicon nitride manufacturing furnace which is a non-oxide ceramic, a titanium carbide coating, a boron carbide coating on a cutting tool by a vapor deposition method, and a carbon product. There is a reaction furnace for performing silicon carbide coating and the like. Recently, a technique for producing a high silicon steel sheet by impregnating iron with silicon in a gas phase has also been developed.

【0005】上記の反応炉では、例えばアンモニア(窒
化珪素)、四塩化珪素(窒化珪素、炭化珪素、珪素)、
クロロメチルシラン(窒化珪素、珪素)、メタン(炭化
珪素、チタンカーバイト、ボロンカーバイト)、プロパ
ン(炭化珪素、チタンカーバイト、ボロンカーバイ
ト)、水素(キャリヤ)等が使用される。
In the above reactor, for example, ammonia (silicon nitride), silicon tetrachloride (silicon nitride, silicon carbide, silicon),
Chloromethylsilane (silicon nitride, silicon), methane (silicon carbide, titanium carbide, boron carbide), propane (silicon carbide, titanium carbide, boron carbide), hydrogen (carrier) and the like are used.

【0006】これらにおいて未反応の導入ガスやガス同
士の反応、熱分解、あるいは被処理物との反応によって
窒化珪素、珪素、チタンカーバイトなど、被処理物に固
着されなかったコーティング成分、置換反応による塩化
水素、塩化鉄等が炉内雰囲気中に発生し、その一部は排
気系を通じて炉外へ排出されるが、一部はライニング材
の表面に固着したり、ライニング材の空隙内に侵入した
りして前述の問題をもたらすことになる。
[0006] In these, coating components which are not adhered to the object to be treated, such as silicon nitride, silicon, titanium carbide, etc., due to the reaction of unintroduced introduced gases or gases, thermal decomposition, or reaction with the object to be treated, substitution reaction, etc. Hydrogen chloride, iron chloride, etc. are generated in the furnace atmosphere, and some of them are discharged out of the furnace through the exhaust system, but some of them stick to the surface of the lining material or enter the voids of the lining material Or the above-mentioned problem.

【0007】上記のことから、雰囲気加熱される加熱炉
や反応炉では、断熱性を犠牲にしても気孔率の小さい硬
質のライニング材を使用することが一般に採られている
が、気孔率の高いライニング材を使用してもその表面か
らガスの侵入を阻止できれば、断熱性を犠牲にすること
なく気孔率の高いライニング材の使用が可能である。
[0007] From the above, in a heating furnace or a reaction furnace heated in an atmosphere, a hard lining material having a small porosity is generally used even if heat insulation is sacrificed, but a high porosity is used. Even if a lining material is used, it is possible to use a lining material having a high porosity without sacrificing heat insulation, as long as gas intrusion can be prevented from the surface thereof.

【0008】上記のように気孔率の高いライニング材、
すなわちセラミックファイバやファイバボード等の表面
処理技術として下記のものがある。
The lining material having a high porosity as described above,
That is, there are the following surface treatment techniques for ceramic fibers and fiber boards.

【0009】上記のライニング材の表面に遠赤外放射材
によりコーティングを施すもの(特開平2−13371
7号公報、以下公知技術1という)、ライニング材のば
らけ(ボロ振り)を防止する目的からアルカリコーティ
ングを施すもの(特開平2−302588号公報、公知
技術2)、耐風速性を付与するため黒鉛粉末をコーティ
ングするもの(特開平3−87593号公報、公知技術
3)、熱輻射を目的としてFeO、Cr2 3 成分をコ
ーティングするもの(特開平3−229829号公報、
公知技術4)、収縮防止と耐風速性を与えるため、ホウ
酸、SiO2 および有機樹脂を含むコーティング材を用
いるもの(特開昭60−21886号公報、公知技術
5)、耐火材スラリーにライニング材の表面部分を浸漬
して硬い表層を形成することによるもの(特開平1−1
38181号公報、公知技術6)、アルミナゾル、シリ
カゾルによりライニング材(ファイバ ブランケット)
の表面にショットの落下防止のためのコーティングを施
すもの(実開昭62−157220号公報、公知技術
7)等がある。
Coating the surface of the lining material with a far-infrared radiating material (Japanese Patent Laid-Open No. 213371/1990)
7, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-302588, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-302588, and a method of applying an alkali coating for the purpose of preventing the lining material from being loosened (wobbled). for those coated graphite powder (JP-a-3-87593, JP-known technique 3), FeO as for thermal radiation, that coating the Cr 2 O 3 component (JP-a-3-229829, JP-
Known technology 4), using a coating material containing boric acid, SiO 2 and an organic resin to prevent shrinkage and provide wind resistance (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-21886, known technology 5), lining a refractory slurry By forming a hard surface layer by immersing the surface of the material
No. 38181, known technology 6), lining material (fiber blanket) using alumina sol and silica sol
(See Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 62-157220, known technology 7).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公知
技術によれば、ライニング材の表面に硬い層は形成され
るが、前述のガスを遮蔽することは困難である。なかで
も最も有力とみられるものは公知技術2と公知技術5で
あるが、セラミックファイバの表面に液状物を塗布する
と毛細管現象によって吸込まれた液体の表面張力により
繊維が或る小さい範囲ずつ束ねられた状態となり、固ま
った繊維が島状に多数散らばった様相を呈する。
However, according to the above-mentioned known technique, a hard layer is formed on the surface of the lining material, but it is difficult to shield the above-mentioned gas. Among the most promising ones are known technology 2 and known technology 5, but when a liquid material is applied to the surface of a ceramic fiber, the fibers are bundled by a certain small range due to the surface tension of the liquid sucked by the capillary phenomenon. It is in a state where a large number of hardened fibers are scattered like islands.

【0011】このように束ねられた繊維が形成された場
合、繊維のばらけによる脱落(ボロ振り)や耐風速性に
対しては繊維端が固まっていることにより或る程度の効
果は期待し得ても、ライニング材の表面に均一な遮蔽層
が形成されているわけではないのでガスの遮蔽は不可能
である。
In the case where the bundled fibers are formed in this manner, a certain effect can be expected with respect to the falling off (wobbles) due to the dispersion of the fibers and the wind resistance due to the solidified fiber ends. Even if it is obtained, gas cannot be shielded because a uniform shielding layer is not formed on the surface of the lining material.

【0012】また上記のようなコーティング材をファイ
バ質の成形体の表面に塗布した場合、顕著に現われる現
象として加熱後コーティング層のクラックや剥離が生じ
る。これらは加熱、冷却に基づくライニング材とコーテ
ィング層との膨張、収縮率の差によって起きる。
When the above-mentioned coating material is applied to the surface of a fibrous molded product, cracking or peeling of the coating layer occurs after heating as a phenomenon that appears remarkably. These are caused by differences in expansion and contraction rates between the lining material and the coating layer due to heating and cooling.

【0013】本件発明者らは自社(品川白煉瓦株式会
社)製の「タイトエース」や「N−TAC」のセラミッ
クコーティング材、あるいは鉄とファイバモジュールと
の接着に使用する「パイロボンドエース」が熱間での密
着性や機密性に富むことからこれらをファイバ成形体の
表面に薄く塗布して加熱してみたところ、これらの材料
でさえクラックが発生したり、甚だしい部分では剥離が
生じた。これはファイバ成形体の吸水性の高さに起因す
るものと判断し、種々テストを繰返すことにより本発明
に到達したものである。
The inventors of the present invention have developed a ceramic coating material of "Tight Ace" or "N-TAC" manufactured by the company (Shinagawa White Brick Co., Ltd.) or "Pyro Bond Ace" used for bonding iron and a fiber module. Due to their high adhesiveness and confidentiality when heated, they were thinly applied to the surface of the fiber molded body and heated. As a result, even with these materials, cracks occurred, and exfoliation occurred in severe portions. This was determined to be due to the high water absorption of the fiber molded body, and the present invention was reached by repeating various tests.

【0014】すなわち本発明では、ガス遮断を目的とす
るとき、コーティング層はガラス状態か、乃至は使用温
度で溶融して気孔が無い状態であることが最良であると
の基本発想に基づいてなされたもので、気孔率が高く断
熱性能のよいライニング材(繊維質成形体)を用いても
ガスの浸入を確実に防ぎ、コーティング層の割れや剥離
が生じることのない繊維質成形体およびそのコーティン
グ方法を提供することを目的とする。
That is, in the present invention, when the purpose of gas shutoff is intended, the coating layer is in a glass state, or based on a basic idea that it is best that the coating layer is molten at an operating temperature and has no pores. A fibrous molded article and its coating, which reliably prevent gas intrusion even if a lining material (fibrous molded article) having high porosity and good heat insulation performance is used, without causing cracking or peeling of the coating layer. The aim is to provide a method.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記従来の技術を有する
問題点を解決する手段として、本発明は、繊維材を有機
および無機バインダにより結合して成形される成形体
おいて、セラミックファイバーブランケットにバインダ
を含浸させて圧縮結合した単層または複数層状からなる
成形体の炉内ライニング方向に対し直角な少なくとも一
面にガスが侵入しにくい性質のコーティングを施したこ
とを特徴とする繊維質成形体、および繊維材を有機およ
び無機バインダにより結合して形成される成形体におい
て、セラミックファイバーブランケットにバインダを含
浸させて圧縮結合した単層または複数層状からなる成形
体の炉内ライニング方向に対し直角な少なくとも一面に
有機樹脂および加熱により成形体と同系の成分となる無
機結合材が存在するよう処理が施され、その一面にコー
ティング材を塗着し、コーティング施工後加熱処理して
ガスが侵入しにくい性質のコーティング層が形成される
ようにしたことを特徴とする繊維質成形体のコーティン
グ方法にある。
As means for solving the problems with the prior art SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a molded article to be molded by combining the organic and inorganic binder fiber material
In the ceramic fiber blanket binder
Consists of a single layer or multiple layers impregnated and compression bonded
Oyo organic fibrous molded body, wherein a gas is subjected to coating of hard nature penetrates at least one surface perpendicular to the furnace lining direction of the molded body, and the fiber material
Of molded body formed by bonding with inorganic binder
Include a binder in the ceramic fiber blanket.
A treatment is performed so that an organic resin and an inorganic binder which is a component similar to the molded body by heating are present on at least one surface of the molded body formed of a single layer or a plurality of layers which are immersed and compression-bonded and are perpendicular to the furnace lining direction. A method for coating a fibrous formed body, characterized in that a coating material is applied to one surface thereof and heat treatment is performed after coating to form a coating layer having a property of preventing gas from entering .

【0016】[0016]

【作用】上記構成によれば、繊維質成形体のコーティン
グを施すべき表面付近に有機樹脂および焼成により繊維
質成形体と同系となる無機結合材が存在することにな
り、その結果、繊維質成形体に撥水性が付与され、その
繊維質成形体に塗布されたコーティング材に含まれる液
体成分は繊維質成形体の表面に留り、硬質物の表面に塗
布したと同等の被膜が形成される。
According to the above construction, the organic resin and the inorganic binder which becomes similar to the fibrous molded body by firing are present in the vicinity of the surface of the fibrous molded body to be coated. Water repellency is imparted to the body, and the liquid component contained in the coating material applied to the fibrous molded body remains on the surface of the fibrous molded body, and a film equivalent to that applied to the surface of the hard material is formed. .

【0017】また繊維質の材料を結合している無機バイ
ンダは、焼成中に無機物に変るが、その過程において或
る程度繊維質成形体とコーティング材との接着性の向上
に寄与する。
The inorganic binder binding the fibrous material changes into an inorganic material during firing, and in the process, contributes to some extent to the improvement of the adhesiveness between the fibrous formed body and the coating material.

【0018】なお、無機バインダのみに依存した場合
は、撥水性が不十分となって、塗布後コーティング材に
含まれている硬化に必要な液体成分が表面から繊維質成
形体内に吸込まれてコーティングの成分に変化をきた
し、所期の性能を発揮させることができない。逆に有機
樹脂のみによる場合は、塗布後の状況はよいものの、焼
成処理後に剥離やクラックの発生をみることがある。こ
れは有機樹脂が焼成初期に熱分解して散逸し、その後温
度が上がってコーティング材が溶融を開始すると繊維質
成形体内にコーティング材の一部が毛細管現象によって
吸込まれ、表面に留る率が低くなる。この点において本
発明の場合は、有機樹脂と無機バインダが共存すること
により、反応性に富むバインダ成分がコーティング成分
と反応して融液の粘性が増加し、流れが停止して繊維質
成形体の表面付近に良好に固着されて所期の目的を達成
する。これにより、築炉後炉の使用により加熱・冷却が
繰返されることによりセラミックファイバーブランケッ
トが膨張収縮して目地間が開き、その隙間からガスが侵
入してセラミックファイバーブランケットに浸透するこ
とが防止される。
In the case where only the inorganic binder is used, the water repellency becomes insufficient, and the liquid component necessary for curing contained in the coating material after application is sucked into the fibrous molded body from the surface to form the coating. Changes in the components, and the desired performance cannot be exhibited. Conversely, when only organic resin is used, although the situation after application is good, peeling or cracking may be observed after the firing treatment. This is because the organic resin is thermally decomposed and dissipated in the early stage of firing, then the temperature rises, and when the coating material starts melting, a part of the coating material is sucked into the fibrous molded body by capillary action and remains at the surface. Lower. In this regard, in the case of the present invention, the coexistence of the organic resin and the inorganic binder causes the highly reactive binder component to react with the coating component, increasing the viscosity of the melt, stopping the flow, and stopping the flow to form the fibrous molded article. Satisfactorily adheres to the vicinity of the surface to achieve the intended purpose. As a result, heating and cooling can be achieved by using the furnace after
The ceramic fiber blanket
The joint expands and contracts to open the joint, and gas invades from the gap.
And penetrate the ceramic fiber blanket
Is prevented.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】繊維質成形体1は、例えばブランケット状
のセラミックファイバを単独または複数枚重ねて有機樹
脂および無機バインダを含むバインダ水溶液を含浸さ
せ、このセラミックファイバを加圧して所定の厚さに成
形したのち乾燥させることにより製造される。
The fibrous molded body 1 is formed by impregnating a single or plural blanket-shaped ceramic fibers with a binder aqueous solution containing an organic resin and an inorganic binder, and pressing the ceramic fibers to a predetermined thickness. It is manufactured by drying afterwards.

【0021】有機樹脂の添加量は、バインダ水溶液に対
し1〜20wt%であり、また無機バインダは2〜20
wt%である。乾燥した繊維質成形体には有機樹脂およ
び無機バインダを各0.5wt%以上含有することが好
ましい。
The amount of the organic resin added is 1 to 20% by weight based on the aqueous binder solution, and the amount of the inorganic resin is 2 to 20% by weight.
wt%. It is preferable that the dried fibrous molded body contains an organic resin and an inorganic binder in an amount of 0.5 wt% or more each.

【0022】また所定の厚さに成形後、乾燥によるバイ
ンダの硬化までの形状保持およびバインダの保持は、バ
インダの濃度によるところが大であり、したがってバイ
ンダ水溶液の粘性は0.1〜10CPであることが好ま
しい。さらに硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウムを添加
して繊維質成形体に無機バインダを固定する手段を用い
てもよい。
The shape retention and binder retention until the binder is hardened by drying after molding to a predetermined thickness largely depends on the concentration of the binder. Therefore, the viscosity of the aqueous binder solution should be 0.1 to 10 CP. Is preferred. Further, a means for fixing the inorganic binder to the fibrous formed body by adding a sulfuric acid band and polyaluminum chloride may be used.

【0023】繊維質成形体1の他の製法としては、解砕
されたセラミックファイバと有機および無機バインダと
を水中に投入し、これを混合したのち余剰水分を吸引除
去が可能な成形枠に移して真空成形法により製造するこ
とができる。
As another method for producing the fibrous molded body 1, a crushed ceramic fiber and an organic and inorganic binder are put into water, mixed with each other, and then transferred to a molding frame capable of removing excess moisture by suction. And can be manufactured by a vacuum forming method.

【0024】上記製造において、有機樹脂としては、酢
酸ビニル樹脂エマルジョン、ポリアクリル酸エステルエ
マルジョン、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース(CMC)、ヒドロキシエチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール等を用いることができる。
In the above production, as the organic resin, a vinyl acetate resin emulsion, a polyacrylate emulsion, hydroxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose, polyvinyl alcohol and the like can be used.

【0025】また無機バインダとしては、シリカゾル、
アルミナゾル、ジルコニアゾル、アルミン酸ソーダ、珪
酸ソーダ、酢酸ジルコニウム、珪酸エチル等を用いるこ
とができる。
As the inorganic binder, silica sol,
Alumina sol, zirconia sol, sodium aluminate, sodium silicate, zirconium acetate, ethyl silicate and the like can be used.

【0026】上記のうち有機樹脂では、価格および加熱
時の臭気発生の点から酢酸ビニル樹脂(エマルジョ
ン)、ヒドロキシメチルセルロース、CMC、ポリビニ
ルアルコールの使用が好ましく、その配合量は繊維質成
形体に対し0.01〜5%程度であり、さらに好ましく
は0.1〜3%程度である。また無機バインダでは、圧
倒的に生産量の多いアルミナ・シリカ質の繊維質成形体
ではシリカゾルが最も使いやすく、その配合量は1〜2
0%程度である。さらに硫酸アルミニウム、ポリ塩化ア
ルミニウムや、各種高分子系凝集剤を添加した無機バイ
ンダを繊維質成形体1内に固定する手段を用いてもよ
い。
Of the above organic resins, it is preferable to use a vinyl acetate resin (emulsion), hydroxymethyl cellulose, CMC, or polyvinyl alcohol from the viewpoints of cost and odor generation during heating. It is about 0.01 to 5%, and more preferably about 0.1 to 3%. In the case of an inorganic binder, silica sol is the easiest to use in an alumina-silica fibrous molded article having an overwhelmingly large production amount, and its blending amount is 1-2.
It is about 0%. Further, a means for fixing an inorganic binder to which aluminum sulfate, polyaluminum chloride, or various polymer-based coagulants are added in the fibrous formed body 1 may be used.

【0027】繊維質成形体の製品には焼成品と未焼成品
とがあり、通常では強度面や使用時における発煙を避け
ることから焼成品が用いられるが、焼成した場合、有機
樹脂が分解し、撥水性が不十分となり、コーティング材
にクラックが発生しやすくなるため本発明の実施におい
ては未焼成品が用いられる。
Fibrous molded products are classified into calcined products and unbaked products. Usually, calcined products are used because of their strength and to avoid smoke during use. However, when calcined, the organic resin decomposes. Since the water repellency becomes insufficient and the coating material is apt to crack, an unfired product is used in the practice of the present invention.

【0028】一般に1300FBまたは1260FBと
称される汎用品の繊維質成形体(ファイバボード)は、
アルミナ50%、シリカ50%程度の化学組成を有する
セラミックファイバ(品川白煉瓦株式会社製STD等)
を原綿として用いる。
A general-purpose fibrous molded article (fiber board) generally called 1300 FB or 1260 FB is:
Ceramic fiber having a chemical composition of about 50% alumina and 50% silica (STD manufactured by Shinagawa Shiro Brick Co., Ltd.)
Is used as raw cotton.

【0029】一方、高温用の例えば1600FBと称さ
れる繊維質成形体(ファイバボード)では、アルミナ7
2〜97%組成の結晶質アルミナファイバを原綿として
使用する。なお高温用としては、ファイバとハイアルミ
ナ質耐火原料粉末をブレンドした製品(例えば電気化学
工業株式会社製BD1600、品川白煉瓦株式会社製B
D1600等)も対象とされる。
On the other hand, in the case of a fibrous formed body (fiber board) for high temperature, for example, called 1600 FB, alumina 7
A crystalline alumina fiber having a composition of 2 to 97% is used as raw cotton. For high-temperature use, products obtained by blending fiber and high-alumina-based refractory raw material powder (for example, BD1600 manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.
D1600).

【0030】前記真空吸引法により繊維質成形体を製造
する場合、繊維質成形体の有機樹脂および無機バインダ
の含有量は0.5wt%以上であることが好ましい。し
かし水溶液のバインダ濃度が高すぎると吸引が困難とな
り、真空成形の作業性が劣る。その場合には、成形−乾
燥終了後コーティング材の塗布面となる繊維質成形体の
表面に例えば有機樹脂1〜8wt%、および無機バイン
ダ3〜30wt%の水溶液をスプレーガン等により0.
05〜0.3/m2 の割合で吹付けるなどの手段を講
じる。
When producing a fibrous molded article by the vacuum suction method, the content of the organic resin and the inorganic binder in the fibrous molded article is preferably 0.5 wt% or more. However, if the binder concentration of the aqueous solution is too high, suction becomes difficult, and the workability of vacuum forming is inferior. In this case, for example, an aqueous solution of 1 to 8% by weight of an organic resin and 3 to 30% by weight of an inorganic binder is applied to the surface of the fibrous formed body, which is to be a coating surface of the coating material after completion of forming and drying, by a spray gun or the like.
Take measures such as spraying at a rate of 05 to 0.3 l / m 2 .

【0031】本発明において用いるコーティング材は、
使用温度において一部は軟化状態の緻密な組織からな
り、ガスが侵入しにくい性質を有するものであり、繊維
質成形体1のライニング方向に対し直角な面1aにコー
ティングされる。このようなコーティング材に用いる耐
火骨材粉末としては、珪石、ロー石、シャモット、ムラ
イト、アルミナ等を用いることができる。そして上記耐
火骨材粉末の粒度は100μm以下であり、好ましくは
44μm以下のものを多く含むことがコーティング材の
施工性のうえで望ましい。またガラス材粉末では、フリ
ット、ホウ珪酸ガラス、鉛含有ガラス、雲母等を用いる
ことができる。この場合も、ガラス材粉末の粒度は均一
分散およびコーティング材の施工性よりみて44μm以
下であることが好ましい。
The coating material used in the present invention is:
Some at use temperature is made dense tissue softened state, and are not having a property of gas is less likely to penetrate the fibers
The surface 1a perpendicular to the lining direction of the
It will be Examples of the refractory aggregate powder used for such a coating material include silica stone, rock stone, chamotte, mullite, and alumina. The particle size of the refractory aggregate powder is 100 μm or less, preferably 44 μm or less in view of workability of the coating material. As the glass material powder, frit, borosilicate glass, lead-containing glass, mica and the like can be used. Also in this case, the particle size of the glass material powder is preferably 44 μm or less from the viewpoint of uniform dispersion and workability of the coating material.

【0032】耐火骨材粉末とガラス材粉末との配合比
(wt)は、耐火骨材粉末90〜60%、ガラス材粉末
10〜40%である。ここでガラス粉末が10%未満で
あるとガスが侵入しにくい性質の緻密な組織が得られ
ず、また40%を超えると耐熱性が得られない。
The mixing ratio (wt) of the refractory aggregate powder and the glass material powder is 90 to 60% for the refractory aggregate powder and 10 to 40% for the glass material powder. Here, if the glass powder content is less than 10%, a dense structure in which gas does not easily enter cannot be obtained, and if it exceeds 40%, heat resistance cannot be obtained.

【0033】一方、耐火骨材粉末とガラス材粉末100
wt部に対し、バインダの添加量として下記の例が挙げ
られる。 (A)10〜20部添加 SiアルコキシドとTiアルコキシド、Alアルコキシ
ド、およびZrアルコキシドの中から選ばれた少なくと
も1種からなる複合アルコキシド部分加水分解ゾルを用
いる。
On the other hand, refractory aggregate powder and glass powder 100
The following examples are given as the amount of the binder to be added to the wt part. (A) Addition of 10 to 20 parts A complex alkoxide partially hydrolyzed sol composed of at least one selected from Si alkoxide, Ti alkoxide, Al alkoxide, and Zr alkoxide is used.

【0034】なおコーティング材の作業性のうえで所望
する粘度調整にエチルアルコール、イソプロピルアルコ
ール等のアルコーールを添加する。
An alcohol such as ethyl alcohol or isopropyl alcohol is added to adjust the viscosity as desired in view of workability of the coating material.

【0035】このバインダは、無機耐熱接着材用として
の優れた特長を持つ。 (B)下記材料をバインダとして10〜30wt部添加 水溶性ホウケイ酸アルカリ 35〜60wt% ポリリン酸ケイ素 10〜25wt% ケイフッ化アルカリ 10〜45wt% なおコーティング材の作業性のうえで所望する粘度調整
に水を添加する。
This binder has excellent features for use as an inorganic heat-resistant adhesive. (B) 10 to 30 wt parts of the following materials are added as a binder: water-soluble alkali borosilicate 35 to 60 wt% silicon polyphosphate 10 to 25 wt% alkali silicate fluoride 10 to 45 wt% Add water.

【0036】このバインダは、セラミックファイバモジ
ュールの取付けに用いられる無機質接着材用として優れ
た特長を有する。
This binder has excellent features for use as an inorganic adhesive used for mounting a ceramic fiber module.

【0037】本発明において用いられるコーティング材
の製造手段としては、上記諸成分を通常のミキサで混練
することにより所望の粘性(5〜60P)として製造す
ることができる。
As a means for producing the coating material used in the present invention, the above-mentioned components can be produced to a desired viscosity (5 to 60 P) by kneading them with an ordinary mixer.

【0038】またコーティング材の施工に関しては、図
2に示すように繊維質成形体1の炉内面側の表面にスプ
レーガンによる吹付け、あるいはこて、ローラ、刷毛等
により塗布して乾燥し、1000〜1200℃の温度で
熱処理することで繊維質成形体1の表面にガスが侵入し
にくい性質のコーティングが得られる。
As for the application of the coating material, as shown in FIG. 2, the surface of the fibrous molded body 1 on the inner surface side of the furnace is sprayed by a spray gun, or applied by a trowel, a roller, a brush or the like, and dried. Gas enters the surface of the fibrous formed body 1 by heat treatment at a temperature of 1000 to 1200 ° C.
A coating with difficult properties is obtained.

【0039】次に具体的実施例について説明する。 実施例1および比較例2の繊維質成形体 1300℃クラスの真空成形による繊維質成形体は、 A.ファイバ;Al2 3 50%、 SiO2 50%程度のファイバ 100 (wt) B.有機樹脂;メチルセルロース 0.2 C.無機バインダ;シリカゾル SiO2 として 6 D.水 4000 上記B,C,Dからなる水溶液に、解砕されたファイバ
Aを投入、混合したのち余剰水分を吸引除去して真空成
形し、110℃で乾燥した。
Next, a specific embodiment will be described. Fibrous Molded Articles of Example 1 and Comparative Example 2 Fiber: fiber 100 (wt) of about 50% Al 2 O 3 and 50% SiO 2 B. Organic resin; methyl cellulose 0.2 C.I. Inorganic binder; silica sol SiO 2 6 D. Water 4000 The crushed fiber A was put into the aqueous solution consisting of B, C, and D, mixed, and then the excess water was removed by suction, vacuum formed, and dried at 110 ° C.

【0040】上記実施例1は、コーティング施工の前処
理として シリカゾル(SiO2 20%含有) 10% アルミナゾル(Al2 3 10%含有) 5% 酢酸ビニル 4% 水 81% からなる水溶液を繊維質成形体の炉内面側の表面にスプ
レーガンにより0.1/m2 の割合で吹付けた。
In Example 1, the aqueous solution consisting of silica sol (containing 20% of SiO 2 ) 10% alumina sol (containing 10% of Al 2 O 3 ) 5% vinyl acetate 4% water 81% was used as a pretreatment for coating. The molded body was sprayed onto the inner surface of the furnace at a rate of 0.1 l / m 2 by a spray gun.

【0041】比較例2は、コーティング施工の前処理と
して酢酸ビニル4%水溶液を繊維質成形体の炉内面側の
表面にスプレーガンにより0.09/m2 の割合で吹
付けた。 実施例2の繊維質成形体 1600℃クラスの真空成形による繊維質成形体は、 A.ファイバ;Al2 3 75%結晶質ファイバ 100 (wt) B.有機樹脂;メチルセルロース 0.2 C.無機バインダ;シリカゾル SiO2 として 6 D.凝集剤;ポリ塩化アルミニウム 0.001 E.水 4000 上記B,C,D,Eからなる水溶液に、解砕されたファ
イバAを投入して混合したのち余剰水分を吸引除去して
真空成形し、110℃で乾燥した。なお上記の場合、凝
集剤を用いているので繊維質成形体内に無機バインダの
固定量は増加している。
In Comparative Example 2, as a pretreatment for coating, a 4% aqueous solution of vinyl acetate was sprayed onto the inner surface of the fibrous formed body at a rate of 0.09 l / m 2 using a spray gun. Fibrous molded article of Example 2 Fiber: Al 2 O 3 75% crystalline fiber 100 (wt) Organic resin; methyl cellulose 0.2 C.I. Inorganic binder; silica sol SiO 2 6 D. Flocculant; polyaluminum chloride 0.001 Water 4000 The crushed fiber A was put into the aqueous solution consisting of B, C, D, and E, and mixed. After that, excess water was removed by suction, vacuum formed, and dried at 110 ° C. In the above case, the amount of the inorganic binder fixed in the fibrous molded body is increased because the coagulant is used.

【0042】コーティング施工の前処理として、前記実
施例1と同様に水溶液を吹付けた。 実施例3の繊維質成形体 厚さ25mmのAl2 3 72%の結晶質ファイバブラ
ンケットを2枚重ねてSiO2 20wt%含有のシリカ
ゾル10wt%、Al2 3 10wt%含有のアルミナ
ゾル5wt%、酢酸ビニル樹脂エマルジョン4wt%、
水81wt%からなる粘度6.5cpの水溶液に浸漬
し、圧搾ローラにより30mmの厚さに圧搾し、110
℃で乾燥した。 実施例4の繊維質成形体 厚さ25mmのAl2 3 80%の結晶質ファイバブラ
ンケットを2枚重ねて実施例3と同じ水溶液に浸漬し、
圧搾ローラにより30mmの厚さに圧搾して110℃で
乾燥した。 比較例1の繊維質成形体 前記実施例4の繊維質成形体を1000℃/1hr焼成し
た。
As a pretreatment for coating, an aqueous solution was sprayed in the same manner as in Example 1. Fibrous Molded Product of Example 3 Two 25 mm thick crystalline fiber blankets of 72% Al 2 O 3 were stacked on top of each other, and 10 wt% of silica sol containing 20 wt% of SiO 2 and 5 wt% of alumina sol containing 10 wt% of Al 2 O 3 , 4% by weight of vinyl acetate resin emulsion,
It was immersed in an aqueous solution having a viscosity of 6.5 cp consisting of 81 wt% of water and squeezed by a squeezing roller to a thickness of 30 mm.
Dried at ° C. Fibrous Molded Article of Example 4 Two 25 mm thick Al 2 O 3 80% crystalline fiber blankets were stacked and immersed in the same aqueous solution as in Example 3,
It was pressed to a thickness of 30 mm by a pressing roller and dried at 110 ° C. Fibrous Molded Article of Comparative Example 1 The fibrous molded article of Example 4 was fired at 1000 ° C. for 1 hour.

【0043】実施例において用いたコーティング材(コ
ーティング材粘度40P)は、 アルミナ粉末 75wt% 雲母粉末 25 ホウケイ酸アルカリ水溶液(*1) 67 リン酸アルカリおよびケイフッ化アルカリ(*2) 7 *1 水沢化学工業株式会社製 ”ミズカネックスM/100” *2 同 上 ”ミズカネックスM/300”
The coating material (coating material viscosity 40 P) used in the examples was alumina powder 75 wt% mica powder 25 alkali borosilicate aqueous solution (* 1) 67 alkali phosphate and alkali silicofluoride (* 2) 7 * 1 Mizusawa Chemical "Mizukanex M / 100" * 2 Same as above "Mizukanex M / 300"

【0044】[0044]

【表1】 上記試験結果から明らかなように、本発明において実施
例1、実施例2(いずれも未焼成)の面に有機プラス無
機バインダをスプレーして表面処理したのち前述のコー
ティング材を塗布した場合は、焼成後の表面状態は良好
であり、実施例3、実施例4(いずれも未焼成)の面に
は直接コーティング材を塗布したところいずれも焼成後
の表面状態はきわめて良好であった。
[Table 1] As is evident from the above test results, in the present invention, when the surface of Examples 1 and 2 (both unfired) was sprayed with an organic-plus-inorganic binder and surface-treated, and then the above-mentioned coating material was applied, The surface condition after firing was good. When the coating material was directly applied to the surfaces of Example 3 and Example 4 (both were not fired), the surface condition after firing was extremely good.

【0045】これに対し比較例1(焼成)の面に直接コ
ーティング材を塗布したものでは、そのコーティング面
全面にクラックが発生し、また比較例2(未焼成)の面
に有機バインダをスプレーして表面処理したのちコーテ
ィング材を塗布したものでは、そのコーティング面の一
部にクラックが発生した。
On the other hand, when the coating material was applied directly on the surface of Comparative Example 1 (fired), cracks occurred on the entire coated surface, and the organic binder was sprayed on the surface of Comparative Example 2 (unfired). When the coating material was applied after the surface treatment, cracks occurred on a part of the coated surface.

【0046】したがって本発明によるコーティングを断
熱ボードに施した場合、この断熱ボードを炉のライニン
グ最内層にガス遮蔽板として施工することが効果的であ
る。
Therefore, when the coating according to the present invention is applied to a heat insulating board, it is effective to apply the heat insulating board to the innermost layer of the furnace lining as a gas shielding plate.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、炉
内雰囲気を調整するために各種ガスが導入される炉のラ
イニング材として繊維質成形体を用いたとき、このライ
ニング材中へのガスの侵入を抑制し、全体の熱容量を小
さく保持すると同時に断熱性を保持することがてき、こ
れにより応答性のよい操業しやすい炉を構成することが
できる。また繊維質成形体のファイバ結合用バインダが
少ないライニング材には、そのコーティングすべき面に
有機および無機バインダをスプレーしたのちコーティン
グ材を塗布するのでコーティング材の液体成分が繊維質
成形体に毛細管現象によって浸み込んでしまうことがな
く、コーティング材の硬化に必要な液体成分が確保され
てコーティング材本来の強度を発現させ、強固なコーテ
ィング層を形成することができ、繊維質成形体のファイ
バ結合用バインダが多いライニング材には、そのバイン
ダによりコーティング材の液体成分の侵入が抑止される
ので同じくコーティング材の液体成分が確保されて強固
なコーティング層が形成され、これらにより割れや剥離
の生じることが防がれ、また築炉後炉の使用により加熱
・冷却が繰返されることにより繊維質成形体が膨張収縮
して目地間が開き、その隙間からガスが侵入して繊維体
成形体に浸透することを確実に抑制することができる。
As described above, according to the present invention, when a fibrous formed body is used as a lining material of a furnace into which various gases are introduced to adjust the atmosphere in the furnace, the lining material is It is possible to suppress gas intrusion, keep the overall heat capacity small, and at the same time keep the heat insulation, and thereby configure a furnace with good responsiveness and easy operation. In addition, the coating material is applied to the lining material of the fibrous molded body that has a small amount of binder for fiber bonding, after spraying the organic and inorganic binder on the surface to be coated, so that the liquid component of the coating material is applied to the fibrous molded body by capillary action. The liquid component necessary for curing the coating material is secured without infiltration, and the original strength of the coating material is developed, and a strong coating layer can be formed. In a lining material with many binders, the binder prevents the liquid component of the coating material from entering, so that the liquid component of the coating material is also secured and a strong coating layer is formed, which causes cracking and peeling. Can be prevented and the furnace is heated after the furnace is built.
・ Fibrous molded body expands and contracts due to repeated cooling
The joints open and the gas enters through the gaps, causing the fibrous
Penetration into the molded article can be reliably suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に用いられる繊維質成形体の一例を示す
斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a fibrous formed article used in the present invention.

【図2】本発明による繊維質成形体の実施例1、2の断
面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of Examples 1 and 2 of a fibrous formed body according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 繊維質成形体 1a コーティング面 1 fibrous formed body 1a coated surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 30/02 C04B 32/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C04B 30/02 C04B 32/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】繊維材を有機および無機バインダにより結
合して成形される成形体において、セラミックファイバ
ーブランケットにバインダを含浸させて圧縮結合した単
層または複数層状からなる成形体の炉内ライニング方向
に対し直角な少なくとも一面にガスが侵入しにくい性質
コーティングを施したことを特徴とする繊維質成形
体。
1. A molded product is molded bonded by organic and inorganic binder fiber material, ceramic fiber
-A blanket impregnated with a binder and compression-bonded
The property that gas does not easily enter at least one surface perpendicular to the furnace lining direction of the molded product consisting of multiple layers or multiple layers
A fibrous molded article characterized by being coated with:
【請求項2】繊維材を有機および無機バインダにより結
合して形成される成形体において、セラミックファイバ
ーブランケットにバインダを含浸させて圧縮結合した単
層または複数層状からなる成形体の炉内ライニング方向
に対し直角な少なくとも一面に有機樹脂および加熱によ
り成形体と同系の成分となる無機結合材が存在するよう
処理が施され、その一面にコーティング材を塗着し、コ
ーティング施工後加熱処理してガスが侵入しにくい性質
コーティング層が形成されるようにしたことを特徴と
する繊維質成形体のコーティング方法。
2. The fiber material is bound by an organic and inorganic binder.
The ceramic fiber
-A blanket impregnated with a binder and compression-bonded
At least one surface perpendicular to the furnace lining direction of the molded product having a plurality of layers or a plurality of layers is treated so that an organic resin and an inorganic binder which is a component similar to the molded product are present by heating, and a coating material is applied to one surface thereof. And heat-treated after coating to prevent gas penetration
A coating method for a fibrous molded article, characterized in that a coating layer of (1) is formed.
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