JP3616239B2 - セメントキルン用パネル及びその施工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントキルン用パネル及びその施工方法に関し、とくにセメントキルンのプレヒーターの内張り用にプレキャストブロックとして構成したセメントキルンプレヒーター用パネルとその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメントキルンプレヒーターの内張りのために使用されているセメントキルンプレヒーター用耐火物は、炭化けい素質あるいは高アルミナ質不定形耐火物の流し込みあるいは吹き付けにより施工されている。
【０００３】
また、耐火キャスタブルのみからなる小形（２５０ｍｍ角以下）で１層のプレキャストブロックが、セメントキルンプレヒーターの内張り用耐火物として使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のセメントキルンプレヒーター用耐火物の場合、流し込み施工は、現場での型枠組みや脱枠作業が必要であった。さらに、爆裂を避けるため、操業前に乾燥処置を施す必要がある。そのため、比較的長期間の工事日程を必要とする欠点があった。
【０００５】
また、流し込み施工では、混練物をホース等で混練場所から施工場所まで移送しなければならず、移送に多大の時間を要した。移送性を向上させるためには、必要以上に混練水を添加しなければならない。その場合、施工体の物性が規定水分による施工体のものに比べて著しく劣り、結果的に極めて低い耐用のものとなる欠点がある。
【０００６】
更に、吹き付け施工では、耐火材料と水分との混合割合が不均一になりやすいため、施工体の耐用にバラツキが生じやすいという欠点がある。
【０００７】
要するに、従来技術による流し込み施工や吹き付け施工による場合は、所望以上の水分が添加されるため、この種の施工体は、十分な強度や耐磨耗性が得られないのである。また、この種の施工体は、爆裂を避けるために長時間の乾燥処理を必要とするのである。工事日程に余裕がない場合は、やむをえず乾燥処理を省略しなければならず、このために爆裂しない特殊な材質で施工することが必要不可欠となる。
【０００８】
一方、耐火キャスタブルのみからなる小形で１層のプレキャストブロックを使用して内張り施工された場合は、耐用の点では大きな問題はないものの、裏張りの断熱層を事前に施工する必要があり、スタッドのような引張り構造をとれず、しかも目地を５ｍｍ以上設けることが実質的に困難であることから、残存膨張による迫り応力を十分吸収できず、迫り出しや稼働面部の剥離に至る欠点があった。
【０００９】
本発明の目的は、施工が容易であるともに、耐用性に優れたセメントキルン用パネルとその施工方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段の一つは、パネル本体が、耐火キャスタブル層と断熱キャスタブル層の２層からなるか、あるいは耐火キャスダル層と断熱キャスタブル層とセラミックファイバーボード層の３層からなり、更に、パネル本体の背面に鉄皮を設けたことを特徴とするセメントキルン用パネルである。
【００１１】
本発明の別の解決手段は、前述のセメントキルン用パネルの鉄皮の背面に固定用のボルトを固定し、パネル本体の内部にスタッドを設けて、パネル全体をプレキャストブロックとして構成したセメントキルン用パネルである。
【００１２】
スタッドの材質は炭素鋼やステンレス鋼等各種鋼材が使用できるが、より耐熱性のあるステンレス鋼が好ましい。更には、高温下で耐火キャスタブルとの反応を抑制するため、スタッド表面に例えばアルミナ、ムライト粉末あるいはセラミックファイバーとけい酸ソーダ水溶液等の無機バインダーを混合したスラリー状のコート材を塗布することが好ましい。
【００１３】
本発明のさらに別の解決手段は、前述のセメントキルン用パネルの耐火キャスタブル層が炭化けい素質キャスタブルあるいは高アルミナ質キャスタブルによって形成されているセメントキルン用パネルである。
【００１４】
本発明のさらに別の解決手段は、前述のセメントキルン用パネルを数多く並べ、隣接するパネル間に１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の目地を設け、目地にセラミックフアイバーを充填することを特徴とするセメントキルン用パネルの施工方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの態様では、セメントキルン用パネル、とくにセメントキルンプレヒーター用パネルは、パネル本体が、炭化けい素質キャスタブルあるいは高アルミナ質キャスタブルからなる耐火キャスタブル層と断熱キャスタブル層の２層からなり、断熱キャスタブル層がパネル本体の背面側に位置する。
【００１６】
本発明の別の態様では、セメントキルン用パネル、とくにセメントキルンプレヒーター用パネルは、パネル本体が、耐火キャスタブル層と断熱キャスタブル層とセラミックファイバーボード層が順に配置された３層の構造からなる。そして、セラミックファイバーボード層がパネル本体の背面側に位置する。
【００１７】
更に、本発明のいずれの態様においても、パネル本体の背面に鉄皮を設ける。
【００１８】
本発明の好適な態様においては、その鉄皮に固定用のボルトを設けるとともに、パネル本体の内部にスタッドを設ける。
【００１９】
鉄皮は、パネル本体固定用のボルトを保持するとともに、スタッドを設ける態様の場合、キャスタブル支持体としてパネル本体の内部にスタッドを保持する役目を果たす。
【００２０】
パネルの形状は、２５０ｍｍ角以上５００ｍｍ角以下のブロックが好ましい。
【００２１】
施工に際しては、そのようなセメントキルンプレヒーター用パネルを数多く並べて、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の目地を、隣接するパネルのエッジ間に形成する。その目地にセラミックファイバーを充填するのが好ましい。
【００２２】
耐火キャスタブル層を炭化けい素質あるいは高アルミナ質キャスタブルで構成するのは、耐熱性と、耐磨耗性と、セメント原料が付着しにくい（難付着性）という特性を付与するためである。これらの材質以外では十分な耐用が得られない可能性が生じる。
【００２３】
【実施例】
周知のように、ポルトランドセメントの製造工程は、原料粉砕工程、焼成工程及び仕上げ工程を含む。その焼成工程には、プレヒーター、ロータリーキルン及びクーラーが順に設けられている。
【００２４】
図１は、ポルトランドセメントの焼成工程におけるプレヒーター、ロータリーキルン及びクーラーの１つの配置例を示している。１はプレヒーター、２はサイクロン、３は入口フッド、４はライジングダクト、５はロータリーキルン、６はクーラー、７はキルンフッド、８は抽気ダクトである。
【００２５】
プレヒーター１とクーラー６へは、セメント原料や焼成後のセメント塊が供給されてくる。そのため、とくにプレヒーター１とクーラー６の内張り材は耐磨耗性や高強度であることが好ましい。
【００２６】
図２〜３は、プレヒーター１とクーラー６の内張り材として使用する本発明によるパネルの１例を示している。
【００２７】
本発明によるパネルは、図２に示すように、パネル本体１１を、耐火キャスタブル層１２と断熱キャスタブル層１３とセラミックファイバーボード層１４の３層からなる一体構造とするか、あるいは、セラミックファイバーボード層１４を省略して、耐火キャスダル層１２と断熱キャスタブル層１３の２層からなる一体構造（図示せず）とする。
【００２８】
更に、本発明によるパネルは、図２に示すように、パネル本体１１の背面に鉄皮１７を設ける。この鉄皮１７の背面に固定用のボルト１６を固定する。さらに、パネル本体１１の内部にスタッド１８を設けて、パネル全体をプレキャストブロックとして構成する。
【００２９】
パネル本体１１の耐火キャスタブル層１２は、炭化けい素質キャスタブルあるいは高アルミナ質キャスタブルによって形成されている。
【００３０】
前述のパネルの施工に際しては、図４に示すように、パネル本体１１、鉄皮１７などからなるパネルを施工すべき壁面１５たとえばセメントキルンのプレヒーター１の内壁面に数多く並べ、隣接するパネル間に１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の目地１９を設ける。その目地１９にセラミックフアイバーを充填する。
【００３１】
実験例
以下に説明するように、パネル本体１１が一体的な３層構造である図２〜３に示すセメントキルンプレヒーター１用のパネルを製造して、各種実験を行なった。
【００３２】
耐火キャスタブル層１２に炭化けい素質キャスタブルを使用し、断熱キャスタブル層１３に最高使用温度１３００℃対応で、熱伝導率が０．４１Ｗ／ｍ・Ｋ（１０００℃）の軽量粘土質断熱キャスタブルを使用した。セラミックファイバーボード層１４には、最高使用温度１２００℃対応で、かさ密度が０．３０のセラミックファイバーボードを使用して、セメントキルンプレヒーター用パネルを製作した。
【００３３】
同様に、図２に示すような構造の耐火キャスタブル層１２を最高使用温度１４５０℃対応で圧縮強度８０ＭＰａ以上を有する高アルミナ質キャスタブルで形成し、その他は前述と同様の材質構成からなるセメントキルンプレヒーター用パネルを製作した。
【００３４】
耐火キャスタブル層１２に炭化けい素質キャスタブルを使用したパネルをセメントキルンのプレヒーター１のライジングダクト４の外壁に予め設けた孔に固定用ボルト１６を通して壁面１５の外側でナット留めすることにより鉄皮１７に固定した。その際、各パネル本体１１間の目地１９は１５ｍｍと５ｍｍの２通りとした。目地１９にはセラミックファイバーを充填した。
【００３５】
また、パネル施工面以外の隣り合わせた壁面には、炭化けい素質キャスタブルを流し込み施工した。
【００３６】
更に、炭化けい素質キャスタブルを使用した部位より高温の領域たとえば入口フッド３のような約１２００℃以上の領域には、耐火キャスタブル層１２に高アルミナ質キャスタブルを使用したパネルを、同様の方法で施工した。これらのパネル施工面以外の隣り合わせた壁面には、高アルミナ質キャスタブルを流し込み施工した。
【００３７】
耐火キャスタブル層１２を形成するための耐火キャスタブルの好適例は、軽量キャスタブルに規定されたかさ比重以上のキャスタブルである。
【００３８】
断熱キャスタブル層１３を形成するための断熱キャタブルの好適例は、ＪＩＳＲ２６４１に示される軽量キャスタブルである。
【００３９】
セラミックファイバーボード層１４を形成するためのセラミックファイバーボードの好適例は、アルミナ・シリカ質繊維に結合材を加えて板状に成形したもので、０．２〜０．５のかさ比重を有するものである。
【００４０】
表１と表２は、以上の各々の施工に要した施工時間と、１年経過後の損耗量及び外観を示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
【表２】

表３は、炭化けい素質キャスタブルと高アルミナ質キャスタブルの好適例を示す。
【００４３】
【表３】

表４は断熱キャスタブルの好適例を示す。
【００４４】
【表４】

表５はセラミックファイバーボードの好適例を示す。
【００４５】
【表５】

変形例・応用例
本発明のパネルは、セメントキルンのプレヒーターにかぎらず、材質構成を適宜選定することにより、セメントキルンクーラーに適用することができる。
【００４６】
クーラー等には、大きさ５００ｍｍ角以上のパネル施工も可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の効果は、高耐用で施工性に優れていることである。本発明のセメントキルン用パネルおよびその施工方法によると、従来の流し込みや吹き付け施工のものに比べて、施工時間が大幅に短縮でき、更に長期間に亘って安定した操業を行うことができる。
【００４８】
たとえば、耐火キャスタブル層と断熱キャスタブル層の２層あるいは耐火キャスタブル層と断熱キャスタブル層とセラミックファイバーボード層の３層として、パネル本体を２層または３層の一体構造とすることで、耐火層から断熱層まで一度に施工ができ、現場での施工に際して作業時間を大幅に短縮することができるのである。
【００４９】
また、本発明の施工方法においては、工場出荷の段階で予め材質本来の特性が出るような水分で施工でき、更に十分な乾燥処理を施すため、現場での乾燥を必要としない。それゆえ、現場での施工に際して作業時間を相乗的に大幅に短縮することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するセメントキルンプレヒーター、ロータリーキルン及びクーラーの配置例を示す概略説明図。
【図２】本発明のセメントキルン用パネルの一例を示す平面図。
【図３】図２のパネルのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図４】図２〜３のパネルを数多く並べた状態の一部を示す断面図。
【符号の説明】
１ プレヒーター
２ サイクロン
３ 入口フッド
４ ライジングダクト
５ ロータリーキルン
６ クーラー
７ キルンフッド
８ 抽気ダクト
１１ パネル本体
１２ 耐火キャスタブル層
１３ 断熱キャスタブル層
１４ セラミックファイバーボード層
１５ 外壁ケーシング
１６ 固定用ボルト
１７ 鉄皮
１８ スタッド
１９ 目地

Claims (4)

1. パネル本体が、耐火キャスタブル層と断熱キャスタブル層の２層からなるか、あるいは耐火キャスダル層と断熱キャスタブル層とセラミックファイバーボード層の３層からなり、更に、パネル本体の背面に鉄皮を設けたことを特徴とするセメントキルン用パネル。
2. 鉄皮の背面に固定用のボルトを固定し、パネル本体の内部にスタッドを設けて、パネル全体をプレキャストブロックとして構成したことを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン用パネル。
3. 耐火キャスタブル層が炭化けい素質キャスタブルあるいは高アルミナ質キャスタブルによって形成されていることを特微とする請求項１又は２に記載のセメントキルン用パネル。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のセメントキルン用パネルを数多く並べ、隣接するパネル間に１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の目地を設け、目地にセラミックフアイバーを充填することを特徴とするセメントキルン用パネルの施工方法。

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