JP6432234B2 - Inorganic fiber insulation block manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、炉内のライニングに用いられる無機繊維質断熱材ブロックおよびその製造方法に関する。また、本発明は、この無機繊維質断熱材ブロックを備えた炉に関する。   The present invention relates to an inorganic fibrous heat insulating material block used for lining in a furnace and a method for producing the same. Moreover, this invention relates to the furnace provided with this inorganic fibrous heat insulating material block.

従来、炉内の炉壁ライニングには、鋼板、レンガなどの重質な耐火物が多く用いられてきた。近年では、高断熱性、高耐熱衝撃性、急速降昇温が可能など、操業性および省エネルギー性に優れた無機繊維断熱材の使用が拡大している。   Conventionally, heavy refractories such as steel plates and bricks have been often used for furnace wall lining in the furnace. In recent years, the use of inorganic fiber heat insulating materials having excellent operability and energy saving properties such as high heat insulating properties, high thermal shock resistance, and rapid temperature rise / fall is increasing.

一例として、亜鉛やアルミニウム等の取鍋など溶融金属と直接接する部材へのライニング材として使用することが検討されている。無機繊維質断熱材ブロックは、断熱性に優れるため、取鍋ライニングに用いると、取鍋の温度低下を防止できる。また、無機繊維質断熱材ブロックは軽量であるため、取鍋を構成する鉄皮および耐火材の構造を簡素化できる。   As an example, use as a lining material for a member that is in direct contact with a molten metal, such as a ladle made of zinc or aluminum, has been studied. Since the inorganic fibrous heat insulating material block is excellent in heat insulating properties, when used for a ladle lining, it is possible to prevent a temperature drop of the ladle. Moreover, since the inorganic fibrous heat insulating material block is lightweight, the structure of the iron skin and the refractory material constituting the ladle can be simplified.

各種焼鈍炉などにおいても無機繊維断熱材の使用は拡大している。焼鈍炉に無機繊維質断熱材ブロックを用いる場合、炉内に酸素や水分の混入が防止される構成を有することが望まれる。特に連続亜鉛メッキ用焼鈍炉などでは、無機繊維断熱材が含む空気や水分を窒素などの不活性ガスへの置換にかかる時間が長くかかるため、ガス置換にかかる時間が低減できる無機繊維断熱材が、操業停止時間を短縮できるメリットが非常に大きいために求められてきた。   The use of inorganic fiber insulation is expanding in various annealing furnaces. When using an inorganic fiber heat insulating material block for an annealing furnace, it is desired to have a configuration in which mixing of oxygen and moisture is prevented in the furnace. In particular, in an annealing furnace for continuous galvanization, it takes a long time to replace the air and moisture contained in the inorganic fiber heat insulating material with an inert gas such as nitrogen. Therefore, there is an inorganic fiber heat insulating material that can reduce the time required for gas replacement. It has been sought after because of the great merit of shortening the shutdown time.

特許文献1には、セラミックファイバを有機および無機バインダーにより結合して成形された成形体であって、該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難浸透性コーティングを施した繊維質成形体が記載されている。このコーティング材は、珪石等の耐火骨材粉末と、ガラス材粉末と、アルコキシドゾルとを含む組成物を吹付け等により塗布し、乾燥後、1000〜1200℃で熱処理することにより形成される。   Patent Document 1 discloses a molded body formed by bonding ceramic fibers with an organic and inorganic binder, and a fiber having a gas-impermeable coating on at least one surface perpendicular to the in-furnace lining direction of the molded body. A quality molded body is described. This coating material is formed by applying a composition containing a refractory aggregate powder such as silica stone, a glass material powder, and an alkoxide sol by spraying or the like, drying, and heat-treating at 1000 to 1200 ° C.

特許文献2には、溶融亜鉛メッキ設備のメッキポットの内張の耐火材として、セラミックファイバーブロックを50〜350kg/cmに圧縮成形したものが記載されている。 Patent Document 2 describes a ceramic fiber block compression-molded at 50 to 350 kg / cm 3 as a refractory material for a lining of a hot-dip galvanizing facility.

特許文献3には、無機繊維質成形体表面からの繊維飛散を低減する目的で、シリカアルミナ繊維を無機バインダーおよび有機バインダーで成形し、その表面を無機繊維、無機粒子及び有機バインダーを含むコート材でコーティングした無機繊維成形体が記載されている。   In Patent Document 3, for the purpose of reducing fiber scattering from the surface of an inorganic fiber molded body, a silica alumina fiber is molded with an inorganic binder and an organic binder, and the surface includes a coating material containing inorganic fibers, inorganic particles, and an organic binder. An inorganic fiber molded body coated with is described.

特開平8−239257JP-A-8-239257 特開2002−121658JP 2002-121658 A 特開2001−278680JP 2001-278680 A

特許文献1および3にあっては、炉内温度が高い場合、または長期使用する場合、表面のコーティング層が溶融し剥がれ落ちてしまう可能性が高い。また、溶融金属を受ける底面のブロックとして該ブロックを使用した場合、機械的衝撃や熱衝撃によりコーティング層に亀裂が発生するおそれがある。   In Patent Documents 1 and 3, there is a high possibility that the coating layer on the surface melts and peels off when the temperature in the furnace is high or when the furnace is used for a long time. Further, when the block is used as a block on the bottom surface that receives the molten metal, there is a possibility that cracks may occur in the coating layer due to mechanical shock or thermal shock.

特許文献2にあっては、セラミックファイバーブロックの空隙内やセラミックファイバーブロック同士の当接部分(目地部分)に、溶融金属が浸透し、鉄皮などを侵食することが懸念される。また、セラミックファイバーブロックは、空隙率が高いため、セラミックファイバーブロック内部の酸素や水蒸気を窒素などの安定化ガスに置換するのに多大な労力がかかる課題がある。   In Patent Document 2, there is a concern that the molten metal permeates into the gaps of the ceramic fiber blocks or the contact portions (joint portions) between the ceramic fiber blocks and erodes the iron skin and the like. In addition, since the ceramic fiber block has a high porosity, there is a problem that much labor is required to replace oxygen and water vapor inside the ceramic fiber block with a stabilizing gas such as nitrogen.

本発明は、水蒸気などのガス成分に対し高バリア性を有していると共に、耐熱性に優れ、また機械的および熱衝撃性に優れた無機繊維質断熱材ブロックと、その製造方法と、この無機繊維成形体を備えた炉を提供することを目的とするものである。   The present invention has a high barrier property against gas components such as water vapor, is excellent in heat resistance, is excellent in mechanical and thermal shock properties, an inorganic fiber heat insulating block, a method for producing the same, It aims at providing the furnace provided with the inorganic fiber molded object.

本発明の無機繊維質断熱材ブロックは、炉内被加熱面のライニング施工に用いられる無機繊維質断熱材ブロックにおいて、少なくとも第1の無機繊維集合体層、第2の無機繊維集合体層及びそれらの間に設けられたガスバリア層を有し、該第1の無機繊維集合体層のガスバリア層の反対側の面が炉内に向けて配置されることを特徴とするものである。   The inorganic fiber heat insulating material block of the present invention is an inorganic fiber heat insulating material block used for lining construction of a surface to be heated in a furnace, and includes at least a first inorganic fiber aggregate layer, a second inorganic fiber aggregate layer, and those And a gas barrier layer provided between the first inorganic fiber assembly layer and the opposite surface of the first inorganic fiber assembly layer to the inside of the furnace.

このガスバリア層は、釉薬焼成物よりなることが好ましい。   This gas barrier layer is preferably made of a fired glaze.

本発明の無機繊維質断熱材ブロックの製造方法は、第1の無機繊維集合体層及び第2の無機繊維集合体層の一方の面に釉薬を塗布する工程と、第1の無機繊維集合体層及び第2の無機繊維集合体層の該一方の面同士を当接させ、焼成して第1の無機繊維集合体層と第2の無機繊維集合体層との間にガスバリア層を形成する工程とを有するものである。   The manufacturing method of the inorganic fibrous heat insulating material block of the present invention includes a step of applying a glaze to one surface of the first inorganic fiber aggregate layer and the second inorganic fiber aggregate layer, and the first inorganic fiber aggregate The one surface of the layer and the second inorganic fiber aggregate layer are brought into contact with each other and fired to form a gas barrier layer between the first inorganic fiber aggregate layer and the second inorganic fiber aggregate layer. It has a process.

本発明の炉は、炉内ライニングとして本発明の無機繊維質断熱材ブロックを備えたものである。   The furnace of the present invention is provided with the inorganic fibrous heat insulating material block of the present invention as a furnace lining.

本発明の無機繊維質断熱材ブロックは、ガスバリア層を有しており、ガスバリア性に優れる。本発明では、ガスバリア層を第1の無機繊維集合体層と第2の無機繊維集合体層との間に設けているので、ガスバリア層が炉内雰囲気に直接には接触しない。そのため、ガスバリア層の耐久性が良好である。   The inorganic fibrous heat insulating material block of the present invention has a gas barrier layer and is excellent in gas barrier properties. In the present invention, since the gas barrier layer is provided between the first inorganic fiber assembly layer and the second inorganic fiber assembly layer, the gas barrier layer does not directly contact the furnace atmosphere. Therefore, the durability of the gas barrier layer is good.

この第1及び第2の無機繊維集合体層は、その大部分が無機繊維材料よりなるので、本発明の無機繊維質断熱材ブロックは、軽量でハンドリング性が良く、昇温時の予備加熱も不要である。   Since most of the first and second inorganic fiber aggregate layers are made of an inorganic fiber material, the inorganic fibrous heat insulating material block of the present invention is lightweight and easy to handle, and preheating at the time of temperature rise is also possible. It is unnecessary.

本発明の製造方法によれば、種々のサイズ、形状の無機繊維質断熱材ブロックを容易に製造することができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to easily produce inorganic fibrous heat insulating material blocks having various sizes and shapes.

実施の形態に係る無機繊維質断熱材ブロックの断面図である。It is sectional drawing of the inorganic fibrous heat insulating material block which concerns on embodiment. 無機繊維質断熱材ブロックの製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of an inorganic fibrous heat insulating material block.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の記載に限定されない。図1は本発明の無機繊維質断熱材ブロックの一例を示す断面図である。この無機繊維質断熱材ブロック4は、無機繊維集合体層として少なくとも第1の無機繊維集合体層1と第2の無機繊維集合体層2を有し、第1の無機繊維集合体層1と第2の無機繊維集合体層2との間にガスバリア層3が設けられている。この無機繊維質断熱材ブロック4は、第1の無機繊維集合体層1が炉内側となり、第2の無機繊維集合体層が炉壁側となるように、炉内被加熱面のライニング施工に用いられる。   Hereinafter, although embodiment of this invention is described, this invention is not limited to the following description. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the inorganic fibrous heat insulating material block of the present invention. The inorganic fibrous heat insulating material block 4 has at least a first inorganic fiber aggregate layer 1 and a second inorganic fiber aggregate layer 2 as inorganic fiber aggregate layers, and the first inorganic fiber aggregate layer 1 A gas barrier layer 3 is provided between the second inorganic fiber aggregate layer 2. This inorganic fiber heat insulating material block 4 is used for lining the heated surface in the furnace so that the first inorganic fiber aggregate layer 1 is on the furnace inner side and the second inorganic fiber aggregate layer is on the furnace wall side. Used.

第1の無機繊維集合体層1と第2の無機繊維集合体層2の材料は、特に限定されるものではないが、好ましくは第1の無機繊維集合体層1が、耐熱性に優れるアルミナ/シリカ系繊維ブランケットよりなる。第2の無機繊維集合体層2はセラミックス繊維ブランケットでもアルミナ/シリカ繊維系ブランケットでもよいが、均一なガスバリア層3を形成するには第1の無機繊維集合体層1と同一の材料が好ましい。無機繊維集合体層1,2はそれぞれ1枚のブランケットにて構成されてもよく、複数枚のブランケットを積層したものであってもよい。   The material of the first inorganic fiber aggregate layer 1 and the second inorganic fiber aggregate layer 2 is not particularly limited, but preferably the first inorganic fiber aggregate layer 1 is alumina having excellent heat resistance. / It consists of a silica fiber blanket. The second inorganic fiber aggregate layer 2 may be a ceramic fiber blanket or an alumina / silica fiber blanket, but the same material as that of the first inorganic fiber aggregate layer 1 is preferred to form a uniform gas barrier layer 3. Each of the inorganic fiber aggregate layers 1 and 2 may be composed of one blanket, or may be a laminate of a plurality of blankets.

アルミナ/シリカ系繊維のアルミナ/シリカの組成比(質量比)は65〜98/35〜2のムライト組成、又はハイアルミナ組成と呼ばれる範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは70〜95/30〜5、特に好ましくは70〜74/30〜26の範囲である。   The composition ratio (mass ratio) of alumina / silica fiber in the alumina / silica fiber is preferably in the range of 65 to 98/35 to 2 called mullite composition or high alumina composition, more preferably 70 to 95/30 to 5, particularly preferably in the range of 70 to 74/30 to 26.

無機繊維集合体を構成する無機繊維は、その80質量%以上、中でも90質量%以上、特にその全量が、上記ムライト組成の多結晶アルミナ/シリカ系繊維であることが好ましい。   The inorganic fibers constituting the inorganic fiber aggregate are preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and particularly the total amount thereof is polycrystalline alumina / silica fiber having the above mullite composition.

無機繊維集合体における無機繊維は、繊維径3μm以下の繊維を実質的に含まないものが好ましい。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、全無機繊維質量の0.1質量%以下であることを表す。   The inorganic fibers in the inorganic fiber aggregate are preferably substantially free of fibers having a fiber diameter of 3 μm or less. Here, “substantially free of fibers having a fiber diameter of 3 μm or less” means that the fibers having a fiber diameter of 3 μm or less is 0.1 mass% or less of the total inorganic fiber mass.

また、無機繊維の平均繊維径は、5〜7μmであることが好ましい。無機繊維の平均繊維径が太すぎると、マット状無機繊維集合体の反発力や靭性が低下し、逆に細すぎても空気中に浮遊する発塵量が多くなり、また繊維径3μm以下の無機繊維が含有される確率が高くなる。   Moreover, it is preferable that the average fiber diameter of an inorganic fiber is 5-7 micrometers. If the average fiber diameter of the inorganic fibers is too large, the repulsive force and toughness of the mat-like inorganic fiber aggregate will be reduced. The probability of containing inorganic fibers increases.

上述の好適な平均繊維径を有し、かつ、繊維径3μm以下の無機繊維を実質的に含まない無機繊維集合体は、ゾルーゲル法による無機繊維集合体の製造において、紡糸液粘度の制御、紡糸ノズルに用いる空気流の制御、延伸糸の乾燥の制御により得ることができる。   Inorganic fiber aggregates having the above-mentioned preferred average fiber diameter and substantially free of inorganic fibers having a fiber diameter of 3 μm or less are used in the production of inorganic fiber aggregates by the sol-gel method. It can be obtained by controlling the air flow used for the nozzle and controlling the drying of the drawn yarn.

無機繊維集合体のショット率は、特段の制限はないが、通常7%以下であり、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下である。   The shot rate of the inorganic fiber aggregate is not particularly limited, but is usually 7% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less.

ガスバリア層3としては、特に限定はないが、釉薬焼成物よりなることが好ましい。   The gas barrier layer 3 is not particularly limited but is preferably made of a fired glaze.

この無機繊維質断熱材ブロック1を製造するには、第1及び第2の無機繊維集合体層1,2それぞれの一方の面、若しくは無機繊維集合体層1,2のどちらか一方の片面のみに釉薬スラリーを塗布し、乾燥させて釉薬スラリー乾燥物層3aを形成した後、無機繊維集合体層1,2の釉薬塗布面同士もしくは釉薬塗布層と無機繊維集合体層表面を当接させ、焼成するのが望ましく、図2に記載の通り、第1及び第2の無機繊維集合体層1,2それぞれの一方の面に釉薬スラリーを塗布し、乾燥させて釉薬スラリー乾燥物層3aを形成した後、無機繊維集合体層1,2の釉薬塗布面同士を当接させ、焼成するのがより望ましい。   In order to manufacture this inorganic fiber heat insulating material block 1, only one side of each of the first and second inorganic fiber aggregate layers 1 and 2 or one side of the inorganic fiber aggregate layers 1 and 2 is used. After the glaze slurry is applied and dried to form the dried glaze slurry layer 3a, the glaze application surfaces of the inorganic fiber assembly layers 1 and 2 or the glaze application layer and the inorganic fiber assembly layer surface are brought into contact with each other, As shown in FIG. 2, the glaze slurry is applied to one surface of each of the first and second inorganic fiber aggregate layers 1 and 2 and dried to form a dried glaze slurry layer 3a as shown in FIG. After that, it is more desirable that the glaze application surfaces of the inorganic fiber aggregate layers 1 and 2 are brought into contact with each other and fired.

釉薬スラリーとしては、耐火骨材粉末、ガラス材粉末、水、及び増粘剤を混合して調製したものが好ましい。   As a glaze slurry, what was prepared by mixing a fireproof aggregate powder, glass material powder, water, and a thickener is preferable.

耐火骨材粉末としては、珪石、ロー石、シャモット、ムライト、アルミナ等の1種又は2種以上を用いることができる。耐火骨材粉末の粒度は、好ましくは100μm以下であり、44μm以下のものを多く含むことがより好ましい。また、耐火骨材粉末の粒度分布ピークが5μm以上30μm以下であることが好ましい。   As the refractory aggregate powder, one or more of quartzite, rholite, chamotte, mullite, alumina and the like can be used. The particle size of the refractory aggregate powder is preferably 100 μm or less, and more preferably contains a large amount of 44 μm or less. Further, the particle size distribution peak of the refractory aggregate powder is preferably 5 μm or more and 30 μm or less.

ガラス材粉末としては、フリット、ホウ珪酸ガラス等を用いることができる。ガラス材粉末の粒度は、300μm以下であることが望ましく、コーティング材の施工性よりみて44μm以上であることが好ましい。また、ガラス材粉末の粒度分布ピークが60μm以上200μm以下であることが好ましい。   As the glass material powder, frit, borosilicate glass, or the like can be used. The particle size of the glass material powder is desirably 300 μm or less, and is preferably 44 μm or more in view of the workability of the coating material. Moreover, it is preferable that the particle size distribution peak of glass material powder is 60 micrometers or more and 200 micrometers or less.

増粘剤としては、カルボキシルメチルセルロース、デキストリンなどの有機系増粘剤であってもよく、ベントナイト等の無機系増粘剤であってもよい。   The thickener may be an organic thickener such as carboxymethyl cellulose or dextrin, or may be an inorganic thickener such as bentonite.

耐火骨材粉末とガラス材粉末との配合比は、耐火骨材粉末90〜60重量%、ガラス材粉末10〜40重量%であることが好ましい。ガラス材粉末が10重量%未満であると、ガス難浸透性の緻密な組織が得られず、また40重量%を超えると耐熱性が得られない。   The mixing ratio of the refractory aggregate powder and the glass material powder is preferably 90 to 60% by weight of the refractory aggregate powder and 10 to 40% by weight of the glass material powder. When the glass material powder is less than 10% by weight, a dense structure having poor gas permeability cannot be obtained, and when it exceeds 40% by weight, heat resistance cannot be obtained.

耐火度の異なる複数の釉薬粉を用いることで耐火度が調整されてもよい。また、釉薬中のアルカリ金属およびアルカリ土類金属の割合を変えることで耐火度を調整してもよい。耐火度の高い釉薬は、アルカリ金属およびアルカリ土類の混合割合は低く、結晶性物質であることが多い。釉薬の化学組成をaRO・bAO・xAl・ySiO(R:アルカリ金属、A:アルカリ土類金属)として表した場合、RO及びAOが多いと溶融した釉薬の流動性が高くなる。ROとAOと流動性に与える影響は、ROの方が大きい。
また、耐火骨材の成分としては、Al及びSiOの合計が60重量%以下であり、上記ROが5重量%以下かつ上記AOが9重量%以下であること、及びガラス材の成分としては、Al及びSiOの合計が65重量%以下であり、上記ROが10重量%以下かつ上記AOが10重量%以下であることが、上記耐火骨材及びガラス材を用いることで、アルミナ繊維層との間の中間層に釉薬層を形成する際に、釉薬層厚みを均一に形成することができる点で、好ましい。
The fire resistance may be adjusted by using a plurality of glaze powders having different fire resistance. Moreover, you may adjust a fire resistance by changing the ratio of the alkali metal and alkaline-earth metal in a glaze. Glaze with high fire resistance has a low mixing ratio of alkali metal and alkaline earth, and is often a crystalline substance. The chemical composition of the glaze aR 2 O · bAO · xAl 2 O 3 · ySiO 2 (R: alkali metal, A: alkaline earth metal) when expressed as a fluidity of the glaze was melted and R 2 O and AO often Becomes higher. Effect on R 2 O and AO and liquidity Trip R 2 O is large.
Further, as the components of the refractory aggregate, the total of Al 2 O 3 and SiO 2 is 60% by weight or less, the R 2 O is 5% by weight or less, the AO is 9% by weight or less, and glass As a component of the material, the total of Al 2 O 3 and SiO 2 is 65% by weight or less, the R 2 O is 10% by weight or less and the AO is 10% by weight or less. Use of a glass material is preferable in that the glaze layer can be formed uniformly when the glaze layer is formed in the intermediate layer between the alumina fiber layers.

釉薬スラリーは、刷毛塗り、スプレーなどにより、上記無機繊維成形体に塗布することが好ましい。釉薬スラリーを塗布後、110℃で30分程度又はそれ以上乾燥することが望ましい。このように乾燥することにより、加熱中に起きる水分の移動に伴うガスバリア層の構造の破壊を抑制することができる。   The glaze slurry is preferably applied to the inorganic fiber molded body by brush coating, spraying or the like. After applying the glaze slurry, it is desirable to dry at 110 ° C. for about 30 minutes or more. By drying in this way, it is possible to suppress the destruction of the structure of the gas barrier layer accompanying the movement of moisture that occurs during heating.

この乾燥後、第1及び第2の無機繊維成形体1,2塗布面同士を当接させ(例えば重ね合わせ)焼成する。この焼成条件は、800〜1300℃特に900〜1200℃で1〜5hr特に2〜4hr程度保持することが好ましい。この焼成により、ガスバリア層3が、無機繊維集合体層1,2間に挟まれた構造の無機繊維質断熱材ブロック4が得られる。   After the drying, the coated surfaces of the first and second inorganic fiber molded bodies 1 and 2 are brought into contact with each other (for example, superimposed) and fired. The firing conditions are preferably maintained at 800 to 1300 ° C., particularly 900 to 1200 ° C., for 1 to 5 hours, particularly 2 to 4 hours. By this firing, an inorganic fibrous heat insulating material block 4 having a structure in which the gas barrier layer 3 is sandwiched between the inorganic fiber aggregate layers 1 and 2 is obtained.

このような釉薬スラリーを塗布して乾燥及び焼成して形成されるガスバリア層3を緻密なものとするために、無機繊維集合体層1,2は、アルミナゾルなど無機質ゾルが含浸担持されたものが好ましい。無機質ゾルが無機繊維集合体に含浸されていないと、焼成時に、溶融した釉薬中のガラス成分が無機繊維集合体の繊維間隙(45μm程度)に、毛細管現象により移動してしまい、ガスバリア層に凹凸が生じ、場合によってはガスバリア層に小孔が形成されるおそれがある。   In order to make the gas barrier layer 3 formed by applying such glaze slurry, drying and firing dense, the inorganic fiber aggregate layers 1 and 2 are impregnated and supported by an inorganic sol such as alumina sol. preferable. If the inorganic fiber aggregate is not impregnated with the inorganic sol, the glass component in the molten glaze will move to the fiber gap (about 45 μm) of the inorganic fiber aggregate due to the capillary phenomenon during firing, and the gas barrier layer will be uneven. In some cases, small holes may be formed in the gas barrier layer.

無機質ゾルの担持量は、無機繊維成形体100重量部当り、固形分として10〜30g特に15〜25g程度が好ましい。無機質ゾルを無機繊維集合体に担持させるには、無機繊維集合体を無機質ゾルに浸漬した後、次いで乾燥すればよいが、これに限定されない。   The supported amount of the inorganic sol is preferably about 10 to 30 g, particularly about 15 to 25 g as a solid content per 100 parts by weight of the inorganic fiber molded body. In order to carry the inorganic sol on the inorganic fiber aggregate, the inorganic fiber aggregate may be dipped in the inorganic sol and then dried, but is not limited thereto.

この無機繊維質断熱材ブロック4は、工業炉内のライニング材として利用した場合、ガスバリア層3に負荷される熱負荷が低いため、ガスバリア層3が溶融しづらく、裏面との温度差も小さくなり、割れづらいものとなる。   When this inorganic fiber heat insulating material block 4 is used as a lining material in an industrial furnace, the heat load applied to the gas barrier layer 3 is low, so that the gas barrier layer 3 is difficult to melt and the temperature difference from the back surface is reduced. It becomes difficult to break.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下の記載は、本発明の実施形態の代表例であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定されない。なお、以下の実施例等において得られた無機繊維質断熱材ブロックの物性測定及び評価方法は、以下の通りである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The following description is a representative example of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents unless it exceeds the gist. In addition, the physical-property measurement and evaluation method of the inorganic fibrous heat insulating material block obtained in the following examples etc. are as follows.

[水蒸気透過度]
50mm×50mmのサイズにサンプルを切出し、その重量W(g)を測定する。50mm×50mmの開口部を有する深さ10mmのアルミニウム製の容器内に、乾燥した塩化カルシウム10gを入れ、前記サンプルを開口部に設置する。その後、サンプルと容器側面の接合部をアルミニウムテープにより完全に封入し、試験体とする。この試験体を温度23.0℃、相対湿度75%の恒温恒湿チャンバ内に設置する。40時間後にサンプルを容器から取り出し、その重量W(g)を測定する。水蒸気透過度T(g/m/40hr)を下記式により算出する。
[Water vapor permeability]
A sample is cut into a size of 50 mm × 50 mm, and its weight W 1 (g) is measured. 10 g of dried calcium chloride is placed in a 10 mm deep aluminum container having an opening of 50 mm × 50 mm, and the sample is placed in the opening. Thereafter, the joint between the sample and the side surface of the container is completely enclosed with aluminum tape to obtain a test specimen. This specimen is placed in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 23.0 ° C. and a relative humidity of 75%. After 40 hours, the sample is removed from the container and its weight W 2 (g) is measured. Water vapor transmission rate T a (g / m 2 / 40hr) is calculated by the following equation.

T=(W−W)/(0.05*0.05)
Tが100g/m(ただし、厚さ21mmで40hr当り)未満であれば良好であると判定される。
T = (W 2 −W 1 ) / (0.05 * 0.05)
If T is less than 100 g / m 2 (however, the thickness is 21 mm and per 40 hr), it is determined to be good.

[耐熱衝撃性]
50mm×50mmのサイズにサンプルを切出す。次に炉内温度を釉薬焼成温度+100℃とした電気炉内にサンプルを設置する。15分間加熱した後取出し、15分間空冷する。この加熱・空冷のサイクルを3回繰り返し、目視により亀裂発生有無を観察する。
[Thermal shock resistance]
Samples are cut to a size of 50 mm x 50 mm. Next, the sample is placed in an electric furnace in which the furnace temperature is set to the glaze firing temperature + 100 ° C. Remove after heating for 15 minutes and air cool for 15 minutes. This heating / air cooling cycle is repeated three times, and the presence or absence of cracks is visually observed.

また、この加熱・空冷(3サイクル)処理後のサンプルについて、水蒸気透過度を測定し、加熱・空冷(3サイクル)処理前後の水蒸気透過度の変化量により、耐熱衝撃性を評価する。ここで、T=100g/m未満、かつ、加熱・空冷処理後の水蒸気透過度と加熱・空冷処理前の水蒸気透過度との比が1.2未満である場合、耐熱衝撃性良好と判定される。 Further, the water vapor permeability of the sample after the heating / air cooling (3 cycles) treatment is measured, and the thermal shock resistance is evaluated by the amount of change in the water vapor permeability before and after the heating / air cooling (3 cycles) treatment. Here, when T = less than 100 g / m 2 and the ratio of the water vapor permeability after the heating / air cooling treatment to the water vapor permeability before the heating / air cooling treatment is less than 1.2, it is determined that the thermal shock resistance is good. Is done.

[実施例1]
アルミナ繊維ブランケット(三菱樹脂株式会社製 マフテック(登録商標) MLS−2、厚さ10mm)を50mm×50mmのサイズに2枚切出した。その後、各切出ブランケットにアルミナゾル(日産化学株式会社 AS200)を浸漬法で含浸した。その後、ブロワにより20kPaの圧力で5分間脱水し、吸引しながら110℃で30分間乾燥し、無機繊維集合体とした。担持量は、ブランケット100g当たり固形分として20gとした。
[Example 1]
Two alumina fiber blankets (Maftec (registered trademark) MLS-2, thickness 10 mm, manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.) were cut into a size of 50 mm × 50 mm. Thereafter, each cut blanket was impregnated with alumina sol (Nissan Chemical Co., Ltd. AS200) by an immersion method. Then, it dehydrated with a blower at a pressure of 20 kPa for 5 minutes, and dried at 110 ° C. for 30 minutes while sucking to obtain an inorganic fiber aggregate. The supported amount was 20 g as a solid content per 100 g of the blanket.

また、耐火骨材(福島釉薬株式会社 石灰釉1号)100重量部、ガラス成分(福島釉薬株式会社 無鉛フリット)70重量部、化学のり(福島釉薬株式会社 カルボキシメチルセルロース)1.4重量部を混合し、さらに水110重量部を添加し、釉薬スラリーを調製した。   Also, 100 parts by weight of refractory aggregate (Fukushima Gyaku Co., Ltd., Lime Kashi No. 1), 70 parts by weight of glass component (Fukushima Gyaku Co., Ltd., lead-free frit), and 1.4 parts by weight of chemical paste (Fukushima Gyaku Co., Ltd. carboxymethyl cellulose) Further, 110 parts by weight of water was added to prepare a glaze slurry.

この釉薬スラリーを上記の各無機繊維集合体の一方の面に固形分量として2.5gずつ塗布し(合計で5.0g)、110℃で3時間乾燥した。その後、図2のように、2枚の無機繊維集合体の釉薬塗布面同士を重ね合わせ、5℃/分で昇温、1000℃で3時間保持、5℃/分で降温し、図1に示すようにガスバリア層を内部に有する無機繊維質断熱材ブロックを製造した。   This glaze slurry was applied to one surface of each of the above inorganic fiber aggregates by 2.5 g as a solid content (5.0 g in total) and dried at 110 ° C. for 3 hours. Thereafter, as shown in FIG. 2, the glaze-coated surfaces of the two inorganic fiber aggregates are overlapped with each other, heated at 5 ° C./min, held at 1000 ° C. for 3 hours, and cooled at 5 ° C./min. As shown, an inorganic fibrous insulation block having a gas barrier layer therein was produced.

この無機繊維質断熱材ブロックについて、水蒸気透過度及び耐熱衝撃性を上記の通り評価した。結果を表1に示す。   About this inorganic fibrous heat insulating material block, water vapor permeability and thermal shock resistance were evaluated as described above. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
実施例1において、2枚のアルミナ繊維ブランケットの内、1枚をセラミックス繊維ブランケット(イソライト工業株式会社 イソウール1260ブランケット 8P12.5T、厚さ12.5mm)としたこと以外は実施例1と同様にして無機繊維質断熱材ブロックを製造した。水蒸気透過度及び耐熱衝撃性を評価した結果を表1に示す。
[Example 2]
In Example 1, one of the two alumina fiber blankets was the same as Example 1 except that one was a ceramic fiber blanket (Isolite Industry Co., Ltd. Isowool 1260 Blanket 8P12.5T, thickness 12.5 mm). An inorganic fibrous insulation block was produced. Table 1 shows the results of evaluation of water vapor permeability and thermal shock resistance.

[比較例1]
実施例1と同様にした作製したアルミナゾル含浸アルミナ繊維ブランケットを50mm×50mmのサイズに2枚切出した。その後、釉薬スラリーを第1のアルミナ繊維ブランケットの一方の面にのみ固形分量として5.0g塗布し、第2のアルミナ繊維ブランケットには釉薬スラリーを全く塗布しなかった。そして、第1のアルミナ繊維ブランケットの他方の面を第2のアルミナ繊維ブランケットに重ね合わせて焼成したこと以外は実施例1と同様にして無機繊維質断熱材ブロックを製造した。水蒸気透過度及び耐熱衝撃性の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Two alumina sol-impregnated alumina fiber blankets prepared in the same manner as in Example 1 were cut into a size of 50 mm × 50 mm. Thereafter, 5.0 g of the glaze slurry as a solid content was applied only to one surface of the first alumina fiber blanket, and no glaze slurry was applied to the second alumina fiber blanket. And the inorganic fiber heat insulating material block was manufactured like Example 1 except having piled up the other side of the 1st alumina fiber blanket on the 2nd alumina fiber blanket, and baking. The evaluation results of water vapor permeability and thermal shock resistance are shown in Table 1.

[比較例2]
アルミナ繊維ブランケット(三菱樹脂株式会社製 マフテック(登録商標) MLS−2、厚さ10mm)を50mm×50mmのサイズに2枚切出し、釉薬スラリーを塗布することなく重ね合わせ、2個1組で無機繊維質断熱材ブロックとした。水蒸気透過度及び耐熱衝撃性を評価した結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
Two pieces of alumina fiber blanket (Maftec (registered trademark) MLS-2, thickness 10 mm) manufactured by Mitsubishi Plastics Co., Ltd. are cut out into a size of 50 mm × 50 mm, overlapped without applying glaze slurry, and a pair of inorganic fibers A quality insulation block. Table 1 shows the results of evaluation of water vapor permeability and thermal shock resistance.

[比較例3]
実施例1と同様にして作製したアルミナゾル含浸アルミナ繊維ブランケットを50mm×50mmのサイズに2枚切出し、釉薬スラリーを塗布することなく重ね合わせ、2個1組で無機繊維質断熱材ブロックとした。水蒸気透過度及び耐熱衝撃性を評価した結果を表1に示す。

Figure 0006432234
[Comparative Example 3]
Two alumina sol-impregnated alumina fiber blankets produced in the same manner as in Example 1 were cut out to a size of 50 mm × 50 mm and overlapped without applying glaze slurry to form a pair of inorganic fiber heat insulating material blocks. Table 1 shows the results of evaluation of water vapor permeability and thermal shock resistance.
Figure 0006432234

表1より、本発明の無機繊維質断熱材ブロックは水蒸気透過度が小さく、耐熱衝撃性に優れることが認められる。   From Table 1, it is recognized that the inorganic fibrous heat insulating material block of the present invention has a low water vapor permeability and excellent thermal shock resistance.

1 第1の無機繊維成形体
2 第2の無機繊維成形体
3 釉薬焼成物
3a 釉薬スラリー乾燥物層
4 無機繊維質断熱材ブロック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st inorganic fiber molded object 2 2nd inorganic fiber molded object 3 Glaze fired material 3a Glaze slurry dried material layer 4 Inorganic fiber heat insulating material block

Claims (1)

第1の無機繊維集合体層及び第2の無機繊維集合体層の一方の面に釉薬を塗布する工程と、
第1の無機繊維集合体層及び第2の無機繊維集合体層の該一方の面同士を当接させ、焼成して第1の無機繊維集合体層と第2の無機繊維集合体層との間にガスバリア層を形成する工程と
を有する無機繊維質断熱材ブロックの製造方法であって、
前記第1の無機繊維集合体層がアルミナ/シリカ系無機繊維を有し、該アルミナ/シリカ系無機繊維のアルミナ/シリカの組成比が65〜98/35〜2であり、
前記第1及び第2の無機繊維集合体層に無機質ゾルを含浸して担持させておくことを特徴とする無機繊維質断熱材ブロックの製造方法。
Applying glaze to one surface of the first inorganic fiber aggregate layer and the second inorganic fiber aggregate layer;
The one surface of the first inorganic fiber aggregate layer and the second inorganic fiber aggregate layer are brought into contact with each other and fired to form a first inorganic fiber aggregate layer and a second inorganic fiber aggregate layer. A process for forming a gas barrier layer between the inorganic fibrous heat insulating material blocks,
The first inorganic fiber aggregate layer has an alumina / silica-based inorganic fiber, and the alumina / silica-based inorganic fiber has an alumina / silica composition ratio of 65 to 98/35 to 2,
A method of manufacturing an inorganic fiber heat insulating material block, wherein the first and second inorganic fiber aggregate layers are impregnated with and supported by an inorganic sol.
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