JP7345942B2

JP7345942B2 - 断熱ブロックの炉殻への取り付け方法、断熱壁の製造方法、断熱壁、工業炉、および、断熱ブロック取り付けセット

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Publication number: JP7345942B2
Application number: JP2022530775A
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Inventors: 雄作秦; 光雄鈴木; 友幸小林; 祐介木村; 晃啓矢野; 昌邦田口
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Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2023-09-19
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Description

本発明は、断熱ブロックの炉殻への取り付け方法、断熱壁の製造方法、断熱壁、工業炉、および、断熱ブロック取り付けセットに関する。

従来、加熱炉などの炉殻鉄皮の内面に断熱壁を形成するには、キャスタブルと呼ばれる耐熱コンクリートが使用されていた。近年、断熱壁の施工性、形成した断熱壁の強度の点から、キャスタブルに替えて、耐火性および断熱性を有する無機繊維からなる断熱材を内張することが行われている。

無機繊維からなる断熱材によって断熱壁を形成する方法としては、無機繊維マットを炉殻（鉄皮面）に平行に積層し、炉殻に直角に設けたスタッドによって固定するペーパーライニング法、無機繊維マットを炉殻に直角に積層し、炉殻に直角に固定された固定金具及びこの固定金具に固定され無機繊維マットを炉殻に平行に貫通するロンドによって固定するスタックライニング法（いわゆるＨアンカー工法）、無機繊維マットをブロック化しその一つの面に断熱ブロック固定用取付金具（以下、「ブロック固定金具」という場合がある。）を取付けてなる断熱ブロックを、炉殻に直角に設けたスタッドにブロック固定金具を介して取り付けるモジュール法（例えば、特許文献１）等がある。

特開２０１１－２２６７７１

これらのうち、スタックライニング法は、施工が早く、ブロックの製造コストが安いという利点があるが、無機繊維マットにロンドを横串にするという構造から、ロンドが無機繊維マットを点で支える構造であるため、固定金具が無機繊維のマットを支えきれないという問題があり、炉殻（特に天井）から無機繊維のマットが落ちる、または、無機繊維マットと炉殻との間に隙間ができるといった問題点があった。また、施工する現場にて、無機繊維マットに横串を刺す位置が施工者に委ねられており、この位置がずれることがあり、施工精度が悪いという問題点があった。

また、モジュール法は、ビームによって、無機繊維マットを面で支える構造であるため、無機繊維マットを炉壁に強固に固定することができる構造であるが、固定金具を備えた断熱ブロックの作製に時間とコストを要するものであり、その点で改良が要望されていた。

以上より、本発明は、断熱ブロックを炉壁に強固に固定することができると共に、断熱ブロックの作製に時間とコストを要さず、さらに、現場での施工性が良好である、断熱ブロックの炉殻への取り付け方法、該方法による断熱壁の製造方法、該方法により施工された断熱壁、該断熱壁を備える工業炉、断熱ブロック取り付けセットを提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の事項を見出した。
・無機繊維集合体のマットを折りたたんで形成した断熱ブロックの折り目の内側に固定治具のビームを挿入することで、無機繊維集合体のマットをビームが面で支えることになり、無機繊維集合体のマットを強固に炉殻に固定することができる。
・断熱ブロックを作製する段階では、固定治具を断熱ブロックに設置しない構造として、断熱ブロックと固定治具とを別体として形成することで、断熱ブロックの製造に要する時間とコストを削減できる。
・上記の方法により作製した断熱壁においては、固定治具のビームが断熱ブロックを支持する支持点が、断熱ブロックの外側に位置しており、この点で、従来の断熱壁とは異なる構造を備えるものである。
・また、上記固定治具が異なる長さのビームを備えており、まず長いビームを一つの断熱ブロックに挿入し取り付け、その後、短いビームを他の一つの断熱ブロックに挿入し取り付けるようにするとで、断熱壁の施工性を向上できる。
・また、上記固定治具が、一つの断熱ブロックに挿入するビームを備えており、該固定治具を断熱ブロックの二方向から挿入して、これら固定治具を炉殻に固定することにより、断熱壁の施工性をより向上することができる。

以上の事項を元に、本発明者は以下の発明を完成させた。
［１］折りたたまれた無機繊維集合体のマットを備えてなる断熱ブロックにおける前記無機繊維集合体マットの折り目の内側に、固定治具のビームを挿入する工程、前記固定治具と炉殻とを固定する工程、を備え、前記ビームが前記断熱ブロックを支持する支持点が、前記断熱ブロックの外側にある、断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
［２］折りたたまれた無機繊維集合体のマットを備えてなる断熱ブロック、および、ビームを備えてなる固定治具を準備する工程、前記断熱ブロックにおける前記無機繊維集合体マットの折り目の内側に、前記固定治具の前記ビームを挿入する工程、前記固定治具と炉殻とを固定する工程、を備えた、断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。

［３］前記断熱ブロックが、炉殻に設置する側の面に、少なくとも２つ以上の折り目を有する、［１］または［２］に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
［４］前記固定治具が少なくとも２つ以上のビームを備え、前記ビームの位置が、前記断熱ブロックの折り目の位置に対応している、［３］に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
［５］前記固定治具は異なる２つの前記断熱ブロックに取付けられる複数のビームを備え、前記複数のビームは、一方の前記断熱ブロックに取付けられる第１ビーム領域、および、他方の前記断熱ブロックに取付けられる第２ビーム領域を備え、
前記第１ビーム領域と前記第２ビーム領域との長さを異なるものとする、［１］～［４］のいずれか１項に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。

［６］取り付けた隣接する前記断熱ブロック間の間隙が１ｍｍ以上となるように取り付ける、［１］～［５］のいずれか１項に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
［７］隣接する前記断熱ブロック間の間隙に無機繊維集合体のマットを挿入する、［６］に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
［８］［１］～［７］のいずれか１項に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法により、炉殻に断熱壁を形成する断熱壁の製造方法。
［９］炉殻に固定する側の面に少なくとも２つ以上の折り目を有する折りたたまれた無機繊維集合体のマットを備えてなる断熱ブロック、および、少なくとも２つ以上のビームを有する固定治具、を備え、前記固定治具の前記ビームが断熱ブロックの折り目の内側に挿入されており、前記固定治具が炉殻に固定されることで、前記断熱ブロックが、炉壁に取り付けられており、前記ビームが前記断熱ブロックを支持する支持点が、前記断熱ブロックの外側にある、断熱壁。

［１０］前記固定治具は異なる２つの前記断熱ブロックに取付けれる複数のビームを備え、前記複数のビームは、一方の前記断熱ブロックに取付けられる第１ビーム領域、および、他方の前記断熱ブロックに取付けられる第２ビーム領域を備え、前記第１ビーム領域と前記第２ビーム領域との長さが異なる、［９］に記載の断熱壁。
［１１］前記炉殻に取り付けられた隣接する前記断熱ブロック間の間隙が、１ｍｍ以上である、［９］または［１０］に記載の断熱壁。
［１２］［９］～［１１］のいずれか１項に記載の断熱壁を備える、工業炉。
［１３］炉壁に固定する側の面に少なくとも２つ以上の折り目を有する折りたたまれた無機繊維集合体のマットを備えてなる断熱ブロック、および、少なくとも２つ以上のビームを有する固定治具を別部材として備える、断熱ブロック取り付けセットであって、
前記断熱ブロックの折り目の位置と、前記固定治具のビームの位置とが対応している、断熱ブロック取り付けセット。

［１４］前記断熱ブロックが、前記無機繊維集合体のマットの積層方向に圧縮されており、圧縮状態でバンドで固定されている、［１３］に記載の断熱ブロック取り付けセット。
［１５］前記固定治具は異なる２つの前記断熱ブロックに取付けれる複数のビームを備え、前記複数のビームは、一方の前記断熱ブロックに取付けられる第１ビーム領域、および、他方の前記断熱ブロックに取付けられる第２ビーム領域を備え、前記第１ビーム領域と前記第２ビーム領域との長さが異なる、［１３］または［１４］に記載の断熱ブロック取り付けセット。

本発明の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法によれば、断熱ブロックを炉殻に強固に固定することができ、現場での施工性が良好である。また、断熱ブロックの作製に時間とコストを要さない。

図１は、本発明の方法において使用する、断熱ブロック１０の斜視図である。図２は、本発明の方法において使用する、固定治具２０の斜視図である。図３（ａ）は、固定治具２０の斜視図であり、（ｂ）は、固定治具２０の正面図であり、（ｃ）は、固定治具２０の平面図である。図４は、固定治具２０のビーム２４を、断熱ブロック１０の折り目の内側に挿入する様子を示す図である。図５（ａ）～（ｃ）は、固定治具２０の各実施形態を示す斜視図である。図６は、固定治具２０の別の実施形態を示す斜視図である。図７（ａ）、（ｂ）は、固定治具２０の別の実施形態を示す斜視図である。図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の断熱ブロック１０の炉殻への取り付け方法の各工程を示す概念図である。図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の断熱ブロック１０の炉殻への取り付け方法の各工程を示す概念図である。図１０は、固定治具２０Ａを断熱ブロック１０に取り付ける様子を示す概念図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の断熱ブロック１０の炉殻への取り付け方法の各工程を示す概念図である。図１２は、固定治具２０Ａおよび断熱ブロック１０の別の実施形態を示す斜視図である。図１３（ａ）～（ｃ）は、ビームが断熱ブロックを支持する支持点の位置を説明する模式図である。

以下、本発明の実施形態の一例としての、断熱ブロックの炉殻への取り付け方法、断熱壁の製造方法、断熱壁、工業炉、および、断熱ブロック取り付けセットについて説明する。ただし、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
なお、数値範囲を示す「ａ～ｂ」の記述は、特にことわらない限り「ａ以上ｂ以下」を意味すると共に、「好ましくはａより大きい」及び「好ましくはｂより小さい」の意を包含するものである。
また、本明細書における数値範囲の上限値及び下限値は、本発明が特定する数値範囲内から僅かに外れる場合であっても、当該数値範囲内と同様の作用効果を備えている限り本発明の均等範囲に包含するものとする。

＜断熱ブロックの炉殻への取り付け方法＞
本発明の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法は、断熱ブロックにおける無機繊維集合体マットの折り目の内側に、固定治具のビームを挿入する工程、および、固体治具と炉殻とを固定する工程、を備える。以下、各工程について説明する。
なお、本発明の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法は、断熱ブロックを作成する段階では、固定治具を断熱ブロックに設置しない方法であり、断熱ブロックと固定治具とは別体として作成・準備される。

（断熱ブロック１０における無機繊維集合体マット１２の折り目の内側に、固定治具２０のビーム２４を挿入する工程）
・断熱ブロック１０
断熱ブロック１０は、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１２を備えている。断熱ブロック１０の一実施形態を図１に示す。

・無機繊維集合体のマット１２
上記断熱ブロック１０を構成する無機繊維集合体のマット１２を形成する無機繊維は、特に制限されないが、例えば、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、チタニア及びカルシアの単独、または複合繊維が挙げられる。中でも、特に好ましいのは、耐熱性、繊維強度（靱性）、安全性の点で、アルミナ／シリカ系繊維、特に多結晶質アルミナ／シリカ系繊維である。特に、アルミナ比が７０～８０質量％でシリカ比が３０～２０質量％のアルミナ/シリカ繊維が好ましい。

無機繊維集合体のマット１２としては、安全性を確保しつつ、耐熱性や耐久性を高めるという理由により、実質的に繊維径３μｍ以下を含まない無機繊維の集合体にニードリング処理が施されたマット（ニードルブランケット）が好ましい。
無機繊維集合体の嵩密度は特に限定されないが、形成される断熱ブロック１０の耐熱性および強度の点から、８５ｋｇ／ｍ^３～１５０ｋｇ／ｍ^３が好ましく、９０ｋｇ／ｍ^３～１４０ｋｇ／ｍ^３がさらに好ましい。
無機繊維集合体のマット１２の厚みは適宜選択されるが、施工性や強度の点から１０～３０ｍｍが好ましく、１２．５～２７ｍｍがより好ましい。厚みが薄くなりすぎると、施工に手間がかかり、厚みが厚すぎると折りたたんだ時に、構造体を維持しづらいという問題点がある。
無機繊維集合体のマット１２のサイズは、特に限定されず、炉殻の施工場所に応じて、適宜好適な大きさに切り出して対応可能である。

・無機繊維集合体のマット１２の折りたたみ方法
断熱ブロック１０における無機繊維集合体のマット１２の折りたたみ方法は、断熱ブロック１０の炉殻に設置する側の面（図１における左奥側の面Ｐ１）に折り目を有するのであれば、特に制限されない。断熱ブロック１０を炉殻に強固に固定する観点から、断熱ブロック１０の炉殻に設置する側の面Ｐ１には、折り目が少なくとも２つ以上あることが好ましく、４つ以上あることがより好ましい。折り目の数の上限は断熱ブロック１０の大きさに依存するが、１０個以下が好ましく、８個以下がより好ましい。なお、図１に示した形態では、断熱ブロック１０の炉殻に設置する側の面Ｐ１に、折り目が５つ形成されている。

無機繊維集合体のマット１２の折りたたみ方法は、図１に示すように、一つの長尺マット１２を九十九折りしたものであってもよいし、複数の長尺マットを九十九折りしたものを組み合わせたものであってもよいし、または、二つに折りたたんだマットを複数準備し、これらの折り目を面Ｐ１側に揃えてまとめたものであってもよい。

断熱ブロック１０の嵩密度に関して特に制限はないが、９６ｋｇ／ｍ^３～１６０ｋｇ／ｍ^３が好ましく、１００ｋｇ／ｍ^３～１４０ｋｇ／ｍ^３が好ましい。断熱ブロック１０に使用する無機繊維集合体のマット１２は、圧縮されていてもよいが、後に示す、固定治具のビームを挿入する工程における作業性の観点から、圧縮率は、４０％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましく、１５％以下がさらに好ましく、最も好ましいのは１～１０％である。こうすることで断熱ブロックの施工性を確保しつつ、耐熱性と耐久性を高めることができる。なお、圧縮率を高くすることで、断熱ブロック１０の嵩密度が大きくなり、断熱ブロック１０の耐熱性が向上する。

断熱ブロック１０は、アルミナロープなどで縫製して、圧縮したり、構造を保持したりすることができる。また、無機繊維集合体のマット１２を折りたたんで積層し、圧縮面の両側をベニヤ板や金属板などで抑えて圧縮し、バンド１４などで固定することで、断熱ブロック１０の嵩密度を高めることもできる。ただし、上記の通り、本願発明では、断熱ブロック１０の圧縮率を高くし過ぎないことが好ましいので、圧縮面の両側に設置するベニヤ板などは必須ではなく、図１に示したようにバンド１４のみで圧縮を保持する形態であってもよい。
各断熱ブロック１０は、施工後にバンド１４を切断することによって、圧縮を開放し、断熱ブロック１０同士を密着させて、炉殻に固定することができる。

従来における、断熱ブロックを使用して断熱壁を施工するモジュール法においては、無機繊維集合体のマットの隙間にビームを挿入すると共に、各断熱ブロックの炉殻に設置する側の面には、ブロック固定金具を取り付ける必要があり、断熱ブロックの製造に時間およびコストを要するものであった。これに対して、本願発明の方法では、断熱ブロック１０の製造において、これら固定金具は不要であり、無機繊維集合体のマット１２とバンド１４とがあれば、断熱ブロック１０が形成可能であるので、低コスト、短時間で各断熱ブロック１０を製造することが可能である。
つまり、断熱ブロック１０が作製・準備される段階では、断熱ブロック１０に固定治具のビームは挿入されておらず、断熱ブロック１０と固定治具とは別体として準備されている。

・固定治具２０
本発明の取り付け方法では、上記した断熱ブロック１０を、別部材である固定治具２０によって、炉殻に取り付ける。固定治具２０の一例を、図２に示す。図示した固定治具２０は、炉殻に取り付ける面を備える本体プレート２２Ａ、該本体プレート２２Ａから立設する立設片２２Ｂ、および、該立設片２２Ｂから炉殻に平行な方向に延びるビーム２４を備える。
固定治具２０が備えるビーム２４の数は、断熱ブロック１０における無機繊維集合体のマット１２の折り目の数と同じか、それよりも少ない数となっており、好ましくは２つ以上、より好ましくは４つ以上である。また、ビーム２４の数が増えると、断熱ブロック１０を炉殻に固定する強度が高くなるが、ビーム２４を無機繊維集合体のマット１２の折り目の内側に挿入する際の施工性が悪くなるので、ビーム２４の数の上限は、６以下が好ましい。図２に示した形態の固定治具２０は、図示上下方向にそれぞれ４つ、合計８つのビーム２４を備えている。

図３（ａ）に、固定治具２０の斜視図を示す。
ビーム２４とビーム２４との間の距離Ｗ１、Ｗ２は、それぞれのビーム２４を挿入しようとする断熱ブロック１０における無機繊維集合体のマット１２の折り目の位置関係に依存する。例えば、断熱ブロック１０の設置面Ｐ１において隣り合う二つの折り目にビーム２４とビーム２４とを挿入する場合は、これらのビーム２４とビーム２４との間の距離は、断熱ブロック１０において圧縮された無機繊維集合体のマット１２の厚み二枚分に相当する。

ビーム２４同士の幅Ｗ１、Ｗ２と、断熱ブロック１０の折り目の位置とを調整する方法としては、断熱ブロック１０を製造する際に、無機繊維集合体のマット１２の厚みを選択したり、無機繊維集合体のマット１２の圧縮率を適宜調整することにより行ってもよいし、あるいは、製造した断熱ブロック１０におけるビーム２４を挿入する折り目同士の距離に合わせて、固定治具２０のビーム２４とビーム２４との幅Ｗ１、Ｗ２を調整して固定治具２０を作製してもよい。

図３（ｂ）に固定治具２０の正面図を示す。
図示した形態の固定治具２０では、ビーム２４は、立設片２２Ｂから炉殻に平行な方向に延びるように設置されているが、ビーム２４は、炉殻から高さＷ３隔てて立設片２２Ｂに取り付けられている。ビーム２４の高さＷ３は、断熱ブロック１０における折り目部分の無機繊維集合体のマット１２の厚みに対応している。よって、使用する無機繊維集合体のマット１２の厚みに合わせて、固定治具２０のビーム２４の高さＷ３を調整するか、あるいは、固定治具２０のビーム２４の高さＷ３に合わせて、無機繊維集合体のマット１２の厚みが選択される。なおＷ３の高さをマット１２の厚みより若干短くすることで、断熱ブロック１０と炉殻との僅かな隙間をなくすことができる。

図３（ｃ）に、固定治具２０の平面図を示す。
後に、固定治具２０を炉殻へ取り付ける方法を説明するが、図３に示した固定治具２０は、本体プレート２２Ａの中央部に、スタッドを挿入するための孔２６を有している。該孔２６を利用して、スタッドを用いて炉殻に固定する場合は、孔２６の上にはビーム２４を形成することができないので、孔２６を中央にして、左右にそれぞれに同じ本数のビーム２４が配置される。図示した形態では、左右に上下二つずつのビーム２４が配置されている。なお、孔２６にスタッドを挿入して固体治具２０を炉殻に固定するのではなく、固体治具２０を溶接により炉殻に固定する場合は、固定治具２０の中央にビーム２４を設置しても構わない。

図３（ｃ）の形態において、ビーム２４は、固定治具２０の上下に向けて、炉殻に平行な方向に延びるように設置されている。この場合は、図４（図４では、分かり易さのため、断熱ブロック１０の無機繊維集合体のマット１２の折り目部分のみを示している。）に示すように、固定治具２０の上に配置される断熱ブロック１０の無機繊維集合体のマット１２の折り目の内側に、固定治具２０の上側のビーム２４が挿入され、また、固定治具２０の下に配置される不図示の断熱ブロック１０の無機繊維集合体のマット１２の折り目の内側に、固定治具２０の下側のビーム２４が挿入される。断熱ブロック１０は、上下から固定治具２０のビーム２４が挿入されることにより炉殻に固定される構造となっており、ビーム２４の長さは、断熱ブロック１０のＹ１方向長さの１／４から半分の長さとなっていることが好ましく、１／３の長さであることがより好ましい。

また、固定治具２０は、立設片２２Ｂの上側、下側の何れか一方にビーム２４を有する構造であってもよい。この場合は、断熱ブロック１０は、上下何れの固定治具２０により固定されることになり、ビーム２４は断熱ブロック１０のＹ１方向の長さの１／３から同程度の長さを有することが好ましい。

図５にビーム２４の種々のバリエーションを示す。
図５(ａ)～（ｃ）に、ビーム２４を立設片２２Ｂの図示下側に備える、固定治具２０の一実施形態を示す。図５（ｂ）、（ｃ）の形態の固定治具２０には、立設片２２Ｂのビーム２４を形成していない側に片２２Ｃが設けられている。固定治具２０によりブロック１０を片側から炉殻に固定する場合、ビーム２４が高温クリープで曲がり、ブロック１０が落下する可能性がゼロではないが、隣に取付けられた断熱ブロックを支える固定治具２０のビーム２４を該片２２Ｃで支える（隣のビーム２４を片２２Ｃに引っ掛ける）ことで高温クリープによるビーム２４の変形を抑えることができる。

片２２Ｃは、隣の固定治具２０のビーム２４の変形を抑制する機能を有していればよく、片２２Ｃの立設片２２Ｂへの取り付け位置は、ビーム２４が立設片２２Ｂに固定された位置よりも炉殻から離れた位置に形成されていればよく、図５（ｃ）に示すように立設片２２Ｂの端部に設けてもよいし、図５（ｂ）に示すように、立設片２２Ｂの端部を一部残して形成してもよい。また、片２２Ｃの高さは、隣の固定治具２０のビーム２４に届く高さであればよい。また、隣の断熱ブロック１０には、該片２２Ｃを挿入できるスリットが設けられていることが好ましい。片２２Ｃは立設片２２Ｂに溶接で取り付けてもよく、また立設片２２Ｂを折り曲げて片２２Ｃを形成してもよい。

・異なるビーム長さを有する固定治具２０
また、固定治具２０は、図６に示すように、異なる２つの断熱ブロックに取付けられる複数のビームを備え、複数のビームは、一方の前記断熱ブロックに取付けられる第１ビーム領域２４Ａ、および、他方の前記断熱ブロックに取付けられる第２ビーム領域２４Ｂを備え、第１ビーム領域２４Ａと第２ビーム領域２４Ｂとの長さを異なるものとしてもよい。

固定治具２０を、上記形態とすることによって、例えば、相対的に長い第一ビーム領域２４Ａを挿入した断熱ブロックを固定治具２０を介して炉殻に取り付け、その後、相対的に短い第二ビーム領域２４Ｂに、他方の断熱ブロックに挿入して、他方の断熱ブロックを固定することができる。固定治具２０はすでに炉殻に取付けられておりスペースが限られていて他方の断熱ブロックを取り付けにくいが、第二ビーム領域が短いため他方の断熱ブロックの折り目に挿入しやすくなり、他方の断熱ブロックを取り付ける施工性が向上する。また第一ビーム領域を長くすることで断熱ブロックの耐久性を落とすことなく施工性を上げることが可能となる。
この場合第一ビーム領域２４Ａの長さは断熱ブロック１０のＹ１方向の長さの１／３～２／３の長さになっていることが好ましい。また、第二ビーム領域２４Ｂの長さは、断熱ブロック１０のＹ１方向の長さの１／１０～１／３の長さになっていることが好ましく、具体的には、長さが３０～９０ｍｍとなっていることが好ましい。なお、第一領域と第二領域を足した長さは、断熱ブロック１０のＹ１方向の長さの１／３～３／４になっていることが好ましい。
また、他方の断熱ブロックを挿入する際に、第二ビーム領域２４Ｂを挿入する折り目の部分をマーキングすることで、第二ビーム領域２４Ｂを、他方のブロックに取付けるときの施工性がより向上する。マーキングにはペンやシールなどどんな方法でもよいが、油性ペンが最もよい。

・Ｌ字、Ｔ字のビームを有する固定治具２０
図７に、別の形態の固定治具２０を示す。固定治具２０は、図７（ａ）に示すように、本体プレート２２Ａに、複数のＬ字のビーム２４Ｃを有する形態であってもよい。また、図７（ｂ）に示すように、本体プレート２２Ａに、複数のＴ字のビーム２４Ｄを有する形態であってもよい。

（固定治具２０と炉殻とを固定する工程）
上記したビーム２４の挿入工程の他に、固定治具２０を炉殻に固定することにより、断熱ブロック２０を炉殻に固定することができる。本発明の断熱ブロック１０の炉殻への取り付け方法において、上記したビーム２４挿入工程、および、固定治具２０の炉殻への固定工程の順序は特に限定されず、先にビーム２４の挿入工程を行ってから、固定治具２０の炉殻への固定を行ってもよいし、逆でも構わない。ただし、施工性の観点からすると、先に、ビーム２４の挿入工程を行って、固定治具２０を断熱ブロック１０に取り付けてから、この固定治具２０を炉殻に固定する順序とすることが好ましい。

・固定治具２０をスタッド３２により炉殻３０に固定する場合
図８を、参照しつつ、固定治具２０をスタッド３２により炉殻３０に固定する場合についての手順を説明する。まず、図８（ａ）ように、上側にのみビームを有する固定具２０Ａを、ブロック１０Ａの下部に取付ける。続けて、両側にビームを有する固定具２０Ｂを、ブロック１０Ａの上部に取り付ける。
なお、図８の実施形態では、各固定治具２０Ａ、２０Ｂのビーム２４の長さは、断熱ブロック１０のＹ１のおよそ１／３の長さとなっている。

続けて、図８（ｂ）に示すように、断熱ブロック１０Ａに取付けた本体プレート２２Ａの中央部の孔２６Ａに、炉殻に予め立設したスタッド３２Ａ（不図示）を挿入する。炉内側から固定治具２０Ａをナットで固定することで、固定治具２０Ａにより下側から断熱ブロック１０Ａを炉殻３０に固定する。また、固定治具２０Ｂの中央部の孔２６Ｂに、炉殻に予め立説したスタッド３２Ｂを挿入し、炉内側から固定治具２０Ｂをナットで固定することで、固定治具２０Ｂにより上側から断熱ブロック１０Ａを炉殻３０に固定する。
このようにして、一段目の断熱ブロック１０Ａが炉殻３０に設置されるが、炉殻３０の幅に応じて、同様の手順で複数の断熱ブロック１０Ａが幅方向に並んで設置される。

続いて、図９（ａ）に示すように、固定治具２０Ｃ（固定治具２０Ｃは、固定治具２０Ｂと同様の形状であり、上下方向にビーム２４を備えている。）を、断熱ブロック１０Ｂの上部に取り付けたブロックを用意する。そして、図９（ｂ）に示すように、断熱ブロック１０Ｂの固定治具２０Ｃが取り付けられていない下側の面の折り目の内側に、固定治具２０Ｂのビーム２４を挿入して、二段目の断熱ブロック１０Ｂを設置する。この際、固定治具２０Ｃの孔２６Ｃには、炉殻に予め立説したスタッド３２Ｃ（不図示）が挿入され、上記同様の手順で炉殻に固定される。なお、なお、図８（ｂ）にて説明した一段目のブロック１０Ａの固定治具２０Ｂをナットで炉殻３０に固定するのは、断熱ブロック１０Ｂを取り付けた後でもよい。
このようにして、二段目の断熱ブロック１０Ｂが炉殻３０に設置されるが、炉殻３０の幅に応じて、同様の手順で複数の断熱ブロック１０Ｂが幅方向に並んで設置される点は上記と同様である。

上記した二段目の断熱ブロック１０Ｂの設置手順と同様にして、三段目以降の断熱ブロック１０Ｃ・・・も設置され、所望の高さの断熱壁が炉殻に製造されるが、断熱壁を構成する最上部（もしくは端部）の断熱ブロックには、片側のみにビーム２４を有する固定治具２０Ａが（１段目に使用した場合とは上下逆にして）使用される。

また、固定治具２０Ｂ、２０Ｃ・・・の代わりに、図１０に示すように、片側にだけビーム２４を備える固定治具２０Ａを断熱ブロック１０の上下両側に取付けることによって各断熱ブロックを固定してもよい。この場合、すべての断熱ブロック１０を固定治具２０Ａのみで炉殻に固定可能であり、部品点数を減らすことができる。
また、この場合、上下の断熱ブロック１０に備えられた固定治具２０Ａの本体プレート２２Ａの中央部の孔２６のそれぞれを、一つのスタッドに挿入することで固定してもよい。
特に上下方向（固定治具の取付方向）に隙間がない場合、例えば、上限方向で最後の一つの断熱ブロック１０を取り付ける際は、作業をするスペースが限られるために、断熱ブロック１０にビーム２４を挿入しながら施工することが難しい。その場合、図１１（ａ）に施工時の炉壁の炉内側から見た斜視図、図１１（ｃ）に施工時の炉壁の断面図を示したように、固定治具２０Ａを予め最後に施工する断熱ブロック１０に取付けることで、断熱ブロック１０をスタッドの方向に合わせながらスライドさせながら、固定治具２０Ａの本体プレート２２Ａの中央部の孔２６をスタッド３２に挿入することが可能となる。なお、図１１では、図示下側から断熱ブロック１０を積み上げていき、施工性の観点から、最終段階で、まず最上段の断熱ブロック１０を先に設置して、その後に、上から二段目の断熱ブロックを設置している。

このときに断熱ブロック１０同士の間隙が十分にあると、固定治具２０Ａの本体プレートの２２Ａの中央部の孔２６の位置を炉内から確認しながら、スタッド３２に挿入することが可能となり、施工性が向上する。さらには、図１１（ａ）に示した固定治具２０Ａのように、孔２６をブロック１０の外側に存在させることで、より炉内からスタッド３２と孔２６の位置を見やすくなり、施工性が向上する。そのため、図１１（ａ）の上下方向（固定治具の取付方向）における、断熱ブロック１０同士の間隔は好ましくは１ｍｍ～６０ｍｍ、さらに好ましくは３～４０ｍｍ、さらに好ましくは１０～３０ｍｍとなる。断熱ブロック１０間の間隙は無機繊維集合体のマットを挿入し埋めることで、形成する断熱壁の遮熱能力を向上可能である。一方で隙間が大きすぎる場合、無機繊維集合体マットを挿入することが困難となり断熱性能が低下する。

上記図１１の形態では、固体治具２０の孔２６が、本体プレート２２Ａの上下方向中央部（設置した断熱ブロック１０間の境界の位置）からずらして設けられている場合について示したが、該孔２６を本体プレート２２Ａの上下方向中央部に設けた場合は、二つの固定治具２０をスタッド３２に設置するのが構造上難しくなる。
この場合は、図１２に示したように、断熱ブロック１０の一部を削って溝１６を形成することにより、二つの固定治具２０をスタッド３２に設置することが可能な構造とすることができる。

・固定治具２０を溶接により炉殻３０に固定する場合
固定治具２０を溶接により炉殻３０に固定してもよい。この場合は、上記した工程における炉殻３０に予め立説させたスタッド３２が不要となり、固定治具２０が炉殻３０に直接溶接される。溶接方法は、アーク溶接、半自動溶接、ＴＩＧ溶接など、適宜選択することができる。

また、左右方向に並んだ、隣接する断熱ブロックは、バンドを切断することにより、圧縮が開放されるため、断熱ブロック同士は密接して配置されることになる。

＜断熱壁の製造方法＞
本発明の断熱壁の製造方法は、上記した断熱ブロック１０の炉壁への取り付け方法により、炉殻に断熱壁を形成する方法である。
断熱壁の形成位置は、特に限定されず、炉の内側の側面、底面、天井のいずれであっても構わないが、本発明の断熱壁の製造方法によると、断熱ブロックを強固に炉殻に固定することが可能で点から、断熱ブロックの重力により、炉殻から剥がれ落ち易い天井に設置する場合に、大きな効果を発揮する。

＜断熱壁＞
本発明の断熱壁は、上記した本発明の断熱ブロック１０の炉殻への取り付け方法、または、断熱壁の製造方法により炉殻上に形成されるものであるが、断熱壁の好ましい形態としては、炉殻に固定する側の面に少なくとも２つ以上の折り目を有する折りたたまれた無機繊維集合体のマット１２を備えてなる断熱ブロック１０、および、少なくとも２つ以上のビーム２４を有する固定治具２０、を備え、固定治具２０のビーム２４が断熱ブロック１０の折り目の内側に挿入されており、固定治具２０が炉殻に固定されることで、断熱ブロック１０が、炉壁に取り付けられている、断熱壁である。
断熱ブロック１０が少なくとも二つの折り目を有し、これに対応して、固定治具２０が少なくとも２つのビーム２４を有することで、固定治具２０により、断熱ブロック１０をバランスよく保持することができ、断熱ブロック１０を強固に炉殻に固定することが可能となる。

（ビーム２４が断熱ブロック１０を支持する支持点の位置について）
上記の方法により作製した断熱壁においては、固定治具２０のビーム２４が断熱ブロック２０を支持する支持点が、断熱ブロック１０の外側に位置しており、この点で、従来の断熱壁とは異なる構造を備えるものである。

上記支持点について、図１３を用いて説明する。図１３（ａ）には、固定治具として、図５に示した形態のものを使用して、断熱ブロック１０を支持・固定した場合の模式図である。図示下側が炉殻側であり、図示上側が炉内側である。この形態において、ビーム２４が断熱ブロック１０を支持する支持点は、支持点３５Ａとなる。

図１３（ｂ）には、固定治具として、図７（ａ）に示した形態のものを使用して、断熱ブロック１０を支持・固定した場合の模式図である。図示下側が炉殻側であり、図示上側が炉内側である。この形態において、ビーム２４が断熱ブロック１０を支持する支持点は、支持点３５Ｂまたは支持点３５Ｃのいずれかとなる。

上記のように、本発明の方法により形成した断熱壁においては、ビーム２４が断熱ブロック１０を支持する支持点の位置は、断熱ブロック１０の外側に位置することになる。ここで、断熱ブロックの外側とは、炉内側（紙面上側）から見て、断熱ブロックの外側に位置していること、つまり、炉内側から見て、断熱ブロックの位置と、支持点の位置とが重なっていないことを意味する。

図１３（ｃ）に、従来の形態の断熱壁を構成する断熱ブロック（例えば特許文献１に記載の形態）と固定治具との位置関係を示す。特許文献１に記載の断熱ブロックでは、無機繊維集合体のマットの内側にあらかじめビーム２４を入れ込んで、固定治具２０を、断熱ブロックの炉壁側面の略中央部に設置している（図１３（ｃ）では、断熱ブロック中のビーム２４を透視した状態として示している。）。この場合、ビーム２４が断熱ブロック１０を支持する支持点は、支持点３５Ｄ、３５Ｅのいずれかとなるが、いずれの位置も、炉内側（紙面上側）から見て、断熱ブロックの内側に位置しており、炉内側から見て、断熱ブロックの位置と、支持点の位置とが重なっている。

＜工業炉＞
本発明の工業炉は、上記した断熱壁を備えている。工業炉としては、特に限定されず、例えば、種々の工業炉で採用可能であるが、特に、耐熱性が高い観点から、熱延加熱炉、冷延焼鈍炉の直火炉、鍛造炉等に採用した場合にその効果を発揮可能である。

＜断熱ブロック取り付けセット＞
本発明の断熱ブロック１０取り付けセットとは、上記した断熱ブロック１０の炉殻への取り付け方法に使用する、断熱ブロック１０および固定治具２０のセットである。好ましい形態としては、炉壁に固定する側の面に少なくとも２つ以上の折り目を有する折りたたまれた無機繊維集合体のマット１２を備えてなる断熱ブロック１０、および、少なくとも２つ以上のビーム２４を有する固定治具２０を備える、断熱ブロック取り付けセットであって、前記断熱ブロック１０の折り目の位置と、前記固定治具２０のビーム２４の位置とが対応している、断熱ブロック取り付けセットである。

該断熱ブロック取り付けセットは、形成しようとする断熱壁に必要な数の断熱ブロック１０および固定治具２０を備えたセットであり、断熱壁を形成する施工者が、該セットを購入して、簡易な手順により、短時間で、炉殻上に断熱壁を形成することができる。

本発明の断熱ブロック１０の炉殻への取り付け方法によれば、断熱ブロック１０を炉殻に強固に固定することができる。よって、断熱炉の炉内天井に断熱壁を形成する際に特に有用である。また、現場での施工性が良好であり、断熱ブロックの作製に時間とコストを要さないので、種々の新規断熱炉、または、既存の断熱炉の断熱壁の張替作業において、有用なものとなる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ：断熱ブロック
１２：無機繊維集合体のマット
１４：バンド
１６：溝
Ｐ１：炉殻に設置する側の面
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ：固定治具
２２Ａ：本体プレート
２２Ｂ：立設片
２２Ｃ：片
２４：ビーム
２４Ａ：第１ビーム領域
２４Ｂ：第２ビーム領域
２４Ｃ：Ｌ字ビーム
２４Ｄ：Ｔ字ビーム
Ｗ１、Ｗ２：ビーム幅
Ｗ３：ビーム高さ
２６、２６Ａ、２６Ｂ：孔
３０：炉殻
３２：スタッド
３５Ａ～３５Ｅ：支持点

Claims

折りたたまれた無機繊維集合体のマットを備えてなる断熱ブロックにおける前記無機繊維集合体マットの折り目の内側に、固定治具のビームを挿入する工程、
前記固定治具と炉殻とを固定する工程、
を備え、
前記ビームの前記断熱ブロックを支持する支持点である、前記ビームと前記固定治具との接続点が前記断熱ブロックの外側にあり、
前記断熱ブロックが、炉殻に設置する側の面に、少なくとも２つ以上の折り目を有し、
前記固定治具が少なくとも２つ以上のビームを備え、前記ビームの位置が、前記断熱ブロックの折り目の位置に対応している、
断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
折りたたまれた無機繊維集合体のマットを備えてなる断熱ブロック、および、ビームを備えてなる固定治具を準備する工程、
前記断熱ブロックにおける前記無機繊維集合体マットの折り目の内側に、前記固定治具の前記ビームを挿入する工程、
前記固定治具と炉殻とを固定する工程、
を備え、
前記断熱ブロックが、炉殻に設置する側の面に、少なくとも２つ以上の折り目を有し、
前記固定治具が少なくとも２つ以上のビームを備え、前記ビームの位置が、前記断熱ブロックの折り目の位置に対応している、
断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
前記固定治具は異なる２つの前記断熱ブロックに取付けられる複数のビームを備え、前記複数のビームは、一方の前記断熱ブロックに取付けられる第１ビーム領域、および、他方の前記断熱ブロックに取付けられる第２ビーム領域を備え、
前記第１ビーム領域と前記第２ビーム領域との長さを異なるものとする、請求項１または２に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
取り付けた隣接する前記断熱ブロック間の間隙が１ｍｍ以上となるように取り付ける、請求項１～３のいずれか１項に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
隣接する前記断熱ブロック間の間隙に無機繊維集合体のマットを挿入する、請求項４に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法。
請求項１～５のいずれか１項に記載の断熱ブロックの炉殻への取り付け方法により、炉殻に断熱壁を形成する断熱壁の製造方法。
炉殻に固定する側の面に少なくとも２つ以上の折り目を有する折りたたまれた無機繊維集合体のマットを備えてなる断熱ブロック、および、少なくとも２つ以上のビームを有する固定治具、を備え、
前記固定治具の前記ビームが断熱ブロックの折り目の内側に挿入されており、前記固定治具が炉殻に固定されることで、前記断熱ブロックが、炉壁に取り付けられており、
前記ビームの前記断熱ブロックを支持する支持点である、前記ビームと前記固定治具との接続点が前記断熱ブロックの外側にあり、
前記ビームの位置が、前記断熱ブロックの折り目の位置に対応している、
断熱壁。
前記固定治具は異なる２つの前記断熱ブロックに取付けれる複数のビームを備え、前記複数のビームは、一方の前記断熱ブロックに取付けられる第１ビーム領域、および、他方の前記断熱ブロックに取付けられる第２ビーム領域を備え、前記第１ビーム領域と前記第２ビーム領域との長さが異なる、請求項７に記載の断熱壁。
前記炉殻に取り付けられた隣接する前記断熱ブロック間の間隙が、１ｍｍ以上である、請求項７または８に記載の断熱壁。
請求項７～９のいずれか１項に記載の断熱壁を備える、工業炉。
炉壁に固定する側の面に少なくとも２つ以上の折り目を有する折りたたまれた無機繊維集合体のマットを備えてなる断熱ブロック、および、少なくとも２つ以上のビームを有する固定治具を別部材として備える、断熱ブロック取り付けセットであって、
前記断熱ブロックの折り目の位置と、前記固定治具のビームの位置とが対応している、断熱ブロック取り付けセット。
前記断熱ブロックが、前記無機繊維集合体のマットの積層方向に圧縮されており、圧縮状態でバンドで固定されている、請求項１１に記載の断熱ブロック取り付けセット。
前記固定治具は異なる２つの前記断熱ブロックに取付けれる複数のビームを備え、前記複数のビームは、一方の前記断熱ブロックに取付けられる第１ビーム領域、および、他方の前記断熱ブロックに取付けられる第２ビーム領域を備え、前記第１ビーム領域と前記第２ビーム領域との長さが異なる、請求項１１または１２に記載の断熱ブロック取り付けセット。