JPH07172940A - コークス炉蓄熱室用蓄熱耐火レンガ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生産が実用的に行われ、強度が改善され長寿
命であり、さらに優れた熱交換特性を発揮できるコーク
ス炉蓄熱室用の蓄熱耐火レンガを提供する。 【構成】 Al₂O₃ 量が35〜75wt％のSiO₂−Al₂O₃ 系また
は、SiC 量が15〜75wt％のSiO₂−Al₂O₃ −SiC 系材質の
加圧成形された蓄熱用耐火レンガであって、スリット幅
ｃが９〜11mmであり、スリット間のラメラ厚ｂが８〜11
mmであり、ラメラに直交する方向に３本以上の足部ａ’
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主にコークス炉蓄熱室
に使用する蓄熱耐火レンガに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりすでに良く知られているよう
に、コークス炉は、炭化室、燃焼室、蓄熱室に大きく分
かれる三つの部分から構成された窯炉である。炭化室は
石炭を乾留する部分、燃焼室は炭化室へ熱を供給するた
めに燃料を燃焼させる部分、蓄熱室は燃焼室からの燃焼
排ガスあるいは空気の熱交換を行なう部分である。

【０００３】蓄熱室はさらに二つに分割されており、ま
ず一方の蓄熱室で、燃料ガス、または空気が室内の蓄熱
レンガより熱をうける。もう一方の蓄熱室では、その燃
焼排ガスより蓄熱レンガが熱を受け蓄熱する。伝熱が進
んだ後は、ガス流れを逆向きに入れ換える。これを交互
に行うことにより、熱を回収し、有効利用を行ってい
る。

【０００４】一方、コークス炉は、寿命が20年とも40年
ともいわれ、長期間運転される。この間、諸々の情勢か
ら生産量が変動して、標準のコークス炉稼働率から離れ
た稼働率で操業せざるを得ない状況が生じる。

【０００５】高稼働率の場合は、燃焼排ガスの顕熱が充
分蓄熱されず、蓄熱室から排出される排ガス温度が高く
なる。一方、低稼働率とすると排ガス温度が低くなり、
酸露点温度以下となれば、酸による腐食が問題となる。
このため炉温を十分低くすることができず、乾留熱量の
増加を引き起こす。

【０００６】このような理由によりコークス炉は標準稼
働率から大きくはずれた稼働率での操業は困難である。
そのため従来から高稼働率時にも燃焼排ガスの顕熱を充
分回収でき、低稼働率時でも酸露点以下への温度低下や
それに従う腐食の起こらない、稼働率の変化に対して柔
軟に対応できる蓄熱室の構造が望まれていた。

【０００７】特に、従来のコークス炉は20年を設備寿命
として設計されていたが、今後の長寿命を前提として設
計する上には、蓄熱室レンガにおいては材質面での見直
しも必要となっている。

【０００８】一般に熱交換器では交換効率を向上させる
ため、伝熱面積の増加、材料の比熱の増大、高密
度材料の使用等種々の方策がとられている。例えば、特
公昭53−44161 号公報では、種々の形状でガス通路 (開
孔部) をレンガに付与し、レンガ１kgあたり0.08〜0.12
m²の伝熱面積を有する熱交換レンガ(以下蓄熱耐火レン
ガもしくは単に蓄熱レンガ) を提案している。

【０００９】また、特公昭57−34322 号公報あるいは実
開昭58−168550号公報ではフィン効果を狙ってガス通路
に多数の段状突起を形成した蓄熱レンガを提案してい
る。これらはいずれもガスとレンガとの間の熱伝達係数
を上昇させ、熱交換効率向上を図ったものであるが、実
用性の点で種々問題がある。

【００１０】即ち、レンガ嵩体積１m³あたりの伝熱面積
（比表面積）や、レンガ重量１kgあたりの伝熱面積（比
表面積比）が高い蓄熱レンガは、ガス通路（例えばスリ
ット）間あるいは、レンガ外面枠間の肉厚が薄くなり、
単体レンガとしては脆弱な形態となる。また、強度補填
のために外枠を厚肉とすると (例えば特公昭53−44161
号公報では20mm厚) 、ガス通路間の材料素地がさらに薄
くなり、密度が低く、結合組織の脆弱な材料となる。ま
た、フィン付き形態あるいはスリット幅を狭幅にした場
合は比表面積を拡張できるとはいえ、直径0.1 〜１mmの
粒子( 骨材) を主要構成要素としてなる耐火物 (酸化
物) では個々の粒子結合力が弱く、送排風(１〜２ｍ/se
c) の風力で欠け落ち易く、圧力損失を増大させ、二次
的なトラブルのもととなる。

【００１１】このように、いずれも実際上は蓄熱耐火レ
ンガとしての実現性がうすい。一般にこの種のレンガ
は、上記公報の記載に認められるごとく、押出成形法に
よって形成される。また、最近では成形密度を高めるた
め、あるいは形態の仕上げ調整のため、真空成形あるい
は二次的な再成形を行って焼成する製造方法も行われて
いる。この方法では、押出状態を良好に維持する目的で
配合液分を多くし、あるいは細粒化するなどして潤滑性
を付加した材料構成とするため、通常の並型形状もしく
はそれに相当する直方体レンガと原料構成が全く異なっ
てしまう。したがって焼成後の化学組成では所要の材質
を保持するものの、焼成後は見掛け気孔率が大きく (５
〜７％増) 原料に比べて密度が低く、粒子間の結合力の
弱い材料となる。

【００１２】一方、蓄熱室内部では、燃焼排ガス成分が
各レンガに吸着し、徐々にではあるが、変質を促し、結
合組織を弱め、耐火性を下げる。ダストの吸着はレンガ
積みの最上段で著しく、耐火度を100 ℃以上低下させる
場合がある。また、硫酸塩の吸着は下段域で著しく、耐
圧強度を低下させる。特にこのような化学成分の浸入は
レンガ表面に一様に浸透するため、上記レンガのように
比表面積比が大きい、換言すれば肉厚の薄いレンガへの
ダメージは大きい。そのような理由から、単に伝熱面積
が大きいだけでなく、低気孔率高密度の材料で、耐食性
にすぐれた材料が求められている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱レンガは一
般に塑性成形 (いわゆる押出し成形) より形状化されて
焼成してなるが、伝熱面積を増やすため、任意に形状案
画しても、実際の生産においては以下の点で実現性がな
い。

【００１４】通常の成形法と異なり、可塑剤 (主に、
水、粘土、糊剤) を大量添加するため、気孔率が５〜10
％増大して低強度の材料しか得られない。 気孔率増加は嵩比重の低下による蓄熱量の低下をもた
らし、また同時に通過するガス浸食の増大につながり、
材料劣化を促す。 加圧成形法の場合、金型からの引抜き時に熱交換面に
相当した側面で摩擦力が生じるため、伝熱面積の増大に
比例して摩擦力も増大する。したがって、そのような伝
熱面積の大きい形状では引け疵を生じ易い。

【００１５】かくして、本発明の目的は、上述のような
従来技術の欠点がいずれも解消される蓄熱耐火レンガを
提供することである。つまり、伝熱面積、熱容量が共に
大きく、高強度で、耐食性に優れ、生産が実用的に行わ
れ得る（引け疵などの少ない）低気孔率で高密度の蓄熱
耐火レンガを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、蓄熱性能
を高め、同一原料で緻密なレンガでかつ比表面積を増大
させたレンガをつくるため、従来の押出し成形によら
ず、フリクションプレスによる加圧成形法により種々検
討を行った。

【００１７】この結果、中足構造、つまりレンガにスリ
ットに直交する足部を３本以上設けた形状にすること
で、比表面積増に伴い増加した摩擦力の反力を受け止め
ることができ、従来の加圧成形を実施する場合の阻害要
因であった離型時の引け疵を防止し、離型が容易となる
ことが判り、材質構成も広く高密度で、レンガ嵩体積１
m³あたりの比表面積が80〜95m²、かつレンガ重量１kgあ
たりの伝熱面積で表される比表面積比が0.050 〜0.075
m²である形状を備えた耐火レンガを製造できるとの知見
を得て本発明を完成した。

【００１８】ここに、本発明の要旨とするところは、レ
ンガ嵩体積１m³あたりの伝熱面積で表わされる比表面積
が80〜95m²、レンガ重量１kgあたりの伝熱面積で表され
る比表面積比が0.050 〜0.075 m²、見掛け気孔率が21％
未満であり、加圧成形法により成形されて成る蓄熱耐火
レンガであって、材質は、SiO₂−Al₂O₃ 系でAl₂O₃ 量が
35〜75wt％または、SiO₂−Al₂O₃ −SiC 系でSiC 量が15
〜75wt％であるコークス炉蓄熱室用蓄熱耐火レンガであ
る。

【００１９】本発明は別の面からは、スリット幅を９〜
11mm、スリット間のラメラ厚を８〜11mmとするととも
に、ラメラに直交する方向に３本以上の足部を設けたこ
とを特徴とし、加圧成形法により成形されて成る蓄熱耐
火レンガであって、材質は、SiO₂−Al₂O₃ 系でAl₂O₃ 量
が35〜75wt％または、SiO₂−Al₂O₃ −SiC 系でSiC 量が
15〜75wt％であるコークス炉蓄熱室用蓄熱耐火レンガで
ある。

【００２０】さらに本発明は、ガス流路である貫通孔断
面が円形であり、レンガ嵩体積１m³あたりの伝熱面積で
表わされる比表面積が80〜95m²、レンガ重量１kgあたり
の伝熱面積で表される比表面積比が0.060 〜0.069 m²、
見掛け気孔率が21％未満であり、加圧成形法により成形
されて成る蓄熱耐火レンガであって、材質が、SiO₂−Al
₂O₃ 系でAl₂O₃ 量が35〜75wt％または、SiO₂−Al₂O₃ −
SiC 系でSiC 量が15〜75wt％であるコークス炉蓄熱室用
蓄熱耐火レンガである。ここで、「レンガ嵩体積」と
は、スリットを含めたレンガの外郭寸法に基づく見掛け
の体積を示し、スリットは貫通孔の一態様である。

【００２１】

【作用】図１(a) は本発明にかかる耐火レンガ10の平面
図であり (以下、Ａ形状という) 、図１(b) はその側面
図である。本発明によれば柱部ａの両側には多数のスリ
ットが開口部Ｃ、ラメラ部ｂ、たて方向外枠部ｄ、横方
向外枠部ｄ' およびスリット間ラメラ部ｅを有しながら
設けられており、柱部ａの下部の凸部である足部ａ' は
３本以上（Ａ形状では４本）設けられている。

【００２２】図２(a) 、(b) は比較のために示す従来の
耐火レンガ20の平面図および側面図であり、足部ａ' は
設けているが、両端に２本しか設けていなく、しかも比
表面積や比表面積比が低い例を示すものである。以下Ｂ
形状と称する。図３(a) 、(b) は別の従来の耐火レンガ
30の平面図および側面図であり、この例も足部ａ' は両
端に２本である。以下この場合をＣ形状という。

【００２３】さらに、図４(a) 、(b) は、Ａ形状におい
て両端の足部ａ' のみで中央の足部を有しない比較例の
耐火レンガ40を示すそれぞれ平面図、側面図であり、以
下、この場合をＡ' 形状という。なお、ラメラ部ｂ、ス
リット開口部ｃ、たて方向外枠部ｄ、横方向外枠部ｄ'
、スリット間ラメラ部ｅなどの寸法は、基本的には本
発明の範囲内としたが、成形の都合上一部範囲外となっ
たものもある。

【００２４】図５(a) 、(b) は、本発明にかかる別の耐
火れんが50の平面図および側面図であり、足部を有する
Ａ形状におけるスリットが円筒型貫通孔ｆとなっている
例である。このように、本発明においては、貫通孔は、
スリット型、円柱型等が可能で、断面形状には限定され
ない。次に、本発明において上述のように伝熱面積等を
規定した理由について説明する。

【００２５】比表面積及び比表面積比について レンガ嵩体積１m³あたりの伝熱面積（比表面積）は熱交
換速度の確保のため、大きいほうが好ましいが、95m²/m
³ を越える蓄熱レンガは、単体レンガとしては極めて脆
弱な形態となる。一方、比表面積が80m²/m³ 未満の蓄熱
レンガは、充分な熱交換速度が確保できない。したがっ
て、本発明にあっては、レンガ嵩体積１m³あたりの伝熱
面積（比表面積）は80〜95m²好ましくは83〜90m²であ
る。

【００２６】このような形状に成形される蓄熱レンガ
は、材料を考慮にいれ、レンガ重量１kgあたりの伝熱面
積で表される比表面積比で示すと、0.050 〜0.075 m²/k
g となる。0.075 m²/kg を越える場合とは、成型時に添
加水分等を増加して比較的低圧にて成型した場合であっ
て、成型後の型抜きに伴う引け疵のないレンガが得られ
るが、焼成工程での水分等の蒸発等により、充填密度の
低いレンガとなり、結合組織も弱くなる。このようなレ
ンガは嵩比重が1.9 以下となり、この嵩比重の低下によ
って単位体積当たりの熱容量が小さくなるので好ましく
ない。0.050 未満では、高密度骨材 (MgO 、Al₂O₃ ) を
大量使用することとなるかまたは、比表面積を小さくす
ることとなり、所要の目的（熱交換速度の確保）を達成
できない。したがって、レンガ重量１kgあたりの伝熱面
積（比表面積比）は0.050 〜0.075m²好ましくはSiO₂−A
l₂O₃ 系で0.060 〜0.075 m²SiO₂−Al₂O₃ −SiC 系で0.0
50〜0.070 m²である。

【００２７】以上は加圧成形法によって可能となる形状
および性能であって、別の面から具体的にいうと、以下
に述べるようなスリット型の蓄熱耐火レンガによって実
現される特性であると言える。

【００２８】スリット幅及びラメラ厚みについて 上記の比表面積及び比表面積比について、それを実現す
るより具体的な形状としてスリット幅及びラメラ厚みの
限定理由を示す。図１に示す本発明の蓄熱レンガは、概
略形状が直方体でスリット型貫通孔ｃを有し、比表面積
が80〜95m²/ m³である。したがって熱交換ガスの通過す
る通路の占める割合 (開口率) が大きくなり、スリット
幅は９mm以上11mm以下が適正な範囲となる。

【００２９】ラメラ部６の肉厚 (隣接するスリット間
隔) については８mm未満では加圧成形においては素地中
の骨材粗粒子間での結合力が弱く、骨材欠け落ち等欠損
が生じる。11mmを越える場合、比表面積が80m²/ m³を下
まわり、充分な熱交換速度の確保ができない。従って、
両者を満足するラメラ部の肉厚の範囲としては、８mm以
上11mm以下が適正な範囲となる。

【００３０】円筒型貫通孔の直径、ウエブ厚みおよび枠
厚みについて (例示) 図５に示す本発明の蓄熱レンガは、概略形状が直方体で
円筒型貫通孔ｆを有し、比表面積比は0.060 〜0.069 m²
が適当である。したがって熱交換ガスの通過する通路の
占める割合 (開口率) が大きくなり、例示すると、円筒
型貫通孔ｆの直径は16.0mm、ウエブ( 貫通孔間の壁Ａ形
状のラメラ部に相当) の厚みはレンガの短辺方向 (図５
の縦方向）で7.2mm 以上、レンガの長辺方向 (図５(a)
の横方向）で8.0mm である。また、レンガ長辺方向 (図
５(a) の横方向) の左右の端の枠は、14.5〜18.5mmが例
示できる。

【００３１】材質について 材質は製造時の経済性を考慮すると、SiO₂−Al₂O₃ 系が
適当であるが、シャモット質と混合した炭化珪素、すな
わちSiO₂−Al₂O₃ −SiC 系または珪石系も製造可能であ
る。このとき、フリーシリカすなわち、主に残留石英５
wt％未満、好ましくは0.5wt％以下の原料構成とするの
が好ましい。または、石英が熱的に転移したトリジマイ
ト鉱物相を主要骨材とした原料構成でもよい。

【００３２】SiO₂−Al₂O₃ 系材質の場合、Al₂O₃ 量は、
35〜75wt％、好ましくは60〜73wt％とする。35wt％未満
では、組織中に多量のフリーシリカを含むため、レンガ
積の低温域では、膨張収縮の繰り返しによりヘアクラッ
クが生じ易くなり、レンガ積が倒壊する恐れがある。75
wt％を越えるものは比熱は高まるが、一方で、付着ダス
トにより生成する液相が低粘性で、ガス侵食に弱いレン
ガとなる。

【００３３】SiO₂−Al₂O₃ −SiC 系材質の場合、ここで
使用する構成原料のSiC 配合量は、15〜75wt％好ましく
は40〜50wt％、酸化物骨材（すなわちシャモット骨材)
は25〜85wt％好ましくは50〜60wt％が適当である。SiC
が15wt％未満であれば、SiC添加効果は発揮できず、75w
t％超では経済性の面で配材ができない。また、SiCとの
組合せで配合するシャモット骨材中のAl₂O₃ は35〜78wt
％が適当である。35wt％未満ではフリーシリカの問題を
生じ、78wt％超すなわちムライト骨材以上の等級の骨材
配材は経済性で不利益であり、ダスト吸着を併発する。
また、熱衝撃に強いSiC を含むSiO₂−Al₂O₃ −SiC 系材
質は、レンガ積の下部領域(300℃以下) に配置されるの
が好ましい。

【００３４】珪石系（SiO₂質）の場合は、フリーシリカ
が５wt％以上では、レンガ積後の昇温時あるいは稼働中
における低温域では転移に伴う急膨張や膨張収縮の繰り
返しにより、ヘアクラックが生じ易くなり、レンガ積倒
壊の恐れがある。したがって、珪石質はレンガ積の上部
領域(800℃以上) に配置される。

【００３５】SiO₂質、SiC 質とすることはダスト吸着に
も効果がある。これは、珪石原料としてのSiO₂、SiC 酸
化反応後のSiO₂は、1710℃と低融点ながら、操業中の外
来成分( アルカリ、アルミナ、チタニア、ライム、マグ
ネシア等) の吸着に対しての粘性低下が小さく、高粘度
の液相が維持され、高い荷重軟化特性を示すからであ
る。つまりこれらの材質は、付着ダストによる生成液相
の粘性低下を極力抑制するものであり、同時にレンガ内
部への浸透を抑制する効果を付与するものである。

【００３６】成形方法について 本発明にかかる蓄熱耐火レンガは比表面積が大きく、し
かも見掛気孔率が低いため、従来の押出成形等では成形
が困難であり、加圧成形法によって製作する。その場
合、成形圧は、好ましくは250 〜550 kgf/cm² とする。
このときの加圧力が250 kgf/cm² 未満では素地の嵩比重
が低下し、見掛気孔率が21％以上となり、結合組織が脆
弱となり型抜き時に引け疵を生じ易い。550 kgf/cm² を
越えると、成形素地に水浮き現象が生じ、焼成工程での
ラミネーション (横ひび割れ) の原因となる。加圧成形
方法の具体的例としては、一軸加圧、フリクションプレ
ス、真空プレスいずれも可能である。

【００３７】足部の構造について 成形後、型抜き工程では、通常レンガ下面部 (下型) を
押し上げる方向で素地を摺動させるため、レンガ側面や
スリット内面で摩擦力を生じる。ラメラの肉厚が従来の
ように18mm以上であれば素地強度で耐え得るが、開口率
の大きい下型になると反力により下型がたわみ、ラメラ
部に引け疵を生じ易くなり、型離れもしにくい。

【００３８】このため従来からレンガ両端の下面部にい
わゆる足ａ' を設けているが、本発明のうす肉のラメラ
に対しては不充分で、レンガ両端部(2本) 以外に中央部
に１〜２本を増す必要がある。いわば中足構造とする。
これと連動して下型の押し上げ金具が足部直下を下支え
するため、下面部のたわみが回避でき、引け疵は発生し
ない。

【００３９】本発明にかかる加圧成形を行う場合、足部
ａ' の本数は多い程良いが、スリットの配列によって取
付け箇所が固定され、また開口率即ち、比表面積の確保
を考えると多すぎるのも良くなく、１本もしくは２本の
増加、即ち合計３〜４本で充分である。足部は直方体中
のスリット配列に対し直交し、柱部ａを形成する。これ
は上記摩擦力の反力を受けるので、成形素地強度で拮抗
するには12mm以上の厚みが望ましい。しかし20mmを越え
ると開口率即ち、比表面積を大きく減らすこととなり、
望ましくない。

【００４０】見掛気孔率について 本発明にかかる蓄熱耐火レンガは、見掛気孔率が21％以
上の場合、粒子間の結合が悪くなり、強度が低下する、
浸食されやすくなる、重量減により熱容量が低下するな
どの欠点を生じるので、見掛気孔率は21％未満とした。
次に、実施例によって本発明の作用効果をさらに具体的
に詳述する。

【００４１】

【実施例】

(実施例１)Al₂O₃量35wt％、SiO₂量60wt％の粘土質蓄熱
レンガを製作した。図１に示すＡ形状は、図２に示す従
来のＢ形状をうす肉化した図４のＡ' 形状の中央部に足
部ａ' を設けたものである。外殻寸法は 265×165 ×15
0(mm) であるが、開口率を大きくした結果、Ｂ形状の比
表面積43m²/m³ に対し、Ａ' 形状は85m²/m³ となった。
原料配合構成は、ロウ石粉とシャモット粉とを主材と
し、３〜４wt％のフリントクレイを粘結剤として用い、
粗粒 (2.1 〜1.0 mm) 、中粒 (1.0 〜0.09mm)、細粒
(＜0.09mm) を１：３：２の比率で混練し、所要水分４
〜５wt％を添加し、一軸加圧で成形した (成形圧450 kg
/cm² )。試作結果を表１にまとめて示す。

【００４２】この結果、Ａ形状のみが極めて高嵩比重、
低気孔率かつ高比表面積の成形体として得られた。な
お、Ａ' 形状は単体レンガ下部での充填性が不充分だっ
たので水分を１wt％増量し、かつ成形圧を300 kg/ cm²
に下げて、全体のバランスをとり、離型し易くした。Ｃ
形状は市販品で、抽出検査 (６個/100個) した平均値で
ある。

【００４３】(実施例２)ボールミルで粉砕したムライト
とコランダムを主材としてAl₂O₃ 量75wt％のハイアルミ
ナ質蓄熱レンガを製作した。原料配合構成は粗粒 (1.5
〜0.8mm)、中粒(0.8 〜0.08mm) 、細粒 (＜0.08mm) を
１：２：２の比率としたもので、別にフリントクレイ３
wt％、水分４wt％を添加したもので、350 トンのフリク
ションプレスにて成形した。

【００４４】なお成形圧条件は、事前に以下の手順で取
決めた。すなわち添加水分を含む上記原料の混練物（坏
土）を用い250 kg/cm²、450 kg/cm²、650 kg/cm²の一軸
加圧(直径 100mm×長さ100mm)成形後の嵩比重に相当す
る打ち込み回数を３段階求め、それに応じて成形し、素
地の成形仕上がり状況と焼成後の仕上がり状態とを比較
した。

【００４５】試作の結果を表２に示す。結果から明らか
な様に、３本以上の足部を設けたＡ形状では広い成形圧
範囲で亀裂のない製品が得られるが、Ａ' 形状ではラメ
ラ厚を大きくとったものの、離型性の悪化のため充填不
良域でラミネーションが助長され、大小様々な亀裂が生
じ易いことが判明した。

【００４６】(実施例３)Al₂O₃量35wt％、SiO₂量20wt
％、SiC 量45wt％のSiO₂−Al₂O₃ −SiC 系蓄熱レンガを
製作した。外殻寸法は 255×160 ×150(mm) であるが、
開口率を大きくした結果、比表面積41m²/m³ が84m²/m³
となった。材質面では原料配合構成のうち、従来の粘度
質レンガの低級シャモット部分をSiC 中粒骨材を入れ替
えた構成をとる。すなわち、ロウ石粉を除外してシリマ
ナイト粉、SiC 粉を主材とし、３〜４wt％のフリントク
レイを粘結材として用い、粗粒(2.1〜1.0mm)、中粒(1.0
〜0.09mm) 、細粒 (＜0.09 mm)を１：３：２の重量比率
で混練し、所要水分3.5 〜4.5 wt％を添加して一軸加圧
法で成形した (成形圧 425kg/cm²) 。なおこの時SiCは
中粒域の大半と一部の粗粒域に配合した。試作結果を表
３に示す。

【００４７】この結果、Ａ形状のみが極めて高嵩比重、
低気孔率かつ高比表面積の成形体として得られた。な
お、Ａ' 形状は単体レンガの下部での充填性が不充分だ
ったので水分を１wt％増量し、かつ成形圧を325 kg/cm²
に下げて、全体のバランスをとり、離型し易くした。Ｃ
形状は市販品で、抽出検査 (６個／100 個) した平均値
である。

【００４８】(実施例４)材質を変えた参考例として、ボ
ールミルで粉砕した使用後の珪石レンガ (トリジマイト
鉱物組成85wt％以上) を主材として珪石質レンガを製作
した。原料配合構成は粗粒 (2.0 〜0.8mm)、中粒 (0.75
〜0.08mm) 、細粒 (＜0.1 mm) を１：３：２の比率とし
たもので、別に石灰乳３wt％、溶融シリカ微粉５wt％、
水分４wt％を添加したもので、500 トンのフリクション
プレスにて成形した。なお成形圧条件は、実施例２と同
様にして取決めた。試作の結果を表４に示す。

【００４９】結果から明らかなように、３本以上の足部
を設けた構造を有するＡ形状では広い成形圧範囲で亀裂
のない製品が得られる。Ａ' 形状ではラメラ厚を大きく
とったものの、離型性の悪化が充填不良域でラミネーシ
ョンを助長し、大小様々な亀裂が生じ易いことが判明し
た。なお、従来原料構成 (軟珪石、白珪石) を用いた製
作を試みたが、トリジマイト相が少なく (50wt％未満)
、残留石英 (３〜５wt％) が認められる状態を呈する
ため、焼成後に随所にヘアクラックが認められた。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】

【発明の効果】本発明により、生産が実用的に行われ、
強度が改善され長寿命であり、さらに優れた熱交換特性
を発揮できるコークス炉蓄熱室用の蓄熱耐火レンガを提
供することができる。

【００５５】具体的には、本発明の蓄熱耐火レンガは、
従来の蓄熱レンガに比べて、伝熱面積が増加し、熱容量
も増加し、さらにガス成分による侵食に耐え、熱伝達の
ヒートサイクルにも耐え、しかも、亀裂など生じずに生
産できる蓄熱耐火レンガである。本発明の蓄熱耐火レン
ガを用いて蓄熱室を形成すると、コークス炉の操業効率
が大幅に改善され、長期に安定したコークス炉操業が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) は４本の足部を設けた本発明例 (Ａ形
状) の平面図、図１(b) は本発明例 (Ａ形状) の側面図
である。

【図２】図２(a) は従来例 (Ｂ形状) の平面図、図２
(b) は従来例 (Ｂ形状) の側面図である。

【図３】図３(a) は従来例 (Ｃ形状) の平面図、図３
(b) は従来例 (Ｃ形状) の側面図である。

【図４】図４(a) は２本の足部を設けた（中足構造を有
しない）比較例 (Ａ’形状) の平面図、図４(b) は比較
例 (Ａ’形状) の側面図である。

【図５】図５(a) は本発明例の平面図、図５(b) は本発
明例の側面図であり、貫通孔が円筒形となっている例で
ある。

【符号の説明】

ａ：柱部 a'： 足部 ｂ：ラメラ部 ｃ：スリット
開口部 ｄ：外枠部 (タテ方向) d'：外枠部
(ヨコ方向) ｅ：スリット間ラメラ部 (有効柱部厚さ) ｆ：円筒型貫
通孔 10：本発明の耐火レンガ 20：従来の耐
火レンガ 30：従来の耐火レンガ 40：比較例の
耐火レンガ 50：本発明の耐火レンガ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｂ 29/02 Ｆ２７Ｄ 1/00 Ｎ 7727−4Ｋ 1/04 Ｚ 7727−4Ｋ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンガ嵩体積１m³あたりの伝熱面積で表
   わされる比表面積が80〜95m²、レンガ重量１kgあたりの
   伝熱面積で表される比表面積比が0.050 〜0.075 m²、見
   掛け気孔率が21％未満であり、加圧成形法により成形さ
   れて成る蓄熱耐火レンガであって、材質が、SiO₂−Al₂O
   ₃ 系でAl₂O₃ 量が35〜75wt％または、SiO₂−Al₂O₃ −Si
   C 系でSiC 量が15〜75wt％であるコークス炉蓄熱室用蓄
   熱耐火レンガ。
2. 【請求項２】 スリット幅を９〜11mm、スリット間のラ
   メラ厚を８〜11mmとするとともに、ラメラに直交する方
   向に３本以上の足部を設けたことを特徴とし、加圧成形
   法により成形されて成る蓄熱耐火レンガであって、材質
   が、SiO₂−Al₂O₃ 系でAl₂O₃ 量が35〜75wt％または、Si
   O₂−Al₂O₃ −SiC 系でSiC 量が15〜75wt％であるコーク
   ス炉蓄熱室用蓄熱耐火レンガ。
3. 【請求項３】 ガス流路である貫通孔断面が円形であ
   り、レンガ嵩体積１m³あたりの伝熱面積で表わされる比
   表面積が80〜95m²、レンガ重量１kgあたりの伝熱面積で
   表される比表面積比が0.060 〜0.069 m²、見掛け気孔率
   が21％未満であり、加圧成形法により成形されて成る蓄
   熱耐火レンガであって、材質が、SiO₂−Al₂O₃ 系でAl₂O
   ₃ 量が35〜75wt％または、SiO₂−Al₂O₃ −SiC 系でSiC
   量が15〜75wt％であるコークス炉蓄熱室用蓄熱耐火レン
   ガ。