JPS58208185A - 複合耐火断熱材モジユ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は各種工業窯炉ライニングに用いる複合耐火断熱
材モジュールに係り、時に／コθ０℃以上の高温下にお
いて主として使用される複合耐火断熱材モジュールに関
する。

近年、省資源、省エネルギの観点から、各種工業窯炉の
炉璧に幇火性ｍ機繍維ライニングが多く使用されるよう
になっている。

これらの無機僚維は、ブランケット、フェルト、モジュ
ールの形で使用され、ライニング方法も、耐火性無機接
着材、耐火性Ｗ憬無機複合接看材、ε あるいは耐火遥ルタル等により壁面に接着するか、また
は金物アンカ、セラミックアンカ等により壁面に接合し
て使用され、その使用態様も使用目的や使用温度により
異なっている。特に７２００３以上の高温下で使用され
るセラミックファイバーおよび多結晶無！！１◆維に関
する提案、無機錫維モジュールに関する提案、２イニン
グ方法に関する提案は１々開示されている。

上記耐火性無機繊維によるライニング構造を大別すると
、ｓｏｏ℃以下、／２００　’Ｃ以下、／１００　’Ｃ
以上の温度に対し使用材質が異なっており、それぞれ下
記のような特徴がある。

すなわち２００℃以下の低温域では、ガラス繊維、ロッ
クウール等の耐火性の但い無機繊維が使用される場合が
多く、中でもガラス繊維は耐熱性が劣り、窯炉のライニ
ングとしては使用されることが少ない。

１２００℃以下の中温域では、炉壁内面に無機繊維が平
行に並Ｉセラミックファイバーのブランケット、あるい
はフェルトによるライニング構造が多く用（・られてい
るが、ノコθｏ”ｃ　以上の高温域では、前記セラミッ
クファイバーのブランケットあるいはフェルトを単純に
加熱面と平行に２イニングする方法、いわゆるペーパー
ライニング工法が用いられるが、セラミックファイバー
を用（・た場合にはこれが加熱されることによる再結晶
化に起因する収部、およびセラミ、７クフアイバ一自体
の劣化により使用時に剥離しやすり・欠点がある。

上Ｂ６欠・点を改善する方法として、特公昭５ｊ−３２
９９Ａ号公報に示されるように、無機婦維の長さ方向を
加熱ｆに垂〔頓にするようにしたものがある。

この′７１ｊ法は、無機繊維の長さ方向を加熱面に垂直
にすることにより、無機繊維の一端は加熱されて再結晶
化による収縮が起りはするが、これは部分的な収縮に留
まり、全体としては収縮が抑制されるというものである
。したがって伜維の長さ方向が力１・熱面に平行になる
削６Ｃペーパーライニング工法では、使徒全体が加熱さ
れて全体的に再結晶化による収縮が起るのに比し、前記
公報に開示の方法は優れているといわれている。

しかしながら、いずれの場合も使用時に力ｒＩ熱面側の
セラミックファイバーの再結晶化による収縮、あるいは
劣化現象はセラミックファイバーが有する本質的なもの
であり、全体的９部分的の違いはあっても収縮は避けも
れな（・ものであった。また、前記の公報に開示されて
いる施工方法、すなわちモジュールの方向な施工時に９
０７封ずつ変えて体積収縮の影響を援用する方法だけで
は、後述する苛・酷な条件下に％いては十分なる効果を
挙げるまでには至っていない。

これは使用炉の昇囲気中にアルカリ蒸気が存在したり−
、スブラッ／３の飛散が多く、またダストの含有量が多
いと、セラミックファイバー）〕再結晶化による収縮−
町よび劣化を助長するとともに、これらの物質による摩
耗や、セラミックファイバーとの反応による低槽点化合
物が生成されて使用性能が著しく低下するという欠点を
もたらす。

上記欠浜を除去１−るものとして、セラミックファイバ
ーライニングの加熱画側に耐火性コーテイング材をこて
塗りあるいは吹付は施工する方法や、耐火性ボードを、
計火性黒機接着材あるいは耐火性胸壁無機接着材で接着
するか、さらには金物アンカ、セラミックアンカ等によ
り′接合することによりセラミックファイバーの表面を
仮漬して保護する方法がある。

しかして曲名のコーテイング材による被覆保護方法では
、セラミックファイバーの表面Ｋｌｌミ＋）のコーティ
ング晴が形成されるため、亀裂の発生やセラミックファ
イバーとの境界面からの剥落等による損傷が進行すると
いう欠点がある。

また後者の耐火ボードを接着材ｌてより接着する方法に
おし・ても、コーテイング材を使用する場合と同様にセ
ラミックファイバーとの接着面から剥離しやすいという
問題があり、金物アシ力ちるいはセラミ・ツクアンカを
用いての接合方法πよっても、金物アンカの場合は耐熱
性の点で、セラミックアンカの場合は機械的伸度および
耐スポーリング性の点でそれぞれ劣るという欠点を有し
ているため、十分なる効果が得られていない。また上記
のようなセラミックファイバー被覆保護層の形成は、セ
ラミックファイバー殉工時に実施されるが、耐火性コー
テイング材による方法、Ｉ＠火火水ボード接着材で接着
する方法、および耐火性ボードを金物アンカまたはセラ
ミックアンカで接合する方法のいずれにおいても、施Ｔ
昨幇が二車、三重となってきわめて繁雑で、ちる。

一方、セラミックファイバーの本質的な欠点である使用
時の再結晶化ｅこよる収袖劣化に対する対ボとして、ア
ルミナファイバー、ジルコニアファイバー、ムライトフ
ァイバーのような結晶性ファイバーを使用する方法もあ
る。、；、これらはいずれも加熱収縮の防止のうえでは
有効であっても、使用雰囲気中のアル刀り成分、スプラ
ッシュ、ダスト等によるダ耗、および反応による低融点
化合物の生成による１ｊ１傷につ（・ては防止すること
ができな（・。しかもこれら結晶性フフイ／（−〇二著
しく高価であり、経済的にネオ１］である。

本発明はこれに鑑み、上記従来技術の有する種種の問題
点を一掃し侍る複合耐火１１１Ｍ杓モジュールを開発し
たものであって、ガラスＩもロックウール、セラミック
ファイバー、多結晶無（幾ｆａ、維等の無機ｔ＃！＊酎
と、アルミナ、ンリカ、シャモット、マグネシア、炭化
珪累等の耐火性粉末を主成分とする可使性耐火ボードと
を接着したのちロール状ｊＩＣ巷戚して複合耐火断熱材
モジュールとしたことを％黴とするものである。

ここにおいて用いる耐火ボードは、本件発明者らが先き
に出願した特頼昭５３−７７ｋ１９号（％開昭５３−７
！；／ダ号公報参照）に係る「可撓性耐火ボード」を使
用することが最適であり、製造段階においてロール状に
巻きとる必要があることからその厚さは！ｚ以下、乃至
は３〜以下とすることが望ましい。また使用し得る無機
繊維は、バルク、ブランケット、フェルトのいずれであ
ってもよいが、ブランケット状のものを使用することが
好ましい。

そして本発明の複合耐火断熱材モジュールは、耐火ボー
ド上に接着材を用いて無機繊維を所要の厚さに接着し、
無機槽維の上面にも同様に接着材を塗布したのちロール
状に巻きとるか、またはロール状に巻きとったのち任意
の長さに切断するか、あるいは任意の圧力で任意の断面
形状に加圧成形して乾燥することにより得られる。上記
乾燥温度は３００　”Ｃ以下が望ましく、乾燥時間は接
着材が乾を 燥するまで任意に選択することかでゆ、また加圧成杉時
に前記温度以下においてホットプレスしてもよい。

なお、複合耐火断熱材モジュールの使用温度がＳＯＯ℃
り下であれば、無機繊維としてガラス線維またはロック
ウールを使用し、耐火ボードとしてシャモツト質、シリ
カ質のものが使用される。また使用温度がＳＯＯ℃以上
であれば、無機繊維としてセラミックファイバーまたは
多結晶繊維を使用し、耐火ボードにはアルミナ實、マグ
ネシア質、炭火珪素質等のものが選択使用される。そし
て上記本発明による複合耐火断熱材モジ、−ルは、使用
する慝機費維のＩＩさ、ロール状に巻きとる際の締めつ
け力とロール巻数とを調節すること、および加圧時の圧
力の力０城により、任意のかさ比重のモジュールを得る
ことができる。

以下、本発明に係る複合耐火断熱材モジ、−ル（以下の
説明においては単に複合モジ、−ルと略称する）の具体
的実施例を図面を参照して説明する。

第７図は耐火ボードｌの一面に無＠ＨＩ維コを接着材３
を用いて接着した状態を示し、第２図乃至第７図はこれ
をロール状に巻成した状態を示している。第２図および
第３図の場合は、耐火ボードｌが外面側になるように巻
板し、第７図の場合は無機繊維２が外面側になるように
巻成した例を示している。そして第Ｓ図、第６図、およ
び第７図は第２図乃至第７図のものを適当な長さに切断
したのち垂直方向に加圧し″′Ｃ喝平角形状に成形した
複合モジュールダを示し、第３図、第を図および第１Ｏ
図は、第２図乃至第１Ｉ図のものを適当な長さに切断し
たのち水平方向に加圧して扁平角形状に成形した複合モ
ジュールｌＩｌを示して（・る。

前記第Ｓ図乃至第７図に示す相合モジュールダは、主と
して壁面のライニングとして使用されるが、特に第Ｓ図
および第６図に示す複合モジュールダは、耐火ボードｌ
が窓＠憬維コの珠護層となり、アルカリ蒸気、ダスト、
スプラッシュ等による化学的損傷や、物理的岸耗の防止
上有効であり、呼だ高熱ガスの浸透を防止し得ると同時
Ｋｍ維の方向性による収縮をも防止し得る効果が得られ
る。

また仮に内部の無機咳維コが劣化して粉化現象が起って
も、耐火ボード／ｖｃより被覆されているので外部への
飛散がなく、炉内装入物を汚染することがない。

第７図に示す複合モジュールダは、断熱性は良好である
が、アルカリ蒸気、ダスト、スプラッシュ等が少ない炉
に使用することが望ましい。しかし内部に耐火ボード／
を有するので、高温ガスの浸透防止に有効であり、また
表面が損傷したとしても内部までの損傷を防ぐうえで効
果がある。

第ｇ図巧至第ｉｃ図に示す複合モジュールｌＩｌは、主
として耐火煉瓦相互間、耐火煉瓦と秩皮間のようにバッ
クアップライニングとして使用するに遺する。この場合
、無９繊維コの断熱性と耐火ボード／による開動保持機
能とにより過度に圧鰯されることが７よく、良好な断熱
構造か得られる。また用途によっては、第２１図乃至第
４図のロール状のものを加工せずに使用することもでき
る。

前述の第２図乃至第１Ｏ図に示した複合モジュール＋、
＋’の施工には、接着材！たけ耐火モルタルを使用して
張りつける、（・わゆるベニアリング工法や、金物アシ
力、セラミックアンカ等により接合する方法のいずれを
も使用し、得ることはもちろんであるが、第／ｌｄに示
す耐火ボード′／と無機繊維コとの後着吻をそのまま・
しりっけまたは巻きつけて使用することもできる。

つぎに本発明による複合モジュールを具体的に使用した
場合の使用結果１（っ（・て示す。

実施例１１ 腹合モジュールを３００　Ｘ　３００　ｘ　５０％つ形
状とし、無機１ツ維λとしてアルミナ含有量ｓ５％のセ
ラミックファイバーブランケットを、耐火ボード／とし
てアルミナ含可電９５％、汚さ３へのものを使用し、第
り図示の構成の複合モジー−ルダとして熱延加熱炉の炉
４．に使用した結末、従来使用されてきた上記複合モジ
ュールと同材質のアルミナ含有ｆｒ−３３チのものが３
ケ月；司１更中したのち粉状化乃至は表面に低融点化合
物を生成し、取り替え補修せざるを得ない状態であった
のに対し、本発明による複合モジュールは粉状（Ｅまた
は低融点化合物の生成は見られず、６ケ月以上λ年間に
及ぶ長期耐用性か確認された。

実施ｆＩ：　■ 頃合モジュールを３００　’ｘ　３００　ｘ−Ｓ０％の
形状とし、奸機ｒν維コとしてアルミナ含有１９５係の
アルミナファイバーブランケットを、耐火ボードｌとし
てアルミナ含有量９５％、厚さ２ｚのものを使用し、第
６図示の構夜の複合モ′）：、−ルダを陶Ｏｍ器φ成炉
の炉壁に使用した結果、上記複合モジュールと同材幼の
アルミナ含有量９！；％のものでは３ケ月間の使用によ
って粉状化し、炉内の陶磁器の表面を汚染し、取り替え
補修せざるを得ない状態であったのに如し、本発明によ
る複合モジュールは６ケ月間のす中佐においても粉状化
や炉内゛陶磁器の汚染も見られず、２年以上の長期使用
が可能であることか確認された。

犬１＠例１■ 複合モジエールを／３０　ｘ　３００　ｘ　、３０％の
形状とし、無機轍維コとしてアルミナ含有量５Ｓ％のセ
ラミックファイバーブランケットを、耐火ボード／とし
てアルミナ含有４ｊ′５０チ、厚さ３Ｘのものを使用し
、第９パ碩示の複合モジュールダ′を溶唖摩鍋の内張り
耐火煉瓦と秩支との間の全面に施工した結果、断熱効果
および耐用性は、３時間の溶＠滞留時１Ｕ中に起る溶＠
温度低下が３〜６℃であり、本発明の複合モジュールを
使用しな（・場合の層重温度低下が３５℃であって、そ
の差コｔｊ〜３２℃という大岬な温度低下を防止し得る
ことが判明した。また使用後の前Ｖ複合モジュールψの
「ｑさが、使用前ｐｏへであったものが、２７ｔに成牛
しており、内張り耐火煉瓦の緊張を十分に吸収している
と同時にセラミックファイバーには変化が見ら虹なかっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐火ボードに痺朽俊維を接着した状態の側面］
栢、第２図］乃至第１０図（・１本発明による複合耐火
断熱材モジュールの各実施例を示すＭ１図である。 ／・・・耐火ボード、コ・・無機ス維、ｇ、ｕ胛・複合
耐火断熱材モジュール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）ガラス慄維、ロックウール、セラミックファイバー
   、多結晶無機噌維等の無機噴維材と、アルミナ、シリカ
   、シャモット、マグネシア、炭化珪素等の財熱性粉末を
   主成分とする可視性耐火ボードとを接着してロール状に
   巻成してなる複合引火断熱材モジュール。 ２）前記ロール状に巻成したものを所要寸法に切断して
   なる特許請求の範囲第１項記製の複合耐火断熱材モジュ
   ール。 ３）前記ロール状に巻成したものを所要寸法に切断し力
   ０圧成形してなる特許請求の範囲第１項記載の複合耐火
   断熱材モジュール。 り前記ロール状に巻成したものを所要寸法に切断し、無
   機質、有機ｉ、有〜無機混合結合剤を塗布または含浸し
   て乾燥し、保形性を付与してなる特許請求の範囲第１項
   記載の複合哨火断熱材モジュール。