JPS5989105A

JPS5989105A - 工業炉用ライニング材の製造方法

Info

Publication number: JPS5989105A
Application number: JP19943482A
Authority: JP
Inventors: 田上　知
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-11-13
Filing date: 1982-11-13
Publication date: 1984-05-23
Also published as: JPS6147682B2

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】本発明は、溶解炉、熱処理炉、乾燥炉、窯炉、るつぼ炉
、取鍋、その他の耐火断熱壁面を構築するための工業炉
用ライニング材の製造方法に関するものである。

各種工業炉のライニング材としては、従来より揮ノ？の
耐火断熱材が提供されているが、例えば耐火レンガで内
張すした工業炉に於いては炉壁表面湯度が高温になるの
で炉の寿命を短命化すると共に、溶解等に長時間を要す
るなどの欠点があった。

そこで近時、燃料の節減、炉昇温冷却時間の短縮による
生産性の自記、炉の延命化、熱伝導率の減小による炉壁
肉薄化、炉壁重凰の軽量化、などを実現する緒特性を具
備しＪこセラミックファイバーライニング祠が開発され
た。

而して、」１記のセラミックファイバーライニング伺は
、高純度のアルミナ及びシリカを主属ネζ）とし、これ
を溶融繊維化した耐熱繊維にバインクーを加えて混練し
たものであるから、ライニノグ伺自体はペースト状の柔
軟質である。

それ故、このライニング材を使用する場合は、炉壁レノ
力または炉体鉄皮上に予め接着用モルタルを塗布し、そ
の上に直接こて塗りをするか、或いは団子イ」けして、
厚みを調整しながら塗着して施工するのが通例であつ７
．ｍ。

然るに、上記のペースト状ライニング材は、単に断熱用
充填材または膨張代充填材として使用する場合はそれで
よいが、炉壁部を構築するための耐火断熱用内張材とし
て使用する場合は、次の如き不都合があった。

イ）狭い炉内でのライニング作業であり、且つペースト
状柔軟伺をごて塗りするため、熟練工であっても施工か
非常に内靴てあって、工期の長期化を招来する。

口）厚みの均一な炉壁、及び塗りむらのない美麗な壁面
を形成するのか内傾である。

ハ）炉内天壁部に厚塗りすると、一旦こて塗りし１こペ
ース１〜状柔献側か塗着作業中に剥削して落Ｆするので
　ライニング作業自体が非常に内傾である。

二）柔軟質のライニング材を塗着して炉壁を構築しても
施工後直ちに稼動することが出来ず、炉壁を乾燥して所
定のライニング効果を発揮させるためには１２時間以上
の乾燥焚が必要である。

ホ）柔軟質ライニング材をこて墜りしｔこ場合、炉壁か
一枚壁に形成されるから、炉稼動中の熱膨張によってク
ラックが発生し、炉壁にひび割れを生じてライニング効
果が損われｔこ。

・＼）炉壁かひび割れしたり焼損劣化するなどして炉壁
の一部に補修を要する場合でも、炉壁部ｍ１を張り賛え
なければならないので、ライニング材ス１〜が、鴎めて
高くつく。

１−）ペースｌ−状のセラミックファイノ〈−ライニン
グ材で重油炉まｔコは重油炉なとの炉壁を構築した場合
２炉壁の硬度が低く且つ組織密度が粗（、Ｎので、炉稼
動中に重油や灯１１１１などの液体燃料が炉壁に含浸し
て炉壁強度を低下させ、炉の短命化を招来する。その上
、炉稼ｌυＩ中の）〈−ナー炎によ−）−〇炉壁　１に
＋にカーホンがイ」着するが、このカーホン層を除去す
ればライニング材が付隨して剥れるので、炉壁面が恰も
えぐられｔこ状態番こなり、炉壁面力；著しく損傷する
。それ故、従来は、重油炉まｔコ（よ重油炉等について
はセラミックファイノく−ライニング材を使用していな
い。

本発明は、上記従来の諸欠点を解消しｒコものであって
、ペース１〜状セラミツクフアイ）＜−ライニング材の
定型フロック化を実現しｔこ工業炉用ライニング材の製
造方法の提供を目的とするものである。

本発明に係る製造方法の実施例につし）で詳説すれば、
先ス原料としてアルミナ（酸化アルミニウム）とソリ力
（二酸化ケイ素）を主成分とし、その化学組成比を特性
値に応じて決定する。

次に、上記アルミナシリカ系原料を電気炉等で溶融し、
この溶融物に圧搾空気を吹きイ」け、溶融金属を吹き飛
ばして繊維状にする。この繊維（よｉｔＪ熱性及び断熱
性に優れ、且つ軽量であって、該１耐熱繊維を集積して
綿状にすれば、優れｔコ柔軟ｐｉｅ及び耐熱衝撃性を具
備している。

そこで、上記のアルミナシリカ系耐熱集積繊維に無機バ
インターを添加して充分に混練すると、ペース１−状の
柔軟性耐熱素材が形成される。

次に、無定形である上記柔軟性耐熱素材を、内底部に下
型板を敷設した金型の内部に充填し、充填作業後、柔軟
性耐熱素材の表面上に」−型板を設置してサンドイッチ
状にする。尚、前記の上型板及び下型板は、ゴム、各種
合成樹脂、又はガラス繊維等で構成する。

そこで、前記ト型板の北面より適当な加圧手段によって
加圧する。この場合の加圧手段としては、空気圧、油圧
、水圧等を利用した加圧手段、例えばプレス機や、その
他遠心力或いは真空圧などを利用して加Ｅ、Ｅ−Ｊ−る
手段を含み、その具体的な加圧子１！を限定しない。尚
、０１１記上型板を介して柔軟性１１ｔｉ’ｌ熱素材充
填物に加えられる加圧力は、５にｙ　／ａｌＩ以」二が
望ましい。

上記の如く加圧された柔軟性耐熱素材は、金型内部にお
いて圧縮され所定形状に成型されてプ■コック体を構成
する。

爾後、上記ブロック体を金型より抜脱する。この際、柔
軟性耐熱素材からなるフロック体は湿潤性を有しへ１・
ついているから、前記上型板及び下型板がフロック体の
表裏面に付着した状態のまト抜型される。

抜型後、ブロック体と上型板と下型板との三者重合状態
のまト乾燥工程へ移行する。この乾畑″ビ［程における
乾燥炉は通常熱風乾燥方式を採用するものであり、前記
ブロック体等に熱風を吹き（ｔＪけて乾燥する。

而して、前記上型板及び下型板が耐熱性の劣る測置で構
成されている場合は、先ず５０℃〜１００℃程度の低温
熱風によって予備乾燥を行ない、予備乾燥を終了すると
ブロック体からそれに付着せる上型板及び下型板を剥離
し１余去した後、ブロック体のみ１００℃以上の高温熱
風によって本乾燥を行なうものであり、本乾燥によって
ブロック体の含有水分を充分に除去すれば、定型化した
工業炉用ライニング材が完成する。

尚、前記上型、板及び下型板が耐熱性の優れた材質、例
えばガラス繊維などで構成されている場合は、フロック
体と上型板と下型板との三者重合状態のま′−直接本乾
燥してもよい。この場合、本乾燥が終了すると、フロッ
ク体より上型板及び下型板を容易に剥１ｉ１ＦＬ、取り
除くことが出来る。

このようにして成型されたライニング材は炉壁形状に応
じた各種の形状（通常は板状）のブロック体に形成され
ているので、カバるブロック体を炉λＩＳ構築用として
使用する場合は、圧縮成型されたフロック体をそのま〜
、又はブロック体を適宜の形状に切断成形して、炉内耐
火煉瓦壁内面に接着剤を介して固着し、同様に多数のブ
ロック体を縦横に並設して各々固着し、各ブロック間に
形成された目地にベースト状コーティング材を充填する
ことによって、炉壁が完成する。

本発明に係る工業炉用ライニング材の製造方法は以上の
如く圧縮成型された定形状のセラミックファイバーライ
ニック材を実現したので、セラミックファイバーの諸特
性を具備した上、更に下記の如く優れた請効果を発揮す
るものである、。

ａ）ライニング材としてのブロック体を縦横に並設して
築炉するので、狭い炉内でも施工が容易であり、工朗の
犬１コな短縮を可能にする。

１〕）予め定型化された一定の形状及び厚さを有するフ
ロック体を使用するので、炉Ｖ厚が均一であり、且つ内
壁面が美麗である。

Ｃ）炉内天壁部を構築する場合でも、一旦ブロック□体
を接着してしまえば剥離落下の虞れがなく、ライニング
作業自体が容易である。

ｄ）圧縮成型されたフロック体を最終工程において乾燥
するから、築炉後直ちに稼動することが出来、所謂乾燥
焚の必要がない。

ｅ）多数のフロック体を縦横に並設して炉壁を構成する
ので、熱膨張によるクラックの発生を防止し、炉壁のひ
び割れを回避し得る。

「）炉壁の一部が補修を要する場合でも、その一部のフ
ロック体のみを張り替えるだけでよいから、ライニング
コス１−を低減する。

ｇ）アルミナシリカ系耐熱集積繊維に無機バイツタ−を
添加混練したベースト状剛熱素材は柔軟質であり且つべ
１一ついているので、この素材を金型に充填しても金型
に素材が付着して抜型することが出来ず、ブロック形体
に成型することは従来不可能視されていたが、本発明で
は金型内部の下型板と上型板間に前記素材を充填し、抜
型後、予備乾燥もしくは本乾燥終了後にブロック体から
」二型板及び下型板を取り外すので、前記素材の定型フ
ロック化を可能にする。ｍＩ記素材を加圧し圧縮成型し
た後乾燥すれば、上記両型板はブロック体から容易に敗
り外すことが出来るものであり、しかも金型からも容易
に離型することが出来る。

１１）炉壁に固着したライニング材としてノ各フロック
体は、予め圧縮され乾燥固化されているので、硬度及び
強度が大きく且つ組織が密である。

そ’４％故、このライニング材で重油炉または重油炉等
の炉壁を構築した場合、炉稼動中における重油や灯油等
の液体燃料が炉壁に含浸するのを可及的に防止すると共
に、バーナー炎によって炉壁面にカーホンがイ・］着し
ても炉壁面を損傷することなくこれを容°易に除去する
ことが可能である。従って、炉の延命効果を促すもので
あり、重油炉または重油炉等のライニング材としても有
効に利用し得るものである。

■）ライニング材としてのブロック体は、ナイフやカン
ナ等任意の刃物によって簡単に切削することが出来るの
で、炉内形状に適応した任意の形状に成形加工すること
も容易である。

ｊ）圧縮成型後、抜型したブロック体を乾燥するので、
ブロック体の含有水分が蒸発して極めて軽量化する。ペ
ースト状のセラミックファイバーライニング材と、本発
明方法によって製造されたライニング材とを比較した場
合、実験の結果、両者同体積に於いて、前者のペース１
〜状ライニング材２４に７に対し、後者の定型ライニン
グ材は１．１．ＫＩ／であり、その重量比は１／２以下
であった。また他の耐火レンカ等と比較しても、当該定
型ライニング材は重量比が約１／４〜１１５てあった。

このようにライニング材が極めて軽量であるから、炉壁
重量が軽減され、基礎材や構造用鋼材の節約を可能にす
るものである。

ｋ）アルミナ及びシリカを主原料としてライニング（司
を構成したので、耐熱性及び断熱性が極めて優れ、１５
００ＣｒｉｉＪ後の高温使用に耐え得る。

１）尚、加圧し圧縮成型して得られたライニング材（加
圧力５ＫＶ／ａ＋ｔ）と、加圧しないで乾燥させたライ
ニング材とをゴム硬度試験機（ショーラブによって硬さ
実験すると、加圧したライニング１拍は９０〜１００度
であるに対し、無圧のライニング材は６０〜６８度であ
り、硬度に顕著な差異があられれｔこ。

ｍ）　　また、本発明方法によって製造されたライニン
グ材を使用して築炉された重油炉と、従来の耐火レンガ
（ＳＫ８４＃）を使用して築炉された重油炉とを比を咬
しｔコ場合、次のような実験結果を得ｔコ。

（実験条件）第１図に示す重油炉（セラミック炉、又はレンガ炉）に
於ける炉壁のＡ部、Ｂ部、６部のそれぞれの表面湿度変
化について実験すると、定型ライニング材を使用したセ
ラミック炉は、第２図の如く、炉壁表面温度が最高でも
２００℃以下であり。

またインボッ１〜の溶は落ち所要時間（同図Ｘ点）は３
４分であった。

一方、従来の耐火煉瓦を使用したレンガ炉は、第３図に
示す如く、炉壁表面温度が最高４００℃近くまで達し、
且つインゴットの溶は落ち所要時間（同図Ｙ点）も６６
分であつｔこ。

また、燃料消費単でも別表の如く著しく差異がみられた
。

このように、本発明方法によって製造されたライニング
材は耐熱性のみならず極めて優れた断熱性を具備するも
のであり、燃料の節減、炉屏淵冷却時間の短縮による生
産性の向上、炉の延命化、熱伝導率が小さく且つ炉壁強
度及び硬度の増大による炉壁肉薄化、炉壁重量の大巾な
軽量化、などセラミックファイバーライニング材の諸特
性を更に前進させた画期的な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は重油炉の測温位置を示す？、＝めの縦断説明図
、第２図は本発明方法によって製造されｔコライニング
材を使用して築炉したセラミック重Ｍ１．＋炉に於ける
炉表面温度変化を表わす図、第３図は従来の耐火煉瓦を
使用して築炉したレンガ重油炉に於ける炉表面温度変化
を表わした図である。

Claims

【特許請求の範囲】１、　アルミナシリカ系耐熱集積繊維に無機バインダー
を添加混練したペースト状柔軟性耐熱素材を、金型内部
の下型板と上型板間に充填して加圧し、金型内部で圧縮
された成型ブロック体を前記両型板か付着Ｉ７た状態の
ま３抜型した後、これを乾燥し、予備乾燥後若しくは本
乾燥の終了後にブロック体から前記両型板を除去してブ
ロック単体を形成することを特徴とする工業炉用ライニ
ング材の製造方法。２、前記下型板及び上型板を、乾燥工程における低温熱
風予備乾燥後に前記成型ブロック体から除去してなる特
許請求の範囲第１項記載の工業炉用ライニング材の製造
方法。３　前記下型板及び上型板を、乾燥工程における高温熱
風本乾燥後に前記成型ブロック体から除去してなる特許
請求の範囲第１項記載の工業炉用ライニング材の製造方
法。