JPS60116715A - セラミック製スキッドボタンの断熱構造 - 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】 この発明は鋼材加熱炉に使用づるセラミック製スキッド
ボタンの断熱構造に関するものである。

従来、ヒラミック製スキッドボタンは次のように数多く
提案されているが、それぞれに欠点があった。

実公昭５８−３５６４０号公報は受け金物どけラミック
ス製スキッドボタン木体との間に耐火物づなわち耐火煉
瓦を設（プた構造を開示している。このような構造Ｃあ
ると、スキッドボタンが年間百万回にもおＪ：ぶ衝撃を
受ｃ）、そのｌ〔め耐火煉瓦が破壊されて粉化し、断熱
材の容積が減少し、イの結果スキッドボタン本体が沈み
、セラミックボタン本体が不安定となり、使用中にグラ
グラになり、傾いたり破壊されたり、受り金物から抜り
落ちるような軍政が発生覆る可能性がある。

また、実公昭５６−５２２６６号公報は耐火台をケース
金物で包囲受持した構造を示しゼ ているが、このような構造であると、耐火材自身が破壊
したり、取付は用のケース金物が変形し！〔りづる欠点
がある。

特開昭５７−１２３９１６号公報は受（プ金物上に高温
高強度のセラミックス製スキッドボタン本体を、そのス
キッドボタン本体より低膨張率のセラミックスを介在し
た構造を示している。その低膨張率のセラミックの上下
にセラミックファイバーシートが設【プであるので、そ
のセラミックファイバーシートが使用の経過とともに破
壊されて粉化し、前述の耐火煉瓦と同様に種々の欠点が
生じる。

実公昭５７−４０２９７号公報は耐火台とケース金物と
の間に断熱材を設けた構造を示しているが、従来の一般
的な断熱材を使用しているので、断熱効果が少ないうえ
に、使用前述の耐火煉瓦と同様の欠点が生じる。

特開昭５４−１０２２０５号公報はスキッド本体の底面
と外枠との間に耐圧性及び耐熱性を右４るセラミックス
又は金属の比較的微粒子の集合体ｈｓ　Ｉろ成る衝撃吸
収部材を介在させた４Ｍ　３ｕを示している。しかしな
がら、このような構造も、スキッド本体の安定性に欠【
プるほかり′ｃＩｃＫり、耐火煉瓦と同様の欠点が生じ
るものである。

この発明はこのＪ：うな実情に鑑みてなされたものであ
り、長期にわたって安定して使用できるセラミック製ス
ヤツドボタンの断熱構造を提供り゛ることを目的として
いる。

炭化珪素レラミックや窒化珪素セラミックは合金鉄の熱
伝導率に比較して比較的熱を通し易いため被熱物の温度
マークを低減させるには断熱材を用いなければならない
。このような断熱材は高い強度を持たなければならない
ことは勿論のこと、通常年間百万回にも及ぶ衝撃を受け
るため、耐衝撃性にすぐれていなければならない。

この点、従来使用されていた耐火煉瓦や耐火断熱煉瓦は
耐衝撃性に劣るものであった。

圧縮破壊強度が１．５ないし２ｔ／Ｃｍ２である耐火煉
瓦であっても、スキッドに使用する場合、長期の使用に
より破壊されて粉化してしまい、その結果容積が減少し
て、スキッドボタンが不安定となり、すでに述べたよう
な欠点が生ずるのである。セラミック・ファイバーシー
トのような繊維質の断熱材を使用覆る場合も、使用に伴
って断熱材が破壊されて粉化し、断熱効果を１りること
が出来なくなってしまうのである。

これに対し、本発明にあっては、高強度、緻密質、低熱
伝導率、高熱膨張率の断熱材をスキッドボタンの底部に
設けているので、前述のような従来技術に見られる諸欠
点は全て解消される。

断熱材は６強度の材料でなければ長期の衝撃圧縮力によ
り粉化が進み、スキッドボタンが沈下し、初期の断熱効
果が得られなくなってしまう。圧縮破壊強麿は設計静圧
力１０〜１６　ＫＱｆ／ｃ　ｍ２の１５００〜２０００
倍以上にするのが好しい。

スキッドボタンは金属製の取付は枠に較べて熱膨張率が
小さく、温度が１００ないし８００℃にもおよぶ使用条
件下では、取付【プ枠とセラミックボタンとの間に隙間
が生じ、緩みが発生しがちである。このため断熱材は熱
膨張率の大きな材料でかつ高強度のものでなければなら
ないのである。

また、緻密質の（とくに気孔のない）断熱材を使用する
と、対衝撃性が増加し、破壊粉化の危険を避けることが
できる。

高強度、緻密質、低熱伝導率、高熱膨張率の断熱材は非
晶質の材料が望ましい。たとえば、石英ガラス、バイコ
ールガラス、硬質ガラス、またはソーダ石灰ライムガラ
スである。

これらのガラスは典型的な非晶質材料であり、結晶質材
料に比べて原子熱振動の伝速が遅く、熱伝導率が低い。

参考までに、金属、セラミックおよびガラスの熱伝導率
を表１として後に示す。

ちなみに、熱伝導率の逆数は熱抵抗率となるから、ガラ
スの熱伝導に対する抵抗は大きい。

セラミック製スキッドボタンに薄板状の非晶質断熱材を
使用すると、断熱材の厚さを数１と薄くすることができ
る。その結果、取付けや取替えが簡便になる効果がある
。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図の実施例にあっては、セラミック製の
スキッドボタン１が金属製の取付ｉノ枠２により鋼材加
熱炉用のスキッドパイプ３に取付けられている。スキッ
ドボタン１の底部には断熱材４が設けである。その断熱
材４とスキッドボタン１の底部との間にはセラミック・
プレート５が介在しである。

断熱材４は高強度、緻密質、低熱伝導率、高熱膨Ｎ″４
？＝のものを使用しくいる。断熱材４の具体的な材料に
つい゛（は既に説明したのでここでは説明を省略づる。

セラミック・プレート５の材質は従来一般に用いられて
いるものを使用づれば良い。例えばアルミナ磁器である
。

このセラミック・プレート５は厚み調整用として用いる
ものであり、場合によっては省略できる。

スキッドボタン１は全体がほぼ円筒状に構成゛されてお
り、上端１ａは平坦な円形状をしており、角部１ｂが丸
みを有しており、下方部１Ｃは太いフランジ状に形成さ
れている。

その□フランジ状の下方部１ｃは上部がテーパ形状とな
っている。テーパ１ｄの角度は１５ないし３５度にする
のが望ましい。そのようなデーパ１ｄはスキッドボタン
１の底面１ｅから約ｉないし１５ｍ−のところから形成
するのが望ましい。このテーパ１ｄの役割はスキッドボ
タン１が取付は枠２に対して緩むのを防止することであ
る。

取付は枠２は使用状況に応じて種々の形状を採用するこ
とが出来るが、第１図及び第２図の実施例にあっては、
側方の枠部材２ａの一端ｉ−Ｆ方。枠部材、ｂが溶接、
よう固定。

である。側方の枠部４１２８は耐熱鋼で作られており、
下方の枠部材２ｂは普通鋼で作られＣいる。側方の枠部
０２ａの上部内側にはスキッドボタン１のテーパ１ｄに
対応するメス状のテーパが形成しである。それにより、
スキッドボタン１の安定性を高めているのである。

スキッドバイブ３の上部には受け金物６が固定しである
。取イ」番ノ枠２はその受け金物６に溶接により固定す
る。

第３図と第４図の実施例にあっては、スキッドボタン１
と取付（プ枠２の構造は第１図のものと同様であるが、
取付は枠２を受け金物６に取ｆす【プる態様が異なって
いる。

第３図の例においては、取付り枠２の下方の枠部材２１
）の四隅に延長部２Ｃを形成し、それらの延長部２Ｃを
押え金物７により受け金物６に対して着１１１２可能に
押えて固定している。

第４図の実施例にあっては、取付は枠２の枠部材２ｂの
四隅の延長部２Ｃにそれぞれ貫通穴を形成して、各貫通
孔にボルト又はビンを植え込んで、ナツト８を締めて固
定してい。

る。

いずれの実施例においても、また図示しない実ｍ態様に
おいても、取付は枠２は断熱材４及びセラミック・プレ
ー１−５をスキッドボタン１の底面１ｅに強固に装着し
て、スキッドボタン１と取付枠とを１つのユニットに構
成す漬のが取扱いの便宜上望ましい。

断熱材４としてガラスを使用する際には、断熱材４を８
００℃以下に維持するのが望ましい。

本発明のＪこうに特別な材質の断熱材４を使用すると、
断熱材４の破壊や変形が全く発生せず、長期にわたって
安定して効果を発揮覆ることができる。さらに、温度マ
ークを低減することができ、いわゆる吹かし炊きの過昇
温が不必要となり、さらに断熱材４の破壊や粉化または
飛散の現象がなくなり、スキッドボタンの安定性が飛躍
的に増大する。その結果、スキッドボタンの寿命がいも
じるしく増入りる。

また、セラミックス製スキッドボタンを直接受は金物６
に取付【プた従来例や、金属製のスキッドボタンを使用
した従来例に比較して、員流熱吊を本発明の場合的１１
５に低減できることがわかった。ＩＣとえば従来例では
約５８７キロカロリー／時間であったのに対し、本発明
の例では１１３キロ力ロリー／時間であった。このため
、本発明によれば、省エネルギー効果はされめて顕箸で
ある。

さらに、従来は渇庶マーク低減のために加熱炉を過ｎ　
淘し、炉から引き出した後に所定温度まで下るのを待つ
゛（圧延作業を行なっていたのであるが、本発明にＪ：
れば、そのようなことが不必要となり、その意味からも
省エネルギー効果が美大である。

また、薄い断熱材を使用することが出来るので、制限条
件の厳しいスキッド構造にあっても、スペース的に効率
よく断熱材を設置することが出来、スキッドボタンの取
り付は及び取り変え時の経済的効果が大ぎい。たとえば
、耐用寿命率を年間１Ｑｍｍとした場合、有効高さを６
０ないし９０＋ｎｍと設計することが可能となった。

なお、図面に示しＩＣ例のように、スキッドボタン１と
取付は枠２をユニット化しておいて取付は枠２を受け金
物６を介してスキッドバイブ３に固定する態様にあって
は、取付りや着脱をきわめて容易にＣぎ、ｉＶ′ｌｉ温
の作業環境の悪い所での作業時間を大幅に短縮Ｈ１来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるセラミック製スキラドボタンの
断熱構造を備えたスキッドボタン及びその取付は枠の組
立て状態を示づ斜視図、第２図は第１図に示した例の特
にスキッドボタンの断熱構造を示した断面図、第３図は
この発明の変形例を示Ｊ斜視図、第４図はこの発明のさ
らに他の変形例を示す斜視図である。 １・・・・・・スキッドボタン ２・・・・・・取イｌけ枠 ３・・・・・・スキッドパイプ ４・・・・・・断熱材 表１ 各種高強度材料の熱伝導率 第１図 第２図 第３図 第４図 手続補正書 昭和５９年５り〃日 特許庁長官　若杉和夫　殿　過 １、事件の表示 特願昭５８−２２４３８１号 ２、発明の名称 セラミック製スキッドボタンの断熱構造３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 〒１６０東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号４、自発
補正 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 明細書の特許請求の範囲の欄 ６、補正の内容 （１）明細書中特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 （２）明細書中箱８頁５行目において、「ソーダ石灰ラ
イムガラス」とあるを「ソーダ石灰ガラス」と訂正する
。 別紙 特許請求の範囲 （１）鋼材加熱炉のスキッドパイプにセラミック製のス
キッドボタンを取付枠により取付【プ、そのスキッドボ
タンの底部に、高強度、緻密質、低熱伝ＩＩ率、高熱膨
張率の断熱材を設けたことを特徴とするセラミック製の
スキッドボタンの断熱構造。 （２）断熱材が非晶質材料である特許請求の範囲第１項
に記載のヒラミック製スキッドボタンの断熱構造。 （３）断熱材が薄いガラス板である特許請求の範囲第１
項又は第２項に記載のセラミック製スキッドボタンの断
熱構造。 （４）断熱材が石英ガラス、バイコールガラス、１１？
　質カフス、又はンニニタヨ住Ｕゴと２２である特許請
求の範囲第１項、第２項又は第３項に記載のセラミック
製ス４ニットボタンの断熱構造。 （巨）断熱材が焼結ジルコニアとＡｆＪ２０３含有量３
０％〜８０％のムライト質磁器である特許請求の範囲第
１項に記載のセラミック製スキッドボタンの断熱構造。 （６）断熱材が板状である特許請求の範囲第１項、又は
第２項に記載のセラミック製スキッドボタンの断熱構造
。 （７）スキッドボタンの底面と断熱材の間にセラミック
・プレートを介在した特許請求の範囲第１〜６項のいず
れか一項に記載のセラミック製スキッドボタンの断熱構
造。 （８）スキッドボタンと取付枠をユニット化した特許請
求の範囲第１〜７項のいずれか一項に記載のセラミック
製スキッドボタンの断熱構造。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）鋼材加熱炉のスキッドパイプにセラミック製のス
   キッドボタンを取付枠により取付け、そのスキッドボタ
   ンの底部に、高強度、緻密質、低熱伝導率、高熱１ＩＦ
   １服率の断熱材を設ｉノたことを特徴とＪるセラミック
   製のスキ（２）断熱材が非晶Ｆｊ材料である特許請求の
   範囲第１項に記載のセラミック製スキツドボ（３）断熱
   材が薄いガラス顧である特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載のセラミック製スキッドボタンの断熱構造。 （４）断熱材が石英ガラス、□パイコールガラス、硬質
   ガラス、又はソーダ石灰ライムガラスである特許請求の
   範囲第１項、第２項又は第３項に記載のセラミック製ス
   キッドボタンの断熱構造。 （５）断熱材が焼結ジルコニアとＡ　１１２０３含有ｍ
   ３０％〜８０％のムライト質磁器である特許請求の範囲
   第１Ｉｊ１に記載のセラミック製スキッドボタンの断熱
   構造。 （６）断熱材が板状である特許請求の範囲第１項、又は
   第２項に記載のセラミック製スキッドボタンの断熱構造
   。 （７）スキッドボタンの底面と断熱材の間にセラミック
   ・プレートを介在した特許請求の範囲第１〜６項のいず
   れか一項に記載のセラミック製スキッドボタンの断熱構
   造。 （８）スキッドボタンと取付枠をユニット化した特許請
   求の範囲第１〜７項のいずれか一項に記載のセラミック
   製スキッドボタンの断熱４１１Ｉ造。