JPS6151063B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、硫酸錯塩を形成する高温の腐食性ス
ラグや、ガセの露点以下で形成される腐食性酸類
から物体表面を保護するための耐火物製支持体に
関する。特に、本発明は、物体の表面に装着する
ことができ、隙間に導入した耐火物を効果的に保
持できる、構造材のストランドあるいは繊維から
成る支持フレーム部材を形成する方法に関する。

従来技術 直接熱源あるいは間接熱源に曝される熱交換装
置においては、その温度や環境に依り、装置表面
を耐火物または、他のセラミツクスの層で保護す
ることがしばしば必要である。しかし、耐火物を
装置表面に装着する方法は、常に問題であつた。
装置（金属材）と耐火物との熱膨張率の差、ある
いは環境の腐食性のために、耐火物は場合によつ
ては装置表面から剥落し、これを急速に摩耗させ
ることがあつた。また、別な問題として、平らで
ない表面や平面以外の表面、例えば丸形あるいは
他の異形表面に対し耐火物をしつかりと装着、す
なわち固定することも問題であつた。1982年12月
３日に出願し、「耐火物を表面に接合する方法」
と題する本出願人に係る先の米国特許出願（出願
番号第446734号）は、上記問題に関し幾つかの点
を克服している。すなわち、この米国出願は、金
属製のストランドまたは繊維に対し粘性のある液
状ビヒクルをコーテイングとして初めに塗布して
微細なろう材をストランド表面に保持することに
より、耐火物を平坦な表面に接合する方法を開示
している。次いで、被覆されたストランドまたは
繊維のマツトを、平坦表面、すなわち保護すべき
基板上に層状に広げてから、ろう付け温度に加熱
して所望の接合を達成している。接合を達成する
ろう付け温度で、この粘性ビヒクルは蒸発するた
め、ストランドあるいは繊維相互のろう接の質並
びにストランドあるいは繊維と基板間のろう接の
質を低下させるような残渣が残ることはない。

発明の目的 従つて、本発明の目的は、本出願人に係る先の
米国特許出願（出願番号第446734号）に記載の方
法を更に改良することである。

発明の概要 本発明においては、接合した金属繊維構造体を
金属基板から離しておくことを目指している。こ
れは、ストランドあるいは繊維がろう付け工程中
基板にろう接するのを防止する材料で基板を被覆
することによつて達成している。このようにして
形成したろう接繊維のマツトは、次にマツトの厚
さを減らしその密度を高めるために、圧縮ダイま
たはロール間を通過させることによつて縮小する
ことができる。次に、マツトを再度ろう付け温度
にかけると、実質的な強度と密度を有するろう接
繊維のマツトにすることができる。しかる後、こ
のマツトは、成形され、異形表面に装着して、そ
の表面上に耐火物を保持することができる。

発明の実施例 以下、本発明を添付図面に示す具体例に基づい
て詳細に説明する。

最初に第１図を参照するが、ここには、金属基
板４上に無作為に広げた多数のけん縮金属繊維２
が示されている。基板４には、ニクロブラツツ・
ストツプオフ（商品名）または他の適当な断熱材
料から成るコーテイング（図中、拡大、すなわち
誇張して示す）６が塗布されていて、基板をろう
付け温度に加熱したとき繊維が基板にろう接する
のを防止できるように基板と繊維との間に断熱障
壁を形成している。また、第２図に示すように、
各繊維２は、基板に付着される以前に、微細なろ
う材の粒子１０を繊維表面上に保持するに充分な
粘性を有する液状材料８で被覆してある。繊維２
をこの液状材料８で被覆するために、容器を使用
し、その中で適当量の液状材料と適当量の微細な
ろう材とを配合して、第２図に示す繊維材料を製
造している。次に、この被覆繊維を基板上に広げ
れば、第３図に示すろう付け作業に供する用意が
完了する。

試験した上記材料の一例を挙げれば、次の通り
である。すなわち、けん縮金属繊維600ｇを325メ
ツシユ以下のニクロブラツツ50（商品名）の粉末
（ろう材）48ｇおよびインドフオール100（商品
名）ポリブテン48ｇと配合し、これらをまず完全
に混合し、次いで断熱材料のコーテイング６を有
する基板４上に広げる。なお、このろう材は、基
本的には、クローム、ニツケルおよびりんから成
るもので、更に、他の物質、例えば炭素、硼素、
珪素および鉄等をある量含有することもできる。

次に、被覆繊維を備えた基板４を、例えば、第
３図に示す熱処理炉１２でろう付け加熱に供する
と、ポリブテンは蒸発し、ろう付材は溶融する。
他の液状材料でなく、ここでポリブテンを用いた
のは、これが繊維のろう接を妨げるような残渣を
残さないからである。また、ろう付作業は、980
〜1204℃（1700〜2200〓）、好ましくは1038〜
1149℃（1900〜2100〓）の温度範囲で、水素ある
いは他の還元性雰囲気中で30分間行なう。この条
件は、ポリブテンを蒸発し、ろう材を溶融するに
充分な熱と時間である。なお、基板および繊維両
者の溶融温度は、ろう付け温度1149℃（2100〓）
よりも相当に高いものである。

ろう付け作業後は、ここに相互ろう接した繊維
のマツト（第４図参照）を、裏打ち基板４から剥
離することができる。この剥離は、繊維が基板に
ろう接するのを防止した中間の断熱コーテイング
６によつて可能になつたのである。次に、マツト
を、第４図に示すように、一連の圧縮ロール１６
または類似の圧縮装置に通すことによつて、厚さ
を減らし、密度を高めることができる。上述の試
験試料の場合、マツトは厚さが初め1.3cm（0.500
インチ）であつたが、これをそれぞれ0.64、
0.32、0.15、0.08cm（0.250、0.125、0.060、0.030
インチ）の間隙を有する四組のロールを通過させ
た。つまり、マツトは初め長さ28.6cm（11１／４イン チ）厚さ1.3cm（0.500インチ）であつたが、加工
したマツトは長さ29.9cm（14３／４インチ）、厚さ0.18 cm（0.072インチ）となつた。しかし、幅には著
しい変化はなかつた。従つて、密度は約10倍ほど
になつたわけである。また、初めのマツトは密度
約７％、すなわちボイド空間が約93％であつた。
加工マツトでは繊維は空間の約７％を占め、すな
わちポイドは30％であつた。確かに、マツトの圧
縮量は変更可能であり、各種セラミツク材料を保
持するうえで最良なマツト密度はいろいろであろ
う。

圧縮ロールを通過させて緻密にした後、マツト
を熱処理炉18（第５図参照）内でろう付け温度に
再度加熱する。。すなわち、水素雰囲気中、かつ
1094℃（2000〓）で再び30分間処理する。また、
マツトを炉内に保持するために用いた支持部材に
マツトがろう接しないように、再度、注意する必
要がある。このようにして、マツトは、熱および
腐食から保護すべき表面、例えば燃料を燃やす炉
内表面等に適合するよう成形に処する用意が完了
する。次に、このマツトを、例えば、従来のスタ
ツド溶接法によつて表面（どのような形状のもの
であれ）に装着することができ、スラリー形態の
セラミツク材料をマツト内のボイド、すなわち隙
間の中に圧入することができる。硬化処理後は、
セラミツクは、相当長期間にわたつてその場所に
存続しえるものである。

密度マツト１４は、ダイス１９（第６図参照）
によつて、管２０（第７図参照）上のコーテイン
グのような所望の形状に形成することができる
し、更に再ろう付けして管表面に接合するか、あ
るいはスタツド溶接法等の溶接によつて管表面に
装着することができる。

この最終マツトの強度は、圧縮する以前の初期
形成マツトの数倍である。これは、多くの要因に
よるものである。まず第一に、マツトは相当に高
密度になつていて、その強度が増していること。
第二として、マツトを圧縮ロールに通過したと
き、個々の繊維が変形されて、互いのまわりに湾
曲したためである。また、マツトを二回熱処理し
てろう材を再を再溶融させたとき、繊維間により
沢山の継手が形成され、しかも、より大きな接触
面積を有する継手が形成されたからである。更
に、この圧縮加工（冷間加工の形態の）により、
金属繊維は、金属が冷間加工によつて得られる利
益の幾つかを得ることができたからでもあろう。

発明の効果 以上、説明してきたように、本発明の方法によ
つて製造された金属繊維製マツトは、繊維相互の
ろう接や圧縮加工等によつて異例の強度と密度を
有している。従つて、本発明の繊維製マツトは、
保護すべき表面にセラミツク材料を保持するため
に使用することができる。すなわちその繊維間ボ
イド内にセラミツク材料を効果的に保持すること
ができる。

また、本発明のマツトは、セラミツク材料を保
護すべき表面上に保持するために用いることを意
図したものではあるが、他の膨張金属製品の代り
として、更に別な有益なる用途にも供しえるもの
でもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のに従つて構造繊維から成るフ
レーム部材を装着した基板の断面図、第２図はろ
う付け法によつて調製した繊維の断面図、第３図
は繊維をろう付け温度に加熱しているろう付け法
の次工程を示す略図、第４図は複数の圧縮ロール
を通過している繊維マツトを示す略図、第５図は
圧縮した、すなわち密度のマツトをろう付け温度
に再加熱する工程を示す略図、第６図はパイプま
たは管の外表面に適合した所望の曲率を得るよう
に、ダイ圧縮法によりマツトを変形する工程を示
す略図、及び第７図は第６図に従つて成形した後
のマツトをろう接あるいは溶接によつてパイプま
たは表面に接合して、第１図に示す加工製品を形
成する工程を示す略図である。 ２……金属繊維、４……基板、６……コーテイ
ング、８……液体材料、１０……ろう材粒子、１
２……熱処理炉、１４……マツト、１６……圧縮
ロール、１８……熱処理炉、１９……ダイス、２
０……管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属繊維製マツトを製造する方法において、
   微細なろう材を、ろう付中に分解し残渣を残さな
   い粘性のある液体材料に分散し、前記金属繊維を
   前記ろう材および前記粘性液体材料の混合物で被
   覆して前記ろう材を前記繊維上に均一に展開し、
   前記被覆繊維を、表面がろう付け温度に加熱した
   とき前記繊維にろう接しないような材料である支
   持部材の前記表面上に層状に形成し、前記被覆繊
   維と前記支持部材を、前記液状材料を分解し、か
   つ前記繊維同志をろう接しゆるく形成されたマツ
   トとするのに充分高い温度を有する雰囲気内に装
   入し、次に前記マツトを前記支持部材から剥離
   し、前記マツトの厚さを縮小し、これによつて前
   記マツトの密度を増加させ、しかる後、前記マツ
   トを前記ろう材を再溶融するに充分に高い温度を
   有する雰囲気内に装入し、そして、前記繊維同志
   を再ろう接して異例の強度を有する高密度マツト
   にすることから成る物品表面に耐火物を接合する
   ための金属繊維製マツトの製造方法。