JPS62283869A - 耐火れんが - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般の焼却炉、溶融炉をはじめとして、特にご
み焼却炉の炉壁に適用される耐火れんかに関する。

〔従来の技術〕

第１図に一般のごみ焼却炉の炉壁構造の断面図を示す。

ごみ焼却炉は鉄皮０７を殻として、その内部に順に石綿
０９　、ケイ酸カルシウム０８．断熱れんが。

ＳＩＣれんがを配した構造となっており、特に内面に用
いられるＳｉＣれんがは純度が９０％前後の高純度炭化
硅素（ＳｉＣれんが）であって、溶融灰（クリンカとも
いう）の付着防止、熱的スポーリングなどによる損傷の
防止に極めて有効である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記の高純度ＳｉＣれんかには次のよう
な不具合点があった。

（１）ＳｉＣれんが０１１は残存線膨張収縮が起りやす
く可逆的膨張である熱膨張を吸収するために設けた膨張
代０３（セラミックファイバを充填している）をつぶし
てしまう。これを放置するとれんが構造のせり出し、倒
壊が発生する。この原因は次に示す酸化反応式のように
ＳｉＣが酸化されるためと考えられており、特に高温状
態で酸素と水分が多い雰囲気で酸化が著しい。ＳｉＣ酸
化反応式例 Ｍ　＋Ｃ−１−３ｆｉ２（Ｊ　−）　Ｓ　＋（Ｊ２＋　
しり＋　３１ｉ２ＳｉＣが完全に酸化すると約２倍に体 積膨張する。

対策としては休炉時に膨張代に接するＳｉＣれんがを抜
取シ、小型れんがを代りに挿入して膨張代を再生してい
るが、工事費、材料費などのメンテナンス費用が高価と
なっている。

（２）　　築炉構造としてはれんが倒壊防止のために。

引張アンカ０６が備えられている。

高純度ＳｉＣれんがは熱伝導率が金属並みに高いため、
れんが炉外側の面も炉内温度とほとんど変らない。そこ
で金属製のアンカｏ６は高温となるため、＃熱鋼を用い
たり、複雑な断熱構造を取ったシしているため高価にな
っている。

（３）　　ＳｉＣ自体が人造鉱物であるため非常に高価
で、一般に用いられている粘土質耐火レンガに比べて約
１０倍の価格である。

そこで２本発明は、前記のような焼却炉における高純度
ＳｉＯれんがのもつ不具合を解決して。

ＳｉＣの酸化にともなうれんが構造のせり出しや倒壊が
おこりにくく、従ってせり出しを防止するための高価な
引張アンカが不要で、またれんが自体の値段が安り、シ
かも溶融灰の付着しにくい耐火れんがの提供を目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は、　　ＳｉＣ、ＳｉＯ２．　Ａｌ２Ｏ
３を主成分とする燃焼炉用耐火れんがにおいて、　８Ｉ
Ｃを１５〜７０重量％、実質的に残部の５ＩＯ２／Ａ】
２０３の重量成分比を１．５以上にしたことを特徴とす
る燃焼炉用耐火れんがをその溝成とする。

〔数値限定理由〕

ＳｉＯ：　１５〜７０重量％ ＳｉＣは加熱酸化を受けるとＣＯ２若しくはＣＯを発生
し、炉壁表面にクリンカが付着すると。

Ｃ０２若しくはＣＯの作用で付着面近くのクリンカを軽
石状の構造とし、その結果クリンカの炉壁に対する付着
面積が小さくなるので、クリンカ重量がある程度大きく
なるとその自重によりクリンカが剥離し、その重みで自
然落下する。

しかしながら、　　ＳｉＣが１５％未満では、ｃｏ又は
ＣＯ２の発生が少なくなって上記効果が得られなくなり
、炉壁とクリンカとが付着面で強力に反応固着して、ク
リンカを剥そうとするとクリンカの付着面で割れずに炉
壁内部まで割れが入って炉壁をいためる。また、　　Ｓ
ｉＣが７０％を超えて含有されると、れんがの残存線膨
張収縮の影響が著しくれんがのせり出しゃ炉壁倒壊のお
それが生じる上、れんがの価格が著しく上昇する。

尚、好ましくは、　ＳｉＣを２０〜５０％、更に好まし
くは２０〜４５％とするとその効果は著しい。

ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３：　１，５以上 Ａｌ２Ｏ３及び５ｉｎ２は強度、＃熱性、化学的安定性
にすぐれ、また安価なれんがとするためにも積極的に添
加されるものである。

特にＳｉＯ２を積極的に増量することにより、クリンカ
の主成分のアルカリ物質（例えばＮａ２ｏ）と５１０２
とが父応し、低融点、高流動性のＮａ　２０−８ｉ０２
（融点１ｏｓｏ’ｃ）をクリンカとの付着面に形成し、
これが付着面の気泡の成長を容易にするので、クリンカ
の軽石化を比較的に容易にする。

また、　Ｎａ２Ｏ−８ｉ０２系のガラス質がれんがの稼
動表面を液相とガスとでシールするためクリンカの付着
が少なくなるとともにれんが寿命を延長させる。

しかしながら、　ＳｉＯ２　／　Ａｌ２Ｏ３が１．５未
満ではＡｌ２Ｏ３ノｉカ多すぎて、高融点（融点１５０
０’Ｃ）低流動性ノＮａ２０−Ａ１２０３−２８ｉｎ２
を形成しテシマうため、上記効果が得られない。

尚、好ましくは、５１０２／Ａｌ２Ｏ３を２．０〜２．
５とすると上記効果が著しい。

その他の好ましい条件 上記以外にも、クリンカ付着防止効果を長期間保つには
、　　ＳｉＣ純度が低い分だけ、酸化速度を低下させる
ほうが好ましい。そのためには。

れんがの見掛の気孔率を低下させて炉内ガス中の酸素が
れんが内部に浸透しにくくする方法か有効である。特に
好ましくは、見掛の気孔率を１２％以下とするとよい。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

第２表に示す方法により第１表の組成の供試れんがを製
造して１次の各種の調査を行った。

第１表において、サンプル記号にＳのついたものが、　
ＳｉＯ２　／　Ａｌ２Ｏ３（１，５のもの、Ｔのついた
モノ力ＳｉＯ２　／　Ａｌ２Ｏ３＞１．５　＋７）　モ
ノｆアルノテ、　本発明の実施例としてはＴ６５〜Ｔ２
０がこれに和尚する。

タリンカの付着力の試験は第２図に示す方法で行われた
。すなわち、磁性管１を供試れんが３上に載置し、磁性
管１内に粉状若しくは粒状の燃焼灰２を充填して、所定
条件で全体を加熱して燃焼灰２を溶融・固化させる。そ
の後（Ｃ）に示すように供試れんが３を固定治具４に固
定し。

荷重負荷治具５を介して横方向から磁性管１に荷重を負
荷する。第１表、第３図及び第４図に示すタリン力付着
力の試験結果によれば、　　ＳｉＣが２０％入った本実
施例Ｔ２０であっても、入っていないものと比較して１
／４以下に低減し、更にＳｉＣを増加させて３４．３％
添加したものは１／８はどに低下している。また、　８
ｉ０．、　／　Ａｌ２Ｏ３の比についてみれば、同一の
ＳｉＣ含有量のものについて比較したものはいずれも、
サンプル記号にＴの符号のついたものがＳの符号のもの
より付着力が小さい。

第１表の供試れんがのうち、　’Ｉ”２０．　’ｆ’４
０．’　Ｔ２Ｏについて１２００’Ｃで５ｈの水蒸気酸
化試験を行った。その結果を第３表に示す。この結果Ｓ
１Ｃ添加量が減少するに従って２寸法変化率及び重量変
化率とも減少することがわかる。

第５図に、　ＳｉＣ含有量と熱伝導率との関係を示す線
図を示したが、　　ＳｉＣ含有量を低下することにより
熱伝導率を著しく低減することができ。

たとえ第１図に示すような引張アンカ構造を採用する場
合でも、アンカ線の著しい熱膨張を考慮した特別のアン
カ支持構造が不要となる。

〔発明の効果〕

上述のとおり２本発明の耐火れんがは次の特徴を有する
。

ｒｌ）　　ＳｉＣの酸化に伴う酸化膨張が小さいって。

セラミックファイバー等が充填された膨張代をつぶすこ
とがなく、れんが構造のせり出しや倒壊の危険が少ない
うえ、膨張代の補修に要する手間が不要となる。

（２）熱伝導率が小さく、アンカがそれほど高温となら
ないので、耐熱鋼のアンカを用い複雑な断熱構造となっ
ていたアンカ支持構造を簡素化することができる。

（３）高価なＳｉＣの含有量が少ないので、れんがの製
造に要する費用が低減される。

（４）高純度ＳｉＣれんがと同様に、自重によりタリン
カが付着面から剥離する。

従って１本発明の耐火れんがは、一般の焼却炉や溶融炉
をはじめとして、特にごみ焼却炉の炉壁としてそのすぐ
れた特性を発揮でき、産業上極めて有用である。

双下奈白 第２表　供試れんが゛の製造 風下全白 第３表　水蒸気酸化試験結果（１２００°Ｃ−５ｈ）

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般のごみ焼却炉の炉壁構造断面図、第２図
（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）はタリンカ付着強度試験の
説明図１第３図、第４図はタリンカ付着強度試験結果を
示す線図、第５図は、　　ＳｉＣ含有量と熱伝導率との
関係を示す線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＳｉＣ、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３を主成分とする
   燃焼炉用耐火れんがにおいて、ＳｉＣを１５〜７０重量
   ％、実質的に残部のＳｉＯ＿２／Ａｌ＿２Ｏ＿３の重量
   成分比を１．５以上にしたことを特徴とする燃焼炉用耐
   火れんが。