KR102399369B1 - 스키드 파이프 및 그 단열 보호 부재의 시공 방법 - Google Patents

스키드 파이프 및 그 단열 보호 부재의 시공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102399369B1
KR102399369B1 KR1020187030768A KR20187030768A KR102399369B1 KR 102399369 B1 KR102399369 B1 KR 102399369B1 KR 1020187030768 A KR1020187030768 A KR 1020187030768A KR 20187030768 A KR20187030768 A KR 20187030768A KR 102399369 B1 KR102399369 B1 KR 102399369B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ring
blanket
insulation protection
protection member
needle blanket
Prior art date
Application number
KR1020187030768A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190004268A (ko
Inventor
마사구니 다구치
미츠오 스즈키
도모유키 고바야시
아키히로 야노
Original Assignee
마후텟쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마후텟쿠 가부시키가이샤 filed Critical 마후텟쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20190004268A publication Critical patent/KR20190004268A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102399369B1 publication Critical patent/KR102399369B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/147—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems the insulation being located inwardly of the outer surface of the pipe
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

단열 보호 부재 상단부의 간극 발생이 보다 충분히 방지되는 단열 보호 부재 부착 스키드 파이프와, 그 단열 보호 부재의 시공 방법이 제공된다.
복수 장의 링형 니들 블랭킷(10)을 스키드 파이프(1)에 감아 장착하고, 누름판(20)으로 가압하여 제1 압축층(L-1)을 형성한다. 그 상측에 제2 압축층(L-2), 제3 압축층(L-3)을 형성하고, 각각 누름판(20)으로 가압한다. 내화 피복(3)과의 사이에 링형 니들 블랭킷(10)을 장전한 후, 누름판(20)을 인출한다. 제3 압축층(L-3)의 압축률을 제1, 제2 압축층(L-1, L-2)보다 크게 한다.

Description

스키드 파이프 및 그 단열 보호 부재의 시공 방법
본 발명은, 가열로에 있어서의 스키드 파이프와, 그 단열 보호 부재의 시공 방법에 관한 것이다.
철강업의 가열로 내의 스키드 파이프의 보호 부재로서, 열충격성이 높은 무기 섬유 집합체나 무기 섬유 성형체가 이용되고 있다(특허문헌 1, 2).
특허문헌 1에는, 세라믹 파이버로 이루어지는 링형 단열재로 스키드 파이프를 피복하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 1의 도 8 및 0002 단락에는, 일부가 절단된 링형의 단열재를 스키드 파이프에 장착하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 1에는, 단열재를 압축하고 나서 시공하는 것은 기재되어 있지 않다.
특허문헌 2에는, 반할 형상 세라믹 파이버제 내화재를 복수 장 중첩한 후, 압축하고, 압축 상태를 유지한 채로 가열로 서포트 파이프 외주에 배치하고, 압축을 해제하여 세라믹 파이버제 내화재를 복원시키는 단열재 시공 방법이 기재되어 있다. 이 시공 방법에 의하면, 내화재 수축에서 기인하여 서포트 파이프 상단측에 간극이 생기는 현상이 억제된다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2004-43918호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 제2010-151284호
본 발명은 스키드 파이프를 무기 섬유 성형체로 이루어지는 단열 보호 부재가 둘러 감고 있는 스키드 파이프에 있어서, 상기 단열 보호 부재 상단부의 간극 발생이 보다 충분히 방지되는 단열 보호 부재 부착 스키드 파이프와, 그 단열 보호 부재의 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고, 다음을 요지로 한다.
[1] 상부에 내화 피복을 가진 스키드 파이프의 상기 내화 피복보다 하측에 단열 보호 부재를 시공하는 방법에 있어서, 복수 장의 무기 섬유제 링형 니들 블랭킷을 상기 스키드 파이프에 외삽시켜 적중체로 하고, 이어서, 이 적중체를 누름판으로 상방으로부터 눌러, 압축층을 형성하는 공정을 복수 회 반복하여, 제1 내지 제n(n은 2 이상의 정수)의 압축층을 형성하고, 최상단의 상기 압축층과 상기 내화 피복의 하단면과의 사이에 상기 링형 니들 블랭킷을 외삽시키고, 그 후, 상기 누름판을 철거하여 적중체를 복원시켜, 상기 링형 니들 블랭킷을 상기 내화 피복의 하단면에 압박하는 단열 보호 부재의 시공 방법으로서, 상기 압축층의 부피 밀도를 높이 방향으로 상부, 중부 및 하부로 3등분하여 평가한 경우, 상기 상부에 있어서의 부피 밀도가 상기 중부 및 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높은 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[2] [1]에 있어서, 상기 상부의 압축층의 부피 밀도가, 중부 및 하부의 압축층의 부피 밀도의 1.1∼3.0배인 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[3] [1] 또는 [2]에 있어서, 또한 상기 중부에 있어서의 부피 밀도가 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높은 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[4] [1]∼[3] 중 어느 하나에 있어서, 상기 상부의 압축층의 부피 밀도가 0.10 g/㎤ 이상 0.20 g/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[5] [1]∼[4] 중 어느 하나에 있어서, 상기 무기 섬유제 링형 니들 블랭킷은, 이하에 기재하는 조건에 있어서의 사이클 시험 후의 잔존 면압비가 10％ 이상인 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
조건: 1400℃, 12시간 소성 후의 링형 니들 블랭킷을 인장 압축 시험기에 의해 GBD(부피 밀도) = 0.195까지 압축한 후, 상하의 플레이트를 GBD = 0.20으로부터 0.24까지 압축하는 것을 100회 반복했다. 그 때, 제1회째의 GBD = 0.20에서의 개방측 면압치와 제100회째의 GBD = 0.24에서의 개방측 면압치를 측정하고, 이하의 식으로부터, 소성 후 면압의 열화 정도의 지표가 되는 잔존 면압비(％)를 구한다.
잔존 면압비 = 제100회 개방측 면압/제1회 개방측 면압×100
[6] [1]∼[5] 중 어느 하나에 있어서, 상기 무기 섬유제 링형 니들 블랭킷은, 1400℃, 12시간 소성 후에 있어서의 폭 방향, 길이 방향 및 두께 방향의 가열 수축률이 모두 1％ 이하인 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[7] [1]∼[6] 중 어느 하나에 있어서, 상기 링형 니들 블랭킷에, 직경 방향의 슬릿이 형성되어 있고, 상기 슬릿을 벌림으로써 링형 니들 블랭킷을 스키드 파이프에 외삽시키는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[8] [7]에 있어서, 상기 링형 니들 블랭킷의 슬릿끼리는 상호 중첩되지 않도록 둘레 방향으로 어긋나게 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[9] [1]∼[8] 중 어느 하나에 있어서, 상기 스키드 파이프에 앵커 금구 삽입부를 형성해 두고, 상기 누름판의 상방으로의 이동을 저지하기 위한 앵커 금구를 상기 앵커 금구 삽입부에 걸어 누름판의 상방으로의 이동을 저지하는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[10] [9]에 있어서, 상기 앵커 금구는, 상하로 돌출되는 핀을 갖고 있고, 상기 누름판에 중첩되는 링형 니들 블랭킷에 대하여 상기 핀을 찔러 통과시키는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[11] [1]∼[10] 중 어느 하나에 있어서, 그 후, 링형 니들 블랭킷의 외주에, 미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷을 감아 장착(卷裝)하고, 상기 산화물 전구체 함유액은 소성에 의해 산화알루미늄 및 산화칼슘을 포함하는 알루미나·칼시아계 조성물을 발생시키는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
[12] 상부에 내화 피복을 갖는 스키드 파이프의 상기 내화 피복보다 하측에 단열 보호 부재가 형성된 단열 보호 부재 부착 스키드 파이프에 있어서, 상기 단열 보호 부재는, 스키드 파이프에 외삽된 압축 상태의 링형 니들 블랭킷의 적중체를 갖고 있고, 상기 적중체의 반발력에 의해 최상위의 링형 니들 블랭킷이 상기 내화 피복에 압박된 단열 보호 부재 부착 스키드 파이프로서, 상기 적중체를 높이 방향으로 상부, 중부 및 하부로 3등분하여 평가한 경우, 상기 상부에 있어서의 링형 니들 블랭킷의 부피 밀도가 상기 중부 및 상기 하부에 있어서의 링형 니들 블랭킷의 부피 밀도에 비교하여 높은 것을 특징으로 하는 단열 보호 부재 부착 스키드 파이프.
본 발명의 단열 보호 부재의 시공 방법에 의해 단열 보호 부재가 시공된 스키드 포스트에 있어서는, 최상단의 제n 압축층의 상측에 배치된 링형 니들 블랭킷은, 제1∼제n 압축층의 링형 니들 블랭킷의 반발력에 의해 압박되고, 내화 피복의 하단면에 압박된다. 특히, 본 발명에서는, 상기 압축층의 부피 밀도를 높이 방향으로 상부, 중부 및 하부로 3등분하여 평가한 경우, 상기 상부에 있어서의 부피 밀도가 상기 중부 및 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높은, 특히 제1∼제n 압축층의 링형 니들 블랭킷을 동일한 링형 니들 블랭킷으로 시공하는 경우에는 상부의 압축층의 링형 니들 블랭킷이 가장 강하게 압축하기 때문에, 링형 니들 블랭킷이 상기 내화 피복에 강한 반발력을 나타낸다. 이 반발력은, 노(爐)의 조업 시에도 유지되고, 슬라브 운반 시에 발생하는 진동에 의해 발생하는 내화 피복과 최상위의 링형 니들 블랭킷과의 간극을 장기간에 걸쳐 방지한다. 본 발명은 무기 섬유제 링형 니들 블랭킷을 이용함으로써 반발력이 증가하고, 간극이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서는, 적층 압축층의 외측을 미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷으로 피복함으로써, 별도의 소성 공정을 거치는 것에 의해, 상기 피복 블랭킷이, 스케일에 대해서도 높은 내구성을 갖는 산화알루미늄 및 산화칼슘을 포함하는 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷이 된다. 만일, 스케일에 의한 침식을 받은 경우에도 적층 압축층까지 침식을 받지 않았으면, 용이하게 이 블랭킷을 절삭하고, 재피복할 수 있기 때문에, 보수성도 우수하고, 저비용이다. 그리고, 알루미나 섬유 니들 매트를 이용함으로써, 경량이기 때문에 시공성이 우수하고, 풍식성이나 열충격에도 우수한 것이 된다.
[도 1] 실시형태에 관련된 단열 보호 부재의 시공 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 2] 실시형태에 관련된 단열 보호 부재의 시공 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 3] 실시형태에 관련된 단열 보호 부재의 시공 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 4] 도 4a는 도 3의 일부의 확대도, 도 4b는 도 4a의 앵커 금구 부근의 종단면도이다.
[도 5] 실시형태에 관련된 단열 보호 부재의 시공 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 6] 실시형태에 관련된 단열 보호 부재의 시공 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 7] 실시형태에 관련된 단열 보호 부재의 시공 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 8] 도 8a는 실시형태에 관련된 단열 보호 부재의 시공 방법을 나타내는 사시도, 도 8b는 도 8a의 VIIIb-VIIIb 선 단면도이다.
[도 9] 누름판의 다른 형상을 나타내는 평면도이다.
[도 10] 누름판의 연결 구조를 나타내는 단면도이다.
이하, 도 1∼8을 참조하여 실시형태에 관하여 설명한다.
단열 보호 부재가 시공되는 스키드 파이프(1)는, 도 1과 같이, 내열강제의 파이프형이고, 열처리로의 노상(爐床)(G)으로부터 세워져 설치되어 있다. 복수 개의 스키드 파이프(1)에 지지되도록 하여 스키드 빔(2)이 설치되어 있다. 스키드 파이프(1)의 상부에는 내화 캐스터블로 이루어지는 내화 피복(3)이 형성되어 있다. 본 발명에서는, 스키드 파이프(1) 중, 이 내화 피복(3)의 하측에 단열 보호 부재를 시공한다.
이 스키드 파이프(1)에는, 높이 방향으로 간격을 두고 복수 개의 앵커 금구 삽입부(4)가 형성되어 있다. 이 앵커 금구 삽입부(4)는, 수평 단면이 コ 자형이고, 도 4b와 같이, 스키드 파이프(1)의 외주면과의 사이에, 앵커 금구가 상방으로부터 삽입되는 클리어런스(C)(도 4b)가 형성되어 있다.
스키드 파이프(1)는, 수평 단면이 진원형이 아닌 경우가 있기 때문에, 단열 보호 부재의 시공에 앞서서, 스키드 파이프(1)의 외주를 하지층(5)(도 8b 참조)으로 피복해 두는 것이 바람직하다. 이 하지층(5)을 피복함으로써, 외주면의 수평 단면 형상이 대략 진원형이 되고, 외주면과 적층 압축층의 밀착성이 높아져, 보다 높은 단열 효과를 발현할 수 있다. 하지층(5)은, 무기 섬유나 캐스터블 내화물 등에 의해 구성된다.
본 발명에서는, 무기 섬유(이 실시형태에서는 알루미나 섬유)의 니들 블랭킷으로 이루어지는 환형 재료(이하, 링형 니들 블랭킷이라고 함)(10)를 복수 장, 스키드 파이프(1)의 하부에 장착한다. 환형 재료에는 반발력이 높은 무기 섬유의 니들 블랭킷을 사용하는 것이 바람직하다. 링형 니들 블랭킷(10)에는 직경 방향으로 슬릿(11)(도 2)이 형성되어 있고, 이 슬릿(11)을 벌리도록 하여 링형 니들 블랭킷(10)을 스키드 파이프(1)에 외삽시킨다. 상하로 인접하는 링형 니들 블랭킷(10)에 있어서, 외삽부에 간극이 생기는 것을 막기 위해 슬릿(11)이 중첩되지 않도록, 링형 니들 블랭킷(10)의 방향을 1단씩 상이하게 하는 것이 바람직하다.
소요 장수의 링형 니들 블랭킷(10)을 중첩한 후, 도 2와 같이, 최상위의 링형 니들 블랭킷(10)의 상측에 누름판(20)을 배치한다.
이 실시형태에서는, 누름판(20)은, 2장의 누름판 반체(21, 22)를 맞대어 구성된다.
누름판 반체(21, 22)는, 각각의 대향변에 대략 반원형의 만곡변부(21a, 22a)를 갖고 있다. 만곡변부(21a, 22a)의 양측은 완상부(腕狀部)(21b, 22b)로 되어 있다. 각 완상부(21b, 22b)에는 볼트 삽입 관통용의 소구멍(24)이 형성되어 있다. 만곡변부(21a, 22a)끼리가 대면하도록 완상부(21b, 22b)의 선단측끼리를 중첩하고, 볼트(23)(도 3, 도 4a)에 의해 체결됨으로써, 누름판(20)이 구성된다. 이 누름판(20)에는, 원형 개구(25)(도 3, 도 4a, 도 4b)가 형성된다.
각 만곡변부(21a, 22a)에는 コ 자형의 절결부(26)가 형성되어 있다. 각 절결부(26)는, 개구(25)의 직경 방향으로 대치하여 배치되어 있다. 이 절결부(26)는, 앵커 금구(30)의 핀(33)을 통과시키기 위한 것이다.
누름판 반체(21, 22)의 후변(만곡변부(21a, 22a)와 반대측의 변)에는, L 자형의 절결부(27)가 형성되어 있다. 이 절결부(27)에 후술하는 바와 같이 벨트를 건다. 또한, 누름판 반체(21, 22)의 후변 근방에는, 누름판 반체(21, 22)를 인출할 때에 끈 형상체를 통과시키거나 손 또는 공구 등을 걸기 위한 소구멍(28)이 형성되어 있다.
누름판 반체(21, 22)를, 스키드 파이프(1)를 사이에 두고 양측에서 접근시키고, 볼트(23)에 의해 결합함으로써, 스키드 파이프(1)에 외삽한 상태의 누름판(20)을 형성한 후, 이 누름판(20)으로 링형 니들 블랭킷(10)의 적중체를 상방으로부터 압박하여 압축한다.
압축 방법은, 특별히 한정은 하지 않지만, 벨트를 이용한 압축 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 벨트를 이용한 압축 방법이 가장 비용이 낮으며, 또한 용이하기 때문에 바람직하다. 벨트를 이용한 압축을 행할 때에는, 누름판(20)에 L 자형의 절결부(27)를 갖는 것이, 압축 벨트를 걸기 쉬우며 또한 압축 후에 상기 벨트를 빼내기 쉬운 점에서, 특히 누름판(20)이 낮은 위치에 갖는 경우에, 바람직하다.
누름판(20)으로 링형 니들 블랭킷(10)의 적중체를 압박한 상태에서, 앵커 금구(30)를 앵커 금구 삽입부(4)에 삽입하고, 쐐기(35)로 고정한다.
앵커 금구(30)는, 도 3, 도 4a, 도 4b와 같이, 종편(31)과 횡편(32)을 가진 측면으로 보아 역 L 자 형상의 내열강제 부재이다. 종편(31)은, 앵커 금구 삽입부(4)와 스키드 파이프(1)의 외주면과의 사이의 클리어런스(C)에 삽입된다. 횡편(32)에는, 상방 및 하방으로 돌출되는 침상의 핀(33)이 설치되어 있다. 핀(33)을, 절결부(26)를 통과시켜, 누름판(20)으로 압박되고 있는 링형 니들 블랭킷(10)에 찔러 넣는다. 그리고, 링형 니들 블랭킷(10)을 압박하고 있는 누름판(20)의 절결부(26) 근방 부분을 횡편(32)으로 상방으로부터 압박한다.
그 후, 종편(31)과 스키드 파이프(1) 사이에 쐐기(35)를 박아 넣어, 누름판(20)을 스키드 파이프(1)에 고정한다. 이에 의해, 1단째의 누름판(20)이 스키드 파이프(1)에 고정되고, 그 하측에, 복수 장의 링형 니들 블랭킷(10)이 압축된 제1 압축층(L-1)이 형성된다.
그 후, 도 5와 같이, 이 1단째의 누름판(20)의 상측에, 소요 장수의 링형 니들 블랭킷(10)을, 스키드 파이프(1)를 둘러 감듯이 중첩한다. 또, 링형 니들 블랭킷(10)에 대하여, 앵커 금구(30)의 상향의 핀(33)이 찔려 통과된다. 이어서, 2단째의 누름판(20)을 스키드 파이프(1)에 외삽시키고, 링형 니들 블랭킷(10)의 적중체를 압축하고, 2단째의 누름판(20)을 앵커 금구(30)에 의해 스키드 파이프(1)에 대하여 고정한다. 이에 따라, 제2 압축층(L-2)이 형성된다.
이 2단째의 누름판(20)의 상측에 소요 장수의 링형 니들 블랭킷(10)을, 스키드 파이프(1)를 둘러 감듯이 중첩한다. 또, 링형 니들 블랭킷(10)에 대하여, 앵커 금구(30)의 상향의 핀(33)이 찔려 통과된다. 이어서, 3단째의 누름판(20)을 스키드 파이프(1)에 외삽시키고, 링형 니들 블랭킷(10)의 적중체를 압축하고, 3단째의 누름판(20)을 앵커 금구(30)에 의해 스키드 파이프(1)에 대하여 고정한다. 이에 의해, 제3 압축층(L-3)이 형성된다.
이와 같이 하여, 도 5에 나타내는 바와 같이, 3단의 압축층(L-1, L-2, L-3)에 의해 스키드 파이프(1)가 포위된 상태가 된다. 또, 최상단의 제3 압축층(L-3)을 형성할 때에, 3단째의 누름판(20)으로 링형 니들 블랭킷 적중체를 누르는 압압력을, 제1 및 제2 압축층을 형성할 때의 압압력보다 크게 한다. 이에 따라, 최상단의 제3 압축층(L-3)은, 제1 및 제2 압축층(L-1, L-2)보다 강하게 압축된 것으로 되어 있다.
도 5와 같이, 최상단의 제3 압축층(L-3)과 내화 캐스터블로 이루어지는 내화 피복(3)과의 사이에는, 간격이 생기기 때문에, 도 6과 같이, 이 간격 부분에 링형 니들 블랭킷(10)을 겹쳐 쌓아 배치한다. 이 경우에도, 최상단의 누름판(20)의 상측의 링형 니들 블랭킷(10)에, 핀(33)이 찔려 통과된다.
그 후, 도 6과 같이, 각 누름판(20)의 볼트(23)를 빼내고, 누름판 반체(21, 22)를 도 6의 화살표 F 방향으로 잡아당겨 발출한다. 누름판(20)에 중첩되는 링형 니들 블랭킷(10)은, 핀(33)이 찔려 통과되어 고정되어 있기 때문에, 누름판(20)에 끌려서 당겨져 나오는 경우는 없다. 또, 누름판 반체(21, 22)를 인출해 낼 때에, 누름판 반체(21, 22)의 소구멍(28)에 끈 형상체, 손가락 또는 공구 등을 거는 것이 바람직하다.
각 누름판(20)을 인출하면, 최상단의 제3 압축층(L-3)의 상측에 배치된 링형 니들 블랭킷(10)은, 제1∼제3 압축층(L-1∼L-3)의 링형 니들 블랭킷(10)의 반발력에 의해 압박되고, 내화 피복(3)의 하단면에 압박된다. 특히, 이 실시형태에서는, 제1 압축층(L-1)∼제3 압축층(L-3)에 있어서 동일한 링형 니들 블랭킷(10)을 사용하고, 최상단의 제3 압축층(L-3)의 링형 니들 블랭킷(10)을 가장 강하게 압축하고 있었기 때문에, 즉 최상단의 제3 압축층(L-3)의 부피 밀도가 제1 압축층(L-1) 및 제2 압축층(L-2)의 부피 밀도보다 높았기 때문에, 내화 피복(3) 바로 아래의 링형 니들 블랭킷(10)이 강하게 내화 피복(3)에 압박된다. 또, 이 반발력은, 노의 조업 시에도 유지되고, 슬라브 운반 시에 발생하는 진동에 의해 발생하는 내화 피복(3)과 최상위의 링형 니들 블랭킷(10)과의 간극을 장기간에 걸쳐 방지한다.
상기 실시형태에서는, 누름판(20)은 2장의 누름판 반체(21, 22)에 의해 구성되어 있지만, 누름판(20)은 3장의 누름판 삼반체나 4장의 누름판 사반체 또는 5장 이상의 소판으로 되어도 좋다. 누름판을 3장 이상의 소판으로 구성한 경우, 소판을 빼낼 때에, 링형 니들 블랭킷(10)에 주름이 잘 가지 않고, 또한, 빼낼 때의 저항력이 2장의 경우보다 작아진다.
도 9는 3장의 누름판 삼반체(21')에 의해 구성된 누름판(20')의 평면도이다.
각 누름판 삼반체(21')는, 부채형이고, 내주 가장자리에 상기 절결부(26)가 형성되고, 외주 가장자리에 상기 L 자형의 절결부(27)가 형성되어 있다. 또한, 외주 가장자리 근방에 상기 소구멍(28)이 형성되어 있다.
각 누름판 삼반체(21')의 양측변(직경 방향 변)끼리를 서로 중첩하고, 볼트(23)에 의해 연결함으로써, 원환형의 누름판(20')이 구성된다. 이 누름판(20')을 이용하여 링형 니들 블랭킷(10)을 상기 실시형태와 동일하게 시공할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 누름판 반체(21, 22)끼리, 또는 누름판 삼반체(21') 끼리의 중첩부에 있어서는, 한쪽의 상면과 다른쪽의 하면에 단차부를 형성하고 있지만, 도 10과 같이, 한쪽의 누름판 반체(21)의 상면에 돌출 피스(210)를 용착 등에 의해 고착하고, 상기 돌출 피스(210)를 다른쪽의 누름판 반체(22)의 상면으로 돌출시키고, 볼트(23)를 상기 돌출 피스(210) 및 누름판 반체(22)에 통과시켜 너트 체결함으로써, 누름판 반체(21, 22)끼리를 연결해도 좋다. 누름판 삼반체(21')끼리도 동일하게 하여 연결해도 좋다. 도 10에서는, 돌출 피스(210)가 누름판 반체(21, 22)의 상면측에 형성되어 있지만, 하면측에 형성되어도 좋다.
전술한 바와 같이 하여 누름판(20)(또는 20')을 인출한 후, 도 8a, 도 8b와 같이 각 링형 니들 블랭킷(10)의 외주에 미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷(40)을 감고, 시공을 종료한다. 미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷(40)은, 별도의 소성 공정을 거침으로써, 산화알루미늄 및 산화칼슘을 포함하는 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷이 된다.
상기 블랭킷(40)을 감음으로써, 소성 후의 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷이 본래 적층 압축층에 대하여 평행으로 진행하여 오는 바람을 수직으로 받을 수 있기 때문에, 본 발명에 관련된 스키드 파이프의 보호 부재에 대한 열풍 침입을 효율적으로 막을 수 있다.
상기 블랭킷(40)은, 필요에 따라 접착제나 테이프 등으로 고정할 필요가 있다. 접착제는 바람직하게는 내열성 경화제를 이용한다. 상기 블랭킷(40)은, 부정형 내화물과 재질이 상이하기 때문에, 재질 기인에 의한 수축차가 있고, 결과적으로 부정형 내화물에 대한 상기 블랭킷(40)의 부착이 잘 되지 않고, 상기 블랭킷(40)과 부정형 내화물 사이에 공간이 생겨 버리는 경우가 있다. 그러나, 상기 블랭킷(40)과 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)는 동재질인 점에서, 재질 기인에 의한 수축률의 차가 없으며, 또한 상기 블랭킷(40)의 산화물 전구체 함유액이 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)의 표면에 스며들기 쉽고, 소성 시에 산화물 전구체가 산화물로 변환될 때에, 상기 블랭킷(40)과 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)의 계면 상에 있는 산화물 전구체가 산화물이 되고, 상기 산화물이 상기 블랭킷(40)과 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)와의 접착제로서 기능하기 때문에, 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)에 대한 상기 블랭킷(40)의 밀착성이 각별히 좋아진다. 상기 블랭킷(40)은 1층만 감겨도 좋고, 2층 이상 감겨도 좋다. 또한, 바람직하게는 내화 피복과 링형 니들 블랭킷의 이음매부의 위를 상기 블랭킷(40)으로 감음으로써, 소성 후의 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷이 간극부로의 열의 침입을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 상기 블랭킷(40)이 2층 이상 감겨 있음으로써, 소성 후의 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷의 최외측 표면이 스케일 침식을 받았다고 해도, 상기 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷의 내측에는, 스케일 침식을 받지 않은 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷 표면이 나타나기 때문에 장기간에 걸쳐 스케일을 막을 수 있다. 그리고, 내측에 스케일 침식을 받지 않은 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷면이 없어진 경우, 표면에 남아 있는 알루미나·칼시아계 조성물 함유 블랭킷은 커터나 슬레이버를 이용하여 용이하게 제거할 수 있다. 적어도 1년 이상은 스케일 침식에 견딜 수 있기 때문에, 메인터넌스 빈도를 대폭 저감할 수 있다. 그리고, 재차 상기 블랭킷(40)을 감음으로써 다시 내스케일성을 갖게 할 수 있기 때문에 저비용이며 또한 보수성이 우수하다. 상기 블랭킷(40)의 내부에 있는 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)는, 스케일에 의한 침식을 받지 않기 때문에, 상기 블랭킷(40)을 정기적으로 교환함으로써, 장기간 사용할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 링형 니들 블랭킷(10)의 적층 및 압축을 3회로 나누어 행하고, 제1∼제3 압축층(L-1∼L-3)을 형성하고 있지만, 스키드 파이프(1)의 높이에 따라, 2회 또는 4회 이상 행해도 좋다.
상기 압축층의 부피 밀도를 높이 방향으로 상부, 중부 및 하부로 3등분하여 평가한 경우, 상기 상부에 있어서의 부피 밀도가 상기 중부 및 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높고, 바람직하게는 상기 상부의 압축층의 부피 밀도가, 중부 및 하부의 압축층의 부피 밀도의 1.1∼3.0배이고, 바람직하게는 1.2∼2.0배이고, 보다 바람직하게는 1.3∼1.7배이다. 상기 상부의 압축층의 부피 밀도를 중부 및 하부의 압축층의 부피 밀도에 대하여 상기 범위로 함으로써, 압축층을 구성하는 링형 니들 블랭킷이 압괴되지 않고, 노의 조업 시에 있어서의 슬라브 운반 시에 발생하는 진동에 의해 발생하는 내화 피복과 최상위의 링형 니들 블랭킷과의 간극의 발생이 억제되는 점에서 바람직하다.
또한 상기 중부에 있어서의 부피 밀도가 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높은 것이, 압축층을 구성하는 링형 니들 블랭킷이 압괴되지 않고, 노의 조업 시에 있어서의 슬라브 운반 시에 발생하는 진동에 의해 발생하는 내화 피복과 최상위의 링형 니들 블랭킷과의 간극의 발생이 억제되는 점에서 바람직하다.
상부의 압축층의 부피 밀도는, 통상 0.10 g/㎤ 이상 0.20 g/㎤ 이하이고, 바람직하게는 0.12 g/㎤ 이상 0.18 g/㎤ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.14 g/㎤ 이상 0.16 g/㎤ 이하이다.
중부의 압축층의 부피 밀도는, 상부의 압축층의 부피 밀도보다 낮으면 특별한 제한은 없지만, 통상 0.10 g/㎤ 이상 0.20 g/㎤ 이하이고, 바람직하게는 0.13 g/㎤ 이상 0.16 g/㎤ 이하이다.
하부의 압축층의 부피 밀도는, 상부의 압축층의 부피 밀도보다 낮으면 특별한 제한은 없고, 상기 중부에 있어서의 부피 밀도가 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높은 것이 바람직하다. 통상 0.10 g/㎤ 이상 0.20 g/㎤ 이하이고, 바람직하게는 0.13 g/㎤ 이상 0.16 g/㎤ 이하이다.
상부의 압축층(상기 실시형태에서는 제3 압축층(L-3) 및 상기 제3 압축층(L-3)의 상측에 배치된 링형 니들 블랭킷(10))의 링형 니들 블랭킷(10)의 압축률([(원래의 두께)-(압축 후의 두께)]×100/[원래의 두께])은, 상기 부피 밀도의 관계를 만족하는 한 압축률에 한정은 없지만, 통상 10％ 이상 특히 12％ 이상 특히 13％ 이상이고, 통상 30％ 이하 특히 25％ 이하 특히 20％ 이하인 것이 바람직하다. 상부 이외의 압축층인 중부 및 하부의 압축층(상기 실시형태에서는 제1 및 제2 압축층(L-1, L-2))의 압축률은, 5％ 이상 특히 7％ 이상 특히 8％ 이상이고, 20％ 이하 특히 18％ 이하 특히 15％ 이하인 것이 바람직하다. 상부의 압축률은, 중부 및 하부의 압축층의 압축률의 1.1배 이상 특히 1.5배 이상이고, 4배 이하 특히 3배 이하인 것이 바람직하다. 또한, 중부의 압축률이 하부의 압축률보다 높은 것이 보다 바람직하다.
1장의 링형 니들 블랭킷(10)의 압축 전의 부피 밀도는, 특별한 제한은 없지만, 통상 0.05 g/㎤ 이상, 바람직하게는 0.06 g/㎤ 이상, 특히 바람직하게는 0.08 g/㎤ 이상이고, 통상 0.18 g/㎤ 이하, 바람직하게는 0.16 g/㎤ 이하, 특히 바람직하게는 0.14 g/㎤ 이하이다.
1장의 링형 니들 블랭킷(10)의 두께(압축 전의 두께)는, 특별한 제한은 없지만, 통상 10 ㎜ 이상 특히 12 ㎜ 이상이고, 통상 26 ㎜ 이하 특히 30 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.
하나의 압축층을 구성하는 링형 니들 블랭킷(10)의 장수는 15장 이상 특히 20장 이상이고, 80장 이하 특히 60장 이하인 것이 바람직하다.
노상(G)으로부터 내화 피복(3)의 하단까지의 높이를 H로 하고, 도 5의 상태에 있어서의 최상단의 누름판(20)과 내화 피복(3) 사이에 형성되는 간극의 높이를 h로 한 경우, h/H는 0.005 이상 특히 0.01 이상이고, 0.05 이하 특히 0.035 이하인 것이 바람직하다.
상기 상부의 압축층(상기 실시형태에서는 제3 압축층(L-3) 및 상기 제3 압축층(L-3)의 상측에 배치된 링형 니들 블랭킷(10))의 압축력 해방 전의 높이(도 5에 있어서의 압축층(L-3)의 높이 T)는, 상기 높이 H의 25％ 이상 특히 30％ 이상이고, 50％ 이하 특히 48％ 이하인 것이 바람직하다.
링형 니들 블랭킷(10)의 직경 방향의 치수(즉 외경(직경)과 내경(직경)의 차의 1/2의 값)는, 스키드 파이프(1)의 직경의 3％ 이상 특히 5％ 이상이고, 85％ 이하 특히 80％ 이하인 것이 바람직하다.
링형 니들 블랭킷(10)에 있어서, 특별한 제한은 없지만, 이하에 기재하는 조건에 있어서의 사이클 시험 후의 잔존 면압비는, 10％ 이상이고, 바람직하게는 12％ 이상, 보다 바람직하게는 15％ 이상이다.
조건: 1400℃, 12시간 소성한 링형 니들 블랭킷(10)을 인장 압축 시험기에 의해 GBD(부피 밀도) = 0.195 g/㎤까지 압축한 후, 상하의 플레이트를 GBD = 0.20 g/㎤로부터 0.24 g/㎤까지 압축하는 것을 100회 반복했다. 그 때, 제1회째의 GBD = 0.20 g/㎤에서의 개방측 면압치와 제100회째의 GBD = 0.24 g/㎤에서의 개방측 면압치를 측정하고, 이하의 식으로부터, 소성 후 면압의 열화 정도의 지표가 되는 잔존 면압비(％)를 구했다.
잔존 면압비 = 제100회 개방측 면압/제1회 개방측 면압
상기 잔존 면압비가 상기 범위에 있음으로써, 노의 조업 시에도 링형 니들 블랭킷의 반발력이 유지되고, 링형 니들 블랭킷끼리의 간극을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있음과 함께, 슬라브 운반 시에 발생하는 진동에 의해 발생하는 내화 피복과 최상위의 링형 니들 블랭킷과의 간극을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 링형 니들 블랭킷(10)에 있어서, 소성(1400℃, 12시간) 후의 폭 방향, 길이 방향 및 두께 방향의 가열 선수축률은, 특별한 제한은 없지만, JISR3311에 준거한 방법(이하에 상세를 기재함)으로 측정한 경우, 모두 1％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5％ 이하이다. 상기 가열 선수축률이 폭 방향, 길이 방향 및 두께 방향 모두 상기 범위에 있음으로써, 링형 니들 블랭킷이 고온 치수 안정성이 우수하고, 두께가 감소하기 어려운 점에서 바람직하다.
조건: 시료를 길이 약 150 ㎜, 약 100 ㎜로 절단하여 시험편으로 한다. 시험편에 약 120 ㎜×약 60 ㎜의 장방형상으로 백은선(白銀線)을 매립하여 표시를 한다. 1400℃의 온도로 가열된 대기중에서 12시간 유지한다. 가열 선수축률은, 다음 식에 의해 산출한다.
Figure 112018105071782-pct00001
여기서, l0: 시험편 마크 사이의 소성 전의 길이(㎜), l1: 시험편 마크 사이의 소성 후의 길이(㎜)로 한다. 가열 선수축률은, 1시험편의 3점의 길이를 측정하고, 그 3점의 평균치로 한다.
[링형 니들 블랭킷(10) 등의 재료]
다음으로, 상기 링형 니들 블랭킷(10) 및 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷(40)의 적합한 재료에 관하여 설명한다.
링형 니들 블랭킷(10)은, 무기 섬유제 블랭킷이면 특별한 제한은 없지만, 바람직하게는 후술하는 무기 섬유의 니들 블랭킷이다.
미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷(40)은, 무기 섬유제 블랭킷에 상기 산화물 전구체 함유액은 소성에 의해 산화알루미늄 및 산화칼슘을 포함하는 알루미나·칼시아계 조성물을 발생시키는 성분을 포함하는 것이다. 바람직하게는, 무기 섬유의 니들 블랭킷으로 이루어지고, 상기 니들 블랭킷의 적어도 일부에 미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착되어 있는 함침부가 형성되고, 상기 함침부의 수분량이, 상기 함침부의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 50∼400 질량부이고, 상기 단열 보호 부재 전체의 수분량이 단열 보호 부재 전체의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 50∼400 질량부이고, 상기 산화물 전구체 함유액은, 소성에 의해 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화칼슘(CaO)을 포함하는 알루미나·칼시아계 조성물(Al2O3 및 CaO는 단체여도 좋고 복산화물이어도 좋음)을 발생시키는 성분을 함유하고 있고, 상기 함침부에 있어서는, 산화물 전구체 함유액이 산화물 환산량으로서 상기 함침부의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 2∼50 질량부가 되도록 부착되어 있고, 상기 함침부 전체(무기 섬유와 부착물의 전체)에 있어서의 Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)이 10 이상 330 이하이다.
그 중에서도, 상기 블랭킷(40)의 무기 섬유제 블랭킷은 링형 니들 블랭킷(10)의 무기 섬유제 블랭킷과 동질의 것인 것이 바람직하다.
또한, 상기 블랭킷(40)의 부피 밀도는, 통상 0.10∼0.75 g/㎤, 바람직하게는 0.15∼0.60 g/㎤, 특히 바람직하게는 0.20∼0.45 g/㎤ 정도이다.
[니들 블랭킷]
본 발명의 단열 보호 부재에 이용되는 무기 섬유의 니들 블랭킷(이하, 간단히 「블랭킷」 또는 「니들 블랭킷」이라고 하는 경우가 있음)에 관하여 설명한다.
이 니들 블랭킷은, 실질적으로 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유를 포함하지 않는 무기 섬유의 섬유 집합체에 니들링 처리가 실시된 것이 바람직하다. 이러한 니들 블랭킷을 이용함으로써, 본 발명의 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 내풍식성을 높일 수 있다.
<무기 섬유>
니들 블랭킷을 구성하는 무기 섬유로서는, 특별히 제한이 없고, 실리카, 알루미나/실리카, 이들을 포함하는 지르코니아, 스피넬, 티타니아 및 칼시아 등의 단독, 또는 복합 섬유를 들 수 있지만, 특히 바람직한 것은 내열성, 섬유 강도(인성), 안전성의 면에서, 알루미나/실리카계 섬유, 특히 다결정질 알루미나/실리카계 섬유이다.
알루미나/실리카계 섬유의 알루미나/실리카의 조성비(질량비)는 65∼98/35∼2의 멀라이트 조성, 또는 하이알루미나 조성이라고 불리는 범위에 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70∼95/30∼5, 특히 바람직하게는 70∼74/30∼26의 범위이다.
본 발명에 있어서는, 무기 섬유의 80 질량％ 이상, 바람직하게는 90 질량％ 이상, 특히 바람직하게는 그 전량이 상기 멀라이트 조성의 다결정 알루미나/실리카계 섬유인 것이 바람직하다. 또한, 무기 섬유 중의 Al에 대한 Ca의 몰비율(Ca/Al)은 0.03 이하인 것이 바람직하고, 특히 무기 섬유는 Ca를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
이 무기 섬유는, 바람직하게는 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유를 실질적으로 포함하지 않는다. 여기서 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유를 실질적으로 포함하지 않는다란, 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유가 전체 섬유 중량의 0.1 질량％ 이하인 것을 가리킨다.
무기 섬유의 평균 섬유 직경은 5∼7 ㎛인 것이 바람직하다. 무기 섬유의 평균 섬유 직경이 지나치게 굵으면 섬유 집합체의 반발력, 인성이 소실되고, 지나치게 가늘면 공기중에 부유하는 발진량(發塵量)이 많아지고, 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유가 함유될 확률이 높아진다.
<니들 블랭킷의 제조 방법>
전술한 적합한 평균 섬유 직경을 가지며, 또한, 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유를 실질적으로 포함하지 않는 무기 섬유 집합체는, 졸-겔법에 의한 무기 섬유 집합체의 제조에 있어서, 방사액 점도의 제어, 방사 노즐에 이용하는 공기 흐름의 제어, 연신 실의 건조의 제어 및 니들링의 제어 등에 의해 얻을 수 있다.
니들 블랭킷은, 종래 공지된 방법, 예컨대 일본 공개특허공보 제2014-5173호에 기재가 있는 바와 같이, 졸-겔법에 의해 무기 섬유 전구체의 집합체를 얻는 공정과, 얻어진 무기 섬유 전구체의 집합체에 니들링 처리를 실시하는 공정과, 니들링 처리된 무기 섬유 전구체의 집합체를 소성하여 무기 섬유 집합체로 하는 소성 공정을 거쳐 제조된다.
<니들 블랭킷의 니들흔(痕) 밀도, 부피 밀도 및 두께>
니들 블랭킷의 니들흔 밀도에 관해서는, 2∼200 타/㎠, 특히 2∼150 타/㎠, 특히 2∼100 타/㎠, 그 중에서도 2∼50 타/㎠인 것이 바람직하다. 이 니들흔 밀도가 지나치게 낮으면, 니들 블랭킷의 두께의 균일성이 저하되며, 또한 내열충격성이 저하되는 등의 문제가 있고, 지나치게 높으면, 섬유를 손상시키고, 소성 후에 비산하기 쉬워질 우려가 있다.
니들 블랭킷의 부피 밀도는, 50∼200 ㎏/㎥(0.05∼0.2 g/㎤)인 것이 바람직하고, 80∼150 ㎏/㎥(0.08∼0.15 g/㎤)인 것이 보다 바람직하다. 부피 밀도가 지나치게 낮으면 취약한 무기 섬유 성형체가 되고, 또한, 부피 밀도가 지나치게 높으면 무기 섬유 성형체의 질량이 증대됨과 더불어 반발력이 소실되고, 인성이 낮은 성형체가 된다.
니들 블랭킷의 면 밀도는, 500∼4000 g/㎡, 특히 600∼3800 g/㎡, 특히 1000∼3500 g/㎡인 것이 바람직하다. 이 니들 블랭킷의 면 밀도가 지나치게 작으면, 섬유량이 적고, 매우 얇은 성형체밖에 얻어지지 않고, 단열용 무기 섬유 성형체로서의 유용성이 낮아지고, 면 밀도가 지나치게 크면 섬유량이 지나치게 많음으로써, 니들링 처리에 의한 두께 제어가 곤란해진다.
니들 블랭킷의 두께는, 바람직하게는 2∼35 ㎜ 정도이지만, 후술하는 바와 같이, 산화물 전구체 함유액의 함침 깊이를 3 ㎜ 이상, 바람직하게는 10 ㎜ 이상 확보하는 관점에서, 니들 블랭킷의 두께는 3 ㎜ 이상, 특히 10 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서, 무기 섬유의 니들 블랭킷은, 판형으로 성형된다. 다만, 판형의 니들 블랭킷은 취급 시에 롤형으로 되어 있어도 좋다.
[산화물 전구체 함유액]
상기한 니들 블랭킷에 함침시키는 산화물 전구체 함유액은, 산화물 전구체로서, 소성에 의해 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화칼슘(CaO)을 포함하는 알루미나·칼시아계 조성물을 발생시키는 성분을 포함한다. 이 알루미나·칼시아계 조성물에 있어서는, Al2O3 및 CaO는, 단체여도 좋고, Al2O3와 CaO의 복산화물이어도 좋다. Al2O3와 CaO의 복산화물로서는, CaO·Al2O3, CaO·2Al2O3, CaO·6Al2O3 등이 예시되지만, 이것에 한정되지 않는다.
산화물 전구체 함유액만을 건조 및 소성한 경우의 소성물 중의 산화물의 존재 형태로서는, 다음 (ⅰ)∼(ⅴ)의 어느 것이어도 좋다.
(ⅰ) Al2O3 단체와 CaO 단체
(ⅱ) Al2O3 단체와 CaO 단체와 복산화물
(ⅲ) Al2O3 단체와 복산화물
(ⅳ) CaO 단체와 복산화물
(ⅴ) 복산화물만
산화물 전구체 함유액은, 적어도 Ca를 함유하는 성분과 Al을 함유하는 성분을 포함한다. Ca를 함유하는 성분으로서는, 구체적으로는, 칼슘의 수산화물, 염화물, 아세트산염, 락트산염, 질산염, 탄산염 등을 들 수 있다. 이들은 1종만이 산화물 전구체 함유액 중에 포함되어 있어도 좋고, 2종 이상이 포함되어 있어도 좋다. 그 중에서도, 칼슘의 아세트산염, 수산화물 또는 탄산염인 것이, 소성 시에 발생하는 성분은 주로 물과 이산화탄소이고, 노 내의 금속 부재나, 강판 등을 열화시키지 않는 점에서 바람직하다.
Ca를 함유하는 성분은, 산화물 전구체 함유액 중에서 용해되어 있어도 좋고, 졸상이어도 좋고, 분산상이어도 좋다. Ca를 함유하는 성분이 산화물 전구체 함유액 중에서 용해되어 있는 것 또는 균일하게 분산되어 있는 것에 의해, 산화물 전구체를 니들 블랭킷을 구성하는 각 무기 섬유 각각의 표면 전체에 균일하게 코팅할 수 있고, 게다가 무기 섬유 내부까지 용이하게 함침할 수 있는 점에서 바람직하다. Ca를 함유하는 성분이 산화물 전구체 함유액 중에서 침전하는 경우는, 무기 섬유 표면에 균일하게 코팅할 수 없어, 섬유 표면에 코팅되어 있지 않은 부분이 생기고, 그곳으로부터 스케일에 의한 침식이 발생할 우려가 있기 때문에, 내스케일성 향상 효과를 충분히 발휘할 수 없게 된다.
Al을 함유하는 성분으로서는, 구체적으로는, 알루미늄의 수산화물, 염화물, 아세트산염, 락트산화염, 질산염, 탄산염 등을 들 수 있다. 이들은 1종만이 산화물 전구체 함유액 중에 포함되어 있어도 좋고, 2종 이상이 포함되어 있어도 좋다. 그 중에서도, 알루미늄의 아세트산염, 수산화물 또는 탄산염인 것이, 소성 시에 발생하는 성분은 주로 물과 이산화탄소이고, 노 내의 금속 부재나, 강판 등을 열화시키지 않는 점에서 바람직하다.
Al을 함유하는 성분은, 산화물 전구체 함유액 중에서 용해되어 있어도 좋고, 졸상이어도 좋고, 분산상이어도 좋다. Al을 함유하는 성분이 산화물 전구체 함유액 중에서 용해되어 있는 것 또는 균일하게 분산되어 있는 것에 의해, 산화물 전구체를 니들 블랭킷을 구성하는 각 무기 섬유 각각의 표면 전체에 균일하게 코팅할 수 있고, 게다가 무기 섬유 내부까지 용이하게 함침할 수 있는 점에서 바람직하다. Al을 함유하는 성분이 산화물 전구체 함유액 중에서 침전하는 경우는, 무기 섬유 표면에 균일하게 코팅할 수 없어, 섬유 표면에 코팅되어 있지 않은 부분이 생기고, 그곳으로부터 스케일에 의한 침식이 발생할 우려가 있기 때문에, 내스케일성 향상 효과를 충분히 발휘할 수 없게 된다.
바람직하게는, 아세트산을 분산제로 한 알루미나졸이고, 이것은, 소성 시에 발생하는 성분이 물과 이산화탄소인 점에서 우수하다. 동일한 이유로 락트산을 분산제로 한 알루미나졸도 이용할 수 있지만, 이 경우에는 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 열수축률이, 아세트산을 분산제로 한 알루미나졸을 이용한 스키드 포스트용 단열 보호 부재와 비교하여 높아지는 경향이 있다.
상기한 알루미나졸을 이용한 경우에 사용하는 소성에 의해 CaO를 생성시키는 성분은, 칼슘의 아세트산염이 바람직하다. 아세트산염을 혼합함으로써 알루미나졸의 분산성의 저하를 억제하고, 산화물 전구체 함유액의 점도의 상승을 억제할 수 있다. 산화물 전구체 함유액의 점도가 적정한 범위에 있음으로써, 함침하기 쉽게 또한, 부착량을 제어하기 쉽게 된다. 산화물 전구체 함유액의 점도가 과도하게 높으면, 무기 섬유에 대하여 함침이 곤란해지기 때문에 바람직하지 않다.
산화물 전구체 함유액으로서는, 알루미나졸이 분산된 아세트산칼슘 수용액이 바람직하다.
산화물 전구체 함유액은, 상기한 Al을 함유하는 성분과, Ca를 함유하는 성분을, Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)이 4 이상 100 이하가 되도록 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6 이상 36 이하이고, 특히 바람직하게는 9 이상 13 이하이다. Al/Ca 비율이 이 범위이면, 노 내에서 가열되었을 때에, 칼슘 성분이 적절히 확산하여 무기 섬유와 스케일이 반응하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 내스케일성이 높은 산화칼슘계의 산화물을 생성하기 때문에, 내스케일성의 향상 효과가 우수한 것이 된다.
산화물 전구체 함유액의 산화물 전구체 농도(소성에 의해 Al2O3를 발생시키는 성분과 소성에 의해 CaO를 발생시키는 성분의 합계의 함유량)는, 산화물 환산의 고형물 농도로서, 2∼30 질량％, 특히 5∼10 질량％가 바람직하다. 산화물 전구체 함유액의 산화물 전구체 농도가 지나치게 낮으면 니들 블랭킷에 대한 산화물 전구체 성분의 부착량(부착량)이 낮아질 우려가 있다. 또한, 산화물 전구체 함유액의 산화물 전구체 농도가 지나치게 높으면, 산화물 전구체 함유액의 점성이 높아져, 함침하기 어려워질 우려가 있다.
전술한 바와 같이, 산화물 전구체 함유액은, 졸 또는 용액인 것이, 니들 블랭킷의 각 무기 섬유 각각의 표면에 균일하게 산화물 전구체를 코팅할 수 있는 점에서 바람직하다.
산화물 전구체 함유액의 분산 매체 내지는 용매로서는, 물, 알콜 등의 유기 용매 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 물이 사용된다. 또한, 산화물 전구체 함유액에는, 폴리비닐알콜 등의 폴리머 성분이 함유되어 있어도 좋다. 또한 졸 또는 용액 중의 화합물의 안정성을 높이기 위해, 분산 안정제를 첨가해도 좋다. 분산 안정제로서는, 예컨대, 아세트산, 락트산, 염산, 질산, 황산 등을 들 수 있다.
산화물 전구체 함유액은 착색제가 배합되어도 좋다. 산화물 전구체 함유액을 착색함으로써, 니들 블랭킷의 함침부와 비함침부의 영역을 육안으로 확인할 수 있는 점에서 바람직하다. 착색의 색은 흑색이나 청색이 바람직하다. 착색제로서는 수용성 잉크 등을 이용할 수 있다.
산화물 전구체 함유액의 니들 블랭킷에 대한 바람직한 함침량은 후술하는 바와 같다.
[산화물 전구체 함유액의 함침 방법]
상기와 같은 산화물 전구체 함유액을 무기 섬유의 니들 블랭킷에 함침시키려면, 니들 블랭킷을 산화물 전구체 함유액 중에 침지하여, 산화물 전구체 함유액을 니들 블랭킷의 무기 섬유 사이에 침투시키면 된다.
이와 같이 하여 산화물 전구체 함유액을 니들 블랭킷에 함침시킨 후, 원하는 함수량, 산화물 전구체 부착량이 되도록, 필요에 따라 흡인 또는 압축 등에 의해 잉여의 액을 탈리시켜도 좋다. 흡인에 의해 잉여의 액을 탈리시키려면, 함침부에 씌워지는 어태치먼트를 장착하고, 상기 어태치먼트에 형성한 흡인구로부터 흡인하여 탈액하는 방법이 바람직하다.
이와 같이 하여 산화물 전구체 함유액을 함침하고, 필요에 따라 여분의 액을 탈리시킨 후, 더욱 필요에 따라 소정의 수분량이 될 때까지 건조해도 좋다. 이렇게 함으로써, 높은 산화물 전구체 부착량(부착량)을 유지한 채로, 함수량을 감소시킬 수 있다. 수분량을 감소시킴으로써, 시공 시의 접착제와의 접착성을 높일 수 있다. 또한, 가요성을 유지한 채로, 무기 섬유 성형체의 질량을 가볍게 함으로써, 시공이 용이해지는 이점이 있다. 이 건조 조건은, 탈리시키는 수분량에 따라 80∼180℃에서 0.5∼24시간의 범위에서 적절히 설정된다.
산화물 전구체 함유액의 부착량은, 후술하는 바와 같이, 바람직하게는, 산화물(CaO 및 Al2O3) 환산량으로서, 무기 섬유 100 질량부에 대하여 2∼50 질량부이다.
[니들 블랭킷에 있어서의 함침부의 위치]
본 발명의 스키드 포스트용 단열 보호 부재는, 상기한 바와 같이 하여, 무기 섬유의 니들 블랭킷의 적어도 일부에 산화물 전구체 함유액이 함침되며, 또한 미건조 상태로 되어 있는 함침부(이하, 간단히 「함침부」라고 하는 경우가 있음)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 함침부는, 스키드 포스트용 단열 보호 부재가 가열로 내에서 사용될 때에, 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 노 내 노출면(피가열면)에 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 미함침부에 있어서 스케일에 의한 침식이 발생하기 때문이고, 피가열면 전부가 함침부인 것에 의해, 내스케일성을 높일 수 있다.
블랭킷 두께 방향의 함침 깊이는, 적어도 노 내 노출면이 되는 블랭킷 표면으로부터 3 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 10 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 함침 깊이가 상기 하한 이상인 것에 의해 내스케일성이 향상된다. 니들 블랭킷의 전체 두께에 걸쳐 함침되어 있는 양태는, 내스케일성이 가장 향상되기 때문에 바람직하다.
함침부는, 판형의 니들 블랭킷의 판면 중 적어도 1/2 이상의 영역에 걸쳐 연속적으로 형성되어 있고, 함침부가 형성된 영역에 있어서, 함침부는, 니들 블랭킷의 전체 두께에 걸쳐 형성되어 있는 것이 바람직하다.
특히, 함침부는, 판형의 니들 블랭킷의 판면에 있어서, 표리 양면에 있어서 형성되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 노 내측의 면에 있어서의 함침부가, 두께 방향에 대하여 두께의 35∼50％의 영역에 있어서 형성되며, 또한 링형 니들 블랭킷(10) 측의 면에 있어서의 함침부가, 두께 방향에 대하여 두께의 20∼50％의 영역에 있어서 형성되어 있다. 특히 바람직하게는, 함침부가 전체 두께에 걸쳐 형성되어 있다.
[함침부 및 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 수분량]
본 발명의 스키드 포스트용 단열 보호 부재에 있어서, 상기 함침부의 수분량은, 상기 함침부의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 50∼400 질량부이다. 함침부의 수분량이 과도하게 적은 경우는, 바인더 효과에 의해 가요성이 없어진다. 또한, 섬유의 먼지 발생도 많아진다. 반대로 함침부의 수분량이 과도하게 많은 경우는, 무기 섬유 성형체에 조금의 압을 가한 것만으로, 무기 섬유로부터 액이 누출된다. 또한, 자중(自重)에 의해 무기 섬유 성형체가 눌려 찌부러지고, 이 때문에 단부면의 박리가 커진다는 과제가 있다. 또한, 함침부의 수분량이 지나치게 많으면, 사용 시의 가열에 의해 마이그레이션이라고 불리는, 물의 건조에 따르는 졸의 물질 이동이 격하게 일어나고, 건조 표면 근방에서의 부착량이 현저히 높아지고, 내부의 부착량이 저하되게 되기 때문에, 내열충격성, 가열 수축률이 악화된다. 즉 함침부 전체의 균일성을 유지하려면 함침부의 수분량은, 400 질량부를 초과하지 않는 것이 중요하다. 바람직하게는, 상기 함침부의 수분량은, 함침부의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 80∼350 질량부이다.
본 발명의 스키드 포스트용 단열 보호 부재 전체에 포함되는 수분량은, 스키드 포스트용 단열 보호 부재 전체의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 50∼400 질량부이다. 스키드 포스트용 단열 보호 부재 중의 수분량이 무기 섬유 100 질량부에 대하여 50 질량부보다 적으면, 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 미건조 상태를 유지하기 어렵고, 또한 가요성이 낮아지고 시공 시에 박리나 균열의 문제가 생긴다. 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 수분량이 무기 섬유 100 질량부에 대하여 400 질량부보다 많으면, 스키드 포스트용 단열 보호 부재에 조금의 압을 가한 것만으로, 무기 섬유로부터 액이 누출된다. 또한, 자중에 의해 스키드 포스트용 단열 보호 부재가 눌려 찌부러지고, 이 때문에 단부면 박리가 커진다는 과제가 있다. 스키드 포스트용 단열 보호 부재 전체의 수분량은, 바람직하게는 스키드 포스트용 단열 보호 부재 전체의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 150∼300 질량부이다.
[소성 후에 있어서의 산화물의 부착량]
산화물 전구체 함유액은, 함침부에 있어서, 소성 후의 산화물(CaO 및 Al2O3) 부착량(이하, 간단히 「산화물 부착량」이라고 하는 경우가 있음)이 함침부의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 2∼50 질량부가 되도록 니들 블랭킷에 함침된다. 이 산화물 부착량은, 함침부의 무기 섬유 100 질량부에 대하여 바람직하게는 5∼30 질량부, 가장 바람직하게는 10∼25 질량부이다. 산화물 부착량이 적은 경우는, 원하는 내스케일성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 반대로 지나치게 많으면, 함침부의 밀도가 높아지고, 열수축률의 악화나 내열충격성, 내기계충격성의 저하가 보인다. 또한, 칼슘 성분이 섬유 표면에 다량으로 존재하는 경우는, 칼슘 성분과 무기 섬유로, 저융점 성분을 다량으로 생성하기 때문에, 함침부의 내열성이 저하된다.
스키드 포스트용 단열 보호 부재 전체의 산화물 부착량은, 함침부의 산화물 부착량과 동일한 이유에서, 스키드 포스트용 단열 보호 부재 전체의 무기 섬유 100 질량부에 대하여, 5∼40 질량부, 특히 8∼30 질량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 함침부 전체에 있어서의 Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)은, 10∼330이고, 바람직하게는 30∼100이고, 특히 바람직하게는 32∼70이다.
함침부 전체란, 함침부를 구성하는 무기 섬유와 부착물의 전체를 나타낸다. 함침부 전체에 있어서의 Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)은, 무기 섬유 성형체의 함침부에 존재하는 니들 블랭킷을 구성하는 무기 섬유에 포함되는 Al의 몰량과 산화물 전구체 함유액에서 유래하는 Al의 몰량의 합에 대한 무기 섬유에 포함되는 Ca의 몰량과 산화물 전구체 함유액에서 유래하는 Ca의 몰량의 합의 비이다. 시공 전의 스키드 포스트용 단열 보호 부재와, 시공 후, 가열에 의해 소성된 스키드 포스트용 단열 보호 부재에 있어서, Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)은 실질적으로 동등하다.
본 발명의 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 함침부 전체의 Al : Si : Ca 몰비는, 77.2∼79.5 : 18.9∼21.6 : 0.9∼2.2인 것이, 내스케일성, 내열성 및 내열충격성의 관점에서 바람직하다. 여기서, 함침부 전체의 Al의 몰량 및 Ca의 몰량은, 상기한 바와 같이, 함침부에 존재하는 니들 블랭킷을 구성하는 무기 섬유에 포함되는 Al 및 Ca의 각 몰량과 산화물 전구체 함유액에서 유래하는 Al 및 Ca의 각 몰량의 합계이다. Si의 몰량은 니들 블랭킷을 구성하는 무기 섬유에 포함되는 Si의 몰량이다.
함침부에 있어서의 Al량, Ca량 및 Si량은 형광 X선 분석에 의해 측정할 수 있다.
[CaO의 작용]
함침부를 갖는 본 발명의 스키드 포스트용 단열 보호 부재가 노 내에서 가열되고, 산화물 전구체 함유액이 고온에서 소성된 경우, 산화물 전구체 함유액으로부터 생성한 CaO 성분의 일부가 무기 섬유 내부에 확산한다. 함침부 전체에 있어서의 Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)이 상기 범위에 있음으로써, 고온까지 소성했을 때에, 무기 섬유 내부에 적량의 CaO가 확산한다. 무기 섬유 내부에 적량의 CaO가 존재함으로써, 무기 섬유 중에 FeO가 확산하기 어려워진다. 즉 무기 섬유와 FeO의 반응이 억제된다. 이 때문에, 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 내스케일이 향상된다. 함침부에 있어서의 Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)이 10보다 적은 경우는, 무기 섬유와 그 내부에 확산한 CaO에 의해, 무기 섬유와의 저융점 화합물을 대량으로 생성하기 때문에, 내열성, 내열충격성이 저하될 우려가 있다. 또한, 함침부에 있어서의 Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)이 330보다 많은 경우는, CaO의 확산이 불충분하고, 내스케일이 향상되지 않을 우려가 있다. 특히 멀라이트(3Al2O3·2SiO2) 조성의 무기 섬유를 이용한 경우는, 고온에서 소성되면, 멀라이트의 결정상과, 멀라이트 성분에 CaO가 확산한 결정상이 생성된다. 이 경우, 내열충격성, 내열성, 내기계충격성이 우수한 멀라이트 결정상을 남긴 채로, CaO가 섬유 내부에 확산되어 있기 때문에, 내 FeO 성이 향상되는 것으로 생각된다.
이것은, 상기 무기 섬유 성형체를 1400℃, 8시간으로 소성한 후에, X선 회절법(XRD)으로 검출되는 피크로서, 멀라이트 결정상을 나타내는 피크와 CaO-Al2O3-SiO2계 결정상을 나타내는 피크가 존재함으로써 확인할 수 있다.
또한, Ca 성분이 섬유 내부까지 확산되어 있는 것은, 전자선 마이크로애널라이저(EPMA)를 이용한 원소 맵핑에 의해 확인할 수 있다.
[미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷(40)의 재료]
미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷(40)으로서는, 두께 10∼30 mm 정도의 상기 무기 섬유의 니들 블랭킷에 대하여, 상기한 산화물 전구체 함유액을, 무기 섬유 100 질량부에 대하여 2∼50 질량부의 비율로 함침시킨 것이 바람직하다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한, 이하의 실시예에 전혀 한정되지 않는다.
[실시예 1]
평균 섬유 직경이 5.5 ㎛이고, 실질적으로 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유를 포함하지 않는, 알루미나 72 질량％와 실리카 28 질량％를 포함하는 다결정질 알루미나/실리카계 섬유를 집적하여 니들링하여 이루어지는 니들 블랭킷(미츠비시 케미컬 주식회사 제조 상품명 MAFTECTM MLS, 두께 25 ㎜, 니들흔 밀도 5 타/㎠, 부피 밀도 128 ㎏/㎥(0.128 g/㎤), 면 밀도 3200 g/㎡)을 외경(직경) 390 ㎜, 내경(직경) 270 ㎜의 도넛형으로 펀칭 가공하여 링형 니들 블랭킷(10)을 제조했다.
링형 니들 블랭킷(10)에 있어서, 이하에 기재하는 조건에 있어서의 사이클 시험 후의 잔존 면압비를 측정한 바, 잔존 면압비는 33％였다.
조건: 1400℃, 12시간 소성 후의 링형 니들 블랭킷(10)을 인장 압축 시험기(미네베아 주식회사 제조)에 의해 GBD(부피 밀도) = 0.195(g/㎤)까지 압축한 후, 상하의 플레이트를 GBD = 0.20(g/㎤)으로부터 0.24(g/㎤)까지 압축하는 것을 100회 반복했다. 그 때, 제1회째의 GBD = 0.20(g/㎤)에서의 개방측 면압치와 제100회째의 GBD = 0.24(g/㎤)에서의 개방측 면압치를 측정하고, 이하의 식으로부터, 소성 후 면압의 열화 정도의 지표가 되는 잔존 면압비(％)를 구했다.
잔존 면압비 = 제100회 개방측 면압/제1회 개방측 면압
또한, 링형 니들 블랭킷(10)에 있어서, 1400℃, 12시간 소성 후에 있어서의 폭 방향, 길이 방향 및 두께 방향의 가열 수축률을 JISR3311에 준거한 방법(이하의 상세를 나타냄)으로 행한 바, 폭 방향 0.4％, 길이 방향 0.4％, 두께 방향 0.0％였다.
조건: 링형 니들 블랭킷(10)을 길이 약 150 ㎜, 약 100 ㎜로 절단하여 시험편으로 했다. 상기 시험편에 약 120 ㎜×약 60 ㎜의 장방형상으로 백은선을 매립하여 표시를 했다. 1400℃의 온도로 가열된 대기중에서 12시간 유지하여 소성했다. 가열 선수축률은, 다음 식에 의해 산출했다.
Figure 112018105071782-pct00002
여기서, l0: 시험편 마크 사이의 소성 전의 길이(㎜), l1: 시험편 마크 사이의 소성 후의 길이(㎜)로 한다. 가열 선수축률은, 1시험편의 3점의 길이를 측정하고, 그 3점의 평균치로 한다.
이 링형 니들 블랭킷(10)을 이용하여, 도 1∼7의 순서에 의해 직경 270 ㎜의 스키드 파이프(1)로 시공했다. 노상(G)으로부터 내화 피복(3)의 하단까지의 높이 H는 1800 ㎜이다.
각 압축층(L-1∼L-3)의 링형 니들 블랭킷의 장수, 압축 후의 높이 치수 및 압축률은 다음과 같다.
L-1: 27장, 압축 후 높이 600 ㎜, 압축률 10％
L-2: 28장, 압축 후 높이 600 ㎜, 압축률 12％
L-3: 26장, 압축 후 높이(T = 560 ㎜), 압축률 15％
3단째의 누름판(20)과 내화 피복(3) 사이의 간극 높이 h는 20 ㎜이고, 여기에 링형 니들 블랭킷(10)을 1장 장착한 후, 모든 누름판(20)을 인출하여, 도 7의 상태로 했다. 그리고, L-1, L-2 및 L-3(다만, 최상위의 링형 니들 블랭킷(10)을 포함함)의 평균 부피 밀도, 및 최상부의 링형 니들 블랭킷(10)이 내화 피복(3)의 하단을 가압하는 압력(면간 압력)을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2(제3 압축층을 더욱 강압축)]
제3 압축층(L-3)의 링형 니들 블랭킷 장수를 28장으로 하고, 압축 높이를 560 ㎜, 압축률을 20％로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 시공을 행했다. L-1, L-2 및 L-3(다만, 최상위의 링형 니들 블랭킷(10)을 포함함)의 평균 부피 밀도, 및 면간 압력을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
제3 압축층(L-3)의 압축률을 제1, 제2 압축층(L-1, L-2)과 동일하게 했다. 즉, 제3 압축층(L-3)의 링형 니들 블랭킷 장수를 25장으로 하고, 압축 높이를 560 ㎜, 압축률을 10％로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 시공을 행했다. L-1, L-2 및 L-3(최상위의 링형 니들 블랭킷(10)을 포함함)의 평균 부피 밀도, 및 면간 압력을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 실시예 1, 2에 비교하여 낮은 값이었다.
Figure 112018105071782-pct00003
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 압축률의 링형 니들 블랭킷(10) 적층 압축체를 제작하고, 표면에 모르타르를 3 ㎜ 두께 정도 도포하고, 아세트산을 분산제로 한 알루미나졸 용액에, 아세트산칼슘 1수화물을 Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca)이 12가 되도록 첨가하고, 산화물 환산의 고형분 농도를 7.0 질량％로 조정한 산화물 전구체 함유액을 두께 방향 전체에 함침시킨 블랭킷(무기 섬유 100 질량부에 대한 수분량 200 질량부, 무기 섬유 100 질량부에 대한 산화물 전구체 부착량 18 질량부(산화물 환산), 함침부의 Al과 Ca의 몰비율(Al/Ca) 64, 및 부피 밀도 0.41 g/㎤)을 감았다. 이것을 승온 속도 5℃/분, 1400℃, 12시간 유지로 소성하고, 표면에 있는 블랭킷(40)을 커터 나이프로 개구하고, 상기 블랭킷(40)을 박리하여, 링형 니들 블랭킷(10) 적층 압축체의 표면을 외관 관찰한 바, 링형 니들 블랭킷(10) 적층 압축체 표면 전체에 상기 블랭킷(40) 유래의 무기 섬유가 부착되어 있었다.
[비교예 2]
직경 340 ㎜의 부정형 내화물의 표면에 모르타르를 3 ㎜ 두께 정도 도포하고, 실시예 3에 기재된 블랭킷(40)을 감았다. 이것을 승온 속도 5℃/분, 1400℃, 12시간 유지로 소성하고, 표면의 무기 섬유 성형체를 커터 나이프로 개구하고, 상기 블랭킷(40)을 박리하여, 부정형 내화물의 표면을 외관 관찰한 바, 링형 니들 블랭킷(10) 적층 압축체 표면의 일부에만 상기 블랭킷(40) 유래의 무기 섬유가 부착되어 있었다.
[고찰]
실시예에서 이용한 링형 니들 블랭킷은, 소성(1400℃, 12시간) 후의 사이클 시험 후의 잔존 면압비가 10％ 이상인 점에서, 가혹한 환경에 있어서 장기적인 진동에 견딜 수 있는 지속적인 면압을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예에서 이용한 링형 니들 블랭킷은, 소성(1400℃, 12시간) 후의 가열 선수축률이 폭 방향, 길이 방향 및 두께 방향 모두 1％ 이하인 링형 니들 블랭킷을 이용함으로써, 고온 치수 안정성도 우수한 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예에서 이용한 링형 니들 블랭킷을 압축하여 시공할 때에, 상기 압축층의 부피 밀도를 높이 방향으로 상부, 중부 및 하부로 3등분하여 평가한 경우, 상기 상부에 있어서의 부피 밀도가 상기 중부 및 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높게 함으로써, 가혹한 환경에 있어서 장기적인 진동에 견딜 수 있는 지속적인 면압을 유지하고, 소성에 의한 수축의 영향을 억제할 수 있는 것으로 추찰된다. 한편, 비교예 1은 압축률이 낮기 때문에 초기 면압부터 낮고, 간극이 생겨 버리는 것으로 추찰된다.
또한, 실시예 3과 비교예 2를 비교하면, 링형 니들 블랭킷(10) 적층 압축체에 무기 섬유 성형체를 감은 쪽이, 상기 블랭킷(40)과 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)의 밀착성이 보다 높은 것을 알 수 있다. 이것은, 블랭킷(40)과 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)는 동재질이기 때문에, 재질 기인에 의한 수축률의 차가 없으며, 또한 상기 블랭킷(40)의 산화물 전구체 함유액이 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)의 표면에 스며들기 쉽고, 소성 시에 산화물 전구체가 산화물로 변환될 때에, 상기 블랭킷(40)과 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)의 계면 상에 있는 산화물 전구체가 산화물이 되고, 상기 산화물이 상기 블랭킷(40)과 링형 니들 블랭킷의 적층체(10)와의 접착제로서 기능하기 때문인 것으로 생각된다. 한편, 비교예 2에서는, 블랭킷(40)과 부정형 내화물의 재질 기인에 의한 수축률의 차에 의해, 블랭킷(40)과 부정형 내화물 사이에 공간이 생기고, 공간이 생기면 상기 공간이 서서히 넓어지고, 결과적으로 밀착성이 저감되기 쉬워진다. 본원 발명에 관련된 단열 보호 부재에서는, 산화물 전구체 함유액이 함침된 블랭킷(40)과의 밀착성 저감을 억제할 수 있다.
본 발명을 특정한 양태를 이용하여 상세히 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고 여러가지 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.
본 출원은, 2016년 5월 9일자로 출원된 일본 특허출원 제2016-093973호에 기초하고 있으며, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.
1: 스키드 파이프, 2: 스키드 빔, 3: 내화 피복, 4: 앵커 금구 삽입부, 10: 링형 니들 블랭킷, 20: 누름판, 21, 22: 누름판 반체, 30: 앵커 금구, 33: 핀

Claims (12)

  1. 상부에 내화 피복을 가진 스키드 파이프의 상기 내화 피복보다 하측에 단열 보호 부재를 시공하는 방법에 있어서,
    복수 장의 무기 섬유제 링형 니들 블랭킷을 상기 스키드 파이프에 외삽시켜 적중체로 하고,
    이어서, 이 적중체를 누름판으로 상방으로부터 눌러, 압축층을 형성하는 공정을 복수 회 반복하여, 제1 내지 제n(n은 2 이상의 정수)의 압축층을 형성하고,
    최상단의 상기 압축층과 상기 내화 피복의 하단면과의 사이에 상기 링형 니들 블랭킷을 외삽시키고, 그 후, 상기 누름판을 철거하여 적중체를 복원시켜, 상기 링형 니들 블랭킷을 상기 내화 피복의 하단면에 압박하는 단열 보호 부재의 시공 방법으로서,
    상기 압축층의 부피 밀도를 높이 방향으로 상부, 중부 및 하부로 3등분하여 평가한 경우, 상기 상부에 있어서의 부피 밀도가 상기 중부 및 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높은 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상부의 압축층의 부피 밀도가, 중부 및 하부의 압축층의 부피 밀도의 1.1∼3.0배인 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 또한 상기 중부에 있어서의 부피 밀도가 상기 하부에 있어서의 부피 밀도에 비교하여 높은 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부의 압축층의 부피 밀도가 0.10 g/㎤ 이상 0.20 g/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기 섬유제 링형 니들 블랭킷은, 이하에 기재하는 조건에 있어서의 사이클 시험 후의 잔존 면압비가 10％ 이상인 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
    조건: 1400℃, 12시간 소성 후의 링형 니들 블랭킷을 인장 압축 시험기에 의해 GBD(부피 밀도) = 0.195 g/㎤까지 압축한 후, 상하의 플레이트를 GBD = 0.20 g/㎤로부터 0.24 g/㎤까지 압축하는 것을 100회 반복했다. 그 때, 제1회째의 GBD = 0.20 g/㎤에서의 개방측 면압치와 제100회째의 GBD = 0.24 g/㎤에서의 개방측 면압치를 측정하고, 이하의 식으로부터, 소성 후 면압의 열화 정도의 지표가 되는 잔존 면압비(％)를 구한다.
    잔존 면압비 = 제100회 개방측 면압/제1회 개방측 면압×100
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기 섬유제 링형 니들 블랭킷은, 1400℃, 12시간 소성 후에 있어서의 폭 방향, 길이 방향 및 두께 방향의 가열 수축률이 모두 1％ 이하인 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 링형 니들 블랭킷에, 직경 방향의 슬릿이 형성되어 있고,
    상기 슬릿을 벌림으로써 링형 니들 블랭킷을 스키드 파이프에 외삽시키는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 링형 니들 블랭킷의 슬릿끼리는 상호 중첩되지 않도록 둘레 방향으로 어긋나게 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스키드 파이프에 앵커 금구 삽입부를 형성해 두고,
    상기 누름판의 상방으로의 이동을 저지하기 위한 앵커 금구를 상기 앵커 금구 삽입부에 걸어 누름판의 상방으로의 이동을 저지하는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 앵커 금구는, 상하로 돌출되는 핀을 갖고 있고, 상기 누름판에 중첩되는 링형 니들 블랭킷에 대하여 상기 핀을 찔러 통과시키는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 그 후, 링형 니들 블랭킷의 외주에, 미건조 상태로 산화물 전구체 함유액이 부착된 블랭킷을 감아 장착(卷裝)하고, 상기 산화물 전구체 함유액은 소성에 의해 산화알루미늄 및 산화칼슘을 포함하는 알루미나·칼시아계 조성물을 발생시키는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 파이프의 단열 보호 부재의 시공 방법.
  12. 상부에 내화 피복을 갖는 스키드 파이프의 상기 내화 피복보다 하측에 단열 보호 부재가 형성된 단열 보호 부재 부착 스키드 파이프에 있어서,
    상기 단열 보호 부재는, 스키드 파이프에 외삽된 압축 상태의 링형 니들 블랭킷의 적중체를 갖고 있고, 상기 적중체의 반발력에 의해 최상위의 링형 니들 블랭킷이 상기 내화 피복에 압박된 단열 보호 부재 부착 스키드 파이프로서,
    상기 적중체를 높이 방향으로 상부, 중부 및 하부로 3등분하여 평가한 경우, 상기 상부에 있어서의 링형 니들 블랭킷의 부피 밀도가 상기 중부 및 상기 하부에 있어서의 링형 니들 블랭킷의 부피 밀도에 비교하여 높은 것을 특징으로 하는 단열 보호 부재 부착 스키드 파이프.
KR1020187030768A 2016-05-09 2017-04-26 스키드 파이프 및 그 단열 보호 부재의 시공 방법 KR102399369B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016093973 2016-05-09
JPJP-P-2016-093973 2016-05-09
PCT/JP2017/016562 WO2017195606A1 (ja) 2016-05-09 2017-04-26 スキッドパイプ及びその断熱保護部材の施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190004268A KR20190004268A (ko) 2019-01-11
KR102399369B1 true KR102399369B1 (ko) 2022-05-18

Family

ID=60267071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187030768A KR102399369B1 (ko) 2016-05-09 2017-04-26 스키드 파이프 및 그 단열 보호 부재의 시공 방법

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JP6274374B1 (ko)
KR (1) KR102399369B1 (ko)
CN (1) CN109072321B (ko)
TW (1) TWI702360B (ko)
WO (1) WO2017195606A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7072420B2 (ja) * 2018-03-28 2022-05-20 日本製鉄株式会社 スキッドポスト
JP6820566B2 (ja) * 2019-02-22 2021-01-27 明星工業株式会社 小管分岐部の金属被覆断熱構造及びその施工方法
WO2021014989A1 (ja) * 2019-07-19 2021-01-28 三菱ケミカル株式会社 断熱保護部材、その製造方法、施工方法、炉内部材及び加熱炉

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000020814A1 (en) 1998-10-01 2000-04-13 M.H. Detrick Co. Pipe refractory insulation for furnaces
JP2013112832A (ja) 2011-11-25 2013-06-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp スキッドポスト及びスキッドポスト用の分割ブロック
JP2014005173A (ja) 2012-06-25 2014-01-16 Mitsubishi Plastics Inc 無機繊維成形体及び断熱部材

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5123869U (ko) * 1974-08-13 1976-02-21
JP2769903B2 (ja) * 1990-03-28 1998-06-25 芦森工業株式会社 管ライナー用不織布およびその製造方法
JP4041904B2 (ja) 2002-07-15 2008-02-06 新日本製鐵株式会社 加熱炉用パイプ部材
JP5239846B2 (ja) 2008-12-26 2013-07-17 新日鐵住金株式会社 管の外周にライニングされた断熱耐火材の端部養生方法
JP5499644B2 (ja) * 2009-11-06 2014-05-21 三菱樹脂株式会社 無機繊維成形体及びその製造方法
RU2626895C2 (ru) * 2011-08-31 2017-08-02 Басф Се Способ изготовления изолированных труб с улучшенными свойствами
KR102288856B1 (ko) * 2014-02-12 2021-08-10 미쯔비시 케미컬 주식회사 버너 타일, 버너 및 로
BR112017009627B8 (pt) * 2014-11-14 2022-10-25 Mitsubishi Chem Corp Membro protetor de isolamento de calor para coluna de deslizamento e método para aplicar o membro protetor de isolamento de calor na coluna de deslizamento
CN105202316A (zh) * 2015-10-14 2015-12-30 浙江振申绝热科技股份有限公司 管道热保温系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000020814A1 (en) 1998-10-01 2000-04-13 M.H. Detrick Co. Pipe refractory insulation for furnaces
JP2013112832A (ja) 2011-11-25 2013-06-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp スキッドポスト及びスキッドポスト用の分割ブロック
JP2014005173A (ja) 2012-06-25 2014-01-16 Mitsubishi Plastics Inc 無機繊維成形体及び断熱部材

Also Published As

Publication number Publication date
TWI702360B (zh) 2020-08-21
WO2017195606A1 (ja) 2017-11-16
JPWO2017195606A1 (ja) 2018-05-24
CN109072321A (zh) 2018-12-21
CN109072321B (zh) 2020-07-07
JP6274374B1 (ja) 2018-02-07
TW201740046A (zh) 2017-11-16
KR20190004268A (ko) 2019-01-11
JP2018090948A (ja) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102399369B1 (ko) 스키드 파이프 및 그 단열 보호 부재의 시공 방법
US20170198622A1 (en) Thermally Stable Inorganic Fibers For Exhaust Gas Treatment Device Insulating Mat
US8951323B2 (en) Multiple layer mat and exhaust gas treatment device
US8734726B2 (en) Multilayer mounting mat for pollution control devices
EP2513443B1 (en) Mounting mat for exhaust gas treatment device
DK2603676T3 (en) Flexible mounting mat with edge protection and exhaust gas treatment device including the mat assembly
JP2013510742A (ja) 多層防火材料
KR20140048210A (ko) 시멘트가 적용되고 외피를 갖는 세라믹 허니콤 구조체의 제조 방법
KR102453734B1 (ko) 스키드 포스트용 단열 보호 부재 및 스키드 포스트용 단열 보호 부재의 시공 방법
US5407740A (en) Ceramic composites with ceramic fibers
EP2650272A1 (en) Oxide-based composite material
JP6838606B2 (ja) 断熱保護部材、その製造方法、施工方法、炉内部材及び加熱炉
JP6244813B2 (ja) 無機繊維耐火断熱ライニング施工方法
JP2002080824A (ja) 摩擦材料

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right