KR20230010248A - 버너용 내화물, 버너용 내화물의 제조 방법, 리제너레이티브 버너, 및, 공업로 - Google Patents

Abstract

대형의 케이싱에 장착되는, 복수 구멍을 구비한, 버너용 내화물을 제공한다.
복수의 관통공을 구비하는 버너용 내화물로서, 각각의 관통공은 복수의 무기 섬유 압축 성형체로 형성되는 것을 특징으로 하는 버너용 내화물.

Description

버너용 내화물, 버너용 내화물의 제조 방법, 리제너레이티브 버너, 및, 공업로

본 발명은, 버너용 내화물, 버너용 내화물의 제조 방법, 리제너레이티브 버너, 및, 리제너레이티브 버너를 구비하는 공업로에 관한 것이다.

가열로나 열처리로 등 공업로의 천정 혹은 측벽에 장착되어 삽입되는 버너의 주위는, 내화물인 버너 타일에 의해 둘러싸여져 있다. 예를 들어, 천정에 구비되는 리제너레이티브 버너용의 내화물은 1 m × 1.5 m 등 비교적 큰 케이싱에 장착되는 경우가 많다. 또 하나의 내화물이, 연료 분사공이나 연소용의 공기가 출입하는 공기공 등, 노 내외로 관통하는 복수의 관통공을 구비하고, 또 관통공의 각도가 노벽에 대해 노 내외 방향에 수직이 아니고, 각도가 있는 경우가 많다.

이들 용도의 내화물에는, 종래 캐스터블이 사용되고 있지만, 그 캐스터블제의 버너 타일은, 내열 충격성이 낮아 균열이 생기기 쉽다. 특히 대형의 버너 타일이 되면, 보다 균열이 생기기 쉽다. 또, 최근에는 에너지 절약의 관점에서, 버너 타일 이외의 천정의 내화재를 파이버화하는 경우가 많고, 그 경우, 캐스터블제의 버너 타일과 파이버제의 내화재의 열팽창의 차이나 내열 충격성의 차이로부터, 캐스터블제의 버너 타일에, 보다 균열이 생기기 쉬워, 캐스터블제의 버너 타일은 붕괴되어 낙하의 우려가 있다. 천정으로부터 밀도가 높은, 무거운 버너 타일의 파편이 떨어지면, 인명에도 관련되기 때문에, 신속하게 버너 타일을 파이버화하고 싶다는 요망이 있다.

특허문헌 1 에는, 세라믹 파이버 블랭킷을 열십자 또는 방사상 혹은 모자이크상으로 적층하고, 버너 타일의 중앙부에 형성하는 노 내면측에서 확개 (擴開) 하는 나팔상 또는 원통상의 버너 삽입공에 세라믹 파이버 블랭킷의 섬유 선단을 위치시켜 이루어지는 세라믹 파이버제 버너 타일이 기재되어 있다.

특허문헌 2 에는, 섬유질 단열재 블랭킷을 가압하에 적층하여 형성된, 단위 블록을 구비한, 노 내 피가공면의 라이닝 시공에 사용되는 섬유질 단열재 블록이 기재되어 있다.

특허문헌 3 에는, 무기 섬유 성형체로 이루어지고, 노 내외 방향으로 관통한, 버너용의 주구멍을 갖는 버너 타일에 있어서, 그 버너 타일의 적어도 노 내측은, 그 주구멍을 둘러싸는 내투부 (內套部) 와, 그 내투부의 외주를 둘러싸는 외투부 (外套部) 를 갖고, 그 내투부에서는, 무기 섬유제 판체가, 판면을 주구멍에 대해 대략 방사 방향으로 하여 적층되어 있고, 그 외투부에서는, 무기 섬유 블랭킷이 그 내투부의 외주를 복수회 주회하고 있는 것을 특징으로 하는 버너 타일이 기재되어 있다.

특허문헌 4 에는, 외주를 덮는 강제의 노각 (爐殼) 과, 그 노각의 내측에 형성된 면상 세라믹 단열재로 이루어지는 내벽부를 구비한 노의 세로벽을 관통하여 형성되고, 버너의 화염 분출구측이 장착되는 가로 구멍 내에, 그 버너로부터 분출되는 화염과 그 내벽부 사이를 차단하여, 화염이 관통하는 화염 관통 공간을 구비하도록 성형된 세라믹 파이버 성형품으로 이루어지는 가로 구멍 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노체 구조가 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평6-281132호 일본 공개특허공보 2011―226771호 일본 특허 제 6409786호 일본 특허 제 6062873호

특허문헌 1 의 세라믹 파이버제 버너 타일의 경우, 내통부를 형성하는 블랭킷을 고정하기 위해, 노 내측으로 돌출된 철피 (고정 금구) 를 부착할 필요가 있어, 시공이 번잡해진다. 또, 고정 금구가 노 내측으로 튀어나와 있으므로, 내열성의 점에서 열등하다.

또, 상기의 고정 방식으로는, 블랭킷을 압축하여 설치할 수 없기 때문에, 내통부의 강도가 충분하지 않아, 흡인 시의 배기 시나 고온 예열 공기가 공급될 때 등에 내벽이나 관통공의 내주면이 풍식되는 문제가 있다. 또 내열성 부족으로부터, 블랭킷이 수축하여, 에너지 절약 효과의 저하나 케이싱으로 열이 전해져 파손된다는 문제가 있었다.

특허문헌 2 의 섬유질 단열재 블록을 시공하는 경우, 무기 섬유의 블랭킷을 압축하여 블록화하고, 노벽에 고정하는 측의 면에 고정 금구 (고정 로드와 채널) 를 장착하여 이루어지는 단열 블록을, 노벽에 직각으로 형성한 스터드에, 그 고정 금구를 개재하여 장착하는 모듈 공법이 채용되어 있어, 낙하를 방지하는 관점에서 천정 장착용의 단열 부재로서 바람직하다. 그러나, 단열 블록의 강도의 관점에서, 상기 단열 블록의 노벽에 고정하는 측의 면의 중앙부 부근에 고정 금구가 장착되어 있기 때문에, 단열 블록의 중앙부 부근에 구멍을 형성할 수 없다는 과제가 있었다.

상기 문제를 해결하기 위해서, 고정 금구를 단열 블록의 노벽에 고정하는 측의 면의 단부 (端部) 에 장착하면, 고정 금구가 있는 측과 없는 측에서 압축의 밸런스가 붕괴되어, 단열 블록의 강도가 저하된다는 문제가 있다. 또, 단열 블록의 노벽에 고정하는 측의 면의 중앙부에 관통공을 형성하고, 그 면의 양단에 고정 금구를 장착하여, 압축의 밸런스를 잡는 방법도 생각되지만, 복수의 고정 금구를 장착한 경우에는, 고정 금구의 장착 위치나 케이싱에 용접하는 스터드의 장착 위치의 정밀도가 매우 높지 않으면 장착할 수 없다는 과제가 생각된다.

특허문헌 3 에 기재된 버너 타일에서는, 구멍 내주면의 내풍식성이 높아, 버너 타일의 사용으로는 바람직하지만, 면의 크기가 0.25 ㎡ 이상인 성형체는, 부형판을 사용하여 압축 제작하는 것이 곤란하므로, 대형의 버너 타일 용도에는 적합하지 않다. 또 복수개의 관통공이 있는 경우에는, 구멍 사이를 균일 압축하는 것이 곤란하여, 구멍 간의 치수 정밀도가 낮아진다는 문제나 구멍 간의 강도가 저하된다는 문제가 있었다.

특허문헌 3 에 기재된 버너 타일을 대형의 케이싱에 장착되도록 제작하려면, 복수개의 버너 타일을 조합하여 제작하여야 한다. 그러나 복수개의 버너 타일을 대형의 케이싱에 고정하려면 배면에만 접착하여 케이싱에 고정하는 지점도 나오기 때문에, 접착력이 불충분하여, 버너 타일이 천정으로부터 낙하할 가능성이 있어, 천정부에는 적합하지 않다는 문제가 있다.

또, 리제너레이티브 버너에 사용되는 버너 타일은, 복수개의 구멍을 가지지만, 공간의 거리가 비교적 짧은 것이 많다. 특허문헌 3 에 기재된 버너 타일을 복수개 조합하여 사용한 경우, 관통공으로부터 버너 타일의 외주면까지의 거리가 30 ㎜ 미만이 되는 경우도 있어, 두께가 불충분하여 구멍부터 외주면까지의 강도가 불충분해진다는 문제가 있었다.

특허문헌 4 에 기재된 방법에서는, 가로 구멍 부재를 구멍의 내측에 삽입하고 있지만, 천정에서 사용하는 경우에는, 그 가로 길이 부재와 면상 세라믹 단열재인 내벽부를 접착할 필요가 있다. 그러나 접착만으로는 장기 사용에 의해 접착제가 박리되어 가로 구멍 부재가 낙하한다는 염려가 있다. 또, 가로 구멍 부재에 플랜지를 형성함으로써 접착제는 필요하지 않게 되지만, 플랜지부만으로 가로 구멍 부재의 중량을 지지하기 때문에, 플랜지부가 파손되어, 가로 구멍 부재가 낙하한다는 염려가 있다.

이상으로부터, 본 발명은, 대형의 케이싱에 장착되는, 복수 구멍을 구비한, 버너용 내화물을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 이하의 사항을 알아냈다.

·복수의 무기 섬유 압축 성형체를 조합함으로써, 대형의 케이싱에 장착하는 용도에 적용할 수 있을 것,

·관통공을, 복수의 무기 섬유 압축 성형체로 형성함으로써, 무기 섬유 압축 성형체 자체의 강도를 유지하고, 또한, 관통공 간의 강도를 유지할 수 있을 것,

이상의 사항을 기초로, 본 발명자는 이하의 발명을 완성시켰다.

제 1 본 발명은, 복수의 관통공을 구비하는 버너용 내화물로서, 각각의 관통공은 복수의 무기 섬유 압축 성형체로 형성되는 것을 특징으로 하는 버너용 내화물이다.

제 1 본 발명에 있어서, 상기 무기 섬유 압축 성형체를 형성하는 무기 섬유 집합체의 매트의 폭이 50 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.

제 1 본 발명에 있어서, 상기 무기 섬유 압축 성형체의 노각에 고정하는 측의 면의 대략 중앙부에 고정 금구가 장착되어 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 고정 금구는 상기 무기 섬유 압축 성형체의 압축 방향으로 장척인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3(a) 의 형태에서는, 무기 섬유 압축 성형체가 X 방향으로 압축되어 있으므로, 고체 금구는 X 방향으로 장척으로 되어 있다.

제 1 본 발명에 있어서, 상기 무기 섬유 압축 성형체의 압축 방향은, 상기 버너용 내화물에 있어서 상기 복수의 관통공이 배열된 방향과 동일 방향인 것이 바람직하다.

제 1 본 발명에 있어서, 상기 복수의 관통공 중 연소 공기가 출입하는 관통공 내부에는, 무기 섬유제 판체가 판면을 구멍에 대해 대략 방사상으로 하여 적층된 통상 성형체를 구비하고, 그 관통공의 노각측의 단면적은, 노 내측의 단면적보다 큰 것이 바람직하다.

또, 상기 통상 성형체가 교환 가능한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 교환 가능한 구조란, 예를 들어, 도 4(a)(b) 에 나타내는 구조이며, 이 경우, 통상 성형체는, 노각의 외측으로부터 분리하여 교환하는 것이 가능하다.

제 1 본 발명에 있어서, 상기 무기 섬유 압축 성형체가, 상기 관통공을 형성하는 절결 구조를 적어도 하나 구비하는 것이 바람직하다.

제 1 본 발명에 있어서, 노 내측의 면적이 0.5 ㎡ 이상인 것이 바람직하다.

제 1 본 발명의 버너용 내화물은, 케이싱에 장착되는 것이 바람직하다.

제 1 본 발명의 버너용 내화물은, 천정에 장착되는 것이 바람직하다.

제 2 본 발명은, 복수의 관통공을 구비하고, 각각의 관통공은 복수의 무기 섬유 압축 성형체로 형성되는 버너용 내화물의 제조 방법으로서,

복수의 무기 섬유 압축 성형체의 압축 방향을, 형성되는 복수의 관통공이 배열된 방향과 동일 방향으로 함과 함께, 복수의 무기 섬유 압축 성형체가 구비하는 절결 구조를 조합하여, 관통공을 형성하도록, 상기 복수의 무기 섬유 압축 성형체를 배치하는 공정을 구비하는, 버너용 내화물의 제조 방법이다.

제 3 본 발명은, 제 1 본 발명의 버너용 내화물을 구성하는, 무기 섬유 압축 성형체이다.

제 4 본 발명은, 제 1 본 발명의 버너용 내화물을 구비하는, 리제너레이티브 버너이다.

제 5 본 발명은, 제 4 본 발명의 리제너레이티브 버너를 구비하는 공업로이다.

본 발명의 버너용 내화물에 의하면, 대형의 케이싱에 장착되는, 복수 구멍을 구비한, 버너용 내화물을 제공할 수 있다.

도 1 의 (a), (b) 는, 버너용 내화물 (100) 의 노각측 표면을 나타내고 있고, 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 배치를 나타내는 모식도이다.
도 2 의 (a) 는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 사시도이다. (b) 는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 제조 방법을 나타내는 모식도이다. (c) 는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 노각 (50) 에 고정되어 있는 상태를 나타내는 측면 투시도이다.
도 3 의 (a), (b) 는, 버너용 내화물의 블록 고정 금구 (16) 의 위치를 설명하는 모식도이다.
도 4 의 (a) 는, 통상 성형체 (30) 의 사시도이다. (b) 는 통상 성형체 (30) 를 관통공 (20) 에 구비하고, 노각 (50) 에 설치한 상태의 버너용 내화물 (100) 의 단면도이다.
도 5 의 (a), (b) 는, 버너용 내화물의 블록 고정 금구 (16) 의 위치와 관통공을 형성하는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 관통공을 형성하는 부분을 설명하는 모식도이다.
도 6 의 (a), (b) 는, 관통공이 배열되는 방향의 정의를 설명하는 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태의 일례로서의 버너용 내화물, 그 버너용 내화물의 제조 방법, 그 버너용 내화물을 구비하는 리제너레이티브 버너, 및, 그 리제너레이티브 버너를 구비하는 공업로에 대해 설명한다. 단, 본 발명의 범위가 이하에 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

또한, 수치 범위를 나타내는 「a ∼ b」의 기술은, 특별히 언급하지 않는 한 「a 이상 b 이하」를 의미함과 함께, 「바람직하게는 a 보다 크다」 및 「바람직하게는 b 보다 작다」의 뜻을 포함하는 것이다.

또, 본 명세서에 있어서의 수치 범위의 상한값 및 하한값은, 본 발명이 특정하는 수치 범위 내로부터 약간 벗어나는 경우여도, 당해 수치 범위 내와 동일한 작용 효과를 구비하고 있는 한 본 발명의 균등 범위에 포함하는 것으로 한다.

＜버너용 내화물 (100)＞

본 발명의 버너용 내화물 (100) 은, 복수의 관통공 (20) 을 구비하는 버너용 내화물이고, 각각의 관통공 (20) 은 복수의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 을 노 내측으로부터 본 개념도를, 도 1 에 나타낸다. 도 1(a) 에서는, 6 개의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로 구성되고, 각각의 관통공 (20a, 20b, 20c) 은 각각 2 개의 무기 섬유 성형체로 구성된 버너용 내화물 (100) 이 나타나 있고, 도 2(b) 에서는, 4 개의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로 구성되고, 좌우의 관통공 (20a, 20c) 은 각각 2 개의 무기 섬유 압축 성형체로 구성되고, 중앙의 관통공 (20b) 은 4 개의 압축 성형체로 구성된 버너용 내화물 (100) 이 나타나 있다.

(복수의 관통공 (20))

도 1 에 나타낸 버너용 내화물은, 3 개의 관통공 (20a, 20b, 20c) 을 구비하고 있다.

관통공 (20a, 20c) 이, 연료 분사공에 상당하고, 관통공 (20b) 이 연소 공기가 출입하는 관통공에 상당한다.

단, 관통공 (20) 의 수는 도시한 3 개로 한정되지 않고, 적어도 2 개이면, 설치되는 버너의 종류에 따라, 다양한 형태를 취할 수 있지만, 도 1 에 나타낸 3 개의 관통공을 구비하는 형태가 바람직하다.

(복수의 압축 성형체 (10))

또, 도 1(a) 에서는, 6 개의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로 이루어지는 형태, 도 1(b) 에서는, 4 개의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로 이루어지는 형태를 나타냈지만, 버너용 내화물 (100) 을 구성하는 복수의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 수는, 이들로 한정되지 않고, 적어도 2 개이면 되고, 바람직하게는 4 개 이상이다.

또, 도 1 의 형태에서는, 버너용 내화물 (100) 을 구성하는 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 모두가, 후에 설명하는 절결 구조 (22) 를 갖는 형태를 나타내고 있지만, 본 발명의 버너용 내화물 (100) 은, 절결 구조 (22) 를 가지고 있지 않은 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를, 추가로 구비하고 있어도 된다.

버너용 내화물 (100) 의 크기는, 노 내측의 면의 면적이, 복수개의 관통공을 구비하는 경우, 관통공의 내구성이 향상된다는 이유에 의해, 0.5 ㎡ 이상인 것이 바람직하다. 노 내측의 면의 면적이 0.5 ㎡ 이상인 대형의 내화물로 함으로써, 복수의 관통공을 구비하는 버너용 내화물 (예를 들어, 리제너레이티브 버너용 내화물) 용도로서 바람직하게 사용할 수 있다.

(무기 섬유 압축 성형체 (10))

·무기 섬유 집합체의 매트

무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 무기 섬유 집합체의 매트를 적층함으로써 제조된다. 무기 섬유 집합체의 매트를 형성하는 무기 섬유는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 알루미나/실리카, 이들을 포함하는 지르코니아, 스피넬, 티타니아 및 칼시아의 단독, 또는 복합 섬유를 들 수 있다. 그 중에서도, 특히 바람직한 것은, 내열성, 내열 충격성, 섬유 강도 (인성), 안전성의 점에서, 알루미나/실리카계 섬유, 특히 다결정질 알루미나/실리카계 섬유이다. 특히, 알루미나비가 70 ∼ 80 질량％ 이고 실리카비가 30 ∼ 20 질량％ 인 알루미나/실리카 섬유가 바람직하다. 또, 압축에 견딜 수 있는 점, 및, 열에 강한 점에서, 알루미나비가 70 ∼ 76 질량％ 이고 실리카비가 30 ∼ 24 질량％ 알루미나/실리카 섬유가 바람직하다.

무기 섬유 집합체의 매트로는, 안전성을 확보하면서, 내열성이나 내구성을 높인다는 이유에 의해, 실질적으로 섬유 직경 3 ㎛ 이하를 포함하지 않는 무기 섬유의 집합체에 니들링 처리가 실시된 매트 (니들 블랭킷) 가 바람직하다.

무기 섬유 집합체의 부피 밀도는 특별히 한정되지 않지만, 형성되는 단열 블록 (10) 의 내열성 및 강도의 점에서, 85 ㎏/㎥ ∼ 150 ㎏/㎥ 가 바람직하고, 90 ㎏/㎥ ∼ 140 ㎏/㎥ 가 더욱 바람직하고 90 ㎏/㎥ ∼ 128 ㎏/㎥ 가 특히 바람직하다.

무기 섬유 집합체의 매트의 두께는 적절히 선택되지만, 시공성이나 강도의 점에서 10 ∼ 30 ㎜ 가 바람직하고, 12.5 ∼ 27 ㎜ 가 보다 바람직하다. 두께가 지나치게 얇아지면, 시공에 시간이 걸리고, 두께가 지나치게 두꺼우면 접었을 때에, 구조체를 유지하기 어렵다는 문제점이 있다.

무기 섬유 집합체의 매트의 사이즈 (폭) 는, 형성하는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 크기에 따라 조정되고, 특별히 한정되지 않는다. 형성하는 버너용 내화물 (100) 의 크기, 압축 방향, 및, 그 버너용 내화물을 몇 분할하는지에 따라, 적절히, 매트의 사이즈가 조정된다. 구체적으로는, 매트의 최소 사이즈 (폭) 는, 무기 섬유 압축 성형체의 형상을 유지하기 위해서, 50 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 100 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 절결 구조 (22) 를 구비하는 경우, 그 절결 구조 (22) 에 상당하는 무기 섬유 집합체의 매트의 폭은, 그 절결 구조 (22) 의 분, 작아지지만, 그 경우여도, 상기의 하한 이상의 폭을 구비하는 것이 바람직하다. 그 폭이 상기 하한을 초과하여 지나치게 작은 경우에는, 무기 섬유 집합체의 매트를 겹치거나, 절곡하거나, 압축하는 작업이 어려워진다. 또 무기 섬유 압축 성형체의 형상을 유지하는 것이 어려워진다.

·매트의 적층 방법

도 2(a) 에, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 일 실시형태의 사시도를 나타낸다. 또한, 도 2(a) 의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 후에 설명하는 절결 구조 (22) 를 구비하고 있지 않다. 또, 도 2(b) 에, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도를 나타낸다.

무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 있어서의 무기 섬유 집합체의 매트의 적층 방법은, 특별히 제한되지 않는다. 형성되는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 크기를 구비한 무기 섬유 집합체의 판상 매트를 복수 적층한 것이어도 되고, 혹은, 도 2 에 나타내는 바와 같이 장척의 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 를 지그재그로 한 것이어도 된다. 그 중에서도, 고정부 부착 로드 (12) (이하, 「고정 로드」로 생략하는 경우가 있다.) 를 사용하여 블록 고정 금구 (16) 를 고정할 수 있기 때문에, 장착 금구를 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 의해 강고하게 장착할 수 있어, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 내구성이 향상되기 때문에, 장척의 매트를 지그재그로 한 것이 바람직하다.

또한, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 절결 구조 (22) 를 구비하고 있는 경우에는, 상기 무기 섬유 집합체의 매트의, 그 절결 구조 (11) 에 해당하는 위치의 폭이 작아져 있다.

무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 부피 밀도에 관해서 특별히 제한은 없지만, 96 ㎏/㎥ ∼ 160 ㎏/㎥ 가 바람직하고, 120 ㎏/㎥ ∼ 150 ㎏/㎥ 가 보다 바람직하다.

무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 크기는, 500 ㎜ × 500 ㎜ × 500 ㎜ 이하로 하는 것이, 작업성의 관점에서 바람직하다. 또 무기 섬유 압축 성형체의 크기가 커지면 제조가 곤란해진다.

무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 알루미나 로프 등으로 봉제하여, 압축하거나, 구조를 유지하거나 할 수 있다. 또, 무기 섬유 집합체의 매트를 적층하고, 압축면의 양측을 베니어판이나 금속판 등의 압박판 (18) 으로 압박하여 압축하고, 밴드 (19) 등으로 고정함으로써, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 부피 밀도를 높일 수도 있다. 그렇게 함으로써 시공 후에 밴드 (19) 를 절단하는 것에 의해, 압축을 개방하고, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 끼리를 밀착시켜, 노벽에 고정할 수 있다.

도 2(c) 에, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 노각 (50) 에 고정되어 있는 상태의 측면 투시도를 나타낸다.

무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 노각 (50) 에 접하는 면에는, 블록 고정 금구 (16) 를 장착할 수 있다. 그 블록 고정 금구 (16) 와, 노각 (50) 에 세워 형성한 스터드 (52) 를 접속함으로써 (예를 들어, 노각 (50) 에 고정된 스터드 (52) 를 블록 고정 금구 (16) 에 형성한 구멍에 삽입하고, 블록 고정 금구 (16) 이면의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 측으로부터 너트 (54) 로 고정함으로써), 본 발명의 버너용 내화물 (100) 을 구성하는 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 노각 (50) 에 설치된다. 혹은, 블록 고정 금구 (16) 에 볼트나 스터드를 용접하고, 케이싱을 관통시키고, 외측으로부터 너트 등으로 고정함으로써, 본 발명의 버너용 내화물 (100) 을 구성하는 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 노각 (50) 에 설치된다.

특히 천정에 본 발명의 버너용 내화물을 고정하는 경우에는, 압축을 개방한 반발력만으로는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 낙하할 가능성이 있기 때문에, 고정 금구 등을 사용하여, 케이싱에 고정하는 것이 바람직하다.

(무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 제조 방법)

이하, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 제조 방법의 일례를 나타낸다.

먼저, 원하는 폭 및 길이를 갖는 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 를 잘라낸다. 형성하는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가, 후에 설명하는 절결 구조 (22) 를 구비하는 경우에는, 그 잘라낸 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 는, 절결 구조 (22) 에 상당하는 매트의 폭이 좁게 되어 있다. 이 잘라낸 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 를, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 교대로 접어 적층시킨다.

또, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 형성하는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 노각측으로 날이 나가도록, 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 의 접은 부분의 내측에, 고정 로드 (12) 를 장착한다.

고정 로드 (12) 는, 블록 고정 금구 (16) 와 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 고정하는 기능을 가지고 있고, 도시한 바와 같이, 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 의 접음부에 삽입되고, 고정 로드 (12) 의 날이 매트를 관통하고, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 노각측으로 돌출되고, 후에 설명하는 바와 같이, 이 날이 블록 고정 금구 (16) 에 고정된다. 또, 고정 로드 (12) 는, 무기 섬유 집합체의 매트에 삽입되어 있고, 또한, 노벽에 설치했을 때에, 노벽측에 위치하고 있으므로, 열에 의한 손상을 억제할 수 있다.

고정 로드 (12) 의 개수는, 블록 고정 금구 (16) 를 장착할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 접합 강도의 점에서, 4 개 이상으로 하는 것이 바람직하다. 고정 로드 (12) 의 재질은, 노 내에서 사용했을 때에 내열성을 발휘할 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, SUS310S, SUS304 를 들 수 있다. 고정 로드 (12) 의 형상은, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 와 블록 고정 금구 (16) 를 고정할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 도시한 바와 같은 환봉에 삼각형상의 날이 용접된 형상을 들 수 있다.

또한, 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 를 지그재그로 한 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 아니고, 판상의 무기 섬유 집합체의 매트 적층한 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 경우에는, 고정 로드 (12) 를 사용하여 블록 고정 금구 (16) 와 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 고정할 수 없다. 이 경우에는, 적층한 매트를 관통하도록 지지 금구가 용접된 꼬챙이를 가로로 관통시킨다. 내구성의 관점에서 보면, 상기의 고정 로드 (12) 를 사용하여 블록 고정 금구 (16) 와 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 고정하는 편이 바람직하다.

또, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 가이드 파이프 (14) 를 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 의 접은 부분의 내측에 장착한다. 가이드 파이프 (14) 의 구멍은, 블록 고정 금구 (16) 의 구멍에 대응하고 있고, 케이싱의 스터드와 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 고정한 블록 고정 금구 (16) 를 접합시키기 위해서, 너트 체결을 노 내측으로부터 실시하기 위한 가이드의 역할을 담당한다. 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 있어서의 가이드 파이프 (14) 의 수는, 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 대응하는 스터드의 수와 대응하고 있다. 또한, 가이드 파이프 (14) 는, 너트 체결이 실시된 후에는, 그 기능이 완수되었으므로 제거하는 것이 바람직하다.

가이드 파이프 (14) 의 재질은 특별히 한정되지 않고, 금속, 골판지, 플라스틱의 통이 사용 가능하다. 내경은, 스터드의 직경이나 볼트의 크기에 의하지만, 10 ∼ 30 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다. 또, 너트는, SUS310S, SUS304 등의 내열 스테인리스제의 너트를 사용하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 노벽에 설치한 무기 섬유 집합체의 매트 (11) 는, 그 자체의 반발력에 의해, 노벽에 고정되지만, 블록 고정 금구 (16) 는, 이 매트의 반발력에 부가하여, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 강고하게 노벽에 고정하기 위해 사용된다. 구체적으로는, 상기한 바와 같이, 블록 고정 금구 (16) 는, 고정 로드 (12) 를 개재하여, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 노벽에 설치되는 측에 장착된다. 또한, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 그 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 고정한 블록 고정 금구 (16) 를 개재하여, 케이싱에 세워 형성된 스터드에 장착된다. 그리고, 노 내측으로부터 스터드에 블록 고정 금구 (16) 를 개재하여 너트로 고정함으로써, 노벽에 설치된다. 블록 고정 금구 (16) 는, 노벽 (철피) 에 장착되기 때문에, 열에 의한 손상을 억제할 수 있는 재질로 구성되는 것이 바람직하고, 예를 들어, SUS310S, SUS304 등의 내열성 스테인리스에 의해 구성하는 것이 바람직하다.

그 후, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 측면을 동일한 사이즈의 압박판 (18) 으로 압박하고, 그 압박판 (18) 을 개재하여, 압축 곤포기 등에 의해 도시 X 방향으로 소정의 두께까지 압축하고, 밴드 (19) 에 의해 고정한다. 밴드 (19) 는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 소정의 치수로 압축하여 고정하기 위해 사용된다. 밴드 (19) 의 재질은, 이 기능을 발휘한다면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리프로필렌 (PP) 밴드, 폴리에틸렌 (PE) 밴드, 철대 등을 사용할 수 있다.

압박판 (18) 은, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 측면에 장착되고, 밴드 (19) 로 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 압축할 때에, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 보호하는 역할을 갖는다. 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 노벽에 시공한 후, 밴드 (19) 를 절단 후, 압박판 (18) 도 제거된다. 압박판 (18) 의 재질은, 특별히 한정되지 않고, 베니어판, 목판, 철판, 플라스틱판, 골판지 등, 적절히 선택할 수 있다. 압박판 (18) 의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 측면 형상에 맞추어 선택된다. 압박판 (18) 의 크기는, 특별히 지정되지 않지만, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 크기보다 조금 큰 것이 바람직하다.

그 후, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로부터 돌출되어 있는 고정 로드 (12) 의 날에, 블록 고정 금구 (16) 를 장착한다. 예를 들어, 블록 고정 금구 (16) 에 형성한 슬릿에, 고정 로드 (12) 의 날을 통과시키고, 그 날을 절곡하여 용접이나 비스로 움직이지 않게 하는 것에 의해 블록 고정 금구 (16) 를 고정 로드 (12) 에 고정할 수 있다.

(절결 구조 (22), 관통공 (20))

본 발명의 버너용 내화물 (100) 은, 복수의 관통공 (20) 을 구비하고, 그 관통공 (20) 은, 복수의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로 형성된다. 따라서, 그 관통공 (20) 을 형성하는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 절결 구조 (22) 를 구비한다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 에 있어서는, 복수의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 의해 관통공 (20) 이 형성되지만, 이것에 대해, 하나의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로 관통공 (20) 을 형성하는 경우를 도 3 에 나타낸다.

도 3(a) 에 나타내는 형태에서는, 무기 섬유 압축 성형체의 압축의 방향이 복수의 관통공이 배열되어 있는 방향과 90 도 상이하다. 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 있어서, 관통공 (20) 을 피하여, 고정 금구 (16) 를 장착할 필요가 생기기 때문에, 고정 금구 (16) 가 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 중앙부 부근에 존재하지 않는다. 이 때문에, 압축 강도가 일정하게 되지 않아, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 강도가 문제가 된다. 요컨대, 고정 금구 (16) 가 있는 측과 없는 측에서, 밴드 절단 시의 개방 정도가 상이한 것이 문제가 된다. 또 천정에 시공한 경우, 장착 금구가 편측에 있으면, 장착 금구가 없는 측이 처지는 문제가 있다.

도 3(b) 에 나타내는 형태에서는, 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 있어서, 관통공 (20) 을 사이에 두고 2 개의 고정 금구 (16) 를 장착하여, 압축을 균일화시키고 있다. 그러나 이 경우, 고정 금구 (16) 의 장착 정밀도가 매우 높은 레벨로 요구되고, 또, 대응하는 스터드의 위치 정밀도도 매우 높은 레벨로 요구되어, 시공이 어려워 현실적이지 않다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 에서는, 절결 구조 (22) 를 구비하는 복수의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 의해, 관통공 (20) 을 형성함으로써, 상기 문제를 해결하고 있다. 요컨대, 본 발명의 버너용 내화물 (100) 을 구성하는 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 있어서는, 그 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 노각에 고정하는 측의 면의 대략 중앙부에 관통공이 없고, 고정 금구 (16) 가 장착되어 있기 때문에, 상기의 문제가 생기지 않는다. 여기서, 「대략 중앙부」란, 바람직하게는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 노벽에 설치하는 측의 면의 무게 중심 위치로부터 반경 75 ㎜ 의 원의 범위 내에, 고정 금구 (16) 의 무게 중심이 위치하도록 설치하는 것을 의미하거나, 또는, 바람직하게는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 노벽에 설치하는 측의 면을 세로 및 가로로 3 분할했을 때에, 고정 금구 (16) 의 무게 중심이 중앙부에 위치하도록, 설치하는 것을 의미한다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 은, 도 5(a) 에 나타내는 형태를 취할 수도 있다. 본 형태에서는, 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 압축 방향이 관통공의 배열과 90 도 상이하다. 본 형태에서는, 장착 금구 (16) 가 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 대략 중앙부에 부착되어 있기 때문에, 상기 문제를 해결하고 있다. 그러나, 도 5(a) 에 나타내는 형태에서는, 관통공을 형성하는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 관통공을 형성하는 부분 (도면 중의 점선의 동그라미로 나타낸 지점 Z1) 에는 고정 로드 (12) 를 장착할 수 없어, 장착 금구 (16) 를 장착할 수 없다 (도면 중, 고정 로드 (12) 가 장착되어 있는 위치를, 점선으로 나타내고 있다.). 그 때문에, 천정 등에서 사용한 경우, 무기 섬유 압축 성형체의 장착 금구 (16) 로부터 거리가 떨어진 지점은, 케이싱과의 고정이 불충분하여 노 내에서 처질 가능성이 있다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 은, 상기 도 5(a) 보다 바람직한 형태로서, 도 5(b) 에 나타내는 형태를 취할 수도 있다. 본 형태에서는, 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 압축 방향이 관통공의 배열과 90 도 상이하다. 장착 금구 (16) 가 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 대략 중앙부에 부착되어 있고, 또한 장착 금구 (16) 에 의해 관통공의 부분도 서포트하고 있다. 그러나, 관통공 사이의 거리가 가까운 경우에는, 도면 중의 점선의 동그라미로 나타낸 부분 Z2 에 있어서의 절결 구조 (22) 를 형성하는 무기 섬유 집합체의 매트의 크기 (폭) 가 좁아질 가능성이 있다. 폭이 좁으면 무기 섬유 집합체의 매트를 중첩하는 것이나, 접는 것이 매우 어려워진다. 또 무기 섬유 압축 성형체를 제작하였다고 해도, 강도를 충분히 유지할 수 없게 될 가능성이 있다. 적어도 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 형성하는 무기 섬유 집합체의 매트의 폭은 50 ㎜ 이상 있는 것이 바람직하고, 100 ㎜ 있는 것이 보다 바람직하다.

한편, 도 1(a), (b) 에 나타내는 형태와 같이, 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 압축 방향은, 버너용 내화물 (100) 에 있어서, 형성되는 복수의 관통공 (20) 이 배열된 방향과 동일한 방향인 것이 바람직하다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 의 관통공 (20) 간의 강도는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 복수의 관통공 (20) 과 동일한 방향으로 배열되면, 관통공 (20) 의 사이가 좁은 경우여도, 그 관통공 사이의 무기 섬유 집합체의 매트의 폭을 충분히 취할 수 있어, 관통공 사이의 강도가 양호해진다.

(또한, 도 1(a) 의 경우, 가장 폭이 좁은 곳은, 점선의 동그라미로 나타낸 부분 Z3 의 부분이 된다.)

하나의 관통공 (20) 을 형성하는 절결 구조 (22) 의 수는, 바람직하게는 2 개 이상, 보다 바람직하게는, 2 ∼ 4 개이다. 도 1(a) 의 형태에서는, 각 관통공 (20) 이, 2 개의 절결 구조 (22) 로 구성되어 있고, 도 1(b) 의 형태에서는, 좌우 양단의 관통공 (20a, 20c) 이, 2 개의 절결 구조로 구성되어 있고, 중앙의 관통공 (20b) 이, 4 개의 절결 구조 (22) 로 구성되어 있다.

절결 구조 (22) 의 형상은, 조합되어 관통공 (20) 을 형성하면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 단면 반원상의 반원기둥 형상, 또는, 도 1(b) 의 중앙부의 관통공 (20b) 을 형성하는 절결 구조 (22) 와 같이, 횡단면 부채형의, 4 분할 원기둥 형상으로 할 수 있다.

무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 적어도 하나의 절결 구조 (22) 를 구비하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 는, 2 개 이상의 절결 구조 (22) 를 구비하는 것이 바람직하다. 도 1(a) 의 형태에서는, 각 무기 섬유 압축 성형체는, 1 개의 절결 구조 (22) 를 구비하고 있고, 도 1(b) 의 형태에서는, 각 무기 섬유 압축 성형체는, 2 개의 절결 구조 (22) 를 구비하고 있다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 에서는, 관통공 (20) 을 무기 섬유 매트를 압축하여 이루어지는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 로 형성하고 있다. 또, 이하에 설명하는 바와 같이, 바람직한 형태에서는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 압축 방향이, 버너용 내화물 (100) 의 복수의 관통공 (20) 이 배열된 방향으로 되어 있다. 이로써, 관통공 (20) 과 관통공 (20) 간의 강도가 유지되어, 관통공 사이의 거리를 짧게 하는 것이 가능하고, 설비 설계의 자유도가 높아진다.

관통공 (20) 간의 격벽의 거리는, 구체적으로는, 관통공 간의 강도를 유지하는 것과 각 관통공 간의 유체의 리크 방지의 이유에 의해, 바람직하게는 30 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 50 ㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 80 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또 하한은, 20 ㎜ 까지로 하는 것이 바람직하다.

관통공 (20) 의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 복잡한 형상에서는 경년에 의한 변형이 일어날 가능성이 높아지는 점에서 원형 혹은 타원형이 바람직하다. 그 크기는, φ (직경) 50 ㎜ 이상, 500 ㎜ 이하가 바람직하다.

(관통공의 정의)

버너용 내화물 (100) 을 구성하는 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 형성되는 관통공으로는, 연소 공기가 출입하는 관통공, 연료 분사공 외, 검사 구멍이나 계기를 넣는 구멍이 형성되는 경우도 있을 수 있지만, 본 발명이 대상으로 하는 관통공은, 연소 공기가 출입하는 관통공, 연료 분사공이다.

연소 공기가 출입하는 관통공의 직경 (φ) 은, 바람직하게는 40 ㎜ 이상, 550 ㎜ 이하이며, 보다 바람직하게는 150 ㎜ 이상, 350 ㎜ 이하이다. 또, 연료 분사공의 직경 (φ) 은, 바람직하게는 20 ㎜ 이상, 300 ㎜ 이하이며, 보다 바람직하게는 50 ㎜ 이상, 200 ㎜ 이하이다. 또, 검사 구멍이나 계기를 넣는 구멍의 직경 (φ) 은, 통상, 10 ㎜ 이상, 50 ㎜ 이하이다.

(관통공이 배열되는 방향의 정의)

본 발명에 있어서 관통공이 배열되는 방향이란, 도 1 과 같이, 관통공이 도시 상하 방향 중앙에 (버너용 내화물의 노각에 설치하는 면의 장변에 평행한 방향으로) 나란히 배열되어 있는 경우에는, 도면 중의 Y1 방향이 관통공이 배열되는 방향이 된다.

단, 관통공이 배열되는 방향은, 상기 방향으로 한정되지 않고, 도시 상하 방향에 수직인 방향으로부터 비스듬하게 어긋난 방향으로 배열되어 있어도 상관없다. 그러한 예를 도 6(a)(b) 에 나타낸다.

도 6(a)(b) 에서는, 관통공이, 버너용 내화물의 노각에 설치면에 있어서의 장변에 평행한 방향으로부터 비스듬하게 어긋나 있다. 이와 같은 형태에 있어서, 관통공이 배열되는 방향이란 이하와 같이 정의한다. 먼저, 어느 하나의 관통공의 중심축에, 버너용 내화물의 장변 및 단변에 평행하게, 축 Y2, 축 Y3 을 설정한다. 그 어느 축이 다른 관통공과 겹치고 있는 경우 (도 6(a) 의 경우) 는, 그 축 (도 6(a) 의 경우에는 축 Y3) 의 방향을 관통공이 배열되는 방향으로 정의한다. 또, 어느 축도 다른 관통공과 겹치지 않는 경우 (도 6(b) 의 경우), 혹은, 어느 축도 다른 관통공과 겹치고 있는 경우에는, 다른 관통공의 중심과의 거리가 가까운 축을 선택하고, 그 축 (도 6(b) 의 경우에는 축 Y3) 의 방향을 관통공이 배열되는 방향으로 정의한다.

(연소 공기가 출입하는 관통공)

본 발명의 버너용 내화물 (100) 이 연소 공기가 출입하는 관통공 (20) 을 구비하고 있는 경우 (도 1 에 나타낸 형태에서는, 중앙의 관통공 (20b) 이 연소 공기가 출입하는 관통공에 상당하고, 좌우의 관통공 (20a, 20c) 이 연료 분사공에 상당한다.), 그 연료 공기가 출입하는 관통공 (20) 은, 연료 분사공에 비해, 보다 높은 내구성이 요구된다.

따라서, 그 연소 공기가 출입하는 관통공 (20) 의 내주면을 따라, 도 4(a) 와 같은 통상 성형체 (30) 를 구비하는 것이 바람직하다.

또, 연소 공기가 출입하는 관통공 (20) 은, 통상 성형체 (30) 의 이탈을 방지하여, 통상 성형체 (30) 를 안정적으로 유지하기 위해, 관통공 (20) 의 노각측의 단면적은, 노 내측의 단면적보다 큰 것이 바람직하다. 도 4(b) 에, 통상 성형체 (30) 를 관통공 (20) 에 구비하고, 노각 (50) 에 설치한 상태의 버너용 내화물 (100) 의 단면도를 나타낸다. 관통공 (20) 의 축심을 통과하는 단면 형상은, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 노각을 향해 확장되는 사다리꼴 형상이며, 사다리꼴 형상의 사변 (斜邊) 이 관통공 (20) 의 축심에 대해 이루는 각도는, 바람직하게는 10 도 이상, 보다 바람직하게는 15 ∼ 30 도이다.

·통상 성형체 (30)

통상 성형체 (30) 의 일 실시형태를, 도 4 에 나타낸다. 통상 성형체 (30) 는, 무기 섬유제 판체 (31, 32) 가 판면을 구멍에 대해 대략 방사상으로 하여 적층된 구조를 가지고 있는 것이 바람직하다.

도시한 통상 성형체 (30) 는, 그 통상 성형체 (30) 의 축심과 수직인 단면이 삼각형 또는 사다리꼴인 제 1 판체 (31) 와, 동축심과 수직인 단면이 장방형인 제 2 판체 (32) 를 교대로 적층한 것이다. 단면 삼각형 또는 사다리꼴인 제 1 판체 (31) 는, 삼각형의 정점측 또는 사다리꼴의 단변측이 구멍 (34) 의 내주면에 면하도록 배치된다. 단면 장방형의 제 2 판체 (32) 는, 장방형의 일방의 단변이 구멍 (34) 의 내주면에 면하도록 배치된다. 또, 판체 (31, 32) 는, 각각의 길이 방향을 구멍 (34) 의 축심 방향으로 한다. 판체 (31, 32) 를 구멍 (34) 의 둘레 방향으로 교대로 배열함으로써, 구멍 (34) 을 둘러싸는 판체 (31, 32) 의 적층체로 이루어지는 둘러쌈체가 구성된다. 이 둘러쌈체에 있어서, 각 판체 (31, 32) 의 판면은 구멍 (34) 에 대해 대략 방사 방향으로 되어 있다.

이하, 통상 성형체 (30) 의 제조 방법의 일례에 대해 설명한다.

먼저, 통상 성형체 (30) 의 구멍 (34) 의 형상을 갖는 형 (型) 을 준비한다. 그 형의 외주면에 유리 클로스 등으로 이루어지는 이형 시트를 감은 후, 그 형의 외주에, 무기 섬유 블랭킷제의 판체 (31, 32) 를, 각각 판면이 형의 축심에 대해 방사 방향이 되도록 하고, 둘레 방향으로 판체 (31, 32) 가 교대로 적층되도록 배치하여, 형을 둘러싼다. 또한, 판체 (31, 32) 를 배치할 때에, 그 판체 (31, 32) 를 압축하는 것이 바람직하다 . 이로써, 형성되는 구멍 (34) 의 진원도가 높아지고, 또한 판체 (31, 32) 간에 간극이 생기지 않도록 된다.

판체 (31, 32) 를 압축하는 수단은, 특별한 제한은 없지만, 체결 벨트 등의 보조 기구를 사용하여, 소정의 압축률로 체결한 후, 붕대 또는 테이프류로 고정함으로써 달성할 수 있다. 상기의 압축률은, 내풍식성 등 요구되는 물성으로부터 10 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 또, 압축에 의한 섬유의 압괴를 방지하기 위해서, 50 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기에서 제작한 압축체를 무기질 졸을 포함한 바인더액 중에 침지한다. 이 경우, 압축체의 축심선 방향을 상하 방향으로 하여, 바인더액 중에 침지하는 것이 바람직하다. 바인더액은, 형에 형성된 작은 구멍을 통하여 압축체의 내주면으로부터 압축체의 내부로 침투함과 함께, 외주에 있는 포대 또는 테이프류를 투과하여 압축체의 외주면으로부터 압축체의 내부로 침투한다. 또, 바인더액은, 포대 또는 테이프류로 덮여 있지 않은 노출면으로부터 직접 압축체의 내부로 침투한다.

압축체의 적어도 내주측과 외주측에 바인더액이 침투한 후, 압축체를 바인더액으로부터 인상시킨다. 침지 시간은, 압축체의 크기 및 구조 또는 바인더액의 조성 등에 따라, 적절히 조정할 수 있지만, 압축체를 바인더액에 침투시킨 후, 압축체로부터 공포 (空泡) 가 육안으로 확인할 수 없게 되는 정도까지 실시하는 것이 바람직하다.

바인더액으로부터 인상한 압축체의 형 내의 침투한 바인더액을 흡인한다. 그렇게 하면, 압축체의 노출면 등을 통해 공기가 압축체의 내부로 흡입되고, 압축체에 유지되고 있던 바인더액의 일부가 형의 내측 구멍 내로 흡출되고, 배출된다. 소정 시간 바인더액의 흡인 배출을 실시한 후, 압축체를 건조기 내로 옮기고, 바람직하게는 100 ℃ 이상의 온도에서 건조시킨다. 그 후, 압축체를 건조기로부터 꺼내고, 방랭 후, 외주를 감고 있는 포대 또는 테이프류를 벗기고, 또한 형을 탈형한다. 이때, 형에 감은 이형 시트도 제거한다.

이와 같이 하여 건조 및 탈형한 압축체를 소성로로 옮기고, 소성하여, 무기 바인더를 무기 섬유에 베이킹한다. 이로써, 통상 성형체 소체 (素體) 가 얻어진다. 통상 성형체 소체에는, 형의 탈형에 의해 구멍 (34) 이 형성되어 있다. 그 후, 통상 성형체 소체로부터, 돌출 부분 (버) 을 절제함과 함께, 통상 성형체 소체를 규격 치수가 되도록 정형 가공하여, 통상 성형체 (30) 로 한다. 정형 가공으로는, 예를 들어 밴드 소 등 고속의 전단 장치를 사용하여 가공한다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 의 관통공 (20) 중, 연료 공기가 출입하는 관통공 (20) 은, 그 관통공 (20) 의 노각측의 단면적이, 노 내측의 단면적보다 큰 것이 바람직하다. 그리고, 그 연료 공기가 출입하는 관통공 (20) 에, 삽입되는 상기한 통상 성형체 (30) 는, 그 연료 공기가 출입하는 관통공 (20) 을 따른 형상으로 되어 있는 것이 바람직하고, 요컨대, 노각측이 대직경이고, 노 내측이 소직경인, 중공의 원뿔대 형상인 것이 바람직하다.

도 4 에서는, 구멍 (34) 의 축심 방향의 일방 (도시 앞측) 이 대직경이고, 타방 (도시 안측) 이 소직경인 중공의 원뿔대 형상으로 되어 있다. 이와 같은 형상의 관통공 (20) 과, 통상 성형체 (30) 를 조합함으로써, 통상 성형체 (30) 가 관통공 (20) 으로부터 이탈되는 것이 방지되고, 특히, 버너용 내화물 (100) 을, 예를 들어, 천정에 설치한 경우에 있어서, 그 통상 성형체 (30) 를 접착하지 않고, 관통공 (20) 에 설치할 수 있다. 또, 통상 성형체 (30) 와 관통공 (20) 의 접촉 면적이 증가하여, 통상 성형체 (30) 를 보다 안정적으로 지지할 수 있다.

＜버너용 내화물 (100) 의 제조 방법＞

본 발명의 버너용 내화물 (100) 은, 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 갖는 절결 구조 (22) 를 조합하여 관통공 (20) 으로 하도록, 복수의 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 조합하도록 노벽에 설치함으로써, 제조 (설치) 할 수 있다.

각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 노벽에 설치하는 방법으로는, 예를 들어, 버너용 내화물 (100) 을 수납하는 케이싱을 사용하여 노각에 설치된다. 그 케이싱은, 노 내측의 면이 개방된 박스형이며, 노벽에 설치하는 측의 면 내측에 스터드가 세워 형성되어 있다. 그 스터드에, 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 구비하는 고정 금구 (16) 의 구멍을 통하여, 노 내측으로부터 볼트 체결함으로써, 케이싱에 각 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 설치할 수 있다.

케이싱과 무기 섬유 압축 성형체 (10) 사이에 간극이 있는 경우에는, 필요에 따라 이 사이에 무기 섬유 집합체의 매트가 삽입된다. 그 후, 밴드 (19) 를 절단하여, 압박판 (18) 을 분리하고, 압축을 개방하여 무기 섬유 압축 성형체 (10) 를 케이싱에 고정한다.

케이싱의 노벽에 설치하는 측의 면에는, 각 관통공 (20) 에 대응하는 위치에, 구멍이 형성되어 있다. 그 케이싱의 구멍으로부터, 연소 공기가 출입하는 관통공 (20) 에, 통상 성형체 (30) 를 삽입한다. 연소 공기가 출입하는 관통공 (20) 은, 바람직한 형태로서, 노각측의 구멍의 단면적이, 노 내측의 구멍의 단면적보다 크게 형성되어 있으므로, 통상 성형체 (30) 를 용이하게 삽입 가능하고, 또한, 버너용 내화물 (100) 이 가령 천정에 설치된 경우여도, 통상 성형체 (30) 의 탈락을 방지할 수 있다.

상기한 본 발명의 버너용 내화물 (100) 을 수납한 케이싱을 노벽에 설치하는 방법으로는, 바람직하게는, 그 버너용 내화물 (100) 을 수납한 케이싱을 노 외부로부터 장착하고, 케이싱의 플랜지부 등을 볼트 등으로 고정하는 방법을 들 수 있다.

(무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 압축 방향)

무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 압축 방향은, 버너용 내화물 (100) 에 있어서, 형성되는 복수의 관통공 (20) 이 배열된 방향과 동일한 방향인 것이 바람직하다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 의 관통공 (20) 간의 강도는, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 가 복수의 관통공 (20) 과 동일한 방향으로 배열되면, 관통공 (20) 의 사이가 좁은 경우여도, 그 관통공 사이의 무기 섬유 집합체의 매트의 폭을 충분히 취할 수 있어, 관통공 간의 강도가 양호해진다.

한편, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 의 압축 방향이, 관통공 (20) 이 배열된 방향과 상이한 경우에는, 극단적으로 가는 무기 섬유 집합체의 매트로 관통공 (20) 을 형성하게 되어, 적합하지 않다.

＜본 발명의 버너용 내화물 (100) 의 용도＞

본 발명의 버너용 내화물 (100) 은, 천정에 설치한 버너용의 내화물로서 바람직하다. 요컨대, 상기한 바와 같이, 바람직한 형태에서는, 연소 공기가 출입하는 관통공 (20) 이 노각측의 단면적이 넓고, 노 내측의 단면적이 좁은, 원뿔대 형상으로 되어 있기 때문에, 천정에 설치하였다고 해도, 관통공 (20) 내의 통상 성형체 (30) 의 이탈이 방지된다. 또, 무기 섬유 압축 성형체 (10) 에 의해 구성되어 있으므로, 종래의 캐스터블제 버너 타일과 같이, 균열된 파편의 낙하에 의해, 인명을 위협한다는 문제가 없다.

본 발명의 버너용 내화물 (100) 은, 천정에 설치한 버너용의 내화물로서 바람직하다. 특히, 복수의 구멍이 필요로 되는 리제너레이티브 버너용의 내화물로서 바람직하다.

100 : 버너용 내화물
10 : 무기 섬유 압축 성형체
11 : 무기 섬유 집합체의 매트
12 : 고정부 부착 로드
14 : 가이드 파이프
16 : 블록 고정 금구
18 : 압박판
19 : 밴드
20a, 20b, 20c : 관통공
22 : 절결 구조
30 : 통상 성형체
31, 32 : 무기 섬유제 판체
34 : 구멍
50 : 노각
52 : 스터드
54 : 너트

Claims (15)

1. 복수의 관통공을 구비하는 버너용 내화물로서, 각각의 관통공은 복수의 무기 섬유 압축 성형체로 형성되는 것을 특징으로 하는 버너용 내화물.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 무기 섬유 압축 성형체를 형성하는 무기 섬유 집합체의 매트의 폭이 50 ㎜ 이상인, 버너용 내화물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 무기 섬유 압축 성형체의 노각에 고정하는 측의 면의 대략 중앙부에 고정 금구가 장착되어 있는, 버너용 내화물.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 고정 금구는 상기 무기 섬유 압축 성형체의 압축 방향으로 장척인, 버너용 내화물.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 무기 섬유 압축 성형체의 압축 방향은, 상기 버너용 내화물에 있어서 상기 복수의 관통공이 배열된 방향과 동일 방향인, 버너용 내화물.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 관통공 중 연소 공기가 출입하는 관통공 내부에는, 무기 섬유제 판체가 판면을 구멍에 대해 대략 방사상으로 하여 적층된 통상 성형체를 구비하고, 그 관통공의 노각측의 단면적은, 노 내측의 단면적보다 큰, 버너용 내화물.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 통상 성형체가 교환 가능한 구조를 갖는, 버너용 내화물.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 무기 섬유 압축 성형체가, 상기 관통공을 형성하는 절결 구조를 적어도 하나 구비하는, 버너용 내화물.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   노 내측의 면적이 0.5 ㎡ 이상인, 버너용 내화물.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    케이싱에 장착되는, 버너용 내화물.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    천정에 장착되는, 버너용 내화물.
12. 복수의 관통공을 구비하고, 각각의 관통공은 복수의 무기 섬유 압축 성형체로 형성되는 버너용 내화물의 제조 방법으로서,
    복수의 무기 섬유 압축 성형체의 압축 방향을, 형성되는 복수의 관통공이 배열된 방향과 동일 방향으로 함과 함께, 복수의 무기 섬유 압축 성형체가 구비하는 절결 구조를 조합하여, 관통공을 형성하도록, 상기 복수의 무기 섬유 압축 성형체를 배치하는 공정을 구비하는, 버너용 내화물의 제조 방법.
13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 버너용 내화물을 구성하는, 무기 섬유 압축 성형체.
14. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 버너용 내화물을 구비하는, 리제너레이티브 버너.
15. 제 14 항에 기재된 리제너레이티브 버너를 구비하는, 공업로.

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