TW201742963A - 絕熱保護構件、其製造方法、施工方法、爐內構件及加熱爐 - Google Patents

絕熱保護構件、其製造方法、施工方法、爐內構件及加熱爐 Download PDF

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Mitsuo Suzuki
Tomoyuki Kobayashi
Akihiro Yano
Yoshihiro Katsura
Tadahiro Iwamoto
Takashi Kobayashi
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Mitsubishi Chem Corp
Chugai Ro Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種即便施工對象面彎曲亦容易以無間隙地密接於施工對象面之方式進行施工的絕熱保護構件、其製造方法、及施工有該絕熱保護構件之爐內構件及加熱爐。本發明之絕熱保護構件1具有:積層體2,其係將氧化鋁纖維之針刺毯5回折而成;及基材部3,其安裝於該針刺毯5之回折部分側之該積層體之1個面且包含氧化鋁纖維之針刺毯;且利用氧化鋁質之線4藉由縫合等將該積層體2之針刺毯5之回折部分與該基材部結合。

Description

絕熱保護構件、其製造方法、施工方法、爐內構件及加熱爐
本發明係關於一種包含無機纖維成形體之絕熱保護構件、其製造方法、及使用該絕熱保護構件之爐內構件及加熱爐。
於鋼鐵業之加熱爐等高溫爐中有具有彎曲部、角部、曲面部之高溫配管、或步進樑(walking beam)式之滑道支柱(skid post)等圓柱形狀之構件,作為對該等構件進行保護、絕熱之構件,業界使用無機纖維集合體或無機纖維成形體。其中,經針刺加工後之無機纖維集合體(針刺毯)利用其輕量性、易加工性、耐熱衝擊性、耐風蝕性、低熱導率性優異等特性,而被較多地使用。針刺毯作為將其壓縮或積層而成之成形體,而用於鑲面(veneering)施工法或安裝塊積層體而施工。 於此種絕熱保護構件中,存在因爐內產生之鏽垢或鹼性物質所導致之腐蝕之問題。其中,於鋼鐵業之加熱爐中,存在提前劣化之問題,導致提前劣化之原因在於:因爐內之鏽垢而導致氧化鋁/氧化矽系無機纖維生成尤其是與FeO之低熔點化合物,以此為起點引起腐蝕、脆性化。 因此,為了解決上述課題,報告有複數種對無機纖維集合體添加無機質溶膠或黏合劑等而得之無機纖維成形體。 例如於專利文獻1中,記載有一種使毯積層體之爐內側之面含浸有包含藉由煅燒而產生Al2 O3 之成分及產生CaO之成分之液體的無機纖維質絕熱材塊。 專利文獻1中記載之無機纖維質絕熱材塊成為由保形板自兩側夾著而向積層方向壓縮,並纏繞捆束帶而保形為壓縮狀態之形狀。該無機纖維質絕熱材塊係以於排列於爐內表面後,將捆束帶切斷,撤除捆束帶及保形板之方式進行施工。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2015-81752
[發明所欲解決之問題] 上述專利文獻1之無機纖維質絕熱材塊由於成為纏繞捆束帶而保形為壓縮狀態之包裝外形,故而於爐內表面彎曲之情形時,無法於施工時以沿著爐內表面之方式使之彎曲。因此,於施工對象面以小曲率平均彎曲時,難以與施工對象面之間不產生間隙地對無機纖維質絕熱材塊進行施工。 本發明之目的在於提供一種即便施工對象面彎曲亦容易以無間隙地密接於施工對象面之方式進行施工的絕熱保護構件、其製造方法及施工方法、以及施工有該絕熱保護構件之爐內構件及加熱爐。 [解決問題之技術手段] 本發明之主旨如下所述。 [1]一種絕熱保護構件,其具有: 積層體,其係將氧化鋁纖維之針刺毯之回折體積層而成;及 基材部,其安裝於該針刺毯之回折部分側之該積層體之1個面且包含氧化鋁纖維之針刺毯;且 將該針刺毯之回折部分與該基材部結合, 於該積層體與該基材部之至少一部分設置有氧化物前驅物含有液呈未乾燥狀態而附著之含浸部, 該含浸部之含水量相對於該含浸部之無機纖維100質量份為50~400質量份, 該絕熱保護構件整體之含水量相對於絕熱保護構件整體之無機纖維100質量份為50~400質量份, 上述氧化物前驅物含有液含有藉由煅燒而產生包含氧化鋁及氧化鈣之氧化鋁/氧化鈣系組合物之成分, 於上述含浸部中,氧化物前驅物含有液係以按氧化物換算量計,相對於該含浸部之無機纖維100質量份成為2~50質量份之方式附著。 [2]如[1]中記載之絕熱保護構件,其中上述含浸部中之Al與Ca之莫耳比(Al/Ca)為10~330。 [3]如[1]或[2]中記載之絕熱保護構件,其中上述積層體之高度H為30~150 mm。 [4]如[1]至[3]中任一項記載之絕熱保護構件,其中上述積層體之鬆密度為0.10~0.75 g/cm3 。 [5]如[1]至[4]中任一項記載之絕熱保護構件,其中上述積層體與基材部係藉由氧化鋁質之線縫合而接合。 [6]如[1]至[5]中任一項記載之絕熱保護構件,其中於上述積層體之與基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,該具有與基材部之結合部之端部之氧化物前驅物含有液量多於該對向端部。 [7]如技術方案1至6中任一項記載之絕熱保護構件,其中於上述積層體之與基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,該具有與基材部之結合部之端部之含水量多於該對向端部。 [8]如[1]至[7]中任一項記載之絕熱保護構件,其中於上述積層體之與基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,該具有與基材部之結合部之端部之鬆密度高於該對向端部。 [9]如[1]至[8]中任一項記載之絕熱保護構件,其中於上述基材部、與該基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,各部中之無機纖維之鬆密度依照基材部、該具有與基材部之結合部之端部、該對向端部之順序變高。 [10]一種絕熱保護構件之製造方法,其係製造如[1]至[9]中任一項記載之絕熱保護構件之方法,且具有以下步驟: 將用以構成上述積層體之針刺毯與上述基材部重疊,並於成為上述回折部之部分進行接合;及 將用以構成上述積層體之針刺毯於該接合部分向與基材部垂直之方向折起。 [11]一種絕熱保護構件之施工方法,其具有將如[1]至[9]中任一項記載之絕熱保護構件安裝於爐體之內表面或爐內構件之表面的步驟。 [12]如[11]中記載之絕熱保護構件之施工方法,其具有將上述絕熱保護構件之與基材部相反側之面安裝於爐體之內表面或爐內構件之表面的步驟。 [13]如[11]或[12]中記載之絕熱保護構件之施工方法,其中上述爐內構件之施工對象面為凸曲面。 [14]如[13]中記載之絕熱保護構件之施工方法,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑(skid beam)。 [15]一種爐內構件,其於表面安裝有如[1]至[9]中任一項記載之絕熱保護構件。 [16]如[15]中記載之爐內構件,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。 [17]如[15]或[16]中記載之爐內構件,其中上述絕熱保護構件含有氧化鋁/氧化鈣系組合物。 [18]一種加熱爐,其於爐體內表面或爐內構件之表面安裝有如[1]至[9]中任一項記載之絕熱保護構件。 [19]如[18]中記載之加熱爐,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。 [20]如[18]或[19]中記載之加熱爐,其中上述絕熱保護構件含有氧化鋁/氧化鈣系組合物。 [21]一種爐內構件,其特徵在於:其係於表面安裝有絕熱保護構件者,且 上述絕熱保護構件具有:積層體,其係將氧化鋁纖維之針刺毯之回折體積層而成;及基材部,其安裝於該針刺毯之回折部分側之該積層體之1個面且包含氧化鋁纖維之針刺毯;且 將該針刺毯之回折部分與該基材部結合, 於該積層體與該基材部之至少一部分含有包含氧化鋁及氧化鈣之氧化鋁/氧化鈣系組合物。 [22]如[21]中記載之爐內構件,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。 [23]一種加熱爐,其特徵在於:其係於爐體內表面或爐內構件之表面安裝有絕熱保護構件者,且 上述絕熱保護構件具有:積層體,其係將氧化鋁纖維之針刺毯之回折體積層而成;及基材部,其安裝於該針刺毯之回折部分側之該積層體之1個面且包含氧化鋁纖維之針刺毯;且 將該針刺毯之回折部分與該基材部結合, 於該積層體與該基材部之至少一部分含有包含氧化鋁及氧化鈣之氧化鋁/氧化鈣系組合物。 [24]如[23]中記載之加熱爐,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。 [發明之效果] 本發明之絕熱保護構件具有:積層體,其係將氧化鋁纖維之針刺毯之回折體積層而成;及基材部,其安裝於該積層體之1個面。該絕熱保護構件於以將積層體緊貼於施工對象面之方式進行施工之情形時,藉由作為該積層體之構成要素之針刺毯於厚度方向上變形壓縮而吸收內外周之周長差。其結果為,即便施工對象面以小曲率半徑彎曲成凸狀,亦能夠使絕熱保護構件彎曲而密接於施工對象面。 於本發明之絕熱保護構件中,針刺毯排列於與基材部垂直之方向上。針刺毯一般為纖維配向於針刺毯之氈(mat)面方向上,因此於本發明之絕熱保護構件之針刺毯回折體之積層體中,纖維配向於與基材部垂直之面方向上。因此,於將該絕熱保護構件被覆於施工對象面之情形時,積層體之針刺毯中之纖維係配向於與施工對象面垂直之面方向上。 纖維配向於爐內顯露面方向上之基材部若暴露於爐內氛圍中,則發生經時性劣化,或容易因風蝕作用而導致飛散、剝離消失。針對於此,針刺毯回折體之積層體由於如上所述般纖維配向於與施工對象面垂直之面方向即與絕熱保護構件之爐內顯露面垂直之面方向上,故而耐風蝕性非常優異。 因此,設置於爐內之本發明之絕熱保護構件長期維持優異之絕熱保護作用。 於本發明之絕熱保護構件中,藉由使無機纖維之針刺毯中含浸氧化物前驅物含有液,而提高耐鏽垢性。 於本發明中,含浸部整體中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)為10~330,藉此煅燒至高溫時,適量之CaO擴散至無機纖維內部。藉由於無機纖維內部存在CaO,而FeO不易擴散至無機纖維中。即,無機纖維與FeO之反應得以抑制,絕熱保護構件之耐鏽垢性提高。 本發明之絕熱保護構件於進行施工之前使所含浸之氧化物前驅物含有液為未乾燥狀態,藉此具有可撓性,尤其是彎曲部、角部、曲面部之施工性與密接性優異。本發明之絕熱保護構件藉由控制含水量,而機械強度或施工性優異。 本發明之絕熱保護構件能夠簡便地被覆及固定於滑道支柱或滑道樑。
以下,參照圖式對實施形態進行說明。 圖1、2表示實施形態之絕熱保護構件1。絕熱保護構件1具有:積層體2,其係將使氧化鋁纖維之針刺毯回折而成之回折體積層而成;及基材部3,其安裝於顯露該針刺毯之回折部分之該積層體之1個面且包含氧化鋁纖維之針刺毯;且將該積層體2之回折部分與該基材部3結合。基材部3係於積層體2之積層方向上延伸之長方形狀。於該絕熱保護構件1之至少一部分含浸有下述氧化物前驅物含有液。 為了製造絕熱保護構件1,例如如圖3a般,使針刺毯5與基材部3重疊,並藉由氧化鋁質之縫線4將針刺毯5之距一端邊5a特定距離之部位與基材部3縫合。於圖3a中,於該積層體2之回折部分與該基材部3之結合方法中,藉由氧化鋁質之縫線4進行縫合,亦可藉由氧化鋁/氧化矽系接著劑等耐熱性接著劑將該積層體2之回折部分與該基材部3之接著部分接著。 如圖3b般,將針刺毯5之一端側5b、及與其緊連著之部分5c向與基材部3垂直之方向折起使之重疊。然後,將繼該部分5c之後之部分5d回折,藉由縫線4將該部分5d與繼其之後之部分5e之交界點縫合於基材部3。以下,重複該順序,其後,使其含浸前驅物液,藉此製造絕熱保護構件1。 構成積層體2之針刺毯5之各部分5b、5c、5d相對於基材部3垂直。積層體2及基材部3之長度方向長度L相等,寬度W亦相等。 於將絕熱保護構件1用於滑道支柱或滑道樑等之絕熱被覆之情形時,構成積層體2之針刺毯5之厚度T1 適宜為5~25 mm,尤其是10~15 mm左右,基材部3之厚度T2 適宜為5~25 mm,尤其是10~15 mm左右。絕熱保護構件1之長度方向長度L適宜為500~3000 mm,尤其是1000~2000 mm左右。寬度W適宜為100~800 mm,尤其是300~600 mm左右。積層體2之高度(與基材部3垂直之方向之高度)H通常適宜為30~150 mm,較佳為40~120 mm,尤佳為50~90 mm左右。 絕熱保護構件1之鬆密度通常為0.10~0.75 g/cm3 ,較佳為0.15~0.60 g/cm3 ,尤佳為0.20~0.45 g/cm3 左右。 積層體2之鬆密度通常為0.10~0.75 g/cm3 ,較佳為0.15~0.60 g/cm3 ,尤佳為0.20~0.45 g/cm3 左右。 積層體2於與基材部垂直之方向上具備具有與基材部之結合部之端部及其對向端部。其中,較佳為具有與基材部之結合部之端部之鬆密度高於對向端部。 具有與基材部之結合部之端部之鬆密度較佳為0.15~0.75 g/cm3 ,更佳為0.20~0.65 g/cm3 ,尤佳為0.25~0.60 g/cm3 左右。 對向端部之鬆密度較佳為0.15~0.75 g/cm3 ,更佳為0.20~0.60 g/cm3 ,尤佳為0.25~0.50 g/cm3 左右。 基材部3之鬆密度較佳為0.10~0.75 g/cm3 ,更佳為0.15~0.60 g/cm3 ,尤佳為0.20~0.45 g/cm3 左右。 絕熱保護構件1如圖7般係以將與基材部3相反側1f壓抵於施工對象物10之外表面之方式進行施工。於該情形時,將絕熱保護構件1之與基材部3相反側1f向箭頭P方向(即,與基材部3平行之方向)壓縮,使該相反側1f彎曲成凹狀而密接於施工對象物10之外表面。 於施工對象物之曲率較高之情形時,即便欲使絕熱保護構件1彎曲而密接,亦存在相反側1f對彎曲之反彈力較強而向P之反方向剝離的情況。此時,亦可如圖4之絕熱保護構件1A之積層體2A般,使至少一部分之針刺毯5之一端側5b之長度變短,於絕熱保護構件1A之與基材部3相反側形成凹口7。凹口7之深度適宜為積層體2A之高度H之10~70%,尤其是30~50%左右。 作為上述氧化鋁質之縫線4,較佳為氧化鋁長纖維之線。再者,亦可使用氧化鋁質以外之耐火材料製縫線。 於上述絕熱保護構件1、1A之積層體2、2A中,將較長之長方形狀之針刺毯5回折成Z形狀,亦可如圖5之絕熱保護構件1B之積層體2B般,由僅回折1次而成為U字形之形狀之針刺毯8構成積層體2B。該針刺毯8之回折部亦藉由氧化鋁質之縫線4縫合於基材部3。 該絕熱保護構件1B可反覆進行如下步驟而製造:於藉由縫線4將針刺毯8縫合後,將針刺毯8向與基材部3垂直之方向折起。又,該絕熱保護構件1B亦可藉由將圖1所示之絕熱保護構件1之與基材部3相反側1f沿與基材部3平行之方向切斷去除而製造。 於圖5之絕熱保護構件1B中,於與基材部3相反側1f,針刺毯8之端面一致成同一平面狀,亦可如圖6之絕熱保護構件1C般,於該相反側1f形成與上述絕熱保護構件1A相同之凹口7,而容易向上述P方向壓縮。 於圖5、6之絕熱保護構件1B、1C中,構成積層體2B、2C之各針刺毯8之端面(切口面)於上述相反側面1f顯露。該針刺毯8之端面與如絕熱保護構件1、1A般,該相反側1f之回折部包含針刺毯5之長度方向面即氈面之回折部相比,更容易與下述接著劑層11親和。又,於圖5、6之絕熱保護構件1B、1C中,相反側1f成為平面,容易全面地密接於施工對象面。進而,由於施工對象面平坦時,容易使之密接,故而亦能夠用作容易於爐內壁面之廣泛範圍內施工之鑲面材等。 圖7表示將絕熱保護構件1施工於施工對象物10之方法。於絕熱保護構件1之施工前,先於施工對象物10之表面塗佈特定厚度(例如為0.3~10 mm,尤其是0.5~5 mm左右)之接著劑層11,該接著劑層11包含將氧化鋁水泥與增黏劑、分散劑等添加劑一同藉由水混練而成之混練物。接著劑層11除包含氧化鋁水泥以外,亦可包含耐火骨材粒子或耐火纖維。 將絕熱保護構件1之與基材部3相反側1f以向箭頭P方向壓縮後之狀態壓抵於施工對象物10之表面的接著劑層11。於以特定片數之絕熱保護構件1覆蓋施工對象物10之施工對象面後,亦可視需要於絕熱保護構件1之外周捲繞含浸氧化物前驅物含有液之針刺毯。又,亦可藉由膠帶或繩索(rope)等將外周固定。進而,於施工對象面之凹凸較強烈之情形時,亦可將含浸氧化物前驅物含有液之針刺毯捲繞於施工對象物10之表面而減輕凹凸,將絕熱保護構件1之與基材部3相反側1f以向箭頭P方向壓縮後之狀態壓抵於施工對象物10之表面的接著劑層11。 絕熱保護構件1A~1C亦按照與上述相同之順序進行施工。 於如圖7般施工之絕熱保護構件1之積層體2中,針刺毯5配向於與爐內顯露面即基材部3之外表面垂直之面方向上。於針刺毯5中,由於纖維配向於氈面方向上,故而積層體2之纖維配向於與基材部3垂直之面方向上。 構成基材部3之針刺毯中之纖維由於配向於爐內顯露面方向上,故而容易因對爐進行操作時之爐內之高溫氣流而剝落,容易受到風蝕作用。針對於此,積層體2之纖維由於配向於與爐內顯露面垂直之面方向上,故而即便基材部3消失而成為積層體2直接顯露於爐內氛圍之狀態,纖維亦不易剝落,不易受到風蝕作用。因此,本發明之絕熱保護構件1、1A~1C極長期地維持優異之絕熱及保護作用。 參照圖8a、8b,對施工有本發明之絕熱保護構件1之步進樑式加熱爐進行說明。施工本發明之絕熱保護構件之滑道支柱21為鋼製之管狀,且自爐床G豎立設置。再者,所謂滑道支柱21,不僅為鋼製之管狀本身,亦包括於該鋼製之管狀之周圍具有耐火澆注料等既有之絕熱材者。以由複數根滑道支柱21支承之方式設置有滑道樑22。於滑道支柱21之上部施加有包含耐火澆注料之耐火被覆23。將本發明之絕熱保護構件1施工於滑道支柱21中之該耐火被覆23之下側。絕熱保護構件1係將與基材部3相反側1f朝向滑道支柱21而施工。 於滑道樑22之上半側亦施加有包含耐火澆注料之耐火被覆24。將本發明之絕熱保護構件1施工於滑道樑22之下半側。絕熱保護構件1係將與基材部3相反側1f朝向滑道樑22而施工。 本發明之絕熱保護構件1施工於爐內構件之施工對象面為凸曲面之滑道支柱21或滑道樑22之下半側,尤其是以將該積層體緊貼於施工對象面之方式施工時,藉由作為該積層體之構成要素之針刺毯之厚度方向進行變形壓縮而吸收內外周之周長差。其結果為,即便施工對象面以小曲率半徑彎曲成凸狀,亦能夠使絕熱保護構件彎曲而密接於施工對象面,就該方面而言較佳。 較佳為,於將本發明之絕熱保護構件施工於滑道支柱21或滑道樑22之狀態下,於基材部3、具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,各部中之無機纖維之鬆密度依照基材部、該具有與基材部之結合部之端部、該對向端部之順序變高。 於絕熱保護構件1之施工前,預先將接著劑層11(於圖8a、8b中省略圖示)塗佈於滑道支柱21及滑道樑22之外表面。 於使含浸有氧化物前驅物含有液之氧化鋁纖維針刺毯30附著於所施工之絕熱保護構件1之外周側後,藉由膠帶或繩索固定。該膠帶或繩索於其後使爐內升溫時燒毀。又,藉由該升溫而煅燒氧化物前驅物,成為氧化物,不僅針刺毯內之氧化鋁纖維彼此之結合,而且該回折體之界面彼此之結合亦藉由該氧化物之燒結而變得牢固,因此絕熱保護構件1之形狀得以保持。 其中,較佳為煅燒所施工之絕熱保護構件1後之基材部、具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中之鬆密度依照基材部、具有與基材部之結合部之端部、以及對向端部之順序變高。 絕熱保護構件1A~1C亦以相同之方式進行施工。 以下,對適宜在本發明中使用之針刺毯進行詳細說明,但本發明並不特定於該等內容。 本發明之絕熱保護構件較佳為於針刺毯之至少一部分設置氧化物前驅物含有液呈未乾燥狀態而附著之含浸部,且該含浸部之含水量相對於該含浸部之無機纖維100質量份為50~400質量份,該絕熱保護構件整體之含水量相對於絕熱保護構件整體之無機纖維100質量份為50~400質量份,上述氧化物前驅物含有液含有藉由煅燒而產生包含氧化鋁(Al2 O3 )及氧化鈣(CaO)之氧化鋁/氧化鈣系組合物(Al2 O3 及CaO可為單一成分,亦可為複氧化物)之成分,於上述含浸部中,氧化物前驅物含有液係以按氧化物換算量計,相對於該含浸部之無機纖維100質量份成為2~50質量份之方式附著,上述含浸部整體(無機纖維與附著物之整體)中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)為10以上且330以下。 [針刺毯] 本發明中使用之無機纖維之針刺毯(以下,有時簡稱為「毯」或「針刺毯」)較佳為對實質上不包含纖維直徑3 μm以下之纖維之無機纖維之纖維集合體實施針刺處理而得者。藉由使用此種針刺毯,能夠提高本發明之絕熱保護構件之耐風蝕性。 <無機纖維> 作為構成針刺毯之無機纖維,並無特別限制,可列舉:氧化矽、氧化鋁/氧化矽、包含該等之氧化鋯、尖晶石、二氧化鈦及氧化鈣等單個纖維、或複合纖維,就耐熱性、纖維強度(韌性)、安全性之方面而言,尤佳為氧化鋁/氧化矽系纖維,尤其是多晶質氧化鋁/氧化矽系纖維。 氧化鋁/氧化矽系纖維之氧化鋁/氧化矽之組成比(質量比)較佳為處於65~98/35~2之被稱為莫來石組成、或高氧化鋁組成之範圍,進而較佳為70~95/30~5,尤佳為70~74/30~26之範圍。 於本發明中,較佳為無機纖維之80質量%以上、較佳為90質量%以上、尤佳為其總量係上述莫來石組成之多晶氧化鋁/氧化矽系纖維。又,無機纖維中之Ca相對於Al之莫耳比率(Ca/Al)較佳為0.03以下,尤佳為無機纖維不包含Ca。 該無機纖維較佳為實質上不包含纖維直徑3 μm以下之纖維。此處,實質上不包含纖維直徑3 μm以下之纖維係指纖維直徑3 μm以下之纖維為總纖維重量之0.1質量%以下。 無機纖維之平均纖維直徑較佳為5~8 μm。若無機纖維之平均纖維直徑過粗,則失去纖維集合體之反彈力、韌性,若過細,則空氣中懸浮之發塵量變多,含有纖維直徑3 μm以下之纖維之機率變高。 <針刺毯之製造方法> 具有上述適宜之平均纖維直徑,且實質上不包含纖維直徑3 μm以下之纖維之無機纖維集合體於利用溶膠-凝膠法所進行之無機纖維集合體之製造中,可藉由紡絲液黏度之控制、用於紡絲噴嘴之空氣流之控制、延伸絲之乾燥之控制及針刺之控制等而獲得。 針刺毯可如先前公知之方法,例如日本專利特開2014-5173號公報中記載般,經由如下步驟而製造:藉由溶膠-凝膠法獲得無機纖維前驅物之氈狀集合體之步驟、對所獲得之無機纖維前驅物之氈狀集合體實施針刺處理之步驟、及煅燒經針刺處理之無機纖維前驅物之集合體而成為無機纖維集合體之煅燒步驟。再者,於氈狀集合體中,無機纖維前驅物於聚集過程中配向於氈面方向上,因此於針刺毯中,纖維配向於毯之面方向(氈面方向)上。 針刺毯可如先前公知之方法,例如日本專利特開2014-5173號公報中記載般,經由如下步驟而製造:藉由溶膠-凝膠法獲得無機纖維前驅物之集合體之步驟、對所獲得之無機纖維前驅物之集合體實施針刺處理之步驟、及煅燒經針刺處理之無機纖維前驅物之集合體而成為無機纖維集合體之煅燒步驟。 <針刺毯之針跡密度、鬆密度及厚度> 針刺毯之針跡密度為2~200針/cm2 ,尤其是2~150針/cm2 ,特別是2~100針/cm2 ,其中較佳為2~50針/cm2 。若該針跡密度過低,則存在針刺毯之厚度之均一性降低,且耐熱衝擊性降低等問題,若過高,則有損傷纖維,容易於煅燒後飛散之虞。 針刺毯之鬆密度較佳為50~200 kg/m3 ,更佳為80~150 kg/m3 。若鬆密度過低,則成為脆弱之無機纖維成形體,又,若鬆密度過高,則隨著無機纖維成形體之質量增大而失去反彈力,而成為韌性較低之成形體。 針刺毯之面密度較佳為500~4000 g/m2 ,尤其是600~3800 g/m2 ,特別是1000~2000 g/m2 。若該針刺毯之面密度過小,則纖維量較少,僅獲得極薄之成形體,作為絕熱用無機纖維成形體之有用性變低,若面密度過大,則因纖維量過多,而導致難以進行針刺處理之厚度控制。 針刺毯之厚度較佳為2~35 mm左右,但如下所述,就確保氧化物前驅物含有液之含浸深度為3 mm以上、較佳為10 mm以上之觀點而言,針刺毯之厚度較佳為3 mm以上,尤其是10 mm以上。 再者,於本發明中,無機纖維之針刺毯成形為板狀以使得能夠製造板狀之本發明之無機纖維成形體。但是,板狀之針刺毯亦可於操作時成為輥狀。 [氧化物前驅物含有液] 含浸於上述針刺毯之氧化物前驅物含有液包含藉由煅燒而產生包含氧化鋁(Al2 O3 )及氧化鈣(CaO)之氧化鋁/氧化鈣系組合物之成分作為氧化物前驅物。於該氧化鋁/氧化鈣系組合物中,Al2 O3 及CaO可為單一成分,亦可為Al2 O3 與CaO之複氧化物。作為Al2 O3 與CaO之複氧化物,可例示:CaO·Al2 O3 、CaO·2Al2 O3 、CaO·6Al2 O3 等,但並不限定於此。 作為僅對氧化物前驅物含有液進行乾燥及煅燒之情形時的煅燒物中之氧化物之存在形態,如下之(i)~(v)均可。 (i)Al2 O3 單一成分及CaO單一成分 (ii)Al2 O3 單一成分、CaO單一成分及複氧化物 (iii)Al2 O3 單一成分及複氧化物 (iv)CaO單一成分及複氧化物 (v)僅為複氧化物 氧化物前驅物含有液至少包含含有Ca之成分及含有Al之成分。作為含有Ca之成分,具體可列舉:鈣之氫氧化物、氯化物、乙酸鹽、乳酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽等。該等在氧化物前驅物含有液中可僅包含1種,亦可包含2種以上。其中,含有Ca之成分為鈣之乙酸鹽、氫氧化物或碳酸鹽之情形時,煅燒時產生之成分主要為水及二氧化碳,不會使爐內之金屬構件或鋼板等劣化,就該方面而言較佳。 含有Ca之成分於氧化物前驅物含有液中可溶解,亦可呈溶膠狀,亦可呈分散狀。藉由含有Ca之成分於氧化物前驅物含有液中溶解或均勻地分散,能夠將氧化物前驅物均勻地塗佈於構成針刺毯之各無機纖維各者之整個表面,除此以外,就能夠容易地含浸至無機纖維內部之方面而言亦較佳。於含有Ca之成分於氧化物前驅物含有液中沈澱之情形時,有無法均勻地塗佈於無機纖維表面,於纖維表面產生無法塗佈之部分,由此發生因鏽垢所導致之腐蝕之虞,因此有無法充分發揮耐鏽垢性提高效果之虞。 作為含有Al之成分,具體可列舉:鋁之氫氧化物、氯化物、乙酸鹽、乳酸化鹽、硝酸鹽、碳酸鹽等。該等在氧化物前驅物含有液中可僅包含1種,亦可包含2種以上。其中,含有Al之成分為鋁之乙酸鹽、氫氧化物或碳酸鹽之情形時,煅燒時產生之成分主要為水及二氧化碳,不會使爐內之金屬構件或鋼板等劣化,就該方面而言較佳。 含有Al之成分於氧化物前驅物含有液中可溶解,亦可呈溶膠狀,亦可呈分散狀。藉由含有Al之成分於氧化物前驅物含有液中溶解或均勻地分散,能夠將氧化物前驅物均勻地塗佈於構成針刺毯之各無機纖維各者之整個表面,除此以外,就能夠容易地含浸至無機纖維內部之方面而言亦較佳。於含有Al之成分於氧化物前驅物含有液中沈澱之情形時,有無法均勻地塗佈於無機纖維表面,於纖維表面產生無法塗佈之部分,由此發生因鏽垢所導致之腐蝕之虞,因此有耐鏽垢性提高效果不足之虞。 較佳為將乙酸作為分散劑之氧化鋁溶膠,其就煅燒時產生之成分為水及二氧化碳之方面而言較為優異。根據相同之理由,亦可使用將乳酸作為分散劑之氧化鋁溶膠,但於該情形時,有絕熱保護構件之熱收縮率與使用將乙酸作為分散劑之氧化鋁溶膠之絕熱保護構件相比變高的傾向。 使用上述氧化鋁溶膠之情形時所使用之藉由煅燒而生成CaO之成分較佳為鈣之乙酸鹽。藉由混合乙酸鹽,能夠抑制氧化鋁溶膠之分散性之降低,抑制氧化物前驅物含有液之黏度之上升。藉由氧化物前驅物含有液之黏度處於適當之範圍,而容易含浸,又,容易控制附著量。若氧化物前驅物含有液之黏度過高,則有難以對無機纖維進行含浸之虞。 作為氧化物前驅物含有液,較佳為分散有氧化鋁溶膠之乙酸鈣水溶液。 氧化物前驅物含有液較佳為以Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)成為4以上且100以下之方式包含上述藉由煅燒而產生Al2 O3 之成分、及藉由煅燒而產生CaO之成分者,更佳為6以上且36以下,尤佳為9以上且13以下。若Al/Ca比率為該範圍,則於爐內進行加熱時,鈣成分能夠適度地擴散而抑制無機纖維與鏽垢發生反應。又,由於生成耐鏽垢性較高之氧化鈣系氧化物,故而耐鏽垢性之提高效果優異。 氧化物前驅物含有液之氧化物前驅物濃度(藉由煅燒而產生Al2 O3 之成分與藉由煅燒而產生CaO之成分之合計含量)以氧化物換算之固形物濃度計較佳為2~30質量%,尤其是5~10質量%。若氧化物前驅物含有液之氧化物前驅物濃度過低,則有氧化物前驅物成分對針刺毯之附著量(附著量)變低之虞。若氧化物前驅物含有液之氧化物前驅物濃度過高,則有氧化物前驅物含有液之黏性變高,不易含浸之虞。 如上所述,氧化物前驅物含有液為溶膠或溶液之情形時,能夠將氧化物前驅物均勻地塗佈於針刺毯之各無機纖維各者之表面,就該方面而言較佳。 作為氧化物前驅物含有液之分散介質或溶劑,可使用水、醇等有機溶劑或該等之混合物,較佳為水。於氧化物前驅物含有液中亦可含有聚乙烯醇等聚合物成分。為了提高溶膠或溶液中之化合物之穩定性,亦可加入分散穩定劑。作為分散穩定劑,例如可列舉:乙酸、乳酸、鹽酸、硝酸、硫酸等。 氧化物前驅物含有液亦可調配著色劑。藉由將氧化物前驅物含有液著色,能夠目視確認針刺毯之含浸部與非含浸部之區域,就該方面而言較佳。著色之顏色較佳為黑色或藍色。作為著色劑,可使用水溶性墨水等。 氧化物前驅物含有液於針刺毯中之較佳之含浸量如下所述。 [氧化物前驅物含有液之含浸方法] 為了使無機纖維之針刺毯中含浸如上所述之氧化物前驅物含有液,只要將針刺毯浸於氧化物前驅物含有液中,使氧化物前驅物含有液滲透至針刺毯之無機纖維間即可。 於以此方式使針刺毯中含浸氧化物前驅物含有液後,亦可以成為期望之含水量、氧化物前驅物附著量之方式,視需要藉由抽吸或壓縮、離心脫水等使剩餘之液體脫離。為了藉由抽吸使剩餘之液體脫離,較佳為安裝覆蓋於含浸部之附件(attachment),自設置於該附件之抽吸口進行抽吸而脫液之方法。但是,藉由噴霧器進行塗佈之方法由於在表面附近無機黏合劑之固形物成分密度變高,故而無法於針刺毯之厚度方向上使之均等地含浸。又,由於前驅物液含浸部之含水量變多,故而乾燥時發生遷移,無機黏合劑固形物成分於表面變多。因此,若進行煅燒,則產生如下不良情形:於無機纖維成形體之表面之部分開裂,而發生翹曲及龜裂,因此藉由噴霧器進行塗佈之方法不理想。 於以此方式含浸氧化物前驅物含有液,並視需要使多餘之液體脫離後,亦可進一步視需要進行乾燥直至成為特定之含水量為止。藉此,能夠於保持較高之氧化物前驅物附著量(附著量)之狀態下減少含水量。藉由減少含水量,能夠提高施工時之與接著劑之接著性。又,藉由於保持可撓性之狀態下,使無機纖維成形體之質量變輕,而具有容易施工之優點。該乾燥條件係根據要脫離之含水量而於80~180℃且0.5~24小時之範圍內適當進行設定。 氧化物前驅物含有液之附著量如下所述,較佳為以氧化物(CaO及Al2 O3 )換算量計,相對於無機纖維100質量份為2~50質量份。 [針刺毯中之含浸部之位置] 本發明之絕熱保護構件係以如上所述之方式,於絕熱保護構件之至少積層體2及該基材部3之至少一部分,較佳為於積層體2之具有與基材部之結合部之端部、其對向端部及基材部3側,更佳為於整個積層體2及基材部3形成有含浸有氧化物前驅物含有液,且成為未乾燥狀態之含浸部(以下,有時簡稱為「含浸部」)者。 該含浸部較佳為於加熱爐內使用絕熱保護構件時,至少形成於成為絕熱保護構件之爐內顯露面(被加熱面)之基材部3。其原因在於:於未含浸部中發生因鏽垢所導致之腐蝕。藉由於上述H方向上自積層體2及基材部3側起形成高度之1/2以上之含浸部,尤其是藉由絕熱保護構件之整體為含浸部,能夠提高耐鏽垢性。 [含浸部及絕熱保護構件之含水量] 於本發明之絕熱保護構件中,該含浸部之含水量相對於該含浸部之無機纖維100質量份為50~400質量份。於含浸部之含水量過少之情形時,因黏合劑效果而導致可撓性消失。又,纖維之發塵亦變多。反之,於含浸部之含水量過多之情形時,僅對無機纖維成形體稍微施加壓力,液體便自無機纖維漏出。又,因自重而將無機纖維成形體壓碎,因此存在端面之剝離變大之課題。又,若含浸部之含水量過多,則於使用時之加熱中被稱為遷移之伴隨水之乾燥所產生的溶膠之物質移動強烈發生,乾燥表面附近之附著量明顯變高,內部之附著量降低,因此耐熱衝擊性、加熱收縮率變差。即,為了保持含浸部整體之均一性,重要的是含浸部之含水量不超過400質量份。較佳為該含浸部之含水量相對於含浸部之無機纖維100質量份為80~350質量份。 本發明之絕熱保護構件整體所包含之含水量相對於絕熱保護構件整體之無機纖維100質量份為50~400質量份。若絕熱保護構件中之含水量相對於無機纖維100質量份少於50質量份,則難以維持絕熱保護構件之未乾燥狀態,又,可撓性變低,而於施工時產生剝離或破裂之問題。若絕熱保護構件之含水量相對於無機纖維100質量份多於400質量份,則僅對絕熱保護構件稍微施加壓力,液體便自無機纖維漏出。又,因自重而將絕熱保護構件壓碎,因此存在端面剝離變大之問題。絕熱保護構件整體之含水量較佳為相對於絕熱保護構件整體之無機纖維100質量份為150~300質量份。 積層體2整體之含水量較佳為相對於積層體2整體之無機纖維100質量份為50~400質量份,尤其是150~300質量份。其中,較佳為於積層體2之具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,具有與基材部之結合部之端部之含水量高於對向端部。 具有與基材部之結合部之端部中之相對於該端部之無機纖維100質量份之含水量就提高耐鏽垢性及提高鬆密度之觀點而言,較佳為50~400質量份,更佳為100~350質量份,尤佳為200~300質量份。作為測定方法,採取具有與基材部之結合部之端部之試驗片(例如,寬度12.5 mm×深度60 mm×高度10 mm),測定該試驗片之相對於無機纖維100質量份之含水量。 對向端部中之相對於該端部之無機纖維100質量份之含水量就提高耐鏽垢性及提高鬆密度之觀點而言,較佳為50~400質量份,更佳為75~300質量份,尤佳為100~200質量份。作為測定方法,採取對向端部之試驗片(例如,寬度12.5 mm×深度60 mm×高度10 mm),測定試驗片之相對於無機纖維100質量份之含水量。 基材部3整體之含水量較佳為相對於基材部3整體之無機纖維100質量份為50~400質量份,尤其是150~300質量份。 [煅燒後之氧化物之附著量] 氧化物前驅物含有液以於含浸部中煅燒後之氧化物(CaO及Al2 O3 )附著量(以下,有時簡稱為「氧化物附著量」)相對於含浸部之無機纖維100質量份成為2~50質量份之方式含浸於絕熱保護構件之針刺毯中。該氧化物附著量相對於含浸部之無機纖維100質量份,較佳為5~30質量份,最佳為10~25質量份。於氧化物附著量較少之情形時,存在無法獲得期望之耐鏽垢性之情況。反之,若過多,則含浸部之密度變高,熱收縮率變差或耐熱衝擊性、耐機械衝擊性降低。又,於鈣成分大量存在於纖維表面之情形時,由鈣成分與無機纖維生成大量低熔點成分,因此含浸部之耐熱性降低。 根據與含浸部之氧化物附著量相同之理由,絕熱保護構件整體之氧化物附著量較佳為相對於絕熱保護構件整體之無機纖維100質量份為5~40質量份,尤其是8~30質量份。 根據與含浸部之氧化物附著量相同之理由,積層體2整體之氧化物附著量較佳為相對於積層體2整體之無機纖維100質量份為5~40質量份,尤其是8~30質量份。其中,較佳為於積層體2之具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,具有與基材部之結合部之端部之氧化物前驅物含有液量高於對向端部。 於具有與基材部之結合部之端部中,就提高耐鏽垢性及提高鬆密度之觀點而言,氧化物前驅物含有液以氧化物附著量計,相對於該端部之無機纖維100質量份,較佳為8~50質量份,更佳為15~40質量份,尤佳為25~35質量份。作為測定方法,採取具有與基材部之結合部之端部之試驗片(例如,寬度12.5 mm×深度60 mm×高度10 mm),測定試驗片之相對於無機纖維100質量份之氧化物前驅物含有液量(氧化物附著量換算)。 於對向端部中,就滑道支柱或滑道樑等施工對象物之曲率較高之情形時之施工性提高及對附著於施工對象物之表面之鏽垢之耐鏽垢性賦予的觀點而言,氧化物前驅物含有液以氧化物附著量計,相對於該對向端部之無機纖維100質量份,較佳為8~50質量份,更佳為12~40質量份,尤佳為15~30質量份。作為測定方法,採取對向端部之試驗片(例如,寬度12.5 mm×深度60 mm×高度10 mm),測定試驗片之相對於無機纖維100質量份之氧化物前驅物含有液量(氧化物附著量換算)。 根據與含浸部之氧化物附著量相同之理由,基材部3整體之氧化物附著量較佳為相對於絕熱保護構件整體之無機纖維100質量份為5~40質量份,尤其是8~30質量份。 本發明之絕熱保護構件之含浸部整體中之Al與Ca的莫耳比率(Al/Ca)為10~330,較佳為30~100,尤佳為32~70。 所謂含浸部整體,係表示構成含浸部之無機纖維與附著物之整體。所謂含浸部整體中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca),係存在於無機纖維成形體之含浸部之構成針刺毯之無機纖維中所包含之Ca之莫耳量與來自氧化物前驅物含有液之Ca之莫耳量的和相對於無機纖維中所包含之Al之莫耳量與來自氧化物前驅物含有液之Al之莫耳量的和之比。於施工前之絕熱保護構件、及於施工後藉由加熱煅燒過之絕熱保護構件中,Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)實質上相等。 本發明之絕熱保護構件之含浸部整體之Al:Si:Ca莫耳比就耐鏽垢性、耐熱性及耐熱衝擊性之觀點而言,較佳為77.2~79.5:18.9~21.6:0.9~2.2。此處,含浸部整體之Al之莫耳量及Ca之莫耳量如上所述,係存在於含浸部之構成針刺毯之無機纖維中所包含之Al及Ca之各莫耳量與來自氧化物前驅物含有液之Al及Ca之各莫耳量的合計。Si之莫耳量係構成針刺毯之無機纖維中所包含之Si之莫耳量。 含浸部中之Al量、Ca量及Si量可藉由螢光X射線分析而測定。 根據與含浸部整體之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)相同之理由,積層體2整體中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)通常為10~330,較佳為30~100,尤佳為32~70。 根據與含浸部整體之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)相同之理由,具有與基材部之結合部之端部中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)通常為10~330,較佳為30~100,尤佳為32~70。作為測定方法,採取具有與基材部之結合部之端部之試驗片(例如,寬度12.5 mm×深度60 mm×高度10 mm),使用構成針刺毯之無機纖維中所包含之Ca之莫耳量與來自氧化物前驅物含有液之Ca之莫耳量的和相對於無機纖維中所包含之Al之莫耳量與來自氧化物前驅物含有液之Al之莫耳量的和之比,算出該試驗片之含浸部整體中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)。 根據與含浸部整體之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)相同之理由,對向端部中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)通常為10~330,較佳為30~100,尤佳為32~70。作為測定方法,採取具有與基材部之結合部之端部之試驗片(例如,寬度12.5 mm×深度60 mm×高度10 mm),使用構成針刺毯之無機纖維中所包含之Ca之莫耳量與來自氧化物前驅物含有液之Ca之莫耳量的和相對於無機纖維中所包含之Al之莫耳量與來自氧化物前驅物含有液之Al之莫耳量的和之比,算出該試驗片之含浸部整體中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)。 根據與含浸部整體之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)相同之理由,基材部3整體中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)通常為10~330,較佳為30~100,尤佳為35~80。 [CaO之作用] 於在爐內對具有含浸部之本發明之絕熱保護構件進行加熱,以高溫煅燒氧化物前驅物含有液之情形時,自氧化物前驅物含有液生成之CaO成分之一部分擴散至無機纖維內部。藉由含浸部整體中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)處於上述範圍,煅燒至高溫時,適量之CaO擴散至無機纖維內部。藉由在無機纖維內部存在適量之CaO,FeO不易擴散至無機纖維中。即,無機纖維與FeO之反應得以抑制。因此,絕熱保護構件之耐鏽垢提高。於含浸部中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)少於10之情形時,由無機纖維與擴散至其內部之CaO大量地生成與無機纖維之低熔點化合物,因此有耐熱性、耐熱衝擊性降低之虞。又,於含浸部中之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)多於330之情形時,有CaO之擴散不充分,耐鏽垢不提高之虞。尤其是於使用莫來石(3Al2 O3 ·2SiO2 )組成之無機纖維之情形時,若以高溫進行煅燒,則生成莫來石之結晶相、及於莫來石成分中擴散有CaO之結晶相。於該情形時,於殘留耐熱衝擊性、耐熱性、耐機械衝擊性優異之莫來石結晶相之狀態下,CaO擴散至纖維內部,因此認為耐FeO性提高。 其可藉由如下之方式進行確認,即,作為於以1400℃、8小時之條件煅燒該無機纖維成形體後,藉由X射線繞射法(XRD)所檢測之波峰,存在表示莫來石結晶相之波峰及表示CaO-Al2 O3 -SiO2 系結晶相之波峰。 Ca成分擴散至纖維內部可藉由使用電子探針微量分析器(EPMA)之元素映射而確認。 [絕熱保護構件之搬運、施工] 本發明之絕熱保護構件較佳為藉由真空包裝或收縮包裝等進行包裝而保管、運輸,以防止因乾燥所導致之含水量之減少。 [實施例] 以下,利用實施例對本發明之實施形態進行說明,但本發明只要不超出其主旨,則並不限定於該等實施形態。再者,本實施例中記載之項目係藉由以下之方法進行測定。 有時將積層體之與基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部分別記為積層體下部及積層體上部。 [含水量] 絕熱保護構件含浸部之含水率係以150℃將絕熱保護構件乾燥12小時,自乾燥前之絕熱保護構件之質量W1 與乾燥後之絕熱保護構件之質量W2 的差(W1 -W2 )求出含水量,以水分相對於無機纖維100質量份之質量比而算出。 關於測定中使用之試樣,積層體上部及積層體下部使用切割成寬度12.5 mm×深度60 mm×高度10 mm之試驗片,基材部使用切割成寬度10 mm×深度60 mm×高度12.5 mm之試驗片。 [氧化物附著量] 絕熱保護構件含浸部之氧化物附著率係以1200℃煅燒絕熱保護構件8小時,其後測定絕熱保護構件之質量,減去絕熱保護構件中之無機纖維之針刺毯之質量而求出氧化物附著量,以絕熱保護構件中之氧化物附著量相對於無機纖維100質量份之質量比而算出。 關於測定中使用之試樣,積層體上部及積層體下部使用切割成寬度12.5 mm×深度60 mm×高度10 mm之試驗片,基材部使用切割成寬度10 mm×深度60 mm×高度12.5 mm之試驗片。 [脫落確認試驗] 對絕熱保護構件塗佈3 mm厚左右之砂漿,並將其施工於直徑340 mm、高度800 mm之不定形耐火物之筒,試驗於升溫時間5℃/分鐘、1400℃、8小時之條件下進行煅燒是否發生脫落。 <評價基準> ○:不脫落,亦無間隙 ×:發生脫落 [耐鏽垢性試驗] 以150℃將絕熱保護構件乾燥12小時,對R=34(弦長=145 mm、矢高=40 mm)之不定形耐火物塗佈3 mm厚左右之砂漿,並接著積層體之對向端部側。於在基材部上以5 mm見方載置厚度1 mm之鐵顆粒之狀態下放入至電爐,以5小時升溫至1400℃,於該溫度下保持5小時,之後於降溫後取出,根據因氧化鐵而導致之深度方向之腐蝕程度,按照下述基準進行評價。 <評價基準> ○:腐蝕深度超過0 mm且為10 mm以下 ×:腐蝕深度超過10 mm [外觀觀察] 以150℃將絕熱保護構件乾燥12小時,塗佈3 mm厚左右之砂漿,並施工於直徑340 mm、高度800 mm之不定形耐火物之筒,觀察於升溫時間5℃/分鐘、1400℃、8小時之條件下進行煅燒後之不定形耐火物與絕熱保護構件之間隙。 <評價基準> ○:無間隙 △:存在極少之間隙 ×:存在無數間隙 [實施例1] 將使平均纖維直徑為5.5 μm,且實質上不包含纖維直徑3 μm以下之纖維之包含72質量%之氧化鋁及28質量%之氧化矽之多晶質氧化鋁/氧化矽系纖維聚集並進行針刺而成的針刺毯(三菱化學股份有限公司製造,商品名 MAFTECTM MLS,厚度12.5 mm、針跡密度5針/cm2 、鬆密度128 kg/m3 、面密度1600 g/m2 )加工成深度600 mm×寬度1800 mm者,將其作為基材部。對折將上述針刺毯加工成深度600 mm×寬度100 mm者,並藉由氧化鋁線將凹部分縫合於基材部,從而獲得無機纖維成形體。(H=50 mm) 製作如下液體作為氧化物前驅物含有液,即,向將乙酸作為分散劑之氧化鋁溶膠溶液中以Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)成為12之方式添加乙酸鈣一水合物,而將氧化物換算之固形物成分濃度調整至7.0質量%。於使無機纖維成形體整體中含浸該液體後,使基材部側接地於抽吸口,以抽吸力8.0 m3 /min進行抽吸,於100℃下乾燥3小時,從而獲得絕熱保護構件。 將所獲得之絕熱保護構件之積層體上部、積層體下部、基材部及整體之含水量、氧化物附著量、含浸部之Al與Ca之莫耳比率(Al/Ca)及鬆密度之測定結果示於表1。又,將施工於直徑340 mm、高度800 mm之不定形耐火物之筒時之絕熱保護構件各部位之壓縮率及壓縮時之無機纖維之鬆密度及煅燒後之鬆密度、以及藉由上述方法對施工後之絕熱保護構件之脫落確認試驗、耐鏽垢性試驗及外觀檢查進行評價之結果示於表2。 [實施例2] 於加工成與實施例1相同之形狀後,使積層體之對向端部側接地於抽吸口,除此以外,以相同之方式製作絕熱保護構件,並進行與實施例1相同之評價。將結果示於表1及表2。 [比較例1] 於加工成與實施例1相同之形狀後,不進行含浸前驅物液及之後之步驟,除此以外,以相同之方式製作絕熱保護構件,並進行與實施例1相同之評價。將結果示於表1及表2。 [表1] [表2] [考察] 根據表1及表2中記載之結果,作為本案之絕熱保護構件之實施例1及實施例2與比較例1相比,脫落確認試驗、耐鏽垢性試驗及外觀檢查較為良好。另一方面,比較例1由於未含浸氧化物前驅物含有液,故而絕熱保護構件被鏽垢腐蝕,耐鏽垢試驗及外觀觀察不良。 若對實施例1與實施例2進行比較,則實施例1由於使抽吸口接地於基材部側而對氧化物前驅物含有液進行脫液,故而施工面(積層體上部)之水分與附著量較少,能夠維持作為構成材料之針刺毯所具有之柔軟性及反彈力,因此較為優異。又,由於能夠在成為曝露面之基材部、積層體下部相對較多地附著氧化物前驅物含有液,故而能夠賦予更高之耐鏽垢性,因此較為優異。相對於此,實施例2由於使抽吸口接地於積層體之對向端部側而進行脫液,故而基材部之氧化物前驅物含有液之附著量相對較少,雖未發生脫落,但觀察到局部出現間隙。 利用特定之態樣對本發明進行了詳細說明,但對業者而言,顯然能夠不脫離本發明之意圖及範圍而進行各種變更。 本申請案係基於2016年5月13日申請之日本專利申請案2016-097230,其整體藉由引用被援用於此。
1‧‧‧絕熱保護構件
1A‧‧‧絕熱保護構件
1B‧‧‧絕熱保護構件
1C‧‧‧絕熱保護構件
1f‧‧‧相反側
2‧‧‧積層體
2A‧‧‧積層體
2B‧‧‧積層體
2C‧‧‧積層體
3‧‧‧基材部
4‧‧‧縫線
5‧‧‧針刺毯
5a‧‧‧針刺毯之一端邊
5b‧‧‧針刺毯之一端側
5c‧‧‧針刺毯之一部分
5d‧‧‧針刺毯之一部分
5e‧‧‧針刺毯之一部分
7‧‧‧凹口
8‧‧‧針刺毯
10‧‧‧施工對象物
11‧‧‧接著劑層
21‧‧‧滑道支柱
22‧‧‧滑道樑
23‧‧‧耐火被覆
24‧‧‧耐火被覆
30‧‧‧氧化鋁纖維針刺毯
G‧‧‧爐床
H‧‧‧高度
L‧‧‧長度
P‧‧‧箭頭
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
W‧‧‧寬度
圖1係實施形態之絕熱保護構件之立體圖。 圖2係圖1之II部分之剖視圖。 圖3a、3b係表示實施形態之絕熱保護構件之製造方法之剖視圖。 圖4係實施形態之絕熱保護構件之立體圖。 圖5係實施形態之絕熱保護構件之剖視圖。 圖6係實施形態之絕熱保護構件之剖視圖。 圖7係實施形態之絕熱保護構件之施工方法之說明圖。 圖8a係作為施工有絕熱保護構件之爐內構件之滑道支柱及滑道樑之立體圖,圖8b係圖8a之VIIIb-VIIIb線剖視圖。
2‧‧‧積層體
3‧‧‧基材部
H‧‧‧高度
L‧‧‧長度
T2‧‧‧厚度
W‧‧‧寬度

Claims (24)

  1. 一種絕熱保護構件,其具有: 積層體,其係將氧化鋁纖維之針刺毯之回折體積層而成;及 基材部,其安裝於該針刺毯之回折部分側之該積層體之1個面且包含氧化鋁纖維之針刺毯;且 將該針刺毯之回折部分與該基材部結合, 於該積層體與該基材部之至少一部分設置有氧化物前驅物含有液呈未乾燥狀態而附著之含浸部, 該含浸部之含水量相對於該含浸部之無機纖維100質量份為50~400質量份, 該絕熱保護構件整體之含水量相對於絕熱保護構件整體之無機纖維100質量份為50~400質量份, 上述氧化物前驅物含有液含有藉由煅燒而產生包含氧化鋁及氧化鈣之氧化鋁/氧化鈣系組合物之成分, 於上述含浸部中,氧化物前驅物含有液係以按氧化物換算量計,相對於該含浸部之無機纖維100質量份成為2~50質量份之方式附著。
  2. 如請求項1之絕熱保護構件,其中上述含浸部中之Al與Ca之莫耳比(Al/Ca)為10~330。
  3. 如請求項1或2之絕熱保護構件,其中上述積層體之高度H為30~150 mm。
  4. 如請求項1至3中任一項之絕熱保護構件,其中上述積層體之鬆密度為0.10~0.75 g/cm3
  5. 如請求項1至4中任一項之絕熱保護構件,其中上述積層體與基材部係藉由氧化鋁質之線縫合而接合。
  6. 如請求項1至5中任一項之絕熱保護構件,其中於上述積層體之與基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,該具有與基材部之結合部之端部之氧化物前驅物含有液量多於該對向端部。
  7. 如請求項1至6中任一項之絕熱保護構件,其中於上述積層體之與基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,該具有與基材部之結合部之端部之含水量多於該對向端部。
  8. 如請求項1至7中任一項之絕熱保護構件,其中於上述積層體之與基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,該具有與基材部之結合部之端部之鬆密度高於該對向端部。
  9. 如請求項1至8中任一項之絕熱保護構件,其中於上述基材部、與該基材部垂直之方向上的具有與基材部之結合部之端部及其對向端部中,各部中之無機纖維之鬆密度依照基材部、該具有與基材部之結合部之端部、該對向端部之順序變高。
  10. 一種絕熱保護構件之製造方法,其係製造如請求項1至9中任一項之絕熱保護構件之方法,且具有以下步驟: 將用以構成上述積層體之針刺毯與上述基材部重疊,並於成為上述回折部之部分進行接合;及 將用以構成上述積層體之針刺毯於該接合部分向與基材部垂直之方向折起。
  11. 一種絕熱保護構件之施工方法,其具有將如請求項1至9中任一項之絕熱保護構件安裝於爐體之內表面或爐內構件之表面的步驟。
  12. 如請求項11之絕熱保護構件之施工方法,其具有將上述絕熱保護構件之與基材部相反側之面安裝於爐體之內表面或爐內構件之表面的步驟。
  13. 如請求項11或12之絕熱保護構件之施工方法,其中上述爐內構件之施工對象面為凸曲面。
  14. 如請求項13之絕熱保護構件之施工方法,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。
  15. 一種爐內構件,其於表面安裝有如請求項1至9中任一項之絕熱保護構件。
  16. 如請求項15之爐內構件,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。
  17. 如請求項15或16之爐內構件,其中上述絕熱保護構件含有氧化鋁/氧化鈣系組合物。
  18. 一種加熱爐,其於爐體內表面或爐內構件之表面安裝有如請求項1至9中任一項之絕熱保護構件。
  19. 如請求項18之加熱爐,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。
  20. 如請求項18或19之加熱爐,其中上述絕熱保護構件含有氧化鋁/氧化鈣系組合物。
  21. 一種爐內構件,其特徵在於:其係於表面安裝有絕熱保護構件者,且 上述絕熱保護構件具有:積層體,其係將氧化鋁纖維之針刺毯之回折體積層而成;及基材部,其安裝於該針刺毯之回折部分側之該積層體之1個面且包含氧化鋁纖維之針刺毯;且 將該針刺毯之回折部分與該基材部結合, 於該積層體與該基材部之至少一部分含有包含氧化鋁及氧化鈣之氧化鋁/氧化鈣系組合物。
  22. 如請求項21之爐內構件,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。
  23. 一種加熱爐,其特徵在於:其係於爐體內表面或爐內構件之表面安裝有絕熱保護構件者,且 上述絕熱保護構件具有:積層體,其係將氧化鋁纖維之針刺毯之回折體積層而成;及基材部,其安裝於該針刺毯之回折部分側之該積層體之1個面且包含氧化鋁纖維之針刺毯;且 將該針刺毯之回折部分與該基材部結合, 於該積層體與該基材部之至少一部分含有包含氧化鋁及氧化鈣之氧化鋁/氧化鈣系組合物。
  24. 如請求項23之加熱爐,其中上述爐內構件為滑道支柱或滑道樑。
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