TWI636228B - Burner brick, burner and furnace - Google Patents

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川端健介
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Abstract

本發明提供一種耐火性、耐熱性、耐風蝕性、耐熱衝擊性良好之燃燒器磚。於包含無機纖維成形體、且具有燃燒器用之主孔3E之燃燒器磚1E中，使主孔3E之內周面由包含無機纖維製板體121、122之積層體的內套部120構成。利用無機纖維成形體將內套部120之外周圍繞，從而構成外套部130。沿主孔3E之內周面之部分成為高鬆密度。藉由使大量無機黏合劑附著於構成內周面附近之無機纖維，而成為高鬆密度。

Description

燃燒器磚、燃燒器及爐
本發明係關於一種設置有燃燒器之燃燒器磚，尤其關於一種使用有無機纖維成形體之燃燒器磚。又，本發明係關於具有該燃燒器磚之燃燒器、及具有該燃燒器之爐。
裝設且插入於加熱爐或熱處理爐等之頂板或者側壁之燃燒器之周圍係被作為耐火材之燃燒器磚包圍。作為燃燒器磚，廣泛使用有塑膠耐火物之衝壓(stamping)成形品、或者水泥(castable)之流入成形品。然而，塑膠耐火物之衝壓成形品之成形中需要高度的熟練度。又，水泥之流入成形品有時會因乾燥不良而發生爆裂。又，就燃燒器磚而言，因燃燒器之燃燒、滅火之切換激烈，故而，對於燃燒器磚之熱衝擊大，存在容易發生龜裂或層狀之剝落的問題。
因此，最近，逐漸採用耐熱衝擊之陶瓷纖維製燃燒器磚。
專利文獻1中記載有一種陶瓷纖維製燃燒器磚，其係將陶瓷纖維毯以十字、放射狀或者馬賽克狀積層，且使陶瓷纖維毯之纖維前端位於喇叭狀或圓筒狀之燃燒器插入孔內，該插入孔形成於燃燒器磚之中央部且於爐內面側擴展。
專利文獻2中記載有一種燃燒器磚，其包含耐火性材料及無機纖維布，且捲設有無機纖維布。
專利文獻3中記載有一種無機纖維成形體，其係使無機纖維之針軋毯中含浸無機質溶膠後使其乾燥而成者，該無機纖維成形體中，使 用鬆密度為0.08~0.20g/cm3之無機纖維成形體作為燃燒器磚等之隔熱材。
專利文獻4中記載有一種無機纖維成形體，其含有無機纖維與無機黏合劑粒子，且具有至少一組高纖維密度區域與低纖維密度區域，該無機纖維成形體中，各區域之黏合劑粒子之含量之比分別為0.5：1~5：1，成形體再表面之無機黏合劑粒子之數量平均粒徑為20~35μm且該無機黏合劑粒子之個數未達15個。
專利文獻5中記載有一種燃燒器磚，其特徵在於包括：由耐熱材料構成之圍壁部、以壓縮之狀態保持於上述圍壁部所形成之空洞部內的無機質纖維成形毯、及藉由上述無機質纖維成形毯之回復力而被保持之內襯構件。
專利文獻6中記載有一種燃燒器磚，其積層有複數塊陶瓷纖維毯、且設有相對於積層方向成直角且一方擴展之剖面喇叭形狀之燃燒筒部，該燃燒器磚中，燃燒器磚之積層方向兩側部係由利用黏合劑將陶瓷纖維壓榨結合而成之纖維質成型體構成。
專利文獻7中記載有一種燃燒器磚，其與爐心相接之內周面包含無機纖維毯之連續層，連續層係沿穿過上述燃燒器用主孔之軸線的平面而鄰接、且鬆密度隨著靠近上述軸線而增加。
[專利文獻1]日本專利特開平6-281132號公報
[專利文獻2]日本專利特開平9-264528號公報
[專利文獻3]日本專利特開2011-208344號公報
[專利文獻4]國際公開第2013/035645號
[專利文獻5]日本專利特開2000-9305號公報
[專利文獻6]日本專利特公平7-69051號公報
[專利文獻7]日本專利特開昭61-59113號公報
作為燃燒器磚，因使自燃燒器噴射之燃料與燃燒用空氣於高風速 下接觸、混合、且以高溫燃燒，故而，需要具有高耐火性、高耐熱性、高耐風蝕性、高耐熱衝擊性以及均勻之導熱性。
專利文獻1中記載之燃燒器磚中，因使用有陶瓷纖維，故而若風速超過約35m/s，則纖維之飛散變多，最終無法承受超過100m/s之高風速。因此，無法自燃燒器以高流速噴出火焰而於爐內充分地攪拌。
專利文獻2中記載之燃燒器磚中，材料基質為水泥材料，故而，重量重且操作性低，還需要進行預加熱以防止產生裂痕。又，因係流入成形，故而，無法具有備用品，破損、再施工之工期長依然存在問題。
又，因僅使用針刺密度單一之毯，故而，燃燒器磚之成形或性能發揮存在問題。亦即，於僅使用反彈力大之高針刺密度之毯之情形時，當製成塊形狀等加工應變大之形狀時，難以高精度成形。又，於僅使用針刺密度低毯之情形時，耐風蝕性等燃燒器磚之性能方面存在問題。
專利文獻3中記載之燃燒器磚中，存在當製作積層構造時容易產生層間剝離這一問題。
專利文獻4中記載之燃燒器磚中，成形體最表面之無機黏合劑少、未達15個，當使具有反彈力之針刺毯成形為塊形狀等時，存在難以保持產品之外形狀這一問題。
專利文獻5中記載之燃燒器磚中，內襯構件係包含耐熱性長纖維、耐熱性粉末及磷酸鋁者，但因內襯薄，故而，無法長時間地維持耐熱性。
專利文獻6中記載之燃燒器磚中，係將陶瓷纖維毯單純地積層且利用矽溶膠貼合而成者，當陶瓷纖維毯產生收縮時，陶瓷纖維毯間會產生間隙，從而有成為熱橋之虞。
專利文獻7中記載之燃燒器磚中，孔口管(orifice tube)中亦有呈放射狀重合之陶瓷纖維毯彼此的重合面成為熱橋之虞。
本發明之目的在於提供一種耐火性、耐熱性、耐風蝕性、耐熱衝擊性良好之燃燒器磚。又，本發明之目的在於提供一種具有該燃燒器磚之燃燒器、及具有該燃燒器之爐。
第1發明之燃燒器磚係包含無機纖維成形體、且具有貫通於爐內外方向之燃燒器用之主孔者，其特徵在於：該燃燒器磚之至少爐內側包括包圍該主孔之內套部、及包圍該內套部之外周之外套部；於該內套部，無機纖維製板體係於使板面相對於主孔呈大致放射方向而積層；於該外套部，無機纖維毯以周複數圈環繞於該內套部之外周。
第2發明之燃燒器磚係包含無機纖維成形體、且具有貫通於爐內外方向之燃燒器用之主孔者，其特徵在於：沿該主孔之內周面之部分成為高鬆密度部，該高鬆密度部之鬆密度大於該內周面與本體部外表面之間的中間部之鬆密度。
本發明之燃燒器具有上述第1或第2發明之燃燒器磚。又，本發明之爐具有上述燃燒器磚。
第1、第2發明之燃燒器磚亦可包括沿主孔之爐內側之內周面的筒狀體、及可裝卸地嵌入有該筒狀體之本體，且亦可設有防鬆脫機構，該防鬆脫機構係用於防止該筒狀體自本體向爐內側鬆脫。
第1發明之燃燒器磚可藉由具有如下步驟之方法而製造，該方法包括：配置步驟，其係將上述無機纖維製板體，以板面成為放射方向之方式配置於具有上述主孔之形狀的芯模之至少爐內側；捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於至少該板體之外周，從而形成無機纖維捲取體；擠縮步驟，其係利用賦形板朝向心方向對該無機纖維捲取體進行擠壓而使其擠縮，使該賦形板連結於芯模，藉此，使無機纖維捲取體保持為擠縮狀態而成為擠縮體；含浸步驟，其係使該擠縮體中含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之 擠縮體乾燥；脫模步驟，其係於乾燥後，自擠縮體卸除上述芯模以及賦形板；及煅燒步驟，其係於上述脫模步驟之後對進行擠縮體煅燒。
又，第1發明之燃燒器磚亦可利用將內套部嵌合於外套部之方法進行製造。該內套部可藉由具有如下步驟之方法而製造，該方法包括：配置步驟，其係將上述無機纖維製板體，以板面成為放射方向之方式配置於具有上述主孔之形狀的芯模之至少爐內側；捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於至少該板體之外周，從而形成無機纖維捲取體；含浸步驟，其係使該無機纖維捲取體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之無機纖維捲取體乾燥；及煅燒步驟，其係於乾燥步驟之後對無機纖維捲取體進行煅燒。外套部可藉由具有如下步驟之方法而製造，該方法包括：捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於具有該內套部之形狀之芯模之外周，從而形成無機纖維捲取體；擠縮步驟，其係利用賦形板朝向心方向對該無機纖維捲取體進行擠壓且擠縮，將該賦形板連結於芯模，藉此，使無機纖維捲取體保持為擠縮狀態而成為擠縮體；含浸步驟，其係使該擠縮體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係對含浸有無機黏合劑含有液之擠縮體乾燥；脫模步驟，其係於乾燥後，自擠縮體卸除上述芯模以及賦形板；及煅燒步驟，其係於脫模步驟之後對擠縮體進行煅燒。
第2發明之燃燒器磚可藉由具有如下步驟之方法而製造，該方法包括：捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於具有上述主孔之形狀之芯模之外周，從而形成無機纖維捲取體；擠縮步驟，其係利用賦形板朝向心方向對該無機纖維捲取體進行擠壓且擠縮，將該賦形板連結於芯模，藉此，使無機纖維捲取體保持為擠縮狀態而成為擠縮體；含浸步驟，其係使該擠縮體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之擠縮體乾燥；脫模步驟，其係於乾燥後，自擠縮體卸除上述芯模以及賦形板；及煅燒步驟，其係於脫模步驟之 後對擠縮體進行煅燒。
又，第2發明之燃燒器磚亦可藉由將內套部嵌合於外套部之方法而製造。該內套部可藉由具有如下步驟之方法而製造，該方法包括：捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於具有上述主孔之形狀之芯模之外周，從而形成無機纖維捲取體；含浸步驟，其係使該無機纖維捲取體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之無機纖維捲取體乾燥；及煅燒步驟，其係於乾燥步驟之後對無機纖維捲取體進行煅燒。外套部可藉由具有如下步驟之方法而製造，該方法包括：捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於具有該內套部之形狀之芯模之外周，從而形成無機纖維捲取體；擠縮步驟，其係利用賦形板朝向心方向對該無機纖維捲取體進行擠壓且擠縮，將該賦形板連結於芯模，藉此，使無機纖維捲取體保持為擠縮狀態而成為擠縮體；含浸步驟，其係使該擠縮體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之擠縮體乾燥；脫模步驟，其係於乾燥後，自擠縮體卸除上述芯模以及賦形板；及煅燒步驟，其係於脫模步驟之後對擠縮體進行煅燒。
本發明之燃燒器磚係包含無機纖維，故而，耐火性、耐熱性、耐熱衝擊性良好、且具有均勻之導熱性。又，因無機纖維為基質材料，故而，重量輕、操作性優異、且亦無需升溫時之預加熱。進而，無需於現場進行流入施工，可具有備用品，從而有助於縮短工期。本發明之燃燒器係具有該燃燒器磚者。本發明之爐係具有該燃燒器磚者。
第1發明之燃燒器磚中，使主孔內周面由內套部構成，該內套部包含使板面為放射方向而積層之無機纖維製板體之積層體，且使外套部圍繞於該內套部，故而，即使因長年使用而令內套部之無機纖維結晶化，亦能防止內套部出現剝離或脫落。又，藉由於主孔內周面形成 高鬆密度部，可提高主孔內周面之耐風蝕性。
第2發明之燃燒器磚之主孔內周面形成有高鬆密度部，故而，主孔內周面之耐風蝕性優異。
又，利用環繞有複數圈無機纖維毯之外套部來包圍該內套部之外周，故而，成為內套部之無機纖維製板體彼此之間封閉之構成，從而隔熱性優異。
1、1A~1F、100‧‧‧燃燒器磚
2‧‧‧本體部
2a‧‧‧內周區域
2b‧‧‧中間區域
2c‧‧‧外周區域
3、3B、3E‧‧‧主孔
3f‧‧‧主孔之內周面
3g‧‧‧外周面
4‧‧‧高鬆密度部
9、109‧‧‧芯模
10、110‧‧‧前部分
11‧‧‧錐部
12、112‧‧‧圓筒部
13、24、111d、113‧‧‧輪輻
14、25‧‧‧凸座
15、115‧‧‧螺栓插通孔
16、23、111c、116‧‧‧凸緣
17、117‧‧‧朝內鍔部
20、111‧‧‧後部分
21、111a‧‧‧第1圓筒部
22、111b‧‧‧第2圓筒部
26、111f‧‧‧長螺栓
27、118‧‧‧螺母
30、31、131‧‧‧無機纖維積層體
31a、131a‧‧‧細幅部
31b、131b‧‧‧中幅部
31c、131c‧‧‧整幅部
32、132‧‧‧捲取體
40、50‧‧‧端板
41、51‧‧‧肋部
42、52‧‧‧小孔
53‧‧‧圓形透孔
80‧‧‧爐
81‧‧‧燃燒器設置口
82‧‧‧燃燒器
83‧‧‧燃燒器噴頭
84‧‧‧耐火隔熱纖維成形體
85‧‧‧鐵皮
86‧‧‧導燃器孔
90、91‧‧‧無機纖維積層體
101、102、103‧‧‧無機纖維集合體層
111e、114‧‧‧凸座
120、150‧‧‧內套部
121、122‧‧‧包括無機纖維積層體之板體
130、160‧‧‧外套部
151‧‧‧無機纖維積層體片材
152、171、172‧‧‧凸部
161、181‧‧‧內孔
162、182‧‧‧槽
162a、182a、182b‧‧‧鍵槽
170‧‧‧筒狀體
180‧‧‧本體
圖1係實施形態之燃燒器磚之立體圖。
圖2係沿圖1之II-II線之剖視圖。
圖3係沿圖1之III-III線之剖視圖。
圖4係說明燃燒器磚之內周區域、中間區域以及外周區域之剖視圖。
圖5係表示燃燒器磚之鬆密度之分佈之一例的圖表。
圖6a係芯模之長度方向上之剖視圖，圖6b係表示芯模之沿圖6a之VIb-VIb線的沿箭頭方向觀察之圖。
圖7係說明燃燒器磚之製造方法之剖視圖。
圖8係說明燃燒器磚之製造方法之立體圖。
圖9係說明燃燒器磚之製造方法之立體圖。
圖10係捲取體之側視圖。
圖11係表示具備燃燒器磚之爐之一部分之剖視圖。
圖12係另一實施形態之燃燒器磚之剖視圖。
圖13係另一實施形態之燃燒器磚之剖視圖。
圖14係表示燃燒器磚之鬆密度之分佈之另一例的圖表。
圖15係表示燃燒器磚之鬆密度之分佈之另一例的圖表。
圖16係又一實施形態之燃燒器磚之立體圖。
圖17係又一實施形態之燃燒器磚之立體圖。
圖18a係另一實施形態之燃燒器磚之剖視圖。圖18b係沿圖18a之XVIIIb-XVIIIb線之剖視圖。
圖19係實施形態之燃燒器磚之立體圖。
圖20係沿圖1之XX-XX線之剖視圖。
圖21係沿圖1、圖2之XXI-XXI線之剖視圖。
圖22a係芯模之長度方向上之剖視圖，圖22b係表示芯模之沿圖22a之XXIIb-XXIIb線之沿箭頭方向觀察之圖。
圖23係說明燃燒器磚之製造方法之剖視圖。
圖24係說明燃燒器磚之製造方法之立體圖。
圖25係說明燃燒器磚之製造方法之立體圖。
圖26係捲取體之側視圖。
圖27係另一實施形態之燃燒器磚之分解立體圖。
圖28係另一實施形態之燃燒器磚之分解剖視圖。
圖29係圖28之燃燒器磚之分解立體圖。
圖30係表示帶有凸部之筒狀體之製作方法的立體圖。
圖31係表示帶有凸部之筒狀體之製作方法的立體圖。
圖32係表示帶有凸部之筒狀體之製作方法的立體圖。
以下，對本發明之實施形態進行詳細說明。以下之記載係本發明之實施形態之代表例，就本發明而言，只要未超出其宗旨，則並不限於該等內容。
參照圖1~5，對第2發明之燃燒器磚之一例進行說明。如圖1~4所示，燃燒器磚1包括包含無機纖維成形體之本體部2、及貫通於該本體部2之主孔3。將燃燒器之前端側插入至主孔3。主孔3之口徑係成為朝向圖2之右方向逐漸變大之錐形狀，但並不限於此。
如圖4所示，本體部2中之、沿主孔3之內周面3f之部分成為鬆密度 高之高鬆密度部4。該燃燒器磚1係經過如下步驟而製造者，即，於使無機纖維集合體成形為燃燒器磚形狀之後，使其附著無機黏合劑，之後使其乾燥，其後進行煅燒。藉由使大量無機黏合劑附著於沿主孔內周面3f之部分，而沿內周面3f形成有高鬆密度部4。
該實施形態中，如圖4、圖5所示，將本體部2相對於主孔3之軸心而沿放射方向分為三等份，將最靠主孔2側之1/3之區域設為內周區域2a，將最靠外側之1/3之區域設為外周區域2c，將區域2a、2c間之1/3之區域設為中間區域2b，內周區域2a中，當將厚度方向上之自主孔內周面3f距離d=5mm以內之範圍內之鬆密度設為Di、將中間區域2b之鬆密度設為Dm時，Di大於Dm。
Di之範圍只要大於Dm，則無特別限制，但通常為0.3g/cm3以上，較佳為0.4g/cm3以上，另一方面，通常為3.0g/cm3以下，較佳為2.0g/cm3以下，更佳為1.0g/cm3以下，尤佳為0.8g/cm3以下。
Dm之範圍只要小於Di，則無特別限制，但通常為0.1g/cm3以上，較佳為0.15g/cm3以上，尤佳為0.2g/cm3以上，另一方面，通常為2.0g/cm3以下，較佳為1.0g/cm3以下，更佳為0.5g/cm3以下，尤佳為0.3g/cm3以下。
較佳為，於中間區域2b具有鬆密度互不相同之複數個載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層，更佳為具有0.10g/cm3~0.18g/cm3之載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層與鬆密度為0.19~0.25g/cm3之載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層組成之積層構造，尤佳為反覆具有上述積層構造者。
並且，Di-Dm較佳為0.05g/cm3以上，更佳為0.10g/cm3以上，進而較佳為0.15g/cm3以上。又，Di-Dm較佳為3.0g/cm3以下，更佳為2.0g/cm3以下，進而較佳為1.0g/cm3以下。Dm/Di較佳為0.1~0.9，尤佳為0.2~0.8。
圖5中，鬆密度係自內周面3f側起朝外表面呈直線變低，但並不限於此。例如，亦可如圖14所示，鬆密度係自內周側至中間區域相對急遽地減少，而鬆密度自中間區域至外表面緩慢地下降。
本發明之燃燒器磚中，亦可如圖15所示，鬆密度於外表面附近重新變高。如此，若提高外表面附近之鬆密度，則當觸碰到燃燒器磚之外表面時，外表面之變形程度變小，燃燒器磚變得容易操作。外周區域2c中，當將厚度方向上自外周面3g為距離h=5mm以內之範圍內之鬆密度設為Do時，Do之範圍無特別限制，但通常為0.1g/cm3以上，較佳為0.3g/cm3以上，另一方面，通常為3.0g/cm3以下，較佳為2.0g/cm3以下，更佳為1.0g/cm3以下，尤佳為0.5g/cm3以下。
該燃燒器磚1中，沿主孔內周面3f設有高鬆密度部4，故而耐風蝕性優異。又，該燃燒器磚1中，中間區域3b之鬆密度小，故而重量輕、且耐熱衝擊性優異。
藉由具有包括複數個鬆密度不同之載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層之捲層無機纖維成形體，而於具有均勻之導熱性方面較佳，且於可提高耐風蝕性與衝擊緩和性此兩者之方面較佳。
如圖18a、圖18b中所示之燃燒器磚100般，較佳為，包括鬆密度大於0.25g/cm3之載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層101、及鬆密度為0.19~0.25g/cm3之載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層102，更佳為，包括鬆密度為0.10g/cm3~0.18g/cm3之載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層103。藉由使無機纖維成形體中含有無機黏合劑，而於提高耐火性、耐熱性、耐風蝕性以及耐熱衝擊性方面較佳。
繼而，參照圖6~圖10對該燃燒器磚1之製造方法之一例進行說明。圖6a係用於成形燃燒器磚1之芯模9之軸心線方向上之剖視圖，且係沿圖6b之VIa-VIa線之剖視圖。圖6b係沿圖6a之VIb-VIb線之沿箭頭方向觀察之圖。
該芯模9包括前部分10、及組裝於該前部分10之後部分20。前部分10係筒狀，且係由具有多個小孔之沖孔板製作。前部分10包括：朝向前側而擴徑之錐部11、與該錐部11之前側相連之圓筒部12、沿向心方向設於該圓筒部12之前端面之複數根(該實施形態中為3根)輪輻13、與各輪輻13之向心方向前端側相連之凸座14、穿設於該凸座14之螺栓插通孔15、設於該圓筒部12之外周之凸緣16、及自錐部11之後側向內周側伸出之朝內鍔部17。
後部分20係筒狀，且係由具有多個小孔之沖孔板製作。後部分20包括：小徑之第1圓筒部21、與該第1圓筒部21之後側相連之大徑的第2圓筒部22、設於該第2圓筒部22之後側之外周之凸緣23、自第1圓筒部21之前側沿向心方向而設之複數根輪輻24、與各輪輻24之向心方向前端側相連之凸座25、及自該凸座25以穿過前部分10之軸心之方式立設的長螺栓26。
使後部分20之第1圓筒部21抵接於前部分10之朝內鍔部17，使長螺栓26之前端穿過螺栓插通孔15，將螺母27螺合且緊固於該長螺栓26之前端，藉此，使前部分10與後部分20組裝而一體化，從而構成大致筒狀之芯模9。各部分10、20較佳為以金屬或合成樹脂構成，尤佳為以金屬構成。
將包含玻璃布等之脫模片(省略圖示)捲繞於該芯模9之外周面之後，將第1無機纖維積層體30捲繞於前部分10之外周。較佳為，將剪裁成扇形之無機纖維積層體捲繞於錐部11，之後，沿錐邊緣捲繞沿軸向分割成3份之長方形之帶狀的無機纖維積層體，將長方形之帶狀的無機纖維積層體捲繞於圓筒部12，進而，以覆蓋錐部11及圓筒部12之態樣捲繞帶狀之無機纖維積層體，藉此，如圖7、8所示，無機纖維積層體30之捲取體之外周面成為相對於前部分10之軸心線為同軸狀之圓筒面。
繼而，如圖8所示，將包含無機纖維之第2無機纖維積層體31捲繞於後部分20之外周與無機纖維積層體30之捲取體之外周。第2無機纖維積層體31之前端側成為細幅部31a，接續於其後之部分成為中幅部31b，接續於該中幅部31b之後之部分成為整幅部31c。
無機纖維積層體30亦可為由密度不同之2種以上之無機纖維毯重合而成者。
細幅部31a之寬度係與後部分20之第1圓筒部21之軸向長度相同，中幅部31b之寬度係與第1圓筒部21以及第2圓筒部22之軸向長度相同。整幅部31c之寬度係與凸緣16、23間之距離相同。
若將細幅部31a捲繞於第1圓筒部21，則其捲取徑係與第2圓筒部22之直徑大致相等。因此，跨及該細幅部31a之捲取體之外周與第2圓筒部22之外周而捲取中幅部31b。若中幅部31b全部被捲繞，則其捲取徑係與第1無機纖維積層體30之捲取體之捲取徑大致相等。因此，跨及中幅部31b之捲取體之外周面與無機纖維積層體30之捲取體之外周面而捲取整幅部31c，從而形成圖9、10所示之捲取體32。
較佳為，將多孔性之接著片(未圖示)捲繞於該捲取體32之外周，對捲取體32進行保形。利用螺栓(省略圖示)將端板50、40安裝於具有該捲取體32之芯模9之凸緣16、23。端板40、50分別為正方形狀之板狀，於4邊之外周緣分別立設有肋部41、51。於各肋部41、51，分別沿與端板板面平行之方向貫穿設有小孔42、52。於端板50，設有直徑與芯模9之圓筒部12之內徑大致相等之圓形透孔53。
當將端板40、50安裝於芯模9之後，將捲取體32以軸心方向成水平之方式配置於水平之作業台上。自上方，將賦形板按壓至該捲取體32。賦形板包括長方形之圍框形狀之框架、及鋪設於該框架之網。亦可使用沖孔板來代替網。
賦形板係以長邊方向成為與捲取體32之軸心線平行之方向之方 式水平地配置，且自上方擠壓至捲取體32。當將捲取體32擠縮成規定厚度之後，將端板40、50與賦形板連結。
對於捲取體32之外周面之其餘的3個方向亦同樣地按壓賦形板，從而連結於端板40、50。藉由如此利用4塊賦形板自4個方向對捲取體32進行擠縮，而形成四角柱形狀之無機纖維製擠縮體。
將該擠縮體浸漬於含有無機質溶膠之黏合劑液中。該情形時，較佳為，以將擠縮體之軸心線方向設為上下方向、將帶有透孔53之端板50成為下方之方式，將擠縮體浸漬於黏合劑液中。黏合劑液係通過芯模9之前部分10以及後部分20之小孔而自擠縮體之內周面浸透至擠縮體之內部，且透過賦形板而自擠縮體之外周面浸透至擠縮體之內部。又，黏合劑液係自未被賦形板或端板40、50覆蓋之露出面直接地浸透至擠縮體之內部。
當黏合劑液浸透至擠縮體之至少內周側與外周側之後，將擠縮體自黏合劑液中提起。再者，較佳為，略縮短浸漬時間，使黏合劑液僅浸透至擠縮體之內周側與外周側，於黏合劑液完全不浸透或少許地浸透至中間區域之狀態下，將擠縮體自黏合劑液提起。藉由如此處理，能使中間區域2b之鬆密度降低，藉由輕量化而提高操作性，且能減少作為原料之氧化鋁溶膠之使用量，從而能降低製造成本。
對於已自黏合劑液提起之擠縮體之芯模9內進行抽吸。藉此，使空氣通過擠縮體之露出面或賦形板之網而吸入至擠縮體之內部，使由擠縮體保持之黏合劑液之一部分被吸出至芯模9之內孔內、且被排出。
進行規定時間之黏合劑液之抽吸排出之後，將擠縮體轉移至乾燥器(省略圖示)內，以較佳為100℃以上之溫度使其乾燥。之後，自乾燥器中取出擠縮體，放置冷卻後，卸除賦形板，進而卸下芯模9。此時，亦除去捲繞於捲取體32之接著片以及捲繞於芯模9之脫模片。
將如此經過乾燥以及脫模後之擠縮體轉移至煅燒爐(省略圖示)， 進行煅燒，將無機黏合劑燒附至無機纖維上。藉此，獲得燃燒器磚坯體。燃燒器磚坯體中，藉由芯模9之脫模而形成有燃燒器配置用之主孔3。之後，自燃燒器磚坯體切除伸出部分(毛邊)，且以使燃燒器磚坯體成為標準尺寸之方式進行修整加工，而且根據需要而形成導燃器孔或旁孔，從而形成燃燒器磚1。作為修整加工，例如使用帶鋸等高速之剪斷裝置，加工出與燃燒器之連接部形狀。
當於燃燒器磚設置導燃器孔或旁孔時，較佳為，將上述燃燒器磚裝填於角度或位置已設定之箱狀之導引件，利用木塞鑽孔器等實施開孔加工，但並不限於此。
於如此製造之燃燒器磚1中，將浸透至擠縮體內之黏合劑液之多餘部分抽吸至內孔側且予以排出，故而，擠縮體之內周側之附著殘留黏合劑量多，而且越靠內孔側，黏合劑附著量越逐漸增多，故而，沿燃燒器磚1之主孔3之內周面而形成有高鬆密度部4。該高鬆密度部4之鬆密度高，故而耐風蝕性優異。該燃燒器磚1係包含無機纖維與無機黏合劑，耐火性、耐熱性、耐熱衝擊性優異，無需升溫時之預加熱。又，中間區域2b之鬆密度小，故而重量輕且操作性優異。
根據上述製造方法，即使燃燒器磚具有複雜之形狀，亦容易製造。
圖11係燃燒器、及具備上述燃燒器磚1之爐80之爐壁之縱剖視圖。燃燒器磚1係配置於設於爐80之鐵皮85上之燃燒器設置口81之爐內側。燃燒器82之燃燒器噴頭83係插入至燃燒器磚1之主孔3內。於燃燒器磚1之周圍配置有氧化鋁纖維等之耐火隔熱纖維成形體84。於燃燒器磚1設有導燃器孔86。藉由自燃燒器82噴出空氣以及燃料而點火，而使燃燒氣體G自主孔3朝爐內噴出。因沿主孔3之內周面形成有高鬆密度部4，故而，即使以高流速噴出氣體G，亦能防止主孔3之內周面之風蝕。
上述燃燒器磚1之形狀係本發明之燃燒器磚之一例，本發明之燃 燒器磚亦可為其他形狀。圖12、13表示其他燃燒器磚之形狀之一例。圖12之燃燒器磚1A中，主孔3A於爐內側為等徑圓筒狀。又，圖13之燃燒器磚1B中，主孔3B於爐內側為半球殼形狀。雖省略圖示，但主孔亦可為自一端側朝另一端側擴徑之錐狀。
上述實施形態中，係藉由捲取無機纖維積層體而製造燃燒器磚，但亦可如圖16之燃燒器磚1C所示，藉由使板狀之無機纖維積層體90積層而成為立方體或長方體形狀，且對其進行穿孔而形成主孔3，從而製造燃燒器磚。又，如圖17所示，亦可藉由使細長之長方形板狀之無機纖維積層體91交替地積層而成為長方體形狀，且對其進行穿孔而形成主孔3，從而製造燃燒器磚。自提高燃燒器磚之製造步驟之簡易性、以及提高所製造之燃燒器磚之耐久性之方面考慮，較佳為捲取無機纖維積層體之態樣。於捲取無機纖維積層體之態樣下，因使燃燒器磚1之外形成為四角柱形狀時之外壓而使針軋無機纖維集合體變形，結果，有使針軋無機纖維集合體間產生間隙之傾向。然而，根據本發明，具有積層有鬆密度相對較低之針軋無機纖維集合體與鬆密度相對較高之針軋無機纖維集合體之構造，由此，能藉由使鬆密度相對較低之針軋無機纖維集合體適當地變形，而填埋因鬆密度相對較高之針軋無機纖維集合體變形而產生之間隙，結果，於能形成層間未產生間隙之燃燒器磚之方面較佳。上述方面，更佳為，連續地具有積層有鬆密度相對較低之針軋無機纖維集合體與鬆密度相對較高之針軋無機纖維集合體的構造。
參照圖19~21對第1發明之燃燒器磚之一例進行說明。該燃燒器磚1E具有貫通於爐內外方向之主孔3E。使燃燒器之前端側自爐外側插入至主孔3E。主孔3E之口徑係使圖21之右側之爐內側之直徑大於左側之爐外側之直徑，但並不限於此。
該燃燒器磚1E包括內套部120、及圍繞該內套部120之外套部 130。內套部120係圍繞主孔3E中之爐內側。外套部130係圍繞主孔3E中之爐外側、且圍繞內套部120之外周側。如圖21所示，內套部120之前端側(爐內側)之外徑略小於基端側之外徑。藉此，能防止內套部120向爐內側移動。
內套部120係交替地積層有第1板體121與第2板體122而成者，該第1板體121之與主孔3E之軸心垂直之剖面為三角形或梯形，該第2板體122之與主孔3E之軸心垂直之剖面為長方形。就剖面為三角形或梯形之第1板體121而言，係以三角形之頂點側或梯形之短邊側靠近主孔3E之內周面之方式配置。就剖面為長方形之第2板體122而言，係以長方形之一短邊靠近主孔3E之內周面之方式配置。又，板體121、122各自之長度方向係主孔3E之軸心方向。藉由將板體121、122交替地排列於主孔3E之圓周方向，而構成包括圍繞主孔3E之板體121、122之積層體之圍繞體。該圍繞體中，各板體121、122之板面相對於主孔3E呈大致放射方向。
外套部130係藉由將毯狀之無機纖維成形體(毯)131以複數圈環繞於主孔3E之後部以及內套部120之外周而形成。如上所述，該實施形態中，於燃燒器磚1E之爐外側，主孔3E之內周面係由外套部130構成。內套部120係配置於自燃燒器磚1E之爐內側之前端面直至爐內外方向之途中。如圖21所示，當將爐內外方向上之燃燒器磚1E之全長設為L0、將內套部120之長度設為L1時，較佳為，L1/L0之百分比為15~70%，尤佳為20~60%。
如下所述，外套部130係藉由將無機纖維成形體(毯)捲取於芯模而形成。當將內套部120僅配置於爐內側、由外套部130形成主孔3E之內周面中之爐外側之時，能提高爐外側之主孔內周面之形狀精度。並且，結果，能高精度地同軸配置燃燒器噴嘴與主孔3E。
該實施形態中，燃燒器磚1E之外形成為長方體形狀。如圖21所 示，於自主孔3E之軸心沿放射方向之厚度最小之剖面上，當將燃燒器磚1E之厚度設為T0、將內套部120之平均厚度設為T1時，T1/T0之百分比較佳為20~70%，尤佳為30~60%。
該實施形態中，亦與圖4同樣地，沿主孔3E之內周面3f之部分成為鬆密度高之高鬆密度部4。如下所述，該燃燒器磚1E係經過如下步驟而製造，即，於使用無機纖維毯製板狀體121、122以及毯131而成形為燃燒器磚形狀之成形體之後，使其附著無機黏合劑，之後使其乾燥，其後進行煅燒。藉由使大量無機黏合劑附著於沿主孔內周面3f之部分，而沿內周面3f形成有高鬆密度部4。
該實施形態之燃燒器磚1E以及具備該燃燒器磚1E之爐壁之縱剖視圖係與圖11相同。
該燃燒器磚1E中，與燃燒氣體G接觸之主孔內周面之無機纖維製板體121、122係由使各自之板面為放射方向積層而成之內套部120構成，又，內套部120與外套部130之界面係與主孔3E之內周面相隔。因此，即便使燃燒器長時間地運轉，使構成板體121、122之無機纖維進行結晶化，亦能確保內套部120與外套部130之結合面之完好性，且能防止板體121、122之脫落。又，燃燒器火焰有時會相對於行進方向偏心而引起局部加熱，但因構成內壁之無機纖維係於圓周方向被分割、進而無機纖維之收縮方向上受到壓縮，故而能防止脫落防止。
又，構成內套部120之板體121、122彼此之重合面係沿放射方向延伸，且使環繞有複數圈無機纖維積層體之外套部130圍繞於內套部120之外周，故而，來自板體121、22之重合面之傳熱被外套部130阻隔，燃燒器磚1E之隔熱性良好。因沿主孔3E之內周面形成有高鬆密度部4，故而，即使以高流速噴出氣體G，亦能防止主孔3E之內周面之風蝕。
該實施形態中，因主孔3E之爐外側之內周面為正圓度高之圓筒狀，故而，能高精度地將燃燒器噴頭83與主孔3E設置成同軸狀。
上述燃燒器磚1E之形狀係第3發明之燃燒器磚之一例，第3發明之燃燒器磚亦可設為其他形狀。例如，雖省略圖示，但主孔亦可為自一端側朝另一端側擴徑之錐狀。
繼而，參照圖22a~26對於該燃燒器磚1E之製造方法之一例進行說明。圖22a係用於成形燃燒器磚1E之芯模109之軸心線方向上之剖視圖，且為沿圖22b之XXIIa-XXIIa線之剖視圖。圖22b係沿圖22a之XXIIb-XXIIb線之沿箭頭方向觀察之圖。
該芯模109包括前部分110、及組裝於該前部分110之後部分111。前部分110係筒狀，且由具有多個小孔之沖孔板而製作。前部分110包括：圓筒部112、沿向心方向設於該圓筒部112之前端面之複數根(該實施形態中為3根)輪輻113、與各輪輻113之向心方向前端側相連之凸座114、貫穿設於該凸座114之螺栓插通孔115、設於該圓筒部112之前端側之外周之凸緣116、及自圓筒部112之後端側向內周側伸出之朝內鍔部117。
後部分111係筒狀，且由具有多個小孔之沖孔板而製作。後部分111包括：小徑之第1圓筒部111a、與該第1圓筒部111a之後側相連之大徑之第2圓筒部111b、設於該第2圓筒部111b之後側之外周之凸緣111c、自第1圓筒部111a之前側起沿向心方向而設之複數根輪輻111d、與各輪輻111d之向心方向前端側相連之凸座111e、及自該凸座111e以穿過前部分110之軸心之方式立設之長螺栓111f。
藉由使後部分111之第1圓筒部111a抵接於前部分110之朝內鍔部117、使長螺栓111f之前端穿過螺栓插通孔115、將螺母118螺合且緊固於該長螺栓111f之前端，從而將前部分110與後部分111組裝且一體化，以此構成大致筒狀之芯模109。各部分110、111較佳為以金屬或合成樹脂構成，尤佳為以金屬構成。
當將包含玻璃布等之脫模片(省略圖示)捲繞於該芯模109之外周 面之後，如圖24所示，於前部分110之外周，使無機纖維毯製之板體121、122以各個板面相對於芯模109之軸心成為放射方向之方式，沿圓周方向交替積層地配置，從而圍繞前部分110。
當配置板體121、122時，較佳為對該板體121、122進行壓縮。藉此，主孔3E之正圓度變高，且不會使板體121、122之間產生間隙。
作為對板體121、122進行壓縮之手段，並無特別限制，可藉由如下方式實現：利用緊固皮帶等輔助工具以規定之壓縮率進行緊固之後，利用綁帶或膠帶等進行固定(省略圖示)。上述之壓縮率較佳為根據耐風蝕性等所要求之物性而設為10%以上，又，為了防止因壓縮而壓壞纖維，較佳設為50%以下。
繼而，如圖24所示，將無機纖維積層體(毯)131捲繞於後部分111之外周與無機纖維板體121、122之圍繞體之外周。無機纖維積層體131之前端側成為細幅部131a，接續於其後之部分成為中幅部131b，接續於該中幅部131b之後之部分成為整幅部131c。
無機纖維積層體131亦可為使密度不同之2種以上之無機纖維毯重合而成者。
細幅部131a之寬度係與後部分111之第1圓筒部111a之軸向長度相同，中幅部131b之寬度係與後部分111之軸向長度相同。整幅部131c之寬度係與凸緣116、111c間之距離相同。
若將細幅部131a捲繞於第1圓筒部111a，則其捲取徑與第2圓筒部111b之直徑大致相等。因此，跨及該細幅部131a之捲取體之外周與第2圓筒部111b之外周而捲取中幅部131b。若中幅部131b全部被捲繞，則其捲取徑與板體121、122之圍繞體之外徑大致相等。因此，跨及中幅部131b之捲取體之外周面與板體121、122之圍繞體之外周面，捲取整幅部131c而形成如圖7、8所示之捲取體132。
較佳為，將多孔性接著片(未圖示)捲繞於該捲取體132之外周，對 捲取體132進行保形。利用螺栓(省略圖示)將端板50、40安裝於具有該捲取體132之芯模109之凸緣116、111c。與上述實施形態同樣地，端板40、50分別為正方形狀之板狀，於4邊之外周緣分別立設有肋部41、51。於各肋部41、51，分別沿與端板板面平行之方向貫穿設有小孔42、52。於端板50，設有直徑與芯模109之第2圓筒部111b之內徑大致相等的圓形透孔53。
當將端板40、50安裝於芯模109之後，將捲取體132以軸心方向成水平之方式配置於水平之作業台上。自上方，將賦形板按壓至該捲取體132。賦形板包括長方形之圍框形狀之框架、及鋪設於該框架之網。亦可使用沖孔板來代替網。
賦形板係以長邊方向成為與捲取體132之軸心線平行之方向之方式水平地配置，且自上方擠壓至捲取體132。當將捲取體132擠縮成規定厚度之後，將端板40、50與賦形板連結。
對於捲取體132之外周面之其餘的3個方向亦同樣地按壓賦形板，從而連結於端板40、50。藉由如此利用4塊賦形板自4個方向對捲取體132進行擠縮，而形成四角柱形狀之無機纖維製擠縮體。
將該擠縮體浸漬於含有無機質溶膠之黏合劑液中。該情形時，較佳為，以將擠縮體之軸心線方向設為上下方向、將帶有透孔53之端板50成為下方之方式，將擠縮體浸漬於黏合劑液中。黏合劑液係通過芯模109之前部分110以及後部分20之小孔而自擠縮體之內周面浸透至擠縮體之內部，且透過賦形板而自擠縮體之外周面浸透至擠縮體之內部。又，黏合劑液係自被賦形板或端板40、50覆蓋之露出面直接地浸透至擠縮體之內部。
當黏合劑液浸透至擠縮體之至少內周側與外周側之後，將擠縮體自黏合劑液中提起。浸漬時間可根據擠縮體之大小以及構造或黏合劑液之組成等而適當調整，但較佳為，當將擠縮體浸透於黏合劑液之後， 進行浸漬直至目測確認擠縮體中無氣泡之程度為止。再者，亦可略縮短浸漬時間，使黏合劑液僅浸透至擠縮體之內周側與外周側，於黏合劑液完全不浸透或少許地浸透至中間區域之狀態下，將擠縮體自黏合劑液提起。藉由如此處理，能使後述之中間區域1b之鬆密度降低，藉由輕量化而提高操作性。又，能減少作為原料之氧化鋁溶膠之使用量，從而能降低製造成本。
對於已自黏合劑液提起之擠縮體之芯模109內進行抽吸。藉此，使空氣通過擠縮體之露出面或賦形板之網而吸入至擠縮體之內部，使由擠縮體保持之黏合劑液之一部分被吸出至芯模109之內孔內、且被排出。
進行規定時間之黏合劑液之抽吸排出之後，將擠縮體轉移至乾燥器(省略圖示)內，以較佳為100℃以上之溫度使其乾燥。之後，自乾燥器中取出擠縮體，放置冷卻後，卸除賦形板，進而卸下芯模109。此時，亦除去捲繞於捲取體132之接著片以及捲繞於芯模109之脫模片。
將如此經過乾燥以及脫模後之擠縮體轉移至煅燒爐(省略圖示)，進行煅燒，將無機黏合劑烘烤成無機纖維。藉此，獲得燃燒器磚坯體。燃燒器磚坯體中，藉由芯模109之脫模而形成有燃燒器配置用之主孔3E。之後，自燃燒器磚坯體切除伸出部分(毛邊)，且以使燃燒器磚坯體成為標準尺寸之方式進行修整加工，而且根據需要而形成導燃器孔或旁孔，從而形成燃燒器磚1E。作為修整加工，例如使用帶鋸等高速之剪斷裝置，加工出與燃燒器之連接部形狀。
當於燃燒器磚設置導燃器孔或旁孔時，較佳為，將上述燃燒器磚裝填於角度或位置已設定之箱狀之導引件，利用木塞鑽孔器等實施開孔加工，但並不限於此。
於如此製造之燃燒器磚1E中，將浸透至擠縮體內之黏合劑液之多餘部分抽吸至內孔側且予以排出，故而，擠縮體之內周側之附著殘留 黏合劑量多，而且越靠內孔側，黏合劑附著量越逐漸增多，故而，沿燃燒器磚1E之主孔3E之內周面而形成有高鬆密度部4(圖4)。該高鬆密度部4之鬆密度高，故而耐風蝕性優異。該燃燒器磚1E係包含無機纖維與無機黏合劑，耐火性、耐熱性、耐熱衝擊性優異，無需升溫時之預加熱。又，中間區域1b之鬆密度小，故而重量輕且操作性優異。
根據上述製造方法，即使燃燒器磚具有複雜之形狀，亦容易製造。又，構成主孔3E之內周面中之爐外側之外套部130係以芯模109之形狀而成形，故而成為正圓度高之圓筒形。
該實施形態中，亦與圖4、5同樣地，將燃燒器磚1E相對於主孔3E之軸心而沿放射方向分為三等份，將最靠主孔3E側之1/3之區域設為內周區域1a，將最靠外側之1/3之區域設為外周區域1c，將區域1a、1c間之1/3之區域設為中間區域1b，內周區域1a中，當將厚度方向上之自主孔內周面3f距離d=5mm以內之範圍內之鬆密度設為Di、將中間區域1b之鬆密度設為Dm時，Di大於Dm。
Di、Dm、Di-Dm以及Di/Dm之較佳範圍係與上述實施形態相同。
該燃燒器磚1E中，較佳亦為，於中間區域1b具有鬆密度互不相同之複數個載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層。
該燃燒器磚1E中，亦可與圖5同樣地，鬆密度係自內周面3f側起朝外表面呈直線變低，且亦可如圖14所述，鬆密度係自內周側至中間區域相對急遽地減少，而鬆密度自中間區域至外表面緩慢地下降。
該燃燒器磚1E中，亦可如圖15所示，鬆密度於外表面附近重新變高。如此若提高外表面附近之鬆密度，則當觸碰到燃燒器磚之外表面時，外表面之變形程度變小，燃燒器磚變得容易操作。外周區域1c中，當將厚度方向上自外周面1g為距離h=5mm以內之範圍內之鬆密度設為Do時，Do之範圍較佳為與燃燒器磚1相同。
該燃燒器磚1E中，沿主孔內周面3f設有高鬆密度部4，故而耐風蝕 性優異。又，該燃燒器磚1E中，中間區域1b之鬆密度小，故而重量輕、且耐熱衝擊性優異。
藉由具有捲層無機纖維成形體，該捲層無機纖維成形體包括複數個鬆密度不同之載持有無機黏合劑之無機纖維集合體層，從而，於具有均勻之導熱性之方面較佳，又，於可提高耐風蝕性與衝擊緩和性此兩者之方面較佳。
上述實施形態中，因使燃燒器磚1、1E之外形成為四角柱形狀時之外壓而使針軋無機纖維集合體(毯)變形，結果，有使針軋無機纖維集合體間產生間隙之傾向。然而，根據本發明，具有積層有鬆密度相對較低之針軋無機纖維集合體與鬆密度相對較高之針軋無機纖維集合體之構造，由此，能藉由使鬆密度相對較低之針軋無機纖維集合體適當地變形，而填埋因鬆密度相對較高之針軋無機纖維集合體變形而產生之間隙，結果，於能形成層間未產生間隙之燃燒器磚之方面較佳。上述方面，更佳為，連續地具有積層有鬆密度相對較低之針軋無機纖維集合體與鬆密度相對較高之針軋無機纖維集合體的構造。
上述實施形態中，燃燒器磚1、1E之外形為四角柱形狀，但燃燒器磚之外形亦可為圓柱形狀或六角柱等多角柱形狀。
圓柱形狀之燃燒器磚較佳為經由使用二分之一圓筒形狀(一分為二形狀)之2塊賦形板、成形為大致圓筒形之擠縮體之步驟而製造，較佳亦為經由使用四分之一圓筒形狀(一分為四形狀)之4塊賦形板、成形為大致圓筒形之擠縮體之步驟而製造。六角柱形狀之燃燒器磚較佳為經由利用6塊賦形板自6個方向擠縮捲取體而成形為擠縮體之步驟而製造。
亦可藉由對四角柱形狀之燃燒器磚實施切削加工而製造六角柱形狀或八角柱形狀之燃燒器磚。
上述實施形態中，係將擠縮體浸漬於黏合劑液中，但亦可利用噴 霧、塗佈等方式使擠縮體之內周面側與外周面側含浸黏合劑液。亦可使無機纖維毯或成為擠縮體之前之捲取體含浸黏合劑液。
參照圖27，對於第1發明之燃燒器磚之另一例進行說明。該燃燒器磚1F包括沿主孔之爐內側之內周面之筒狀體、及可裝卸地嵌入有該筒狀體之本體，且設有防鬆脫機構，該防鬆脫機構係用於防止該筒狀體自本體向爐內側鬆脫。
該燃燒器磚1F係與燃燒器磚1E相同，包括內套部150(筒狀體)、及插入有該內套部150之外套部160(本體)。
內套部150(筒狀體)係藉由如下方式製造：交替地積層有第1板體121與第2板體122而呈圓筒狀保形，該第1板體121之與主孔3E之軸心垂直之剖面為三角形或梯形，該第2板體122之與主孔之軸心垂直之剖面為長方形，且使其含浸黏合劑液，進行乾燥以及煅燒。自內套部150之後端側之外周面凸出之凸部152係突設於放射方向。該凸部係與板體121以及122中之至少一者成為一體。再者，亦可設置複數個凸部、沿與軸心線平行之方向延伸之槽以及鍵槽。
與上述燃燒器磚1E相同，就剖面為三角形或梯形之第1板體121而言，係以三角形之頂點側或梯形之短邊側靠近主孔之內周面之方式配置。就剖面為長方形之第2板體122而言，以長方形之一短邊靠近主孔之內周面之方式配置。又，板體121、122各自之長度方向係主孔之軸心方向。藉由將板體121、122交替地排列於主孔3E之圓周方向，而構成包括圍繞主孔之板體121、122之積層體之圍繞體。該圍繞體中，各板體121、122之板面相對於主孔呈大致放射方向。
外套部160(本體)具有供內套部150插入之內孔161。於該內孔161之內周面，設有沿與內孔161之軸心線平行之方向延伸的槽162。槽162之最裏部係成為沿內孔161之圓周方向延伸出之鍵槽162a。
製造該外套部160時，將無機纖維成形體(毯)捲取於與圖22a相同 的芯模之後，如圖25所示，將端板40、50安裝於該芯模。並且，利用4塊賦形板自4個方向進行擠縮，藉此，成為外表面為四角柱形狀之擠縮體。使該擠縮體含浸黏合劑液之後，使其乾燥、脫模、進行煅燒。繼而，藉由對外套部160之內周面實施切削加工而形成槽162以及鍵槽162a。又，上述槽162以及鍵槽162a亦可藉由於模具設置尺寸相同之凸部、而於外套部成型時形成。
使凸部152卡合於槽162而使內套部150至外套部160之內孔161，繼而，使內套部150於圓周方向轉動而使凸部152卡合於鍵槽162a。繼而，將無機纖維積層體之填充物填充至槽162。藉此，構成燃燒器磚1F。該情形時，較佳為，於將內套部150插入至外套部160之前，將無機纖維積層體片材151捲繞於內套部150之外周，而使內套部150之外周與外套部160之內孔161之間隙內介有無機纖維積層體片材151。藉此，利用無機纖維積層體片材151之回復力(反彈力)，容易將內套部150保持於外套部160之內孔161內。再者，當捲繞無機纖維積層體片材151之後，亦可利用於高溫下會消失之捆束用繩(圖示省略)進行捆束。
再者，當含浸上述黏合劑液時，使主孔之內周面側之黏合劑附著量增多，從而沿主孔之內周面而形成高鬆密度。
該燃燒器磚1F之內套部150可相對於外套部160而裝卸，故而，當內套部150劣化時能僅取出內套部150進行修補、或更換為新之內套部150。
圖28、29中表示應用有可將筒狀體可裝卸地設於本體之形態之燃燒器磚1G。筒狀體170構成燃燒器磚1G之主孔3之爐內側之內周面。本體180具有供該筒狀體170插入之內孔181。於該內孔181之內周面，設有沿內孔181之軸心線方向延伸之槽182。於槽182之長度方向之途中與最裏部，設有沿內孔181之圓周方向延伸之鍵槽182a、182b。於筒狀體170之外周面，沿筒狀體170之軸心線方向隔開間隔而突設有2個凸部 171、172。
使凸部171、172卡合於槽182而將筒狀體170插入至內孔181之後，使筒狀體170於圓周方向轉動而使凸部171、172卡合於鍵槽182a、182b，繼而將無機纖維積層體之填充物填充於槽182，藉此，構成燃燒器磚1G。
該燃燒器磚1G中，亦可將筒狀體170自本體180取出而進行修補、或進行更換。
再者，該實施形態中，筒狀體170具有越靠爐內側直徑越大之錐形狀，容易向爐內側移動。因此，藉由分別設置2個凸部171、172以及鍵槽182a、182b而進行卡合，從而能阻止筒狀體170向爐內方向移動。然而，凸部以及鍵槽之數量可為1個，亦可為3個以上。又，沿與軸心線平行之方向延伸之槽亦可設有複數個。
槽182以及鍵槽182a、182b可藉由切削加工而形成。又，上述槽182及鍵槽182a、182b亦可藉由於模具上設置尺寸相同之凸部，而於外套部成型時形成。
當製作帶有凸部171、172之筒狀體170時，如圖30所示，可製作於外周面具有環繞凸條部173之筒狀體，且於該環繞凸條部173實施切削加工而形成凸部171、172。
如圖31所示，亦可藉由將凹穴174設於筒狀體170之外周面、將無機纖維製之片體175嵌入至該凹穴174，而製作帶有凸部之筒狀體170。
如圖32所示，亦可利用無機接著劑將具有寬幅部176a與細幅部176b之無機纖維製之帶狀片材176之寬幅部176a黏附於筒狀體170之外表面，將細幅部176b摺疊成鋸齒狀且利用無機接著劑重疊且接著於寬幅部176a，從而製作帶有凸部之筒狀體170。
該等燃燒器磚1F、1G中，亦與上述燃燒器磚1、1E相同，將燃燒器磚相對於主孔之軸心而沿放射方向分為三等份，將最靠主孔側之1/3 之區域設為內周區域1a，將最靠外側之1/3之區域設為外周區域1c，將區域1a、1c間之1/3之區域設為中間區域1b，內周區域1a中，當將厚度方向上之自主孔內周面3f距離d=5mm以內之範圍內之鬆密度設為Di、將中間區域1b之鬆密度設為Dm時，Di大於Dm。
[無機纖維積層體之較佳形態]
無機纖維之板體121、122以及積層體30、31、131較佳為基於日本專利特開2011-208344而製造者，但並不限於此。作為無機纖維積層體，較佳為包含對於氧化鋁重量分率為65重量%以上之無機纖維實施針刺處理後之針軋毯等之針軋無機纖維集合體，尤佳為積層有2種以上之針軋無機纖維集合體。
作為構成針軋無機纖維集合體之無機纖維，較佳為氧化鋁重量分率為65重量%以上之氧化鋁質纖維，具體而言，可列舉氧化鋁/氧化矽、含有其等之氧化鋯、尖晶石、氧化鈦等單獨之、或複合纖維，但自耐熱性、纖維強度(韌性)、安全性方面而言，尤佳為氧化鋁/氧化矽系纖維，更佳為多結晶質氧化鋁/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(重量比)較佳為，處於65~98/35~2之富鋁紅柱石組成、或成為高氧化鋁組成之範圍內，進而較佳為70~95/30~5之範圍，尤佳為70~74/30~26之範圍。
構成針軋毯之無機纖維之80重量%以上，較佳為90重量%以上，尤佳為其總量為上述富鋁紅柱石組成之多結晶氧化鋁/氧化矽系纖維。
作為構成上述板體121、122以及積層體30、31、131之無機纖維積層體，較佳為包含後述之針軋無機纖維集合體A、B、C、D中之至少1者，無機纖維積層體31、131較佳為包含針軋無機纖維集合體B、C中之至少1者。亦可於可發揮本申請案之效果之範圍，具有包含氧化鋁重量未達65%之無機纖維之針軋毯。
[針軋無機纖維集合體A]
針軋無機纖維集合體A之針痕密度係1.0針/cm2以上，較佳為1.5針/cm2以上，另一方面，係未達5.0針/cm2，較佳為3.0針/cm2以下。藉由使針軋無機纖維集合體A之針痕密度處於該範圍內，捲取體132之形狀變形性能良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體A之鬆密度較佳為0.02~0.10g/cm3，更佳為0.04~0.08g/cm3。藉由使鬆密度處於該範圍內，從而使對捲取體132進行賦形之步驟之操作性變得良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體A之面密度較佳為800~1400g/m2，尤佳為900~1300g/m2，最佳為1000~1200g/m2。藉由使針軋無機纖維集合體A之面密度處於該範圍內，從而使對捲取體132進行賦形之步驟之操作性變得良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體A之厚度並無特別限制，但通常厚度較佳為35~60mm左右。
[針軋無機纖維集合體B]
針軋無機纖維集合體B之針痕密度係多於5.0針/cm2，較佳為6.0針/cm2以上，另一方面，係10.0針/cm2以下，較佳為9.0針/cm2以下。藉由使針痕密度處於該範圍內，從而使燃燒器磚之形狀保持性能及燃燒器磚之形狀變形性能良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體B之鬆密度較佳為0.06~0.16g/cm3，更佳為0.08~0.14g/cm3。藉由使針軋無機纖維集合體B之鬆密度處於該範圍內，從而使燃燒器磚之形狀保持性能良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體B之面密度較佳為2200~3600g/m2，尤佳為2300~3500g/m2，最佳為2400~3200g/m2。藉由使面密度處於該範圍內，從而使燃燒器磚之形狀保持性能良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體B之厚度並無特別限制，但通常厚度較佳為20~30mm左右。
[針軋無機纖維集合體C]
針軋無機纖維集合體C之針痕密度多於10.0針/cm2，較佳為12.0針/cm2以上，另一方面，係17.0針/cm2以下，較佳為16.0針/cm2以下。藉由使針痕密度處於該範圍內，從而使燃燒器磚之耐風蝕性變得良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體C之鬆密度較佳為0.120~0.175g/cm3，更佳為0.135~0.19g/cm3。藉由使鬆密度處於該範圍內，從而使燃燒器磚之耐風蝕性變得良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體C之面密度較佳為1000~2000g/m2，尤佳為1200~1800g/m2，最佳為1400~1600g/m2。藉由使面密度處於該範圍內，從而使燃燒器磚之耐風蝕性變得良好，故而較佳。
針軋無機纖維集合體C之厚度並無特別限制，但通常厚度較佳為8.0~12.0mm左右。
[針軋無機纖維集合體D]
針軋無機纖維集合體D之針痕密度及鬆密度係與針軋無機纖維集合體D相同。
又，面密度較佳為1200~2000g/m2，尤佳為1300~1900g/m2，最佳為1400~1800g/m2。藉由使面密度處於該範圍內，從而當利用板體121、122形成放射狀之燃燒器磚內筒時，圓周外側之形狀保持性能良好，於這一方面而言較佳。
針軋無機纖維集合體D之厚度並無特別限制，但通常為8~15mm左右。
第2發明之燃燒器磚中，較佳為，藉由將針軋無機纖維集合體C/針軋無機纖維集合體A/針軋無機纖維集合體B之三層構造之積層毯捲繞於芯模9、或將針軋無機纖維集合體A、B、C單獨地捲繞於芯模9，而構成第1無機纖維積層體30之捲取體。當捲繞第2無機纖維積層體31 時，既可捲繞針軋無機纖維集合體A/針軋無機纖維集合體B之雙層構造之積層體，亦可單獨地捲繞針軋無機纖維集合體A、B。當單獨地捲繞1塊針軋無機纖維集合體時，亦容易捲繞於複雜形狀之芯模。
第1發明之燃燒器磚中，較佳為，板體121、122係以針軋無機纖維集合體B或D構成。當向板體121、122之圍繞體爆無機纖維積層體131之情形時，較佳為，藉由將針軋無機纖維集合體A/針軋無機纖維集合體B之雙層構造之積層毯捲繞於板體121、122之圍繞體、或將針軋無機纖維集合體A、B單獨地向板體121、122之圍繞體，而構成無機纖維積層體131之捲取體。
<無機黏合劑>
作為構成無機黏合劑液之無機黏合劑，並無特別限制，可為於無機質溶膠及金屬鹽、或其混合物等煅燒之後形成氧化物者。以下，將列舉具體例來進行記述，但本發明並不限於此。
作為無機質溶膠，可列舉氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠、氧化鈦溶膠或氧化鎂溶膠、氧化鈣溶膠等。又，作為金屬鹽，列舉上述金屬種之甲酸、乙酸、檸檬酸、草酸、苯甲酸、蘋果酸等有機酸鹽，又，亦可列舉硝酸等無機酸鹽。其中氧化鋁溶膠之熱膨脹係數值接近無機纖維集合體，該方面較佳。作為無機黏合劑，亦可使用複數種無機質溶膠。
作為無機黏合劑液之濃度，以固形物成分計為6~14重量%，其中較佳為8~11重量%。又，較佳為，將黏合劑液之黏度製備為5~200cp。
作為捲取體32、132中之最外層及最內層中之無機黏合劑之浸漬率，與厚度方向上之最外層與最內層之中點上之浸漬率相比，分別為1.0倍以上2.0倍以下、以及1.5倍以上10.0倍以下，此於燃燒器磚外郭形狀保持方面較佳。該比率尤佳為分別為1.1倍以上1.9倍以下、以及3.0倍以上8.0倍以下。
此處，如下式所述，無機黏合劑之浸漬率係指以百分率表示相對 於無機纖維之重量之無機黏合劑固形物成分之重量之比例。
(浸漬率)=(無機黏合劑固形物成分重量)/(無機纖維集合體重量)×100
作為無機黏合劑相對於無機纖維之浸漬率之測定方法，可列舉煅燒法，具體而言，可利用公知文獻(國際公開第2013/035645號)中記載之方法進行測定。
再者，只要不損害本發明之效果，亦可向黏合劑液中添加分散劑等添加劑。
<脫模片>
作為脫模片，並無特別限制，可列舉包含氟樹脂等之合成樹脂片、玻璃布等。
<乾燥條件>
作為乾燥條件，並無特別限制，具體而言，可列舉使最外層接觸於60℃~200℃之熱風之方法、或於100℃~200℃之氣氛下靜置2~5小時左右之方法。由此，能增加最靠外側之無機質溶膠之浸漬量，故而較佳。亦可同時進行抽吸脫水步驟與乾燥步驟，若如此，能提高作業效率。
<煅燒條件>
藉由對擠縮體進行煅燒，能除去無機質溶膠中所含之揮發性之分散劑、或能防止當被水等浸濕時無機質溶膠之再溶解、及伴隨再溶解產生之無機纖維成形體構造之崩潰。本發明中，較佳為，於有機成分完全消失、使氧化鋁溶膠等之無機黏合劑剛玉化之空氣等含氧氣氛中，以600℃~1200℃進行煅燒。
<後續加工>
亦可根據需要而對本發明之燃燒器磚進行後續加工。例如，利用NT切割器等將毛邊1a切落，或對燃燒器磚外表面進行修整而成為標準 形狀。
[實施例]
以下，將利用實施例對本發明之實施形態進行說明，但本發明只要不脫離其宗旨，則並不限於該等實施例。再者，本實施例中記載之項目係利用以下方法測定。
[靠近主孔內周面之高鬆密度部之鬆密度]
將沿與火焰方向垂直之方向、自主孔內壁之最表面為5mm之厚度位置且為與火焰方向平行之開口部最前部10mm之圓周分割成4份，切取測定樣本，測定各樣本之重量。之後，利用塗佈Toughdine(Kubota-C.I.股份有限公司)而使表面成為斥水性，且投入至量筒內之水中，根據水液面位置之上升而測定體積。藉由將上述重量除以其體積，而算出高鬆密度部之鬆密度。
[中間區域以及外周區域之鬆密度]
測定順序係如下所述。
1)自燃燒器磚切取規定尺寸(寬度20mm×長度50mm×厚度5mm)之樣本。
2)於樣本表面塗佈Toughdine(Kubota-C.I.股份有限公司)。(視情形塗佈複數圈，直至表面平滑達到無孔之程度為止)
3)使樣本充分地乾燥。
4)測量乾燥後之樣本之重量。
5)將上述樣本投入至放有水之量筒中，根據刻度讀取體積之增加。
6)將測定重量[g]除以測定體積[mL]而求出鬆密度[g/mL]。
[燃燒器燃燒試驗1]
使用下述規格之燃燒器，反覆10次實施5分鐘之燃燒、滅火。繼而，於試驗爐內，以爐內溫度1400℃燃燒32小時。
燃燒器規格：
1.四邊型(254mm四邊×298mm)2.圓筒型( 300mm×218mm)
容量：1.500000kcal/h、2.600000kcal/h
燃料：13A城市天然氣
空氣溫度：1.400℃ 2.400℃
燃燒空氣比：1.0~1.1
[同心圓精度]
對於燃燒試驗前後之燃燒器磚，利用內通法測定主孔之爐內側之開口徑，確認半徑有無變化。
[內壁剝離之有無]
對於燃燒試驗前後之燃燒器磚，以目測觀察主孔內周面，觀察有無剝離。
[割裂之有無]
將燃燒器磚以火焰開口部朝上之方式設置於能移送壓縮空氣之配管之前端，利用密度0.17.0g/cm3之無機纖維成形體堵塞主孔之前側(爐內側)開口部。之後，將0.1MPa之壓縮空氣自下部傳送至燃燒器磚內，於燃燒器磚外表面塗佈洗劑泡，目測觀察有無氣泡膨脹，確認有無割裂。
[接縫開裂之有無]
於煅燒步驟前後之燃燒器磚中，目測觀察當使主孔之前側(爐內側)開口部位於正面時有無接縫開裂。
[實施例1]
使用圖6所示之形狀之芯模9來製造燃燒器磚1。芯模9之各部分之尺寸係如下所述。
前部分10之軸向長度：192mm
前部分10之最大內徑：122mm
前部分10之最小內徑：85mm
後部分20之軸向長度：106mm
後部分20之最大內徑：85mm
後部分20之最小內徑：61mm
[製造順序]
將厚度50mm、針痕密度3.0針/cm2之氧化鋁纖維針軋毯(三菱樹脂股份有限公司MAFTEC(註冊商標)，以下稱為針軋毯A))切取為寬度320mm、長度2000mm，又，將厚度25mm、針痕密度6.0針/cm2之氧化鋁纖維針軋毯(三菱樹脂股份有限公司MAFTEC(註冊商標)8P25T，以下稱為針軋毯B)切取為寬度320mm、長度2500mm。又，使用內沖模，將厚度10mm、針痕密度12.0針/cm2之氧化鋁纖維針軋毯(三菱樹脂股份有限公司MAFTEC(註冊商標)，以下稱為針軋毯C)，切取為自中心角度55度、半徑520mm之半圓挖去中心角55度、半徑363mm之半圓後所得之扇形。以同樣之操作，切取自中心角度65度、半徑565mm之半圓挖去中心角65度、半徑408mm之半圓後所得之扇形。
作為脫模片，將厚度0.5mm之玻璃布(中興化成股份有限公司製造，CHUKOH FLO(註冊商標)G型織物)以1周捲繞於芯模9。之後，於預想會受到最大風速之部分，將針軋毯C之扇形捲繞於對應之芯模部分(前部分10)而形成第1無機纖維積層體30。之後，將針軋毯A重合於針軋毯B之上而形成第2無機纖維積層體31，如圖8所示進行捲繞，從而製作直徑330mm、長度320mm之捲取體32。
如圖9所示，將端板40、50安裝於該捲取體32之兩端面之後，將賦形板擠壓至捲取體32，而與端板40、50連結，成為邊長為254mm之正方形之柱狀之擠縮體。
將該擠縮體浸漬於固形物成分濃度為8重量%之氧化鋁溶膠(日產化學股份有限公司，氧化鋁溶膠200)中30分鐘後將其提起，以-17.5~-22.5kPa之負壓進行45分鐘脫液。之後，利用盒子將擠縮體圍住，持續 進行抽吸，且以4小時將100~140℃之熱風導入至盒子內，且使其乾燥。乾燥後，卸除賦形板，且卸下芯模9。繼而，於空氣氣氛下，以1000℃進行3小時煅燒。利用切割器將煅燒後之燃燒器磚坯體之4角之毛邊切落之後，利用帶鋸將外形修整為254×254×298mm。又，利用燃燒器磚設置用之前板，以木塞鑽孔器穿設導燃器孔以及旁孔，製造表1所示之燃燒器磚。
該燃燒器磚之特性之測定結果係示於表1中。表1之風蝕試驗之欄之○係表示存在觀察到有該行深度之侵蝕之層，×表示未觀察到該侵蝕。
[實施例2]
代替實施例1中之厚度10.0mm之針軋毯C而使用厚度設為12.5mm之針軋毯C，除此之外以與實施例1相同之方式製造表1所示之燃燒器磚。
[實施例3(圓筒形燃燒器磚)]
將上述針軋毯A切取為寬度190mm、長度600mm，且將上述針軋毯B切取為寬度240mm、長度2500mm。又，使用內沖模，將針軋毯C切取為自中心角度250度、半徑112mm之半圓挖去中心角250度、半徑51mm之半圓後所得之扇形。以相同之操作，自針軋毯C切取從中心角度65度、半徑461mm之半圓挖去中心角65度、半徑331mm之半圓後所得之扇形。對於所切取之針軋毯，以與實施例1相同之次序捲繞。又，作為賦形板，使用半圓形狀之2塊賦形板。除此以外，以與實施例1相同之方式製造表1所示之燃燒器磚。
[實施例4(圓筒形燃燒器磚)]
以與實施例3相同之方法，自軸心成形至 100mm為止，之後，該針軋毯B捲繞至 300mm為止，以外周部之厚度僅為50mm之程度利用塗佈法(滴狀法)含浸氧化鋁溶膠之後，使其乾燥。除此以外係以與 實施例3相同之方式製造表1所示之燃燒器磚。
[實施例5]
未使用實施例1中之針軋毯A，除此以外係以與實施例1相同之方式製造表1所示之燃燒器磚。
[實施例6]
代替實施例1中之針軋毯B而使用以熔融法製造之陶瓷纖維毯(氧化鋁/氧化矽重量比=48/52)，除此以外係以與實施例1相同之方式製造表1所示之燃燒器磚。
[比較例1]
未含浸實施例1中之無機質溶膠(氧化鋁溶膠)，除此以外係以與實施例1相同中方式製造表1所示之燃燒器磚。
[比較例2]
使用先前公知之氧化矽-氧化鋁系水泥，使其流入模框而流入成形，從而製造表1所示之燃燒器磚。
如表1所示，實施例中之燃燒器磚之耐風蝕性、耐熱衝擊性均優異。
其中就使用特定之三種毯之實施例1~4中之燃燒器磚而言，耐風蝕性、耐熱衝擊性、低熱收縮率、產品外觀成型性優異。首先，將藉由自我針刺而成為牢固構造之針軋毯C設置於最內壁，藉此，提高耐風蝕性。又，將為半主體之針軋毯A夾於層間，藉此，纖維集合體之反彈力變小，即，成型性提高。進而，藉由將已進行纖維中富鋁紅柱石結晶之結晶化之針軋毯A及B作為成型體基質，從而成為當加熱後不易產生熱收縮之構成。
[實施例7]
使用圖24所示之形狀之芯模109製造燃燒器磚1E。芯模109之各部分之尺寸係如下所述。
前部分10之軸向長度：276mm
前部分10之最大內徑：140mm
前部分10之最小內徑：140mm
後部分20之軸向長度：237mm
後部分20之最大內徑：118mm
後部分20之最小內徑：71mm
[製造順序]
將厚度50mm、針痕密度3.0針/cm2之氧化鋁纖維針軋毯(三菱樹脂股份有限公司MAFTEC(註冊商標)，以下稱為針軋毯A))切取為寬度320mm、長度2500mm，又，將厚度25mm、針痕密度6.0針/cm2之氧化鋁纖維針軋毯(三菱樹脂股份有限公司MAFTEC(註冊商標)8P25T，以下稱為針軋毯B)切取為寬度533mm、長度3200mm。
作為脫模片將厚度0.5mm之玻璃布(中興化成股份有限公司製造，CHUKOH FLO(註冊商標)G型織物)以1圈捲繞於芯模。之後，於預 想會受到最大風速之部分，將成對地固定有成為短條狀之毯B以及切取為三角錐狀之、厚度12.5mm、針痕密度6.0針/cm2之氧化鋁纖維針軋毯(三菱樹脂股份有限公司MAFTEC(註冊商標)8P12.5T，以下稱為針軋毯D)之模組，呈放射狀配置23對。呈放射狀配置之模組係使用緊扣用繩等輔助道具以壓縮率成為25%之方式進行壓縮，從而形成內套部。
之後，將針軋毯A重合於針軋毯B之上，從而形成第2無機纖維積層體131，且如圖24所示，將其捲繞於上文所得之內套部之外側，製作直徑460mm、長度533mm之捲取體132。
如圖25所示，將端板40、50安裝於該捲取體132之兩端面之後，將賦形板擠壓至捲取體132，而連結與端板40、50，從而成為邊長為323mm之正方形之柱狀之擠縮體。
將該擠縮體浸漬於固形物成分濃度為8重量%之氧化鋁溶膠(日產化學股份有限公司，氧化鋁溶膠200)中3小時後將其提起，以-25.0~-30.0kPa之負壓進行100分鐘脫液。之後，利用盒子將擠縮體圍住，持續進行抽吸，且以12小時將100~140℃之熱風導入至盒子內，且使其乾燥。乾燥後，卸除賦形板，且卸下芯模109。繼而，於空氣氣氛下，以1000℃進行3小時煅燒。利用切割器將煅燒後之燃燒器磚坯體之4角之毛邊切落之後，利用帶鋸將外形修整為323mm×323mm×513mm。又，利用燃燒器磚設置用之前板，以木塞鑽孔器穿設導燃器孔以及旁孔，製造表2所示之燃燒器磚。對於所得之燃燒器磚，進行物性試驗(落球衝擊試驗、耐熱衝擊性試驗)、燃燒器燃燒試驗1以及燃燒器燃燒試驗2(各試驗後，有無內壁剝離以及有無割裂)。將結果示於表2中。再者，物性試驗以及燃燒器燃燒試驗2係於以下條件下進行。
[落球衝擊特性]
使重量550g之鋼球自1m之高度向產品側面中央部垂直落下，觀察其外觀(破損)狀態。
[耐熱衝擊性試驗]
將自所製成之燃燒器磚、沿穿過爐心之軸線之平面切取規定之大小而得之樣本，靜置於加熱至1500℃之電爐內15分鐘。之後，自電爐中取出樣本，且使其於空氣中靜置15分鐘。反覆進行該操作10次之後，目測觀察剝離或龜裂等外觀狀態。將看到10mm以上之深度或寬度之龜裂、以及剝離之狀態記為○，將未看見上述龜裂以及剝離之狀態記為×。
[燃燒器燃燒試驗2]
使用下述規格之燃燒器，反覆10次進行5分鐘之燃燒、滅火。繼而，於試驗爐內，以爐內溫度1350℃燃燒720小時。
燃燒器規格：
型號：四邊型(323mm四邊×513mm)
容量：850000kcal/h
燃料：13A城市天然氣
空氣溫度：400℃
燃燒空氣比：1.0~1.1
再者，燃燒器燃燒試驗1以及2之後續評價(內壁觀察)係以如下方式進行。
對於燃燒試驗前後之燃燒器磚，目測觀察主孔內周面，觀察有無剝離。當未發現有目測可見之深度方向上之局部侵蝕、或擴展方向之脫落時，內壁狀態判斷為良好，否則，則判斷為不良。
[比較例3]
使用先前公知之氧化矽-氧化鋁系水泥，使其流入模框而流入成形，從而製作內筒。之後，將毯A捲繞於上述內筒，之後，利用真空模板成型體包圍上下左右前後面，藉此，製作表2所示之燃燒器磚。關於以上述方式獲得之燃燒器磚，與實施例7同樣地進行物性試驗以及燃 燒器燃燒試驗之評價。其結果示於表2中。
[比較例4]
將毯B切取為12塊300mm之正方形，於各正方形毯B間塗佈、接著氧化鋁溶膠，藉此製作模組。另一方面，將氧化鋁溶膠浸漬於毯B，之後使其乾燥，藉此，製作2塊尺寸與上述正方形相同之無機纖維成型體。之後，於上述模組與上述無機纖維成型體間塗佈氧化鋁溶膠，自上下夾住無機纖維成型體，進而進行20%壓縮，藉此製作無機纖維塊。於上述無機纖維塊，利用羅紋盤形成尺寸與實施例7相同之燃燒用內筒，藉此，製造如表2所示之燃燒器磚。對於以上述方式獲得之燃燒器磚，與實施例7同樣地進行物性試驗以及燃燒器燃燒試驗之評價。其結果示於表2中。
[比較例5]
使用芯模109製造燃燒器磚。
芯模109之各部分之尺寸係如下所述。
前部分10之軸向長度：276mm
前部分10之最大內徑：140mm
前部分10之最小內徑：140mm
後部分20之軸向長度：237mm
後部分20之最大內徑：118mm
後部分20之最小內徑：71mm
[製造順序]
作為脫模片將厚度0.5mm之玻璃布(中興化成股份有限公司製造，CHUKOH FLO(註冊商標)G型織物)以1圈捲繞於芯模。之後，於預想會受到最大風速之部分，呈放射狀配置34對成為短條狀之厚度25mm、針痕密度6.0針/cm2之氧化鋁纖維針軋毯(三菱樹脂股份有限公司MAFTEC(註冊商標)8P25T，以下稱為針軋毯B)。呈放射狀配置之模組 係使用緊扣用繩等輔助道具以壓縮率成為25%之方式進行壓縮，從而形成內套部。
繼而，將針軋毯B切取為8塊，分別為寬度161.5mm、長度513mm。對於上述8塊之針軋毯，以厚度成為161.5mm之方式進行壓縮、固定，從而製作為塊。該塊係製作4對，使各塊以相鄰之塊之積層方向垂直之方式配置，藉此，獲得形成之邊長為323mm之正方形之柱狀塊。對上述柱狀塊之中心以可收容上述內套部之方式進行加工，加工後，自內套部之外側，對形成為柱狀塊之上述4對塊，自外側進行固定，藉此，獲得於構造內具有上述內套部且邊長為323mm之正方形之柱狀塊。利用燃燒器磚設置用之前板，以木塞鑽孔器穿設導燃器孔以及旁孔，製造表2所示之燃燒器磚。對於所得之燃燒器磚，進行物性試驗(落球衝擊試驗、耐熱衝擊性試驗)、燃燒器燃燒試驗1以及燃燒器燃燒試驗2(各試驗後，有無內壁剝離以及有無割裂)。其結果示於表2中。
[比較例6]
比較例4中，追加於所形成之燃燒用內筒之表面僅以約5mm分鐘塗佈(刷毛塗敷法)且含浸氧化鋁溶膠之步驟，除此以外以與比較例4相同之方式製造表2所示之燃燒器磚。對於所得之燃燒器磚，進行物性試驗(落球衝擊試驗、耐熱衝擊性試驗)、燃燒器燃燒試驗1以及燃燒器燃燒試驗2(各試驗後，有無內壁剝離以及有無割裂)。其結果示於表2中。
如表2所示，實施例中之燃燒器磚之耐風蝕性、耐熱衝擊性均優異。
其中關於實施例7中之燃燒器磚，判斷其耐風蝕性、耐熱衝擊性、低熱收縮率、產品外觀成型性優異，該燃燒器磚中，具有包圍主孔之內套部、及包圍該內套部之外周之外套部，於該內套部，無機纖維製板體係使板面以相對於主孔呈大致放射狀之方向而積層，進而以規定之壓縮率進行填充，於該外套部，無機纖維毯以複數圈環繞於該內套部之外周。
以上已利用特定之態樣對本發明進行了詳細說明，但業者應知，可於未脫離本發明之意圖及範圍之條件下進行各種變更。
本申請係基於2014年2月12日申請之日本專利申請2014-024487以及2015年1月7日申請之日本專利申請2015-001634，且以引用之方式將其等之全部內容援用於本文中。

Claims (27)

  1. 一種燃燒器磚，其係包含無機纖維成形體、且具有貫通於爐內外方向之燃燒器用之主孔者，其特徵在於：該燃燒器磚之至少爐內側包括包圍該主孔之內套部、及包圍該內套部之外周之外套部，於該內套部，無機纖維製板體係使板面相對於主孔呈大致放射方向而積層，於該外套部，無機纖維毯以複數圈環繞該內套部之外周，上述燃燒器磚之外周側係藉由使密度不同之複數個無機纖維毯重合地環繞而形成。
  2. 如請求項1之燃燒器磚，其沿上述主孔之內周面之部分成為高鬆密度部，該高鬆密度部之鬆密度大於該內周面與燃燒器磚外表面之中間的中間部之鬆密度。
  3. 如請求項1或2之燃燒器磚，其中上述內套部僅配置於燃燒器磚之爐內側，該燃燒器磚之爐外側之上述外套部構成主孔之內周面。
  4. 如請求項1或2之燃燒器磚，其中於自上述燃燒器磚之主孔之軸心沿放射方向之厚度最小之剖面上，當將燃燒器磚之厚度設為T0、將內套部之平均厚度設為T1時，T1/T0之百分比為20~70%。
  5. 如請求項1或2之燃燒器磚，其中作為構成上述內套部之上述無機纖維製板體，設有與主孔之軸心線垂直之剖面為三角形或梯形之板體、及該剖面為長方形之板體。
  6. 一種燃燒器磚，其係包含無機纖維成形體、且具有貫通於爐內外方向之燃燒器用之主孔者，其特徵在於：沿該主孔之內周面之部分成為高鬆密度部，該高鬆密度部之鬆密度大於該內周面與燃燒器磚外表面之中間之中間部之鬆密度，上述燃燒器磚之外周側係藉由使密度不同之複數個無機纖維毯重合地環繞而形成。
  7. 如請求項1、2、6中任一項之燃燒器磚，其係以與上述主孔之軸心線垂直之剖面上之燃燒器磚外形成為方形的方式被賦形。
  8. 如請求項1、2、6中任一項之燃燒器磚，其沿上述主孔之內周面之部分之鬆密度為0.3~1.0g/cm3。
  9. 如請求項1、2、6中任一項之燃燒器磚，其中於將與上述主孔之軸心垂直之剖面三等份而分為主孔側之內周區域、外表面側之外周區域、及該兩者之間的中間區域之三個區域之情形時，當將距離上述主孔內周面為5mm之範圍內之鬆密度設為Di、將該中間區域之鬆密度設為Dm時，Di-Dm為0.05~3.0g/cm3。
  10. 如請求項9之燃燒器磚，其中Dm/Di為0.1~0.9。
  11. 如請求項9之燃燒器磚，其中上述燃燒器磚包含無機纖維、及黏結該無機纖維之無機黏合劑氧化而產生之來自黏合劑之物質，且沿上述主孔之內周面之部分的每單位體積之來自黏合劑之物質量係多於上述中間區域之每單位體積的來自黏合劑之物質量。
  12. 如請求項1、2、6中任一項之燃燒器磚，其中上述無機纖維係氧化鋁質纖維。
  13. 如請求項12之燃燒器磚，其中上述氧化鋁質纖維係氧化鋁重量分率為65重量%以上之結晶質氧化鋁‧氧化矽纖維。
  14. 如請求項1、2、6中任一項之燃燒器磚，其包括沿上述主孔之爐內側之內周面的筒狀體、及可裝卸地嵌入有該筒狀體之本體，且設有防鬆脫機構，該防鬆脫機構係用於防止該筒狀體自本體向爐內側鬆脫。
  15. 一種燃燒器，其包含請求項1至14中任一項之燃燒器磚。
  16. 一種爐，其具備請求項15之燃燒器。
  17. 一種燃燒器磚之製造方法，其係製造請求項1之燃燒器磚之方法，其包括：配置步驟，其係將上述無機纖維製板體，以板面成為放射方向之方式配置於具有上述主孔之形狀的芯模之至少爐內側；捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於至少該板體之外周，從而形成無機纖維捲取體；擠縮步驟，其係利用賦形板朝向心方向對該無機纖維捲取體進行擠壓而使其擠縮，使該賦形板連結於芯模，藉此，使該無機纖維捲取體保持為擠縮狀態而成為擠縮體；含浸步驟，其係使該擠縮體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之該擠縮體乾燥；脫模步驟，其係於乾燥後，自該擠縮體卸除上述芯模以及賦形板；及煅燒步驟，其係之後對該擠縮體進行煅燒。
  18. 如請求項17之燃燒器磚之製造方法，其中上述芯模以及賦形板具有使上述無機黏合劑含有液通過之孔。
  19. 如請求項18之燃燒器磚之製造方法，其進一步包括於上述含浸步驟後，自該擠縮體，通過上述芯模抽吸排出無機黏合劑含有液之一部分之步驟。
  20. 一種燃燒器磚之製造方法，其係製造請求項1之燃燒器磚之方法，且具有使該內套部嵌合於該外套部之步驟，上述外套部具有插入上述內套部之內孔，該內套部係由具有如下步驟之方法製造而成：配置步驟，其係將上述無機纖維製板體，以板面成為放射方向之方式配置於具有上述主孔之形狀的芯模之至少爐內側；第1捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於至少該板體之外周，從而形成無機纖維捲取體；含浸步驟，其係使在上述第1捲繞步驟所形成之該無機纖維捲取體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之該無機纖維捲取體乾燥；煅燒步驟，其係之後對乾燥之該無機纖維捲取體進行煅燒；該外套部係由具有如下步驟之方法製造而成：第2捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於具有該內套部之形狀的芯模之外周，從而形成無機纖維捲取體；擠縮步驟，其係利用賦形板朝向心方向對在上述第2捲繞步驟所形成之該無機纖維捲取體進行擠壓而使其擠縮，使該賦形板連結於芯模，藉此，使該無機纖維捲取體保持為擠縮狀態而成為擠縮體；含浸步驟，其係使該擠縮體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之該擠縮體乾燥；脫模步驟，其係於乾燥後，自該擠縮體卸除上述芯模以及賦形板；及煅燒步驟，其係之後對該擠縮體進行煅燒。
  21. 如請求項20之燃燒器磚之製造方法，其中自上述內套部的後端側之外周面之凸部突出設置於放射方向，且於該外套部的內孔之內周面，具有沿與該內孔的軸心線平行之方向延伸之槽以及於該槽沿該內孔之圓周方向延伸出之鍵槽。
  22. 如請求項21之燃燒器磚之製造方法，其中於使上述內套部嵌合於上述外套部之步驟中，在將該內套部插入該外套部之前，使無機纖維積層體片材捲繞於該內套部的外周，而使該無機纖維積層體片材介於該內套部的外周與該外套部的內孔之間隙中。
  23. 一種燃燒器磚之製造方法，其係製造請求項6之燃燒器磚之方法，其包括：捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於具有上述主孔之形狀的芯模之外周，從而形成無機纖維捲取體；擠縮步驟，其係利用賦形板朝向心方向對該無機纖維捲取體進行擠壓而使其擠縮，使該賦形板連結於芯模，藉此，使該無機纖維捲取體保持為擠縮狀態而成為擠縮體；含浸步驟，其係使該擠縮體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之該擠縮體乾燥；脫模步驟，其係於乾燥後，自該擠縮體卸除上述芯模以及賦形板；及煅燒步驟，其係之後對該擠縮體進行煅燒。
  24. 如請求項23之燃燒器磚之製造方法，其中上述芯模以及賦形板具有使上述無機黏合劑含有液通過之孔。
  25. 如請求項24之燃燒器磚之製造方法，其進一步包括於上述含浸步驟後，自該擠縮體，通過上述芯模抽吸排出無機黏合劑含有液之一部分之步驟。
  26. 一種燃燒器磚之製造方法，其係製造請求項6之燃燒器磚之方法，且具有使該內套部嵌合於該外套部之步驟，上述燃燒器磚具有內套部及外套部，該外套部具有插入該內套部之內孔，該內套部係由具有如下步驟之方法製造而成：第一捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於具有上述主孔之形狀的芯模之外周，從而形成無機纖維捲取體；含浸步驟，其係使該無機纖維捲取體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之該無機纖維捲取體乾燥；煅燒步驟，其係之後對乾燥之該無機纖維捲取體進行煅燒；該外套部係由具有如下步驟之方法製造而成：第二捲繞步驟，其係將無機纖維積層體捲繞於具有該內套部之形狀的芯模之外周，從而形成無機纖維捲取體；擠縮步驟，其係利用賦形板朝向心方向對在上述第二捲繞步驟所形成之該無機纖維捲取體進行擠壓而使其擠縮，使該賦形板連結於芯模，藉此，使該無機纖維捲取體保持為擠縮狀態而成為擠縮體；含浸步驟，其係使該擠縮體含浸無機黏合劑含有液；乾燥步驟，其係使含浸有無機黏合劑含有液之該擠縮體乾燥；脫模步驟，其係於乾燥後，自該擠縮體卸除上述芯模以及賦形板；及煅燒步驟，其係之後對該擠縮體進行煅燒。
  27. 如請求項26之燃燒器磚之製造方法，其中上述內套部為筒狀體，於該筒狀體的外周面上且於該筒狀體的軸心線方向突出設置有凸部，且於該外套部的內孔的內周面，具有沿與該內孔的軸心線平行之方向延伸之槽以及於該槽沿該內孔之圓周方向延伸出之鍵槽。
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