JP3830707B2

JP3830707B2 - Heat insulation structure of water-cooled pipe for heating furnace

Info

Publication number: JP3830707B2
Application number: JP37057299A
Authority: JP
Inventors: 強志松田; 恭久阿部; 正佐藤; 久佐藤; 正人中島
Original assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001182892A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄および非鉄金属産業における加熱炉のスキッドパイプ、ライザーパイプ等に使用される加熱炉用水冷管の断熱構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋼塊を炉内に連続的に挿入して加熱する連続加熱炉においては、加熱物を移送するためのスキッドレール等が付設され、このスキッドレール等を支持するためにスキッドパイプ、ライザーパイプ等が使用されている。これらのパイプは１０００℃以上の高温に曝されることから、パイプ内に冷却水を通過させる水冷管構造にし、かつその水冷管の外周に断熱層が施した断熱構造が採用される。
【０００３】
図５には、この種の一般的な水冷管の断熱構造が示されている。この従来構造では、図示のように、水冷管５１の外周にはキャスタブル耐火物５２よりなる断熱層が施され、このキャスタブル耐火物５２は水冷管５１の外周面に溶接されて突出される金属製のスタッド５３により支持されている。
【０００４】
しかし、この従来構造では、スタッド５３が金属製であるために熱伝導率が高く、このスタッド５３を伝って水冷管５１内を通過する冷却水へ熱放散されることになって、熱エネルギー効率の低下を招くという問題点がある。
【０００５】
このような問題点に対処するための改善策として、実公昭５０−４２０９８号公報においては、水冷管とスタッドとの間にセラミックファイバーよりなる断熱層を介在させ、水冷管とスタッドとを接触させないようにした構造が提案されている。
【０００６】
また、実公昭６１−４６３９３号公報においては、ドーナツ型のセラミックファイバー成形体を水冷管の長さ方向に積層した断熱構造のものが提案されている。この場合、隣接するセラミックファイバー成形体同士はピンの挿通あるいは締め付け金具によって固定するようにされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記前者の公報（実公昭５０−４２０９８号公報）に記載の断熱構造では、スタッドおよびスタッド取り付け金物に対する冷却機能を有していないために、これらの金物の熱変形や酸化によってキャスタブル耐火物の破壊・脱落を招いてしまうという問題点がある。
【０００８】
一方、前記後者の公報（実公昭６１−４６３９３号公報）に記載の断熱構造では、ピンあるいは締め付け金具の熱変形でセラミックファイバー成形体の切れ目や積層界面に隙間が生じ、断熱効果が低下するとともに、水冷管の熱損傷も懸念されるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、加熱炉のスキッドパイプ、ライザーパイプ等に適用され、過酷な使用条件下においても優れた断熱効果を得ることのできる加熱炉用水冷管の断熱構造を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明に係る加熱炉用水冷管の断熱構造は、第１に、
ヒュームドシリカを主材とする微孔性断熱材で水冷管の外周を被覆するとともに、前記水冷管と微孔性断熱材との間に金属箔を介挿し、さらに前記微孔性断熱材の外周をセラミックファイバー成形体で包囲してなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る加熱炉用水冷管の断熱構造は、第２に、
ヒュームドシリカを主材とし表面を金属箔をもって被覆した微孔性断熱材で水冷管の外周を被覆し、さらにその外周をセラミックファイバー成形体で包囲してなることを特徴とするものである。
この第２の特徴を有する発明において、前記金属箔による前記微孔性断熱材の表面の被覆は、表面を樹脂フィルムで補強したアルミニウム箔の袋により前記微孔性断熱材を真空パックすることにより得られるものであるのが良い。
【００１２】
本発明においては、水冷管を被覆する断熱材として、熱伝導率が極めて低いヒュームドシリカを主材とする微孔性断熱材が用いられ、この微孔性断熱材に所要の断熱機能を持たせるようにされ、さらにその微孔性断熱材の外周をセラミックファイバー成形体で包囲するようにされていて、前記微孔性断熱材が管状体から脱離するのが防止される。前記微孔性断熱材は断熱性に優れる反面、微孔性のために高温下での使用で焼結が進むと微孔が消失し、断熱機能が失われ、また微孔性のために組織強度に劣るという欠点を有しているが、この微孔性断熱材をセラミックファイバー成形体にて包囲することで、微孔性断熱材の過焼結と物理的損傷とを防止することができ、水冷管に対する断熱効果は安定的なものとなる。また、セラミックファイバー成形体を固定するのにピンあるいは締め付け金具等の固定具を使用した場合、これら固定具の熱変形でセラミックファイバー成形体の切れ目や積層界面に隙間が生じたとしても、前記微孔性断熱材の存在によって断熱効果が低下することはなく、この結果、水冷管が熱損傷することがない。
【００１３】
本発明で使用する微孔性断熱材は、１００ｎｍ以下の微孔を有し、常温における熱伝導伝率が０．０５ｗ・ｍ^−１・ｋ^−１以下であるのが好ましい。この条件を満たすために、一般にはインク、タイヤ等の添加物として知られているヒュームドシリカが使用される。このヒュームドシリカは、例えば四塩化ケイ素を水素−酸素の火炎気流中に通すことで製造される。
【００１４】
前記微孔性断熱材を適用することにより、熱伝導率が通常の断熱材の１／３から１／１０と極めて低くなる。これにより、断熱層は薄く、且つコンパクトな構造となる。
【００１５】
シリカ超微粉としてのヒュームドシリカは、通常、次式の結合組織を有する。
【化１】

このヒュームドシリカはＯＨ基を有することで、結露等からくる水分との反応で次式の組織に変化し、その際の体積収縮で、断熱材の組織をぜい弱化させる。
【化２】

【００１６】
製鉄業の加熱炉の場合、定期修理または故障による修理の際には炉内温度を常温まで下げることがある。このとき、耐火物で被覆した水冷管表面に多量の結露が発生する。微孔性断熱材は、この結露による水分との反応で組織がぜい弱化し、断熱機能が低下する。シリカ超微粉を主材とした微孔性断熱材の場合、結露による組織のぜい弱化はより顕著である。
【００１７】
本発明においては、前記水冷管と微孔性断熱材との間に金属箔が介挿されているので、水冷管表面の結露による水分を金属箔によって遮断することができ、これによって微孔性断熱材の断熱効果の劣化を防止することができる。こうして、優れた断熱効果と信頼性によって、加熱炉のスキッドパイプ、ライザーパイプ等のように過酷な使用条件下で使用される管体においても、その断熱効果を長期にわたって安定的に発揮することができる。
【００１８】
本発明において、前記セラミックファイバー成形体による包囲は、ドーナツ状またはひも状のセラミックファイバー成形体を水冷管の長さ方向に積層することによりなされるのが好ましい。
【００１９】
また、前記水冷管と金属箔との間に耐熱性クッション層が介挿されるのが好ましい。こうすることで、この耐熱性クッション層が金属箔の破損を防止する役目をする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による加熱炉用水冷管の断熱構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る加熱炉用水冷管の断熱構造を示す断面斜視図、図１（ｂ）は、セラミックファイバー成形体の斜視図である。
【００２２】
本実施の形態において、水冷管１は、その外周部が微孔性断熱材２で被覆され、さらにその外周がセラミックファイバー成形体３で包囲されている。微孔性断熱材２の具体例としては、シリカ超微粉として粒子径１０〜１００ｎｍ程度のヒュームドシリカを主材とし、必要に応じてチタニア粉、ジルコニア粉、セラミックファイバーを組合わせる。各組成の割合は、例えばチタニア粉：０〜２０質量％、ジルコニア粉：０〜５０質量％、セラミックファイバー：０〜５質量％、残部をシリカ超微粉主体とする。粒子径１０〜１００ｎｍのシリカ超微粉を使用すると、断熱材組織に微細な空隙が形成されることになり、優れた断熱効果を発揮する。
【００２３】
微孔性断熱材２は、前述の粉体よりなる配合組成を袋詰めにした状態での成形体、あるいは前述の粉体よりなる配合組成を成形した後、焼成したもの等である。このうち、粉体を袋詰めにした状態での成形体を用いれば、曲げや切断加工が容易であることから現場合わせも可能であり、より精度の高い断熱構造を得ることができる。
【００２４】
また、セラミックファイバー成形体３による包囲は、例えばドーナツ状またはひも状のセラミックファイバー成形体３を水冷管の長さ方向に積層して行われる。図１の例では、ドーナツ状のセラミックファイバー成形体３が示されている。このセラミックファイバー成形体３には、微孔性断熱材２の外周に嵌合させるために切れ目４が入れられる。この切れ目４については、微孔性断熱材２の外周に嵌合させた後に、締付け金具または固定ピン等で係止するのが好ましい。
【００２５】
なお、図示されていないが、ひも状のセラミックファイバー成形体の場合には、このセラミックファイバー成形体を微孔性断熱材２の外周に巻き付けることによって積層させる。
【００２６】
前記セラミックファイバー成形体３は図に示す一重に限らず、材質の異なるセラミックファイバー成形体をもって多層にしてもよい。また、セラミックファイバーの材質は、アルミナ質あるいはアルミナ−シリカ質が一搬的である。アルミナ質はアルミナ−シリカ質に比べて耐熱性に優れる反面、価格が高い。このため、セラミックファイバー成形体を、例えば上層にアルミナ質、下層にアルミナ−シリカ質の多層構造にしてもよい。
【００２７】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る加熱炉用水冷管の断熱構造を示す断面斜視図である。
【００２８】
本実施の形態においては、水冷管１と微孔性断熱材２との間に金属箔５が介挿されている。ここで、金属箔５の材質例としては、アルミニウム、ステンレス、鉄等である。中でも加工性、耐酸性および経済性を兼ね備えるアルミニウムを用いるのが好ましい。なお、アルミニウム箔等の金属箔５をもって表面を被覆した微孔性断熱材２を使用した場合にも、水冷管１と微孔性断熱材２との間に金属箔５を介挿させた構造を得ることができる。例えば表面をポリエチレン等の樹脂フィルムで補強したアルミニウム箔の袋で真空パックした微孔性断熱材を用いることができる。
【００２９】
本実施の形態において、金属箔５、特にアルミニウム箔は水冷管１の付着物、突起物等と接触して破損することが懸念される。そこで、この金属箔５を使用した場合には、図３に示されるように水冷管１と金属箔５との間にセラミックファイバーシート等の耐熱性クッション層６を介挿し、これによって金属箔５の破損を防止するようにするのが好ましい。ここで、セラミックファイバーシートの材質としては、アルミナ質、アルミナ−シリカ質等を選択するのが良い。また、その厚さは１〜１０ｍｍ程度の薄層とするのが良い。
【００３０】
【実施例】
次に、製鉄業の連続加熱炉において使用されるスキッドパイプに適用した実施例および比較例について説明する。
【００３１】
実施例：
シリカ超微粉としてヒュームドシリカを使用し、このヒュームドシリカを主材とした、厚さ１０ｍｍで常温における熱伝導率０．０２１ｗ・ｍ^−１・ｋ^−１の微孔性断熱材をもって外径１６５ｍｍの水冷管を被覆し、さらにその上を、厚さ６５ｍｍのアルミナ質セラミックファイバー成形体で包囲した。
比較例：
外径１６５ｍｍの水冷管を、厚さ７５ｍｍのアルミナ質セラミックファイバー成形体のみで包囲した（従来の断熱構造に相当）。
ここで、実施例、比較例ともにセラミックファイバー成形体は厚さ６５ｍｍのドーナツ型とし、水冷管の長さ方向に積層して設けた。
【００３２】
図４は、前述の実施例および比較例の断熱構造において、その計算境界温度を示すグラフである。実施例の断熱構造（実線）においては、従来の断熱構造に相当する比較例（破線）に比べ、放散熱量が２５％低減していることが確認できた。また、実施例においては、セラミックファイバー成形体による保護作用で、微孔性断熱材はその優れた断熱効果を長期にわたって発揮することができた。
【００３３】
前記実施例の構造において、さらに水冷管と微孔性断熱材との間にアルミニウム箔を介在させた例では、水冷管に生じる結露からの水分を遮断し、微孔性断熱材がもつ断熱効果がより確実なものになった。
【００３４】
また、アルミニウム箔を介在させた前記実施例において、水冷管とアルミニウム箔との間に、耐熱性クッション層として厚さ１０ｍｍのアルミナ質ファイバー層を設けた例では、前記アルミニウム箔の破損防止効果によって、断熱構造の信頼性がさらに向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る加熱炉用水冷管の断熱構造を示す断面斜視図、図１（ｂ）は、セラミックファイバー成形体の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る加熱炉用水冷管の断熱構造を示す断面斜視図である。
【図３】図３は、第２の実施の形態の変形例を示す断面斜視図である。
【図４】図４は、断熱における計算境界温度を示したグラフである。
【図５】図５は、従来の断熱キャスタブル用いた断熱構造の断面斜視図である。
【符号の説明】
１水冷管
２微孔性断熱材
３セラミックファイバー成形体
４切れ目
５金属箔
６耐熱性クッション層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat insulating structure of a water-cooled pipe for a heating furnace used for a skid pipe, a riser pipe, etc. of a heating furnace in the iron and non-ferrous metal industries.
[0002]
[Prior art]
In general, in a continuous heating furnace in which a steel ingot is continuously inserted into a furnace and heated, a skid rail or the like for transferring a heated object is attached, and a skid pipe or a riser pipe is used to support the skid rail or the like. Etc. are used. Since these pipes are exposed to a high temperature of 1000 ° C. or higher, a heat-cooling structure in which cooling water is allowed to pass through the pipe and a heat-insulating layer is provided on the outer periphery of the water-cooling pipe is employed.
[0003]
FIG. 5 shows a heat insulation structure of a general water-cooled pipe of this kind. In this conventional structure, as shown in the drawing, a heat insulating layer made of a castable refractory 52 is applied to the outer periphery of the water-cooled tube 51, and the castable refractory 52 is welded and protruded from the outer peripheral surface of the water-cooled tube 51. The stud 53 is supported.
[0004]
However, in this conventional structure, since the stud 53 is made of metal, the thermal conductivity is high, and heat is dissipated to the cooling water passing through the stud 53 and passing through the water-cooled pipe 51. There is a problem in that it causes a decrease in.
[0005]
As an improvement measure to cope with such a problem, in Japanese Utility Model Publication No. 50-42098, a heat insulating layer made of ceramic fiber is interposed between the water-cooled tube and the stud, and the water-cooled tube and the stud are not brought into contact with each other. Such a structure has been proposed.
[0006]
Japanese Utility Model Publication No. 61-46393 proposes a heat insulation structure in which doughnut-shaped ceramic fiber molded bodies are laminated in the length direction of a water-cooled tube. In this case, adjacent ceramic fiber molded bodies are fixed by inserting pins or fastening metal fittings.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the heat insulating structure described in the former publication (Japanese Utility Model Publication No. 50-42098) does not have a cooling function for the stud and the stud mounting hardware, the castable refractory is caused by thermal deformation or oxidation of these hardware. There is a problem of inviting destruction and dropout.
[0008]
On the other hand, in the heat insulation structure described in the latter publication (Japanese Utility Model Publication No. 61-46393), the thermal deformation of the pins or the clamps creates gaps in the cut portion of the ceramic fiber molded body or the lamination interface, and the heat insulation effect is reduced. However, there is a problem that heat damage of the water-cooled tube is also concerned.
[0009]
The present invention has been made to solve such problems, and is applied to a skid pipe, a riser pipe, etc. of a heating furnace , and can obtain an excellent heat insulating effect even under severe use conditions. it is an object to provide a heat insulating structure for use cooling water pipe.
[0010]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the above object, the heat insulation structure for a water-cooled pipe for a heating furnace according to the present invention is firstly ,
While covering the outer peripheral of the cooling water pipe in the microporous insulation material to the fumed silica and main material, interposed the metal foil between the cooling water pipe and microporous thermal insulation material, further the microporous insulation material The outer periphery is surrounded by a ceramic fiber molded body.
[0011]
The heat insulation structure of the water-cooled pipe for a heating furnace according to the present invention is secondly,
The outer periphery of the water-cooled tube is covered with a microporous heat insulating material whose main material is fumed silica and the surface is covered with a metal foil, and the outer periphery is further surrounded by a ceramic fiber molded body.
In the invention having the second feature, the coating of the surface of the microporous heat insulating material with the metal foil is performed by vacuum packing the microporous heat insulating material with a bag of aluminum foil whose surface is reinforced with a resin film. It should be obtained.
[0012]
In the present invention, a microporous heat insulating material mainly composed of fumed silica having a very low thermal conductivity is used as a heat insulating material for covering the water-cooled pipe, and the microporous heat insulating material has a required heat insulating function. Further, the outer periphery of the microporous heat insulating material is surrounded by a ceramic fiber molded body, so that the microporous heat insulating material is prevented from being detached from the tubular body. The microporous heat insulating material is excellent in heat insulating properties, but because of microporosity, the micropores disappear when the sintering progresses at high temperature, and the heat insulating function is lost. Although it has the disadvantage that it is inferior in strength, it can prevent oversintering and physical damage of the microporous insulation by surrounding this microporous insulation with a ceramic fiber molded body. The heat insulation effect on the water-cooled tube is stable. In addition, when a fixture such as a pin or a clamp is used to fix the ceramic fiber molded body, even if a gap occurs in the cut or laminated interface of the ceramic fiber molded body due to thermal deformation of these fixtures, The presence of the porous heat insulating material does not lower the heat insulating effect, and as a result, the water-cooled tube is not thermally damaged.
[0013]
The microporous heat insulating material used in the present invention preferably has a micropore of 100 nm or less and a thermal conductivity at room temperature of 0.05 w · m ⁻¹ · k ⁻¹ or less. In order to satisfy this condition , fumed silica, which is generally known as an additive for ink, tires and the like, is used. This fumed silica is produced, for example, by passing silicon tetrachloride through a hydrogen-oxygen flame stream.
[0014]
By applying the microporous heat insulating material, the thermal conductivity becomes as extremely low as 1/3 to 1/10 that of a normal heat insulating material. Thereby, a heat insulation layer becomes thin and becomes a compact structure.
[0015]
Fumed silica as an ultrafine silica powder usually has a connective structure of the following formula.
[Chemical 1]

Since this fumed silica has an OH group, it changes to the structure of the following formula by reaction with moisture resulting from condensation and the like, and the structure of the heat insulating material is weakened by the volume shrinkage at that time.
[Chemical 2]

[0016]
In the case of iron furnaces, the furnace temperature may be lowered to room temperature during regular repairs or repairs due to failures. At this time, a large amount of dew condensation occurs on the surface of the water-cooled tube covered with the refractory. The microporous heat insulating material weakens the structure due to the reaction with moisture due to this dew condensation, and the heat insulating function is lowered. In the case of a microporous heat insulating material mainly composed of silica ultrafine powder, the weakening of the structure due to condensation is more remarkable.
[0017]
In the present invention, the metal foil is interposed between the cooling water pipe and microporous thermal insulation material, the moisture due to condensation of the water cooling pipe surface can be blocked by metal foil, whereby microporous It is possible to prevent deterioration of the heat insulating effect of the heat insulating material. In this way, with excellent heat insulation effect and reliability, it is possible to stably exhibit the heat insulation effect for a long time even in pipe bodies used under severe usage conditions such as heating furnace skid pipes, riser pipes, etc. it can.
[0018]
In the present invention, the enclosure with the ceramic fiber molded body is preferably made by laminating doughnut-shaped or string-shaped ceramic fiber molded bodies in the length direction of the water-cooled tube.
[0019]
Moreover, it is preferable that a heat-resistant cushion layer is interposed between the water-cooled tube and the metal foil. By doing so, the heat-resistant cushion layer serves to prevent the metal foil from being damaged.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of the heat insulation structure for a water-cooled pipe for a heating furnace according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
Fig.1 (a) is a cross-sectional perspective view which shows the heat insulation structure of the water-cooled tube for heating furnaces concerning the 1st Embodiment of this invention, FIG.1 (b) is a perspective view of a ceramic fiber molded object.
[0022]
In the present embodiment, the outer periphery of the water-cooled tube 1 is covered with the microporous heat insulating material 2, and the outer periphery thereof is surrounded by the ceramic fiber molded body 3. As a specific example of the microporous heat insulating material 2, fumed silica having a particle diameter of about 10 to 100 nm is used as a main material as silica ultrafine powder, and titania powder, zirconia powder, and ceramic fiber are combined as necessary. The proportion of each composition is, for example, titania powder: 0 to 20% by mass, zirconia powder: 0 to 50% by mass, ceramic fiber: 0 to 5% by mass, and the balance mainly composed of silica ultrafine powder. When silica ultrafine powder having a particle diameter of 10 to 100 nm is used, fine voids are formed in the heat insulating material structure, and an excellent heat insulating effect is exhibited.
[0023]
The microporous heat insulating material 2 is a molded body in a state in which the blending composition made of the above-mentioned powder is packaged, or a fired after molding the blending composition made of the above-mentioned powder. Among these, if a molded body in a state where the powder is packed in a bag is used, it can be bent and cut easily, and can be adjusted on-site, and a heat insulating structure with higher accuracy can be obtained.
[0024]
The enclosure by the ceramic fiber molded body 3 is performed by, for example, laminating doughnut-shaped or string-shaped ceramic fiber molded bodies 3 in the length direction of the water-cooled tube. In the example of FIG. 1, a doughnut-shaped ceramic fiber molded body 3 is shown. The ceramic fiber molded body 3 is provided with a cut 4 for fitting to the outer periphery of the microporous heat insulating material 2. About this cut | interruption 4, after making it fit to the outer periphery of the microporous heat insulating material 2, it is preferable to latch with a clamp | tightening metal fitting or a fixing pin.
[0025]
Although not shown, in the case of a string-like ceramic fiber molded body, the ceramic fiber molded body is laminated by being wound around the outer periphery of the microporous heat insulating material 2.
[0026]
The ceramic fiber molded body 3 is not limited to the single layer shown in the figure, and may be formed of multilayered ceramic fiber molded bodies of different materials. Further, the material of the ceramic fiber is a single material of alumina or alumina-silica. Alumina is superior in heat resistance to alumina-silica, but is expensive. For this reason, the ceramic fiber molded body may have a multi-layered structure of, for example, alumina in the upper layer and alumina-silica in the lower layer.
[0027]
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing a heat insulation structure of a water-cooled pipe for a heating furnace according to a second embodiment of the present invention.
[0028]
In the present embodiment, a metal foil 5 is interposed between the water-cooled tube 1 and the microporous heat insulating material 2. Here, examples of the material of the metal foil 5 include aluminum, stainless steel, and iron. Among them, it is preferable to use aluminum having workability, acid resistance and economy. In addition, also when using the microporous heat insulating material 2 which coat | covered the surface with metal foils 5, such as aluminum foil, the structure by which the metal foil 5 was inserted between the water cooling pipe 1 and the microporous heat insulating material 2 Can be obtained. For example, a microporous heat insulating material vacuum-packed with an aluminum foil bag whose surface is reinforced with a resin film such as polyethylene can be used.
[0029]
In the present embodiment, there is a concern that the metal foil 5, particularly the aluminum foil, may be damaged by contact with the deposits, protrusions, etc. of the water-cooled tube 1. Therefore, when this metal foil 5 is used, a heat-resistant cushion layer 6 such as a ceramic fiber sheet is interposed between the water-cooled tube 1 and the metal foil 5 as shown in FIG. It is preferable to prevent the breakage. Here, as the material of the ceramic fiber sheet, it is preferable to select alumina, alumina-silica or the like. The thickness is preferably a thin layer of about 1 to 10 mm.
[0030]
【Example】
Next, examples and comparative examples applied to skid pipes used in continuous heating furnaces in the steel industry will be described.
[0031]
Example:
Fumed silica is used as the silica ultrafine powder, and the outer diameter of the fumed silica is a microporous heat insulating material having a thickness of 10 mm and a thermal conductivity of 0.021 w · m ⁻¹ · k ⁻¹ at room temperature. A 165 mm water-cooled tube was covered, and further, it was surrounded by an alumina ceramic fiber molded body having a thickness of 65 mm.
Comparative example:
A water-cooled tube having an outer diameter of 165 mm was surrounded only by an alumina ceramic fiber molded body having a thickness of 75 mm (corresponding to a conventional heat insulating structure).
Here, in both the examples and comparative examples, the ceramic fiber molded body was a donut shape having a thickness of 65 mm, and was laminated in the length direction of the water-cooled tube.
[0032]
FIG. 4 is a graph showing the calculated boundary temperature in the heat insulating structures of the above-described examples and comparative examples. In the heat insulation structure (solid line) of the example, it was confirmed that the amount of heat dissipated was reduced by 25% compared to the comparative example (dashed line) corresponding to the conventional heat insulation structure. Moreover, in the Examples, the microporous heat insulating material was able to exert its excellent heat insulating effect over a long period of time due to the protective action by the ceramic fiber molded body.
[0033]
In the structure of the above embodiment, in the example in which an aluminum foil is further interposed between the water-cooled tube and the microporous heat insulating material, moisture from condensation formed in the water-cooled tube is blocked, and the heat insulating effect of the microporous heat insulating material Became more certain.
[0034]
Further, in the above example in which an aluminum foil is interposed, in the example in which an alumina fiber layer having a thickness of 10 mm is provided as a heat-resistant cushion layer between the water-cooled tube and the aluminum foil, the aluminum foil is prevented from being damaged. In addition, the reliability of the heat insulation structure was further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a cross-sectional perspective view showing a heat insulating structure of a water-cooled pipe for a heating furnace according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a perspective view of a ceramic fiber molded body. It is.
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing a heat insulation structure of a water-cooled pipe for a heating furnace according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional perspective view showing a modification of the second embodiment.
FIG. 4 is a graph showing a calculated boundary temperature in heat insulation.
FIG. 5 is a cross-sectional perspective view of a heat insulating structure using a conventional heat insulating castable.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water-cooled pipe 2 Microporous heat insulating material 3 Ceramic fiber molded object 4 Cut 5 Metal foil 6 Heat resistant cushion layer

Claims

While covering the outer peripheral of the cooling water pipe in the microporous insulation material to the fumed silica and main material, interposed the metal foil between the cooling water pipe and microporous thermal insulation material, further the microporous insulation material A heat-insulating structure for a water-cooled pipe for a heating furnace , characterized in that the outer periphery is surrounded by a ceramic fiber molded body.

Water cooling for a heating furnace characterized in that the outer periphery of a water-cooled tube is covered with a microporous heat insulating material whose main material is fumed silica and coated with a metal foil, and the outer periphery is surrounded by a ceramic fiber molded body. Tube insulation structure.

The coating of the surface of the microporous heat insulating material with the metal foil is obtained by vacuum-packing the microporous heat insulating material with an aluminum foil bag whose surface is reinforced with a resin film. Insulation structure of water-cooled pipe for heating furnace.

Surrounded by the ceramic fiber molded body, the donut-shaped or string-like heating furnace for cooling water pipe according to the ceramic fiber molded body to claim 1 made by laminating the length of the cooling water pipe Thermal insulation structure.

The heat insulation structure of the water-cooled tube for heating furnaces of Claim 1 with which a heat-resistant cushion layer is interposed between the said water-cooled tube and metal foil.