JPS6147682B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、溶解炉、熱処理炉、乾燥炉、窯炉、
るつぼ炉、取鍋、その他の耐火断熱壁面を構築す
るための工業炉用ライニング材の製造方法に関す
るものである。 各種工業炉のライニング材としては、従来より
種々の耐火断熱材が提供されているが、例えば耐
火レンガで内張りした工業炉に於いては炉壁表面
温度が高温になるので炉の寿命を短命化すると共
に、溶解等に長時間を要するなどの欠点があつ
た。 そこで近時、燃料の節減、炉昇温冷却時間の短
縮による生産性の向上、炉の延命化、熱伝導率の
減小による炉壁肉薄化、炉壁重量の軽量化、など
を実現する諸特性を具備したセラミツクフアイバ
ーライニング材が開発された。 而して、上記のセラミツクフアイバーライニン
グ材は、高純度のアルミナ及びシリカを主原料と
し、これを溶融繊維化した耐熱繊維にバインダー
を加えて混練したものであるから、ライニング材
自体はペースト状の柔軟質である。 それ故、このライニング材を使用する場合は、
炉壁レンガまたは炉体鉄皮上に予め接着用モルタ
ルを塗布し、その上に直接こて塗りをするか、或
いは団子付けして、厚みを調整しながら塗着して
施行するのが通例であつた。 然るに、上記のペースト状ライニング材は、単
に断熱用充填材または膨張代充填材として使用す
る場合はそれでよいが、炉壁部を構築するための
耐火断熱用内張材として使用する場合は、次の如
き不都合があつた。 イ 狭い炉内でのライニング作業であり、且つペ
ースト状柔軟材をこて塗りするため、熟練工で
あつても施工が非常に困難であつて、工期の長
期化を招来する。 ロ 厚みの均一な炉壁、及び塗りむらのない美麗
な壁面を形成するのが困難である。 ハ 炉内天壁部に厚塗りすると、一旦こて塗りし
たペースト状柔軟材が塗着作業中に剥離して落
下するので、ライニング作業自体が非常に困難
である。 ニ 柔軟質のライニング材を塗着して炉壁を構築
しても施工後直ちに稼動することが出来ず、炉
壁を乾燥して所定のライニング効果を発揮させ
るためには12時間以上の乾燥焚が必要である。 ホ 柔軟質ライニング材をこて塗りした場合、炉
壁が一枚壁に形成されるから、炉稼動中の熱膨
張によつてクラツクが発生し、炉壁にひび割れ
を生じてライニング効果が損われた。 ヘ 炉壁がひび割れしたり焼損劣化するなどして
炉壁の一部に補修を要する場合でも、炉壁全面
を張り替えなければならないので、ライニング
コストが極めて高くつく。 ト ペースト状のセラミツクフアイバーライニン
グ材で重油炉または灯油炉などの炉壁を構築し
た場合、炉壁の硬度が低く且つ組織密度が粗い
ので、炉稼動中に重油や灯油などの液体燃料が
炉壁に含浸して炉壁強度を低下させ、炉の短命
化を招来する。その上、炉稼動中のバーナー炎
によつて炉壁面にカーボンが付着するが、この
カーボン層を除去すればライニング材が付隨し
て剥れるので、炉壁面が恰もえぐられた状態に
なり、炉壁面が著しく損傷する。それ故、従来
は、重油炉または灯油炉等についてはセラミツ
クフアイバーライニング材を使用していない。 本発明は、上記従来の諸欠点を解消したもので
あつて、ペースト状セラミツクフアイバーライニ
ング材の定型ブロツク化を実現した工業炉用ライ
ニング材の製造方法の提供を目的とするものであ
る。 本発明に係る製造方法の実施例について詳説す
れば、先ず原料としてアルミナ（酸化アルミニウ
ム）とシリカ（二酸化ケイ素）を主成分とし、そ
の化学組成比を特性値に応じて決定する。 次に、上記アルミナシリカ系原料を電気炉等で
溶融し、この溶融物に圧搾空気を吹き付け、溶融
金属を吹き飛ばして繊維状にする。この繊維は耐
熱性及び断熱性に優れ、且つ軽量であつて、該耐
熱繊維を集積して綿状にすれば、優れた柔軟性及
び耐熱衝撃性を具備している。 そこで、上記のアルミナシリカ系耐熱集積繊維
に無機バインダーを添加して充分に混練すると、
ペースト状の柔軟性耐熱素材が形成される。 次に、無定形である上記柔軟性耐熱素材を、内
底部に下型板を敷設した金型の内部に充填し、充
填作業後、柔軟性耐熱素材の表面上に上型板を設
置してサンドイツチ状にする。尚、前記の上型板
及び下型板は、ゴム、各種合成樹脂、又はガラス
繊維等で構成する。 そこで、前記上型板の上面より適当な加圧手段
によつて加圧する。この場合の加圧手段として
は、空気圧、油圧、水圧等を利用した加圧手段、
例えばプレス機や、その他遠心力或いは真空圧な
どを利用して加圧する手段を含み、その具体的な
加圧手段を限定じない。尚、前記上型板を介して
柔軟性耐熱素材充填物に加えられる加圧力は、５
Kg／cm²以上が望ましい。 上記の如く加圧された柔軟性耐熱素材は、金型
内部において圧縮され所定形状に成型されてブロ
ツク体を構成する。 爾後、上記ブロツク体を金型より抜脱する。こ
の際、柔軟性耐熱素材からなるブロツク体は湿潤
性を有しベトついているから、前記上型板及び下
型板がブロツク体の表裏面に付着した状態のまゝ
抜型される。 抜型後、ブロツク体と上型板と下型板との三者
重合状態のまゝ乾燥工程へ移行する。この乾燥工
程における乾燥炉は通常熱風乾燥方式を採用する
ものであり、前記ブロツク体等に熱風を吹き付け
て乾燥する。 而して、前記上型板及び下型板が耐熱性の劣る
材質で構成されている場合は、先ず50℃〜100℃
程度の低温熱風によつて予備乾燥を行ない、予備
乾燥を終了するとブロツク体からそれに付着せる
上型板及び下型板を剥離し除去した後、ブロツク
体のみ100℃以上の高温熱風によつて本乾燥を行
なうものであり、本乾燥によつてブロツク体の含
有水分を充分に除去すれば、定型化した工業炉用
ライニング材が完成する。 尚、前記上型板及び下型板が耐熱性の優れた材
質、例えばガラス繊維などで構成されている場合
は、ブロツク体と上型板と下型板との三者重合状
態のまゝ直接本乾燥してもよい。この場合、本乾
燥が終了すると、ブロツク体より上型板及び下型
板を容易に剥離し取り除くことが出来る。 このようにして成型されたライニング材は炉壁
形状に応じた各種の形状（通常は板状）のブロツ
ク体に形成されているので、かゝるブロツク体を
炉壁構築用として使用する場合は、圧縮成型され
たブロツク体をそのまゝ、又はブロツク体を適宜
の形状に切断成形して、炉内耐火煉瓦壁内面に接
着剤を介して固着し、同様に多数のブロツク体を
縦横に並設して各々固着し、各ブロツク間に形成
された目地にペースト状コーテイング材を充填す
ることによつて、炉壁が完成する。 本発明に係る工業炉用ライニング材の製造方法
は以上の如く圧縮成型された定形状のセラミツク
フアイバーライニング材を実現したので、セラミ
ツクフアイバーの諸特性を具備した上、更に下記
の如く優れた諸効果を発揮するものである。 ａ ライニング材としてのブロツク体を縦横に並
設して築炉するので、狭い炉内でも施工が容易
であり、工期の大巾な短縮を可能にする。 ｂ 予め定型化された一定の形状及び厚さを有す
るブロツク体を使用するので、炉壁厚が均一で
あり、且つ内壁面が美麗である。 ｃ 炉内天壁部を構築する場合でも、一旦ブロツ
ク体を接着してしまえば剥離落下の虞れがな
く、ライニング作業自体が容易である。 ｄ 圧縮成型されたブロツク体を最終工程におい
て乾燥するから、築炉後直ちに稼動することが
出来、所謂乾燥焚の必要がない。 ｅ 多数のブロツク体を縦横に並設して炉壁を構
成するので、熱膨張によるクラツクの発生を防
止し、炉壁のひび割れを回避し得る。 ｆ 炉壁の一部が補修を要する場合でも、その一
部のブロツク体のみを張り替えるだけでよいか
ら、ライニングコストを低減する。 ｇ アルミナシリカ系耐熱集積繊維に無機バイン
ダーを添加混練したペースト状耐熱素材は柔軟
質であり且つベトついているので、この素材を
金型に充填しても金型に素材が付着して抜型す
ることが出来ず、ブロツク形体に成型すること
は従来不可能視されていたが、本発明では金型
内部の下型板と上型板間に前記素材を充填し、
抜型後、予備乾燥もしくは本乾燥終了後にブロ
ツク体から上型板及び下型板を取り外すので、
前記素材の定型ブロツク化を可能にする。前記
素材を加圧し圧縮成型した後乾燥すれば、上記
両型板はブロツク体から容易に取り外すことが
出来るものであり、しかも金型からも容易に離
型することが出来る。 ｈ 炉壁に固着したライニング材としての各ブロ
ツク体は、予め圧縮され乾燥固化されているの
で、硬度及び強度が大きく且つ組織が密であ
る。それ故、このライニング材で重油炉または
灯油炉等の炉壁を構築した場合、炉稼動中にお
ける重油や灯油等の液体燃料が炉壁に含浸する
のを可及的に防止すると共に、バーナー炎によ
つて炉壁面にカーボンが付着しても炉壁面を損
傷することなくこれを容易に除去することが可
能である。従つて、炉の延命効果を促すもので
あり、重油炉または灯油炉等のライニング材と
しても有効に利用し得るものである。 ｉ ライニング材としてのブロツク体は、ナイフ
やカンナ等任意の刃物によつて簡単に切削する
ことが出来るので、炉内形状に適応した任意の
形状に成形加工することも容易である。 ｊ 圧縮成型後、抜型したブロツク体を乾燥する
ので、ブロツク体の含有水分が蒸発して極めて
軽量化する。ペースト状のセラミツクフアイバ
ーライニング材と、本発明方法によつて製造さ
れたライニング材とを比較した場合、実験の結
果、両者同体積に於いて、前者のペースト状ラ
イニング材2.4Kgに対し、後者の定型ライニン
グ材は1.1Kgであり、その重量比は1/2以下であ
つた。また他の耐火レンガ等と比較しても、当
該定型ライニング材は重量比が約1/4〜1/5であ
つた。このようにライニング材が極めて軽量で
あるから、炉壁重量が軽減され、基礎材や構造
用鋼材の節約を可能にするものである。 ｋ アルミナ及びシリカを主原料としてライニン
グ材を構成したので、耐熱性及び断熱性が極め
て優れ、1500℃前後の高温使用に耐え得る。 ｌ 尚、加圧し圧縮成型して得られたライニング
材（加圧力５Kg／cm²）と、加圧しないで乾燥さ
せたライニング材とをゴム硬度試験機（シヨー
ワ式）によつて硬さ実験すると、加圧したライ
ニング材は90〜100度であるに対し、無圧のラ
イニング材は60〜68度であり、硬度に顕著な差
異があらわれた。 ｍ また、本発明方法によつて製造されたライニ
ング材を使用して築炉された重油炉と、従来の
耐火レンガ（SK34＃）を使用して築炉された
重油炉とを比較した場合、次のような実験結果
を得た。

【表】 第１図に示す重油炉（セラミツク炉、又はレン
ガ炉）に於ける炉壁のＡ部、Ｂ部、Ｃ部のそれぞ
れの表面温度変化について実験すると、定型ライ
ニング材を使用したセラミツク炉は、第２図の如
く、炉壁表面温度が最高でも200℃以下であり、
またインゴツトの溶け落ち所要時間（同図Ｘ点）
は34分であつた。 一方、従来の耐火煉瓦を使用したレンガ炉は、
第３図に示す如く、炉壁表面温度が最高400℃近
くまで達し、且つインゴツトの溶け落ち所要時間
（同図Ｙ点）も56分であつた。 また、燃料消費量でも別表の如く著しく差異が
みられた。 このように、本発明方法によつて製造されたラ
イニング材は耐熱性のみならず極めて優れた断熱
性を具備するものであり、燃料の節減、炉昇温冷
却時間の短縮による生産性の向上、炉の延命化、
熱伝導率が小さく且つ炉壁強度及び硬度の増大に
よる炉壁肉薄化、炉壁重量の大巾な軽量化、など
セラミツクフアイバーライニング材の諸特性を更
に前進させた画期的な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は重油炉の測温位置を示すための縦断説
明図、第２図は本発明方法によつて製造されたラ
イニング材を使用して築炉したセラミツク重油炉
に於ける炉表面温度変化を表わす図、第３図は従
来の耐火煉瓦を使用して築炉したレンガ重油炉に
於ける炉表面温度変化を表わした図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミナシリカ系耐熱集積繊維に無機バイン
   ダーを添加混練したペースト状柔軟性耐熱素材
   を、金型内部の下型板と上型板間に充填して加圧
   し、金型内部で圧縮された成型ブロツク体を前記
   両型板が付着した状態のまゝ抜型した後、これを
   乾燥し、予備乾燥後若しくは本乾燥の終了後にブ
   ロツク体から前記両型板を除去してブロツク単体
   を形成することを特徴とする工業炉用ライニング
   材の製造方法。 ２ 前記下型板及び上型板を、乾燥工程における
   低温熱風予備乾燥後に前記成型ブロツク体から除
   去してなる特許請求の範囲第１項記載の工業炉用
   ライニング材の製造方法。 ３ 前記下型板及び上型板を、乾燥工程における
   高温熱風本乾燥後に前記成型ブロツク体から除去
   してなる特許請求の範囲第１項記載の工業炉用ラ
   イニング材の製造方法。