セラミックファイバーブロック及びその取付け方法
【課題】工業炉の炉壁の内側面への取付け作業性に優れ、安価で長期間に亘ってセラミック粒子の飛散を防止することが可能なセラミックファイバーブロック及びその取付け方法を提供する。
【解決手段】帯状のセラミックファイバーブランケット１１を葛折り状に折畳んで形成した直方体状のブロック体１２と、ブロック体１２の折目部１６を有する裏面に装着された取付け金物１３とを備え、使用にあっては取付け手段３１、４４で固定される取付け金物１３を介して工業炉の炉壁２９の内側面に並べて取付けられるセラミックファイバーブロック１０であって、使用時に炉内側となるブロック体１２の表面側を、ブロック体１２の表面から途中位置まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材１５で覆った。
【解決手段】帯状のセラミックファイバーブランケット１１を葛折り状に折畳んで形成した直方体状のブロック体１２と、ブロック体１２の折目部１６を有する裏面に装着された取付け金物１３とを備え、使用にあっては取付け手段３１、４４で固定される取付け金物１３を介して工業炉の炉壁２９の内側面に並べて取付けられるセラミックファイバーブロック１０であって、使用時に炉内側となるブロック体１２の表面側を、ブロック体１２の表面から途中位置まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材１５で覆った。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業炉の炉壁の内側面に並べて取付けるセラミックファイバーブロック及びその取付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックファイバーブロック（以下、「ＣＦブロック」ともいう）を工業炉（例えば熱処理炉）の炉壁の内側面に取付ける場合、ＣＦブロックからセラミック粒（ショット）が炉内に飛散することを防止するため、例えば、特許文献１には、図１１に示すように、セラミックファイバーブランケット（以下、「ＣＦブランケット」ともいう）１００の長尺物を順次に折り曲げ加工してその複数枚を積層して積層体１０１を形成し、積層体１０１を工業炉の炉壁（鉄皮）１０２の内側面に対して積層体１０１のＣＦブランケット１００の積層面が平行になるように取付ける際に、炉内側に現れる積層体１０１の面をセラミック粒子の含有量が積層体を形成しているＣＦブランケット１００よりも少ないＣＦブランケット１０３で被覆したＣＦブロック１０４が提案されている。ここで、符号１０５は、ＣＦブロック１０４を工業炉の炉壁１０２の内側面に取付ける保持金物である。
【０００３】
また、特許文献２には、図１１に示すように、長尺の結晶アルミナファイバーマット１０６と長尺の結晶アルミナファイバーブランケット１０７を重ね合せたものを、嵩密度が低い結晶アルミナファイバーマット１０６が内層体、嵩密度の高い結晶アルミナファイバーブランケット１０７が外層体となるように葛折り状に折畳んで形成した積層体１０８と、積層体１０８に装着した図示しない取付け金物（チャンネル）とを有するＣＦブロック１０９を形成し、取付け金物を介して工業炉の炉壁１０２の内側面に固定することが提案されている。
【０００４】
更に、ＣＦブロックに含まれるセラミック粒の炉内への脱落を防止するＣＦブロックの取付け方法として、図１１に示すように、長尺の非晶質ＣＦブランケット１１０を葛折り状に折畳んでＣＦブロック１１１を形成し、ＣＦブロック１１１に装着した図示しない取付け金物を介して工業炉の炉壁１０２の内側面に取付け、炉内に露出した面に結晶質ブランケット又はアルミナクロスからなるカバー部材１１２を、アルミナロープ又はセラミックファイバーロープからなる糸部材１１３を用いて縫合することが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５２２７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０８６４号公報
【特許文献３】特開２００５−５５０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、保持金物１０５が炉壁１０２の内側面より炉内側に突出しているため加熱され、耐熱性に優れた素材で形成する必要があり高価になるという問題がある。また、炉内側に突出した保持金物１０５が炉内の熱を炉壁１０２の内側面に伝え、省エネルギー効果が期待できないという問題がある。更に、ＣＦブロック１０４の密度が不足すると、ＣＦブロック１０４間の目地の炉内側（先端から厚み方向に厚みの約半分に相当する距離の範囲）に目地開きが生じるという問題がある。そして、積層体１０１を被覆しているＣＦブランケット１０３が外的要因で破損すると、積層体１０１を構成しているＣＦブランケット１００の炉内側が垂れ下がり、ＣＦブランケット１００に含まれるセラミック粒子が炉内に飛散し、例えば、工業炉内を通板する鋼板の表面に疵をつけるという問題が生じる。なお、ＣＦブロック１０４を工業炉の炉壁１０２の内側面に取付ける作業は、炉内でＣＦブロック１０４を製造しながら炉壁１０２の内側面に取付けるという熟練かつ煩雑な作業となるため、工期短縮ができない要因になっている。また、事前に製造したＣＦブロックを取付ける工法を採用しても、炉壁１０２の内側面に取付ける最終１列又は最終１個は、炉内でＣＦブロックを製造して取付けなければならず、取付け作業が煩雑になるという問題がある。
【０００７】
特許文献２のＣＦブロック１０９の工業炉の炉壁１０２の内側面への取付は、炉壁１０２の内側面に予め立設しておいたボルト１１４を取付け金物を介してＣＦブロック１０９内に挿入し座付きナット（図示せず）を螺合して取付け金物を炉壁１０２の内側面に固着する方法で行うので、炉内の熱が炉壁１０２の内側面に伝わり難く省エネルギー効果に優れているが、ＣＦブロック１０９を炉内に取付けた際に、内層体の結晶アルミナファイバーマット１０６が部分的に炉内に露出した場合、結晶アルミナファイバーマット１０６の繊維が炉内に飛散する虞がある。そして、結晶アルミナファイバーマット１０６の繊維が炉内に飛散すると、例えば、工業炉内を通板する鋼板の表面に疵をつけるという問題が生じる。なお、符号１１５は、座付きナットをＣＦブロック１０９内に挿入するためのナット挿入部である。
【０００８】
特許文献３に基づいたＣＦブロック１１１の取付け方法では、工業炉の炉壁１０２の内側面にＣＦブロック１１１を取付けた後（炉壁１０２の内側面への取付けは、特許文献２のＣＦブロック１０９の取付けと同様の方法で行う）、炉内に露出した面にカバー部材１１２を縫合する作業を炉内で行う必要があるため、工期短縮が困難であるという問題がある。また、糸部材１１３としてアルミナロープを使用すると、アルミナロープは約７００〜８５０℃でアルカリと反応して劣化し糸部材１１３としての信頼性が低下するという虞があり、アルミナロープが切れてカバー部材１１２が剥がれてＣＦブロック１１１が露出すると、ＣＦブロック１１１を形成している非晶質ＣＦブランケット１１０からセラミック粒子が飛散するという問題が生じる。一方、糸部材１１３としてＣＦロープを使用すると、ＣＦロープに巻き込んだ耐熱芯線が炉内に飛散する虞があり、耐熱芯線が炉内に飛散すると、例えば、工業炉内を通板する鋼板の表面に疵をつける原因となる。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、工業炉の炉壁の内側面への取付け作業性に優れ、安価で長期間に亘ってセラミック粒子の飛散を防止することが可能なセラミックファイバーブロック及びその取付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的に沿う本発明に係るセラミックファイバーブロックは、帯状のセラミックファイバーブランケットを葛折り状に折畳んで形成した直方体状のブロック体と、該ブロック体の折目部を有する裏面に装着された取付け金物とを備え、使用にあっては取付け手段で固定される前記取付け金物を介して工業炉の炉壁の内側面に並べて取付けられるセラミックファイバーブロックであって、
使用時に炉内側となる前記ブロック体の表面側を、該ブロック体の表面から途中位置まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材で覆っている。
ここで、直方体状には、縦、横、高さの寸法が全て同一の直方体状である立方体状を含む。
【００１１】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、前記箱状のキャップ部材の開口側端部は、前記ブロック体にアルミナロープを用いて縫い付けられていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、前記取付け金物は、前記ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、前記取付け手段となる前記工業炉の炉壁に設けられた挿通孔に嵌入する取付けボルトを有することができる。
【００１３】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、前記取付け金物は、前記ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、前記取付け手段となる前記工業炉の炉壁の内側面から突出する取付けボルトが嵌入する第１の挿通孔を有することもできる。
ここで、前記箱状のキャップ部材は、前記取付けボルトが挿通する部位で２分割され、前記ブロック体には前記取付けボルトが挿通する第２の挿通孔が設けられていることが好ましい。
【００１４】
前記目的に沿う本発明に係るセラミックファイバーブロックの取付け方法は、本発明に係るセラミックファイバーブランケットを工業炉の炉壁の内面側に並べて取付けるセラミックファイバーブロックの取付け方法であって、
予め前記セラミックファイバーブロックの圧縮率を考慮して、前記炉壁に前記取付け金物を固定する前記取付け手段を設け、前記セラミックファイバーブロックを前記圧縮率で圧縮して、前記炉壁の内面側に並べ、前記取付け金物を前記取付け手段で前記炉壁の内面側に固定する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいては、使用時に炉内側となるブロック体の表面側を、ブロック体の表面から途中位置まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材で覆っているので、セラミックファイバーブロックを工業炉の炉壁の内側面に並べて取付けた際、炉内側は結晶セラミックファイバーブランケットで覆われることになって、ブロック体を構成しているセラミックファイバーブランケットに含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを防止できる。これにより、例えば、工業炉内に鋼板を通板した際、鋼板の表面に疵が発生するのを防止できる。
また、ブロック体の表面側をキャップ部材で覆うことにより、セラミックファイバーブロックの炉内側部分の密度と耐熱性を向上させることができ、セラミックファイバーブロック間の目地開きを防止することができる。
更に、高価な結晶セラミックファイバーブランケットをキャップ部材にだけ限定使用するので、結晶セラミックファイバーブランケットの使用量を少なくすることができ、セラミックファイバーブロックの製造コストの上昇を抑制できる。
そして、ブロック体へのキャップ部材の取付けは、ブロック体の製造に引き続いて工場内で行うことができるので、工業炉の炉壁の内側面へのセラミックファイバーブロックの取付け作業が簡便になる。このため、セラミックファイバーブロックの取付け作業の作業性が向上し、工期短縮が可能になる。
【００１６】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、箱状のキャップ部材の開口側端部が、ブロック体にアルミナロープを用いて縫い付けられている場合、工業炉の炉壁の内面側にセラミックファイバーブロックを並べて取付けると、隣り合うセラミックファイバーブロックのキャップ部材の側部に現れるアルミナロープをキャップ部材同士で覆うことができる。このため、アルミナロープは工業炉の炉内雰囲気に直接曝されることがなくなり、アルミナロープの劣化を防止することができる。
【００１７】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、取付け金物が、ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、取付け手段となる工業炉の炉壁に設けられた挿通孔に嵌入する取付けボルトを有する場合、挿通孔を挿通して工業炉の炉壁の外側面から突出する取付けボルトにナットを螺合することにより、取付け金物を工業炉の炉壁の内側面に固着することができる。これにより、セラミックファイバーブロックを、取付け金物を介して工業炉の炉壁の内側面に並べて容易に取付けることができる。
【００１８】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、取付け金物が、ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、取付け手段となる工業炉の炉壁の内側面から突出する取付けボルトが嵌入する第１の挿通孔を有する場合、第１の挿通孔を挿通してブロック体内に突出する取付けボルトにナットを螺合することで取付け金物を工業炉の炉壁の内側面に固着することができ、セラミックファイバーブロックの取付け作業が炉内作業のみとなる。これにより、セラミックファイバーブロックを、取付け金物を介して工業炉の炉壁の内側面に並べて取付ける際の作業性が向上する。
【００１９】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、箱状のキャップ部材が、取付けボルトが挿通する部位で２分割されている場合、２分割された箱状のキャップ部材の目地に沿ってナットをブロック体内に容易に挿入することができる。また、ブロック体に取付けボルトが挿通する第２の挿通孔が設けられている場合、第１の挿通孔を挿通する取付けボルトを第２の挿通孔を介してブロック体内に容易に突出させることができる。その結果、セラミックファイバーブロックの取付け作業の作業性が更に向上する。
【００２０】
本発明に係るセラミックファイバーブロックの取付け方法においては、予めセラミックファイバーブロックの圧縮率を考慮して、炉壁に取付け手段を設け、セラミックファイバーブロックを圧縮率で圧縮して炉壁の内面側に並べ、取付け金物を取付け手段で炉壁の内面側に固定するので、セラミックファイバーブロックの固定が完了した後、圧縮状態を解除すると、隣り合うセラミックファイバーブロック同士は当接状態となって、例えば、キャップ部材の開口側端部がアルミナロープでブロック体に縫い付けられている場合、キャップ部材の側部に現れるアルミナロープをキャップ部材同士で覆って工業炉の炉内雰囲気から遮断することができる。これにより、アルミナロープの劣化を防止でき、ブロック体の表面側にキャップ部材を長期間に亘って安定して取付けることができる。その結果、セラミックファイバーブランケットに含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを長期間に亘って防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るセラミックファイバーブロックの斜視図、（Ｂ）は同断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ同セラミックファイバーブロックの正面図、左側面図、右側面図、平面図、底面図、背面図である。
【図３】（Ａ）はブロック体の作製方法を示す説明図、（Ｂ）はブロック体に取付け金物を装着した状態を示す説明図である。
【図４】同セラミックファイバーブロックの工業炉の炉壁の内側面への取付け方法を示す説明図である。
【図５】同セラミックファイバーブロックが工業炉の炉壁の内側面に取付けられた状態を示す説明図である。
【図６】同セラミックファイバーブロックが工業炉の炉壁の内側面に取付けられた状態を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るセラミックファイバーブロックの斜視図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ同セラミックファイバーブロックの正面図、左側面図、右側面図、平面図、底面図、背面図である。
【図９】同セラミックファイバーブロックの工業炉の炉壁の内側面への取付け方法を示す説明図である。
【図１０】同セラミックファイバーブロックが工業炉の炉壁の内側面に取付けられた状態を示す説明図である。
【図１１】従来のセラミックファイバーブロックの工業炉の炉壁の内側面への取付け状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るセラミックファイバーブロック（以下、「ＣＦブロック」ともいう）１０は、帯状のセラミックファイバーブランケット（以下、「ＣＦブランケット」ともいう）１１を葛折り状（即ち、ジグザク状）に折畳んで形成した、立方体状（直方体状の一例）のブロック体１２と、ブロック体１２の折目部１６を有する裏面に装着された、短帯状の取付け金物（取付け金具）１３とを有している。
そして、使用時に炉内側となるブロック体１２の表面側は、ブロック体１２の表面から途中位置（例えば、表面から厚み方向に厚みの約半分に相当する距離）まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材１５で覆われている。以下、詳細に説明する。キャップ部材１５はこの実施の形態では、同一形状の第１、第２の分割キャップ部材２６、２７を有している。
【００２３】
ＣＦブランケット１１は、アルミナ含有量が３０〜５０％であるアルミナ−シリカ系のセラミックファイバーで形成された、厚みが６〜５０ｍｍ、幅が１００〜１２００ｍｍの帯状の長尺物である。ここで、セラミックファイバーは、溶融状態の原料を綿状に吹き出し急冷して製造されるため完全に結晶化しておらず、吹き出し急冷時に副次的に形成されるセラミック粒子を多く含んでいる。このため、ＣＦブランケット１１を断熱材として工業炉の炉壁の内側面に取付けて使用すると、使用中の加熱によりＣＦブランケット１１は徐々に熱収縮を起し、ＣＦブランケットからはセラミック粒子が炉内に徐々に飛散する。
【００２４】
一方、結晶セラミックファイバーブランケットは、アルミナ含有量が７０〜９５％であるアルミナ−シリカ系のセラミックファイバーで形成された、厚みが６〜２５ｍｍ、幅が１００〜１２００ｍｍの巻物である。ここで、セラミックファイバーは紡糸したセラミックファイバー前駆体を熱処理して製造されるため結晶化している。そして、溶融状態の原料を綿状に吹き出し急冷して製造しないため、結晶セラミックファイバーブランケットにはセラミック粒子は存在しない。このため、結晶セラミックファイバーブランケットを断熱材として工業炉の炉壁の内側面に取付けても、使用中に熱収縮を起こさず、炉内へのセラミック粒子の飛散もない。
【００２５】
ブロック体１２の形成は、図３（Ａ）に示すように、ＣＦブランケット１１を葛折り状に折り曲げて形成した折目部１６の複数箇所にそれぞれビーム１７を差し込み、ビーム１７の長手方向中央部に予め立設しておいた金具の一例であるタブ１８の先側を折目部１６から貫通させ、そして、葛折り状に折り曲げたＣＦブランケット１１を積層方向に沿って押圧して折畳むことにより行う。次いで、図３（Ｂ）に示すように、ＣＦブランケット１１の折目部１６から突出しているタブ１８の先側が取付け金物１３に予め設けた係合孔１９から挿通するように位置合せした取付け金物１３をブロック体１２に当接させ、係合孔１９から突出している各タブ１８の先部を折り曲げて取付け金物１３に係合する。これにより、ブロック体１２の裏面（図３では、折目部１６とＣＦブランケット１１の両端部が層状に現れている面）に取付け金物１３が装着される。なお、取付け金物１３は、耐熱性金属で形成されたチャンネル材から形成され、ビーム１７、タブ１８は耐熱性金属で形成されている。
【００２６】
また、図３（Ａ）に示すように、短帯状の取付け金物１３の長手方向の中央部には第１の挿通孔２０が形成され、ブロック体１２に取付け金物１３を装着した際に、取付け金物１３に形成した第１の挿通孔２０に対向する折目部１６の部位には、第２の挿通孔２１が形成されている。これによって、ブロック体１２に取付け金物１３を装着すると、第１、第２の挿通孔２０、２１は重なり合って連通状態となる。
【００２７】
キャップ部材１５は、前述のように、取付け金物１３を固定する取付け手段の一部である取付けボルト３１が挿通する部位で、即ち、ブロック体１２をＣＦブランケット１１の積層方向に沿って２等分して形成された分割部２２、２３の目地（境界）位置で２分割され、分割部２２の表面側が嵌入する第１小開口部２４を備えた箱状の第１の分割キャップ部材２６と、分割部２３の表面側が嵌入する第２小開口部２５を備えた箱状の第２の分割キャップ部材２７を有している（図１、図４参照）。そして、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７の開口側端部（第１、第２の小開口部２４、２５が形成された側の端部）は、ブロック体１２の側部に配置されたＣＦブランケット１１にアルミナロープ２８（アルミナ含有率は７０〜８０％）を用いて縫い付けられている。これによって、ブロック体１２を分割部２２、２３に２分割して、分割部２２、２３の表面側をそれぞれ第１、第２の分割キャップ部材２６、２７で覆うことができる。
【００２８】
次に、本発明の第１の実施の形態に係るＣＦブロック１０の作用について説明する。
帯状のＣＦブランケット１１を葛折り状に折畳んで形成したブロック体１２の使用時に炉内側となるブロック体１２の表面側を、結晶セラミックファイバーブランケットで形成したキャップ部材１５（第１、第２の分割キャップ部材２６、２７）で覆ったので、ＣＦブランケット１１に含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを防止できる。これにより、例えば、工業炉内に鋼板を通板した際、鋼板と移送ロールとの間にセラミック粒子が噛み込まれることがなく、鋼板の表面に疵が発生しない。更に、高価な結晶セラミックファイバーブランケットを、キャップ部材１５の作製にのみ使用するので、結晶セラミックファイバーブランケットの使用量が少なくなって、ＣＦブロック１０の製造コストの上昇を抑制できる。
【００２９】
また、ブロック体１２の表面側がキャップ部材１５で覆われているので、ＣＦブロック１０の表面側の密度と耐熱性が向上し、ＣＦブランケット１１で形成されたブロック体１２の熱収縮を抑制できる。このため、ＣＦブロック１０間（キャップ部材１５間）の目地開きを防止することができる。また、各ＣＦブロック１０においては、キャップ部材１５を構成している第１、第２の分割キャップ部材２６、２７同士の目地開きも防止できる。このため、ＣＦブランケット１１のセラミック粒子が、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７間の目地を通って炉内に飛散することを防止できる。
【００３０】
更に、工業炉の炉壁２９（図５参照）の内側面にＣＦブロック１０を並べて取付けた際、キャップ部材１５の開口側端部をブロック体１２に縫い付けているアルミナロープ２８は、隣り合うＣＦブロック１０のキャップ部材１５同士で覆われる。このため、アルミナロープ２８は工業炉の炉内雰囲気に直接曝されることがなくなり、アルミナロープ２８の劣化を防止することができる。これによって、ブロック体１２の表面側にキャップ部材１５を長期間に亘って安定して取付けることができ、ＣＦブランケット１１に含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを長期間に亘って防止できる。
【００３１】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係るＣＦブロック１０の工業炉の炉壁２９の内側面への取付け方法について説明する。
ブロック体１２を形成する際、第２の挿通孔２１が形成された折目部１６の内側に紙製の管３０（以下、紙管３０という、図４、図５参照）を挿入し、紙管３０の一端と第２の挿通孔２１を連通させると共に、紙管３０の他端をブロック体１２の表面側に露出させる。即ち、紙管３０は、ブロック体１２をＣＦブランケット１１の積層方向に２分割した分割部２２、２３の目地に配置されることになる。
次いで、図４に示すように、ブロック体１２をＣＦブランケット１１の積層方向に沿って２等分した分割部２２、２３の表面側を、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７の第１、第２の小開口部２４、２５にそれぞれ嵌入させて、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７を分割部２２、２３の表面側に被せ、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７の開口側端部（第１、第２の小開口部２４、２５が形成された側の端部）をブロック体１２の側部にアルミナロープ２８を用いて縫い付ける。これによりＣＦブロック１０が完成する。なお、紙管３０の他側（ブロック体１２内では表面側）は、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７の目地に挿入された状態となる。
そして、紙管３０が挿入された状態のＣＦブロック１０を、ＣＦブランケット１１の積層方向に沿って押圧して圧縮状態とし、図示しない締結部材（例えばＰＰバンド）で固定する。
【００３２】
図４〜図６に示すように、ＣＦブロック１０の圧縮率を考慮して、炉壁２９に取付け金物１３を取付ける取付け手段の一部である取付けボルト３１を炉壁２９の内側面から突出させて設け、取付けボルト３１に対してＣＦブロック１０を位置合せして、取付けボルト３１を取付け金物１３の第１の挿通孔２０からブロック体１２の折目部１６に設けた第２の挿通孔２１を介して紙管３０内の一側に突出させる。次いで、取付け金物１３を取付ける取付け手段の残部である座付きナット４４を装着したボックスレンチ３２を紙管３０の他端から紙管３０内に挿入し、取付けボルト３１に締結する。これにより、取付け金物１３を炉壁２９の内側面に固定することができ、ＣＦブロック１０を取付け金物１３を介して炉壁２９の内側面に取付けることができる。同様の方法で、ＣＦブロック１０を順次炉壁２９の内側面に並べて取付ける。なお、ＣＦブロック１０を取付ける場合、隣り同士のＣＦブロック１０では、ＣＦブランケット１１の積層方向は直交するように配置する。
【００３３】
そして、工業炉の炉壁２９の内側面へのＣＦブロック１０の取付けが全て終了すると、ＣＦブロック１０から紙管３０を引き抜く。次いで、ＣＦブロック１０に取付けた締結部材を取り外す。締結部材を取り外すことにより、圧縮状態のＣＦブロック１０は弾性回復し、隣り合うＣＦブロック１１は互いに当接して、キャップ部材１５の側部に現れているアルミナロープ２８はキャップ部材１５で覆われる。また、隣り合うＣＦブロック１１が互いに当接しているので、キャップ部材１５を構成している第１、第２の分割キャップ部材２６、２７同士も当接状態になって、紙管３０が挿入されていた第１、第２の分割キャップ部材２６、２７間の目地も圧着する（図６参照）。これにより、炉内側を、キャップ部材１５（第１、第２の分割キャップ部材２６、２７）のみで覆うことができる。
【００３４】
図７、図８（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るＣＦブロック３３は、本発明の第１の実施の形態に係るＣＦブロック１０と比較して、ブロック体３４の構造が異なること、ブロック体３４の使用時に炉内側となるブロック体３４の表面側を、ブロック体３４の表面から途中位置まで覆う結晶セラミックファイバーブランケットで形成したキャップ部材３５の構造が異なること、ブロック体３４に装着された取付け金物（取付け金具）３６の構造が異なっていることが特徴となっている。このため、ブロック体３４、キャップ部材３５、及び取付け金物３６について説明し、ＣＦブロック１０と同一の構成部材には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３５】
ブロック体３４は、例えばＣＦブランケット１１と同一材質のＣＦブランケット３７を用いて、ブロック体１２と同様の方法で形成される。なお、ＣＦブランケット３７には、ＣＦブランケット１１に形成した第２の挿通孔２１は形成されていない。
また、ＣＦブランケット３７の折目部３８から突出したタブ１８の先部を係合孔に挿通して折り曲げることにより係合して、ブロック体３４の裏面（折目部３８とＣＦブランケット３７の両端部が層状に現れている面）に装着される短帯状の取付け金物３６の長手方向の中央部には、取付けボルト３９が立設されている。なお、取付け金物３６は、耐熱性金属で形成されたチャンネル材から形成されている。
キャップ部材３５は、例えばキャップ部材１５と同材質の結晶セラミックファイバーブランケットで形成され、ブロック体３４の表面側が嵌入する開口部４０を有する箱状となっている。そして、キャップ部材３５は、キャップ部材３５の側部の一部を、ブロック体３４の側部に配置されたＣＦブランケット３７にアルミナロープ２８を用いて縫い付けられている。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＣＦブロック３３の作用について説明する。
ＣＦブロック３３では、キャップ部材３５により、ブロック体３４の表面側が完全に覆われているので、ＣＦブランケット３７に含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを防止できる。これにより、例えば、工業炉内に鋼板を通板した際、鋼板と移送ロールとの間にセラミック粒子が噛み込まれることがなく、鋼板の表面に疵が発生しない。更に、高価な結晶セラミックファイバーブランケットを、キャップ部材３５の作製にのみ使用するので、結晶セラミックファイバーブランケットの使用量が少なくなって、ＣＦブロック３３の製造コストの上昇を抑制できる。
【００３７】
更に、キャップ部材３５の側部をブロック体３４の側部に縫い付けているアルミナロープ２８は、工業炉の炉壁４１（図１０参照）の内側面にＣＦブロック３３を並べて取付けた際、隣り合うＣＦブロック３３のキャップ部材３５同士で覆われる。このため、アルミナロープ２８は工業炉の炉内雰囲気に直接曝されることがなくなり、アルミナロープ２８の劣化を防止することができる。これによって、ブロック体３４の表面側にキャップ部材３５を長期間に亘って安定して取付けることができ、ＣＦブランケット３７に含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを長期間に亘って防止できる。
【００３８】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係るＣＦブロック３３の工業炉の炉壁４１の内側面への取付け方法について説明する。
先ず、キャップ部材３５によりブロック体３４の表面側が完全に覆われているＣＦブロック３３を、ＣＦブランケット３７の積層方向に沿って押圧して圧縮状態とし、図示しない締結部材（例えばＰＰバンド）で固定する。
次いで、図９に示すように、ＣＦブロック３３の圧縮率を考慮して、工業炉の炉壁４１に予め設けられた挿通孔（取付け手段の一例）４２に工業炉の炉壁４１の外側面からガイドパイプ４３を挿し込み、炉壁４１の内側面から突出したガイドパイプ４３の先部にＣＦブロック３３の取付け金物３６に立設した取付けボルト３９を挿入する。そして、ＣＦブロック３３を炉壁４１の内側面に向けて移動させると、ＣＦブロック３３（取付け金物３６）はガイドパイプ４３に案内されながら炉壁４１の内側面に当接し、ガイドパイプ４３の先部に挿入された状態で取付けボルト３９を挿通孔４２に挿通させることができる。
【００３９】
取付け金物３６を炉壁４１の内側面に当接させた状態で挿通孔４２からガイドパイプ４３を引き抜くと、取付けボルト３９の先側が工業炉の炉壁４１の外側面から外部に突出した状態となるので、図示しないナットを取付けボルト３９に締結することで、取付け金物３６を炉壁４１の内側面に固定することができ、ＣＦブロック３３を取付け金物３６を介して炉壁４１の内側面に取付けることができる。同様の方法で、ＣＦブロック３３を順次炉壁４１の内側面に並べて取付ける。なお、ＣＦブロック３３を取付ける場合、隣り同士のＣＦブロック３３では、ＣＦブランケット３７の積層方向は直交するように配置する。
【００４０】
そして、炉壁４１の内側面へのＣＦブロック３３の取付けが全て終了すると、ＣＦブロック３３に取付けた締結部材を取り外す。締結部材を取り外すことにより、圧縮状態のＣＦブロック３３は弾性回復し、隣り合うＣＦブロック３３は互いに当接して、キャップ部材３５の側部に現れているアルミナロープ２８はキャップ部材３５で覆われる。これにより、炉内側を、キャップ部材３５のみで覆うことができる。
【００４１】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０：セラミックファイバーブロック、１１：セラミックファイバーブランケット、１２：ブロック体、１３：取付け金物、１５：キャップ部材、１６：折目部、１７：ビーム、１８：タブ、１９：係合孔、２０：第１の挿通孔、２１：第２の挿通孔、２２、２３：分割部、２４：第１の小開口部、２５：第２の小開口部、２６：第１の分割キャップ部材、２７：第２の分割キャップ部材、２８：アルミナロープ、２９：炉壁、３０：紙製の管（紙管）、３１：取付けボルト、３２：ボックスレンチ、３３：セラミックファイバーブロック、３４：ブロック体、３５：キャップ部材、３６：取付け金物、３７：セラミックファイバーブランケット、３８：折目部、３９：取付けボルト、４０：開口部、４１：炉壁、４２：挿通孔、４３：ガイドパイプ、４４：座付きナット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業炉の炉壁の内側面に並べて取付けるセラミックファイバーブロック及びその取付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックファイバーブロック（以下、「ＣＦブロック」ともいう）を工業炉（例えば熱処理炉）の炉壁の内側面に取付ける場合、ＣＦブロックからセラミック粒（ショット）が炉内に飛散することを防止するため、例えば、特許文献１には、図１１に示すように、セラミックファイバーブランケット（以下、「ＣＦブランケット」ともいう）１００の長尺物を順次に折り曲げ加工してその複数枚を積層して積層体１０１を形成し、積層体１０１を工業炉の炉壁（鉄皮）１０２の内側面に対して積層体１０１のＣＦブランケット１００の積層面が平行になるように取付ける際に、炉内側に現れる積層体１０１の面をセラミック粒子の含有量が積層体を形成しているＣＦブランケット１００よりも少ないＣＦブランケット１０３で被覆したＣＦブロック１０４が提案されている。ここで、符号１０５は、ＣＦブロック１０４を工業炉の炉壁１０２の内側面に取付ける保持金物である。
【０００３】
また、特許文献２には、図１１に示すように、長尺の結晶アルミナファイバーマット１０６と長尺の結晶アルミナファイバーブランケット１０７を重ね合せたものを、嵩密度が低い結晶アルミナファイバーマット１０６が内層体、嵩密度の高い結晶アルミナファイバーブランケット１０７が外層体となるように葛折り状に折畳んで形成した積層体１０８と、積層体１０８に装着した図示しない取付け金物（チャンネル）とを有するＣＦブロック１０９を形成し、取付け金物を介して工業炉の炉壁１０２の内側面に固定することが提案されている。
【０００４】
更に、ＣＦブロックに含まれるセラミック粒の炉内への脱落を防止するＣＦブロックの取付け方法として、図１１に示すように、長尺の非晶質ＣＦブランケット１１０を葛折り状に折畳んでＣＦブロック１１１を形成し、ＣＦブロック１１１に装着した図示しない取付け金物を介して工業炉の炉壁１０２の内側面に取付け、炉内に露出した面に結晶質ブランケット又はアルミナクロスからなるカバー部材１１２を、アルミナロープ又はセラミックファイバーロープからなる糸部材１１３を用いて縫合することが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５２２７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０８６４号公報
【特許文献３】特開２００５−５５０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、保持金物１０５が炉壁１０２の内側面より炉内側に突出しているため加熱され、耐熱性に優れた素材で形成する必要があり高価になるという問題がある。また、炉内側に突出した保持金物１０５が炉内の熱を炉壁１０２の内側面に伝え、省エネルギー効果が期待できないという問題がある。更に、ＣＦブロック１０４の密度が不足すると、ＣＦブロック１０４間の目地の炉内側（先端から厚み方向に厚みの約半分に相当する距離の範囲）に目地開きが生じるという問題がある。そして、積層体１０１を被覆しているＣＦブランケット１０３が外的要因で破損すると、積層体１０１を構成しているＣＦブランケット１００の炉内側が垂れ下がり、ＣＦブランケット１００に含まれるセラミック粒子が炉内に飛散し、例えば、工業炉内を通板する鋼板の表面に疵をつけるという問題が生じる。なお、ＣＦブロック１０４を工業炉の炉壁１０２の内側面に取付ける作業は、炉内でＣＦブロック１０４を製造しながら炉壁１０２の内側面に取付けるという熟練かつ煩雑な作業となるため、工期短縮ができない要因になっている。また、事前に製造したＣＦブロックを取付ける工法を採用しても、炉壁１０２の内側面に取付ける最終１列又は最終１個は、炉内でＣＦブロックを製造して取付けなければならず、取付け作業が煩雑になるという問題がある。
【０００７】
特許文献２のＣＦブロック１０９の工業炉の炉壁１０２の内側面への取付は、炉壁１０２の内側面に予め立設しておいたボルト１１４を取付け金物を介してＣＦブロック１０９内に挿入し座付きナット（図示せず）を螺合して取付け金物を炉壁１０２の内側面に固着する方法で行うので、炉内の熱が炉壁１０２の内側面に伝わり難く省エネルギー効果に優れているが、ＣＦブロック１０９を炉内に取付けた際に、内層体の結晶アルミナファイバーマット１０６が部分的に炉内に露出した場合、結晶アルミナファイバーマット１０６の繊維が炉内に飛散する虞がある。そして、結晶アルミナファイバーマット１０６の繊維が炉内に飛散すると、例えば、工業炉内を通板する鋼板の表面に疵をつけるという問題が生じる。なお、符号１１５は、座付きナットをＣＦブロック１０９内に挿入するためのナット挿入部である。
【０００８】
特許文献３に基づいたＣＦブロック１１１の取付け方法では、工業炉の炉壁１０２の内側面にＣＦブロック１１１を取付けた後（炉壁１０２の内側面への取付けは、特許文献２のＣＦブロック１０９の取付けと同様の方法で行う）、炉内に露出した面にカバー部材１１２を縫合する作業を炉内で行う必要があるため、工期短縮が困難であるという問題がある。また、糸部材１１３としてアルミナロープを使用すると、アルミナロープは約７００〜８５０℃でアルカリと反応して劣化し糸部材１１３としての信頼性が低下するという虞があり、アルミナロープが切れてカバー部材１１２が剥がれてＣＦブロック１１１が露出すると、ＣＦブロック１１１を形成している非晶質ＣＦブランケット１１０からセラミック粒子が飛散するという問題が生じる。一方、糸部材１１３としてＣＦロープを使用すると、ＣＦロープに巻き込んだ耐熱芯線が炉内に飛散する虞があり、耐熱芯線が炉内に飛散すると、例えば、工業炉内を通板する鋼板の表面に疵をつける原因となる。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、工業炉の炉壁の内側面への取付け作業性に優れ、安価で長期間に亘ってセラミック粒子の飛散を防止することが可能なセラミックファイバーブロック及びその取付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的に沿う本発明に係るセラミックファイバーブロックは、帯状のセラミックファイバーブランケットを葛折り状に折畳んで形成した直方体状のブロック体と、該ブロック体の折目部を有する裏面に装着された取付け金物とを備え、使用にあっては取付け手段で固定される前記取付け金物を介して工業炉の炉壁の内側面に並べて取付けられるセラミックファイバーブロックであって、
使用時に炉内側となる前記ブロック体の表面側を、該ブロック体の表面から途中位置まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材で覆っている。
ここで、直方体状には、縦、横、高さの寸法が全て同一の直方体状である立方体状を含む。
【００１１】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、前記箱状のキャップ部材の開口側端部は、前記ブロック体にアルミナロープを用いて縫い付けられていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、前記取付け金物は、前記ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、前記取付け手段となる前記工業炉の炉壁に設けられた挿通孔に嵌入する取付けボルトを有することができる。
【００１３】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、前記取付け金物は、前記ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、前記取付け手段となる前記工業炉の炉壁の内側面から突出する取付けボルトが嵌入する第１の挿通孔を有することもできる。
ここで、前記箱状のキャップ部材は、前記取付けボルトが挿通する部位で２分割され、前記ブロック体には前記取付けボルトが挿通する第２の挿通孔が設けられていることが好ましい。
【００１４】
前記目的に沿う本発明に係るセラミックファイバーブロックの取付け方法は、本発明に係るセラミックファイバーブランケットを工業炉の炉壁の内面側に並べて取付けるセラミックファイバーブロックの取付け方法であって、
予め前記セラミックファイバーブロックの圧縮率を考慮して、前記炉壁に前記取付け金物を固定する前記取付け手段を設け、前記セラミックファイバーブロックを前記圧縮率で圧縮して、前記炉壁の内面側に並べ、前記取付け金物を前記取付け手段で前記炉壁の内面側に固定する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいては、使用時に炉内側となるブロック体の表面側を、ブロック体の表面から途中位置まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材で覆っているので、セラミックファイバーブロックを工業炉の炉壁の内側面に並べて取付けた際、炉内側は結晶セラミックファイバーブランケットで覆われることになって、ブロック体を構成しているセラミックファイバーブランケットに含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを防止できる。これにより、例えば、工業炉内に鋼板を通板した際、鋼板の表面に疵が発生するのを防止できる。
また、ブロック体の表面側をキャップ部材で覆うことにより、セラミックファイバーブロックの炉内側部分の密度と耐熱性を向上させることができ、セラミックファイバーブロック間の目地開きを防止することができる。
更に、高価な結晶セラミックファイバーブランケットをキャップ部材にだけ限定使用するので、結晶セラミックファイバーブランケットの使用量を少なくすることができ、セラミックファイバーブロックの製造コストの上昇を抑制できる。
そして、ブロック体へのキャップ部材の取付けは、ブロック体の製造に引き続いて工場内で行うことができるので、工業炉の炉壁の内側面へのセラミックファイバーブロックの取付け作業が簡便になる。このため、セラミックファイバーブロックの取付け作業の作業性が向上し、工期短縮が可能になる。
【００１６】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、箱状のキャップ部材の開口側端部が、ブロック体にアルミナロープを用いて縫い付けられている場合、工業炉の炉壁の内面側にセラミックファイバーブロックを並べて取付けると、隣り合うセラミックファイバーブロックのキャップ部材の側部に現れるアルミナロープをキャップ部材同士で覆うことができる。このため、アルミナロープは工業炉の炉内雰囲気に直接曝されることがなくなり、アルミナロープの劣化を防止することができる。
【００１７】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、取付け金物が、ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、取付け手段となる工業炉の炉壁に設けられた挿通孔に嵌入する取付けボルトを有する場合、挿通孔を挿通して工業炉の炉壁の外側面から突出する取付けボルトにナットを螺合することにより、取付け金物を工業炉の炉壁の内側面に固着することができる。これにより、セラミックファイバーブロックを、取付け金物を介して工業炉の炉壁の内側面に並べて容易に取付けることができる。
【００１８】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、取付け金物が、ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、取付け手段となる工業炉の炉壁の内側面から突出する取付けボルトが嵌入する第１の挿通孔を有する場合、第１の挿通孔を挿通してブロック体内に突出する取付けボルトにナットを螺合することで取付け金物を工業炉の炉壁の内側面に固着することができ、セラミックファイバーブロックの取付け作業が炉内作業のみとなる。これにより、セラミックファイバーブロックを、取付け金物を介して工業炉の炉壁の内側面に並べて取付ける際の作業性が向上する。
【００１９】
本発明に係るセラミックファイバーブロックにおいて、箱状のキャップ部材が、取付けボルトが挿通する部位で２分割されている場合、２分割された箱状のキャップ部材の目地に沿ってナットをブロック体内に容易に挿入することができる。また、ブロック体に取付けボルトが挿通する第２の挿通孔が設けられている場合、第１の挿通孔を挿通する取付けボルトを第２の挿通孔を介してブロック体内に容易に突出させることができる。その結果、セラミックファイバーブロックの取付け作業の作業性が更に向上する。
【００２０】
本発明に係るセラミックファイバーブロックの取付け方法においては、予めセラミックファイバーブロックの圧縮率を考慮して、炉壁に取付け手段を設け、セラミックファイバーブロックを圧縮率で圧縮して炉壁の内面側に並べ、取付け金物を取付け手段で炉壁の内面側に固定するので、セラミックファイバーブロックの固定が完了した後、圧縮状態を解除すると、隣り合うセラミックファイバーブロック同士は当接状態となって、例えば、キャップ部材の開口側端部がアルミナロープでブロック体に縫い付けられている場合、キャップ部材の側部に現れるアルミナロープをキャップ部材同士で覆って工業炉の炉内雰囲気から遮断することができる。これにより、アルミナロープの劣化を防止でき、ブロック体の表面側にキャップ部材を長期間に亘って安定して取付けることができる。その結果、セラミックファイバーブランケットに含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを長期間に亘って防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るセラミックファイバーブロックの斜視図、（Ｂ）は同断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ同セラミックファイバーブロックの正面図、左側面図、右側面図、平面図、底面図、背面図である。
【図３】（Ａ）はブロック体の作製方法を示す説明図、（Ｂ）はブロック体に取付け金物を装着した状態を示す説明図である。
【図４】同セラミックファイバーブロックの工業炉の炉壁の内側面への取付け方法を示す説明図である。
【図５】同セラミックファイバーブロックが工業炉の炉壁の内側面に取付けられた状態を示す説明図である。
【図６】同セラミックファイバーブロックが工業炉の炉壁の内側面に取付けられた状態を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るセラミックファイバーブロックの斜視図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ同セラミックファイバーブロックの正面図、左側面図、右側面図、平面図、底面図、背面図である。
【図９】同セラミックファイバーブロックの工業炉の炉壁の内側面への取付け方法を示す説明図である。
【図１０】同セラミックファイバーブロックが工業炉の炉壁の内側面に取付けられた状態を示す説明図である。
【図１１】従来のセラミックファイバーブロックの工業炉の炉壁の内側面への取付け状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るセラミックファイバーブロック（以下、「ＣＦブロック」ともいう）１０は、帯状のセラミックファイバーブランケット（以下、「ＣＦブランケット」ともいう）１１を葛折り状（即ち、ジグザク状）に折畳んで形成した、立方体状（直方体状の一例）のブロック体１２と、ブロック体１２の折目部１６を有する裏面に装着された、短帯状の取付け金物（取付け金具）１３とを有している。
そして、使用時に炉内側となるブロック体１２の表面側は、ブロック体１２の表面から途中位置（例えば、表面から厚み方向に厚みの約半分に相当する距離）まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材１５で覆われている。以下、詳細に説明する。キャップ部材１５はこの実施の形態では、同一形状の第１、第２の分割キャップ部材２６、２７を有している。
【００２３】
ＣＦブランケット１１は、アルミナ含有量が３０〜５０％であるアルミナ−シリカ系のセラミックファイバーで形成された、厚みが６〜５０ｍｍ、幅が１００〜１２００ｍｍの帯状の長尺物である。ここで、セラミックファイバーは、溶融状態の原料を綿状に吹き出し急冷して製造されるため完全に結晶化しておらず、吹き出し急冷時に副次的に形成されるセラミック粒子を多く含んでいる。このため、ＣＦブランケット１１を断熱材として工業炉の炉壁の内側面に取付けて使用すると、使用中の加熱によりＣＦブランケット１１は徐々に熱収縮を起し、ＣＦブランケットからはセラミック粒子が炉内に徐々に飛散する。
【００２４】
一方、結晶セラミックファイバーブランケットは、アルミナ含有量が７０〜９５％であるアルミナ−シリカ系のセラミックファイバーで形成された、厚みが６〜２５ｍｍ、幅が１００〜１２００ｍｍの巻物である。ここで、セラミックファイバーは紡糸したセラミックファイバー前駆体を熱処理して製造されるため結晶化している。そして、溶融状態の原料を綿状に吹き出し急冷して製造しないため、結晶セラミックファイバーブランケットにはセラミック粒子は存在しない。このため、結晶セラミックファイバーブランケットを断熱材として工業炉の炉壁の内側面に取付けても、使用中に熱収縮を起こさず、炉内へのセラミック粒子の飛散もない。
【００２５】
ブロック体１２の形成は、図３（Ａ）に示すように、ＣＦブランケット１１を葛折り状に折り曲げて形成した折目部１６の複数箇所にそれぞれビーム１７を差し込み、ビーム１７の長手方向中央部に予め立設しておいた金具の一例であるタブ１８の先側を折目部１６から貫通させ、そして、葛折り状に折り曲げたＣＦブランケット１１を積層方向に沿って押圧して折畳むことにより行う。次いで、図３（Ｂ）に示すように、ＣＦブランケット１１の折目部１６から突出しているタブ１８の先側が取付け金物１３に予め設けた係合孔１９から挿通するように位置合せした取付け金物１３をブロック体１２に当接させ、係合孔１９から突出している各タブ１８の先部を折り曲げて取付け金物１３に係合する。これにより、ブロック体１２の裏面（図３では、折目部１６とＣＦブランケット１１の両端部が層状に現れている面）に取付け金物１３が装着される。なお、取付け金物１３は、耐熱性金属で形成されたチャンネル材から形成され、ビーム１７、タブ１８は耐熱性金属で形成されている。
【００２６】
また、図３（Ａ）に示すように、短帯状の取付け金物１３の長手方向の中央部には第１の挿通孔２０が形成され、ブロック体１２に取付け金物１３を装着した際に、取付け金物１３に形成した第１の挿通孔２０に対向する折目部１６の部位には、第２の挿通孔２１が形成されている。これによって、ブロック体１２に取付け金物１３を装着すると、第１、第２の挿通孔２０、２１は重なり合って連通状態となる。
【００２７】
キャップ部材１５は、前述のように、取付け金物１３を固定する取付け手段の一部である取付けボルト３１が挿通する部位で、即ち、ブロック体１２をＣＦブランケット１１の積層方向に沿って２等分して形成された分割部２２、２３の目地（境界）位置で２分割され、分割部２２の表面側が嵌入する第１小開口部２４を備えた箱状の第１の分割キャップ部材２６と、分割部２３の表面側が嵌入する第２小開口部２５を備えた箱状の第２の分割キャップ部材２７を有している（図１、図４参照）。そして、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７の開口側端部（第１、第２の小開口部２４、２５が形成された側の端部）は、ブロック体１２の側部に配置されたＣＦブランケット１１にアルミナロープ２８（アルミナ含有率は７０〜８０％）を用いて縫い付けられている。これによって、ブロック体１２を分割部２２、２３に２分割して、分割部２２、２３の表面側をそれぞれ第１、第２の分割キャップ部材２６、２７で覆うことができる。
【００２８】
次に、本発明の第１の実施の形態に係るＣＦブロック１０の作用について説明する。
帯状のＣＦブランケット１１を葛折り状に折畳んで形成したブロック体１２の使用時に炉内側となるブロック体１２の表面側を、結晶セラミックファイバーブランケットで形成したキャップ部材１５（第１、第２の分割キャップ部材２６、２７）で覆ったので、ＣＦブランケット１１に含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを防止できる。これにより、例えば、工業炉内に鋼板を通板した際、鋼板と移送ロールとの間にセラミック粒子が噛み込まれることがなく、鋼板の表面に疵が発生しない。更に、高価な結晶セラミックファイバーブランケットを、キャップ部材１５の作製にのみ使用するので、結晶セラミックファイバーブランケットの使用量が少なくなって、ＣＦブロック１０の製造コストの上昇を抑制できる。
【００２９】
また、ブロック体１２の表面側がキャップ部材１５で覆われているので、ＣＦブロック１０の表面側の密度と耐熱性が向上し、ＣＦブランケット１１で形成されたブロック体１２の熱収縮を抑制できる。このため、ＣＦブロック１０間（キャップ部材１５間）の目地開きを防止することができる。また、各ＣＦブロック１０においては、キャップ部材１５を構成している第１、第２の分割キャップ部材２６、２７同士の目地開きも防止できる。このため、ＣＦブランケット１１のセラミック粒子が、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７間の目地を通って炉内に飛散することを防止できる。
【００３０】
更に、工業炉の炉壁２９（図５参照）の内側面にＣＦブロック１０を並べて取付けた際、キャップ部材１５の開口側端部をブロック体１２に縫い付けているアルミナロープ２８は、隣り合うＣＦブロック１０のキャップ部材１５同士で覆われる。このため、アルミナロープ２８は工業炉の炉内雰囲気に直接曝されることがなくなり、アルミナロープ２８の劣化を防止することができる。これによって、ブロック体１２の表面側にキャップ部材１５を長期間に亘って安定して取付けることができ、ＣＦブランケット１１に含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを長期間に亘って防止できる。
【００３１】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係るＣＦブロック１０の工業炉の炉壁２９の内側面への取付け方法について説明する。
ブロック体１２を形成する際、第２の挿通孔２１が形成された折目部１６の内側に紙製の管３０（以下、紙管３０という、図４、図５参照）を挿入し、紙管３０の一端と第２の挿通孔２１を連通させると共に、紙管３０の他端をブロック体１２の表面側に露出させる。即ち、紙管３０は、ブロック体１２をＣＦブランケット１１の積層方向に２分割した分割部２２、２３の目地に配置されることになる。
次いで、図４に示すように、ブロック体１２をＣＦブランケット１１の積層方向に沿って２等分した分割部２２、２３の表面側を、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７の第１、第２の小開口部２４、２５にそれぞれ嵌入させて、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７を分割部２２、２３の表面側に被せ、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７の開口側端部（第１、第２の小開口部２４、２５が形成された側の端部）をブロック体１２の側部にアルミナロープ２８を用いて縫い付ける。これによりＣＦブロック１０が完成する。なお、紙管３０の他側（ブロック体１２内では表面側）は、第１、第２の分割キャップ部材２６、２７の目地に挿入された状態となる。
そして、紙管３０が挿入された状態のＣＦブロック１０を、ＣＦブランケット１１の積層方向に沿って押圧して圧縮状態とし、図示しない締結部材（例えばＰＰバンド）で固定する。
【００３２】
図４〜図６に示すように、ＣＦブロック１０の圧縮率を考慮して、炉壁２９に取付け金物１３を取付ける取付け手段の一部である取付けボルト３１を炉壁２９の内側面から突出させて設け、取付けボルト３１に対してＣＦブロック１０を位置合せして、取付けボルト３１を取付け金物１３の第１の挿通孔２０からブロック体１２の折目部１６に設けた第２の挿通孔２１を介して紙管３０内の一側に突出させる。次いで、取付け金物１３を取付ける取付け手段の残部である座付きナット４４を装着したボックスレンチ３２を紙管３０の他端から紙管３０内に挿入し、取付けボルト３１に締結する。これにより、取付け金物１３を炉壁２９の内側面に固定することができ、ＣＦブロック１０を取付け金物１３を介して炉壁２９の内側面に取付けることができる。同様の方法で、ＣＦブロック１０を順次炉壁２９の内側面に並べて取付ける。なお、ＣＦブロック１０を取付ける場合、隣り同士のＣＦブロック１０では、ＣＦブランケット１１の積層方向は直交するように配置する。
【００３３】
そして、工業炉の炉壁２９の内側面へのＣＦブロック１０の取付けが全て終了すると、ＣＦブロック１０から紙管３０を引き抜く。次いで、ＣＦブロック１０に取付けた締結部材を取り外す。締結部材を取り外すことにより、圧縮状態のＣＦブロック１０は弾性回復し、隣り合うＣＦブロック１１は互いに当接して、キャップ部材１５の側部に現れているアルミナロープ２８はキャップ部材１５で覆われる。また、隣り合うＣＦブロック１１が互いに当接しているので、キャップ部材１５を構成している第１、第２の分割キャップ部材２６、２７同士も当接状態になって、紙管３０が挿入されていた第１、第２の分割キャップ部材２６、２７間の目地も圧着する（図６参照）。これにより、炉内側を、キャップ部材１５（第１、第２の分割キャップ部材２６、２７）のみで覆うことができる。
【００３４】
図７、図８（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るＣＦブロック３３は、本発明の第１の実施の形態に係るＣＦブロック１０と比較して、ブロック体３４の構造が異なること、ブロック体３４の使用時に炉内側となるブロック体３４の表面側を、ブロック体３４の表面から途中位置まで覆う結晶セラミックファイバーブランケットで形成したキャップ部材３５の構造が異なること、ブロック体３４に装着された取付け金物（取付け金具）３６の構造が異なっていることが特徴となっている。このため、ブロック体３４、キャップ部材３５、及び取付け金物３６について説明し、ＣＦブロック１０と同一の構成部材には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３５】
ブロック体３４は、例えばＣＦブランケット１１と同一材質のＣＦブランケット３７を用いて、ブロック体１２と同様の方法で形成される。なお、ＣＦブランケット３７には、ＣＦブランケット１１に形成した第２の挿通孔２１は形成されていない。
また、ＣＦブランケット３７の折目部３８から突出したタブ１８の先部を係合孔に挿通して折り曲げることにより係合して、ブロック体３４の裏面（折目部３８とＣＦブランケット３７の両端部が層状に現れている面）に装着される短帯状の取付け金物３６の長手方向の中央部には、取付けボルト３９が立設されている。なお、取付け金物３６は、耐熱性金属で形成されたチャンネル材から形成されている。
キャップ部材３５は、例えばキャップ部材１５と同材質の結晶セラミックファイバーブランケットで形成され、ブロック体３４の表面側が嵌入する開口部４０を有する箱状となっている。そして、キャップ部材３５は、キャップ部材３５の側部の一部を、ブロック体３４の側部に配置されたＣＦブランケット３７にアルミナロープ２８を用いて縫い付けられている。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＣＦブロック３３の作用について説明する。
ＣＦブロック３３では、キャップ部材３５により、ブロック体３４の表面側が完全に覆われているので、ＣＦブランケット３７に含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを防止できる。これにより、例えば、工業炉内に鋼板を通板した際、鋼板と移送ロールとの間にセラミック粒子が噛み込まれることがなく、鋼板の表面に疵が発生しない。更に、高価な結晶セラミックファイバーブランケットを、キャップ部材３５の作製にのみ使用するので、結晶セラミックファイバーブランケットの使用量が少なくなって、ＣＦブロック３３の製造コストの上昇を抑制できる。
【００３７】
更に、キャップ部材３５の側部をブロック体３４の側部に縫い付けているアルミナロープ２８は、工業炉の炉壁４１（図１０参照）の内側面にＣＦブロック３３を並べて取付けた際、隣り合うＣＦブロック３３のキャップ部材３５同士で覆われる。このため、アルミナロープ２８は工業炉の炉内雰囲気に直接曝されることがなくなり、アルミナロープ２８の劣化を防止することができる。これによって、ブロック体３４の表面側にキャップ部材３５を長期間に亘って安定して取付けることができ、ＣＦブランケット３７に含まれるセラミック粒子が工業炉の炉内に飛散することを長期間に亘って防止できる。
【００３８】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係るＣＦブロック３３の工業炉の炉壁４１の内側面への取付け方法について説明する。
先ず、キャップ部材３５によりブロック体３４の表面側が完全に覆われているＣＦブロック３３を、ＣＦブランケット３７の積層方向に沿って押圧して圧縮状態とし、図示しない締結部材（例えばＰＰバンド）で固定する。
次いで、図９に示すように、ＣＦブロック３３の圧縮率を考慮して、工業炉の炉壁４１に予め設けられた挿通孔（取付け手段の一例）４２に工業炉の炉壁４１の外側面からガイドパイプ４３を挿し込み、炉壁４１の内側面から突出したガイドパイプ４３の先部にＣＦブロック３３の取付け金物３６に立設した取付けボルト３９を挿入する。そして、ＣＦブロック３３を炉壁４１の内側面に向けて移動させると、ＣＦブロック３３（取付け金物３６）はガイドパイプ４３に案内されながら炉壁４１の内側面に当接し、ガイドパイプ４３の先部に挿入された状態で取付けボルト３９を挿通孔４２に挿通させることができる。
【００３９】
取付け金物３６を炉壁４１の内側面に当接させた状態で挿通孔４２からガイドパイプ４３を引き抜くと、取付けボルト３９の先側が工業炉の炉壁４１の外側面から外部に突出した状態となるので、図示しないナットを取付けボルト３９に締結することで、取付け金物３６を炉壁４１の内側面に固定することができ、ＣＦブロック３３を取付け金物３６を介して炉壁４１の内側面に取付けることができる。同様の方法で、ＣＦブロック３３を順次炉壁４１の内側面に並べて取付ける。なお、ＣＦブロック３３を取付ける場合、隣り同士のＣＦブロック３３では、ＣＦブランケット３７の積層方向は直交するように配置する。
【００４０】
そして、炉壁４１の内側面へのＣＦブロック３３の取付けが全て終了すると、ＣＦブロック３３に取付けた締結部材を取り外す。締結部材を取り外すことにより、圧縮状態のＣＦブロック３３は弾性回復し、隣り合うＣＦブロック３３は互いに当接して、キャップ部材３５の側部に現れているアルミナロープ２８はキャップ部材３５で覆われる。これにより、炉内側を、キャップ部材３５のみで覆うことができる。
【００４１】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０：セラミックファイバーブロック、１１：セラミックファイバーブランケット、１２：ブロック体、１３：取付け金物、１５：キャップ部材、１６：折目部、１７：ビーム、１８：タブ、１９：係合孔、２０：第１の挿通孔、２１：第２の挿通孔、２２、２３：分割部、２４：第１の小開口部、２５：第２の小開口部、２６：第１の分割キャップ部材、２７：第２の分割キャップ部材、２８：アルミナロープ、２９：炉壁、３０：紙製の管（紙管）、３１：取付けボルト、３２：ボックスレンチ、３３：セラミックファイバーブロック、３４：ブロック体、３５：キャップ部材、３６：取付け金物、３７：セラミックファイバーブランケット、３８：折目部、３９：取付けボルト、４０：開口部、４１：炉壁、４２：挿通孔、４３：ガイドパイプ、４４：座付きナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のセラミックファイバーブランケットを葛折り状に折畳んで形成した直方体状のブロック体と、該ブロック体の折目部を有する裏面に装着された取付け金物とを備え、使用にあっては取付け手段で固定される前記取付け金物を介して工業炉の炉壁の内側面に並べて取付けられるセラミックファイバーブロックであって、
使用時に炉内側となる前記ブロック体の表面側を、該ブロック体の表面から途中位置まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材で覆ったことを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項２】
請求項１記載のセラミックファイバーブロックにおいて、前記箱状のキャップ部材の開口側端部は、前記ブロック体にアルミナロープを用いて縫い付けられていることを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項３】
請求項１又は２記載のセラミックファイバーブロックにおいて、前記取付け金物は、前記ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、前記取付け手段となる前記工業炉の炉壁に設けられた挿通孔に嵌入する取付けボルトを有することを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項４】
請求項１又は２記載のセラミックファイバーブロックにおいて、前記取付け金物は、前記ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、前記取付け手段となる前記工業炉の炉壁の内側面から突出する取付けボルトが嵌入する第１の挿通孔を有することを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項５】
請求項４記載のセラミックファイバーブロックにおいて、前記箱状のキャップ部材は、前記取付けボルトが挿通する部位で２分割され、前記ブロック体には前記取付けボルトが挿通する第２の挿通孔が設けられていることを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項６】
請求項１又は２記載のセラミックファイバーブランケットを工業炉の炉壁の内面側に並べて取付けるセラミックファイバーブロックの取付け方法であって、
予め前記セラミックファイバーブロックの圧縮率を考慮して、前記炉壁に前記取付け手段を設け、前記セラミックファイバーブロックを前記圧縮率で圧縮して、前記炉壁の内面側に並べ、前記取付け金物を前記取付け手段で前記炉壁の内面側に固定することを特徴とするセラミックファイバーブロックの取付け方法。
【請求項１】
帯状のセラミックファイバーブランケットを葛折り状に折畳んで形成した直方体状のブロック体と、該ブロック体の折目部を有する裏面に装着された取付け金物とを備え、使用にあっては取付け手段で固定される前記取付け金物を介して工業炉の炉壁の内側面に並べて取付けられるセラミックファイバーブロックであって、
使用時に炉内側となる前記ブロック体の表面側を、該ブロック体の表面から途中位置まで、結晶セラミックファイバーブランケットで形成された箱状のキャップ部材で覆ったことを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項２】
請求項１記載のセラミックファイバーブロックにおいて、前記箱状のキャップ部材の開口側端部は、前記ブロック体にアルミナロープを用いて縫い付けられていることを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項３】
請求項１又は２記載のセラミックファイバーブロックにおいて、前記取付け金物は、前記ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、前記取付け手段となる前記工業炉の炉壁に設けられた挿通孔に嵌入する取付けボルトを有することを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項４】
請求項１又は２記載のセラミックファイバーブロックにおいて、前記取付け金物は、前記ブロック体の裏面側から突出する金具が係合する係合孔を有すると共に、前記取付け手段となる前記工業炉の炉壁の内側面から突出する取付けボルトが嵌入する第１の挿通孔を有することを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項５】
請求項４記載のセラミックファイバーブロックにおいて、前記箱状のキャップ部材は、前記取付けボルトが挿通する部位で２分割され、前記ブロック体には前記取付けボルトが挿通する第２の挿通孔が設けられていることを特徴とするセラミックファイバーブロック。
【請求項６】
請求項１又は２記載のセラミックファイバーブランケットを工業炉の炉壁の内面側に並べて取付けるセラミックファイバーブロックの取付け方法であって、
予め前記セラミックファイバーブロックの圧縮率を考慮して、前記炉壁に前記取付け手段を設け、前記セラミックファイバーブロックを前記圧縮率で圧縮して、前記炉壁の内面側に並べ、前記取付け金物を前記取付け手段で前記炉壁の内面側に固定することを特徴とするセラミックファイバーブロックの取付け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２５６３３（Ｐ２０１２−２２５６３３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７６１３（Ｐ２０１１−１３７６１３）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
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