JP2006076015A - Inorganic fiber block and heat insulating structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミックファイバーブランケット及びアルミナファイバーブランケットを用いて形成した無機繊維ブロックとその断熱構造体に関するものである。 The present invention relates to an inorganic fiber block formed using a ceramic fiber blanket and an alumina fiber blanket and a heat insulating structure thereof.
工業炉の内張用耐火断熱材として、無機繊維製品が数多く使用されている。この無機繊維製品のひとつとして、無機繊維ブロックを挙げることができる。 Many inorganic fiber products are used as refractory heat insulating materials for lining of industrial furnaces. One of the inorganic fiber products is an inorganic fiber block.
炉の内張に使用される無機繊維ブロックは、そのほとんどすべてが、次に示す方法により製造されている。第１の方法は、ブランケットを同じ大きさに切断して小片とし、これらの小片を積層して積層体とする方法である。第２の方法は、細長いブランケットを葛折りにして積層体を形成し、この積層体を圧縮しながらバンド締めや縫製によって所定の形状にする方法である。 Almost all of the inorganic fiber blocks used for the furnace lining are manufactured by the following method. The first method is a method of cutting a blanket into the same size to make small pieces, and laminating these small pieces to make a laminated body. The second method is a method in which a laminated body is formed by folding an elongated blanket, and the laminated body is compressed into a predetermined shape by band fastening or sewing.
ブランケットの材料としては、主として、セラミックファイバーやアルミナファイバーが使用される。 As a material for the blanket, ceramic fiber or alumina fiber is mainly used.
セラミックファイバーブランケットのみから作製したブロックは、１０００℃以上の高温下で使用し続けると、ブロックに収縮が生じて、ブロック間の目地開きが生じ、炉壁を損傷する原因となる。 When a block made of only a ceramic fiber blanket is continuously used at a high temperature of 1000 ° C. or higher, the block shrinks, causing joint opening between the blocks and causing damage to the furnace wall.
一方、アルミナファイバーブランケットのみから作製したブロックは、素材となるアルミナファイバーが１３００℃以上の高温においても優れた耐熱性を発現するため、それを素材として作製されたブロックも、優れた耐熱性を有する。しかしながら、アルミナファイバーが非常に高価であるため、ブロックも必然的に高価になってしまう。それ故に、その使用は特殊な用途に限定せざるをえない。 On the other hand, since the block made from only the alumina fiber blanket exhibits excellent heat resistance even when the alumina fiber used as the material is at a high temperature of 1300 ° C. or higher, the block made from the material also has excellent heat resistance. . However, since the alumina fiber is very expensive, the block is inevitably expensive. Therefore, its use must be limited to special applications.
このような状況において、安価でしかも耐熱性に優れた無機繊維ブロックが、例えば、特許文献１〜３として提案されている。 Under such circumstances, inorganic fiber blocks that are inexpensive and have excellent heat resistance have been proposed as, for example, Patent Documents 1 to 3.
特許文献１には、非晶質のセラミックファイバーブランケットと結晶質のアルミナファイバーブランケットとが交互に積層されて積層体として形成された無機繊維ブロックが開示されている。 Patent Document 1 discloses an inorganic fiber block in which amorphous ceramic fiber blankets and crystalline alumina fiber blankets are alternately laminated to form a laminate.
特許文献２には、セラミックファイバーブランケットとアルミナファイバーブランケットとを積層して形成したブロックであって、ブロック中央部およびブロックの両端部にアルミナファイバーブランケットを配設した無機繊維ブロックが開示されている。 Patent Document 2 discloses an inorganic fiber block which is a block formed by laminating a ceramic fiber blanket and an alumina fiber blanket, and has an alumina fiber blanket disposed at the center of the block and at both ends of the block.
特許文献３には、セラミックファイバーブランケットの小片を積層することにより形成した積層体、またはセラミックファイバーブランケットを葛折りすることによって形成した積層体を、アルミナファイバーブランケットまたはアルミナファイバーマットで積層方向に挟み込んで作製された無機繊維ブロックが開示されている。
前述の特許文献１〜３に開示される従来の無機繊維ブロックにおいては、ブロック全体として見れば、加熱による収縮が分散されており、一定の改善効果が得られている。 In the conventional inorganic fiber blocks disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above, the shrinkage due to heating is dispersed when viewed as a whole block, and a certain improvement effect is obtained.
一般に、無機繊維ブロックは、図１および図２に示す面を炉内面として炉材に使用される。しかしながら、セラミックファイバーブランケットとアルミナファイバーブランケットとを交互に積層して形成した無機繊維ブロックを、図１および図２に示す面を炉内面として、より高温で使用し続けると、例えば、図２に示すように、無機繊維ブロック４を構成するアルミナファイバーブランケット２とセラミックファイバーブランケット５のうち、セラミックファイバーブランケット５の部分の端部に加熱収縮による凹み６が形成される。また、セラミックファイバーブランケット５の部分が、炉内で発生するスケール等により、選択的な侵食が顕著となることがあった。 In general, the inorganic fiber block is used as a furnace material with the surface shown in FIGS. 1 and 2 as the furnace inner surface. However, when the inorganic fiber block formed by alternately laminating ceramic fiber blankets and alumina fiber blankets is used at a higher temperature with the surface shown in FIGS. 1 and 2 as the furnace inner surface, for example, as shown in FIG. Thus, the dent 6 by heat contraction is formed in the edge part of the part of the ceramic fiber blanket 5 among the alumina fiber blanket 2 and the ceramic fiber blanket 5 constituting the inorganic fiber block 4. In addition, selective erosion of the ceramic fiber blanket 5 portion may become prominent due to the scale generated in the furnace.
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、安価でしかも耐熱性に優れており、さらに、加熱収縮により、セラミックファイバー部分が選択的に凹むことが回避され、さらに、セラミックファイバー部分が選択的に侵食されることのない無機繊維ブロックを提供することを目的としている。 In view of the above problems, the object of the present invention is inexpensive and excellent in heat resistance, and further, it is avoided that the ceramic fiber portion is selectively recessed due to heat shrinkage, and further the ceramic fiber portion is selective. An object of the present invention is to provide an inorganic fiber block that is not eroded.
この目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、積層体よりなる無機繊維ブロックを改良した。すなわち、積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成する。セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することよってその一部を結晶化させたセラミックファイバーより作製する。 As a result of intensive studies to achieve this object, an inorganic fiber block made of a laminate was improved. That is, the laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets. The ceramic fiber blanket is produced from a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating.
さらに、積層体を次のように形成するのが好ましい。 Furthermore, it is preferable to form the laminate as follows.
（１）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックを構成するアルミナファイバーブランケットの圧縮率を、該積層体を構成するセラミックファイバーブランケットの圧縮率の１．２倍以上とする。 (1) The compression rate of the alumina fiber blanket constituting the block formed by compressing the laminate by 20% or more is set to 1.2 times the compression rate of the ceramic fiber blanket constituting the laminate.
（２）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックの状態のときのセラミックファイバーブランケットの嵩密度を、該積層体を構成するアルミナファイバーブランケットの嵩密度の１．１倍以上とする。 (2) The bulk density of the ceramic fiber blanket in the state of a block formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.1 times or more the bulk density of the alumina fiber blanket constituting the laminate.
好ましくは、セラミックファイバーのＡｌ２Ｏ３成分濃度を５０重量％以上とし、セラミックファイバーのＮａ濃度を６００ｐｐｍ以下とする。 Preferably, the Al 2 O 3 component concentration of the ceramic fiber is 50% by weight or more, and the Na concentration of the ceramic fiber is 600 ppm or less.
このようにして得られる無機繊維ブロックにおいては、セラミックファイバー部分が、加熱収縮によって凹む問題が解消される。 In the inorganic fiber block thus obtained, the problem that the ceramic fiber portion is recessed due to heat shrinkage is solved.
さらに、このようにして得られる無機繊維ブロックにおいては、セラミックファイバーブランケットの部分が、スケール等により選択的に侵食されることがない。 Furthermore, in the inorganic fiber block obtained in this way, the ceramic fiber blanket portion is not selectively eroded by scales or the like.
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。 The present invention has been made based on such knowledge.
本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。 Examples of the solving means of the present invention are as follows.
（１）セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを積層して形成した積層体よりなる無機繊維ブロックにおいて、
（ａ）該積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成されており、
（ｂ）該セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーよりなることを特徴とする無機繊維ブロック。
(1) In an inorganic fiber block comprising a laminate formed by laminating a ceramic fiber blanket and a polycrystalline alumina fiber blanket,
(A) The laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets,
(B) The ceramic fiber blanket is composed of a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating.
（２）セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを積層して形成した積層体よりなる無機繊維ブロックにおいて、
（ａ）該積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成されており、
（ｂ）該セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーよりなり、
（ｃ）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックを構成するアルミナファイバーブランケットの圧縮率が、該積層体を構成するセラミックファイバーブランケットの圧縮率の１．２倍以上であることを特徴とする無機繊維ブロック。
(2) In an inorganic fiber block comprising a laminate formed by laminating a ceramic fiber blanket and a polycrystalline alumina fiber blanket,
(A) The laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets,
(B) The ceramic fiber blanket comprises a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating;
(C) The compression rate of the alumina fiber blanket constituting the block formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.2 times or more the compression rate of the ceramic fiber blanket constituting the laminate. Inorganic fiber block.
（３）セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを積層して形成した積層体よりなる無機繊維ブロックにおいて、
（ａ）該積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成されており、
（ｂ）該セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーよりなり、
（ｄ）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックの状態のときのセラミックファイバーブランケットの嵩密度が、該ブロックの状態のときのアルミナファイバーブランケットの嵩密度の１．１倍以上であることを特徴とする無機繊維ブロック。
(3) In an inorganic fiber block comprising a laminate formed by laminating a ceramic fiber blanket and a polycrystalline alumina fiber blanket,
(A) The laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets,
(B) The ceramic fiber blanket comprises a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating;
(D) The bulk density of the ceramic fiber blanket in the block state formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.1 times or more the bulk density of the alumina fiber blanket in the block state. An inorganic fiber block characterized by that.
（４）セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを積層して形成した積層体よりなる無機繊維ブロックにおいて、
（ａ）該積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成されており、
（ｂ）該セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーよりなり、
（ｃ）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックを構成するアルミナファイバーブランケットの圧縮率が、該積層体を構成するセラミックファイバーブランケットの圧縮率の１．２倍以上であり、
（ｄ）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックの状態のときのセラミックファイバーブランケットの嵩密度が、該ブロックの状態のときのアルミナファイバーブランケットの嵩密度の１．１倍以上であることを特徴とする無機繊維ブロック。
(4) In an inorganic fiber block comprising a laminate formed by laminating a ceramic fiber blanket and a polycrystalline alumina fiber blanket,
(A) The laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets,
(B) The ceramic fiber blanket comprises a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating;
(C) The compression rate of the alumina fiber blanket constituting the block formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.2 times the compression rate of the ceramic fiber blanket constituting the laminate,
(D) The bulk density of the ceramic fiber blanket in the block state formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.1 times or more the bulk density of the alumina fiber blanket in the block state. An inorganic fiber block characterized by that.
（５）セラミックファイバーブランケットのＮａ濃度が６００ｐｐｍ以下であることを特徴とする前述の無機繊維ブロック。 (5) The inorganic fiber block described above, wherein the ceramic fiber blanket has a Na concentration of 600 ppm or less.
（６）セラミックファイバーブランケットのＡｌ２Ｏ３成分濃度が５０重量％以上であり、Ｎａ濃度が６００ｐｐｍ以下であることを特徴とする前述の無機繊維ブロック。 (6) The inorganic fiber block described above, wherein the ceramic fiber blanket has an Al 2 O 3 component concentration of 50% by weight or more and an Na concentration of 600 ppm or less.
（７）無機繊維ブロックを構成するブランケット積層体の積層方向の両端面がアルミナファイバーブランケットであることを特徴とする前述の無機繊維ブロック。 (7) The above-mentioned inorganic fiber block, wherein both end faces in the stacking direction of the blanket laminate constituting the inorganic fiber block are alumina fiber blankets.
（８）前述の無機繊維ブロックを１種類以上用いて形成したことを特徴とする断熱構造体。 (8) A heat insulating structure formed by using one or more of the above-described inorganic fiber blocks.
本発明によれば、安価でしかも耐熱性に優れている無機繊維ブロックを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an inorganic fiber block that is inexpensive and excellent in heat resistance.
さらに、本発明によれば、加熱収縮によるセラミックファイバー部分の選択的な凹みの問題が解消された無機繊維ブロックが提供可能となる。セラミックファイバー部分が選択的にスケール等に侵食されることのない無機繊維ブロックが提供可能となる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an inorganic fiber block in which the problem of selective dents in the ceramic fiber portion due to heat shrinkage is eliminated. It is possible to provide an inorganic fiber block in which the ceramic fiber portion is not selectively eroded by scale or the like.
本出願の第１の発明の実施形態は、特許文献１に開示される無機繊維ブロックと同様に、図１に示すようにセラミックファイバーブランケット３および多結晶質アルミナファイバーブランケット２を交互に積層したものを圧縮して得られる積層体によりブロックを形成する。しかしながら、特許文献１に開示される無機繊維ブロックと異なる重要な点は、本願第１発明の実施の形態の次のとおりの特徴である。 In the embodiment of the first invention of the present application, ceramic fiber blanket 3 and polycrystalline alumina fiber blanket 2 are alternately laminated as shown in FIG. A block is formed by a laminate obtained by compressing the. However, important points different from the inorganic fiber block disclosed in Patent Document 1 are the following features of the embodiment of the first invention of the present application.
（１）積層体を構成するセラミックファイバーブランケット３が、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーより作製されている。 (1) The ceramic fiber blanket 3 constituting the laminated body is made of a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating.
本出願の第２発明の実施形態は、上記（１）に加え、次の特徴を有する。 The embodiment of the second invention of the present application has the following characteristics in addition to the above (1).
（２）ブロックを作製するために、ブランケットを積層して積層体とし、その積層体を２０％以上圧縮してブロックを作製するとき、ブロックを構成するアルミナファイバーブランケット２の圧縮率が、ブロックを構成するセラミックファイバーブランケット３の圧縮率の１．２倍以上になるようにブロックを作製する。 (2) To produce a block, blankets are laminated to form a laminated body, and when the laminated body is compressed by 20% or more to produce a block, the compression rate of the alumina fiber blanket 2 constituting the block A block is produced so that it may become 1.2 times or more of the compression rate of the ceramic fiber blanket 3 to comprise.
本出願の第３発明の実施形態は、上記（１）に加え、次の特徴を有する。 The embodiment of the third invention of the present application has the following characteristics in addition to the above (1).
（３）ブロックを作製するために、ブランケットを積層して積層体とし、その積層体を２０％以上圧縮してブロックを作製するとき、ブロックの状態でのセラミックファイバーブランケット３の嵩密度が、ブロックの状態でのアルミナファイバーブランケット２の嵩密度の１．１倍以上になるようにブロックを作製する。 (3) In order to produce a block, a blanket is laminated to form a laminate, and when the laminate is compressed by 20% or more to produce a block, the bulk density of the ceramic fiber blanket 3 in the block state is A block is produced so that it may become 1.1 times or more of the bulk density of the alumina fiber blanket 2 in this state.
本出願の第４発明の実施形態は、上記（１）〜（３）すべての条件を満たすようにブロックを作製する特徴を有する。 An embodiment of the fourth invention of the present application has a feature that a block is produced so as to satisfy all the above conditions (1) to (3).
本出願の第５発明の実施形態は、本出願の第１〜第４発明の実施形態の特徴に加え、次の特徴を有する。 The fifth embodiment of the present application has the following features in addition to the features of the first to fourth embodiments of the present application.
（６）セラミックファイバーブランケット３の素材として、Ｎａ濃度が６００ｐｐｍ以下のセラミックファイバーを選択する。 (6) As a material for the ceramic fiber blanket 3, a ceramic fiber having a Na concentration of 600 ppm or less is selected.
本出願の第６発明の実施形態は、本出願の第１〜第５発明の実施形態の特徴に加え、次の特徴を有する。 The sixth embodiment of the present application has the following features in addition to the features of the first to fifth embodiments of the present application.
（７）セラミックファイバーブランケット３の素材として、Ａｌ２Ｏ３濃度が５０重量％以上のセラミックファイバーを選択する。 (7) As a material of the ceramic fiber blanket 3, a ceramic fiber having an Al 2 O 3 concentration of 50% by weight or more is selected.
本出願の第７発明の実施形態は、本出願の第１〜第６発明の実施形態の特徴に加え、次の特徴を有する。 The seventh embodiment of the present application has the following features in addition to the features of the first to sixth embodiments of the present application.
（８）無機繊維ブロックを構成するブランケット積層体の積層方向の両端面がアルミナファイバーブランケットであるようにブロックを作製する。 (8) A block is prepared so that both end surfaces in the stacking direction of the blanket laminate constituting the inorganic fiber block are alumina fiber blankets.
本出願の第８発明の実施形態は、上記の本願の第１〜第７発明の無機繊維ブロックを１種類以上用いて形成した断熱構造体を特徴とするものである。 The eighth embodiment of the present application is characterized by a heat insulating structure formed by using one or more inorganic fiber blocks of the first to seventh inventions of the present application.
セラミックファイバーは、アルミナ、シリカ等の固体原料を配合し、これを高温で溶融した後、その溶融物を繊維化することによって得られる。溶融物は繊維化の際に急冷されるため、この方法によって得られるセラミックファイバーは、もともとは非晶質である。このように、もともとは非晶質であるセラミックファイバーを、加熱処理（好適には１０００〜１２００℃で、例えば、１５分間加熱処理）して、その一部を結晶化させて、ムライト化させる。そのように結晶化させたセラミックファイバーのブランケットを、本発明の無機繊維ブロックに使用する。また、酸化クロム成分を２重量％含有したセラミックファイバーを加熱処理して、その一部を結晶化させて、スピネル化させたセラミックファイバーブランケットを本発明の無機繊維ブロックに使用しても良い。 The ceramic fiber is obtained by blending a solid raw material such as alumina or silica, melting it at a high temperature, and then fiberizing the melt. Since the melt is rapidly cooled during fiberization, the ceramic fiber obtained by this method is originally amorphous. In this way, the ceramic fiber that is originally amorphous is subjected to heat treatment (preferably 1000 to 1200 ° C., for example, for 15 minutes), and a part thereof is crystallized to be mullite. A ceramic fiber blanket so crystallized is used in the inorganic fiber block of the present invention. Moreover, a ceramic fiber blanket containing 2% by weight of a chromium oxide component may be heat-treated to crystallize a part thereof and spinelized to use the ceramic fiber blanket for the inorganic fiber block of the present invention.
使用するセラミックファイバーブランケットの素材となるセラミックファイバーに、予め、熱履歴を持たせておくと、そのセラミックファイバーのブランケットの耐熱性が増大する。そのため、最終的に得られるブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の、加熱収縮による凹みを抑制するのに効果がある。また、得られるブロックの耐食性を増大させるのに効果がある。 If the ceramic fiber used as the material of the ceramic fiber blanket to be used has a thermal history in advance, the heat resistance of the ceramic fiber blanket increases. Therefore, the ceramic fiber blanket portion in the finally obtained block is effective in suppressing dents due to heat shrinkage. Moreover, it is effective in increasing the corrosion resistance of the obtained block.
さらに、本発明に使用するセラミックファイバーのＮａ濃度は６００ｐｐｍ以下とする。Ｎａは、セラミックファイバー中に含まれる不純物元素のひとつであるが、このナトリウムの濃度は、特に、高温でのセラミックファイバーの耐熱性の維持に大きな影響を及ぼす。セラミックファイバーのＮａ濃度が６００ｐｐｍ以下であれば、より高温でのセラミックファイバーの耐熱性の維持に効果がある。 Further, the Na concentration of the ceramic fiber used in the present invention is 600 ppm or less. Na is one of the impurity elements contained in the ceramic fiber. The concentration of sodium has a great influence on the maintenance of the heat resistance of the ceramic fiber, particularly at high temperatures. If the Na concentration of the ceramic fiber is 600 ppm or less, there is an effect in maintaining the heat resistance of the ceramic fiber at a higher temperature.
さらに、本発明では、ブロックを作製するためにブランケットを積層して積層体とし、その積層体を圧縮してブロックを作製したとき、ブロックを構成するアルミナファイバーブランケットの圧縮率が、ブロックを構成するセラミックファイバーブランケットの圧縮率の１．２倍以上となるように、ブロックを作製する。 Furthermore, in the present invention, in order to produce a block, blankets are laminated to form a laminate, and when the laminate is compressed to produce a block, the compression rate of the alumina fiber blanket constituting the block constitutes the block. A block is produced so that it may become 1.2 times or more of the compression rate of a ceramic fiber blanket.
本願明細書中で述べている圧縮率は以下のような方法で決定される。すなわち、圧縮前の積層時の厚さ（Ａｍｍ）と圧縮後の厚さ（Ｂｍｍ）から圧縮率は次式で求められる。 The compression rate described in the present specification is determined by the following method. That is, the compression ratio is obtained by the following equation from the thickness (Amm) at the time of lamination before compression and the thickness (Bmm) after compression.
圧縮率（％）＝（（Ａ−Ｂ）／Ａ）×１００
本発明の無機繊維ブロックは、アルミナファイバーブランケットとセラミックファイバーブランケットを交互に積層して積層体を形成し、これを圧縮してブロックを作製しているので、ブロックの状態で、そのブロックを構成する個々のブランケットに着目したとき、アルミナファイバーブランケットが、セラミックファイバーブランケットの１．２倍以上の圧縮率で圧縮されていると、ブロック中でセラミックファイバーブランケットがアルミナファイバーブランケットに強固に挟持されるため、高温に曝された際に、ブロック中のセラミックファイバーブランケットの部分の加熱収縮による縮みに起因する凹みを抑制するのに効果的である。
Compression rate (%) = ((A−B) / A) × 100
In the inorganic fiber block of the present invention, the alumina fiber blanket and the ceramic fiber blanket are alternately laminated to form a laminate, and the block is formed by compressing the laminate. When focusing on individual blankets, if the alumina fiber blanket is compressed at a compression ratio of 1.2 times or more of the ceramic fiber blanket, the ceramic fiber blanket is firmly sandwiched between the alumina fiber blankets in the block. When exposed to high temperatures, it is effective in suppressing dents due to shrinkage due to heat shrinkage of the ceramic fiber blanket portion in the block.
さらに、本発明の最良の実施形態では、ブロックを作製するためにブランケットを積層して積層体とし、その積層体を圧縮してブロックを作製したとき、ブロック状態でのセラミックファイバーブランケットの嵩密度が、ブロック状態でのアルミナファイバーブランケットの嵩密度の１．１倍以上となるように、ブロックを作製する。 Furthermore, in the best mode of the present invention, when a block is produced by laminating a blanket to produce a block, and the laminate is compressed to produce a block, the bulk density of the ceramic fiber blanket in the block state is reduced. The block is prepared so that the bulk density of the alumina fiber blanket in the block state is 1.1 times or more.
本発明の最良の実施形態の無機繊維ブロックは、アルミナファイバーブランケットとセラミックファイバーブランケットを交互に積層して積層体を形成し、これを圧縮してブロックを作製しているので、ブロックの状態で、そのブロックを構成する個々のブランケットに着目したとき、セラミックファイバーブランケットの嵩密度が、アルミナファイバーブランケットの１．１倍以上の嵩密度となるように圧縮されていると、ブロック中のセラミックファイバーブランケットの部分の加熱収縮による縮みに起因する凹みを抑制するのに効果的である。さらに、得られるブロックの耐食性を増大させるのに効果的である。 In the inorganic fiber block of the best embodiment of the present invention, the alumina fiber blanket and the ceramic fiber blanket are alternately laminated to form a laminate, and this is compressed to produce the block. When attention is paid to the individual blankets constituting the block, if the bulk density of the ceramic fiber blanket is compressed to be 1.1 times the bulk density of the alumina fiber blanket, the ceramic fiber blanket in the block It is effective for suppressing the dent resulting from the shrinkage caused by the heat shrinkage of the part. Furthermore, it is effective in increasing the corrosion resistance of the resulting block.
このように、本発明の最良の実施形態では、セラミックファイバーブランケットおよびアルミナファイバーブランケットを交互に積層した積層体を圧縮して得られる無機繊維ブロックにおいて、ブロックの状態としたときのブランケットの圧縮率と、ブロックの状態におけるブランケットの嵩密度を最適化することが、得られるブロックに優れた特性を発現させるための重要な特徴のひとつとなっている。 As described above, in the best embodiment of the present invention, in the inorganic fiber block obtained by compressing the laminated body in which the ceramic fiber blanket and the alumina fiber blanket are alternately laminated, the compression rate of the blanket when the block state is obtained. Optimizing the bulk density of the blanket in the block state is one of the important features for expressing excellent characteristics in the resulting block.
アルミナファイバーブランケットは、セラミックファイバーブランケットに比べて、耐熱性に加え、復元力にも優れている。復元力を評価する指標のひとつとして、復元率が挙げられる。復元率は以下のように定義される。 Alumina fiber blanket is superior in heat resistance and resilience to ceramic fiber blanket. One index for evaluating resilience is the restoration rate. The restoration rate is defined as follows.
復元率（％）＝（（ｂ−ａ）／ａ）×１００
ここで、ａは、ブランケットを３０％圧縮したときの厚さ、ｂは、ブランケットを３０％圧縮した状態で、所定の温度で２４時間加熱した後、圧縮を解放したときのブランケットの厚さである。
Restoration rate (%) = ((b−a) / a) × 100
Here, a is the thickness when the blanket is compressed by 30%, b is the thickness of the blanket when the blanket is compressed by 30% and heated at a predetermined temperature for 24 hours and then the compression is released. is there.
ブロックの素材となるブランケットの復元率を測定した結果、Ａｌ２Ｏ３成分４８重量％のセラミックファイバーブランケットの１０００℃における復元率は０％であった。これに対して、Ａｌ２Ｏ３成分７２重量％のアルミナファイバーブランケットの１０００℃における復元率は１４０％であった。 As a result of measuring the restoration rate of the blanket as a block material, the restoration rate at 1000 ° C. of the ceramic fiber blanket having 48% by weight of the Al 2 O 3 component was 0%. In contrast, the restoration rate at 1000 ° C. of the alumina fiber blanket having 72% by weight of the Al 2 O 3 component was 140%.
それぞれのブランケットの復元率の値が示すように、アルミナファイバーブランケットの復元力は、セラミックファイバーブランケットの復元力よりもはるかに大きい。したがって、アルミナファイバーブランケットとセラミックファイバーブランケットを交互に積層し、ブロックの素材となっているブランケットが最適な圧縮率、嵩密度となるようにブロックを作製することにより、ブロック中のアルミナファイバーブランケットが、ブロック中のセラミックファイバーブランケットを強固に保持固定するようになり、結果として、ブロック中のセラミックファイバーブランケットの加熱による凹みが抑制されると考えることができる。 As the restoration rate values for each blanket indicate, the restoring force of the alumina fiber blanket is much greater than the restoring force of the ceramic fiber blanket. Therefore, the alumina fiber blanket and the ceramic fiber blanket are alternately laminated, and by making the block so that the blanket that is the material of the block has an optimal compression ratio and bulk density, the alumina fiber blanket in the block is It can be considered that the ceramic fiber blanket in the block is firmly held and fixed, and as a result, dents due to heating of the ceramic fiber blanket in the block are suppressed.
このような観点から、本発明の最良の実施形態の無機繊維ブロックにおいては、上記の特徴の他に、無機繊維ブロックを構成するブランケット積層体の積層方向の両端面をアルミナファイバーブランケットとすることがより好適である。 From such a viewpoint, in the inorganic fiber block of the best embodiment of the present invention, in addition to the above features, both end surfaces in the stacking direction of the blanket laminate constituting the inorganic fiber block may be alumina fiber blankets. More preferred.
ブロックの状態のときの、セラミックファイバーブランケットおよびアルミナファイバーブランケットそれぞれの圧縮率および嵩密度は、ブロックの素材として使用するそれぞれのブランケットの密度および厚さ、積層体を構成するブランケットのそれぞれの枚数、得られるブロック全体として見た場合の圧縮率に依存する。ブロックを形成したときのアルミナファイバーブランケットの圧縮率が、ブロックを形成したときのセラミックファイバーブランケットの圧縮率の１．２倍以上となるようにするためには、または、ブロックの状態でのセラミックファイバーブランケットの嵩密度が、ブロックの状態でのアルミナファイバーブランケットの嵩密度の１．１倍以上になるようにするためには、例えば、アルミナファイバーブランケットの密度および厚さを、それぞれ、６０〜１３０ｋｇ／ｍ３および１０〜３０ｍｍとし、積層体を構成するアルミナファイバーブランケットの使用枚数を７〜１０枚とし、セラミックファイバーブランケットの密度および厚さを、それぞれ、１２０〜１６０ｋｇ／ｍ３および１０〜３０ｍｍとし、積層体を構成するセラミックファイバーブランケットの使用枚数を６〜９枚とし、さらに、得られるブロック全体として見た場合の圧縮率を２０〜５０％とするのがより好適である。 The compression ratio and bulk density of the ceramic fiber blanket and alumina fiber blanket in the block state are the density and thickness of each blanket used as the block material, the number of blankets constituting the laminate, Depends on the compression ratio when viewed as a whole block. In order to make the compressibility of the alumina fiber blanket when the block is formed be 1.2 times or more of the compressibility of the ceramic fiber blanket when the block is formed, or the ceramic fiber in the block state In order to make the bulk density of the blanket 1.1 times or more of the bulk density of the alumina fiber blanket in the block state, for example, the density and thickness of the alumina fiber blanket are set to 60 to 130 kg / m 3 and 10 to 30 mm, the number of used alumina fiber blankets constituting the laminate is 7 to 10, and the density and thickness of the ceramic fiber blanket are 120 to 160 kg / m 3 and 10 to 30 mm, respectively. Ceramic constituting the laminate And 6-9 pieces of number of sheets used § Iba blanket, further, it is more preferable to the compression ratio when viewed as a whole resulting block 20 to 50%.
また、より好ましくは、本発明に使用するセラミックファイバーのＡｌ２Ｏ３成分濃度を５０重量％以上とし、かつ、該セラミックファイバーのＮａ濃度を６００ｐｐｍ以下とする。セラミックファイバーにはＡｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２比が異なる種類のものが幾つか存在し、さらに、Ｃｒ２Ｏ３やＺｒＯ２成分等を含む種類のものが存在するが、その中から、特に、Ａｌ２Ｏ３成分が５０重量％以上のセラミックファイバーを使用すれば、最終的に得られる無機繊維ブロックの、セラミックファイバー部分の耐熱性がより増大し、その部分の加熱収縮による凹みを抑制するのにより効果がある。 More preferably, the ceramic fiber used in the present invention has an Al 2 O 3 component concentration of 50 wt% or more, and the Na concentration of the ceramic fiber is 600 ppm or less. There are several types of ceramic fibers with different Al 2 O 3 / SiO 2 ratios, and there are types of ceramic fibers containing Cr 2 O 3 and ZrO 2 components. Among them, particularly, If a ceramic fiber having an Al 2 O 3 component of 50% by weight or more is used, the heat resistance of the ceramic fiber portion of the finally obtained inorganic fiber block is further increased, and the dent due to heat shrinkage of the portion is suppressed. More effective.
さらに、本発明では、無機繊維ブロックを構成するブランケット積層体の積層方向の両端面がアルミナファイバーブランケットであるようにブロックを作製することが、より好ましい。アルミナファイバーブランケットは復元力に優れるため、炉壁に該無機繊維ブロックを施工した際、加熱によってブロックとブロックの間に生じ得る目地開きを抑制するのに有効である。 Furthermore, in this invention, it is more preferable to produce a block so that the both end surfaces of the lamination direction of the blanket laminated body which comprises an inorganic fiber block are an alumina fiber blanket. Since the alumina fiber blanket is excellent in restoring force, when the inorganic fiber block is applied to the furnace wall, it is effective in suppressing joint opening that may occur between the blocks due to heating.
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
本発明に係る実施例および比較例を表１に示す。なお、表１に示す実施例および比較例のすべてにおいて、無機繊維ブロックを構成するブランケット積層体の積層方向の両端面が、アルミナファイバーブランケットとなるように無機繊維ブロックを作製した。
実施例および比較例に係る無機繊維ブロックの評価方法を以下に示す。 The evaluation method of the inorganic fiber block which concerns on an Example and a comparative example is shown below.
得られる無機繊維ブロックにより炉壁内張を作製し、炉内を１３５０℃において１ヶ月月間保持した。その後、炉壁内張を構成するブロック間の目地開きを計測した。さらに、個々のブロック中のセラミックファイバー部分の凹みを計測した。 A furnace wall lining was produced from the resulting inorganic fiber block, and the inside of the furnace was held at 1350 ° C. for 1 month. Thereafter, the joint opening between the blocks constituting the furnace wall lining was measured. Furthermore, the dent of the ceramic fiber part in each block was measured.
得られるブロックの耐食性は以下の方法によって評価した。まず、ブロックを５０×１００×１５０ｍｍに切り出し、その１００×１５０の面に、酸化鉄を主成分とするスケール５ｇおよびＮａ２ＣＯ３５ｇの混合物を５０×７５ｍｍの大きさに均一に載せ、１３５０℃で２４時間加熱する。加熱後、ブロックを半切し、切断面を観察して、侵食厚さを測定した。
実施例１は、密度７５ｋｇ／ｍ３、厚さが３０ｍｍのアルミナファイバーブランケット７枚と、表２のＡに示される化学組成を有し、１０５０℃で１５分間加熱処理された、密度１６０ｋｇ／ｍ３、厚さ３０ｍｍのセラミックファイバーブランケット６枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は２３％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは２１ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは２５ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は３０％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は１７％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．８となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１１０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１９０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．７となる。得られたブロックは、加熱後も、目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 1 has a density of 160 kg / m 3 having a density of 75 kg / m 3 , seven alumina fiber blankets having a thickness of 30 mm, the chemical composition shown in A of Table 2, and heat-treated at 1050 ° C. for 15 minutes. 3. An inorganic fiber block obtained by compressing a laminate obtained by alternately laminating six ceramic fiber blankets having a thickness of 30 mm so that the thickness in the lamination direction becomes 300 mm (that is, as a whole block) The compression ratio is 23%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 21 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 25 mm. If the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness before and after compression, the compression ratio of the alumina fiber blanket is 30% and the compression ratio of the ceramic fiber blanket is 17%. The compression ratio of the fiber blanket is 1.8. Moreover, when the density of the blanket in the block is calculated from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 110 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 190 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.7. Even after heating, the obtained block had few joint openings and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block, and exhibited excellent corrosion resistance.
実施例２は、密度１００ｋｇ／ｍ３、厚さが３０ｍｍのアルミナファイバーブランケット７枚と、表２のＡに示される化学組成を有し、１０５０℃で１５分間加熱処理された、密度１６０ｋｇ／ｍ３、厚さ３０ｍｍのセラミックファイバーブランケット６枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は２３％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは２２ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは２４ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は２７％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は２０％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．３となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１４０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は２００ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．４となる。得られたブロックは、加熱後も、目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 2 has a density of 160 kg / m 3 , seven alumina fiber blankets having a thickness of 30 mm, the chemical composition shown in A of Table 2 and heat-treated at 1050 ° C. for 15 minutes, and a density of 160 kg / m 3. An inorganic fiber block obtained by compressing a laminate obtained by alternately laminating six ceramic fiber blankets having a thickness of 30 mm so that the thickness in the lamination direction becomes 300 mm (that is, as a whole block) The compression ratio is 23%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 22 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 24 mm. When the compression ratio of the blanket in the block is calculated from the thickness of the blanket before and after compression, the compression ratio of the alumina fiber blanket is 27%, the compression ratio of the ceramic fiber blanket is 20%, and the compression ratio of the alumina fiber blanket / ceramic The compression ratio of the fiber blanket is 1.3. Further, when calculating the density of the blanket in the block from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 140 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 200 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.4. Even after heating, the obtained block had few joint openings and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block, and exhibited excellent corrosion resistance.
実施例３は、密度１００ｋｇ／ｍ３、厚さが２５ｍｍのアルミナファイバーブランケット８枚と、表２のＡに示される化学組成を有し、１０００℃で１５分間加熱処理された、密度１４０ｋｇ／ｍ３、厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット７枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は２０％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは１９ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは２１ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は２４％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は１６％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．５となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１３０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１７０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．３となる。得られたブロックは、加熱後も、目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 3 has an alumina fiber blanket with a density of 100 kg / m 3 and a thickness of 25 mm, a chemical composition shown in A of Table 2, and heat-treated at 1000 ° C. for 15 minutes, and a density of 140 kg / m 3. An inorganic fiber block obtained by compressing a laminated body obtained by alternately laminating seven ceramic fiber blankets having a thickness of 25 mm so that the thickness in the laminating direction is 300 mm (that is, as a whole block) The compression ratio is 20%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 19 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 21 mm. When the blanket compression ratio in the block is calculated from the thickness values of the blanket before and after compression, the compression ratio of the alumina fiber blanket is 24% and the compression ratio of the ceramic fiber blanket is 16%. The compression ratio of the fiber blanket is 1.5. Moreover, when calculating the density of the blanket in the block from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 130 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 170 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.3. Even after heating, the obtained block had few joint openings and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block, and exhibited excellent corrosion resistance.
実施例４は、密度１００ｋｇ／ｍ３、厚さが２０ｍｍのアルミナファイバーブランケット１０枚と、表２のＢに示される化学組成を有し、１０００℃で１５分間加熱処理された、密度１６０ｋｇ／ｍ３、厚さ２０ｍｍのセラミックファイバーブランケット９枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は２１％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは１５ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは１７ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は２５％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は１５％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．７となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１３０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１９０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．５となる。得られたブロックは、加熱後も、目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 4 has a density of 100 kg / m 3 , 10 alumina fiber blankets having a thickness of 20 mm, a chemical composition shown in Table 2B, and heat-treated at 1000 ° C. for 15 minutes, and a density of 160 kg / m. 3. An inorganic fiber block obtained by compressing a laminated body obtained by alternately laminating nine ceramic fiber blankets having a thickness of 20 mm so that the thickness in the laminating direction is 300 mm (that is, as a whole block) The compression ratio is 21%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 15 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 17 mm. If the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness values before and after compression, the alumina fiber blanket compression ratio is 25%, the ceramic fiber blanket compression ratio is 15%, and the alumina fiber blanket compression ratio / ceramic. The compression ratio of the fiber blanket is 1.7. Also, when calculating the density of the blanket in the block from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 130 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 190 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.5. Even after heating, the obtained block had few joint openings and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block, and exhibited excellent corrosion resistance.
実施例５は、密度６０ｋｇ／ｍ３、厚さが４０ｍｍのアルミナファイバーブランケット８枚と、表２Ｂに示される化学組成を有し、１１００℃で１５分間加熱処理された、密度１２０ｋｇ／ｍ３、厚さ３０ｍｍのセラミックファイバーブランケット７枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は４３％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは２１ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは１９ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は４８％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は３７％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．３となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１１０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１９０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．７となる。得られたブロックは、加熱後も、目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 5 has a density of 60 kg / m 3 , eight alumina fiber blankets having a thickness of 40 mm, the chemical composition shown in Table 2B, heat-treated at 1100 ° C. for 15 minutes, and a density of 120 kg / m 3 . It is an inorganic fiber block obtained by compressing a laminated body obtained by alternately laminating seven ceramic fiber blankets of 30 mm thickness so that the thickness in the laminating direction is 300 mm (ie, compression as a whole block) The rate is 43%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 21 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 19 mm. When the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness values before and after compression, the alumina fiber blanket compression ratio is 48%, the ceramic fiber blanket compression ratio is 37%, and the alumina fiber blanket compression ratio / ceramic. The compression ratio of the fiber blanket is 1.3. Moreover, when the density of the blanket in the block is calculated from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 110 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 190 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.7. Even after heating, the obtained block had few joint openings and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block, and exhibited excellent corrosion resistance.
実施例６は、密度１３０ｋｇ／ｍ３、厚さが２５ｍｍのアルミナファイバーブランケット７枚と、表２のＡに示される化学組成を有し、１１００℃で１５分間加熱処理された、密度１３０ｋｇ／ｍ３、厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット６枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるとように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は８％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは２３ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは２３ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は８％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は８％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．０となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１４０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１４０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．０となる。得られたブロックは、加熱後も目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 6 has a density of 130 kg / m 3 , seven alumina fiber blankets having a thickness of 25 mm, and the chemical composition shown in A of Table 2 and heat-treated at 1100 ° C. for 15 minutes. 3. An inorganic fiber block obtained by compressing a laminate obtained by alternately laminating 6 ceramic fiber blankets having a thickness of 25 mm so that the thickness in the laminating direction is 300 mm (that is, as a whole block) The compression ratio is 8%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 23 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 23 mm. If the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness values before and after compression, the compression ratio of the alumina fiber blanket is 8%, the compression ratio of the ceramic fiber blanket is 8%, and the compression ratio of the alumina fiber blanket / ceramic The compression ratio of the fiber blanket is 1.0. Further, when calculating the density of the blanket in the block from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 140 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 140 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.0. The obtained block had few joints and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block even after heating, and exhibited excellent corrosion resistance.
実施例７は、密度１００ｋｇ／ｍ３、厚さが２５ｍｍのアルミナファイバーブランケット８枚と、表２のＣに示される化学組成を有し、１０００℃で１５分間加熱処理された、密度１６０ｋｇ／ｍ３、厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット７枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は２０％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは１９ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは２１ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は２４％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は１６％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．５となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１３０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１９０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．５となる。得られたブロックは、加熱後も目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 7 has an alumina fiber blanket with a density of 100 kg / m 3 and a thickness of 25 mm, a chemical composition shown in Table 2C, and heat-treated at 1000 ° C. for 15 minutes, and a density of 160 kg / m. 3. An inorganic fiber block obtained by compressing a laminated body obtained by alternately laminating seven ceramic fiber blankets having a thickness of 25 mm so that the thickness in the laminating direction is 300 mm (that is, as a whole block) The compression ratio is 20%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 19 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 21 mm. When the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness values before and after compression, the alumina fiber blanket compression ratio is 24%, the ceramic fiber blanket compression ratio is 16%, and the alumina fiber blanket compression ratio / ceramic. The compression ratio of the fiber blanket is 1.5. Also, when calculating the density of the blanket in the block from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 130 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 190 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.5. The obtained block had few joints and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block even after heating, and exhibited excellent corrosion resistance.
実施例８は、密度１００ｋｇ／ｍ３、厚さが２５ｍｍのアルミナファイバーブランケット８枚と、表２のＤに示される化学組成を有し、１０００℃で１５分加熱処理された、密度１３０ｋｇ／ｍ３、厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット７枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は２０％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは１９ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは２１ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は２４％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は１６％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．５となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１３０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は、１５０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は、１．２となる。得られたブロックは、加熱後も目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 8 has a density of 130 kg / m 3 having a density of 100 kg / m 3 , an alumina fiber blanket having a thickness of 25 mm and a chemical composition shown in D of Table 2 and heat-treated at 1000 ° C. for 15 minutes. 3. An inorganic fiber block obtained by compressing a laminated body obtained by alternately laminating seven ceramic fiber blankets having a thickness of 25 mm so that the thickness in the laminating direction is 300 mm (that is, as a whole block) The compression ratio is 20%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 19 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 21 mm. When the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness values before and after compression, the alumina fiber blanket compression ratio is 24%, the ceramic fiber blanket compression ratio is 16%, and the alumina fiber blanket compression ratio / ceramic. The compression ratio of the fiber blanket is 1.5. Further, when the density of the blanket in the block is calculated from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 130 kg / m 3 , and the density of the ceramic fiber blanket is 150 kg / m 3, and the density ratio of the density / alumina fiber blanket ceramic fiber blanket, a 1.2. The obtained block had few joints and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block even after heating, and exhibited excellent corrosion resistance.
実施例９は、密度１３０ｋｇ／ｍ３、厚さが２５ｍｍのアルミナファイバーブランケット７枚と、表２のＤに示される化学組成を有し、１０００℃で１５分間加熱処理された、密度１３０ｋｇ／ｍ３、厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット６枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は８％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは２３ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは２３ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は８％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は８％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．０となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１４０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１４０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．０となる。得られたブロックは、加熱後も目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが少なく、また、優れた耐食性を示した。 Example 9 has a density of 130 kg / m 3 , seven alumina fiber blankets having a thickness of 25 mm, a chemical composition shown in D of Table 2, and heat-treated at 1000 ° C. for 15 minutes. 3. An inorganic fiber block obtained by compressing a laminate obtained by alternately laminating 6 ceramic fiber blankets having a thickness of 25 mm so that the thickness in the laminating direction is 300 mm (that is, as a whole block) The compression ratio is 8%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 23 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 23 mm. If the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness values before and after compression, the alumina fiber blanket compression ratio is 8%, the ceramic fiber blanket compression ratio is 8%, and the alumina fiber blanket compression ratio / ceramic. The compression ratio of the fiber blanket is 1.0. Further, when calculating the density of the blanket in the block from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 140 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 140 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.0. The obtained block had few joints and dents in the ceramic fiber blanket portion in the block even after heating, and exhibited excellent corrosion resistance.
比較例１は、密度１００ｋｇ／ｍ３、厚さが２５ｍｍのアルミナファイバーブランケット７枚と、表２のＡに示される化学組成を有し、加熱処理していない、密度１６０ｋｇ／ｍ３、厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット６枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は８％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは２３ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは２３ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は８％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は８％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．０となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１１０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１７０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．５となる。得られたブロックは、加熱後、目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが大きく、また、耐食性に劣っていた。 Comparative Example 1 has a density of 100 kg / m 3 , seven alumina fiber blankets having a thickness of 25 mm, a chemical composition shown in A of Table 2, and a heat treatment, density of 160 kg / m 3 , thickness It is an inorganic fiber block obtained by compressing a laminated body obtained by alternately laminating 6 pieces of 25 mm ceramic fiber blankets so that the thickness in the laminating direction becomes 300 mm (that is, the compressibility of the whole block is 8%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 23 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 23 mm. If the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness values before and after compression, the compression ratio of the alumina fiber blanket is 8%, the compression ratio of the ceramic fiber blanket is 8%, and the compression ratio of the alumina fiber blanket / ceramic The compression ratio of the fiber blanket is 1.0. Moreover, when calculating the density of the blanket in the block from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 110 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 170 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.5. After heating, the obtained block had a large joint opening and a dent in the ceramic fiber blanket portion in the block, and was inferior in corrosion resistance.
比較例２は、密度１００ｋｇ／ｍ３、厚さが２０ｍｍのアルミナファイバーブランケット１０枚と、表２のＢに示される化学組成を有し、加熱処理していない、密度１６０ｋｇ／ｍ３、厚さ２０ｍｍのセラミックファイバーブランケット９枚を交互に積層して得られた積層体を、積層方向の厚みが３００ｍｍとなるように圧縮して得られる無機繊維ブロックである（すなわち、ブロック全体としての圧縮率は２１％である）。このとき、得られたブロック中の個々のアルミナファイバーブランケットの厚みは１５ｍｍ、得られたブロック中の個々のセラミックファイバーブランケットの厚みは１７ｍｍとなった。圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの圧縮率を算出すると、アルミナファイバーブランケットの圧縮率は２５％、セラミックファイバーブランケットの圧縮率は１５％となり、アルミナファイバーブランケットの圧縮率／セラミックファイバーブランケットの圧縮率比は、１．７となる。また、圧縮前のブランケットの密度と、圧縮前後のブランケットの厚みの値から、ブロック中のブランケットの密度を算出すると、アルミナファイバーブランケットの密度は１３０ｋｇ／ｍ３、セラミックファイバーブランケットの密度は１９０ｋｇ／ｍ３となり、セラミックファイバーブランケットの密度／アルミナファイバーブランケットの密度比は１．５となる。得られたブロックは、加熱後、目地開きおよびブロック中のセラミックファイバーブランケット部分の凹みが大きく、また、耐食性に劣っていた。 Comparative Example 2 has a density of 100 kg / m 3 , a thickness of 20 mm and an alumina fiber blanket of 10 mm, a chemical composition shown in B of Table 2, and a heat treatment, density of 160 kg / m 3 , thickness It is an inorganic fiber block obtained by compressing a laminated body obtained by alternately laminating nine 20 mm ceramic fiber blankets so that the thickness in the laminating direction is 300 mm (that is, the compressibility of the entire block is 21%). At this time, the thickness of each alumina fiber blanket in the obtained block was 15 mm, and the thickness of each ceramic fiber blanket in the obtained block was 17 mm. If the blanket compression ratio in the block is calculated from the blanket thickness values before and after compression, the alumina fiber blanket compression ratio is 25%, the ceramic fiber blanket compression ratio is 15%, and the alumina fiber blanket compression ratio / ceramic. The compression ratio of the fiber blanket is 1.7. Also, when calculating the density of the blanket in the block from the density of the blanket before compression and the thickness of the blanket before and after compression, the density of the alumina fiber blanket is 130 kg / m 3 and the density of the ceramic fiber blanket is 190 kg / m. 3. The density ratio of ceramic fiber blanket / alumina fiber blanket is 1.5. After heating, the obtained block had a large joint opening and a dent in the ceramic fiber blanket portion in the block, and was inferior in corrosion resistance.
なお、比較例２は特許文献１に開示される無機繊維ブロックに相当する。 Comparative Example 2 corresponds to the inorganic fiber block disclosed in Patent Document 1.
１ 本発明の無機繊維ブロック
２ アルミナファイバーブランケット
３ 一部が結晶化したセラミックファイバーブランケット
４ 従来の無機繊維ブロック
５ 通常の非晶質セラミックファイバーブランケット
６ 無機繊維ブロック炉内面における、非晶質セラミックファイバーブランケット部分の凹み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inorganic fiber block 2 Alumina fiber blanket 3 Ceramic fiber blanket partially crystallized 4 Conventional inorganic fiber block 5 Normal amorphous ceramic fiber blanket 6 Amorphous ceramic fiber blanket on the inner surface of the inorganic fiber block furnace Dent in part
Claims (8)
（ａ）該積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成されており、
（ｂ）該セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーよりなることを特徴とする無機繊維ブロック。 In an inorganic fiber block comprising a laminate formed by laminating a ceramic fiber blanket and a polycrystalline alumina fiber blanket,
(A) The laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets,
(B) The ceramic fiber blanket is composed of a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating.
（ａ）該積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成されており、
（ｂ）該セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーよりなり、
（ｃ）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックを構成するアルミナファイバーブランケットの圧縮率が、該積層体を構成するセラミックファイバーブランケットの圧縮率の１．２倍以上であることを特徴とする無機繊維ブロック。 In an inorganic fiber block comprising a laminate formed by laminating a ceramic fiber blanket and a polycrystalline alumina fiber blanket,
(A) The laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets,
(B) The ceramic fiber blanket comprises a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating;
(C) The compression rate of the alumina fiber blanket constituting the block formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.2 times or more the compression rate of the ceramic fiber blanket constituting the laminate. Inorganic fiber block.
（ａ）該積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成されており、
（ｂ）該セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーよりなり、
（ｄ）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックの状態のときのセラミックファイバーブランケットの嵩密度が、該ブロックの状態のときのアルミナファイバーブランケットの嵩密度の１．１倍以上であることを特徴とする無機繊維ブロック。 In an inorganic fiber block comprising a laminate formed by laminating a ceramic fiber blanket and a polycrystalline alumina fiber blanket,
(A) The laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets,
(B) The ceramic fiber blanket comprises a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating;
(D) The bulk density of the ceramic fiber blanket in the block state formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.1 times or more the bulk density of the alumina fiber blanket in the block state. An inorganic fiber block characterized by that.
（ａ）該積層体は、セラミックファイバーブランケットおよび多結晶質アルミナファイバーブランケットを交互に積層したものを圧縮して形成されており、
（ｂ）該セラミックファイバーブランケットは、非晶質のセラミックファイバーを加熱することによってその一部を結晶化させたセラミックファイバーよりなり、
（ｃ）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックを構成するアルミナファイバーブランケットの圧縮率が、該積層体を構成するセラミックファイバーブランケットの圧縮率の１．２倍以上であり、
（ｄ）積層体を２０％以上圧縮して形成されたブロックの状態のときのセラミックファイバーブランケットの嵩密度が、該ブロックの状態のときのアルミナファイバーブランケットの嵩密度の１．１倍以上であることを特徴とする無機繊維ブロック。 In an inorganic fiber block comprising a laminate formed by laminating a ceramic fiber blanket and a polycrystalline alumina fiber blanket,
(A) The laminate is formed by compressing alternately laminated ceramic fiber blankets and polycrystalline alumina fiber blankets,
(B) The ceramic fiber blanket comprises a ceramic fiber obtained by crystallizing a part of an amorphous ceramic fiber by heating;
(C) The compression rate of the alumina fiber blanket constituting the block formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.2 times the compression rate of the ceramic fiber blanket constituting the laminate,
(D) The bulk density of the ceramic fiber blanket in the block state formed by compressing the laminate by 20% or more is 1.1 times or more the bulk density of the alumina fiber blanket in the block state. An inorganic fiber block characterized by that.
A heat insulating structure formed by using one or more inorganic fiber blocks according to any one of claims 1 to 7.
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