JP2734013B2 - 断熱方法 - Google Patents
断熱方法Info
- Publication number
- JP2734013B2 JP2734013B2 JP26877088A JP26877088A JP2734013B2 JP 2734013 B2 JP2734013 B2 JP 2734013B2 JP 26877088 A JP26877088 A JP 26877088A JP 26877088 A JP26877088 A JP 26877088A JP 2734013 B2 JP2734013 B2 JP 2734013B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat insulating
- insulating material
- temperature
- alumina
- silica
- Prior art date
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- Thermal Insulation (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高温焼成炉等に使用するための断熱方法に
関する。
関する。
（従来の技術） 近年、産業の技術的高度化により特にセラミックス、
半導体、炭素材料などの分野で1,500℃を超える温度で
熱処理をするような高温炉が多く使用されるようになっ
た。これらは黒鉛などのヒーターによる抵抗加熱法、あ
るいは、高周波を用いて黒鉛ルツボを発熱させる高周波
誘導加熱法により被加熱物を加熱する方法が一般的であ
る。熱処理の際の炉内の雰囲気は被加熱物にもよるが、
通常は窒素ガス、アルゴンガスなどを用いて不活性ガス
雰囲気とする。そして、断熱材には、高温下でも、耐え
うるような炭素繊維を主成分とするカーボンファイバー
（CF）断熱材等の炭素質断熱材や、“アルミナイファイ
バー”、“セラミックファイバー”などの名称で呼ばれ
ているアルミナとシリカを主成分とする繊維などからな
る断熱材などが使用される。一般に、たとえばCF断熱材
は3,000℃近くアルミナ／シリカ系断熱材は、アルミナ
の比率増加により高くなるが、1,700〜1,800℃までの高
温に対して使用されている。
半導体、炭素材料などの分野で1,500℃を超える温度で
熱処理をするような高温炉が多く使用されるようになっ
た。これらは黒鉛などのヒーターによる抵抗加熱法、あ
るいは、高周波を用いて黒鉛ルツボを発熱させる高周波
誘導加熱法により被加熱物を加熱する方法が一般的であ
る。熱処理の際の炉内の雰囲気は被加熱物にもよるが、
通常は窒素ガス、アルゴンガスなどを用いて不活性ガス
雰囲気とする。そして、断熱材には、高温下でも、耐え
うるような炭素繊維を主成分とするカーボンファイバー
（CF）断熱材等の炭素質断熱材や、“アルミナイファイ
バー”、“セラミックファイバー”などの名称で呼ばれ
ているアルミナとシリカを主成分とする繊維などからな
る断熱材などが使用される。一般に、たとえばCF断熱材
は3,000℃近くアルミナ／シリカ系断熱材は、アルミナ
の比率増加により高くなるが、1,700〜1,800℃までの高
温に対して使用されている。
（発明が解決しようとする問題点） 一般には断熱材は消耗品であるため、高価なCF断熱材
等の炭素質断熱材よりもアルミナ／シリカ系断熱材を使
って経済的負担を少なくする方法がとられているが、1,
500℃以上の熱処理を不活性雰囲気下で行なう高温処理
炉では、通常、CF断熱材等の炭素質断熱材が多用されて
いる。これは、不活性雰囲気下で炭素が3,000℃位まで
安定であるためである。しかしながら、炭素質断熱材は
高価であり、かつ、熱処理回数に応じて徐々に消耗など
が起こり、断熱性能が低下するため、一定期間後に取り
かえる必要があり、経済的負担が大きいことが一般に知
られている。
等の炭素質断熱材よりもアルミナ／シリカ系断熱材を使
って経済的負担を少なくする方法がとられているが、1,
500℃以上の熱処理を不活性雰囲気下で行なう高温処理
炉では、通常、CF断熱材等の炭素質断熱材が多用されて
いる。これは、不活性雰囲気下で炭素が3,000℃位まで
安定であるためである。しかしながら、炭素質断熱材は
高価であり、かつ、熱処理回数に応じて徐々に消耗など
が起こり、断熱性能が低下するため、一定期間後に取り
かえる必要があり、経済的負担が大きいことが一般に知
られている。
そこで本発明者等は、被加熱物に面する高温側に炭素
質断熱材、この炭素質断熱材の外側のより低温部に1,60
0〜1,700℃の耐熱温度をもつより安価なアルミナ／シリ
カ系断熱材を配置して炭素質断熱材の使用量（断熱材の
厚み）を減らし断熱材を経済的に安くすることを試み
た。しかしながら、炭素質断熱材の外側をアルミナ／シ
リカ系断熱材で覆って、被加熱物を2,000℃以上に高周
波加熱した際、二つの断熱材の接触面に炭素とアルミナ
もしくはシリカが反応して生成したと考えられる綿状の
物質が生成し、熱処理回数に応じて増えるため、断熱材
としての使用上、耐久性の点で問題があることがわかっ
た。この現象は炭素質断熱材の外側のアルミナ／シリカ
系断熱材に面した側の温度をアルミナ／シリカ系断熱材
の耐熱温度より低い1,400℃としても、また、炭素質断
熱材とアルミナ／シリカ系断熱材の間に間隔を置いても
見られ、事実上断熱材としての使用は難しいことがわか
った。
質断熱材、この炭素質断熱材の外側のより低温部に1,60
0〜1,700℃の耐熱温度をもつより安価なアルミナ／シリ
カ系断熱材を配置して炭素質断熱材の使用量（断熱材の
厚み）を減らし断熱材を経済的に安くすることを試み
た。しかしながら、炭素質断熱材の外側をアルミナ／シ
リカ系断熱材で覆って、被加熱物を2,000℃以上に高周
波加熱した際、二つの断熱材の接触面に炭素とアルミナ
もしくはシリカが反応して生成したと考えられる綿状の
物質が生成し、熱処理回数に応じて増えるため、断熱材
としての使用上、耐久性の点で問題があることがわかっ
た。この現象は炭素質断熱材の外側のアルミナ／シリカ
系断熱材に面した側の温度をアルミナ／シリカ系断熱材
の耐熱温度より低い1,400℃としても、また、炭素質断
熱材とアルミナ／シリカ系断熱材の間に間隔を置いても
見られ、事実上断熱材としての使用は難しいことがわか
った。
（問題を解決するための手段） 本発明者らは検討を繰返した結果、炭素質断熱材とア
ルミナ／シリカ系断熱材を組合わせて使用する場合には
その高温炉で使用する最高加熱温度において炭素質断熱
材のアルミナ／シリカ系断熱材に面する側の温度を1,30
0℃以下とすれば、その接触の有無にかかわらずこの現
象が起きないことを見出し本発明にしたった。
ルミナ／シリカ系断熱材を組合わせて使用する場合には
その高温炉で使用する最高加熱温度において炭素質断熱
材のアルミナ／シリカ系断熱材に面する側の温度を1,30
0℃以下とすれば、その接触の有無にかかわらずこの現
象が起きないことを見出し本発明にしたった。
すなわち本発明は、不活性雰囲気で使う高温炉に使用
する断熱材として被加熱物に面する高温側に炭素質断熱
材、その外側にアルミナ／シリカ系断熱材を組合わせて
使用するに際して、炭素質断熱機材に面するアルミナ／
シリカ系断熱材部の最高温度を1,000℃以上1,300℃以下
となるように組み合わせて使用することを特徴とする断
熱方法にある。
する断熱材として被加熱物に面する高温側に炭素質断熱
材、その外側にアルミナ／シリカ系断熱材を組合わせて
使用するに際して、炭素質断熱機材に面するアルミナ／
シリカ系断熱材部の最高温度を1,000℃以上1,300℃以下
となるように組み合わせて使用することを特徴とする断
熱方法にある。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における高温炉としては、炉内が不活性雰囲気
である前述の各種高温炉が挙げられる。
である前述の各種高温炉が挙げられる。
被加熱物に面する高温側に用いられる炭素質断熱材と
しては、CF断熱材のほか、泡状の気孔を有するフオーム
状炭素質断熱材等の非繊維状の炭素質断熱材が挙げら
れ、黒鉛質のものであってもよい。
しては、CF断熱材のほか、泡状の気孔を有するフオーム
状炭素質断熱材等の非繊維状の炭素質断熱材が挙げら
れ、黒鉛質のものであってもよい。
一方、アルミナ／シリカ系断熱材としては、アルミナ
とシリカを種々の比率で含むものが用いられ、たとえば
“アルミナファイバー”“セラミックファイバー”など
の名称で呼ばれているアルミナとシリカを主成分とする
繊維等よりなる断熱材が好適に使用される。
とシリカを種々の比率で含むものが用いられ、たとえば
“アルミナファイバー”“セラミックファイバー”など
の名称で呼ばれているアルミナとシリカを主成分とする
繊維等よりなる断熱材が好適に使用される。
これらの炭素質断熱材およびアルミナ／シリカ系断熱
材の形態は制限されず、たとえば、フエルト状、ペーパ
ー状、ボード状などが挙げられる。
材の形態は制限されず、たとえば、フエルト状、ペーパ
ー状、ボード状などが挙げられる。
本発明方法においては、上記断熱材を炭素質断熱材に
面するアルミナ／シリカ系断熱材部の最高加熱温度を1,
000℃以上1,300℃以下となるように組み合わせて使用す
る。
面するアルミナ／シリカ系断熱材部の最高加熱温度を1,
000℃以上1,300℃以下となるように組み合わせて使用す
る。
上記温度が1,300℃を超えると耐久性が不良となり、
一方1,000℃未満であるとコスト的にアルミナ／シリカ
系断熱材を用いる意味を実質的に失なうことになる。
一方1,000℃未満であるとコスト的にアルミナ／シリカ
系断熱材を用いる意味を実質的に失なうことになる。
上記温度の設定は、断熱材を使用する高温炉の大き
さ、最高使用温度等により炭素質断熱材の厚みを調整す
ることにより行なうことができる。
さ、最高使用温度等により炭素質断熱材の厚みを調整す
ることにより行なうことができる。
（実施例） 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、実験に用いたアルミナファイバーボードは、
単独で実験条件の温度に保持した場合でも、バインダー
の消失などにより重量減があるので、以下の実施例にお
ける重量減は、単独で保持した場合の重量減を差引いて
表示した。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、実験に用いたアルミナファイバーボードは、
単独で実験条件の温度に保持した場合でも、バインダー
の消失などにより重量減があるので、以下の実施例にお
ける重量減は、単独で保持した場合の重量減を差引いて
表示した。
実施例−１ AL2O3含有率75％、SiO2含有率25％、常用使用温度1,5
00℃、最高使用温度1,600℃、嵩密度0.18g/cm3の結晶質
のAl2O3を主体とするアルミナ／シリカ系断熱ボード
（“アルミナファイバーボード”）を嵩密度0.16g/cm3
のCF成形断熱材上部に設置し、Arガス雰囲気下、1,300
℃又は1,400℃にてそれぞれ４時間加熱保持し冷却し
た。又、上記の各断熱材を1,600℃にて１時間加熱保持
し冷却した。冷却後の前記各断熱材の重量変化結果を表
−１に示す。1,400℃及び1,600℃で加熱保持したもの
は、冷却後取り出したCF断熱材は周辺が白くコーティン
グされており、Al2O3を主体とする断熱ボードのCF断熱
材接触面側を観察したところ、ファイバーの脆化が観察
された。この結果は両者を接触させても、約10mmの間隔
を置いても同様であった。
00℃、最高使用温度1,600℃、嵩密度0.18g/cm3の結晶質
のAl2O3を主体とするアルミナ／シリカ系断熱ボード
（“アルミナファイバーボード”）を嵩密度0.16g/cm3
のCF成形断熱材上部に設置し、Arガス雰囲気下、1,300
℃又は1,400℃にてそれぞれ４時間加熱保持し冷却し
た。又、上記の各断熱材を1,600℃にて１時間加熱保持
し冷却した。冷却後の前記各断熱材の重量変化結果を表
−１に示す。1,400℃及び1,600℃で加熱保持したもの
は、冷却後取り出したCF断熱材は周辺が白くコーティン
グされており、Al2O3を主体とする断熱ボードのCF断熱
材接触面側を観察したところ、ファイバーの脆化が観察
された。この結果は両者を接触させても、約10mmの間隔
を置いても同様であった。
実施例−２ Al2O3含有率87％、SiO2含有率13％、常用使用温度1,7
00℃、最高使用温度1,800℃、嵩密度0.70g/cm3の結晶質
のAl2O3を主体とするアルミナ／シリカ系断熱ボード
（“アルミナファイバーボード）を嵩密度0.16g/cm3のC
F成形断熱材上部に設置しArガス雰囲気下1,000℃、1,30
0℃又は1,400℃の各温度にて、それぞれ４時間加熱保持
したのち冷却した。冷却後の前記各断熱材の重量変化結
果を表−２に示す。尚、1,400℃にて４時間加熱保持し
たものは冷却後取り出したCF断熱材は実施例−１と同様
な現象が見られた。
00℃、最高使用温度1,800℃、嵩密度0.70g/cm3の結晶質
のAl2O3を主体とするアルミナ／シリカ系断熱ボード
（“アルミナファイバーボード）を嵩密度0.16g/cm3のC
F成形断熱材上部に設置しArガス雰囲気下1,000℃、1,30
0℃又は1,400℃の各温度にて、それぞれ４時間加熱保持
したのち冷却した。冷却後の前記各断熱材の重量変化結
果を表−２に示す。尚、1,400℃にて４時間加熱保持し
たものは冷却後取り出したCF断熱材は実施例−１と同様
な現象が見られた。
この結果は両者を接触しても約10mm離して熱処理して
も殆んど同様であった。
も殆んど同様であった。
（発明の効果） 本発明方法は、不活性雰囲気下で被加熱物を1,500℃
以上、好ましくは2,000℃以上に加熱する高温炉に使う
断熱材としてカーボンファイバー断熱材等の炭素質断熱
材とアルミナ／シリカ系断熱材を組みあわせた有利な断
熱方法を提供しようとするものである。本方法によれ
ば、炭素質断熱材のみの断熱性能により断熱するよりも
安価なアルミナ／シリカ系断熱材を組合わせているため
に経済的に安くなる。また、断熱材の交換に際し、より
高温側にある炭素質断熱材のみを交換すれば良く高温炉
の運転経費を安くできるので有利である。
以上、好ましくは2,000℃以上に加熱する高温炉に使う
断熱材としてカーボンファイバー断熱材等の炭素質断熱
材とアルミナ／シリカ系断熱材を組みあわせた有利な断
熱方法を提供しようとするものである。本方法によれ
ば、炭素質断熱材のみの断熱性能により断熱するよりも
安価なアルミナ／シリカ系断熱材を組合わせているため
に経済的に安くなる。また、断熱材の交換に際し、より
高温側にある炭素質断熱材のみを交換すれば良く高温炉
の運転経費を安くできるので有利である。
Claims (1)
- 【請求項１】非酸化性雰囲気下で高温炉の断熱材とし
て、被加熱物に面する高温側の炭素質断熱材とその外側
のアルミナ／シリカ系断熱材を組合わせて使用する際、
炭素質断熱材に面するアルミナ／シリカ系断熱材部の最
高加熱温度が1,000℃以上1,300℃以下となるように組み
合わせて使用することを特徴とする断熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26877088A JP2734013B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 断熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26877088A JP2734013B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 断熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02115689A JPH02115689A (ja) | 1990-04-27 |
| JP2734013B2 true JP2734013B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=17463062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26877088A Expired - Lifetime JP2734013B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 断熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734013B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4926445B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2012-05-09 | 新日鐵化学株式会社 | 黒鉛材料耐酸化処理炉および黒鉛材料の耐酸化処理方法 |
| JP4782537B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2011-09-28 | 新日鐵化学株式会社 | 炭素材料焼成炉および炭素材料の焼成方法 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP26877088A patent/JP2734013B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02115689A (ja) | 1990-04-27 |
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Legal Events
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