JP6274374B1 - スキッドパイプ及びその断熱保護部材の施工方法 - Google Patents

Abstract

断熱保護部材上端部の隙間発生がより十分に防止される断熱保護部材付きスキッドパイプと、その断熱保護部材の施工方法が提供される。複数枚のリング状ニードルブランケット１０をスキッドパイプ１に巻装し、押え板２０で押えつけて第１圧縮層Ｌ−１を形成する。その上側に第２圧縮層Ｌ−２、第３圧縮層Ｌ−３を形成し、それぞれ押え板２０で押えつける。耐火被覆３との間にリング状ニードルブランケット１０を装填した後、押え板２０を引き抜く。第３圧縮層Ｌ−３の圧縮率を第１、第２圧縮層Ｌ−１、Ｌ−２よりも大きくする。

Description

本発明は、加熱炉におけるスキッドパイプと、その断熱保護部材の施工方法に関する。

鉄鋼業の加熱炉内のスキッドパイプの保護部材として、熱衝撃性の高い無機繊維集合体や無機繊維成形体が用いられている（特許文献１，２）。

特許文献１には、セラミックファイバーよりなるリング状断熱材でスキッドパイプを被覆することが記載されている。特許文献１の図８及び０００２段落には、一部が切断されたリング状の断熱材をスキッドパイプに装着することが記載されている。特許文献１には、断熱材を圧縮してから施工することは記載されていない。

特許文献２には、半割形状セラミックファイバー製耐火材を複数枚重ねた後、圧縮し、圧縮状態を保ったまま加熱炉サポートパイプ外周に配置し、圧縮を解いてセラミックファイバー製耐火材を復元させる断熱材施工方法が記載されている。この施工方法によれば、耐火材収縮に起因してサポートパイプ上端側に隙間が生じる現象が抑制される。

特開２００４−４３９１８号公報 特開２０１０−１５１２８４号公報

本発明はスキッドパイプを無機繊維成形体よりなる断熱保護部材が取り巻いているスキッドパイプにおいて、該断熱保護部材上端部の隙間発生がより十分に防止される断熱保護部材付きスキッドパイプと、その断熱保護部材の施工方法を提供することを目的とし、次を要旨とする。

［１］ 上部に耐火被覆を有したスキッドパイプの該耐火被覆よりも下側に断熱保護部材を施工する方法において、複数枚の無機繊維製リング状ニードルブランケットを該スキッドパイプに外嵌させて積重体とし、次いで、この積重体を押え板で上方から押して、圧縮層を形成する工程を複数回繰り返し、第１］ないし［第ｎ（ｎは２以上の整数）の圧縮層を形成し、最上段の該圧縮層と前記耐火被覆の下端面との間に前記リング状ニードルブランケットを外嵌させ、その後、前記押え板を撤去して積重体を復元させ、前記リング状ニードルブランケットを前記耐火被覆の下端面に押し付ける断熱保護部材の施工方法であって、前記圧縮層の嵩密度を高さ方向に上部、中部及び下部に３等分して評価した場合、前記上部における嵩密度が前記中部及び前記下部における嵩密度に比べて高いことを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［２］ ［１］において、前記上部の圧縮層の嵩密度が、中部及び下部の圧縮層の嵩密度の１．１〜３．０倍であることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［３］ ［１］又は［２］において、さらに前記中部における嵩密度が前記下部における嵩密度に比べて高いことを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［４］ ［１］〜［３］のいずれかにおいて、前記上部の圧縮層の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｍ^３以上０．２０ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［５］ ［１］〜［４］のいずれかにおいて、前記無機繊維製リング状ニードルブランケットは、以下に記載する条件におけるサイクル試験後の残存面圧比が１０％以上であることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
条件：１４００℃、１２時間焼成後のリング状ニードルブランケットを引張圧縮試験機によりＧＢＤ（嵩密度）＝０．１９５まで圧縮した後、上下のプレートをＧＢＤ＝０．２０から０．２４まで圧縮することを１００回繰り返した。その際、第１回目のＧＢＤ＝０．２０での開放側面圧値と第１００回目のＧＢＤ＝０．２４での開放側面圧値を測定し、以下の式より、焼成後面圧の劣化度合いの指標となる残存面圧比（％）を求める。
残存面圧比＝第１００回開放側面圧／第1回開放側面圧×１００

［６］ ［１］〜［５］のいずれかにおいて、前記無機繊維製リング状ニードルブランケットは、１４００℃、１２時間焼成後における幅方向、長手方向及び厚み方向の加熱収縮率がいずれも１％以下であることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［７］ ［１］〜［６］のいずれかにおいて、前記リング状ニードルブランケットに、径方向のスリットが設けられており、該スリットを開くことによりリング状ニードルブランケットをスキッドパイプに外嵌させることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［８］ ［７］において、前記リング状ニードルブランケットのスリット同士は相互に重なり合わないように周方向にずらして配置されることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［９］ ［１］〜［８］のいずれかにおいて、前記スキッドパイプにアンカー金具差込部を設けておき、前記押え板の上方への移動を阻止するためのアンカー金具を該アンカー金具差込部に係止させて押え板の上方への移動を阻止することを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［１０］ ［９］において、前記アンカー金具は、上下に突出するピンを有しており、該押え板に重なるリング状ニードルブランケットに対し該ピンを刺し通すことを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［１１］ ［１］〜［１０］のいずれかにおいて、その後、リング状ニードルブランケットの外周に、未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着されたブランケットを巻装し、該酸化物前駆体含有液は焼成により酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを含むアルミナ・カルシア系組成物を生じさせる成分を含むことを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。

［１２］ 上部に耐火被覆を有するスキッドパイプの該耐火被覆よりも下側に断熱保護部材が設けられた断熱保護部材付きスキッドパイプにおいて、該断熱保護部材は、スキッドパイプに外嵌された圧縮状態のリング状ニードルブランケットの積重体を有しており、該積重体の反発力により最上位のリング状ニードルブランケットが前記耐火被覆に押し付けられた断熱保護部材付きスキッドパイプであって、前記積重体を高さ方向に上部、中部及び下部に３等分して評価した場合、前記上部におけるリング状ニードルブランケットの嵩密度が前記中部及び前記下部におけるリング状ニードルブランケットの嵩密度に比べて高いことを特徴とする断熱保護部材付きスキッドパイプ。

本発明の断熱保護部材の施工方法によって断熱保護部材が施工されたスキッドポストにあっては、最上段の第ｎ圧縮層の上側に配設されたリング状ニードルブランケットは、第１〜第ｎ圧縮層のリング状ニードルブランケットの反発力により圧迫され、耐火被覆の下端面に押し付けられる。特に、本発明では、前記圧縮層の嵩密度を高さ方向に上部、中部及び下部に３等分して評価した場合、前記上部における嵩密度が前記中部及び前記下部における嵩密度に比べて高い、特に第１〜第ｎ圧縮層のリング状ニードルブランケットを同一のリング状ニードルブランケットで施工する場合には上部の圧縮層のリング状ニードルブランケットが最も強く圧縮するため、リング状ニードルブランケットが該耐火被覆に強い反発力を示す。この反発力は、炉の操業時にも維持され、スラブ運搬時に発生する振動によって発生する耐火被覆と最上位のリング状ニードルブランケットとの隙間を長期にわたって防止する。本発明は無機繊維製リング状ニードルブランケットを用いることで反発力が増し、隙間が空くことを効果的に防止することができる。

本発明の一態様では、積層圧縮層の外側を未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着されたブランケットで被覆することで、別途の焼成工程を経ることにより、該被覆ブランケットが、スケールに対しても高い耐久性を有する酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを含むアルミナ・カルシア系組成物含有ブランケットとなる。万が一、スケールによる浸食を受けた場合も積層圧縮層まで浸食を受けていなければ、容易にこのブランケットを切削し、再被覆することができるため、補修性にも優れ、低コストである。そして、アルミナ繊維ニードルマットを用いることにより、軽量であるため施工性に優れ、風食性や熱衝撃にも優れたものとなる。

実施の形態に係る断熱保護部材の施工方法を示す斜視図である。 実施の形態に係る断熱保護部材の施工方法を示す斜視図である。 実施の形態に係る断熱保護部材の施工方法を示す斜視図である。 図４ａは図３の一部の拡大図、図４ｂは図４ａのアンカー金具付近の縦断面図である。 実施の形態に係る断熱保護部材の施工方法を示す斜視図である。 実施の形態に係る断熱保護部材の施工方法を示す斜視図である。 実施の形態に係る断熱保護部材の施工方法を示す斜視図である。 図８ａは実施の形態に係る断熱保護部材の施工方法を示す斜視図、図８ｂは図８ａのVIIIb−VIIIb線断面図である。 押え板の別形状を示す平面図である。 押え板の連結構造を示す断面図である。

以下、図１〜８を参照して実施の形態について説明する。

断熱保護部材が施工されるスキッドパイプ１は、図１の通り、耐熱鋼製のパイプ状であり、熱処理炉の炉床Ｇから立設されている。複数本のスキッドパイプ１に支承されるようにしてスキッドビーム２が設置されている。スキッドパイプ１の上部には耐火キャスタブルよりなる耐火被覆３が施されている。本発明では、スキッドパイプ１のうち、この耐火被覆３の下側に断熱保護部材を施工する。

このスキッドパイプ１には、高さ方向に間隔をおいて複数個のアンカー金具差込部４が設けられている。このアンカー金具差込部４は、水平断面がコ字形であり、図４ｂの通り、スキッドパイプ１の外周面との間に、アンカー金具が上方から差し込まれるクリアランスＣ（図４ｂ）が形成されている。

スキッドパイプ１は、水平断面が真円形でない場合があるので、断熱保護部材の施工に先立って、スキッドパイプ１の外周を下地層５（図８ｂ参照）で被覆しておくのが好ましい。この下地層５を被覆することによって、外周面の水平断面形状がほぼ真円形となり、外周面と積層圧縮層との密着性が上がり、より高い断熱効果を発現することができる。下地層５は、無機繊維やキャスタブル耐火物などによって構成される。

本発明では、無機繊維（この実施の形態ではアルミナ繊維）のニードルブランケットよりなる環状材料（以下、リング状ニードルブランケットという。）１０を複数枚、スキッドパイプ１の下部に装着する。環状材料には反発力の高い無機繊維のニードルブランケットを使用することが好ましい。リング状ニードルブランケット１０には径方向にスリット１１（図２）が設けられており、このスリット１１を開くようにしてリング状ニードルブランケット１０をスキッドパイプ１に外嵌させる。上下に隣り合うリング状ニードルブランケット１０において、外嵌部に隙間が空くのを防ぐためにスリット１１が重ならないように、リング状ニードルブランケット１０の向きを１段ずつ異ならせるのが好ましい。

所要枚数のリング状ニードルブランケット１０を重ねた後、図２の通り、最上位のリング状ニードルブランケット１０の上側に押え板２０を配置する。

この実施の形態では、押え板２０は、２枚の押え板半体２１，２２を突き合わせて構成される。

押え板半体２１，２２は、各々の対向辺に略半円形の湾曲辺部２１ａ，２２ａを有している。湾曲辺部２１ａ，２２ａの両側は腕状部２１ｂ，２２ｂとなっている。各腕状部２１ｂ，２２ｂにはボルト挿通用の小孔２４が設けられている。湾曲辺部２１ａ，２２ａ同士が対面するように腕状部２１ｂ，２２ｂの先端側同士を重ね合わせ、ボルト２３（図３，４ａ）によって締結されることにより、押え板２０が構成される。この押え板２０には、円形開口２５（図３，４ａ，４ｂ）が形成される。

各湾曲辺部２１ａ，２２ａにはコ字形の切欠部２６が設けられている。各切欠部２６は、開口２５の直径方向に対峙して配置されている。この切欠部２６は、アンカー金具３０のピン３３を通すためのものである。

押え板半体２１，２２の後辺（湾曲辺部２１ａ，２２ａと反対側の辺）には、Ｌ字形の切欠部２７が設けられている。この切欠部２７に後述の通りベルトを掛ける。また、押え板半体２１，２２の後辺近傍には、押え板半体２１，２２を引き抜く際に紐状体を通したり手又は工具等を掛けるための***２８が設けられている。

押え板半体２１，２２を、スキッドパイプ１を挟んで両側から接近させ、ボルト２３によって結合することにより、スキッドパイプ１に外嵌した状態の押え板２０を形成した後、この押え板２０でリング状ニードルブランケット１０の積重体を上方から押えつけて圧縮する。

圧縮方法は、特に限定はしないが、ベルトを用いた圧縮方法等が挙げられる。なかでも、ベルトを用いた圧縮方法が最もコストが低く、かつ容易であるため好ましい。ベルトを用いた圧縮を行う際には、押え板２０にＬ字形の切欠部２７を有することが、圧縮ベルトをかけやすくかつ圧縮後に該ベルトを外しやすい点、特に押え板２０が低位置に有する場合に、好ましい。

押え板２０でリング状ニードルブランケット１０の積重体を押さえつけた状態で、アンカー金具３０をアンカー金具差込部４に差し込み、楔３５で固定する。

アンカー金具３０は、図３，４ａ，４ｂの通り、縦片３１と横片３２とを有した側面視逆Ｌ字形状の耐熱鋼製部材である。縦片３１は、アンカー金具差込部４とスキッドパイプ１の外周面との間のクリアランスＣに差し込まれる。横片３２には、上方及び下方に突出する針状のピン３３が設けられている。ピン３３を、切欠部２６を通して、押え板２０で押さえつけられているリング状ニードルブランケット１０に刺し込む。そして、リング状ニードルブランケット１０を押えつけている押え板２０の切欠部２６近傍部分を横片３２で上方から押えつける。

その後、縦片３１とスキッドパイプ１との間に楔３５を打ち込み、押え板２０をスキッドパイプ１に固定する。これにより、１段目の押え板２０がスキッドパイプ１に固定され、その下側に、複数枚のリング状ニードルブランケット１０が圧縮された第１圧縮層Ｌ−１が形成される。

その後、図５のように、この１段目の押え板２０の上側に、所要枚数のリング状ニードルブランケット１０を、スキッドパイプ１を取り巻くように重ねる。なお、リング状ニードルブランケット１０に対し、アンカー金具３０の上向きのピン３３が刺し通される。次いで、２段目の押え板２０をスキッドパイプ１に外嵌させ、リング状ニードルブランケット１０の積重体を押し縮め、２段目の押え板２０をアンカー金具３０によってスキッドパイプ１に対し固定する。これにより、第２圧縮層Ｌ−２が形成される。

この２段目の押え板２０の上側に所要枚数のリング状ニードルブランケット１０を、スキッドパイプ１を取り巻くように重ねる。なお、リング状ニードルブランケット１０に対し、アンカー金具３０の上向きのピン３３が刺し通される。次いで、３段目の押え板２０をスキッドパイプ１に外嵌させ、リング状ニードルブランケット１０の積重体を押し縮め、３段目の押え板２０をアンカー金具３０によってスキッドパイプ１に対し固定する。これにより、第３圧縮層Ｌ−３が形成される。

このようにして、図５に示すように、３段の圧縮層Ｌ−１，Ｌ−２，Ｌ−３によってスキッドパイプ１が包囲された状態となる。なお、最上段の第３圧縮層Ｌ−３を形成する際に、３段目の押え板２０でリング状ニードルブランケット積重体を押す押圧力を、第１及び第２圧縮層を形成するときの押圧力よりも大きくする。これにより、最上段の第３圧縮層Ｌ−３は、第１及び第２圧縮層Ｌ−１，Ｌ−２よりも強く圧縮されたものとなっている。

図５の通り、最上段の第３圧縮層Ｌ−３と耐火キャスタブルよりなる耐火被覆３との間には、間隔があくので、図６の通り、この間隔部分にリング状ニードルブランケット１０を積み重ねて配置する。この場合も、最上段の押え板２０の上側のリング状ニードルブランケット１０に、ピン３３が刺し通される。

その後、図６の通り、各押え板２０のボルト２３を外し、押え板半体２１，２２を図６の矢印Ｆ方向に引っ張って抜き出す。押え板２０に重なるリング状ニードルブランケット１０は、ピン３３が刺し通されて固定されているので、押え板２０に引きずられて引っ張り出されることはない。なお、押え板半体２１，２２を引き抜き出す際に、押え板半体２１，２２の***２８に紐状体、手指又は工具等を掛けることが好ましい。

各押え板２０を引き抜くと、最上段の第３圧縮層Ｌ−３の上側に配設されたリング状ニードルブランケット１０は、第１〜第３圧縮層Ｌ−１〜Ｌ−３のリング状ニードルブランケット１０の反発力により圧迫され、耐火被覆３の下端面に押し付けられる。特に、この実施の形態では、第１圧縮層Ｌ−１〜第３圧縮層Ｌ−３において同一のリング状ニードルブランケット１０を使用し、最上段の第３圧縮層Ｌ−３のリング状ニードルブランケット１０を最も強く圧縮していたので、即ち最上段の第３圧縮層Ｌ−３の嵩密度が第１圧縮層Ｌ−１及び第２圧縮層Ｌ−２の嵩密度より高かったので、耐火被覆３直下のリング状ニードルブランケット１０が強く耐火被覆３に押し付けられる。なお、この反発力は、炉の操業時にも維持され、スラブ運搬時に発生する振動によって発生する耐火被覆３と最上位のリング状ニードルブランケット１０との隙間を長期にわたって防止する。

上記実施の形態では、押え板２０は２枚の押え板半体２１，２２によって構成されているが、押え板２０は３枚の押え板三半体や４枚の押え板四半体又は５枚以上の小板とされてもよい。押え板を３枚以上の小板で構成した場合、小板を抜き取るときに、リング状ニードルブランケット１０にしわがよりにくく、また、抜き取る時の抵抗力が２枚の場合よりも小さくなる。

図９は３枚の押え板三半体２１’によって構成された押え板２０’の平面図である。
各押え板三半体２１’は、扇状であり、内周縁に前記切欠部２６が設けられ、外周縁に前記Ｌ字形の切欠部２７が設けられている。また、外周縁近傍に前記***２８が設けられている。

各押え板三半体２１’の両側辺（径方向辺）同士を重ね合わせ、ボルト２３によって連結することにより、円環状の押え板２０’が構成される。この押え板２０’を用いてリング状ニードルブランケット１０を上記実施の形態と同様に施工することができる。

上記実施の形態では、押え板半体２１，２２同士、又は押え板三半体２１’同士の重ね合わせ部にあっては、一方の上面と他方の下面とに段部を形成しているが、図１０のように、一方の押え板半体２１の上面に張出ピース２１０を溶着等により固着し、該張出ピース２１０を他方の押え板半体２２の上面に張り出させ、ボルト２３を該張出ピース２１０及び押え板半体２２に通してナット締めすることによって、押え板半体２１，２２同士を連結してもよい。押え板三半体２１’同士も同様にして連結してもよい。図１０では、張出ピース２１０が押え板半体２１，２２の上面側に設けられているが、下面側に設けられてもよい。

前述のようにして押え板２０（又は２０’）を引き抜いた後、図８ａ，８ｂのように各リング状ニードルブランケット１０の外周に未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着されたブランケット４０を巻き付け、施工を終了する。未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着されたブランケット４０は、別途の焼成工程を経ることで、酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを含むアルミナ・カルシア系組成物含有ブランケットとなる。

前記ブランケット４０を巻くことで、焼成後のアルミナ・カルシア系組成物含有ブランケットが本来積層圧縮層に対して平行に進行してくる風を垂直に受けることができるので、本発明に係るスキッドパイプの保護部材への熱風侵入を効率的に防ぐことができる。

前記ブランケット４０は、必要に応じて接着剤やテープ等で固定する必要がある。接着剤は好ましくは耐熱性硬化剤を用いる。前記ブランケット４０は、不定形耐火物と材質が異なるため、材質起因による収縮差があり、結果として不定形耐火物への前記ブランケット４０の付着が上手くできず、前記ブランケット４０と不定形耐火物の間に空間ができてしまうことがある。しかし、前記ブランケット４０とリング状ニードルブランケットの積層体１０は同材質であることから、材質起因による収縮率の差がなく、かつ前記ブランケット４０の酸化物前駆体含有液がリング状ニードルブランケットの積層体１０の表面に浸みこみやすく、焼成時に酸化物前駆体が酸化物に変換される際に、前記ブランケット４０とリング状ニードルブランケットの積層体１０の界面上にある酸化物前駆体が酸化物となり、当該酸化物が前記ブランケット４０とリング状ニードルブランケットの積層体１０との接着剤として機能するため、リング状ニードルブランケットの積層体１０への前記ブランケット４０の密着性が格段によくなる。前記ブランケット４０は１層だけ巻かれてもよく、２層以上巻かれてもよい。また、好ましくは耐火被覆とリング状ニードルブランケットの繋ぎ目部の上を前記ブランケット４０で巻き付けることで、焼成後のアルミナ・カルシア系組成物含有ブランケットが隙間部への熱の侵入を抑制することができる点で好ましい。

また、前記ブランケット４０が２層以上巻かれていることで、焼成後のアルミナ・カルシア系組成物含有ブランケットの最表面がスケール浸食を受けたとしても、該アルミナ・カルシア系組成物含有ブランケットの内側には、スケール侵食を受けていないアルミナ・カルシア系組成物含有ブランケット表面が表れるため長期に渡りスケールを防ぐことができる。そして、内側にスケール侵食を受けていないアルミナ・カルシア系組成物含有ブランケット面が無くなった場合、表面に残っているアルミナ・カルシア系組成物含有ブランケットはカッターやスクレイパーを用いて容易に除去することができる。少なくとも1年以上はスケール浸食に耐えられるので、メンテナンス頻度を大幅に低減することができる。そして、再度前記ブランケット４０を巻くことで再び耐スケール性を持たせることができるため低コストかつ補修性に優れている。前記ブランケット４０の内部にあるリング状ニードルブランケットの積層体１０は、スケールによる浸食を受けないため、前記ブランケット４０を定期的に交換することで、長期間使用することができる。

上記実施の形態では、リング状ニードルブランケット１０の積層及び圧縮を３回に分けて行い、第１〜第３圧縮層Ｌ−１〜Ｌ−３を形成しているが、スキッドパイプ１の高さに応じて、２回又は４回以上行ってもよい。

前記圧縮層の嵩密度を高さ方向に上部、中部及び下部に３等分して評価した場合、前記上部における嵩密度が前記中部及び前記下部における嵩密度に比べて高く、好ましくは前記上段の圧縮層の嵩密度が、中部及び下部の圧縮層の嵩密度の１．１〜３．０倍であり、好ましくは１．２〜２．０倍であり、より好ましくは１．３〜１．７倍である。前記上部の圧縮層の嵩密度を中部及び下部の圧縮層の嵩密度に対して上記範囲とすることで、圧縮層を構成するリング状ニードルブランケットが圧壊することなく、炉の操業時におけるスラブ運搬時に発生する振動によって発生する耐火被覆と最上位のリング状ニードルブランケットとの隙間の発生が抑制される点で好ましい。

さらに前記中部における嵩密度が前記下部における嵩密度に比べて高いことが、圧縮層を構成するリング状ニードルブランケットが圧壊することなく、炉の操業時におけるスラブ運搬時に発生する振動によって発生する耐火被覆と最上位のリング状ニードルブランケットとの隙間の発生が抑制される点で好ましい。

上部の圧縮層の嵩密度は、通常０．１０ｇ／ｃｍ^３以上０．２０ｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは０．１２ｇ／ｃｍ^３以上０．１８ｇ／ｃｍ^３以下であり、より好ましくは０．１４ｇ／ｃｍ^３以上０．１６ｇ／ｃｍ^３以下である。

中部の圧縮層の嵩密度は、上部の圧縮層の嵩密度より低ければ特段の制限はないが、通常０．１０ｇ／ｃｍ^３以上０．２０ｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは０．１３ｇ／ｃｍ^３以上０．１６ｇ／ｃｍ^３以下である。

下部の圧縮層の嵩密度は、上部の圧縮層の嵩密度より低ければ特段の制限はなく、前記中部における嵩密度が前記下部における嵩密度に比べて高いほうが好ましい。通常０．１０ｇ／ｃｍ^３以上０．２０ｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは０．１３ｇ／ｃｍ^３以上０．１６ｇ／ｃｍ^３以下である。

上部の圧縮層（上記実施の形態では第３圧縮層Ｌ−３及び該第３圧縮層Ｌ−３の上側に配設されたリング状ニードルブランケット１０）のリング状ニードルブランケット１０の圧縮率（［（元の厚さ）−（圧縮後の厚さ）］×１００／［元の厚さ］）は、前記嵩密度の関係を満たす限り圧縮率に限定はないが、通常１０％以上特に１２％以上とりわけ１３％以上で、通常３０％以下特に２５％以下とりわけ２０％以下であることが好ましい。上部以外の圧縮層である中部及び下部の圧縮層（上記実施の形態では第１及び第２圧縮層Ｌ−１，Ｌ−２）の圧縮率は、５％以上特に７％以上とりわけ８％以上で、２０％以下特に１８％以下とりわけ１５％以下であることが好ましい。上部の圧縮率は、中部及び下部の圧縮層の圧縮率の１．１倍以上特に１．５倍以上で、４倍以下特に３倍以下であることが好ましい。さらに、中部の圧縮率が下部の圧縮率よりも高いことがより好ましい。

１枚のリング状ニードルブランケット１０の圧縮前の嵩密度は、特段の制限はないが、通常０．０５ｇ／ｃｍ^３以上、好ましくは０．０６ｇ／ｃｍ^３以上、特に好ましくは０．０８ｇ／ｃｍ^３以上であり、通常０．１８ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは０．１６ｇ／ｃｍ^３以下、特に好ましくは０．１４ｇ／ｃｍ^３以下である。

１枚のリング状ニードルブランケット１０の厚み（圧縮前の厚み）は、特段の制限はないが、通常１０ｍｍ以上特に１２ｍｍ以上で、通常２６ｍｍ以下特に３０ｍｍ以下であることが好ましい。

１つの圧縮層を構成するリング状ニードルブランケット１０の枚数は１５枚以上特に２０枚以上で、８０枚以下特に６０枚以下であることが好ましい。

炉床Ｇから耐火被覆３の下端までの高さをＨとし、図５の状態における最上段の押え板２０と被覆３との間に形成される間隙の高さをｈとした場合、
ｈ／Ｈは０．００５以上特に０．０１以上で、０．０５以下特に０．０３５以下であることが好ましい。

前記上部の圧縮層（上記実施の形態では第３圧縮層Ｌ−３及び該第３圧縮層Ｌ−３の上側に配設されたリング状ニードルブランケット１０）の圧縮力解放前の高さ（図５における圧縮層Ｌ−３の高さＴ）は、上記高さＨの２５％以上特に３０％以上で、５０％以下特に４８％以下であることが好ましい。

リング状ニードルブランケット１０の径方向の寸法（すなわち外径（直径）と内径（直径）との差の１／２の値）は、スキッドパイプ１の直径の３％以上特に５％以上で、８５％以下特に８０％以下であることが好ましい。

リング状ニードルブランケット１０において、特段の制限はないが、以下に記載する条件におけるサイクル試験後の残存面圧比は、１０％以上であり、好ましくは１２％以上、より好ましくは１５％以上である。
条件：１４００℃、１２時間焼成したリング状ニードルブランケット１０を引張圧縮試験機によりＧＢＤ（嵩密度）＝０．１９５ｇ／ｃｍ^３まで圧縮した後、上下のプレートをＧＢＤ＝０．２０ｇ／ｃｍ^３から０．２４ｇ／ｃｍ^３まで圧縮することを１００回繰り返した。その際、第１回目のＧＢＤ＝０．２０ｇ／ｃｍ^３での開放側面圧値と第１００回目のＧＢＤ＝０．２４ｇ／ｃｍ^３での開放側面圧値を測定し、以下の式より、焼成後面圧の劣化度合いの指標となる残存面圧比（％）を求めた。
残存面圧比＝第１００回開放側面圧／第1回開放側面圧）

前記残存面圧比が上記範囲にあることで、炉の操業時にもリング状ニードルブランケットの反発力が維持され、リング状ニードルブランケット同士の隙間を長期にわたって防止できることともに、スラブ運搬時に発生する振動によって発生する耐火被覆と最上位のリング状ニードルブランケットとの隙間を長期にわたって防止できる点で好ましい。

また、リング状ニードルブランケット１０において、焼成（１４００℃、１２時間）後の幅方向、長手方向及び厚み方向の加熱線収縮率は、特段の制限はないが、ＪＩＳＲ３３１１に準拠した方法（以下に詳細を記す）で測定した場合、いずれも１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５％以下である。前記加熱線収縮率が幅方向、長手方向及び厚み方向いずれも上記範囲にあることで、リング状ニードルブランケットが高温寸法安定性に優れ、減肉しづらい点で好ましい。
条件：試料を長さ約１５０ｍｍ、約１００ｍｍに切断して試験片とする。試験片に約１２０ｍｍ×約６０ｍｍの長方形状に白銀線を埋め込んで印をつける。１４００℃の温度に加熱された大気中で１２時間保持する。加熱線収縮率は，次の式によって算出する。

ここで、ｌ_０：試験片マーク間の焼成前の長さ（ｍｍ）、ｌ_１：試験片マーク間の焼成後の長さ（ｍｍ）とする。加熱線収縮率は、１試験片の３点の長さを測定し，その３点の平均値とする。

［リング状ニードルブランケット１０等の材料］
次に、上記リング状ニードルブランケット１０及び酸化物前駆体含有液が付着されたブランケット４０の好適な材料について説明する。

リング状ニードルブランケット１０は、無機繊維製ブランケットであれば特段の制限はないが、好ましくは後述する無機繊維のニードルブランケットである。

未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着されたブランケット４０は、無機繊維製ブランケットに該酸化物前駆体含有液は焼成により酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを含むアルミナ・カルシア系組成物を生じさせる成分を含むものである。好ましくは、無機繊維のニードルブランケットよりなり、該ニードルブランケットの少なくとも一部に未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着している含浸部が設けられ、該含浸部の水分量が、該含浸部の無機繊維１００質量部に対して５０〜４００質量部であり、該断熱保護部材全体の水分量が断熱保護部材全体の無機繊維１００質量部に対して５０〜４００質量部であり、前記酸化物前駆体含有液は、焼成により酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）を含むアルミナ・カルシア系組成物（Ａｌ_２Ｏ_３及びＣａＯは単体であってもよく複酸化物であってもよい。）を生じさせる成分を含有しており、前記含浸部においては、酸化物前駆体含有液が酸化物換算量として該含浸部の無機繊維１００質量部に対して２〜５０質量部となるように付着しており、前記含浸部全体（無機繊維と付着物との全体）におけるＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）が１０以上３３０以下である。

なかでも、前記ブランケット４０の無機繊維製ブランケットはリング状ニードルブランケット１０の無機繊維製ブランケットと同質のものであることが好ましい。
また、前記ブランケット４０の嵩密度は、通常０．１０〜０．７５ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．１５〜０．６０ｇ／ｃｍ^３、特に好ましくは０．２０〜０．４５ｇ／ｃｍ^３程度である。

［ニードルブランケット］
本発明の断熱保護部材に用いられる無機繊維のニードルブランケット（以下、単に「ブランケット」又は「ニードルブランケット」と称す場合がある。）について説明する。

このニードルブランケットは、実質的に繊維径３μｍ以下の繊維を含まない無機繊維の繊維集合体にニードリング処理が施されたものが好ましい。このようなニードルブランケットを用いることにより、本発明のスキッドポスト用断熱保護部材の耐風食性を高めることができる。

＜無機繊維＞
ニードルブランケットを構成する無機繊維としては、特に制限がなく、シリカ、アルミナ／シリカ、これらを含むジルコニア、スピネル、チタニア及びカルシア等の単独、又は複合繊維が挙げられるが、特に好ましいのは耐熱性、繊維強度（靭性）、安全性の点で、アルミナ／シリカ系繊維、特に多結晶質アルミナ／シリカ系繊維である。

アルミナ／シリカ系繊維のアルミナ／シリカの組成比（質量比）は６５〜９８／３５〜２のムライト組成、又はハイアルミナ組成と呼ばれる範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは７０〜９５／３０〜５、特に好ましくは７０〜７４／３０〜２６の範囲である。

本発明においては、無機繊維の８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、特に好ましくはその全量が上記ムライト組成の多結晶アルミナ／シリカ系繊維であることが好ましい。また、無機繊維中のＡｌに対するＣａのモル比率（Ｃａ／Ａｌ）は０．０３以下であることが好ましく、特に無機繊維はＣａを含まないことが好ましい。

この無機繊維は、好ましくは繊維径３μｍ以下の繊維を実質的に含まない。ここで繊維径３μｍ以下の繊維を実質的に含まないとは、繊維径３μｍ以下の繊維が全繊維重量の０．１質量％以下であることをさす。

無機繊維の平均繊維径は５〜７μｍであることが好ましい。無機繊維の平均繊維径が太すぎると繊維集合体の反発力、靭性が失われ、細すぎると空気中に浮遊する発塵量が多くなり、繊維径３μｍ以下の繊維が含有される確率が高くなる。

＜ニードルブランケットの製造方法＞
上述の好適な平均繊維径を有し、かつ、繊維径３μｍ以下の繊維を実質的に含まない無機繊維集合体は、ゾル−ゲル法による無機繊維集合体の製造において、紡糸液粘度の制御、紡糸ノズルに用いる空気流の制御、延伸糸の乾燥の制御及びニードリングの制御等により得ることができる。

ニードルブランケットは、従来公知の方法、例えば特開２０１４−５１７３号公報に記載があるように、ゾル−ゲル法により無機繊維前駆体の集合体を得る工程と、得られた無機繊維前駆体の集合体に、ニードリング処理を施す工程と、ニードリング処理された無機繊維前駆体の集合体を焼成して無機繊維集合体とする焼成工程とを経て製造される。

＜ニードルブランケットのニードル痕密度、嵩密度及び厚さ＞
ニードルブランケットのニードル痕密度については、２〜２００打／ｃｍ^２、特に２〜１５０打／ｃｍ^２、とりわけ２〜１００打／ｃｍ^２、中でも２〜５０打／ｃｍ^２であることが好ましい。このニードル痕密度が低過ぎると、ニードルブランケットの厚みの均一性が低下し、かつ耐熱衝撃性が低下する等の問題があり、高過ぎると、繊維を傷め、焼成後に飛散し易くなる恐れがある。

ニードルブランケットの嵩密度は、５０〜２００ｋｇ／ｍ^３（０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ^３）であることが好ましく、８０〜１５０ｋｇ／ｍ^３（０．０８〜０．１５ｇ／ｃｍ^３）であることがより好ましい。嵩密度が低すぎると脆弱な無機繊維成形体となり、また、嵩密度が高すぎると無機繊維成形体の質量が増大するとともに反発力が失われ、靭性の低い成形体となる。

ニードルブランケットの面密度は、５００〜４０００ｇ／ｍ^２、特に６００〜３８００ｇ／ｍ^２、とりわけ１０００〜３５００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。このニードルブランケットの面密度が小さ過ぎると、繊維量が少なく、極薄い成形体しか得られず、断熱用無機繊維成形体としての有用性が低くなり、面密度が大き過ぎると繊維量が多すぎることにより、ニードリング処理による厚み制御が困難となる。

ニードルブランケットの厚さは、好ましくは２〜３５ｍｍ程度であるが、後述の通り、酸化物前駆体含有液の含浸深さを３ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上確保する観点から、ニードルブランケットの厚さは３ｍｍ以上、特に１０ｍｍ以上であることが好ましい。

なお、本発明において、無機繊維のニードルブランケットは、板状に成形される。ただし、板状のニードルブランケットは取り扱い時にロール状とされていてもよい。

［酸化物前駆体含有液］
上記のニードルブランケットに含浸させる酸化物前駆体含有液は、酸化物前駆体として、焼成により酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）を含むアルミナ・カルシア系組成物を生じさせる成分を含む。このアルミナ・カルシア系組成物にあっては、Ａｌ_２Ｏ_３及びＣａＯは、単体であってもよく、Ａｌ_２Ｏ_３とＣａＯの複酸化物であってもよい。Ａｌ_２Ｏ_３とＣａＯの複酸化物としては、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ・６Ａｌ_２Ｏ_３等が例示されるが、これに限定されない。

酸化物前駆体含有液のみを乾燥及び焼成した場合の焼成物中の酸化物の存在形態としては、次の（ｉ）〜（ｖ）のいずれであってもよい。

（ｉ） Ａｌ_２Ｏ_３単体とＣａＯ単体
（ｉｉ） Ａｌ_２Ｏ_３単体とＣａＯ単体と複酸化物
（ｉｉｉ） Ａｌ_２Ｏ_３単体と複酸化物
（ｉｖ） ＣａＯ単体と複酸化物
（ｖ） 複酸化物のみ

酸化物前駆体含有液は、少なくともＣａを含有する成分とＡｌを含有する成分を含む。Ｃａを含有する成分としては、具体的には、カルシウムの水酸化物、塩化物、酢酸塩、乳酸塩、硝酸塩、炭酸塩等が挙げられる。これらは１種のみが酸化物前駆体含有液中に含まれていてもよく、２種以上が含まれていてもよい。なかでも、カルシウムの酢酸塩、水酸化物又は炭酸塩であることが、焼成時に発生する成分は主に水と二酸化炭素であり、炉内の金属部材や、鋼板等を劣化させない点で好ましい。

Ｃａを含有する成分は、酸化物前駆体含有液中で溶解していても、ゾル状でも、分散状でもよい。Ｃａを含有する成分が酸化物前駆体含有液中で溶解していること又は均一に分散していることにより、酸化物前駆体をニードルブランケットを構成する各無機繊維それぞれの表面全体に均一にコーティングでき、加えて無機繊維内部まで容易に含浸できる点で好ましい。Ｃａを含有する成分が酸化物前駆体含有液中で沈殿する場合は、無機繊維表面に均一にコーティングできず、繊維表面にコーティングできていない部分が生じ、そこからスケールによる浸食が発生する虞があるため、耐スケール性向上効果を十分に発揮することができなくなる。

Ａｌを含有する成分としては、具体的には、アルミニウムの水酸化物、塩化物、酢酸塩、乳酸化塩、硝酸塩、炭酸塩等が挙げられる。これらは１種のみが酸化物前駆体含有液中に含まれていてもよく、２種以上が含まれていてもよい。なかでも、アルミニウムの酢酸塩、水酸化物又は炭酸塩であることが、焼成時に発生する成分は主に水と二酸化炭素であり、炉内の金属部材や、鋼板等を劣化させない点で好ましい。

Ａｌを含有する成分は、酸化物前駆体含有液中で溶解していても、ゾル状でも、分散状でもよい。Ａｌを含有する成分が酸化物前駆体含有液中で溶解していること又は均一に分散していることにより、酸化物前駆体をニードルブランケットを構成する各無機繊維それぞれの表面全体に均一にコーティングでき、加えて無機繊維内部まで容易に含浸できる点で好ましい。Ａｌを含有する成分が酸化物前駆体含有液中で沈殿する場合は、無機繊維表面に均一にコーティングできず、繊維表面にコーティングできていない部分が生じ、そこからスケールによる浸食が発生する虞があるため、耐スケール性向上効果を十分に発揮することができなくなる。

好ましくは、酢酸を分散剤としたアルミナゾルであり、このものは、焼成時に発生する成分が水と二酸化炭素である点で優れている。同様の理由で乳酸を分散剤としたアルミナゾルも用いることができるが、この場合にはスキッドポスト用断熱保護部材の熱収縮率が、酢酸を分散剤としたアルミナゾルを用いたスキッドポスト用断熱保護部材と比較して高くなる傾向にある。

上記のアルミナゾルを用いた場合に使用する焼成によりＣａＯを生成させる成分は、カルシウムの酢酸塩が好ましい。酢酸塩を混合することでアルミナゾルの分散性の低下を抑え、酸化物前駆体含有液の粘度の上昇を抑えることができる。酸化物前駆体含有液の粘度が適正な範囲にあることで、含浸しやすくまた、付着量を制御しやすくなる。酸化物前駆体含有液の粘度が過度に高いと、無機繊維に対して含浸が困難になるため好ましくない。

酸化物前駆体含有液としては、アルミナゾルが分散した酢酸カルシウム水溶液が好ましい。

酸化物前駆体含有液は、上記のＡｌを含有する成分と、Ｃａを含有する成分とを、ＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）が４以上１００以下となるように含むものが好ましく、より好ましくは６以上３６以下であり、特に好ましくは９以上１３以下である。Ａｌ／Ｃａ比率がこの範囲であると、炉内で加熱されたときに、カルシウム成分が適度に拡散して無機繊維とスケールとが反応するのを抑制することができる。また、耐スケール性の高い酸化カルシウム系の酸化物を生成するため、耐スケール性の向上効果に優れたものとなる。

酸化物前駆体含有液の酸化物前駆体濃度（焼成によりＡｌ_２Ｏ_３を生じさせる成分と焼成によりＣａＯを生じさせる成分の合計の含有量）は、酸化物換算の固形物濃度として、２〜３０質量％、特に５〜１０質量％が好ましい。酸化物前駆体含有液の酸化物前駆体濃度が低すぎるとニードルブランケットに対する酸化物前駆体成分の付着量（付着量）が低くなる恐れがある。また、酸化物前駆体含有液の酸化物前駆体濃度が高すぎると、酸化物前駆体含有液の粘性が高くなり、含浸しにくくなる恐れがある。

前述の通り、酸化物前駆体含有液は、ゾル又は溶液であることが、ニードルブランケットの各無機繊維それぞれの表面に均一に酸化物前駆体をコーティングできる点で好ましい。

酸化物前駆体含有液の分散媒体ないしは溶媒としては、水、アルコール等の有機溶媒またはこれらの混合物、好ましくは水が使用される。また、酸化物前駆体含有液には、ポリビニルアルコール等のポリマー成分が含有されていてもよい。またゾル又は溶液中の化合物の安定性を高めるために、分散安定剤を加えてもよい。分散安定剤としては、例えば、酢酸、乳酸、塩酸、硝酸、硫酸等が挙げられる。

酸化物前駆体含有液は着色剤が配合されてもよい。酸化物前駆体含有液を着色することにより、ニードルブランケットの含浸部と非含浸部の領域を目視にて確認することができる点で好ましい。着色の色は黒色や青色が好ましい。着色剤としては水溶性インクなどを用いることができる。

酸化物前駆体含有液のニードルブランケットへの好ましい含浸量は後述の通りである。

［酸化物前駆体含有液の含浸方法］
上記のような酸化物前駆体含有液を無機繊維のニードルブランケットに含浸させるには、ニードルブランケットを酸化物前駆体含有液中に浸して、酸化物前駆体含有液をニードルブランケットの無機繊維間に浸透させればよい。

このようにして酸化物前駆体含有液をニードルブランケットに含浸させた後、所望の含水量、酸化物前駆体付着量となるように、必要に応じ吸引又は圧縮などにより余剰な液を脱離させてもよい。吸引により余剰な液を脱離させるには、含浸部に被さるアタッチメントを装着し、該アタッチメントに設けた吸引口から吸引して脱液する方法が好ましい。

このようにして酸化物前駆体含有液を含浸し、必要に応じて余分な液を脱離させた後、更に必要に応じて所定の水分量になるまで乾燥してもよい。こうすることで、高い酸化物前駆体付着量（付着量）を保ったまま、含水量を減らすことができる。水分量を減らすことで、施工時の接着剤との接着性を高めることができる。また、可撓性を保ったまま、無機繊維成形体の質量を軽くすることで、施工が容易になる利点がある。この乾燥条件は、脱離させる水分量に応じて８０〜１８０℃で０．５〜２４時間の範囲で適宜設定される。

酸化物前駆体含有液の付着量は、後述の通り、好ましくは、酸化物（ＣａＯ及びＡｌ_２Ｏ_３）換算量として、無機繊維１００質量部に対して２〜５０質量部である。

［ニードルブランケットにおける含浸部の位置］
本発明のスキッドポスト用断熱保護部材は、上記のようにして、無機繊維のニードルブランケットの少なくとも一部に酸化物前駆体含有液が含浸され、かつ未乾燥状態となっている含浸部（以下、単に「含浸部」と称す場合がある。）が形成されているものが好ましい。

この含浸部は、スキッドポスト用断熱保護部材が加熱炉内で使用される際に、スキッドポスト用断熱保護部材の炉内露呈面（被加熱面）に形成されることが好ましい。これは未含浸部においてスケールによる浸食が発生するためであり、被加熱面すべてが含浸部であることにより、耐スケール性を高めることができる。

ブランケット厚み方向の含浸深さは、少なくとも炉内露呈面となるブランケット表面から３ｍｍ以上であることが好ましく、１０ｍｍ以上であることがより好ましい。含浸深さが上記下限以上であることで耐スケール性が向上する。ニードルブランケットの全厚みにわたって含浸されている態様は、耐スケール性が最も向上するので好ましい。

含浸部は、板状のニードルブランケットの板面のうち少なくとも１／２以上の領域にわたって連続的に形成されており、含浸部が形成された領域において、含浸部は、ニードルブランケットの全厚みにわたって形成されていることが好ましい。

特に、含浸部は、板状のニードルブランケットの板面において、表裏両面において形成されていることが好ましい。より好ましくは、炉内側の面における含浸部が、厚み方向に対して厚みの３５〜５０％の領域において形成され、かつリング状ニードルブランケット１０側の面における含浸部が、厚み方向に対して厚みの２０〜５０％の領域において形成されている。特に好ましくは、含浸部が全厚みにわたって形成されている。

［含浸部及びスキッドポスト用断熱保護部材の水分量］
本発明のスキッドポスト用断熱保護部材において、該含浸部の水分量は、当該含浸部の無機繊維１００質量部に対して５０〜４００質量部である。含浸部の水分量が過度に少ない場合は、バインダー効果により可撓性がなくなる。また、繊維の発塵も多くなる。逆に含浸部の水分量が過度多い場合は、無機繊維成形体に少しの圧をかけただけで、無機繊維から液が漏れ出る。また、自重によって無機繊維成形体が押し潰され、このために端面の剥離が大きくなるという課題がある。また、含浸部の水分量が多過ぎると、使用時の加熱でマイグレーションと呼ばれる、水の乾燥に伴うゾルの物質移動が激しくおき、乾燥表面近傍での付着量が著しく高くなり、内部の付着量が低下することとなるため、耐熱衝撃性、加熱収縮率が悪化する。つまり含浸部全体の均一性を保つには含浸部の水分量は、４００質量部を超えないことが重要である。好ましくは、該含浸部の水分量は、含浸部の無機繊維１００質量部に対して８０〜３５０質量部である。

本発明のスキッドポスト用断熱保護部材全体に含まれる水分量は、スキッドポスト用断熱保護部材全体の無機繊維１００質量部に対して５０〜４００質量部である。スキッドポスト用断熱保護部材中の水分量が無機繊維１００質量部に対して５０質量部より少ないと、スキッドポスト用断熱保護部材の未乾燥状態を維持しにくく、また可撓性が低くなり施工時に剥離や割れの問題が生じる。スキッドポスト用断熱保護部材の水分量が無機繊維１００質量部に対して４００質量部より多いと、スキッドポスト用断熱保護部材に少しの圧をかけただけで、無機繊維から液が漏れ出る。また、自重によってスキッドポスト用断熱保護部材が押し潰され、このために端面剥離が大きくなるという課題がある。スキッドポスト用断熱保護部材全体の水分量は、好ましくはスキッドポスト用断熱保護部材全体の無機繊維１００質量部に対して１５０〜３００質量部である。

［焼成後における酸化物の付着量］
酸化物前駆体含有液は、含浸部において、焼成後の酸化物（ＣａＯ及びＡｌ_２Ｏ_３）付着量（以下、単に「酸化物付着量」と称す場合がある。）が含浸部の無機繊維１００質量部に対して２〜５０質量部となるようにニードルブランケットに含浸される。この酸化物付着量は、含浸部の無機繊維１００質量部に対して好ましくは５〜３０質量部、最も好ましくは１０〜２５質量部である。酸化物付着量が少ない場合は、所望の耐スケール性が得られない場合がある。逆に多すぎると、含浸部の密度が高くなり、熱収縮率の悪化や耐熱衝撃性、耐機械衝撃性の低下が見られる。また、カルシウム成分が繊維表面に多量に存在する場合は、カルシウム成分と無機繊維で、低融点成分を多量に生成するため、含浸部の耐熱性が低下する。

スキッドポスト用断熱保護部材全体の酸化物付着量は、含浸部の酸化物付着量と同様な理由から、スキッドポスト用断熱保護部材全体の無機繊維１００質量部に対して、５〜４０質量部、特に８〜３０質量部であることが好ましい。

本発明のスキッドポスト用断熱保護部材の含浸部全体におけるＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）は、１０〜３３０であり、好ましくは３０〜１００であり、特に好ましくは３２〜７０である。

含浸部全体とは、含浸部を構成する無機繊維と付着物との全体を表わす。含浸部全体におけるＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）とは、無機繊維成形体の含浸部に存在するニードルブランケットを構成する無機繊維に含まれるＡｌのモル量と酸化物前駆体含有液に由来するＡｌのモル量の和に対する無機繊維に含まれるＣａのモル量と酸化物前駆体含有液に由来するＣａのモル量の和の比である。施工前のスキッドポスト用断熱保護部材と、施工後、加熱により焼成されたスキッドポスト用断熱保護部材とにおいて、ＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）は実質的に等しい。

本発明のスキッドポスト用断熱保護部材の含浸部全体のＡｌ：Ｓｉ：Ｃａモル比は、７７．２〜７９．５：１８．９〜２１．６：０．９〜２．２であることが、耐スケール性、耐熱性及び耐熱衝撃性の観点から好ましい。ここで、含浸部全体のＡｌのモル量及びＣａのモル量は、上記の通り、含浸部に存在するニードルブランケットを構成する無機繊維に含まれるＡｌ及びＣａの各モル量と酸化物前駆体含有液に由来するＡｌ及びＣａの各モル量との合計である。Ｓｉのモル量はニードルブランケットを構成する無機繊維に含まれるＳｉのモル量である。

含浸部におけるＡｌ量、Ｃａ量及びＳｉ量は蛍光Ｘ線分析によって測定することができる。

［ＣａＯの作用］
含浸部を有する本発明のスキッドポスト用断熱保護部材が炉内で加熱され、酸化物前駆体含有液が高温で焼成された場合、酸化物前駆体含有液から生成したＣａＯ成分の一部が無機繊維内部に拡散する。含浸部全体におけるＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）が上記範囲にあることで、高温まで焼成した時に、無機繊維内部に適量のＣａＯが拡散する。無機繊維内部に適量のＣａＯが存在することで、無機繊維中にＦｅＯが拡散しにくくなる。つまり無機繊維とＦｅＯとの反応が抑制される。このため、スキッドポスト用断熱保護部材の耐スケール性が向上する。含浸部におけるＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）が１０より少ない場合は、無機繊維とその内部に拡散したＣａＯにより、無機繊維との低融点化合物を大量に生成するため、耐熱性、耐熱衝撃性が低下する虞がある。また、含浸部におけるＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）が３３０より多い場合は、ＣａＯの拡散が不十分で、耐スケール性が向上しない虞がある。特にムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）組成の無機繊維を用いた場合は、高温で焼成されると、ムライトの結晶相と、ムライト成分にＣａＯが拡散した結晶相が生成する。この場合、耐熱衝撃性、耐熱性、耐機械衝撃性に優れるムライト結晶相を残したまま、ＣａＯが繊維内部に拡散しているため、耐ＦｅＯ性が向上すると考えられる。

このことは、当該無機繊維成形体を１４００℃、８時間で焼成した後に、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）にて検出されるピークとして、ムライト結晶相を示すピークとＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系結晶相を示すピークが存在することで確認することができる。

また、Ｃａ成分が繊維内部まで拡散していることは、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いた元素マッピングにより確認することができる。

［未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着されたブランケット４０の材料］
未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着されたブランケット４０としては、厚さ１０〜３０ｍｍ程度の上記無機繊維のニードルブランケットに対し、上記の酸化物前駆体含有液を、無機繊維１００質量部に対して２〜５０質量部の割合で含浸させたものが好ましい。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１］
平均繊維径が５．５μｍであり、実質的に繊維径３μｍ以下の繊維を含まない、アルミナ７２質量％とシリカ２８質量％とを含む多結晶質アルミナ／シリカ系繊維を集積してニードリングしてなるニードルブランケット（三菱ケミカル株式会社製商品名ＭＡＦＴＥＣ^ＴＭ ＭＬＳ、厚さ２５ｍｍ、ニードル痕密度５打／ｃｍ^２、嵩密度１２８ｋｇ／ｍ^３（０．１２８ｇ／ｃｍ^３）、面密度３２００ｇ／ｍ^２）を外径（直径）３９０ｍｍ、内径（直径）２７０ｍｍのドーナツ状に打ち抜き加工してリング状ニードルブランケット１０を製造した。

リング状ニードルブランケット１０において、以下に記載する条件におけるサイクル試験後の残存面圧比を測定したところ、残存面圧比は３３％であった。
条件：１４００℃、１２時間焼成後のリング状ニードルブランケット１０を引張圧縮試験機（ミネベア株式会社製）によりＧＢＤ（嵩密度）＝０．１９５（ｇ／ｃｍ^３）まで圧縮した後、上下のプレートをＧＢＤ＝０．２０（ｇ／ｃｍ^３）から０．２４（ｇ／ｃｍ^３）まで圧縮することを１００回繰り返した。その際、第１回目のＧＢＤ＝０．２０（ｇ／ｃｍ^３）での開放側面圧値と第１００回目のＧＢＤ＝０．２４（ｇ／ｃｍ^３）での開放側面圧値を測定し、以下の式より、焼成後面圧の劣化度合いの指標となる残存面圧比（％）を求めた。
残存面圧比＝第１００回開放側面圧／第1回開放側面圧）

また、リング状ニードルブランケット１０において、１４００℃、１２時間焼成後における幅方向、長手方向及び厚み方向の加熱収縮率の測定をＪＩＳＲ３３１１に準拠した方法（以下の詳細を示す）で行なったところ、幅方向０．４％、長手方向０．４％、厚み方向０．０％であった。
条件：リング状ニードルブランケット１０を長さ約１５０ｍｍ、約１００ｍｍに切断して試験片とした。該試験片に約１２０ｍｍ×約６０ｍｍの長方形状に白銀線を埋め込んで印をつけた。１４００℃の温度に加熱された大気中で１２時間保持し焼成した。加熱線収縮率は，次の式によって算出した。

ここで、ｌ_０：試験片マーク間の焼成前の長さ（ｍｍ）、ｌ_１：試験片マーク間の焼成後の長さ（ｍｍ）とする。加熱線収縮率は、１試験片の３点の長さを測定し、その3点の平均値とする。

このリング状ニードルブランケット１０を用いて、図１〜７の手順によって直径２７０ｍｍのスキッドパイプ１に施工した。炉床Ｇから耐火被覆３の下端までの高さＨは１８００ｍｍである。

各圧縮層Ｌ−１〜Ｌ−３のリング状ニードルブランケットの枚数、圧縮後の高さ寸法及び圧縮率は次の通りである。

Ｌ−１：２７枚、圧縮後高さ６００ｍｍ、圧縮率１０％
Ｌ−２：２８枚、圧縮後高さ６００ｍｍ、圧縮率１２％
Ｌ−３：２６枚、圧縮後高さ（Ｔ＝５６０ｍｍ）、圧縮率１５％

３段目の押え板２０と耐火被覆３との間の間隙高さｈは２０ｍｍであり、ここにリング状ニードルブランケット１０を１枚装着した後、すべての押え板２０を引き抜き、図７の状態とした。そして、Ｌ−１、Ｌ−２及びＬ−３（ただし、最上位のリング状ニードルブランケット１０を含む）の平均嵩密度、及び最上部のリング状ニードルブランケット１０が耐火被覆３の下端を押圧する圧力（面間圧力）を測定した。結果を表１に示す。

［実施例２（第３圧縮層をさらに強圧縮）］
第３圧縮層Ｌ−３のリング状ニードルブランケット枚数を２８枚とし、圧縮高さを５６０ｍｍ、圧縮率を２０％としたこと以外は実施例１と同様の施工を行った。Ｌ−１、Ｌ−２及びＬ−３（ただし、最上位のリング状ニードルブランケット１０を含む）の平均嵩密度、及び面間圧力を測定した。結果を表１に示す。

［比較例１］
第３圧縮層Ｌ−３の圧縮率を第１、第２圧縮層Ｌ−１，Ｌ−２と同一とした。即ち、第３圧縮層Ｌ−３のリング状ニードルブランケット枚数を２５枚とし、圧縮高さを５６０ｍｍ、圧縮率を１０％としたこと以外は実施例１と同様の施工を行った。Ｌ−１、Ｌ−２及びＬ−３（最上位のリング状ニードルブランケット１０を含む）の平均嵩密度、及び面間圧力を測定した。結果を表１に示す。実施例１，２に比べて低い値であった。

［実施例３］
実施例１と同様の圧縮率のリング状ニードルブランケット１０積層圧縮体を作製し、表面にモルタルを3mm厚程度塗布し、酢酸を分散剤としたアルミナゾル溶液に、酢酸カルシウム一水和物をＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）が１２になるように添加し、酸化物換算の固形分濃度を７．０質量％に調整した酸化物前駆体含有液を厚さ方向全体に含浸させたブランケット（無機繊維１００質量部に対する水分量２００質量部、無機繊維１００質量部に対する酸化物前駆体付着量１８質量部（酸化物換算）、含浸部のＡｌとＣａのモル比率（Ａｌ／Ｃａ）６４、及び嵩密度０．４１ｇ／ｃｍ^３）を巻き付けた。これを昇温速度５℃／分、１４００℃、１２時間保持で焼成し、表面にあるブランケット４０をカッターナイフで開口し、前記ブランケット４０を剥し、リング状ニードルブランケット１０積層圧縮体の表面を外観観察をしたところ、リング状ニードルブランケット１０積層圧縮体表面全体に前記ブランケット４０由来の無機繊維が付着していた。

［比較例２］
直径３４０ｍｍの不定形耐火物の表面にモルタルを3mm厚程度塗布し、実施例３に記載のブランケット４０を巻き付けた。これを昇温速度５℃/分、１４００℃、１２時間保持で焼成し、表面の無機繊維成形体をカッターナイフで開口し、前記ブランケット４０を剥し、不定形耐火物の表面を外観観察をしたところ、リング状ニードルブランケット１０積層圧縮体表面の一部だけに前記ブランケット４０由来の無機繊維が付着していた。

［考察］
実施例で用いたリング状ニードルブランケットは、焼成（１４００℃、１２時間）後のサイクル試験後の残存面圧比が１０％以上であることから、過酷な環境において長期的な振動に耐えうる持続的な面圧を有することが判る。また、実施例で用いたリング状ニードルブランケットは、焼成（１４００℃、１２時間）後の加熱線収縮率が幅方向、長手方向及び厚み方向のいずれも１％以下であるリング状ニードルブランケットを用いることにより、高温寸法安定性にも優れていることが判る。 ゆえに、実施例で用いたリング状ニードルブランケットを圧縮して施工する際に、該圧縮層の嵩密度を高さ方向に上部、中部及び下部に３等分して評価した場合、前記上部における嵩密度が前記中部及び前記下部における嵩密度に比べて高くすることで、過酷な環境において長期的な振動に耐えうる持続的な面圧保持し、焼成による収縮の影響を抑制できると推察される。一方、比較例１は圧縮率が低いため初期面圧から低く、隙間が空いてしまうと推察される。

また、実施例３と比較例２を比較すると、リング状ニードルブランケット１０積層圧縮体に無機繊維成形体を巻いた方が、前記ブランケット４０とリング状ニードルブランケットの積層体１０の密着性がより高いことがわかる。これは、ブランケット４０とリング状ニードルブランケットの積層体１０は同材質であるため、材質起因による収縮率の差がなく、かつ前記ブランケット４０の酸化物前駆体含有液がリング状ニードルブランケットの積層体１０の表面に浸みこみやすく、焼成時に酸化物前駆体が酸化物に変換される際に、前記ブランケット４０とリング状ニードルブランケットの積層体１０の界面上にある酸化物前駆体が酸化物となり、当該酸化物が前記ブランケット４０とリング状ニードルブランケットの積層体１０との接着剤として機能するためと考えられる。一方、比較例２では、ブランケット４０と不定形耐火物との材質起因による収縮率の差により、ブランケット４０と不定形耐火物の間に空間ができ、空間ができると該空間が徐々に広がり、結果として密着性が低減しやすくなる。本願発明に係る断熱保護部材では、酸化物前駆体含有液が含浸されたブランケット４０との密着性低減を抑制することができる。

本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
本出願は、２０１６年５月９日付で出願された日本特許出願２０１６−０９３９７３に基づいており、その全体が引用により援用される。

１ スキッドパイプ
２ スキッドビーム
３ 耐火被覆
４ アンカー金具差込部
１０ リング状ニードルブランケット
２０ 押え板
２１，２２ 押え板半体
３０ アンカー金具
３３ ピン

Claims (12)

1. 上部に耐火被覆を有したスキッドパイプの該耐火被覆よりも下側に断熱保護部材を施工する方法において、
   複数枚の無機繊維製リング状ニードルブランケットを該スキッドパイプに外嵌させて積重体とし、
   次いで、この積重体を押え板で上方から押して、圧縮層を形成する工程を複数回繰り返し、第１ないし第ｎ（ｎは２以上の整数）の圧縮層を形成し、
   最上段の該圧縮層と前記耐火被覆の下端面との間に前記リング状ニードルブランケットを外嵌させ、その後、前記押え板を撤去して積重体を復元させ、前記リング状ニードルブランケットを前記耐火被覆の下端面に押し付ける断熱保護部材の施工方法であって、
   前記圧縮層の嵩密度を高さ方向に上部、中部及び下部に３等分して評価した場合、前記上部における嵩密度が前記中部及び前記下部における嵩密度に比べて高いことを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
2. 請求項１において、前記上部の圧縮層の嵩密度が、中部及び下部の圧縮層の嵩密度の１．１〜３．０倍であることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
3. 請求項１又は２において、さらに前記中部における嵩密度が前記下部における嵩密度に比べて高いことを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、前記上部の圧縮層の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｍ^３以上０．２０ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、前記無機繊維製リング状ニードルブランケットは、以下に記載する条件におけるサイクル試験後の残存面圧比が１０％以上であることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
   条件：１４００℃、１２時間焼成後のリング状ニードルブランケットを引張圧縮試験機によりＧＢＤ（嵩密度）＝０．１９５ｇ／ｃｍ^３まで圧縮した後、上下のプレートをＧＢＤ＝０．２０ｇ／ｃｍ^３から０．２４ｇ／ｃｍ^３まで圧縮することを１００回繰り返した。その際、第１回目のＧＢＤ＝０．２０ｇ／ｃｍ^３での開放側面圧値と第１００回目のＧＢＤ＝０．２４ｇ／ｃｍ^３での開放側面圧値を測定し、以下の式より、焼成後面圧の劣化度合いの指標となる残存面圧比（％）を求める。
   残存面圧比＝第１００回開放側面圧／第1回開放側面圧×１００
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、前記無機繊維製リング状ニードルブランケットは、１４００℃、１２時間焼成後における幅方向、長手方向及び厚み方向の加熱収縮率がいずれも１％以下であることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、前記リング状ニードルブランケットに、径方向のスリットが設けられており、
   該スリットを開くことによりリング状ニードルブランケットをスキッドパイプに外嵌させることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
8. 請求項７において、前記リング状ニードルブランケットのスリット同士は相互に重なり合わないように周方向にずらして配置されることを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、前記スキッドパイプにアンカー金具差込部を設けておき、
   前記押え板の上方への移動を阻止するためのアンカー金具を該アンカー金具差込部に係止させて押え板の上方への移動を阻止することを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
10. 請求項９において、前記アンカー金具は、上下に突出するピンを有しており、該押え板に重なるリング状ニードルブランケットに対し該ピンを刺し通すことを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項において、その後、リング状ニードルブランケットの外周に、未乾燥状態で酸化物前駆体含有液が付着されたブランケットを巻装し、該酸化物前駆体含有液は焼成により酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを含むアルミナ・カルシア系組成物を生じさせる成分を含むことを特徴とするスキッドパイプの断熱保護部材の施工方法。
12. 上部に耐火被覆を有するスキッドパイプの該耐火被覆よりも下側に断熱保護部材が設けられた断熱保護部材付きスキッドパイプにおいて、
    該断熱保護部材は、スキッドパイプに外嵌された圧縮状態のリング状ニードルブランケットの積重体を有しており、該積重体の反発力により最上位のリング状ニードルブランケットが前記耐火被覆に押し付けられた断熱保護部材付きスキッドパイプであって、
    前記積重体を高さ方向に上部、中部及び下部に３等分して評価した場合、前記上部におけるリング状ニードルブランケットの嵩密度が前記中部及び前記下部におけるリング状ニードルブランケットの嵩密度に比べて高いことを特徴とする断熱保護部材付きスキッドパイプ。

Images