JP6358687B2 - 炉体用パネル、炉体構造、及び築炉方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄鋼、自動車，電気，電子，窯業、化学工業及び環境関連等の分野において、溶解、精錬及び加熱等に使用される工業炉等に使用される炉体用パネル、炉体構造、及び築炉方法に関する。

工業炉は、例えば、電子セラミックスの製造技術において、セラミックスの焼成工程等に使用されている。この工業炉の多くは、その炉壁及び炉床が、並型と呼ばれるサイズの耐火レンガ（２３０×１１４×６５ｍｍ）を耐火モルタルを接合材として積み上げ、又は敷き詰めることにより構成されている。炉の天井は、耐火レンガをアーチ状に組む構造を採用しているが、これは重量の重い天井を安定して保持するのに、アーチ構造が適しているからである。

ところで、耐熱性の点でセラミックファイバーでも問題のない炉においては、施工性の観点から、耐火レンガに替えてセラミックファイバーを使用した炉が提案され、実用に供されている。セラミックファイバーは耐火レンガに比べて遥かに軽量なので、セラミックファイバーを使用して大型のパネルを作成し、これを炉壁及び天井に使用することにより、築炉の作業性が大幅に改善される。この場合、天井を構成するパネルを上方から吊り下げる等の方法により、アーチ構造ではなく平坦な天井とすることができる（特許文献１）。

一方、特許文献２に記載のコークス炉は、炉体に耐火物を使用しているが、この炉体耐火物の間に形成される隙間を、セラミックファイバーロープを介在させることにより、シールしている。

特開２００８−４５８１５号公報 特開２０１４−１３３７９５号公報

しかしながら、セラミックファイバーについては、平成２７年１１月１日施行・適用の「特定化学物質障害予防規則」の改正により、発がん性を有するとして、水で集めて飛散しないようにすることが義務づけられる等、使用が規制された。このため、規則改正後においては、天井部材にセラミックボードを使用することが困難となり、セラミックボードを使用した場合には、炉の廃棄時に、セラミックボードの処分に問題が生じる。よって、このようなセラミックボードは、炉のシール材等としての使用に問題が大きい。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、セラミックファイバーを使用する代わりに、軽量耐火物を使用することにより、軽量耐火物の有する耐熱性と軽量性を生かした工業炉を、炉体用パネルを構成する耐火物における熱伝達及び熱応力伝播を極力抑制して、熱膨張に起因する割れ及びひびの発生を防止し、築炉作業における作業性を向上させた方法で築炉することができ、環境にとっても好ましい工業炉を得ることができる炉体用パネル、炉体構造、及び築炉方法を提供することを目的とする。

本発明に係る炉体用パネルは、
複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
複数個の前記耐火物片の全体から構成される全体形状は、直方体形状をなす本体部と、この本体部の前記平面に平行な面の中央から突出する凸部と、前記本体部における前記凸部が形成された面の反対側の面に前記凸部に対応して形成された凹部とを、有するものであり、
一の炉体用パネルの前記凸部を他の炉体用パネルの前記凹部に嵌合して、複数個の炉体用パネルが重ね合わされる用途に使用されることを特徴とする。

本発明に係る他の炉体用パネルは、
複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界は、その少なくとも一部が前記耐火物片同士の接触を含む小さい第１間隙であり、他部が前記第１間隙よりも大きな第２間隙であり、
複数個の前記耐火物片の全体から構成される全体形状は、直方体形状をなす本体部と、この本体部の前記平面に平行な面の中央から突出する凸部と、前記本体部における前記凸部が形成された面の反対側の面に前記凸部に対応して形成された凹部とを、有するものであり、
一の炉体用パネルの前記凸部を他の炉体用パネルの前記凹部に嵌合して、複数個の炉体用パネルが重ね合わされる用途に使用されることを特徴とする。

この炉体用パネルにおいて、例えば，
前記耐火物片は、前記平面に平行な方向に配置されたものが耐火物片層を構成し、この耐火物片層が複数層重ねられて前記炉体用パネルが構成されており、
前記第２間隙は、前記耐火物片層の１層おきに設けられている。

本発明に係る他の炉体用パネルは、
複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
複数個の前記耐火物片の全体から構成される全体形状は、直方体形状をなす本体部と、この本体部の前記平面に平行な面の半分の領域から突出する第１凸部と、前記本体部における前記第１凸部が形成された面の反対側の面の半分の領域から突出する第２凸部とを、有するものであり、
一の炉体用パネルの前記第１凸部を他の炉体用パネルの前記第１凸部又は前記第２凸部に係合させて、複数個の炉体用パネルが重ね合わされる用途に使用されることを特徴とする。

本発明に係る他の炉体用パネルは、
複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界は、その少なくとも一部が前記耐火物片同士の接触を含む小さい第１間隙であり、他部が前記第１間隙よりも大きな第２間隙であり、
複数個の前記耐火物片の全体から構成される全体形状は、直方体形状をなす本体部と、この本体部の前記平面に平行な面の半分の領域から突出する第１凸部と、前記本体部における前記第１凸部が形成された面の反対側の面の半分の領域から突出する第２凸部とを、有するものであり、
一の炉体用パネルの前記第１凸部を他の炉体用パネルの前記第１凸部又は前記第２凸部に係合させて、複数個の炉体用パネルが重ね合わされる用途に使用されることを特徴とする。

本発明に係る更に他の炉体用パネルは、
複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界は、その少なくとも一部が前記耐火物片同士の接触を含む小さい第１間隙であり、他部が前記第１間隙よりも大きな第２間隙であることを特徴とする。

本発明に係る炉体構造は、
前記炉体用パネルを複数個使用して構築され、
前記炉体用パネルが前記凸部及び前記凹部を有する場合は、一の炉体用パネルの前記凸部を他の炉体用パネルの前記凹部に嵌合して前記複数個の炉体用パネルを重ね合わせ、又は前記炉体用パネルが前記第１凸部及び前記第２凸部を有する場合は、一の炉体用パネルの前記第１凸部を他の炉体用パネルの前記第１凸部若しくは第２凸部に係合させて前記複数個の炉体用パネルを重ね合わせることにより、炉体の側壁，底壁及び天井壁の少なくともいずれかが構築されていることを特徴とする。

この炉体構造において、例えば、
前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の高さ方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを積み上げて、炉体の前記側壁が構築されているか、又は、例えば、
前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の奥行き方向又は幅方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを炉体の奥行き方向又は幅方向に重ねて、炉体の前記側壁が構築されている。

また、例えば、
前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の奥行き方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを炉体の奥行き方向に重ねて、炉体の前記底壁及び前記天井壁が構築されているように構成できる。更に、これらの炉体構造において、例えば、
前記天井壁を構成する前記炉体用パネルは、その本体部の中心に、補強用心棒が挿入されているように構成することができる。

本発明に係る築炉方法は、
前記炉体用パネルを複数個用意し、前記炉体用パネルが前記凸部及び前記凹部を有する場合は、一の炉体用パネルの前記凸部を他の炉体用パネルの前記凹部に嵌合して前記複数個の炉体用パネルを重ね合わせ、又は前記炉体用パネルが前記第１凸部及び前記第２凸部を有する場合は、一の炉体用パネルの前記第１凸部を他の炉体用パネルの前記第１凸部若しくは第２凸部に係合させて前記複数個の炉体用パネルを重ね合わせることにより、炉体の側壁、底壁及び天井壁の少なくともいずれかを構築することを特徴とする。

この築炉方法において、例えば、
前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の高さ方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを積み上げて、炉体の前記側壁を構築するか、又は、例えば、
前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の奥行き方向又は幅方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを炉体の奥行き方向又は幅方向に重ねて、炉体の前記側壁を構築することができる。更に、
前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の奥行き方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを炉体の奥行き方向に重ねて、炉体の前記底壁及び前記天井壁を構築することができる。

本発明によれば、凸部及び凹部を有する複数個の炉体用パネルを、隣接する両炉体用パネルの凸部と凹部とを嵌合して連結し、これを繰り返して、炉体の側壁，底壁及び天井壁の少なくともいずれかが構築されるので、築炉作業が容易であると共に、壁としてのシール性が優れている。築炉時には、従来のようなモルタルによる接合をする必要がないので、作業時の省力化が可能である。

特に、前記炉体用パネルは、複数個の板状の耐火物片を重ね合わせて一面に平行の面を接合面とし、この接合面に垂直の面を接合しない非接合面とすることにより、前記非接合面において、熱の伝達及び熱応力の伝播を防止することができ、熱膨張に起因する炉体用パネル及び炉体の割れを防止することができる。

また、前記一面に平行の方向に配置された耐火物片層のうち、一部の耐火物片層間の間隙を第１間隙としたとき、他の残部の間隙は、前記第１間隙よりも大きな第２間隙とすることにより、前記第２間隙においては、耐火物片同士が大きく離隔しているために、更に、確実に、熱伝達及び熱応力伝播を防止して、熱膨張を抑制し、熱膨張に起因する炉体用パネル及び炉体の割れ及びひびの発生を防止することができる。更に、空隙を設けることにより、炉体の断熱性も向上する。

本発明の第１実施形態に係る炉体構造の天井壁，側壁部及び底壁を構成する炉体用パネル１０を示す図であり、図１（ａ）は炉体用パネル１０の正面図、図１（ｂ）は炉体用パネル１０の平面図、図１（ｃ）は炉体用パネル１０の右側面図、図１（ｄ）は炉体用パネル１０の斜視図である。 同じく第１実施形態において、炉体用パネルの変形例を示す図であり、図２（ａ）はこの炉体用パネル２０の正面図、図２（ｂ）は炉体用パネル２０の平面図、図２（ｃ）は炉体用パネル２０の右側面図である。 短寸の炉体用パネル３０を示す図である。 短寸の炉体用パネル４０を示す図である。 短寸の炉体用パネル５０を示す図である。 本実施形態の炉体構造を示す平面断面図である。 同じくその正面断面図である。 同じくその右側面図である。 （ａ）は本実施形態の築炉方法を示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）右側面図である。 （ａ）は同じく本実施形態の築炉方法を示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）右側面図である。 本実施形態の他の実施形態の炉体構造を示す平面断面図である。 同じくその正面断面図である。 同じくその右側面図である。 同じくその天井壁の横断面図である。 ２個の耐火物部材を連結した天井壁を示す正面断面図である。 本発明の第２実施形態に係る炉体用パネル６０を示す図であり、図１６（ａ）は炉体用パネル６０の正面断面図、図１６（ｂ）は同じくその側面断面図である。 （ａ）、（ｂ）は耐火物片層６１ｂ等を示し、（ｃ）、（ｄ）は耐火物片層６１ｃ等を示し、（ｅ），（ｆ）は耐火物片層６１ａを示し、（ｇ）、（ｈ）は耐火物片層６１ｇを示す図である。 （ａ）は炉体用パネル６０の平面図を示し、（ｂ）は炉体用パネル６４の平面図を示す。 炉体用パネル６５を示す図である。 炉体用パネル６５の耐火物片層を示す図である。 炉体用パネル６６を示す図である。 炉体用パネル６６の耐火物片層を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る炉体用パネル７０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図であり。 炉体用パネル７０を使用して、炉体の底壁及び天井壁を構築した炉体を示す右側面断面図である。 同じくその正面断面図である。 炉体用パネル８０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面断面図、（ｃ）は平面図であり。 炉体用パネル９０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面断面図、（ｃ）は平面図であり。 炉体用パネル９０の耐火物片層を示す図である。 炉体用パネル１００を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面断面図、（ｃ）は平面図であり。 炉体用パネル１００の耐火物片層を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。本発明において使用する耐火物は、軽量耐火物であることが好ましい。耐火物の組成自体は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３：９５．０質量％、ＳｉＯ_２：４．５質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３：０．１質量％、Ｎａ_２Ｏ：０．４質量％のもの等、通常の組成のものを使用すれば良いが、耐火物の製造過程で、発泡処理等を工夫することにより、嵩比重が例えば１．０以下、好ましくは０．２〜０．８等の低い耐火物を得ることができる。なお、嵩比重が１．０以下の軽量アルミナ質耐火断熱レンガの製造方法が特開２０１３−１３９３６８号公報等に記載されている。このような軽量耐火物を使用することにより、例えば嵩比重が０．３の場合は長さＬが２ｍ程度の耐火物部材１０（後述する）の重量を、２５ｋｇ程度まで軽量化することができ、これにより、築炉に際し、作業者の作業性を良好に維持することができる。

次に、本発明の第１実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、この本発明の第１実施形態に係る炉体用パネルについて説明する。図１は炉体の天井壁，側壁部及び底壁を構成する炉体用パネル１０を示す図であり、図１（ａ）は炉体用パネル１０の正面図、図１（ｂ）は炉体用パネル１０の平面図、図１（ｃ）は炉体用パネル１０の右側面図，図１（ｄ）は炉体用パネル１０の斜視図である。また、図２は炉体の側壁角部用の炉体用パネル２０を示す図であり、図２（ａ）は炉体用パネル２０の正面図、図２（ｂ）は炉体用パネル２０の平面図、図２（ｃ）は炉体用パネル４０の右側面図である。図３，図４，及び図５は、短寸の炉体用パネル３０，４０，５０を示す図である。図１に示す炉体用パネル１０は、複数個の板状の耐火物片１１、１２，１３を接合することにより形成されている。各耐火物片１１，１２，１３は板状をなし、炉体用パネル１０は、各耐火物片１１，１２，１３をそれらの厚さ方向に重ね合わせることにより構成されている。そして、炉体用パネル１０の本体部１０ａは、比較的厚い耐火物片１１同士をその表面及び裏面で重ね、ほぼ直方体形状に組み立てており、前記表面及び裏面の重ね合わせ面は、モルタルを塗り、焼き付け処理することにより、接合して、接合面１５となっている。耐火物片１１、１２，１３の側面同士は、接合せず、非接合面１６となっている。そして、非接合面１６が一直線上には整合しないように、各耐火物片１１，１２，１３の大きさが決められている。これにより、炉体用パネル１０はばらばらになることなく、一体化されたものとなる。本体部１０ａの一方の面（一面）の中央には、凸部１０ｂが設けられている。この凸部１０ｂは、直方体形状の本体部１０ａの一辺（長さＨ）の中央部からこの一辺に交差する辺（長さＬ）に平行に延びるように形成されており、比較的薄い板状の耐火物片１２をその表面で本体部１０ａに接合することにより、本体部１０ａの一面（表面）に固定されている。耐火物片１２の側面同士は、接合されていない。一方、本体部１０ａにおける凸部１０ｂの反対側の面（裏面）には、この凸部１０ｂに対応する位置に、凹部１０ｃが形成されている。この凹部１０ｃは、本体部１０ａの裏面の前記一辺に沿う方向の両端部に夫々耐火物片１３を接合することにより、これらの耐火物片１３間に形成される。耐火物片１３間の凹部１０ｃは、隣接する炉体用パネル１０の凸部１０ｂが嵌合するのに十分な大きさとなっており、例えば、耐火物片１３の厚さが２０ｍｍで凹部１０ｃの深さが２０ｍｍである場合は、耐火物片１２の厚さは２１ｍｍであるというように、凸部１０ｂの厚さの方が凹部１０ｃの深さよりも若干大きくなっている。本体部１０ａと耐火物片１３の全体の厚さがＷとなる。そして、図１に示すように、幅がＷ、長さがＬの矩形面を面１０ｄとし、幅がＷ、長さがＨの凹凸形状の面を面１０ｅとする。なお、図１（ｃ）に示すように、炉体用パネル１０の幅方向における耐火物片１２の長さはＡであり、この炉体用パネル３０の幅方向の両側縁から耐火物片１２までの長さはいずれもＢである。また、耐火物片１３は、炉体用パネル３０の幅方向の両側縁部に両側縁からＣの長さで設けられている。更に、炉体用パネル３０の幅方向の長さはＨである。

図２に示す炉体用パネル２０も同様に、複数個の板状の耐火物片１１，１２，１３を接合することにより構成されている。この炉体用パネル２０も、耐火物片１１，１２，１３の表面及び裏面同士は、モルタルを塗り、焼き付け処理することにより、接合しているが、耐火物片１１、１２、１３の側面同士は接合していない。よって、耐火物片１１，１２，１３の表面及び裏面同士の間は接合面１５となり、耐火物片１１，１２，１３の側面同士の間は非接合面１６となっている。この炉体用パネル２０は、その凸部２０ｂが設けられた面には、薄板状の耐火物片１２が、２組相互に離隔して配置されている。１個の耐火物片１２は、長さがＡで、炉体用パネル４０の長手方向の一方の端部から長さＢだけ離隔した位置に設けられ、この１個の耐火物片１２からＢだけ離隔した位置から、炉体用パネル２０の他方の端部まで、３個の耐火物片１２が連なるように設けられている。炉体用パネル２０の凹部２０ｃは、炉体用パネル１０と同様に、夫々、炉体用パネル２０の幅方向の両側縁部に、炉体用パネル２０の長手方向の全域に連なるように、複数個の耐火物片１３が配置されている。なお、図２（ｃ）に示すように、炉体用パネル２０の幅方向における耐火物片１２の長さはＡであり、この炉体用パネル２０の幅方向の両側縁から耐火物片１２までの長さはいずれもＢである。また、耐火物片１３は、炉体用パネル２０の幅方向の両側縁部に両側縁からＣの長さで設けられている。更に、炉体用パネル２０の幅方向の長さはＨである。

図３に示す炉体用パネル３０は、３枚の耐火物片１１を重ねて構成されており、その一方の面に耐火物片１３を接合して、凹部３０ｃを設けたものである。また、図４に示す炉体用パネル４０は、３枚の耐火物片１１を重ねて構成されており、その一方の面に耐火物片１２を接合して、凸部４０ｂを設けたものである。更に、図５に示す炉体用パネル５０は、３枚の耐火物片１１を重ねて構成されており、凸部及び凹部を有しないものである。

次に、本発明の第１実施形態の炉体構造について添付の図面を参照して具体的に説明する。図６は本発明の実施形態に係る炉体構造を示す平面断面図、図７は同じくその正面一部断面図、図８は同じくその右側面断面図である。そして、図６は図７のＩ−Ｉ線による断面図、図７は図６のＩＩ−ＩＩ線による断面図、図８は図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。本実施形態の炉体構造は、図１乃至図５に示す炉体用パネル１０，２０，３０，４０，５０を組み合わせることにより、図１乃至図３に示すように、底壁３と、この底壁３を囲む３個の側壁２（２ａ、２ｂ、２ｃ）と、側壁２ａ、２ｂ、２ｃの上に設置された天井壁４とが構築されて炉体１が構成されている。また、炉体１の前面には、熱処理すべき処理物を出し入れするための開口部５が設けられており、この開口部５の周囲は、開口部枠２ｄ，２ｅにより囲まれていて、開口部５の面積が、炉体内部の空間よりも若干絞られている。

次に、これらの炉体用パネル１０，２０，３０，４０を使用した築炉方法について説明する。図９及び図１０は、築炉方法を示す平面図である。先ず、図９に示すように、炉床上に、炉体用パネル１０及び炉体用パネル２０を、その長手方向を水平にして、耐火物片１２が上面となるように、載置する。即ち、炉体の奥の側壁２ａの最下層として、２個の炉体用パネル１０をその長手方向に連ねて載置する。そして、この２個の炉体用パネル１０の長手方向端部に、側壁２ｂ、２ｃの最下層として、炉体用パネル２０をその長手方向を炉体前後方向にして載置し、更に、この炉体用パネル２０の手前に、夫々２個の炉体用パネル１０をその長手方向を炉体用パネル２０に一致させて載置する。そして、開口部５の開口部枠２ｄ、２ｅとして、炉体用パネル１０の前端に、夫々１個の炉体用パネル２０をその長手方向を炉体用パネル１０に垂直にし、炉体の横方向にして、載置する。このとき、単独の耐火物片１２が炉体左右方向の外側になるようにする。

この図９に示すように配置した炉体用パネルの上に、次に、図１０に示すようにして、炉体用パネル１０，２０を載置する。即ち、炉体奥の側壁２ａとして、図１０に示す３個の炉体用パネル２０，炉体用パネル１０及び炉体用パネル２０をその長手方向を炉体横方向にして載置する。このとき、下層の（図９）２個の炉体用パネル１０の中間の上に、１個の炉体用パネル１０を載置し、更に、その両側に、夫々炉体用パネル２０を載置する。このとき、下層の炉体用パネル１０の上面の凸部１０ｂを、上層の炉体用パネル１０の下面の凹部１０ｃ内に嵌合するようにして、下層の炉体用パネル１０の上に上層の炉体用パネル１０を積み上げる。また、上層の炉体用パネル１０の両側に、夫々炉体用パネル２０を、下層の炉体用パネル１０の上面の凸部１０ｂと炉壁２ａの両端部の下層の炉体用パネル２０の単独の耐火物片１２（凸部２０ｂ）とが、上層の炉体用パネル２０の下面の凹部２０ｃに嵌合するようにして、積み上げる。同様にして、下層の炉体用パネル１０，２０の上面の凸部１０ｂ、２０ｂが、上層の炉体用パネル１０，２０の下面の凹部１０ｃ、２０ｃに嵌合するようにして、下層の炉体用パネル１０，２０の上に、上層の炉体用パネル１０，２０を積み上げていく。このとき、上層において、炉体開口部５の開口部枠２ｄ、２ｅについては、炉体用パネル２０が炉体前端まで延びているので、開口部枠２ｄ、２ｅの下層の炉体用パネル２０の上に載置する炉体用パネルは、炉体用パネル１０，２０よりも短寸とすることが必要である。そこで、炉体用パネル１０を切断し、短寸とした炉体用パネル１０−１を、下層の開口部枠２ｄ、２ｅの上に載置する。この場合も、下層の炉体用パネル２０の凸部２０ｂを、上層の炉体用パネル１０−１の凹部に嵌合する。

このようにして、図９に示すパターンの炉体用パネル１０，２０と、図１０に示すパターンの炉体用パネル１０，２０とを交互に積み上げていく。これにより、図６乃至図８に示す炉体の側壁２ａ、２ｂ、２ｃが構築される。このとき、最下層の炉体用パネルのパターンにおいては、図４に示すように、下面に凹部がなく、上面に凸部４０ｂが形成された炉体用パネル４０を使用することが好ましい。また、最上層の炉体用パネルのパターンにおいては、図３に示すように、上面に凸部がなく、下面に凹部３０ｃが形成された炉体用パネル３０を使用することが好ましい。但し、最下層及び最上層においても、このように、一面が平坦な炉体用パネルを使用せずに、炉体用パネル１０，２０を使用してもよい。また、図５に示す炉体用パネル５０は、その下面及び上面に凹部及び凸部をもたないが、炉体の部位によっては、このような炉体用パネル５０を使用することも可能である。

次に、側壁２ａ、２ｂ、２ｃに囲まれた空間に、底壁３を構築する。図８に示すように、炉体用パネル１０を、この炉体用パネル１０の高さＨが炉体高さ方向になるように立て、その凸部１０ｂが炉体後方を向き、凹部１０ｃが炉体前方を向くようにして、隣接する炉体用パネル１０間で凸部１０ｂが凹部１０ｃに嵌合するように重ねることにより、底壁３が組み立てられる。図９と図６との間の対比からわかるように、底壁３の炉体幅方向の長さは、２個の炉体用パネル１０をその長手方向に連ねた長さを有する。また、開口部５の開口部枠２ｄ、２ｅの間の底壁３の部分は、炉体用パネル１０の長さは、開口部枠２ｄ、２ｅ間に嵌まるように調節する。

次に，上述のごとく構築された側壁２ａ、２ｂ、２ｃの上に、天井壁４を配置する。この天井壁４は、図８に示すように、底壁３と同様に、炉体用パネル１０をその凸部１０ｂを凹部１０ｃに嵌合して重ねることにより組み立てられるが、その配置領域は、奥の側壁２ａの上端面上から、手前の開口部枠２ｄ、２ｅの上面上までである。この天井壁４を構成する炉体用パネル３０は、底壁３を構成する炉体用パネル１０よりも２倍以上に長いものを使用して、１本の炉体用パネル１０を側壁２ｂ、２ｃの各上端面上に架け渡すか、又は、複数個の炉体用パネル１０をその長手方向に連ね、後述するようにして、中心に心棒を配置して複数個の炉体用パネル１０を支持させるようにした後、側壁２ｂ、２ｃの各上端面上に架け渡すことにより、配置される。このようにして、炉体１が完成する。

本実施形態においては、凸部１０ｂ（２０ｂ）及び凹部１０ｃ（２０ｃ）を有する複数個の炉体用パネル１０（２０）を、隣接する両炉体用パネル１０（２０）の凸部１０ｂ（２０ｂ）を凹部１０ｃ（２０ｃ）に嵌合して連結し、これを繰り返して、炉体１の側壁２ａ、２ｂ、２ｃ，底壁３及び天井壁４が構築されるので、モルタルによる接合作業が不要であり、築炉作業が容易である。また、炉体用パネル１０，２０を構成する複数個の耐火物片１１，１２，１３は、この複数個の板状の耐火物片１１，１２，１３を重ね合わせてその一面に平行の面を接合面１５とし、この接合面１５に垂直の面を接合しないとすることにより、組み立てられている。

従来の炉体の構築作業においては、耐火物にモルタルを塗ってこれを炉体構造に積み上げ、その後、炉体全体を加熱して焼き付け処理することにより、各耐火物を相互に接合して炉体が構築されている。このため、焼き付け処理時に熱応力により耐火物に割れが入る虞があり、慎重に加熱処理する必要があり、構築作業及び熱処理に時間がかかるという問題点がある。これに対し、本実施形態においては、先ず、炉体用パネル１０，２０を製作する。このとき、耐火物片１１，１２，１３の表面又は裏面にモルタルを塗って焼き付けする接合処理が行われるが、耐火物片１１，１２，１３の側面は接合せず、ここに非接合面１６を設けることにより、熱の伝達を非接合面で防止することができ、熱膨張に起因する炉体用パネル３０，４０の割れを防止することができる。これらの炉体用パネル１０，２０を使用した炉体１の築炉作業時には、モルタルの使用及びその焼き付け処理は不要であるので、耐火物の割れ等の問題は生じることがなく、また、築炉作業性が優れている。

本実施形態においては、長寸の炉体用パネル１０，２０を横（水平）にして、この上に他の炉体用パネル１０，２０を積み上げていくことにより築炉できるので、炉体用パネル１０，２０を積み上げるときの作業性が優れていると共に、この炉体用パネル１０，２０を積み上げる段数を適宜調整することにより、炉体１の高さを任意に設定することができる。

次に、本発明の他の実施形態の炉体構造について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１１は本発明の実施形態に係る炉体構造を示す平面断面図、図１２は同じくその正面一部断面図（図１１のＩＩ−ＩＩ線による断面図）、図１３は同じくその右側面断面図である。また、図１４は炉体用パネル１０を天井壁に使用した場合の変形例を示す横断面図である。図１１乃至図１３に示すように、炉体１は、複数個の炉体用パネル１０を組み合わせることにより、底壁３と、この底壁３を囲む３個の側壁２（２ａ、2ｂ、2ｃ）と、側壁２ａ、2ｂ、2ｃの上に設置された天井壁４とが構築されて、炉体１が構成されている。即ち、底壁３は、炉体用パネル１０を組み合わせて、平板状に構成されており、この底壁３の炉体開口部５からみて、右縁部の側部に右側壁２ｃが立設され、左縁部の側部に左側壁２ｂが立設され、底壁３の奥に奥側壁２ａが立設されている。そして、これらの３個の側壁２ａ、２ｂ、２ｃの上に、平板状の天井壁４が設置されている。側壁２ａ、２ｂ、２ｃ及び天井壁４も、炉体用パネル１０を組み合わせて平板状に構成されている。このように構成された炉体１には、開口部５を介して、熱処理すべき処理物を出し入れする。

炉体用パネル１０は、前述のごとく、図１乃至図３に示す構造を有する。次に、この炉体用パネル１０を使用した築炉方法について説明する。先ず、この炉体用パネル１０の凸部１０ｂを隣接する炉体用パネル１０の凹部１０ｃに嵌合して、複数個の炉体用パネル１０を同一姿勢で積み重ねていくことにより、平板状の壁を組み立てる。このとき、炉体用パネル１０として、長さＬ、幅Ｗ、高さＨが下記の７種類の炉体用パネルを使用する。
炉体用パネル１０−１：長さＬ_２、幅Ｗ、高さＨ
炉体用パネル１０−２：長さＬ_１、幅Ｗ、高さＨ
炉体用パネル１０−３：長さＬ_１＋２Ｈ、幅Ｗ、高さＨ
炉体用パネル１０−４：長さＬ_２、幅Ｗ、高さＨ
炉体用パネル１０−５：長さＬ_２−Ｈ、幅Ｗ、高さＨ
炉体用パネル１０−６：長さＬ_１、幅Ｗ、高さＨ
炉体用パネル１０−７：長さＬ_１−２Ｈ（４Ｗ）、幅Ｗ、高さＨ
これらの炉体用パネルは、全て幅がＷ、高さがＨであるが、例えば、炉体用パネル１０−１の幅と、炉体用パネル１０−２の幅とは、異なる寸法としても良い。また、図１２等からみると、Ｈ＝２Ｗの寸法関係があるように見えるが、これには限らない。

先ず、図１１の平面図に示す側壁２を組み立てる。この側壁２は、炉体１の正面からみて、左側の側壁２ｂ、右側の側壁２ｃ、及び奥の側壁２ａを、それらの間に平面視で矩形をなす空間が形成されるように、立設する。このとき、左右の側壁２ｂ、２ｃは、炉体用パネル１０−１を夫々ｎ_１個使用し、これらをＷ方向に重ね合わせて、ｎ_１個の炉体用パネル１０−１の組み合わせにより構築する。奥の側壁２ａは、炉体用パネル１０−１をｎ_２個使用し、同様に、Ｗ方向に重ね合わせて、ｎ_２個の炉体用パネル１０−１の組合せにより構築する。これにより、平面視で、コ字型になるように、側壁２ａ、２ｂ、２ｃが配置され、炉体高さ方向の寸法がＬ_２で、厚さがＨの側壁２が組み立てられる。この場合に、炉体用パネル１０の面１０ｄが炉内面となる。

次に、側壁２ａ、２ｂ、２ｃに囲まれた炉床上に、底壁３を構築する。底壁３は、ｎ_１個の炉体用パネル１０−２をその長さ方向が炉体の横方向になるようにして、Ｗ方向に重ね合わせることにより、構築する。この底壁３は炉体奥行き方向の寸法がｎ_１Ｗであり、これは側壁２ｂ、２ｃの炉体奥行き方向の寸法ｎ_１Ｗと一致する。底壁３の高さ（厚さ）はＨである。このようにして、Ｌ_１×ｎ_１Ｗ×Ｈの底壁３が、側壁２に３方を囲まれて、炉床上に載置される。この場合も、炉体用パネル１０−２の面１０ｄが炉内面（底壁上面）となる。

そして、炉体の開口部５においては、炉体用パネル１０-４，１０-５，１０−６，１０−７を門型に組み立てて、炉体１の前面に配置する。図１２に示すように、側壁２ｂ、２ｃの前面に、例えば、左右各２個の炉体用パネル１０−４を立てて炉体幅方向に重ねることにより、配置する。次いで、これらの炉体用パネル１０−４の対向方向の内側に、左右２個の炉体用パネル１０−５を立てて炉体幅方向に重ねることにより、配置する。そして、底壁３の前面に、例えば、２個の炉体用パネル１０−７をその長手方向を炉体横方向にし、炉体奥行き方向に重ねるようにして、炉床上に配置する。更に、左右２組の炉体用パネル１０−５上に、例えば２個の炉体用パネル１０−６を、その長手方向を炉体横方向にし、炉体奥行き方向に重ねるようにして、載置する。この炉体用パネル１０−５により左右両側の開口部枠２ｄが構成され、炉体用パネル１０−６により、上側の開口部枠２ｅが構成される。そして、開口部枠２ｄ及び開口部枠２ｅにより、門型の開口部枠が構成される。これにより、炉体内部において、底壁３及び側壁２（２ａ、２ｂ、２ｃ）により区画される空間が、開口部５において、縦の開口部枠２ｄ及び横の開口部枠２ｅにより若干絞られるようになっている。

この側壁２（２ａ、２ｂ、２ｃ）と開口部枠２ｄ、２ｅの上に、天井壁４を載置する。この天井壁４は、炉体用パネル１０−３を使用して構築する。即ち、炉体用パネル１０−３を、その長手方向が炉体の幅方向を向いて側壁２ｂ、２ｃ間に架け渡されるように、且つ、炉体用パネル１０の高さＨが炉体の高さ方向になるようにして、炉体奥方向に重ね合わせる。また、同様にして、この炉体用パネル１０−３を、奥の側壁２ａ上に配置し、更に、炉前面の炉体用パネル１０−４と炉体用パネル１０−６の上に配置する。このようにして、炉体の天井を覆うようにして、炉体横寸法がＬ_１＋２Ｈ、炉体奥行き寸法がｎ_１Ｗ＋２Ｈ、厚さがＨの天井壁４が構築される。この天井壁４もその下面、即ち炉内面が、炉体用パネル１０の面１０ｄとなる。

なお、炉体用パネル１０の寸法及び炉体の寸法は任意であり、底壁３、側壁２及び天井壁４等の主要な炉体構造物は、いずれも、所望の炉体寸法に合わせて、相互に異なる寸法の炉体用パネル１０を使用して構築することができる。また、基本的には、上述の築炉方法において、モルタル及び焼き付け等による接合処理は不要である。このようにして、底壁３、側壁２（２ａ、２ｂ、２ｃ）、天井壁４により、開口部５以外が覆われた炉体を構築することができる。なお、本実施形態の炉構築方法においては、先ず、側壁２を構築し、その後、底壁３を構築したが、これは、先に底壁３を構築すると、側壁構築作業時に、作業者が底壁３上に乗り上げることが必要になり、作業時に不便があるからである。しかし、本発明は、これに限らず、先に底壁３を構築しても良いことは勿論である。

本実施形態においては、上述のごとくして炉体を構築するので、炉体用パネル１０は、作業者が持ちやすい質量及び形状のもの（例えば、嵩比重が０．３で、長さＬが２ｍ程度の場合、炉体用パネル１０の質量は２５ｋｇ）にして予め用意しておき、構築時には、この炉体用パネル１０を基本的には凸部１０ｂを凹部１０ｃに嵌合するだけで、モルタルの塗布等の接合処理はせずに、積み上げ又は積み重ねていく。このため、構築時には、乾燥作業が不要である。そして、炉体用パネル１０の作成に際しては、耐火物片１１，１２，１３の面にモルタルを塗布して、その後、焼き付け処理することにより、耐火物片１１，１２，１３から炉体用パネル１０を製造するが、この焼き付け処理の熱の印加に際し、耐火物片１１，１２，１３の側面間の非接合面１６は接合処理していない。このため、この非接合面１６においては熱は伝達されず、耐火物片１１，１２，１３に熱膨張に起因する熱応力が作用することが防止され、耐火物片１１，１２，１３にひび又は割れが発生することが防止される。そして、本実施形態においては、セラミックファイバーを使用する必要がないことは勿論である。

図１４は天井壁４を、心棒で補強することを示す図である。天井壁４は、炉体用パネル１０（又は２０）を、炉体幅方向に所定距離離隔した側壁２ｂ、２ｃの上に、この側壁２ｂ、２ｃにまたがるようにして配置される。このため、炉体用パネル１０の長手方向（Ｌ方向）には、その中央部が下降する方向に曲げモーメントが作用する。そこで、図１４に示すように、大型の天井壁４においては、その炉体用パネル１０の本体部１０ａの内部に、長尺の心棒１８を設けることが好ましい。この心棒１８により、炉体用パネル１０がその長手方向に補強される。なお、この心棒１８の埋設は、本体部１０ａ用の３層の耐火物片１１の中央の耐火物片１１を２個の短寸のものとし、それらの短寸耐火物片１１間の空間１７に心棒１８を配置すれば良い。

また、天井壁４が大型である場合は、図１５に示すように、２個の炉体用パネル１０をその長手方向に連続して配置し、これを、通常の炉設備において耐火物炉体を覆うように配置されている鉄板製の外殻３０から吊り下げるようにして連結すればよい。即ち、この２個の炉体用パネル１０の内部に共通してその長手方向に延びる１本の心棒３２を埋設し、これを、外殻３０の天板から、支持部材３１を介して吊り下げることにより、２個の炉体用パネル１０を連結することができる。これにより、天井壁４の構造を強化することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、炉体用パネルの更に一層の軽量化を図ったものである。図１６（ａ）は本実施形態に係る炉体用パネルを示す右側面断面図、図１６（ｂ）は同じくその正面断面図である。この場合に、図１６（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線による断面図、図１６（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。また、図１７（ａ）、（ｂ）は耐火物片層６１b、６１ｄ、６１ｆを示す平面図及び右側面図、図１７（ｃ）、（ｄ）は耐火物片層６１ｃ，６１ｅを示す平面図及び右側面図、図１７（ｅ）、（ｆ）は耐火物片層６１ａを示す正面図及び右側面図、図１７（ｇ）、（ｈ）は耐火物片層６１ｇを示す正面図及び右側面図である。図１７（ｃ）は図１７（ｄ）のＣ−Ｃ線による断面図、図１７（ｄ）は図１７（ｃ）のＤ−Ｄ線による断面図である。本実施形態の炉体用パネル６０は、直方体形状の本体部６０ａ，本体部６０ａの一面にて突出する凸部６０ｂ、本体部６０ａの他面に形成された凹部６０ｃから構成される。本体部６０ａにおいては、複数個の板状の耐火物片１１ａ，１１ｂをその平面に平行の方向に配置し、その平面に垂直の方向（上下）に重ねて、上下の耐火物片同士は接合されている。本体部６０ａは、５層の耐火物片層６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆを積層して構成されている。図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、この炉体用パネル６０の耐火物片層６１ｂ、６１ｄ、６１ｆは、薄板状の４枚の耐火物片１１ａをその平面に平行の方向に全体的に矩形をなすように配置して構成されている。この耐火物片層６１ｂ等は、例えば、長さが６００ｍｍ、幅が２５０ｍｍ、厚さが４０ｍｍである。また、図１７（ｃ）、（ｄ）に示すように、炉体用パネル１の耐火物片層６１ｃ，６１ｅは、薄板棒状の耐火物片１１ｂを枠組み状に配置し、その内側に薄板状の耐火物片1１ｃを耐火物片層６１ｃ等の幅方向に長くなるように配置し、この耐火物片１１ｃの両側に薄板状の耐火物片１１ｄを耐火物片層６１ｃ等の長手方向に長くなるように配置して構成されている。この場合に、外側の枠組みとなる耐火物片１１ｂと中央の耐火物片１１ｄとの間に空間（間隙６２）が形成されるように、各耐火物片１１ｂ，１１ｃ、１１ｄの大きさが決められている。耐火物片層６１ｃ，６１ｅの外縁上の大きさは、耐火物片層６１ａ等と同一である。但し、間隙６２は耐火物片層６１ｃ等の中央を避けた位置に、例えば、幅が４５ｍｍ、長さが２２０ｍｍの大きさに形成されている。更に、図１７（ｅ）に示すように、耐火物片層６１ａは、３個の耐火物片１２がその長手方向に連なるように配置されている。また、図１７（ｇ）に示すように、耐火物片層６１ｇも、３個の耐火物片１３がその長手方向に連なるように配置されている。この耐火物片層１３は、耐火物片層１２よりも幅が短く、図１６に示すように、炉体用パネル６０の幅方向に２個の耐火物片１３を辺縁に沿って配置したときに、これらの耐火物片１３間に、別の炉体用パネル６０の耐火物片１２が嵌合する大きさを有している。また、耐火物片１２，１３の厚さは、他の耐火物片１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、１１ｄの厚さの１／２の２０ｍｍとなっている。

このように構成された炉体用パネル６０は、比較的厚い耐火物片１１ａと，耐火物片１１ｂ，１１ｃ、１１ｄとをその表面及び裏面で重ね、ほぼ直方体形状に組み立てられて本体部６０ａとなり、耐火物片１１ａと、耐火物片１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとの表面及び裏面の重ね合わせ面は、モルタルを塗り、焼き付け処理することにより、接合して、接合面（図１中、太線にて示す）となっている。耐火物片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの夫々側面同士は、接合せず、非接合面となっている。そして、非接合面及び被接合面と間隙６２が上下に整合しないように、各耐火物片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの大きさが決められている。また、本体部６０ａの一方の面（上面）の中央には、耐火物片１２が接合されて、凸部６０ｂが形成されている。更に、本体部６０ａの他方の面（下面）の両側縁には、夫々耐火物片１３が接合され、これらの耐火物片１３の相互間の間隙として凹部６０ｃが形成されている。これらの耐火物片層６１ａの耐火物片１２の相互間（図１７（ｅ）参照）及び耐火物片層６１ｇの耐火物片１３の相互間（図１７（ｇ）参照）も非接合面であり、この非接合面が耐火物片層６１ｂ、６１ｆの非接合面と上下に整合しないように、各耐火物片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ，１２，１３の大きさが決められている。これにより、炉体用パネル６０はばらばらになることなく、一体化されたものとなる。なお、耐火物片１３間の凹部６０ｃは、下方に隣接する炉体用パネル６０の凸部６０ｂが嵌合するのに十分な大きさとなっており、例えば、耐火物片１３の厚さが２０ｍｍで凹部６０ｃの深さが２０ｍｍである場合は、耐火物片１２の厚さは２１ｍｍであるというように、凸部６０ｂの厚さの方が凹部６０ｃの深さよりも若干大きくなっている。そして、本体部６０ａと耐火物片１３の全体の厚さが炉体用パネル６０の厚さＷとなる。

図１６に示すように、本実施形態の炉体用パネル６０は、耐火物片層６１ｂと耐火物片層６１ｄと耐火物片層６１ｆとの相互間に、間隙６２を有する耐火物片層６１ｃ、６１ｅを挟んで積層し、その下面の両辺縁に沿う位置に夫々耐火物片層６１ｇを配置し、その上面の中央に耐火物片層６１ａを配置する。そして、上下に隣接する耐火物片同士（耐火物片層の厚さ方向に隣接する耐火物片同士）を接着剤により接合し（図中太線にて示す）、耐火物片の平面に平行の方向に隣接する耐火物片同士は接合せずに、残しておく。つまり、一の耐火物片層においては、耐火物片同士の間は、接合せずにそのまま残しておく。また、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、上層の耐火物片同士が重なる面（接合していない面）と、耐火物片の平面に垂直の方向に重なる下層の耐火物片同士が重なる面又は間隙６２の位置とは、不一致となるように、耐火物片の大きさ等が調節されている。このようにして、各層の耐火物片層は、相互に接合していないので、耐火物片同士が接触するか、又は離隔する状態にあり、各耐火物片１１ａ、１２，１３同士は、第１の間隙で配置され、耐火物片層６１ｃ，６１ｅの耐火物片１１ｂ，１１ｃ、１１ｄの相互間は、間隙６２を形成できるだけの大きな間隔で離隔しており、これらの耐火物片１１ｂ，１１ｃ、１１ｄ同士は、第２の間隙で配置されることになる。この第２の間隙の大きさは第１の間隙よりも大きい。なお、第１の間隙としては、築炉時に、通常、耐火物片を隣り合わせに配置すると隣り合う耐火物片は相互に接触した状態になるが、このように接触した状態も含む。

なお、上記図１６及び図１７に示す炉体用パネル１は、図１８（ａ）の平面図に示すように、凸部６０ｂを構成する３個の耐火物片１２が炉体用パネル６０の長手方向に連続して並んでいる。この炉体用パネルの外観形状はこれに限らず、例えば、図１８（ｂ）の平面図のように、平面視で正方形の耐火物片１２と、長方形の耐火物片１２とを適長間隔をおいて配置したもの（炉体用パネル６４）としても良い。なお、炉体用パネル６４のその他の構造は、炉体用パネル６０と同様である。本実施形態の炉体用パネルも、築炉方法に応じて、適宜の外観形状をとることができる。

本第２実施形態の炉体用パネル６０を使用した築炉方法及び同方法により得られた炉体構造は、第１実施形態の炉体用パネル１０を使用した築炉方法及び炉体構造（図６乃至図１５）と同様である。即ち、本実施形態の炉体用パネル６０，６４は、それらの内部に間隙６２を有しているが、外観の形状は、基本的には、図１に示す炉体用パネル１０及び図２に示す炉体用パネル２０と同様であるので、築炉方法及び得られた炉体構造は、これらの炉体用パネル１０，２０を使用した場合と相違はない。

本実施形態においても、先ず、炉体用パネル６０，６４を製作する。このとき、耐火物片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１２，１３の表面又は裏面にモルタルを塗って焼き付けする接合処理が行われるが、耐火物片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１２，１３の側面は接合せず、ここに非接合面を設けることにより、熱の伝達を非接合面で防止することができ、熱膨張に起因する炉体用パネル６０，６４の割れを防止することができる。更に、本実施形態においては、耐火物片１１ａからなる耐火物片層６１ｂ，６１ｄ、６１ｆと、耐火物片１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからなる耐火物片層６１ｃ、６１ｅとの間に、間隙６２からなる空間が形成されているので、この間隙６２において、熱の伝達を十分に防止することができ、熱膨張に起因する炉体用パネル６０，６４の割れを確実に防止することができる。更に、この間隙６２からなる空間を設けることにより、炉体用パネル６０，６４の質量を軽減することができる。これらの炉体用パネル６０，６４を使用した炉体の築炉作業時には、モルタルの使用及びその焼き付け処理は不要であるので、耐火物の割れ等の問題は生じることがなく、築炉作業性が優れている。

本実施形態においても、長寸の炉体用パネル６０，６４を横（水平）にして、この上に他の炉体用パネル６０，６４を積み上げていくことにより築炉できるので、炉体用パネル６０，６４を積み上げるときの作業性が優れていると共に、この炉体用パネル６０，６４を積み上げる段数を適宜調整することにより、炉体の高さを任意に設定することができる。そして、炉体用パネル６０，６４は間隙６２を有するため、炉体用パネル１０，２０よりも軽量であるので、作業員が築炉する際の作業性を一層向上させることができる。

次に、本発明の他の実施形態に係る炉体用パネルについて説明する。図１９（ａ）はこの他の実施形態に係る炉体用パネル６５を示す平面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図、図１９（ｃ）は正面図である。この炉体用パネル６５の耐火物片１７は平面視で長方形をなす薄板であり、図２０（ａ）〜（ｃ）に示すように、耐火物片層１ａ、１ｃ、１ｅは５枚の耐火物片１７ａがその短辺方向に連ねて配置されたものである。また、耐火物片１８ａは図２０（ｄ）〜（ｆ）に示すように、平面視で幅が狭い長寸の板状をなし、これらの耐火物片１８ａが枠状に配置され、縁辺の部分を除く内側に５個の間隙１９ａが設けられている。そして、これらの耐火物片層１ａ〜１ｅを重ねて相互間の重なり面を接合して、炉体用パネル６５が形成されている。この炉体用パネル６５においては、耐火物片層１ｂ、１ｄに大きな間隙１９ａが設けられており、炉体用パネル６５内に大きな空間が形成されている。本実施形態の炉体用パネル６５も、炉体パネル用パネル６０，７０と同様に、熱伝導を効果的に抑制することができ、また軽量化を図ることができる。

次に、本発明の更に他の実施形態に係る炉体用パネルについて説明する。図２１（ａ）はこの実施形態に係る炉体用パネル６６を示す平面図、図２１（ｂ）は図２１（ａ）の右側面図、図２１（ｃ）は正面図である。この炉体用パネル６６の上層の耐火物片層１ａは、図２２（ａ）〜（ｃ）に示すように、６枚の平面視で長方形の薄板からなる耐火物片１７ｂをその長辺方向及び短辺方向に配置したものである。また、上から２層目の耐火物片層１ｂは図２２（ｄ）〜（ｆ）に示すように、細長い耐火物片１８ｂ、若干幅広の耐火物片１８ｃ及び若干長寸の耐火物片１８ｄが枠状に配置され、耐火物片１８ｃ、１８ｄ間に細幅の耐火物片１８ｅが配置されていて、縁辺の部分を除く内側に６個の間隙１９ｂが設けられている。この炉体用パネル６６においても、耐火物片層１ｂ、１ｄに大きな間隙１９ｂが設けられており、炉体用パネル６６内に大きな空間が形成されている。本実施形態の炉体用パネル６６も、炉体パネル用パネル６０，７０と同様に、熱伝導を効果的に抑制することができ、また軽量化を図ることができる。

これらの炉体用パネル６５，６６は、突起及び凹部を持たず、全体的に平板状をなす。このような平板状の炉体用パネル６５，６６は、図６乃至図８に示す炉体又は図１１乃至図１３に示す炉体の例えば底壁３として使用することができる。

次に、本発明の更に他の実施形態に係る炉体用パネルについて説明する。図２３はこの実施形態の炉体用パネル７０を示す図であり、図２３（ａ）は正面図、図２３（ｂ）は右側面図、図２３（ｃ）は平面図である。この炉体用パネル７０は、本体部７０ａは炉体用パネル１０の本体部１０ａと同様に直方体形状をなし、複数個の平板状の耐火物片１１をその平面に平行の方向に配置し、その厚さ方向に重ねて構成されている。この本体部７０ａも本体部１０ａと同様に、平面に平行な方向に隣接する耐火物片同士は接合せず、厚さ方向に重なる耐火物片同士は接合されている。本実施形態においては、この本体部７０ａの一面に薄厚の耐火物片１２を重ねて接合し、他面に薄厚の耐火物片１３を重ねて接合することにより、夫々第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｃが形成されている。耐火物片１１、１２，１３の側壁の相互間は、接合されておらず、これらの境界は、厚さ方向に隣接する耐火物片の層の相互間で、不一致の位置に設けられている。そして、本実施形態においては、耐火物片１２及び１３は、本体部７０ａの両面における半分の領域に配置されている。即ち、耐火物片１２，１３は、本体部７０ａの平面における幅方向の半分の領域であって、前記平面の長手方向の全域に重なるように配置されている。なお、本実施形態においては、耐火物片１２と耐火物片１３とはいずれも本体部７０ａの幅方向の一方の端縁に沿って配置されている。

次に、この炉体用パネル７０と、炉体用パネル１０，２０を使用した築炉方法及び炉体構造について説明する。図２４はこの炉体構造を示す右側面断面図、図２５は同じくその正面断面図である。本実施形態の築炉方法においては、炉体の側壁２ａ、２ｂ、２ｃは、図６乃至図８に示す方法と同様にして、炉体用パネル１０，２０を使用して構築する。本実施形態においては、この炉体の底壁３及び天井壁４を、炉体用パネル７０を使用して構築する。即ち、底壁３は、炉体用パネル７０の第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｃを下半部にして床面上に載置し、隣接する炉体用パネル７０は第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｂを上半部にして床面上に載置し、第１凸部７０ｂを隣接する炉体用パネル７０の第２凸部７０ｃに係合させて、炉体用パネル７０を配置していく。このようにして、炉体用パネル７０を、第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｃが下半部のもの、第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｃが上半部のもの、第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｃが下半部のものというように配列していき、隣接する炉体用パネル７０の第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｃを係合させることにおり、複数個の炉体用パネル７０が、上下方向については、相互に支持しあうようになり、全体的に平板状を保持する。同様に、天井壁４についても、炉体用パネル７０の第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｃを下半部にして、側壁２の上端面上に架け渡すようにして載置し、隣接する炉体用パネル７０は第１凸部７０ｂ及び第２凸部７０ｂを上半部にして側壁２の上端面上に架け渡すようにして載置し、第１凸部７０ｂを隣接する炉体用パネル７０の第２凸部７０ｃに係合させて、炉体用パネル７０を配置していく。これにより、底壁３と同様に、炉体用パネル７０が相互間で上下方向に支持しあうことにより、平面状を保持して、炉体天井に配置される。本実施形態においては、例えば、天井壁４については、作業員が、炉体用パネル７０を上下関係を交互に逆にして側壁２の上端面上に載置していくだけで、天井壁４を構築できるので、炉体用パネル１０，２０のように、凸部を凹部に嵌合させつつ、側壁２の上端面上に配置していく場合よりも、構築が容易である。従って、本実施形態の炉体用パネル７０は、特に、天井壁４を構築する場合に好適である。

次に，図２６を参照して、本発明の他の実施形態に係る炉体用パネル８０について説明する。本実施形態は、炉体用パネル８０の本体部が５枚の耐火物片１１ａをその幅方向に並べ、２層の耐火物片１１ａの層の間に、４枚の短寸の耐火物片１１ｂ、１１ｂを配置するものである。そして、この中心層の耐火物片層においては、耐火物片１１ｂと耐火物片１１ｂとの間に、間隙８２が形成されている。これにより、本実施形態においても、炉体用パネル６０，７０と同様に、炉体用パネル自体の軽量化と、熱伝達の抑制による割れ防止とを図ることができる。

図２７は本発明の他の実施形態に係る炉体用パネル９０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面図である。図２８（ａ）、（ｂ）に示す５枚の耐火物片１１ａをその幅方向に配置し、図２８（ｅ）、（ｆ）に示す８枚の耐火物片１１ｃを横方向及び縦方向に並べて配置し、これらの耐火物片１１ａと耐火物片１１ｃの各層の間に、図２８（ｃ）、（ｄ）に示す耐火物片１１ｂの層を挟むことにより、本体部が構築されている。この耐火物片１１ｂは、枠とこの枠内に配置された桟とを構成し、これらの枠及び桟との間に間隙９２が形成されている。また、第１凸部及び第２凸部は、夫々、３枚の耐火物片１２，１３を長手方向に配置して構成されている。これにより、本実施形態においても、炉体用パネル６０，７０と同様に、炉体用パネル自体の軽量化と、熱伝達の抑制による割れ防止とを図ることができる。

図２９は本発明の他の実施形態に係る炉体用パネル１００を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面図である。本実施形態が図２７、図２８に示す炉体用パネル９０と相違する点は、図２９（ｂ）及び図３０（ｅ）、（ｆ）に示すように、横に並んだ４枚の耐火物片１１ｃと、同じく横に並んだ４枚の耐火物片１１ｃとが、上下に離隔して配置され、両者の間に、間隙が形成されていることにある。これにより、炉体用パネル１００はその中心部にも間隙が設けられているため、炉体用耐火物の軽量化及び熱伝達の防止が一層図られている。

２，２ａ、２ｂ、２ｃ：側壁
２ｄ，２ｅ：開口部枠
３：底壁
４：天井壁
５：開口部
１０，２０，３０，４０，５０，６０，６４，６５，６６，７０，８０，９０，１００：炉体用パネル
１１，１２，１３：耐火物片
１０ａ、２０ａ、６０ａ，７０ａ：本体部
１０ｂ、２０ｂ、６０ｂ：凸部
１０ｃ、２０ｃ、６０ｃ：凹部
７０ａ：本体部
７０ｂ：第１凸部
７０ｃ：第２凸部

Claims (15)

1. 複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
   複数個の前記耐火物片の全体から構成される全体形状は、直方体形状をなす本体部と、この本体部の前記平面に平行な面の中央から突出する凸部と、前記本体部における前記凸部が形成された面の反対側の面に前記凸部に対応して形成された凹部とを、有するものであり、
   一の炉体用パネルの前記凸部を他の炉体用パネルの前記凹部に嵌合して、複数個の炉体用パネルが重ね合わされる用途に使用されることを特徴とする炉体用パネル。
2. 複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
   前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界は、その少なくとも一部が前記耐火物片同士の接触を含む小さい第１間隙であり、他部が前記第１間隙よりも大きな第２間隙であり、
   複数個の前記耐火物片の全体から構成される全体形状は、直方体形状をなす本体部と、この本体部の前記平面に平行な面の中央から突出する凸部と、前記本体部における前記凸部が形成された面の反対側の面に前記凸部に対応して形成された凹部とを、有するものであり、
   一の炉体用パネルの前記凸部を他の炉体用パネルの前記凹部に嵌合して、複数個の炉体用パネルが重ね合わされる用途に使用されることを特徴とする炉体用パネル。
3. 複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
   複数個の前記耐火物片の全体から構成される全体形状は、直方体形状をなす本体部と、この本体部の前記平面に平行な面の半分の領域から突出する第１凸部と、前記本体部における前記第１凸部が形成された面の反対側の面の半分の領域から突出する第２凸部とを、有するものであり、
   一の炉体用パネルの前記第１凸部を他の炉体用パネルの前記第１凸部又は前記第２凸部に係合させて、複数個の炉体用パネルが重ね合わされる用途に使用されることを特徴とする炉体用パネル。
4. 複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
   前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界は、その少なくとも一部が前記耐火物片同士の接触を含む小さい第１間隙であり、他部が前記第１間隙よりも大きな第２間隙であり、
   複数個の前記耐火物片の全体から構成される全体形状は、直方体形状をなす本体部と、この本体部の前記平面に平行な面の半分の領域から突出する第１凸部と、前記本体部における前記第１凸部が形成された面の反対側の面の半分の領域から突出する第２凸部とを、有するものであり、
   一の炉体用パネルの前記第１凸部を他の炉体用パネルの前記第１凸部又は前記第２凸部に係合させて、複数個の炉体用パネルが重ね合わされる用途に使用されることを特徴とする炉体用パネル。
5. 前記耐火物片は、前記平面に平行な方向に配置されたものが耐火物片層を構成し、この耐火物片層が複数層重ねられて前記炉体用パネルが構成されており、
   前記第２間隙は、前記耐火物片層の１層おきに設けられていることを特徴とする請求項２又は４に記載の炉体用パネル。
6. 複数個の板状の耐火物片を、その平面に平行な方向に配置すると共に前記平面に垂直な方向に重ね、前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界が、前記平面に垂直な方向に隣接する耐火物片同士の前記境界とは不一致になるように配置し、前記平面に平行な面同士は接合し、前記平面に平行な方向に隣接する前記耐火物片同士は接合しないことにより、組み立てられた炉体用パネルであって、
   前記平面に平行な方向に隣接する耐火物片の境界は、その少なくとも一部が前記耐火物片同士の接触を含む小さい第１間隙であり、他部が前記第１間隙よりも大きな第２間隙であることを特徴とする炉体用パネル。
7. 前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の炉体用パネルを複数個使用して構築され、
   前記炉体用パネルが前記凸部及び前記凹部を有する場合は、一の炉体用パネルの前記凸部を他の炉体用パネルの前記凹部に嵌合して前記複数個の炉体用パネルを重ね合わせ、又は前記炉体用パネルが前記第１凸部及び前記第２凸部を有する場合は、一の炉体用パネルの前記第１凸部を他の炉体用パネルの前記第１凸部若しくは第２凸部に係合させて前記複数個の炉体用パネルを重ね合わせることにより、炉体の側壁，底壁及び天井壁の少なくともいずれかが構築されていることを特徴とする炉体構造。
8. 前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の高さ方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを積み上げて、炉体の前記側壁が構築されていることを特徴とする請求項７に記載の炉体構造。
9. 前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の奥行き方向又は幅方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを炉体の奥行き方向又は幅方向に重ねて、炉体の前記側壁が構築されていることを特徴とする請求項７に記載の炉体構造。
10. 前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の奥行き方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを炉体の奥行き方向に重ねて、炉体の前記底壁及び前記天井壁が構築されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の炉体構造。
11. 前記天井壁を構成する前記炉体用パネルは、その本体部の中心に、補強用心棒が挿入されていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の炉体構造。
12. 前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の炉体用パネルを複数個用意し、前記炉体用パネルが前記凸部及び前記凹部を有する場合は、一の炉体用パネルの前記凸部を他の炉体用パネルの前記凹部に嵌合して前記複数個の炉体用パネルを重ね合わせ、又は前記炉体用パネルが前記第１凸部及び前記第２凸部を有する場合は、一の炉体用パネルの前記第１凸部を他の炉体用パネルの前記第１凸部若しくは第２凸部に係合させて前記複数個の炉体用パネルを重ね合わせることにより、炉体の側壁、底壁及び天井壁の少なくともいずれかを構築することを特徴とする築炉方法。
13. 前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の高さ方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを積み上げて、炉体の前記側壁を構築することを特徴とする請求項１２に記載の築炉方法。
14. 前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の奥行き方向又は幅方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを炉体の奥行き方向又は幅方向に重ねて、炉体の前記側壁を構築することを特徴とする請求項１２に記載の築炉方法。
15. 前記炉体用パネルの前記凸部及び前記凹部又は前記第１凸部及び第２凸部を炉体の奥行き方向に向けて前記炉体用パネルを配置し、この状態で、複数個の炉体用パネルを炉体の奥行き方向に重ねて、炉体の前記底壁及び前記天井壁を構築することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の築炉方法。

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