不定形耐火物构造体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不定形耐火物构造体。
[0002]本申请基于2013年I月29日在日本申请的特愿2013 — 014504号并主张其优先权，将其内容援用于本申请中。
【背景技术】
[0003]在炼铁厂等中，对于在高温下使用的各种工业炉、设备，根据使用环境和所需要的功能，施工有耐火砖、不定形耐火物、陶瓷纤维等各种耐火物。近年来，在这些耐火物中，由于施工、形状的自由度、品质的高性能化，不定形耐火物(可铸耐火材料、塑料等)的使用率增大。
[0004]在不定形耐火物的内部，通常埋设有被称为锚固件(anchor)或者钉柱(stud)的被加工成L形、V形、Y形等的金属制支撑材。该金属制支撑材的端部固定于不定形耐火物的支撑体即铁皮、管。该金属制支撑材发挥下述作用:防止不定形耐火物从铁皮、管等支撑体上剥离或者脱落，或者抑制在不定形耐火物上产生的裂纹的伸展。
[0005]具体地说，如图16所示那样，以往的不定形耐火物构造体具备:支撑体I ;通过焊接等相对于该支撑体I固定的金属制的钉柱、锚固件等金属制支撑材2 ;以及不定形耐火物3。
[0006]对支撑体I进行覆盖的不定形耐火物3具有单层构造或者多层构造。除了不定形耐火物3以外，还有时同时采用陶瓷纤维、绝热板、绝热片等定形耐火物。支撑体I是将金属制、陶瓷制的部件组合而得到的构造物，为炉壳、管、梁、柱等。例如，作为炼钢工序所使用的支撑体1，能够列举加热炉的炉壳、滑道的水冷管、二次精炼的浸渍管、或者气体吹入用的喷枪等。
[0007]在金属制支撑材2通过焊接等以一定间隔固定于支撑体I之后，向设置在支撑体I周围的任意形状的模框流入膏状的不定形耐火物的原料。然后，经由养护以及干燥等精加工工序，得到图16所示那样的不定形耐火物构造体。
[0008]在上述那样的一般的不定形耐火物构造体中，在暴露于高温的不定形耐火物的运转面附近存在金属制支撑材。金属制支撑材的热膨胀系数大于不定形耐火物。因此，由于金属制支撑材与不定形耐火物之间的热膨胀差的原因，不定形耐火物上会产生裂纹。此外，经由热传导率较高的金属制支撑材，热向炉壳铁皮、水冷管等散出，产生较大的热损失。此夕卜，在金属制支撑材在氧化气氛下长期使用的情况下，金属制支撑材的强度由于因氧化而降低。作为其结果，不定形耐火物的保持力降低，特别是还存在不定形耐火物从金属制支撑材的前端剥离这种问题。
[0009]在工业炉的不定形耐火物的施工中，根据炉的大小、构造的不同而存在不同，要使用数千至数万甚至数十万个金属制支撑材。在高温下运转后的不定形耐火物中，较多地存在从设置有金属制支撑材的位置起产生的裂纹。由于这些裂纹伸展、并分别相连，因而不定形耐火物剥离以及脱落的可能性变高。因此，裂纹的产生量是决定不定形耐火物构造体的寿命的重要因素之一。
[0010]以往，作为上述问题的对策，一般采用的方法为:为了确保金属制支撑材的膨胀量，在金属制支撑材的表面上形成了树脂皮膜、或者卷绕了聚氯乙烯带之后，将金属制支撑材埋设于不定形耐火物中。根据该方法，由于升温而使上述树脂皮膜或聚氯乙烯带烧尽，由此在埋设于不定形体耐火物的金属制支撑材的周围形成空间(即膨胀量)。
[0011]然而，对于这样的在金属制支撑材的表面上形成树脂皮膜、或卷绕聚氯乙烯带的对策，不但花费时间劳力以及成本，而且难以充分抑制裂纹的产生。
[0012]因此，以往提出了代替金属制支撑材而将由无机质纤维形成的耐热纤维绳用作支撑材的技术(参照下述专利文献I?3)。在专利文献I以及2中公开了一种通过由陶瓷纤维形成的耐热陶瓷绳对不定形耐火物进行支撑的技术。此外，在专利文献3中公开了一种将由玻璃棉、岩棉、矿渣棉、石棉、陶瓷纤维、氧化铝纤维或碳纤维等无机质纤维形成的绳(支撑绳索)用作支撑材的技术。
[0013]无机质纤维与不定形耐火物同样由无机质材料形成，热膨胀系数较低并且弹性模量也较低。因此，在将耐热纤维绳作为支撑材而埋设在不定形耐火物的内部的情况下，不定形耐火物与耐热纤维绳之间的热膨胀差较小，因此在不定形耐火物上难以产生裂纹。
[0014]一般金属制支撑材所使用的SUS钢、耐热铸钢的热传导率为15?50W/mK左右，例如氧化铝纤维的热传导率为0.1?0.2ff/mK左右。因此，热难以经由耐热纤维绳向炉壳铁皮、水冷管等传递，能够降低热损失。
[0015]此外，例如陶瓷纤维主要由Al203、Si02这种氧化物构成。因此，即使将由陶瓷纤维形成的耐热纤维绳在高温氧化气氛下长期使用，也与金属制支撑材不同，不会产生由氧化导致的劣化。
[0016]现有技术文献
[0017]专利文献
[0018]专利文献1:日本特开平09 - 143535号公报
[0019]专利文献2:日本特开2005 - 42967号公报
[0020]专利文献3:日本实开平07 - 32493号公报
【发明内容】
[0021]发明要解决的课题
[0022]如上述那样，通过代替金属制支撑材而将由无机质纤维形成的耐热纤维绳用作支撑材，能够解决由于使用金属制支撑材而产生的绝大多数的问题。然而，根据本申请发明人的验证的结果，判明了:依存于不定形耐火物内部的耐热纤维绳的状态，不定形耐火物的支撑力(将不定形耐火物固定于支撑体的力)变动。
[0023]S卩，由于不定形耐火物内部的耐热纤维绳的状态的不同，不能够充分得到不定形耐火物的支撑力，有不定形耐火物从支撑体脱落的可能性。然而，在上述现有技术中，并不是着眼于不定形耐火物的支撑力而提出不定形耐火物内部的最佳的耐热纤维绳的状态。
[0024]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，解决由于将由无机质纤维形成的耐热纤维绳作为用于对不定形耐火物进行支撑的支撑材使用而产生的问题(不定形耐火物的支撑力降低)。
[0025]用于解决课题的手段
[0026]本发明为了解决上述课题而实现相关目的，采用以下那样的手段。
[0027](I)本发明的一个方案的不定形耐火物构造体具备:不定形耐火物；支撑体，对上述不定形耐火物进行支撑；以及耐热纤维制支撑材，在与设置于上述支撑体的支撑面连接的状态下，埋设于上述不定形耐火物的内部，上述耐热纤维制支撑材具有由无机质纤维形成且沿着与上述支撑面正交的X轴方向延伸的耐热纤维绳，上述耐热纤维绳的上述X轴方向的长度LI与上述不定形耐火物的上述X轴方向的长度L2之比L1/L2为0.35以上0.95以下。
[0028]在此，“沿着X轴方向延伸”这一记载包含下述含义:耐热纤维绳不仅以与X轴方向平行的方式延伸，只要满足L1/L2为0.35以上0.95以下这一条件，则也容许耐热纤维绳在从X轴方向倾斜规定角度的状态下延伸。
[0029](2)在上述(I)记载的不定形耐火物构造体中，上述耐热纤维绳也可以通过由Al2O3^ S12, Al2O3- S1 2、Al2O3- S1 2— B2O3中的I种或者2种以上的材质构成的无机质纤维来形成。
[0030](3)在上述(I)记载的不定形耐火物构造体中，上述耐热纤维绳也可以通过固化剂来固化。
[0031](4)在上述(I)记载的不定形耐火物构造体中，上述耐热纤维绳也可以经由设置于上述支撑面的锚固件与上述支撑体连接。
[0032](5)在上述(I)记载的不定形耐火物构造体中，也可以为:上述耐热纤维制支撑材还具有将上述耐热纤维绳与上述支撑体连接的连接部件，上述连接部件固定于上述支撑体的上述支撑面。
[0033](6)在上述(5)记载的不定形耐火物构造体中，也可以为:上述连接部件为中空筒状的金属环，上述耐热纤维绳插入及固定在上述金属环的内部，上述不定形耐火物的负载对上述耐热纤维绳进行作用的方向与上述耐热纤维绳从上述金属环中拉拔的方向为相同方向。
[0034](7)在上述(5)记载的不定形耐火物构造体中，也可以为:上述连接部件为中空筒状的金属环，上述耐热纤维绳插入及固定在上述金属环的内部，上述不定形耐火物的负载对上述耐热纤维绳进行作用的方向与上述耐热纤维绳从上述金属环中拉拔的方向为不同方向。
[0035](8)在上述(I)记载的不定形耐火物构造体中，上述耐热纤维绳也可以具有I个或者2个以上的环状部。
[0036](9)在上述(I)记载的不定形耐火物构造体中，上述耐热纤维绳也可以具有I个或者2个以上的扭结。
[0037](10)在上述(I)记载的不定形耐火物构造体中，也可以为:上述不定形耐火物沿着上述X轴方向被分割为多个层，上述耐热纤维绳相对于上述不定形耐火物的各层分别具有各一个环状部。
[0038]发明的效果
[0039]在上述方案中，耐热纤维绳的X轴方向(与支撑体的支撑面正交的方向，换言之为不定形耐火物的负载进行作用的方向)的长度LI与不定形耐火物的X轴方向的长度L2之比L1/L2为0.35以上0.95以下。
[0040]通过以满足上述那样的条件的方式对不定形耐火物内部的耐热纤维绳的状态进行保持，由此能够得到需要的不定形耐火物的支撑力，作为其结果，能够防止不定形耐火物从支撑体脱落。
【附图说明】
[0041]图1A是本发明的一个实施方式的不定形耐火物构造体的平面图。
[0042]图1B是本发明的一个实施方式的不定形耐火物构造体的侧视图。
[0043]图2A是表示耐热纤维绳的X轴方向的长度LI与不定形耐火物的X轴方向的长度L2之比L1/L2为0.35以上0.95以下的情况的图。
[0044]图2B是表示耐热纤维绳的X轴方向的长度LI与不定形耐火物的X轴方向的长度L2之比L1/L2小于0.35的情况的图。
[0045]图3是表示耐热纤维制支撑材的扭结部的图。
[0046]图4是表示由耐热纤维绳和金属环构成的耐热纤维制支撑材的图。
[0047]图5是表示由耐热纤维绳和金属环构成的耐热纤维制支