(57)【要約】【課題】  圧縮荷重によって生ずる塩基性れんがの亀裂を防止するための目地用鉄板。また、圧縮荷重によって生ずる塩基性れんがの亀裂を防止するための方法。【解決手段】  窯炉の壁を構築する塩基性れんがに適用する目地用鉄板であって、その厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、前記目地用鉄板の炉内端部が炉内壁面から間隙の長さを離して設置され、前記間隙の長さが０ｍｍ〜３０ｍｍであることによって、炉内雰囲気中にＳＯＸが含まれる場合に前記鉄板とＳＯＸが反応してＦｅＳを生成する塩基性れんがの損傷原因を解決・軽減することを特徴とする前記目地用鉄板。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窯炉の壁を構築する塩基性れんがに適用する目地用鉄板であって、その厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、前記目地用鉄板の炉内端部が炉内壁面から間隙の長さを離して設置され、前記間隙の長さが０ｍｍ〜３０ｍｍであることによって、炉内雰囲気中にＳＯＸが含まれる場合に前記鉄板とＳＯＸが反応してＦｅＳを生成する塩基性れんがの損傷原因を解決・軽減することを特徴とする前記目地用鉄板。
【請求項２】
窯炉の壁を構築する塩基性れんがの損傷を防止する方法であって、
塩基性れんがに目地用鉄板を適用し、その際、前記目地用鉄板の厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることによって、炉内雰囲気中にＳＯＸが含まれる場合に前記鉄板とＳＯＸが反応してＦｅＳを生成する塩基性れんがの損傷原因を解決・軽減することを特徴とする、前記方法。
【請求項３】
窯炉の壁を構築する塩基性れんがの損傷を防止する方法であって、
塩基性れんがに目地用鉄板を適用し、その際、前記目地用鉄板の厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、前記目地用鉄板の炉内端部が炉内壁面から間隙の長さを離して設置され、前記間隙の長さが０ｍｍ〜１００ｍｍであることによって、炉内雰囲気中にＳＯＸが含まれる場合に前記鉄板とＳＯＸが反応してＦｅＳを生成する塩基性れんがの損傷原因を解決・軽減することを特徴とする、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は耐火材料であるＭｇＯを主構成鉱物とする塩基性れんがにより窯炉の壁を構築する際に、その目地材料として使用される鉄板に関する。また、この発明は、塩基性れんがの損傷を防止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塩基性れんがの目地には従来より鉄板が多く使用されている。その理由は鉄板が酸化した後、塩基性れんがの主構成鉱物であるＭｇＯと反応し、ＭｇＯ−Ｆｅ２Ｏ３を生成して強固なれんがの一体構造を形成する効果を有することによる。
【０００３】
従来より使用されるこれらの鉄板は１．０ｍｍ以上、一般には１．６ｍｍの厚さのものが使用されている。その厚みが選定された経緯は（これは鋼板の標準厚さのものから選択されたことが推定される以外は）明らかでない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような厚さの鉄板を使用した場合の問題点は窯炉の稼動中、その炉内雰囲気中にＳＯｘが含まれる場合、鉄板とＳＯｘが反応してＦｅＳを生成し、溶失する現象が起きる。その場合、炉内から外壁にむけて温度の傾きがあるから、鉄板はある深さまで、現実に観察されるのは最大およそ１００ｍｍまで溶失することになる。このような場合、れんが間に作用している力によって残った目地の端部よりれんが内に亀裂が発生し、れんがの損傷を促す。すなわち目地鉄板はれんがの一体構造を構築する優れた機能と共に、れんがの損傷を促す原因にもなっている。
【０００５】
このような問題点を改善する手段として、塩基性れんが間に何も使用しない空目地やマグネシアを主原料としてなるモルタルを使用する例もある。しかし、これらは塩基性れんがの一体構造を造る機能はない、もしくはその機能があっても小さく、ロータリーキルンにような動炉に使用した場合には、れんがの配列が乱れて、れんが相互に作用する力によって塩基性れんがの損傷を助長したり、炉壁が崩壊するなどの問題を生じる可能性が大きくなる欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
塩基性れんが相互の一体構造を構築する手段として、鉄板に勝る材料は見つからず、鉄板を使用する従来と同じ手段の中で、鉄板の厚さを変えることによって塩基性れんがの損傷原因となる問題点を解決もしくは軽減する。即ち、本発明は、その厚さが０．１ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下である鉄板を塩基性れんがの目地材料として使用することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、本発明は、窯炉の壁を構築する塩基性れんがに適用する目地用鉄板であって、その厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、前記目地用鉄板の炉内端部が炉内壁面から間隙の長さを離して設置され、前記間隙の長さが０ｍｍ〜３０ｍｍであることによって、炉内雰囲気中にＳＯＸが含まれる場合に前記鉄板とＳＯＸが反応してＦｅＳを生成する塩基性れんがの損傷原因を解決・軽減することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、窯炉の壁を構築する塩基性れんがの損傷を防止する方法であって、
塩基性れんがに目地用鉄板を適用し、その際、前記目地用鉄板の厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることによって、炉内雰囲気中にＳＯＸが含まれる場合に前記鉄板とＳＯＸが反応してＦｅＳを生成する塩基性れんがの損傷原因を解決・軽減することを特徴とする。
【０００９】
更に、本発明は、窯炉の壁を構築する塩基性れんがの損傷を防止する方法であって、
塩基性れんがに目地用鉄板を適用し、その際、前記目地用鉄板の厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、前記目地用鉄板の炉内端部が炉内壁面から間隙の長さを離して設置され、前記間隙の長さが０ｍｍ〜１００ｍｍであることによって、炉内雰囲気中にＳＯＸが含まれる場合に前記鉄板とＳＯＸが反応してＦｅＳを生成する塩基性れんがの損傷原因を解決・軽減することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
塩基性れんがが目地鉄板と共に使用される例はセメント用を中心にするロータリーキルンに内張りされる場合のほとんどにおいて行われている。塩基性れんがの損傷は被焼成物との間の化学的反応が関与する場合と物理的要因、すなわち応力の作用による場合があり、それらが組み合わされて損傷が進行する。本発明は応力の作用による損傷原因の一要因を取り除く働きを持ち、塩基性れんがの損耗速度を小さくして寿命を向上することができる。すなわち製造目的の製品コストの低下に寄与する。その経済的効果は多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
研究の結果、れんが間に作用する圧縮力によって目地鉄板の端部から塩基性れんがに亀裂が発生するに至る圧縮力の大きさは、鉄板の厚さが小さくなるほど大きくなる、すなわち亀裂が生じにくくなる関係があることが分かった。
【００１２】
また塩基性れんがの端部から目地鉄板までの距離を大きくし、目地鉄板によって生じる空間が拡大するほど塩基性れんがに亀裂を生じさせるのに必要な圧縮応力は小さくなる傾向があることが分かった。これは圧縮応力の作用する端部に生じる引っ張り応力は、目地鉄板が塩基性れんがの端部より奥部に移動するにつれて大きくなることによると考えられるが、その変化の大きさは鉄板が厚くなるほど大きく、例えば０．２ｍｍの厚さの鉄板の場合は塩基性れんがと鉄板の位置との相関は現れず、亀裂の生じる時の圧縮荷重の大きさは一定であった。おそらく塩基性れんがの持つ弾性が０．２ｍｍの空隙を吸収することによるものと考えられる。
【００１３】
以上の傾向は塩基性れんがの種類を変えても変わらなかった。
以上の研究成果に基づき評価すると鉄板の厚さが０．４ｍｍ以下において塩基性れんが端と鉄板までの距離を大きくしても塩基性れんがに亀裂が生じる時の圧縮荷重の大きさにおいて、従来から一般的に使用されている１．６ｍｍの鉄板に対比して優位性のある改善を認めた。また０．６ｍｍの鉄板の厚さの場合は、塩基性れんが端から鉄板までの距離が比較的小さい場合は１．６ｍｍの鉄板に対して優位性を認めたが、距離が大きくなった場合には十分な優位性は認めなかった。したがって本発明の鉄板の厚さの上限を０．４ｍｍに制限した。
【００１４】
市販されている鉄板の厚さは０．１ｍｍ以下の物もあるが、０．１ｍｍより薄い場合には平坦な板状を維持しにくく、また目的の形状に切り出すためのコストも高くなり、目地用鉄板としての適性が失われる。したがって本発明の鉄板の厚さの下限は０．１ｍｍである。
【００１５】
なお０．１ｍｍの鉄板を目地鉄板とし、塩基性れんが片の間に設置し電気炉によって１３００℃まで加熱したところ、塩基性れんがは目地鉄板によって強固に結合し、目地鉄板本来の機能を満足することが確認された。
【００１６】
本発明を図１に基づいて説明すると、厚さ０．１ｍｍ−０．４ｍｍの目地用鉄板１が塩基性れんが２、３の間に挿入される。その際には、目地用鉄板の炉内端部は炉内壁面から間隙の長さ４を離して設置される。そして、これに圧縮荷重５がこの塩基性れんがの上下方向（矢印方向）から加えられ、この塩基性れんがに亀裂が発生したかどうかが亀裂観察面６を観察することによって検知される。
【実施例】
【００１７】
実際にセメント焼成用ロータリーキルンに使用されているマグネシア−スビネルれんがと超高温焼成マグネシア−クロムれんがについて目地鉄板の厚さおよび隙間の長さと亀裂が発生するまでの圧縮加重の大きさの関係について調査した。
【００１８】
オリジナルのれんがの形状はロータリーキルンに設置されるために２３０ｍｍ×２００ｍｍ×（１００〜９１）ｍｍのくさび形をしている。これを圧縮試験機で亀裂を観察できる加重範囲に納めるために２３０ｍｍ×４５ｍｍ×（１００〜９１）ｍｍの大きさに切断加工し、評価試料とした。
【００１９】
表１はマグネシア−スビネルれんがについて調査したデータである。ここで隙間の長さが３０ｍｍと５０ｍｍの場合には目地鉄板の厚さと亀裂を発生させるときの加重の大きさはほぼ直線的に変化することが示された。
【００２０】
隙間の長さが１００ｍｍの場合は目地鉄板の厚さが０．６ｍｍ以上の場合に著しく小さな値を示し、０．４ｍｍ以下で大きく改善されることが明らかである。
表２は超高温焼成マグネシア−クロムれんがについて調査したデータである。亀裂を発生させる加重の大きさは変化するが、その値と目地鉄板の厚さおよび隙間の長さとの関係は基本的にマグネシア−スビネルれんがと同じであり、０．２ｍｍの目地鉄板は隙間の大きさにかかわらず亀裂発生までの加重は高い値に維持できる。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の目地用鉄板を塩基性れんがの間に置き、これに上下方向から圧縮荷重を加えた場合を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      目地用鉄板
２，３  塩基性れんが
４      間隙の長さ
５      圧縮荷重
６      亀裂観察面
【図１】
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