(57)【要約】【課題】  固定部材の片面側に耐火物を設けると共に、この耐火物の内部に基部から枝分かれ状になった分岐部を有するスタッド部材を設けた場合に、熱によるスタッド部材の変形や耐火物構造体の振動等によって、耐火物が破損したりするのを適切に防止する。【解決手段】  耐火材料で構成された耐火物12が固定部材15の片面側に設けられると共に、耐火物の内部に、基部21から枝分かれ状になった分岐部22を有するスタッド部材20を設けるにあたり、スタッド部材における少なくとも分岐部の外周側を覆うようにして耐熱性ファイバー材23が設けられたスタッド部材を用い、このスタッド部材の基部側を固定部材に取り付けるようにして、分岐部を耐火物の内部に向かうように設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火材料で構成された耐火物が固定部材の片面側に設けられると共に、前記の耐火物の内部に、基部から枝分かれ状になった分岐部を有するスタッド部材が設けられた耐火物構造体において、前記のスタッド部材における少なくとも分岐部の外周側を覆うようにして耐熱性ファイバー材が設けられたスタッド部材を用い、このスタッド部材の基部側を前記の固定部材に取り付けるようにして、前記の分岐部を耐火物の内部に向かうように設けたことを特徴とする耐火物構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の耐火物構造体において、前記のスタッド部材における分岐部の先端部が、前記の固定部材から離れる方向に向かって前記の耐火物の内部に設けられていることを特徴とする耐火物構造体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の耐火物構造体において、前記のスタッド部材に設ける耐熱性ファイバー材の厚みが、前記の分岐部の先端においてそれ以外の部分よりも厚くなっていることを特徴とする耐火物構造体。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の耐火物構造体は、連続加熱炉のウォーキングビームにおける冷却水を通過させる金属パイプからなる固定部材の外周に、耐火材料で構成された耐火物が設けられたスキッドビームであることを特徴とする耐火物構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火材料で構成された耐火物が固定部材の片面側に設けられた耐火物構造体に関するものである。特に、固定部材の片面側に耐火材料で構成された耐火物を設けて固定部材を保護するようにした耐火物構造体において、固定部材の片面側に耐火物が適切に取り付けられるようにするため、基部から枝分かれ状になった分岐部を有するスタッド部材を耐火物の内部に設けた場合において、熱によるスタッド部材の変形や耐火物構造体の振動等によって、耐火物が破損したりするのを適切に防止できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属製の固定部材の片面側にキャスタブル（不定形断熱材）のようなコンクリート状の耐火材料で構成された耐火物を設けて固定部材を保護するようにした耐火物構造体として、加熱炉等の各種の炉壁や、連続加熱炉に設けるウォーキングビームにおけるスキッドビームやポスト（支柱）等が知られている。
【０００３】
また、このような耐火物構造体においては、固定部材の片面側に耐火物が適切に取り付けられるようにするため、基部から枝分かれ状になった分岐部を有する金属製のスタッド部材を耐火物の内部に設けることが行われている。
【０００４】
ここで言う「基部」とは、枝分かれした点から固定部材側に延びた棒状の部材を示し、「分岐部」とは、枝分かれした点から固定部材と反対側に延びた棒状の部材を示す。
【０００５】
そして、このように基部から枝分かれ状になった分岐部を有するスタッド部材を耐火物の内部に設けるにあたっては、スタッド部材における基部側を前記の固定部材に取り付けるようにして、前記のスタッド部材における分岐部を高温側の耐火物の内部に向けて設けるようにしている。
【０００６】
ここで、このようにして金属製のスタッド部材をコンクリート状の耐火物の内部に設けた場合、耐火物と固定部材やスタッド部材との熱膨張の差などによって、生じる力によって耐火物が破損するという問題があった。
【０００７】
そして、従来においては、特許文献１、２に示されるように、スタッド部材の外周に紙やパラフィン等の緩衝層を設け、この緩衝層によって耐火物とスタッド部材との熱膨張の差によって生じる力を緩和させて、耐火物が破損するのを防止するようにしたものが提案されている。
【０００８】
また、従来においては、特許文献３に示されるように、スタッド部材における基部側を固定部材に取り付けるにあたり、スタッド部材を固定部材に直接固定せずに、ワイヤー等の可撓性を有する緩衝部材を介してスタッド部材を固定部材に取り付けるようにし、耐火物と固定部材との間の熱膨張の差や、スタッド部材自体の熱膨張を、この緩衝部材により吸収させて、耐火物が破損するのを防止するようにしたものが提案されている。
【０００９】
しかし、特許文献１、２に示されるように、スタッド部材の外周に紙やパラフィン等の緩衝層を設けた場合、紙やパラフィン等の緩衝層が加熱時における耐火物の温度上昇により消失（炭化、減量）して、スタッド部材と耐火物との間に空間が生じ、前記の緩衝層の厚みが薄くて、この空間が小さいと、耐火物とスタッド部材との熱膨張の差によって生じる力を緩和させることができなくなって、耐火物が破損するのを十分に防止することができなくなるという問題があった。
【００１０】
一方、前記の緩衝層の厚みを厚くした場合、前記のように紙やパラフィン等の緩衝層が加熱時における耐火物の温度上昇によって消失することにより、スタッド部材と耐火物との間に生じる空間が大きくなり、加熱炉の稼働時における振動や、例えば、特許文献４に示されるように、冷却水を通過させる金属パイプからなる固定部材の外周に、耐火材料で構成された耐火物が設けられたスキッドビームの場合には、スキッドビームの駆動時における振動により、スタッド部材や耐火物が空間部分で振動して、スタッド部材が耐火物に衝突して、耐火物が破損するという問題があった。
【００１１】
また、特許文献３に示されるように、スタッド部材における基部側を固定部材に取り付けるにあたり、ワイヤー等の緩衝部材を介してスタッド部材を固定部材に取り付ける場合には、スタッド部材を固定部材に取り付ける作業が非常に面倒になり、数多くのスタッド部材を固定部材に取り付ける場合、取付作業に多くの時間とコストが必要になるという問題があった。また、このように紙やパラフィン等の緩衝層緩衝材を介してスタッド部材を固定部材に取り付けた場合においても、前記のように熱によるスタッド部材の変形や耐火物構造体の振動等によって、スタッド部材が耐火物を圧迫したり、衝突して、耐火物が破損するという問題が依然として存在した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５８−１９６８５号公報
【特許文献２】実開昭６０−１８９０００号公報
【特許文献３】実開昭６２−１９５９９号公報
【特許文献４】実開昭５５−１６４３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、固定部材の片面側に耐火材料で構成された耐火物を設けて、固定部材を保護するようにした耐火物構造体において、固定部材の片面側に耐火物が適切に取り付けられるようにするため、基部から枝分かれ状になった分岐部を有するスタッド部材を耐火物の内部に設けた場合における前記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１４】
すなわち、本発明においては、前記のような耐火物構造体において、熱によるスタッド部材の変形や耐火物構造体の振動等によって、耐火物が破損したりするのを適切に防止できるようにした点に特徴を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る耐火物構造体においては、前記のような課題を解決するため、耐火材料で構成された耐火物が固定部材の片面側に設けられると共に、前記の耐火物の内部に、基部から枝分かれ状になった分岐部を有するスタッド部材が設けられた耐火物構造体において、前記のスタッド部材における少なくとも分岐部の外周側を覆うようにして耐熱性ファイバー材が設けられたスタッド部材を用い、このスタッド部材の基部側を前記の固定部材に取り付けるようにして、前記の分岐部を耐火物の内部に向かうように設けた。
【００１６】
このように、スタッド部材における少なくとも分岐部の外周側を覆うようにして耐熱性ファイバー材を設けると、紙やパラフィン等の緩衝層を設けた従来の場合のように、耐熱性ファイバー材が、加熱時における耐火物の緩衝層のように温度上昇により消失して空間が発生するということがなく、クッション性が維持できる。それによって耐火物とスタッド部材との熱膨張の差によって生じる力が、前記の耐熱性ファイバー材によって十分に緩和されるようになると共に、スタッド部材と耐火物との間に生じる空間部分において、スタッド部材や耐火物が振動するということもなくなる。
【００１７】
ここで、少なくとも分岐部の外周側を覆うようにして耐熱性ファイバー材が設けられたスタッド部材を、前記のようにその基部側を固定部材に取り付けるようにして、分岐部を耐火物の内部に向かうように設けるにあたっては、前記のスタッド部材における分岐部の先端部が、前記の固定部材から離れる方向に向かうようにして耐火物の内部に設けるようにする。このようにスタッド部材の分岐部の先端部が、固定部材から離れるようにして耐火物の内部に設けると、このスタッド部材を通して固定部材と反対側における高温側の耐火物の熱が、スタッド部材を通して固定部材に伝わるのが抑制される。
【００１８】
また、前記のようにスタッド部材における少なくとも分岐部の外周側を覆うようにして耐熱性ファイバー材を設けるにあたっては、耐熱性ファイバー材の厚みが、前記の分岐部の先端においてそれ以外の部分よりも厚くなるようにすることが好ましい。このようにすると、スタッド部材を通して固定部材と反対側における高温側の耐火物の熱が、スタッド部材を通して固定部材に伝わるのが一層抑制されるようになる。
【００１９】
また、スタッド部材において最も熱延びが大きく現われる先端部に対し、クッション性を大きくすることで耐火物への圧迫が一層緩和される。
【００２０】
また、先端部で熱延びが生じても空間を発生させずに、クッション性を維持できる。
【００２１】
ここで、本発明に係る耐火物構造体の種類は特に限定されないが、例えば、連続加熱炉のウォーキングビームにおける冷却水を通過させる金属パイプからなる固定部材の外周に、耐火材料で構成された耐火物が設けられたスキッドビームからなる耐火物構造体に利用することができ、その他、加熱炉の炉壁等に利用することもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明における耐火物構造体においては、固定部材の片面側に設けられた耐火材料で構成された耐火物の内部に、基部から枝分かれ状になった分岐部を有するスタッド部材を設けるにあたり、スタッド部材における少なくとも分岐部の外周側を覆うようにして耐熱性ファイバー材を設け、スタッド部材の基部側を固定部材に取り付けるようにして、分岐部を耐火物の内部に向かうように設けたため、紙やパラフィン等の緩衝層を設けた従来の場合のように、耐熱性ファイバー材が、加熱時における耐火物の温度上昇により緩衝層のように消失して空間が発生するということがなく、耐火物とスタッド部材との熱膨張の差によって生じる力が、前記の耐熱性ファイバー材のクッション性によって十分に緩和されるようになると共に、スタッド部材と耐火物との間に生じる空間部分において、スタッド部材や耐火物が振動するということもなくなる。
【００２３】
この結果、本発明における耐火物構造体においては、熱によるスタッド部材の変形や耐火物構造体の振動等によって、耐火物が破損したりするのを適切に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る耐火物構造体において、冷却水を通過させる金属パイプからなる固定部材の外周に、耐火材料で構成された耐火物を設けると共に、基部から枝分かれ状になった分岐部を有する複数のスタッド部材を、それぞれ基部側を前記の金属パイプに取り付けるようにして、前記の分岐部を耐火物の内部に向かうように設けたスキッドビームの例を示した概略説明図である。
【図２】前記の実施形態に係る耐火物構造体において、基部の長さの途中の部分から分岐部の先端部に至るようにして、スタッド部材の外周を覆うように耐熱性ファイバー材を設けたスタッド部材を用い、このスタッド部材の基部側を金属パイプに取り付けるようにして、分岐部の先端部を耐火物の内部に向かうように設けた状態を示した部分拡大説明図である。
【図３】前記の実施形態に係る耐火物構造体において、スタッド部材の基部の長さの途中の部分から分岐部の先端部に至るようにして、スタッド部材の外周を覆うように耐熱性ファイバー材を設ける一例を示し、（Ａ）はスタッド部材の外周を覆う前記の耐熱性ファイバー材を、スタッド部材の両側に分割させて配置させた状態を示した概略分解斜視図、（Ｂ）はスタッド部材の両側に分割させて配置させた耐熱性ファイバーを、スタッド部材の基部の長さの途中の部分から分岐部の先端部に至るようにして、スタッド部材の外周を覆うように装着させた状態を示した概略斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る耐火物構造体において、加熱炉等における鉄皮からなる固定部材の内側に、耐火材料で構成された耐火物を設けると共に、基部から枝分かれ状になった分岐部を有するスタッド部材を、その基部側を前記の鉄皮に取り付けるようにして、前記の分岐部を耐火物の内部に向かうように設けた加熱炉の炉壁の例を示した部分拡大説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係る耐火物構造体を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る耐火物構造体は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
【００２６】
この実施形態においては、耐火物構造体が、図１及び図２に示すように、冷却水ｗを通過させる金属パイプ１１からなる固定部材の外周に、耐火材料で構成された耐火物１２が設けられたスキッドビームＡ１である場合について説明する。
【００２７】
そして、この実施形態のスキッドビームＡ１においては、前記の金属パイプ１１の外周の上部から前記の耐火物１２を貫通して上方に突出するようにして、鋼材等の被処理材（図示せず）を保持して搬送させる保持部材１３を設けると共に、前記の耐火物１２の内部に、棒状の基部２１から２股のＹ字状に枝分かれした棒状の分岐部２２を有するスタッド部材２０を設け、さらに前記の金属パイプ１１の外周を覆うようにしてセラミックファイバー等で構成された断熱層１４を設けている。
【００２８】
ここで、この実施形態のスキッドビームＡ１においては、前記のスタッド部材２０における基部２１を金属パイプ１１の外周に取り付けると共に、このスタッド部材２０における分岐部２２の先端部が、金属パイプ１１から離れる耐火物１２の外周側に向かうようにして、耐火物１２の内部に設けるようにしている。なお、この実施形態においては、スタッド部材２０における分岐部２２が金属パイプ１１から離れる耐火物１２の外周側に向かうように設けるにあたり、各スタッド部材２０における分岐部２２が、スキッドビームＡ１の周方向に対して一定方向に並ぶようにして設けた例を示したが、各スタッド部材２０における分岐部２２が、スキッドビームＡ１の周方向に対して様々な方向にランダムに向かうように設けることも可能である。
【００２９】
また、この実施形態においては、前記のスタッド部材２０として、前記の基部２１の長さの途中の部分から分岐部２２の先端部に至るようにして、スタッド部材２０の外周を覆うように耐熱性ファイバー材２３を設けたものを用い、特に、図２中Ａで示すように、分かれ状になった分岐部２２の先端部における耐熱性ファイバー材２３の厚みを、他の部分よりも厚くしている。ここで、前記の耐熱性ファイバー材２３としては、例えば、セラミックファイバーやガラスファイバー等の耐熱性のファイバーを用いることができる。なお、実施形態においては、スタッド部材２０における分岐部２２が、基部２１から２股のＹ字状に枝分かれしたものを用いるようにしたが、図示していないが、更に多く枝分かれしたものや、枝分かれの無いものを用いることも可能である。
【００３０】
そして、前記のスタッド部材２０を製造するにあたっては、例えば、図３（Ａ）に示すように、基部２１から枝分かれ状になった分岐部２２が設けられてＹ字状になった基材２０ａに対して、基部２１における分岐部２２側の部分から分岐部２２の先端部に至る耐熱性ファイバー材２３を分割させて前記の基材２０ａの両側に配置させ、この状態で、図３（Ｂ）に示すように、スタッド部材２０の両側に分割させて配置させた耐熱性ファイバー材２３を、スタッド部材２０の基部２１における分岐部２２側の部分から分岐部２２の先端部に至るようにして、スタッド部材２０の外周を覆うように装着させ、前記のように分割された耐熱性ファイバー材２３の分割部分を接着剤等で接着させて製造することができる。
【００３１】
また、図示していないが、耐熱性ファイバー材２３を分散させた液体中に、前記の基材２０ａを前記の分岐部２２側から浸漬させて、基材２０ａの基部２１の長さの途中の部分から分岐部２２の先端部に、耐熱性ファイバー材２３が分散させた液体を付与し、その後、これを乾燥させて、スタッド部材２０の基部２１の長さの途中の部分から分岐部２２の先端部に至るようにして、耐熱性ファイバー２３をスタッド部材２０の外周を覆うようにして装着させるようにしたり、また筒状に形成した耐熱性ファイバー材２３からなる中空状の織物や編物を、基材２０ａにおける分岐部２２の先端側から被せるようにして、耐熱性ファイバー材２３を基材２０ａにおける分岐部２２に取り付けるようにすることも可能である。もちろん、シート状の耐熱性ファイバー材２３を基材２０ａに巻き付けるだけでもよいのは言うまでもない。
【００３２】
また、前記の実施形態においては、耐火物構造体が、冷却水ｗを通過させる金属パイプ１１からなる固定部材の外周に、耐火材料で構成された耐火物１２が設けられたスキッドビームＡ１である場合について説明したが、耐火物構造体はこのようなものに限定されない。
【００３３】
例えば、図４に示すように、加熱炉等における炉壁Ａ２において、鉄皮１５から固定部材の内側に、セラミックファイバー等で構成された断熱層１６を介してキャスタブル等の耐火材料で構成された耐火物１７を設けると共に、基部２１から枝分かれ状になった分岐部２２を有するスタッド部材２０を、その基部２１側を前記の鉄皮１５に取り付けるようにして、前記の分岐部２２の先端部を耐火物１７の内部に向かうように設けるようにすることもできる。ここで、この場合においても、図示していないが、複数のスタッド部材２０を用い、各スタッド部材２０を、前記のように基部２１側を前記の鉄皮１５に取り付けるようにして、前記の分岐部２２を耐火物１７の内部に向かうように設けるようにする。また、この場合においても、各スタッド部材２０における分岐部２２を耐火物１７の内部に向かうように設けるにあたり、各分岐部２２の向きが異なるように配置させるようにすることもできる。
【００３４】
また、前記の実施形態における耐火物構造体において、前記のスタッド部材２０として、耐熱性ファイバー材２３を、基部２１の長さの途中の部分から分岐部２２の先端部に至るように設けたものを使用した。しかし、図示していないが、耐熱性ファイバー材２３が、スタッド部材２０の基部２１の全長に至るように設けたものを用いることも当然可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１１    ：金属パイプ（固定部材）
１２    ：耐火物
１３    ：保持部材
１４    ：断熱層
１５    ：鉄皮（固定部材）
１６    ：断熱層
１７    ：耐火物
２０    ：スタッド部材
２０ａ  ：基材
２１    ：基部
２２    ：分岐部
２３    ：耐熱性ファイバー材
Ａ１    ：スキッドビーム（耐火物構造体）
Ａ２    ：炉壁（耐火物構造体）
ｗ      ：冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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