(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続焼鈍処理設備の炉において、温度が１１００℃以下で、アルミナ繊維を劣化させるアルカリ物質および水素が含まれる雰囲気ガスに曝されるトップチャンバー、ミドルチャンバー及びボトムチャンバーの炉殻鉄皮内側に、セラミックファイバーブロックを取り付け、その後、
トップチャンバーでは、前記セラミックファイバーブロックの表面を４５μｍ以上のショット含有率が３％以下である結晶質アルミナ繊維ブランケットで被覆し、この結晶質アルミナ繊維ブランケットをＵ字型のスタットピンによって前記セラミックファイバーブロック上に固定し、この際、Ｕ字型のスタットピンを、前記炉殻鉄皮に接触させず、かつその両端が前記結晶質アルミナ繊維ブランケットの表面に露出するように取り付け、
ミドルチャンバー及びボトムチャンバーでは、前記セラミックファイバーブロックの外層材をアルミナ繊維クロスとし、前記アルミナ繊維クロスをアルミナ繊維によりソーイングする炉内ライニング方法。
【請求項２】
請求項１記載の炉内ライニング方法により、連続焼鈍処理設備の炉におけるトップチャンバー、ミドルチャンバー及びボトムチャンバーの炉殻鉄皮内側に施される炉内ライニングであって、
トップチャンバーでは、セラミックファイバーブロック上に結晶質アルミナ繊維ブランケットが被覆されており、前記結晶質アルミナ繊維ブランケットの４５μｍ以上のショット含有率が３％以下であり、前記アルミナ繊維ブランケットは、前記炉殻鉄皮に接触しないＵ字型のスタットピンによって前記セラミックファイバーブロック上に固定され、前記Ｕ字型のスタットピンは、その両端が前記結晶質アルミナ繊維ブランケットの表面に露出するように取り付けられ、
ミドルチャンバー及びボトムチャンバーでは、前記セラミックファイバーブロックの外層材をアルミナ繊維クロスとし、前記アルミナ繊維クロスをアルミナ繊維によるソーイングとした炉内ライニング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続焼鈍処理設備等に施される炉内ライニングと炉内ライニング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続焼鈍処理設備等の炉内ライニングには、軽量の耐火材、断熱材として優れた特性を有するセラミックファイバーが用いられている。例えば、特許文献１には、少なくとも非晶質および結晶質セラミックファイバーの二層ライニングを有する加熱窯炉壁において、前記結晶質セラミックファイバーライニング層を最内層に設ける発明が開示されている。この発明は、最高使用温度が１４００℃以下と低い非晶質セラミックファイバーが高温に長時間曝され粉化し、被熱物である鋼ストリップの上に落下し表面疵が発生するといった品質欠陥を、炉内雰囲気に直接曝される面を最高使用温度が１６００℃と高い結晶質セラミックファイバーブランケットとすることで解決しようとしている。
【０００３】
図５に特許文献１記載の発明の実施例を示す。炉殻鉄殻１の内側（炉内側）に非晶質セラミックファイバーブロック２が配置され、さらにその内側に結晶質セラミックファイバーブランケット６が配置され、非晶質セラミックファイバーブロック２と結晶質セラミックファイバーブランケット６を貫通するスタットピン５にて炉殻鉄皮１に固定されている。
【０００４】
また、セラミックファイバーは遠心力を利用したスピニング法や高速の圧縮空気で吹き飛ばすブローイング法によって、高温に溶けたアルミナ・シリカ原料から繊維化され作られる。ところが、セラミックファイバーには繊維になりきれない粒子状のままで残る非繊維状粒子、すなわちショットが含まれており、このショットは、粉塵の原因となる。前記結晶質セラミックファイバーは常温で繊維を製造するため、ショットの生成をコントロールし易いが、それでもＪＩＳ  Ｒ−３３１２で規定するショット含有率は２１２μｍ以上が１％および４５μｍ以上が２３％程度ある。そこで従来は、炉内ライニング材から発生する粉塵を防止することを目的として、ライニング材の表面をＳＵＳ材で被覆する方法が用いられていた。
【０００５】
ところが、ライニング材の表面をＳＵＳ板で被覆する方法では、加熱・冷却の繰り返しによりＳＵＳ板が変形し、ＳＵＳ板が膨らんだ隙間を通って粉塵が炉内に広がるという問題が生じた。これに対処する方法として、特許文献２ではセラミックファイバーブロック上を無機質繊維製のアルミナ耐熱クロスで被覆し、その耐熱クロスの織り目の間をショットが通過しない織り目密度とする発明が提案されている。
【０００６】
図６に特許文献２記載の発明の実施例を示す。炉殻鉄皮１の内側（炉内側）にバックライニング９を介して非晶質セラミックファイバーブロック２が配置され、さらにその内側にアルミナ繊維クロス７が配置され、非晶質セラミックファイバーブロック２とアルミナ繊維クロス７とは、アルミナロープ８にて縫い合わされている。
【特許文献１】実公昭５４−３７７６２号公報
【特許文献２】特開２００２−３６４９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
連続焼鈍炉設備のトップチャンバーでは、経験的に炉内ライニング材のセラミックファイバーブロックの外層材として使用しているアルミナ繊維クロスの劣化が発生しやすいことがわかってきた。すなわち、アルミナ繊維クロスの耐熱温度は１１００℃であるが、炉内温度が１１００℃以下であっても、１〜２年の使用でアルミナ繊維クロスが顕著に硬化し脱落することがある。この劣化の原因として、アルカリ物質および水素があげられる。例えば、苛性ソーダに浸漬した後、約８００℃迄加熱すると顕著に柔軟性が低下する。また、水素雰囲気においては、約８００℃迄の加熱でもアルミナ繊維中のＳｉＯ２が影響を受け、耐熱性が低下し、硬化等の劣化がみられる。
【０００８】
本発明の課題は、連続焼鈍炉設備のトップチャンバー等の炉内ガスが籠もり易い部位において、炉内ガスにアルカリ物質あるいは水素が含まれていても、長期に渡り劣化を生じることのない炉内ライニング方法および炉内ライニングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の炉内ライニング方法は、連続焼鈍処理設備の炉において、温度が１１００℃以下で、アルミナ繊維を劣化させるアルカリ物質および水素が含まれる雰囲気ガスに曝されるトップチャンバー、ミドルチャンバー及びボトムチャンバーの炉殻鉄皮内側に、セラミックファイバーブロックを取り付け、その後、トップチャンバーでは、前記セラミックファイバーブロックの表面を４５μｍ以上のショット含有率が３％以下である結晶質アルミナ繊維ブランケットで被覆し、この結晶質アルミナ繊維ブランケットをＵ字型のスタットピンによって前記セラミックファイバーブロック上に固定し、この際、Ｕ字型のスタットピンを、前記炉殻鉄皮に接触させず、かつその両端が前記結晶質アルミナ繊維ブランケットの表面に露出するように取り付け、ミドルチャンバー及びボトムチャンバーでは、前記セラミックファイバーブロックの外層材をアルミナ繊維クロスとし、前記アルミナ繊維クロスをアルミナ繊維によりソーイングすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の炉内ライニングは、上記本発明の炉内ライニング方法により、連続焼鈍処理設備の炉におけるトップチャンバー、ミドルチャンバー及びボトムチャンバーの炉殻鉄皮内側に施される炉内ライニングであって、トップチャンバーでは、セラミックファイバーブロック上に結晶質アルミナ繊維ブランケットが被覆されており、前記結晶質アルミナ繊維ブランケットの４５μｍ以上のショット含有率が３％以下であり、前記アルミナ繊維ブランケットは、前記炉殻鉄皮に接触しないＵ字型のスタットピンによって前記セラミックファイバーブロック上に固定され、前記Ｕ字型のスタットピンは、その両端が前記結晶質アルミナ繊維ブランケットの表面に露出するように取り付けられ、ミドルチャンバー及びボトムチャンバーでは、前記セラミックファイバーブロックの外層材をアルミナ繊維クロスとし、前記アルミナ繊維クロスをアルミナ繊維によるソーイングとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
従来、連続焼鈍処理設備のトップチャンバー等の炉内ガスが籠もり易い部位において、雰囲気ガスにアルカリ物質あるいは水素が含まれていると、炉内温度が１１００℃以下であっても、耐熱温度が１１００℃のアルミナ繊維クロスは、施工後１〜２年で脆化し、炉内ライニングの再補修が必要であったが、本発明によれば、最高使用温度が１６００℃である結晶質アルミナ繊維ブランケットを使用するので長期に渡り炉内ライニングが劣化を生じることがなくなった。
【００１２】
また、炉内ライニングの外層材に使用する結晶質アルミナ繊維ブランケットの４５μｍ以上のショット含有率を３％以下としているので、被熱物である鋼ストリップの上に粉塵が落下し表面疵が発生するといった品質欠陥が発生することもない。
【００１３】
さらに、外層材の結晶質アルミナ繊維ブランケットを内層材のセラミックファイバーブロック上に固定する際に、Ｕ字型スタットピンを用いて固定し、炉殻鉄皮とは直接接触しないようにするので、スタットピンを通じて炉内の熱が直接炉殻鉄皮へ逃げることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の炉内ライニング１５を適用した連続焼鈍処理設備１４の一部の縦断面図である。連続焼鈍処理設備１４の中は、防熱板１３によりトップチャンバー１２、ミドルチャンバー１７、ボトムチャンバー１８に分けられる。鋼ストリップ１６はロール１１により案内され、矢印の方へ送られる。この連続焼鈍処理設備１４の炉殻鉄皮１の内側には、本発明の炉内ライニング１５が施されている。連続焼鈍処理設備１４の天井部には、着脱式の炉蓋１９を支持する中間サポート１０が所定間隔をおいて配置されている。
【００１５】
図２は、本発明の炉内ライニング１５を連続焼鈍処理設備のトップチャンバー側壁部に適用した概要図である。図示しない取り付け金具を用いて炉殻鉄皮１の内側に非晶質セラミックファイバーブロック２を取り付ける。続いてセラミックファイバーの製造時に繊維になりきれない粒子状のままで残る粉塵の原因となるショットが鋼ストリップの上へ落下することを防止するために、その表面を結晶質アルミナ繊維ブランケット３で覆う。結晶質アルミナ繊維ブランケット３のショット含有率は低い程好ましい。市販品では、例えば、三菱化学産資（株）の結晶質アルミナ繊維ブランケット（組成はＡｌ２Ｏ３：７２質量％、ＳｉＯ２：２８質量％、最高使用温度：１６００℃、４５μｍ以上のショット含有率：３％以下）が適用できる。
【００１６】
連続焼鈍処理設備のトップチャンバー部に施される炉内ライニングの外層材に前記三菱化学産資（株）の結晶質アルミナ繊維ブランケットを使用した結果、被熱物である鋼ストリップの上に粉塵が落下し表面疵が発生するといった品質欠陥が発生することはなかった。そこで、本発明では、ショット含有率を４５μｍ以上のショット含有率：３％以下とした。
【００１７】
また、結晶質アルミナ繊維ブランケット３の非晶質セラミックファイバーブロック２への固定は、スタットピンを通じて炉内の熱が炉外へ伝わりにくいように、Ｕ字型のスタットピン５を用いて固定する。従来技術のアルミナロープ等のアルミナ繊維を用いたソーイングによる固定方法は、アルミナロープ等のアルミナ繊維の耐熱温度がアルミナ繊維クロスと同じ１１００℃であり、炉内ガスにアルカリ物質あるいは水素が含まれている場合には、施工後１〜２年で脆化するので採用できない。
【００１８】
なお、図２において、４はコーナーＳＵＳ張り、２０はロール軸受部の炉殻貫通部である。
【００１９】
図３は、本発明の炉内ライニング１５を連続焼鈍処理設備のトップチャンバーの中間サポート１０に適用した概要図である。中間サポート１０への炉内ライニングは側壁部への炉内ライニングと全く同じである。すなわち、図示しない取り付け金具を用いて炉殻鉄皮１の内側に非晶質セラミックファイバーブロック２を取り付ける。続いてセラミックファイバーの製造時に繊維になりきれない粒子状のままで残る粉塵の原因となるショットが鋼ストリップの上へ落下することを防止するために、その表面を結晶質アルミナ繊維ブランケット３で覆う。
【００２０】
本発明の炉内ライニング１５では４５μｍ以上のショット含有率が３％以下である結晶質アルミナ繊維ブランケット３を使用する。また、結晶質アルミナ繊維ブランケット３の非晶質セラミックファイバーブロック２への固定は、スタットピンを通じて炉内の熱が炉外へ伝わらないように、Ｕ字型のスタットピン５を用いて固定する。スタットピン５の材質としては、耐熱鋼であるＳＵＳ３１０Ｓ等が使用可能である。
図４は、本発明の炉内ライニング１５を連続焼鈍処理設備のトップチャンバーの中間サポート１０に適用した参考例である。図３の中間サポート１０への炉内ライニングと図４の中間サポート１０への炉内ライニングとは、結晶質アルミナ繊維ブランケット３の非晶質セラミックファイバーブロック２への固定方法のみが異なる。
【００２１】
図３の実施例では、スタットピンを通じて炉内の熱が炉外へ伝わらないように、Ｕ字型のスタットピン５を用いて固定している。一方、図４の参考例では、スタットピンを通じて炉内の熱を炉外へ伝えないと言う目的は同一であるが、Ｕ字型のスタットピンではなく、直線状のスタットピン５を用いている。
【００２２】
以上の説明した外層材に４５μｍ以上のショット含有率が３％以下である結晶質アルミナ繊維ブランケット３を用いる炉内ライニング１５は、結晶質アルミナ繊維ブランケットそのものが極めて高価であるため、必要な部位のみに施工することは言うまでもない。すなわち、経験的にアルミナ繊維クロスを用いてもアルミナ繊維の硬化および脆化等の問題の生じていない連続焼鈍設備のミドルチャンバーやボトムチャンバーには、従来どおり、外層材をアルミナ繊維クロス＋アルミナ繊維によるソーイングのままとしてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の炉内ライニングを適用した連続焼鈍処理設備の縦断面図である。
【図２】本発明の炉内ライニングを連続焼鈍処理設備のトップチャンバー側壁部に適用した概要図である。
【図３】本発明の炉内ライニングを連続焼鈍処理設備のトップチャンバーの中間サポートに適用した概要図である。
【図４】本発明の炉内ライニングを連続焼鈍処理設備のトップチャンバーの中間サポートに適用した参考例の概要図である。
【図５】従来の炉内ライニングを示す概要図である。
【図６】従来の別の炉内ライニングを示す概要図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  炉殻鉄皮
２  非晶質セラミックファイバーブロック
３  結晶質アルミナ繊維ブランケット
４  コーナーＳＵＳ張り
５  スタットピン
６  結晶質セラミックファイバーブランケット
７  アルミナ繊維クロス
８  アルミナロープ
９  バックライニング
１０  中間サポート
１１  ロール
１２  トップチャンバー
１３  防熱板
１４  連続焼鈍処理設備
１５  炉内ライニング
１６  鋼ストリップ
１７  ミドルチャンバー
１８  ボトムチャンバー
１９  着脱式炉蓋
２０  ロール軸受部の炉殻貫通部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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