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TWI642889B - Block structure - Google Patents

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TWI642889B
TWI642889B TW106125830A TW106125830A TWI642889B TW I642889 B TWI642889 B TW I642889B TW 106125830 A TW106125830 A TW 106125830A TW 106125830 A TW106125830 A TW 106125830A TW I642889 B TWI642889 B TW I642889B
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Inventor
池部哲則
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日商黑崎播磨股份有限公司
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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Abstract

本發明係一種金屬板與預鑄塊一體化而成之預鑄塊構造體，可抑制在製造時或使用時於預鑄塊發生龜裂。 　　此一預鑄塊構造體(A)，係具備：可被覆金屬製之被覆對象物(11)的外周之金屬板(1)、及與該金屬板(1)成一體且摻合有以CaO・6Al2 O3 為礦物組成的多孔質隔熱性骨材之預鑄塊(2)；相對金屬製之被覆對象物(11)的縱長方向與其正交之截面中，預鑄塊(2)之厚度與金屬板(1)之長度的比(預鑄塊之厚度/金屬板之長度)設為0.2以上且0.4以下。

Description

預鑄塊構造體
[0001] 本發明有關一種用以於加熱爐等之熱設備中，特別是將排熱損失之顯著部位，例如水冷滑道管、爐殼內壁等之金屬製被覆對象物予以耐火被覆的預鑄塊構造體。
[0002] 作為金屬製之被覆對象物，以加熱爐之構成動樑的水冷滑道管為例說明如下，具體言之，迄今為止一般是於金屬製之水冷滑道管上熔接金屬製之嵌柱(金屬嵌柱)而進行不定形耐火物之施工，藉而將水冷滑道管以不定形耐火物被覆，藉此而確保耐熱性及隔熱性。然而，根據如此般之先前技術，由於耐火物之解體→嵌柱除去→滑道之塗裝基底處理→嵌柱熔接→不定形耐火物之框體架設、流入→熟成→脫除框體等之步驟繁多、嵌柱支數多量(一般而言20～30支/m，因此數千支/爐))此等情事，需要莫大之勞力與時間，是為其問題。 　　[0003] 為了解消此一問題，例如專利文獻1中，曾提案一種事前於金屬板設置金屬嵌柱而將預鑄塊化之隔熱塊成形，並以熔接對於滑道管進行現場施工之方法。又，本案申請人於專利文獻2中，曾提案「一種預鑄塊構造體，此預鑄塊構造體具備可被覆金屬製之被覆對象物的外周之金屬板、連結於此金屬板之陶瓷製之嵌柱、及保持於此嵌柱之由不定形耐火物材料構成之預鑄塊，其特徵在於：上述嵌柱係連結成相對上述金屬板可動」。 　　[0004] 根據如此般之將金屬板與預鑄塊一體化之預鑄塊構造體，僅憑藉將金屬板熔接於被覆對象物之外周而可將該被覆對象物予以耐火被覆，故與將金屬嵌柱熔接於被覆對象物之情況相比，施工性尤其提升。 　　[0005] 然而，本發明人等針對此一預鑄塊構造體再三進行試驗之結果，發現於其製造時或使用時會有預鑄塊發生龜裂的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0006] 　　[專利文獻1] 韓國公開特許第2001-0048087號公報 　　[專利文獻2] 日本特開2016-104899號公報
[發明解決之課題] 　　[0007] 本發明所欲解決的課題是，針對金屬板與預鑄塊一體化而成之預鑄塊構造體，抑制於其製造時或使用時所發生之預鑄塊龜裂之情事。 [用以解決課題之手段] 　　[0008] 為了解決上述課題，本發明人等著眼於金屬板與預鑄塊一體化之條件再三重覆進行研討的結果，發現為了抑制預鑄塊發生龜裂，預鑄塊之厚度與金屬板之長度的比有所重要。 　　[0009] 亦即，根據本發明的一個層面，提供一種「預鑄塊構造體，係具備：可被覆金屬製之被覆對象物的外周之金屬板、及與該金屬板成一體且摻合有以CaO・6Al2 O3 為礦物組成的多孔質隔熱性骨材之預鑄塊；其特徵在於：相對上述金屬製之被覆對象物的縱長方向與其正交之截面中，上述預鑄塊之厚度與上述金屬板之長度的比(預鑄塊之厚度/金屬板之長度)為0.2以上且0.4以下」。 [發明之效果] 　　[0010] 根據本發明，金屬板與預鑄塊一體化而成之預鑄塊構造體，於其製造時或使用時可抑制預鑄塊發生龜裂。藉此，與先前技術相比，可在實用上完全發揮將施工性尤其提高此一預鑄塊構造體之效果。
[0012] 以下，參照圖面說明本發明之實施方式。 　　第1圖及第2圖表示本發明預鑄塊構造體之實施方式。又，第3圖表示由第1圖及第2圖之預鑄塊構造體耐火被覆之水冷滑道管，第4圖及第5圖中分別表示第3圖之I-I截面及II-II截面。 　　[0013] 第1圖所示之預鑄塊構造體A及第2圖所示之預鑄塊構造體B，皆是將金屬板1與預鑄塊2一體化而成者。實施方式中，金屬板1與預鑄塊2之一體化係使用金屬嵌柱3(參照第4圖及第5圖)。惟一體化之手段不限定於此，例如如專利文獻2所揭示，亦可使用陶瓷嵌柱一體化。 　　[0014] 金屬板1具有可被覆金屬製之被覆對象物的外周之形狀。具體而言，第1圖之預鑄塊構造體A之金屬板1具有可被覆作為被覆對象物之圓筒狀滑道支柱11(參照第4圖)的半圓狀之形狀，第2圖之預鑄塊構造體B之金屬板1具有可被覆作為被覆對象物之橢圓筒狀滑道樑12(參照第5圖)的部分橢圓狀之形狀。另一方面，預鑄塊2係由摻合有以CaO・6Al2 O3 為礦物組成之多孔質隔熱性骨材的不定形耐火物材料(CA6輕量可澆鑄耐火材料)所構成。此一CA6輕量可澆鑄耐火材料具有輕量且熱傳導率低，而且耐積垢熔損性優異此等特徵，可提升預鑄塊構造體A、B之隔熱效果。 　　[0015] 使用此等預鑄塊構造體A、B，如第3圖所示將水冷滑道管10予以耐火被覆。具體而言，水冷滑道管10之滑道支柱11乃如第4圖所示，係在周方向使用2個預鑄塊構造體A作耐火被覆。此時，係將金屬板1熔接於滑道支柱11，此一熔接藉由利用由金屬板1之端部1a設置之間隙(為了進行熔接所設之間隙)而可容易且確實地實施。熔接後，由金屬板1之端部1a設置之間隙中被填充以補綴材4。另一方面，水冷滑道管10之滑道樑12乃如第5圖所示，係於周方向使用2個預鑄塊構造體B作耐火被覆。此時，係將金屬板1熔接於滑道樑12，此一熔接亦是藉由利用由金屬板1之端部1a設置之間隙而可容易且確實地實施，熔接後，由金屬板1之端部1a設置之間隙中被填充以補綴材4。又，周方向鄰接之預鑄塊構造體B、B彼此之間隙部分係成為滑道樑12之上部，而該滑道樑12之上部係由補綴材4構成，用以支持鋼材之金屬製滑道墊塊13係以適當間隔設置於其上。又，滑道支柱11與滑道樑12之接合部分也是由補綴材4構成。 　　[0016] 又，本實施方式中，縱長方向相鄰之預鑄塊構造體A與A之間、預鑄塊構造體B與B之間，設置有含Al2 O3 成分達70質量%以上之纖維(氧化鋁纖維)C(參照第3圖中之C)。設置有此一纖維C之部分，是為所謂之膨脹餘隙，因最初使用時之加熱造成CA6輕量可澆鑄耐火材料中之CaO成分與纖維中之氧化鋁成分反應生成CA2(CaO・2Al2 O3 )或CA6(CaO・6Al2 O3 )而膨脹。而且，由上述之反應所生成之CA2及CA6，係顯示與CA6輕量可澆鑄耐火材料相同般之膨脹收縮舉動。基於此，可抑制相鄰預鑄塊構造體間所設之膨脹餘隙於使用時產生間隙。而且，膨脹餘隙本身也可確保，因此還可抑制因熱膨脹所產生之應力導致預鑄塊發生龜裂或破裂。 　　又，周方向相鄰之預鑄塊構造體A與A之間、預鑄塊構造體B與B之間亦可設置纖維C。 　　[0017] 以上之構成中，本發明之預鑄塊構造體A、B，其特徵在於：相對金屬製之被覆對象物(滑道支柱11、滑道樑12)之縱長方向與其正交的截面中，具體言之於第4、5圖中，預鑄塊2之厚度與金屬板1之長度的比(預鑄塊之厚度/金屬板之長度)為0.2以上且0.4以下。此一比的數值若大(預鑄塊2之厚度過大)，則使用時預鑄塊2變得易於發生龜裂，耐剝落性降低。此可推定為係因隨著預鑄塊2之厚度增大，預鑄塊2之內周側與外周側之溫度梯度變大所致。又，隨著預鑄塊2之厚度增大，預鑄塊構造體之重量增加，因此施工性降低。基於此點也是，上述之比有必要設為0.4以下。另一方面，上述之比若小(預鑄塊2之厚度過小)，則因強度不足，特別是製造時預鑄塊2易於發生龜裂。 　　[0018] 又，於本發明中，「預鑄塊之厚度」係指相對金屬製之被覆對象物的縱長方向與其正交之截面中，與金屬板正交之方向的厚度；「金屬板之長度」係指相對金屬製之被覆對象物之縱長方向與其正交之截面中，沿著金屬製之被覆對象物的周方向之金屬板的長度。 [實施例] 　　[0019] 有關第1圖所示之半圓筒狀之預鑄塊構造體A(以下稱為「類型A」)、及第2圖所示之部分橢圓筒狀之預鑄塊構造體B(以下稱為「類型B」)，如表1所示，針對預鑄塊之厚度與金屬板之長度經變化之預鑄塊構造體，評估製造時有無龜裂、施工性及耐剝落性。又，表1中，預鑄塊僅記述為「塊」。 　　[0020] 有關製造時之有無龜裂，係將不定形耐火物材料(CA6輕量可澆鑄耐火材料)以特定之水分量混練，並於鑄成各例之預鑄塊形狀後實施熟成、脫除框體、乾燥之步驟，以實施時有無龜裂進行評估。表1中，無龜裂者記為○，有龜裂者記為×。 　　有關施工性，根據預鑄塊構造體之重量進行評估。表1中，重量未達40 kg者記為○，40 kg以上者記為×。 　　有關耐剝落性，重複將預鑄塊構造體之外周面加熱至1300℃後，再作強制空冷此一加熱冷卻循環5次，針對此時有無龜裂進行評估。表1中，無龜裂者記為○，有龜裂者記為×。又，此一耐剝落性之評估，係假想使用時有無發生龜裂者。 　　[0021][0022] 如表1所示，預鑄塊之厚度與金屬板之長度的比(預鑄塊之厚度/金屬板之長度)為0.2以上且0.4以下之範圍內的實施例1至4(類型A)及實施例5、6(類型B)，均是在製造時未發生龜裂，施工性及耐剝落性均屬良好。 　　[0023] 相對於此，上述之比低於0.2之比較例1、3(類型A)及比較例5(類型B)，則是在製造時發生龜裂。又，上述之比高於0.4之比較例2、4(類型A)及比較例6(類型B)，則是耐剝落性不佳，判斷在使用時預鑄塊易於發生龜裂。又，有關製造時發生龜裂之比較例1、3、5，無法實施耐剝落性之評估。
[0024]
A、B‧‧‧預鑄塊構造體
C‧‧‧纖維(氧化鋁纖維)
1‧‧‧金屬板
1a‧‧‧金屬板之端部
2‧‧‧預鑄塊
3‧‧‧金屬嵌柱
4‧‧‧補綴材
10‧‧‧水冷滑道管
11‧‧‧滑道支柱
12‧‧‧滑道樑
13‧‧‧滑道墊塊
[0011] 　　第1圖係表示本發明之一個實施方式的預鑄塊構造體之立體圖。 　　第2圖係表示本發明之其他實施方式的預鑄塊構造體之立體圖。 　　第3圖係表示由第1圖及第2圖之預鑄塊構造體耐火被覆的水冷滑道管之立體圖。 　　第4圖係第3圖之I-I剖視圖。 　　第5圖係第3圖之II-II剖視圖。

Claims (1)

  1. 一種預鑄塊構造體，係具備： 　　可被覆金屬製之被覆對象物的外周之金屬板、及 　　與該金屬板成一體且摻合有以CaO・6Al2O3為礦物組成的多孔質隔熱性骨材之預鑄塊；其特徵在於： 　　相對上述金屬製之被覆對象物的縱長方向與其正交之截面中，上述預鑄塊之厚度與上述金屬板之長度的比(預鑄塊之厚度/金屬板之長度)為0.2以上且0.4以下。
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