特許 6576193 電鋳耐火物製タックストーンおよび溶融窯

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6576193

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】電鋳耐火物製タックストーンおよび溶融窯

(51)【国際特許分類】

   C03B 5/43 20060101AFI20190909BHJP

   F27D 1/04 20060101ALI20190909BHJP

   F27B 3/12 20060101ALI20190909BHJP

   F27B 15/04 20060101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   C03B5/43

   F27D1/04 A

   F27B3/12

   F27B15/04

【請求項の数】13

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-194540(P2015-194540)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-65985(P2017-65985A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年2月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】391040711

【氏名又は名称】ＡＧＣセラミックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北野 正己

(72)【発明者】

【氏名】▲柳▼川 邦幸

【審査官】 吉川 潤

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭４９−０３９４８８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特表平０６−５０３２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６５７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２７７１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−０９４４３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６３−１９２４３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−１２６３３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１２／００２０３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００４／０８０９０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５７２７９３９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ５／００ − ５／４４

Ｆ２７Ｄ １／００ − １／１８

Ｆ２７Ｂ ３／００ − ３／２８

Ｆ２７Ｂ １５／００ − １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶融ガラスを収容する下部構造と、前記下部構造の上部に形成された上部構造と、前記上部構造を支持する支持部材と、を有するガラス溶融窯において、前記上部構造の下端に配置される電鋳耐火物製タックストーンであって、
前記上部構造の側壁を支える本体部分と、前記本体部分よりも前記ガラス溶融窯の内部側に突出し、前記下部構造の上方に配置されるように形成された炉内側部分と、で構成され、
前記本体部分の底面の少なくとも一部に凹部を有することを特徴とする電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項2】

前記電鋳耐火物は、アルミナ質、アルミナ・ジルコニア・シリカ質、又は、ジルコニア質の電鋳耐火物である請求項１に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項3】

前記凹部の容量が２．０〜２０．０Ｌである請求項１または２に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項4】

前記電鋳耐火物製タックストーンの炉内側部分の厚さｔ_ｉが１００〜３５０ｍｍ、前記電鋳耐火物製タックストーンの本体部分の厚さｔ_ｂが１５０〜６００ｍｍであり、それらの比（ｔ_ｂ／ｔ_ｉ）が１．０〜６．０である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項5】

前記電鋳耐火物製タックストーンの炉内側部分の一部に前記凹部が前記本体部分から連続して形成されており、前記炉内側部分における凹部の厚さｔ_３が０〜３００ｍｍ、前記炉内側部分の前記凹部以外の厚さｔ_４が１００〜３５０ｍｍであり、それらの比（ｔ_３／ｔ_４）が０．０〜２．５である請求項１〜４のいずれか１項に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項6】

前記電鋳耐火物製タックストーンの幅ｗ_ａが２００〜７００ｍｍ、前記電鋳耐火物製タックストーンの凹部の幅ｗ_３が１５０〜５００ｍｍであり、それらの比（ｗ_ａ／ｗ_３）が１．０５〜２．３である請求項１〜５のいずれか１項に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項7】

前記本体部分を炉外側から見たとき、前記底面まで伸びる脚が一方の側部にのみ形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項8】

前記本体部分において、前記底面まで伸びる脚が形成されている側部の上部に、隣接する電鋳耐火物製タックストーンが契合可能な段差を有する請求項７に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項9】

前記電鋳耐火物製タックストーンの凹部に断熱材が設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項10】

前記断熱材は、断熱性能の異なる２種以上の断熱材が積層されてなる請求項９に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項11】

前記断熱材が、断熱キャスタブルである請求項９又は１０に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項12】

前記凹部のコーナー部はＲ形状である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電鋳耐火物製タックストーン。

【請求項13】

溶融ガラスを収容する下部構造と、
前記下部構造の上部に形成された上部構造と、
前記上部構造を支持する支持部材と、を有し、
前記上部構造の下端に、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電鋳耐火物製タックストーンを設けたことを特徴とするガラス溶融窯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐火物、耐火物の製造方法および該耐火物を用いた溶融窯に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス溶融窯は、溶融ガラスを収容し溶解槽と呼称される下部構造と、該下部構造の上部に形成され、天然ガス等の燃焼炎を窯内に導入する吹出口を備えた上部構造とを有する。この上部構造はその重量が大きいため、その荷重をそのまま下部構造にかけないように、通常、ガラス溶融窯には上部構造を外部から支持する支持構造が設けられている。

【0003】

この支持構造としては、具体的には、上部構造の下端に設けられた耐火物の下面と直接又は間接に接して支える支持部材と、この支持部材を外部から支える構造体とからなる。この支持部材と接する耐火物は、さらに、下部構造の上方にもその一部が配置されるようにガラス溶融窯の内部側に突出して設けられる。そして、この内部側に突出した部分と下部構造とを密閉することで、ガラス溶融窯内の温度の低下を抑制するとともに、支持部材をガラス溶解窯内部の高温雰囲気から保護するようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この耐火物は、タックストーンと呼ばれることもある。本明細書では、この耐火物をタックストーンと称する。タックストーンは、支持部材の上に設置され、上部構造の荷重を十分に支えることができるように、主に、圧縮強度の高い電鋳耐火物が用いられる。

【0004】

さらに、ガラス溶融窯には、外部への熱の放出を抑制して、ガラス溶融窯内部の温度の低下を抑制するため、その上部構造および下部構造において、外部雰囲気と接触する部分に断熱レンガを設けることが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０８−２７７１１９号公報

【特許文献2】米国特許第５７２７９３９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、タックストーンおよび支持部材を形成する部分において、それら部材の形状等により炉外に断熱材を形成することが困難な場合があり、その場合、タックストーンおよび支持部材が設けられた箇所における放熱性が高くなってしまい、炉内温度を維持するためには余計にエネルギーが必要となっている。

【0007】

そこで、本発明は、ガラス溶融窯の構成要素の配置等を変更することなく、タックストーンの断熱性を向上させることで、ガラス溶融窯の炉内温度の維持を容易にし、エネルギー効率を改善可能なタックストーンを提供することを目的とする。

【0008】

なお、上記課題に対しては、タックストーンと支持部材の間に断熱材を挟むことで、放熱性の改善をすることも考えられる。ところが、この場合、上部構造の大きな荷重が断熱材にそのまま負荷されるため、断熱材は潰れてしまうおそれが高い。そのため、単に断熱材を挟むだけでは放熱性を有意に改善することはできない。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の耐火物は、溶融ガラスを収容する下部構造と、前記下部構造の上部に形成された上部構造と、前記上部構造を支持する支持部材と、を有するガラス溶融窯において、前記上部構造の下端に配置される耐火物であって、前記上部構造の側壁を支える本体部分と、前記本体部分よりも前記ガラス溶融窯の内部側に突出し、前記下部構造の上方に配置されるように形成された炉内側部分と、で構成され、前記本体部分の底面の少なくとも一部に凹部を有することを特徴とする。

【0010】

本発明の耐火物の製造方法は、耐火物原料を溶融し、溶融した前記耐火物原料を鋳型に流し込み、冷却、固化することで、本発明の耐火物を得ることを特徴とする。

【0011】

本発明のガラス溶融窯は、溶融ガラスを収容する下部構造と、前記下部構造の上部に形成された上部構造と、前記上部構造を支持する支持部材と、を有し、前記上部構造の下端に、本発明の耐火物を設けたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の耐火物は、断熱材と組み合わせることで、強度を維持しながら断熱性を向上させることができる耐火物であり、ガラス溶融窯におけるタックストーンとしての使用に好適である。

【0013】

本発明の耐火物の製造方法は、タックストーンとしての使用に好適な耐火物を容易に製造できる。

【0014】

本発明のガラス溶融窯は、従来よりもガラス溶融窯の炉内温度の維持を容易にし、エネルギー効率を改善できる。これにより、ガラスの製造を低コストで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態のガラス溶融窯の概略構成を示す断面図である。

【図2】図１のガラス溶融窯のタックストーンの拡大図である。

【図3】図２のタックストーンの部位の説明図である。

【図4A】図２のタックストーンの左側面図である。

【図4B】図２のタックストーンの背面図である。

【図5】図２のタックストーンの凹部に断熱材を設けた耐火物の概略構成を示した図である。

【図6】図２のタックストーンの凹部に断熱材を２層積層して設けた耐火物の概略構成を示した図である。

【図7A】本実施形態の変形例であるタックストーンの概略構成を示した左側面図である。

【図7B】図７Ａのタックストーンの背面図である。

【図7C】図７Ａのタックストーンの右側面図である。

【図8】図７Ａのタックストーンの複数個を整列して並べた図である。

【図9A】図２のタックストーンの大きさを説明するための図である。

【図9B】図２のタックストーンの大きさを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の耐火物、耐火物の製造方法およびガラス溶融窯について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0017】

〔ガラス溶融窯〕
まず、本実施形態におけるガラス溶融窯について説明する。図１は、本実施形態のガラス溶融窯の概略構成を示す断面図である。

【0018】

図１に示したように、本実施形態のガラス溶融窯１０は、その構造については従来と同様である。すなわち、ガラス溶融窯１０は、溶融ガラス５０を収容する下部構造１１と、下部構造１１の上部に設けられた上部構造１２と、上部構造１２を支持する支持部材１３と、を有して構成される。

【0019】

ここで、下部構造１１は、溶融ガラス５０を収容できるように底部１１１と該底部１１１に垂直に設けられた側壁１１２とで構成されている。この下部構造１１は、ガラスの溶解槽であり、いずれも溶融ガラス５０と直接接触するため、耐熱性および耐食性に優れた耐火物で形成されている。ここで用いられる耐火物としては、一般に、耐熱性、耐食性等の良好な電鋳耐火物が用いられ、具体的にはアルミナ・ジルコニア・シリカ質、ジルコニア質電鋳耐火物が挙げられる。

【0020】

また、上部構造１２は、下部構造１１の上部に形成されたもので、下部構造１１の側壁１１２から続く側壁１２１と、上部構造１２の該側壁１２１の上部に迫構造（アーチ構造）で形成される天井１２２とで構成されている。この上部構造１２は、いずれも溶融ガラス５０とは直接接触しないが、溶融ガラス５０の蒸気や高温の燃焼ガス等と接触するため、やはり、耐熱性および耐食性に優れた耐火物で形成されている。ここで用いられる耐火物としては、一般に、耐熱性、耐食性、圧縮強度に優れた電鋳耐火物、焼成耐火物が用いられる。具体的には側壁１２１用としては、一般に、アルミナ・ジルコニア・シリカ質、アルミナ質、ジルコニア質などの電鋳耐火物、およびジルコン質、アルミナ・ジルコニア・シリカ質などの焼成耐火物が挙げられ、天井１２２用としては、シリカ質焼成耐火物、アルミナ・ジルコニア・シリカ質、アルミナ質などの電鋳耐火物が挙げられる。焼成耐火物とは、原料粉末を固めて窯で焼成することにより作られる耐火物である。焼結耐火物、結合耐火物と呼ばれることもある。

【0021】

また、この上部構造１２の下端は、その上部構造１２を安定して支持しつつ、ガラス溶融窯１０の内部温度の低下を抑制できるように、特徴的な構造を有している。なお、この構造自体は従来のガラス溶融窯でも採用されたものであり、本実施形態における特徴ではない。この構造について、以下説明する。図２は、図１のガラス溶融窯１０の一部拡大図であり、下部構造１１と上部構造１２との接続部分を説明するための図である。

【0022】

図２において、下部構造１１の側壁１１２は、炉内側の耐火レンガ１１２ａと炉外側の断熱レンガ１１２ｂとで構成されている例を示している。また、上部構造１２の側壁１２１は、炉内側の耐火レンガ１２１ａと炉外側の断熱レンガ１２１ｂとで構成されている例を示している。これらの耐火レンガおよび断熱レンガは、いずれも、直方体形状に形成されたレンガを積み上げ、また、並べて厚みを出すことで、所定の特性を発揮するように構成されている。ここで用いる耐火レンガおよび断熱レンガとしては、ガラス溶融窯に適用可能な公知の耐火レンガおよび断熱レンガを用いることができる。

【0023】

そして、上部構造１２の下端には、タックストーン１２３が設けられている。このタックストーン１２３は、後述する支持部材１３の上に配置され、かつ、下部構造１１の上に配置される。すなわち、このタックストーン１２３は、ガラス溶融窯１０内の温度低下を抑制するように下部構造１１の上に配置され、かつ、上部構造１２を支持する支持部材１３の上に配置され、上部構造１２の荷重が下部構造１１にそのまま負荷されることがないようにするため、他の耐火物と異なり特徴的な形状となっている。

【0024】

タックストーン１２３と下部構造１１との間は、焼成耐火物などの定形耐火物やモルタルなどの不定形耐火物、セラミックスファイバーのような断熱材で充填されることが好ましい。耐火物で充填することにより、タックストーン１２３と下部構造１１との間に隙間ができず、放熱を抑えることができる。
タックストーン１２３は、支持部材１３と接触して設けられることが好ましい。支持部材１３と接触して設けられることにより、ガラス溶融窯１０内の温度低下の抑制効果が高くなる。

【0025】

支持部材１３は、上部構造１２の荷重を支持するための部材である。この支持部材１３は、上部構造１２の支持構造の一部である（支持部材１３以外の支持構造については図示を省略している）。この支持部材１３は、上部構造１２（具体的には、上部構造１２の下端に設けられたタックストーン１２３）とは上記のように接触して設けられることが好ましい。

【0026】

この支持部材１３は、一般に、平板状に形成された金属製の支持部材である。また、支持部材１３は、上部構造１２を安定して支持できればよく、所定の強度および耐熱性を有する公知の支持部材を用いることができる。

【0027】

支持部材１３としては、一般構造用圧延鋼材（ＪＩＳ Ｇ３１０１）が一般的に用いられ、許容引っ張り応力が３３０ＭＰａ以上であることが好ましい。引っ張り強度が３３０ＭＰａ以上であれば、支持部材の使用量を減らすることができる。引っ張り強度は４００ＭＰａ以上がより好ましい。

【0028】

支持部材１３は、耐熱温度が３５０℃以上であることが好ましい。ここで、耐熱温度とは「圧力容器の構造−一般事項」（ＪＩＳ Ｂ８２６５）で指定される許容引っ張り応力を満たす温度のことで、支持部材１３は、３５０℃における許容引っ張り強度が８２ＭＰａ以上であることが望ましい。
このような支持部材としてはＳＳ３３０、ＳＳ４００等で形成されたものが例示できる。

【0029】

〔タックストーン〕
次に、本実施形態において特徴的な、タックストーンについて説明する。タックストーン１２３は、上記した通り、上部構造１２の下端に配置され、使用されるもので、下部構造１１の上にも配置されるように設けられる。また、タックストーン１２３は、上部構造１２を支持する支持部材１３と直接接触するように設けられることが好ましい。

【0030】

そして、このタックストーン１２３は、図３に示したように、上部構造１２の側壁を支え、その荷重が直接かかる本体部分と、該本体部分よりもガラス溶融窯の内部側に突出するように形成された炉内側部分と、を有する。すなわち、本体部分は、上部構造１２を形成する側壁１２１（１２１ａ、１２１ｂ）の鉛直方向下方に存在する領域を指し、側壁１２１と支持部材１３とで挟まれた上部構造１２の荷重が直接負荷される領域である。ここで、炉内側部分は、本体部分よりもガラス溶融窯の内部側に突出するように形成される。さらに、炉内側部分が下方にも突出するように形成されていてもよい。この構造は、支持部材１３との接触を面で安定して行うことができるように平坦に形成された下端面を有する本体部分と支持部材１３よりも下方で下部構造１１と接触し、支持部材１３と下部構造１１とが互いに影響されずに独立した部材として配置されることを可能とするものである。

【0031】

そして、本実施形態で用いるタックストーン１２３の最も特徴的な形状は、その本体部分において、支持部材１３との接触面の少なくとも一部に凹部を有する点にある。これは、例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示したように、支持部材１３との接触面において、その一部に凹部１２３ａが形成されている点が、従来形状のタックストーンとは異なる。すなわち、図４Ａには、タックストーン１２３の左側面図を、図４Ｂには、その背面図を示した。なお、ここでは、図１に示した断面図のガラス溶融窯１０の内部側からタックストーンを見た図を正面図とした。なお、図７Ａ〜７Ｃでも同様にして表した。

【0032】

図４Ａにおいては、凹部１２３ａは外部からは認識できないため、透視的に破線で示している。また、図４Ｂにおいては、凹部１２３ａとして、支持部材１３の上に配置される面（本体部分の底面）を結んだ支持部材１３との境界部分についても破線で示している。すなわち、境界部分を示す破線に対して凹んだ部分（破線と、該破線よりも上方に示した破線で囲われた部分）が本体部分に形成された凹部１２３ａである。また、図４Ｂにおいては、本体部分から繋がって炉内側部分にも凹部１２３ａが形成されている。この炉内側部分の凹部１２３ａは、上記境界部分よりも下方に向かって形成されているため、この凹部１２３ａは境界部分を示す破線よりも下方に示した破線部分（タックストーンの輪郭を示す実線と重なっている）で囲われた部分として示している。

【0033】

このタックストーン１２３としては、例えば、電鋳耐火物が用いられる。電鋳耐火物は、原料を完全に溶融した後、鋳型内で凝固して得られるもので、得られる耐火物は晶出した結晶が絡み合いながら、その粒間や粒界をマトリックスガラス相が埋めるような微細構造を呈し、低気孔率で緻密な組織を有するため、高耐熱性、高耐食性、耐摩耗性等の点で優れたものである。

【0034】

このタックストーン１２３としては、ガラス溶融窯１０の内部が一般に１３００℃以上の高温となるため、その内部温度以上の耐熱性を有し、かつ、上部構造１２のほとんどの荷重がかかる場所であり、高い圧縮強度も求められる。タックストーン１２３の耐熱温度は、１５００℃以上が好ましく、１６００℃以上がより好ましく、１７００℃以上が特に好ましい。ここで、耐火物の耐熱温度は、ＪＩＳ Ｒ２２０９で規定される荷重軟化温度Ｔ_２（℃）である。また、常温の圧縮強度は、１００ＭＰａ以上が好ましく、２００ＭＰａ以上がより好ましく、３００ＭＰａ以上が特に好ましい。

【0035】

タックストーン１２３は、耐食性、強度に優れた内部気孔の少ない緻密な組織から構成されることが望ましく、その嵩比重は、２．５〜６．５であることが好ましい。ここで、嵩比重は、測定した重量を、外寸を計測して求められる体積で除した値である。嵩比重は３．０〜６．５であることがより好ましい。
タックストーン１２３の真比重は、耐熱性、耐食性、強度に優れた組成から構成されるため、３．０〜６．５であることが好ましい。ここで、真比重は、各組成の比重とその組成比から算出される値である。真比重は３．０〜５．５であることがより好ましい。

【0036】

この電鋳耐火物としては、公知の電鋳耐火物であれば用いることができ、例えば、アルミナ・シリカ質、アルミナ質、アルミナ・ジルコニア・シリカ質、ジルコニア質、マグネシア・クロム質、クロム・アルミナ質、アルミナ・ジルコニア・シリカ・クロム質、等が挙げられ、なかでも、アルミナ・ジルコニア・シリカ質が、アルカリに対する耐食性が良好であり好ましい。より具体的には、この電鋳耐火物として、ＺＢ−１６８１（ＡＧＣセラミックス株式会社製、商品名）等が挙げられる。

【0037】

また、このタックストーン１２３の凹部１２３ａには、図５に示したように、断熱材１２４を設けて断熱性能を向上させたタックストーンとすることが好ましい。ここで用いる断熱材としては、タックストーンに用いるのに十分な耐熱性を有するものであれば、公知の断熱材を限定されずに用いることができる。なお、耐熱性としては、使用時のタックストーンの温度以上の耐熱性を有するものであればよく、ガラス溶融窯１０の内部温度以上、例えば、１３００℃以上、の熱に耐え得るものが好ましい。また、良好な断熱性能を発揮するためには、断熱材の１０００℃における熱伝導率が、２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下が好ましく、１．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下がより好ましく、０．６［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下が特に好ましい。

【0038】

なお、ここで用いる断熱材としては、断熱キャスタブルが好ましい。断熱キャスタブルを用いることで、タックストーン１２３の凹部１２３ａの形状に合わせて、無用な隙間を生じることなく断熱材をタックストーン１２３と一体化させて設けることができる。一体化させることで、ガラス溶融窯の施工時のハンドリング性を向上させるとともに、ガラス溶融窯内部の放熱を効果的に抑制できる断熱性が良好なタックストーンを得ることができる。

【0039】

また、断熱材として、断熱性能の異なる２種類以上の断熱材を用いることができる。２種類の断熱材を用いる場合には、図６に示したように、第１の断熱材１２４ａと第２の断熱材１２４ｂとを積層して形成すればよい。第１の断熱材１２４ａにより炉内からの放熱が抑えられるため、第２の断熱材１２４ｂは第１の断熱材１２４ａよりも耐熱性に劣る耐熱温度が低い断熱材でも使用することができる。一般的に断熱材は耐熱温度を高くしようとすると断熱性が低下する、つまり熱伝導率が高くなるが、第２の断熱材１２４ｂには断熱性の高い材料、すなわち、熱伝導率の低い材料を使用できる。

【0040】

第１の断熱材１２４ａの１０００℃における熱伝導率は、０．２〜２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］が好ましい。第２の断熱材１２４ｂの１０００℃における熱伝導率は、０．０２〜０．５［Ｗ／ｍ・Ｋ］が好ましい。
第１の断熱材１２４ａの１０００℃における熱伝導率Ａと第２の断熱材１２４ｂの１０００℃における熱伝導率Ｂの比Ａ／Ｂは４〜１００であることが好ましい。Ａ／Ｂは２０〜１００であれば、炉内からの放熱を抑えやすい。
第１の断熱材１２４ａの耐熱温度は、１３００℃以上が好ましく、１４００℃以上がより好ましい。第２の断熱材１２４ｂの耐熱温度は、８００℃以上が好ましく、９００℃以上がより好ましい。

【0041】

このような２層構成とすることで、第１の断熱材１２４ａで低減した熱を第２の断熱材１２４ｂで効果的に断熱でき、ガラス溶融窯１０外部への放熱を抑制できる。また、このような２層構成とすることで、その組み合わせによって、トータルの断熱材としての断熱性能を向上させることができる。

【0042】

ここで用いることができる断熱材としては、断熱キャスタブル等の不定形耐火物、セラミックファイバー、断熱ボード、断熱レンガ等のいずれも用いることができる。なお、この断熱材としては、断熱キャスタブルが好ましい。断熱キャスタブルは、流し込みで施工するためタックストーン１２３の凹部１２３ａを隙間なく充填することができ、耐熱性を比較的良好に保ちつつ、高い断熱性を有しているためである。

【0043】

ここで、断熱キャスタブルは、耐火性骨材と、水硬性セメントまたは化学結合剤を混合した耐火物であり、水を混ぜて流し込みによって成形が可能な不定形耐火物である。ここで、断熱性を高めるためには、耐火性骨材として中空の骨材を使用することで達成できる。また、耐火性骨材としては、アルミナ質、ジルコニア質、アルミナ・ジルコニア質、アルミナ・ジルコニア・シリカ質等が挙げられ、なかでも、耐熱性の点でアルミナ・ジルコニア質が好ましい。

【0044】

ここで使用できる断熱キャスタブルとしては、より具体的には、ＴＭＴ−１６００（ＡＧＣセラミックス株式会社製、商品名）等が挙げられる。

【0045】

セラミックファイバーは、シリカやアルミナなどを原料とし、原料を溶融、もしくは原料と高分子を溶解させ、得られた液体を繊維化させて製造される。セラミックファイバーはフェルト、ブロック、後述するボードなど各種成形品も製品化されている。セラミックファイバーとしては、１６００バルク（イソライト工業株式会社製、商品名）等が挙げられる。

【0046】

断熱ボードは、無機バインダーを用いたり耐熱繊維で被膜したりすることでボード状に成形された、セラミックファイバーや無機粒子等から成る耐火断熱材を指す。
断熱ボードとしては、ＴＭＴ−ＭＰ（ＡＧＣセラミックス株式会社製、商品名）等が挙げられる。

【0047】

断熱レンガは、耐火物中に多数の小気泡を付与した耐火レンガであり、一般的には焼成耐火物と同様に原料粉末を焼成して製造される。
断熱レンガとしては、Ａ−７（イソライト工業株式会社製、商品名）等が挙げられる。

【0048】

なお、断熱ボードや断熱レンガ等の定形耐火物は、凹部１２３ａを隙間なく充填させるためには、形状の加工や耐熱接着材の使用等が必要となり、不定形耐火物に比べ手間が増えるためコストが増大する傾向がある。

【0049】

なお、２層構成とする場合には、上記の断熱材を適宜組み合わせて使用できるが、炉内温度に耐えられる耐熱温度の高い断熱キャスタブルを第１の断熱材１２４ａとして用い、第２の断熱材１２４ｂとしては第１の断熱材１２４ａよりも断熱性に優れた熱伝導率が低い断熱ボード等を用いることが好ましい。第２の断熱材１２４ｂの温度が第２の断熱材１２４ｂの耐熱温度を超えないように、第１の断熱材１２４ａの厚みが設計される。第１の断熱材１２４ａの厚みは、第２の断熱材１２４ｂを保護し、断熱効果を高めるため、３０ｍｍ以上であることが好ましく、４０ｍｍ以上であることがより好ましく、５０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。一方、第１の断熱材１２４ａの厚みは、タックストーン１２３の強度及び第１の断熱材１２４ａの温度の上昇を考慮すると、１００ｍｍ以下であることが好ましく、９０ｍｍ以下であることがより好ましく、８０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

【0050】

第２の断熱材１２４ｂの厚みは、断熱効果を高めるため、１０ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上であることがより好ましく、３０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。一方、第２の断熱材１２４ｂの厚みは、第２の断熱材１２４ｂの耐熱温度を超えることを防ぐため、６０ｍｍ以下であることが好ましく、５０ｍｍ以下であることがより好ましく、４０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

【0051】

また、図４Ａ〜４Ｂは、本実施形態のタックストーンの一例を示したものであり、図７Ａ〜７Ｃに示すような形状のタックストーンとすることもできる。なお、図７Ａは、本実施形態の変形例であるタックストーンの左側面図、図７Ｂは背面図、図７Ｃは右側面図、である。

【0052】

図７Ａ〜７Ｃに示したタックストーン２２３は、支持部材との接触面（本体部分の底面）において凹部２２３ａを有し、この凹部２２３ａは、タックストーン１２３の凹部１２３ａよりも広く設けられている。すなわち、タックストーン１２３は、支持部材１３との接触を左右両端（図４Ｂ参照）で行う両脚タイプであるのに対し、タックストーン２２３は、支持部材１３との接触を左端（図７Ｂ参照）のみの片端で行う片脚タイプである。この凹部２２３ａには、上記と同様に断熱材を設けることができる。

【0053】

このタックストーン２２３は、支持部材１３との接触面を片側のみとしたことから、凹部２２３ａの空間を大きくでき、断熱性をより高いものとできる。なお、この片脚タイプは自立できないため、底面まで伸びる脚が形成されている側部の上部に、隣接するタックストーンが契合可能な段差を有している。すなわち、タックストーン２２３の複数個を並べたときに安定するように、隣接するタックストーンに支持される突出部２２３ｂと、該突出部２２３ｂと契合可能な段差となる切り欠き部２２３ｃと、を有する。

【0054】

このタックストーン２２３は、図８に示すように、その複数個を並べたとき、この突出部２２３ｂと切欠き部２２３ｃとがそれぞれ隣接するタックストーン２２３の切欠き部２２３ｃ、突出部２２３ｂと契合し、安定して整列できる。なお、図８においては、凹部２２３ａに断熱材１２４を設けた例を示している。

【0055】

ここで、タックストーンの大きさについて、図９Ａおよび図９Ｂを参照しながら説明する。図９Ａは、タックストーン１２３の左側面図、図９Ｂは背面図を示し、それぞれ各部分の大きさについて符号を付して示している。ここで、タックストーン１２３について、厚さをｔ_ａ、高さをｈ_ａ、幅をｗ_ａ、とする。

【0056】

タックストーン１２３の厚さｔ_ａは、特に限定されずに、その用途等に応じて適宜変更できる。その大きさは、ガラス溶融窯のタックストーンとしては、典型的には３００〜７００ｍｍであり、耐食性と断熱性、それらの費用対効果を考慮すると４５０〜６００ｍｍであることがより好ましい。この厚さｔ_ａは、図９Ａに示しているように、ｔ_１とｔ_２とｔ_３とｔ_４を合計した厚さである。

【0057】

ｔ_１は、タックストーン１２３の支持部材１３と接触する部分の厚さである。すなわち、上部構造１２の大部分（タックストーンの上に積み上げられた側壁を構成する耐火レンガ１２１ａ、断熱レンガ１２１ｂと、天井１２２）の荷重がかかる部位であり、十分に安定して支えることができる厚さとする。このｔ_１部分は、支持部材１３の形状に合わせて平坦に形成されている。また、ｔ_１は、断熱材１２４が形成され、断熱性能に影響を与える重要な部分でもある。

【0058】

したがって、このｔ_１は、支持部材１３との接触領域を十分に確保することができ、かつ、断熱性を十分に確保できる厚さとすればよく、例えば、１００〜６００ｍｍが好ましく、２２５〜４２０ｍｍがより好ましい。

【0059】

ｔ_２は、その平坦部分から下部構造１２との接合部となる炉内側部分へ繋げる中間部分である。ｔ_２はｔ_１と合わせて、本体部分の厚さとなる。このｔ_２は、平坦部分から炉内側部分へ滑らかに繋げられればよく、例えば、０〜１５０ｍｍが好ましく、２５〜１５０ｍｍがより好ましい。なお、このｔ_２部分にはｔ_１と同様に断熱材１２４が形成される領域であるため、断熱性能への影響を与える部分でもある。

【0060】

ｔ_３は、タックストーン１２３の炉内側部分のうち、上記凹部１２３ａが本体部分から連続して形成された部分を指し、断熱材が形成される厚さである。ｔ_３部分は、ｔ_１およびｔ_２と合わせて、断熱材１２４が形成される領域を表し、断熱性能に影響を与える重要な部分でもある。このｔ_３は、炉内側部分における断熱性能と耐食性のバランスを考慮し、例えば、断熱性を重視する場合は、２０〜２５０ｍｍが好ましく、５０〜３００ｍｍがより好ましい。例えば、耐食性を重視する場合は、０〜１５０ｍｍが好ましく、０〜５０ｍｍがより好ましい。

【0061】

ｔ_４は、タックストーン１２３の炉内側部分の電鋳耐火物の厚さであり、ｔ_３と合わせて炉内側部分の厚さとなる。炉内側部分はガラス溶融窯１０の炉内雰囲気に触れ常に侵食されるため、ｔ_４の厚みはタックストーン１２３の耐食性に影響を与える重要な部分である。すなわち、ガラス溶融窯１０の予定稼働年数、例えば１０年間の稼働で受ける侵食に、十分耐えられる厚さとする。そのため、このｔ_４の厚さは、タックストーン１２３のその他の形状や生産するガラス、生産温度等にも影響されるが、例えば、耐食性を重視する場合は、１００〜３５０ｍｍが好ましく、１７５〜３５００ｍｍがより好ましい。例えば、断熱性を重視する場合は、５０〜２００ｍｍが好ましく、５０〜１００ｍｍがより好ましい。

【0062】

ｔ_３とｔ_４の比ｔ_３／ｔ_４は、０．０〜２．５であることが好ましい。下部構造の寸法と合わせるために、ｔ_３を大きくする場合はｔ_４を小さくすることが好ましい。断熱性を重視する場合はｔ_３／ｔ_４が０．２以上あることが好ましく、ｔ_３／ｔ_４は０．１以上がより好ましい。一方、耐食性を重視する場合はｔ_３／ｔ_４が０．１以下が好ましく、ｔ_３／ｔ_４は０．０５がより好ましい。

【0063】

さらに、ｔ_１とｔ_２を合計した厚さ（ｔ_１＋ｔ_２）を本体部分の厚さｔ_ｂとし、ｔ_３とｔ_４を合計した厚さ（ｔ_３＋ｔ_４）を炉内側部分の厚さｔ_ｉとしたとき、ｔ_ｂは１５０〜６００ｍｍが好ましく、ｔ_ｉは１００〜３５０ｍｍが好ましい。また、これら本体部分の厚さｔ_ｂと炉内側部分の厚さｔ_ｉとの比（ｔ_ｂ／ｔ_ｉ）は、１．０〜６．０が好ましい。この比（ｔ_ｂ／ｔ_ｉ）が小さいと炉内側部分が厚く耐食性が良好となる。この比（ｔ_ｂ／ｔ_ｉ）が大きいと支持部材で支える面積が大きくなり安定性が良好となる傾向がある。

【0064】

タックストーン１２３の高さｈ_ａは、特に限定されずに、その用途等に応じて適宜変更できる。その大きさは、ガラス溶融窯のタックストーンとしては、典型的には２００〜４００ｍｍ程度であり、耐食性と断熱性及び強度、それらの費用対効果を考慮すると３００〜３５０ｍｍが好ましい。

【0065】

ｈ_１は、タックストーン１２３の本体部の高さから凹部の高さｔ_３を除いた高さである。すなわち、上部構造１２の大部分の荷重がかかる部位であり、十分に安定して支えることができる高さ（厚さ）とする。このｈ_１の高さは、使用する材料の強度等にも影響されるが、例えば、６０〜２８０ｍｍが好ましく、１００〜２２０ｍｍがより好ましい。

【0066】

ｈ_２は、タックストーン１２３の本体部よりも下方に突出した部分の高さである。すなわち、支持部材１３との接触面から下部構造１１と接合するために形成された炉内側部分の下端面までの高さである。このｈ_２は、支持部材１３の挿入スペースを確保するための高さでもあり、かつ、支持部材１３の存在に影響されずに、炉内側部分の下端面が確実に下部構造１１と密接することを可能とする高さを有する。このｈ_２の高さは、使用する支持部材１３の厚さに応じて設定すればよく、例えば、２０〜１２０ｍｍが好ましく、４０〜９０ｍｍがより好ましい。

【0067】

ｈ_３は、タックストーン１２３の本体部分における凹部１２３ａの高さである。すなわち、形成される断熱材の高さともなり、タックストーン１２３に付与される断熱性能に大きく影響を与える重要な部分である。このｈ_３の厚さは、使用する材料の熱伝導率等にも影響されるが、例えば、３０〜１３０ｍｍが好ましく、５０〜１００ｍｍがより好ましい。

【0068】

タックストーン１２３の幅ｗ_ａは、特に限定されずに、その用途等に応じて適宜変更できる。その大きさは、ガラス溶融窯のタックストーンとしては、典型的には２００〜７００ｍｍであり、断熱材１２４の体積と、タックストーン１２３の１個当たりにかかる荷重を考慮すると、３００〜５５０ｍｍが好ましい。

【0069】

ｗ_１およびｗ_２は、タックストーン１２３の支持部材１３との接触部分となる脚の幅である。ｗ_１とｗ_２はそれぞれが脚の幅を表し、支持部材１３との接触部分の幅は、ｗ_１＋ｗ_２となる。これは、上部構造１２の大部分の荷重がかかる部位でもあり、十分に安定して支えることができる幅とする。このｗ_１およびｗ_２の幅は、使用する材料の強度等にも影響されるが、例えば、それぞれ１５〜１００ｍｍが好ましく、４０〜１００ｍｍがより好ましい。さらに、このｗ_１およびｗ_２の幅は、かかる荷重を均等にするため、同じ幅とすることが好ましい。

【0070】

ｗ_３は、タックストーン１２３の凹部１２３ａの幅である。すなわち、形成される断熱材の幅ともなり、タックストーン１２３に付与される断熱性能に大きく影響を与える重要な部分である。このｗ_３の幅は、使用する材料の熱伝導率等にも影響されるが、例えば、１５０〜５００ｍｍが好ましく、２７０〜６７０ｍｍがより好ましい。

【0071】

ｗ_ａとｗ_３の比ｗ_ａ／ｗ_３は、１．０５〜２．３であることが好ましい。耐荷重性を重視する場合はｗ_ａ／ｗ_３が１．１以上あることが好ましく、ｗ_ａ／ｗ_３は１．１３以上がより好ましい。一方、断熱性を重視する場合は、ｗ_ａ／ｗ_３は１．５以下が好ましく、ｗ_ａ／ｗ_３は１．３以下がより好ましい。

【0072】

また、タックストーン１２３は、凹部の容量が２．０〜２０．０Ｌであることが好ましい。凹部の容量が２．０Ｌ以上であれば、十分な量の断熱材を設けることができ、ガラス溶融窯内部の放熱を効果的に抑制できる。凹部の容量は５．０Ｌ以上であることがより好ましく、７．０Ｌ以上であることがさらに好ましい。一方、凹部の容量が２０Ｌ以下であれば、タックストーン１２３の図９Ａに示すｔ_４の厚みを増し耐食性を向上させるとともに、図９Ｂに示すｈ_１の厚みを増し耐荷重性を向上させることができる。凹部の容量は１６．０Ｌ以下であることがより好ましく、１０．０Ｌ以下であることがさらに好ましい。

【0073】

上記のタックストーンの大きさは、両脚タイプの場合を説明したものであり、片脚タイプの場合には、その形状の違いに応じて適宜変更することができる。例えば、タックストーンの幅において、支持部材１３との接触部分となる脚の幅は１つであるため、上記説明したｗ_１またはｗ_２に比べて幅を１．０〜２．０倍程度とすることが好ましく、１．０〜１．９倍程度とすることがより好ましい。このようにすることで、上部構造１２の荷重をしっかりと受けながら、凹部を両脚タイプよりも大きく形成でき、その結果、断熱材の形成領域を広くできるため、タックストーンの断熱性能を向上させることができる。

【0074】

また、片脚タイプでは、図７Ａ〜７Ｃに示したように、突出部２２３ｂと切欠き部２２３ｃとを有することが特徴的であるが、この突出部２２３ｂの突出幅および切欠き部２２３ｃの切り欠き幅は、いずれも２０〜６０ｍｍ程度が好ましい。２０ｍｍ以上であれば図８に示すように安定して整列させやすい。６０ｍｍ以下であれば昇温時の膨張による突出部２２３ｂと切欠き部２２３ｃの干渉を抑えつつ、断熱材の幅ｗ_３を広く取ることができる。また、この突出部２２３ｂの高さおよび切欠き部２２３ｃの高さは、いずれも８０〜２００ｍｍ程度が好ましい。８０ｍｍ以上であれば図８に示すように安定して整列させやすい。２００ｍｍ以上では切欠き部２２３ｃと凹部２２３ａが過剰に接近し、タックストーン２２３の厚みが薄くなり、強度が不足するため好ましくない。

【0075】

上記のように、本実施形態の構成とすることで、耐荷重を良好に保持しながら、断熱性を向上させることができるタックストーンを得ることができる。このタックストーンが断熱材を有する場合、該断熱材には無用な荷重がかかることがないため、強度等を気にすることなく、所望の断熱性能を有する材料を選定できる。

【0076】

〔耐火物の製造方法〕
本実施形態の耐火物の製造方法は、所定の耐火物組成となる割合で調合した耐火物原料を溶融し、溶融した耐火物原料を鋳型に流し込み、冷却、固化して、上記説明したタックストーンを製造するものである。この製造方法においては、公知の手法により耐火物を製造すればよい。以下、各工程について詳細に説明する。

【0077】

まず、目的の耐火物組成となるようにアルミナ、ジルコニア、シリカ、炭酸ナトリウムなどの各原料を所定の割合で混合し、耐火物原料を調合する。次いで、得られた耐火物原料を電気炉等で加熱溶融する。ここで、電気炉における耐火物原料の加熱温度は、１７００℃以上が好ましく、１８００〜２１００℃がより好ましい。電気炉は、アーク電気炉が好ましい。電気炉の電極は黒鉛電極を使用できる。

【0078】

次に、溶融した耐火物原料を鋳型に流し込み、徐冷して固化させる。ここで鋳型は目的の耐火物形状が得られるように形成されている。また、耐火物製造においては、得られた耐火物の鋳塊の表面を切削、研磨等により加工して製品形状とする場合もあり、その場合は、鋳型はその点を考慮して実製品の大きさよりも大きく形成する。

【0079】

また、徐冷は、溶融耐火物を鋳型に流し込んだ後、耐火物を取り扱える温度まで放冷することをいう。取り扱える温度としては、５０℃以下が好ましい。亀裂の発生率を低下させるため、徐冷の時間は、７日以上が好ましく、１５日以上がより好ましい。

【0080】

本実施形態においては、目的とする耐火物形状が、所定の位置に凹部を有するものであるため、鋳型として凹部を形成するようにしておけばよい。また、従来の凹部を有しないタックストーンを製造するための鋳型をそのまま利用し、凹部となる部分に後で除去可能な中子を配置して、溶融鋳造により製造することもできる。この場合、一旦鋳塊と中子とを一体的に形成し、中子を後から除去することで所定の形状の凹部を有するタックストーンを製造することができる。

【0081】

このようにして得られた凹部を有するタックストーンの凹部に、断熱材を形成することで、断熱性を向上させたタックストーンを得ることができる。ここで、断熱材としては、上記タックストーンの説明で記載したとおりの断熱材が使用できる。

【0082】

なお、上記は、凹部を形成した後、断熱材を後から形成する場合について説明したが、中子の代わりに、そのまま製品として使用可能な断熱材を配置しておくと、鋳造により得られる鋳塊が、断熱材と一体化して得られる。この場合、そのまま断熱性能を向上させたタックストーンとして用いることができ、中子の除去および断熱材の形成という工程を省略することができる。この製造方法によれば、タックストーンの製造工程が簡略化され、製造コストも低減することができる。

【0083】

〔ガラス溶融窯〕
本実施形態のガラス溶融窯は、溶融ガラスを収容する下部構造と、下部構造の上部に密接して形成された上部構造と、上部構造を支持する支持部材と、を有し、上部構造の下端にはタックストーンが設けられる。ここで、タックストーンとして、上記した本実施形態のタックストーンを用いることを特徴としている。それ以外の構成については、公知のガラス溶融窯における構成とすればよい。このガラス溶融窯としては、図１に例示したガラス溶融窯が挙げられる。

【実施例】

【0084】

以下に本発明の実施例および比較例を示す。

【0085】

（実施例１）
アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭酸ナトリウムなどの耐火物原料を、所定の割合となるように混合し、耐火物組成物とした。この耐火物組成物を、３本の黒鉛電極を備えた３０００ｋＶＡの単相交流アーク電気炉に装入し、通電加熱により１８００〜２０００℃の温度で完全に熱溶融した。次に、凹部を形成するための中子として、予め所定形状とされた断熱キャスタブルを所定の位置に配置し、徐冷剤である珪砂の中に埋めていた鋳型に、溶湯を流し込み、鋳造後、鋳型を脱型し、室温付近の温度になるまで放冷した。

【0086】

鋳塊と一体に形成されている断熱キャスタブルを破砕して取り除き、切削、研磨して、図１に示す凹部を有する両脚タイプのタックストーンを得た。得られたタックストーンの大きさは、ｔ_ａが４９１ｍｍ（ｔ_１が３１６ｍｍ、ｔ_２が５０ｍｍ、ｔ_３が２５ｍｍ、ｔ_４が１００ｍｍ）、ｈ_ａが３００ｍｍ（ｈ_１が１６２ｍｍ、ｈ_２が６６ｍｍ、ｈ_３が７２ｍｍ）、ｗ_ａが４５０ｍｍ（ｗ_１が５５ｍｍ、ｗ_２が５５ｍｍ、ｗ_３が３４０ｍｍ）、である。また、このときの凹部の容量は１０．０Ｌである。

【0087】

また、得られたタックストーンについて、その組成、真比重、圧縮強度、について表１に示した。ここで真比重は、各組成の比重とその組成比から算出した値である。圧縮強度は、ＪＩＳ Ｒ２２０６に準拠して測定した値である。なお、このタックストーンは、ＺＢ−１６８１（ＡＧＣセラミックス株式会社、商品名）に相当する電鋳耐火物である。

【0088】

【表1】

【0089】

次に、断熱材としては、断熱キャスタブル（ＡＧＣセラミックス株式会社製、商品名：ＴＭＴ−１６００）を用い、凹部の側面に木材及び発泡スチロールの板を設置し、凹部に水と混練した断熱キャスタブルを流し込んで、約１日放置し硬化させ、高さ５７ｍｍ（ｈ_３の一部）の断熱材１を形成した。

【0090】

さらに、硬化した断熱キャスタブルの表面に、気硬性モルタル（ＡＧＣセラミックス株式会社製、商品名：ＴＭＡ）を塗布し、支持部材との接触面となる厚さ１５ｍｍの板状に形成された断熱材２（ＡＧＣセラミックス株式会社製、商品名：ＴＭＴ−ＭＰ１０ＲＨＹ；熱伝導率（４００℃） ０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋ）を貼りつけて、凹部に２層の断熱材を有するタックストーンを得た。なお、このとき、炉内側部分の断熱材は、断熱キャスタブルのみで形成されるようにした。

【0091】

ここで用いた断熱材１は、表２に示した化学組成を有する断熱キャスタブルを用いて形成された断熱材である。表２には、得られる断熱材の特性を併せて示した。ここで、比重は嵩比重であり、断熱材の重量を測定し、外寸を計測して算出した体積で除することにより求めた。最高使用温度は、次の方法で求めた。まず、断熱材を複数個用意した。この断熱材を、５０℃刻みの異なる温度で加熱されるように、それぞれ一定温度で３時間加熱処理し、断熱材が溶融して断熱材のエッジが変形しているかを観察した。このとき、断熱材のエッジが変形していない最も高い温度を最高使用温度とした。
ここで、熱伝導率は、ＪＩＳ Ｒ２２５１−１に準拠し熱線法で測定した値である。

【0092】

【表2】

【0093】

ここで用いた断熱材２は、主にシリカ粒子から成り、ガラスクロスで被覆、成形された断熱ボードである。表３には、断熱ボードの特性を示した。ここで、比重は嵩比重であり、断熱材の重量を測定し、外寸を計測して算出した体積で除することにより求めた。熱伝導率は、ＩＳＯ ８３２０、ＡＳＴＭ Ｃ１７７ ＧＨＰ法で測定した値である。

【0094】

【表3】

【0095】

（実施例２）
実施例１と同様の操作により、図７Ａ〜７Ｃに示した片脚タイプのタックストーンを製造した。得られたタックストーンの大きさは、図９Ａ〜９Ｂで説明すると、ｔ_ａが４９１ｍｍ（ｔ_１が２９１ｍｍ、ｔ_２が５０ｍｍ、ｔ_３が２５ｍｍ、ｔ_４が１２５ｍｍ）、ｈ_ａが３００ｍｍ（ｈ_１が１６２ｍｍ、ｈ_２が６６ｍｍ、ｈ_３が７２ｍｍ）、ｗ_ａが４５０ｍｍ（ｗ_１が６０ｍｍ、ｗ_２は０ｍｍ、ｗ_３が３９０ｍｍ）、である。また、この片脚タイプのタックストーンは、突出部と切欠き部が、それぞれ幅３０ｍｍ、高さ１００ｍｍの大きさで設けられている。すなわち、タックストーンの突出部まで含めた幅は４８０ｍｍである。また、このときの凹部の容量は９．８Ｌである。

【0096】

さらに、得られたタックストーンに、実施例１と同様にして断熱材１と断熱材２を積層して、凹部に２層の断熱材を有するタックストーンを得た。

【0097】

（断熱シミュレーション）
また、本発明の耐火物について断熱効果を見積もるため、有限体積法による、３次元伝熱計算プログラムを用いてコンピューターシミュレーションを実施した。
ここで、ガラス溶融窯に用いるタックストーンとして、従来例の凹部を有していないタックストーンを用いた場合と、本発明の凹部を有するタックストーンを用いた場合と、それぞれのガラス溶融窯の外部への放熱量を計算し、その差を求めた。このとき、タックストーン以外の条件は同一のものとし、ガラス溶融窯内部（炉内面）の温度は１６００℃に加熱した条件とした。

【0098】

なお、このタックストーンの材料としては、アルミナ・ジルコニア・シリカ質の電鋳耐火物を想定し、その熱伝導率（３０℃）は５．８１３［Ｗ／ｍ・Ｋ］とした。また、タックストーンの寸法は、図９Ａ及び９Ｂにおいて、それぞれ次の通りとした。
従来例の耐火物（タックストーン）として、ｔ_ａは５００ｍｍ、ｔ_１＋ｔ_２は３７５ｍｍ、ｔ_３は０ｍｍ、ｔ_４は１５０ｍｍ、ｈ_ａは３０５ｍｍ、ｈ_１は２３９ｍｍ、ｈ_２は６６ｍｍ、ｗ_ａは４５０ｍｍとし、断熱材は設けられていない。
本発明の耐火物（タックストーン）としては、ｔ_ａは５１５ｍｍ、ｔ_１＋ｔ_２は３７５ｍｍ、ｔ_３は２５ｍｍ、ｔ_４は１２５ｍｍ、ｈ_ａは３０５ｍｍ、ｈ_１は１６５ｍｍ、ｈ_２は６６ｍｍ、ｈ_３は７４ｍｍ、ｗ_ａは４５０ｍｍ、ｗ_１（ｗ_２）は３０ｍｍ、ｗ_３は３９０ｍｍとし、凹部には耐火物（タックストーン）側から高さ５９ｍｍ、熱伝導率（３０℃）０．４８０［Ｗ／ｍ・Ｋ］の断熱キャスタブルと、高さ１５ｍｍ、熱伝導率（３０℃）０．０５０［Ｗ／ｍ・Ｋ］の断熱ボードを形成したものとした。

【0099】

その結果、本発明のタックストーンを使用した場合、従来と比較して窯の外周１ｍ長さ辺り２．８ｋＷ／ｍ放熱量が削減される結果となった。この結果より、例えば大きさ１５ｍ×１０ｍの溶融窯の全周５０ｍに本発明のタックストーンを使用した場合、１４０ｋＷの省エネ効果が見込まれる。

【0100】

以上の通り、本実施形態のタックストーンは、耐熱性、耐食性等の耐火物の有する特性を保持しながら、凹部を設けることにより断熱性を向上させることができるものである。実際に、凹部内に断熱材を設けることで、断熱性を向上させた、ガラス溶融窯での使用に好適な、タックストーンが得られる。

【産業上の利用可能性】

【0101】

本発明のタックストーンは、耐熱性、耐食性、断熱性等が求められる耐火物として広く用いることができ、特に、ガラス溶融窯のタックストーンとして好適に使用できる。

【符号の説明】

【0102】

１０…ガラス溶融窯、１１…下部構造、１２…上部構造、１３…支持部材、１１１…底部、１１２，１２１…側壁、１２１ａ…耐火レンガ、１２１ａ，１２１ｂ…断熱レンガ、１２２…天井、１１２ａ，１２３…タックストーン、１２４…断熱材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9A】

【図9B】