特開 2024-111645 断熱ブロック、断熱壁の製造方法、断熱壁、および、工業炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024111645

(43)【公開日】2024-08-19

(54)【発明の名称】断熱ブロック、断熱壁の製造方法、断熱壁、および、工業炉

(51)【国際特許分類】

   F27D 1/14 20060101AFI20240809BHJP

【ＦＩ】

F27D1/14 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016272

(22)【出願日】2023-02-06

(71)【出願人】

【識別番号】522123566

【氏名又は名称】マフテック株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】523041919

【氏名又は名称】ミノセラム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129838

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 典輝

(74)【代理人】

【識別番号】100101203

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100104499

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 達人

(72)【発明者】

【氏名】秦 雄作

(72)【発明者】

【氏名】小林 友幸

(72)【発明者】

【氏名】林 賢一

【テーマコード（参考）】

4K051

【Ｆターム（参考）】

4K051AA03

4K051AB01

4K051AB03

4K051AB07

4K051AB09

4K051BB04

4K051BC00

(57)【要約】

【課題】断熱ブロックを炉殻に強固に固定することができると共に、断熱ブロックの現場での施工性が良好である、断熱ブロック、断熱壁の製造方法、該方法により施工された断熱壁、該断熱壁を備える工業炉を提供する。
【解決手段】折りたたまれた無機繊維集合体のマット、ビームを備えたブロック固定用金具を備え、前記ビームが、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの折り目の内側に挿入された状態で、前記ビームと前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットとが固定されており、前記ブロック固定用金具が、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの外側に位置しており、前記ビームが前記前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットを支持する支持点が前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの外側に位置する、断熱ブロック。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

折りたたまれた無機繊維集合体のマット、ビームを備えたブロック固定用金具を備え、
前記ビームが、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの折り目の内側に挿入された状態で、前記ビームと前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットとが固定されており、
前記ブロック固定用金具が、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの外側に位置しており、
前記ビームが前記前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットを支持する支持点が前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの外側に位置する、
断熱ブロック。

【請求項2】

前記ビームと、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットとの固定が、ビームに設けられた刃を、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットに刺すことにより行う、請求項１に記載の断熱ブロック。

【請求項3】

前記ビームを備えたブロック固定用金具が、ビームの両側にブロック固定用金具を備える形態である、請求項１または２に記載の断熱ブロック。

【請求項4】

前記断熱ブロックが、炉殻に設置する側の面に、少なくとも２つ以上の折り目を有する、請求項１または２に記載の断熱ブロック。

【請求項5】

前記ビームを備えたブロック固定用金具が、少なくとも２つ以上のビームを備える、請求項１または２に記載の断熱ブロック。

【請求項6】

請求項１または２に記載の断熱ブロックを炉殻へ取り付けることにより、炉殻に断熱壁を形成する断熱壁の製造方法。

【請求項7】

炉殻へ取り付けられた、請求項１または２に記載の複数の断熱ブロックを備える、断熱壁。

【請求項8】

請求項７に記載の断熱壁を備える、工業炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、断熱ブロック、断熱壁の製造方法、断熱壁、および、工業炉に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、加熱炉などの炉殻鉄皮の内面に断熱壁を形成するには、キャスタブルと呼ばれる耐熱コンクリートが使用されていた。近年、断熱壁の施工性、形成した断熱壁の断熱性の点から、キャスタブルに替えて、耐火性および断熱性を有する無機繊維からなる断熱材を内張することが行われている。

【0003】

無機繊維からなる断熱材によって断熱壁を形成する方法としては、無機繊維マットを炉殻（鉄皮面）に平行に積層し、炉殻に直角に設けたスタッドによって固定するペーパーライニング法、無機繊維マットを炉殻に直角に積層し、炉殻に直角に固定された固定金具及びこの固定金具に固定され無機繊維マットを炉殻に平行に貫通するロッドによって固定するスタックライニング法（いわゆるＨアンカー工法）、無機繊維マットをブロック化しその一つの面に断熱ブロック固定用取付金具（以下、「ブロック固定金具」という場合がある。）を取付けてなる断熱ブロックを、炉殻に直角に設けたスタッドにブロック固定金具を介して取り付けるモジュール法（例えば、特許文献１）等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２２６７７１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これらのうち、スタックライニング法は、製造コストが安く、施工が早いという利点があるが、無機繊維マットにロッドを横串にするという構造から、ロッドが無機繊維マットを点で支える構造であるため、固定金具が無機繊維のマットを支えきれないという問題があり、炉殻（特に天井）から無機繊維のマットが落ちる、または、無機繊維マットと炉殻との間に隙間ができるといった問題点があった。また、施工する現場にて、無機繊維マットに横串を刺す位置が施工者に委ねられており、この位置がずれることがあり、施工精度が悪いという問題点があった。

【0006】

また、モジュール法は、ビームによって、無機繊維マットを面で支える構造であるため、無機繊維マットを炉壁に強固に固定することができる構造であるが、固定金具が断熱ブロックの背面に存在し、該固定金具に存在する孔に、炉殻に立設しているスタッドを挿入することで、断熱ブロックと炉殻とを固定する構造となっている。このため、断熱ブロックを施工する作業者が、施工の際に、断熱ブロックの裏側の固定金具およびスタッドを目視することができず、その状態での作業のため、設置に時間がかかってしまうという問題があった。
なお、断熱壁を施工する加熱炉内は、炉を停止して長時間経過していたとしても、炉全体に熱が残存してしまうため、高温多湿状態となっている。よって、加熱炉内は、作業者にとって、狭い、暗い、むし暑いという、好ましくない作業環境であると言える。このため、断熱壁の設置は、簡易な方法で、短時間で行えるものであることが、要望されている。

【0007】

以上より、本発明は、断熱ブロックを炉殻に強固に固定することができると共に、断熱ブロックの現場での施工性が良好である、断熱ブロック、断熱壁の製造方法、該方法により施工された断熱壁、該断熱壁を備える工業炉を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の事項を見出した。
・無機繊維集合体のマットを折りたたんで形成した断熱ブロックの折り目の内側にブロック固定用金具のビームを挿入し固定して断熱ブロックとすることで、無機繊維集合体のマットをビームが面で支えることになり、無機繊維集合体のマットを強固に炉殻に固定することができる。
・上記断熱ブロックにおいて、ブロック固定用金具は、折りたたまれた無機繊維集合体のマットの外側に位置している。よって、断熱壁の施工時において、作業者が、炉殻に立設されたスタッドとブロック固定用金具とを接続する作業を目視しながら行うことが可能となり、施工性が向上する。
・上記断熱ブロックにおいては、ブロック固定用金具のビームが断熱ブロックを支持する支持点が、断熱ブロックの外側に位置しており、この点で、従来の断熱ブロックとは異なる構造を備えるものである。

【0009】

以上の事項を元に、本発明者は以下の発明を完成させた。
［１］ 折りたたまれた無機繊維集合体のマット、ビームを備えたブロック固定用金具を備え、
前記ビームが、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの折り目の内側に挿入された状態で、前記ビームと前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットとが固定されており、
前記ブロック固定用金具が、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの外側に位置しており、
前記ビームが前記前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットを支持する支持点が前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットの外側に位置する、
断熱ブロック。

【0010】

［２］ 前記ビームと、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットとの固定が、ビームに設けられた刃を、前記折りたたまれた無機繊維集合体のマットに刺すことにより行う、［１］に記載の断熱ブロック。
［３］ 前記ビームを備えたブロック固定用金具が、ビームの両側にブロック固定用金具を備える形態である、［１］または［２］に記載の断熱ブロック。
［４］ 前記断熱ブロックが、炉殻に設置する側の面に、少なくとも２つ以上の折り目を有する、［１］または［２］に記載の断熱ブロック。
［５］ 前記ビームを備えたブロック固定用金具が、少なくとも２つ以上のビームを備える、［１］または［２］に記載の断熱ブロック。

【0011】

［６］ ［１］または［２］に記載の断熱ブロックを炉殻へ取り付けることにより、炉殻に断熱壁を形成する断熱壁の製造方法。
［７］ 炉殻へ取り付けられた、［１］または［２］に記載の複数の断熱ブロックを備える、断熱壁。
［８］ ［７］に記載の断熱壁を備える、工業炉。

【発明の効果】

【0012】

本発明の断熱ブロックによれば、炉殻への設置の際に、取り付け作業を目視しながら行うことができ施工性が良好であり、施工作業の簡便化、および、作業時間の短縮化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の断熱ブロック１００の斜視図である。

【図2】図２（ａ）は、ブロック固定用金具２０の背面側斜視図であり、図２（ｂ）は側面図である。

【図3】図３は、ブロック固定用金具２０の正面側斜視図である。

【図4】図４（ａ）（ｂ）は、別の形態のブロック固定用金具２０の背面側斜視図である。

【図5】図５は、別の形態のブロック固定用金具２０の正面側斜視図である。

【図6】図６（ａ）（ｂ）は、さらに別の形態のブロック固定用金具２０正面側斜視図である。

【図7】図７は、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０に、ブロック固定用金具２０の刃２６を突き刺した状態を、炉殻側から見た様子を示す模式図である。

【図8】図８は、炉殻３０に、本発明の断熱ブロック１００を設置する様子を示した模式図である。

【図9】図９（ａ）～（ｃ）は、ビームが断熱ブロックを支持する支持点の位置を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態の一例としての、断熱ブロック、断熱壁の製造方法、断熱壁、および、工業炉について説明する。ただし、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
なお、数値範囲を示す「ａ～ｂ」の記述は、特にことわらない限り「ａ以上ｂ以下」を意味すると共に、「好ましくはａより大きい」及び「好ましくはｂより小さい」の意を包含するものである。
また、本明細書における数値範囲の上限値及び下限値は、本発明が特定する数値範囲内から僅かに外れる場合であっても、当該数値範囲内と同様の作用効果を備えている限り本発明の均等範囲に包含するものとする。

【0015】

＜断熱ブロック１００＞
本発明の断熱ブロック１００は、図１に斜視図を示すように、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０、ビームを備えたブロック固定用金具２０を備え、該ビームが折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の折り目の内側に挿入された状態で、ブロック固定用金具２０と折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０とが固定されている。
なお、図１では、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の圧縮状態を保つために、バンド１４により固定されている。

【0016】

（折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０）
折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を形成する無機繊維は、特に制限されないが、例えば、シリカ、アルミナ／シリカ、これらを含むジルコニア、スピネル、チタニア及びカルシアの単独、または複合繊維が挙げられる。中でも、特に好ましいのは、耐熱性、繊維強度（靱性）、安全性の点で、アルミナ／シリカ系繊維、特に多結晶質アルミナ／シリカ系繊維である。特に、アルミナ比が７０～８０質量％でシリカ比が３０～２０質量％のアルミナ/シリカ繊維が好ましい。

【0017】

無機繊維集合体のマット１０としては、安全性を確保しつつ、耐熱性や耐久性を高めるという理由により、実質的に繊維径３μｍ以下を含まない無機繊維の集合体にニードリング処理が施されたマット（ニードルブランケット）が好ましい。
無機繊維集合体の嵩密度は特に限定されないが、形成される断熱ブロック１００の耐熱性および強度の点から、８５ｋｇ／ｍ^３～１５０ｋｇ／ｍ^３が好ましく、９０ｋｇ／ｍ^３～１４０ｋｇ／ｍ^３がさらに好ましい。
無機繊維集合体のマットの厚みは適宜選択されるが、施工性や強度の点から１０～３０ｍｍが好ましく、１２．５～２７ｍｍがより好ましい。厚みが薄くなりすぎると、施工に手間がかかり、厚みが厚すぎると折りたたんだ時に、構造体を維持しづらいという問題点がある。
無機繊維集合体のマットのサイズは、特に限定されず、炉殻の施工場所に応じて、適宜好適な大きさに切り出して対応可能である。

【0018】

・無機繊維集合体のマットの折りたたみ方法
無機繊維集合体のマットの折りたたみ方法は、断熱ブロック１００の炉殻に設置する側の面（図１における左奥側の面Ｐ１）に折り目を有するのであれば、特に制限されない。断熱ブロック１００を炉殻に強固に固定する観点から、断熱ブロック１００の炉殻に設置する側の面Ｐ１には、折り目が少なくとも２つ以上あることが好ましく、４つ以上あることがより好ましい。折り目の数の上限は断熱ブロック１００の大きさに依存するが、１０個以下が好ましく、８個以下がより好ましい。なお、図１に示した形態では、断熱ブロック１００の炉殻に設置する側の面Ｐ１に、折り目が５つ形成されている。

【0019】

無機繊維集合体のマットの折りたたみ方法は、図１に示すように、一つの長尺マットを九十九折りしたものであってもよいし、複数の長尺マットを九十九折りしたものを組み合わせたものであってもよいし、または、二つに折りたたんだマットを複数準備し、これらの折り目を面Ｐ１側に揃えてまとめたものであってもよい。

【0020】

断熱ブロック１００の嵩密度に関して特に制限はないが、９６ｋｇ／ｍ^３～１６０ｋｇ／ｍ^３が好ましく、１００ｋｇ／ｍ^３～１４０ｋｇ／ｍ^３が好ましい。断熱ブロック１００を構成する折りたたまれた無機繊維集合体のマットは、最終的には、圧縮された状態となっていることが好ましい。つまり、後に示すビームを備えた固定用金具２０のビームを挿入固定した状態で、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を圧縮することが好ましい。

【0021】

圧縮率は、断熱ブロック１００の耐熱性と耐久性を高める観点から、１０％以上が好ましく、１５％以上がより好ましく、２０％以上がさらに好ましい。また、ビームの変形を防ぐ観点から、上限は４０％以下とすることが好ましい。なお、圧縮率を高くすることで、断熱ブロック１００の嵩密度が大きくなり、断熱ブロック１００の耐熱性が向上する。

【0022】

断熱ブロック１００は、アルミナロープなどで縫製して、圧縮したり、構造を保持したりすることができる。また、無機繊維集合体のマットを折りたたんで積層し、圧縮面の両側をベニヤ板や金属板などで抑えて圧縮し、バンド１４などで固定することで、断熱ブロック１００の嵩密度を高めることもできる。図１では、バンド１４のみで圧縮を保持する形態を示したが、バンド１４と折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０との間に、ベニヤ板などを設置して圧縮させることにより、圧縮率を高めて断熱ブロック１００の嵩密度をより向上させることができる。
各断熱ブロック１００は、施工後にバンド１４を切断することによって、圧縮を開放し、断熱ブロック１００同士を密着させて、炉殻に固定することができる。

【0023】

（ビームを備えたブロック固定用金具２０）
本発明の断熱ブロック１００は、該断熱ブロック１００の製造段階において、上記した折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の折り目の内側に、ビームを備えたブロック固定用金具２０のビームが挿入され、該ビームと無機繊維集合体のマットとが固定され、これにより、ブロック固定用金具２０と折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０とが固定される。また、本発明の断熱ブロック１００は、ブロック固定用金具２０を介して炉殻に固定される。

【0024】

図２、３に、ビームを備えたブロック固定用金具２０の一実施形態を示す。図２（ａ）が背面側斜視図であり、図２（ｂ）が側面図であり、図３が正面側斜視図である。なお、断熱ブロック１００が炉殻に設置された際において、炉殻側となる面を背面、炉内側となる面を正面としている。
図２に示した固定用金具２０は、炉殻に取り付ける面を備える本体プレート２２Ａ、該本体プレート２２Ａから立設する立設片２２Ｂ、該立設片２２Ｂから炉殻に平行な方向に延びるビーム２４Ａ、２４Ｂを備える。
なお、立設片２２Ｂは、図２，３に示したように、Ｌ字のプレートまたは平面のプレートを折り曲げてＬ字としたプレートを使用することが、溶接の工数低減、固定用金具２０の強度、および、固定用金具２０の加工性の点から、好ましい。
プレートや立設片の材質は適宜選択できるが、耐熱性の観点からステンレス３０４やステンレス３１０Ｓ等を使用することが好ましい。またプレートや立設片の厚みは適宜調整できるが、０．５～２ｍｍの厚みにすることが好ましい。これより薄くなると強度不足となり、これより厚いと加工性が悪くなり、またコスト高となる。

【0025】

ブロック固定用金具２０が備えるビーム２４の数は、断熱ブロック１００における折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の炉殻側の折り目の数と同じか、それよりも少ない数となっており、好ましくは２つ以上、より好ましくは４つ以上である。また、ビーム２４の数が増えると、断熱ブロック１００を炉殻に固定する強度が高くなるが、ビーム２４を、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の折り目の内側に挿入する際の加工性が悪くなるので、ビーム２４の数の上限は、６以下が好ましい。図２に示した形態のブロック固定用金具２０は、合計２つのビーム２４Ａ、２４Ｂを備えている。
ビームの材質は適宜選択できるが、耐熱性の観点からステンレス３０４やステンレス３１０Ｓ等を使用することが好ましい。またビームの直径は３～７ｍｍが好ましい。これよりも細いと強度不足となり断熱ブロックを支えることが出来ず、これより太いと加工性が悪くまたコスト高になってしまう。

【0026】

図２に示したブロック固定用金具２０が備えるビーム２４Ａ、２４Ｂは、それぞれ、刃２６を備えている。具体的には、ビーム２４Ａは、４枚の刃２６ａａ、２６ｂｂを備えており、ビーム２４Ｂも、４枚の刃２６ｃｃ、２６ｄｄを備えている。なお、図面上では、一枚で表示されている各刃は、実際には二枚重なった状態となっている。
本発明の断熱ブロック１００を製造する際には、ブロック固定用金具２０のビーム２４を、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の折り目の内側に挿入し、各刃２６を、折り目の内側から無機繊維集合体のマットに刺して、炉殻側に突き抜けさせる。図７に、刃２６が、無機繊維集合体のマットから突き抜けて、炉殻側に飛び出している状態を示す模式図を示す。
例えば、飛び出した刃２６ａａは、二枚の刃がそれぞれ図示左右方向に折り曲げられ、これにより、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０とブロック固定用金具２０とが固定される。なお、無機繊維集合体のマット１０とブロック固定用金具２０との固定は、刃２６を折り曲げて固定する方法が、作業性の観点から好ましい。

【0027】

図２（ａ）に示した、ビーム２４Ａとビーム２４Ｂの間の距離Ｗ１は、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の炉殻に設置する側の面Ｐ１側の折り目と折り目の距離に対応している。例えば、図１に示した形態では、炉殻に設置する側の面Ｐ１側には、５つの折り目が存在しており、図２に示したブロック固定用金具２０を用いた場合、図示手前から二番目の折り目にビーム２４Ｂが挿入され、４番目の折り目にビーム２４Ａが挿入され、ビーム２４Ｂとビーム２４Ａとの間には、４枚の無機繊維集合体のマットが存在していることになる。つまり、ビーム２４Ａとビーム２４Ｂの間の距離Ｗ１は、圧縮された状態の４枚の無機繊維集合体のマットの幅に相当する。

【0028】

ビーム２４同士の幅Ｗ１と、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の折り目の位置とを調整する方法としては、断熱ブロック１００を製造する際に、無機繊維集合体のマットの厚みを選択したり、無機繊維集合体のマットの圧縮率を適宜調整することにより行ってもよいし、あるいは、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０におけるビーム２４を挿入する折り目同士の距離に合わせて、ブロック固定用金具２０のビーム２４とビーム２４との幅Ｗ１を調整してブロック固定用金具２０を作製してもよい。
もしくは、ビーム２４を折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０に挿入し固定した状態で圧縮し、圧縮を保持した後、立設片２２Ｂをビーム２４と溶接することで、ブロック固定用金具２０を事後的に製造しても構わない。こうすることで、無機繊維集合体のマットの圧縮率に関わらずビーム２４を曲げることなく、固定用金具２０と折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０とを取り付けることが可能となる。

【0029】

図示した形態のブロック固定用金具２０では、ビーム２４は、立設片２２Ｂから炉殻に平行な方向に延びるように設置されているが、ビーム２４は、炉殻側から高さＷ２隔てて立設片２２Ｂに取り付けられている。この高さＷ２は、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０における折り目部分の無機繊維集合体のマットの厚みに対応している。よって、使用する無機繊維集合体のマットの厚みに合わせて、ブロック固定用金具２０のビーム２４の高さＷ２を調整するか、あるいは、ブロック固定用金具２０のビーム２４の高さＷ２に合わせて、無機繊維集合体のマットの厚みが選択される。なおＷ２の高さを無機繊維集合体のマットの厚みより若干短くすることで、断熱ブロック１００と炉殻との僅かな隙間をなくすことができる。

【0030】

後に、ブロック固定用金具２０を炉殻へ取り付ける方法を説明するが、図２、３に示したブロック固定用金具２０は、本体プレート２２Ａの中央部に、炉殻に立設されたスタッドを挿入するための孔２８を有している。
また、ビーム２４は、該ビーム２４により、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を支える構造であるため、断熱ブロック１００のＹ１方向の長さの１／３以上の長さを有していることが好ましく、１／２以上の長さを有していることがより好ましく、２／３以上の長さを有していることがさらに好ましい。また、長すぎると折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０からはみ出して、他の断熱ブロックに干渉してしまうので、長さの上限は折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０のＹ１方向の長さとすることが好ましい。

【0031】

図４、５に、別の形態のブロック固定用金具２０を示す。
図４（ａ）（ｂ）が、背面側斜視図であり、図５が正面側斜視図である。なお、本発明の断熱ブロック１００が炉殻に設置された際において、炉殻側となる面を背面、炉内側となる面を正面としている。図４、５に示したブロック固定用金具２０は、ビーム２４Ａ、２４Ｂの両側に本体プレート２２Ａ１および立設片２２Ｂ１と、本体プレート２２Ａ２および立設片２２Ｂ２とを備えている。

【0032】

図４、５に示したブロック固定用金具２０を用いる場合は、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０は、ブロック固定用金具２０の立設片２２Ｂ１と立設片２２Ｂ２との間に設置される。図４、５に示したブロック固定用金具２０では、ビーム２４Ａ、２４Ｂは、それぞれ、ビームの長さ方向中央部に刃２６ａａ、２６ｂｂを備えている。図４、５に示したビームの両端に、本体プレートと立設片を有するブロック固定用金具２０を用いる場合は、二つの本体プレートにより断熱ブロック１００を炉殻に固定する構造であるので、より強固に固定できるという利点がある。

【0033】

Ｗ１、Ｗ２や、本体プレート２２Ａ１に設けられた孔２８については、上記した図２、３に示したブロック固定用金具２０における場合と同様である。また、図４、５に示したブロック固定用金具２０では、図４（ａ）の図示左側の本体プレート２２Ａ２には、孔が設けられておらず、代わりに、切り欠き２９が形成されている。
図４，５のブロック固定用金具２０を備える断熱ブロック１００の設置時においては、すでに設置された隣接する断熱ブロック１００における本体プレート２２Ａ１と炉殻との間に、次に設置する断熱ブロック１００の本体プレート２２Ａ２を入れることで、ブロック固定用金具２０の一方側（断熱ブロック１００の一方側）を固定する。これにより、断熱ブロック１００の設置時のビス止め作業が簡略化され、断熱ブロック１００の施工性をより向上させることができる。
また、図４、図５の本体プレート２２Ａ１の立設片２２Ｂ１に金属棒を立てることで、断熱ブロック１００と断熱ブロック１００の間に断熱ブランケットを設置する際に、断熱ブランケットがずれにくくなり、断熱性を向上させることができる。

【0034】

図６に、さらに別の形態のブロック固定用金具２０を示す。この形態のブロック固定用金具２０は、本体プレート２２Ａに立設片を形成せずに、本体プレート２２Ａから直接Ｌ字またはコの字のビーム２４Ａ、２４Ｂが形成されている。図示左側が炉殻側、図示右側が炉内側である。このような形態のブロック固定用金具２０であっても、本願発明の所定の効果を奏することが可能である。

【0035】

（折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０とブロック固定用金具２０との位置関係）
上記したブロック固定用金具２０は、ビーム２４を、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の折り目の内側に挿入して、折り目の内側において、刃２６を無機繊維集合体のマットに突き刺して固定することで、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０とブロック固定用金具２０とが固定される。そして、圧縮などの所定の処理を経て、本発明の断熱ブロック１００が製造される。

【0036】

本発明の断熱ブロック１００は、ブロック固定用金具２０が折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側に位置している。詳細には、ブロック固定用金具２０のビーム２４と刃２６以外の部分である、本体プレート２２Ａと立設片２２Ｂとが折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側に位置している（構造Ａ）。
このような構造とすることにより、本発明の断熱ブロック１００を炉内側（図１のＰ２側）から見た際に、本体プレート２２Ａの孔２８を視認することが可能となる。これにより、本発明の断熱ブロック１００を炉殻に設置する際に、作業者が、炉殻に設置されたスタッドと、断熱ブロックの孔２８とを確認しながら、断熱ブロック１００の設置作業を進めることができる。

【0037】

また、本発明の断熱ブロック１００では、ビーム２４が前記折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を支持する支持点が折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側に位置している（構造Ｂ）。本発明の断熱ブロック１００は、構造Ａ、構造Ｂを備える点において、従来の断熱ブロックと異なっており、これにより従来の断熱ブロックでは得られない上記効果を奏するものである。

【0038】

（ビーム２４が折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を支持する支持点の位置について）
上記したように、固定用金具２０のビーム２４が折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を支持する支持点が、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側に位置しており、この点で、従来の断熱壁とは異なる構造（構造Ｂ）を備えるものである。

【0039】

上記支持点について、図９を用いて説明する。図９（ａ）には、固定用金具２０として、図４、５に示した形態のものを使用した断熱ブロック１００を側面から透視して見た模式図である。図示下側が炉殻側であり、図示上側が炉内側である。この形態において、ビーム２４が折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を支持する支持点は、支持点３５Ａとなる。

【0040】

図９（ｂ）には、固定用金具として、図６（ｂ）に示した形態のものを使用した断熱ブロック１００を側面から透視して見た模式図である。図示下側が炉殻側であり、図示上側が炉内側である。この形態において、ビーム２４が折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を支持する支持点は、支持点３５Ｂまたは支持点３５Ｃのいずれかとなる。

【0041】

上記のように、本発明の断熱ブロック１００においては、ビーム２４が折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を支持する支持点の位置は、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側に位置することになる。ここで、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側とは、炉内側（図９の上側）から見て、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側に位置していること、つまり、炉内側から見て、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の位置と、支持点の位置とが重なっていないことを意味する。
なお、ビーム２４の長さを短くすることで立設片２２Ｂもしくは本体プレート２２Ａを折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の内側に位置させることもできるが、支持点が外側にあるほうが断熱ブロックの加工性の観点から好ましい。

【0042】

図９（ｃ）に、従来の形態の断熱ブロック（例えば特許文献１に記載の形態）を側面から透視して見た模式図を示す。特許文献１に記載の断熱ブロックでは、無機繊維集合体のマットの内側にビーム５２を入れ込んで、固定用金具５０を、断熱ブロックの炉壁側面の略中央部に設置している。この場合、ビーム５２が折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０を支持する支持点は、支持点５５Ｄ、５５Ｅのいずれかとなるが、いずれの位置も、炉内側（紙面上側）から見て、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の内側に位置しており、炉内側から見て、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の位置と、支持点の位置とが重なっている。

【0043】

＜断熱ブロックの製造方法＞
本発明の断熱ブロックの製造方法は、無機繊維集合体のマットを折りたたむ工程、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の折り目の内側にブロック固定用金具２０のビーム２４を挿入する工程、ビーム２４に設けた刃２６を無機繊維集合体のマットに突き刺す工程、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の炉殻側面Ｐ１から突き出た刃２６を折り曲げてブロック固定用金具２０と折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０とを固定する工程、を備えている。

【0044】

また、さらに、上記工程の後に、圧縮工程を備えていることが好ましい。圧縮方向は、図１に示したＸ１方向であり、各無機繊維集合体のマットの厚みが薄くなるように、圧縮される。圧縮後は、圧縮を保持すべく、バンド１４などにより拘束されるが、その際に、圧縮方向の表裏面に板等を介してバンド１４で締めることで、バンド１４により無機繊維集合体のマット１０が損傷することが防止できる。

【0045】

＜断熱壁の製造方法＞
本発明の断熱壁の製造方法は、上記した断熱ブロック１００を炉壁へ取り付けることにより、炉殻に断熱壁を形成する方法である。
断熱壁の形成位置は、特に限定されず、炉の内側の側面、底面、天井のいずれであっても構わないが、本発明の断熱壁の製造方法によると、断熱ブロック１００を強固に炉殻に固定することが可能である点から、断熱ブロック１００の重力により、炉殻から剥がれ落ち易い天井に設置する場合に、大きな効果を発揮する。

【0046】

本発明の断熱ブロック１００は、上記した構造Ａおよび構造Ｂを備えているので、ブロック固定用金具２０が、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側に出ている。詳細には、断熱ブロック１００を炉内側（図１のＰ２方向）から見た際に、ブロック固定金具２０の固定プレート２２Ａが、折りたたまれた無機繊維集合体のマット１０の外側に出ている。

【0047】

図８に、炉殻３０に、断熱ブロック１００を設置する様子を示す概念図を示す。炉内にて断熱壁を形成する作業者は、断熱ブロック１００を炉壁３０に設置する際に、固定プレート２２Ａの孔２８を視認することが可能であり、炉殻３０上に設置されたスタッド３２に、固定プレート２２Ａの孔２８を通す作業、および、その後に、スタッド３２をナットなどでねじ止めする作業を、すべて視認しながら行うことができる。

【0048】

先にも記載したが、炉内は、暗く、暑く、湿度が高く、狭く、非常に過酷な状況である。そのような状況で、上記作業を視認しながら行うことができることは、作業者の精神的負担軽減、および、作業効率の向上の観点から、非常に有用であると言える。

【0049】

図８に示した断熱ブロックの上に、さらに、次の断熱ブロックが取り付けられるが、その際、上下の断熱ブロック１００の間は、本体プレート２２Ａの幅の分、隙間が空くことになる。このため、上下の隣接する断熱ブロック１００の本体プレート２２Ａの孔２８をスタッド３２に挿入する作業をそれぞれ目視しながら行うことが可能となる。
図８における上下方向における、本体プレート２２Ａの幅分の隙間には、無機繊維集合体のマットを挿入し埋めることで、形成する断熱壁の遮熱能力を向上可能である。

【0050】

＜断熱壁、工業炉＞
本発明の工業炉は、上記した断熱壁を備えている。工業炉としては、特に限定されず、例えば、種々の工業炉で採用可能であるが、特に、本発明の耐熱壁の耐熱性が高い観点から、熱延加熱炉、冷延焼鈍炉の直火炉、鍛造炉等に採用した場合にその効果を発揮可能である。

【0051】

なお、上記では、固定用金具２０の本体プレート２２Ａの孔２８に、炉殻３０上に設けたスタッド３２を挿入し固定する方法を例示したが、本発明の断熱ブロック１００を炉殻に固定する方法は、これに限定されるものではなく、例えば、炉殻３０上にスタッド３２を設けず、固定用金具２０の本体プレート２２Ａを、炉殻３０に溶接することにより、固定することも可能である。この場合は、断熱ブロック１００をスタッドの位置に影響されずに、炉殻に設置可能という利点がある。溶接方法は、ＴＩＧ溶接など、適宜選択することができる。

【0052】

図８において、上下方向と共に、左右方向にも断熱ブロック１００が並べて設置されるが、左右方向に隣接する断熱ブロック１００は、バンド１４を切断することにより、圧縮が開放されるため、断熱ブロック１００同士は密接して配置されることになる。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明の断熱ブロック１００によれば、固定用金具２０を、炉内側から作業者が視認しながら設置作業を行うことができるので、現場での施工性が良好であり、種々の新規断熱炉、または、既存の断熱炉の断熱壁の張替作業において、有用なものとなり、複雑な形状の炉、過酷な作業状況の炉において、特に有用なものとなる。また、ビームにより、無機繊維集合体のマット１０を線で保持する形態であるので、断熱ブロック１００を炉殻に強固に固定することができる。よって、断熱炉の炉内天井に断熱壁を形成する際に特に有用である。

【符号の説明】

【0054】

１００：断熱ブロック
１０：折りたたまれた無機繊維集合体のマット
１４：バンド
２０：ブロック固定用金具
２２Ａ：本体プレート
２２Ｂ：立設片
２４：ビーム
２６：刃
２８：孔
３０：炉殻
３２：スタッド
３５Ａ～３５Ｃ：支持点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】