特許 7072420 スキッドポスト

(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】

(24)【登録日】2022-05-12

(45)【発行日】2022-05-20

(54)【発明の名称】スキッドポスト

(51)【国際特許分類】

   C21D 1/00 20060101AFI20220513BHJP

   F27D 3/02 20060101ALI20220513BHJP

   F27B 9/24 20060101ALI20220513BHJP

【ＦＩ】

C21D1/00 114C

F27D3/02

F27B9/24 W

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018062444

(22)【出願日】2018-03-28

(65)【公開番号】P2019173089

(43)【公開日】2019-10-10

【審査請求日】2021-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(73)【特許権者】

【識別番号】391029509

【氏名又は名称】イソライト工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】井上 裕行

(72)【発明者】

【氏名】根本 孝司

【審査官】鈴木 葉子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０２１６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１２８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１７６９５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５３－１０４７１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０６１０２６９４（ＵＳ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１９５６０６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｄ １／００

Ｆ２７Ｂ ９／００－ ９／４０

Ｆ２７Ｄ ３／００－ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱炉に設置されるスキッドポストであって、
冷却パイプと、
前記冷却パイプを囲み、且つ当該冷却パイプの長手方向に積層して設けられた複数の環状ブロックと、
前記冷却パイプの長手方向に隣り合う前記環状ブロック間に設けられ、当該環状ブロックとの間で接着固定される環状シートと、を有し、
前記環状ブロックは、高さが４０ｍｍ以上且つ１００ｍｍ以下の、セラミックファイバーのブロック又は耐火質又は耐火断熱質のキャスタブルをプレキャストしたブロックであり、
前記環状シートは、高さが５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下の、セラミックファイバーブランケットシートであることを特徴とする、スキッドポスト。

【請求項2】

前記環状ブロックは、セラミックファイバーを母材としてバキュームフォーミング法で製造されたブロックであることを特徴とする、請求項１に記載のスキッドポスト。

【請求項3】

前記環状シートは、ムライト質のセラミックファイバーブランケットであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスキッドポスト。

【請求項4】

前記複数の環状ブロックと前記環状シートとを備えた積層構造体の内周面と、前記冷却パイプの外周面との間に設けられた断熱層をさらに有し、
前記断熱層は、ヒュームドシリカ質、マイクロポーラス質、及びセラミックファイバーのうちのいずれか１つ又は組み合わせからなることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のスキッドポスト。

【請求項5】

前記複数の環状ブロックと前記環状シートとを備えた積層構造体の外周面は、モルタル状の耐火物で被覆されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のスキッドポスト。

【請求項6】

前記環状ブロックは、周方向に複数に分割されていることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のスキッドポスト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱炉内のスキッドに関し、特に鉄鋼生産工程における加熱炉内のスキッドポストに関する。

【背景技術】

【0002】

鉄鋼生産工程において圧延用加熱炉は、分塊圧延された鋼片又は連続鋳造された鋼片等を熱間圧延するため、その目的温度（通常１２００℃程度）まで再加熱する設備である。例えばウォーキングビーム式の加熱炉では、その炉内において鋼片を搬送するために可動スキッドと固定スキッドを備えており、可動スキッドが矩形運動を繰り返すことで間欠的に鋼片を前進搬送させている。

【0003】

上記スキッドは、梁に相当するスキッドビームと、当該スキッドビームを支持し、柱に相当するスキッドポストとを有している。スキッドポストには、重量物を支持するための強度を保つ目的で金属製の水冷パイプが用いられ、その外周は不定形耐火物で被覆し保護されている。スキッドポストは、水冷パイプの断熱を行わないと、加熱炉から水冷パイプ内を流れる冷却水への抜熱が大きくなり、熱損失が大きくなることになる。したがって、鋼片加熱過程において加熱炉内のスキッドポストの断熱は、効率的な省エネルギープロセスの重要な課題の一つであり、すなわちスキッドポストを被覆する耐火物が良好な断熱性を有することが肝要となる。

【0004】

スキッドポストの断熱構造としては、従来、水冷パイプに溶接固定した金属製の支持金具（スタッド）で耐火断熱キャスタブル（不定形耐火物）を支持する断熱構造が用いられている。この耐火断熱キャスタブルに熱伝導率の低いものを用いることで、加熱炉から水冷パイプへの抜熱をある程度低減することは可能である。しかしながら、金属製のスタッドの熱伝導率が高いため、スタッドからの抜熱を無視することはできず、熱損失が大きくなる要因の一つとなっている。また、不定形耐火物をスキッドポストに支持する構造においては、スキッドポスト１本あたりに多数のスタッドが必要になる。このため、施工に多くの時間と労力を必要とすることになり、施工費も高くなる。

【0005】

そこで、例えば特許文献１では、スタッドレス化を図ったスキッドポストが提案されている。このスキッドポストは、水冷パイプの外周に、当該水冷パイプの長手方向に複数の環状ブロック部を積み重ねた構成を有している。環状ブロック部は、３以上の分割ブロックが目地部を介して周方向に連設されて構成され、分割ブロックは、ＣＡ６質骨材を含む耐火断熱キャスタブルをプレキャストして形成されたＣＡ６質プレキャストブロックからなる。また、水冷パイプの長手方向に隣り合う環状ブロック部間に膨張吸収材を挟むことにより、水冷パイプの長手方向の環状ブロック部の膨張を吸収する膨張代が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１３－１１２８３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載のスキッドポストでは、環状ブロック部間に膨張代が設けられているが、当該環状ブロック部と膨張代には拘束力が作用していない。その結果、加熱炉の操業時において、鋼片通搬時の振動、あるいは可動スキッドの矩形運動時の振動等により、積み重ねられた環状ブロック部（以下、積層構造体という。）の外径方向に分割ブロックが徐々に移動してしまい、最終的には積層構造体が倒壊してしまうおそれがある。

【0008】

また、特許文献１に記載のスキッドポストでは、分割ブロックにＣＡ６質プレキャストブロックを用いている。この材質の場合、加熱炉の操業中の炉内温度変動による分割ブロックの熱的スポーリング等により、分割ブロックに亀裂が生じ得る。この亀裂が進展し、さらに亀裂の交点が生じてしまうと、その交点周囲から分割ブロックが剥離して損傷するおそれがある。そして、この剥離損傷の継続により、省エネ性が低下すること、また積層構造体が倒壊する懸念がある。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、加熱炉内のスキッドポストにおいて、冷却パイプに対する断熱効率を高めると共に、環状ブロックの移動を抑制し、環状ブロックの亀裂に起因する剥離損傷を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者等は、スキッドポストにおいて、冷却パイプの長手方向に隣り合う環状ブロック間に環状シートを設置し、且つ環状ブロックと環状シートを接着固定することで、冷却パイプに対する断熱効率を高めると共に、環状ブロックの移動を抑制し、環状ブロックの亀裂に起因する剥離損傷を抑制できると考えた。

【0011】

上記構成のスキッドポストでは、支持金具（スタッド）を用いないスタッドレス化を実現しているので、長期間に亘って冷却パイプに対する断熱効率を高めることができる。また、環状ブロックと環状シートが接着固定されているので、各種振動等による環状ブロックの外径方向への移動を抑制することができる。さらに、環状シートへの接着固定により環状ブロックの亀裂が進展しても、環状ブロックの剥離損傷を抑制することができる。そして、このように環状ブロックの移動を抑制し、環状ブロックの亀裂に起因する剥離損傷を抑制できることを適切に実現するためには、環状ブロックの高さが１００ｍｍ以下であり、環状シートの高さが５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下の条件が必要であることを見出して、本発明を為すに至った。なお、この数値の根拠については、後述の実施形態及び実施例において説明する。

【0012】

本発明は、加熱炉に設置されるスキッドポストであって、冷却パイプと、前記冷却パイプを囲み、且つ当該冷却パイプの長手方向に積層して設けられた複数の環状ブロックと、前記冷却パイプの長手方向に隣り合う前記環状ブロック間に設けられ、当該環状ブロックとの間で接着固定される環状シートと、を有し、前記環状ブロックは、高さが４０ｍｍ以上且つ１００ｍｍ以下の、セラミックファイバーのブロック又は耐火質又は耐火断熱質のキャスタブルをプレキャストしたブロックであり、前記環状シートは、高さが５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下の、セラミックファイバーブランケットシートであることを特徴としている。

【0013】

前記スキッドポストにおいて、前記環状ブロックは、セラミックファイバーを母材としてバキュームフォーミング法で製造されたブロックであってもよい。

【0014】

前記スキッドポストにおいて、前記環状シートは、ムライト質のセラミックファイバーブランケットであってもよい。

【0015】

前記スキッドポストにおいて、前記複数の環状ブロックと前記環状シートとを備えた積層構造体の内周面と、前記冷却パイプの外周面との間に設けられた断熱層をさらに有し、前記断熱層は、ヒュームドシリカ質、マイクロポーラス質、及びセラミックファイバーのうちのいずれか１つ又は組み合わせからなってもよい。

【0016】

前記スキッドポストにおいて、前記複数の環状ブロックと前記環状シートとを備えた積層構造体の外周面は、モルタル状の耐火物で被覆されていてもよい。

【0017】

前記スキッドポストにおいて、前記環状ブロックは、周方向に複数に分割されていてもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、加熱炉内のスキッドポストにおいて、冷却パイプに対する断熱効率を高めると共に、環状ブロックの移動を抑制し、環状ブロックの亀裂に起因する剥離損傷を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態のスキッドポストが適用される、ウォーキングビーム式加熱炉のスキッドの構成の概略を示す図である。

【図2】本実施形態にかかるスキッドポストの構成を示す図であり、（ａ）は鉛直断面図、（ｂ）は一部垂直断面と一部側面図であり、（ｃ）は水平断面図である。

【図3】本実施形態にかかる積層構造体の構成を示す図であり、（ａ）は積層構造体の斜視図であり、（ｂ）は環状ブロック部の断面図であり、（ｃ）は環状シートの断面図である。

【図4】本実施形態の積層構造体の効果を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0021】

図１～図３に基づいて、本発明の実施形態にかかるスキッドポストの構成について説明する。図１は、本実施形態のスキッドポストが適用される、ウォーキングビーム式加熱炉のスキッドの構成の概略を示す図である。図２は、本実施形態にかかるスキッドポストの構成を示す図である。図３は、本実施形態にかかるスキッドポストの積層構造体の構成を示す図である。

【0022】

図１に示すように加熱炉内には、鋼片１０を支持、搬送するための複数列のスキッド２０が設けられている。スキッド２０は、可動スキッド２１と固定スキッド２２から構成されており、可動スキッド２１が鉛直面内で矩形運動を繰り返すことで間欠的に鋼片１０を前進搬送させている。各スキッド２０（可動スキッド２１、固定スキッド２２）はそれぞれ、梁に相当するスキッドビーム３０と、当該スキッドビーム３０を支持し、柱に相当するスキッドポスト４０とを有している。なお、ここでは代表的な加熱炉として、ウォーキングビーム式加熱炉を例に説明したが、本発明のキッドポストが適用される加熱炉は、かかる例に限定されない。例えばプッシャー式の加熱炉にも、本発明のスキッドポストを適用することができる。

【0023】

加熱炉内は、例えば１０００℃以上の高温となる。そこで、図２に示すようにスキッドポスト４０は、鋼材等からなる金属製で円筒状の水冷パイプ５０（本発明の冷却パイプに相当する。）と、水冷パイプ５０の外周に設けられた断熱層部６０（本発明の断熱層に相当する。）と、さらに断熱層部６０の外周に設けられた積層構造体７０とで構成される。かかる構成により、スキッドポスト４０は、高温下においても柱としての強度を確保できると共に、加熱炉内の熱が水冷パイプ５０内の冷却水を通じて奪われることを抑制できる。水冷パイプ５０内の冷却水は、スキッドビーム３０を通じて、供給し排出される。なお、本実施形態にかかる冷却パイプは、冷媒として冷却水を流通させる水冷パイプ５０で構成されるが、本発明の冷却パイプは、かかる例に限定されず、冷媒として、水以外の液体又は冷却ガス等を流通させるものであってもよい。

【0024】

断熱層部６０は、積層構造体７０の内周面と水冷パイプ５０の内周面との間において、水冷パイプの長手方向に沿った円筒状に設けられる。なお、断熱層部６０の外周面と積層構造体７０の内周面との間には、所定の隙間が設けられていてもよい。かかる隙間を設けることで、例えば水冷パイプ５０や断熱層部６０に施工誤差等が生じたとしても、当該施工誤差等を隙間で吸収でき、その後に積層構造体７０を適切に施工することができる。また、例えば積層構造体７０（後述する分割ブロック７３）に亀裂が生じ、断熱層部６０が部分的に熱膨張したとしても、その膨張分を隙間で吸収できる。

【0025】

断熱層部６０は、一種類の断熱材で形成される単層であってもよいし、複数種類の断熱材を積層して形成される複層であってもよい。断熱材は一般的に高温に耐えられるものほど、断熱性能が劣る傾向がある。このため、断熱層部６０の断熱性能を向上させるためには、水冷パイプ５０に近い比較的低温部分の断熱材に断熱性能が高いものを使用し、その外側には断熱性能は劣るが耐熱性の高い断熱材を使用して、断熱層部６０を形成することが好ましい。

【0026】

本実施形態において、図２に示すように断熱層部６０は、スキッドポスト４０（水冷パイプ５０）の径方向に積層された内層６１と外層６２からなる２層構造を有する。内層６１と外層６２は、それぞれの設置位置における温度域で耐熱性を確保しつつ、積層構造体７０（後述する分割ブロック７３）よりも低熱伝導性の材質で形成される。かかる構造の断熱層部６０により、スキッドポスト４０の断熱性能を向上させることができる。このような断熱層部６０を成す断熱材として、内層６１には、例えば耐熱性は低いが断熱性の高いヒュームドシリカ質又はマイクロポーラス質が用いられ、外層６２には内層６１の保護のため、ヒュームドシリカ質等より断熱性は低いが耐熱性の高い、例えばセラミックファイバーが用いられる。

【0027】

断熱層部６０の形成方法の例としては、断熱シート又はセラミックファイバー等の定形材を使用する場合は、定形材を被施工体（水冷パイプ５０等）に巻きつけ、接着材等により固定すればよい。また、不定形材を使用する場合は、被施工体に不定形材を塗布し若しくは吹き付けてもよいし、あるいは、設置した積層構造体７０を型枠として利用し、当該積層構造体７０の内周面と水冷パイプ５０の外周面との間に不定形材を流し込み施工してもよい。

【0028】

積層構造体７０は、水冷パイプ５０及び断熱層部６０を囲み、断熱層部６０の外周において水冷パイプの長手方向に沿った円筒状に設けられる。積層構造体７０は、水冷パイプ５０の長手方向（図２（ａ）中の上下方向）に積層して設けられた複数の環状ブロック部７１（本発明の環状ブロックに相当する。）と、水冷パイプ５０の長手方向に隣り合う環状ブロック部７１間に設けられた複数の環状シート７２とを備えた構成を有する。すなわち、積層構造体７０では、環状ブロック部７１と環状シート７２が交互に積み重ねられている。図２（ａ）では積層構造体７０の下部を示しており、加熱炉の炉床８０上に環状ブロック部７１と環状シート７２がそれぞれ４段に積層された状態を示している。

【0029】

水冷パイプ５０の長手方向に隣り合う環状ブロック部７１と環状シート７２との間は、接着固定されている。この接着固定の方法は特に限定されるものではないが、例えば環状ブロック部７１と環状シート７２の接触面に耐火性モルタルを塗布することによって、当該環状ブロック部７１と環状シート７２が固定される。

【0030】

図２及び図３に示すように環状ブロック部７１は、例えば２個の分割ブロック７３に分割されている。２個の分割ブロック７３は、目地部７４を介して周方向に隣接して設けられ、環状体である環状ブロック部７１を構成している。なお、本実施形態では、分割ブロック７３は同じ大きさ及び形状を有しているが、環状ブロック部７１を形成できる範囲内で、各分割ブロック７３はそれぞれ異なる大きさ又は形状であっても構わない。また、分割ブロック７３の個数は、かかる例に限定されず、３個以上であってもよい。但し、環状ブロック部７１は分割されず１つの環状体であってもよいが、施工性を鑑みると、複数に分割されているのがよい。

【0031】

目地部７４は、周方向に相隣接する分割ブロック７３の接合部分であり、当該分割ブロック７３の周方向の端面の間に設けられる。目地部７４には、例えば耐火性モルタルが用いられる。また、水冷パイプ５０の長手方向に隣り合う環状ブロック部７１の目地部７４同士は、互いに重なり合わないように、周方向にずらした位置に配置される。例えば上下に相隣接する環状ブロック部７１の目地部７４は、平面視において環状ブロック部７１の中心からの角度が３０度ずれた位置に配置される。各分割ブロック７３では、その中央位置には応力が集中して作用するが、このように目地部７４の位置を分割ブロック７３の中央位置からずらすことで、当該目地部７４に応力がかかるのを抑制できる。

【0032】

分割ブロック７３（環状ブロック部７１）の材質には、高温環境下においても熱収縮が少なく、且つ低熱伝導率の特性（高断熱の特性）を有するものが用いられる。このような材質としては、例えばセラミックファイバーが挙げられる。なかでも１０００℃を超える高温環境下においては、結晶質ファイバーを用いるのが好ましい。結晶質ファイバーは、セラミックファイバーの一種であり、例えば非結晶質ファイバーに比べて１０００℃を超える高温環境下での熱収縮がさらに少ない。そして、分割ブロック７３は、セラミックファイバーを母材としてバキュームフォーミング（ＶＦ：Ｖａｃｕｕｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）法で製造されるのが好ましい。ＶＦ法とは、解繊したセラミックファイバーを、有機バインダーと無機バインダーの溶液に懸濁させ、この懸濁液を真空成形型に導入し、脱枠及び乾燥して製造した緻密質なセラミックファイバーブロックの製造法のことである。ＶＦ法により、セラミックファイバーの構造体への利用時における欠点であった弾性変形を抑制することができる。以下の説明では、このようにＶＦ法で製造されたブロックをＶＦブロックという場合がある。

【0033】

なお、分割ブロック７３には、通常の耐火質又は耐火断熱質（例えばＣＡ６質）のキャスタブルをプレキャストしたブロックも適用可能である。但し、このようなブロックに比べて、上述したＶＦブロックは、熱伝導率が約半分程度にまで抑えることができ、断熱性が向上する。このため、水冷パイプ５０からの抜熱を抑制することができる。

【0034】

図３（ｂ）に示す、分割ブロック７３（環状ブロック部７１）の高さＨ１は、１００ｍｍ以下とする。分割ブロック７３の高さＨ１が１００ｍｍより大きい場合は、加熱炉の操業中、分割ブロック７３に発生した亀裂が進展し、さらに別の位置から発生した亀裂と連結することで、環状シート７２と未接着状態になる分割ブロック７３の小片を生じさせてしまい、その小片が剥離して損傷する可能性が懸念される。この上限値が１００ｍｍになる根拠については、後述の実施例において説明する。また、分割ブロック７３の高さＨ１が小さい場合、積層構造体７０における分割ブロック７３の積層数が増加し施工が煩雑になるため、高さＨ１は４０ｍｍ以上にすることが望ましい。

【0035】

環状シート７２は、１枚の環状体（シート）である。環状シート７２には、内周面から外周面に貫通する裂目部７５が形成されている。この裂目部７５は、施工を考慮して形成されたものである。すなわち、環状シート７２は後述する材質により柔軟性を有するため、裂目部７５を開くようにして環状シート７２を、水冷パイプ５０及び断熱層部６０の外周に設置する。

【0036】

環状シート７２の材質には、分割ブロック７３と同様に、高温環境下においても熱収縮が少ないものが用いられる。具体的には、環状シート７２には、例えばムライト質等のセラミックファイバーブランケットシート（以下、ＣＦＢシートという。）が用いられる。但し、加熱炉の操業温度が１０００℃以上の高温環境下においては、上記ＣＦＢシートのうち非晶質ファイバーブランケットは熱収縮し、環状ブロック部７１間に隙間が発生し、その隙間から加熱炉内の高温熱風が侵入することにより水冷パイプ５０が加熱され、酸化し損傷することが懸念される。このため、１０００℃を超える高温環境下においては、環状シート７２に、熱収縮率の極めて小さい結晶化ファイバーブランケットを適用することが望ましい。

【0037】

図３（ｃ）に示す、環状シート７２の高さＨ２は、５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下とする。環状シート７２の高さＨ２が５ｍｍより小さい場合、環状シート７２そのものの引張強度の低下により、加熱炉の操業中の各種振動による分割ブロックの移動を抑え切れず、環状シート７２が破断してしまうおそれがある。ここで、本実施形態では、後述するように環状シート７２が分割ブロック７３（環状ブロック部７１）を接着固定しているため、各種振動による分割ブロック７３の外径方向への移動抑制という効果がある。この点、環状シート７２が破断してしまうと、分割ブロック７３（環状ブロック部７１）の移動を抑制する効果を享受できない。また、環状シート７２の高さＨ２が２０ｍｍより大きい場合、環状シート７２の稼働表面積が拡大し、加熱炉内を飛散するスケールとの接触面積が増大する。環状シート７２に含まれるシリカは、スケールと反応して低融点の化合物を生成する。このため、環状シート７２の表面から低融点化合物による浸潤損傷が進行していくことが懸念される。なお、これら下限値５ｍｍと上限値２０ｍｍの根拠については、後述の実施例において説明する。

【0038】

なお、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す、分割ブロック７３（環状ブロック部７１）の外径Ｄ１と内径Ｄ２は、それぞれ環状シート７２の外径Ｄ１と内径Ｄ２と同じである。これら分割ブロック７３と環状シート７２の厚み（外径Ｄ１と内径Ｄ２の差）は、水冷パイプ５０の径と、積層構造体７０（耐火断熱材）の断熱性能や断熱層部６０（背面断熱材）の耐熱温度を考慮して決定される。

【0039】

積層構造体７０を施工する際には、水冷パイプ５０の外周に断熱層部６０を形成した後、当該断熱層部６０の外周において、裂目部７５を開くようにして環状シート７２を設置する。環状シート７２の下面と、例えば炉床８０（絶対固定部）の固定面との間には、耐火性モルタルを塗布することによって、当該環状シート７２を炉床８０に接着固定する。続いて、環状シート７２の上面において、断熱層部６０の外周の両側から、２個の分割ブロック７３を設置する。そして、これら２個の分割ブロック７３の目地部７４に耐火性モルタルを塗布し、環状ブロック部７１を形成する。また、環状ブロック部７１と環状シート７２の接触面に耐火性モルタルを塗布することによって、当該環状ブロック部７１と環状シート７２を接着固定する。このように環状シート７２と環状ブロック部７１を交互に積層して、一体物の積層構造体７０が形成される。

【0040】

次に、以上のように構成された本実施形態のスキッドポスト４０の効果について説明する。

【0041】

本実施形態のスキッドポスト４０によれば、水冷パイプ５０の外周に、上述した材質を備えた断熱層部６０と積層構造体７０をそれぞれ設けているので、当該水冷パイプ５０に対する断熱効率が高くなる。しかも、支持金具（スタッド）を用いないスタッドレス化を実現しているので、長期間に亘って水冷パイプ５０に対する断熱性能を高めることができる。そしてこの結果、加熱炉から冷却水への抜熱を抑制して、最大限の熱損失低減効果を享受することができ、省エネ性を向上させることができる。

【0042】

また、上述した従来のように、環状ブロック部間に拘束力が作用していない場合、加熱炉操業時の各種振動によって、分割ブロックが外径方向に徐々に移動するおそれがある。この点、本実施形態の積層構造体７０では、分割ブロック７３（環状ブロック部７１）は環状シート７２に接着固定され、さらに最下層の環状シート７２は炉床８０に接着固定されているので、分割ブロック７３が外径方向に移動することはない。その結果、積層構造体７０の倒壊を抑制して、耐久性を向上させることができる。

【0043】

また、本実施形態の積層構造体７０では、分割ブロック７３からの亀裂の進展を抑制し、分割ブロック７３の剥離損傷を抑制することができる。本効果については、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の積層構造体７０の効果を示す説明図である。

【0044】

上述したように、加熱炉の操業中、炉内温度変動による分割ブロック７３の熱的スポーリング等により、分割ブロック７３に亀裂Ｃが生じ得る。分割ブロック７３に発生した亀裂Ｃは進展し、さらに別の位置から発生した亀裂と連結することで、環状シート７２と未接着状態になる分割ブロック７３の小片を生じさせてしまい、その小片が剥離する損傷が生じるおそれがある。

【0045】

図４に示すように本実施形態の積層構造体７０を用いた場合、分割ブロック７３で発生した亀裂Ｃが進展し、別の位置から発生した亀裂と連結して小片が生じても、環状シート７２に接着固定されているため、小片の剥離を抑制することができる。そしてその結果、積層構造体７０の径方向の厚みがほとんど変化せず、長期間に亘って高い省エネ性を維持することができる。また、積層構造体７０の倒壊を抑制して、耐久性を向上させることもできる。

【0046】

なお、本実施形態の環状シート７２には、上述したように各種振動等による分割ブロック７３の外径方向への移動を抑制し、また分割ブロック７３の亀裂が進展しても、分割ブロック７３の剥離損傷を抑制できるという効果があるが、分割ブロック７３の高さ方向の熱膨張を吸収するという効果もある。

【0047】

次に、本発明の他の実施形態にかかるスキッドポストの構成について説明する。積層構造体７０の外周面は、加熱炉内の雰囲気に曝されており、加熱炉内を飛散するスケールと接触する。このスケールによる損傷を抑制するため、積層構造体７０の外周面は、アルミナ質あるいはスピネル質等の耐スケール性の高いモルタル状の耐火物（以下、耐火性モルタルという。）で被覆されていてもよい。特に本実施形態の分割ブロック７３には、耐スケール性の低いＶＦブロックを用いており、このように分割ブロック７３の外周面に耐火性モルタルをコーティングすることは有用である。なお、この耐火性モルタルの径方向の厚みは特に限定されるものではないが、例えば２ｍｍ～３ｍｍである。

【0048】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【実施例】

【0049】

以下、本発明の実施例について説明する。本発明をウォーキングビーム式加熱炉内のスキッドポストの断熱構造に適用した。本加熱炉は炉内が１１００～１３００℃に保たれ、鋼片を１０００～１２００℃に加熱する炉である。燃料にはＣＯＧ（Ｃｏｋｅ Ｏｖｅｎ Ｇａｓ）を使用しており、側壁のバーナーによって炉内を加熱している。

【0050】

本発明の実施例及び比較例にかかるスキッドポストの断熱構造（断熱層部と積層構造体）を表１に示す。また、表１には、評価項目として２つの項目を示してある。

【0051】

１つ目の評価項目は、スキッドポスト構造体の断熱特性を評価するものであって、総括熱抵抗指数である。総括熱抵抗指数は、断熱構造を構成する材料の熱伝導率λから算出したものであり、比較例１の総括熱抵抗指数を１．００（基準）としている。

【0052】

２つ目の評価項目は、断熱構造の耐用性を評価するものであって、加熱炉の稼働１年後のスキッドポストの分割ブロック及び環状シートの状況を示している。具体的な評価項目は下記（１）～（４）である。表１では、これら項目のすべてが“無い”と判断された場合、“○”と示す。一方、１つでも“有り”と判断された場合、“×”とその“×”に該当する項目を示す。
（１）加熱炉操業時の各種振動による、分割ブロックの外径方向への移動があるか。
（２）分割ブロックの亀裂が進展することによる、当該分割ブロックの部分剥離があるか。
（３）環状シートへのスケールの浸潤による、当該環状シートの損傷があるか。
（４）加熱炉操業時の各種振動による、環状シートの破断があるか。

【0053】

【表1】

【0054】

比較例１～５と実施例１～５では、断熱構造の第１層（上記断熱層部６０の内層６１）として、厚み１５ｍｍのヒュームドシリカ質断熱材シートを水冷パイプにナイロンバンドにて固定し、その表面に第２層（上記断熱層部６０の外層６２）として、厚み１２．５ｍｍの結晶化ファイバーシートを貼り付け固定した。一方、比較例１～５と実施例１～５では、断熱構造の第３層（上記積層構造体７０）の構成がそれぞれ異なる。

【0055】

比較例１は、従来の積層構造体であり、分割ブロックとして高さ３００ｍｍのＣＡ６キャスタブルのプレキャストブロックを用い、環状シートは設けていない。かかる場合、耐用性評価では、項目（１）において、高さ方向に隣り合う分割ブロックが固定されていないため、分割ブロックが外径方向に移動した。また、項目（２）において、分割ブロックの高さ３００ｍｍが上限値１００ｍｍより大きく、分割ブロックの部分剥離が生じた。

【0056】

比較例２は、分割ブロックとして高さ２００ｍｍのＶＦブロックを用い、環状シートとして高さ２０ｍｍの結晶化ファイバーブランケットを用い、これら分割ブロックと環状シートを接着固定した。かかる場合、断熱特性評価では、分割ブロックと環状シートに断熱性の高い材質を用いているため、総括熱抵抗指数が１より大きくなり、断熱性が向上した。耐用性評価では、項目（１）において、分割ブロックと環状シートが接着固定されているため、分割ブロックが移動しなかった。また、項目（３）及び（４）において、環状シートの高さ２０ｍｍが所定範囲５ｍｍ～２０ｍｍに入っているため、環状シートは損傷もせず破断もしなかった。一方、項目（２）において、分割ブロックの高さ２００ｍｍが上限値１００ｍｍより大きく、分割ブロックの部分剥離が生じた。

【0057】

比較例３は、分割ブロックとして高さ５０ｍｍのＶＦブロックを用い、環状シートとして高さ３０ｍｍの結晶化ファイバーブランケットを用い、これら分割ブロックと環状シートを接着固定した。かかる場合、断熱特性評価では、分割ブロックと環状シートに断熱性の高い材質を用いているため、総括熱抵抗指数が１より大きくなり、断熱性が向上した。耐用性評価では、項目（１）において、分割ブロックと環状シートが接着固定されているため、分割ブロックが移動しなかった。また、項目（２）において、分割ブロックの高さ５０ｍｍが上限値１００ｍｍより小さく、分割ブロックの部分剥離は生じなかった。一方、項目（３）において、環状シートの高さ３０ｍｍが上限値２０ｍｍより大きく、スケールの浸潤による環状シートの損傷が生じた。

【0058】

比較例４は、分割ブロックとして高さ５０ｍｍのＶＦブロックを用い、環状シートとして高さ４ｍｍの結晶化ファイバーブランケットを用い、これら分割ブロックと環状シートを接着固定した。かかる場合、断熱特性評価では、分割ブロックと環状シートに断熱性の高い材質を用いているため、総括熱抵抗指数が１より大きくなり、断熱性が向上した。耐用性評価では、項目（２）において、分割ブロックの高さ５０ｍｍが上限値１００ｍｍより小さく、分割ブロックの部分剥離は生じなかった。一方、項目（４）において、環状シートの高さ４ｍｍが下限値５ｍｍより小さく、環状シートが破断した。その結果、項目（１）においても、分割ブロックの外径方向への移動が認められた。

【0059】

比較例５は、分割ブロックとして高さ５０ｍｍのＶＦブロックを用い、環状シートとして高さ１０ｍｍの結晶化ファイバーブランケットを用い、これら分割ブロックと環状シートを接着固定しなかった。かかる場合、断熱特性評価では、分割ブロックと環状シートに断熱性の高い材質を用いているため、総括熱抵抗指数が１より大きくなり、断熱性が向上した。耐用性評価では、項目（１）において、分割ブロックと環状シートが接着固定されていないため、分割ブロックが移動した。一方、項目（２）において、分割ブロックの高さ５０ｍｍが上限値１００ｍｍより小さく、分割ブロックの部分剥離は生じなかった。また、項目（３）及び（４）において、環状シートの高さ１０ｍｍが所定範囲５ｍｍ～２０ｍｍに入っているため、環状シートは損傷もせず破断もしなかった。

【0060】

実施例１～５ではそれぞれ、分割ブロックの高さを上限値１００ｍｍ以下とし、環状シートの高さを所定範囲５ｍｍ～２０ｍｍ内とし、これら分割ブロックと環状シートを接着固定した。かかる場合、耐用性評価では、項目（１）～（４）のいずれも該当しなかった。すなわち、項目（１）において分割ブロックは移動せず、項目（２）において分割ブロックの部分剥離は生じず、項目（３）及び（４）において環状シートは損傷もせず破断もしなかった。以上の結果より、本発明のスキッドポストが、耐用性に優れることが確認できた。

【0061】

また、実施例２～５では、分割ブロックとしてＶＦブロックを用いたのに対し、実施例１では、分割ブロックとしてＣＡ６キャスタブルを用いた。なお、環状シートには、実施例１～５に共通して、結晶化ファイバーブランケットを用いた。かかる場合、実施例１では、ＣＡ６キャスタブルの断熱性が低いため、断熱特性評価の総括熱抵抗指数が１．０２となり、比較例１とほぼ同じ断熱性であった。なお、断熱性が若干向上したのは、環状シートにＣＡ６キャスタブルよりも熱伝導率の低い結晶化ファイバーブランケットを用いたためであると推察される。これに対して、実施例２～５では、分割ブロックと環状シートに断熱性の高い材質を用いているため、総括熱抵抗指数が１より大きくなり、断熱性が向上した。以上の結果より、本発明のスキッドポストが、断熱性に優れることが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明は、加熱炉に設置されるスキッドポストに適用できる。

【符号の説明】

【0063】

１０ 鋼片
２０ スキッド
２１ 可動スキッド
２２ 固定スキッド
３０ スキッドビーム
４０ スキッドポスト
５０ 水冷パイプ
６０ 断熱層部
６１ 内層
６２ 外層
７０ 積層構造体
７１ 環状ブロック部
７２ 環状シート
７３ 分割ブロック
７４ 目地部
７５ 裂目部
８０ 炉床

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】