[发明专利]无机纤维块

说明书

技术领域

此发明涉及一种使用经加热处理的陶瓷纤维毡形成的无机纤维块。

背景技术

作为工业炉的内衬用耐火绝热材料，多使用无机纤维制品。无机纤维制品之一为无机纤维块。

炉的内衬所使用的无机纤维块其大多数用如下两种方法制造。一种是将毡按同样大小切断制成小片，将这些小片层叠制成叠层体的方法；另一种是将细长的毡弯折制成叠层体，将该叠层体进行压缩同时通过带系或缝制固定成规定的形状的方法。

作为毡的材料，一般使用非晶质的陶瓷纤维或结晶质氧化铝纤维。与陶瓷纤维相比，氧化铝纤维更多用于高温的炉中。

通常，当无机纤维块在高温下使用时会收缩。收缩时纤维块之间产生间隙，炉内的热就容易从该间隙向外部流动。因此需要尽量防止收缩。

作为防止收缩的相应措施，提出了加大无机纤维块的体积密度的方法。例如，日本专利第3432996号中记载有使用体积密度0.22～0.30g/cm³的陶瓷纤维的无机纤维块。

但是，加大体积密度时，因陶瓷纤维的比例增多，故成本增加。

另外，氧化铝纤维在高温中比陶瓷纤维收缩要小，耐热性优异，但远比陶瓷纤维昂贵。因此，要求使用比氧化铝纤维更加廉价的陶瓷纤维，且体积密度为0.22g/cm³以下、在高温下的收缩小的无机纤维块。

发明内容

本发明的目的在于提供用廉价的陶瓷纤维制作的、在高温下收缩少的无机纤维块。

对本发明的解决手段例示如下。

(1)无机纤维块，其使用通过加热处理而结晶化的陶瓷纤维形成，不含氧化铝纤维。

(2)上述的无机纤维块，其是将通过加热处理而结晶化的陶瓷纤维成型为毡的形状，将该毡压缩、固定而形成无机纤维块的形状。

(3)上述的无机纤维块，该无机纤维块在工业炉内用作绝热材料时，利用烧掉的物质进行固定。

(4)上述的无机纤维块，该无机纤维块的体积密度为0.22g/cm³以下。

(5)上述的无机纤维块，其中，毡的体积密度为0.22g/cm³以下。

(6)上述的无机纤维块，其中，毡的厚度为30mm以上。

根据本发明的无机纤维块，因为由加热而产生的收缩率小、耐热性高，所以与现有的陶瓷纤维块相比，可以在高温区域使用，可以远比氧化铝纤维块廉价地进行制造。

具体实施方式

根据本发明的一实施方式，无机纤维块使用通过加热处理而结晶化的陶瓷纤维形成。通常，陶瓷纤维是以Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、Cr₂O₃等为主要成分的非晶质纤维。这种陶瓷纤维通过加热析出莫来石或方晶石等结晶。可以利用XRD(X射线衍射装置)确认有无结晶。通常在至少1000℃通过5分钟的加热处理析出结晶。

作为工业炉的内衬用耐火绝热材料使用前，预先在制造工序中结晶化的陶瓷纤维在实际使用时的收缩小，耐热性优异。

陶瓷纤维通过针刺等处理成毡时，变得容易使用而优选。

将毡进行压缩、固定来制造无机纤维块。固定方法可以采用通常所使用的各种方法。在用作工业炉的内衬用耐火绝热材料时，优选使用烧掉的物质固定无机纤维块。作为固定的方法，有例如使用有机系的带状物包装其周围进行固定的方法、用棉之类的有机纤维线缝制的方法、用瓦楞纸和橡胶固定的方法等。

为了使无机纤维块的体积密度为0.22g/cm³以下，优选使毡的体积密度成为0.22g/cm³以下。毡的体积密度可以根据针刺的条件等任意设定。

其中，在使用结晶化的陶瓷纤维毡制作块的情况下，优选毡的厚度越厚越好。未加热的陶瓷纤维或氧化铝纤维的毡即使厚度为25mm以下也没有问题。但是，结晶化的陶瓷纤维因为质脆，如厚度不超过30mm以上就难以成块。

实施例1

将厚度33mm、体积密度0.13g/cm³的氧化铝二氧化硅系陶瓷纤维毡在1000℃加热10分钟。用XRD确认莫来石析出。将该毡层叠13张、进行压缩，用棉线缝制，制作体积密度0.17g/cm³、300×300×300mm的无机纤维块。将该无机纤维块在1200℃加热24小时后，收缩率为0.6％。

实施例2