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トーワ最前線

物つくりコラム
2009.7.21
第76回 断熱材

「水素炉の築炉は自分達で行う」と、第51回オイルショックでお話しました。
大小色んな炉が有るのですが、超硬は大抵1400℃以上で焼結するので、
断熱材・保温材・耐火レンガの組み合わせが勝負所です。
人間が築炉するのですから、微妙に違いが出て来ます。
いわゆる、炉の特性があり、また日々変化するので油断がなりません。

築炉は大略、鉄の箱の下及び左右に、10mm厚のアスベスト(k=0.1)を切って敷き
B−6レンガをその上に敷き詰めます。ヒーター(Mo線)を巻いた炉芯管を中央にセットして、
レンガで高低を調整します。炉芯管と鉄箱の継ぎ目には、キャスタブルセメントに
石綿をほぐして練ったもので埋め込み、水素の漏れを防ぎます。

その後大量のアルミナ粉(k=21)を流し込み、ブリッジが残らないように、
叩いたり突いたりしながら均一にします。
最後に石綿の一枚板を載せ、鉄板で蓋をしてボルト締めをするのです。
今では公害問題で、アスベストは製造、販売、使用も禁止されている様ですが、
30年前までは、安価で効果的な断熱材だったのです。
炉は何度か空焼きをして、水分その他を飛ばすのですが、均熱ゾーンを広くする為には、
ヒーターの巻き方もしかる事ながら保温材を何にするかも問題でした。

当初は中央に覗き孔を設けた黒鉛の円筒でしたが、熱伝導率k=80と大きく余り役に立ちません。
B−6レンガをノコ歯で加工したものを暫らく保温材としました。
これはk=1.1位ですが、暫らくすると1400℃にやられて変形する。
そこで発泡の電融アルミナ煉瓦を使いました。
これはk=0.2以下で、均熱ゾーンが画期的に増加しました。
しかし発泡だが硬くてカットするのは容易ではなく、金ノコ刃がみるみる減るのには往生したものです。

連続炉の躁炉は、炉体の水冷は出来なかったので、
水冷部へプッシュ棒で段階的に保温材ごと送り込みます。
新たに次のボートを保温材でサンドイッチにして、均熱部へ送り込むと言う仕事です。

真空炉での保温材としては、水素炉よりは急冷が可能な為、
アルミナ板では熱衝撃で割れ易く、直ぐに小片になってしまいますので、超硬のダミーを使います。
超硬のk=60〜90でグラファイト(黒鉛)と略同じですが、細かく割れる事は無いからです。

思い起こせば、水素炉の焼結現場は、夏は灼熱の地獄、冬は天国だったのです。
熱伝導率k=W/m×K(℃)。
お読み頂きありがとうございました 〜トーワデンコウの製品紹介〜
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