JP2002121080A - 弾性変形性を有する高炉用ラミング材およびこれを用いた高炉炉壁構造 - Google Patents
弾性変形性を有する高炉用ラミング材およびこれを用いた高炉炉壁構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 弾性変形性を備えることで、熱伝導性の低
下と鉄皮赤熱の原因となる隙間発生を防止した高炉用ラ
ミング材を得ること。 【解決手段】液状フェノール樹脂１５〜２５質量％、残
部が黒鉛主体の耐火原料とした配合物に、長さ１０〜３
０ｍｍの金属ファイバーを外掛け１〜１０質量％添加し
てなる弾性変形性を有する高炉用ラミング材である。施
工は、このラミング材をカーボンブロックと鉄皮間また
はステーブクーラー間に、上方からの打撃で搗き固めて
行なう。
下と鉄皮赤熱の原因となる隙間発生を防止した高炉用ラ
ミング材を得ること。 【解決手段】液状フェノール樹脂１５〜２５質量％、残
部が黒鉛主体の耐火原料とした配合物に、長さ１０〜３
０ｍｍの金属ファイバーを外掛け１〜１０質量％添加し
てなる弾性変形性を有する高炉用ラミング材である。施
工は、このラミング材をカーボンブロックと鉄皮間また
はステーブクーラー間に、上方からの打撃で搗き固めて
行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性変形性を有す
る高炉用ラミング材とそれを用いた高炉炉壁構造に関す
るものである。
る高炉用ラミング材とそれを用いた高炉炉壁構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】高炉の炉底および炉壁は、鉄皮水冷やス
テーブクーラーによって冷却し、その寿命の延長を図る
ことが行われている。また、その冷却効果を高めるため
に、内張り材としてのカーボンブロックと鉄皮間または
ステーブクーラー間に、例えば特開昭５４−８６１１号
公報や特開昭５５−５１７６７号公報に開示されている
熱伝導率の高い黒鉛原料を主骨材とした高熱伝導性ラミ
ング材を充填している。
テーブクーラーによって冷却し、その寿命の延長を図る
ことが行われている。また、その冷却効果を高めるため
に、内張り材としてのカーボンブロックと鉄皮間または
ステーブクーラー間に、例えば特開昭５４−８６１１号
公報や特開昭５５−５１７６７号公報に開示されている
熱伝導率の高い黒鉛原料を主骨材とした高熱伝導性ラミ
ング材を充填している。
【０００３】この種の黒鉛原料を主骨材とした高熱伝導
性ラミング材は、高熱伝導率による冷却効率の向上の他
に、熱膨張応力緩和の作用によってカーボンブロック、
ステーブクーラー、鉄皮に対する熱膨張応力緩和の機能
をもつ。
性ラミング材は、高熱伝導率による冷却効率の向上の他
に、熱膨張応力緩和の作用によってカーボンブロック、
ステーブクーラー、鉄皮に対する熱膨張応力緩和の機能
をもつ。
【０００４】高炉は長期の使用において稼働−休風の繰
り返しによって、鉄皮が熱的歪みで変形し、ラミング材
充填部に隙間が生じる。そして、これが空気溜まりとな
って熱伝導性を低下し、冷却効果が大きく損なわれる。
しかも、こうして生じた空気溜まりに高温ガスが侵入
し、鉄皮が赤熱してさらに大きく変形し、高炉寿命低下
の原因となる。この対策として、例えば特開昭６３−２
９７４８７号公報には、この隙間に不定形耐火物を圧入
充填して補修することが提案されている。
り返しによって、鉄皮が熱的歪みで変形し、ラミング材
充填部に隙間が生じる。そして、これが空気溜まりとな
って熱伝導性を低下し、冷却効果が大きく損なわれる。
しかも、こうして生じた空気溜まりに高温ガスが侵入
し、鉄皮が赤熱してさらに大きく変形し、高炉寿命低下
の原因となる。この対策として、例えば特開昭６３−２
９７４８７号公報には、この隙間に不定形耐火物を圧入
充填して補修することが提案されている。
【０００５】しかし、圧入補修に使用する不定形耐火物
は密充填組織が得られないためにラミング材に比較して
熱伝導率が低く、冷却効果に大きく劣る。また、圧入不
定形耐火物は密充填組織でないことで熱膨張等の外圧で
大きく圧縮されやすく、鉄皮の動きに対し対応が悪く隙
間発生防止の効果の持続性が劣る等の欠点がある。
は密充填組織が得られないためにラミング材に比較して
熱伝導率が低く、冷却効果に大きく劣る。また、圧入不
定形耐火物は密充填組織でないことで熱膨張等の外圧で
大きく圧縮されやすく、鉄皮の動きに対し対応が悪く隙
間発生防止の効果の持続性が劣る等の欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、高炉用ラミング材において、熱伝導率を劣
化することなく隙間発生防止機能を持続させることにあ
る。
する課題は、高炉用ラミング材において、熱伝導率を劣
化することなく隙間発生防止機能を持続させることにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の高炉用ラミング
材は、液状フェノール樹脂１５〜２５質量％を含有し、
残部が黒鉛主体の耐火原料からなる配合物に、長さ１０
〜３０ｍｍの金属ファイバーを外掛け１〜１０質量％添
加することによって弾性変形性を付与し、それによって
上記課題を解決した。
材は、液状フェノール樹脂１５〜２５質量％を含有し、
残部が黒鉛主体の耐火原料からなる配合物に、長さ１０
〜３０ｍｍの金属ファイバーを外掛け１〜１０質量％添
加することによって弾性変形性を付与し、それによって
上記課題を解決した。
【０００８】このラミング材は、カーボンブロックと鉄
皮間またはステーブクーラー間に、上方からの打撃で搗
き固めることで高炉炉壁構造を形成する。
皮間またはステーブクーラー間に、上方からの打撃で搗
き固めることで高炉炉壁構造を形成する。
【０００９】本発明のラミング材は、施工に際しての打
撃によって内在する金属ファイバーが必然的に水平方向
に配向する。そして、上記サイズの金属ファイバーの配
向によって施工体は水平方向に弾性変形に優れ、高炉の
稼働−休風に伴う繰り返しの熱膨張応力に対しても体積
復元機能を有し、これによって隙間の発生が防止され
る。
撃によって内在する金属ファイバーが必然的に水平方向
に配向する。そして、上記サイズの金属ファイバーの配
向によって施工体は水平方向に弾性変形に優れ、高炉の
稼働−休風に伴う繰り返しの熱膨張応力に対しても体積
復元機能を有し、これによって隙間の発生が防止され
る。
【００１０】本発明における液状フェノール樹脂は、結
合剤として作用する他に、可縮性と弾性変形特性の付与
にも寄与する。特に弾性変形特性は、液状フェノール樹
脂の含有量が上記特定範囲内においてはじめて顕著な効
果が発揮される。
合剤として作用する他に、可縮性と弾性変形特性の付与
にも寄与する。特に弾性変形特性は、液状フェノール樹
脂の含有量が上記特定範囲内においてはじめて顕著な効
果が発揮される。
【００１１】その液状フェノール樹脂としては、フェノ
ール、オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾ
ール、キシレノール、エチルフェノール、プロピルフェ
ノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニ
ルフェノール、フェニルフェノール、クミルフェノー
ル、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ビ
スフェノールＡ等のフェノール類等を単独、あるいは２
種類以上組み合わせて使用する。
ール、オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾ
ール、キシレノール、エチルフェノール、プロピルフェ
ノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニ
ルフェノール、フェニルフェノール、クミルフェノー
ル、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ビ
スフェノールＡ等のフェノール類等を単独、あるいは２
種類以上組み合わせて使用する。
【００１２】フェノール樹脂の形態は、固体状、粉体
状、液体状に大別される。しかし、本発明で使用するフ
ェノール樹脂は、有機溶剤で溶解された液状フェノール
樹脂である。フェノール樹脂の有機溶剤としては、一価
アルコール類、二価アルコール類、多価アルコール類、
ケトン類、エステル類、エーテル類、ケトンエステル
類、ケトンエーテル類、エステルエーテル類、芳香族系
溶剤、脂肪族系溶剤等が挙げられる。中でも、二価アル
コール類（グリコール類）、多価アルコール類（例えば
三価アルコール類のトリオール類）等の沸点の高い有機
溶剤を二価アルコールと併用することが望ましい。
状、液体状に大別される。しかし、本発明で使用するフ
ェノール樹脂は、有機溶剤で溶解された液状フェノール
樹脂である。フェノール樹脂の有機溶剤としては、一価
アルコール類、二価アルコール類、多価アルコール類、
ケトン類、エステル類、エーテル類、ケトンエステル
類、ケトンエーテル類、エステルエーテル類、芳香族系
溶剤、脂肪族系溶剤等が挙げられる。中でも、二価アル
コール類（グリコール類）、多価アルコール類（例えば
三価アルコール類のトリオール類）等の沸点の高い有機
溶剤を二価アルコールと併用することが望ましい。
【００１３】ここで沸点の高い有機溶剤としては、例え
ばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレ
ングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブ
タンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタ
ンジオール、１，５−ペンタンジオール、テトラエチレ
ングリコール、ヘキシレングリコール、オクチレングリ
コール、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げ
られ、これらの有機溶剤の使用割合は、液状フェノール
樹脂の１０〜６０質量％を占めるように調整する。
ばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレ
ングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブ
タンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタ
ンジオール、１，５−ペンタンジオール、テトラエチレ
ングリコール、ヘキシレングリコール、オクチレングリ
コール、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げ
られ、これらの有機溶剤の使用割合は、液状フェノール
樹脂の１０〜６０質量％を占めるように調整する。
【００１４】液状フェノール樹脂の使用割合が、１５質
量％未満では施工性の低下で充填不足を招き、所望の高
熱伝導率が得られないし、また、後述の金属ファイバー
の配向が不十分となる。また、２５質量％を超えると黒
鉛原料を主体とする耐火骨材の割合が少なくなって高熱
伝導率の効果が損なわれる。
量％未満では施工性の低下で充填不足を招き、所望の高
熱伝導率が得られないし、また、後述の金属ファイバー
の配向が不十分となる。また、２５質量％を超えると黒
鉛原料を主体とする耐火骨材の割合が少なくなって高熱
伝導率の効果が損なわれる。
【００１５】ラミング材の熱伝導率はカーボンブロック
の耐食性維持のために熱伝導率ができる限り高いことが
望ましい。一般には、カーボンブロックと同等の２０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上が好ましい。そのため、耐火骨材はラミン
グ材に必要な高熱伝導率を付与するため、黒鉛を主体と
した耐火原料とする。黒鉛の具体例は、鱗状黒鉛、鱗片
状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、あるいは黒鉛電極屑等
の人造黒鉛粒であり、粒状あるいは粉状として使用す
る。配合黒鉛は耐火原料の主体をなすもので、７０〜９
０質量％が好ましい。７０質量％未満では高熱伝導性の
効果に乏しく、９０質量％を超えると液状フェノール樹
脂の割合が少なくなって、ラミング材の施工時の充填不
足を招き、高熱伝導率が低下し、さらには、金属ファイ
バーの配向が不十分となって、弾性変形性が損なわれ
る。
の耐食性維持のために熱伝導率ができる限り高いことが
望ましい。一般には、カーボンブロックと同等の２０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上が好ましい。そのため、耐火骨材はラミン
グ材に必要な高熱伝導率を付与するため、黒鉛を主体と
した耐火原料とする。黒鉛の具体例は、鱗状黒鉛、鱗片
状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、あるいは黒鉛電極屑等
の人造黒鉛粒であり、粒状あるいは粉状として使用す
る。配合黒鉛は耐火原料の主体をなすもので、７０〜９
０質量％が好ましい。７０質量％未満では高熱伝導性の
効果に乏しく、９０質量％を超えると液状フェノール樹
脂の割合が少なくなって、ラミング材の施工時の充填不
足を招き、高熱伝導率が低下し、さらには、金属ファイ
バーの配向が不十分となって、弾性変形性が損なわれ
る。
【００１６】耐火原料としては、必要により、黒鉛に他
の耐火骨材を組み合わせてもよい。他の耐火原料は炭
素、炭化物、ホウ化物、窒化物、酸化物等である。配合
物中に占める割合は、高熱伝導性の効果を損なわないた
めにも１０質量％以下とすることが好ましい。炭素とし
ては、木炭、コークス、仮焼無煙炭、ピッチ粉、カーボ
ンブラック等である。炭化物としては炭化珪素、炭化ア
ルミニウム、炭化ジルコニウム等である。窒化物として
は窒化ジルコニウム、窒化珪素、窒化珪素鉄、窒化硼
素、窒化アルミニウム等である。他にも炭化硼素等の硼
化物、珪素、フェロシリコン等の珪化物等が挙げられ
る。酸化物系としては、珪石、珪砂、電融シリカ、含水
無定形シリカ、無水無定形シリカ等のシリカ質、ムライ
ト、ボーキサイト、バン土頁岩、シリマナイト、カイヤ
ナイト、焼結アルミナ、電融アルミナ、仮焼アルミナ等
のアルミナ質、ロー石、シャモット、陶土、粘土、カオ
リン、ベントナイト等のアルミナ−シリカ質、ジルコ
ン、ジルコニア等のジルコニア質等である。
の耐火骨材を組み合わせてもよい。他の耐火原料は炭
素、炭化物、ホウ化物、窒化物、酸化物等である。配合
物中に占める割合は、高熱伝導性の効果を損なわないた
めにも１０質量％以下とすることが好ましい。炭素とし
ては、木炭、コークス、仮焼無煙炭、ピッチ粉、カーボ
ンブラック等である。炭化物としては炭化珪素、炭化ア
ルミニウム、炭化ジルコニウム等である。窒化物として
は窒化ジルコニウム、窒化珪素、窒化珪素鉄、窒化硼
素、窒化アルミニウム等である。他にも炭化硼素等の硼
化物、珪素、フェロシリコン等の珪化物等が挙げられ
る。酸化物系としては、珪石、珪砂、電融シリカ、含水
無定形シリカ、無水無定形シリカ等のシリカ質、ムライ
ト、ボーキサイト、バン土頁岩、シリマナイト、カイヤ
ナイト、焼結アルミナ、電融アルミナ、仮焼アルミナ等
のアルミナ質、ロー石、シャモット、陶土、粘土、カオ
リン、ベントナイト等のアルミナ−シリカ質、ジルコ
ン、ジルコニア等のジルコニア質等である。
【００１７】また、添加する金属ファイバーとしては、
弾性率／比重が０．１×１０２ ＧＰａ以上が望まし
く、０．１５×１０２ ＧＰａ以上の金属ファイバーが
ラミング材への弾性変形性をより効果的に発揮させる。
図１は、金属ファイバーの各材質についてファイバー自
身の弾性率／比重をグラフで示したものである。この図
から明らかなように、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニ
ウム、銅またはこれらの合金が熱伝導率も高く、ラミン
グ材の熱伝導率低下防止でも有利である。しかしなが
ら、鉛のファイバーでは弾性率／比重が小さく、好まし
くない。カーボンファイバーは弾性率／比重が大きいも
のの、一般には直径が１０〜２０μｍと微細径のために
折れやすく、弾性変形性に劣る。この金属ファイバーの
添加によって、高炉用ラミング材の熱伝導性を損なうこ
ともない。この意味から、金属ファイバーに代えて、例
えば有機質ファイバーでは、直径が大きいとファイバー
自体の弾性変形性は優れるものの、高温下で消失する。
また、ラミング材施工組織はファイバー消失個所が空隙
となって高熱伝導性の効果が損なわれることになる。
弾性率／比重が０．１×１０２ ＧＰａ以上が望まし
く、０．１５×１０２ ＧＰａ以上の金属ファイバーが
ラミング材への弾性変形性をより効果的に発揮させる。
図１は、金属ファイバーの各材質についてファイバー自
身の弾性率／比重をグラフで示したものである。この図
から明らかなように、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニ
ウム、銅またはこれらの合金が熱伝導率も高く、ラミン
グ材の熱伝導率低下防止でも有利である。しかしなが
ら、鉛のファイバーでは弾性率／比重が小さく、好まし
くない。カーボンファイバーは弾性率／比重が大きいも
のの、一般には直径が１０〜２０μｍと微細径のために
折れやすく、弾性変形性に劣る。この金属ファイバーの
添加によって、高炉用ラミング材の熱伝導性を損なうこ
ともない。この意味から、金属ファイバーに代えて、例
えば有機質ファイバーでは、直径が大きいとファイバー
自体の弾性変形性は優れるものの、高温下で消失する。
また、ラミング材施工組織はファイバー消失個所が空隙
となって高熱伝導性の効果が損なわれることになる。
【００１８】金属ファイバーの形態は限定されるもので
はない。断面形状は、例えば円形、楕円形、正方形、矩
形、三角形、菱形あるいは任意の不規則な形状が挙げら
れる。 長さ方向の形状は、板状、棒状、直線状、ウー
ル状、ウェーブ状、リボン状、らせん状、屈曲状等が例
示される。
はない。断面形状は、例えば円形、楕円形、正方形、矩
形、三角形、菱形あるいは任意の不規則な形状が挙げら
れる。 長さ方向の形状は、板状、棒状、直線状、ウー
ル状、ウェーブ状、リボン状、らせん状、屈曲状等が例
示される。
【００１９】本発明で使用する金属ファイバーの長さ
は、１０〜３０ｍｍであることが必要である。この範囲
から外れると十分な弾性変形性の効果が得られない。ま
た、長さ１０〜３０ｍｍの金属ファイバーを本発明で限
定した範囲で添加すれば、長さが１０〜３０ｍｍから外
れる金属ファイバーを組み合わせて使用してもよい。
は、１０〜３０ｍｍであることが必要である。この範囲
から外れると十分な弾性変形性の効果が得られない。ま
た、長さ１０〜３０ｍｍの金属ファイバーを本発明で限
定した範囲で添加すれば、長さが１０〜３０ｍｍから外
れる金属ファイバーを組み合わせて使用してもよい。
【００２０】金属ファイバーの径は特に限定されるもの
ではないが、最小径０．１〜１ｍｍが好ましい。円柱状
のファイバーであれば径はどの方向も同じであるが、例
えば四角形あるいは平板状での径は方向によって径が異
なる。ここで、最小径は例えば平板状のファイバーを例
にとれば、その断面は厚さ方向と幅とで径が異なるが、
最小径は厚さ方向が相当する。金属ファイバーの最小径
が０．１ｍｍ未満では弾性変形性付与の効果が劣る傾向
にある。１ｍｍを超えると腰が強すぎるためか、この場
合も弾性変形性付与の効果が不十分となる。
ではないが、最小径０．１〜１ｍｍが好ましい。円柱状
のファイバーであれば径はどの方向も同じであるが、例
えば四角形あるいは平板状での径は方向によって径が異
なる。ここで、最小径は例えば平板状のファイバーを例
にとれば、その断面は厚さ方向と幅とで径が異なるが、
最小径は厚さ方向が相当する。金属ファイバーの最小径
が０．１ｍｍ未満では弾性変形性付与の効果が劣る傾向
にある。１ｍｍを超えると腰が強すぎるためか、この場
合も弾性変形性付与の効果が不十分となる。
【００２１】金属ファイバーの総添加量は外掛け１〜１
０質量％の範囲を逸脱しないことが必要である。１質量
％未満ではラミング材に対する弾性変形特性を付与の効
果に劣る。１０質量％より多いとスタンプ材の施工時に
金属ファイバー同志が絡み合ってファイバーボールを生
じやすくなり、配向性に劣ることになる。
０質量％の範囲を逸脱しないことが必要である。１質量
％未満ではラミング材に対する弾性変形特性を付与の効
果に劣る。１０質量％より多いとスタンプ材の施工時に
金属ファイバー同志が絡み合ってファイバーボールを生
じやすくなり、配向性に劣ることになる。
【００２２】本発明のラミング材は、上述の組成の他
に、不定形耐火物の添加物として既知の各種ファイバー
類、酸化防止剤、作業性付剤を添加してもよい。ファイ
バー類としては例えばカーボンファイバー、ＳｉＣファ
イバー等であり、酸化防止剤としてはガラス、金属粉や
金属粒等である。カーボンファイバー、ＳｉＣファイバ
ー等を添加する場合、本発明の効果を損なわないため
に、その割合は１質量％未満、さらに好ましくは０．３
質量％以下である。
に、不定形耐火物の添加物として既知の各種ファイバー
類、酸化防止剤、作業性付剤を添加してもよい。ファイ
バー類としては例えばカーボンファイバー、ＳｉＣファ
イバー等であり、酸化防止剤としてはガラス、金属粉や
金属粒等である。カーボンファイバー、ＳｉＣファイバ
ー等を添加する場合、本発明の効果を損なわないため
に、その割合は１質量％未満、さらに好ましくは０．３
質量％以下である。
【００２３】本発明によるラミング材の施工個所への搬
送は、例えばウェット状の混練物そのままの他、予め油
圧式成形機等を用いて成形したプレフォーム状態で行う
ことができる。
送は、例えばウェット状の混練物そのままの他、予め油
圧式成形機等を用いて成形したプレフォーム状態で行う
ことができる。
【００２４】施工個所は、高炉炉底に配設されたカーボ
ンブロックと鉄皮の間あるいは鉄皮内に配設されたステ
ーブクーラーとカーボンブロックの間である。
ンブロックと鉄皮の間あるいは鉄皮内に配設されたステ
ーブクーラーとカーボンブロックの間である。
【００２５】施工は、エアーランマー、バイブロランマ
ー等によるスタンプ打撃をもって行う。隅部等のランマ
ーの使用が容易でない狭い個所に対しては、例えば振動
鏝等による加圧を併用してもよい。ラミング材はこの加
圧施工で組織中の空気が排除され、密充填の施工体組織
が形成される。
ー等によるスタンプ打撃をもって行う。隅部等のランマ
ーの使用が容易でない狭い個所に対しては、例えば振動
鏝等による加圧を併用してもよい。ラミング材はこの加
圧施工で組織中の空気が排除され、密充填の施工体組織
が形成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
って説明する。
って説明する。
【００２７】図２は本発明によるラミング材の施工を模
式的に示したものである。カーボンブロック１と高炉鉄
皮２の間にラミング材３を投入し、ランマー４等を用
い、ほぼ垂直方向から搗き固める。カーボンブロック１
と鉄皮２の間は一般に１００ｍｍ前後である。充填効率
を上げるために、例えば高さ方向に厚さ５０〜７０ｍｍ
程度づつ搗き固めるのが好ましい。本発明のラミング材
３はランマー４等による搗き固めの際の上方からの打撃
を受けて、配合物中の金属ファイバー５が水平方向に配
向することになる。
式的に示したものである。カーボンブロック１と高炉鉄
皮２の間にラミング材３を投入し、ランマー４等を用
い、ほぼ垂直方向から搗き固める。カーボンブロック１
と鉄皮２の間は一般に１００ｍｍ前後である。充填効率
を上げるために、例えば高さ方向に厚さ５０〜７０ｍｍ
程度づつ搗き固めるのが好ましい。本発明のラミング材
３はランマー４等による搗き固めの際の上方からの打撃
を受けて、配合物中の金属ファイバー５が水平方向に配
向することになる。
【００２８】同図ではカーボンブロック１と鉄皮２間に
対するラミング材３の施工例を示しているが、カーボン
ブロックとステーブクーラー間に対しても同様に施工で
きる。 ラミング材は鉄皮またはステーブクーラーに対
し、カーボンブロックからの膨張を吸収緩和する可縮性
が要求される。カーボンブロックは０．２％の熱膨張が
見込まれ、例えば直径１２ｍの高炉炉底の場合、カーボ
ンブロックの膨張は半径方向で１２ｍｍ程度となる。従
って、ラミング材層は水平方向の施工厚さが８０〜１０
０ｍｍ程度の場合、１２〜１５％の膨張吸収代が求めら
れる。
対するラミング材３の施工例を示しているが、カーボン
ブロックとステーブクーラー間に対しても同様に施工で
きる。 ラミング材は鉄皮またはステーブクーラーに対
し、カーボンブロックからの膨張を吸収緩和する可縮性
が要求される。カーボンブロックは０．２％の熱膨張が
見込まれ、例えば直径１２ｍの高炉炉底の場合、カーボ
ンブロックの膨張は半径方向で１２ｍｍ程度となる。従
って、ラミング材層は水平方向の施工厚さが８０〜１０
０ｍｍ程度の場合、１２〜１５％の膨張吸収代が求めら
れる。
【００２９】ラミング材がカーボンブロック、鉄皮ある
いはステーブクーラーとの境界に発生する隙間は、高炉
の操業条件によっても異なるが、概ね１ｍｍ〜２ｍｍ程
度である。この隙間を生じさせないためには必要なラミ
ング材の復元率は、ラミング材の施工厚みが例えば１８
０〜１００ｍｍでは２％以上必要となる。
いはステーブクーラーとの境界に発生する隙間は、高炉
の操業条件によっても異なるが、概ね１ｍｍ〜２ｍｍ程
度である。この隙間を生じさせないためには必要なラミ
ング材の復元率は、ラミング材の施工厚みが例えば１８
０〜１００ｍｍでは２％以上必要となる。
【００３０】
【表１】
【表２】 表１は、本発明のラミング材組成の実施例を試験結果と
ともに示す。表２はその比較例を示す。比較例１は金属
ファイバーの添加がない例を、比較例２は金属ファイバ
ーの添加量が規定量より少ない例を、比較例３は金属フ
ァイバーの添加量が多すぎる例を、比較例４は添加した
ファイバーがビニル質である場合を、比較例５は液状フ
ェノール樹脂の割合が多すぎる例を、比較例６は液状フ
ェノール樹脂の割合が少ない例を、比較例７は金属ファ
イバーの長さが長すぎる例を、さらに、比較例８は短す
ぎる例をそれぞれ示す。
ともに示す。表２はその比較例を示す。比較例１は金属
ファイバーの添加がない例を、比較例２は金属ファイバ
ーの添加量が規定量より少ない例を、比較例３は金属フ
ァイバーの添加量が多すぎる例を、比較例４は添加した
ファイバーがビニル質である場合を、比較例５は液状フ
ェノール樹脂の割合が多すぎる例を、比較例６は液状フ
ェノール樹脂の割合が少ない例を、比較例７は金属ファ
イバーの長さが長すぎる例を、さらに、比較例８は短す
ぎる例をそれぞれ示す。
【００３１】各表に示す各例は配合組成物をタイヤ付き
ミキサーにて混練後、３５０×３００×８０ｍｍの型枠
内に投入し、ランマーによる上方からの打撃によって搗
き固め、施工体の試験片を得た。
ミキサーにて混練後、３５０×３００×８０ｍｍの型枠
内に投入し、ランマーによる上方からの打撃によって搗
き固め、施工体の試験片を得た。
【００３２】使用した液状フェノール樹脂は、粉末フェ
ノール樹脂をモノエチレングリコールに溶解して得たも
のである。溶剤の割合は、液状フェノール樹脂の４０質
量％を占めるように調整した。
ノール樹脂をモノエチレングリコールに溶解して得たも
のである。溶剤の割合は、液状フェノール樹脂の４０質
量％を占めるように調整した。
【００３３】熱伝導率はコールラウシュ法で測定した。
【００３４】可縮率は、８０ｍｍ厚方向に３０ｋｇ／ｃ
ｍ２の一軸方向加圧下において、２００℃×２時間加熱
し、この加熱下での収縮寸法から可縮率を求めた。
ｍ２の一軸方向加圧下において、２００℃×２時間加熱
し、この加熱下での収縮寸法から可縮率を求めた。
【００３５】弾性変形性は、前記可縮率の試験で収縮し
た試験片について、加圧除去によって復元する復元率を
弾性変形性とした。復元後の寸法は加圧除去後、同様に
２００℃での加熱で２時間経過後に測定した。
た試験片について、加圧除去によって復元する復元率を
弾性変形性とした。復元後の寸法は加圧除去後、同様に
２００℃での加熱で２時間経過後に測定した。
【００３６】表１に見られるとおり、本発明の実施例は
いずれの場合も高炉用ラミング材に要求される高熱伝導
性と可縮性に加え、優れた弾性変形性が得られた。
いずれの場合も高炉用ラミング材に要求される高熱伝導
性と可縮性に加え、優れた弾性変形性が得られた。
【００３７】これに対し比較例１〜比較例４は、いずれ
も弾性変形性に劣る。また、液状フェノール樹脂の割合
が多すぎる比較例５は施工体が多孔質となり、高熱伝導
性の効果が損なわれる。液状フェノール樹脂の割合が少
ない比較例６は、施工体の充填性が不十分なために熱伝
導性に劣る。しかも、金属ファイバーの配向性が不十分
となって弾性変形性の効果が低下する。
も弾性変形性に劣る。また、液状フェノール樹脂の割合
が多すぎる比較例５は施工体が多孔質となり、高熱伝導
性の効果が損なわれる。液状フェノール樹脂の割合が少
ない比較例６は、施工体の充填性が不十分なために熱伝
導性に劣る。しかも、金属ファイバーの配向性が不十分
となって弾性変形性の効果が低下する。
【００３８】金属ファイバーの長さが規定長さ範囲を外
れた比較例７と比較例８は弾性変形性の効果に劣る。
れた比較例７と比較例８は弾性変形性の効果に劣る。
【００３９】本発明実施例２、４および比較例１、４、
７、８については、高炉炉底のカーボンブロックと高炉
鉄皮との間に施工することで、実機試験を行った。その
結果、本発明実施例はいずれも高炉の使用状況において
必要な可縮率５〜１５％および復元率２％を示し、その
弾性変形性によって長期の使用においても鉄皮赤熱等の
問題もなく、良好な結果が得られた。
７、８については、高炉炉底のカーボンブロックと高炉
鉄皮との間に施工することで、実機試験を行った。その
結果、本発明実施例はいずれも高炉の使用状況において
必要な可縮率５〜１５％および復元率２％を示し、その
弾性変形性によって長期の使用においても鉄皮赤熱等の
問題もなく、良好な結果が得られた。
【００４０】比較例はいずれも弾性変形性が不十分なた
めに、隙間発生が原因した高炉鉄皮の局部的な温度上昇
が見られ、早期の圧入補修が余儀なくされた。
めに、隙間発生が原因した高炉鉄皮の局部的な温度上昇
が見られ、早期の圧入補修が余儀なくされた。
【００４１】
【発明の効果】本発明によるラミング材は以上のように
高熱伝導性、可縮性および弾性変形性を備えることで、
高炉炉底あるいは高炉炉壁の保護に大きく貢献する。そ
の結果、高炉の稼働率向上、補修作業の低減等、その効
果はきわめて大きい。
高熱伝導性、可縮性および弾性変形性を備えることで、
高炉炉底あるいは高炉炉壁の保護に大きく貢献する。そ
の結果、高炉の稼働率向上、補修作業の低減等、その効
果はきわめて大きい。
【図１】 金属ファイバーの各材質について金属ファイ
バー自身の弾性率／比重をグラフで示したものである。
バー自身の弾性率／比重をグラフで示したものである。
【図２】 本発明によるラミング材の施工を模式的に示
したものである。
したものである。
１ カーボンブロック ２ 高炉鉄皮 ３ ラミング材 ４ ランマー ５ 金属ファイバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 平和 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎播磨株式会社第二製造事業部八幡不定 形工場内 (72)発明者 新田 法生 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 中村 倫 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 Ｆターム(参考） 4G033 AA15 AB09 AB12 AB24 AB25 BA06 4K015 BA01 BA03 BA05
Claims (2)
- 【請求項１】 液状フェノール樹脂を１５〜２５質量％
含み、残部が黒鉛主体の耐火原料である配合物に、長さ
１０〜３０ｍｍの金属ファイバーを外掛け１〜１０質量
％添加してなる弾性変形性を有する高炉用ラミング材。 - 【請求項２】 液状フェノール樹脂を１５〜２５質量％
含み、残部が黒鉛主体の耐火原料とした配合物に、長さ
１０〜３０ｍｍの金属ファイバーを外掛け１〜１０質量
％添加してなる弾性変形性を有する高炉用ラミング材
を、カーボンブロックと鉄皮間またはステーブクーラー
間に、上方からの打撃で搗き固めてなる高炉炉壁構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000314204A JP4950375B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 弾性変形性を有する高炉用ラミング材およびこれを用いた高炉炉壁構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000314204A JP4950375B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 弾性変形性を有する高炉用ラミング材およびこれを用いた高炉炉壁構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002121080A true JP2002121080A (ja) | 2002-04-23 |
| JP4950375B2 JP4950375B2 (ja) | 2012-06-13 |
Family
ID=18793500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000314204A Expired - Lifetime JP4950375B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 弾性変形性を有する高炉用ラミング材およびこれを用いた高炉炉壁構造 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4950375B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008222510A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Nippon Steel Corp | 不定形耐火物用金属製骨材、及びその製造方法、並びに、不定形耐火物。 |
| JP2010235343A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Kurosaki Harima Corp | 黒鉛含有充填材 |
| CN102757252A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-10-31 | 山国强 | 一种1080m3高炉主铁沟浇注料 |
| WO2013034605A1 (fr) | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Paul Wurth S.A. | Masse à damer pour le revêtement réfractaire d'un récipient métallurgique, procédé pour sa mise en œuvre et récipient métallurgique, notamment haut-fourneau, comportant un revêtement utilisant la dite masse à damer |
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| JP2019158240A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 黒崎播磨株式会社 | 圧入材 |
Citations (4)
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-
2000
- 2000-10-13 JP JP2000314204A patent/JP4950375B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US9568246B2 (en) | 2011-09-09 | 2017-02-14 | Paul Wurth S.A. | Ramming mass for the refractory lining of a metallurgical vessel, method for the placement thereof and metallurgical vessel, in particular blast furnace, comprising a lining using said ramming mass |
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| JP7076094B2 (ja) | 2018-03-13 | 2022-05-27 | 黒崎播磨株式会社 | 圧入材 |
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