JP2007255883A - 不定形耐火物の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動不可能な溶融金属容器或いは溶融金属設備であっても流し込み施工された不定形耐火物を減圧下の雰囲気で乾燥させることができ、爆裂や亀裂を発生させることなく、施工後に緻密で耐用性が高く且つ表面の平滑な耐火物構造体を得ることのできる、不定形耐火物の施工方法を提供する。
【解決手段】不定形耐火物を水と混練してスラリー状不定形耐火物とし、該スラリー状不定形耐火物を流し込んで施工体４を形成し、該施工体の表面に、複数の孔を有する面状部材と該面状部材の施工体に接触する面とは反対側の面に設置された突起部材とを備えたフィルターパッド５を載せ、更に、該フィルターパッドを覆うためのトップカバー６を被せ、その後、前記フィルターパッドとトップカバーとの間隙を真空ポンプ９によって排気すると同時に前記施工体を加熱する。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶融金属を保持する容器や溶融金属を流して通す樋などの内面に施工される不定形耐火物の施工方法に関するものである。

現在、鉄鋼業における各窯炉設備の築炉作業は、耐火物の有効使用比率の向上、施工の機械化、熟練工の不足などの理由から、従来の耐火れんが（定形耐火物）を積み上げる施工方法に代わって、不定形耐火物を用いた流し込み施工方法が主流になりつつある。不定形耐火物を用いた流し込み施工方法とは、不定形耐火物を水と混練してスラリー状不定形耐火物とし、これを施工部位へ流し込み施工して施工体を形成し、その後、乾燥・養生して耐火物施工体を形成する方法である。

不定形耐火物で形成された施工体は、スラリー状の不定形耐火物として流し込み施工するために必要な施工用水分、及び、結合反応用として必要な水分を含んでいる。このうちの施工用水分を乾燥させるために、昇温し、水蒸気化して脱水する操作が必要になる。この操作過程で蒸気化が急激に起こると、施工体内に高い蒸気圧が発生し、そのエネルギーによって爆裂現象が発生し、施工体が破損する場合がある。

加えて近年、不定形耐火物の耐食性を向上させるために超微粉を多用する緻密化技術が普及し、その結果、従来に比べて乾燥中の爆裂の危険性が高くなってきている。また、養生時の温度や水分量の変動によっても、施工体の緻密さや強度が変化するため、爆裂や亀裂の発生することが多々認められた。

このように、不定形耐火物を用いた流し込み施工方法においては、従来にも増して施工体の乾燥制御が重要になっている。ところで、従来の乾燥方法としては、不定形耐火物で形成された施工体の稼働面をバーナーにて加熱し、施工体中の水分を蒸気化して乾燥する方法が広く採用されている。

しかしながら、この乾燥方法では、施工体の強度が十分に発現していない状態で実施されるため、乾燥途中で施工体中の水蒸気圧が施工体の強度を上回り、爆裂したり、或いは爆裂に至らなくても亀裂や内部欠陥が発生したりすることが多々見受けられた。

その対策として、例えば特許文献１には、不定形耐火物を内張りした溶融金属容器全体を真空保持し、その後、不定形耐火物を加熱・焼成する乾燥方法が開示されている。また、文献２には、不定形耐火物を内張りした溶融金属容器の内部空間全体を減圧し、減圧下でマイクロ波を照射して不定形耐火物を乾燥する方法が開示されている。
特開平４−１１６３７９号公報 特開平６−３００４３８号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された方法では、溶融金属容器全体を真空雰囲気下または減圧雰囲気下にする必要があり、加えて特許文献２に開示された方法では、マイクロ波装置を溶融金属容器内に設置する必要があることから、これらの技術は、移動不可能な溶融金属容器或いは溶融金属設備には適用できないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、移動不可能な溶融金属容器或いは溶融金属設備であっても流し込み施工された不定形耐火物を減圧下の雰囲気で乾燥させることができ、爆裂や亀裂を発生させることなく、施工後に緻密で耐用性が高く且つ表面の平滑な耐火物構造体を得ることのできる、不定形耐火物の施工方法を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明に係る不定形耐火物の施工方法は、不定形耐火物を水と混練してスラリー状不定形耐火物とし、該スラリー状不定形耐火物を流し込んで施工体を形成し、該施工体の表面に、複数の孔を有する面状部材と該面状部材の施工体に接触する面とは反対側の面に設置された突起部材とを備えたフィルターパッドを載せ、更に、該フィルターパッドを覆うためのトップカバーを被せ、その後、前記フィルターパッドとトップカバーとの間隙を排気すると同時に前記施工体を加熱することを特徴とするものである。

第２の発明に係る不定形耐火物の施工方法は、第１の発明において、前記トップカバーの端部と前記施工体との接触部をシール処理することを特徴とするものである。

本発明に係る不定形耐火物の施工方法を採用することにより、移動不可能な溶融金属容器或いは溶融金属設備であっても減圧下における脱水・乾燥処理を行うことが可能となり、乾燥に伴う爆裂や亀裂を発生させることなく、緻密で且つ表面の平滑な、耐用性の高い不定形耐火物構造体を得ることができる。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明するが、本発明は添付図面の形状に限定されるものではない。先ず、本発明の第１の実施の形態例について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態例を示す図であって、成型用の中子を使用せずに溶融金属保持容器の内張り耐火物を本発明方法によって施工する例を示す概略図、図２は、図１に示すＡ部拡大図である。

図１〜２に示すように、外殻を鉄皮２とし、その内側に永久張り耐火物層３の施工された溶融金属保持容器１の底部に、内張り耐火物としてスラリー状の不定形耐火物を流し込み、不定形耐火物の施工体４を形成する。不定形耐火物の施工体４が形成されたなら、施工体４の表面に、複数の孔５ｃを有し、施工された施工体４の表面に沿った面状の部材５ａ（以下、「面状部材５ａ」と称す）と、この面状部材５ａの施工体４と接触する面とは反対側の面に設置された突起状の部材５ｂ（以下、「突起部材５ｂ」と称す）と、から構成される耐火物押え板５（以下、「フィルターパッド５」と称す）を載せ、更に、フィルターパッド５の上にフィルターパッド５を覆うようにして被覆カバー６（以下、「トップカバー６」と称す）を覆い被せる。この場合、フィルターパッド５が全てトップカバー６によって覆われるように、トップカバー６を覆い被せる必要がある。また、図１では、施工体４とフィルターパッド５とトップカバー６との位置関係を明確するために、トップカバー６が施工体４の全体を覆っていないが、同時期に流し込み施工された施工体４の可能な限り広い範囲をトップカバー６で覆うことが好ましい。トップカバー６には、トップカバー６を貫通し且つトップカバー６と密閉状態で連結するパイプ７が取り付けられており、このパイプ７の他端は、水分分離槽８を経由して真空ポンプ９に連結されている。

ここで、内張り耐火物とは、溶融金属や溶融スラグと直接接触する部位に使用する耐火物であり、ワーク耐火物或いはワーク煉瓦とも呼ばれている。内張り耐火物は使用回数の増加に伴って損耗するので、残存厚みが所定値になったなら、解体されるか或いは表面の変質部を取り除いた後に新たに施工されるものである。これに対して、永久張り耐火物層３は、本質的には損耗することがなく、解体時の衝撃などによって破損しない限り半永久的に使用されるものである。施工体４を形成するための不定形耐火物は、流し込み施工用の不定形耐火物であるならばどのような組成であっても本発明方法を適用することができる。

フィルターパッド５は、図２に示すように、複数個の孔５ｃを有する面状部材５ａと、面状部材５ａから突出するように面状部材５ａに一体的に設置された複数個の突起部材５ｂとにより構成されている。そして、面状部材５ａの突起部材５ｂが設置されていない平滑な側の面が施工体４と接触し、突起部材５ｂの設置された側の面がトップカバー６で覆われている。面状部材５ａに設置された孔５ｃは施工体４に残留する空気及び水分を通すためのものであり、突起部材５ｂは、孔５ｃを通ってくる空気及び水分の流路を確保するためのものである。即ち、トップカバー６でフィルターパッド５を覆ったときに、対向する突起部材５ｂ，５ｂ間に間隙が形成され、この間隙が空気及び水分の流路となる。

このようにして構成されるフィルターパッド５及びトップカバー６を施工体４の上に載せたなら、真空ポンプ９を作動させる。作動した真空ポンプ９によってトップカバー６で覆われた範囲がパイプ７を介して排気される。真空ポンプ９の作動によってトップカバー６で覆われた範囲が排気されると、フィルターパッド５とトップカバー６とで囲まれる空間１０が減圧状態になるため、図３に示すように、トップカバー６がフィルターパッド５に密着し、更に、フィルターパッド５及びトップカバー６は、空間１０の圧力と大気圧との圧力差に基づき施工体４に密着する。ここで、図３は、フィルターパッド５とトップカバー６との間隙を排気した状態を示す概略図である。

フィルターパッド５には孔５ｃが設けられているため、空間１０が減圧下に曝されると施工体４のフィルターパッド５と接触する部位の表面も減圧された状態になり、施工体４に残留する空気及び水分が、孔５ｃ、空間１０及びパイプ７を通り、真空ポンプ９によって排出される。排出される水分は水分分離槽８で凝縮される。

このように、施工体４に残留する空気及び水分が強制的に除去されて、施工体４は乾燥していく。ところが、減圧状態が続くと、不定形耐火物と水との結合反応により生ずる熱が排気ガスとともに系外に流出していくので、施工体４の温度は上昇せず、却って温度が低下する。その結果、空間１０の飽和水蒸気圧が減少して、脱水速度が低下してしまう。そこで、脱水速度を低下させないようにするために、真空ポンプ９による排気中に、施工体４を加熱し昇温する。

施工体４を加熱する方法としては、フィルターパッド５の内部にヒーター（図示せず）を内蔵させ、このヒーターにより加熱したり、トップカバー６の外側の雰囲気を温風または熱風にしたり、或いは、施工体４をバーナーで加熱したりする方法を用いることができる。要は、施工体４が加熱できるならば、どのような方法であっても構わない。但し、加熱しすぎて施工体４の温度を高くしすぎると、施工体４に爆裂や亀裂が発生するので、施工体４の温度が１００℃を超えないようにすることが好ましい。

かくして、施工体４の残留水分は迅速に除去され、施工体４は緻密化し、耐火物としての耐用性が向上する。また、残留水分が迅速に除去されることから、施工後の養生時間が短縮され、更に、残留水分が抜けた後には水の抜け道が形成され、且つ、含水率が絶対的に小さいことから、養生時の加温・加熱による施工体４の爆裂が抑制される。施工体４と接触するフィルターパッド５の面は、突起部材５ｂが設置されていない平滑な側の面であるので、施工体４の表面は凹凸のない平滑面となる。また、本発明では、フィルターパッド５、トップカバー６及び真空ポンプ９の組み合せにより、施工体４を減圧雰囲気にすることができるので、移動不可能な溶融金属容器或いは溶融金属設備であっても問題なく対処することができる。

トップカバー６の内部を真空ポンプ９によって排気する際に、トップカバー６の内部の気密性を確保するには、トップカバー６の端部と施工体４とが密着することが重要である。成型用の中子を用いる場合には、後述するように施工体４と中子との間にトップカバー６が配置されるので、常にトップカバー６の端部と施工体４とが密着した状態になるが、中子を使用しない場合には、施工体４の乾燥状態に応じて密着度が変化する。

つまり、流し込み直後の施工体４は水分を含んでいるので、その上にトップカバー６を置くことで、水を介してトップカバー６の端部と施工体４とが密着する。このため、常温で真空ポンプ９による排気（「真空処理」と称す）を実施した場合には、水分が存在する時間が長いので、十分に真空処理することができる。しかしながら、施工体４を加熱した場合には、施工体４から排出される水が直ちに蒸発してしまうため、トップカバー６の端部と施工体４との間に間隙が形成され、常温での真空処理に比べて短時間のうちに、トップカバー６の内部の気密性が低下する。

そこで、この問題を解決するために、トップカバー６の端部と施工体４との接触部をシール処理することが好ましい。このシール処理は、トップカバー６の端部と施工体４との接触部に間隙を生じさせないようにするものであれば、どのような方法であっても構わない。具体的には、トップカバー６の端部と施工体４とが接触する部分にグリースを塗って両者を密着させる方法、トップカバー６の端部と施工体４との境界を、粘土、プラスチック耐火物、ラミング耐火物、スタンプ材、パッチング材などの耐火物系材料、或いは、シリコーン剤、エポキシ剤などの有機系材料で覆い被せる方法、トップカバー６の端部を施工体４の中に埋没させる方法などが挙げられる。図４に、トップカバー６の端部と施工体４との境界部に、トップカバー６の端部を覆うようしてプラスチック耐火物１２を施工し、トップカバー６の端部と施工体４との境界を覆い被せた例を示す。シール処理する時期は、施工体４を加温する前までの期間、或いは、加温した後のまだ施工体４に水分が残っている状態の期間が好ましい。

排気及び加熱による施工体４の脱水・乾燥に必要な時間及び空間１０の真空度に関しては、特に規定する必要はないが、上記効果を確実に得るためには、排気処理時間は流し込み施工終了時間から２４時間以内とすること、及び、空間１０の真空度は５００mmHg（６６７ｈPa）以下とすることが好ましい。

フィルターパッド５の材質は、フィルターパッド５とトップカバー６との間隙を排気したときに、施工体４と接触する側の面が大きく変形しない程度の硬さを有する材料であれば、金属、プラスチックなど、どのような材料でも使用することができる。特に、軽量で作業性の良い硬質プラスチックなどが好適である。図２では、面状部材５ａと突起部材５ｂとが一体になったフィルターパッド５を示しているが、面状部材５ａと突起部材５ｂとを分離してもよく、また、面状部材５ａの上に上記突起部材５ｂの代わりに網状の部材、例えば金網などを載せてもよい。

また更に、面状部材５ａ及び突起部材５ｂを用いずに、２枚以上の篩網を重ねたものをフィルターパッド５とすることもできる。例えば、見開き寸法が７５μｍ（２００メッシュ）の篩網と、見開き寸法が５００μｍ（３６メッシュ）の篩網とを用い、２００メッシュの篩網を施工体４と接触させ、その上に３６メッシュの篩網を乗せてたものを、フィルターパッド５とすることができる。目の細かい２００メッシュの篩網を施工体４に接触させることで、耐火物粒子を通さずに水及び空気だけが通過し、２００メッシュの篩網を通過した水及び空気は３６メッシュの篩網を通って水平方向に移動し、パイプ７から排出される。篩網の組み合わせからなるフィルターパッド５は、施工時に成型用の中子を使用する場合に特に好適である。中子を使用する場合には、中子によって施工体４の形状が決定され、フィルターパッド５には施工体４を保持する強度が必要とされないからである。

要は、トップカバー６でフィルターパッド５を覆って減圧したときに、フィルターパッド５とトップカバー６との間に、空気及び水分の流路となる、空間が形成されるならば、どのような形状をしていても構わない。

フィルターパッド５の面状部材５ａに設置する孔５ｃの大きさは、水分を通し、施工体４の耐火物成分が多量に流出しない程度の大きさとすることが好ましい。具体的には、孔５ｃの大きさを等面積相当円直径で０．１〜３mm程度とすればよい。また、孔５ｃの設置数は、面状部材５ａの面積１０cm² 当たり１〜１０個程度とすればよい。

トップカバー６は、トップカバー６で覆った範囲の気密性を確保するためのものであり、従って、フィルターパッド５の全てを覆う大きさを有し、柔軟性を有するとともに空気を遮断する気密性のある材料の膜状材料を使用することとする。このような材料を使用してフィルターパッド５を覆うことにより、トップカバー６に連結したパイプ７を介して排気したときに、フィルターパッド５とトップカバー６との間隙の圧力が減圧し、施工体４に残留する空気及び水分を強制的に排出することができる。柔軟性と気密性とを併せ持つ材料としては、ビニールシートなどの樹脂シートやゴムシートなどが挙げられる。また、施工体４は加熱されるので、耐熱性を考慮した場合には、アルミ箔、ステンレス箔などの金属材料、或いは、シリコーンシート、フッ素樹脂シートなどの有機系材料を用いることが好ましい。

尚、図１において、永久張り耐火物層３は、定形耐火物を例示しているが、定形耐火物に限るものではなく、不定形耐火物であってもよく、また、永久張り耐火物層３は必ずしも必要ではなく、鉄皮２に施工体４を直接施工してもよい。また、図１では、内張り耐火物を施工する際に本発明を適用しているが、本発明は不定形耐火物で構成される永久張り耐火物層の施工においても適用することができる。

次いで、本発明の第２の実施の形態例について説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態例を示す図であって、成型用の中子を使用して溶融金属保持容器の内張り耐火物を本発明方法によって施工する例を示す概略図、図６は、図５において、成型用の中子とトップカバー、フィルターパッドの位置関係を示す概略図である。図５及び図６において、１Ａは取鍋型の溶融金属保持容器、１１は鉄鋼製の中子であり、その他、図１に示すものと同一の機能を有するものには形状が異なるものでも同一符号を付けて表示しており、その説明は省略する。

図５に示すように、溶融金属保持容器１Ａは、外殻を鉄皮２とし、鉄皮２の内面側には、定形耐火物または不定形耐火物からなる永久張り耐火物層３が施工されている。この溶融金属保持容器１Ａの所定位置に中子１１を設置して不定形耐火物の流し込み施工を行うに当たり、先ず、中子１１の外周面即ち施工体４の成型面に、外面側をフィルターパッド５とし、内面側をトップカバー６として、フィルターパッド５及びトップカバー６を装着する。図５は、中子１１の底部と側壁とに分離してフィルターパッド５及びトップカバー６を設置した例を示している。

フィルターパッド５及びトップカバー６を装着する方法は、例えば、図６に概要を示すように、中子１１の外周面に適宜の接着剤などによってトップカバー６を取り付け、更に、取り付けたトップカバー６の外側の面に適宜の接着剤などによってフィルターパッド５を取り付ける、などによってなすことができる。トップカバー６の気密性を確保するため、フィルターパッド５及びトップカバー６の取り付けの際にトップカバー６に穴などを開けないようにすることが必要である。そして、トップカバー６に、中子１１を貫通するパイプ７をトップカバー６と気密性を確保した状態で取り付ける。このパイプ７の他端は、水分分離槽８を経由して真空ポンプ９に連結されている。１つのフィルターパッド５と１つのトップカバー６を１組としたときに、１組のフィルターパッド５及びトップカバー６に対して少なくとも１つのパイプ７を配置することとする。フィルターパッド５及びトップカバー６は、前述した図２に示すものと同一の構成である。

このように構成される中子１１を溶融金属保持容器１Ａの所定位置に配置し、永久張り耐火物層３と中子１１との間隙に、スラリー状の不定形耐火物を内張り耐火物として流し込み、施工体４を形成する。施工体４が形成されたなら、真空ポンプ９を作動して、フィルターパッド５とトップカバー６とで囲まれる間隙を排気する。この排気と同時に、施工体４を加熱する。施工体４の加熱方法は、第１の実施の形態例で説明した方法に準じて実施する。

この排気及び加熱によって、前述した第１の実施の形態例と同様に施工体４に残留する空気及び水分がフィルターパッド５の孔５ｃを通り迅速に排出される。また、フィルターパッド５とトップカバー６とで囲まれる間隙が減圧することにより、中子１１は大気圧によって施工体４と密着する。この場合、フィルターパッド５及びトップカバー６の材質、排気処理時間、真空度、孔５ｃの大きさ及び設置個数などは、前述した第１の実施の形態例に準じて実施することとする。

このようにして不定形耐火物を流し込み施工することで、施工体４に残留する空気及び水分が強制的に除去されるため、施工体４は緻密化し、且つ表面が平滑であるため、耐火物としての耐用性が向上する。また、残留水分が迅速に除去されることから、施工後の養生時間が短縮され、更に、残留水分が抜けた後には水の抜け道が形成され、且つ、含水率が絶対的に小さいことから、養生時の加温・加熱による施工体４の爆裂が抑制される。また、フィルターパッド５を介して施工体４の表面を押圧しながら養生するので、施工体４の表面はフィルターパッド５の下面を転写することになり、自由表面の状態で施工される場合に比べてその表面は緻密で平滑となり、耐火物の耐用を向上させることができる。

尚、図５では、中子１１の底部と側壁とに分離して１組のフィルターパッド５及びトップカバー６を設置しているが、中子１１の外周全体を１組のフィルターパッド５及びトップカバー６で覆ってもよく、また、幾つかの部分に分割してもよい。また、図５では溶融金属保持容器１Ａの施工について説明しているが、本発明は溶融金属保持容器１Ａの施工に限るものではなく、例えば出銑樋などの施工においても適用することができる。

本発明方法の効果を確認するために、溶鋼を収容する取鍋の内張り耐火物を不定形耐火物で施工する際に、前述した図５に示す方法により本発明を適用した。また、比較のために、流し込み施工後静置して養生する従来の施工方法も実施した。使用した不定形耐火物の組成は、Ａｌ₂ Ｏ₃ が９０質量％、ＭｇＯが８質量％、ＣａＯが１質量％、ＳｉＯ₂が１質量％であり、施工時、水分の添加量は不定形耐火物１００質量部に対して６質量部とした。

本発明例１：中子の周りに、トップカバーとラバーヒーター付きのフィルターパッドとを取り付け、この中子を取鍋に設置し、中子と取鍋の永久張り耐火物層との間隙に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した。その後、ラバーヒーターの温度を７０℃として施工体を加熱しながら、トップカバーとフィルターパッドとの間隙を真空ポンプで吸引した。加熱及び吸引を１２時間継続した。その後、中子、トップカバー及びラバーヒーター付きのフィルターパッドを取り外し、パイロットバーナーを用いて２００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

本発明例２：中子の周りに、トップカバーとフィルターパッドとを取り付け、この中子を取鍋に設置し、中子と取鍋の永久張り耐火物層との間隙に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した。その後、中子内に約１２０℃の温風を流して施工体を加熱しながら、トップカバーとフィルターパッドとの間隙を真空ポンプで吸引した。加熱及び吸引を１２時間継続した。その後、中子、トップカバー及びフィルターパッドを取り外し、パイロットバーナーを用いて２００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

従来例１：トップカバー及びフィルターパッドが取り付けられていない中子を取鍋に設置し、中子と取鍋の永久張り耐火物層との間隙に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した。施工後１２間静置し、その後、中子を取り外し、パイロットバーナーを用いて２００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

この本発明例１、本発明例２及び従来例１による施工方法において、９００℃まで加熱して乾燥させた後の施工体を観察し、各施工体における爆裂の有無を調査した。その結果、本発明例１及び本発明例２では爆裂は発生していなかったが、従来例１では爆裂が発生しており、修理を要した。また、本発明例１及び本発明例２による施工体では、従来例１に比べて損耗速度が遅く、長期間に亘って取鍋を使用することができた。

本発明方法の効果を確認するために、溶融金属収容容器の上蓋に不定形耐火物を施工する際に、前述した図１に示す方法により本発明を適用した。また、比較のために、流し込み施工後静置して養生する従来の施工方法も実施した。使用した不定形耐火物の組成は、Ａｌ₂ Ｏ₃ が５５質量％、ＳｉＯ₂が４４質量％、ＣａＯが１質量％であり、施工時、水分の添加量は不定形耐火物１００質量部に対して７質量部とした。

本発明例３：溶融金属収容容器の上蓋に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した。その後、施工体の上にフィルターパッド及びトップカバーを取り付け、また、トップカバーと施工体との境界部にプラスチック耐火物を施工し、プラスチック耐火物でトップカバーの端部と施工体との境界部を覆い被せた。雰囲気を熱風乾燥機で加熱して、雰囲気温度を１２０℃に維持しながら、トップカバーとフィルターパッドとの間隙を真空ポンプで吸引した。加熱及び吸引を１２時間継続した。その後、トップカバー及びフィルターパッドを取り外し、パイロットバーナーを用いて２００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

本発明例４：溶融金属収容容器の上蓋に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した。その後、施工体の上にフィルターパッド及びトップカバーを取り付け、また、トップカバーと施工体との境界部にプラスチック耐火物を施工し、プラスチック耐火物でトップカバーの端部と施工体との境界部を覆い被せた。雰囲気を熱風乾燥機で加熱して、雰囲気温度を１２０℃に維持しながら、トップカバーとフィルターパッドとの間隙を真空ポンプで吸引した。加熱及び吸引を１２時間継続した。その後、トップカバー及びフィルターパッドを取り外し、パイロットバーナーを用いて４００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

本発明例５：溶融金属収容容器の上蓋に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した。その後、施工体の上にフィルターパッド及びトップカバーを取り付けた。雰囲気を熱風乾燥機で加熱して、雰囲気温度を１２０℃に維持しながら、トップカバーとフィルターパッドとの間隙を真空ポンプで吸引した。加熱及び吸引を１２時間継続した。その後、トップカバー及びフィルターパッドを取り外し、パイロットバーナーを用いて２００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

本発明例６：溶融金属収容容器の上蓋に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した。その後、施工体の上にフィルターパッド及びトップカバーを取り付けた。雰囲気を熱風乾燥機で加熱して、雰囲気温度を１２０℃に維持しながら、トップカバーとフィルターパッドとの間隙を真空ポンプで吸引した。加熱及び吸引を１２時間継続した。その後、トップカバー及びフィルターパッドを取り外し、パイロットバーナーを用いて４００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

従来例２：溶融金属収容容器の上蓋に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した後、１２時間養生した。その後、パイロットバーナーを用いて２００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

従来例３：溶融金属収容容器の上蓋に不定形耐火物を流し込んで施工体を形成した後、１２時間養生した。その後、パイロットバーナーを用いて４００℃／ｈｒの昇温速度で９００℃まで加熱して乾燥させた。

この本発明例３〜６及び従来例２，３による施工方法において、９００℃まで加熱して乾燥させた後の施工体を観察し、各施工体における爆裂の有無を調査した。その結果、本発明例３〜５では爆裂は発生していなかったが、従来例２，３では爆裂が発生しており、大幅な修理を要した。本発明例６では軽微な爆裂が観察されたが、これは、乾燥時の昇温速度が４００℃／ｈｒと速いためである。但し、乾燥時の昇温速度が速いにも拘わらず軽微の修理で済んだ。

これに対して、トップカバーの端部をプラスチック耐火物でシール処理した本発明例４では、４００℃／ｈｒの昇温速度であるにも拘わらず、爆裂を防止することができた。これは、トップカバーの端部をシール処理したことによって、脱水・乾燥が十分に行われたためである。

表１に、本発明例３〜６及び従来例２，３の施工方法、乾燥時の昇温速度及び爆裂の有無をまとめて示す。

本発明方法は、溶融金属を保持する容器や溶融金属を流して通す樋などの内面の不定形耐火物の施工方法に有効に利用できる。

本発明の第１の実施の形態例を示す図であって、成型用の中子を使用せずに溶融金属保持容器の内張り耐火物を施工する例を示す概略図である。 図１に示すＡ部拡大図である。 フィルターパッドとトップカバーとの間隙を排気した状態を示す概略図である。 トップカバーの端部と施工体との境界部をプラスチック耐火物で覆い被せた例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例を示す図であって、成型用の中子を使用して溶融金属保持容器の内張り耐火物を施工する例を示す概略図である。 本発明の第２の実施の形態例を示す図であって、成型用の中子とトップカバー、フィルターパッドの位置関係を示す概略図である。

符号の説明

１ 溶融金属保持容器
１Ａ 溶融金属保持容器
２ 鉄皮
３ 永久張り耐火物層
４ 施工体
５ フィルターパッド
５ａ 面状部材
５ｂ 突起部材
５ｃ 孔
６ トップカバー
７ パイプ
８ 水分分離槽
９ 真空ポンプ
１０ 空間
１１ 中子
１２ プラスチック耐火物

Claims (2)

1. 不定形耐火物を水と混練してスラリー状不定形耐火物とし、該スラリー状不定形耐火物を流し込んで施工体を形成し、該施工体の表面に、複数の孔を有する面状部材と該面状部材の施工体に接触する面とは反対側の面に設置された突起部材とを備えたフィルターパッドを載せ、更に、該フィルターパッドを覆うためのトップカバーを被せ、その後、前記フィルターパッドとトップカバーとの間隙を排気すると同時に前記施工体を加熱することを特徴とする、不定形耐火物の施工方法。
2. 前記トップカバーの端部と前記施工体との接触部をシール処理することを特徴とする、請求項１に記載の不定形耐火物の施工方法。

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