JP2018080868A - Construction method of castable refractory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱炉のスキッドパイプ周り等の、加熱雰囲気で使用される冷却部を保護するために行う不定形耐火物(キャスタブル耐火物)の施工方法に関する。この不定形耐火物の施工には、耐火物による補修(部分的な施工)も含まれる。 The present invention relates to a method for constructing an irregular refractory (castable refractory) for protecting a cooling part used in a heated atmosphere such as around a skid pipe of a heating furnace. The construction of the irregular refractory includes repair (partial construction) with a refractory.
従来の不定形耐火物の施工では、特許文献1や特許文献2に記載のように、施工した耐火物の物性を高めて長期間に亘る亀裂、剥離を抑制するために、流し込みに用いる不定形耐火物の成分(アルミナセメントや膨張骨材、減水剤など)を調整している。
In the conventional construction of irregular refractories, as described in Patent Document 1 and
ここで、不定形耐火物を、加熱炉のスキッドパイプのように冷却水(冷却媒体)が流れている冷却部周りに配置して加熱した場合、耐火物は熱伝導率が低いことも加味して、不定形耐火物の表面側は加熱によって高温になるが、冷却部側(内周側)は冷却部からの吸熱によって相対的に低温状態で硬化することになる。
このように表面側から冷却部側に向けて所定の温度勾配を有した状態で硬化することから、冷却部を保護する耐火物は、相対的に、低温状態で硬化した部分と高温状態で硬化した部分とで異なる物性を有する。一般に、高温状態で硬化する場合に比較して低温状態で硬化した場合の方が、硬度が低い耐火物となる。
Here, when the amorphous refractory is placed around the cooling part where the cooling water (cooling medium) flows like a skid pipe of a heating furnace and heated, the refractory has low thermal conductivity. Thus, the surface side of the amorphous refractory becomes high temperature by heating, but the cooling part side (inner peripheral side) is cured in a relatively low temperature state by heat absorption from the cooling part.
Thus, the refractory that protects the cooling part is cured in a relatively low temperature state and in a high temperature state because it cures in a state having a predetermined temperature gradient from the surface side to the cooling part side. Different physical properties in the part. Generally, a refractory having a lower hardness is obtained when cured at a low temperature than when cured at a high temperature.
これに対し、上記従来のような成分調整を行うことで物性を調整して対応する方法を適用しようとすると、例えば冷却部側の耐火物と表面側の耐火物とで物性値の異なる材料を個々に使用する事で対応することになるが、これはとても煩雑な施工となる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、簡易な方法によって、冷却部周りに施工した耐火物の耐久性を向上させることを目的としている。
On the other hand, when trying to apply the corresponding method by adjusting the physical properties by adjusting the components as described above, for example, materials having different physical property values between the refractory on the cooling side and the refractory on the surface side are used. It can be handled by using it individually, but this is a very complicated construction.
This invention is made paying attention to the above points, and it aims at improving the durability of the refractory material constructed around the cooling part by a simple method.
課題を解決するために、本発明の一態様は、冷却媒体が強制的に循環すると共に加熱雰囲気に配置される冷却部の外周に、当該冷却部を保護するために不定形耐火物を設ける不定形耐火物の施工方法であって、上記冷却部の外周に設けた不定形耐火物を加熱して硬化させる処理を、上記冷却部内の上記冷却媒体の循環を停止して行うことを特徴とする。 In order to solve the problem, according to one embodiment of the present invention, a cooling medium is forcibly circulated and an irregular refractory is provided on the outer periphery of a cooling unit disposed in a heating atmosphere to protect the cooling unit. A method for constructing a regular refractory, characterized in that the treatment for heating and curing the irregular refractory provided on the outer periphery of the cooling part is performed by stopping circulation of the cooling medium in the cooling part. .
本発明の一態様によれば、簡易な対応によって、冷却部周りに設けた不定形耐火物を硬化する際に、従来よりも温度勾配が小さくなることから、施工した耐火物全体を高温状態にすることができる。この結果、本発明の一態様では、高温で硬化した時の物性を有する耐火物の施工が可能となる。 According to one aspect of the present invention, when the amorphous refractory provided around the cooling unit is cured by a simple response, the temperature gradient becomes smaller than before, so that the entire refractory applied is brought to a high temperature state. can do. As a result, in one embodiment of the present invention, it is possible to construct a refractory having physical properties when cured at a high temperature.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、不定形耐火物を施工する施工箇所が、鋼片を加熱する加熱炉内に配置される鋼製のスキッドパイプの場合を例に説明する。この場合には、スキッドパイプが冷却部を構成し、スキッドパイプ内には冷却媒体としての冷却水が強制循環している。
なお、本発明は、加熱炉内などの例えば800℃以上の高熱の加熱雰囲気に配置されると共に、冷却水や冷却ガスなどの冷却媒体が強制循環する冷却部を保護する不定形耐火物の施工であれば適用できる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a case where the construction site where the irregular refractory is constructed is a steel skid pipe disposed in a heating furnace for heating a steel piece will be described as an example. In this case, the skid pipe constitutes a cooling unit, and cooling water as a cooling medium is forcibly circulated in the skid pipe.
The present invention is applied to an amorphous refractory that is disposed in a high-temperature heating atmosphere such as in a heating furnace such as 800 ° C. or more and that protects a cooling part in which a cooling medium such as cooling water or cooling gas is forcedly circulated If applicable.
本実施形態の不定形耐火物の施工方法は、流し込み工程と養生工程と加熱工程とを有する。
流し込み工程では、加熱炉内の温度を30℃など、作業員が入り込める温度雰囲気とした状態で、対象とするスキッドパイプ1周りに型枠(不図示)を配設し、型枠内に不定形耐火物2を流し込む。不定形耐火物2としては、先行文献1,2に記載の耐火物でも良いし、通常、加熱炉などで使用される不定形耐火物を使用しても良い。
The construction method of the irregular refractory of this embodiment has a pouring process, a curing process, and a heating process.
In the pouring process, a mold (not shown) is placed around the target skid pipe 1 in a state where the temperature in the heating furnace is 30 ° C., such as 30 ° C., and an irregular shape is formed in the mold. Pour
養生工程では、1日など、流し込んだ耐火物2が形状維持できる状態になるまでの養生期間だけ養生した後に、型枠を除去する。
図1は、養生工程が終了した状態を示す。符号3は、スキッドパイプ1に設けられて、流し込んだ耐火物2を支持するための金具である。
加熱工程では、加熱炉を再稼働、すなわち加熱炉のバーナ(不図示)を稼動して、加熱炉内を加熱して加熱雰囲気とする。このとき、スキッドパイプ1への冷却水の供給(冷却水の強制的な循環)を一時停止しておく。冷却水の供給の一時停止は、流し込み工程のタイミングなど、前もって実施しておいても良い。ここで、上記の冷却水の供給の一時停止の際には、施工対象とするスキッドパイプ1内から水を抜いた状態としておくことが好ましい。
In the curing process, the mold is removed after curing for a period of time such as one day until the
FIG. 1 shows a state where the curing process is completed.
In the heating step, the heating furnace is restarted, that is, the heating furnace burner (not shown) is operated to heat the inside of the heating furnace to make a heating atmosphere. At this time, the supply of cooling water to the skid pipe 1 (forced circulation of cooling water) is temporarily stopped. The supply of cooling water may be temporarily stopped in advance, such as the timing of the pouring process. Here, when the supply of the cooling water is temporarily stopped, it is preferable to remove water from the skid pipe 1 to be constructed.
加熱炉内の加熱によって耐火物2周りの温度は徐々に上昇し、加熱による脱水反応等によって耐火物2が硬化する。
加熱炉内は、加熱によって、例えば1200℃などの高温状態に向けて徐々に上昇することになるが、施工した耐火物2に十分な脱水反応を起こすには、通常600℃以上に加熱することが好ましい。但し、耐火物2は熱伝導率が低い為、加熱炉内が600℃となってもスキッドパイプ1側の耐火物部分は600℃よりも大分、低い可能性がある。
The temperature around the
The inside of the heating furnace gradually rises toward a high temperature state such as 1200 ° C. by heating, but in order to cause sufficient dehydration reaction to the constructed
このため、本実施形態では、施工した耐火物2の厚さや熱伝導率に基づき、公知のモデル式などから、耐火物2のスキッドパイプ1側の温度が目標加熱温度となるときの加熱炉内温度を予め推定しておき、加熱炉内の温度が設定した加熱炉内温度以上になったと判定したら、冷却水ポンプを再駆動してスキッドパイプ1に対する冷却水の強制循環を再開する。これによって、スキッドパイプ1を熱劣化から保護することが出来る。
For this reason, in this embodiment, based on the thickness and thermal conductivity of the constructed
上記目標加熱温度は、不定形耐火物2の硬化開始温度よりも高い温度以上スキッドパイプ1を構成する材料の耐熱温度未満の温度範囲に設定する。好ましくは600℃以上に設定する。
ここで、施工した耐火物2の強度は、図2に示す例のように、硬化の際の温度によって異なり、低温部では相対的に強度が低い(脆い)状態となる。
The target heating temperature is set to a temperature range higher than the curing start temperature of the
Here, the strength of the constructed
このため、スキッドパイプ1に冷却水(例えば30℃の水)を強制循環している状態で加熱した場合には、スキッドパイプ1側の耐火物部分が低温で硬化した低強度の耐火物2となる。したがって、その分、耐火物全体の耐久性が悪くなる。
これに対し、本実施形態の不定形耐火物2の施工方法では、施工場所毎に耐火物2の成分調整を個別に変更して施工するような煩雑な処理を施す必要がなく、スキッドパイプ1側の耐火物部分も高温で硬化することが出来て、施工した耐火物全体を高温状態で硬化させることが出来る。この結果、本実施形態では、簡易な方法によって、高温時の物性を有する高強度の耐火物2の施工が可能となる。
For this reason, when the cooling pipe (for example, water at 30 ° C.) is forcibly circulated through the skid pipe 1, the refractory part on the side of the skid pipe 1 is cured at a low temperature, Become. Accordingly, the durability of the entire refractory is deteriorated accordingly.
On the other hand, in the construction method of the
次に、本発明に係る実施例について説明する。
図2に示す物性を有する不定形耐火物2を使用して施工の実験を実施した。
すなわち、図3に示す試験片を作成し、オフラインテストを行った。
このテストは、試験片として、30℃の冷却水11を循環可能な鋼製の箱部10からなる冷却部の表面10aに、厚さ80mmとなるように耐火物2を流し込んだ後1日養生した試験片を用意して、各試験片の加熱面12Aである表面を600℃まで加熱した。なお、加熱面12Aと垂直に接触する面は断熱材を貼り付け、断熱効果が得られる条件で試験を行った。なお、符号13は温度センサの配置位置を示す。
Next, examples according to the present invention will be described.
A construction experiment was conducted using the
That is, the test piece shown in FIG. 3 was created and an off-line test was performed.
This test is carried out for 1 day after pouring the
オフラインテストを行った結果を図4に示す。
テストは、冷却部に冷却水を強制循環した場合と、冷却部内の冷却水を抜いて当該冷却水の強制循環の停止を模擬した場合との2通りで実施した。
図4は、加熱面から5mmの箇所と20mmの箇所での温度を測定したものである。
図4から分かるように、冷却部で冷却された状態での加熱条件に比べ、冷却されていない状態での加熱条件のほうが、耐火物2の温度が全体として上昇していることが確認できる。具体的には、加熱面から5mm地点では約50℃の温度上昇が見受けられ、20mm地点では約80℃の温度上昇が見受けられた。
このように、冷却水による強制冷却を行わないで加熱した方が、耐火物全体を高温状態で加熱することが出来ることが分かる。
The result of the offline test is shown in FIG.
The test was carried out in two ways: forcibly circulating cooling water in the cooling part, and for simulating stoppage of forced cooling water by removing the cooling water in the cooling part.
FIG. 4 shows the temperature measured at 5 mm and 20 mm from the heating surface.
As can be seen from FIG. 4, it can be confirmed that the temperature of the
Thus, it turns out that the direction heated without performing forced cooling with cooling water can heat the whole refractory in a high temperature state.
1 スキッドパイプ
2 不定形耐火物
1 Skid
Claims (2)
上記冷却部の外周に設けた不定形耐火物を加熱して硬化させる処理を、上記冷却部内の上記冷却媒体の循環を停止して行うことを特徴とする不定形耐火物の施工方法。 A method for constructing an amorphous refractory in which an amorphous refractory is provided to protect the cooling part on the outer periphery of the cooling part disposed in the heating atmosphere while the cooling medium is forced to circulate,
A method for constructing an amorphous refractory, characterized in that the process of heating and curing an irregular refractory provided on the outer periphery of the cooling part is performed by stopping circulation of the cooling medium in the cooling part.
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