JP3065926B2 - 焼付け補修材 - Google Patents

焼付け補修材

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JP3065926B2 JP8062790A JP6279096A JP3065926B2 JP 3065926 B2 JP3065926 B2 JP 3065926B2 JP 8062790 A JP8062790 A JP 8062790A JP 6279096 A JP6279096 A JP 6279096A JP 3065926 B2 JP3065926 B2 JP 3065926B2
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順 桑本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種精錬炉、溶融
金属容器などを熱間で補修するための焼付け補修材に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、転炉、AOD炉、電気炉、LF鍋
等各種精錬炉や容器の炉壁、炉底部等の損傷部位へ施工
される熱間補修材として、熱間吹付材、熱間焼付材等が
使用されている。このような熱間焼付材としては、ドロ
マイト、マグネシア等の耐火原料をコールタールバイン
ダーにて混練した稠度がある塊状物を、例えば転炉では
出鋼後炉口より炉内損傷部に投入され、炉内熱により溶
流展開し焼き付くことにより補修されるものである。
【0003】焼付材としての必要な特性は、経時変化し
ないこと、広がり性がよいこと、接着性がよいこと、耐
用性がよいこと、焼付け硬化時間が短いこと等である。
コールタールバインダーを使用した焼付材は経時変化、
広がり性、耐用性には問題がないが、硬化時間が長いと
いう問題があった。
【0004】そのため、従来のコールタールバインダー
を使用した塊状焼付材の焼付け時間が長い欠点を解消す
る方法として、液体ノボラック型フェノール樹脂を使用
して、焼付け時間の短縮化を狙って、粘稠な流動性ある
練状焼付材が提案され効果を上げている(特開平3−1
26679号公報および特公平6−31161号公報)
が、フェノール樹脂液に溶剤が含まれるために、炭化し
た時の残留カーボンが少ないために硬化体の強度が低
く、粘稠な流動性がある焼付材であるために、保管中に
粗粒子の沈降分離による経時変化があるという問題があ
る。
【0005】また、焼付け時間の短縮、耐用性向上を狙
って、塩基性耐火原料混合粉体にピッチおよび/または
クレオソート油で被覆処理した粉末に助燃剤、湿潤剤と
して重油、C9 留分主体の芳香石油樹脂等を添加してな
る粉体焼付材が提案されている(特開平4−17037
0号公報)が、硬化時間が短くなり、カーボン結合によ
る硬化体強度も高いために耐用性に優れているが、助燃
剤、湿潤剤として添加されているクレオソート油、重油
により夏期保管中に固化するという問題がある。
【0006】更に、熱間でカーボン結合を形成する物質
と、流動化剤としてラクタム類よりなる焼付材が提案さ
れている(特開平6−157149号公報)が、流動化
剤として使用するラクタム類が潮解性が強いこと、ある
いは水、アルカリ金属の存在下で開環重合してポリアミ
ドに変化する性質などにより夏期、高温多湿での保管で
は固化するという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、各種精錬炉
に使用されているマグネシア・カーボンれんがのような
カーボン結合れんがに対して、補修材として母材との接
着性、耐用性に優れ熱間でカーボンボンドを形成するこ
とにより、、かつ、沈降分離、経時変化なく、熱間での
広がり性が大きく、施工後の焼付け時間が短く、耐用性
の高い焼付け補修材の提供を課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の焼付け補修材
は、耐火材料100重量部に、数平均分子量450〜3
000のポリエチレン樹脂を5重量部〜30重量部、お
よび熱間でカーボンボンドを形成する物質を5重量部〜
40重量部の割合で配合してなる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に使用する耐火材料は、補
修部位に使用されている母材に合わせた材質が使用で
き、例えばマグネシア、ドロマイト、カルシアなどの塩
基性酸化物や、アルミナ、クロミアなどの中性酸化物、
シリカ、ジルコン、ジルコニアなどの酸性酸化物、炭
素、炭化珪素、窒化珪素などの非酸化物などの1種また
は2種である。耐火材料の粒度は通常の不定形耐火材に
用いられる、例えば0.3mm以下の微粉が20%〜6
0%程度に調整したものが好ましい。
【0010】また、熱間でカーボンボンドを形成する物
質としてはタール・ピッチ類、フェノール樹脂類が使用
でき、その添加量は耐火材料100重量部に対して5重
量部〜40重量部、より好ましくは8重量部〜20重量
部である。この量が5重量部未満では、十分なカーボン
ボンドが形成されず、強度、接着性に劣る施工体とな
る。40重量部を越えた場合では、見掛気孔率の大きな
施工体となり、耐スラグ性に劣る。
【0011】更に、本発明は流動促進剤、助燃剤とし
て、数平均分子量が450〜3000の低分子量ポリエ
チレン樹脂を使用する。低分子量ポリエチレン樹脂は、
エチレンの重合、ポリエチレンの熱分解、あるいはポリ
エチレン製造の副生物より得られる常温で粉末状の低分
子量ポリエチレン樹脂で、融点90℃〜130℃で溶融
するものが望ましく、200℃での溶融粘度が1000
cP以下で、高密度タイプ、中密度タイプ、低密度タイ
プおよび酸化タイプの内から1種または2種以上を選ん
で使用する。特に、中密度タイプ、低密度タイプおよび
カルボキシル基を持った酸化タイプが流動促進作用など
の点で優れている。
【0012】その添加量は、耐火材料100重量部に対
して5重量部〜30重量部、より好ましくは6重量部〜
20重量部であり、5重量部未満では熱間での焼付材の
広がり性が不十分であり、30重量部を越えた場合では
施工体が多孔質となり耐蝕性が低下し、いずれも好まし
くない。
【0013】その他に酸化防止、施工体強度アップなど
のために金属粉末などの併用も可能である。
【0014】本発明においては、結合材である熱間でカ
ーボンボンドを形成する物質として粉末状のものを使用
した場合は粉末状補修材として使用し、液状のものを使
用すれば練土状となるのでプレス成形した成形体として
使用するとよい。いずれの形態でも運搬、保管が容易で
あり、経時変化もほとんどない。
【0015】本発明の焼付け補修材を使用するにあたっ
ては、各種精錬炉などの補修部位に適当な方法で投入
し、焼付けるだけでよい。補修される各種精錬炉は少な
くとも600℃以上の高熱であり、本発明の補修材に含
まれている低分子量ポリエチレン樹脂は炉壁の保有熱に
より溶融し、補修材全体が流動状態となって広がり、補
修部位の細部まで流動すると共に耐火材料が充填され、
結合剤の作用で補修材が硬化した後、カーボンボンドが
形成される。この低分子量ポリエチレン樹脂は流動を開
始すると共に揮発、分解し、燃焼逸散するので焼付け時
間は短時間で終了する。
【0016】本発明では流動促進剤を使用するためにタ
ールやピッチのみを用いた焼付材より、充填性、接着性
に優れ、耐用性も優れている。更に、低分子量ポリエチ
レン樹脂は揮発、分解によって低分子化し、炉内の熱に
より燃焼するので、発煙は少なく、且つ、燃焼熱により
熱硬化の遅いタール、ピッチ、フェノール樹脂などの結
合剤の炭化も促進される。以下、実施例により本発明を
説明する。
【0017】
【実施例】実施例1〜5は、本発明の焼付け補修材に関
する実施例であり、比較例1は耐火材にピッチを添加し
たもの、比較例2はピッチと湿潤、助燃剤としてクレオ
ソート油及び重油を添加したもの、比較例3は耐火材に
粉末状のフェノール樹脂を添加したもの、比較例4は耐
火材に液状ノボラックフェノール樹脂を添加したもの、
比較例5は耐火材料に粉末状のフェノール樹脂及びε−
カプロラクタムを添加したものである。
【0018】表1に示す配合800gを1000℃に保
持した炉内のキャスタブル板上に投入し、消火後炉内よ
りキャスタブル板を取り出し、焼付材が広がった直径の
平均値を広がり性として測定した。硬化時間は1000
℃に保持したマグネシアれんがの上に内径53mm×4
0hリング状金枠を載せ、試料200g投入し、全体が
硬化するまでの時間を測定した。試料が硬化した後、直
ちに剪断接着強度測定機にて接着強度を測定した。ま
た、1000℃に保持した炉内にマグネシアれんがによ
る囲いの中に1kg投入し、硬化後、その硬化体の物性
も測定した。更に、保管テストとして50℃の温度中に
内径50mm×50hの金枠に試料を150g充填し、
0.25kg/cm2 の荷重を掛け、1hr保持後抜き
出した時崩壊するものを良好とした。また、液体フェノ
ール樹脂で混練した焼付材は、混練物を3日間室温放置
した時の上部の分離液相深さで保管性をテストした。そ
の結果を、表1、表2に同時に示す。
【0019】
【表1】
【0020】*1 数平均分子量2000、密度0.97*2 数平均分子量900、密度0.95*3 数平均分子量870、密度0.92*4 数平均分子量650、密度0.94*5 融点85℃のノボラック樹脂(数平均分子量81
5)
【0021】
【表2】
【0022】*5 融点85℃のノボラック樹脂(数平
均分子量815)*6 ノボラック樹脂(数平均分子量265)の50%
トリエチレングリコール溶液、粘度55P(25℃)
(住友デュレズ(株)製) 本発明の焼付け補修材は、比較の補修材に比較して広が
り性で示される流動性、硬化時間で示される焼付け時間
が良好であった。更に、施工体の気孔率の低さ、接着強
度の高さが耐食性、耐用性が格段に良くなると考えられ
る。
【0023】また、経時変化を表す保管テストでは、本
発明の焼付け補修材は固化現象は見られないが、比較例
2および比較例5の焼付け補修材は、固化現象が見ら
れ、夏期の経時変化が予想される。更に、液体フェノー
ル樹脂使用の比較例4には粗粒の沈降分離が見られ、経
時変化が認められる。
【0024】
【発明の効果】本発明の焼付け補修材は、流動促進、助
燃剤として低分子量ポリオレフィン樹脂を使用するの
で、熱間での広がり性、硬化性、接着性、施工体物性が
良好であり、焼付材の耐用性向上につながる。しかも、
夏期の固化現象、沈降分離などの経時変化がないため
に、輸送や保管が簡便にでき、取扱、施工が簡単で、短
時間で焼付け施工ができる優れた焼付け補修材である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐火材料100重量部に、数平均分子量
    450〜3000のポリエチレン樹脂を5重量部〜30
    重量部、および熱間でカーボンボンドを形成する物質を
    5重量部〜40重量部の割合で配合してなる焼付け補修
    材。
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