JP3557324B2

JP3557324B2 - Coking oven carbonization chamber coating agent and method of construction

Info

Publication number: JP3557324B2
Application number: JP06834997A
Authority: JP
Inventors: 猛安藤; 玄樹笠岡; 良美井元; 光雄小野沢; 滋中井
Original assignee: JFE Steel Corp; Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: JPH10259080A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉炭化室コーティング剤に関し、高温に曝されると共に摩擦を受ける耐火物の表面を被覆し、耐火物の耐久性を向上させるコーティング剤及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉は処理原料による摩擦や頻繁な冷却、加熱の繰り返しにより表面から剥離や割れが生じ、次第に脱落する。また、石炭がコークス化する過程では、配合石炭中のタール質はガス化される。従って、比較的平滑であったコークス炉の内壁面は、過酷な温度条件及びカーボンの作用により、荒れが大きくなり摩擦抵抗が高まり、荒れた面に処理原料や燃焼によって生じたカーボンの固着が助長される。このためさらに凹凸の劇しい表面となり、炭化室の幅が狭くなってコークスの押し出し抵抗が高まり、操業上の問題となる。さらに炉内面の損傷が増大する問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するために、特再表ＷＯ９５／３１４１８号公報には、釉薬の基本成分として、Ｒ_２Ｏ（Ｎａ_２Ｏ又はＫ_２Ｏ）とＳｉＯ_２とからなり、好ましくはこれにＬｉ_２ＯとＢ_２Ｏ_３の１種又は２種を添加したもので、釉の融点が９００℃以下であるカーボン付着防止用釉薬を開示している。この釉薬は、酸化物基準でＲ_２Ｏ（Ｎａ_２Ｏ又はＫ_２Ｏ）が１０〜４０％、Ｌｉ_２Ｏが１０％以下、Ｂ_２Ｏ_３が１０％以下、残部がＳｉＯ_２である。前記公報には、この組成物は前躯体として前記成分が水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、燐酸塩、硫酸塩、塩化物等であることを述べている。
【０００４】
この技術とは別に、本発明者らは特開平８−１１９７７５号公報において、コークス製造炉（コークス炉）、窯業用炉、セメント焼成炉、発電用ボイラ等において高温に曝される耐火煉瓦の表面の耐火性及びガス透過防止性能を向上させる高温耐火材表面処理技術を開示している。その技術内容は、ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏのモル比が３．２〜３．８である珪酸ナトリウムを３５．０〜５０．０％、水酸化リチウムを１．０〜１０．０％、硼酸ナトリウムを１．０〜１０．０％、Ｒ−Ｓｉ（ＯＨ）_２ＯＮａ（但しＲは炭素数１〜１２のアルキル基）で示される有機シリコーン化合物を１．０〜１０．０％、及び水よりなり、その粘度が１００ｃｐｓ（２０℃）以下である処理材を、表面温度が５００〜１０００℃の耐火材表面にスプレーノズルを用いて０．０５〜４．０ｋｇ／ｍ^２（対耐火材表面）塗布することにより、耐火材表面に溶融塗着層を形成させ、その後の昇温により、耐火材表面層と溶融塗着層との反応ならびにナトリウムの蒸散が生じ、ＳｉＯ_２純度が高く、表面が平滑で、強度が高い処理層を得るようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、その後もさらに優れたコーティング材を開発すべく鋭意研究を進めており、従来技術では、何れも必須としているＳｉＯ_２を含まない材料でも優れた特性を示すことを知見し、本発明を完成した。
本発明はこのような従来とは異なる組成を有する優れたコークス炉炭化室コーティング剤を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために開発されたもので、燐酸アルカリ塩を主成分とし、燐酸アルカリ塩７０〜９０重量％、硫酸バリウム１０〜３０重量％からなることを特徴とするコークス炉炭化室コーティング剤である。ここで燐酸アルカリ塩は、燐酸ソーダ及び／又は燐酸カリウムである。さらに具体的には、本発明は燐酸アルカリ塩と、高温においてカーボンの燃焼促進作用すなわち酸化作用を有ししかも反応後に高融点化する化合物とを混合したコーティング剤を提供するものである。
【０００７】
このような基本発明のコーティング剤として好適な第１の発明は、無水ベースで、燐酸アルカリ塩７０〜９０重量％、硫酸バリウム１０〜３０重量％から構成される。これを酸化物ベースで表現すると、Ｎａ_２Ｏ及び／又はＫ_２Ｏ：３９．７〜５１．０重量％、Ｐ_２Ｏ_５：３０．３〜３９．０重量％、ＢａＯ：６．６〜１９．７重量％となるが、実際に前記範囲の配合物を炭化室内に吹きつけ添加すると高温状態のため、組成物中のアルカリ成分が蒸散及び煉瓦表面の酸化珪素に吸収され、釉層の組成中に残存するアルカリ成分は１／２〜１／５に減少して釉層中には、Ｎａ_２Ｏ及び／又はＫ_２Ｏ：７．９〜２６．５重量％、Ｐ_２Ｏ_５：３０．３〜３９．０重量％、ＢａＯ：６．６〜１９．７重量％となる。
【０００８】
また、上記基本発明の好適な第２の発明は、無水ベースで、燐酸アルカリ塩７０〜９０重量％、バリウムをＢａＯ換算で５〜１６重量％、ストロンチウムをＳｒＯ換算で５〜１６重量％を含有するコークス炉炭化室コーティング剤である。これを酸化物ベースで表現すると、Ｎａ_２Ｏ及び／又はＫ_２Ｏ：３９．７〜４５．４重量％、Ｐ_２Ｏ_５：３０．３〜３４．６重量％、ＢａＯ：５〜１６重量％、ＳｒＯ：５〜１６重量％である。この場合でも前記と同様な理由で、アルカリ成分が蒸散及び煉瓦表面の酸化珪素に吸収され、釉層中には、Ｎａ_２Ｏ及び／又はＫ_２Ｏ：７．９〜２６．５重量％、Ｐ_２Ｏ_５：３０．３〜３４．６重量％、ＢａＯ：５〜１６重量％、ＳｒＯ：５〜１６重量％となる。さらに上記本発明の組成物にガラス化剤としての燐酸アルミニウム、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム及び融剤としての硼酸、硼酸ナトリウム、酸化硼素並びにその他の添加剤としてＡｌ、Ｃａ、Ｍｇ化合物を添加することにより非常に優れたコーティング被膜が形成される。
【０００９】
また、本発明方法は、上記燐酸アルカリ塩を主成分とし、燐酸アルカリ塩７０〜９０重量％、硫酸バリウム１０〜３０重量％からなるコークス炉炭化室コーティング剤を施工するに当たり、コーティング剤を溶液又はスラリーとし、温度５００〜１４００℃の高温耐火煉瓦の表面に直接スプレーし、スプレー後、少なくとも３０分以上９００℃以上に保持することを特徴とするコークス炉炭化室コーティング剤の施工方法を提供する。
【００１０】
さらに、燐酸アルカリ塩７０〜９０重量％、バリウムをＢａＯ換算で５〜１６重量％、ストロンチウムをＳｒＯ換算で５〜１６重量％を含有するコークス炉炭化室コーティング剤を施工するに当たり、前記バリウムとしては硫酸塩、水酸化物、炭酸塩、塩化物からなる群から選ばれた１又は複数を用い、前記ストロンチウムとしては水酸化物、炭酸塩、塩化物、硝酸塩からなる群から選ばれた１又は複数を用い、これらの溶液又はスラリーを、温度５００〜１４００℃の高温耐火煉瓦の表面に直接スプレーし、スプレー後、少なくとも３０分以上９００℃以上に保持することを特徴とするコークス炉炭化室コーティング剤の施工方法を提供する。
【００１１】
以下本発明の限定理由と作用について説明する。
燐酸アルカリ塩は、本発明のコーティング剤の主成分であり、ソーダ又はカリウムはこのコーティング剤のガラス化成分である。燐酸アルカリ塩は高温下で煉瓦表面の粗さ部を溶解し平滑面を作る。また、煉瓦の表面組成であるＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯと反応し、一部は珪酸ソーダ又は珪酸カリウムに変化してより緊密に密着し安定なガラス面を形成する。各種のソーダ塩のうち、燐酸ソーダが最も平滑性が良好である。
【００１２】
また燐酸アルカリ塩中のＰは、コーティング面の平滑化作用に対して、極めて有効な成分であり、さらに、ガラス表面に接触する高温化学品、例えば、タール蒸気、Ｈ_２Ｓガス等に対する抵抗力が大きく、ガラスの寿命を長くするものであり、機械的、化学的な面からガラスの寿命を高める。燐酸アルカリ塩が７０重量％未満では、ガラス化成分の量が十分でなく、ガラスの円滑な生成が制約されるので７０重量％以上とする。また９０重量％を越えると、他の有効な添加物が不足し、コークス炉炭化室コーティング剤として適切でなくなるので９０重量％以下とした。
【００１３】
他の有効な添加物としては、第１に硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）を挙げることができる。ＢａＳＯ_４は、カーボンにより還元されＢａＳとなるが、ＢａＳは不安定で高温空気雰囲気中ではＢａＯ、ＢａＯ_２に変化する。この成分は、酸化触媒力に富み、下記の式で示すように、煉瓦外表面に浸透したカーボンを酸化（燃焼）させる。
【００１４】
ＢａＯ_２＋Ｃ＝ＢａＯ＋ＣＯ↑ （カーボンの燃焼式）
ＢａＯ＋１／２Ｏ＝ＢａＯ_２（炉のドアを開放した時のＢａの変化）
ＢａＯは煉瓦基材のＳｉＯ_２と結合すると、徐々に酸化触媒力は減退してゆくが、カーボンのないコーティング層を形成する。またＢａＯ自体の融点は１９２３℃と高く、ＳｉＯ_２の還元融点低下を抑制する被膜となる。硫酸バリウムの添加量は、１０〜３０重量％とする。１０重量％未満ではコーティング材に上記カーボン酸化触媒力を発揮させるのに十分でなく、３０重量％を越えて添加することは、上述の主成分である燐酸アルカリ塩の量を制限することとなるので好ましくない。
【００１５】
また、燐酸アルカリ塩７０〜９０重量％、バリウムをＢａＯ換算で５〜１６重量％、ストロンチウムをＳｒＯ換算で５〜１６重量％を含有するコークス炉炭化室コーティング剤は、さらに優れた特性を発揮する。
コークス炉においては、タールの浸透により生成したカーボンが煉瓦表面部位に多数点在する。バリウムは外気の酸素を吸収し、このカーボンに作用し、これを酸化して消滅させる。バリウム源としては、硫酸塩、酸化物、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硝酸塩を用いることができる。これらのバリウム化合物は徐々にＢａＯとなり、煉瓦表面のＳｉＯ_２及びコーティング剤中の燐酸ソーダと反応して共晶物（ＢａＯ・Ｎａ_２Ｏ・ＳｉＯ_２・Ｐ_２Ｏ_５）を形成して、高融点成分に変じ、ガラスの強度を高める。Ｎａ塩を溶解剤に使用すると高温時の粘着性が高いという欠点があるが、この性質はバリウムにより改善される。
【００１６】
バリウムをＢａＯ換算で５〜１６重量％としたのは、ＢａＯが５重量％未満ではカーボンの消滅作用が不十分となり、また共晶物形成量が不十分で所期の結果を得難いからである。一方１６重量％を越えると、釉薬と煉瓦との密着性が悪くなるので１６重量％以下に限定した。
ストロンチウムは、ＳｒＯ換算で５〜１６重量％を含有させるとよい。ストロンチウムは高温で粘着性に富むが、コーティング層の表面で高濃度化し融点の高い層を形成する。５重量％未満では、この効果が少くなく、１６重量％を越えるとバリウムとの共存の元で燐酸アルカリ塩の量を制限するので、好ましくなく、１６重量％以下とする。ストロンチウム源としては、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硝酸塩を用いることができる。
【００１７】
本発明のコーティング剤の施工方法は、溶液又はスラリーの状態で、温度５００〜１４００℃の高温耐火煉瓦の表面に直接スプレーし、スプレー後、少なくとも３０分以上９００℃以上に保持する。スプレーされたコーティング剤は、高温煉瓦面に所定量塗布されると直ちに水分を蒸発、発散し、煉瓦表面に化学品の溶融層を形成する。すなわち高温において、煉瓦表面のカーボンを消滅させ、カーボンが消滅した孔に溶融液が浸透し、次いで、スプレー層の表面に融点の高い、強固な層を形成する。燐酸ソーダは溶融液が浸透する時液の表面張力を低下させ、初期展着性を高める。煉瓦の温度が５００℃未満ではカーボンを酸化除去する反応の進行が遅く好ましくない。特に煉瓦の温度が３００℃以下の耐火煉瓦面にスプレーすると、煉瓦への内部浸透が大きく、表面の濃度低下のため良好な処理層を得ることができない。一方、煉瓦の温度を１４００℃を越える高温とする必要はなく、エネルギーロスとなるので１４００℃を上限とする。スプレー後、９００℃以上の温度に３０分以上保持する。これより低い温度では、ガラス層の表面の強度の高い特性を得がたく、３０分未満の保持時間でも十分でない。この保持時間は好ましくは６０分以上とするのが良い。
【００１８】
燐酸アルカリ塩７０〜９０重量％、バリウムをＢａＯ換算で５〜１６重量％、ストロンチウムをＳｒＯ換算で５〜１６重量％を含有するコークス炉炭化室コーティング剤の施工では、前記バリウムとしては硫酸塩、水酸化物、炭酸塩、塩化物からなる群から選ばれた１又は複数を用い、前記ストロンチウムとしては水酸化物、炭酸塩、塩化物、硝酸塩からなる群から選ばれた１又は複数を用いると良い。この場合にも、温度５００〜１４００℃の高温耐火煉瓦の表面に直接スプレーし、スプレー後、少なくとも３０分以上９００℃以上に保持することが必要であり、その理由は上記と同様である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明のコークス炉炭化室コーティング剤は、従来のコーティング剤と異なり珪酸ソーダ等の珪酸アルカリ塩を使用することなく、コークス炉内壁のカーボンを消滅させ、煉瓦表面に強固なガラス層を形成し、形成されたガラス層は寿命が長く、耐火煉瓦面を効果的に保護する。
【００２０】
生成したガラスは融点が高く、平滑性に優れ、硬度が大きい。さらに脆さを改善するために、Ｍｇ、Ａｌ、Ｖを添加することが望ましく、これにより、上記特性に加えて、強度を高めることができ、高融点、高平滑性、高強度のガラス層が完成する。
本発明のコークス炉炭化室コーティング剤は、水を加えて水溶液又はスラリーとし、スプレーによってコークス炉内面の耐火物表面に塗布する。吹き付けられたコーティング剤は、高温においてガラス化し、煉瓦表面のカーボンを酸化除去すると共に、生成したガラスは表面が強固な長寿命の被覆層となり、コークス炉内壁煉瓦を長期間に亘って保護する。
【００２１】
【実施例】
本発明のコークス炉のコーティング剤によって耐火煉瓦表面に形成されるコーティング層の成分組成の例を挙げると次のとおりである。

本発明の実施例及び従来の比較例のコークス炉炭化室コーティング剤を調製した。その成分を表１、表２に示した。この配合物の各成分の酸化物換算したもの（高温で蒸発する成分を除く）を表３、表４に示した。表１、表２に示すコーティング剤を水溶液又はスラリーとし、高温耐火煉瓦の表面にスプレー塗布し、釉層表面の熱間粘着性、釉層と煉瓦との密着性、釉層表面の平滑性、釉層表面の熱間耐衝撃性について試験した。試験の内容は次のとおりである。
（イ）釉層表面の熱間粘着性
試験方法：
煉瓦を９５０℃に保持した状態で表面の平坦な鉄製の円柱で釉層を１分間押圧し、次いで引き戻す。その際の鉄に対する釉層の粘着抵抗性を観察して評価した。粘着性の強いものは、釉層が糸を引く現象を起こし、粘着性の強いもの程糸引きが長くなる。
【００２２】
評価方法：
◎：全く粘着性なし
〇：ほとんど粘着性なし
Δ：やや粘着性あり
×：粘着性強
（ロ）冷却後の釉層と煉瓦との密着性
試験方法：
冷却後の煉瓦を２ｍの高さから落下させ状態を観察した。
【００２３】
評価方法：
◎：完全密着
〇：１０％程度剥離
Δ：２０％程度剥離
×：５０％以上剥離
（ハ）釉層表面の平滑性
試験方法：
冷却後の煉瓦を目視観察及び指触観察して判定した。
【００２４】
評価方法：
◎：全く平滑
〇：一部凹部あり
Δ：表面凹凸あり
（ニ）釉層表面の熱間耐衝撃性
試験方法：
煉瓦を９５０℃に保持した状態での先の尖った鉄製の円柱で釉層を押し切りその時の状態を観察評価した。
【００２５】
評価方法：
◎：表面固く疵なし
〇：表面固いが一部疵つく
Δ：衝撃部に割れが生ずる
表１、表２の結果から本発明のコーティング剤を処理することにより、形成された釉層の表面は非常に平滑で、衝撃性に強い強固なコーティング被膜となり、しかも煉瓦との密着性の優れ、熱間においても粘着性を有せず、最適のコークス製造条件を提供するものである。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
【表３】

【００２９】
【表４】

【００３０】
【発明の効果】
本発明のコークス炉炭化室コーティング剤は、従来のコーティング剤が融点１２００〜１３００℃であるのに比べて、１７００℃以上１８００℃程度の融点となり、コークス炉の操業条件においても強固な被覆層を保つので、煉瓦が良好に保護される。また、高温においてスプレーして使用するので、施工が簡単であり、スプレーした段階で煉瓦表面のカーボンを酸化消滅させるので、被覆層の下に空洞を生ずることなく密着性に富み、煉瓦の耐久性が著しく向上する。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating agent for a coke oven carbonization chamber, and more particularly to a coating agent that coats the surface of a refractory that is exposed to high temperatures and is subject to friction and improves the durability of the refractory, and a method of applying the same.
[0002]
[Prior art]
In a coke oven, peeling or cracking occurs from the surface due to repeated friction and frequent cooling and heating by the processing raw material, and the coke oven gradually falls off. In the process of coking coal, tar in the coal blend is gasified. Therefore, the inner wall surface of the coke oven, which was relatively smooth, became rough due to severe temperature conditions and the action of carbon, increasing the frictional resistance, and the adhesion of carbon generated by processing materials and combustion on the rough surface was promoted. Is done. For this reason, the surface becomes even more uneven, the width of the carbonization chamber becomes narrower, and the extrusion resistance of coke increases, which is a problem in operation. Further, there is a problem that damage to the inner surface of the furnace increases.
[0003]
In order to solve such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. WO95 / 31418 discloses that glaze consists of R ₂ O (Na ₂ O or K ₂ O) and SiO ₂ as basic components, preferably Disclosed is a glaze for preventing the adhesion of carbon to which one or two of Li ₂ O and B ₂ O ₃ are added and the melting point of the glaze is 900 ° C. or less. In this glaze, R ₂ O (Na ₂ O or K ₂ O) is 10 to 40%, Li ₂ O is 10% or less, B ₂ O ₃ is 10% or less, and the balance is SiO ₂ on an oxide basis. The publication states that this composition is composed of a hydroxide, a carbonate, a nitrate, a phosphate, a sulfate, a chloride and the like as a precursor of the composition.
[0004]
Apart from this technique, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-119775 the surface of a refractory brick exposed to high temperatures in a coke making furnace (coke oven), a kiln, a cement firing furnace, a power boiler and the like. Discloses a high-temperature refractory material surface treatment technique for improving the fire resistance and the gas permeation prevention performance of the steel. Its technical _contents, SiO 2 / _Na 2 O molar ratio of 35.0 to 50.0% of sodium silicate is 3.2 to 3.8 1.0 to 10.0% of lithium hydroxide, boric acid sodium _{1.0~10.0%, R-Si (OH} ) 2 ONa ( wherein R is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms) 1.0 to 10.0% of organic silicone compounds represented by, and water The treatment material having a viscosity of 100 cps (20 ° C.) or less is sprayed onto a surface of a refractory material having a surface temperature of 500 to 1000 ° C. by using a spray nozzle at 0.05 to 4.0 kg / m ² (with respect to the surface of the refractory material). ) By coating, a molten coating layer is formed on the surface of the refractory material, and the subsequent temperature rise causes a reaction between the surface layer of the refractory material and the molten coating layer and evaporation of sodium, resulting in a high SiO ₂ purity and a high SiO ₂ surface. To obtain a smooth, high-strength treatment layer One in which the.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventors have been enthusiastically researching to further develop a further excellent coating material, and have found that, in the prior art, any material that does not contain SiO ₂ , which is essential, shows excellent characteristics. The present invention has been completed.
An object of the present invention is to provide an excellent coke oven carbonizing chamber coating agent having such a composition different from the conventional one.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been developed in order to solve the above problems, a main component phosphate alkali salts, phosphates alkali salts 70 to 90 wt%, coke, characterized in that it consists of 10 to 30 wt% barium sulphate Furnace carbonizing chamber coating agent. Here, the alkali phosphate is sodium phosphate and / or potassium phosphate. More specifically, the present invention provides a coating agent comprising a mixture of an alkali phosphate and a compound having a carbon combustion promoting action, that is, an oxidizing action at a high temperature, and having a high melting point after the reaction.
[0007]
The first invention suitable as such a coating agent of the basic invention comprises, on an anhydrous basis, 70 to 90% by weight of an alkali phosphate and 10 to 30% by weight of barium sulfate. When this is expressed in oxide-based, Na ₂ O and / or _K 2 O: _39.7~51.0 _wt%, _P 2 O 5: _30.3~39.0 wt%, BaO: 6.6 to However, when the composition in the above-mentioned range is actually sprayed and added into the carbonization chamber, the alkali component in the composition is evaporated and absorbed by the silicon oxide on the brick surface due to the high temperature state. alkali component remaining in the composition is in the glaze was reduced to _{1 / 2~1 / 5, Na 2} O and / or _K 2 O: 7.9 to 26.5 _wt%, P _{2 O} 5: 30.3-39.0% by weight, BaO: 6.6-19.7% by weight.
[0008]
Further, the preferred second invention of the above basic invention comprises, on an anhydrous basis, 70 to 90% by weight of an alkali phosphate, 5 to 16% by weight of barium in terms of BaO, and 5 to 16% by weight of strontium in terms of SrO. Is a coating agent for a coke oven carbonization chamber. When this is expressed in oxide-based, Na ₂ O and / or _K 2 O: from 39.7 to 45.4 _wt%, _P 2 O 5: _30.3~34.6 wt%, BaO: 5 to 16 weight %, SrO: 5 to 16% by weight. Also in this case, for the same reason as above, the alkali component is evaporated and absorbed by the silicon oxide on the brick surface, and Na ₂ O and / or K ₂ O: 7.9 to 26.5% by weight in the glaze layer. P ₂ O ₅ : 30.3 to 34.6% by weight, BaO: _{5 to} 16% by weight, SrO: 5 to 16% by weight. Further, by adding aluminum phosphate, calcium phosphate, magnesium phosphate as a vitrifying agent and boric acid, sodium borate, boron oxide as a flux and Al, Ca, Mg compounds as other additives to the composition of the present invention. Very good coatings are formed.
[0009]
Further, the method of the present invention is mainly composed of the phosphoric acid alkali salts, phosphoric acid alkali salts 70 to 90% by weight, upon construction of coke oven carbonization chamber coating agent consisting of 10 to 30 wt% barium sulphate, the coating solution Alternatively, a method for applying a coating agent for a coke oven carbonization chamber is provided in which a slurry is directly sprayed on the surface of a high-temperature refractory brick having a temperature of 500 to 1400 ° C., and after spraying, the temperature is maintained at 900 ° C. or more for at least 30 minutes or more. .
[0010]
Further, in applying a coating agent for a coke oven carbonization chamber containing 70 to 90% by weight of an alkali phosphate, 5 to 16% by weight of barium in terms of BaO, and 5 to 16% by weight of strontium in terms of SrO, the barium is used as the barium. One or more selected from the group consisting of sulfates, hydroxides, carbonates and chlorides, and the strontium is one or more selected from the group consisting of hydroxides, carbonates, chlorides and nitrates And spraying these solutions or slurries directly onto the surface of a high-temperature refractory brick having a temperature of 500 to 1400 ° C., and keeping the temperature at 900 ° C. or higher for at least 30 minutes after spraying. The construction method is provided.
[0011]
Hereinafter, the reasons for limitation and the operation of the present invention will be described.
The alkali phosphate is the main component of the coating agent of the present invention, and soda or potassium is the vitrifying component of the coating agent. The alkali phosphate dissolves the roughness of the brick surface at a high temperature to form a smooth surface. Also, it reacts with SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , and CaO, which are the surface composition of the brick, and partly changes to sodium silicate or potassium silicate to form a more tightly adhered and stable glass surface. Of various soda salts, sodium phosphate has the best smoothness.
[0012]
P in the alkali phosphate is a very effective component for the smoothing action of the coating surface, and furthermore, the resistance to high-temperature chemicals that come into contact with the glass surface, for example, tar vapor, H ₂ S gas and the like. Is large and prolongs the life of the glass, and increases the life of the glass from the mechanical and chemical aspects. When the content of the alkali phosphate is less than 70% by weight, the amount of the vitrification component is not sufficient, and the smooth generation of glass is restricted. On the other hand, if it exceeds 90% by weight, other effective additives will be insufficient, and it will not be suitable as a coating agent for a coke oven carbonization chamber.
[0013]
Another useful additive is firstly barium sulfate (BaSO ₄ ). BaSO ₄ is reduced by carbon to BaS, but BaS is unstable and changes to BaO and BaO ₂ in a high-temperature air atmosphere. This component is rich in oxidation catalytic power and oxidizes (burns) carbon permeating the brick outer surface as shown by the following formula.
[0014]
BaO ₂ + C = BaO + CO ↑ (combustion formula of carbon)
BaO + 1 / 2O = BaO ₂ (Change of Ba when furnace door is opened)
When BaO combines with SiO ₂ of the brick substrate, the oxidation catalytic power gradually decreases, but forms a coating layer without carbon. Further, the melting point of BaO itself is as high as 1923 ° C., and it becomes a coating that suppresses the reduction in reduction melting point of SiO ₂ . The added amount of barium sulfate is 10 to 30% by weight. If it is less than 10% by weight, it is not sufficient to exert the above-mentioned carbon oxidation catalytic power on the coating material, and if it exceeds 30% by weight, the amount of the above-mentioned alkali phosphate as a main component is limited. It is not preferred.
[0015]
Further, a coke oven carbonization chamber coating agent containing 70 to 90% by weight of alkali phosphate, 5 to 16% by weight of barium in terms of BaO, and 5 to 16% by weight of strontium in terms of SrO exhibits more excellent properties. .
In a coke oven, carbon generated by the infiltration of tar is scattered in many places on the brick surface. Barium absorbs oxygen from the outside air, acts on this carbon, and oxidizes it to disappear. As the barium source, sulfates, oxides, hydroxides, carbonates, chlorides, and nitrates can be used. These barium compound gradually BaO, and the forming a eutectic _{_{(BaO · Na 2 O · SiO}} 2 · P 2 O 5) by reaction with phosphoric acid soda in SiO ₂ and coatings brick surface, high It changes into a melting point component and increases the strength of glass. The use of Na salt as a dissolving agent has the disadvantage of high tackiness at high temperatures, but this property is improved by barium.
[0016]
The reason that barium is 5 to 16% by weight in terms of BaO is that if BaO is less than 5% by weight, the annihilation effect of carbon is insufficient, and the amount of eutectic formed is insufficient, so that it is difficult to obtain the desired result. . On the other hand, if it exceeds 16% by weight, the adhesion between the glaze and the brick deteriorates, so it was limited to 16% by weight or less.
Strontium may contain 5 to 16% by weight in terms of SrO. Strontium is highly sticky at high temperatures, but forms a layer having a high melting point and a high melting point on the surface of the coating layer. If the amount is less than 5% by weight, the effect is not so small. If the amount exceeds 16% by weight, the amount of the alkali phosphate is restricted under the coexistence with barium. As the strontium source, hydroxide, carbonate, chloride, and nitrate can be used.
[0017]
In the method for applying the coating agent of the present invention, a solution or slurry is directly sprayed on the surface of a high-temperature refractory brick having a temperature of 500 to 1400 ° C., and after spraying, is maintained at 900 ° C. or more for at least 30 minutes. As soon as a predetermined amount of the sprayed coating agent is applied to the surface of the high-temperature brick, the water evaporates and diffuses to form a molten layer of a chemical on the brick surface. That is, at a high temperature, the carbon on the brick surface is extinguished, the melt penetrates the pores where the carbon disappeared, and then a strong layer having a high melting point is formed on the surface of the spray layer. Sodium phosphate lowers the surface tension of the liquid when the melt penetrates and increases the initial spreadability. If the temperature of the brick is less than 500 ° C., the progress of the reaction for oxidizing and removing carbon is unfavorably slow. In particular, when spraying on a refractory brick surface where the temperature of the brick is 300 ° C. or less, the internal penetration into the brick is large, and a satisfactory treatment layer cannot be obtained due to a decrease in surface concentration. On the other hand, it is not necessary to set the temperature of the brick to a high temperature exceeding 1400 ° C., which causes an energy loss. After spraying, the temperature is maintained at 900 ° C. or more for 30 minutes or more. At a temperature lower than this, it is difficult to obtain high strength properties on the surface of the glass layer, and a holding time of less than 30 minutes is not sufficient. The holding time is preferably set to 60 minutes or more.
[0018]
In the application of a coating agent for a coke oven carbonization chamber containing 70 to 90% by weight of an alkali phosphate, 5 to 16% by weight of barium in terms of BaO, and 5 to 16% by weight of strontium in terms of SrO, the barium is sulfate, Using one or more selected from the group consisting of hydroxide, carbonate, and chloride, and using one or more selected from the group consisting of hydroxide, carbonate, chloride, and nitrate as the strontium good. Also in this case, it is necessary to spray directly on the surface of the high-temperature refractory brick having a temperature of 500 to 1400 ° C., and to maintain the temperature at 900 ° C. or higher for at least 30 minutes after spraying, for the same reason as described above.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The coke oven carbonization chamber coating agent of the present invention, unlike the conventional coating agent, without using an alkali silicate such as sodium silicate, annihilates the carbon on the inner wall of the coke oven, forms a strong glass layer on the brick surface, The formed glass layer has a long life and effectively protects the refractory brick surface.
[0020]
The resulting glass has a high melting point, excellent smoothness, and high hardness. In order to further improve brittleness, it is desirable to add Mg, Al, and V, whereby the strength can be increased in addition to the above properties, and a high melting point, high smoothness, and a high strength glass layer can be obtained. Complete.
The coating agent for the coke oven carbonization chamber of the present invention is made into an aqueous solution or slurry by adding water, and applied to the refractory surface inside the coke oven by spraying. The sprayed coating agent vitrifies at a high temperature to oxidize and remove carbon on the surface of the brick, and the generated glass serves as a strong long-life coating layer on the surface of the brick to protect the coke oven inner wall brick for a long period of time.
[0021]
【Example】
Examples of the component composition of the coating layer formed on the surface of the refractory brick by the coating agent of the coke oven of the present invention are as follows.

Examples Coking furnace carbonization chamber coating agents of Examples of the present invention and conventional comparative examples were prepared. The components are shown in Tables 1 and 2. Tables 3 and 4 show oxide-converted values (excluding components that evaporate at high temperatures) of each component of this blend. The coating agents shown in Tables 1 and 2 are used as aqueous solutions or slurries, spray-coated on the surface of high-temperature refractory bricks, hot adhesion of glaze layer surface, adhesion between glaze layer and brick, smoothness of glaze layer surface, The hot impact resistance of the glaze layer surface was tested. The contents of the test are as follows.
(A) Hot adhesion test method for glaze layer surface:
While maintaining the brick at 950 ° C., the glaze layer is pressed with a flat iron cylinder for 1 minute, and then pulled back. The adhesion resistance of the glaze layer to iron at that time was observed and evaluated. If the stickiness is strong, the glaze layer causes a phenomenon that the string is drawn. The stronger the stickiness, the longer the stringing.
[0022]
Evaluation method:
◎: No tackiness 〇: Little tackiness Δ: Slightly sticky ×: Strong tackiness (b) Test method for adhesion between glaze layer and brick after cooling:
The brick after cooling was dropped from a height of 2 m and the state was observed.
[0023]
Evaluation method:
：: Complete adhesion 〇: Peeled about 10% Δ: Peeled about 20% ×: Peeled 50% or more (c) Test method for smoothness of glaze layer surface:
The brick after cooling was judged by visual observation and finger touch observation.
[0024]
Evaluation method:
：: Totally smooth 〇: Partially concave 凹部: Surface irregularity (d) Hot impact resistance test method for glaze layer surface:
With the brick kept at 950 ° C., the glaze layer was pushed out with a sharp iron column and the state at that time was observed and evaluated.
[0025]
Evaluation method:
：: Hard surface and no flaws〇: Hard surface but some flaws Δ: Cracking at impact part From the results of Tables 1 and 2, the surface of the glaze layer formed by treating the coating agent of the present invention was It is a very smooth, strong impact-resistant coating film, has excellent adhesion to bricks, has no tackiness even when hot, and provides optimal coke production conditions.
[0026]
[Table 1]

[0027]
[Table 2]

[0028]
[Table 3]

[0029]
[Table 4]

[0030]
【The invention's effect】
The coke oven carbonization chamber coating agent of the present invention has a melting point of about 1700 ° C. or higher and about 1800 ° C. in comparison with the conventional coating agent having a melting point of 1200 to 1300 ° C., and forms a strong coating layer even under the operating conditions of the coke oven. It keeps the bricks well protected. In addition, since it is sprayed and used at high temperatures, construction is easy, and the carbon on the brick surface is oxidized and extinguished at the time of spraying, so there is no void under the coating layer and the adhesion is rich, the durability of the brick Is significantly improved.

Claims

A coating agent for a coke oven carbonization chamber, comprising an alkali phosphate as a main component, and 70 to 90% by weight of an alkali phosphate and 10 to 30% by weight of barium sulfate .

As a main component phosphoric acid alkali salts, phosphoric acid alkali salt 70-90 wt%, 5-16 wt% of barium in terms of BaO, to Turkey Kusu furnace and characterized in that it contains 5 to 16% by weight of strontium in terms of SrO Coating chamber coating agent.

In applying the coating agent according to claim 2, the barium uses one or more selected from the group consisting of sulfate, hydroxide, carbonate, and chloride, and the strontium is hydroxide, carbonate, Using one or more selected from the group consisting of chlorides and nitrates, spraying directly onto the surface of a high-temperature refractory brick having a temperature of 500 to 1400 ° C, and after spraying, maintaining the temperature at 900 ° C or higher for at least 30 minutes or more. construction method to Turkey Kusu furnace carbonization chamber coating.