JP3783254B2

JP3783254B2 - Hot baking repair material

Info

Publication number: JP3783254B2
Application number: JP26955495A
Authority: JP
Inventors: 明渡辺; 宏邦高橋; 茂幸高長; 泰稔水田; 健一延原
Original assignee: 九州耐火煉瓦株式会社
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2015-09-22
Also published as: JPH0987048A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は各種精錬炉や容器などを熱間で補修するための熱間焼付補修材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種精錬炉や容器の炉壁の熱間補修方法としては吹付補修方法、流込補修方法、焼付補修方法などが実施されている。吹付けによる補修方法は多量の水と共に使用されるため、どうしても施工体が多孔質なものとなり耐用に劣るものとなる。一方、水系の流込補修方法や非水系の焼付補修方法は比較的緻密な施工体を形成する。しかし、水系の流込補修材は施工時の焼付時間が短いという長所を持っているが、輸送や保管中に粒分離が起こり易く、また、材料を泥漿状態で使用するため施工前に混練工程が必要であるばかりでなく、多量の水と共に投入するため、高温の補修面の耐火材料に熱衝撃を与え、スポ−リングなどの原因となる可能性がある。また、タ−ルやピッチなどを使用する非水系の焼付材では耐用性は良好であることは知られているが、焼付時間が長いという欠点がある。
【０００３】
最近、上記の水系の補修材の欠点を解消する方法として結晶水を含むリン酸塩や珪酸塩を使用した粉末状の焼付材が提案されている（特開平2-26874号公報）。この補修材は粉末状のため輸送保管が容易であり、そのまま施工可能で、使用中には結晶水から水が遊離され、それによって流動と充填が行われるという画期的な方法で、補修効果の向上と省力化に成果を上げている。
【０００４】
また、取扱いの容易さと高接着性をねらって、特開昭63-139068号公報には成形体とした非水系の焼付補修材が提案されている。この方法は熱可塑性樹脂とピッチの混合物を使用したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
結晶水を含む化合物を使用する特開平2-26874号公報の方法は、補修材料に密充填に必要な十分な流動を与えるためには多量に結晶水を含む化合物を使用しなければならず、必然的にリン酸や珪酸などが過剰に補修材中に残存し耐火性の劣るものとなり、耐用の低下が心配される。一方、特開昭63-139068号公報の方法では、施工性は良好であるが、投入後の焼付時間が長いという非水系の欠点は解消されておらず、施工時間が長く取れない場合には使用できないという問題がある。
【０００６】
また、最近の各種精錬炉や容器などはマグネシア・カ−ボンれんがのようなカ−ボン系の耐火物を使用したものが多用されているが、これらの補修には母材との接着性の点から見て、熱間でカ−ボン結合を生成するような材料が望ましく、非水系の有機結合材を使用し焼付時間の短いものが要望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の特開平2-26874号公報の方法の補修材としての簡便さを保ち、施工後の焼付時間が短く、かつ、耐用の良好な非水系の熱間焼付補修材を完成させたものである。即ち、本発明は耐火材料、アセトアニリド類および熱間でカ−ボン結合を形成する物質よりなる熱間焼付補修材である。
【０００８】
本発明に使用する耐火材料は特に限定はされず、被補修箇所に使用されている母材に合わせた適当なものが使用できる。たとえば、シリカ、ジルコン、ジルコニアなどの酸性酸化物、アルミナ、クロミアなどの中性酸化物、マグネシア、カルシア、ドロマイトなどの塩基性酸化物や、炭素材料、炭化珪素、窒化珪素などの非酸化物などの１種または２種以上である。
【０００９】
次に、熱間でカ−ボン結合を形成する物質としては、通常の有機系結合剤として使用されているピッチ・タ−ル類やフェノ−ル樹脂類が使用できる。その使用量は耐火材料100重量部に対して５〜40重量部が好ましく、この量が５重量部未満では、カ−ボン結合が十分に生成せず、強度および接着性に劣る施工体となり、40重量部以上では気孔率の大きな施工体となり、スラグに対する耐用が低下する。
【００１０】
本発明の特徴である流動化剤としてはアセトアニリド類を使用する。このアセトアニリド類は室温では粉末状で300℃以下の低温で溶融、流動するものが望ましい。この条件を満足させるものとしては、アセトアニリド、アセト酢酸アニリド、さらにアセトアニリドおよびアセト酢酸アニリドのメチル・ジメチル誘導体類、メトキシ・エトキシ誘導体類、カルボン酸誘導体類、アセチルアミノ誘導体類、スルファミン酸誘導体類とその塩、クロロ誘導体類などがあげられる。このうちから１種または２種以上を選んで使用するが、特に、アセトアニリドもしくはアセト酢酸アニリドが流動性などの点で優れている。その使用量は耐火材料100重量部に対して0.5〜８重量部の範囲で使用するのが最適で、この量が0.5重量部未満では施工時の焼付材の軟化、流動が不十分であり、逆に８重量部以上では施工体が多孔質となり耐食性が低下する恐れがある。
【００１１】
その他に金属粉末などの併用も可能である。本発明においては、結合剤として粉末状のものを使用した場合は補修材は粉末状として使用し、結合剤に液状のものを用いれば練土状あるいはスラリ−状となる。また、これをプレスなどで加圧成形した成形体としてもよい。いずれの形状でも運搬や保管が容易であり、補修材の経時変化もほとんどない。使用に際しては本補修材を各種精錬炉や容器などの被補修箇所に適当な手段で投入するだけでよい。
【００１２】
【作用】
補修される各種精錬炉や容器などの炉壁は少なくとも600℃以上の熱間であり、本発明の補修材中のアセトアニリド類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り、被補修箇所の細部まで充填されると同時に耐火材料が密充填され、次いで結合剤の作用で補修材は硬化した後カ−ボン結合を形成する。このアセトアニリド類が液化した時点でカ−ボン結合を形成するピッチあるいはフェノ−ル樹脂の粘性を大幅に低下させるので、熱間での流動性に優れており、耐火材料の充填性が向上する。また、それ自身ピッチあるいはフェノ−ル樹脂に先行して揮発するばかりでなく、カ−ボン結合を形成する物質の炭化を促進すると考えられ、本発明の熱間焼付材の硬化時間は大幅に短縮される。
【００１３】
【実施例】
実施例１〜７（表１）は粉末状熱間焼付補修材の例であり、比較例１〜４（表２）は熱可塑性樹脂とピッチのみを用いたものである。表１および２に示す配合２kgを1000℃の温度に保ったマグクロれんがを内張りした実験炉に施工し、その硬化時間と試料の広がり面積、および施工体と母材との接着強さをせん断力により測定した。広がり面積は比較例１を100とした比率で表してある。また、その施工体の硬化後の物性も同時に測定した。
【００１４】
実施例においては比較例に比べて、試料の広がり面積比で表される流動性と、硬化時間で表される作業性において非常に良好であった。さらに、本発明の熱間補修材は充填性が優れていることは、実施例の施工体の気孔率の低さによく現れている。このことに伴ってスラグ耐食性も格段によくなると思われる。また、接着強さも大体において向上している。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
実施例８〜12および比較例５〜７はスラリ−もしくは練土状熱間焼付補修材の例であり、表３に示す配合を用いて実施例１と同様に施工時間、広がり面積比および施工体の物性の測定を行った。この補修材も粉末状のものと同様に優れた特性を示した。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【発明の効果】
このように本発明の流動化剤としてアセトアニリド類を使用すると、熱間での流動性に優れ、そのため施工体の物性が良好となり、これが耐用の向上につながるのである。また、水を使用した従来の流込材と比較しても接着強度が大きく、特にカ−ボン系の耐火物を使用した容器の補修に適している。しかも、輸送や保管が簡便にでき、水を加えるような補修時の事前処理が不要となり、施工が簡便で、短時間で施工が可能な優れた熱間補修材が得られた。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
【表３】

[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a hot baking repair material for hot repairing various smelting furnaces and containers.
[0002]
[Prior art]
As a hot repair method for various refining furnaces and furnace walls of a vessel, a spray repair method, a pouring repair method, a baking repair method, and the like are carried out. Since the repair method by spraying is used with a large amount of water, the construction body is inevitably porous and has poor durability. On the other hand, the water-based inflow repair method and the non-aqueous seizure repair method form a relatively dense construction body. However, the water-based casting repair material has the advantage that the baking time during construction is short, but particle separation is likely to occur during transportation and storage, and since the material is used in a mud state, the kneading process is performed before construction. Is not only necessary, but also because it is introduced together with a large amount of water, it may cause thermal shock to the refractory material of the hot repair surface, which may cause spoiling. In addition, it is known that a non-aqueous baking material using tar or pitch has good durability, but has a disadvantage that the baking time is long.
[0003]
Recently, a powdered baking material using phosphate or silicate containing crystal water has been proposed as a method for solving the above-mentioned drawbacks of water-based repair materials (Japanese Patent Laid-Open No. 2-26874). Since this repair material is in powder form, it can be easily transported and stored, and can be applied as it is. The water is released from the crystal water during use, and it is flown and filled, so that the repair effect is achieved. Has been successful in improving and saving labor.
[0004]
In view of ease of handling and high adhesiveness, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-139068 proposes a non-aqueous baking repair material as a molded body. This method uses a mixture of a thermoplastic resin and pitch.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The method of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-26874 using a compound containing crystal water must use a compound containing a large amount of crystal water in order to give the repair material a sufficient flow necessary for close packing, Inevitably, phosphoric acid and silicic acid are excessively left in the repair material, resulting in inferior fire resistance, and there is a concern about deterioration in durability. On the other hand, in the method of Japanese Patent Laid-Open No. 63-139068, the workability is good, but the non-aqueous defect that the baking time after charging is long has not been solved, and when the construction time cannot be taken long There is a problem that it cannot be used.
[0006]
In addition, recent smelting furnaces and containers that use carbon-based refractories such as magnesia and carbon bricks are often used, but these repairs have adhesive properties with the base metal. From the point of view, a material that generates a carbon bond between heat is desirable, and a material that uses a non-aqueous organic binder and has a short baking time is desired.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have maintained a simpleness as a repair material of the method of the above-mentioned JP-A-2-26874, a short baking time after construction, and a non-aqueous hot-baking repair material with good durability. It has been completed. That is, the present invention is a hot baking repair material comprising a refractory material, acetanilides, and a substance that forms a carbon bond with heat.
[0008]
The refractory material used in the present invention is not particularly limited, and an appropriate material suitable for the base material used in the repaired part can be used. For example, acidic oxides such as silica, zircon and zirconia, neutral oxides such as alumina and chromia, basic oxides such as magnesia, calcia and dolomite, and non-oxides such as carbon materials, silicon carbide and silicon nitride 1 type or 2 types or more.
[0009]
Next, as a substance that forms a carbon bond with heat, pitch tars and phenol resins that are used as ordinary organic binders can be used. The amount used is preferably 5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the refractory material. If this amount is less than 5 parts by weight, carbon bonds are not sufficiently formed, resulting in a construction body inferior in strength and adhesiveness. If it is 40 parts by weight or more, the construction body has a high porosity, and the durability against slag decreases.
[0010]
Acetanilides are used as the fluidizing agent which is a feature of the present invention. These acetanilides are desirably powdery at room temperature and melt and flow at a low temperature of 300 ° C. or lower. Satisfaction of this condition includes acetanilide, acetoacetanilide, methyl dimethyl derivatives of acetoanilide and acetoacetanilide, methoxy ethoxy derivatives, carboxylic acid derivatives, acetylamino derivatives, sulfamic acid derivatives and their And salts and chloro derivatives. Of these, one or more are selected and used. In particular, acetanilide or acetoacetanilide is excellent in terms of fluidity. The amount used is optimally in the range of 0.5-8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the refractory material, and if this amount is less than 0.5 parts by weight, the softening and flow of the seizure material during construction is insufficient, On the other hand, if the amount is 8 parts by weight or more, the construction body becomes porous and the corrosion resistance may be lowered.
[0011]
In addition, a metal powder can be used in combination. In the present invention, when a powder is used as the binder, the repair material is used as a powder, and when a liquid is used as the binder, it becomes a clay or a slurry. Moreover, it is good also as a molded object which pressure-molded this with the press. Any shape is easy to transport and store, and there is almost no change over time in the repair material. In use, the repair material is simply put into repaired parts such as various refining furnaces and containers by an appropriate means.
[0012]
[Action]
Furnace walls such as various smelting furnaces and containers to be repaired are hot at least 600 ° C., the acetanilides in the repair material of the present invention are melted by the retained heat of the furnace wall, and the entire repair material becomes fluidized, At the same time as the details of the part to be repaired are filled, the refractory material is tightly packed and then the action of the binder causes the repair material to cure and form a carbon bond. When the acetanilides are liquefied, the viscosity of the pitch or phenol resin forming the carbon bond is greatly reduced, so that the hot fluidity is excellent and the filling property of the refractory material is improved. In addition to volatilizing itself prior to pitch or phenolic resin, it is thought to promote carbonization of substances that form carbon bonds, and the curing time of the hot-baked material of the present invention is greatly reduced. Is done.
[0013]
【Example】
Examples 1 to 7 (Table 1) are examples of powdery hot-baking repair materials, and Comparative Examples 1 to 4 (Table 2) use only a thermoplastic resin and pitch. 2kg of the composition shown in Tables 1 and 2 was applied to an experimental furnace lined with magcro bricks maintained at a temperature of 1000 ° C, and the curing time, the spread area of the sample, and the bond strength between the construction body and the base material were determined as the shear force. It was measured by. The spread area is expressed as a ratio with Comparative Example 1 as 100. Moreover, the physical property after hardening of the construction body was also measured simultaneously.
[0014]
In the examples, compared with the comparative example, the fluidity represented by the spread area ratio of the sample and the workability represented by the curing time were very good. Furthermore, the fact that the hot repair material of the present invention is excellent in filling property often appears in the low porosity of the construction body of the example. Along with this, the slag corrosion resistance seems to be much better. Also, the adhesive strength is generally improved.
[0015]
[Table 1]
[0016]
[Table 2]
[0017]
Examples 8-12 and Comparative Examples 5-7 are examples of slurry or paste-like hot-baking repair materials, and using the composition shown in Table 3, the construction time, the spread area ratio, and construction are the same as in Example 1. The physical properties of the body were measured. This repair material also showed excellent characteristics as in the powder form.
[0018]
[Table 3]
[0019]
【The invention's effect】
As described above, when acetanilides are used as the fluidizing agent of the present invention, the fluidity in the hot state is excellent, so that the physical properties of the construction body are improved, which leads to the improvement of the durability. In addition, the adhesive strength is higher than that of a conventional casting material using water, and it is particularly suitable for repairing containers using carbon-based refractories. In addition, transportation and storage can be easily performed, pretreatment at the time of repair such as adding water is not required, construction is simple, and an excellent hot repair material that can be constructed in a short time is obtained.
[0020]
[Table 1]

[0021]
[Table 2]

[0022]
[Table 3]

Claims

Refractory materials, acetanilide, acetoacetanilide, acetanilide and acetoacetanilide methyl and dimethyl derivatives, methoxy ethoxy derivatives, carboxylic acid derivatives, acetylamino derivatives, sulfamic acid derivatives and salts thereof as a fluidizing agent, chloro A hot-baking repair material comprising one or more selected from derivatives and a substance that forms a carbon bond with heat.