JPH0575953B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は転炉をはじめとする金属精錬炉その他
工業窯炉の内張り損傷部位の補修方法に関する。 従来の技術 従来、工業窯炉の内張りの損傷部位の熱間補修
に際しては、一般に湿式吹付け被覆法、乾式吹付
け被覆法、溶射被覆法が専ら採用されている。 ところが湿式吹付け被覆法や乾式吹付け被覆法
では吹付け面を水で急冷するため内張りれんがに
熱スポーリングを生じたり、付着層の焼付け工程
を必要とするため緻密な層の形成が困難であつた
り、吹付け材自身に低融点バインダーや可塑剤を
添加するため、吹付け材各粒子はセラミツクボン
ドで結合されることになり高温で軟化溶融し易い
などの欠点がある。また乾式吹付法の一つである
水を使用しない方法でも焼付けの時間を要し、バ
インダーの軟化溶融の問題が残り満足する結果を
得ることが困難である。一方溶射又は火災溶射に
よる吹付け補修は、例えば粉末粒子表面を燃料−
酸素トーチや、粉末材料に微細カーボン等の固形
燃料を混合してこれを酸素で吹き付け、粉末材料
を溶融ないし、半溶融状態にして耐火物内張面の
損傷部位に直接焼付結合させる方法であるために
非常に緻密で強固な補修層を作ることができ、最
近この方法を採用する例が増加している。この溶
射技術は高度に進んだ補修法といえるが、被吹付
面の炉壁側に起因する問題点のために溶射層が剥
落したり、溶射技術を適用できない場合がある。
即ち、溶射層が非常に強固であつても付着界面下
の耐火物内部側の耐火物の劣化層が生ずる場合、
使用時の熱サイクルによる溶射層の膨脹収縮とれ
んが層の膨脹収縮差により発生する応力や、溶射
層に働く外力により溶射層は、れんが側の劣化層
から剥落しやすくなる。特に内張りれんががカー
ボンを含有している場合や、カーボン結合材質の
場合溶射時に耐火物側のカーボンは燃焼して脱炭
層を形成しやすく、この脱炭層から溶射層が剥落
する。更にカーボンの酸化防止を何らかの方法で
講じたとしてもカーボン自身が溶射層と付着し難
い性質があるため溶射層とれんが面との強固な接
着は期待できない。 発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような従来の問題を一掃すること
を目的としてなされたものである。 問題点を解決するための手段 本発明者等は上記従来の問題を解消すべく鋭意
研究を重ねた結果、内張り耐火材に溶射材料の付
着足場となる場所を、あらかじめ確保しておくこ
とにより、剥落のない溶射補修が可能となること
を見出し、茲に本発明を完成するに至つたもので
ある。 即ち本発明は、12〜30mmの粒径の粗粒子を10〜
50重量％含有させた定形耐火物の内張りの損傷部
位に、吹付け材を溶射吹付けることを特徴とす
る、工業窯炉の炉壁補修方法に係る。 本発明に於ては、定形耐火物の内張りに、６〜
30mm程度の粒径の粗粒を、あらかじめ10〜50重量
％含有させておくことが必要である。その理由は
次の通りである。 一般に溶射層自身は緻密で強固であり、また結
合性に優れ炉腹の曲率に沿つて広がりアーチ構造
を形成する。ところが損傷を受けた内張りれんが
の稼働面との付着部をよく調査すると、れんがを
形成している粗粒子（酸化物粒子）と溶射層が付
着（融着）しており、れんがのマトリツクス部は
すでにスラグ等で劣化しているケースが多く発泡
現象がよく見られる。そうすると結局、付着力は
内張り耐火れんが稼働面に並んだれんが構成粗粒
子自身のれんが部分への結合強度に依存するとこ
ろが大きい。粗粒子は周囲のマトリツクス部で囲
まれて固定されているからマトリツクスが強固で
なければならないが、マトリツクス微粒子の集合
のため、すでに表面から内部にある一定の厚みだ
け劣化しているので粗粒子の寸法がこの劣化層寸
法より小さい場合いくら粗粒子が強くても、脱落
してしまうことになる。従つて任意のれんが断面
において出現する粗粒子のれんが内部へ残溜して
いる寸法が劣化層の厚みより大きい場合、その粒
子は強固にれんが面に残溜できる訳である。この
残溜粗粒部へ溶射吹付層を付着させておけば付着
層は剥落し難く、溶射層が粗粒周囲のマトリツク
ス部を被覆しそれ以上の損傷を防ぐことが出来る
ので、耐用性の良い補修壁を得ることが出来るの
である。溶射補修面に出現する粗粒子のれんが内
部への残溜深さの平均値の期待値は粗粒子の平均
寸法をＲとすれば0.5Rである。 粗粒子が溶射補修層の有効な足場となりうるた
めには、れんが劣化層の厚みをａ（mm）とすると
粗粒子の寸法は0.5R＞ａの関係を満足しなけれ
ばならない。即ち、粗粒子寸法は予測される劣化
層の厚さの２倍以上とするべきである。 スラグとの反応により形成される劣化層の厚さ
は耐火物の種類、使用条件等、又浸透拡散するス
ラグ成分によつて異なる。カーボンを含有しない
耐火物の場合には一般に劣化層の厚みは大きく
0.5〜６mm程度であり、スラグの浸透拡散を防ぐ
ためタールを含浸するとその劣化層は0.2〜３mm
程度となる。又、耐火物中にカーボンを５〜50重
量％含有したカーボン結合の不焼成あるいは焼成
耐火物では劣化層は0.2〜４mm程度であるが、カ
ーボンを多量に含有する場合には溶射吹付補修時
の高温により、カーボンの酸化が助長され、前記
劣化層に加えて１〜２mm程度の酸化層が見られる
ことがある。 以上のような各種耐火物の劣化層の厚みから判
断すると、粗粒子の寸法はカーボンを含有しない
耐火物では12mm以上であることが必要であり、タ
ールを含浸した耐火物では６mm以上であることが
必要である。又、カーボン含有耐火物ではカーボ
ンの酸化層があるため、８mmの粗粒子でも不足す
る場合がある。以上により、粗粒子の寸法は小さ
くとも12mmであることが必要である。 一方、粗粒子の最大寸法は大きければ大きい程
良いことになるが使用粗粒子寸法と耐火れんがの
寸法の間には一定の関係があり、れんが寸法を大
きくするとそれだけ大きな粗粒子を使用すること
が出来るが、れんが寸法を大きくすると取扱上荷
役機械にたよらざるをえなくなり築炉能率の低下
につながつたり、窯炉の複雑な形状の部位には大
きな形状のれんがは使用できないのでれんが寸法
は高々れんが断面寸法で150mm×150mm乃至100mm
×230mm程度のものが大型の部類となる。従つて
この程度の断面に使用できる粗粒子の最大寸法
は、れんが一片の長さ寸法の1/3〜1/5程度以下が
望ましく粗粒子の最大寸法は30mm程度にする必要
がある。 次にこのような粗粒子の使用量であるが、粗粒
子を多く使用すると、成形時粗粒子が偏つて存在
する部分を生じ易く、成形時に締り難い等の不具
合を生じる確率が高くなり、れんが製造歩留が低
下する等の問題を生じるため使用量の最大限界は
50重量％までに止めるべきである。一方、本発明
の効果を発現させるために必要な粗粒子の最小必
要量は10重量％である。この理由は、任意の断面
をとつた場合そこに出現する粗粒子の1/2が有効
な足場となりうることから実効足場が任意の断面
積の５％以上になると付着効果が小さくなるから
である。 本発明による定形耐火物の粒度構成の一例を示
すと次の通りである。

〔実施例 １〕

マグネシア−ドロマイト質れんがで内張りされ
た転炉に於ける実施例。 表１に本発明法及び従来法で使用したれんが及
び溶射材の原料を掲げ、その粒度及び配合割合
（重量％）を示した。

【表】 操作条件は次の通りである。 溶射直前炉壁面温度 1400℃ 溶射材吐出量 150Kg／mim 溶射温度 1800〜1900℃ 溶射時間 10分 溶射面積 15m²（約1.5×10m） 溶射厚 20〜50mm 上記条件で吹き付けた溶射層の耐用状況と、停
止直前の炉に溶射吹き付けを行ない、炉をそのま
ま冷却して、回収したサンプルを切断し、補修部
の状況と吹付強さを引張り試験機で測定した結果
を表２に示す。

〔実施例 ２〕

従来、酸化が著しく、且つ溶射層が剥落しやす
く実用されていなかつたカーボン含有内張りれん
が面への溶射実験を実施例１と同条件で行なつ
た。その結果マトリツクス部の酸化層は認められ
るものの溶射層の付着強さは非常に向上し実炉で
充分適用できることが判つた。詳細なデータを表
３，４に示す。

【表】 表４に表３に記した補修壁の使用実績と回収サ
ンプルの付着強度、補修部の状況をまとめて示
す。

【表】

【表】

【表】 表４の補修部の状況で本発明による方法では粗
粒子を足場に溶射層の付着が行なわれ、これをア
ンカーとして付着面積を広げていくことにより溶
射によるカーボンの消耗と、熱によるカーボンと
酸化物の反応が抑制され脱炭層も薄くなる効果も
あることが判明した。 効 果 本発明補修法によれば転炉をはじめとする金属
精錬炉その他工業窯炉の内張り損傷部位の熱間補
修に際し耐火材内張り表面に粉末を火炎溶射吹付
けにより強固に溶着でき、耐用度のよい補修壁が
得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 12〜30mmの粒径の粗粒子を10〜50重量％含有
   させた定形耐火物の内張りの損傷部位に、吹付け
   材を溶射吹付けることを特徴とする、工業窯炉の
   炉壁補修方法。