JPH0645508B2 - 圧入施工用耐火物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧入施工用耐火物に関するものである。

（従来の技術） 各種窯炉に対する耐火物内張りの形成、あるいはその内
張りを補修する手段として、圧入施工法が知られてい
る。

この圧入施工に用いられる耐火物は、粒度調整された耐
火性骨材に、適量の結合剤を添加して構成される。例え
ば特開昭６０−３６３８１号公報、特開昭６２−１０５
９６６号公報に見られるとおりである。

そして施工の際は、これに適当量の水分を添加し、ポン
プ圧送し、圧入ホースを介して被施工部に充填される。

（発明が解決しようとする課題） 圧入施工用耐火物に要求される主な特性は、ち密な施工
体が得られること、および圧入抵抗性が小さいことであ
る。

施工体のち密性を向上するため、従来の圧入施工用耐火
物は耐火物微粉および分散剤を添加し、施工時の低水分
化を図ることが行なわれている。しかし、圧入抵抗性の
問題は依然、十分に解決されていない。

前記したように、従来材質は耐火物微粉および分散剤の
添加で低水分化が図られるが、耐火物微粉の存在で圧入
抵抗性はむしろ大きくなる傾向がある。圧入抵抗性が増
すと施工所要時間が長くなるだけでなく、圧入ホースが
詰まって施工をストップせざるを得ないこともあった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、従来の圧入施工用耐火物がもつ圧送抵抗
性の問題を解決するために研究を重ねた結果、微細な球
状耐火物粉を特定の割合で配合すると、圧入抵抗性が大
幅に低下することを知った。しかもこの微細な球状耐火
物の配合は、施工時の低水分化にも効果があることがわ
かった。

本発明は、以上の事実にもとづいて完成するに至ったも
のであり、その特徴とするところは、平均粒子径１〜１
００μｍで材質がアルミナ、マグネシア、スピネル、シ
リカ、アルミナ−シリカより選ばれる一種または二種以
上である球状耐火物粉を１〜５０ｗｔ％含む耐火性骨材
と、結合剤および分散剤を配合した圧入施工用耐火物で
ある。

粉砕によって粗粒、中粒、微粒に粒度調整した焼結アル
ミナを骨材とし、外掛けで、これに結合剤としてアルミ
ナセメント１５ｗｔ％、および分散剤としてヘキサメタ
りん酸ソーダ０．１ｗｔ％を配合した圧入施工用耐火物
に対し、平均粒子径６０μｍの球状アルミナ粉を配合し
た場合の（球状アルミナ粉を配合した分、前記の焼結ア
ルミナの割合を減らす）、球状アルミナ粉の割合と、圧
入抵抗性の関係を第１図のグラフに示す。同図かから、
球状アルミナ粉の添加が圧入抵抗性の低下に効果がある
ことが確認される。

一方、第２図のグラフは、第１図のグラフと同じ条件で
球状アルミナ粉の割合を変化させた場合の、フロー値を
測定した結果である。同第２図から、球状アルミナ粉の
添加が流動性を向上させており、施工時の低水分化に効
果があることがわかる。

ここで用いる球状耐火物粉は、平均粒径が１μｍ未満で
は球状粒子として作用しない。逆に平均粒径が１００μ
ｍを超えるものは粒子が大きい分だけ耐火物内での単位
容積あたりの存在個数が少なくなって、球状粒子の作用
が少なくなる。球状アルミナ粉２０ｗｔ％、アルミナセ
メント１５ｗｔ％、残部が粉砕によって粒度調整した焼
結アルミナを骨材よりなる圧入施工用耐火物において、
球状アルミナ粉の平均粒子径を変化させた場合の圧入抵
抗性を測定し、その結果をグラフで示したのが第３図で
ある。

なお、以上に説明した第１〜３図の圧入抵抗性およびフ
ロー値は、後述の実施例の欄に示した方法と同様にして
測定した。

球状耐火物粉の割合は、１ｗｔ％未満では球状耐火物粉
を配合したことによる効果が得られない。５０ｗｔ％を
超えると、微粉の占める割合が多くなり過ぎて、圧入施
工用耐火物全体として適性な粒度構成が得られず、施工
体の強度が低下する。

球状耐火物粉の材質はアルミナ、マグネシア、スピネ
ル、シリカ、アルミナ−シリカから選ばれる一種または
二種以上とする。その球状化は、例えば加熱溶融法、転
動法、溶融滴下法、湿式反応法など、任意の方法で行な
うことができる。粒子形状は真球に近いほど好ましく、
長軸：短軸の長さ比を例えば１〜１．３の範囲とする。
１．３を超えると球状粒子としての性質が失われ、十分
な本発明効果を得ることができない。長軸：短軸の長さ
比がこの範囲内であっても、破砕粉のように角ばった粒
子では本発明の効果がない。

前記の球状耐火物粉以外の耐火骨材の種類は従来と変わ
りなく、例えばマグネシア、ドロマイト、スピネル、コ
ーディエライト、アルミナ、シリカ、アルミナ−シリ
カ、クロム、けい石、ろう石、ムライト、ボーキサイ
ト、ジルコン、ジルコニア、黒鉛などから選ばれる一種
または二種以上とする。また、必要によってはさらにこ
れに、炭素、炭化物、窒化物、ほう化物などから選ばれ
る一種または二種以上を組合せてもよい。

結合剤は、アルミナセメント、りん酸塩、けい酸塩、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂などの他、耐火物の結合剤と
して知られているものから適宜選択して使用することが
できる。その割合は、耐火性骨材全体に対し例えば外掛
け２〜４０ｗｔ％とする。

分散剤としては、例えばトリポリりん酸ソーダ、ヘキサ
メタりん酸ソーダ、ウルトラポリりん酸ソーダ、酸性ヘ
キサメタりん酸ソーダ、りん酸アルミニウム、ほう酸ソ
ーダ、炭酸ソーダなどの無機塩、クエン酸ソーダ、酒石
酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、スルホン酸ソーダな
どの有機酸塩から選ばれる一種または二種以上である。
添加割合は、耐火性骨材全体に対して好ましくは外掛け
０．０１〜２ｗｔ％である。

以上の他にも、この種の耐火物の添加物として従来公知
の、例えば金属粉、アルコール類、ファイバー類、ピッ
チ粉、ほう砂などを適当量添加してもよい。

そして、施工においては、水を５〜１５ｗｔ％程度添加
して十分混合した後、スクイズ式あるいはダイアフラム
式などのポンプをもって圧送し、被施工部へ充填する。
被施工部の対象となるのは、例えば高炉、取鍋、混銑
車、混銑炉、真空脱ガス炉、加熱炉などの各種工業窯炉
である。

（実施例） 本発明実施例とその比較例を示す。

第１表は、各例で使用した球状耐火物粉の品質を示す。
同表において、球状アルミナ粉、球状シリカ粉および球
状アルミナ−シリカ粉の球状化は、粒子をプロパン−酸
素の約３０００℃の高温火炎中に通す加熱溶融法によっ
て行った。球状マグネシア粉および球状スピネル粉は、
粉砕粒子をロータリ−キルンに通すことで球状化した。

第２表は各例の配合組成、第３表は試験結果である。第
３表に示す試験は、つぎの方法で測定した。

見掛気孔率・曲げ強さ：キャスタブル耐火物の測定方法
に準じて測定した。

圧入抵抗性：内径５０．８mm×長さ５０００mmの鉄製パ
イプ中に０．１m³／分の速度で耐火物を圧送した際の、
圧送基端部の耐火物中のせん断付着応力を測定した。

フロー値：ＪＩＳ Ｒ２５２１のフローコーンテーブル
を用い、ＪＩＳ Ｒ２５２１に準じて測定した。

球状耐火物粉として球状アルミナ粉を添加した実施例
３、球状耐火物粉として球状マグネシア粉を添加した実
施例７、従来タイプの比較例２のそれぞれの材質をもっ
て、ＤＨ式真空脱ガス装置の浸漬管の内周面を熱間圧入
補修した。その結果、比較例２を使用したものは圧入抵
抗が大きいたために迅速な施工ができず、しかも補修後
の耐用は１０チャージと短いものであった。

これに対し、実施例３・実施例７は、いずれも比較例２
に較べて２分の１以下の所要時間で圧入が完了した。ま
た、耐用性についても実施例３は３０〜４０チャージ、
実施例７が３５〜４５チャージときわめて優れたもので
あった。

（発明の効果） 以上のように、本発明の圧入施工用耐火物は圧入抵抗性
が小さいために圧入速度を早くすることができ、施工能
率を大巾に向上することができる。特に溶鉄処理容器・
装置の熱間補修のように迅速な圧入が要求される場合、
本発明の材質は効果的である。また、少ない施工水分で
十分な流動性を示し、添加水分が少なくてすむことか
ら、得られる施工体はち密なものとなり、耐用性が飛躍
的に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は球状アルミナ粉の割合と圧入抵抗性の関係を示
す図、 第２図は球状アルミナ粉の割合とフロー値の関係を示す
図、 第３図は球状耐火物粉の平均径（μｍ）と左入抵抗性
（kg／cm²）の関係を示す図である。

フロントページの続き (72)発明者 藤井 哲郎 兵庫県高砂市荒井町新浜１―３―１ ハリ マセラミック株式会社内 (72)発明者 森本 教稔 兵庫県高砂市荒井町新浜１―３―１ ハリ マセラミック株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−36381（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−95877（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平均粒子径１〜１００μｍで材質がアルミ
   ナ、マグネシア、スピネル、シリカ、アルミナ−シリカ
   より選ばれる一種または二種以上である球状耐火物粉を
   １〜５０ｗｔ％含む耐火性骨材と、結合剤および分散剤
   を配合した圧入施工用耐火物。
2. 【請求項２】球状耐火物粉の長軸：短軸の長さの比が１
   〜１．３である請求項１記載の圧入施工用耐火物。