JPH08334453A - 耐火物侵食試験装置の組立方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 確実かつ簡単に耐火物試料をセットできる耐
火物侵食試験装置の組立方法及びその装置を提供する。 【構成】 円筒状耐火物試料を、その両端に接合された
一対のリング状耐火物板の一方を介在させて環状炉の炉
体耐火物と連通させた構造の耐火物侵食試験装置で、最
初に、炉体から遠い方のリング状耐火物板の上に耐火物
試料を接合し、その上に炉体側のリング状耐火物板を接
合したのち、得られた耐火物試料を横に倒して、炉体側
のリング状耐火物板を環状炉の炉体耐火物に接合する。
この状態で回転させながら、耐火物試料内の侵食剤を高
温雰囲気下で溶解させ、耐火物を侵食させる。 【効果】 本発明により、正確な試験をより安全により
小人数でより短時間で実施でき、耐火物の評価精度向上
と試験の効率化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐火物の耐食性を評価す
るための侵食試験装置の組立方法及び耐火物侵食試験装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】耐火物は各種窯炉の内張りに欠かせない
材料である。耐火物の耐用性は窯炉の寿命を決定するた
め、高耐用性耐火物の開発は工業的に非常に重要であ
る。開発の過程で試作された耐火物は、実炉試験に先立
って、試験装置によって評価される。耐火物の特性のう
ちで最も重要なものの一つであるスラグに対する耐食性
は各種の方法で試験されるが、代表的でかつ広く行われ
ているものに回転侵食試験またはドラム侵食試験と呼ば
れている方法がある（以下回転侵食試験と呼ぶ）。

【０００３】回転侵食試験装置の模式図を図４に示す。
耐火物試料４は円筒状で、両端に二枚（一対）のリング
状耐火物製の板、すなわちバーナー側リング状耐火物板
２と炉体側リング状耐火物板１が接合されている。この
両側がリング状耐火物板で挟まれた耐火物試料４を軸の
回りに回転させながら、その内部にスラグなどの侵食剤
１０を入れてバーナー６からの火炎でこれを加熱溶解
し、耐火物と反応させて侵食させる。円筒状に形成され
た耐火物試料とリング状耐火物板は背面スタンプ材５を
介して耐火物内張鉄皮３内に保持され、これはさらに炉
体鉄皮７で押さえられており、炉体鉄皮７が回転駆動装
置９により回転することで、耐火物試料４も回転する機
構になっている。耐火物試料４は冷却の後に取り出し、
寸法を試験前と比較するなどして耐食性を判定する。

【０００４】この試験において作業上特に問題となるの
は、耐火物試料４のセットが非常に難しい点である。耐
火物試料４をセットするためには、まず図５に示すよう
に、耐火物内張鉄皮３のバーナー側端部を下にして置
き、その中にバーナー側リング状耐火物板２を設置す
る。次に、その上に円筒形に形成した耐火物試料４を置
く。耐火物試料４を複数の試験片から組み立てる際に
は、必要に応じてモルタルを試験片の間に施工する。バ
ーナー側リング状耐火物板２と耐火物試料４の間にもモ
ルタルを施工する。次にバーナー側リング状耐火物２お
よび耐火物試料４と耐火物内張鉄皮３との隙間に背面ス
タンプ材５を乾式施工する。乾式施工する理由は、乾式
スタンプ材は流動性を失わないので、侵食試験終了後に
耐火物試料を容易に取り外すことができるためである。

【０００５】次に、耐火物を施工した耐火物内張鉄皮３
を横に倒し、炉体耐火物８と炉体側リング状耐火物板１
を埋め込んだ炉体鉄皮７につなげる。耐火物試料４と炉
体側リング状耐火物板１の接合面にはモルタルを塗って
おく。この際、図６に示すように、乾式施工により流動
性に富む背面スタンプ材５が大量にこぼれ落ちるため、
接合作業が非常に困難となる。たとえ接合できたとして
も正確かつ安定的に耐火物試料４をセットすることは極
めて困難で、侵食試験の精度にも影響を与える。そこ
で、接合の際には背面スタンプ材５のこぼれ落ちを最小
限にとどめるため、一気に横に倒して接合する必要があ
る。ところが、この場合には、クレーン等も使えず、２
人で作業する必要があることから、不安全であるばかり
でなく非効率的である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】正確な侵食試験結果を
効率よく出すためには、確実かつスピーディーかつ簡単
に耐火物試料をセットできる侵食試験装置が必要であ
る。本発明はこのような要求を満足する侵食試験装置の
組立方法及び侵食試験装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】確実かつスピーディーか
つ簡単に耐火物試料をセットできる侵食試験装置の組立
方法及びそのための侵食試験装置を得るべく研究を重ね
た結果、本発明を得た。すなわち、本発明の第一は、そ
の一実施例である図１〜図３に基づいて説明すると、円
筒状に形成した耐火物試料４を、該試料の両端に接合さ
れた一対のリング状耐火物板１，２のうちの一方の耐火
物１を介在させて環状炉の炉体を構成する耐火物８と連
通させた構造を有し、これを横に倒した状態で回転を付
与しながら、前記耐火物試料４内に投入された侵食剤を
高温雰囲気下で溶解させて耐火物試料４を侵食させるこ
とにより耐火物の侵食試験を行なうようにした耐火物侵
食試験装置の組立方法であって、その組立手順に特徴が
ある。まず最初に、炉体に対して遠い方のバーナー側リ
ング状耐火物板２を下にし、その上に円筒状耐火物試料
４を接合する。次に、さらにその上にもう一枚の炉体側
リング状耐火物板１を接合する。最後に、こうして得ら
れた両端に一対のリング状耐火物板１，２を接合した耐
火物試料４を横に倒して、環状炉の炉体を構成する耐火
物８に炉体側リング状耐火物板１を接合し、耐火物試料
４、一対のリング状耐火物板１，２、及び環状炉の炉体
耐火物８を連通させる。

【０００８】また、本発明の第二は、同様に図１〜図３
に基づいて説明すると、円筒状に形成した耐火物試料４
を、該試料の両端を支える一対のリング状耐火物板１，
２のうちの一方の耐火物１を介在させて環状炉の炉体を
構成する耐火物８と連通させた構造を有し、その各耐火
物１，２，４，８を包んでいる鉄皮が、炉体を構成する
耐火物８側の円筒状鉄皮（炉体鉄皮７）と、耐火物試料
４側の円筒状鉄皮（耐火物内張鉄皮）とから成ってい
て、これらの鉄皮を横に倒した状態で回転駆動装置９に
より回転を付与しながら、前記耐火物試料４内に投入さ
れた侵食剤を高温雰囲気下で溶解させて耐火物試料４を
侵食させ、耐火物の侵食試験を行なうようにした耐火物
侵食試験装置であって、鉄皮の構成に特徴がある。それ
は、耐火物内張鉄皮を、炉体側のリング状耐火物板１を
収納する中間の鉄皮１１と、耐火物試料４及びバーナー
側リング状耐火物板２とを収納する鉄皮３′とに分割す
ることである。

【０００９】

【作用】本発明を図１、図２、および図３を用いて具体
的に説明する。まず図１に示すように、中間鉄皮１１の
内側に炉体側リング状耐火物板１をセットし、両者の間
に押さえ耐火物１２を充填して固定した部材を準備す
る。押さえ耐火物１２は流し込み材などの不定形耐火物
である。次にバーナー側リング状耐火物板２と耐火物試
料４、並びに背面スタンプ材５を耐火物内張鉄皮３′に
従来と同様に施工する。その後、図２に示すように、こ
の耐火物を施工した耐火物内張鉄皮３′を直立させた状
態で、先に準備しておいた中間鉄皮１１をこれにかぶせ
て両者をボルト等で固定する。最後に、この状態で横に
倒し、図３のように、炉体耐火物８のみを施工した炉体
鉄皮７とつないで、回転侵食試験装置を完成する。

【００１０】この場合には、耐火物を施工した中間鉄皮
１１をかぶせてから耐火物内張鉄皮３′を横に倒すた
め、耐火物内張鉄皮３′内に施工された背面スタンプ材
５はこぼれ落ちず、接合作業は極めて容易で、かつ耐火
物試料４を正確にセットすることができる。また作業が
容易であるため、炉体鉄皮７への接合はクレーン等で吊
りながら行えば、短時間に１人で実施することが可能
で、効率的かつ安全である。

【００１１】本発明の侵食試験装置に用いる耐火物は、
通常用いられているもので全く問題ない。例を挙げれ
ば、両リング状耐火物板として、耐食性の高いアルミナ
質、マグクロ質、マグネシア質、ジルコニア質などの焼
成れんがあるいは電鋳れんが、背面スタンプ材として、
マグネシア質、アルミナ質、ジルコニア質などの乾式ス
タンプ材、炉体耐火物および押さえ耐火物として、アル
ミナ質、ジルコニア質、マグネシア質などの流し込み
材、湿式スタンプ材、焼成れんが、電鋳れんがなどであ
る。

【００１２】本発明の侵食試験装置における鉄皮の材質
は普通鋼で差し支えない。回転駆動装置は、電動機と、
その回転を変速しつつ炉体へ伝達する機構を有する。回
転駆動装置は炉体を傾動させる機構を有していてもよ
い。炉体の回転数は１〜６０r.p.m.程度が普通である。
バーナーは例えば酸素プロパンバーナーで、耐火物試料
の内側表面を最高１８００℃まで加熱できる程度の容量
を有していればよい。鉄皮同士の接続はボルトとナット
を用いてフランジで止める構造とするのが一般的で安価
である。

【００１３】

【実施例】本発明による回転侵食装置及びその組立方法
に基づき耐火物の内張り侵食試験を実施した。耐火物内
張鉄皮の内径は４５０mmで長さが３００mmであった。両
リング状耐火物板はマグクロ焼成れんが、背面スタンプ
材はマグネシア質乾式スタンプ材、耐火物試料はマグク
ロれんが、耐火物同士の接合に用いるモルタルはマグネ
シア質、押さえ耐火物と炉体耐火物はアルミナ質流し込
み材を使用した。耐火物内張鉄皮内への耐火物の施工、
及び耐火物を施工した中間鉄皮の接続までの工程につい
ては［作用］の項で前述した通りとした。中間鉄皮をか
ぶせた耐火物内張鉄皮をクレーンで吊り、炉体鉄皮に接
続させた。これらの接合・接続作業には従来２人で約３
０分を要していたが、本発明による侵食試験装置の場合
は１人で１０分で終了した。また、背面スタンプ材のこ
ぼれ落ちは全くなく、耐火物試料も正確な位置にセット
することができた。

【００１４】侵食試験は、ＣａＯ／ＳｉＯ₂ ＝３、Ａｌ
₂ Ｏ₃ ＝２０重量％のスラグを５００ｇずつ３０分毎に
投入して合計３時間行ない、冷却後に耐火物試料を取り
出した。背面スタンプ材は施工時のまま残っており、か
つ流動性も失っていなかった。他の耐火物にも異常はな
かった。

【００１５】

【発明の効果】本発明による侵食試験装置及びその組立
方法を適用することで、正確な耐火物の侵食試験を実施
でき、より安全に、より小人数で、より短時間に作業を
行なうことができ、耐火物の評価精度向上と試験の効率
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における中間鉄皮とそれに施工された耐
火物の状況図。

【図２】本発明における耐火物内張鉄皮と中間鉄皮の接
続状況図。

【図３】本発明による耐火物の回転侵食試験装置を示す
全体説明図。

【図４】従来の耐火物の回転侵食試験装置を示す全体説
明図。

【図５】従来の耐火物内張鉄皮への試料耐火物の施工方
法の説明図。

【図６】従来の耐火物及び鉄皮の接合・接続方法の説明
図。

【符号の説明】

１ 炉体側リング状耐火物 ２ バーナー側リング状耐火物 ３，３′ 耐火物内張鉄皮 ４ 耐火物試料 ５ 背面スタンプ材 ６ バーナー ７ 炉体鉄皮 ８ 炉体耐火物 ９ 回転駆動装置 １０ スラグ １１ 中間鉄皮 １２ 押さえ耐火物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状に形成した耐火物試料を、該試料
   の両端に接合された一対のリング状耐火物板のうちの一
   方を介在させて環状炉の炉体を構成する耐火物と連通さ
   せた構造を有し、これを横に倒した状態で回転を付与し
   ながら、前記耐火物試料内に投入された侵食剤を高温雰
   囲気下で溶解させて耐火物を侵食させることにより耐火
   物の侵食試験を行なうようにした耐火物侵食試験装置の
   組立方法において、 最初に、炉体に対して遠い方のリング状耐火物板を下に
   して、その上に円筒状耐火物試料を接合し、次に、その
   上にもう一枚の炉体側のリング状耐火物板を接合し、最
   後に、こうして得られた両端に一対のリング状耐火物板
   を接合した耐火物試料を横に倒して、環状炉の炉体を構
   成する耐火物に炉体側のリング状耐火物板を接合し、耐
   火物試料、一対のリング状耐火物板、及び環状炉の炉体
   耐火物を連通させることを特徴とする耐火物侵食試験装
   置の組立方法。
2. 【請求項２】 円筒状に形成した耐火物試料を、該試料
   の両端を支える一対のリング状耐火物板のうちの一方を
   介在させて環状炉の炉体を構成する耐火物と連通させた
   構造を有し、その各耐火物を包んでいる鉄皮が、炉体を
   構成する耐火物側の円筒状鉄皮（以下「炉体鉄皮」と称
   する）と、耐火物試料側の円筒状鉄皮（以下「耐火物内
   張鉄皮」と称する）とから成っていて、これらの鉄皮を
   横に倒した状態で回転駆動装置により回転を付与しなが
   ら、前記耐火物試料内に投入された侵食剤を高温雰囲気
   下で溶解させて耐火物を侵食させ、耐火物の侵食試験を
   行なうようにした耐火物侵食試験装置において、耐火物
   内張鉄皮を、炉体側のリング状耐火物板を収納する中間
   の鉄皮と、耐火物試料及び炉体と逆側のリング状耐火物
   板とを収納する鉄皮とに分割したことを特徴とする耐火
   物侵食試験装置。