JPH11240771A - 焼き付け補修材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、各種精錬炉や容器、特に内張りに
カーボン系耐火物を使用した炉の補修に使用される焼き
付け補修材において、母材との接着性に優れ、かつ焼き
付け時間の短い補修材を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、熱間でカーボン結合を形成す
る物質５〜４０重量％、残部が耐火材料からなる焼き付
け補修材１００重量部に対し、流動化剤０．５〜１０重
量部、Ｍｇ粉末またはＭｇを含有する合金粉末の１種ま
たは２種以上を０．５〜１０重量部の範囲で添加してな
ることを特徴とする焼き付け補修材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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焼き付け補修材に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】各種精錬炉や容器などの熱間補修方法と
しては吹き付け補修、流し込み補修、焼き付け補修など
が実施されている。吹き付けによる補修は多量の水と共
に使用されるため、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、水系の流し込み補修や非水系の
焼き付け補修は比較的緻密な施工体が形成される。しか
し、水系の流し込み補修材は施工後の焼き付け時間が短
いという長所を有しているが、輸送や保管中に粒分離が
起こりやすく、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、スポーリングなどの原因となる可能性がある。ま
た、タールやピッチなどを使用する非水系の焼き付け補
修材では耐用性は良好であることは知られているが、焼
き付け時間を長く必要とするという欠点がある。

【０００３】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ケイ酸塩を使用した粉末
状の焼き付け補修材が提案されている（特開平２−２６
８７４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
いう方法であり、補修効果の向上と省力化に成果を上げ
ている。

【０００４】また、取り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
非水系の焼き付け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
料の密充填には十分な流動が必要であり、そのためには
結晶水を含む化合物を多量に使用しなければならず、必
然的にリン酸やケイ酸などが補修材中に過剰に残存し、
耐火性の劣るものとなり耐用の低下が懸念される。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、投入後の焼き付け時間を長く要する
という非水系材料の欠点は解消されてなく、施工時間が
長くと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・カーボンれんがのようなカーボン系の耐火物を
使用したものが多く、これらの補修には母材との接着性
の点から見て、熱間でカーボン結合を形成するような材
料が望ましく、非水系の有機結合材を使用し、かつ焼き
付け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、施工後の焼き付け時間が短く、かつ、耐用の
良好な非水系の熱間焼き付け補修材を完成させたもので
ある。即ち、本発明は、熱間でカーボン結合を形成する
物質５〜４０重量％、残部が耐火材料からなる焼き付け
補修材１００重量％に対し、流動化剤０．５〜１０重量
部、Ｍｇ粉末またはＭｇを含有する合金粉末の１種また
は２種以上を０．５〜１０重量部の範囲で添加してなる
焼き付け補修材である。

【０００８】補修される各種精錬炉や容器などの炉壁面
は少なくとも６００℃以上の熱間であり、本発明の補修
材中の流動化剤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ーボン結合が形成される。流動化
剤が液化した時点でカーボン結合を形成する物質の粘性
を大幅に低下させるので、熱間での流動性に優れてお
り、耐火材料の高充填性とともに広い受熱面積が得られ
る。

【０００９】充填された施工体は、炉壁の保有熱により
加熱され焼き付けられるのであるが、本発明の補修材に
添加されたＭｇ粉末あるいはＭｇを含む合金粉末は施工
体内の雰囲気である一酸化炭素を還元し、大きな燃焼熱
を生じる。このため流動化剤により広い受熱面積を付与
された施工体は炉壁からの受熱に加え、施工体内部から
も発熱するため硬化時間が大幅に短縮されるものであ
る。Ｍｇによる施工体内部での発熱は通常の焼き付け補
修が行われる１０００℃付近の温度域においても十分発
現するため、焼き付け補修材の硬化時間の大幅な短縮効
果が得られるものである。

【００１０】また、本発明においてはＭｇ粉末あるいは
Ｍｇを含む合金粉末による一酸化炭素の還元反応により
炭素が再生されるため、高温における施工体中の炭素消
費が抑制され緻密な組織が保持される。さらに、それら
の金属粉末はカーボン結合を形成する物質との反応によ
り、炭化物を生成し、施工体の組織強度向上や酸化防止
にも寄与するため、補修材の高耐用性が得られるもので
ある。

【００１１】本発明の特徴である施工体内部からの発熱
は、耐火物に添加される一般的な金属粉末であるＡｌや
Ｓｉでも多少は得られるが、それらによる発熱はＭｇに
比べて小さく、また１２００℃以上の高温域に限られ、
１０００℃付近の温度域ではほとんど得られないため、
焼き付け補修材の硬化時間の短縮効果としては希薄なも
のである。ただし、Ａｌ、Ｓｉ等の添加は酸化防止、接
着性の向上に対しては有効なものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】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。例えば、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、炭化ケイ素、窒化ケイ
素などの非酸化物などの１種または２種以上である。

【００１３】次に、熱間でカー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粉
末状のピッチやフェノール樹脂類が使用できる。その使
用量は５〜４０重量％が好ましく、この量が５重量％未
満ではカーボン結合が十分に形成されず強度および接着
性に劣る施工体となり、４０重量％を越えると気孔率の
大きな施工体となりスラグに対する耐用が低下する。

【００１４】本発明に使用する流動化剤は、施工された
焼き付け補修材に広い受熱面積を付与するためのもので
あり、炉壁の保有熟により溶融、流動するものが使用で
きるが、焼き付け補修材の性能を損なわないことを考慮
すると、アセトアニリド類やラクタム類のような有機化
合物が好ましい。この流動化剤は取り扱い上、室温では
粉粒状であって３００℃以下の温度で溶融、流動するも
のが望ましい。この条件を満足するものとしては、アセ
トアニリド、アセト酢酸アニリド、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、ε−
カプロラクタム等があげられる。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、
アセト酢酸アニリド、ε−カプロラクタムが流動性など
の点で優れている。その使用量は熱間でカーボン結合を
形成する物質および耐火材料の合量１００重量部に対
し、０．５〜１０重量部の範囲で使用するのが好適で、
この量が０．５重量部未満では施工時の焼き付け補修材
の軟化、流動が不十分であり、逆に１０重量部を越える
ようになると施工体が多孔質となり耐食性が低下する。

【００１５】本発明ではＭｇ粉末またはＭｇを含有する
合金粉末の１種または２種以上を添加することが特徴で
ある。これらの金属あるいは合金粉末の使用量は、熱間
でカーボン結合を形成する物質および耐火材料の合量１
００重量部に対し、０．５〜１０重量部の範囲で使用す
る。この量が０．５重量部未満では施工体内部での発熱
効果が不十分であり、逆に１０重量部を越えるようにな
ると施工時の補修材の流動、充填に悪影響を及ぼす。本
発明においてはＭｇ粉末またはＭｇを含有する合金粉末
を適正量添加するものであるが、それ以外の金属粉末の
併用を排除するものではない。

【００１６】

【実施例】以下に本発明を実施例により説明する。実施
例１〜７（表１）は本発明による焼き付け補修材の例で
ある。比較例１〜７（表２）は同じく焼き付け補修材で
あるが、金属あるいは合金粉末を添加しないか、添加量
が本発明に規定する範囲外のもの、Ｍｇを含まない金属
のみを添加したものあるいは流動化剤を添加しないか、
添加量が本発明に規定する範囲外のものである。表１お
よび表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とした指数で表示した。また、各施工体の硬化
後の物性も測定した。

【００１７】Ｍｇ粉末あるいはＭｇを含む合金粉末およ
び流動化剤を本発明で規定する範囲で添加した実施例に
おいては比較例に比べて、試料の広がり面積比で表され
る流動性が良好であり、硬化時間の大幅な短縮が達成さ
れている。さらに、実施例は接着強さが向上しており、
実機に使用した場合の耐用の向上が期待できる。金属あ
るいは合金粉末および流動化剤の添加が本発明の規定の
範囲外のものは、流動性に劣ったりあるいは硬化時間短
縮効果が得られない結果であった。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【発明の効果】耐火材料、熱間でカーボン結合を形成す
る物質からなる焼き付け補修材に流動化剤およびＭｇ粉
末あるいはＭｇを含む合金粉末を添加すると、熱間での
流動性に優れ、かつ、硬化時間の大幅な短縮が可能とな
り、さらに母材との接着強さも向上する。本補修材は非
水系であるため、カーボン系の耐火物を使用した精錬炉
や容器の補修に最適である。しかも、粉末状であるため
輸送や保管が簡便であり、水を加えるような事前処理が
不要であり、短時間で補修が完了する耐用性に優れた熱
間焼き付け補修材が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿南 健二 岡山県邑久郡長船町福岡55番地の８ (72)発明者 松本 祐一 岡山県和気郡日生町日生85番地

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間でカーボン結合を形成する物質５〜
   ４０重量％、残部が耐火材料からなる焼き付け補修材１
   ００重量部に対し、流動化剤０．５〜１０重量部、Ｍｇ
   粉末またはＭｇを含有する合金粉末の１種または２種以
   上を０．５〜１０重量部の範囲で添加してなることを特
   徴とする焼き付け補修材。