JPS5812226B2 - 熱間吹付補修用耐火物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱間吹付補修用耐火物に関するものであって、
熱間で特に水を添加しないで吹付けできる全く新規で耐
用性の高い熱間吹付補修用耐火物（以下・吹付材”とい
う）を提供しようとするものである。

軟鋼製鋼法における熱間吹付補修技術に特に使用される
吹付材は、従来一般にマグネシア質の耐火骨材に、バイ
ンダーとしてリン酸塩あるいは珪酸塩などを適宜添加し
たものであって、主として乾式吹付法によって吹付けて
いたが、近年製鋼法の進歩にともなって、マグドロ質か
らさらにいわゆるカーボンボンドの吹付材が常用される
に至っている。

すなわち、近来スラグコントロール法（精錬工程におい
て、転炉に軽焼ドロマイトなどを投入し、スラグの塩基
度を調節し、良質の鋼を製造すると共に、内張耐火物の
延命を企図する技術）の出現によって、マグドロ質の吹
付材が大量に使用されているが、その耐用性は２〜３チ
ャージで極めて低い。

これに対して、最近、附着率および耐用性の向上を目的
として、（イ）あらかじめ造粒した耐火粒を配合した吹
付材、（口）ピッチを配合したカーボンボンドの吹付材
、ならびに（ハ）省資源上の観点から使用後レンガの再
生粉あるいは粒を活用した吹付材などが開発されつ＼あ
るが、末だ十分な成果をあげるに至っていないのが現状
である。

すなわち、上記の（イ）および（一）については、特開
昭５１−３０２１４号公報にドロマイトレンガ屑の破砕
物にボルトランドセメントと硬化剤を添加し、１〜１０
ｍｍに造粒したものを粗粒として６０〜７０重量係添加
し、リバウンドロスをなくし、耐用性を高めた熱間吹付
補修材が記載されているが、該破砕物の使用比率がさし
て多くないので、膨大なレンガ屑の処理には不適当であ
る。

また（口）については、特公昭４２−２７０４９号公報
に本質上、非酸性耐火性粒子と、２％ないし１２係の少
くとも２００二Ｆ（約９３，３℃）以上の軟化点を有し
かつ実質上全量が４メッシュ篩を通過し、実質的全量が
１００メッシュ篩上に保持される粒径を有する固体ピッ
チ粒子と、０、０５％ないし４チの可ン剤と、０．５％
ないし５係の水可溶性冷時硬化性結合成分（ｃｏｌｄ
ｓｅｔｔｉｎｇ ｂｏｎｄｉＩ１ｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎ
ｔ）とからなることを特徴とする高温度炉のライニング
に用いられかつ熱壁上に噴射するのに適する耐火組成物
（主として吹付材）があるが固体ピッチが比較的微小な
ため、炉壁に付着した吹付物中のピッチが炉熱によって
極めて短時間の内に溶解するので、吹付材が焼結前に流
失してしまい本来の役目を果さないなどの欠点がある。

従来の吹付材には上記のものを然りであるが、一般にリ
ン酸ソーダあるいは珪酸ソーダなどの熱硬化性のバイン
ダーが約３〜５重量係添加されており、乾式吹付法によ
る場合、ガンニングパイプの先端のノズル部で１５〜２
０重量係の多量の水を添加して吹付け補修を行っていた
。

しかしながら、炉内温度、吹付厚さなどによって吹付中
に添加水分を微少に調整する必要があるために、吹付作
業が煩雑となり、熟練を要する上に、附着率および耐用
性も低いなどの欠点があった。

すなわち、従来の吹付材には添加水分として、付着およ
び焼結に必要な水以外にガンニングパイプを冷却、保護
するための水、補修個所以外の炉内に噴霧状に放出され
る水などが合計された量がノズル部で添加されていたた
め、その総量は、吹付材に対して乾式俸の場合１０〜２
０重量係、湿式法の場合には、２９〜２５重量係にも達
していた。

したがって、これらの余分の水、特に補修箇所以外に噴
霧所に放散される水によって、転炉の内張耐火物が熱的
なスポーリングを起して損傷したりあるいは炉温か低下
し過ぎて、つぎの操業に支障をきたす場合などある。

一方、添加する水分が少いと、付着率が低下すると共に
、ノズル部およびガンニングパイプの冷却が不十分とな
るため、吹付材が内部で硬化して閉塞したり、あるいは
、ガニングバイブが加熱変形し、場合によっては、ノズ
ル部が溶けてしまって、吹付作業が不能となるトラブル
が発生し易いまた、前述した固形ピッチ粒を含有する吹
付材を吹付ける場合、添加水分が少ないと、ガンニング
パイプ内を通過中に着火温度近くまで加熱せられるので
、ノズル部から炉内へ噴出されやいなや着火し、黒炎を
発生するので、作業環境が著しく悪化する。

本発明者らは上記した問題点を解決するためにタールあ
るいはピッチを含有するカーボン質の熱間補修材が、特
に転炉炉腹部の熱間補修に広く用いられ、効果をあげて
いる点に着眼し、種々研究を重ねた結果本発明を完成す
るに至ったのである，本発明の要旨は耐火骨材に、軟化
点１２０℃以上のピッチと耐火材料とを混合造粒したペ
レットと、耐火骨材十ペレット＋含水物質の合計重量当
り５〜２５重量係の含水性物質と、珪酸塩、リン酸塩お
よび熱硬化性樹脂の中から選ばれた急硬化性のバインダ
ーとを配合してなることを特徴とする熱間吹付補修用耐
火物である。

本発明の熱間吹付補修用耐火物は、乾式吹付法の場合、
従来ノズル部で添加されていた１５〜２０重量チの水の
うち、補修部以外に噴出されていた無駄な添加水を除い
た、極めて少ない３〜１５重量係の水を、あらかじめ見
掛上固体の状態で、含水性物質として配合したまったく
新規なカクーポンボンドの吹付材である。

すなわち、本発明の吹付材は、たとえば後に示す第１表
に示す如く、一般のマグネシア質の粗粒（３．３〜０．
７ｍｍ）５０重量係および微粉（０．３ｍｍ以下）３５
重量係からなる耐火骨材に、溶融した軟化点が１２５℃
の高軟化のピッチと耐火材料として一般のマグネシア質
の微粉（０．０７ｍｓ）を等重量均等に混合し、周知の
皿型造粒装置で造粒した、粒径３ｍｍのペレットを１０
重量係、さらに含水性物質として含水率が５１．１重量
係の硫マグ３重量係ならびにあらかじめ水を含浸させた
周知の活性炭（含水量９０重量係）２重量宏および補修
箇所に所要の厚さ付着させるために、急硬化性のバイン
ダーとして、燐酸ソーダ５．６重量係（外掛）および粉
末状の３号珪酸ソーダ−１．４重量係（外掛）を、周知
の混線手段によって均等に配合した、とくに、乾式吹付
法に適した吹付材である。

本発明に使用される耐火骨材としては、前記の外に、ド
ロマイト質、クロム質、あるいは粘土質原料、または、
同材質の使用後レンガ屑を、周知一の手段で５〜０．０
７ｍｍ程度に粉砕し、必要に応じて、粗粒、微粉などに
篩分したものが使用されるが、その占める割合は、吹付
材全体の４０〜８５重量係がのぞましい。

なぜならば４０重量係未満では、補修箇所に付着した吹
付材の耐用性が低く、８５重量饅以上では、付着率が４
５〜５０％にまで低下し、極度にリバウンドロスが多く
なるからである。

なお、使用される耐火骨材としては、その全量を使用後
レンガ屑を再生した微粉（粒）で代替することができる
。

また、ベレットは、一般に吹付材に常用されている、マ
グネシア質、ドロマイト質、クロム質あるいは、粘土質
などの原料をほぼ粒径Ｉｍｍ以下に粉砕した微粉（粒）
状の耐火材料を、１種または必要に応じて２種以上選び
、これをあらかじめ溶融した、軟化点が１２０℃以上の
周知のピッチに２０〜７０重量係均等に混合したのち、
水中に落下せしめたり、あるいは、周知の皿型造粒装置
で粒径１〜５Ｍに造粒したものである。

軟化点が１２０℃未満では、吹付材が高温の炉壁に吹付
けられた際、ペレットが炉熱によって短時間で溶解しや
すい。

また、とくに炉壁が垂直な場合などには、吹付材が焼結
する以前に流失してしまうので前記のごとく規定した。

さらに、耐火材料の混入割合は、２０重量係未満ではペ
レットの比重が軽くなるので、吹付材がガンニングパイ
プから噴出された際に、付着に必要な速度が得られず、
リバウンドロスが多くなるとともに、ピッチ量が多くな
りすぎて焼結前に流失してしまうのである。

一方、７０重量係以上では、含有されるピッチ量が少な
く、焼結あるいは、スラグの侵透を抑制するに必要な炭
素量が得られないので、前記の範囲がのぞましい。

なお、この場合も、前記の耐火骨材と同様侵入する耐火
材料の一部または全部を使用後レンガ屑の再生粉（粒）
で代替させることができる。

また、該ペレットの粒径は１ｍｍ未満では、前述の耐火
骨材と均等に混合されにくく、かつ、ノズル部から高温
の炉内へ噴出されたとたんに着火、燃焼してしまい、吹
付材としての働きを全くなさない場合がある。

一方、５ｍｍ以上では補修個所へ付着した吹付材の組織
中にべレソトがある間隔をおいて点在する程度り状態で
あるので、炉熱によってピッチが溶融しても、付着した
吹付材全体に均等に浸透せず耐用性が低下するので、前
記のごとく、ペレットの粒径は１〜５ｍｍの範囲がのぞ
ましい。

さらに、該ペレットの本発明製品に対する配合割合は、
１０重量係未満では付着した吹付材の焼結後の強度が低
く、耐用性がほとんどない。

一方、４０重量係以上では焼結前に溶融したピッチが流
失してしまい無駄になるばかりか、流失したピッチに着
火して黒煙を発生し、作業環境が悪化する。

故に、ペレットの配合、割合は１０〜４０重量係がのぞ
ましい。

次に、本発明製品に配合される含水性物質とは結晶構造
中、あるいは固体物質中に存在する微細な空隙（気孔）
などに、結晶水あるいは吸着水として水分を３０重量係
以上含有し、かつ、２００乃至３００℃程度に加熱され
ると急激に水分を放出するものであり、たとえば、硼砂
〔Ｎ＆２Ｂ２０ｔ−５Ｈ２０（含水率３３．４重量％）
、またはＮａ２Ｂ２０７・１０Ｈ２０（含水率５０．１
重量％）〕、硫マグ（ＭｇＳＯ，・７Ｈ２０（含水率５
１．１重量係）〕、水バン土〔Ａｌ２０３・３Ｈ２０（
含水率３４．６重量％）〕など、ならびに、活性炭、コ
ークスなどの多孔性物質に、３０重量係以上の水を含浸
せしめたものの中から、必要に応じて１種または２種以
上を任意に選んで配合することができる。

含水率が３０重量係未満では、後述する冷却および焼結
効果が不十分である。

また配合比率は５重量係未満では同様に冷却が不十分で
あり、一方２５重量係以上では、内張耐火物が冷却され
すぎて吹付材の付着率が低下したり、余分の水分によっ
て内張がスポーリングをおこすので、前記のごとく規定
した。

含水性物質を配合する目的は、吹付時ガンニングパイプ
を内側から冷却し、炉熱による変形、損傷を防止するた
め、吹付材中のペレットを冷却し、着火を防止するため
、および吹付材を硬化、焼結させるためなどである。

したがって、ガンニングパイプ内を通過時、あるいは、
補修個所に付着したら比較的低温（２００〜３００℃）
で極めて短時間内に結晶水、あるいは、吸着水を脱水あ
るいは放出する必要がある。

上記の条件を満足させるものとして、前記のごとき物質
があげられるが、硫マグ（硫酸マグネシウム）、および
硼砂が一般的に用いられる。

なかでも、硫マグは、常温では粉末状の固体であるが、
加熱されると、脱水現象をおこし２００℃あたりから急
激に結晶水が脱水して無水のＭｇＳＯ，に変っていき、
ついには、その放出された水分に溶解して完全に液体に
なってしまうので、本発明に最も適したものである。

硼砂は、含水率が硫マグにくらべて若干低いうえに、７
０℃程度に加熱されると脱水しはじめるので、これを配
合した吹付材は、硫マグを配合した吹付材より、かなり
低い温度の雰囲気で使用した方がよい。

なお、その他に、たとえが水滑石Ｍｇ（ＯＨ）２〔含水
率３０．９重量係〕のごとく、３０重量係以上の水分を
結晶水として含んでいても、４００℃以上に加熱されな
いと、脱水しない含水性物質は本発明の吹付材には不適
当である。

また、必要に応じては活性炭あるいは、多孔性で低融性
のセラミックスの微細な気孔中に一般の加圧あるいは減
圧手段によって、水（飲料水あるいは工業用水）を含浸
せしめた含水性物質を、合せて、あるいは単独で配合し
てもよい。

微細な気孔中に浸入した水は、とくに外力、たとえば、
振動あるいは遠心力などを加えないかぎり、短期間に外
側へしみ出すことがないので、添加されているバインダ
ーと反応し、貯蔵中、あるいは、吹付準備中に吹付材が
硬化するようなことはない。

よって、従来、吹付材には必ず１５〜２５重量係の水が
添加されていたが、本発明品を吹付ける場合は、とくに
ノズル部あるいはその他から、水を添加することなく、
周知の吹付装置を用いて、高＠（１３００〜１４００℃
）の転炉の補修部分に、圧搾空気で吹付けるだけでよい
。

すると、添加されている該含水性物質中の水（含まれる
水、結晶水）が、気孔内部から急激に外表面に噴出して
、補修部分の温度を付着に最適の温度（１１００〜１２
００℃）に冷却するので、吹付材の付着率が向上すると
ともに、該水がすみやかに吹付材中のバインダーと反応
し、さらに、炉熱によって急硬化し、焼結するので、一
層強固なカーボン質の焼結層が形成され、内張耐火物が
保護される。

もちろん、吹付材がガンニングパイプ中を通過中は、添
加された含水性物質によって、該パイプが内面から冷却
され、損傷あるいは曲がり等が完全に防止されるうえに
、ピッチを含有するペレットも冷却されるので、パイプ
中で溶解してつまったり、あるいは、パイプの先端から
炉内へ噴出された直後に着火、発煙するようなことは全
くない。

なお、急硬化性のバインダーとしては、水および熱によ
って急速に、一般には数秒程度で完全に硬化する、珪酸
塩、リン酸塩、および、熱硬化性樹脂の中から適宜、１
種あるいは２種以上選んで外掛で１５重量係以下程度添
加すればよい。

以上詳記したごとく、本発明の吹付材は、特に吹付時、
改めて水を添加する必要がなく、周知の乾式吹付機で簡
便に吹付けできるうえ、耐用性が従来の約２倍も高い、
全く新規なカーボン質の吹付材であって、とくに製鉄業
において極めて有用なものであるとともに、使用後レン
ガ屑を粉砕した再生原料を多量に配合できるので、廃棄
物処理および省資源にも役立つものである。

なお、本発明の吹付材は、転炉の他に、ＡＯＤ炉、電気
炉、およびＤＨ脱ガス容器など、極めて広範囲に適用で
きる。

次に本発明の実施例を第１表に詳述する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐人骨材に、軟化点１２０℃以上のピッチと耐火材
   料とを混合造粒したペレットと、耐火骨材＋ペレット＋
   含水物質の合計重量当り５〜２５重量チの含水物質と、
   リン酸塩、珪酸塩及び熱硬化性樹脂の中から選んだ１種
   または２種以上の急硬性バインダーとを配合してなるこ
   とを特徴とする熱間吹付補修用耐火物。