JPS6215507B2

JPS6215507B2 -

Info

Publication number: JPS6215507B2
Application number: JP54038230A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nishikawa; Hitoshi Ooe; Hirokuni Takahashi; Fukuji Oota
Original assignee: Kyushu Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1979-03-29
Filing date: 1979-03-29
Publication date: 1987-04-08
Also published as: JPS55130868A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明はカーボン含有造粒物を用いる吹付用耐
火物に関するものである。＜従来の技術及びその問題点＞製鋼炉の内壁は溶鋼の高熱による溶損、スラグ
による化学的侵食、溶鋼又はスクラツプの激突に
よる機械的摩耗作用などによつて局部的に損傷を
受けた部分を、操業を中止することなく短時間で
補修を行ない、炉寿命を延長させる方法として、
吹付用耐火物をガンを用いて水と混和した状態で
吹付けて補修する方法が採られている。このよう
な吹付用耐火物は炉内張用の成形耐火物と同様に
耐用性が要求されるのはもちろんのことである
が、吹付用耐火物としての特殊な性状が要求され
る。すなわち、吹付用耐火物は炉壁に吹付けた際
に確実に付着し、はね返りや流下などによる損失
が少なく、しかも吹付時の組成物が迅速に固化
し、自己保持状態を保つ（接着性）ことが要求さ
れる。上記特性を付与するために結合剤としてリン酸
塩あるいはリン酸塩とカルシウム化合物を添加し
たものが使用されているが、炉壁に吹付けた付着
体は吹付用耐火物特有の多孔質、低強度、体積不
安定性などにより、化学的侵食、摩耗、チギレ、
剥離などが生じている。上記技術を改良したものとして、特公昭42−
27049号がある。この発明は非酸化性粒子、低軟
化点の硬ピツチ粒子、可塑剤、硬化性結合成分か
らなる吹付用耐火物である。この吹付用耐火物の
硬ピツチ粒子は４〜100メツシユに限定すること
によつて、吹付時の煙霧の発生を最小限にしたも
のである。しかし、非酸化性粒子と硬ピツチ粒子
は単に混合された状態でしか存在せず、両者間の
比重差によつて吹付時に分離するので好ましくな
い。また、特開昭52−127413号は耐火材に硬ピツチ
をまぶしたものと硬ピツチのみを造粒してなる造
粒ピツチを数％添加混合して用いる補修方法であ
り、特開昭54−10207号は耐火材に硬ピツチをま
ぶしたもののみを用いる補修方法である。これら
２件の発明は焼付材として用いてなる補修方法で
あつて、前者は発煙が多く、両者共に硬化時間を
30分程度要する。このような長い硬化時間では本
発明の吹付用耐火物としては適当でない。先に述べた特公昭42−27049号の発明は硬ピツ
チそのものを粉砕して粒度調整したものを用いる
だけであり、特開昭52−127413号、同54−10207
号の発明においても耐火材に硬ピツチをまぶした
ものを用いるのみであつて、これらを吹付用耐火
物として吹付けた付着体は強固なカーボンボンド
が得られず好ましくない。更に、特開昭53−104614号は鋳込用耐火物であ
つて、耐火材、炭素材及び結合材からなる造粒骨
材を用い、結合材としてピツチ及び炭素樹脂が使
用されているが、それらは硬ピツチやフエノール
樹脂であつて、いずれも低軟化点であり、この造
粒物を吹付用耐火物に用いても発煙、発炎が激し
く、吹付付着体は短時間で溶融、燃焼して軟化あ
るいは落下するので好ましくない。＜問題点を解決するための手段＞本発明者等は吹付用耐火物の吹付付着体のスラ
グ侵入抑制、高強度、体積安定性にカーボン含有
造粒物が寄与することに着目し、種々研究を重ね
た結果、耐火材、炭素材、高軟化点ピツチ、低軟
化点ピツチの混合組成からなるカーボン含有造粒
物と耐火材及び結合材を混合してなることを特徴
とする吹付用耐火物を完成させたものである。カーボン含有造粒物に用いる耐火材はマグネシ
ア系、マグネシア−クロム系、クロム−マグネシ
ア系、マグネシア−ドロマイト系、ドロマイト
系、石灰系、フオルステライト系、アルミナ系、
アルミナ−シリカ系、シリカ系、ジルコン系など
の原料、スラグ、ミルスケールなどである。炭素材としては天然黒鉛、人造黒鉛、電極屑、
石油コークス、鋳物コークス、カーボンブラツ
ク、ピツチコークスなどである。高軟化点ピツチとしては樹脂状ピツチであつ
て、ベンゾール不溶解分30％以上であることが必
要で、好ましくは45％以上である。最適な性状の
樹脂状ピツチは任意の炭化水素、例えば原油、ナ
フサ、アスフアルトなどを700〜2300℃、好まし
くは900〜1600℃で極く短時間の熱処理を行つて
生成したタール状物質を更に250〜550℃で熱処理
することによつて得られるピツチ、あるいは上記
の炭化水素を500〜1200℃、好ましくは600〜1000
℃で極く短時間の熱処理を行つて得られたピツチ
で、極めて芳香性の強いものが有用である。この
ようにして得られた樹脂状ピツチは高軟化点、例
えば210℃の微粉状であつて、混合時の粘度が低
く均一な混合体が得られる。低軟化点ピツチとしては硬ピツチ例えば120
℃、中ピツチ例えば80℃であつて、その中でも硬
ピツチが好適である。本発明の吹付用耐火物に用いる造粒物は、これ
ら耐火材、炭素材、高軟化点ピツチ及び低軟化点
ピツチの４種混合物からなるカーボン含有造粒物
であり、４種の原料配合における量的限定はしな
いが、好ましい配合組成は、耐火材 30〜90重量％炭素材５〜25重量％高軟化点ピツチ２〜40重量％低軟化点ピツチ５〜40重量％である。カーボン含有造粒物に用いる耐火材の添加量は
30〜90重量％が好ましく、30重量％以下及び90重
量％以上のように極端に片寄ると、他原料との関
連で耐食性に劣るようになる。高軟化点ピツチは炉熱によつて強固なカーボン
ボンドを形成させるので必要であり、添加量は２
〜40重量％が好ましく、２重量％以下では強固な
カーボンボンドは得られず、40重量％以上では多
孔質になつて好ましくない。低軟化点ピツチは、結合剤に例えばリン酸塩を
用いた場合は、リン酸ボンドの中にカーボンを拡
散させるものであつて、添加量は５〜40重量％が
好ましく、５重量％以下ではカーボンボンドの拡
散が少なく、強固なカーボンボンドを形成し難
い。40重量％以上ではカーボン含有造粒物の軟化
変形が大きく、かつ発煙が大となつて多孔質化す
る。炭素材は製鋼炉用耐火物のカーボン源として必
要で耐火物内へのスラグの侵入を防止して耐食性
を向上させる。この添加量は５〜25重量％が好ま
しく、５重量％以下では添加効果が乏しく耐食性
に劣り、25重量％以上では強度低下、多孔質にな
つて低比重になる。カーボン含有造粒物に酸化防止剤としてリン酸
塩、ケイ酸塩、フエノール樹脂などの熱硬化性樹
脂、シリコン、アルミニウムなどを添加すると更
に好適である。しかしながら、酸化防止剤の添加
量は２〜10重量％が好ましく、２重量％以下では
添加効果が乏しく、10重量％以上では多量になつ
て耐食性に劣るので添加量には注意を要する。以上のように成分調整したカーボン含有造粒物
の特性は、急激な軟化変形がなく、高軟化点を有し、か
つ軟化を徐々にしかも必要最小限にコントロー
ルする。揮発ガス量が少ない。使用中に強固なカーボンボンドを形成する。比重が大きくなつて噴射速度が耐火材に近づ
く結果均一な吹付付着体が得られる。カーボン源の耐酸化性を強化する。などである。カーボン含有造粒物の製造法は次の通りであ
る。前述の耐火材、炭素材、高軟化点ピツチ、低軟
化点ピツチを混合するに際して、先ず耐火材、炭
素材、高軟化点ピツチの３者を混合し、これに低
軟化点ピツチとその溶剤としての芳香族性タール
との混合物を添加し、高軟化点ピツチの軟化点以
下の温度で混練するのである。ここで溶剤として
用いる芳香族性タールは炭化水素の高温分解に際
して生成する軽質タール物質や石油系のピツチ並
びにタール油分などである。このようにすると、造粒物製造時に必要な成形
粉砕の工数が省け、高温に加熱してすべてが溶融
ピツチとなる場合のように大量の加熱に必要な熱
量が省け、常温混練が可能で高軟化点ピツチの軟
化点以下の低温であるため経時的硬化現象がみら
れず安定である。また、得られた造粒物中のピツチは従来のよう
に骨材とピツチとが個々に分離して混合した状態
でもなく、あるいは骨材の表面にのみピツチがま
ぶさつた状態でもなく、造粒物粒子の内部におい
て骨材と高低両軟化点ピツチが均一に混合された
状態となる。その結果、後述するように吹付用耐
火物とした場合、耐火材との混合性が良好で、大
粒子径の耐火材との混用が可能となる。例えば、
マグネシアクリンカーの場合２〜0.5mmのものが
使用でき耐火材との比重の差もあまり見られず、
したがつて吹付材に用いても相分離の心配がな
い。上述の製造法以外に次の製造法によつても製
造できる。粒度調整した耐火材、炭素材、高軟化点ピツチ
を混合して、この混合物に低軟化点粉体ピツチ又
は溶融低軟化点ピツチあるいは粉体低軟化点ピツ
チと芳香族性タールとの混合物を添加して混練
し、この混練物をペレタイザー押出機、打錠機な
どの造粒機で造粒又はこの混練物を圧縮成形して
乾燥後、あるいは乾燥せずに粉砕してカーボン含
有造粒物を得る方法である。造粒物あるいは成形
物を乾燥する場合は低軟化点ピツチの軟化点以下
の温度が好ましい。本発明の吹付用耐火物は上述のカーボン含有造
粒物に耐火材及び結合材を混合調整したものであ
る。吹付用耐火物の好適な成分割合は前記のカー
ボン含有造粒物10〜50重量％と耐火材50〜90重量
％と結合剤からなり、更に好ましくはカーボン含
有造粒物20〜40重量％と耐火材60〜80重量％と結
合剤２〜７重量％である。耐火材としては前記の
カーボン含有造粒物に用いた耐火材と同様であ
る。カーボン含有造粒物の含有量が上記範囲より
逸脱して、10重量％以下すなわち耐火材90重量％
以上では吹付用耐火物として用いた場合に吹付け
た付着体中の強固なカーボンボンドが得られず好
ましくない。また、カーボン含有造粒物50重量％
以上、すなわち耐火材50重量％以下では吹付時に
発煙が生じて好ましくない。結合剤は通常吹付用耐火物等に用いられるリン
酸塩、ケイ酸塩などであつて、その添加量は２〜
７重量％が好ましく、２重量％以下では添加効果
が乏しく、７重量％以上では多量になつて耐食性
に劣る。＜発明の作用及び効果＞以上詳述したようなカーボン含有造粒物を用い
た本発明の吹付用耐火物で炉壁に吹付けた付着体
の初期付着は、従来公知の結合剤例えばリン酸塩
の場合はそのリン酸塩の硬化現象によつて付着さ
せることは同様である。しかしながら、使用中の
結合はカーボン含有造粒物が大いに関与し、その
受熱によつて徐々にカーボンボンドをリン酸ボン
ドのネツトワーク内に形成し、リン酸ボンドの欠
点すなわち収縮、塑性変形をも低減させると共に
スラグの侵入を防止するという、著しい作用をす
るのである。したがつて、カーボン含有造粒物を用いた吹付
用耐火物は、従来の吹付用耐火物を吹付けた付着
体に比して、高強度、体積の安定が達成され、か
つスラグの侵入、塑性変形、収縮を最少限におさ
えることによつて化学的侵食、摩耗、チギレ、剥
離を防止して耐用性を向上させる効果がある。上記の吹付用耐火物は転炉、電気炉、出銑樋、
取鍋、取鍋精錬炉、脱ガス装置、混銑車、ランス
パイプ、高炉など各種の窯炉、溶銑溶鋼容器など
に使用できる。＜実施例＞次に実施例に基づいて本発明を具体的に説明す
る。実施例１〜４カーボン含有造粒物に使用する原料組成を表１
に示し、これらの原料の配合割合、物性値を表２
に示す。また、吹付用耐火物の配合割合、物性
値、スラグ侵食試験結果を表３に示す。

【表】樹脂状ピツチは重質油を750℃にて極く短時間
で熱処理して得られた低軟化点ピツチ（軟化点
210℃、ベンゾール不溶解分51％）である。硬ピ
ツチは軟化点120℃、固定炭素55％の低軟化点ピ
ツチである。製造例１は表２に示すマグネシアクリンカー、
天然黒鉛、樹脂状ピツチ及びリン酸ソーダに硬ピ
ツチと溶剤としてアントラセン油の120℃加熱混
合物を添加し、ニーダーで非加熱混練する。混練
中に溶剤によつて樹脂状ピツチが徐々に溶解され
て高粘性の粒状物となつてカーボン含有造粒物を
得た。製造例２は表２に示すマグネシアクリンカー、
天然黒鉛、樹脂状ピツチ及びリン酸ソーダに硬ピ
ツチとアントラセン油の混合物を添加してニーダ

【表】

【表】ーを用いて混合、常温混練した。この混練物をフ
リクシヨンプレスで圧縮成形して成形品を得た。
この成形品を120℃で２時間乾燥した後、クラツ
シヤーで粉砕することによりカーボン含有造粒物
を得た。製造例３は表２に示すマグネシアクリンカー、
天然黒鉛、樹脂状ピツチと粉体硬ピツチ、リン酸
ソーダの混合物を180℃で加熱造粒してカーボン
含有造粒物を得た。製造例４は製造例３と同様の混合物を250℃で
完成溶解させてカーボン含有造粒物を得た。製造例５は硬ピツチのみを粉砕したものであ
る。製造例６はマグネシアクリンカーと硬ピツチを
造粒して得た造粒物である。実施例１〜４は前述のカーボン含有造粒物（製
造例１〜４）を使用した。比較例１、２は前述の
造粒物（製造例５、６）を用い、比較例３は従来
のカーボンを含有してない吹付用耐火物である。物性値は吹付用耐火物に水分を15％添加し、混
練してスラリーとした。このスラリーを60mmφ、
長さ60mmのテストピースに1000℃で流込み30分保
持したものを試料として使用した。物性値において実施例１〜４は比較例１〜３に
比して高強度であつて、残存線膨張収縮率は収縮
が少なく吹付用耐火物として良好なものである。
スラグ試験は物性値と同様にして作成した試料で
転炉スラグ（SiO₂12％、Al₂O₃9％、Fe₂O₃28％、
CaO39％、MgO7％）を用いて1650℃で３時間試
験した。スラグ試験結果において実施例１〜４は比較例
１〜３に比して溶損量、スラグ浸入深さ共に少な
く、耐食性が向上している。実施例の吹付用耐火物を転炉の吹付補修に使用
したところ、従来の吹付用耐火物（比較例３）に
比して２〜３倍の耐用を示した。

Claims

【特許請求の範囲】

１耐火材、炭素材、高軟化点ピツチ、低軟化点
ピツチからなるカーボン含有造粒物に耐火材、結
合材を混合してなる吹付用耐火物。