JPS6220476B2

JPS6220476B2 -

Info

Publication number: JPS6220476B2
Application number: JP54072547A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nishikawa; Hirokuni Takahashi
Original assignee: Kyushu Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1979-06-09
Filing date: 1979-06-09
Publication date: 1987-05-07
Also published as: JPS55165482A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明は、各種製銑、製鋼炉の熱間補修方法に
関するものであり、さらに詳しくは、これら各種
炉の水平部分、水平にすることのできる部分、又
は、中子等を使用して補修材を溜めることのでき
る部分、例えば、転炉の装入壁、出鋼壁、出鋼
口、脱ガス装置、混銑車の受銑口等の部分的熱間
補修方法に関するものである。＜従来の技術とその問題点＞従来、転炉等の熱間補修は焼付けや吹付けによ
り主に行なわれており、焼付け補修は、局部的に
損耗され易い転炉の装入壁、出鋼壁、出鋼口に、
マグネシア等の塩基性耐火材にタール、ピツチを
主結合材として混合し、これを要補修箇所に投げ
つけて炉の灼熱効果により焼付ける方法が行なわ
れている。しかしながら、この焼付け材施工後、
焼付けのために30〜70分間の長時間高熱状態のま
ま放置する必要があり、これが転炉操業能率を低
下させる原因となつている。更にこれらの焼付け
材の施工方法は、要補修箇所に投げつけるか、鉄
製の長い棒状のものに載せて要補修箇所付近まで
挿入したりしており、その作業性及び効率が悪
く、無駄の多い不確実なものである。一方、吹付け補修は、転炉のスラグライン部、
トラニオン部等の焼付け補修の行ないにくい箇所
で主に行なわれている。この吹付け補修には、乾
式と湿式とがあるが、予備混練する湿式法の欠点
である、緊急吹付けに不向、経時変化を起こし易
いこと、急結性バインダーが使用できないこと、
スラリータンク内で粒分離すること等を改善した
乾式吹付け方法が、近年では主流となつている。
しかし、乾式吹付け材は、上記湿式法の欠点は改
良されるが、速硬性のため、水分の蒸発により一
旦炉壁に付着した吹付け材が剥離したり、剥離し
ないまでも粗充填のまま硬化して気孔率の高い充
填の悪い施工体となり、しかも、吹付け施工上、
炉壁への付着を向上させるため（リバウンド・ロ
スを少なくする目的のため）組粒域の少ない配合
とせざるを得ず、施工体の耐食性において十分満
足のゆくものではなかつたのである。すなわち、
焼付け補修は確実に施工されると緻密な層となつ
て耐用が上るが作業性に難点があり、吹付補修は
作業性良好であるが、十分な耐用が得られない欠
点がある。＜問題の解決手段＞本発明は、以上のような欠点を解決して良好な
作業性と十分な耐用を得る製銑、製鋼炉の熱間補
修方法について検討を加えた結果得られたもの
で、各種炉の水平部分、水平にすることのできる
部分、又は中子等を使用により補修材を溜めるこ
とのできる場合は、補修材を炉壁に対して瞬時に
付着硬化させる必要がなく、むしろ補修材に十分
な流動性をもたせて熱により沸騰させて除々に硬
化させ、かつ、カーボン・ボンドを形成させるこ
とにより緻密で耐食性良好な施工体となることを
見出し、本発明をなすに至つたのである。その要件とするところは、耐火材30〜90重量
％、炭素源物質70〜10重量％からなるカーボン含
有造粒物を主材とする熱間補修材を要補修箇所で
スラリー状態とし、このスラリー状態物を炉熱及
び加熱により沸騰状態にし、この沸騰する力によ
つて耐火材を十分に充填させて後にこれを硬化さ
せることにあり、その結果カーボン含有造粒物中
の炭素源物質の一部が軟化しこの硬化した施工体
の気孔を埋め、カーボン・ボンドを形成させるこ
とが特徴であるカーボン含有造粒物を主材とする
不定形耐火材を用いた新規な製銑、製鋼炉の熱間
補修方法である。本発明の熱間補修方法に使用するカーボン含有
造粒物は、耐火材30〜90重量％、炭素源物質70〜
10重量％からなるものであり、好ましくは、耐火
材40〜80重量％、炭素源物質60〜20重量％であ
る。これは、耐火材が30重量％より少なく、かつ
炭素源物質が70重量％より多くなると、耐食性が
劣ることとなつて不都合であり、耐火材が90重量
％より多くなり、かつ炭素源物質が10重量％より
少ないと、施工体中に強固なカーボン・ボンドが
形成できにくくなり、耐スラグ浸入性が劣つたも
のとなつてこれまた不都合である。したがつて、
上記組成比内で使用しなければならない。カーボン含有造粒物に使用できる耐火材は従来
公知の無機耐火材であり、補修箇所によつてその
使用耐火材を決定すればよい。例えば、マグネシ
ア系、マグネシアクロム系、ドロマイト系、フオ
ルステライト系等の塩基性耐火材、アルミナ系、
クロム系、アルミナクロム系、ジルコン系、炭化
ケイ素系等の中性耐火材、あるいはシリカ系、シ
ヤモツト系等の酸性耐火材などから選択する。ま
た、これら耐火材にスラグ、ミルスケール等を添
加使用することもできる。カーボン含有造粒物に使用できる炭素源物質
は、熱間補修時にその炭素源物質の少なくとも一
部が軟化し、その後カーボン・ボンドを形成する
ものであればよく、樹脂状ピツチ、フエノール樹
脂、フラン樹脂等熱処理によつて強固なカーボ
ン・ボンドを形成することのできる樹脂（以下単
に炭素樹脂という）、ピツチ、タール、アスフア
ルト等の少なくとも１種である。そして、これら
に加え更に天然黒鉛、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
ツチコークスなどの炭素材を添加使用することも
できる。上記の炭素源物質の使用材料は特に限定される
ものではなきが、炭素樹脂の少なくとも１種、ピ
ツチ及び炭素材の３者を混合使用するのが好まし
く、特に炭素樹脂には樹脂状にピツチを用いるの
が好ましい。この樹脂状ピツチはベンゾール不溶
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な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
処理を行なつて得られたピツチで、極めて芳香族
性の強いものが有効である。このようにして得ら
れた樹脂状ピツチは微粉状であつて、混合時の粘
度が低く均一な混合体が得られる。これら炭素源物質の配合量は特に限定するもの
ではないが、好ましい配合割合は、耐火材 30〜90重量％炭素材５〜25重量％炭素樹脂２〜20重量％ピツチ５〜40重量％である。更に好ましい配合を示せば、耐火材 40〜80重量％炭素材５〜15重量％炭素樹脂３〜18重量％ピツチ５〜30重量％である。本発明に使用する熱間補修材は上述のカーボン
含有造粒物を主材とするものであるが、カーボン
含有造粒物の使用割合は全補修材料の10〜70重量
％であり、好ましくは10〜60重量％であり、更に
好ましくは20〜60重量％である。カーボン含有造
粒物の使用割合が上記範囲を逸脱して10重量％よ
り少ないと、得られた熱間補修材を施工した場合
の施工体中に強固なカーボン・ボンドが得られず
耐スラグ侵入性の劣つたものとなつて好ましくな
い。また、70重量％より多いと施工時に発煙して
好ましくない。このカーボン含有造粒物の使用粒
径は、0.5mm以上の粒径のものを使用するのが好
ましく、更に好ましくは1.0mm以上の粒径のもの
である。これは、0.5mmより細かい粒径のカーボ
ン含有造粒物を用いると施工体中にカーボン・ボ
ンドは形成され易くなるが、耐食性が劣る結果と
なつて好ましくない。これらカーボン含有造粒物と組合せて使用する
耐火材は、カーボン含有造粒物に使用する耐火材
を考慮して選択すればよく、特に限定されるもの
ではない。本発明の熱間補修材に使用する結合材は、添加
水分量を20〜40％とした補修材が、室温（25℃）
において10分間以上で、かつ、熱間施工時におい
て１〜５分間で硬化するように、使用する耐火材
の種類及び粒度構成並びにカーボン含有造粒物の
使用量に応じて、適当に結合剤を選択し調製す
る。これは、室温において10分間以上で硬化する
ように、かつ、熱間施工時に１分間以上で硬化す
るように補修材を調製することにより、施工時に
スラリー状態の補修材が十分な流動性を持ち、沸
騰状態を維持して、耐火材を十分に充填させた耐
食性の優れた施工体とするためである。また、熱
間での硬化時間の上限は、５分間より長くなると
炉操業上好ましくないが、施工時に使用する補修
材の量によつて多少変化するため、一応の目安と
したものである。使用する結合剤の具体例は上記の条件を満足す
るものであればよく、公知の各種リン酸塩、ケイ
酸塩等の無機系結合剤、CMC、MC、PVA、
PVAC、デキストリン、精密、アルギン酸、パル
プ廃液等の有機系結合剤、各種ライム源等であ
り、これから適当なものを選択して調製して使用
すればよい。以上のように調製した補修材を十分に混合し
て、各種炉の要補修箇所の凹部に水と共に投入す
る。この添加水分量は、施工時に補修材がスラリ
ー状態となり、このスラリー状態物の沸騰状態を
１分以上維持できるように添加すればよいが、添
加量が多すぎると施工体の硬化時間が長くなり炉
操業上好ましくないので、補修材に対して20〜40
％とするのが良好である。この補修材の投入方法は、使用する補修材の最
大粒径及び補修箇所に応じて決定すればよく、従
来公知の吹付け装置、鋳込み装置、投げ込み、シ
ユート等の方法を用いれば良いが、施工の作業性
及び確実性を考慮すると、吹付け装置を用いるの
が好ましい。＜構成及び作用＞以下に本発明の熱間補修方法を、吹付け装置を
用いた場合で説明する。まず、十分に混合した補修材を、水分を多目
（補修材に対して約30％）にして、炉の要補修箇
所に熱間キヤステイングし、炉壁の灼熱によつて
スラリー状態とした施工体を沸騰させ、これと同
時に炉壁を冷却して補修材を付着しやすくする。
この時、補修材中の微粉分が炉壁の細かい凹部の
奥まで侵入し、他の粒径の補修材が付着しやすい
下地を作つているものと考えられる。次いで、吹付け作業終了時点で施工体表面でゆ
るやかな（小さな）沸騰現象が点在する状態とな
るように補修材の水分調整した後、施工体の硬化
を完了させる。すなわち、この現象は、多量の水
分と共に補修材を熱間キヤステイングすることに
よつて、また、不定形耐火材の降伏値を低くして
あるために、この補修材が降伏あるいは硬化しよ
うとする力よりも水分の揮発による大きな剪断力
が補修材に働く。そして、この高剪断速度場（大
きな剪断力が働いている場）では、補修材の流動
単位も小さくなり補修材が一定時間粘性的に振舞
え、従つて要補修箇所の隅々まで補修材が容易に
侵入し、補修材が炉壁に付着しやすくなる。更
に、施工体の炉壁面付近では、補修材が炉壁温度
に近い温度になり、この付近での水分量が少なく
なつて、水分の揮発による剪断力が小さくなる。
この低剪断速度場では補修材の凝集構造が密状態
に改善されながら流動単位も大きくなつて、補修
材が最密充填に近い状態で充填される。また更
に、カーボン含有造粒物中の炭素源物質の少なく
とも一部が炉熱により軟化し、施工体の気孔を埋
め最終的にカーボン含有造粒物中の炭素源物質と
一体化した強固なカーボン・ボンドを形成すると
考えられる。このような現象が、炉壁付近から次
第に補修材全体に起こるようになり、密度の高い
施工体ができると考えられる。＜発明の効果＞以上の本発明の補修方法で施工することによつ
て、従来の吹付け材や焼付け材に比べて、付着性
及び耐食性の良い、はねかえりによる損失がほと
んどなく施工前の粒度構成そのままの施工体が無
駄なくでき、強固なカーボン・ボンドが形成され
たものとなり、耐食性が施工技術の良否に影響さ
れず常に良好となり、しかも作業性の優れたもの
となつている。＜実施例＞以下に本発明の実施例を示す。表―１に示した配合割合のマグネシア・クリン
カーとカーボン含有造粒物（表―２に配合割合を
示したもの）とに30％の水を添加したとき、室温
（25℃）においてスラリーがおよそ120〜150分で
硬化するように、結合剤としてヘキサメタリン酸
ソーダとテトラポリリン酸ソーダの添加量を調製
したものを、予め耐火れんがで枠組みし、1200℃
の温度に保持したガス炉内に投入した。この後、
1200℃の温度でこれらのスラリーを沸騰させて硬
化させ、得られた硬化物を冷却後に取り出し、表
―１に示すような試験結果を得た。但し、硬化時間は、スラリーに75gの円錐状の
重錐が10mm以上は侵入しなくなる迄の時間とし
た。

【表】

〔造粒物の製造方法〕

造粒物Ａ：マグネシア、黒鉛、樹脂状にピツチ、リン酸塩を混合し、中ピツチ、アントラセン油の120℃溶解物を加えて混練し、造粒物を得る。造粒物Ｂ：各原料を混合し、180℃で加熱造粒する。以上の結果、表―１からも明らかなように、本
発明の補修方法により、熱間強度及び耐スラグ侵
入性の優れた施工体となつている。

Claims

【特許請求の範囲】

１耐火材30〜90重量％、炭素源物質70〜10重量
％からなるカーボン含有造粒物を主材とする熱間
補修材を炉内の要補修箇所でスラリー状態とし、
このスラリー状態物を沸騰させ、硬化させること
を特徴とする製銑、製鋼炉の熱間補修方法。