JPS624355B2

JPS624355B2 -

Info

Publication number: JPS624355B2
Application number: JP54102616A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kawase; Kazukuni Kuramoto
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1979-08-11
Filing date: 1979-08-11
Publication date: 1987-01-29
Also published as: JPS5626777A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、気体吹付け用耐火物に係わり、詳し
くは冶金、鋳造、製鋼用炉等の工業用各種窯炉に
熱間で水を用いることなく空気、不活性ガス等の
気体吹付けにより耐火物層を設ける気体吹付け用
耐火物に関する。〔従来の技術〕吹付け、流し込等の手段により、耐火材を塗布
して各種窯炉の補修を熱間で行うことが知られて
いる。この補修方法は、水の添加時期に基づき乾式法
及び湿式法等に分類されている。しかし、いずれ
の方法において使用される耐火材も、以下に述べ
る付着過程を踏み使用されるものである。すなわち、これらの耐火材の熱間における付着
は、通常の吹付けにおいて吹付け開始時は付着せ
ず、最初は付着が悪く、ある時期より急に付着が
開始するという過程をたどる。この現象からし
て、まず混合された水から生じた水蒸気が被吹付
け表面を材料の付着強度以下になるまで冷却し、
その後に材料の微粉部分から付着が開始し、続い
て材料が本格的に付着するものと考えられる。そ
して、吹付けが終了或いは吹付けノズルが他部所
に移動した後、この吹付け施工体は、被吹付け耐
火物の保有熱により乾燥、硬化する。以上が従来
の水を使用した吹付け材の付着過程である。また、流し込みによる耐火材の塗布・付着工程
も、吹付けの場合とおおよそ同様である。流し込みによる耐火材の塗工においては、流し
込み材に混入されている水が流し込み材と炉壁と
の接触面の温度を下げる共に、炉の保有熱により
流し込み材を昇温・乾燥させる。このとき、耐火
材に含まれている水分は、型枠に設けた多数の孔
から放出され、流し込み材、特にバインダーの硬
化が促進され、流し込み材が炉壁に付着される。この付着の過程からみて、従来の水性吹付け又
は流し込み耐火材を用いる吹付け又は流し込み方
法には、２つの大きな欠点がある。その一つは、付着を実現させるためには、耐火
物の被塗工表面が冷却される必要があることであ
る。このため、被塗工表面に過酷な熱応力が発生
し、更に損傷が進行する原因にもなる。他の一つは、被塗工耐火物が付着に適するまで
に冷却される過程で、吹き付けられた材料は、非
有効材料として浪費される点にある。また、吹付
け、流し込みがたとえば30〜40％の多量の水を使
用して行われるため、急激な水分の揮発に起因し
て接着力の低下、気孔の発生、組織の劣化等が著
しい。この点から、吹付け又は流し込み施工体の
耐用性が劣化することは、避けられないものとさ
れていた。それにも拘らず、吹付け又は流し込み材料の面
からして、吹付け又は流し込み材料に可塑性を持
たせたり、硬化剤の反応を起こさせること等によ
つて、付着率、強度等の向上、粉塵の発生がない
吹付け、流し込み体の移送等のために、水を用い
ることは不可欠であつた。このような水性吹付け又は流し込み耐火物の欠
点を改良したものとして、特公昭42−27049号公
報、特願昭53−113012号等の発明が提案されてい
る。特公昭42−27049号公報記載の発明において
は、耐火物は冷時硬化剤により初期接着し、次い
で吹付け施工体中の硬ピツチが溶融して吹付け施
工体の間隙を充填した後に炭化してカーボンボン
ドの吹付け体を得る。また、特願昭53−113012号の発明は、付着材及
び結合材として熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂
に硬化剤を添加すれば熱硬化性となる樹脂類の一
種又は二種以上を添加使用する。〔発明が解決しようとする問題点〕特公昭42−27049号公報記載の発明において
は、水を使用している。また、冷時硬化剤は、吹
付け施工体自体の熱間強度を降下させ、吹付け施
工体と被吹付け耐火物との高温における接着強度
を降下させる欠点がある。他方、特願昭53−113012号の発明においては、
熱硬化性樹脂の硬化により初期接着を行い、それ
自体が炭化することによりカーボンボンドが形成
される。したがつて、水による付着性の低下もな
く、冷時硬化剤の使用による強度の低下もない吹
付け耐火物が得られる。しかし、樹脂類だけを使用するとき、初期の接
着力に優れるものの、その樹脂類の収縮は大き
い。そのため、優れた接着力を保持することが困
難である。また、この樹脂の炭化により形成され
るカーボンボンドは、ピツチから形成されたカー
ボンボンドに比較してどうしても劣る傾向にあつ
た。更に、ピツチだけのものは、発煙性が高いと
いう欠点がある。本発明は、これらの従来の吹付け耐火物がもつ
欠点を解消すべく案出されたものであり、充分な
初期接着力及び高温における接着強度のいずれに
おいても優れた気体吹付け用非水系耐火物を提供
することを目的とする。〔問題点を解決するための手段〕本発明の気体吹付け用非水系耐火物は、その目
的を達成するために、所要の粒度構成を有する耐
火骨材100重量部に対して、ピツチ及び熱硬化性
樹脂或いは熱可塑性樹脂に硬化剤を添加して熱硬
化性樹脂とした樹脂類の一種或いは二種以上をピ
ツチ及び樹脂類の合量で５重量部以上、酸化防止
剤及び必要に応じ強度付与剤を添加被覆造粒し、
粒度調整してなることを特徴とする。〔作用〕本発明においては、従来水の使用に起因して吹
付け用耐火物の組織、接着強度及び耐食性が不十
分であつた点を、ピツチ及び熱硬化性樹脂或いは
熱可塑性樹脂に硬化剤を加えることによつて熱硬
化性となつた樹脂によつて被覆された耐火物より
なる坏土を吹付け用耐火物として使用することに
より解消したものである。すなわち、最初は樹脂
類の性質により次いでピツチの性質に助けられ
て、吹付け場所を接着する。そして、吹付け後炭
化することによつて優れたカーボンボンドが形成
される。このようにして、水を使用することの欠点を大
巾に改善したものである。そして、ピツチ及び熱
硬化性樹脂によつて被覆された骨材を吹付けに使
用することによつて、まず熱硬化性樹脂等の軟化
および硬化作用により被着体に付着させる役目を
持たせ、次にピツチの軟化浸透による接着強度の
向上を図り、最後にそれら自体が炭化してカーボ
ンボンドを形成する。したがつて、接着作用の分
担をピツチと熱硬化性樹脂等とを併用することに
よつて行うことにより、急激な水分の揮発による
組織接着性の劣化等の影響が皆無となる。すなわち、従来の水を用いた吹付けによる耐火
物の付着過程に対し、本発明の空気吹付け用非水
系耐火物における付着過程は、熱間においてはま
る本吹付け材中の熱硬化性樹脂が飛行中に窯炉等
の保有熱等により軟化し、吹付け材が被吹付け耐
火物に衝突、付着する。しかる後に、被吹付け耐
火物等の保有熱で熱硬化性樹脂が硬化することに
より、被吹付け耐火物等に接着され、次に骨材を
被覆したピツチの軟化により炉壁に浸透して接着
性を更に高める。更に、熱硬化性樹脂及びピツチ
が炭化してカーボンとなる。この点で、熱硬化性
樹脂等を被覆した後にピツチを被覆することは付
着効果が劣るので好ましくない。この過程の繰り返しにより、強固なカーボンボ
ンドをもつ吹付け体が得られる。このようにして
得られたボンドは、純粋なカーボンボンドである
から、酸化に対する抵抗性が小さい。そのため、
吹付け体を高温状態で使用するとき、カーボンボ
ンドが酸化され熱間強度の低下等を招くことにな
る。そこで、その酸化を防止するため、本発明にあ
つては酸化防止剤を添加する。この酸化防止剤
は、生成したカーボンボンドに対して効果を発揮
するばかりでなく、その生成過程においても重要
な役割を果たすものである。すなわち、酸化防止剤を添加せずに造粒した場
合には、造粒物が吹付けノズルから吐出されて炉
壁に到達するまでの飛行空間において樹脂等の可
燃性部分が燃焼するので、カーボンボンドを構成
する成分が減少し或いは消失する。その結果、耐
火骨材のみが飛翔又は流出し、霧吹状態のように
分散してしまうことにもなる。そして、この耐火
骨材は、ボンドとなる物質を含んでいないので、
吹き付けられた或いは流出した造粒物は炉壁に付
着・堆積しない。これに対し、酸化防止剤を含む
本発明の場合にあつては、飛行中でも造粒物の燃
焼は確実に防止される。そのため、造粒物は効率
良く炉壁に到達し、カーボンボンドになる物質の
軟化・変形により炉壁に付着・堆積する。また、燃焼を防ぐために水分を添加する必要も
ないので、炉壁を冷却することがない。そして、
カーボンボンドになる物質が耐火材粒子間に軟化
浸透して、得られた耐火物層全体としての接着性
が向上する。しかも、その耐火物層が炭化される
ので、組織的にも強化されたものとなる。また仮に、酸化防止剤を添加せずに造粒した場
合に耐火骨材や他のカーボンボンドを生成しない
ボンド物質によつて付着が行われても、カーボン
ボンドが生じないために得られた耐火物層は耐食
性、耐スポーリング性等に劣るものになる。これ
に対して、酸化防止剤を添加して造粒した本発明
の場合、カーボンボンドが全域で発達し、強固な
組織をもつ耐火物層が得られる。したがつて、強
度、耐食性、耐スポーリング性等の性質が大きく
改善されることになる。これを従来の吹付け耐火物を例としてその付着
過程の機構と比較すれば次のとおりである。

〔実施例〕

次いで、実施例により本発明の特徴を具体的に
説明する。実施例１マグネシアクリンカー５〜１mm25部、１〜0.21
mm40部、0.21mm以下35部を有する組成物を200℃
に加熱、この組成物100部に対して硬質ピツチ20
部を添加し、ニーダーで混合し、冷却した。冷却
後粗角（塊状）となつた混合物を、インペラーブ
レーカー粉砕機を用いて破砕した。破砕後の粒径
は、最高３mmで３〜１mmが40％、１mm以下が60％
（内0.21mm以下30％）であつた。この破砕物100部
に対し、フエノール樹脂２部及び硬化剤としてヘ
キサメチレンテトラミン0.2部を添加混合したも
のを吹付け材として得、水を使用しない吹付け装
置を用いてN₂ガスを吹き込みながら、1200℃に
熱せられた転炉に吹き付けた。比較のため、従来の水系の吹付け材を使用した
例を、表１に併せて示す（Ａ社70t転炉）。

【表】

【表】実施例２実施例１で作成した本発明組成物を従来の水系
の吹付け材100部に対し外掛けで40部添加混合
し、吹付け装置を用いてN₂ガスを吹込みながら
1200℃に熱せられた転炉へ吹き付けた。比較のため、従来の水系の吹付け材を使用した
例を、表２に併せて示す。

【表】実施例３マグネシアクリンカー５〜１mm25部、１〜0.21
mm40部、0.21mm以下35部を有する組成物を200℃
に加熱した後、この組成物100部に対し硬質ピツ
チ８部を高速回転ミキサー中で撹拌されている組
成物に対し吹き付けて、表面をピツチで被覆し
た。更に、このピツチ被覆組成物100部に対し、
フエノール樹脂４部及び樹脂硬化剤としてヘキサ
メチレンテトラミン0.4部の混合物を更に吹き付
け被覆する。この時点での配合温度は70〜75℃で
あつた。このピツチ、樹脂等で被覆された組成物をイン
ペラーブレーカーで破砕した。この時の粒径は、
最高３mmで、３〜１mmが20％、１mm以下が80％
（内0.21mm以下40％）であつた。この組成物を、
吹付け装置を用いて1200℃に熱せられた転炉に吹
き付けた。比較のため、従来の水系吹付け材を使用した例
を、表３に併せて示す（Ｂ社70t転炉）。

【表】実施例４焼結アルミナ原料３〜１mm20部、１〜0.21mm40
部、0.21mm以下30部、リン状黒鉛10部を有する組
成物を200℃に加熱した後、この組成物100部に対
して、硬ピツチ10部を添加し、ニーダーで混合
し、冷却した。冷却後の粗角となつた混合物を、
インペラーブレーカーで破砕した。破砕後の粒径
は、最高30mmで、３〜１mmが20％、１mm以下が80
％（内0.21mm以下30％）であつた。この破砕物
100部に対して熱硬化性フエノール樹脂２部を高
速回転ミキサー内で撹拌されている組成物に対し
吹き付けることにより、表面を樹脂被覆した。こ
の時点での配合温度は、65〜70℃であつた。この
被覆物を、吹付け装置を用いて800℃に熱せられ
た取鍋の壁を吹き付けた。比較のため、従来の水系の吹付け材を使用した
例を、表４に併せて示す。

【表】実施例５マグクロクリンカー３〜１mm35部、１〜0.21mm
40部、0.21mm以下25部を有する組成物に対し硬ピ
ツチ８部を添加、ニーダーで混合し、冷却した。
冷却後粗角となつた混合物をフレツトで破砕し
た。破砕後の粒径は、最高3.0mmとして、３〜１
mmが25部、１mm以下が75部（内0.21mm以下40部）
であつた。この破砕物100部に対して、熱硬化性
フエノール樹脂４部を添加して吹付け材を得、こ
れを800℃に熱せられたDH炉浸漬管内に吹き付け
た。比較のため、従来の水系吹付け剤を使用した例
を、表５に併せて示す。

【表】

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の気体吹付け用
非水系耐火物は、ピツチ及び熱硬化性樹脂或いは
熱可塑性樹脂に硬化剤を加えることによつて熱硬
化性となつた樹脂によつて被覆された耐火物より
なる坏土を吹付け用耐火物として使用することに
より、水性吹付け耐火材の含有水分に起因する組
織、接着強度、耐食性等の劣化を防ぐものであ
る。すなわち、接着作用の分担をピツチと熱硬化
性樹脂等とを併用することによつて行うことによ
り、急激な水分の揮発による組織接着性の劣化等
の影響が皆無となる。また、該気体吹付け耐火材
が酸化防止剤で被覆されていることによつて、吹
付け時に所定の個所に吹付け耐火材が飛翔する過
程における樹脂類等の酸化燃焼が防止される。そ
の結果、酸化によるカーボンボンドの劣化がな
く、強度、耐食性、耐スポーリング性等において
優れた吹付け耐火物層を形成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１所要の粒度構成を有する耐火骨材100重量部
に対して、ピツチ及び熱硬化性樹脂或いは熱可塑
性樹脂に硬化剤を添加して熱硬化性樹脂とした樹
脂類の一種或いは二種以上をピツチ及び樹脂類の
合量で５重量部以上、酸化防止剤及び必要に応じ
て強度付与剤を添加被覆造粒し、粒度調整してな
る気体吹付け用非水系耐火物。