JPS63139068A

JPS63139068A - 熱間補修用成形体

Info

Publication number: JPS63139068A
Application number: JP61284235A
Authority: JP
Inventors: 始笠原; 嶋田　幸一; 源波　孝; 明渡辺; 岡村　武雄; 水田　泰稔
Original assignee: Kyushu Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1988-06-10
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH0688839B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は各種窯炉の耐火ライニングの溶損部位の補修に
使用する成形体、特に、熱間で施工を行なうに好適な熱
間補修用成形体に関するものである。

〔従来の技術〕

各種窯炉の炉壁耐大物の溶損部位を熱間で補修する方法
としては、塩基性耐火材をタール、ピッチで混練した焼
付補修材が広く知られている。

また、構造体としての炉壁を補修する方法としては特開
昭６＋−４１８８３号公報に、金属パイプ、膨張材層、
補修用耐火物層及び薄金属板よりなる補修用構造体を補
修部位に装着し、炉壁より受熱した膨張材層の膨張によ
り耐火物層を被補修面に圧着させる方法が提案されてい
る。

更に、特励１昭６１−８１００号には塩基性耐火材とピ
ッチ及び／又はフェノール樹脂からなる材料を、ピッチ
及び／又はフェノール樹脂の添加量を調整して、熱間に
おいて流動する部位と流動しない部位が層状になるよう
に成形した補修材を転炉出鋼口の熱間補修に使用する方
法が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題〕

塩基性耐火材をタール、ピンチで混練した焼付補イ＋３
材は硬化前に一旦軟化流動するため、水平面にしか施工
できないばかりでなく、少量ずつナイロン等の小袋に入
っているため、施工後にどうしても袋の形状が残存して
施工体が剥離する原因となる。

一方、特開昭６］−４１８８３号公報記載の補修方法に
使用される補修材は、施工前には所定の形状に成形され
ているが、熱間では軟化流動するため、特定の容器の使
用を前提としている。それ故、大きな設備では大きな容
器が必要となり、経済的に不利で実用的でないばかりで
なく、該方法は、例えば出ε（［］のような構構造体体
を補修する方法であるので、炉壁の部分的な補修には使
用できないという欠点がある。

また、特願昭６１−８１００号記載の補修材は、熱間で
流動する部位と流動しない部位より構成されているため
、垂直壁に施工した場合、この流動部位が流下してしま
い、それによって流動しない部位の接着性も低下するた
め施工ができないという欠点を持っている。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は以上の問題点を解決するために、炉壁の形状の
いかんにか＼わらず、更に補修部位が垂直であっても熱
間において簡便に補修可能な補修方法について検討した
結果、本発明の補修用成形体を使用することにより前記
問題点を解決することに成功した。更に、本発明の成形
体を用いて補修した施工体は、従来の補修材を用いた施
工体と比べ見掛気孔率の低い施工体となり、炉壁へ強固
に接着させることが可能となるものである。

即ち、本発明は耐火骨材と粒径０．１〜１ｍｍの粒状フ
ェノール樹脂及び粒径０．１〜１ｍｍの粒状ピッチより
構成されたことを特徴とする熱間補修用成形体である。

更に、本発明の特徴は構成物の割合を耐火骨材１００重
量部に対して粒状フェノール樹脂３〜１２重量部、粒状
ピッチ５〜１８重量部とし、フェノール樹脂及びピッチ
の合計添加量を２２重量部以下としたことにある。

虹に、前記の本発明の効果を発現させるにはフェノール
樹脂及びピッチは粒状で補修用成形体内に存在させる必
要があり、その製造にあたっては以下に示す特殊な製造
方法を採用することも本発明の特徴である。

（１）耐火骨材、粒状フェノール樹脂及び粒状ピッチに
対して、前記フェノール樹脂を溶解し、かつ前記フェノ
ール樹脂及びピッチの軟化点よりも低い沸点を有する有
機溶媒を添加、混練し、成形後、添加した有機溶媒の一
部もしくは全部を揮発させる。

（２）　（１）と同様に成形後、加えたフェノール樹脂
とピッチのうちで軟化点の低い物質の軟化点付近の温度
で加熱処理を行なう。

〔作用〕

本発明の熱間補修用成形体においても、通常の焼付補修
材と同様に、その施工は土として６００°Ｃ以上の熱間
であり、炉壁の保有熱により焼付硬化し、窯炉の炉壁に
接着する。この場合、フェノール樹脂とピッチは炉壁よ
りの受熱で軟化流動するが、本発明においてはフェノー
ル樹脂とピッチは粒状で成形体中に存在しているため、
個々には軟化し、耐火骨材の粒子間を流下するが、補修
用成形体としては熱のみでは軟化変形はしない。しかし
、わずかの加圧によって変形する特性を発現する。この
加圧によりフェノール樹脂とピッチは補修用成形体内に
均一に分散し強固なカーボン・ボンドを形成するばかり
でなく、気孔率の低い物性の優れた施工体となる。また
、加圧時に補修材より押し出されたフェノール樹脂とピ
ンチは補修材と被補修面に集中するため施工体の接着強
度も向Ｊ―する。

本発明の補修用成形体は主として耐火骨材と粒状フェノ
ール樹脂及び粒状ピッチとで構成されるが、耐火骨材と
して使用し得る原料としては、マグネシア、シリカ、ア
ルミナ、スピネル、ジルコン、ジルコニア等の各種酸性
、中性、塩基性酸化物や炭化物、窒化物であり、補修を
行なう窯炉に合わせて任意に選択、組み合わせて使用す
ることが可能である。更に、ゲラファイト、コークス等
の炭素源も添加可能であり、酸化防止、と熱間強度の向
トを目的としてＡ１．、　Ｓｉ、　Ｍｇ等の金属粉末を
添加することも可能である。

使用するフェノール樹脂はその粒径が０．１〜１ｍの範
囲にあればよく、レゾール型、ノボラック型いずれのフ
ェノール樹脂も使用可能であり、更に、前記フェノール
樹脂の各種変性樹脂も使用可能である。その添加量は耐
火骨材１００重量部に対して３〜１２重量部であり、３
重量部より少ないと補修後の施工体は強度の劣るものと
なり好ましくない。

また、１２重量部以Ｈの添加は、本補修用成形体を熱間
で施工する場合に、過度の流動性を示し、目的部位への
補修効率が低下するので好ましくない。

次に、ピッチもその粒径が０．１〜１圃の範囲にあれば
１石油系、石炭系いずれのピッチも使用可能である。そ
の添加量は耐火骨材１００重量部に対して５〜１８重量
部であり、５重量部より少ない場合は熱間で圧力を加え
た際の見掛気孔率の低下等の物性の向上が顕著に認めら
れず好ましくない。また、１８重量部以上添加した場合
には、熱間での保形性が十分でなく、得られる施工体の
物性も低下するので好ましくない。

本発明において、使用するフェノール樹脂及びピッチの
粒径は０．１〜ｉｎｎとするが、これを０　、１　ｎ＊
以下の微粉で使用すると、熱間での保形性が低１〜する
ので好ましくない。また、１１Ｔ１７１以上のフェノー
ル樹脂やピッチを使用すると、施工時に加圧しない場合
にフェノール樹脂やピッチの存在していた部位が空孔と
なり、物性の低下１ノｘ囚となる。

更に、フェノール樹脂及びピッチの合計添加鼠は耐火骨
材１００’［置部に対して２２重量部以下であることが
必要である。２２重量一部以上添加すると、本発明の特
徴である熱間での保形性が失われ、著しい場合には、垂
直壁へも施工可能という本発明の長所が失われる。

次に、製造時に使用する有機溶媒は、使用するフェノー
ル樹脂を溶解し、かつその沸点が使用するフェノール樹
脂及びピッチの軟化点よりも低いものであれば、何ら制
限はなく、各種アルコール類、各種エーテル類等が使用
可能である。また、その使用量にも何ら制限はなく、成
形方法に合わせて調製すればよく１例えばプレス成形の
場合には２〜５％、手打ち成形を行なう場合には４〜８
％が適当である。

このように有機溶媒を使用するのは、成形時に粒状で加
えたフェノール樹脂の表面を一部溶解させ、得られる補
修用成形体の強度を取り扱い時に不便のない程度まで発
現させるためである。

また、有機溶媒の沸点が使用するフェノール樹脂及びピ
ッチの軟化点よりも低いものを使用するのは、成形後の
溶媒の揮発を速くして強度を速かに発現させるためであ
る。

更に、成形後に加熱処理をする場合に、その温度をフェ
ノール樹脂及びピッチの軟化点のうち低い軟化点の温度
付近で行なうのは、軟化点付近の温度以上で処理すると
、成形体中で軟化流動してフェノール樹脂及び／又はピ
ッチの連続相を形成して熱間での保形性が失われ好まし
くないためである。

〔実施例〕

以下本発明の内容を実施例によって本発明をより詳細に
説明するが、この実施例によって本発明が限定されるも
のではない。

実施例１〜３、比較例１〜３第１表に示す配合をニーダ−で混練後、１００ｋｇ／ｄ
の圧力で６０φＸ３０ｎｖｎｌｌの形状に成形し、３０
’Ｃで１０時間かけて有機溶媒として使用したエタノー
ルを揮発させて補修用成形体を得た。

この補修用成形体を１０００℃に保持した電気炉内に装
入して、その保形性と焼付は後の物性値を測定し、その
結果を第１表に示す。また同じネ！ｌｉ修用成形体を１
０００℃の電気炉に装入後５ｋｇ／ｒｎｒの圧力を３分
間加え、焼付は硬化させた際の物性イ１１°（を同じく
第１表に示す。

第１表には同時に行なった比較例１〜３についても示す
。

実施例１〜３においては、１０００℃での保形性は十分
であり、更に、焼付けた時に圧力を加えることにより、
その気孔率は約１０％低下し、物性の向上が顕著に認め
られた。

これに対して、ピッチ添加量の少ない比較例１において
は、その保形性はあるもの＼、加圧による気孔率の低下
は１．５％であり、加圧による物性の向上効果は少ない
ものであった。また、フェノール樹脂の添加量が１２重
量部より多い場合（比較例２）や、ピッチ及びフェノー
ル樹脂の合計添加量が２２重量部より多い場合（比較例
３）は１０００℃における保形性がないばかりでなく、
補修用成形体は熱間において発泡を伴ない流動するため
に、その物性面においても非常に劣るものであった。

また加圧した場合にははゾ耐人骨材の最大粒径に等しい
厚みまで広がって薄板状となり、その物性は測定できな
かった。以上の結果より比較例１〜３に示す補修用成形
体が垂直壁の部分補修等に使用できないのは明らかであ
る。

実施例４〜６．比較例４．５第２表に示す配合を実施例１と同様の方法で成形後、第
２表に示す各温度で各５時間加熱した後冷却して補修用
成形体を得た。また同時に第２表に示す比較例も調製し
た。この成形体についても実施例１と同様の方法で１０
００℃での保形性と物性および３　ｋｇ／ｃｉで５分間
加圧した場合の物性値を測定して第２表に示した。

使用したピッチ及びフェノール樹脂のうちの軟化点の低
い物質、即ちフェノール樹脂の軟化点である１１０℃に
近い温度で加熱処理した実施例４〜６においては１００
０℃における保形性は十分であり焼付は時の加圧の効果
も明確に認められた。

これに対して加熱処理温度の高い比較例４、粉末フェノ
ール樹脂を使用した比較例５においては１０００℃での
保形性がなく、加熱時には成形体が全体として流動し、
比較例１〜３と同様に板状になった。これは粒状フェノ
ール樹脂を使用しても加熱温度が高い場合や粉末フェノ
ール樹脂を使用した場合には、補修用成形体内でフェノ
ール樹脂が連続相として存在するためと考えられる。

実施例７、比較例６〜８前記実施例１と同じ方法で第３表に示す配合を混練成形
し、補修用成形体を試作した。この補修用成形体を１０
００℃に保持した電気炉内に装入し、その保形性と硬化
後の施工体の物性並びに電気炉底部にセットしたアルミ
ナれんがと補修後施工体との接着強さをａｌｌ定した結
果を第３表に示す。また、補修用成形体を電気炉内に装
入後３　ｋｇ／ａｔ？で５分間加圧した場合の補修材の
施工後の物性と、アルミナれんがと補修後施工体との接
着強さを８１’Ｊ定した結果を第３表に示す。

実施例７においては、その保形性も十分であり施工時の
加圧により施工体の見掛気孔率は約１０％低下したばか
りでなく、アルミナれんがとの接着強さも加圧しない場
合に比較して約１０ｋｇ／ｆｆｌ向りしている。

一方、液状フェノール樹脂を使用した比較例６及び粉状
ピッチを使用した比較例７においては保形性に劣り、施
工体の物性及びアルミナれんかに対する接着強さも加圧
による効果が顕著には３Ｑぬられなかった。これは液状
フェノール樹脂または粉状ピッチを使用した場合には、
補修用成形体内でフェノール樹脂及び／又はピッチが連
続相を形成しているため熱間での保形性がなくなったた
めと考えられる。

実施例８、比較例８．９第４表に示す組成を持つ配合を：３００　Ｘ　１００　
Ｘ　５０　ｍｍの形状、　５０ｋｇ／ｃｉの成形圧力と
した以外は実施例１と同様な方法により熱間補修用成形
体を得た。

この様にして得た補修用成形体を、そのｆ！ｍｔ面の温
度が６００〜１０００℃の高炉溶銑樋のスラグラインヘ
セットし、２〜３ｋｇ／、−ｄの圧力を加えながら焼付
は硬化させた。その施工状態と施工結果を第４表に示す
が、施工状態も良好であり、出銑回数１８回の耐用があ
った。これに対して粒状フェノール樹脂添加量の少ない
比較例８においては、施工後の状態は良好であったが、
その耐用は出銑回数６回と低いものであった。これはフ
ェノール樹脂の添加量が少量であったため、補修後の施
工体強度が低かったためと思われる。

また、ピッチ及びフェノール樹脂添加軟の多い比較例９
の補修用成形体はスラブラインヘセットした時点より熱
間での保形性がないため補修用成形体としての形状を保
持し得す、加圧時にはそのほとんどが施工部位へ残存し
ないため、１回の出銑後にはその残存が確認できなかっ
た６〔発明の効果〕本発明の熱間補修用成形体を施工するにあたっては、補
修面が水平であれば、これまでの焼付補修材と同様に卿
に投入するだけでもよいが、投入後加圧することにより
、前記した施工体の物性の向北及び接着性の向ヒ効果が
発現し、補修効果を大幅に向上させることが可能である
。また、補修面が垂直あるいは角度のある傾斜した炉壁
であっても、成形体が熱間で保形性を保っているため、
補修面ヘセットし、押し付けることにより施工が可能で
ある。

第１表第２表第３表第４表

Claims

【特許請求の範囲】

（１）成形体が耐火骨材１００重量部に対して、粒径０
．１〜１ｍｍのフェノール樹脂３〜１２重量部、粒径０
．１〜１ｍｍのピッチ５〜１８重量部で、かつ前記フェ
ノール樹脂及びピッチの合計量が２２重量部以下の組成
物に、前記フェノール樹脂を溶解し、かつ前記フェノー
ル樹脂及びピッチの軟化点より低い沸点を有する有機溶
媒を添加混合し成形後、前記有機溶媒の一部もしくは全
部を揮発させて製造されたものであることを特徴とする
熱間補修用成形体。
（２）成形体が耐火骨材１００重量部に対して、粒径０
．１〜１ｍｍのフェノール樹脂３〜１２重量部、粒径０
．１〜１ｍｍのピッチ５〜１８重量部で、かつ前記フェ
ノール樹脂及びピッチの合計量が２２重量部以下の組成
物に、前記フェノール樹脂を溶解し、かつ前記フェノー
ル樹脂及びピッチの軟化点より低い沸点を有する有機溶
媒を添加混合し成形後、前記フェノール樹脂及びピッチ
のうち、より低い軟化点を持つ物質の軟化点付近の温度
で加熱して製造されたものであることを特徴とする熱間
補修用成形体。