JPS63297487A - 間隙部充填用圧入材 - Google Patents

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） 本発明は冶金用炉、窯業用炉、金属加熱炉等、各種窯炉
の外殻鉄皮と内張レンガ間または内張煉瓦間に発生する
間隙部に充填するペースト状耐火物（以下工人材と呼称
）・に関するものである。

（従来の技術） 近年、金属溶解、製錬技術の進歩にしたがって各種窯炉
はその操業温度が次第に高くなシあるいは苛酷な条件下
で使用されてきた。そのため各種窯炉は使用する耐火物
を高純度、高耐火度にして対応する方法あるいは高熱伝
導性の耐火物を用い炉体を冷却して耐火物の損耗を抑制
し炉寿命を延長する方法が採用されている。

本発明は後者に係わるもので１例えば高炉には鉄皮の保
護、内張レンガの侵食抑制等の目的で冷却機構が装備さ
れ、鉄皮散水等で炉壁冷却が行われている。

この冷却効果を促進するため炉壁を施工する際、内張レ
ンガと鉄皮間あるいは内張レンガ間に炭素粉を主体とし
た高熱伝導性を有し、周囲のレンガや水冷函等の熱膨張
を吸収してクッション性が発揮できる可塑性の不定形耐
火物を充填すること、あるいは鉄皮とレンガ間又は水冷
函とレンガ間等の１００■に及ぶ大きな間隙部へ前記可
塑性の不定形耐火物を充填することは特開昭５４−８６
１１号及び特開＠　ｓ　５−　ｓ　ｌ　７６７号で提案
されている。

高炉は長期の操業に伴って鉄皮の変形、内張レンガの膨
張収縮炉内ガス圧等の作用を受は特に鉄皮と内張レンガ
間あるいは内張レンガ間に間隙部が発生する。

このため前記したように高熱伝導性の不定形耐火物を充
填していても鉄皮と内張レンガ間あるいは内張レンガ間
に生じた間隙部により冷却効果が著しく低減し、しかも
間隙部への高温ガス等の侵入によって間隙部は急速に拡
大して鉄皮の赤熱を招き事故発生につながる危険性があ
った。

このように間隙部の発生は鉄皮や内張レンガの損傷を促
進するため前記の間隙部は小さい時点で不定形耐火物を
充填し、予防する必要があった。間隙部は上記を考慮す
ると０．３〜ｌｏ＋ｗ程度好ましくは０．５〜５Ｗ程度
で充填するのが効果的と考えられるが特開昭５４−８６
１１号及び特開昭５５−５１７６７号で示される可塑性
成形物あるいはラミング材からなる充填材では間隙部が
狭くなるほど充填が困難であった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は前記に鑑み充填材として僅少間隙部への充
填が比較的容易な圧入材に着目し、この圧入材への具備
特性即ち、 ■　微小粒子であっても流動性が良好で、かつ僅かな間
隙部でも充填が容易なこと。

■　圧入工事には往々にして高炉操業とのタイミングの
問題で圧入材の混練後圧式開始までの時間が長くなる場
合があり、このような場合でも経時変化が生起しない材
質であること。

■　高炉は圧入材の圧送距離が長く、しかも圧送に長時
間を要するので作業中に分離や凝固が生じないこと。

■　鉄皮の冷却効果を高め圧入後は熱伝導性が大きい材
質であること等、これらが満足すべく種々研究検討を重
ねた結果、高炉鉄皮内側あるいは内張レンガ間の狭い間
隙部へ高熱伝導性を有し、経時変化がなく能率的に充填
可能な材料として特定の粒度配合を有する炭素質不定形
耐火物を圧入材とすることによって上記の問題点が一挙
に解決できることを見出し、本発明を完成するに至った
。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明の要旨とするところは炭素粉おょび熱硬
化性樹脂に必要によシ常温硬化剤を添加した配合物から
なり、前記炭素粉の最大粒径〃：、震でかつ４４μ以下
を１５〜４５ｗ１％含有する粒度に構成した間隙部充填
用圧入材である。

本発明で使用する炭素粉の種類は特に限定されるもので
なく例えば天然黒鉛、人造黒鉛、電極屑、石油コークス
、鋳物コークス、カーボンブラック等から選ばれる一種
又は二種以上の使用が可能であるが好ましくは結晶度の
高い人造黒鉛が熱伝導性および緻密性の面から最も望ま
しい。

炭素粉の粒径を１ｍ以下好ましくは０．７−以下に限定
するのは、１鳩を超えると微小個所への圧入が容易でな
いうえに圧入材の分離現象が生じ易くなる。

さらに１嘗以下でかつ４４μ以下を１５〜４５ｖｒｔチ
好ましくは１８〜４０　ｗｔ％含有させるのは１５ｗｔ
％未満及び４５　ｗｔ％を超えると第１図ないし第３図
に示すように粒度の均−分散安定性及び熱伝導性が著し
く低下して圧入材の圧送能率が急激に低下するからであ
る。

バインダーとして熱硬化性樹脂が用いられるが縮合水を
含むフェノール樹脂は避けた方がよく、低粘性で比較的
固定炭素量の多いフラン樹脂の使用が最も望ましい。

熱硬化性樹脂の添加量は重量比でフ二３〜３ニア好まし
くは６：４〜４：６である。

７ラン樹脂はフルフラール樹脂、フルフリルアルコール
樹脂等であυ、必要によってはアルコール類、エーテル
類等の溶剤も使用できる。フラン樹脂には、常温硬化剤
を適量添加することが可能である。例えば高炉々底に生
じた間隙部に圧入材を充填する場合には圧入材が速かに
硬化しないと炉底レンガの自重によって沈下し、正確な
レンガ積みができないのである。

常温硬化剤としてはＰ−トルエンスルフォン酸、Ｐ−ト
ルエンスルホニルクロリド等であシ、添加割合はフラン
樹脂に対して０．０３〜８　ｗｔ％用いる。

ｏ、ｏ３ｗｔ％以下では速やかな常温硬化が望めない。

逆にｓ　ｗｔ％以上では硬化速度が速くなシ過ぎ圧入材
の圧送中に硬化し易く安定な材料供給が困難となる。

（作用） 圧入材の施工は、施工現場例えば炉前で炭素粉と、熱硬
化樹脂と、必要によって常温硬化剤とを加えミキサー等
で混練した圧入材をスクイズ式あるいはピストン式等の
方法により圧送し、所定の間隙部へ容易に圧入充填する
ものである。

（実施例） 以下実施例について説明する。

第１表に示すように実施何階１〜５は炭素粉末の最大粒
径がそれぞれ１．ｏ　、　０．５　、０．３ｍでかつ、
４４μ以下が１５〜４５　ｗｔ％に構成した人造黒鉛、
ピッチコークス、鱗状黒鉛の一種又は二種以上混合の炭
素粉末５０　ｗｔ％と、フラン樹脂５０　ｗｔ％とを配
合した圧入材の粘度及び炭素粉末の均一分散安定性なら
びに圧入性熱伝導率及び耐酸化性を測定した。

また実施例隊６及びフでは炭素粉末の最大粒径が０．３
■でかつ４４μ以下が３　ｏ、　ｓ　ｗｔ％の人造黒鉛
粉末４０又は６０ｗｔ％とフラン樹脂６０又は４０ｗｔ
％とを配合した圧入材の粘度及び炭素粉末の均一分散安
定性ならびに圧入性、熱伝導率及び耐火性を測定した。

さらに実施例随８ではＮ１２の配合にＰ−トルエンスル
フォン酸を外掛で０．５ｗｔ％添加した圧入材の粘度及
び炭素粉末の均一分散安定性ならびに圧入性、熱伝導率
及び耐酸化性を測定した。

比較例の磁９〜１２は本発明で限定の炭素粉末中の４４
μ以下の範囲を逸脱したもので実施例と同じ性状値を測
定した。さらに従来例は、炭素粉末に石油系熱分解物又
は調整液体を加えたもので、その性状値を測定した。

その結果は、第１表から明らかなように圧入材の粘度、
粒度の均一分散性、圧入性、耐酸化性及び熱伝導率の何
れも本発明実施例は比較例及び従来例に比し、圧入材と
して格段に良好な性状値を示した。

注１．０内数値は外掛を示す。

２．　０印は良好、Δ印は不良、Ｘ印は不可で示す。

３、圧入材の粘度測定は回転粘度計に所定割合の配合物
を入れ採取した圧入材を恒温室で２０℃および３０℃下
による。

４、粒度の均一分散安定性の測定は、所定割合の配合物
をメスシリンダーに採取し圧入材を恒温室で２０℃およ
び３０℃下で６０分靜置後の粒子の沈下量による。

５、圧入性の測定は垂直にｌ＋ｗの間隙部を形成した間
隙板の下部から所定割合に配合の圧入材をシリンダーに
よシ圧送し、一定時間後の充填状態と、シリンダーのメ
ーター圧力測定値とで判断した。

６、熱伝導率の測定はＪＩＳ　Ｒ２６１６による。

７、耐酸化性の測定は所定割合の圧入材を壓枠に鋳込み
、乾燥後８００℃Ｘ　２０　ｈｒ　　加熱後の酸化厚さ
による。

（発明の効果） 上記のように本発明の圧入材は、流動性が良好で微小間
隙部への充填が容易であり、圧送作業中に材料の分離、
凝集や経時変化の生起がなく、熱伝導性が大でかつ、連
続して圧入材を圧送できるため高能率であって、その工
業的利用価値は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧入材に含まれる４４μ以下の占める割合と粘
度との関係図、第２図は４４μ以下の占める割合と熱伝
導率との関係図、第３図は４４μ以下の占める割合と沈
下量との関係図である。 第１図 ４４μ以下の占める割合（ｙ、） 第２図 ４４μ以下の占める割合（Ｚ） 第３図 ４４μ以下の占める割合（Ｚ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　炭素粉および熱硬化性樹脂の配合物からなり、前記
   炭素粉の最大粒径が１ｍｍでかつ４４μ以下を１５〜４
   ５ｗｔ％含有する粒度に構成したことを特徴とする間隙
   部充填用圧入材。 ２　熱硬化性樹脂がフラン樹脂である特許請求の範囲第
   １項記載の間隙部充填用圧入材。