JPH0141918B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は溶融金属容器の熱間補修方法に関する
ものであり、更に詳しくは溶融金属容器の水平部
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、羽口等、脱ガ
ス装置、混銑車、取鍋、取鍋精錬炉、AOD等の
部分的熱間補修方法に関するものである。 従来、転炉の熱間補修は、スラグライン部、ト
ラニオン部等の焼付補修の施工し難い箇所におい
ては吹付けによる方法が行われている。この吹付
補修は乾式が主流となつているが、吹付補修材は
速硬性のため高温壁面で瞬時に硬化して水分の蒸
発に至るので、一旦炉壁に付着した吹付材が剥離
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
付施工上、炉壁への付着を向上させてリバウンド
ロスを少なくするために、粗粒分の少ない配合と
せざるを得ず、その結果施工体の耐食性において
十分満足のゆくものでなかつた。すなわち、吹付
補修は作業性こそ良好であるが、十分な耐用が得
られない欠点があつたのである。 本発明者等は上記の欠点を解決して良好な作業
性と十分な耐用を得る熱間補修方法について研究
の結果、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
水によつてもたせて高温により沸騰させて徐々に
硬化させることにより緻密で耐食性の良好な施工
体が得られることを見出した。この熱間補修方法
は1000℃以上の高温度域で施工すると良好な沸騰
が得られ、壁面への高付着、高充填の施工体が得
られる。しかし、熱容量が小さく短時間で炉温が
低下する脱ガス装置、各種取鍋等の炉床部、ある
いは羽口れんがを取替える転炉の羽口補修におい
ては、補修面温度が通常800〜400℃位まで低下す
る。このような状況下で補修材と水とのスラリー
状態物を沸騰させて硬化させる熱間補修方法は、
炉温の低下により沸騰力が弱く粒分離が起りやす
い。これを防止するため、必然的に添加する水分
を高温度域の20〜40％から20％以下にしても、沸
騰効果は著しく小さいものであり、水の蒸発終了
までに長時間を要する。この結果、施工体の見掛
気孔率が高くなり、強度の発現が非常に乏しいも
のとなる。このように1000℃未満における上記の
熱間補修方法による施工体の内部は粒子が偏在
し、多孔質で組織強度の非常に小さいものしか得
られなかつたのである。そこで、この原因につい
て種々検討した結果、補修材に用いている結合剤
の縮合リン酸塩が熱間流込み条件（沸騰を要する
高温、PH値が酸性又はアルカリ領域となる、ある
いは塩の介在）によつて加水分解するためと、上
記の如く水を減少させても沸騰力が弱いために粒
分離が生じたり、これに脱気、混練、揺変性の発
現が十分に得られないという諸欠点が付加された
結果であることが判明したのである。 本発明者等は上記欠点を解決するために種々研
究の結果、一価アルコールと水との混合物を使用
することによつて緻密で高強度の施工体が得られ
て中間温度域施工ができることを見出し、本発明
の完成に至つた。すなわち、熱間補修材を容器の
要補修個所で一価アルコールと水との混合物によ
つてスラリー状態とし、このスラリー状態物を炉
熱又は加熱により中間温度の1000℃未満において
も沸騰状態に至らしめ、この沸騰する力によつて
耐火材を十分に充填させた後に、これを硬化させ
る溶融金属容器の熱間補修方法である。 本発明の熱間補修方法は中間温度（1000℃未
満、例えば800〜400℃位）において高組織強度を
有する施工体を得るために補修材を一価アルコー
ルと水との混合物によつてスラリー状態物にした
ものであり、一価アルコールとしてはメチルアル
コール、エチルアルコール、プロピルアルコー
ル、ブチルアルコール等水との共沸点で100℃以
下のものが本発明の効果に有用であることを見出
した。この中でもエチルアルコールが毒性、臭
気、沸点がいずれも低いという点で好ましい。こ
の一価アルコールの使用割合は混合物の５〜95
％、好ましくは７〜20％であつて、一価アルコー
ルが５％よりも少ない場合はアルコールの添加効
果が得られなくて、高強度の施工体が得られな
い。また、一価アルコールが95％より多くなると
結合剤の縮合リン酸塩が溶解し難く、高強度の施
工体が得られない。一価アルコールと水との混合
物を用いて補修材をスラリー状態物にすると、こ
れを中間温度域の1000℃未満でも沸騰硬化が十分
に行われ、充填性がよく、強固な結合組織を形成
して緻密な施工体が得られる。この効果は、一価
アルコールと水との混合物がが中間温度域におい
て施工体中で特異な性質を発現するためである。
この特異な性質は混合物と補修材に添加している
結合剤の縮合リン酸塩との間で起り、リン酸塩の
混合物への溶解が進行するとともに一価アルコー
ルの脱水作用により長鎖状電解質溶液の臨界ミセ
ル濃度以上となることによるミセルが形成され、
介在粉体（耐火粉末）とともに分子間力が働き、
これらが凝集するものと解される。この凝集力に
よつて粗骨材も一緒に包み込み粒分離を防止す
る。このようにして凝集した耐火材は、それが
1000℃未満の中間温度域に投入されると、一価ア
ルコール（沸点：メチルアルコール64.6℃、エチ
ルアルコール78.3℃、プロピルアルコール83〜97
℃、ブチルアルコール83〜118℃）が水より低沸
点の共沸点であることによつて一価アルコールリ
ツチの混合物が先行して沸騰状態となり、最終的
には水の沸騰となる。このダブルボイリングによ
つて沸騰力は強化され、充填性が改善される。こ
の場合に先行する一価アルコールの消失に伴い、
凝集効果も消失して水系流動状態となり、以後は
滑らかな流動拡散と母材れんが表面の冷却効果に
よつて濡れ性を改善して強固な接着力が得られ
る。この補修材中の結合剤の縮合リン酸塩は、水
のみによるスラリーの場合では沸騰に要する高温
状態下であり、またPH値が酸性又はアルカリ性で
あつて、塩（Na、Ｋ、Ca、Mg）の介在下で分
オーダーの比較的早い加水分解が進行する。しか
し、本発明は前記条件下でも一価アルコールの使
用により加水分解を著しく遅らせる効果があり、
これに起因して中間温度域の施工においても組織
高強度が得られるものである。 一価アルコールと水との混合物の使用方法は添
加前に混合溶液とするか、あるいは水のみ使用の
スラリーに一価アルコールを添加することもでき
るから、いずれの方法でもよい。 本発明に用いる熱間補修材の結合剤は０〜100
℃の温度域で水又は水と一価アルコールの混合物
に対して溶解能をもち、遅硬性のアルカリ金属、
アルカリ土類金属のリン酸塩であり、これらの中
でも縮合リン酸塩が有効で、例えばピロリン酸
塩、トリポリリン酸塩、テトラポリリン酸塩、メ
タリン酸塩、ウルトラリン酸塩であつて、ガラス
状縮合リン酸ナトリウムが反応特性の点で好まし
い。この結合剤の使用量は凝集力組織強度の発現
等から補修材の外掛けで１〜10％、好ましくは３
〜８％である。 この補修材の耐火材としては、マグネシア、ド
ロマイト、カルシア、フオルステライト等の塩基
性耐火材、アルミナ、スピネル、クロム等の中性
耐火材、けい石、ジルコン等の酸性の酸化物、炭
化けい素、炭化アルミニウム等の炭化物、窒化け
い素、窒化硼素等の窒化物、黒鉛、コークス、ピ
ツチ等の炭素源物質等、総ての耐火材が使用で
き、これらの一種又は二種以上の混合物又は造粒
物である。これらの中でも転炉補修にはマグネシ
ア、ドロマイト等の塩基性耐火材が耐用性の点で
好適である。 本発明に用いる補修材の混合量は耐火材及び結
合剤の種類、粒度構成、施工温度、一価アルコー
ルの使用量及び使用割合等により異なるが、好適
な沸騰時間、硬化時間及び施工体の密度等から略
12〜30％である。 本発明の熱間補修方法を吹付装置を用いた場合
で一般的に説明すると次のようになる。 耐火材と結合剤を十分に混合した補修材を吹付
装置の使用で一価アルコールと水との混合物によ
つてスラリー状にして、溶融金属容器の中間温度
域である要補修個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物を、先に沸点の
低い一価アルコールによつて沸騰させ、最終的に
は水によつて沸騰させる。このダブルボイリング
によつて沸騰力は強化されて耐火材は十分に充填
される。この場合にスラリーは一価アルコールを
用いているために凝集力を発揮して粗骨材をも一
緒に包み込み粒分離を防止する。次に一価アルコ
ールの消失に伴い、凝集効果も消失して水系沸騰
状態となり、滑らかな流動拡散と母材れんが表面
の冷却効果によつて濡れ性を改善して、強固な接
着力が得られる。更に続いてスラリーは灼熱によ
つて水分が蒸発して硬化する。この結果、結合剤
の縮合リン酸塩と、一価アルコールと水との混合
物の使用によつて中間温度域における組織強度の
大なる施工体が得られる。 本発明に用いる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、吹付装置、鋳込装置、圧入装置、投込み、
シユート等の方法を用いればよいが、施工の作業
性及び確実性を考慮すると多量使用の場合は吹付
装置を用いるのが好ましい。 本発明の熱間補修方法を中間温度域、1000℃未
満、例えば400〜800℃で説明したが、1000℃以上
の高温度域においても緻密で高強度を有する施工
体が得られる。 以下に本発明を実施例によつて説明する。 実施例 １〜４ 第１表に示した熱間補修材の一価アルコールと
水との混合物によるスラリー状態物を予め耐火れ
んがで枠組みし、600℃の温度に保持した抵抗発
熱体電気炉内に投入し、炉温を保持した状態で、
このスラリー状態物を沸騰させて硬化させた。こ
のようにして得られた硬化物を冷却後に取出し、
第１表に示すような試験結果を得た。なお、比較

【表】

【表】 例として熱間補修材の水のみによるスラリー状態
物を実施例と同様にした結果を第１表に示した。
但し、硬化時間は、重さ300ｇの金属球を高さ100
mmから落下させて侵入しなくなつた時間とした。 以上の結果から、一価アルコールと水との混合
物を使用した実施例は水のみの比較例に比して組
織強度が大幅に向上し、耐用性の大なるものが得
られることを示している。 実施例 ５ 実施例４の補修材を吹付装置の使用によりスラ
リー状態にしたものを炉温が500〜600℃に低下し
た150トン転炉の出鋼壁損耗部に投入した。この
補修材は炉温によつて沸騰し、硬化して緻密な施
工体が得られた。この結果、この補修方法による
施工体は剥落もなく均一に溶損させて19チヤージ
の耐用があつた。また同じ方法によつて比較例２
の補修材を使用したものは３〜４チヤージで剥落
が発生し、７チヤージの耐用であつた。 実施例 ６ ボーキサイト５〜１mm45％、１〜0.032mm28％、
焼結アルミナ0.032mm以下27％及びテトラポリリ
ン酸ソーダ４％からなる補修材に、エチルアルコ
ール２％、水分15％を添加してハンドミキサーを
使用して撹拌したスラリー状態物を炉温500〜600
℃の100トン取鍋の敷損耗部に投入した。この補
修材は炉温によつて沸騰し、硬化して緻密な施工
体が得られた。その結果、この補修方法による施
工体は剥落もなく均一に溶損されて11チヤージの
耐用があつた。 また、比較例、すなわち上記の補修材にエチル
アルコールを用いずに水分のみ16％添加して実施
例と同じ方法によつて施工体を得たものは、１チ
ヤージでカマボコ状の溶損を示し、３チヤージの
耐用でしかなかつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱間補修材を容器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て硬化さ
   せる熱間補修方法において、熱間補修材を一価ア
   ルコールと水との混合物によつてスラリー状態物
   にすることを特徴とする溶融金属容器の熱間補修
   方法。