JPH0260955B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は溶融金属容器などの管状部分、例えば
転炉出鋼孔やRH、DHの浸漬管など、あるいは
ランスなどの補修に使用する圧着補修用成形体、
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。 〔従来の技術とその問題点〕 従来、溶融金属容器などの管状部分のうち、転
炉出鋼孔を補修する方法としては孔径の拡大部に
補修材をスタンプで圧着したり、損耗した出鋼孔
を掘削してスリーブれんがを装入し、炉壁との間
隙を吹付けや流込みによつて補修用耐火材を充填
する方法が行なわれている。また、浸漬管におい
ては損傷部にパイプを挿入して圧入材を圧入して
補修するか、吹付けによる補修が主として行なわ
れている。しかし、いずれの場合も従来の方法は
転炉や取鍋の操業のタイミングに合わせて能率よ
く熱間で補修を行なうには不都合である。 熱間で短時間に出鋼孔を補修する方法として、
例えば特開昭57−169012号公報のように、ヘツド
を備えたパイプを出鋼孔に装入し、掘削と同時に
補修材をパイプの穴から圧力をかけて吐出させ補
修する方法が提案されている。浸漬管の補修にお
いても、ほゞ同様の方法で補修が行なわれてい
る。しかし、この方法による施工体はどうしても
気孔率の大きいものとなり耐用上問題があり、成
形体を用いる方法が望ましい。 成形体を用いる方法として、本出願人らは特開
昭61−41883号公報で提案しているが、この方法
は、金属パイプ、膨脹材層、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脹材層の膨脹により耐火
物層を被補修面に圧着させる方法である。しか
し、この補修方法は膨脹材の膨脹による圧着力を
利用するため、その施工可能な温度範囲が限られ
る欠点がある。 この他、特開昭61−110711号公報にみられるよ
うに、拡張自在な管状芯材による機械的な圧着方
法もある。この方法の補修材は所定厚みに成形さ
れたものが管状芯材の拡張に従つて変形せねばな
らず、該公報にはこの方法に適した補修材の具体
的な記載はない。 本発明者らはこのような補修方法に最適な補修
材として、先にフエノール樹脂とピツチとを適度
に使用することにより、熱によるフエノール樹脂
とピツチの軟化流動と圧着による変形を利用した
熱間補修用成形体に関する特許を出願した（特開
昭63−311083号）。 しかし、この補修用成形体は一般炉壁の小部分
の補修には非常に威力を発揮するが、これを管状
に成形して転炉出鋼孔の補修に適用したところ、
以下のような問題点をが生じた。即ち、フエノー
ル樹脂とピツチの使用量が少ない場合は、圧着機
による拡径時に１カ所ないし２〜３カ所に集中的
に亀裂が生じ、以後の加熱によつても一体化しな
い場合があつた。また、フエノール樹脂とピツチ
の量が多い場合は、拡径圧着施工後、炉壁に接す
る部分は硬化を始めるが、補修用成形体の内側は
まだ流動性を保つているため、管状補修用成形体
の上部内側が重力により下方に力が働き、補修用
成形体内部に円周方向の亀裂が生じることも認め
られた。 〔問題点を解決するための手段〕 上述の欠点を解決するため、種々検討をした結
果、特開昭63−311083号に開示された配合に金属
繊維を添加することにより、問題点を解決するこ
とに成功したものである。 この方法に適用される補修材は炉熱により軟化
変形し、管状芯材の拡張に従つて変形して炉壁と
強固な結合をする必要がある。そのため本発明は
耐火骨材100重量部に対して、直径0.1〜１mm、長
さ10〜40mmの金属繊維0.5〜５重量部と、粒径0.1
〜１mmの粒状フエノール樹脂３〜12重量部及び粒
径0.1〜１mmの粒状ピツチ５〜18重量部より構成
され、成形体中に前記粒状フエノール樹脂又は粒
状ピツチの少なくとも一部が粒状のまゝ存在して
なることを特徴とする熱間補修用成形体である。 本発明の補修用成形体は主として耐火骨材と金
属繊維、粒状フエノール樹脂及び粒状ピツチとで
構成されるが、耐火骨材として特に限定はしない
が、転炉の材質から塩基性のものが好ましい。更
に、グラフアイト、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上を目的とし
てAl，Si，Mg等の金属粉末を添加することも可
能である。 金属繊維はステンレス繊維または鋼繊維が望ま
しく、その直径は0.1〜１mm、長さ10〜40mmのも
の、即ちアスベクト比約10〜400のものを耐火骨
材100重量部に対して0.5〜５重量部添加する。直
径が0.1mmより細いもの、長さが10mmより短いも
の、あるいは添加量0.5重量部以下ではいずれも
添加効果に乏しく、逆に長さが40mm以上のものは
均一な混練がしにくゝなり、直径が１mmよりも太
いものは施工体の耐食性が低下し、添加量が５重
量部以上では混練が困難となると共に耐食性の低
下がみられ、いずれの場合も好ましくない。特開
昭60−86078号には、熱間補修用吹付材において
耐火骨材中に金属繊維や金属粉を添加することが
試みられているが、これらは吹付材による施工体
の耐スポーリング性及び耐摩耗性の付与、亀裂進
展防止効果を求めるよりはむしろ、伝熱をよくし
て炭素質樹脂の炭化反応の促進を目的とするもの
である。したがつて、金属粉でもよいものである
が、本発明では上記条件を満足する金属繊維でな
ければならない。 使用するフエノール樹脂はその粒径が0.1〜１
mmの範囲にあればよく、レゾール型、ノボラツク
型いずれのフエノール樹脂も使用可能であり、更
に、前記フエ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重量部以上のの添加は、本発明の
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、ピツチもその粒径が0.1〜１mmの範囲に
あれば、石油系、石炭系いずれのピツチも使用可
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な
どの物性の向上が顕著には認められない。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。 また、使用するフエノール樹脂及びピツチの粒
径は0.1〜１mmとするが、これを0.1mm以下の微粉
として使用すると、熱間での保形性が低下するの
で好ましくない。また、１mm以上のフエノール樹
脂やピツチを使用すると、施工時に加圧しない場
合にフエノール樹脂やピツチの存在していた部位
が空孔となり、物性の低下原因となる。更に、フ
エノール樹脂及びピツチの合計添加量は耐火骨材
100重量部に対して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る。 成形体の製造時に使用する有機溶媒は、使用す
るフエノール樹脂を溶解し、かつその沸点が使用
するフエノール樹脂及びピツチの軟化点よりも低
いものであればよく、各種アルコール類、各種エ
ーテル類などが使用可能である。またその使用量
は成形方法に合わせて調製すればよく、例えばプ
レス成形の場合には２〜５％が、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
フエノール樹脂の表面を一部溶解させ、得られる
補修用成形体に一定の強度を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エノール
樹脂及びピツ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
やかに発現させるためである。 更に、成形後に加熱処理をして成形体中の有機
溶媒はその全部または大部分が揮発除去される。
この場合に、その温度をフエノール樹脂及びピツ
チの軟化点のうち低い軟化点の温度付近で行なう
のが好ましい。即ち、本発明の成形体中には前記
粒状フエノール樹脂又は粒状ピツチの少なくとも
一部、好ましくは補修用成形体の保形性が保たれ
る範囲でなるべく大部分が粒状で存在するように
配慮する。軟化点付近よりかなり高い温度で処理
すると、成形体中でフエノール樹脂またはピツチ
の粒子が軟化流動してフエノール樹脂及び／又は
ピツチの連続相を形成して上記構成の成形体とは
ならず、従つて、熱間での保形性が失われ好まし
くないためである。 本発明の熱間補修用成形体は原料配合を混練後
プレスまたは手打ちにより管状に成形されるが、
金属繊維を添加するので、プレス成形の方が好ま
しい。 〔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、その施工は主として600℃
以上の熱間であり、炉壁の保有熱により焼付硬化
して炉壁に接着する。この場合、フエノール樹脂
とピツチは炉壁からの受熱で軟化流動するが、本
発明においてはフエノール樹脂とピツチの少なく
とも一部、好ましくは大部分が粒状で成形体中に
存在している状態であるため、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
ずかの加圧によつて変形する特性を発現する。こ
の加圧によりフエノール樹脂とピツチは補修用成
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
出されたフエノール樹脂とピツチは補修材と被補
修面に集中するため施工体の接着強度も向上す
る。 しかし、上述のようにフエノール樹脂とピツチ
の使用量が少ない場合は圧着機による拡径時に１
カ所ないし２〜３カ所に集中的に亀裂が生じ、以
後の加熱によつても一体化しなかつたり、逆にフ
エノール樹脂とピツチの量が多い場合は拡径圧着
施工後、補修用成形体内部に円周方向の亀裂が生
じることがある。これを防止するため金属繊維を
添加する。金属繊維の添加により、上述のいずれ
の亀裂の発生も防止され、フエノール樹脂とピツ
チの使用量が耐火材の種類、配合に応じて広範囲
に変え得るようになる。更に、金属繊維の添加に
より補修用成形体が運搬中に破損する危険も少な
くなる。 〔実施例〕 以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。 実施例１〜４、比較例１〜２ 第１表に示す配合をニーダーで混練後内径200
mm、外径250mm、長さ300mmの円筒形状に圧力100
Kg／cm²で成形し、30℃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。 この補修用成形体の５本１組を圧着機にセツト
し、内壁温度1000℃の模擬出鋼孔（内径270mm）
に装入、圧力２Kg／cm²で圧着施工して、その状態
の観察および物性値を測定した。 実施例１、２は流動性の低い補修材であるが、
拡径時の亀裂の集中は見られず、施工後の補修体

【表】 も一体化していた。また、実施例３、４は流動性
の高い材料であるが、施工後の補修体には円周方
向の亀裂は見られなかつた。 これに対し、金属繊維を添加していない比較例
１では拡径時の亀裂が施工後の補修体にそのまゝ
残り一体化しなかつた。また、比較例２の試料で
は拡径時の亀裂は１カ所に集中したが、流動性が
高いため、加圧圧着により一体化した。しかし、
施工後の補修体の上側には円周方向の亀裂が生じ
ており、その部分の物性は低下していた。 実施例５、比較例３、４ 第２表に示す組成を持つ配合を実施例１と同様
の方法により、内径200mm、外径250mmで、長さが
200mmおよび300mmの円筒形状圧着補修用成形体を
得た。長さ300mmの成形体を５本、長さ200mmのも
のを１本（総長さ1700mm）を圧着機にセツトし、
250t転炉の出鋼孔内壁に圧着補修した。なお、施
工前の出鋼孔内径は270〜280mmであつた。施工後
の補修体は一体化しており良好で、25回の出鋼回
数の耐用があつた。

【表】

【表】 これに対して金属繊維を添加していない比較例
３では施工後数カ所に亀裂が入つており、耐用は
16回と低いものであつた。これは数カ所の亀裂よ
り補修体がめくれるように損耗していつたためで
あつた。また、粒状フエノール樹脂と粒状ピツチ
の合計添加量が18％で流動性のよい比較例４では
施工後の亀裂は見られなかつたが、耐用は12回し
かなかつた。特に補修時に上部となつた部位は12
回出鋼後には残存はなく、これは円周方向の亀裂
による剥離が原因と思われる。 実施例６、比較例５、６ 第３表に示す配合を実施例１と同様な方法によ
り内径500mm、外径680mm、高さ300mmの円筒形状
圧着補修用成形体を得た。この成形体３本をRH
加工管側の浸漬管の内面に圧着機にセツトして圧
着補修を実施した。なお、施工時の浸漬管内面の
温度は800〜1000℃であつた。 その結果を、鋼製繊維を添加しない場合（比較
例５）、従来の水練りアルミナ系圧入補修材（比
較例６）の結果と共に第３表に示した。

〔発明の効果〕

本発明の熱間補修用成形体は、以上のような構
成・作用の結果、熱間での保形性がが良好で、か
つわずかな加圧で変形密着し気孔率の低い成形体
となり、金属繊維が亀裂の発生を防止し、著しい
耐用の増加と施工時間の短縮が達成できた。ま
た、成形体運搬中の破損も軽減された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐火骨材100重量部に対し、直径0.1〜１mm、
   長さ10〜40mmの金属繊維0.5〜５重量部と、粒径
   0.1〜１mmの粒状フエノール樹脂３〜12重量部及
   び粒径0.1〜１mmの粒状ピツチ５〜18重量部より
   構成され、成形体中に前記粒状フエノール樹脂又
   は粒状ピツチの少なくとも一部が粒状のまゝ存在
   してなることを特徴とする熱間補修用成形体。