JPH03150271A

JPH03150271A - 高炉炉壁補修用圧入材

Info

Publication number: JPH03150271A
Application number: JP1287778A
Authority: JP
Inventors: Nobu Nakamura; 中村　展; Hideo Kurume; 久留米　英雄; Akira Kojima; 昭小島; Kozo Yamada; 山田　孝三
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-11-07
Filing date: 1989-11-07
Publication date: 1991-06-26
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPH0717462B2

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、耐用性に優れた高炉炉壁補修用圧入材に関す
る。

（従来の技術）高炉の内張り耐火物は、鉱石・コークスなどの炉内容物
の荷下がりによる摩耗作用と、炉内容物からくるアルカ
リ成分による化学反応などによって著しく損傷される。

特にシャフト下部、朝顔部の損傷が大きい、この損傷で
内張り耐火物が薄くなると、鉄皮にホットスポットある
いは亀裂を発生させる原因となり、高炉の安定操業上に
大きな支障をきたす。

そこで従来、炉の稼動中に鉄皮に小孔を設け、この小孔
を通して不定形耐火物を圧入し、内張りの溶損部を補修
することが行なわれている。

この補修に使用される圧入材として、従来から種々のも
のが提案されている。例えば結合剤に粉末状珪酸アルカ
リを使用したもの（特開昭５５−１１３６７７号公報）
、結合剤にフラン樹脂を添加したもの（特開昭５フー１
１８０７３号公報）。

あるいは組織補強材として耐熱性繊維を添加したもの（
特開昭５０−４５００９号公報）などである。

（ＩＩ明が解決しようとするｌ！ｉｌｉ）しかし、粉末
状珪酸アルカリあるいはフラン樹脂を結合剤とした圧入
材は十分な組織強度が得られず、耐摩耗性・耐アルカリ
性に劣る。特に粉末状珪酸アルカリを使用したものは、
施工時に水を添加するため、圧入後、炉熱を受けると水
分のボイリングで組織の多孔質化、炉壁に対する接着性
低下をきたす、また。耐熱性繊維を添加したものは、繊
維が低融点物質の生成原因となること。

使用中の高温下では繊維の強度が低下するなどにより、
期待するだけの効果が得られない。

本発明は、高炉炉壁が受ける摩耗作用、アルカリ侵食と
いった損傷作用に対しても十分対応できる圧入材を提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明は、耐火性骨材１００重量部に、液状のフェノー
ル樹脂および／またはフラン樹脂５〜８０重量部と、金
属ファイバー〇、１〜１０重量部を添加してなる高炉炉
壁補修用圧入材である。

圧入材に金属ファイバーなどの耐熱性繊維を添加するこ
とは、例えば前記した特開昭５０−４５００９号公報で
公知である。しかし、これらの繊維は耐熱性といえども
耐火性骨材に比べると耐食性に劣り、しかも炉熱で強度
が低下し、十分な効果が発揮されない。

これに対し、本発明では耐熱性繊維の中でも熱伝導性に
優れた金属ファイバーに限定し、これに結合剤として液
状のフェノール樹脂および／またはフラン樹脂を組合せ
ることによって、高炉圧入材に要求される耐摩耗性およ
び耐アルカリ侵食性を向上させたものである。

高炉炉壁は、ステーブクーラーあるいは水冷ジャケット
によって冷却されている。金属ファイバーはその熱伝導
性によって水冷作用を圧入材組織に伝播させる。しかし
、金属ファイバーは圧入材組織の中で不連続的に存在し
ているので、冷却作用が十分に伝播さ九ない、本発明は
、金属ファイバーの添加と共に、結合剤としてフェノー
ル樹脂および／またはフラン樹脂を使用したことでこの
問題を解決した。

すなわち、結合剤が炉内熱を受けて炭化すると。

金属ファイバー同士の間に熱伝導性の炭素成分が存在す
ることになり、金属ファイバーがもつ冷却作用が金属フ
ァイバー同士の間で寸断されることがない、そして、こ
の冷却作用で圧入材の温度が低く保たれることによって
、ファイバー強度の劣化防止による耐摩耗性の向上と、
反応抑制によるアルカリ侵食防止の効果がある。また、
結合剤が非水系であり、水系に見られるボイリングによ
る組織の多孔質化もない。

後述の表に示す実施例の配合物において、バインダーの
種類と金属ファイバーの添加割合を変化させ、それぞれ
について熱伝導性を測定し、その結果をグラフ化したも
のが第１図である。同グラフから、水系バインダーの粉
末珪酸ソーダを使用したものに比べ、非水系のフェノー
ル樹脂あるいはフラン樹脂を使用したものの方が、金属
ファイバー添加による熱伝導率の向上が顕著であること
　がわかる。

本発明の圧入材は、さらに黒鉛粉を添加してもよい、黒
鉛粉は、熱伝導性をさらに向上させると共に、金属ファ
イバーを多量に添加した場合に見られる圧送性低下を解
消する効果がある。−以下、本発明をさらに詳しく説明
する。

本発明で使用する耐火骨材は、アルミナ質、アルミナ−
シリカ質、マグネシア質、スピネル質などから選ばれる
一種または二種以上を主材とし。

必要に応じて炭化珪素、窒化珪素、クロム鉱、粘土、ジ
ルコン、ジルコニア、シリ力、酸化クロムなどから選ば
れる一種または二種以上を適当量組み合わせる。これら
の耐火骨材の選択は従来材質と特に変わりない、また。

その粒度構成も従来材質と同様のもので足りる。

結合剤は液状のフェノール樹脂および／またはフラン樹
脂とする。液状のフェノール樹脂・フラン樹脂は、必要
により、アルコール類、エーテル類で粘度を調整する。

好ましい粘度は１０〜２００センチポイズである。

フェノール樹脂、フラン樹脂の割合は、それぞれ単独あ
るいは併用において、前記耐火性骨材１００重量部に対
して５重量部未満では圧入材の圧送性が悪く、シかも十
分な熱伝導性が得られない、８０重量部を超えると圧入
材組織が多孔質化し、耐用性に劣る。

さらに、硬化剤を添加してもよい。この硬化剤の種類と
しては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、その他液状樹脂
の硬化剤としてしられているものを使用できる。

金属ファイバーは、耐熱性の面からステンレス鋼が最も
好ましいが、これに限らず、例えば鉄。

炭素鋼、Ｃｒ−Ｍｏ鋼、Ｃｒｌｌ、Ｃｒ−Ｖ鋼、Ａｌｌ
。

Ａｆｆｉ合金、Ｃｕ合金などでもよい、形状はストレー
ト形、曲線、山形、波形などいずれでもよい。

寸法は、直径Ｏ，１〜１■、長さは直径の５〜５０倍程
度（例えば５〜４０■）が好ましい、その添加割合は、
耐火性骨材１００重量部に対して０．１重量部未満では
冷却効果が認められず、ｌＯ重量部を超えると圧入材の
耐火性が低下する。

黒鉛粉は、例えば土状黒鉛、りん状黒鉛、黒鉛質廃材な
どが使用できる。粒度は例えば１■以下、好ましくは０
．）ｍ以下とする。割合は、耐火性骨材１００重量部に
対して４０重量部以下とする。

４０重量部を超えると、圧入材の耐酸化性が低下する。

第２ｒＩ！ｉは、後述する実施例ＩＯの配合物において
、黒鉛粉添加量のみを変化させた場合の、圧入抵抗性の
変化をグラフ化したものである。同グラフから黒鉛粉末
添加による効果を十分に得ようとすると、その割合は、
５重量部以上とするのが望ましい、なお、第１図、第２
図のグラフで示した熱伝導性、圧入抵抗性の測定は、後
述の実施例の欄で説明した方法と同様にした。

本発明の圧入材は、以上に挙げた耐火原料、添加物以外
にも、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、金属粉
、有機ファイバー、分散剤などを適量添加することがで
きる。

そして、本発明の圧入材は、ステーブクーラーあるいは
水冷ジャケットなどの冷却手段が備えられた高炉炉壁の
内張りの補修において、ピストン式あるいはスクイズ式
の圧送装置を用い、圧入ホースを介し、炉壁に設けた開
孔部から被補修部に圧入される。

（実施例）以下、本発明の実施例とその比較例を第１表に示す。

表に示す試験方法は、以下のとおりである。

気孔率、熱伝導性■よび曲げ強さは、流し込み成形後、
１１０℃Ｘ　２４　ｈｒｓで乾燥したものを測定した。

実機試験は、高炉シャフト部に内張りを圧入補修して測
定した。

バインダーに粉末けい酸ソーダを使用したものは、配合
組成全体に対し、水分を外掛け２０ｖｔ％添加して施工
した。

気孔率　：　ＪＩＳ　２２０５−７４ニ準ｃてｍ定シタ
。

熱伝導性：試片を還元雰囲気下の７００”Ｃで加熱した
後、測定した。

耐摩耗性：試片を還元雰囲気下の７００”Ｃに加熱した
後、サンドブラスト法にて測定、比較例ｌの摩耗寸法を１００とした指数で示し、数値が小さいほど耐摩耗性に優れる。

曲げ強さ；４０Ｘ４０Ｘ１６０■に鋳込んだ試験片をス
パン１００■で測定した。

圧送抵抗性；内径５０　、８　ｗａ　Ｘ長さ５００■の
鉄製バイブ中に、　０．１メ／分の速度で耐火物を圧送した際の、圧送基端部分の耐火物のせん断付着応力を測定した。

耐用日数：鉄皮温度の上昇で、耐用寿命を定めた。

圧入所要時間：ピストン式ボンブを使用し、内径２５■
の圧入ホースを介して圧入した場合において、３００ −の圧入材を圧入施工完了までに要した時間を測定した。

（発明の効果）本発明の圧入材は、実施例の試験からも明らかなように
、金属ファイバーと樹脂バインダーの併用による熱伝導
性の向上で、ステーブクーラー、水冷ジャケットなどの
冷却手段からの水冷作用が圧入材全体に伝播され、圧入
材の使用温度を低下させることができる。これにより、
金属ファイバーの強度劣化がなく、しかも炉内容物から
くるアルカリによる侵食作用が低下する。また、非水系
バインダーの使用により、水系バインダーを使用した場
合に見られるような組織の多孔質化がない。

その結果、本発明の圧入材は実機試験のデータのとおり
、格段の耐用性が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧入材の熱伝導性を示すグラフ、第２図は圧入
材の圧送抵抗性を示すグラフである。第１図 ″「

Claims

【特許請求の範囲】

　耐火性骨材１００重量部に、液状のフェノール樹脂お
よび／またはフラン樹脂５〜８０重量部と、金属ファイ
バー０．１〜１０重量部を添加してなる高炉炉壁補修用
圧入材。