JPH0717462B2

JPH0717462B2 - 高炉炉壁補修用圧入材

Info

Publication number: JPH0717462B2
Application number: JP1287778A
Authority: JP
Inventors: 展中村; 英雄久留米; 昭小島; 孝三山田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-11-07
Filing date: 1989-11-07
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPH03150271A

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57−118073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。

（発明が解決しようとする課題）しかし、粉末状珪酸アルカリあるいはフラン樹脂を結合
剤として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
が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。

また、圧入補修は高炉休風時の限られた時間内に行われ
なければならず、迅速な施工が要求されるため、圧入材
は圧送抵抗性の小さい材質であることが要求される。

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、しかも圧送抵
抗性の小さな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、冷却手段が備えられた高炉炉壁に使用するも
のであって、耐火性骨材100重量部に、黒鉛５〜40重量
部と、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れない。本発明
は、金属ファイバーの添加と共に、接合剤としてフェノ
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、結合材
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する。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、シリカ、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、しかも十分
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、Cr鋼、Cr−Ｖ鋼、Al、Al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0.1〜1mm、長さは直径の５〜50
倍程度（例えば５〜40mm）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、10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
どが利用できる。粒度は例えば1mm以下、好ましくは0.1
mm以下とする。割合は、耐火性骨材100重量部に対して4
0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２図は、後述する実施例10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
る効果を十分に得るために、その割合は、５重量部以上
とする。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、熱伝導性および曲げ強さは、流し込み成形後、
110℃×24hrsで乾燥したものを測定した。

実機試験は、冷却手段が備えられた高炉のシャフト部に
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20wt％添加して施工し
た。

気孔率;JIS 2205−74に準じて測定した。

熱伝導性；試片を還元雰囲気下の700℃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℃で加熱した後、
サンドブラスト法にて測定。比較例１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;40×40×160mmに鋳込んだ試験片をスパン100m
mで測定した。

圧送抵抗性；内径50.8mm×長さ500mmの鉄製パイプ中
に、0.1m³／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；ピストン式ポンプを使用し、内径25mmの
圧入ホースを介して圧入した場合において、300kg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。

また、黒鉛によって圧送抵抗性が小さくなり、迅速な施
工が可能となった。

【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。

フロントページの続き (72)発明者小島昭千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (72)発明者山田孝三兵庫県高砂市荒井町新浜１―３―１ハリマセラミック株式会社内 (56)参考文献特開昭63−190766（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却手段が備えられた高炉炉壁に使用する
ものであって、耐火性骨材100重量部に、黒鉛５〜40重
量部と、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。