JPH08169772A - 焼付け補修材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間での流動展開性及び接着性がよく、作業
性及び物性に優れると共に、保存性が良く、輸送や製造
の容易な焼付け補修材を提供する。 【構成】 耐火骨材、結合剤として熱間でカーボン結合
を形成する物質及び流動化助剤としてジフェニル又は
（及び）ジフェニルアミンよりなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種精錬炉や容器などを
熱間で補修するための焼付け補修材に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】各種窯炉の炉壁耐火物の溶損部位を熱間
で補修する方法の一つとして、熱間投げ込み焼付け補修
方法が広く採用されている。これは耐火材料を結合剤と
して機能するピッチ、タールで混練し、練土状にしたも
のが一般的である。しかし、焼付けに要する時間が長い
といった欠点のほか、使用時の発煙や異臭が激しいとい
った欠点があるため、非タール系結合剤としてクメンヒ
ドロペルオキシドベンゼン等の酸分解により得られる生
成物からフエノール等を蒸溜除去して得られる釜残物を
有機溶媒で溶かしたもので混練するもの（特開昭５９−
４５９７５号）や、フリット又はフリット及び粉末樹脂
を添加し多価アルコール液で混練したもの（特開昭６３
−３１４３５号）が公示されている。

【０００３】一方、粉末状（湿潤しているが取り扱い
上、粉末状としてみなしても差し支えない形態のものを
含む、以下同様）のものとしては、特定範囲内量のピッ
チと顆粒状及び液状フェノール樹脂を結合剤として使用
し、タール、ピッチの環境衛生上の欠点を低減したもの
（特開昭６０−２３５７７２号）、ピッチを結合剤とす
るものに流動展開性を良好にするため重油やクレオソー
ト油等を添加したもの（特開平１−１５０７９０号）、
結晶水を持つ無機化合物を添加し、この結晶水が赤熱状
態の炉中において脱水されるときの水分で泥ショウ状態
になるようにして焼付け材とするもの（特開平２−２６
８７４号）、流動展開性を良好にするため、ピッチやフ
ェノール樹脂を含む材料に流動化助剤としてラクタム類
を添加するもの（特開平６−１５７１４９号）等が公示
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】焼付け補修材の使用上
や取り扱い上、練土状の形態のものは小さな破袋部分か
らでも液の流出が起きるなど不便であり、また、製造的
立場から見た場合もかなり繁雑な製造となる。これに対
し、粉末状のものは前記の欠点は全くない。しかし、粉
末状のものは練土状のものに比較して流動展開性が悪
く、また、炉壁との接着性が悪く耐用性においてこれま
で満足するものがなかった。

【０００５】この点、流動化助剤を使用することを特徴
とする特開平６−１５７１４９号の方法は、これまでの
粉末状焼付け補修材にあった欠点を一歩進める方法では
ある。しかしながら、特開平６−１５７１４９号に示さ
れている流動化助剤としてのε−カプロラクタムの使用
は保存性に問題があるといえる。すなわち、ε−カプロ
ラクタムは吸湿性の強い物質であり、ドロマイトやマグ
ネシアの水和を起こしやすく、特に夏場の保存性に問題
がある。また、接着強度も従来のものと比較して十分で
あるとはいえない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、粉末状焼
付け補修材の開発において、ピッチ、フェノール樹脂の
流動化助剤として種々の物質を探索検討した結果、ジフ
ェニル、又はジフェニルアミンが最も優れていることを
発見し、本発明を完成したものである。すなわち、本発
明は、耐火骨材、結合剤として熱間でカーボン結合を形
成する物質、及び流動化助剤としてジフェニル又は（及
び）ジフェニルアミンよりなる焼付け補修材を提供する
ものである。

【０００７】本発明に使用する耐火骨材は特に限定され
ず、被補修箇所に使用されている母材組成に合った適当
なものが使用できる。すなわち、シリカ、ジルコン、ジ
ルコニア等のいわゆる酸性酸化物、アルミナ、クロミア
等の中性酸化物、マグネシア、カルシア、ドロマイト等
の塩基性酸化物や、炭素材料、炭化珪素、窒化珪素等の
非酸化物等の一種又は二種以上が適宜使用できる。

【０００８】次に熱間でカーボン結合を形成する物質と
しては、通常の有機結合剤として使用されているピッチ
類やフェノール樹脂が使用できる。その使用量は補修箇
所に適した必要な流動性を与え、カーボン結合が十分に
形成される量を使用するが、通常使用量としては耐火骨
材１００重量部に対して５〜４０重量部を必要とする。
この量が５重量部未満では流動展開性が不足し、また強
度、接着性が劣るものとなる。４０重量部以上の使用で
は施工体の気孔率が大きくなり、耐用性が悪くなる。本
発明に使用するピッチは石炭系、石油系のいずれでもよ
く、またその軟化点は、炉熱によって速やかに溶融し焼
付け補修材全体を流動状態とする役目をもっているた
め、３００℃以下のものに限定されるが、通常、１００
〜１５０℃のものが望ましい。フェノール樹脂として
は、熱可塑性のいわゆるノボラックタイプのものが望ま
しく、固体であれば粉末状、フレーク状等種々のものが
使用可能である。また、溶融点としては１２０℃以下の
ものが望ましい。

【０００９】流動化助剤としてのジフェニルやジフェニ
ルアミンは、いずれも室温で粉末（固体）であり、ま
た、ε−カプロラクタムにみられるような吸湿性がない
ので保存上全く問題がない上に、耐火骨材との混合が容
易であり、製造上好都合といえる。これらは、流動展開
性において、ε−カプロラクタムに劣るものでなく、炉
壁との接着性においてはε−カプロラクタムより優れる
もので、いずれもそれぞれ単独で流動化助剤として使用
できるが、焼付け温度や窯炉の熱容量等に応じて流動展
開性を調整する目的から併用使用も可能である。使用量
としては耐火材料１００重量部に対して０．５〜４０重
量部を、必要とする流動展開性に応じて使用するが、４
０重量部以上の使用は施工体の気孔率を上げ、また焼付
け時間が長くなるので望ましくない。また、０．５％以
下の使用量では流動化助剤としての効果がほとんどみら
れない。

【００１０】流動化助剤は炉熱により溶融したピッチや
フェノール樹脂の粘性を低下させ流動を促進するもので
なければならないので、これらと相溶性のあるものでな
ければならない。例えば、炉熱により容易に溶融、低粘
性液体となるがピッチやフェノール樹脂とほとんど相溶
性のないポリエチレングリコールを使用しても、むしろ
これらの溶融を遅らせ、焼付け時間を長くするだけで流
動化助剤としては機能しない。そのほか、流動化助剤と
してはそれ自身も炉熱により溶融し、望ましくはピッチ
やフェノール樹脂より低い温度で溶融し、低粘性化する
ものが良い。この点、ジフェニルやジフェニルアミンは
溶融点がそれぞれ約７０℃、５２℃であるので好都合で
ある。流動化助剤としてジフェニル又は（及び）ジフェ
ニルアミンを使用した焼付け補修材は赤熱した炉中に投
入されると、結合剤、及び流動化剤として配合されたピ
ッチやフェノール樹脂が溶け、これにジフェニル又は
（及び）ジフェニルアミンが相溶することにより全体が
低粘性化した泥ショウ状態となり流動展開し、損傷した
炉壁の細部まで浸透し緻密に充填され、固化した後はカ
ーボン結合により優れた強度、接着性を発現する。

【００１１】その他、本発明品にはカーボンの酸化防止
剤として機能するアルミニウム粉末、シリコン粉末、フ
ェロシリコン粉末等の金属粉末やボロンカーバイト（Ｂ
₄Ｃ）の使用も可能である。また、投入時の発塵防止
等、取り扱い上の便宜のため、流動パラフィン、イソパ
ラフィン、エタノール等の有機溶媒や灯油、重油、水等
によってプレミックスし湿潤化することも可能である。

【００１２】

【実施例】表１に本発明の実施例と比較例が示されてい
る。実施例１〜６は本発明の粉末状焼付け補修材の例で
あり、比較例１〜４は結合剤としてピッチ、又はピッチ
と熱可塑性フェノール樹脂粉末を併用し、流動化助剤を
使用していないものと、結合剤としてピッチ、及び流動
化助剤としてε−カプロラクタムを使用した例である。

【００１３】表１に示す各配合の特性値は、いずれも１
１００℃に保持された試験炉で試験した時の値である。
すなわち、広がり面積指数は、試験炉（１１００℃に保
持されている、以下同様）にセットしたマグネシア煉瓦
上に試料２００ｇを落とした時の広がり面積を比較例１
を１００として指数化したものである。硬化時間は、内
径１００ｍｍφ×深さ７０ｍｍの大きさの鉄製容器に試
料５００ｇを入れて試験炉に投入し、試料が溶融固化す
るまでの時間である。接着セン断強度は、試験炉にセッ
トしたマグネシア煉瓦上に縦７０ｍｍ×横８０ｍｍ×深
さ５０ｍｍサイズの鉄枠を置き、この中に試料５００ｇ
を投入しマグネシア煉瓦に焼付け接着させた後、炉外に
取り出し冷却後測定したものである。熱間施工後の物性
値は、内径１５０ｍｍφ×深さ１７０ｍｍの大きさの鉄
製容器に試料２ｋｇを入れて試験炉に投入し、溶融固化
後、固化物を容器より取り出し測定したものである。

【００１４】実施例は、比較例に比べて、試料の広がり
面積指数で表される流動展開性、及び接着セン断強度の
いずれにおいても良好な結果を示しており、特に接着セ
ン断強度が優れていることが分かる。

【００１５】

【発明の効果】本発明品は、流動化剤としてジフェニル
又は（及び）ジフェニルアミンを使用しているので、熱
間での流動展開性、及び接着性に優れ、従って作業性、
物性に優れた焼付け補修材を得ることができた。また、
本発明品は、その流動化助剤が吸湿性がなく常温で固体
であることから、保存性が良く、輸送を含めた取り扱い
上や製造上の観点からも優れた焼付け補修材を得ること
ができた。

【００１６】

【表１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐火骨材、結合剤として熱間でカーボン
   結合を形成する物質及び流動化助剤としてジフェニル又
   は（及び）ジフェニルアミンよりなることを特徴とする
   焼付け補修材。
2. 【請求項２】 流動化助剤として、ジフェニル又は（及
   び）ジフェニルアミンを耐火骨材１００重量部に対し
   ０．５〜４０重量部配合することを特徴とする請求項１
   に記載する焼付け補修材。
3. 【請求項３】 結合剤として耐火骨材１００重量部に対
   し軟化点３００℃以下のピッチを５〜４０重量部、及び
   ジフェニル又は（及び）ジフェニルアミンを耐火骨材１
   ００重量部に対し０．５〜４０重量部配合することを特
   徴とする請求項１に記載する焼付け補修材。