JPH093513A - 熱硬化性事前混練耐火材の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱硬化性を有する事前混練耐火材を使用した
不定形耐火材の施工方法を提供する。 【構成】 出銑を停止した後、溶銑樋４の損傷箇所を解
体する。次いで、溶銑樋４を所定の空冷機構によって空
冷して溶銑樋４を構成する旧材２の表面温度を６０℃以
下まで下げる。次いで、溶銑樋４の内壁面から所定間隔
をあけて型枠１を設置する。型枠１は、孔の径が１〜１
５ｍｍ、厚みが０．３〜１０ｍｍの開孔鉄板によって構
成されている。次いで、型枠１と旧材２との間にプレミ
ックス材３を所定量流し込む。次いで、バーナーを使用
して型枠１の外側から型枠１を介してプレミックス材３
を加熱して硬化させる。次いで、型枠１を取り外す。 【効果】 加熱硬化時に、水蒸気が型枠１側から旧材２
側へ漸次移動し、プレミックス材３中の水分が大幅に減
少し、亀裂やラミネーションの発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高炉の出銑樋の内張
耐火材の補修等に使用される、熱硬化性を有する事前混
練耐火材の施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉の出銑樋等の内張耐火物の補修等の
用途に、従来から型枠を使用した不定形耐火材の流し込
み施工が実施されている。この施工方法は、損傷箇所を
解体後、被施工体を構成する耐火物（以下、「旧材」と
いう）から所定間隔を開けて型枠を設け、次いで、旧材
と型枠との間に不定形耐火材を流し込み、次いで、流し
込んだ耐火材を自然乾燥（自然養生）により硬化させて
行うものである。そして、その施工においては、使用現
場において材料を水またはその他の混練液により混練し
て施工する流し込み材（以下、「従来耐火材」という）
が使用されている。このような従来の施工方法では、流
し込んだ従来耐火材を硬化するのに自然乾燥を用いるた
め、旧材の温度は、未だ相当に高い状態（１２０〜１３
０℃）でよく、むしろ、ある程度乾燥用の熱源として高
い方が望ましかった。なお、旧材の残熱温度は、例えば
高炉出銑樋等では、常温よりもかなり高い温度になって
いるのが普通である。また、自然乾燥は硬化に要する時
間がかなり長時間となり作業効率が悪かった。

【０００３】一方、流し込み耐火材として、近年、熱硬
化性の事前混練耐火材が使用されており、この耐火材
は、熱硬化性プレミックス流し込み不定形耐火材（以
下、「プレミックス材」という）などといわれている。
プレミックス材は、使用現場にて水またはその他の混練
液による混練を行なわずに施工が可能な流し込み用不定
形耐火材である。即ち、従来耐火材であれば、上記のよ
うに材料を水またはその他の混練液により混練して施工
するが、プレミックス材はその工程を必要とせず、既に
所定の混練を済ませているタイプ（プレミックスタイ
プ）の不定形耐火材である。そして、プレミックス材
は、従来耐火材が常温硬化性であるのに対し、加熱によ
り硬化する熱硬化性を有する材料である。

【０００４】プレミックス材の品質は、他の不定形耐火
材と同様に製造時に決定され、その施工体の出来栄え
は、施工条件によって変動する部分がある。これは使用
現場の条件、施工設備および人的要因等様々な変動要因
があるためであり、施工する毎に施工体の緻密性が変動
したり、膨れやラミネーションが発生する等、材料組織
面での品質変動をもたらすからである。

【０００５】また、前記のように、プレミックス材は常
温では硬化せず、所定の高温の熱によって硬化する材料
であることから、脱枠前に硬化のための加熱を必要と
し、更に、その後に乾燥を実施した後、初めて使用する
ことができる。この間での問題点として、施工体の膨
れ、亀裂、ラミネーションの発生および乾燥、爆裂等が
ある。

【０００６】一方、耐火材の流し込み施工に使用される
従来の鉄板製型枠は、厚みが５ｍｍ前後またはそれ以上
の鉄板を切削加工したもので重量が極めて大であり、ハ
ンドリングに難があるという欠点があった。また、プレ
ミックス材は熱硬化性の材料であることから、鉄板製型
枠を使用すると、加熱硬化途中で施工体の膨れやラミネ
ーションの発生が出易いこと、ならびに、加熱時間が長
時間を要する等の問題があった。従来耐火材の施工にお
いては、型枠の改良技術として網体を使用した施工方法
が、特開昭６２−１４１４９４号公報に開示されている
（以下、「先行技術１」という）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなプレミッ
クス材を、従来耐火材と同様の方法によって被施工体に
適用する場合には、型枠に流し込んだ後にこれを硬化さ
せるためにバーナー等によって加熱が必要であるが、そ
の加熱の際に旧材の温度が前記のように高い状態だと、
流し込まれたプレミックス材がバーナーおよび旧材の両
面から加熱されることになる。その結果、水蒸気の発生
する部分が流し込まれたプレミックス材の厚さ方向の中
央部に集中するため、そこにラミネーションや亀裂が発
生するという問題がある。この問題は、型枠として先行
技術１に示す型枠を使用しても解消されない。従って、
従来耐火材に使用されているような施工方法では、理想
的な施工体を得ることは困難であった。

【０００８】従って、この発明の目的は、型枠および流
し込み材を使用した不定形耐火材の施工において、熱硬
化性事前混練耐火材を使用可能とすることができる、施
工方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被施工体から所定間隔をあけて開孔鉄板からなる型枠を
設け、次いで、前記被施工体と前記型枠との間に、熱硬
化性を有する事前混練耐火材を流し込み、次いで、流し
込んだ前記事前混練耐火材を前記型枠の側から前記型枠
を介して加熱する工程からなり、前記事前混練耐火材の
流し込みは、前記被施工体を構成する耐火物の表面温度
を６０℃以下とした後に実施することに特徴を有するも
のである。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記開孔鉄板に設けられた孔の径が１〜１
５ｍｍの範囲内であり、前記開孔鉄板の厚みが０．３〜
１０ｍｍの範囲内であることに特徴を有するものであ
る。

【００１１】

【作用】プレミックス材を流し込む前に、被施工体を構
成する耐火物（旧材）の表面温度を６０℃以下の温度ま
で下げることによって、流し込まれたプレミックス材が
旧材側から加熱されることがなく、型枠側からのみ加熱
されるため、水蒸気の発生を施工体の表面（型枠側）か
ら背面（旧材側）へ漸次進行するよう制御することがで
き、水蒸気がプレミックス材中央部分に集中しないこと
は勿論、水蒸気の発生量が大幅に減少し、ラミネーショ
ンや亀裂の発生を防止することができる。

【００１２】型枠として、開孔鉄板を用いることによ
り、開孔部を通して直接的な加熱が可能となり、加熱時
に熱を有効に利用でき、加熱中に水蒸気やガス成分を逃
がし易くすることができ、型枠内圧力が上昇し難く、材
料組織が緻密に仕上がり、ラミネーションや亀裂の発生
を防止することができる。

【００１３】本発明においては、型枠を構成する開孔鉄
板の孔の形状は特に問わないが、孔の径は、何れかの一
方向が１〜１５ｍｍの範囲内とする。孔の径が１ｍｍ未
満では孔が小さ過ぎて、目詰まりを起こし易く加熱時に
おいて水蒸気やガスの飛散がスムーズでなくなる。好ま
しくは、８ｍｍ以上がよい。一方、１５ｍｍを超えると
施工中に孔から材料の洩れが多くなり過ぎる。孔の数に
ついては特に規定しないが、加熱時にガス成分を逃がし
易くするという機能性を考慮すると、開孔部分が鉄板全
体の面積に対し１０〜９０％の範囲内であることが好ま
しい。

【００１４】開孔鉄板の厚みは、０．３〜１０ｍｍの範
囲内とする。ハンドリングおよび経済性の面から１〜２
ｍｍが適当である。厚みが０．３ｍｍ未満では強度不足
であり、１０ｍｍを超えると枠の重量が過大になり作業
が困難である。また、５ｍｍを超えると困難度が増すの
で好ましくは５ｍｍ以下がよい。

【００１５】開孔鉄板の材質は目的を満足するものであ
れば鉄以外の金属であってもよい。また、開孔鉄板と
は、所定の孔が穿孔された鉄板の板状物の他、網目状鉄
板などの網目状物を含む概念である。

【００１６】

【実施例】次に、この発明を図面を参照しながら説明す
る。

【００１７】図１はこの発明の一実施例を示す平面図、
図２は断面図、図３はこの発明の一実施例を示す概略工
程図である。図１、図２において、４は溶銑樋（旧材２
によって構成されている）、１は型枠、３は型枠１と溶
銑樋４との間に流し込まれたプレミックス材である。

【００１８】高炉に設置されている図１、図２に示す溶
銑樋の補修において、本発明施工方法を適用した。図３
に示すように、まず、流し込み施工準備のため出銑を停
止した後、損傷箇所を解体した。次いで、溶銑樋４を強
制空冷して溶銑樋４を構成する旧材２の表面温度を６０
℃まで下げた。次いで、溶銑樋４から所定間隔をあけて
型枠１を設置した。型枠１としては、網目が８ ｍｍ×
１０ ｍｍで、厚みが１５ｍｍからなる金網を使用し
た。次いで、型枠１と旧材２との間にプレミックス材３
を所定量流し込み充填した。次いで、バーナー（図示せ
ず）を使用して型枠１の外側から型枠１を介してプレミ
ックス材３を加熱して硬化させた（加熱養生）。加熱温
度は１０００〜１４００℃、加熱時間は１２時間であっ
た。次いで、型枠１を取り外した（脱枠）。その結果、
プレミックス材３にラミネーションや亀裂は全く発生し
なかった。これは、旧材２の温度を６０℃以下に下げた
ことにより、水蒸気（水分）の発生をプレミックス材３
の表面（型枠１側）から背面（旧材２側）へ漸次進行す
るよう制御できたことにより、水蒸気がプレミックス材
中央部分に集中しないことは勿論、水蒸気の発生量が大
幅に減少したためである。

【００１９】比較のため、旧材２の空冷工程を省略し、
旧材２が１２０〜１３０℃の温度を有する状態でプレミ
ックス材３を型枠１と旧材２との間に流し込んだ施工を
比較例として実施した。図４、図５は、比較例における
加熱養生中および脱枠直前のプレミックス材の水分移
動、含水状態の変化を、型枠、旧材との関係において示
す説明図であり、図４は加熱養生中、図５は脱枠直前の
状態を各々示す。図４に示すように、加熱養生中には、
型枠１側からの加熱および１２０℃以上の旧材２側から
の熱により、水蒸気（水分）はプレミックス材３の中央
部付近に多く発生している。そして、図５に示すよう
に、脱枠直前において、中央部付近に水分が残ってい
た。このように、比較例の施工では、ラミネーションや
亀裂の発生が起こり易い状態であることがわかる。

【００２０】また、実施例と比較例の耐用性指数を、材
料原単位を用いて比較したところ、比較例の材料原単位
（ｋｇ／ｔ）を１００％とすると、実施例においては９
４．５％であった。従って、実施例は比較例よりも５．
５％改善されていた。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、以下に示す工業上有用な効果がもたらされる。 プレミックス材を加熱により硬化してもラミネーシ
ョンや亀裂が発生しないので、型枠および流し込み材を
使用する不定形耐火材の施工において、従来不可能とさ
れていた熱硬化性事前混練耐火材の使用を実現できる。 熱硬化性事前混練耐火材の使用により、材料硬化時
間が短縮され、施工効率が向上する。 開孔鉄板を型枠に使用することにより加熱効率が向
上しコストが低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】この発明の一実施例を示す断面図である。

【図３】この発明の一実施例を示す概略工程図である。

【図４】比較例における加熱養生中のプレミックス材の
水分移動、含水状態の変化を、型枠、旧材との関係にお
いて示す説明図である。

【図５】比較例における脱枠直前のプレミックス材の水
分移動、含水状態の変化を、型枠、旧材との関係におい
て示す説明図である。

【符号の説明】

１ 型枠 ２ 旧材 ３ プレミックス材 ４ 溶銑樋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被施工体から所定間隔をあけて開孔鉄板
   からなる型枠を設け、次いで、前記被施工体と前記型枠
   との間に、熱硬化性を有する事前混練耐火材を流し込
   み、次いで、流し込んだ前記事前混練耐火材を前記型枠
   の側から前記型枠を介して加熱する工程からなり、前記
   事前混練耐火材の流し込みは、前記被施工体を構成する
   耐火物の表面温度を６０℃以下とした後に実施すること
   を特徴とする、熱硬化性事前混練耐火材の施工方法。
2. 【請求項２】 前記開孔鉄板に設けられた孔の径が１〜
   １５ｍｍの範囲内であり、前記開孔鉄板の厚みが０．３
   〜１０ｍｍの範囲内である請求項１記載の施工方法。