JPS5823352B2 - 圧入用モルタル調整法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉炉体、熱風炉等の鉄皮とれんが間に圧入し
、炉内ガスの漏洩を防止するための圧入用モルタルの調
整法に関する。

高炉熱風炉等において操業年月の増加とともに鉄皮とれ
んが間でれんがの損傷により、あるいは鉄皮とれんが間
の耐火充填材等の損傷により、高温状態の炉内ガスで鉄
皮温度が上昇し、亀裂が発生したり、変形したりする問
題がある。

この炉内ガスの漏洩対策として従来耐火物粉末および無
機バインダーよりなる耐火混合物に流動媒体として水を
使用し、漏洩周辺部の鉄皮とれんが間に圧入せしめ、鉄
皮−れんが間の空隙部を充填せしめる方法がとられて来
た。

しかし媒体として水を使用するため、充填形成耐火物層
の収縮が大であること、又炉底部周辺へ圧入する際に炭
素質れんがの酸化を招くこと、鉄皮との接着力が十分で
ない等の問題があり、十分なガス漏洩防止の目的を達成
し得なかった。

又、特に水媒体圧入材の硬化速度は温度依存性が犬であ
り、ステーブクーラー周辺部の如き低温部（常温に近い
）では硬化が遅いため、圧入材が圧入により空隙部に到
達しても硬化不十分のため、れんが、鉄皮等に対する接
着不十分となり、空隙部分に留まらず流下脱落する場合
が多く、十分目的を達成しない等の問題も生じた。

又２００〜３００℃程度の箇所に圧入しても、圧入材そ
のものの温度が常温であるため圧入直後より急激に空隙
部の温度低下をきたし、硬化不十分となる等の問題も生
じた。

本発明者らは上記の事からガス漏洩防止のための非水系
の圧入材につき検討した結果、本発明を完成したもので
ある。

即ち本発明は粒度２００メツシユ以下のものが少なくと
も７０重量％の耐火原材料・粉末に該耐火原材料の２０
〜６０重量％の分子量５００以下の液状レゾール型フェ
ノール樹脂単独又は該樹脂の溶剤の溶液を粘度１０００
〜２００ ｃｐｓの範囲になるようにして添加して混練
し、圧入直前に上記混練物に硬化剤として有機スルホン
酸と硫酸の重量比率が８０：２０〜２０：８０の混酸を
フェノール樹脂に対し５〜４０重量％混合することによ
り、その目的を達成したものである。

レゾール型フェノール樹脂は常温で酸硬化可能なことは
公知であり、硬化剤としてパラトルエンスルフォン酸、
蓚酸、硫酸、塩酸、燐酸等の酸が使用される。

しかしながら無機酸を使用する場合は硬化が早すぎ、硬
化時間を一定に調整することは困難であり、且つ樹脂分
のみを選択的に硬化させ、樹脂の粘度低下剤として使用
されるアルコール類を遊離した状態で硬化するので、硬
化体の組織が不均一になり易く、そのためガス漏洩防止
の目的を達することができない。

一方パラドルエンスルフォン酸、蓚酸の如き有機酸を使
用する場合は硬化時間が遅く、ガス漏洩周辺部に圧入し
ても、圧入後一時モルタルが滞留するのみで、硬化せず
に流下脱落する等の問題があり、これもガス漏洩防止の
目的を達することはできない。

従って本発明は後述の如く特定のレゾール型フェノール
樹脂をバインダーとし、それを適正な硬化時間、即ち適
正な硬化速度となすに必要な硬化剤を有機酸と無機酸の
中から特定のものを選んで組合せることにより本発明の
目的を達成し得たものである。

従って本発明の圧入モルタルは低温域でも硬化時間が速
く、且つガスの透過漏洩を防ぐ緻密で均一な耐火物組織
を形成することができた。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明に使用される耐火原料粉末としては通常耐火物と
して使用されるアルミナ、シリカ、マグネシア、炭化珪
素及び炭素等が使用され得る。

特にガス漏洩防止のためには微細な空隙部まで圧入され
ることが必要で、そのために粒度サイズとしては２００
メツシユ以下の微粉を少なくとも７０重量％含むものが
望ましい。

粒度サイズが２００メツシユを越えるものを含むときあ
るいは２００メツシユ以下の微粉が７０重量％未滴のと
きは微細空隙部での濾過現象が起きて液分と分離するた
め好ましくない。

本発明に使用されるバインダーとしての液状レゾール型
フェノール樹脂は樹脂単独、あるいは粘度調整のため必
要に応じて溶剤と共に使用される。

ガス漏洩防止のための緻密な耐火物硬化体を形成させる
ためには樹脂濃度の高いことが望ましく、従って溶剤使
用の場合でも樹脂分濃度は少くとも２０重量％以上が好
ましい。

しかしフェノール樹脂濃度の増加は溶液粘度の上昇を招
き、ポンプ圧入が困難となるため、粘度は１０００ ｃ
ｐｓ−２００ｃｐｓが好ましい。

従ってフェノール樹脂の分子量の低いものが望ましく、
分子量５００以下のものが好ましい。

又溶剤としては溶剤中１００℃以下の１価アルコールを
少くとも２０重量％以上含有せしめることが粘度低下作
用大であるため、使用溶剤量が少なくて済み、且つ生成
耐火物の組織が緻密となり好ましい。

かかる１価アルコールとしてはメチルアルコール、エチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール等であり、その
他の溶剤としてはエチレングリコール、トリエチレング
リコール、プロピレングリコール、グリセリン等の多価
アルコールが１価アルコールと併用して使用される。

耐火原料１００重量部に対して、液分として液状レゾー
ル型フェノール樹脂単独又は液状レゾール型フェノール
樹脂と溶剤の混合溶液２０〜６０重量％の範囲で通常使
用される。

本発明に使用される硬化剤の有機スルフォン酸は脂肪族
スルフォン酸、芳香族スルフォン酸が使用されるが、好
ましくはベンゼンスルフォン酸、トルエンスルフォン酸
、キシレンスルフォン酸及びナフタリンスルフォン酸等
の芳香族スルフォン酸がレゾール型フェノール樹脂との
相溶性がよく好ましい。

硫酸は硬化速度を早める役割をするので有機スルフォン
酸と硫酸の重量比率は８０：２０〜２０ ： ８０の範
囲で使用される。

有機スルフォン酸が８０ ： ２０以上の時は均一な組
織の硬化体が得られるが、低温（常温）での硬化速度が
遅く、圧入材が欠陥部に到達しても滞留せず、流下又は
脱落現象を生じ、目的を達成することは困難である。

又有機スルフォン酸が２０：８０以下の時は硬化が早す
ぎ、硬化時、液分の分離現象を起こし、緻密な耐火組織
を形成しないので、ガス漏洩防止の目的を十分達成する
ことはできない。

バインダー中の樹脂１００重量部に対する硬化剤の量は
通常５〜４０重量％が好ましく、必要な硬化時間に応じ
て調整される。

硬化剤が５重量％以下の時は硬化が遅く、２４ ｈｒｓ
以上の硬化時間を要し、且つ生成硬化体はゲル状であり
、れんが及び鉄皮に対する接着力が低く好ましくない。

又４０重量％以上の時は硬化が急激で、圧入材が炉内欠
陥部に到達する以前に硬化し、所期の目的を達すること
ができない。

硬化剤の混合方法は耐火原料とレゾール型フェノール樹
脂を予め混練し、圧入直前に硬化剤を添加混合する。

又必要に応じてバインダーとして２００メツシユ以下の
粉末ピーフチ類、フェノール樹脂粉、無機粉末バインダ
ー等を適宜配合し得るものである。

次に本発明を実施例により説明する。

実施例 １ 配合 上記配合耐火原料１００重量％にバインダーとして粘度
４００ ｃｐｓの液状レゾール型フェノール樹脂とエチ
ルアルコールの３：２の混合溶液２０重量％を添加混練
した後、硬化剤としてベンゼンスルフォン酸と硫酸の混
合比率７：３の混酸をバインダー中の樹脂に対して２０
重量％を添加し、１０分混練後４０ｘ４０ｘ１６０ｍｍ
の型枠に流し込み、常温硬化させ、５時間後に脱枠した
ところ十分硬化しており、乾燥後の変形も見られなかっ
た。

又通気率も十分率さいものが得られた。実施例 ２ 配合 上記配合耐火原料１００重量％にバインダーとして粘度
３００ ｃｐｓの液状レゾール型フェノール樹脂とエチ
ルアルコール、エチレンクリコールの混合比２：２：１
の混合溶液２０重量％、硬化剤としてキシレンスルフォ
ン酸と硫酸の混合比率７：３の混酸をバインダー中の樹
脂に対して１５重量％添加して１０分混練後４０Ｘ４０
Ｘ１６０ｍｍの型枠に流し込み、常温硬化させ、５時間
抜脱枠した所、十分硬化しており、乾燥後の変形も見ら
れなかった。

又通気率も十分率さいものが得られた。実施例１、実施
例２の品質特性を次表に示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粒度２００メツシユ以下のものが少なくとも７０重
   量％の耐火原材料粉末に該耐火原材料の２０〜６０重量
   ％の分子量５００以下の液状レゾール型フェノール樹脂
   単独又は該樹脂の溶剤の溶液を粘度１０００〜２００
   ｃｐｓの範囲になるようにして添加して混練し、圧入直
   前に上記混練物に硬化剤として有機スルホン酸と硫酸の
   重量比率が８０：２０〜２０：８０の混酸をフェノール
   樹脂に対し５〜４０重量％混合することを特徴とする低
   温部圧入用モルタル調製法。