JPS6131364A - 早硬性不定形耐火物 - Google Patents

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 この発明は、高炉炉壁等の熱間吹付補修に用いる不定形
耐火物に係り、特に酸化雰囲気下での使用においてもす
ぐれた強度を発揮する半硬性不定形耐火物に関するもの
である。

従来技術とその問題点 従来、高炉等窯炉の熱間吹付補修に使用されている不定
形耐火物としては、キャスタブル耐火物が代表的である
。キャスタブル耐火物は、耐火性骨材に結合剤（バイン
ダー）として粘土、セメント類、珪酸塩、リン酸塩、硼
酸塩等を配合し、水で混練して流動性を付与したもので
ある。しかし、従来のキャスタブル耐火物では、内張り
がドロマイト系耐火物の場合には煉瓦の消化現象が発生
し、また炭素含有系耐火物の場合には水蒸気酸化を促進
し、内張り耐火物の損傷が顕著となる。

そこで、これらの問題を解決すべく種々研究がなされ、
最近、結合剤に熱硬化性樹脂を使用したものが提案され
ている。例えば、特開昭５８−２１３６８１にハ、ｉｔ
火性骨材にフェノール樹脂とアルミナセメントを添加混
合してなる高炉用吹付耐大物が開示されている。また、
特公昭５７−８６８８には、結合剤としてフェノール樹
脂とＣａ　（ＯＨ）２を併用したものが示され、特開昭
５６−１６９１７８には、フェノール樹脂とＭｇＯ，Ｃ
ａｂ、　Ｍｇ（ＯＨ）２．　Ｃａ（ＯＨ）ｔを併用した
結合剤を用いた耐火組成物が提案されている。

すなわち、樹脂バインダーの場合は、熱間付着性が良好
であるとともに、炭化して炭素結合を生成させると従来
の無機バインダーに比べ強度、耐熱性、耐食性、耐スポ
ーリングが著しく高くなる。

しかしながら、一般的なフェノール樹脂（ＰＨ８以下）
は酸化性雰囲気では燃焼消失して結合剤としての効果が
なくなるため、使用個所は高炉、転炉、電気炉、コーク
ス炉等非酸化性雰囲気下の操業個所に限定されている。

しかるに、上記非酸化性雰囲気操業炉の場合ｔこも熱間
吹付補修は開放状態で行なわれるため、実質上酸素を遮
断することは不可能である。そのため、従来提案されて
いる前記の樹脂バインダー使用の吹付耐火物では、強度
の低い吹付施工体しか得られないのが実情である。

発明の目的 この発明は、従来の前記実情に鑑みてなされたものであ
り、半硬性だけでなく、酸化性雰囲気下でも十分な強度
を発現する半硬性不定形耐火物を提案することを目的と
するものである。

発明の構成 この発明に係る半硬性不定形耐火物は、粒度調整した耐
火性骨材に対し、ＰＨ９〜１３、好ましくは１０〜１２
、粘性１５０ＣＰ以下の親水性レゾール型フェノール樹
脂とアルミナセメント等のセメント物質とからなる結合
剤を添加配合することを特徴とするものである。

耐火性骨材に結合剤としてフェノール樹脂を用いたもの
は、前記した通り既に提案されている。

また、特公昭５７−８６８８１こ開示されている非水自
硬性耐火毫ルタルにはレゾール型フェノール樹脂が用い
られている。しかし、従来公知の吹付補修材に使用され
ているフェノール樹脂は、ＰＨ８以下の一般的なもので
あり、また１２０〜１３０°Ｃで熱硬化性を示すレゾー
ル型のフェノール樹脂の場合もＰＨ７〜８と高ＰＨのも
のではない。この程度のＰＨのフェノール樹脂を用いた
ものでは、前記したとおり、強度上の問題により非酸化
性雰囲気下に限られ、酸化雰囲気下での使用は不可であ
る。

そこでこの発明者らは、酸化性雰囲気下でも十分な強度
を発現する吹付補修材について種々検討を重ね、結合剤
として親水性レゾール型フェノール樹脂とセメント物質
とを併用することにより、半硬性を示し、しかも酸化性
囲気下焼成の強度低下が改善されることを見い出したの
である。

すなわちこの発明は、耐火性骨材にＰＨ９〜１３の親水
性レゾール型フェノール樹脂とセメント物質を添加混合
することを特徴とする。ここで、耐火性骨材としては酸
性、中性、塩基性あるいは天然、合成の公知のものを使
用する。また粒度構成等も公知技術を利用することがで
きる。

セメント物質としては、ポルトランドセメント類、アル
ミナセメント類、ρ−アルミナを使用することができ、
特にρ−アルミナと高アルミナセメントが良い。使用量
は０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％であ
る。すなわち、０．５重量％以下では硬化性に問題があ
り、２０重量％を超えると耐食性の面で好ましくないか
らである。

また、親水性レゾ−／ｌ’型フエフエノール樹脂Ｈを９
〜１Ｂに限定したのは、ＰＨ９以下では硬化が遅くなり
半硬性がなくなり、ＰＨ１３以上では半硬性が速くなり
過ぎ、また取扱い上危険性が生じるからである。また、
粘性は強度および吹付作業性と間係し、親水性レゾール
型フェノール樹脂の粘性が２８０ＣＰ以上では酸化雰囲
気下で十分な強度が得られず、また１５０ＣＰ以上では
吹付作業性も悪い。なお、粘性の高いものは水あるいは
メチルアルコール、エチルアルコール等１’希釈Ｌテ調
整する。また、この親水性レゾール型フェノール樹脂の
添加量は骨材により異なるが、大略５〜２０重量−程度
である。

次に、この発明者らが行なった実験例について説明する
。

実験例■ 通常のアルミナセメント結合剤のキャスタグル耐火物を
樹脂液等で混線して硬化性を調べた結果を第１表に示す
。

第１表より、この発明で用いる親水性レゾール型フェノ
ール樹脂は、他の混線液Ｉζ比べ硬化性がすぐれている
ことがわかる。

（以下余白） 第１表 実験例■ 種々の無機質結合剤を添加した不定形耐火物をＰＨ１１
の親水性レゾール型フェノール樹脂で混練し、その硬化
性を調べた結果を第２表に示す。

第２表より、結合剤としてはセメント物質が最も有効で
あることがわかる。

第　　　２　　　表 実験例■ エタノールを用いて親水性フェノール樹脂液（ＰＨＩＩ
、粘性４７２ＣＰ）の粘性を変化させ、アルミナセメン
ト４１［量＊使用セメｙトｖｘ型ｙ−ｙモット質ギャス
タブル耐火物を混練成型し、酸化雰囲気下での焼成強度
を求めた結果を第８表に示す。なお、第８表の試験Ａ１
は親水性フェノール樹脂液単味（エタノール添加なし）
の場合であり、参考例はアルミナセメント無添加の場合
である。

次に、アルミナセメント１０重量係使用シャモット質キ
ャスタブルを上記と同じ親水性フェノール樹脂の粘性を
変化させ、第４表に示す吹付条件で吹付し、吹付作業性
を調べた結果を第５表に示す。

第３表より、混線樹脂液の粘性は強度的にみて２８０Ｃ
Ｐ〜８ＣＰが良好であるが、第６表の吹付作業性からみ
ると１５０ＣＰＪ２を下が良好である。

この結果より、親水性フェノール樹脂液の粘性の適正範
囲は、好ましくは１５０ＣＰ〜８ＣＰであることがわか
る。

また、樹脂液の添加量は骨材によって異なるので、−概
には規定できないが上記シャモツト質骨材を使用した場
合、強度的にみて５〜２０重量−の範囲が好ましい。

第８表 第　　　４　　　表 第５表 実験例■ フェノール樹脂のＰＨ値と硬化性の関係を調べるため、
アルミナセメント１０重量％を使用したシャモツト質キ
ャスタグルをＰＨ値を種々変化させたフェノール樹脂で
混線し、２０°Ｃでの硬化時間を調べた結果を第６表に
示す。

ｇＪ６表より、ＰＨ９を境に硬化時間が大きく異なり、
ＰＨ９未満では硬化に数時間以上かかるのに対し、ＰＨ
９以上では１時間以内で硬化することがわかる。

（以下余白） 第６表 実験例■ シャモツト質キャスタグル中のアルミナセメント量を変
化させ、ＰＨＩＩの親水性レゾール型フェノール樹脂液
（、粘性２８ＣＰ）で混練成型し、酸化雰囲気化での焼
成強度と耐食性を調べた結果を第７表に示す。樹脂液は
水で希釈した。

本実験における耐食テストは、実験用高周波誘導炉の内
壁に上記成型体を内張すし、この炉内に温度１５００℃
の溶銑を８時間貯え、その時の侵食厚を求めた。

ｆＪ７表より、アルミナセメントの添加量は０．５〜２
０重量％、好ましくは１〜１０重量％が好適であること
がわかる。

（以下余白） 第　　　７　　　表 以上の実験例から明らかなごとく、耐火骨材に結合剤と
して親水性レゾール型フェノール樹脂とセメント物質と
を併用添加してなる不定形耐火物は、耐火骨材の種類に
応じて樹脂液および七メント物質の配合割合を適宜窓め
ることによって、強度的に酸化雰囲気化に強いものが得
られることがわかる。

実　　　施　　　例 焼成ボーキサイト骨材、マグネシアクリンカ−骨材、シ
リカフラワー、ρ−アルミナ、ハイアルミナセメント、
メタリン酸ソーダ、カルボン酸系分散剤、Ｓｉ粉末、第
８表に示す混線液を用い、第９表に示す配合割合の不定
形耐火物を作成し、同表に示す物性を得た（試片サイズ
：　４０Ｘ４０Ｘ１６０朋）。９Ｊ９表には、比較のた
め、混線液に一般的なノボフック型フェノール樹脂Ｃと
レゾール型フェノール樹脂りを用いた従来例を併せて示
した。

次に、第９表に示す不定形耐火物を内容積２１００ゴの
高炉シャフト部に下記に示す条件で吹付け、その吹付施
工体の耐食性を調べた結果を′Ｓ１０表に示す。

（以下余白） 吹付条件 １　吹付機 ロテクターＢ５−Ｃ８型 吹付圧・・・・・・・・・１．５呻ｆ／ｄ回転数・・・
川・・・１００ｒ、ｐ、ｍ吐出量・・・・・・・・−６
〜８に４／ｍ１ｎ２　吹付量 第１θ表に示す。

第　８　表　　　混　　線　　液 第１０表　　　耐　　食　　性 第９表、第１０表より、この発明の熱間吹付耐人物は従
来品に比べ半硬性に富み、酸化雰囲気下で良好な強度を
示すとともに、高炉の吹付補修に用いてもすぐれた耐食
性を示すことが判明した。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明の半硬性不定形耐火物は、
結合剤の混線液に酸化雰囲気に強い樹脂バインダーを用
いたことにより酸化雰囲気下での熱間吹付補修にすぐれ
た効果を発揮し、高炉、転炉、電気炉等の工業窯炉の熱
間吹付補修材として極めて有用性に富むものである。

自発手続補正書 ２４発明の名称 半硬性不定形耐火物 大阪市東区北浜５丁目１５番地 （２１１）　　住友金属工業株式会社（ほか１名８、補
正の内容　　　別紙のとおり １、本願明細書第６頁８行「２０重量％程度である。」
の次に、「すなわち、５重量％以下では結合剤量不足に
より強度発現が少なく、２０重量％以上の多量使用にお
いては逆に強度低下が生じるためである。

なお、骨材粉末やセメント類等の粉末の分散を促進する
ための分散剤の使用は公知であり、この発明においても
例えばカルボン酸系分散剤を適当量使用する。」を挿入
する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐火性骨材にＰＨ９〜１３、粘性１５０ＣＰ以下の親水
   性レゾール型フェノール樹脂とセメント物質とからなる
   結合剤を添加配合することを特徴とする半硬性不定形耐
   火物。