JPS6141883A - 製銑、製鋼用装置の熱間補修方法 - 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〉 本発明は製銑、製鋼用装置の熱間補修方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 従来の製銑、ｉａｓ用装置の、例えば、転炉出鋼口、Ｒ
Ｈ，ＤＨの浸漬管、あるいはランスの熱間補修方法はこ
れまで多く開示されている０例えば、特開昭５７−５１
１７６号では補修材を投げ込み炉熱によって軟化流動さ
せて充填焼付は補修を行なうことが示され、　あるいは
特開昭５５−９５０８２号では補修材と多量の水とを流
し込み炉熱によって沸騰充填させ、硬化させる方法が示
され、京た；特開昭５５−１３６１７８号では補修材を
圧入充填して補修することが示されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、これらの補修方法では補修流動充填物が被補修
面と単に接触する付着であるから強固な接着性は得られ
ず、また十分なる充填性も得られないことから耐用性に
劣るものであった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明者等は補修耐火材層を筒状の被補修面に圧着させ
ることにより前述の欠点を解消することを目的として種
々研究した結果、膨張剤層を有する補修用構造体を製銑
、製鋼用装置の補修しようとする部位（以下筒状体とい
う）に装着し、補修用構造体の膨張剤層の膨張によって
補修耐火材層を筒状体の被補修面に強固に圧着させるこ
とで、接着強度が大きく緻密な施工体が形成されて耐用
性に優れた製銑、製鋼用装置の熱間補修方法を見出し、
本発明を完成するに至ったものである。

〈発明の構成〉 本発明の熱間補修方法に用いる補修用構造体は、金属製
バイブ、膨張剤層、補修耐火材層及び薄金属板から形成
され、この補修用構造体を製銑、製鋼用装置の筒状体に
装着すると、補修耐火材層が製銑、製鋼用装置の保有熱
あるいはこの保有熱が少ない場合には加熱によって軟化
する段階で膨張剤層も加熱されて膨張を開始し、補修耐
火材層を筒状体の被補修面に圧着させることができるの
である。このため膨張剤層は熱による膨張特性が大きく
、かつ、低温から高温域まで膨張を維持する必要がある
ことから、使用する材料は天然ガラス岩、膨張性水和珪
酸アルカリガラス及び耐火粉末の混合物である。

天然ガラス岩としては膨張特性が低温から高温まで保持
できることが必要であル、バーミュキュライトやパーラ
イトがある。パーライトは８００〜９５０℃の間でしか
膨張がないことからバーミュキュライトの方が好ましい
。

膨張性水和珪酸アルカリガラスはモル比ＳｉＯ２／Ｍ２
０（ＭはＮａ又はＫ）１．５〜４．０で含水率が１０〜
４０ｉ１量％の性状を有するものであって、１００〜５
００℃の温度で膨張特性が非常に大きいことから優れて
いる。　このモル比が１．５より低いと加熱によって生
成する膨張剤層の粘性が低く膨張しにくいものとなり、
４．０より高いと加熱によって表面から水分の蒸発が顕
著となり表面に硬化膜を形成して爆裂しやすくなる。ま
た、含水率が１０重量％より少ないと加熱による膨張開
始温度が高くなり、膨張特性も小さいものとなり、４０
重量％より多くなると膨張性水和珪酸アルカリガラス自
体が水あめ状のものとなって取扱い上問題となる。

耐火粉末としてはマグネシア、アルミナなど種々のもの
が使用できる。耐火粉末を添加することによって、膨張
剤層の膨張特性を高温域まで維持する効果があり、その
粒径は０．５−以下のものが好ましく、更に好ましくは
０．１２５■以下であって、上記珪酸アルカリガラスが
４００℃以上で生じる液相に耐火材粉末が分散すること
によって膨張剤層の耐火性の向上を図る。耐火粉末の粒
径が０．５ｍより大きいと４００℃以上で生じる珪酸ア
ルカリガラスの液相との接触が粗雑なものとなり膨張剤
層の耐火性の向上効果が低減する。

以上のことによって、天然ガラス岩、膨張性水和珪酸ア
ルカリガラス、耐火粉末を併用したものは、膨張特性が
低温から高温域まで保持でき（第５オ）、また膨張応力
特性も大きい（第６図）ことから補修耐火材層を筒状体
の被補修面に強固に圧着できる。膨張剤層に用いるこれ
らの使用割合は使用条件によって異なるが、天然ガラス
岩、膨張性水和珪酸アルカリガラス、耐火粉末が重量％
で１０〜６０％、２０〜４５％、２０〜４５％のものが
膨張特性、膨張応力特性から好適である。膨張特性の非
常に大きい膨張性水和珪階アルカリガラスを更に７００
℃まで耐火性を向上、維持させるためには、耐火粉末と
ほぼ等比割合が良好である。これらに更に天然ガラス岩
を併用することによって１１５０℃まで膨張応力を維持
させることが可能となった。天然ガラス岩が６０重量％
より多いと７００〜１１５０’Ｃまでの膨張特性は若干
向上するが、１００〜７００℃における膨張特性が大幅
に低下し、１０重量％より少ないと膨張は１００〜６７
０℃となり、６７０℃以上での膨張はほとんど得られな
い。

また、膨張剤層は４００〜８００℃の中温域の膨張特性
を増強すること、及び強度低下を防止する点から膨張性
リン酸ガラス、強度補強用リン酸ガラスなどを加えても
よい。

補修耐火材層は膨張剤層の膨張によって筒状体の被補修
面に強固に圧着させるものであるから。

熱によって軟化変形能を有することが必要である。

ここに用いる耐火材としては、筒状体の被補修面の材質
によって選択されるが、マグネシア、アルミナなど種々
のものが使用できる。また、結合剤としては耐火材によ
って選択されるが、熱硬化性樹脂、熱可辺性樹脂１石油
ピッチ、石炭ピッチ、多価アルコールなどである。更に
、耐火材と結合剤の組み合せで流動性が大きい場合は、
保形剤としてアニオンタイプ多糖類、モンモリロナイト
有機塩複合体、ポリエチレンオキサイド、メタリン酸カ
リラム・ナトリウム塩混合物、３ｉ１母類など、あるい
はセラミックス又はスチール製ファイバー類を加えるこ
ともできる。

本発明の熱間補修方法に用いる補修用構造体について図
面によって説明する。この補修用構造体は第１図に示す
鍔（５）を必要に応じて設けた金属製パイプ（１）の外
周に、予めスリーブ状に作製した補修耐火材層（３）を
セットし、その内面に薄金属板（４）を介在させて金属
製バイブ（１）と薄金属板（４）の間隙に膨張剤を充填
し、膨張剤Ｍ（２）を形成する。必要に応じて鍔（５）
を設けた反対面に膨張剤層（２）と補修耐火材Ｍ（３）
との大きさに相当する程度の鍔（６）を設けて製造を完
了する。

上記の膨張剤層（２）と補修耐火材層（３）の上面に設
ける鍔（６）は補修耐火材層（３）を圧着させる方向に
応力をより高める効果を有する。

また、薄金属板（４）は膨張剤層（２）の膨張による均
一な膨張応力を補修耐火材層（３）にかけるために必要
であり、　したがって筒状の薄金属板（４）はその直径
が増大するような構造を有する必要がある１例えば、第
２図に示すように、薄金属板を円筒状に巻き両端を重ね
合わせた構成とすることができる。他にも第３図に示す
ように、薄金属板を２等分して円弧状とし、その各両端
を重ね合わせた構成としてもよい。

上記構造体の製造法は一例であって、これに限定される
ものでなく種々の方法によって製造することができる。

なお、補修用構造体は熱間補修するまで下準備しておく
必要がある。このため保管中の温度上昇によって補修耐
火材層（３）の保形が崩れることもある。この場合には
補修用構造体の外周を熱収縮性チューブなどの被覆材で
被覆することによって形状の崩れを防止することが好ま
しい。

次に、本発明の熱間補修方法を説明する。まず、製銑、
製鋼用装置の内面側が筒状体の被補修面となる場合につ
いて述べる。上記に示す補修用構造体（７）を・第１図
に示す損耗された製銑、製鋼用装置の筒状体（８）の被
補修面に装着する。この補修用構造体（７）の固定方法
は何等限定するものではないが、　この場合は装置のフ
ランジ（９）に対して鍔（５）を固定する。　このよう
に固定された補修用構造体く７）はこの装置の保有熱に
よって、補修耐火材層（３）の表面が軟化し粘着しやす
い状態となる。

また、金Ｒ１１バイブ（１）も加熱され、パイプ（１）
に接する膨張剤層（２）が膨張を始め外周へ膨張が拡大
する。この膨張によって薄金属板を介して均一な膨張応
力が補修耐火材層の周囲へ拡大する。このようにして、
損耗した筒状体に膨張剤層の膨張によって補修耐火材層
が圧着される。非水系補修材では結合剤の炭素結合、水
系補修材では水分が蒸発して硬化して焼付く、このよう
に加圧状態での焼上げにより補修耐火材層が筒状体の被
補修面に対して強固に接着され、かつ緻密な施工体とな
る。

上記の熱間補修方法完了後における補修用構造体の金属
製バイブ（１）及び膨張剤層（２）は補修後の最初の溶
融金属の排出によって溶失し、その後は補修耐火材層に
よって稼動が継続される。しかし、コスト的観点からい
えば筒状体の被補修面に強固な接着と緻密な施工体を形
成した後、金属製バイブを取り外し再使用することも可
能である１例えば、第３図に示すように金属製バイブ（
１）゛を縦２分割し、　これら分割したパイプにターン
バックル（１１）などを配設し、作業が終了した後に金
属製バイブの直径を縮小することによって、筒状体から
金属製バイブ（１）を取り外すことができる。　これら
の直径を可変させる構造は特に限定するものでない。

次いで、！ｌ銑、１１鋼用装置の外面側が筒状体の被補
修面となる場合について述べる６例えば溶融金属処理用
ランス（以下ランスという）などにも適用でき、　ラン
スは第４図に示す金属製バイブ（１０）の外周に耐火物
層（１２）を有するものである。スリーブ状に作製した
補修耐火材層（３）をセットし。

その外面に薄金属板（４）を介在させ、またその外周に
金属製バイブ（１）を間隙を設けて設置し、　その間隙
に膨張剤（２）を充填し、補修耐火材層と膨張剤層との
大きさに相当する程度の鍔（５）　（６）を設けて補修
用構造体（７）とする、この補修用構造体をランスに装
着する際に、鍔（５）と耐火物層（１２）の隙間から補
修耐火材層（３）中の耐火材が漏れる場合には、そのシ
ール方法を講じる必要がある。

例えば、セラミックファイバーなどを当障間に充填して
もよい、そして、ランスの保有熱あるいはランスの保有
熱が少ない場合には加熱により膨張剤層の膨張によって
補修耐火材層をランスの被補修面に圧着させる。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の補修方法によって製銑、製鋼用装
置の補修しようとする部位に補修耐火材層を強固に圧着
させることができ、その結果、接着強度が大きく緻密な
施工体が得られ、耐用性に優れた補修耐火材層が形成で
きる。このような補修方法は製銑、製鋼用装置、即ち転
炉出鋼口。

ＲＨ，ＤＨなどの浸漬管等の筒状体内面、あるいは浸漬
管、ランスパイプなどの筒状体外面の補修部位に適用で
きる。

以下実施例によって本発明の補修方法を具体的に説明す
る。

〈実施例〉 第１図に示す鍔（５）を有する鉄製パイプ（１）（１１
５■〕の外周に、マグネシアクリンカ−１００重量部、
ピッチ１３重量部、セラミックファイバー１重量部から
なる補修耐火材を外径１９０ｍ、内径１４０Ｉ、長さ６
００閣のスリーブ状に成形した補修耐火材層（３）を設
置し、その内面に０．２ｍ厚さの直径が増大するような
構造とするため薄鉄板（４）を円筒状として両端を重ね
合わせて介在させる。この薄鉄板と鉄製パイプとの間隙
に膨張剤層（２）としてバーミニキュ５４８４０重量％
、膨張性水和珪酸アルカリガラス３０重量％、　　０．
１２５■以下のマグネシア粉末３０重量％の混合物を充
填し１次に膨張剤層と補修耐火材層の上面に鍔（６）を
パイプに点溶接して補修用構造体（７）を作製した。　
この補修用構造体を１２００℃の温度を有している内径
２００ｍの耐火物製筒状体（８）に装着し、鍔（５）を
フランジ（９）に固定した。このようにして固定された
補修用構造体の補修耐火材層は筒状体の熱によって表面
が軟化して粘着しやすい状態になる。また膨張剤層が熱
によって膨張を始め、その後外周へ膨張が拡大する。

薄鉄板を介して均一な膨張応力が補修耐火材層へ拡張し
、被補修面に補修耐火材層が圧着する。補修用構造体を
筒状体に装着後１５分間経過後の補修耐火材層の見掛気
孔率を第１表に示す、また、従来より実施されている熱
間補修法での補修材の見掛気孔率を併記した。比較例は
１２００℃の温度を有する耐火物製筒状体に補修用パイ
プを装着し、その間隙にタール練り補修材を投込み充填
（比較例１）した場合、耐火材に水を２０％添加して流
し込み沸騰充填（比較例２）シた場合、圧入材を圧入充
填（比較例３）シた場合での見掛気孔率である。

第１表に示す接着強度の測定用試料は１２００℃の温度
に保持した電気炉中で、耐火れんが上に６８φＸ１００
ｍのパイプを置き、　これに実施例及び比較例の混線物
を各々充填して試料を作製した。実施例の試料は６５０
℃で８ｋｇ／ａＪの応力を５分間かけた後１２００℃に
昇温、１０分間保持して作製した。また比較例の試料に
は応力をかけることなく作製した。

これらの試料に横からロードセルを介してぜん断力をか
けて試料と耐火レンガとの熱閲せん断心力から接着強度
を求めた。

その結果を第１表に示す。

第１表 上記第１表から、本発明の実施例は比較例１〜３に比較
して接着強度が著しく大きく、また見掛気孔率も小さく
なってＶ・ることから；張圧着による効果が実証された
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図は補修用構造体を筒状体に装着して補
修を行なう状態を示す縦断面図であり、第２図及び第３
図は第１図に示す本発明の補修方法に使用する補修用構
造体の横断面図、第５図は膨張剤層の膨張特性、第６図
は膨張剤層の膨張応力特性を示すグラフである。 （１）金属製パイプ　　（２）膨張剤層（３）補修耐火
材層　　（４）薄金属板（７）補修用構造体　　（８）
筒状体 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　金属製パイプ、膨張剤層、補修耐火材層及び薄金属
   板からなる補修用構造体を製銑、製鋼用装置の補修しよ
   うとする部位に装着し、補修用構造体の膨張剤層の膨張
   によって補修耐火材層を被補修面に圧着させることを特
   徴とする製銑、製鋼用装置の熱間補修方法。