JPS6249560B2 - - Google Patents

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
するもである。 ＜従来の技術＞ 従来の製銑、製鋼用装置の、例えば、転炉出鋼
口、RH，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。例えば、
特開昭57−51176号では補修材を投げ込み炉熱に
よつて軟化流動させて充填焼付け補修を行なうこ
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つて沸騰充
填させ、硬化させる方法が示され、また、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つた。 ＜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作果、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つて補修耐火材層
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つたものである。 ＜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、金属製パイプ、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つて軟化する段階
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り、バーミユキユ
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ユキ
ユ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／M₂O（ＭはNa又はＫ）1.5〜4.0で含水率が
10〜40重量％の性状を有するものであつて、100
〜500℃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
によつ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つて表
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つ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
とによつて、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0.5mm以下のもの
が好ましく、更に好ましくは0.125mm以下であつ
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つて膨張
剤層の耐火性の向上を図る。耐火粉末の粒径が
0.5mm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。 以上のことによつて、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図）、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
は使用条件によつて異なるが、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酸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つて1150℃
まで膨張応力を維持させることが可能となつた。
天然ガラス岩が60重量％より多いと700〜1150℃
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100〜670℃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つて筒状体
の被補修面に強固に圧着させるものであるから、
熱によつ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
修面の材質によつて選択されるが、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つて選択されるが、熱硬
化性樹脂、熱可塑性樹脂、石油ピツチ、石炭ピツ
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
リン酸カリウム・ナトリウム塩混合物、雲母類な
ど、あるいはセラミツクス又はスチール製フアイ
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
ついて図面によつて説明する。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をセツトし、その内面に薄金属板４
を介在させて金属製パイプ１と薄金属板４の間隙
に膨張剤を充填し、膨張剤層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
耐火材層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、したがつて筒状の薄金属板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。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つて、これに限
定されるものでなく種々の方法によつて製造する
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
中の温度上昇によつて補修耐火材層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
周を熱収縮性チユーブなどの被覆材で被覆するこ
とによつ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
７はこの装置の保有熱によつて、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、
金属製パイプ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
の膨張によつ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つて補
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
体の金属製パイプ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つて溶失し、その後は補
修耐火材層によつ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、金属製パイ
プを取り外し再使用することも可能である。例え
ば、第３図に示すように金属製パイプ１を縦２分
割し、これら分割したパイプにターンバツクル１
１などを配設し、作業が終了した後に金属製パイ
プの直径を縮小することによつて、筒状体から金
属製パイプ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、製銑、製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。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図に示す金属製パイプ１
０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をセツトし、
その外面に薄金属板４を介在させ、またその外周
に金属製パイプ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
ツクフアイバーなどを当隙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
つ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つて製銑、
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。 以下実施例によつ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〔115
mm〕の外周に、マグネシアクリンカー100重量
部、ピツチ13重量部、セラミツクフアイバー１重
量部からなる補修耐火材を外径190mm、内径140
mm、長さ60mmのスリーブ状に形成した補修耐火材
層３を設置し、その内面に0.2mm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
ユキユライト40重量％、膨張性水和珪酸アルカリ
ガラス30重量％、0.125mm以下のマグネシア粉末
30重量％の混合物を充填し、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200mm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つて表面が軟化して点着し
やすい状態になる。また膨張剤層が熱によつて膨
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分間径過後の補修耐火
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）した場合、圧入材を圧入充填
（比較例３）し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68φ
×100mmのパイプを置き、これに実施例及び比較
例の混練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／cm²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せ
ん断力をかけて試料と耐火レンガとの熱間せん断
応力から接着強度を求めた。 その結果を第１表に示す。

【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
気孔率も小さくなつていることから膨張圧着によ
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。

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つ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。