JP3783254B2 - 熱間焼付補修材 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は各種精錬炉や容器などを熱間で補修するための熱間焼付補修材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種精錬炉や容器の炉壁の熱間補修方法としては吹付補修方法、流込補修方法、焼付補修方法などが実施されている。吹付けによる補修方法は多量の水と共に使用されるため、どうしても施工体が多孔質なものとなり耐用に劣るものとなる。一方、水系の流込補修方法や非水系の焼付補修方法は比較的緻密な施工体を形成する。しかし、水系の流込補修材は施工時の焼付時間が短いという長所を持っているが、輸送や保管中に粒分離が起こり易く、また、材料を泥漿状態で使用するため施工前に混練工程が必要であるばかりでなく、多量の水と共に投入するため、高温の補修面の耐火材料に熱衝撃を与え、スポ−リングなどの原因となる可能性がある。また、タ−ルやピッチなどを使用する非水系の焼付材では耐用性は良好であることは知られているが、焼付時間が長いという欠点がある。
【０００３】
最近、上記の水系の補修材の欠点を解消する方法として結晶水を含むリン酸塩や珪酸塩を使用した粉末状の焼付材が提案されている（特開平2-26874号公報）。この補修材は粉末状のため輸送保管が容易であり、そのまま施工可能で、使用中には結晶水から水が遊離され、それによって流動と充填が行われるという画期的な方法で、補修効果の向上と省力化に成果を上げている。
【０００４】
また、取扱いの容易さと高接着性をねらって、特開昭63-139068号公報には成形体とした非水系の焼付補修材が提案されている。この方法は熱可塑性樹脂とピッチの混合物を使用したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
結晶水を含む化合物を使用する特開平2-26874号公報の方法は、補修材料に密充填に必要な十分な流動を与えるためには多量に結晶水を含む化合物を使用しなければならず、必然的にリン酸や珪酸などが過剰に補修材中に残存し耐火性の劣るものとなり、耐用の低下が心配される。一方、特開昭63-139068号公報の方法では、施工性は良好であるが、投入後の焼付時間が長いという非水系の欠点は解消されておらず、施工時間が長く取れない場合には使用できないという問題がある。
【０００６】
また、最近の各種精錬炉や容器などはマグネシア・カ−ボンれんがのようなカ−ボン系の耐火物を使用したものが多用されているが、これらの補修には母材との接着性の点から見て、熱間でカ−ボン結合を生成するような材料が望ましく、非水系の有機結合材を使用し焼付時間の短いものが要望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の特開平2-26874号公報の方法の補修材としての簡便さを保ち、施工後の焼付時間が短く、かつ、耐用の良好な非水系の熱間焼付補修材を完成させたものである。即ち、本発明は耐火材料、アセトアニリド類および熱間でカ−ボン結合を形成する物質よりなる熱間焼付補修材である。
【０００８】
本発明に使用する耐火材料は特に限定はされず、被補修箇所に使用されている母材に合わせた適当なものが使用できる。たとえば、シリカ、ジルコン、ジルコニアなどの酸性酸化物、アルミナ、クロミアなどの中性酸化物、マグネシア、カルシア、ドロマイトなどの塩基性酸化物や、炭素材料、炭化珪素、窒化珪素などの非酸化物などの１種または２種以上である。
【０００９】
次に、熱間でカ−ボン結合を形成する物質としては、通常の有機系結合剤として使用されているピッチ・タ−ル類やフェノ−ル樹脂類が使用できる。その使用量は耐火材料100重量部に対して５〜40重量部が好ましく、この量が５重量部未満では、カ−ボン結合が十分に生成せず、強度および接着性に劣る施工体となり、40重量部以上では気孔率の大きな施工体となり、スラグに対する耐用が低下する。
【００１０】
本発明の特徴である流動化剤としてはアセトアニリド類を使用する。このアセトアニリド類は室温では粉末状で300℃以下の低温で溶融、流動するものが望ましい。この条件を満足させるものとしては、アセトアニリド、アセト酢酸アニリド、さらにアセトアニリドおよびアセト酢酸アニリドのメチル・ジメチル誘導体類、メトキシ・エトキシ誘導体類、カルボン酸誘導体類、アセチルアミノ誘導体類、スルファミン酸誘導体類とその塩、クロロ誘導体類などがあげられる。このうちから１種または２種以上を選んで使用するが、特に、アセトアニリドもしくはアセト酢酸アニリドが流動性などの点で優れている。その使用量は耐火材料100重量部に対して0.5〜８重量部の範囲で使用するのが最適で、この量が0.5重量部未満では施工時の焼付材の軟化、流動が不十分であり、逆に８重量部以上では施工体が多孔質となり耐食性が低下する恐れがある。
【００１１】
その他に金属粉末などの併用も可能である。本発明においては、結合剤として粉末状のものを使用した場合は補修材は粉末状として使用し、結合剤に液状のものを用いれば練土状あるいはスラリ−状となる。また、これをプレスなどで加圧成形した成形体としてもよい。いずれの形状でも運搬や保管が容易であり、補修材の経時変化もほとんどない。使用に際しては本補修材を各種精錬炉や容器などの被補修箇所に適当な手段で投入するだけでよい。
【００１２】
【作用】
補修される各種精錬炉や容器などの炉壁は少なくとも600℃以上の熱間であり、本発明の補修材中のアセトアニリド類は炉壁の保有熱により溶融し、補修材全体が流動状態となり、被補修箇所の細部まで充填されると同時に耐火材料が密充填され、次いで結合剤の作用で補修材は硬化した後カ−ボン結合を形成する。このアセトアニリド類が液化した時点でカ−ボン結合を形成するピッチあるいはフェノ−ル樹脂の粘性を大幅に低下させるので、熱間での流動性に優れており、耐火材料の充填性が向上する。また、それ自身ピッチあるいはフェノ−ル樹脂に先行して揮発するばかりでなく、カ−ボン結合を形成する物質の炭化を促進すると考えられ、本発明の熱間焼付材の硬化時間は大幅に短縮される。
【００１３】
【実施例】
実施例１〜７（表１）は粉末状熱間焼付補修材の例であり、比較例１〜４（表２）は熱可塑性樹脂とピッチのみを用いたものである。表１および２に示す配合２kgを1000℃の温度に保ったマグクロれんがを内張りした実験炉に施工し、その硬化時間と試料の広がり面積、および施工体と母材との接着強さをせん断力により測定した。広がり面積は比較例１を100とした比率で表してある。また、その施工体の硬化後の物性も同時に測定した。
【００１４】
実施例においては比較例に比べて、試料の広がり面積比で表される流動性と、硬化時間で表される作業性において非常に良好であった。さらに、本発明の熱間補修材は充填性が優れていることは、実施例の施工体の気孔率の低さによく現れている。このことに伴ってスラグ耐食性も格段によくなると思われる。また、接着強さも大体において向上している。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
実施例８〜12および比較例５〜７はスラリ−もしくは練土状熱間焼付補修材の例であり、表３に示す配合を用いて実施例１と同様に施工時間、広がり面積比および施工体の物性の測定を行った。この補修材も粉末状のものと同様に優れた特性を示した。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【発明の効果】
このように本発明の流動化剤としてアセトアニリド類を使用すると、熱間での流動性に優れ、そのため施工体の物性が良好となり、これが耐用の向上につながるのである。また、水を使用した従来の流込材と比較しても接着強度が大きく、特にカ−ボン系の耐火物を使用した容器の補修に適している。しかも、輸送や保管が簡便にでき、水を加えるような補修時の事前処理が不要となり、施工が簡便で、短時間で施工が可能な優れた熱間補修材が得られた。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
【表３】

Claims (1)

1. 耐火材料、流動化剤としてアセトアニリド、アセト酢酸アニリド、アセトアニリドおよびアセト酢酸アニリドのメチル・ジメチル誘導体類、メトキシ・エトキシ誘導体類、カルボン酸誘導体類、アセチルアミノ誘導体類、スルファミン酸誘導体類とその塩、クロロ誘導体類から選ばれる１種または２種以上、および熱間でカーボン結合を形成する物質よりなることを特徴とする熱間焼付補修材。