(57)【要約】【課題】簡易な方法によって、冷却部周りに施工した耐火物の耐久性を向上させることを目的としている。【解決手段】冷却水が強制的に循環すると共に加熱雰囲気に配置されるスキッドパイプ１の外周に、当該スキッドパイプ１を保護するために不定形耐火物を設ける不定形耐火物２の施工方法である。スキッドパイプ１の外周に設けた不定形耐火物２を加熱して硬化させる処理を、スキッドパイプ１内の上記冷却水の循環を停止して行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体が強制的に循環すると共に加熱雰囲気に配置される冷却部の外周に、当該冷却部を保護するために不定形耐火物を設ける不定形耐火物の施工方法であって、
上記冷却部の外周に設けた不定形耐火物を加熱して硬化させる処理を、上記冷却部内の上記冷却媒体の循環を停止して行うことを特徴とする不定形耐火物の施工方法。
【請求項２】
上記冷却部表面の温度が、上記不定形耐火物の硬化開始温度よりも高く且つ上記冷却部を構成する材料の耐熱温度よりも低い温度になったと判定したら、上記停止した冷却媒体の強制循環を再開することを特徴とする請求項１に記載した不定形耐火物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉のスキッドパイプ周り等の、加熱雰囲気で使用される冷却部を保護するために行う不定形耐火物（キャスタブル耐火物）の施工方法に関する。この不定形耐火物の施工には、耐火物による補修（部分的な施工）も含まれる。
【背景技術】
【０００２】
従来の不定形耐火物の施工では、特許文献１や特許文献２に記載のように、施工した耐火物の物性を高めて長期間に亘る亀裂、剥離を抑制するために、流し込みに用いる不定形耐火物の成分（アルミナセメントや膨張骨材、減水剤など）を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５２９０８号公報
【特許文献２】特開２０１６−５２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、不定形耐火物を、加熱炉のスキッドパイプのように冷却水（冷却媒体）が流れている冷却部周りに配置して加熱した場合、耐火物は熱伝導率が低いことも加味して、不定形耐火物の表面側は加熱によって高温になるが、冷却部側（内周側）は冷却部からの吸熱によって相対的に低温状態で硬化することになる。
このように表面側から冷却部側に向けて所定の温度勾配を有した状態で硬化することから、冷却部を保護する耐火物は、相対的に、低温状態で硬化した部分と高温状態で硬化した部分とで異なる物性を有する。一般に、高温状態で硬化する場合に比較して低温状態で硬化した場合の方が、硬度が低い耐火物となる。
【０００５】
これに対し、上記従来のような成分調整を行うことで物性を調整して対応する方法を適用しようとすると、例えば冷却部側の耐火物と表面側の耐火物とで物性値の異なる材料を個々に使用する事で対応することになるが、これはとても煩雑な施工となる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、簡易な方法によって、冷却部周りに施工した耐火物の耐久性を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題を解決するために、本発明の一態様は、冷却媒体が強制的に循環すると共に加熱雰囲気に配置される冷却部の外周に、当該冷却部を保護するために不定形耐火物を設ける不定形耐火物の施工方法であって、上記冷却部の外周に設けた不定形耐火物を加熱して硬化させる処理を、上記冷却部内の上記冷却媒体の循環を停止して行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、簡易な対応によって、冷却部周りに設けた不定形耐火物を硬化する際に、従来よりも温度勾配が小さくなることから、施工した耐火物全体を高温状態にすることができる。この結果、本発明の一態様では、高温で硬化した時の物性を有する耐火物の施工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】スキッドパイプ周りの耐火物施工状態を示す模式図である。
【図２】実施例の耐火物の物性を示す図である。
【図３】実施例で使用した試験片の構成を示す図である。
【図４】実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、不定形耐火物を施工する施工箇所が、鋼片を加熱する加熱炉内に配置される鋼製のスキッドパイプの場合を例に説明する。この場合には、スキッドパイプが冷却部を構成し、スキッドパイプ内には冷却媒体としての冷却水が強制循環している。
なお、本発明は、加熱炉内などの例えば８００℃以上の高熱の加熱雰囲気に配置されると共に、冷却水や冷却ガスなどの冷却媒体が強制循環する冷却部を保護する不定形耐火物の施工であれば適用できる。
【００１０】
本実施形態の不定形耐火物の施工方法は、流し込み工程と養生工程と加熱工程とを有する。
流し込み工程では、加熱炉内の温度を３０℃など、作業員が入り込める温度雰囲気とした状態で、対象とするスキッドパイプ１周りに型枠（不図示）を配設し、型枠内に不定形耐火物２を流し込む。不定形耐火物２としては、先行文献１，２に記載の耐火物でも良いし、通常、加熱炉などで使用される不定形耐火物を使用しても良い。
【００１１】
養生工程では、１日など、流し込んだ耐火物２が形状維持できる状態になるまでの養生期間だけ養生した後に、型枠を除去する。
図１は、養生工程が終了した状態を示す。符号３は、スキッドパイプ１に設けられて、流し込んだ耐火物２を支持するための金具である。
加熱工程では、加熱炉を再稼働、すなわち加熱炉のバーナ（不図示）を稼動して、加熱炉内を加熱して加熱雰囲気とする。このとき、スキッドパイプ１への冷却水の供給（冷却水の強制的な循環）を一時停止しておく。冷却水の供給の一時停止は、流し込み工程のタイミングなど、前もって実施しておいても良い。ここで、上記の冷却水の供給の一時停止の際には、施工対象とするスキッドパイプ１内から水を抜いた状態としておくことが好ましい。
【００１２】
加熱炉内の加熱によって耐火物２周りの温度は徐々に上昇し、加熱による脱水反応等によって耐火物２が硬化する。
加熱炉内は、加熱によって、例えば１２００℃などの高温状態に向けて徐々に上昇することになるが、施工した耐火物２に十分な脱水反応を起こすには、通常６００℃以上に加熱することが好ましい。但し、耐火物２は熱伝導率が低い為、加熱炉内が６００℃となってもスキッドパイプ１側の耐火物部分は６００℃よりも大分、低い可能性がある。
【００１３】
このため、本実施形態では、施工した耐火物２の厚さや熱伝導率に基づき、公知のモデル式などから、耐火物２のスキッドパイプ１側の温度が目標加熱温度となるときの加熱炉内温度を予め推定しておき、加熱炉内の温度が設定した加熱炉内温度以上になったと判定したら、冷却水ポンプを再駆動してスキッドパイプ１に対する冷却水の強制循環を再開する。これによって、スキッドパイプ１を熱劣化から保護することが出来る。
【００１４】
上記目標加熱温度は、不定形耐火物２の硬化開始温度よりも高い温度以上スキッドパイプ１を構成する材料の耐熱温度未満の温度範囲に設定する。好ましくは６００℃以上に設定する。
ここで、施工した耐火物２の強度は、図２に示す例のように、硬化の際の温度によって異なり、低温部では相対的に強度が低い（脆い）状態となる。
【００１５】
このため、スキッドパイプ１に冷却水（例えば３０℃の水）を強制循環している状態で加熱した場合には、スキッドパイプ１側の耐火物部分が低温で硬化した低強度の耐火物２となる。したがって、その分、耐火物全体の耐久性が悪くなる。
これに対し、本実施形態の不定形耐火物２の施工方法では、施工場所毎に耐火物２の成分調整を個別に変更して施工するような煩雑な処理を施す必要がなく、スキッドパイプ１側の耐火物部分も高温で硬化することが出来て、施工した耐火物全体を高温状態で硬化させることが出来る。この結果、本実施形態では、簡易な方法によって、高温時の物性を有する高強度の耐火物２の施工が可能となる。
【実施例】
【００１６】
次に、本発明に係る実施例について説明する。
図２に示す物性を有する不定形耐火物２を使用して施工の実験を実施した。
すなわち、図３に示す試験片を作成し、オフラインテストを行った。
このテストは、試験片として、３０℃の冷却水１１を循環可能な鋼製の箱部１０からなる冷却部の表面１０ａに、厚さ８０ｍｍとなるように耐火物２を流し込んだ後１日養生した試験片を用意して、各試験片の加熱面１２Ａである表面を６００℃まで加熱した。なお、加熱面１２Ａと垂直に接触する面は断熱材を貼り付け、断熱効果が得られる条件で試験を行った。なお、符号１３は温度センサの配置位置を示す。
【００１７】
オフラインテストを行った結果を図４に示す。
テストは、冷却部に冷却水を強制循環した場合と、冷却部内の冷却水を抜いて当該冷却水の強制循環の停止を模擬した場合との２通りで実施した。
図４は、加熱面から５ｍｍの箇所と２０ｍｍの箇所での温度を測定したものである。
図４から分かるように、冷却部で冷却された状態での加熱条件に比べ、冷却されていない状態での加熱条件のほうが、耐火物２の温度が全体として上昇していることが確認できる。具体的には、加熱面から５ｍｍ地点では約５０℃の温度上昇が見受けられ、２０ｍｍ地点では約８０℃の温度上昇が見受けられた。
このように、冷却水による強制冷却を行わないで加熱した方が、耐火物全体を高温状態で加熱することが出来ることが分かる。
【符号の説明】
【００１８】
１     スキッドパイプ
２     不定形耐火物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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