(57)【要約】【課題】炉壁や炉床部の凹凸を無くして、コークスの排出（押し出し）を容易にし、また、コークス排出時の引っ掛かりを無くして、損傷を拡大させないようし、耐用性を向上させる。【解決手段】耐火骨材に対してフリットを添加することにより、コークス炉の炉床れんがと耐火材との接着力を向上させる。また、耐火骨材に対してシリカ微粉を添加することにより、耐火材自体の強度を増大させてコークス排出時のコークスによる耐火材の磨耗を抑制する。また、耐火骨材に対してリン酸塩を添加することにより、耐火材を水で混練してスラリー状にしたときにおける、流動性を保持する時間を長くして、十分な施工時間を確保する。また、本願請求項１，２及び３の耐火材のうち２以上を配合して用いることにより、所望の特性を備えたコークス炉補修用耐火材を得る。【選択図】                なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炉床を補修するために用いられる耐火材であって、耐火骨材に対して、フリットを所定の割合で添加したことを特徴とするコークス炉補修用耐火材。
【請求項２】
コークス炉の炉床を補修するために用いられる耐火材であって、耐火骨材に対して、シリカ微粉を所定の割合で添加したことを特徴とするコークス炉補修用耐火材。
【請求項３】
コークス炉の炉床を補修するために用いられる耐火材であって、耐火骨材に対して、リン酸塩を所定の割合で添加したことを特徴とするコークス炉補修用耐火材。
【請求項４】
請求項１，２及び３のコークス炉補修用耐火材の２以上を配合したことを特徴とするコークス炉補修用耐火材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明はコークス炉の炉床などを熱間で補修する際に用いられるコークス炉補修用耐火材（コークス炉補修材）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
我が国の製鉄所のコークス炉は、築炉後、２０〜３０年を経過したものが多い。コークス炉のれんが積み替えには多額の費用がかかり、しかも、築炉経験者が少ないなどの理由から、高寿化を図る必要性が大きくなっている。
【０００３】
ところで、コークス炉では石炭を乾留してコークス化したあと、コークスはプッシャーによって押し出される。このとき、炉壁や炉床部に損傷があると、押し出し抵抗となり、損傷した炉壁や炉床部に圧力が加わることによって、さらに、損傷が増大する。このため、補修方法の改善が要求されている。
【０００４】
一方、コークス炉は珪石れんがを用いて形成されており、珪石れんがの特徴として、５００℃までの温度変化は大きいが、８００℃以上の熱膨張率は極めて小さいことがあげられる。このため、冷間補修では温度変化によるコークス炉の損傷が大きくなることから、熱間補修が一般的に行われている。
【０００５】
［コークス炉補修用耐火材に要求される特性］
上記のような熱間補修に用いられるコークス炉補修用耐火材に要求される特性としては、
（１）炉壁や炉床部の凹凸を無くして、コークスの排出（押し出し）を容易にできること、
（２）コークス排出時の引っ掛かりを無くすことが可能で、損傷を拡大させないこと
などが挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、コークス炉の炉床の補修は、溶射、乾式投げ込みなどの方法により行われていた。
溶射法は、炉床れんがに耐火材が強固に接着し、耐用性には問題ないが、溶射速度、すなわち補修速度が遅いため、大きな面積を効率よく補修することができないという問題点がある。
【０００７】
また、高温で液体となる化合物を含んだ粉末状の熱間投げ込み耐火材を用いる方法は、広範囲の補修が可能であるが、炉床れんがと耐火材の接着力が不十分で、耐用性が低く、１〜２日程度（１日に１回程度、コークス押し出しがある）の使用にしか耐えられないという問題点がある。また、高温で液体となる化合物の価格が比較的高価でコストの増大を招くという問題点がある。
【０００８】
また、通常のセメント系水練りタイプの流し込み材も試みられたが、耐用性に問題があり、好ましい結果が得られなかった。
【０００９】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、炉壁や炉床部の凹凸を無くして、コークスの排出（押し出し）を容易にすること、コークス排出時の引っ掛かりを無くして、損傷を拡大させないようにすることが可能で、耐用性に優れたコークス炉補修用耐火材（コークス炉補修材）を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らは上記目的を達成するため、スラリー状の補修用材料をコークス炉炉床の損傷部に流し込むことにより、炉床を平滑にすることが可能になるのではないかと考え、湿式補修用材料を鋭意研究し、本願発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本願発明（請求項１）のコークス炉補修用耐火材は、
コークス炉の炉床を補修するために用いられる耐火材であって、耐火骨材に対して、フリットを所定の割合で添加したことを特徴としている。
【００１２】
耐火骨材に対して、フリットを添加することにより、コークス炉の炉床れんがと耐火材との接着力を向上させることが可能になり、コークス排出時に、耐火材や炉床れんがが剥がれることを抑制、防止して、耐用性を向上させることが可能になる。
【００１３】
また、本願発明（請求項２）のコークス炉補修用耐火材は、
コークス炉の炉床を補修するために用いられる耐火材であって、耐火骨材に対して、シリカ微粉を所定の割合で添加したことを特徴としている。
【００１４】
耐火骨材に対して、シリカ微粉を添加することにより、耐火材自体の強度を増大させ、コークス排出時のコークスによる耐火材（施工体）の磨耗を抑制して、耐用性を向上させることが可能になる。
【００１５】
また、本願発明（請求項３）のコークス炉補修用耐火材は、コークス炉の炉床を補修するために用いられる耐火材であって、耐火骨材に対して、リン酸塩を所定の割合で添加したことを特徴としている。
【００１６】
リン酸塩を添加することにより、耐火材を水で混練してスラリー状にしたときにおける、流動性を保持する時間を長くして、十分な施工時間を確保することが可能になり、作業性を向上させることが可能になる。
【００１７】
また、本願発明（請求項４）のコークス炉補修用耐火材は、請求項１，２及び３のコークス炉補修用耐火材の２以上を配合したことを特徴としている。
【００１８】
請求項１，２及び３のコークス炉補修用耐火材の２以上を配合して用いることにより、コークス炉の炉床れんがと耐火材との接着力を向上させたり、耐火材自体の強度を増大させたり、耐火材を水で混練してスラリー状にしたときに流動性を保持する時間を長くして作業性を向上させたりすることが可能になり、補修態様に対応して、所望の特性を備えたコークス炉補修用耐火材を得ることが可能になり、特性付与の自由度を向上させることが可能になる。
【００１９】
【発明の具体的な説明】
（１）フリットの添加
耐火骨材に添加されるフリットは、高温で粘性のある液状になり、れんがに浸透して耐火材とれんがとの接着力を増大させる機能を果たす。
【００２０】
本願発明においては、フリットとして、融点が３５０〜１２５０℃のものを用いることが可能である。これは、耐火材に用いられるフリットとしては、融点が３５０℃以上のものが一般的で入手が容易なこと、融点が１２５０℃を超えるとコークス炉の温度が１２５０℃以上に上がらないため溶融しないことによる。
なお、使用可能なフリットとしては、成分的には、例えば、ジルコン系、炭化珪素系、ホウ珪酸ナトリウム系のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
耐火骨材に対するフリットの添加量は、全体に対するフリットの割合が３０重量％以下となるような割合とすることが望ましく、３〜２０重量％の範囲とすることがより望ましい。
なお、補修面の凹凸が大きく、接着強度をあまり必要としない所では、フリットの添加量を３重量％未満とすることも可能である。
また、フリットの添加量が２０重量％を超えると、フリットの添加量に対して接着強度の増大割合が小さく、添加量が３０重量％を超えると、ほとんど接着強度の増大が認められなくなる。
【００２２】
（２）シリカ微粉の添加
耐火骨材に添加されるシリカ微粉は、高温で焼結し、補修時の強度を高め、耐摩耗性を向上させる機能を果たす。コークスの押し出し圧が極めて大きいコークス炉では、むしろ、シリカ微粉を添加しない方が良い場合がある。
【００２３】
シリカ微粉の添加量は、全体に対するシリカの割合が３０重量％以下となるような割合とすることが望ましく、３〜２０重量％の範囲とすることがより望ましい。
シリカ微粉の添加量が３０重量％を超えると、耐火材をスラリーにするために加えるべき水量が多くなり、補修時に炉の温度を大幅に低下させることになり、炉に損傷を与えるため好ましくない。
なお、本願発明において用いるのに適したシリカ微粉としては、ミクロシリカ、ヒュームドシリカなどが例示されるがこれらに限定されるものではない。
【００２４】
（３）リン酸塩の添加
耐火骨材に添加されるリン酸塩は、耐火材を水で混練してスラリー状にしたときにおける、材料の流動性保持時間を長くする機能を果たす。
【００２５】
リン酸塩の添加量は、全体に対するリン酸塩の割合が１０重量％以下となるような割合とすることが望ましく、０．５〜５重量％の範囲とすることがより望ましい。
リン酸塩の添加量が０．５重量％未満になると、流動性保持時間が１時間以下となり、作業時間が制約される。リン酸塩の添加量が１０重量％を超えると、添加量に対して流動性保持時間を長くできる効果が少なくなり、いたずらにコストの増大を招くため好ましくない。
【００２６】
なお、本願発明において用いるのに適したリン酸塩としては、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムなどが例示されるがこれらに限定されるものではない。
なお、補修時の炉の温度が、例えば１００℃以下と低い場合において、早く硬化させたいときには、リン酸塩を添加しないほうが望ましい場合がある。
【００２７】
（４）骨材とその他の微粉
本願発明のコークス炉補修用耐火材において用いるのに適した耐火骨材としては、電融アルミナ粗粒、細粒、高アルミナ微粉などが例示され、その他の微粉としては、粘土などが例示されるが、これらに限定されるものではなく、マグネシア、アルミナマグネシアスピネル、ジルコン、珪石、ロー石などを用いることも可能である。
【００２８】
（５）その他の添加物
本願発明のコークス炉補修用耐火材においては、酸化ニッケル、ピッチ、レジンその他の添加物を添加することも可能であり、これらの添加物は、鉄金物への接着が必要な場合に添加すると有効である。
【００２９】
（６）補修方法
本願発明のコークス炉補修用耐火材を用いてコークス炉の補修を行うにあたっては、
（ａ）耐火材をスラリー状にして流し込みにより施工する方法、
（ｂ）ノズルミックスによる吹付け方法
などの方法を用いることが可能であるが、これらの方法に限定されるものではない。
【００３０】
【実施例】
表１に示すような割合で、シリカ微粉、フリット、リン酸塩、電融アルミナ粗粒、電融アルミナ細粒、高アルミナ微粉、粘土、酸化ニッケル、ピッチ粉など原料を配合して、本願発明の実施例１〜１４のコークス炉補修用耐火材を作製するとともに、比較例１〜５の耐火材を作製した。
なお、表１におけるフリットとしては、融点が４００〜６００℃の低融点フリット（この実施例では融点が５００℃のフリット）を用いた。
【００３１】
そして、この実施例及び比較例の耐火材を水で混練し、作業性（使用可能時間）を調べるとともに、６００℃における硬化時間、硬化後の圧縮曲げ強度、耐摩耗性、炉床れんがへの接着性などを調べ、総合的な評価を行った。
その結果を表２に示す。
【００３２】
【表１】
2004168586.tif 000002
【００３３】
【表２】
2004168586.tif 000003
【００３４】
表２に示すように、低融点フリット、シリカ微粉、リン酸塩の少なくともいずれか１つを添加した本願発明の実施例にかかる耐火材は、作業性、６００℃における硬化時間、硬化後の圧縮曲げ強度、耐摩耗性、炉床れんがへの接着性などの特性に関し、ほぼ良好な結果が得られているが、低融点フリット、シリカ微粉、及びリン酸塩のいずれをも添加していない比較例では、少なくとも１つ以上の特性に関し、好ましくない結果となっていることが分かる。
【００３５】
なお、低融点フリットを４０重量％の割合で添加した実施例１２の試料、シリカ微粉を２５重量％の割合で添加した実施例１３の試料、及びリン酸塩を１５重量％で添加した実施例１４の試料については、使用可能時間、耐摩耗性、炉床れんがへの接着性の少なくとも１つの特性に関し、それほど良好ではない値となっているが、これらも一応実用可能な範囲ということができる。
【００３６】
［実機テスト］
実施例３の試料（コークス炉補修用耐火材）を製鉄所のコークス炉の補修に使用した結果、２ヶ月以上の耐用性を示した。また、外気１０℃、炉補修面温度６００〜８００℃での施工可能時間は２時間以上、炉内での硬化時間は２〜５分であった。
また、比較例３の試料（耐火材）を用いた場合、耐用期間は２〜３日と短いことが確認された。
【００３７】
なお、本願発明のコークス炉補修用耐火材は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）のコークス炉補修用耐火材は、耐火骨材に対してフリットを添加するようにしているので、コークス炉の炉床れんがと耐火材との接着力を向上させることが可能になり、コークス排出時に、耐火材や炉床れんがが剥がれることを抑制、防止して、耐用性を向上させることが可能になる。
【００３９】
また、本願発明（請求項２）のコークス炉補修用耐火材は、耐火骨材に対してシリカ微粉を添加するようにしているので、耐火材自体の強度を増大させ、コークス排出時のコークスによる耐火材（施工体）の磨耗を抑制して、耐用性を向上させることが可能になる。
【００４０】
また、本願発明（請求項３）のコークス炉補修用耐火材は、耐火骨材に対してリン酸塩を添加するようにしているので、耐火材を水で混練してスラリー状にしたときにおける、流動性を保持する時間を長くして、十分な施工時間を確保することが可能になり、作業性を向上させることが可能になる。
【００４１】
また、本願発明（請求項４）のコークス炉補修用耐火材のように、請求項１，２及び３の耐火材の２以上を配合して用いることにより、コークス炉の炉床れんがと耐火材との接着力を向上させたり、耐火材自体の強度を増大させたり、耐火材を水で混練してスラリー状にしたときに流動性を保持する時間を長くして作業性を向上させたりすることが可能になり、補修態様に対応して、所望の特性を備えたコークス炉補修用耐火材を提供することが可能になる。