(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窯炉の内張り耐火物を施工する際、パーマネント耐火物を施工した後に、あるいは使用し終えたウエア耐火物を除去してパーマネント耐火物を露出させた後に、遮水性を有するシートを用いて、パーマネント耐火物表面の一部あるいは全部を被覆し、さらにその上に不定形耐火物を施工する方法であって、遮水性を有するシートとして、硫酸紙、パラフィン紙の１種以上を用いることを特徴とする築炉方法。
【請求項２】
パーマネント耐火物とウエア耐火物の間に遮水性を有する層が存在する窯炉であって、遮水性を有する層が、硫酸紙、パラフィン紙の１種以上からなることを特徴とする窯炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融金属、溶融塩、高温物質を溶解、精錬、保持あるいは運搬するための窯炉の内張り耐火物築造方法および窯炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、施工の簡便さなどから、窯炉の内張り耐火物に不定形耐火物が多く使用されるようになってきている。とりわけ、鉄鋼製造用の窯炉である取鍋やタンディッデュには、不定形耐火物が広く使用されている。
取鍋やタンディッシュの耐火物ライニングを築炉するに当たっては、まず鉄皮にパーマネント耐火物を施工する。パーマネント耐火物には、れんがを用いることが多いが、不定形耐火物や吹き付け耐火物を使用することもある。パーマネント耐火物築造の後、あるいは使用後の窯炉のウエア耐火物を解体除去してパーマネント耐火物を露出させた後、必要に応じて補修してから、ウエア用の不定形耐火物を施工する。窯炉の底に相当する部分はパーネント耐火物の上に直接流し込み、側壁に相当する部分の場合には型枠あるいは中子を設置してから流し込むことが通常行われる。
不定形耐火物は、通常は混練液として、耐火物粉末１００質量部に対して、水を４〜１０質量部程度加えて混練し、流し込み施工に供する。流し込まれた不定形耐火物は、硬化して施工体として必要な強度が発現するまで養生する。
【０００３】
不定形耐火物中の水は、硬化後は不要である。この不要となった水を乾燥工程で取り除く。通常はバーナー等で耐火物内張りを加熱して水を蒸発させて取り除く。この工程では幾つかの問題が発生し、これらを解決するための手段が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の発明は、乾燥時にＳｉＯ２やＮａ２Ｏが水分と共に流し込み耐火物からパーマネント耐火物へと移動することによって引き起こされる、ウエア耐火物とパーマネント耐火物との強固な接着や、また水分が気化する際にパーマネント耐火物の組織が破壊されることに対して、これらを抑制することを目的として、黒鉛粉末を含有する無機塩からなるペーストをパーマネント耐火物層の表面に塗布することを提案している。
また、特許文献２〜４に記載の発明は、塩基性耐火物による内張りに、不定形耐火物を継ぎ足して施工した場合、乾燥する際に不定形耐火物から発生する蒸気によって、内張りの塩基性耐火物中のマグネシアなどが水和して耐火物が消化するという課題を解決するために、液状シリコーンや不透水性シートで塩基性耐火物よりなる内張りの使用後の表面を被覆した後に、その上に不定形耐火物を継ぎ足し施工する方法を提案している。
【特許文献１】特開平１−１２２６５９号公報
【特許文献２】特開平１０−２７４４８５号公報
【特許文献３】特開２０００−２０５７６１号公報
【特許文献４】特開２０００−２０５７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の特許文献１に記載のペーストは遮水性が不十分であり、所望の遮水効果を得ることができない。
また、上記の特許文献２〜４に記載の液状シリコーンや不透水性シートで塩基性耐火物よりなる内張りの使用後の表面を被覆しても、乾燥する際に流し込み耐火物から発生する蒸気に起因する内張りの塩基性耐火物の消化を、完全に防止することは容易ではない。
【０００５】
一方、上記の様な乾燥時ではなく、不定形耐火物の流し込み時において、パーマネント耐火物の上に、直接不定形耐火物を流し込んだ場合、以下の問題点がある。
すなわち、パーマネント耐火物に隣接して流し込まれた不定形耐火物中の水は、隣接するパーマネント耐火物に急速に吸い取られる。このため不定形耐火物の流動性は急速に低下し、流し込み作業に支障を来たすことがある。このため場合によっては規定量よりも多めに水を加えることがあり、この水分は、施工体の品質と耐用性を低下させる原因となっている。
他方、特に流動性が問題にならず過剰な水分を添加しない場合には、水和して施工体に強度を与えるアルミナセメントは、反応すべき水が不足して十分に水和できず、本来の強度が発現しない。これもまた施工体の品質を低下させる原因となっている。
【０００６】
以上の通り、乾燥時のパーマネント耐火物と不定形耐火物との間の水蒸気の遮水の必要性については認識されていたものの、その対策は充分ではなかった。
一方で、不定形耐火物の流し込み時において、不定形耐火物の液体水分が、パーマネント耐火物へ移行する問題点については、何ら認識されていなかった。
本発明は、低水分であって、かつ水和反応等の水が関与する反応が十分な、高品質の不定形耐火物を用いて施工体を得る築炉方法、およびその様に施工して得られた窯炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するための手段としての本発明は以下のとおりである。
（１）窯炉の内張り耐火物を施工する際、パーマネント耐火物を施工した後に、あるいは使用し終えたウエア耐火物を除去してパーマネント耐火物を露出させた後に、遮水性を有するシートを用いて、パーマネント耐火物表面の一部あるいは全部を被覆し、さらにその上に不定形耐火物を施工する方法であって、遮水性を有するシートとして、硫酸紙、パラフィン紙の１種以上を用いることを特徴とする築炉方法。
（２）パーマネント耐火物とウエア耐火物の間に遮水性を有する層が存在する窯炉であって、遮水性を有する層が、硫酸紙、パラフィン紙の１種以上からなることを特徴とする窯炉。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により窯炉の耐火物ライニングの耐用性を向上させることができ、耐火物コストの削減、窯炉設備の安定稼動に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者らは、築造後、あるいは露出させたパーマネント耐火物が、隣接して流し込まれた不定形耐火物中の水分を吸収するという課題に対し、パーマネント耐火物と不定形耐火物との間の液体水分の遮水を適切に施すことにより、低水分で高品質の不定形耐火物を用いて施工体を得ることができることに着目し、本発明を考案するに至った。
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１０】
まず、窯炉の内張り耐火物を施工する際、パーマネント耐火物を施工した後に、あるいは使用し終えたウエア耐火物を除去してパーマネント耐火物を露出させる。
次に、遮水性を有するシートを用いて、パーマネント耐火物表面の一部あるいは全部を被覆しておき、その後、必要に応じて補修してから、ウエア用の不定形耐火物を施工することにより、パーマネント耐火物と不定形耐火物との間の液体水分の遮水を施すことができる。
【００１１】
ここで、遮水性を有するシートを用いて施工した場合、パーマネント耐火物表面に遮水性を有する層を設けることができる。
【００１２】
遮水性を有するシートとしては、油脂や樹脂などを含浸させるなどして耐水性と遮水性を付与した紙、ポリエチレンや塩化ビニルなどの合成樹脂製のシートが例示できる。また以下に述べる塗布剤として記載した樹脂のシートも使用可能である。
また、遮水性を有するシートの施工方法としては、接着剤による貼付、粘着テープ、ピン、錘等による仮止めなどの方法によることもできるし、炉底の場合は敷いておくだけでも十分な場合もある。場合によってはパーマネントれんがの目地に端を挟んで固定することもできる。
上記シートの形状や大きさには特に制限はなく、施工面積に応じて効率的な大きさを選択すればよい。
【００１４】
なお築造前のれんが単品に事前にシートを貼付しておくこともできる。
【００１５】
前記の遮水性を有するシートによる被覆は、必要に応じてパーマネント耐火物表面の一部または全面とする。ウエアを形成させる不定形耐火物は常法とおりに混練して、被覆した部分の表面側（側壁の場合は横あるいは手前、天井の場合は下）に施工する。必要に応じて型枠や中子を使用してよい。
【００１６】
ところで、副次的な問題として、不定形耐火物の流し込みを行った後に実施する乾燥中に、不定形耐火物から発生する蒸気が遮水性を有する層に阻まれて逃げ場を失い、施工体を爆裂させることが懸念される。
この様な懸念がある場合は、遮水性を有する層は、低温では水を通さず、高温では蒸気を通す性質があることが望ましい。
そのためには、低温ではパーマネント耐火物とウエア耐火物の間に層を形成しているが、高温になると溶融して両耐火物に吸収されて層がなくなり、蒸気の流通を妨げなくなるものを用いることが望ましい。
ここで、低温とは流し込み施工と養生を行う温度を意味しており、概ね５０℃以下である。また、高温とは水蒸気が発生し始める温度を意味しており、概ね７０℃以上である。特に水蒸気が大量に発生する温度は、概ね１００℃以上である。
【００１７】
この様な、低温では水を通さず、高温では水蒸気を通す性質を有するシートとしては硫酸紙、パラフィン紙が挙げられる。
これらのシートは、５０〜７０℃程度で溶融するものを選択することにより、取扱いやすいため好ましい。
【００１８】
パーマネント耐火物は不定形と定形のいずれでも差し支えない。またパーマネント耐火物の材質も問わない。たとえば、ろう石、ジルコン、粘土、シャモット、ハイアルミナ、アルミナ、スピネル、ＳｉＣ、あるいはこれらのうちの２種以上の組み合わせからなる材質の耐火物が使用可能である。
しかしながら、パーマネント耐火物の材質については、乾燥時において、不定形耐火物に由来する水分によりパーマネント耐火物の構成要素、すなわち耐火物を構成するマグネシア（ペリクレス）、ドロマイト、カルシアなどが水和し消化することが懸念される場合は、パーマネント耐火物として塩基性耐火物は極力避けることが好ましい。
【００１９】
また、不定形耐火物の材質には制限はない。主要な不定形耐火物である中性のアルミナ質、ハイアルミナ質、アルミナ−シリカ質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−カーボン質、アルミナ−ＳｉＣ質、アルミナ−ＳｉＣ−カーボン質およびこれらの組み合わせである材質には問題なく適用できる。また、不定形耐火物の養生、乾燥、使用は常法通りでよい。
【００２０】
本発明は、パーマネント耐火物に隣接して不定形耐火物を施工するすべての場合に適用可能である。このような構成を取っている鉄鋼用の主要な窯炉は取鍋やタンディッシュ等が挙げられるが、これ以外の鉄鋼用以外を含めた窯炉にも広く適用可能である。
【実施例】
【００２１】
３００ｔ溶鋼取鍋の敷と側壁に本発明を適用した実施例について以下に説明する。
まず、ろう石れんがで敷を、また側壁をろう石れんがとジルコンれんが（スラグライン部分のみ）で側壁を築造し、パーマネント耐火物とした。築造後にはバーナーを用いて耐火物を乾燥させた。
側壁のパーマネント耐火物には、アルキル樹脂系の油性防水ペイントを刷毛で側壁の全面に塗布し、その後約１日間自然乾燥させた。
また、敷のパーマネント耐火物の表面の全面を覆う様に、約７６０ｍｍ×１０００ｍｍのシート状硫酸紙を敷き詰め、所々を粘着テープで仮止めした。
敷にはアルミナ−スピネル質の粉末１００質量部に対して、水分７．４質量部を添加して混練した不定形耐火物（キャスタブル耐火物）を、厚さ２３０ｍｍ分流し込んだ。
【００２２】
従来の添加水分量は７．６質量部であったが、硫酸紙を敷き詰めたところ流動性が大幅に改善されたので、水分を０．２質量部減じて混練して、不定形耐火物を流し込んだ。流し込み施工後は約１日間常温で養生した。
その後、加振装置を装備した側壁流し込み用の中子を敷の上に載せてセットした。側壁はアルミナ−マグネシア質の粉末１００質量部に対して、水分５．２質量部を添加して混練した不定形耐火物（キャスタブル耐火物）を、平均１４０ｍｍの厚みで流し込んだ。
【００２３】
従来の添加水分量は５．３質量部であるが、中子を振動させると微粉が懸濁した水分が分離して上端に浮上してくるため、水分を０．１質量部減じて混練して、不定形耐火物を流し込んだ。なお、流し込み後の取鍋耐火物の構造を、中子を無視して模式的に示すと図１のようになる。
約半日間そのままで養生してから中子を取り外し、スラグライン部にマグカーボン質れんがを築造した。その後バーナーを用いて、およそ４０時間かけて耐火物を乾燥させ、さらに予熱してから実使用に供した。なお乾燥中に流し込んだ不定形耐火物は爆裂しなかった。
【００２４】
この様にして築造した溶鋼取鍋を６０回使用した時点で、敷の一部から試料を取り出し、その品質を調査した。
比較用の通常施工品（遮水層なしで、その他は実施例と同じ場合）は嵩比重２．８２、見掛気孔率２２．７容量％で、亀裂が多く、ぼろついていた。
これに対して硫酸紙を施工した取鍋の敷から採取したものは、嵩比重２．８７、見掛気孔率２２．３容量％と高比重低気孔率で、亀裂は少なく、ぼろつきもなく、品質良好であった。硫酸紙は残存していなかったが、敷設時の皺が転写されていた。
【００２５】
溶鋼取鍋の敷は、羽口や湯当ブロックの交換に伴い、定期的な部分解体と継ぎ足し補修を被るので、その良否は損耗速度では比較しにくい。ただし施工体の状況が良好であれば、部分解体と補修の量が減少する。この視点で比較すると、敷パーマネント耐火物面に硫酸紙を敷設した溶鋼取鍋の敷補修量は、従来法の場合のばらつきの範囲の下限付近でばらついており、敷補修量を低減でき、耐用性が良好であったことがわかった。
他方、側壁の損耗速度は、従来法の場合のばらつきの範囲の下限付近でばらついており、こちらも耐用性が良好であることがわかった。
敷と側壁のいずれでも耐用性が良好であったのは、遮水により添加水分量が削減でき、流し込み耐火物施工体の品質が向上したためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】取鍋のパーマネント耐火物の表面に遮水シートと遮水塗布剤を施工した例。
【符号の説明】
【００２７】
１    鉄皮
２    敷のパーマネント耐火物
３    側壁のパーマネント耐火物
４    遮水シート
５    粘着テープ
６    遮水塗布剤
７    敷の流し込み材
８    側壁の流し込み材
【図１】
0004758068.tif 000002