(57)【要約】【課題】高炉側壁の欠損部に不定形耐火物を圧入して補修を行う際に、圧入した不定形耐火物を側壁に沿って均等に分布させて、側壁の補修を確実に行う方法について提案する。【解決手段】高炉側壁の耐火物の溶損部に、該側壁の鉄皮に形成した補修孔から不定形耐火物を圧入して溶損部を不定形耐火物で充填する際、当該溶損部に見合う量の不定形耐火物を複数回に分けて注入するに当り、各回の注入不定形耐火物の表層が固化した段階で次回の不定形耐火物の注入を行うと共に、各回の不定形耐火物の注入を一定圧力下で行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉側壁の耐火物の欠損部に、該側壁の鉄皮に形成した補修孔から不定形耐火物を圧入して欠損部を不定形耐火物で充填する際、当該欠損部に見合う量の不定形耐火物を複数回に分けて注入するに当り、各回の注入不定形耐火物の表層が固化した段階で次回の不定形耐火物の注入を行うと共に、各回の不定形耐火物の注入を一定圧力下で行うことを特徴とする高炉側壁の補修方法。
【請求項２】
不定形耐火物として、耐火物に接着剤を混合したものを用いることを特徴とする高炉側壁の補修方法。
【請求項３】
接着剤として、７０℃以上で固化する樹脂材を用いることを特徴とする高炉側壁の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉側壁の耐火物の欠損部に不定形耐火物を充填して側壁内側の損傷を補修する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉の側壁は、図１に示すように、鉄皮１に耐火物２を内張りして成り、耐火物２は煉瓦を積み上げて形成するのが一般的である。この耐火物２の内張りは、高炉の操業中に装入した焼結鉱、鉄鉱石、コークス等の高炉内容物と直接に接触するため、浸食や原料降下にともなうレンガ摩耗を招き、これが炉内で不均等に発生する結果、耐火物２に部分的な欠損部３が生じる。なお、図１において、符号４は、高炉内容物を示す。耐火物２が欠損すると、高炉内容物が鉄皮１と直接または薄い耐火物層を介して接触することになり、鉄皮１が部分的に加熱されて亀裂などに起因した事故に到る可能性がある。
【０００３】
そこで、この欠損部３に不定形耐火物を充填して欠損部を補修する技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、高炉炉壁の溶損部に不定形耐火物を圧入する際、不定形耐火物を圧入した後、その圧入を一旦中断し、所定時間経過後に、前回より高い圧力で再圧入を行うことが記載されている。
【特許文献１】特公昭５６−９２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、不定形耐火物の圧入を所定時間中断することによって、先に圧入した不定形耐火物がある程度固化してから、前回より高い圧力で再圧入を行って、圧入した不定形耐火物を均一に分布させようとするものである。
【０００５】
しかしながら、実際に、不定形耐火物の圧入中断後の再圧入を前回より高い圧力で行うと、先に圧入して固化した不定形耐火物を破壊したり、或いは破壊に至らずとも、新たに圧入する不定形耐火物は、高炉の径方向内側に向かって圧入が進む傾向が強く、不定形耐火物を炉壁に沿って均一に分布させることは容易ではなかった。
【０００６】
本発明は、高炉側壁の欠損部に不定形耐火物を圧入して補修を行う際に、圧入した不定形耐火物を側壁に沿って均等に分布させて、側壁の補修を確実に行う方法について提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の要旨とするところは、次のとおりである。
（１）高炉側壁の耐火物の欠損部に、該側壁の鉄皮に形成した補修孔から不定形耐火物を圧入して欠損部を不定形耐火物で充填する際、当該欠損部に見合う量の不定形耐火物を複数回に分けて注入するに当り、各回の注入不定形耐火物の表層が固化した段階で次回の不定形耐火物の注入を行うと共に、各回の不定形耐火物の注入を一定圧力下で行うことを特徴とする高炉側壁の補修方法。
【０００８】
（２）不定形耐火物として、耐火物に接着剤を混合したものを用いることを特徴とする高炉側壁の補修方法。
【０００９】
（３）接着剤として、７０℃以上で固化する樹脂材を用いることを特徴とする高炉側壁の補修方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高炉側壁の欠損部に圧入した不定形耐火物が側壁に沿って均等に分布するため、不定形耐火物による側壁の補修を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の高炉側壁の補修方法について、先に図１に示した欠損部３に対する補修を例に詳しく説明する。
さて、側壁に耐火物２の欠損部３が形成されると、鉄皮１外側における欠損部３に該当する箇所の温度が他の部分よりも高温になり、さらに欠損の程度が大きい場合には鉄皮１の該当箇所が赤熱することもある。かような状態を呈することから鉄皮１外側において特定される欠損部３に該当する箇所に、まず図２に示すように、炉内に貫通する圧入孔５を形成する。次いで、圧入孔５に圧入管６を挿通し、この圧入管６を介して不定形耐火物の圧入を行う。
【００１２】
なお、不定形耐火物を圧入すると、圧入した不定形耐火物は、欠損部３に入り込んでいるコークス等の高炉内容物の間隙を埋めるように圧入、充填され、その充填範囲が広がっていく。そして、耐火物２の欠損部３は、高炉内容物とその隙間を埋めた不定形耐火物とが混在した固化層に置き換わり、この固化層が鉄皮１の内側の耐火物２としての役割を果たす。
【００１３】
この不定形耐火物の圧入は、複数回に分けて行う。すなわち、図２に示すように、圧入管６から初回の不定形耐火物７の圧入を行い、その後、図３に示すように、圧入した初回不定形耐火物７の炉内側を臨む面に固化層７ａが形成されるまで次回の圧入を待機する。不定形耐火物７の炉内側を臨む面は、炉内の高温雰囲気に直接晒されて、優先して固化が進むことから、早期に固化層７ａが形成される。そして、固化層７ａが形成した時点で、図４に示すように、第２回の不定形耐火物８の圧入を行う。
【００１４】
すなわち、図３に示した固化層７ａが形成された状態では、この固化層７ａを除いた不定形耐火物７部分は、未だ固化されていない流動状態にあり、この状態下で第２回の不定形耐火物８の圧入を行うと、この不定形耐火物８の圧入力によって不定形耐火物７の未固化部分も流動し始める。そして、図４において矢印で示すように、不定形耐火物の流動は、圧入する方向の前方に位置する固化層７ａが壁となって、この壁及び鉄皮内壁に沿って不定形耐火物７が流動して、２回目に圧入される不定形耐火物８及び不定形耐火物７の未数固部の流動部分が炉内側に圧入、充填される。すなわち、不定形耐火物が側壁内周面に沿って拡がることになる。この際、第２回の不定形耐火物８の圧入圧力を、初回のそれと同じにすることが肝要である。
【００１５】
なぜなら、不定形耐火物の圧入圧力を上げて行く場合、高温部（炉内側）の熱により、装入された圧入剤の表面の固化した部位が、次回圧入時に壊れる場合があり、この場合、固化層７ａによる壁の役割がなくなって、高炉の径方向内側に向かって、圧入する不定形耐火物が進行する傾向が強く、保護したい鉄皮１の内側の壁部に不定形耐火物が歩留らない、もしくは広がらない状態となるためである。
【００１６】
なお、不定形耐火物の圧入圧力について、配管内の圧送圧力を除いた、炉内部へ押し拡げるための圧力は、炉内圧力に加えて２９４ｋＰａ〜２０００ｋＰａとする。実際は、ポンピングによって供給することから、ポンプ出側圧力は配管圧損分を加えて設定する。
【００１７】
また、不定形耐火物８の再圧入は、固化層７ａの形成を待って行うが、この固化層７ａの形成のための時間については、次の手法に従って検知することができる。すなわち、使用不定形耐火物の固化時間を考慮して、所要時間（数分）置いた後に再度圧入を実施するか、または予め炉内の温度、また使用する不定形耐火物の固化時間を調べて実施することができる。さらに、必要に応じて、不定形耐火物を圧入した後、圧入口より針状の棒を挿入してその挿入抵抗から表面固化を判定して表面固化時間を検証して行うこともできる。
【００１８】
なお、不定形耐火物８の圧入によって不定形耐火物７の外周へと拡大する不定形耐火物は、前回圧入した不定形耐火物７の流動部分も加わるため、今回圧入した不定形耐火物８そのものではないが、不定形耐火物８の圧入によって拡大した部分については、便宜上、不定形耐火物８と表示する。これは、その後の不定形耐火物の圧入においても同様である。
【００１９】
かくして不定形耐火物８の圧入を完了した後は、前回と同様に、図５に示すように、圧入した不定形耐火物８の炉内側を臨む面に固化層８ａが形成されるまでの待機を経て、固化層８ａが形成した時点で、図６に示すように、第３回の不定形耐火物９の圧入を行う。この際、圧入圧力を、初回並びに第２回の不定形耐火物の圧入圧力と同等とすることが肝要であるのは、前回の圧入の場合と同様である。そして、図５および図６に模式的に示すように、初回の不定形耐火物７の固化層７ａは、固化が進行していくため、図６において、圧入する不定形耐火物９は、より鉄皮１の炉内内側に沿って圧入、充填され展開して行くことになり、鉄皮１内側を確実に覆うようになる。
その後、図７に示すように、圧入した全ての不定形耐火物７〜９の固化が行き渡った段階で、側壁の補修が完了する。
【００２０】
以上の例では、３回の不定形耐火物の圧入によって、欠損部３の補修を完了しているが、欠損部の大きさに応じて、不定形耐火物の圧入回数および圧入量を適宜に設定することができる。具体的には、欠損部は鉄皮温度の上昇から、その範囲を推定可能であり、当該欠損部分の本来の耐火物厚みを基にすることにより、欠損範囲および欠損量を推定・算定できる。そして、欠損範囲を充填するため欠損部の体積相当量もしくは体積の１．２倍相当量の不定形耐火物量を圧入する。なお、欠損部への不定形耐火物量圧入に当たっては、圧入個所あたり３００ｋｇ以下、好ましくは２５０ｋｇ以下の圧入量として、欠損部の圧入個所を分散して圧入することが好ましい。同一個所で３００ｋｇを越える圧入を施すと、圧入する不定形耐火物が高炉径方向内側に深く入り込み、欠損部に残留できる不定形耐火物量が減少するためである。
同様に、圧入する際の、１回当たりの圧入量は、２０〜５０ｋｇとすることが、表面固化および再圧入時の内部未固化を実現する上で好ましい。すなわち、１回の圧入量が２０ｋｇ未満では、少量のため温度上昇が早く、したがって圧入後の固化速度が速く、再圧入に困難を生じることがある。一方、１回の圧入量が５０ｋｇを超えると、圧入した不定形耐火物が高炉径方向内側に深く入り込むため、欠損部に残留できる不定形耐火物が減少する憂いがある。
【００２１】
ここで、不定形耐火物には、耐火物に硬化剤を混合したもの、特に硬化剤として７０℃以上で固化する樹脂材を用いたものが好適である。
すなわち、圧入した不定形耐火物は、高炉内部の熱で固化できることが圧入の前提である。そのため、比較的低温度で固化する硬化剤を添加したものを使用することが好ましいが、欠損部が大きくて温度上昇の高い部位には、低温で固化する硬化剤を添加したものを使用すると、圧入した後の、次回の再圧入時に、固化が短時間で進みすぎて、圧入自体が困難になることがある。一方、圧入する不定形耐火物により、圧入時には圧入部分に冷却硬化を生じるから、小さな欠損部に高い固化温度の硬化剤を使用すると固化が遅れることになる。また、鉄皮表面は外部より水冷されており、温度は低く維持されている。
【００２２】
以上の点から、７０℃程度で固化すれば、最終的に圧入した不定形耐火物のほぼ全量が固化できると見られる。したがって、本発明では、７０℃以上で固化する硬化剤を添加して用いることとする。なお、固化温度の上限は１２０℃までが好ましい。これを越えると、適用場所によっては、固化が遅れると共に圧入した不定形耐火物が高炉炉内側に流出し、鉄皮１の内壁側に歩留まらない恐れがある。
【００２３】
使用する圧入のための不定形耐火物は、従来使用されている耐火物で構わないが、アルミナ−ＳｉＣ−Ｃ系の耐火物が高炉内壁圧入用の不定形耐火物として推奨される。
【実施例１】
【００２４】
一般的な炉寿命１０年超の高炉において、鉄皮の特定部分が赤熱していることから、この内面に耐火物の欠損部が存在することが推測されることから、高炉の休風時に、この欠損部の補修を、本発明に従って実施した。
すなわち、図２に示したように、上記の赤熱した部分に、約１００ｍｍφの圧入孔５を形成し、ここに、約７０ｍｍ径の圧入管６を差し込み、この圧入管６から、下記の条件にて不定形耐火物の圧入を行った。
（発明例１）
不定形耐火物組成：Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ−Ｃ系の耐火物
不定形耐火物圧入量：１００ｋｇ
不定形耐火物圧入回数：５回
不定形耐火物圧入量：２０ｋｇ／回
不定形耐火物圧入圧力：９８０ｋＰａ
不定形耐火物圧入待機時間：５分間
（発明例２）
不定形耐火物組成：Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ−Ｃ系の耐火物
不定形耐火物圧入量：２４０ｋｇ
不定形耐火物圧入回数：６回
不定形耐火物圧入量：４０ｋｇ／回
不定形耐火物圧入圧力：１４７０ｋＰａ
不定形耐火物圧入待機時間：７分間
発明例１および２ともに最初の圧入後に、圧入口より棒状針を挿入して、炉最内側の固化確認を行って再圧入を実施した。次回圧入までの待機時間は同じ間隔とした。
【００２５】
以上の補修を行った後、補修した鉄皮の温度をサーモビュアで観察した所、従来法では一部温度の上昇がしばしば観察され、温度上昇部のみ再度不定形耐火物圧入が必要としていたのに反し、再施工を行う必要がなくなり、かつ補修炉壁も寿命が長くなった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上の補修方法は、高炉の側壁に限らず、耐火物による内張りを有する炉全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】高炉側壁の欠損部を示す側壁の断面図である。
【図２】高炉側壁の欠損部に対する補修手順を示す図である。
【図３】高炉側壁の欠損部に対する補修手順を示す図である。
【図４】高炉側壁の欠損部に対する補修手順を示す図である。
【図５】高炉側壁の欠損部に対する補修手順を示す図である。
【図６】高炉側壁の欠損部に対する補修手順を示す図である。
【図７】高炉側壁の欠損部に対する補修手順を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  鉄皮
２  耐火物
３  欠損部
４  コークス
５  圧入孔
６  圧入管
７、８、９  不定形耐火物
７ａ、８ａ  固化層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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