JPS59161681A - シリカ耐火構造物の増補方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は６００℃をこえる温度での作業環境下にシリカ
耐火構造物を増補する方法に関するものである。

本願明細書で使用する「シリカ」なる語は英国スタンダ
ード３４４６にシリカ面］火物を規定する１こめ用いら
れているのと同じ意味で、燃焼状態で９２重量％以上の
Ｓ　ユ０２を含む耐火材料を意図する。

シリカ耐火物の主な用途は鉄鋼症、コークス炉、ガスレ
トルト、ガラスタンク炉等である。

本発明は在来構造物、例えば煙突ガスをわきへ等＜、た
めあるいはその他の目的での壁あるいはダクトといった
構造物の改修に用いられるが′、現時点で本発明の主な
実用的用途は損傷構造物の修復分野にあると考えられて
いるので、以下この用途に関し説明する。

時間、の経過につれ、シリカ耐火構造物は種々の理由で
損傷をうけ、従ってその修復が必要である。大きな炉は
作業温度から大気温度に冷却するのに数日を要し、また
再加熱にも同じような時間を必要とする。というのはそ
ういった構造物中の二酸化珪素（クリストバライトおよ
びトライダイマイトの形で存在用よ２０　”Ｃ〜６００
℃の温度で熱ショックに極めて敏感だからでさ５る。特
にクリストバライトは通常２ｏｏ℃〜２５０℃での結晶
転化点をもち、その点で長さが約１９６変わる特徴があ
る。

従って、シリカ耐火構造物が旨温である間に必要な修復
を行なうことが望ましい。不幸にして、従来の耐火シリ
カれんがは熱ショックに敏感なため予熱しなければ高温
修復作業に有効に用いることができなかった。このよう
な予熱はまた修復杓と元のれんが積みでの適合性、就中
膨張率および熱伝導率の一致を得るためにはシリカ耐火
壁はシリカ鵬人物で修復せねばならず他の材料ではだめ
なことが理解されよう。

従来この高温修復は二つの方法で行なわれてきた。その
１方法ではガラス質シリカれんがが用いられている。ガ
ラス質シリカは熱膨張係数が非常に小さく従って大気温
度でのれんがをそのまま高温修復部に入れても熱ショッ
クで破損する危険性は殆どない。れんが群が積まれその
間に粒状の耐火材料がつめられそれらが所定位置に保持
される。れんが群の熱膨張が生じるとこのバッキング粒
子をさらに押しつける。不幸にしてこの方式による作業
ではガラス質シリカれんが群のすき間が気密ではないの
で極めて質の高い修復を得るというわけにはゆかない。

れんが群のすき間の気密性はコークス炉の場合内側と外
側のカス組成がちがうため極めて重要であり、また例え
ばガラス溶融タンク炉の天井の修復でも重要である。か
かる炉の天井部のすき間に火焔が入るとまわりの材料を
迅速におかしすぐに再修復か必要となる。

別の方法によれば、発熱的酸化性材料の微粒子と耐火材
料粒子の混合物が表面に対し吹きつけられ、その噴射の
間に燃焼せしめられ、燃焼熱の下で密着性耐火物塊が該
表面上に作られる。

かかる方法の特定例がグラベルベルの英国特許第１３３
０９８４号ならびに同国特許出願第８２　３３３１９号
に記載されている。かかる方法では極めて有効な修復が
できるが新規材料の適用速度は高くなく、またシリコン
を発熱的酸化性材料あるいはその一つとして用いる（か
かる方法に推奨されあるいは必要とされる如く）場合、
高価で特に比較的大きな修復の隙にこの点が問題となる
。

本発明は、予想に反しこういった二つの既知方法を改変
し、組合せることによりシリカ耐火構造物に対しての迅
速、比較的安価かつ非常に有効な修復あるいは増補法を
提供する。

本発明に従えば少なくとも１コのガラス質シリカれんが
を用い、発熱的酸化性材料の微粒子とシリカ不燃性耐火
材料粒子からなる混合物を噴射させ、該噴射中にα合物
を燃焼させ密名性耐火物塊を形成させ、それ（こより接
合を行わしめる、６００°Ｃ以上の温度での作業環境下
にシリカ耐火構造物を増補する方法が提供せられる。

一本発明の実施によりシリカ耐火構造物の経済的、有効
な修復が行なわれる。修復はＦＡ温で行なわれるため、
冷却ならびに再加熱の時間が短節されまた、特に好まし
い態様に従い構造物の作業温度で修復を行なｌう際には
冷却ならひに再加熱の時間がＯになされる。かかる構造
物の使用をとめる総計時間は、低温あるいは大気温度で
の再れんが積みに比し低減せｌ、められる。さらにまた
かかる低温または大気温度才て冷却され（あるいは作業
温度まで再加熱される）ことにより修復を要しない既存
のれんか積みが損傷せられる危険性は非常に低減せられ
あるいは無にせしめられる。実際の修復作業自体１こ要
する時間も前述の如く耐火物塩をその場で全て彩度せし
める修復に比較し短縮せられる。またガラス質シリカれ
んがはかかる方法で屡々用いられる原料材料より安価で
ある。

増補されたガラス質シリカれんが積みは、その場で作ら
れる密着性シリカ耐火物塩により所定位置で接合せしめ
られる。かかる接合は容易に実施せられガラス質シリカ
れんが群とすわりの構造物の間に実質的に気密な接合部
ＤＩができる。好ましくは密着性のガラス質シリカ粒子
の形でのガラス質シリカは熱膨張係数が小さく、従って
加熱特番こ熱ショックに影響されることがない。構造物
の修復あるいは増補は大気温度でのガラス質シリカれん
が群を高温の修復あるいは増補部位におきそこの位置に
接合せしめるたけで行なわれる。高温に連続して数日さ
らすうちにガラス質シリカれんがは徐々にトライダイマ
イトあるいはクリストバライト形のシリカに結晶し元の
シリカ耐火れんが群と同じ構造（こなり、同じ物理特性
をもつようになることが見出されている。その場で構成
せられるシリカ耐火物塩は元めシリカ耐火構造物とたけ
でなく増補されたガラス質シリカれんが積みとも有効な
接合部を形成するとと、およびそのガラス質シリカれん
かに対する接合は増補シリカれんががガラス質から結晶
形に変わる間中またその後も有効番こ保持される。

有利にはかかるガラス質シリカれんが積みは密霜性耐火
物塩で実質的に全面にわたりかためられる。

各ガラス質シリカれんがは前記混合物がフレームスプレ
ーされる面にかど取り部をもうけた形に作られることが
好ましい。こうして隣接れんがのかど取り部端縁がみそ
を作りそこに耐火物塩がフレームスプレーされる。

既に述べた如く本発明は元の構造物を修復するために前
記増補を行なう際に特に有用と考えられている。

酸化性材料の微粒子の大部分（重重）がシリコン粒子か
らなることが好廿しい。こう゛づるＪ、・その場で作ら
れる耐火物塩の二酸化クイ累含量か大となる。

本発明の好ましいある押具体側では酸化性材料の微粒子
が４重層％をこえぬ量でアルミニウム粒子を含む。アル
ミニウム粒子を使用すると噴射された混合物の燃焼時の
発Ｗ’Ｌ　Ｍが大となる。

混合物中のアルミニウム合作を４％に制限することによ
り、アルミニウムの燃焼に基つ（生成耐火物の酸化アル
ミニウム含量を８％以下に保ち、噴射される他の粒子が
シリコンおよび二酸化ケイ素からなる場合シリカ耐火物
塩が作られる。

以下添付図により本発明を説明する。

第１図〜第３図に２いて、１で示されているガラス質シ
リカれんがは大体正方形断面を有している。このれんか
のノーズ１ｆｏ３の端縁２はかど取りされていてかかる
わんが群が積みあけられた際にみ（第４図の４参照）を
規定する。れんが１の末尾末端５はステップアップされ
れんがを縦に積み上ける際に役立つようになっている。

第４図参照。

第４図に８いて、損傷されたシリカ劇人物壁６は、まず
損傷をうけた耐火物材料を取り除いて、良好な元のれん
が積み８でかこまれた穴７となし、次にこの穴７に第１
図〜第３図で示されるようなガラス質シ゛リカれんが１
を用いれんが積みがなされる。この作業は壁６が一部を
構成しているプラントの実質的に作業温度で行なわれる
。

れんが積みのあと、ガラス質シリカれんか群１は、それ
自体公知のフレーム噴射法でその場で作られる耐火物塩
９によりかためられる。

特定具体例に葛いて、主としてトリタマイトのシリカ耐
火物れんか製のコークス炉の壁が、１１５０°Ｃの温度
を保つ間にガラス質シリカれんがを用い、れんが積みの
やりなおしが行なわれた。全ての悪いれんがが取り除か
れ、修復すべき場所がそうじされた。必要なガラス質シ
リカれんかを予熱することなく壁のベースに置いた。こ
れられんがを順に所定位置にもちあけ、次々にフレーム
スプレー法で張合させた、れんが積みなおしが終わった
ら同じフレームスプレー法で積みなおし域全体を耐火物
でかためた。

こうして極めて良質のイシ復が迅速かつ安価に達成され
た。

ガラス質シリカれんがが数日１出コークス炉内に入れら
れると、それらは結晶化し元のれんが積みのものと極め
て類似した一体構造物になることが判った。

ガラス質の納品化したれんが８よひ元のれんかの組成を
示す（重量部）。

５１０２９２．００　　９４．８５　　９５．００Ｃａ
Ｏ、４，１２４，２５２，８０ Ｍｇ０　　　　　　０．１０　　　０．１０　　　−”
ｐ３０，３８　　　０．３９　　　０８０”ｅ２”３　
　　　　０，２４　　　０，２５　　　０．８０Ｎａ２
０　　　　　００６　　　００６　　　０．０５に２０
　　　　　　００７　　　０．０７　　　０．０５Ｔｉ
Ｏ□　　　　　０．０３　　　０．０３　　　０．５０
焼成でめ損失　　　３．００ れんが相互の接合ならびにガラス質シリカれんが群をか
ためることは、８７９６二酸化クイ累、１２９６シリコ
ンおよび１％アルミニウム（重量９６）の原料混合物を
２００１７分の酸素でＩ　Ｋ９／分の割合で噴射させる
ことにより実施した。

使用せる二酸化ケイ素は３部のクリストバライトと２部
のトライダイマイト（重量部）から作られ粒子サイズＯ
，１〜２０π１ｎのものであった。

シリコンおよびアルミニウム粒子はそれぞれ平均粒子径
が１０μＩｎ以下で、シリコンの比表面積は４０００７
／Ｖ、アルミニウムの比表面積は６０００　ｃｎＦ　／
　Ｐであった。シリコンとアルミニウムの燃焼で密着性
シリカ耐火物塩か形成せらｎ、そわか修復壁部分に接合
せしめられた。

コークス炉内と同じように設計された条件下で不発明方
法の有効性を試験するため、上記具体例に述べた条件で
二つの壁を作った。これらの壁の一方は１１５０℃に保
たれた。他の壁は水ジャケラ１−−１１５０℃への再加
熱を１０回くり返しきひしい熱ショックに繰返しさらし
た。

試験後、これらの壁には何の差異も認められなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明でハ１いられるガラス質シリカれんがの
正面はｊ、第２図は側面図、第３図は平ｍ１図、第４図
はガラス質シリカれんがを耐火構造物の損傷部に積みあ
げた状態を示す側面図。 特肝出ｌ領人　　グラヴルベル ′：：に二 ＦＩＧ、４ＦＩ０．３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、少なくとも１コのガラス質シリカれんがを用い、発
   熱的酸化性材料の微粒子とシリカ不燃性耐火材料の粒子
   からなる混合物をＩＩｊｔ射させ、該噴射中に混合物を
   燃焼させて密均性耐火物塊を形成させそれによりｍＪ記
   れんがを所定位置に接合させることを特徴とする６　０
   ０　’Ｃをこえる温度での作業環境丁番こシリカ耐火構
   造物を増補する方法。 ２、　ガラス賀ンリカれんがｈｔみが実質的完全ｌこか
   かる密着性耐火物塊でかためられる特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３１．前記の少なくとも１コのガラス質シリカれんがは
   密着性耐火物塊の作られるべき血がかど取りされた形に
   作られている特許請求の範囲第１頃あるいは第２項記載
   の方法。 ４　前記増補が元の構造物の修復のために行なわれる特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれ；Ｑ）に記載の方
   法。 ５　小分で酸化性材料微粒子の少なくとも半鼠以上がシ
   リコン粒子からなる特許請求の範囲第１項〜第４項のい
   ずれかに記載の方法。 ６　酸化性材料微粒子が混合物の４重社％をこえぬ量の
   アルミニウム粒子を含む特許請求の範囲第１項〜第５項
   のいずれかに記載の方法。