JP6823042B2 - コークス炉用プレキャストブロック耐火物 - Google Patents
コークス炉用プレキャストブロック耐火物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6823042B2 JP6823042B2 JP2018501824A JP2018501824A JP6823042B2 JP 6823042 B2 JP6823042 B2 JP 6823042B2 JP 2018501824 A JP2018501824 A JP 2018501824A JP 2018501824 A JP2018501824 A JP 2018501824A JP 6823042 B2 JP6823042 B2 JP 6823042B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- component
- less
- precast block
- coke oven
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000571 coke Substances 0.000 title claims description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 22
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 17
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 13
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 10
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 claims description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 20
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 8
- 238000013003 hot bending Methods 0.000 description 7
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 6
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
- C04B35/6306—Binders based on phosphoric acids or phosphates
- C04B35/6313—Alkali metal or alkaline earth metal phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
- C04B35/6316—Binders based on silicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B29/00—Other details of coke ovens
- C10B29/02—Brickwork, e.g. casings, linings, walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/10—Accelerators; Activators
- C04B2103/14—Hardening accelerators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00431—Refractory materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
- C04B2111/1037—Cement free compositions, e.g. hydraulically hardening mixtures based on waste materials, not containing cement as such
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/727—Phosphorus or phosphorus compound content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
- C04B2235/9615—Linear firing shrinkage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、コークス炉において好適に使用されるプレキャストブロック耐火物に関する。
従来、コークス炉においては、珪石れんががライニングされて使用されてきた。しかし、珪石れんがを用いた場合、多数のれんがを施工する必要があるため、施工に時間を要する問題があった。そこで、近年、特に熱間補修施工においては、珪石れんがに比べ大型化が容易な珪石質のプレキャストブロック耐火物を使用した施工が多く実施されている。
このようなプレキャストブロック耐火物には、構造体としての熱間特性が求められる。特にコークス炉においては、熱間強度に加え、高温時における荷重下膨張挙動及び荷重下収縮挙動（以下、荷重下膨縮挙動と総称する）の安定化が求められる。高温での荷重下膨縮挙動が安定しない場合（高温での荷重下膨張や荷重下収縮に伴う変形が大きい場合）、コークスを押し出す際に抵抗が大きくなって操業に支障を来すとともに、プレキャストブロック耐火物自体が破損するおそれがある。
特許文献１では、溶融石英を主原料とし、結合剤としてポルトランドセメントを用いる技術が記載されている。しかし、コークス炉用プレキャストブロック耐火物に結合剤としてポルトランドセメントを多量（例えば、主原料に対して２〜１０重量％）に用いた場合、ポルトランドセメントの水和反応によって、高温での荷重下において大きく収縮するという問題があった。
また、特許文献２では、結合剤（硬化剤）として、従来一般的に使用されているアルミナセメントに替えてコロイダルシリカ及び珪酸ソーダを使用することで、高温での荷重下収縮を抑制しようとしている。しかし、コロイダルシリカ及び珪酸ソーダを使用した場合、熱間強度が低下するという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、高い熱間強度を有するとともに、高温時における荷重下膨縮挙動が安定なコークス炉用プレキャストブロック耐火物を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。例えば、特許文献１に記載のように、結合剤としてセメントを多量に用いた場合、セメントによる水和反応によって高温下での荷重下収縮挙動が安定化しなかった。また、結合剤としてコロイダルシリカ及び珪酸ソーダを用いた場合、熱間強度が低下した。そこで、本発明者らは、シリカ質のコークス炉用プレキャストブロック耐火物において、結合剤として多量のセメントを用いたり、結合剤としてコロイダルシリカ及び珪酸ソーダを用いたりするのではなく、結合剤成分としてＰ２Ｏ５成分を適用することで、高い熱間強度を維持しつつ、高温時における荷重下膨縮挙動を安定に制御できる知見を得た。
すなわち、本発明のコークス炉用プレキャストブロック耐火物は、シリカ質のコークス炉用プレキャストブロック耐火物において、ＳｉＯ ２ 成分を６５質量％以上９９質量％以下、Ｐ２Ｏ５成分を０．３質量％以上２質量％以下含有し、原料配合において、溶融シリカの配合量が６５質量％以上、珪石の配合量が１７質量％以下、ヒュームドシリカの配合量が０．５質量％以上１５質量％以下であり、かつ、シリカ質原料の粒度構成は、１ｍｍ以上の粗粒が２５質量％以上であることを特徴とするものである。
本発明によれば、高い熱間強度を発揮するとともに、高温時における荷重下膨縮挙動が安定なコークス炉用プレキャストブロック耐火物が得られる。
本発明のコークス炉用プレキャストブロック耐火物は、シリカ質、すなわちＳｉＯ２成分を主成分とするコークス炉用プレキャストブロック耐火物である。具体的なＳｉＯ２成分の含有量は技術常識の範囲内にあるが、６５質量％以上９９質量％以下が好ましく、８０質量％以上９９質量％以下がより好ましい。
ＳｉＯ２成分源としては、溶融シリカ、珪石（焼成珪石、生珪石等）、ヒュームドシリカなど、各種のシリカ質原料を使用できるが、本発明では、原料配合において、溶融シリカの配合量は６５質量％以上が好ましく、より好ましくは７２質量％以上である。また、珪石の配合量は１７質量％以下、ヒュームドシリカの配合量は０．５質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。すなわち、乾燥時の脱水による収縮を打ち消すことができる点から、溶融シリカの配合量は６５質量％以上で、珪石の配合量は１７質量％以下であることか好ましい。この場合、珪石の配合量は０質量％であってもよい。また、高い熱間強度を維持する点から、ヒュームドシリカの配合量は０．５質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。また、シリカ質原料の粒度は、充填性及び作業性を考慮してトップサイズ５ｍｍの骨材からサブミクロンの粒子までを組み合わせて使用するのが好ましい。更に、荷重下熱膨張・収縮率（以下「荷重下膨縮率」という。）をより安定にするためには、１ｍｍ以上の粗粒を２５質量％以上とすることが好ましい。
なお、主骨材としてシリカ質原料以外の原料としてはアルミナ質原料を併用することもできる。アルミナ質原料としては、電融アルミナ、焼結アルミナ等を用いることができる。ただし、ＳｉＯ２成分が６５質量％未満になると、熱間強度が低下するためアルミナ質原料を多量に添加するのは好ましくない。
なお、主骨材としてシリカ質原料以外の原料としてはアルミナ質原料を併用することもできる。アルミナ質原料としては、電融アルミナ、焼結アルミナ等を用いることができる。ただし、ＳｉＯ２成分が６５質量％未満になると、熱間強度が低下するためアルミナ質原料を多量に添加するのは好ましくない。
本発明のコークス炉用プレキャストブロック耐火物においてＰ２Ｏ５成分は、上述のとおり結合剤成分として機能するが、その含有量は０．３質量％以上２質量％以下である。Ｐ２Ｏ５成分の含有量が０．３質量％未満では結合剤成分としてのポンド機能が発揮されない。Ｐ２Ｏ５成分の含有量が２質量％を超えると、低融点物質（ＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５系）が過剰に生成することで、高温での荷重下において収縮に伴う変形が大きくなる。
Ｐ２Ｏ５成分源としてはリン酸塩を使用できるが、この場合、リン酸塩に不純物として含まれるＮａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、低融点物質の生成を抑える点から、プレキャストブロック耐火物中の含有量として合量で０．５質量％以下であることが好ましい。
また、本発明のコークス炉用プレキャストブロック耐火物の原料配合において、硬化促進剤の配合量は、養生時の強度を高める点から０．０５質量％以上が好ましく、かつ、高い熱間強度を維持する点から１．９質量％以下であることが好ましい。硬化促進剤としては、マグネシア微粉、消石灰等が挙げられる。
さらに、本発明のコークス炉用プレキャストブロック耐火物は、セメントを含まないことが好ましい。セメントを含む場合、セメントの水和反応により荷重下収縮が生じるが、セメントを含まない場合、荷重下収縮を抑制することができる。
本発明のコークス炉用プレキャストブロック耐火物は、主原料として上述のシリカ質原料（ＳｉＯ２成分源）及び結合剤としてリン酸ソーダ（Ｐ２Ｏ５成分源）を配合し、また必要に応じて、その他添加剤として有機繊維、分散剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、焼結補助剤等を配合し、得られた原料配合物に適量（例えば５質量％〜７質量％）の施工水を添加したうえで、混練、成形、養生、脱型、乾燥するという、通常のプレキャストブロック耐火物の製造方法によって得ることができる。
表１の原料配合に従って各原料を配合し、６．５質量％の施工水を添加したうえで、混練、成形、養生、脱型、乾燥して得たコークス炉用プレキャストブロック耐火物の試験片を用いて、荷重下膨縮挙動及び熱間曲げ強度を測定し、総合評価を行った。併せて、得られた試験片の化学成分を分析した。ここで、溶融石英、焼成珪石、生珪石及び電融アルミナの粒度はそれぞれ５−１ｍｍと１ｍｍ未満とを６：４の比率で混合したものを用いた。また、ヒュームドシリカの粒度は、平均粒径０．５μｍのものを用いた。なお、原料の化学成分はそれぞれ、溶融石英はＳｉＯ２成分を９９．７質量％、焼成珪石はＳｉＯ２成分を９９．５質量％、生珪石はＳｉＯ２成分を９９．７質量％、ヒュームドシリカはＳｉＯ２成分を９６質量％、Ｎａ２Ｏ成分を０．２質量％、電融アルミナはＡｌ２Ｏ３を１００質量％、リン酸ソーダはＰ２Ｏ５成分を６５質量％、Ｎａ２Ｏ成分を２３質量％、珪酸ソーダはＳｉＯ２成分を６４質量％、Ｎａ２Ｏ成分を２２質量％、コロイダルシリカはＳｉＯ２成分を４０質量％、ポルトランドセメントはＳｉＯ２成分を２４質量％、マグネシア微粉はＭｇＯ成分を１００質量％、消石灰はＣａＯを１００質量％含有するものを用いた。
荷重下膨縮挙動は、室温から１３００℃までの温度域においてＪＩＳ Ｒ ２２０７−２に準拠し、０．２ＭＰａの荷重をかけて測定した。荷重下膨縮率が、−０．１％以上０．５％未満の範囲にある場合を優（◎）、−０．３％以上−０．１％未満の範囲にある場合又は＋０．５％以上＋０．７％未満の範囲にある場合を良（○）、−０．５％以上−０．３％未満の範囲にある場合又は０．７％以上＋０．８％未満の範囲にある場合を可（△）、−０．５％未満又は＋０．８％以上を不可（×）とし、可（△）以上を合格とした。なお、−（マイナス）は荷重下収縮、＋（プラス）は荷重下膨張を意味する。
熱間曲げ強さは、１０００℃においてＪＩＳ Ｒ ２２１３に準拠して測定した。なお、試験片を測定温度とするために炉内で１時間保持し、熱間曲げ強さを測定した。熱間曲げ強さが、１０ＭＰａ以上を優（◎）、５ＭＰａ以上１０ＭＰａ未満を良（○）、３ＭＰａ以上５ＭＰａ未満を可（△）、３ＭＰａ未満を不可（×）とし、可（△）以上を合格とした。
そして総合評価は、上記２つの評価において、優（◎）が２つの場合を優（◎）、優（◎）と良（○）との組合せの場合を良（○）、優（◎）又は良（○）と可（△）との組合せの場合を可（△）、不可（×）がある場合を不可（×）とし、可（△）以上を合格とした。
これらの評価結果を表１に併せて示す。
表１中、実施例１〜１５は、いずれも範囲内にあるコークス炉用プレキャストブロック耐火物である。総合評価は可（△）以上であり、荷重下膨縮挙動、熱間曲げ強さともに、合格レベルであった。
比較例１は、Ｐ２Ｏ５成分の含有量が低い例である。十分なボンド機能が得られず、熱間曲げ強さが合格レベルに満たなかった。一方、比較例２は、Ｐ２Ｏ５成分の含有量が高い例である。低融点物質（ＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５）が過剰に生成されため、荷重下膨縮挙動が合格レベルに満たなかった。
比較例３は、Ａｌ２Ｏ３成分を主成分とするコークス炉用プレキャストブロック耐火物において、結合剤成分としてＰ２Ｏ５成分を適用した例である。荷重下膨縮挙動が合格レベルに満たなかった。
比較例４は、上記特許文献１に相当する例で、結合剤としてコロイダルシリカ及び珪酸ソーダを適用した例である。熱間曲げ強さが合格レベルに満たなかった。
比較例５は、結合剤としてポルトランドセメントのみを用いた例である。荷重下膨縮挙動が合格レベルに満たなかった。
また、図１は、実施例１及び比較例５の室温から１３００℃までの荷重下膨縮挙動を示すグラフである。結合剤としてリン酸塩（Ｐ２Ｏ５成分源）を配合した本発明の範囲を満たす実施例１は荷重下膨縮挙動が安定しており、結合剤としてポルトランドセメントを多量（５質量％）に配合した比較例５は１０００℃付近から著しく荷重下収縮した。
Claims (4)
- シリカ質のコークス炉用プレキャストブロック耐火物において、ＳｉＯ ２ 成分を６５質量％以上９９質量％以下、Ｐ２Ｏ５成分を０．３質量％以上２質量％以下含有し、
原料配合において、溶融シリカの配合量が６５質量％以上、珪石の配合量が１７質量％以下、ヒュームドシリカの配合量が０．５質量％以上１５質量％以下であり、かつ、シリカ質原料の粒度構成は、１ｍｍ以上の粗粒が２５質量％以上であることを特徴とするコークス炉用プレキャストブロック耐火物。 - ＳｉＯ２成分の含有量が８０質量％以上９９質量％以下である請求項１に記載のコークス炉用プレキャストブロック耐火物。
- 原料配合において、硬化促進剤の配合量が０．０５質量％以上１．９質量％以下である請求項１又は２に記載のコークス炉用プレキャストブロック耐火物。
- 結合剤として、セメントを含まない請求項１から３のいずれか一項に記載のコークス炉用プレキャストブロック耐火物。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016034662 | 2016-02-25 | ||
| JP2016034662 | 2016-02-25 | ||
| PCT/JP2017/007453 WO2017146254A1 (ja) | 2016-02-25 | 2017-02-27 | コークス炉用プレキャストブロック耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2017146254A1 JPWO2017146254A1 (ja) | 2018-12-20 |
| JP6823042B2 true JP6823042B2 (ja) | 2021-01-27 |
Family
ID=59686338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018501824A Active JP6823042B2 (ja) | 2016-02-25 | 2017-02-27 | コークス炉用プレキャストブロック耐火物 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20190055165A1 (ja) |
| EP (1) | EP3421571B1 (ja) |
| JP (1) | JP6823042B2 (ja) |
| KR (1) | KR102098273B1 (ja) |
| CN (1) | CN109072085B (ja) |
| ES (1) | ES2884103T3 (ja) |
| TW (1) | TWI659007B (ja) |
| WO (1) | WO2017146254A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102293460B1 (ko) * | 2019-08-19 | 2021-08-26 | 조선내화 주식회사 | 코크스오븐용 프리캐스트 대형 내화블록 및 그 제조방법 |
| JP6882587B1 (ja) * | 2020-11-11 | 2021-06-02 | 黒崎播磨株式会社 | 焼成炉用の乾式吹付材 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5240323B2 (ja) * | 1973-07-09 | 1977-10-12 | ||
| JPS5678476A (en) | 1979-11-26 | 1981-06-27 | Harima Refractories Co Ltd | Refractory blend mainly consisting of fused quartz |
| US4331773A (en) * | 1980-12-21 | 1982-05-25 | Nihon Tokushurozai Kabushiki Kaisha | Refractory composition |
| JPS5855368A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-01 | 日本鋼管株式会社 | りん酸塩結合珪酸質耐火キヤスタブル |
| DE4301846A1 (de) * | 1993-01-23 | 1994-07-28 | Lichtenberg Feuerfest | Quarzgut-Fertigbauteil für Anwendungen im ff-Bereich und Verfahren zur Herstellung derartiger Fertigbauteile |
| US5954872A (en) * | 1997-02-04 | 1999-09-21 | Reno Refractories, Inc. | Dry phosphate refractory concrete materials |
| EP2134487A1 (en) * | 2007-01-29 | 2009-12-23 | Evonik Degussa GmbH | Fumed metal oxides for investment casting |
| CN101323530A (zh) * | 2008-07-01 | 2008-12-17 | 山东中齐耐火材料集团有限公司 | 焦炉热修补用熔融石英砖及其制造方法 |
| EP2550243B1 (en) * | 2010-03-23 | 2019-12-18 | Stellar Materials, LLC | Refractory composition |
| TW201245096A (en) * | 2011-05-05 | 2012-11-16 | Sunward Refractories Co Ltd | Siliceous refractory brick |
| JP5763569B2 (ja) | 2012-02-13 | 2015-08-12 | 日本特殊炉材株式会社 | 珪石質キャスタブル耐火物及び珪石質プレキャストブロック耐火物 |
| JP2013234092A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Shinagawa Refractories Co Ltd | 流し込み耐火物 |
| DE102012113073A1 (de) * | 2012-12-22 | 2014-07-10 | Ask Chemicals Gmbh | Formstoffmischungen enthaltend Aluminiumoxide und/oder Aluminium/Silizium-Mischoxide in partikulärer Form |
| CN105084910A (zh) * | 2014-05-07 | 2015-11-25 | 天津固特节能环保科技有限公司 | 钢包用耐高温低收缩率纳米级微孔绝热材料及其制备方法 |
| JP6573837B2 (ja) * | 2016-02-05 | 2019-09-11 | 株式会社メガテック | コークス炉の燃焼室の補修方法 |
-
2017
- 2017-02-27 WO PCT/JP2017/007453 patent/WO2017146254A1/ja active Application Filing
- 2017-02-27 US US16/079,820 patent/US20190055165A1/en not_active Abandoned
- 2017-02-27 EP EP17756688.2A patent/EP3421571B1/en active Active
- 2017-02-27 ES ES17756688T patent/ES2884103T3/es active Active
- 2017-02-27 CN CN201780021635.1A patent/CN109072085B/zh active Active
- 2017-02-27 KR KR1020187026522A patent/KR102098273B1/ko active IP Right Grant
- 2017-02-27 JP JP2018501824A patent/JP6823042B2/ja active Active
- 2017-03-01 TW TW106106679A patent/TWI659007B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI659007B (zh) | 2019-05-11 |
| JPWO2017146254A1 (ja) | 2018-12-20 |
| ES2884103T3 (es) | 2021-12-10 |
| TW201742851A (zh) | 2017-12-16 |
| EP3421571A1 (en) | 2019-01-02 |
| US20190055165A1 (en) | 2019-02-21 |
| CN109072085A (zh) | 2018-12-21 |
| WO2017146254A1 (ja) | 2017-08-31 |
| EP3421571A4 (en) | 2019-10-02 |
| EP3421571B1 (en) | 2021-08-04 |
| KR102098273B1 (ko) | 2020-04-07 |
| CN109072085B (zh) | 2021-06-08 |
| KR20180112843A (ko) | 2018-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6499464B2 (ja) | 断熱不定形耐火物 | |
| JP6823042B2 (ja) | コークス炉用プレキャストブロック耐火物 | |
| JP2018111612A (ja) | 流し込み不定形耐火物 | |
| AU2008333636B2 (en) | Fireproof ceramic mix, fireproof ceramic molded body formed of said mix, and the use thereof | |
| JP4598672B2 (ja) | ジルコニア質不定形耐火物 | |
| JP6527443B2 (ja) | 廃棄物溶融炉用ジルコニア質プレキャスト耐火物の製造方法 | |
| JP2018154516A (ja) | マグネシア・スピネル質焼成煉瓦の製造方法 | |
| US10093576B2 (en) | Unshaped refractory material | |
| KR101100269B1 (ko) | 폐내화물을 이용한 턴디쉬용 일반 캐스타블 | |
| KR100910530B1 (ko) | 내침식성 및 부착성이 우수한 염기성 건닝 보수용내화조성물 | |
| JP2015193509A (ja) | マグネシア−スピネル−ジルコニアれんが | |
| JP6215111B2 (ja) | 高炉熱風管又は熱風炉の内張り用アルミナ−シリカ系れんが | |
| JP6386317B2 (ja) | 熱間補修用珪石れんが | |
| JP2018024545A (ja) | 溶融シリカガラス質キャスタブル耐火物、コークス炉用プレキャストブロック及び溶融シリカガラス質キャスタブル耐火物の製造方法 | |
| JP6964787B2 (ja) | コークス炉用プレキャストブロック及びこれを使用したコークス炉 | |
| KR101087203B1 (ko) | 폐내화물을 이용한 래들 영구장용 캐스타블 | |
| JP2021038903A (ja) | コークス炉向けプレキャストブロックの製造方法 | |
| JPH07303958A (ja) | 溶鋼鋳造用ノズル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180604 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200707 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200817 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201222 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210107 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6823042 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |