JP3790621B2

JP3790621B2 - 耐火物吹付け施工方法

Info

Publication number: JP3790621B2
Application number: JP34057897A
Authority: JP
Inventors: 孝三山田; 忠晴大谷; 統一白曼
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JPH11159970A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一度に多量の吹付けが可能で、しかも厚みが大きい施工体を形成することができる耐火物吹付け施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の溶融金属容器あるいはそれに付随する装置に使用される耐火物は、損耗が進むと耐火物を吹付けて補修することが行われている。また、この吹付けは補修だけでなく、新規な耐火物施工にも使用される。
【０００３】
吹付け施工の方法は、湿式法と乾式法とに大別される。湿式法は吹付材を予め泥しょう状に調整して吹付ける。一方、乾式法は粉末状の吹付材をノズル内に向けて圧送した後、ノズル内にて水を添加し、吹付ける。
【０００４】
両者は一長一短がある。乾式法は吹付材に施工水を事前に添加する必要がないため、作業性に優れる。しかし、ノズル内での水添加のために、吹付材は水と十分に混合されない状態で吹付けられ、組織の不均一によって付着率、接着強度および耐食性に劣る。
【０００５】
湿式法は吹付材を事前に泥しょう状に調整することで前記の問題を解決できる反面、吹付材の硬化が施工前から進行し、待機中での吹付材の硬化やノズル詰まりを生じやすい。
【０００６】
そこで、吹付材を硬化剤を含まない状態で練り土状に調整した後、ノズルに通し、ノズル内にて急結剤を添加する方法が提案されている。例えば特開昭５４−６１００５号公報、特開昭６１−１１１９７３号公報、特開昭６２−３６０７０号公報などの通りである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ノズル内にて急結剤を添加するこの方法においても、溶融金属容器あるいはそれに付随する装置の場合のように、一度に多量の吹付けと厚みが大きい施工体の形成が要求される施工では、吹付材の付着率、接着強度において決して十分なものではない。
【０００８】
また、施工体はその厚さが大きくなることで、乾燥時に発生する水蒸気がこもりやすくなり、急激な昇温を伴う加熱乾燥では乾燥爆裂を招く問題がある。
本発明は、ノズル内にて急結剤を添加する吹付け方法において、上記従来の欠点を解消することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の吹付け施工方法は、１〜２０重量％を仮焼アルミナが占める耐火骨材と結合剤との合量１００重量部に対し、有機質短繊維を０．０１〜１重量部添加した耐火配合組成物を練り土状に調整した後、この練り土状の耐火配合組成物を圧送管によって吹付ノズルに向けて圧送し、圧送管内あるいは吹付ノズル内にて粉末状急結剤を添加して被吹付面に吹付けることを特徴とする。
【００１０】
ノズル内で添加する急結剤は、液状あるいは粉末状での使用が考えられるが、液状急結剤は水等を混入しているため、施工体組織の緻密性低下の原因となる。一方、粉末状は前記の欠点がない反面、液状に比べて吹付材中への分散性に劣り、吹付材の付着性が不十分となる。
【００１１】
これに対し本発明は、練り土状に調整した耐火配合組成物よりなる吹付材に予め有機質短繊維を添加した上で、圧送管内で粉末状急結剤を添加する。有機質短繊維の添加が吹付材の付着性を向上させることは知られているが、本発明によれば、ノズル内で添加する粉末状急結剤との組合せ使用によって、吹付材の付着性が格段に向上する。本発明によるこの効果は、以下の理由によるものと考えられる。
【００１２】
ノズル内で添加される粉末状急結剤は、液状急結剤と違って吹付材中に十分に溶解分散されないまま被施工面に到達し、吹付施工体中に点在する。そして、粉末急結剤の存在部分はその凝集硬化強度が他の箇所より一層大きいことから、有機質短繊維の一端がこの粉末急結剤の存在部分に強固に保持される。
【００１３】
有機質短繊維は長尺形状であり、一端が強固に保持されることで繊維のスサ効果は施工体組織全体に作用する。その結果、、吹付材の付着性、特に厚みの大きな施工体を得る際に見られるダレ落ちの防止に効果的に作用する。
【００１４】
液状急結剤の場合は吹付材中への分散性が高く、急結剤による凝集硬化強度が施工体組織中において均一であり、その分、有機質短繊維の保持強度に劣り、本発明の効果は得られない。
【００１５】
また、本発明による得られる施工体は乾燥性にも優れた効果を発揮する。これは、急結剤が粉末状であるために施工体組織中において急結剤が点在し、急結剤が存在する位置とそうでない位置とで耐火物組織の緻密度の差が大きく、加熱乾燥で発生した水蒸気が耐火物組織中の前記した緻緻密度小さい箇所に集結した後、有機質短繊維によって形成される空隙を経て施工体外に容易逸散するためと考えられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明で使用する吹付材において、耐火骨材の具体例は、焼結アルミナ、電融アルミナ、ばん土けつ岩、ムライト、ろう石、シャモット、アンダルサイト、粘土、ケイ石、焼結マグネシア、電融マグネシア、焼結マグネシア−カルシア、電融マグネシア−カルシア、電融Ａｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ系スピネル、焼結Ａｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ系スピネル、クロム鉱、ボーキサイト、シリマナイト、ジルコンなどを主材とし、必要により、ジルコニア、ジルコン、炭素、黒鉛、炭化珪素、粘土、揮発シリカなどを組み合わせる。中でも、焼結または電融のアルミナ、マグネシア、マグネシア−カルシア、Ａｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ系スピネルを主体にすることが好ましい。
【００１７】
耐火骨材の一部に、仮焼アルミナを使用する。仮焼アルミナはバイヤー法で得られた水酸化アルミニウムを比較的低温の１０００〜１５００℃程度で焼成して得られる平均粒子径が１０μｍ以下の超微粒子である。通常１７００℃以上の超高温で焼成される焼結アルミナなどに比べて粒子表面が化学的に活性であり、急結剤による凝集硬化を促進するためか、有機質短繊維の保持強度が増し、吹付材の付着性が一層向上する。
【００１８】
耐火性骨材１００重量％に占める仮焼アルミナの割合は１〜２０重量％である。１重量％未満では前記仮焼アルミナ自体による効果に乏しく、２０重量％を超えると吹付材の粘性が高くなり過ぎて、圧送性および付着性に劣る。
【００１９】
結合剤は、例えばアルミナセメント、マグネシアセメント、ポルトランドセメントなどが使用できる。耐火骨材と結合剤の合量を１００重量％とした場合、結合剤の好ましい割合は内掛け１〜１５重量％である。
【００２０】
有機質短繊維は、例えばＰＶＡ（ビニロンを含む）、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレン、アクリル、ポリエステル等の合成有機質繊維である。寸法は、長さ０．５〜２０ｍｍが好ましい。添加割合は、前記の耐火骨材と結合剤の合量１００重量部に対して０．０１〜１重量部、さらに好ましくは０．０１〜０．５重量部である。０．０１重量部未満では本発明の効果が得られず、１重量部を超えると吹付施工体の耐食性が低下する。
【００２１】
また、分散剤、減水剤、金属粉、硬化遅延剤、硬化促進剤剤、ピッチ類などを組み合わせでもよいことは、一般の不定形耐火物と同様である。
分散剤の具体例としては、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタ燐酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル燐酸ソーダ、ポリカルボン酸、リグニンスルホン酸ソーダなどである。その添加量は、前記の耐火骨材と結合剤の合量を１００重量部に対して０．０１〜１重量部が好ましい。金属粉は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇあるいはこれらの合金が好ましく、その添加量は耐火性骨材に対する外掛けで、例えば１〜７ｗｔ％とする。
【００２２】
吹付け施工に際しては、以上からなる耐火性配合組成物に水を外掛けで３〜１５重量％程度添加し、混練して練り土状に調整後、ノズルに向けて圧送する。練り土状に調整した前記の耐火性配合組成物の最適フロー値は、上端内径５０ｍｍ、下端内径１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍのコーン形型枠に、混練直後に流し込み、次いでコーン形型枠を上方に抜き取り、１５回のタップ後、の耐火性配合物の広がりが１１０ｍｍ以上、１８０ｍｍ未満である。
【００２３】
圧送管内で添加する粉末状急結剤の具体例は、ケイ酸ソーダ、消石灰、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、リン酸ソーダ、アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウム、カルシウムアルミネート類などである。
【００２４】
粉末状急結剤の粒径は、平均１〜５０μｍが好ましい。この粒径は、例えばレーダー回折法で測定することができる。粒径が小さ過ぎると溶解分散して施工体内に点在しなくなるためか、付着性防止の効果が不十分となる。逆に粒径が大き過ぎる場合は適度に溶解しないことで、この場合も付着性が低下傾向にある。
粉末状急結剤の添加は、施工水を含む練り土状態の耐火配合組成物１００重量部に対し、０．３〜５重量％になるように添加速度を調整することが好ましい。
【００２５】
図１は、本発明で使用する吹付け装置を模式的に示したものである。吹付ノズル（２）とその後方に連結した圧送ホース（１）よりなる圧送管に急結剤供給管（３）が接続され、急結剤が圧送管内の吹付材に添加されるようになっている。（４）は吹付施工体である。図には示していないが、急結剤の供給は、圧縮空気と共に行なうことで吹付材と急結剤との混合が促進される。また、材料圧送システムは、スクイズ式、スクリュー式、ピストン式などがあるが、圧送時に高圧が得られるピストン式が好ましい。
【００２６】
圧送管に対する急結剤供給管（３）の接続箇所は特に限定されない。図では吹付ノズル（２）の近傍に設けているが、これに限らず、作業環境に合わせて例えば吹付ノズル（２）あるいは圧送ホース（１）に接続してもよい。
【００２７】
【実施例】
以下の各例は、ピストン式の圧送機を用いた吹付け装置を使用し、ハイアルミナ質耐火物よりなる垂直壁面に、練り土状に調整した耐火配合組成組成物を７０〜８０ｋｇ／ｍｉｎの速度で吹き付けた。急硬剤は、ノズル先端の近傍で補助圧搾空気と共に、前記の練り土状耐火性組成物に対して外掛け約０．７〜１重量％の割合で添加した。
表１は各例で使用した急結剤である。表２は本発明実施例と比較例に使用した耐火配合組成物およびそれらの吹付け試験結果である。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

試験方法は以下のとおり。
付着性；ノズル先端から被吹付面との距離を５００ｍｍに保ち、厚さ１８０ｍｍの施工体の形成をめざして５００ｋｇ吹付け、付着率を求めた。
【００３０】
耐食性；吹付施工体を切り出し、１１０℃×２４時間で加熱乾燥後、溶銑を溶剤とした回転侵食試験にて溶損寸法を測定し、比較例５による吹付施工体の溶損寸法を１００とした指数で示した。数値が小さいほど耐食性に優れている。
【００３１】
乾燥性；ガスバーナーで急激な昇温による加熱乾燥を行ない、乾燥爆裂の有無を確認した。
実機試験；アルミナ−炭化珪素−炭素質の不定形耐火物で内張りされた溶銑取鍋の使用後、内張りの吹付け補修を行い、付着性および耐用性について確認した。
【００３２】
本発明実施例による方法は、吹付材のダレ落ちがほとんどなく、厚さ１８０ｍｍの施工体が確実に形成でき、耐用性についても優れた効果が得られた。また、中でも吹付材の耐火性骨材として一部に仮焼アルミナを含む実施例は、付着性がさらに向上する。
本発明実施例により得られる施工体は、乾燥性にも優れている。急激な昇温を伴う乾燥においても爆裂が生じなかった。
【００３３】
これに対し、比較例１は液状急結剤を使用したことに加え、有機質短繊維を添加していないことで、付着性および乾燥性に劣る。比較例２および比較例３は、吹付材に有機質短繊維を添加しているが、液状急結剤を使用していることから付着性および乾燥性の向上は本発明実施例に比べて顕著なものではない。比較例４は粉末状急結剤を使用しているが、有機質短繊維の添加量ないために付着性、乾燥性共に劣る。また、粉末状急結剤を使用し、有機質短繊維を添加したものでも、有機質短繊維の添加量が多過ぎる比較例５は耐食性に劣る。
【００３４】
本発明による吹付施工の対象は、高炉樋、混銑車、溶銑鍋、転炉、電気炉、溶鋼鍋、誘導炉、真空脱ガス炉、炉蓋、溶融金属用各種ガス吹き込みランス、溶融金属用フードなどの溶融金属容器あるいはそれに付随する装置、さらには各種高温雰囲気炉、焼却炉、ボイラー、化学工業炉などが例示される。
【００３５】
【効果】
本発明の吹付け施工方法によれば、一度に多量の吹付けにおいてもダレ落ちが殆んど見られず、高い付着率を示し、厚さの大きい施工体を緻密かつ迅速に形成することが可能となる。また、乾燥性にも優れ、厚さの大きい施工体であっても乾燥爆裂の懸念がない。その結果、施工体の寿命延長、吹付け作業効率向上など、その効果はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する吹付け装置例を模式的に示したものである。
【符号の説明】
１圧送ホース
２吹付ノズル
３急結剤供給管
４吹付施工体

Claims

１〜２０重量％を仮焼アルミナが占める耐火骨材と結合剤との合量１００重量部に対し、有機質短繊維を０．０１〜１重量部添加した耐火配合組成物を練り土状に調整した後、この練り土状の耐火配合組成物を圧送管によって吹付ノズルに向けて圧送し、圧送管内あるいは吹付ノズル内にて粉末状急結剤を添加して被吹付面に吹付けることを特徴とする耐火物吹付け施工方法。
粉末状急結剤の粒径が、平均１〜５０μｍである請求項１記載の耐火物吹付け施工方法。