JP2000192121A - 不定形耐火物の湿式吹き付け施工方法 - Google Patents

不定形耐火物の湿式吹き付け施工方法

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JP2000192121A
JP2000192121A JP10370207A JP37020798A JP2000192121A JP 2000192121 A JP2000192121 A JP 2000192121A JP 10370207 A JP10370207 A JP 10370207A JP 37020798 A JP37020798 A JP 37020798A JP 2000192121 A JP2000192121 A JP 2000192121A
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mixture
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compressed air
refractory
unshaped refractory
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JP10370207A
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Keiichiro Isomura
敬一郎 磯村
Masato Kumagai
正人 熊谷
Shigeaki Goto
滋明 後藤
Makoto Nomura
真 野村
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、施工体を耐用性及び均質性に優れた
ものにする不定形耐火物の湿式吹き付け施工方法を提供
することを目的としている。 【解決手段】主として不定形耐火物及び水からなる流動
性を有する混練物を、ポンプで輸送管内を押し出し、該
輸送管の先端部で急結硬化剤と混合してから、その混合
物を圧縮空気で被施工体に吹き付ける不定形耐火物の湿
式吹き付け施工方法において、前記混合物の吹き出し口
から被施工体の表面までの距離を、30cm以上60c
m以下にすると共に、該混合物と前記圧縮空気の流量比
(kg/Nm3)を、(100/1.5)以上(100
/4.0)以下、且つ該圧縮空気の吹き出し圧力を4.
0kg/cm2以上で、混合物を吹き付けるこようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不定形耐火物の湿
式吹き付け施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、溶融金属を処理する容器、樋、精
錬炉等へ施工される耐火物は、施工作業の省力化、職人
不足の対策等から不定形化が促進されている。この不定
形耐火物を施工する方法としては、周知のように、流し
込みが主流である。そして、最近は、流し込み施工より
もさらに省力化を狙って、湿式吹き付け施工が注目さ
れ、実用されつつある。
【0003】この湿式吹き付け施工は、主として流し込
み用とほぼ同等な組成や流動性を有する耐火物と水との
混練物を、プランジャ・ポンプで押し出して輸送管の先
端部まで運び、該先端部の近傍に連結した別の輸送管か
らセメントを急結させる硬化剤をドージング・ポンプで
圧入して、該混練物と混合し、その混合物を、先端部に
別途連結された輸送管から圧縮空気を導入して、被施工
体に吹き付けるものである。
【0004】これにより、流し込み剤並みの緻密で高耐
用性の施工体が形成され、また、型枠不使用施工に基づ
く省力化が達成され、最終的には、エンド・レス施工
(一旦施工した後は、損耗した部分の補修を繰り返すだ
けで、全面的な解体施工をせず、既設耐火物の使用を継
続する耐火物の施工方法)も期待される。さらに、その
施工が既設耐火物の補修である場合には、解体量が激減
するという大きなメリットもある。しかし、実際に、高
炉の主樋(出銑口からスキンマまで)、溶鋼鍋、混銑車
等へ適用した結果の評価では、施工部位によって耐火物
の特性(品質)が大きくバラツクというのが現状であ
る。しかも、これらの原因は、明確に把握されておら
ず、特に、外観では判断できない施工条件と施工体品質
との相関関係については、まったく未解明である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、施工体を耐用性及び均質性に優れたものにする
不定形耐火物の湿式吹き付け施工方法を提供することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、従来の湿式吹き付け施工方法を用いて、以
下の施工条件が施工体品質へ及ぼす影響を鋭意研究し
た。
【0007】(1)吹き出し口から被施工体の表面まで
の距離(以下、吹き出し距離という) (2)混合物の吹き出し量/圧縮空気の量比(以下、混
合物/気体の量比という) (3)圧縮空気の吹き出し圧力(以下、吹き出し圧とい
う) そして、その成果を本発明に具現化した。
【0008】すなわち、本発明は、主として不定形耐火
物及び水からなる流動性を有する混練物を、ポンプで輸
送管内を押し出し、該輸送管の先端部で急結硬化剤と混
合してから、その混合物を圧縮空気で被施工体に吹き付
ける不定形耐火物の湿式吹き付け施工方法において、前
記混合物の吹き出し口から被施工体の表面までの距離
を、30cm以上60cm以下にすると共に、該混合物
と前記圧縮空気の流量比(kg/Nm3)を、(100
/1.5)以上(100/4.0)以下、且つ該圧縮空
気の吹き出し圧力を4.0kg/cm2以上で、混合物
を吹き付けることを特徴とする不定形耐火物の湿式吹き
付け施工方法である。
【0009】本発明では、施工条件と施工体品質との適
切な関係を利用して、不定形耐火物を吹き付けるように
したので、従来より耐用性及び均質性が共に優れた施工
体を形成できるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、発明をなすに至った経緯を
まじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【0011】発明者は、製鋼鍋に通常内張されるAl2
3−MgO系不定形耐火物を用いて、実際に上記の検
討結果を確認した。その際、上記不定形耐火物への混水
量は、6.2重量%とし、さらにセメントを2重量%だ
け添加した。また、施工厚みは、200mmとし、セメ
ントの急結硬化剤には、アルミン酸ソーダを不定形耐火
物に対して0.8重量部添加した。なお、これら不定形
耐火物、水、セメント及び硬化剤を混合したものを、以
下に混合物という。
【0012】まず、施工体品質に及ぼす吹き出し距離の
影響は、吹き出す混合物が持つ運動エネルギーの差で生
じる。すなわち、吹き出し距離が小さい程、被施工面に
混合物がぶつかる際の力(質量×加速度)が大きい。こ
こでいう加速度は、吹き付け方向への加速度で、距離が
離れるにつれて小さくなる。また、距離が大きくなるほ
ど、混合物が分散するので、混合物の質量は低減する。
【0013】このことを確認するため、発明者は、圧縮
空気の吹き出し圧を、6kg/cm 2、混合物量を10
0kg/min、圧縮空気流量を3.0Nm3/min
で一定にして、吹き出し距離を種々変更する施工を試行
した。その結果、該吹き出し距離が30cm未満では、
混合物の施工面からのリバウンドが激しく、ミリ(m
m)・オーダーの混合物が飛散して、施工体内にひきち
ぎれ状の空隙が多数発生することがわかった。また、吹
き出し距離が60cmよりも大きくなると、混合物の分
散が激しくなり、施工面での混合物の充填量が減り、且
つ空気の残存(内包)が多く見られる。つまり、施工体
の気孔率が従来の施工体より大きくなり、ポーラスとな
ってしまう。なお、この距離を30〜60cmの範囲で
施工したところ、施工体は、気孔率が従来と同等で、品
質が安定することが確認できた。
【0014】次に、混合物/気体の量比の施工体品質に
及ぼす影響であるが、混合物の搬送媒体に用いる圧縮空
気は、混合物と一緒に被施工体面に送られるが、施工体
が急結する際に逃げきれない圧縮空気があり、それが施
工体内にトラップされて、気孔率を上昇させることが判
明した。
【0015】発明者は、吹き出し距離を40cm、圧縮
空気の吹き出し圧力を6kg/cm 2で一定として、こ
の混合物/気体の量比(それぞれの単位は、kg/mi
n/Nm3/min=kg/m3である)を種々変更し
て、施工を試行した。その結果、上記量比が100/
1.5よりも小さいと、混合物の円滑な吹き出しができ
ず、100/4.0を超えると、搬送媒体の圧縮空気が
施工体内より逃げきれず、特に被施工面に近いほど逃げ
遅れが多く発生し、施工体の気孔率が上昇する。100
/1.5〜100/4.0では、吹き出しには、問題な
く、圧縮空気もほとんど残存せず、施工体の品質は安定
することがわかった。
【0016】さらに、施工体品質への上記吹き出し圧の
影響は、施工体面での混合物の充填時に、施工方向(厚
み方向)での圧力伝播に差が生じて、位置により充填密
度に差が生じることに起因すると考えられる。発明者
は、吹き出し距離を40cm、混合物の吹き出し量を1
00kg/min、圧縮空気流量を3.0Nm3/mi
nで一定として、圧縮空気の吹き出し圧を種々変更し、
この影響を検討した。その結果、吹き出し圧が4kg/
cm2よりも小さいと、被施工体面に近いほど圧力伝播
が小さくなり、気孔率が大きくなり、充填密度に勾配が
発生し、また1kg/cm2よりも小さいと、吹き出し
が円滑にできないことがわかった。
【0017】そこで、発明者は、上記試行で得た知見
を、不定形耐火物の湿式吹き付け施工に採用すること
で、前記した内容の本発明を完成させたのである。な
お、本発明に係る湿式吹き付け方法を適用する対象物及
びその部位は、上記製鋼鍋に限定されるものではなく、
不定形耐火物の施工が可能なものであれば、精錬炉、樋
等、如何なるもの及び部位でも良い。また、不定形耐火
物への混水量は、本発明では、特に限定しないが、施工
に可能な流動性がある範囲では、小さい程好ましい。さ
らに、急結硬化剤も、施工が健全にできるものであれば
何でも良く、例えば、リン酸、アルミン酸、けい酸等が
好ましいようだ。
【0018】
【実施例】(実施例1)高炉主樋の所謂メタル・ライン
(溶銑と接触する部位)に、種々の施工条件で湿式吹き
付けで不定形耐火物を施工した。施工した材料は、Al
23:40重量部、Spinel:39重量部、Si
C:15重量部、残部がセメントや各種添加物で構成し
た混合物である。混水量は、5.9重量部で、上記混合
物のタップ・フロー値は、175mmであった。ここ
で、タップ・フロー値とは、日本工業規格(JIS)に
規定されている耐火物の流動性の評価方法で、その値
は、耐火物を径が100mm程度の円柱状にした後、そ
の上下を板で押し、径の広がりを測定して求める。ま
た、施工条件を種々変更し、実樋で厚み約250mmの
施工を行い、その耐食性は、約3万トンの溶銑が通過し
た後の施工耐火物の損耗量から損耗速度を求め、評価さ
れた。各施工条件に対応した施工耐火物の耐食性を、一
括して表1〜3に示す。なお、流し込み材によって補修
施工を行なった場合には、施工体の気孔率は16〜17
%、損耗速度は3.2mm/1000t程度である。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】(実施例2)製鋼鍋のメタル・ライン部
に、実施例1と同様、種々の施工条件で不定形耐火物の
吹き付けた。施工材料は、Al23:90重量部、Mg
O:7重量部、残部がセメントや各種添加物で構成され
た混合物であり、混水量は6.5重量%で、混合物のタ
ップ・フロー値は、186mmであった。種々の施工条
件で、厚み約120mmの施工を行い、溶鋼を200回
(チャージ)装入した後の損耗量で、該施工耐火物の損
耗速度を求め、それらの耐食性を評価した。その結果
を、表4〜6に一括して示す。なお、流し込み材によっ
て補修施工を行なった場合には、施工体の気孔率は19
〜20%、損耗速度は1.2mm/1000t程度であ
る。
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
【0025】
【表6】
【0026】実施例1の表1〜3及び実施例2の表4〜
6より、本発明に係る施工方法によれば、耐食性及び均
質性に優れた施工体が得られる、つまり、流し込み材に
近いレベルの品質となっていることが明白である。ま
た、上記本発明に係る施工方法で得られた施工体は、施
工面に垂直な厚み方向で、気孔率で表した密度勾配が
0.3%/厚み200mm以下であり、非常に均質であ
った。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、施工
体の耐用性及び均質性が共に優れた不定形耐火物の湿式
吹き付け施工が、安定して行なえるようになった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 滋明 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 野村 真 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 4K015 EC08 4K051 LA02 LA11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主として不定形耐火物及び水からなる流
    動性を有する混練物を、ポンプで輸送管内を押し出し、
    該輸送管の先端部で急結硬化剤と混合してから、その混
    合物を圧縮空気で被施工体に吹き付ける不定形耐火物の
    湿式吹き付け施工方法において、 前記混合物の吹き出し口から被施工体の表面までの距離
    を、30cm以上60cm以下にすると共に、該混合物
    と前記圧縮空気の流量比(kg/Nm3)を、(100
    /1.5)以上(100/4.0)以下、且つ該圧縮空
    気の吹き出し圧力を4.0kg/cm2以上で、混合物
    を吹き付けることを特徴とする不定形耐火物の湿式吹き
    付け施工方法。
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