JP2001012867A

JP2001012867A - 軽量キャスタブルの吹き付け方法

Info

Publication number: JP2001012867A
Application number: JP11183316A
Authority: JP
Inventors: Koji Saito; 幸治齊藤; Kazuaki Matsuo; 和昭松尾; Hisanori Umemura; 久憲梅村
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】水と材料との十分な混合を達成できるキャス
タブル吹き付け方法を提供する。【解決手段】キャスタブル原料を収容する原料容器
と、圧搾空気を発生するコンプレッサと、キャスタブル
原料を吹き付けるための吹付けノズルと、原料容器に収
容されていたキャスタブル原料をコンプレッサで発生し
た圧搾空気によってノズルに搬送するためのホースを備
えた吹き付け方法において、キャスタブル原料が軽量断
熱材を添加した軽量キャスタブル原料であり、吹付けノ
ズルの先端から６００ｍｍ以上離れた位置で水を軽量キ
ャスタブル原料に添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽量キャスタブル
の吹き付け方法に関する。たとえば、本発明は、加熱炉
等の工業炉、都市ごみや一般ごみの焼却場又は一般窯炉
の築炉、あるいはタンディッシュや取鍋等の連続鋳造容
器の内張り等に使用される軽量キャスタブルの吹き付け
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】キャスタブルの乾式吹付け施工は、セメ
ントプレヒーターのキャスタブル施工や溶鋼容器の補修
材施工等に幅広く採用されている。吹付け施工として
は、乾粉を空気で搬送し、ノズル先端部で水を添加して
施工する乾式吹付け施工が主に行われている。

【０００３】しかしながら、乾式吹付け施工では、高圧
空気により搬送された材料に対し、ノズル口元で水が添
加される。このため、材料中に水が均一に行き渡らず、
施工体組織の均質性が劣ったり、発塵によって作業環境
が悪化する等の不具合が生じることがあった。

【０００４】このような乾式吹付け施工の欠点を解消す
るため、予めミキサーを用いて混練した材料を吹付ける
湿式吹付け施工が提案されている。

【０００５】湿式吹付け工法では、吹付け前に予めキャ
スタブル原料に水を添加しておき、ピストンポンプを用
いて吹付けが行われる。そのため、湿式吹付け工法は、
乾式吹付け工法に比べて組織均一性や作業環境性が改善
される。

【０００６】しかしながら、湿式吹付装置は乾式吹付装
置に比べ装置が大がかりとなり、ゴムホースが使用でき
ずに鉄管が必要なことから使いがってが悪い欠点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方、乾式吹付施工法
では、上記欠点はないが、吹付け時にノズルから水との
未混合原料が吐出されることにより施工現場において、
セラミックファイバー浮遊の問題が発生する。

【０００８】従来は、水はノズルの手元で添加されてい
た。そのため、添加された水と搬送された材料との混合
距離は短いことになる。そのように混合距離が短いノズ
ルにおいては、水と原料との完全な混合が実施できない
ことがあった。

【０００９】これに対し、水と原料との混合距離を長く
すると、別の問題が生じる。例えば、水と原料との混合
距離を長くするために、ノズルの手元（先端から２００
ｍｍの位置）以外で水を添加すると、従来の材料は、比
重が高いため、ホース内で材料が閉塞してしまう。

【００１０】そこで、本発明は従来の乾式吹付装置を活
用しても、水と材料との所望の混合を達成できるキャス
タブル吹き付け方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の解決手段は、前
掲の請求項に記載の軽量キャスタブルの吹き付け方法で
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、キャスタブルの吹き付
け方法について特に水の添加の仕方を改良したものであ
る。例えば、キャスタブル原料として軽量断熱材を添加
した軽量キャスタブル原料を使用する。また、吹付けノ
ズルの先端から６００ｍｍ以上離れた位置で水を軽量キ
ャスタブル原料に添加する。

【００１３】本発明の好ましい適用場所は、加熱炉、鍛
造炉など、各種工業炉における軽量断熱材の吹付け施工
現場である。

【００１４】本発明の１つの態様においては、キャスタ
ブル原料を収容する原料容器と、圧搾空気を発生するコ
ンプレッサと、キャスタブル原料を吹き付けるための吹
付けノズルと、原料容器からのキャスタブル原料をコン
プレッサで発生した圧搾空気によってノズルに搬送する
ホースを備え、キャスタブル原料が軽量断熱材を添加し
た軽量キャスタブル原料であり、吹付けノズルの先端か
ら６００ｍｍ以上離れた位置で水を軽量キャスタブル原
料に添加する。

【００１５】水の添加位置は１箇所または２個所以上と
する。好ましくは、水の添加位置を１箇所として，吹付
けノズルの先端から６００〜１４００ｍｍの位置で水を
添加する。あるいは、水の添加位置を２箇所とし、まず
吹付けノズルの先端から遠く離れた位置で水を添加し、
ついで吹付けノズルの先端に近い位置で水を添加する。
特に、水の添加位置を２箇所とした場合、まず吹付けノ
ズルの先端から６００〜１９００ｍｍの位置で水を添加
して予備的に混合し、ついで吹付けノズルの先端に近い
位置で水を添加して本格的に混合するのが好ましい。

【００１６】軽量キャスタブル原料の最適な例は、セラ
ミックファイバー１〜５０ｗｔ％、アルミナ１０〜８０
ｗｔ％、焼石膏５〜３０ｗｔ％、及び外率で有機のり剤
０．０５〜３ｗｔ％を含有するものである。更に既存の
材料としては特開平８−２４５２７１号公報に記載のも
のが挙げられる。軽量キャスタブルのかさ比重としては
１．５以下が好ましく、それ以上であるとホース内で材
料の閉そくを引き起す可能性がある。

【００１７】水は、いろいろなものが使用できる。例え
ば、好適な例においては、水として混練水を用いる。特
に水としてシリカゾル水溶液を用いるのが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１９】図１は、本発明による軽量キャスタブルの
乾式吹き付け装置の一実施例を示す概要図である。

【００２０】図１において、吹き付け装置は、キャスタ
ブル原料を収容する原料容器１と、圧搾空気を発生する
コンプレッサ２と、キャスタブル原料を吹き付けるため
の吹付けノズル３と、原料容器１に収容されているキャ
スタブル原料をコンプレッサ２で発生した圧搾空気によ
ってノズル３に搬送するホース４を備えている。

【００２１】原料容器１は、フィーダ５に取り付けられ
ていて、キャスタブル原料を供給する。コンプレッサ２
で発生した圧搾空気は、ホース６を介してフィーダ５に
供給される。その圧搾空気によってキャスタブル原料は
ホース４を介してノズル３に搬送される。ホース４の途
中で水が供給される。

【００２２】水容器７は、パイプ８を介してポンプ９に
接続されている。ポンプ９は、パイプ１０を介してノズ
ル３とホース４に接続されている。

【００２３】キャスタブル原料は、軽量断熱材を添加し
た軽量キャスタブル原料である。吹付けノズルの先端か
ら６００ｍｍ以上離れた位置で、水が軽量キャスタブル
原料に添加される。

【００２４】図２によく示されているように、パイプ１
０は、分岐部材１１により２本の分岐部分１０ａ、１０
ｂに分岐されている。一方の分岐部分１０ａは、結合金
具１２によりノズル３の口元３ａに結合されている。他
方の分岐部分１０ｂは、結合金具１３によりホース４の
途中に結合されている。ノズル３を長くして、２つの結
合金具１２，１３をノズル３に取りつけてもよい。

【００２５】これらの結合金具１２，１３には、それぞ
れ流量調節バルブ１５，１４が取り付けられている。

【００２６】図には示されていないが、必要に応じて、
さらにホース４の途中またはノズル３の一部に垂れ落ち
防止材添加部を設けることができる。垂れ落ち防止材添
加部は、垂れ落ち防止材を湿状状態のキャスタブル材料
に添加するためのものである。垂れ落ち防止材は、施工
したキャスタブル材料が、施工箇所から垂れ落ちるのを
防止する。

【００２７】ノズル３は、施工箇所（図示せず）に向け
て吹付け施工を行う。吹付けノズル３は、例えば、壁面
（図示せず）に向けて配置され、壁面の所定箇所に対し
て吹付け施工が行われる。壁面は特に限定されず、側壁
や天井部でも施工できる。

【００２８】ホース４，６やパイプ８，１０は、ゴム製
のもので使用できる。

【００２９】図２に示されている実施例においては、流
量調節バルブ１４，１５を操作することにより、水の添
加位置を１箇所としたり、２箇所としたりすることがで
きる。水の添加位置を１箇所とする場合は、流量調節バ
ルブ１５を閉じて、吹付けノズル３の先端から６００〜
１４００ｍｍの位置の結合金具１３のところでのみ添加
する。水の添加位置を２箇所とする場合は、ノズル３の
先端から２００ｍｍの位置の結合金具１２と６００〜１
９００ｍｍの位置の結合金具１３の両方で添加する。

【００３０】図３に示されている別の実施例において
は、吹付けノズル３の先端から６００〜１４００ｍｍの
位置にのみ結合金具１３が設けられている。流量調節バ
ルブ１４を操作することにより、水の添加流量を調節す
る。

【００３１】以下、水の添加位置と吹付けノズル先端と
の関係を説明する。とくに第１混合距離（Ａ）と、第２
混合距離（Ｂ）と、それらを合わせた混合距離（Ｃ）を
説明する。

【００３２】特に軽量でない従来の耐火吹付け材の場合
は、ノズルの手元（先端から２００ｍｍの位置）以外で
水を添加すると、材料の比重が高いため、ホース４内で
材料が閉塞する。本発明のように軽量のキャスタブル材
料に水を添加する場合は、比重が低い軽量断熱材を使用
するので、あまり閉塞の問題を生起しない。ただし、コ
ンプレッサ２やフィーダ５の作動状況によっては、材料
搬送圧等が変化するので、水の添加位置を微妙に変化さ
せることが好ましいことがある。

【００３３】従来は、図２に示されている結合金具１２
（つまりノズル３の先端から２００ｍｍの位置の結合金
具）のみが存在しているにすぎなかったため、水は必ず
ノズル３の手元（ノズル３の先端から２００ｍｍ程度の
ところ）で添加されていた。その結果、添加された水と
搬送された材料との混合距離は２００ｍｍしかなかっ
た。

【００３４】これに対し、本発明においては、添加され
た水と搬送された材料との混合距離を長く設定できるよ
うにしている。それにより完全な混合の実現を可能とし
たのである。

【００３５】好適な混合距離を究明するために、水の添
加位置の検討を行った。

【００３６】まず図１に示す吹き付け装置と図３に示す
ノズルを用いて吹付け試験を行った。試験条件は、材料
搬送圧を所定圧（０．０８ＭＰａ、０．１０ＭＰａ、
０．１２ＭＰａ）とし、水の添加量を６０ｗｔ％（規定
値）の一定とした。吹付け試験結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】表１より、水との混合距離（Ｃ）をノズル３の先端から
１０００ｍｍの位置にすることによって、ほぼ完全な混
合が可能となることが分かる。しかしながら、無発塵状
態で吹付けることが可能な混合距離（Ｃ）は非常に狭い
範囲にある。材料搬送圧の微妙な変化（０．１土０．０
２ＭＰａ）によって材料閉塞や発塵を引き起こすことが
確認された。

【００３８】現地施工において、材料搬送圧等の施工条
件が微妙に変化すること避けられない。それゆえ、施工
トラブル（材料閉塞）の発生がある程度予想される。

【００３９】一般的にいって、材料の閉塞は、水との混
合により発現する吹付け材のホース４の内壁への接着力
の方が材料搬送圧力より大きいときに起こる。材料の接
着力が弱ければ閉塞しないことから、水をいろいろな箇
所から添加し、上記問題点の解決を図ることとした。ま
た、ホース４内で水を予備混合して、予混合の状態で材
料を搬送することで、上記問題点の解決を図ることも試
みた。

【００４０】図１に示す吹き付け装置と図２に示すノズ
ルを用いて吹付け試験を行った。試験条件は、材料搬送
圧を所定圧（０．０８ＭＰａ、０．１０ＭＰａ、０．１
２ＭＰａ）とし、水の添加量を６０ｗｔ％（規定値）の
一定とした。吹付け試験結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】表２から分かるように、２箇所からの水添加によって第
１混合（予混合）の距離（Ａ）と第２混合（本混合）の
距離（Ｂ）を組合せて混合距離（Ｃ）を長くすると、無
発塵の吹付けが可能になり、かつ安定した施工が可能と
なった。

【００４２】本発明は、前述の図示した例に限定されな
い。本発明は、それ以外の変形例や応用例を含むもので
ある。例えば、水の添加位置を１〜２箇所としている
が、各添加場所の水量の調整及び材料搬送圧により３箇
所以上の添加も可能である。また、水の添加位置につい
ても、より広範囲に設定できる。例えば、吹付けノズル
から排出された時点に少量の水添加を行う事も可能であ
る。

【００４３】表２から分かるように、２箇所からの水添
加の場合、材料搬送圧力及び混合距離の変化の影響を受
け難くなり、無発塵の吹付けで安定した施工が可能とな
った。

【００４４】次は、実機施工について説明する。

【００４５】軽量キャスタブル材料を使用して湿式吹付
け工法を加熱炉において行った。それはベニアリング施
工であった。吹付け装置は図１〜２に示したものであっ
た。

【００４６】実機施工の結果、施工性は大変良好であ
り、また１年後の炉内点検においても施工体の脱落は全
く認められなかった。

【００４７】本発明は、加熱炉及び均熱炉のプラスチッ
ク耐火物上面へのベニアリング施工が最適の適用例であ
るが、もちろん、オールセラミックファイバー構造の炉
にも適用が可能である。

【００４８】オールセラミックファイバー構造の炉に実
機施工を行ったときの試験結果についても、前述のベニ
アリング施工と同様、施工体の脱落はなく、良好な結果
が得られている。

【００４９】本発明の好適な実施例の一例としての軽量
キャスタブルは、セラミックファイバー１〜５０ｗｔ
％、アルミナ１０〜８０ｗｔ％、焼石膏５〜３０ｗｔ
％、及び外率で有機のり割０．０５〜３ｗｔ％を含有す
る。有機のり剤は、アルギン酸ソーダ、カルボキシルメ
チルセルロース及びメチルセルロースの少なくとも１種
であることが好ましい。さらに好ましくは、軽量キャス
タブルが、外率で発泡剤０．０５〜３ｗｔ％を含有す
る。その発泡剤は、市販洗剤及びラウリル硫酸ナトリウ
ムの少なくとも１種であることが好ましい。また、混練
水としてシリカゾル水溶液を用いることが好ましい。

【００５０】セラミックファイバーとしては、非晶質、
結晶質のいずれのものも使用が可能である。Ａｌ₂Ｏ₃
成分も３０％以上であれば、粒状（カール状）、バルク
状のいずれの形状にもとらわれず使用が可能である。

【００５１】アルミナは、粒度的には６０μｍ以下のも
のが使用可能であるが、接着性等を考慮すると、１０μ
ｍ以下のものの使用が好ましい。

【００５２】焼石膏（ＣａＳＯ₄・０．５Ｈ₂Ｏ）の添
加水との硬化反応は、次式で表わされる。

【００５３】ＣａＳＯ₄・０．５Ｈ₂Ｏ＋１．５Ｈ₂Ｏ
→ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ焼石膏としては、陶磁器型材用
として広く使用されているものが使用できるが、状況に
応じていずれの型材に使用される焼石膏の使用も可能で
ある。

【００５４】また、焼石膏には、α型とβ型があること
が知られているが、両者ともに使用が可能である。

【００５５】有機のり剤は、混合にての便用も可能であ
るが、混合による特別な効果は認められない。

【００５６】混練水としてのシリカゾル水溶液は、壁面
への付着性をより強固にするために用いられ、その濃度
は、市販のシリカ含有量２０〜５０ｗｔ％の溶液（シリ
カゾル原液）そのものにての使用が可能であると共に、
同溶液を水にて１／２〜１／１０濃度に希釈したものの
使用も可能である。軽量キャスタブルとしてセラミック
ファイバーの添加の場合には５０％以上だと分散し難く
なり、材質が不均一となりやすい。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、圧縮空気によってホー
ス内を搬送されている材料に、混合が十分に行われる所
定の１箇所または２以上の箇所から水を添加することに
よって、作業環境の改善（無発塵）が可能となった。

【００５８】本発明により、セラミックファイバー廃棄
の問題が大幅に軽減できるようになった。産業廃棄物処
理の規制が厳しくなっている時勢において、加熱炉等の
各種工業炉の工事において排出されるセラミックファイ
バーの廃棄に苦慮しているが、本発明によれば、この難
題が容易に解決できる。既設のセラミックファイバーブ
ロックを解体することなく、炉の延命を図る補修方法が
実行できる。その結果、セラミックファイバー含有断熱
材の乾式吹付けを無発塵の状態で施工できるようになる
と共に、解体無しの炉内補修（炉の延命）が可能となっ
た。

【００５９】本発明によれば、セラミックファイバー含
有量吹付け材のさらなる軽量化により、断熱特性の向上
及び脱落防止（耐用の向上）を図ることができる。

【００６０】また、本発明によれば、均質で高強度の施
工体が得られ、従来の乾式吹付け施工体と比較すると、
各段に向上した耐用延長を享受できる。これは、流し込
み施工と同等の耐用である。

【００６１】また、流し込み施工のように型枠設置や養
生時間を必要としないために、流し込み施工と比較して
作業時間を大幅に短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施例による軽量キャスタブル
材料の吹き付け装置を示す概念図。

【図２】図１の吹き付け装置に使用するノズルとその関
連部材の１例を示す説明図。

【図３】図１の吹き付け装置に使用するノズルとその関
連部材の他の例を示す説明図。

【符号の説明】

１原料容器２コンプレッサ３吹付けノズル４、６ホース５フィーダ７、８、１０パイプ９ポンプ１０ａ、１０ｂ分岐部分１１分岐部材１２、１３結合金具１４、１５流量調節バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２ＡＢ２２Ｄ 41/02 Ｂ２２Ｄ 41/02 ＣＤＦ２７Ｄ 1/00 Ｆ２７Ｄ 1/00 Ｄ (72)発明者梅村久憲愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内Ｆターム(参考） 4D075 AA02 AA15 EA06 EB05 EC03 4E014 BC00 4F033 QA01 QB02Y QB03X QB05 QB12Y QB15X QB20 QD04 QD14 QH02 QH10 4K051 AA03 AA06 BB03 BB04 LJ01 LJ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャスタブル原料を圧搾空気によってホ
ース内を通り吹付けノズルに搬送して吹き付ける方法に
おいて、軽量断熱材を添加した軽量キャスタブル原料を
キャスタブル原料として使用し、吹付けノズルの先端か
ら６００ｍｍ以上離れた位置で水を軽量キャスタブル原
料に添加し、しかるのち吹付けを行うことを特徴とする
軽量キャスタブルの吹き付け方法。
【請求項２】水の添加位置を１箇所として，吹付けノ
ズルの先端から６００〜１４００ｍｍの位置で水を添加
することを特徴とする請求項１に記載の軽量キャスタブ
ルの吹き付け方法。
【請求項３】水の添加位置を２箇所以上として、まず
吹付けノズルの先端から遠く離れた位置で水を添加し、
ついで吹付けノズルの先端に近い位置で水を添加するこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の軽量キャスタ
ブルの吹き付け方法。
【請求項４】水の添加位置を２箇所以上として、まず
吹付けノズルの先端から６００〜１９００ｍｍの位置で
水を添加し、ついで吹付けノズルの先端に近い位置で水
を添加することを特徴とする請求項１または３に記載の
軽量キャスタブルの吹き付け方法。
【請求項５】軽量キャスタブル原料にセラミックファ
イバーを１〜５０ｗｔ％、含有させることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項に記載の軽量キャスタブル
の吹き付け方法。