JP2001114573A

JP2001114573A - 耐火物吹付方法および耐火物吹付材

Info

Publication number: JP2001114573A
Application number: JP29121999A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Amano; 正彦天野; Masaru Kon; 眞佐留今; Kozo Yamada; 孝三山田; Toichi Shirama; 統一白曼
Original assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2001-04-24
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JP4382930B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吹付施工体のハクリ損傷防止と吹付材の流動
性低下を防止した耐火物吹付方法および耐火物吹付材を
提供する。【解決手段】施工水分を添加して予め泥しょう状に調
整した吹付材を、ノズル部にて急結剤を添加して吹付す
る方法において、その吹付材の耐火骨材を、ろう石1〜1
5ｗｔ％および炭化珪素1〜30ｗｔ％を含む組成とした、
耐火物吹付方法である。さらに、急結剤を耐火物微粉と
混合した状態で、ノズル内または圧送管内にて添加する
とより好ましい。また、施工水分を添加して予め泥しょ
う状に調整し、さらにノズル内または圧送管内にて急結
剤を添加して吹付する耐火物吹付材であって、吹付材の
耐火骨材を、ろう石１〜15ｗｔ％および炭化珪素１〜30
ｗｔ％を含む組成とした耐火物吹付材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐火物吹付方法と
それに使用する耐火物吹付材に関する。

【０００２】

【従来の技術】高温炉、溶融金属容器、溶融金属処理装
置等に対し、その内張りの形成あるいは補修の手段とし
て、吹付けが行われている。

【０００３】吹付方法として、施工水分を添加して予め
泥しょう状に調整した吹付材を、ノズル部にて急結剤を
添加して吹付する方法が知られている。例えば特開平10
-182246号公報、特開平10−95678号公報等（ここでは、
急結剤は凝集剤と表示されている）のとおりである。

【０００４】以上の吹付方法は、吹付材が予め泥しょう
状に調整されていることで、乾式吹付のように発塵の問
題がなく、作業環境に優れる。また吹付材は、ノズル内
での急結剤の添加により硬化するため、吹付材の貯留中
あるいは圧送管内での硬化がなく、ノズルの閉塞といっ
た問題もない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吹付けにより
形成される施工体は、溶融金属熱等の加熱を受けると焼
結収縮によるハクリ損傷が生じやすい。本発明は、施工
水分を添加して予め泥しょう状に調整した吹付材を、ノ
ズル部にて急結剤を添加して吹付けする方法において、
上記問題の改善を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、施工水分を添
加して予め泥しょう状に調整した吹付材を、ノズル内ま
たは圧送管内にて急結剤を添加して吹付する耐火物吹付
方法において、吹付材の耐火骨材を、ろう石1〜15ｗｔ
％および炭化珪素1〜30ｗｔ％を含む組成とした、耐火
物吹付方法である。また、急結剤を耐火物微粉と混合し
た状態で、ノズル内または圧送管内にて添加するとより
好ましい。さらに、本発明は、施工水分を添加して予め
泥しょう状に調整し、さらにノズル内または圧送管内に
て急結剤を添加して吹付する耐火物吹付材であって、吹
付材の耐火骨材を、ろう石１〜15ｗｔ％および炭化珪素
１〜30ｗｔ％を含む組成とした耐火物吹付材である。

【０００７】本発明により形成される施工体は、ハクリ
損傷の大幅改善と共に、耐食性にもきわめて優れた効果
を得ることができる。その理由は、以下のとおりと考え
られる。

【０００８】ろう石は、パイロフィライト、石英等を主
成分とした天然原料である。加熱を受けると石英のα型
からβ型への変態よる体積膨張で吹付材に残存膨張性を
付与する。

【０００９】吹付材は施工後、溶融金属熱等の加熱を受
けると焼結収縮を生じ、ハクリ損傷が生じやすくなる
が、本発明で使用する吹付材は、ろう石の使用で残存膨
張性が付与され、ハクリ損傷が抑制される。

【００１０】ろう石は高温下で溶融し、吹付施工体を粘
稠な組織にすることで、自身の膨張により発生する応力
を吸収緩和する。このことも、ハクリ損傷抑制の効果に
大きく作用する。例えば、けい石は膨張性の大きな耐火
材料であるが、ろう石と違って加熱を受けても粘稠な組
織とならず、ハクリ損傷抑制の効果は得られない。

【００１１】しかし、ろう石は耐溶銑スラグ性が低いた
めに、吹付材の耐食性が低下する。また、ろう石は高温
下で溶融するために、ろう石が他の耐火骨材と反応して
吹付施工体に焼結収縮が生じさせ、これがハクリ損傷抑
制の効果を阻害する。

【００１２】炭化珪素は溶銑スラグに溶解し難い性質に
より、溶銑容器・溶銑樋等に対する吹付材の耐火骨材と
して有効である。その耐溶銑スラグ性は非常に高く、少
量の添加で大きな効果が期待できる。本発明ではこの炭
化珪素の組み合わせでろう石による耐食性の低下を防止
する。

【００１３】しかも、炭化珪素はきわめて反応性が低
く、耐火骨材粒子間に存在することでろう石と他の耐火
骨材との反応を阻止し、焼結収縮を防止してハクリ損傷
の抑制をより顕著なものとする。

【００１４】吹付の際、急結剤は圧搾空気をキャリアー
ガスとしてノズル部に添加される。本発明において急結
剤は液状、粉末のいずれを使用してもよいが、粉末急結
剤は液状急結剤のように溶剤としての水分を含まないた
め、液状急結剤の使用に比べ施工体中の水分含有量が少
なくなり、気孔率の低い緻密な吹付施工体を形成するこ
とができる。

【００１５】しかし、粉末急結剤は液状急結剤に比べ供
給管内の流通がスムーズでなく、途切れ途切れの添加に
なり易い。そのため、粉末急結剤の使用では吹付材施工
体中での急結剤分散が不均一となり、吹付材の付着率お
よび耐食性の低下原因となる。

【００１６】本発明において急結剤に粉末急結剤を使用
した場合、急結剤を耐火物微粉と混合した状態で、ノズ
ル内または圧送管内にて添加することで、急結剤の添加
は途切れず安定的なものとなり、前記の問題を解消する
ことができる。

【００１７】これは、粉末急結剤と耐火物微粉と混合に
より、ノズル部への添加粉末の絶対量が増えることで、
その添加が途切れることなく連続的になることによる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明において吹付材に使用する
ろう石は、生ろう石、仮焼ろう石のいずれでも使用する
こともできる。仮焼ろう石の加熱処理温度は比較的低い
ことから、残存膨張性付与の効果を残している。本発明
では残存膨張性付与の効果が顕著な生ろう石が最も好ま
しい。

【００１９】耐火骨材中に占めるろう石の割合は、1ｗ
ｔ％未満では吹付材が焼結収縮を生じるために、前記効
果に乏しい。

【００２０】吹付材のハクリ損傷を抑制するためには、
焼結収縮を抑制すると共に、高温下での吹付材の膨張に
より発生する応力を小さくすることが有効である。例え
ば1500℃下での吹付施工体の膨張率を1.5％以下に抑え
ることにより、発生する応力は小さくなり、ハクリ損傷
抑制の効果は大きくなる。ろう石の割合が15ｗｔ％を超
えると膨張性が過度になり、発生する応力が大きくなっ
てハクリ損傷抑制の効果が得られない。より適正な割合
は、1〜10ｗｔ％である。

【００２１】炭化珪素は、耐溶銑スラグ性及びハクリ抑
制の効果をもつ。純度はＳｉＣ80ｗｔ％以上のものが好
ましい。耐火骨材中に占める割合は、1ｗｔ％未満では
前記効果が得られない。30ｗｔ％を超えると吹付材の流
動性が低下し、圧送管閉塞といった問題が生じる。さら
に好ましい範囲は、5〜30ｗｔ％である。

【００２２】本発明で使用する吹付材の耐火骨材におい
て、ろう石と炭化珪素の配合は必須であるが、残部を占
める耐火骨材の種類は特に限定されない。例えばアルミ
ナ、ボーキサイト、ばん土けつ岩、ムライト、けい石、
シャモット、アンダルサイト、ケイ石、溶融シリカ、マ
グネシア、マグネシア−カルシア、Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ
系スピネル、クロム鉱、シリマナイト等から選ばれる一
種以上が使用できる。

【００２３】耐火骨材について、主骨材は例えば前記の
とおりであるが、この主骨材に対し例えばジルコニア、
炭素、粘土、仮焼アルミナ、軽焼マグネシア、揮発シリ
カ、ピッチ等から選ばれる一種以上を組み合わせてもよ
い。

【００２４】耐火骨材の粒径は、吹付材の流動性・充填
性等を考慮して粗粒、中粒、微粒に調整する。炭化珪素
の粒径は、その配合量を比較的少なくした場合、微粒主
体で使用することが好ましい。また、ろう石、残存膨張
性の効果を十分に発揮させるために、配合量が比較的少
ない場合でも粗粒あるいは中粒を主体にするのが好まし
い。

【００２５】吹付材には耐火骨材以外に、結合剤・有機
繊維・分散剤等を配合するが、これらは具体的種類、割
合ともに従来方法と特に変わりない。必要によっては、
さらに金属繊維、金属粉、増粘剤、軽量剤、硬化促進
剤、硬化遅延剤等を組み合わせてもよい。

【００２６】結合剤としては、例えばアルミナセメン
ト、マグネシアセメント等が挙げられる。その添加割合
は耐火骨材100ｗｔ％に対し、結合剤の種類に応じて外
掛け1〜15ｗｔ％の範囲で調整するのが好ましい。ノズ
ル部で添加する急結剤の添加量が多い場合は、この結合
剤は必ずしも添加する必要はない。

【００２７】有機繊維は付着性向上の効果を持ち、その
具体例としてはポリプロピレン、ナイロン、ＰＶＡ、ポ
リエチレン、アクリル、ポリエステル、パルプなどであ
る。耐火骨材100ｗｔ％に対し、外掛け0.05〜1ｗｔ％の
添加量が好ましい。

【００２８】分散剤は、吹付材の流動性を向上させる効
果を持つ。その具体例としては、トリポリリン酸ソー
ダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、
ポリアクリルリン酸ソーダ、ポリカルボン酸、リグニン
スルホン酸ソーダなどである。好ましい添加量は、耐火
骨材100ｗｔ％対し、外掛け0.01〜1ｗｔ％である。

【００２９】金属粉は、アルミニウム、シリコン、フェ
ロシリコン、アルミニウム合金、シリコン合金等であ
る。その添加量は、耐火骨材100ｗｔ％対し、外掛け2ｗ
ｔ％以下が好ましい。

【００３０】増粘剤としては、ベントナイト、ＣＭＣ、
イソバン等であり、その添加量は耐火骨材100ｗｔ％対
し、外掛け5ｗｔ％以下が好ましい。

【００３１】以上の配合物よりなる吹付材は、施工水分
を添加して予め泥しょう状に調整したものを吹付する。
その際の施工水分量は従来法と特に変りなく、吹付材10
0ｗｔ％に対し外掛け5〜15ｗｔ％が好ましい。

【００３２】ノズル部にて添加する急結剤は液状、粉末
のいずれでもよい。液状急結剤としては、アルミン酸ソ
ーダ、アルミン酸カリウム、ケイ酸ソーダ、リン酸ソー
ダ等の水溶液である。また、これらの液状急結剤は、必
要によりカチオン系あるいはアニオン系等の凝集剤を組
合わせる。

【００３３】粉末急結剤としては、例えばアルミン酸ソ
ーダ、アルミン酸カリウム、ケイ酸ソーダ、リン酸ソー
ダ、炭酸ソーダ、塩化カルシウム,水酸化カルシウム、
酸化カルシウム、アルミン酸カルシウム、水酸化マグネ
シウム、ポルトランドセメント、硫酸ばん土等から選ば
れる一種以上である。

【００３４】粉末急結剤を耐火物微粉と混合して添加す
る場合、粉末急結剤と組み合わせる耐火物微粉は、耐火
骨材として前記に例示した耐火材質から選択使用するこ
とができ、主骨材と類似した骨材の使用が好ましい。

【００３５】この耐火物微粉の粒径は、例えば１ｍｍ以
下の範囲内で平均0.05〜0.5ｍｍの微粉で使用すること
が好ましい。平均粒径が小さ過ぎると圧搾空気の風圧に
影響され、吹付材に対する連続的かつ安定した添加の効
果が得られ難くなる。

【００３６】ノズル部で添加する粉末急結剤と耐火物微
粉との割合は、例えば粉末急結剤を15〜90ｗｔ％とし、
残部を耐火物微粉とする。粉末急結剤が15ｗｔ％未満で
は急結剤としての効果が不十分となって、吹付材の付着
性が劣る傾向となる。急結剤が90ｗｔ％を超えると、吹
付材に対する連続的添加の効果が得られない。

【００３７】吹付材を泥しょう状に調整するための施工
水分は、外掛け5〜15ｗｔ％が好ましい。施工水分の添
加で泥しょう状に調整した吹付材（施工水分を含む）に
対する粉末急結剤の添加割合は、吹付材の付着性の面か
ら、外掛け1〜3ｗｔ％が好ましい。

【００３８】図1は、本発明による吹付方法における吹
付装置のイメージである。施工水分を添加して予め泥し
ょう状に調整した吹付材を、圧送管（5）を介してノズ
ル（1）内に圧送する。吹付材はノズル（1）先端近傍に
接続した急結剤導入管（2）から圧搾空気をもって粉末
急結剤を添加しつつ、ノズルから噴出される。そして、
吹付対象の壁面（3）に吹付施工体（4）を形成する。

【００３９】同図では急結剤の添加をノズル（1）内と
しているが、ノズル（1）後方の圧送管（5）内でもよ
い。圧送管での添加では、急結剤添加後の吹付材が、ノ
ズルから噴出するまでの距離が長くなり、その分、吹付
材と急結剤との混合がより確実となる。

【００４０】吹付材に対する粉末急結剤と耐火物微粉と
の混合物の添加は、圧縮空気をもって行う。また、図に
は示していないが、吹付材のノズルに対する供給は、ス
クイズ式、スクリュー式、ピストン式、ロータリー式等
の圧送装置を用いる。

【００４１】

【実施例】以下に本発明実施例およびその比較例を示
す。表１、表2は、各例で使用した吹付材組成、急結剤
およびその試験結果である。

【００４２】吹付では、施工水分を外掛け10ｗｔ％添加
して予め泥しょう状に調整した吹付材を、スクイズ式圧
送ポンプにて圧送し、ノズル部で急結剤を圧搾空気にて
外掛け1.5〜2ｗｔ％（急結剤と耐火物微粉とを混合して
添加する場合、耐火物微粉を除いた割合）添加し、耐火
物垂直壁に吹付した。

【００４３】付着性の試験は、吹付材の付着率を求め
た。

【００４４】耐食性の試験は、吹付施工体を、重量比で
高炉スラグ：銑鉄＝80：20を溶剤とする回転侵食試験
（1550℃）にて行った。試験値は、比較例1の結果を100
とした指数であり、数値が大きいほど損耗が大きい。

【００４５】耐ハクリ性は、吹付体を耐火物壁面に接着
した状態で切り出し、1450℃×3hrs加熱後、吹付施工体
の壁面に対する接着力を、せん断強度によって測定し
た。せん断強度が高いものは耐ハクリ性に優れている。

【００４６】施工性は、吹付材の材料圧送内での流動性
および圧送管閉塞の程度等から総合的に評価し、Ａ〜Ｄ
の４段階で表示した。Ａが最も施工性に優れ、Ｄが最も
施工性に劣る。

【００４７】

【表1】

【００４８】

【表2】

【００４９】表1、表2の結果から、本発明の実施例はい
ずれも付着性、耐食性、耐ハクリ性および施工性を兼ね
備えており、本発明の効果が確認された。実施例のうち
表2は、急結剤の添加を耐火物微粉と混合して行ったも
のであり、付着性および耐ハクリ性がさらに優れてい
る。

【００５０】これに対し比較例1は、炭化珪素を配合し
ているがろう石を配合しない吹付材を使用したものであ
り、耐ハクリ性に劣る。比較例2は逆に、ろう石を配合
しているが炭化珪素の配合がなく、耐食性及び耐ハクリ
性に劣る。

【００５１】ろう石の割合が多過ぎる比較例3は、耐食
性に劣り、炭化珪素の割合が多過ぎる比較例4は、施工
性及び付着性に劣る。比較例5はろう石、炭化珪素とも
に配合しておらず、耐ハクリ性および耐食性に劣る。

【００５２】以上の実施例では吹付対象壁面が室温の状
態で行ったが、本発明の方法は、炉壁の熱間補修のよう
に高温状態の壁面に対しても同様の効果を得ることがで
きる。

【００５３】また、本発明の吹付方法は例えば溶銑鍋、
混銑車、混銑炉、高炉樋等の溶銑容器あるいは溶銑樋の
内張りあるいはその補修に好適である。

【００５４】

【効果】本発明は以上の実施例の試験結果が示すよう
に、耐火物吹付方法に必要な、吹付材の付着率、耐食
性、耐ハクリ性および施工性を兼ね備えている。その結
果、本発明の耐火物吹付方法によれば、施工に伴う工数
および吹付材の使用量が低減し、同時に施工対象設備の
働率向上に大きく貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吹付方法のイメージ図である。

【符号の説明】

１ノズル２急結剤供給管３壁面４吹付施工体５圧送管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今眞佐留東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者山田孝三兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者白曼統一兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号ハリマセラミック株式会社内Ｆターム(参考） 4G033 AA17 AA24 AB01 BA02 4K051 AA01 AA02 AA03 AA04 AA05 AA06 LA11 LA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】施工水分を添加して予め泥しょう状に調
整した吹付材を、ノズル内または圧送管内にて急結剤を
添加して吹付する耐火物吹付方法において、吹付材の耐
火骨材を、ろう石1〜15ｗｔ％および炭化珪素1〜30ｗｔ
％を含む組成とした、耐火物吹付方法。
【請求項2】急結剤を耐火物微粉と混合した状態で、
ノズル内または圧送管内にて添加する請求項1記載の耐
火物吹付方法。
【請求項3】施工水分を添加して予め泥しょう状に調
整し、さらにノズル内または圧送管内にて急結剤を添加
して吹付する耐火物吹付材であって、吹付材の耐火骨材
を、ろう石１〜15ｗｔ％および炭化珪素１〜30ｗｔ％を
含む組成としたことを特徴とする耐火物吹付材。