JP2002071278A - 湿式吹付施工方法 - Google Patents
湿式吹付施工方法Info
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Abstract
用性が流し込み材に匹敵するものを提供する。 【解決手段】 混練した耐火又は断熱材料をポンプ圧送
し、珪酸アルカリを主成分とする凝集剤溶液と合流させ
て吹付けて施工する湿式吹付法において、凝集剤溶液に
用いられる珪酸アルカリのSiO2/アルカリ金属酸化
物モル比が3.3を超えるものであり、該凝集剤溶液の
比重が15℃のボーメ度として45以下であるものを使
用する湿式吹付方法。
Description
使用される、耐火材料又は断熱材料の湿式吹付法、およ
び、それを用いた耐火又は断熱構造に関するものであ
る。さらに詳しくは本発明は、改良された凝集剤溶液を
使用する耐火材料又は断熱材料の湿式吹付法、および、
それを用いた耐火又は断熱構造に関するものである。
ず、施工の自動化、省力化も比較的容易に可能であるこ
ともあり、各種窯炉に幅広く適用されている。特に、吹
付工法は、枠が不要のためその適用範囲は広い。しか
し、一般的には乾式吹付施工体は気孔率が高く、耐用性
が流し込み材に比較して低く内張りへの適用は少なかっ
た。
付工法に比較し、耐用性の向上、リバウンドロス低減、
無発塵と従来吹付の欠点が大幅に改善されてきている。
そのため、樋、混銑車、溶銑鍋、溶鋼鍋、タンディッシ
ュ、RH等の溶融金属の容器や処理炉等、あるいは、廃
棄物焼却炉、溶融炉、セメントキルンやその付帯設備等
の内張りや補修用として、湿式吹付法が広く適用される
ようになっている。湿式吹付工法とは、特開平9−31
5872、特開平9−241080、特開平9−262
67、特開平9−250880、特開平10−1110
83、特開平10−194853、特許第293462
0、特許第2972179、特許第2965958等に
詳述されている技術であり、その要点は、耐火材料をそ
のポンプ圧送のためための適量水分にて混練し、適度な
柔らかさの混練物とし、ポンプを用いて混練物を圧送し
ノズル部まで供給し、ノズル部で圧縮エアーと凝集剤
(急結剤、硬化剤等とも呼ばれる)を加えて混練物を吹
付ける方法の総称である。
用される凝集剤は、例えば特開平9−315872で使
用しているようなSiO2/アルカリ金属酸化物のモル
比:2.0〜3.3、15℃のボーメ度が40以上のJ
IS規格の珪酸ソーダ溶液である。しかし、この珪酸ソ
ーダ溶液では、耐火材料を凝集させるために必要な添加
量が、実際には0.5%から時には1%以上必要とな
る。このため、耐食性の低下や使用中の過焼結が進行し
剥離の原因ともなる。また、含有アルカリ成分が多いこ
ともこれらの傾向を増進させる。また、アルカリ成分が
多いため吹付時に瞬時にセメント硬化が開始されるた
め、施工された耐火物組織が稼働面に向かって層状に形
成され、稼働中の剥離を誘発する等の問題がある。
耐火材料をポンプ圧送して施工する湿式吹付法に用いら
れる凝集剤、および、それを用いた吹付施工方法につい
て日々研究を重ねた結果、アルカリ成分の少ない珪酸ア
ルカリ溶液を凝集剤として適用することで耐食性の向
上、亀裂や剥離の抑制に効果があることを発見し、本発
明を完成するに至った。
は断熱材料をポンプ圧送し、珪酸アルカリを主成分とす
る凝集剤溶液と合流させて吹付けて施工する湿式吹付法
において、該凝集剤溶液に用いられる珪酸アルカリのS
iO2/アルカリ金属酸化物モル比が3.3を超えるも
のであり該凝集剤溶液の比重が15℃のボーメ度として
45以下であることを特徴とする湿式吹付方法、を提供
する。また本発明は、上記第一の発明に記載の施工方法
を用いた窯炉等のライニング構造や断熱構造、を提供す
る。
ンプ圧送可能な流し込み材と何ら変わることがない。典
型的には、耐火骨材、超微粉材料、その他調整剤や添加
物等からなる。湿式吹付法に用いられる耐火材料は、通
常はアルミナセメントキャスタブルと類似の不定形耐火
物であって、粒度を規定、調整した耐火原料にセメント
成分を加え、セメントの硬化により結合強度を得るもの
である。
アルミナセメントなどの微粉バインダーを水で混練する
ことによって分散させ流動性を与え、この混練物をポン
プで圧送し、ノズル部で凝集剤を添加して、エアーと共
にノズルから吹き出して、被施工面上で超微粉が凝集し
て、あるいはバインダーの成分との反応を急激に生じさ
せて、流動性を無くすことによって、流れ落ちずに保形
させて施工される点である。従って、この技術の成否の
要点は、バインダー成分(種類)、超微粉原料の種類、
分散剤、およびこれらに極短時間で作用する凝集剤であ
り、これらの組合せによって、初期の耐火材料混練物の
流動性やポンプ圧送性、凝集剤添加後の凝集性や硬化性
が決定される。
主原料は、従来から耐火物に用いられている既知の各種
原料を組み合わせて用いることが出来る。例えば、電融
アルミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト、バンド頁岩、
カイヤナイト、アンダリュサイト、ムライト、ロー石、
珪石、アルミナ−マグネシアスピネル、電融マグネシ
ア、焼結マグネシア、クロム鉱、ジルコン、ジルコニ
ア、炭化珪素、黒鉛、ピッチ等が挙げられる。
超微粉原料としては、従来からの耐火物の超微粉原料に
用いられている、非晶質シリカ、耐火粘土、超微粉シリ
カ、仮焼アルミナ等の超微粉アルミナ、超微粉チタニ
ア、超微粉ムライト、超微粉ジルコニア、超微粉クロミ
ア、超微粉炭化珪素、超微粉カーボン、などを使用する
ことができる。超微粉原料の微粉サイズは、およそ15
μm以下の粒子を主体とすることが望ましい。
来と同様に、各種の調整剤や添加物を加えることが可能
である。例えば、爆裂を抑制するための添加剤としてア
ルミニウムやアルミニウム合金等の金属類やビニロン等
の有機繊維、あるいは、耐火材料の硬化時間を調整する
ためのカルボン酸、カルボン酸塩、炭酸塩等を用いるこ
とが出来る。また、施工体を補強するための金属ファイ
バー類や、施工体に断熱性を付与するためのパーライ
ト、バーミキュライト、スチレンビーズなどの有機、無
機の軽量骨材、あるいは吹付物の保形性を高めるための
メチルセルロース等の有機増粘剤やセピオライト、ベン
トナイト等の無機増粘剤を添加使用することもできる。
用いる分散剤としては、一般に低セメントあるいはノン
セメントキャスタブルに用いられるリン酸塩系、カルボ
ン酸系、スルホン酸系等を用いることが出来る。本発明
に用いられる湿式吹付用耐火材料の結合剤には、アルミ
ナセメントを使用する。アルミナセメント添加量として
は、樋、溶銑鍋、トーピードカー、溶鋼取鍋、タンディ
ッシュ等の溶融金属容器やRH、DH等の処理炉の内張
り材として使用するには0.2〜15wt%が望まし
い。溶融金属を受ける内張り材としてはアルミナセメン
ト0.2wt%以下では強度が不足し、15wt%以上
では耐食性の低下が大きくなるため望ましくない。焼却
炉、ボイラー、セメントプレヒーター、加熱炉等の雰囲
気炉内張り材では、2〜40wt%が望ましい。2wt
%以下では強度が不足し、40wt%以上では耐熱的に
問題がある。断熱材としては、20〜60wt%が望ま
しい。軽量骨材、繊維等を使用した場合、20wt%以
下では強度的に問題がある。また、60wt%以上は、
強度向上の効果は小さく、コスト上昇するだけであるの
で特に必要はない。
凝集剤としては、珪酸アルカリ溶液として、15℃での
ボーメ度45以下で、SiO2/アルカリ金属酸化物の
モル比が3.3超、好ましくはボーメ度40以下、より
好ましくは10〜40、さらに好ましくは10〜30、
SiO2/アルカリ金属酸化物のモル比4.0以上、よ
り好ましくは4.4以上、さらに好ましくは4.8以
上、のアルカリ成分の少ない溶液を用いる。このアルカ
リ成分の少ない珪酸アルカリ溶液を耐火材料混練物に
0.1〜1.5wt%添加することにより、吹付施工可
能な接着性と保形性を具備し、低アルカリ、かつ、吹付
後の硬化促進を抑えることで施工体の層状化を防止する
ことに成功した。珪酸アルカリ溶液としては具体的に
は、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム溶液
である。
3.3以下では、アルカリ成分が多く過焼結、耐食性の
低下、硬化促進による施工体の層状化を起こす。また、
ボーメ度45以上では冬期の低温時に増粘しノズルで材
料と混合しにくくなり、ときにはゲル化する危険があ
る。
混合された瞬間の凝集強度発現と吹付後の養生中に起こ
るセメントの硬化促進効果の2つがある。凝集剤の珪酸
アルカリにおけるSiO2/アルカリ金属酸化物のモル
比を3.3超、15℃のボーメ度を45以下とすること
で凝集強度発現を高め、吹付に必要な凝集剤溶液の添加
量を抑えることができる。
め、全体として従来より施工体に添加されるアルカリ成
分の量が少なくなり、過焼結や耐食性の低下が抑えられ
る。また、アルカリ成分量が少ないため、吹付後のセメ
ントの硬化促進効果が小さくなり、本発明の範囲外の珪
酸アルカリよりもセメント水和による強度発現は遅れ
る。したがって、吹付直後は、施工体形状を保つために
必要な強度しかなく、手で削ることができるほど柔らか
く、後から重ね吹きしたときのなじみも良い。そのた
め、特に大型炉の施工のように一度に全体を吹き付け出
来ず、部分々々で短い時間をおいての打ち継ぎ吹付を行
うような場合、本発明の範囲外のアルカリ分の多い珪酸
アルカリ凝集剤溶液に比較し、継ぎ目からの亀裂抑制に
有効である。
囲気炉の内張り材として使用する場合、あるいは断熱材
として使用した場合も、施工範囲が広く部分毎の打ち継
ぎで施工しなければならない場合でも常に柔らかい施工
体の上に吹付していくことが可能であり、なじみが非常
によく均一な施工体となり亀裂が入りにくい。
が、これらに限定されるものではない。 (実施例1〜3)表1に記載の成分をそこに列記した量
(数字は重量部、以下同じ)だけ配合したアルミナ・マ
グネシア質耐火物混練物を、表1記載の(SiO2/R2
O)、(ボーメ度)、(添加量)の珪酸アルカリ溶液と
ともに、溶鋼取鍋の内張として湿式吹付けを行った。ま
た、これらの施工体について侵食試験及び実炉使用状況
の観察を行った。なお、侵食試験は、回転ドラム侵食法
で行った。アークにより1650℃まで加熱し、1時間
毎にスラグ(C/S=3)交換しながら合計3時間テス
トした。結果を表1に示す。
記載の配合で湿式吹付け及び流し込み成形を行った。比
較例2の成形体は、品質試験の基準とした。これらの結
果を表1に示す。
1に準じて、ストーカ式焼却炉のガス冷却室について、
表2の配合のシャモット質により湿式吹付け及び流し込
み成形を行った。結果を表2に示す。
1に準じて、ストーカ式焼却炉のガス冷却室背部につい
て、表3の配合の断熱質により湿式吹付け及び流し込み
成形を行った。結果を表3に示す。
ように、本発明の珪酸アルカリ溶液を使用した湿式吹付
けにおいては、従来の流し込み法による成形体に匹敵す
る性状の耐火ライニング又は断熱ライニングを得ること
ができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 混練した耐火又は断熱材料をポンプ圧送
し、珪酸アルカリを主成分とする凝集剤溶液と合流させ
て吹付けて施工する湿式吹付法において、該凝集剤溶液
に用いられる珪酸アルカリのSiO2/アルカリ金属酸
化物モル比が3.3を超えるものであり該凝集剤溶液の
比重が15℃のボーメ度として45以下であることを特
徴とする湿式吹付方法。 - 【請求項2】 請求項1の湿式吹付方法を用いてなる窯
炉内張りのライニング構造。 - 【請求項3】 請求項1の湿式吹付方法を用いてなる各
種室内の断熱構造。
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WO2007129571A1 (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Chitoshi Jinno | 熱溶融耐火断熱塗料の製造方法及びその利用方法 |
KR101134564B1 (ko) * | 2010-12-01 | 2012-04-19 | 목포대학교산학협력단 | 세라믹 내열도료의 조성물 |
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- 2000-06-22 JP JP2000187740A patent/JP3659627B2/ja not_active Expired - Fee Related
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