JP2007039256A - 不定形耐火物の施工方法およびそれに使用するスラリー - Google Patents

Abstract

【課題】予め調整したスラリーを使用する耐火物施工において、施工体の乾燥爆裂を生じることなく、スラリーの分離抑制を図ること
【解決手段】微粉主体の耐火性原料粉に乳酸アルミニウム化合物、バイオガム系増粘剤および分散剤を配合し、これに水を添加混和してなるスラリーを、耐火物施工時に耐火性原料骨材粉および結合材と共に混練し、得られた混練物を施工する。
【選択図】なし

Description

本発明は、不定形耐火物の施工方法とそれに使用するスラリーに関するものである。

溶融金属用容器・溶融金属用樋等の内張りとして、不定形耐火物による施工が行われている。これに使用される不定形耐火物は、耐火性原料粉に結合材および分散剤を添加した配合物よりなる。施工に際しては、所定量の水を添加して混練される。

不定形耐火物の組成は、施工性および充填性から耐火性原料を粗粒、微粒に適宜粒度調整されている。耐火性原料粉、結合材および分散剤を均一混練するには、十分な時間をかけての混練作業が必要となる。

しかし、耐火物施工対象となる溶融金属用容器、溶融金属用樋等の稼動率向上のために、その施工は迅速さが要求され、混練時間を十分確保することができないのが実情である。また、分散剤は不定形耐火物の施工時に必要な流動性を付与する目的で添加されるが、混練時間が短いと分散作用に劣り、流動性付与の効果に劣る。

これらの課題の解決策として、不定形耐火物の配合組成物のうち耐火性原料微粉と分散剤とに適量の水を添加し、混和してスラリーとし、不定形耐火物の施工時においてこのスラリーを耐火性原料骨材粉および結合材と組み合わせて混練する方法が提案されている（特許文献１）。

不定形耐火物組成において、耐火性原料微粉はマトリックス部の組成である。前記方法のとおり、この耐火性原料微粉を分散剤と共にスラリー調整時に予め十分に混和しておくことで、不定形耐火物混練の際、その混練時間が短くても施工時には流動性に優れ、しかも施工後は均一かつ密充填組織の施工体を得ることができる。

一方、混練作業を迅速に行う方法として、連続混練装置の使用が知られている（特許文献２）。この混練装置はパドル（混練羽）を取り付けた回転軸をケ−シング内に横架してなり、不定形耐火物の混練と混練後の排出を連続的に行うことにより、ミキサーを使用するバッチ式混練に比べて短時間での混練作業が可能となる。
特開平８−２３９２７６号公報 特開平７−３０３８２３号公報

予めスラリーを用意する前記施工方法を利用し、施工現場で要求される迅速施工を可能にするためには、耐火性原料微粉を分散剤によって十分に分散させる必要がある。そのためには、スラリーの調整に時間を要するが、それを施工現場で行うと耐火物施工の迅速化の効果が損なわれる。そこで、施工現場とは別の耐火物製造工場等で調整したスラリーを施工現場に持ち込む必要がある。そして、施工現場への移送はトラック、リフト等が使用される。

しかし、この搬送には、搬送に伴う振動によってスラリーは水と耐火性原料微粉との間、さらには種類が異なる耐火性原料微粉同士が比重分離する。この分離が生じると、施工現場における混練において、短時間混練では十分な混練効果を得ることができない。その結果、得られた施工体の組織も不均一化なものとなる。

また、スラリーは調整後、時間が経過することでも比重分離が生じる。このため、スラリーは造り置きが困難となり、一度に沢山に調整することができず、スラリーの生産性に劣る。

スラリーの前記分離を防止する手段として、増粘剤の添加が考えられる。しかし、単に増粘剤を添加しただけでは、耐火物施工体の通気性が低下し、加熱乾燥時に爆裂を生じやすくなる。耐火物施工対象となる溶融容器等の稼動率向上のために、近年は短時間での加熱乾燥が求められ、この乾燥爆裂のリスクはより高くなっている。

本発明は予め調整したスラリーを使用する耐火物施工において、施工体の乾燥爆裂を生じることなく、スラリーの分離抑制を図ることを目的とする。

本発明の特徴とするところは、微粉主体の耐火性原料粉に乳酸アルミニウム化合物、バイオガム系増粘剤および分散剤を配合し、これに水を添加混和してなるスラリーを、耐火物施工時に耐火性原料骨材粉および結合材と共に混練し、得られた混練物を施工する不定形耐火物の施工方法と、それに使用する前記スラリーである。

耐火物施工体の加熱乾燥時に、耐火物組織内の水分が急激に蒸発し、その際の水蒸気圧力で施工組織を破壊されるのが乾燥爆裂である。爆裂に至らない場合でも、水分の急激な蒸発は施工体組織の膨れ現象となり、施工体強度が低下する。

本発明はスラリーに対して乳酸アルミニウム化合物を添加し、乾燥爆裂を防止する。一方、スラリーの分離防止にはバイオガム系増粘剤を添加する。

乾燥爆裂の防止のために乳酸アルミニウム化合物の添加は知られている。すなわち、乳酸アルミニウム化合物は、耐火物施工体の養生乾燥時、施工体組織のマトリックス部において脱水に伴う収縮を発生させ、耐火物組織に歪が原因した微細亀裂を生じさせる。そして、この微細亀裂は耐火物施工体の加熱乾燥時において、水蒸気の逃げ道となって乾燥爆裂を防止する。

乾燥爆裂防止材として他に、有機質ファイバーあるいは金属アルミニウムが知られている。有機質ファイバーは施工体の加熱乾燥で熱消失し、施工体に水蒸気の逃げ道を形成する。一方、金属アルミニウムは施工水と反応し、Ｈ_２ガスを発生させ、施工体を多孔質化することで乾燥性を向上させる。

しかし、有機質ファイバーはその添加量を増やすとスラリー中に均一分散し難い問題がある。これに対し、乳酸アルミニウムは粉末であり、スラリー中に容易に均一分散する。

また、金属アルミニウムは粉末ではあるが、事前にスラリーを調整する本発明においては、スラリー水分と反応し、施工体の加熱乾燥時における乾燥爆裂防止の効果は得られない。乳酸アルミニウムはスラリーに添加された状態でも、施工体に対する爆裂防止効果が損なわれることもない。

乳酸アルミニウム化合物は同時に増粘作用も有している。この増粘作用は増粘剤の添加に比べると小さく、通常使用される程度の乳酸アルミニウム添加量では、スラリーの分離防止には不十分である。乳酸アルミニウムの添加量を増加させるとスラリーの分離防止の効果は得られるが、不定形耐火物の耐食性、不定形耐火物施工時に必要な流動性ともに低下する。

スラリーの分離防止のために、セルロース系等の増粘剤を添加した場合は、乳酸アルミニウム化合物の前記増粘作用も加わって、不定形耐火物施工時の流動性が低下する。また、この場合の流動性の低下が著しいことから、不定形耐火物の混練性も低下する。その結果、短時間混練では混練効果が不足し、施工体の組織の不均一化と緻密性低下の原因となる。

本発明は、予め調整したスラリーを耐火物施工時に耐火性原料骨材粉および結合材と共に混練して施工する不定形耐火物の施工方法において、乳酸アルミニウム化合物とバイオガム系増粘剤とを組み合わせ使用したものである。これにより乾燥爆裂防止効果と、スラリーの分離防止に加え、短時間混練においても十分な混練効果を得ることができた。

従来のバイオガム系増粘剤の適用からは予期し得ないこの本発明の効果は、以下の機構によって発揮されるものと考えられる。

すなわち、本発明においてバイオガム系増粘剤は、スラリーが静置下あるいはトラック等の移送時における微振動下においては、その増粘作用でスラリーの分離を防止する。一方、耐火物混練時に受ける高剪断応力下においては、バイオガム系増粘剤はそのシュードプラスティック性によって増粘作用が大きく低下する。その結果、不定形耐火物に十分な流動性を付与し、均一混練を可能とし、緻密な施工体を得ることができる。

また、乳酸アルミニウム化合物の添加は、その増粘作用で不定形耐火物施工時の流動性を低下させるが、バイオガム系増粘剤はそのシュードプラスティック性により、この不定形耐火物施工時の流動性低下を抑制する効果を兼ね備え、不定形耐火物施工体のより一層の緻密化を図ることができる。

例えばセルロース系増粘剤は、これが施工水に溶解し、施工水全体の粘性を向上させることで不定形耐火物の粘性が向上する。不定形耐火物組織が乳酸アルミニウム化合物の添加で、乾燥時に微細亀裂の発生で乾燥性に優れた組織となるが、例えばセルロース系増粘剤の添加は前記のとおり施工水全体の粘性が向上し、脱水が容易でなく、乳酸アルミニウム化合物がもつ乾燥性が十分に活かされない。その結果、急激な加熱乾燥では乾燥爆裂を生じる。

これに対し、バイオガム系増粘剤は不定形耐火物配合物の粒子間に介在し、自身の粘性で不定形耐火物を増粘させるため、施工水の粘性は低く保たれる。またその添加量が比較的少なくても十分な増粘作用を発揮する。これにより、加熱乾燥時における施工体の脱水が容易となり、乳酸アルミニウム化合物がもつ乾燥爆裂防止の効果を損なうこともない。

混練装置の一つとして連続混練装置が知られている。この混練装置はパドルを取り付けた回転軸をケ−シング内に横架してなり、不定形耐火物の混練と混練後の排出を連続的に行うことによって、迅速施工が要求される施工現場での混練に好適である。しかし、混練時間が短い分、この装置による混練は混練性が不足する。

これに対し、本発明の施工方法の実施に連続混練装置を使用した場合、スラリーに含まれるバイオガム系増粘剤がパドルの高剪断応力を受け、そのシュードプラスティック特性により、不定形耐火物は粘性が大きく低下して混練に必要な十分な流動性を発現する。しかも、事前に混和調整したスラリーの使用によって分散剤がより効果的に作用する。その結果、連続混練装置による短時間混練においても混練効果に優れ、スラリーを使用した本発明の施工法が目的とする、不定形耐火物の迅速施工により一層貢献する。

本発明による不定形耐火物の施工方法よれば、スラリーの保存性・分離防止、さらには施工時の不定形耐火物の流動性の良さから、緻密かつ均質な施工体を得ることができる。

また、乳酸アルミニウム化合物による爆裂防止効果を損なうこともない。

また、短時間混練においても十分な混練効果を発揮する。これにより、短時間混練の機能をもつ連続混練装置と組み合わせた場合、不定形耐火物施工の迅速化がより一層向上する。

本発明で使用するスラリーは、不定形耐火物の施工において、不定形耐火物の混練物の一部をなすものである。微粉主体の耐火性原料粉、乳酸アルミニウム化合物、分散剤およびバイオガム系増粘剤を含む配合物に水分を添加し、混和し、調整する。

スラリーに含まれる微粉主体の耐火性原料粉とは、例えばアルミナ、アルミナ−シリカ、マグネシア、スピネル、シリカ、ジルコン、ジルコニア、炭素、カーボンブラック、炭化物、窒化物等である。

この微粉主体の耐火性原料粉は、分散剤との共存によって微粉の分散を図る目的から、粒度１ｍｍ未満の耐火性原料微粉を少なくとも９０質量％含むことが好ましい。少なくとも９５質量％含む場合はさらに好ましい。篩は例えばＪＩＳふるい目開きを使用する。粒度１ｍｍ未満とは、目開き１ｍｍの篩の篩下である。

すなわち、１ｍｍ未満のものであれば、例えば１５０μｍ、１００μｍあるいは４５μｍ等の篩による篩下であってもよい。あるいは前記篩分けの各粒度を組み合わせてもよい。仮焼アルミナ、揮発シリカ等はサブミクロン単位の場合もあり、粒度は例えばレーザー回折法による平均粒度として粒度を求めたものであってもよい。また一部、１ｍｍ超の耐火性原料を含む場合でも、可能な限り粒度の小さいものの使用が好ましい。

スラリーとして調整するこの微粒主体の耐火性原料粉の量は、不定形耐火物組成に占める耐火性原料微粉の割合に見合う量とする。密充填の耐火物施工体を得るために、不定形耐火物組成の耐火性原料粉組成のうち、この耐火性原料微粉の割合は、好ましくは２０〜６０質量％である。耐火性原料微粉の一部が耐火性原料骨材粉側に含まれる場合は、その分、スラリー中の耐火性原料微粉の量を減らす。

乳酸アルミニウム化合物の具体例は乳酸アルミニウム、塩基性乳酸アルミニウム、グリコール酸乳酸アルミニウム、クエン酸乳酸アルミニウムである。乳酸アルミニウム化合物は、分散を図るためには全量をスラリーに添加することが好ましいが、一部を不定形耐火物混練時に耐火性原料骨材粉等と共に添加することも可能である。例えば乳酸アルミニウム化合物の五分の一以下は、不定形耐火物混練時に添加してもよい。

乳酸アルミニウム化合物の添加量は、不定形耐火物組成全体における耐火性原料粉１００質量部に対し、０．０５〜３質量部が好ましい。さらに好ましくは０．１〜１．５質量部である。添加量が少ないと乾燥爆裂防止の効果に劣り、多すぎると乾燥爆裂防止にそれ以上の効果が見られず、しかも耐食性おいて低下傾向が見られる。

分散剤は、スラリー中における耐火性原料微粉の分散と、不定形耐火物施工時の流動性の付与の効果をもつ。その具体的な種類は特に限定されるものではなく、例えばトリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ホウ酸ソーダ、炭酸ソーダなどの無機塩、クエン酸ソーダ、酒石酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、スルホン酸ソーダ、ポリメタリン酸塩、ポリカルボン酸塩、β−ナフタレンスルホン酸塩類、ナフタリンスルフォン酸、カルボキシル基含有ポリエーテル等である。

分散剤の添加量は特に限定するものではない。不定形耐火物組成全体における耐火性原料粉１００質量部に対しての換算では、０．０１〜１質量部が好ましい。スラリー中の微粉主体の耐火性原料粉１００質量部に対しての換算量では、０．０２５〜２．５質量部が好ましい。

分散剤の添加はその全量をスラリー中に添加することが好ましいが、不定形耐火物混練時に一部を添加してもよいし、また耐火性原料骨材粉と結合材の配合物に一部を添加してもよい。

水溶性高分子化合物よりなる増粘剤としては、バイオガム系、セルロース誘導体、グアガム又はその誘導体が挙げられるが、本発明ではこの中でバイオガム系増粘剤を使用する。バイオガム系とは、微生物発酵法により製造される水溶性の天然高分子多糖類である。具体的には、例えばキサンタンガム、ウェランガム、ジェランガムなどが挙げられる。このバイオガム系の中でも本発明においてはシュードプラスティック性に特に優れたキサンタンガムが好ましい。

スラリー中の微粉主体の耐火性原料粉１００質量部に対し、バイオガム系増粘剤の添加量は、０．００５〜０．５質量部が好ましい。０．００５質量部未満では耐火性原料微粉の分離防止効果に乏しく、０．５質量部を超えると増粘作用が過多となって成形体の加熱乾燥時の脱水性が困難となり、爆裂防止効果が低下傾向となる。バイオガム系増粘剤のさらに好ましい割合は、０．０１〜０．１質量部である。

本発明の効果を損なわない範囲において、バイオガム系以外の増粘剤も併用してもよい。しかし、その量はスラリー中の微粉主体の耐火性原料粉１００質量部に対し、バイオガム系増粘剤も含めた増粘剤の合計量が０．５質量部を超えないことが好ましい。さらに好ましくは合計量で０．１質量部を超えないことが好ましい。

以上の微粉主体の耐火性原料粉、乳酸アルミニウム化合物、バイオガム系増粘剤および分散剤に対して水分を添加し、混合してスラリーに調整する。なお、このスラリーの調整において、微粉主体の耐火性原料粉、乳酸アルミニウム化合物、バイオガム系増粘剤、分散剤および水分の調合順序は限定されない。

水量は、基本的には、このスラリーと共に混練する耐火性原料骨材粉、結合材等も含めた不定形耐火物全体の混練時に必要な水量である。不定形耐火物の混練効果および施工性を考慮して、不定形耐火物組成全体１００質量部に対し、３〜１０質量部が好ましい。これをスラリー調整に使用する微粉主体の耐火性原料粉１００質量部に対する割合に換算すると、７〜２０質量部である。

不定形耐火物全体の混練時に必要な水量は、スラリーからの供給だけでなく、一部を不定形耐火物混練時に添加してもよい。一部を不定形耐火物混練時に添加する場合は、その分、スラリー調整時の添加水量を減らす必要がある。例えば、不定形耐火物の施工に必要な水量の三分の二以上をスラリー調整に使用し、残りの水量を不定形耐火物混練時に添加する。この場合、施工作業性の面からは、水量全体をスラリー調整時に添加することが好ましい。

スラリーはミキサー等で予め十分に混和して調整後、不定形耐火物混練時において、耐火性原料骨材粉、結合材等と共に混練する。ここでの耐火性原料骨材粉および結合材の粒度、種類は特に限定されず、従来の不定形耐火物組成において使用されるもので足りる。

耐火性原料骨材粉の粒度は、例えば最大粒度を８〜４ｍｍとし、施工体の密充填化を図るために粗粒、微粉に適宜調整して使用する。微粉部は主としてスラリーから供給することから、スラリーから供給の微粉量を除いた粒度構成とする。

耐火性原料骨材粉の材質は、例えばアルミナ、アルミナ−シリカ、マグネシア、スピネル、シリカ、ジルコン、ジルコニア、炭素、炭化物、窒化物等、あるいはこれらを主材とした耐火物廃材である。

結合材は、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等が挙げられる。中でも耐火性と強度付与の面からアルミナセメントが好ましい。添加量は、スラリー中の微粉主体の耐火性原料粉も含めた不定形耐火物組成全体に占める耐火性原料粉１００質量部に対し、１〜１０質量部が好ましい。

不定形耐火物の混練時には、さらに耐火粗大粒子を添加してもよい。その材質は、例えばアルミナ質、スピネル質の焼結品、電融品あるいはこれらを主材とした耐火物廃材である。その粒度は例えば９．５〜４５ｍｍとする。粒度がこれより大きいと粒度構成のバランスの悪さから施工体の充填性が低下し、しかも連続混練装置を使用しての混練ではパドルの損傷原因にもなる。

耐火粗大粒子の割合は、耐火性原料骨材粉およびスラリーから供給される耐火性原料微粉を含めた不定形耐火物組成全体に占める耐火性原料粉１００質量部に対し、３０質量部以下、さらに好ましくは２５質量部以下である。多過ぎると不定形耐火物全体の粒度バランスの悪さから流動性が低下して、施工体の緻密化が損なわれる。

また、不定形耐火物組成の一部として、本発明の効果を損なわない範囲において以上に示した以外の配合物を添加してもよい。例えば、Ａｌ粉、Ｓｉ粉、金属ファイバー、有機ファイバー、セラミックファイバー、酸化防止剤、硬化剤、硬化遅延剤等である。このうち、水との反応が早い金属粉、水溶性の有機ファイバー等はスラリーへの添加は好ましくない。他は、スラリーへの添加、不定形耐火物混練時に耐火性原料骨材粉および結合材と共に添加のいずれでもよい。

耐火物施工現場での不定形耐火物の混練には、例えばオムニミキサー、パドルミキサー、ナウタミキサー、アイリッヒミキサー、ボルテックスミキサーのバッチ式、あるいは連続混練装置を使用する。本発明によるスラリーを用いると短時間混練であっても十分な混練効果が得られることから、混練時間の短い連続混練装置を使用すると、不定形耐火物の施工現場で強く求められる迅速施工に大きく貢献できる。

図１は連続混練装置を使用しての施工例を模式的に示したものである。連続混練装置の本体は、パドルを横長のケーシング１内に横架してなる。連続混練装置は不定形耐火物の混練と同時に、混練後の不定形耐火物を順次排出する機能が必要である。図には示していないが、パドルは混練機能を持つが、一定の傾斜を付けることで搬送機能を備えることができる。また、パドルが混練機能のみを備える場合は、パドルと同じ回転軸上に例えばスクリュウ羽を設け、混練後の不定形耐火物を順次排出させる。パドルの回転軸はモーター１０によって駆動させる。

スラリー２はホッパー４から移送管８を介し、ロータリーポンプ９を経てケーシング１に供給される。耐火性原料骨材粉および結合材３はホッパー５をもって供給される。また、耐火粗大粒子６を添加する場合は、さらにホッパー７をもって供給される。

ここで、ケーシング１に対するホッパー５、７およびスラリー供給用の移送管８の接続位置は、同図に限ることなく任意に定めることができる。また、耐火粗大粒子６を使用する場合は、この耐火粗大粒子６と耐火性原料骨材粉および結合材３とを同位置で添加しても良い。

不定形耐火物はケーシング１内にて混練後、ケーシング１の先端部から排出され、流し込み施工あるいは吹付け施工に供される。図には示していないが、連続混練装置から被施工位置までの間は必要により、スクイズポンプ、ピストンポンプ等を介して移送する。

混練後の不定形耐火物は流し込み、吹き付け、インペラー投射等によって施工する。流し込み施工では棒状バイブレータあるいは型枠に取り付けたバイブレータをもって不定形耐火物の充填率を上げることが好ましい。吹き付けあるいはインペラー投射では、例えばノズル部で急結剤を添加して施工する。また、溶融金属用容器あるいは溶融金属用樋に対する直接施工に限らず、施工で得た耐火物成形体によるプレキャスト法による施工でもよい。

以下に本発明とその比較例を示す。表１、２は各例で使用したスラリーの配合組成と、このスラリーと組み合わせて混練する耐火性原料骨材粉、結合材、耐火粗大粒子の割合を示す。また、その試験結果を併せて示す。

スラリーの調整では、スラリー組成に対し、水を添加し、ボルテックスミキサーにて混和調整した。この水量は不定形耐火物組成全体の混練に必要な量である。同表においては、スラリー組成１００質量部に対する水量と、不定形耐火物組成全体に対する割合で換算した水量とを示す。

乳酸アルミニウム化合物は、多木化学株式会社製「タキバイン（登録商標）」商品符号Ｍ−１６０Ｐの塩基性乳酸アルミニウムを使用した。また、バイオガム系増粘剤の中でキサンタンバイオガムは三晶株式会社製の「ケルザン（登録商標）」を使用した。

不定形耐火物の混練には施工の迅速化に効果的な、連続混練装置（トモサダ建機株式会社製）を使用した。この連続混練装置に対し、予め混和調整したスラリー、耐火性原料骨材粉および結合材を供給した。また、耐火性粗大粒子を添加した例も行った。これらを約１１０ｋｇ／ｍｉｎの速度で混練した。各試験は以下の要領で行った。

スラリー分離防止性：スラリーの保存性を調べるために、混和調整後のスラリー２０ｋｇについて、１ヶ月間静置後の比重分離の程度を確認した。また同量を貨物トラックに積載し、３時間搬送し、スラリー運搬に伴う微振動に対するスラリーの分離の程度を調べた。◎…殆ど分離が認められない。○…分離傾向が認められるが、その程度は僅か。△…分離が認められ、不定形耐火物組織の不均一化に影響が懸念される。×…分離が著しい。

耐乾燥爆裂性：混練物を、直径１００×高さ１００ｍｍの円柱形に振動を付与して鋳込んで試験片を得た。この試験片を養生後、７００℃に昇温後の電気炉中に投入し、爆裂の程度を試験した。○…爆裂は無し。△…爆裂する。×…爆裂が著しい。

緻密性：混練物を、たて４０×横４０×高さ４０ｍｍの寸法に振動を付与して鋳込み、養生、乾燥（１１０℃×２４時間）後、気孔率を測定した。

施工体強度：混練物を、幅４０×高さ４０×長さ８０ｍｍの寸法に振動を付与して鋳込み、養生、乾燥（１１０℃×２４時間）後、曲げ強さを測定した。

耐食性：混練物を、型枠に振動を付与しつつ鋳込み、養生、乾燥（１１０℃×２４時間）後、１５００℃での回転侵食試験を１０時間行い、その侵食寸法を測定した。侵食剤は銑鉄：高炉スラグを重量比で１：１の割合で使用した。

表の試験結果のとおり、本発明の範囲内の組成のスラリーは、１ヶ月間におよぶ保管と移送時に受ける振動によっても実質的な分離は認められなかった。その結果、スラリーを例えば耐火物製造工場で調整する場合でも、スラリーは均質な状態を保持した状態で耐火物施工現場に移送することができる。しかも、スラリーの長期保管可能によるスラリーの生産性が向上する。

本発明の範囲内の組成のスラリーを使用しての混練は、混練装置による高剪断応力を受けてのシュードプラスティック性によって不定形耐火物が高流動性を示すと共に、事前に調整されたスラリーによって、連続混練装置を使用した短時間混練にもかかわらず十分な混練効果を得ることができた。また、施工時の流動性にも優れている。その結果、得られた施工体は緻密性、強度、耐食性のいずれにも優れている。

また、本発明実施例により施工された成形体は耐乾燥爆裂性に優れている。急激な加熱乾燥においても乾燥爆裂を生じず、乳酸アルミニウム化合物添加がもつ乾燥爆裂防止の効果をいかんなく発揮させることができる。

なお、バイオガム系増粘剤の中でもキサンタンガムを使用した例では施工体の緻密性、耐食性において一段と優れている。これは、キサンタンガムがバイオガム系増粘剤の中でも特にシュードプラスティック性に優れるためと思われる。

これに対し、比較例１はスラリーに対しバイオガム系増粘剤を添加し、しかも乳酸アルミニウム化合物を添加しないことから、添加水量が少なくても混練性、施工時の流動性において問題がない。しかし、乳酸アルミニウム化合物を添加しないことで、耐乾燥爆裂性に劣る。また、スラリーの分離防止性にも劣るが、これは乳酸アルミニウム化合物を添加しないことにより、乳酸アルミニウム化合物が持つ増粘作用が得られないためである。

比較例２はスラリーに乳酸アルミニウム化合物を添加しているが、増粘剤は添加しておらず、スラリーの分離が著しい。施工体の緻密性には問題ないが、スラリーの分離が原因して施工体組織は不均一となって、耐食性に劣る。

比較例３は、スラリーの増粘剤としてカルボシキメチルセルロースを使用した例である。スラリーの分離防止性に劣る。表には示していないが、不定形耐火物混練時の流動性に劣る。スラリーの分離が原因し、得られた施工体は緻密性、強度、耐食性共に劣る。

なお、本実施例ではアルミナ−炭化珪素系不定形耐火物の施工について示したが、例えばアルミナ−マグネシア系不定形耐火物あるいはマグネシア系不定形耐火物の施工においても本発明の適用により、耐火性原料微粉を予めスラリーとして調整し、耐火物施工時にこのスラリーを耐火性原料骨材粉および結合材と共に混練しての施工において、スラリーの分離防止と施工体の乾燥爆裂防止効果に優れ、しかも迅速施工のための短時間混練においても十分な混練効果を得ることができた。

前記本実施例は流し込み施工に準じて施工したものであるが、本発明は吹付け施工に適用することもできる。

連続混練装置を使用しての不定形耐火物施工例の模式図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ スラリー
３ 耐火性原料骨材粉および結合材
４，５ ホッパー
６ 耐火粗大粒子
７ ホッパー
８ 移送管
９ ロータリーポンプ
１０ モーター

Claims (5)

1. 微粉主体の耐火性原料粉に乳酸アルミニウム化合物、バイオガム系増粘剤および分散剤を配合し、これに水を添加混和してなるスラリーを、耐火物施工時に耐火性原料骨材粉および結合材と共に混練し、得られた混練物を施工する不定形耐火物の施工方法。
2. 耐火性原料微粉に水を添加して予めスラリーを調整し、耐火物施工時にこのスラリーを耐火性原料骨材粉および結合材と共に混練し、得られた混練物を施工する不定形耐火物の施工方法に使用する前記スラリーであって、微粉主体の耐火性原料粉に乳酸アルミニウム化合物、バイオガム系増粘剤および分散剤を配合し、これに水を添加混和してなる不定形耐火物施工用スラリー。
3. 不定形耐火物組成全体に占める耐火性原料粉１００質量部に対し、乳酸アルミニウム化合物の添加量が０．０５〜３質量部である請求項２記載の不定形耐火物施工用スラリー。
4. スラリー中の微粉主体の耐火性原料粉１００質量部に対し、バイオガム系増粘剤の添加量が０．００５〜０．５質量部である請求項２または３記載の不定形耐火物施工用スラリー
5. 微粉主体の耐火性原料粉が、粒度１ｍｍ未満の耐火性原料微粉を少なくとも９０質量％含む請求項２〜４のいずれか１項記載の不定形耐火物施工用スラリー。

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