JP2965957B1

JP2965957B1 - 湿式吹付用不定形耐火組成物

Info

Publication number: JP2965957B1
Application number: JP10120830A
Authority: JP
Inventors: 利彦金重; 誠難波; 浩二松村; 久晴佐々木
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: JPH11310475A

Abstract

【要約】【課題】本発明の目的は、キャスタブルと同等以上の
耐用性を有する湿式吹付用不定形耐火組成物の施工方法
を提供することにある。【解決手段】本発明の湿式吹付用不定形耐火組成物
は、粗粒〜超微粉に粒度調整された耐火性原料を少なく
とも含有してなる不定形耐火組成物に所定量の水を混練
して得られた混練物を圧送機にて吹付ノズルへ圧送し、
該吹付ノズルにて、アルカリ性ゲル化剤を圧搾空気にて
添加、混合した後、吹付施工することからなる湿式吹付
に使用するための不定形耐火組成物において、前記耐火
性原料１００重量％に対して、シリカを主体とする超微
粉を外掛で０.２〜４重量％含有してなることを特徴と
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、窯炉内張り用耐火
物として使用される湿式吹付用不定形耐火組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、高炉樋、溶銑鍋、混銑車、ＶＯＤ
鍋を含む溶鋼取鍋、ＲＨ真空脱ガス炉、タンディッシ
ュ、各種炉蓋、焼却炉やセメント用プレヒーターなどの
窯炉内張り用耐火物として、緻密質のキャスタブルが適
用され、高耐用性が得られている。しかし、キャスタブ
ルの施工には施工部位に枠を設置して流し込む作業が必
要であり、省力化の面ではれんが施工よりも簡便なもの
の煩雑性を有していることには変わりない。一方、吹付
施工工法は施工するための枠が不要であり、かつ局部的
な補修も可能であるため、省力化の観点からは格段に有
利な施工方法である。吹付工法には、乾式吹付工法、半
乾式吹付工法及び湿式吹付工法があり、発塵による作業
環境の悪化等を防止する目的で、発塵の殆ど無い湿式吹
付工法が注目され、特公昭57−7350号公報にその吹付シ
テムが記載されている。

【０００３】即ち、特公昭57−7350号公報には、泥漿状
の不定形耐火物を圧送機によって輸送管で圧送し、該輸
送管の先端に設けられた先絞りノズルで圧搾空気と共
に、硬化促進剤を添加し吹付けることを特徴とする不定
形耐火物の吹付施工法を開示している。

【０００４】また、特開平９−25175号公報には、耐火
性骨材、耐火性粉末及び少量の分散剤を含む不定形耐火
物用粉体組成物に水を加えて混練した自己流動性を有す
る坏土を圧送ポンプと圧送配管によって施工現場に圧送
し、圧送配管の下流部に設けた圧縮空気注入口及び急結
剤注入口からそれぞれ圧縮空気と所要量の急結剤を坏土
中に注入し、圧縮空気とともに坏土をノズル配管でその
先端に接続した吹付けノズルに送り、吹付けノズルから
坏土を施工箇所に吹付けることを特徴とする不定形耐火
物の吹付け施工方法が開示されている。

【０００５】更に、特開平９−26267号公報には、耐火
性骨材、耐火性粉末及び少量の分散剤を含む不定形耐火
物用粉体組成物に水を加えて混練した自己流動性を有す
る坏土を、圧送ポンプと圧送配管によって施工現場に圧
送し、圧送配管の下流部に設けた圧縮空気注入口及び急
結剤注入口からそれぞれ圧縮空気と所定量の急結剤を坏
土中に注入し、注入した圧縮空気とともに急結剤が混入
した坏土をノズル配管によってその先端に接続した吹付
けノズルに送り、吹付けノズルから坏土を施工箇所に吹
付けることを特徴とする不定形耐火物の吹付け施工方法
が開示されている。

【０００６】また、特開平９−241080号公報には、キャ
スタブル固形分を含み、耐火性骨材、アルミン酸カルシ
ウムセメント、流動助剤、解膠剤、及び水から主として
なる混練されたポンプ圧送可能第１成分であって、その
水が混練された第１成分のポンプ圧送可能なコンシステ
ンシィを達成するのに足りる量で存在する上記ポンプ圧
送可能第１成分；及びキャスタブルに少なくとも約１.
９２ｇ／ｃｍ³の乾燥嵩密度を与えるに足りる量で施工
時に第１成分に対して添加されるべき第２成分としての
凝集剤からなる実質的に非スランプ性の、高密度、低水
分、低セメントキャスタブル組成物が開示されている。

【０００７】更に、特開平９−250880号公報には、不定
形耐火物粉体と溶媒との混練物をノズルまでポンプ圧送
し、ノズル内でこの混練物に硬化促進剤を混合したう
え、加圧空気によって施工面に吹付けることを特徴とす
る不定形耐火物の吹付け方法が開示されている。

【０００８】また、特開平９−315872号公報には、粒径
１０ｍｍ以下の耐火性骨材６７〜９７.５重量％と、粒
径１０μｍ以下の耐火性超微粉２〜２５重量％と、アル
ミナセメント０.５〜８重量％とからなる耐火組成物１
００重量％に対して、分散剤０.０１〜１.０重量％を外
掛けで添加してなることを特徴とするローセメントキャ
スタブルを予めミキサーで水と混練して流し込み作業性
にしたものを圧送ポンプで吹付けノズルに輸送し、前記
吹付けノズルで圧搾空気とともに、珪酸アルカリ溶液
［ＳｉＯ₂／Ｒ₂Ｏモル比が２.０〜３.３で(Ｒ₂Ｏはアル
カリ金属酸化物)、１５℃でのＢｅ(ボーメ度)換算比重
４０以上］を保形性付与剤として前記ローセメントキャ
スタブル粉体１００重量％に対して外掛けで０.１〜１.
５重量％添加し、吹付け施工することを特徴とする湿式
吹付け施工法が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような施工方法並びに組成物は、以前から公知のポンプ
を利用してキャスタブルを圧送し吹付する施工方法や、
セルフフローキャスタブル、ローセメントキャスタブル
あるいは可塑剤を添加したキャスタブルを使用した圧送
吹付施工方法用の材質であり、キャスタブルに近似した
品質は得られているものの、３０ｍｍ以上の施工体厚み
となる施工体を構築する場合、剥離等の問題が発生し、
未だ耐用性的にキャスタブルと同等とは言い難いのが現
状である。

【００１０】従って、本発明の目的は、キャスタブルと
同等以上の耐用性を有する湿式吹付用不定形耐火組成物
の施工方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、湿式吹付
用耐火組成物の耐用性向上を図るため、混練した耐火原
料を圧送し吹付ノズルにてアルカリ性ゲル化剤を圧搾空
気で添加、混練する時の凝集システムに着目し、吹付施
工厚みが厚い施工体を構築する場合にも均一な施工体が
得られる吹付用不定形耐火組成物の施工方法について鋭
意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

【００１２】即ち、本発明は、粗粒〜超微粉に粒度調整
された耐火性原料及び硬化剤を少なくとも含有してなる
不定形耐火組成物に所定量の水を混練して得られた混練
物を圧送機にて吹付ノズルへ圧送し、該吹付ノズルに
て、アルカリ性ゲル化剤を圧搾空気にて添加、混合した
後、吹付施工することからなる湿式吹付に使用するため
の不定形耐火組成物において、前記耐火性原料１００重
量％に対して、シリカを主体とする超微粉を外掛で０．
２〜４重量％含有してなり、且つ硬化剤が熱硬化性では
ないことを特徴とする湿式吹付用不定形耐火組成物を提
供することにある。

【００１３】また、本発明は、粗粒〜超微粉に粒度調整
された耐火性原料を少なくとも含有してなる不定形耐火
組成物に所定量の水を混練して得られた混練物を圧送機
にて吹付ノズルへ圧送し、該吹付ノズルにて、アルカリ
性ゲル化剤を圧搾空気にて添加、混合した後、吹付施工
することからなる湿式吹付に使用するための不定形耐火
組成物において、前記耐火性原料１００重量％に対し
て、アクリル酸、カルボン酸またはフェノールスルホン
酸の誘導体またははそれらの縮合体または重合体または
共重合体を主成分とする水溶性高分子化合物の１種また
は２種以上を外掛で０.０１〜０.５重量％含有してなる
ことを特徴とする湿式吹付用不定形耐火組成物を提供す
ることにある。

【００１４】更に、本発明は、粗粒〜超微粉に粒度調整
された耐火性原料を少なくとも含有してなる不定形耐火
組成物に所定量の水を混練して得られた混練物を圧送機
にて吹付ノズルへ圧送し、該吹付ノズルにて、アルカリ
性ゲル化剤を圧搾空気にて添加、混合した後、吹付施工
することからなる湿式吹付に使用するための不定形耐火
組成物において、前記耐火性原料１００重量％に対し
て、アクリル酸、カルボン酸またはフェノールスルホン
酸の誘導体またははそれらの縮合体または重合体または
共重合体を主成分とする水溶性高分子化合物の１種また
は２種以上を外掛で０.０１〜０.５重量％、及びシリカ
を主体とする超微粉を外掛で０.２〜４重量％含有して
なることを特徴とする湿式吹付用不定形耐火組成物を提
供することにある。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の湿式吹付用不定形耐火組
成物に使用可能な耐火性原料は、特に限定されるもので
はなく、例えば焼結アルミナ、電融アルミナ、ボーキサ
イト、バン土頁岩、ムライト、カイヤナイト、アンダリ
ュサイト、シャモット、ロー石、珪石、天然に産するマ
グネサイトやその焼成物、海水より得られる海水マグネ
シアや電融マグネシア、アルミナ・マグネシアスピネル
組成の焼結スピネル、電融スピネルあるいは合金精錬時
に副産物として発生するスピネル鉱物を主体とした合金
滓の粉砕物、クロム鉱、焼結あるいは電融マグネシア・
クロム、ジルコン、ジルコニア、炭化珪素、黒鉛、ピッ
チ、処理コークスなどやそれらを原料として使用したれ
んが(使用後品も含む)等を例示することができ、慣用の
湿式吹付用不定形耐火組成物と同様に粗粒〜超微粉に粒
度調整された１種または２種以上を併用することができ
る。

【００１６】また、耐火性原料の耐火性超微粉として、
耐火性粘土、仮焼アルミナなどの超微粉アルミナ、超微
粉マグネシア、アルミナ・マグネシア組成の超微粉スピ
ネル、超微粉チタニア、超微粉ジルコニア、超微粉クロ
ミア、フライアッシュ、カーボンブラック等の超微粉カ
ーボンや炭化硼素、炭化珪素超微粉の１種または２種以
上を併用することもできる。

【００１７】本発明の湿式吹付用不定形耐火組成物で
は、湿式吹付時の凝集性を良好にし、高接着性を維持す
るため、シリカを主体とする超微粉を外掛で０.２〜４
重量％、好ましくは０.５〜３重量％使用する。この超
微粉は一般的にシリカフラワーやシリカヒュームと呼ば
れるシリカ含量が９０重量％以上の超微粉であり、ジル
コンやジルコニアを若干含有していても構わない。シリ
カを主体とする超微粉の配合量が外掛で０.２重量％よ
り少ない場合には、吹付後の吹付材が吹付面から流れ出
し接着率が低下すると同時に３０ｍｍ以上の施工厚みの
吹付施工体を構築することが困難となる。また、このシ
リカを主体とする超微粉の配合量が外掛で４重量％を超
えると混練物の粘性が高く、ポンプ圧送性が損なわれ、
均一な吹付施工体の構築が困難となるために好ましくな
い。

【００１８】また、シリカを主体とする超微粉の効果と
同様の目的で、アクリル酸またはカルボン酸の誘導体あ
るいはそれらの重合、共重合体を主体とする水溶性高分
子化合物の１種あるいは２種以上を外掛で０.０１〜０.
５重量％配合することができる。該水溶性高分子化合物
としては、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリカルボン酸
カルシウム、ビスフェノールスルホン酸ナトリウム等の
アルカリあるいはアルカリ土類金属塩やそれらの重合
体、共重合体体の１種または２種以上が使用できる。こ
の配合量が０.０１重量％未満の場合には、吹付後の吹
付材が吹付面から流れ出して接着率が低下すると同時に
３０ｍｍ以上の施工厚みの吹付施工体を構築することが
困難となる。また、該配合量が０.５重量％を超える
と、施工そのものには問題はないが、耐火物価格が上昇
し、コマーシャルベースにはなり難い。

【００１９】更に、該水溶性高分子化合物の１種または
２種以上を外掛で０.０１〜０.５重量％と、シリカを主
体とする超微粉を外掛で０.２〜４重量％併用すること
も可能である。

【００２０】ここで、アクリル酸、カルボン酸またはフ
ェノールスルホン酸の誘導体あるいはそれらの縮合体ま
たは重合体または共重合体を主成分とする水溶性高分子
化合物の１種であるポリアクリル酸あるいはポリカルボ
ン酸やそれらの塩は、シリカゾル、アミンシリケート、
エチルシリケートなどの珪酸質結合剤のゲル化時間調整
剤として使用すること(特開平７−149575号公報)や低セ
メントキャスタブルの分散剤として使用することは公知
であるが、本発明のように、これら水溶性高分子化合物
を湿式吹付用不定形耐火組成物に使用すると、吹付用ノ
ズルにて添加されるアルカリ性ゲル化剤と容易に反応し
て凝集し、緻密な厚肉の吹付施工が可能になることはこ
れまで知られていなかった。

【００２１】また、本発明の湿式吹付用不定形耐火組成
物には、吹付後に凝集した耐火組成物の硬化剤として、
ハイアルミナセメント、ρ−アルミナ等の活性アルミ
ナ、珪酸ソーダ、リン酸塩や熱硬化性の澱粉、珪酸ソー
ダガラス、リン酸ソーダガラス、合成樹脂エマルジョン
などの１種または２種以上をが耐火性原料に混合、混練
して使用できる。また、耐火性原料がマグネシアなどの
塩基性物質でない場合には、混練溶液として、シリカゾ
ル、アミンシリケート、エチルシリケートなどのコロイ
ダルシリカを併用してもかまわない。

【００２２】更に、必要に応じて、アルミニウム粉末、
アルミニウム合金粉末、発泡剤、金属ファイバー、有機
ファイバー、セラミックファイバー、縮合燐酸塩などの
分散剤を本発明の効果を阻害しない範囲で添加してもよ
い。

【００２３】吹付ノズルにて、本発明の湿式吹付用不定
形耐火組成物へ圧搾空気にて添加するアルカリ性ゲル化
剤としては、種々のアルカリ性物質が使用できる。例え
ば珪酸ソーダ、珪酸カリウム、硫酸塩、珪酸リチウム、
炭酸リチウム、水酸化カリウム等の粉末またはそれらの
水溶液等が使用できるが、広く市販されており、容易に
入手可能で、且つ分散性が良好な珪酸ソーダや珪酸カリ
ウム溶液が望ましい。このアルカリ性ゲル化剤の添加量
は、混練後の圧送材料に対して外掛で０.１〜３.０重量
％（固形分として）が望ましい。ここで、添加量が０.
１重量％未満の場合には、吹付時の接着性が低下するた
めに好ましくなく、該添加量が３.０重量％を超える
と、吹付ノズル内で凝集が始まり、施工性が低下するた
めに好ましくない。

【００２４】吹付施工は、本発明の湿式吹付用不定形耐
火組成物に水を４〜１２重量％（外掛）添加、混練し、
ピストンポンプやスクイズポンプあるいはスクリューポ
ンプ等の圧送機器を使用し、配管内を圧送して配管先端
に取り付けられた吹付ノズルにて圧搾空気にて送られた
アルカリ性ゲル化剤と混合して吹付けられる。

【００２５】吹付は缶体鉄皮に直接行うか、永久張りと
して施工されている断熱れんが、断熱ボード、耐火れん
があるいは吹付材や流し込み材の上に実施することがで
きる。また、れんがや吹付材、流し込み材を使用した後
の冷間補修用や使用時の熱間補修材としても使用でき
る。

【００２６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に説明す
る。実施例１本発明例と比較例の湿式吹付用不定形耐火組成物の配合
割合と試験結果を表１に示す。表１に示す各配合物を所
定量の水と混練した後、市販のピストン式コンクリート
ポンプを使用する湿式吹付工法にて吹付け、次に、１０
５℃で２４時間乾燥することによって施工体を得た。そ
の後、該施工体を４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの形
状に切断して各試験用に試料を得た。試験結果を表１に
併記する。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】

【表５】

【００３２】表１中、コロイダルシリカとしては、Ｓｉ
Ｏ₂固形分含量２０重量％のものを使用した。更に、接
着率は、施工面に接着した材料の重量を測定し、施工に
使用した材料の総重量を１００とした時の指数として表
示したものである。また、曲げ強さは、ＪＩＳＲ２５
５３に準じ、１０５℃乾燥後及び１５００℃焼成後の各
試料について測定したものである。更に、圧縮強さは、
ＪＩＳＲ２５５５に準じ、１０５℃乾燥後及び１５０
０℃焼成後の各試料について測定したものである。

【００３３】

【発明の効果】本発明の湿式吹付用不定形耐火組成物に
より下記の効果が得られる：（１）冷間における吹付時の接着率が９５％以上であ
り、従来の乾式や半乾式の吹付材の８５％、シリカを主
体とした超微粉やアクリル酸、カルボン酸またはフェノ
ールスルホン酸の誘導体あるいはそれらの縮合体または
重合体または共重合体を主成分とする水溶性高分子化合
物を添加していない同様の湿式吹付材の９０％の接着率
と比較して高接着性である；（２）また、従来の乾式、半乾式の吹付材や、シリカを
主体とした超微粉やアクリル酸、カルボン酸またはフェ
ノールスルホン酸の誘導体あるいはそれらの縮合体また
は重合体または共重合体を主成分とする水溶性高分子化
合物を添加していない同様の湿式吹付材と比較して、本
発明においては、施工時の組織ムラがなく、３０ｍｍを
超える厚肉吹付施工体においても、均一な施工体を構築
することができる；（３）均一な施工体を構築することが可能であることに
より、使用中の組織ギャップに起因した剥離の発生がな
く、同様の組成を有する流し込み材と同等の耐用性が得
られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 35/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粗粒〜超微粉に粒度調整された耐火性原
料及び硬化剤を少なくとも含有してなる不定形耐火組成
物に所定量の水を混練して得られた混練物を圧送機にて
吹付ノズルへ圧送し、該吹付ノズルにて、アルカリ性ゲ
ル化剤を圧搾空気にて添加、混合した後、吹付施工する
ことからなる湿式吹付に使用するための不定形耐火組成
物において、前記耐火性原料１００重量％に対して、シ
リカを主体とする超微粉を外掛で０．２〜４重量％含有
してなり、且つ硬化剤が熱硬化性ではないことを特徴と
する湿式吹付用不定形耐火組成物。
【請求項２】粗粒〜超微粉に粒度調整された耐火性原
料を少なくとも含有してしてなる不定形耐火組成物に所
定量の水を混練して得られた混練物を圧送機にて吹付ノ
ズルへ圧送し、該吹付ノズルにて、アルカリ性ゲル化剤
を圧搾空気にて添加、混合した後、吹付施工することか
らなる湿式吹付に使用するための不定形耐火組成物にお
いて、前記耐火性原料１００重量％に対して、アクリル
酸、カルボン酸またはフェノールスルホン酸の誘導体ま
たははそれらの縮合体または重合体または共重合体を主
成分とする水溶性高分子化合物の１種または２種以上を
外掛で０.０１〜０.５重量％含有してなることを特徴と
する湿式吹付用不定形耐火組成物。
【請求項３】粗粒〜超微粉に粒度調整された耐火性原
料を少なくとも含有してなる不定形耐火組成物に所定量
の水を混練して得られた混練物を圧送機にて吹付ノズル
へ圧送し、該吹付ノズルにて、アルカリ性ゲル化剤を圧
搾空気にて添加、混合した後、吹付施工することからな
る湿式吹付に使用するための不定形耐火組成物におい
て、前記耐火性原料１００重量％に対して、アクリル
酸、カルボン酸またはフェノールスルホン酸の誘導体ま
たははそれらの縮合体または重合体または共重合体を主
成分とする水溶性高分子化合物の１種または２種以上を
外掛で０.０１〜０.５重量％、及びシリカを主体とする
超微粉を外掛で０.２〜４重量％含有してなることを特
徴とする湿式吹付用不定形耐火組成物。