JP2965958B1

JP2965958B1 - 湿式吹付用不定形耐火物

Info

Publication number: JP2965958B1
Application number: JP10129126A
Authority: JP
Inventors: 利彦金重; 誠難波; 清隆榎木; 清行小松原
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JPH11322450A

Abstract

【要約】【課題】本発明の目的は、従来の湿式吹付用不定形耐
火物の問題点を解消することにあり、更に詳細には、吹
付施工の際に長時間にわたる施工中断の際にも不定形耐
火物が硬化せず、速やかに吹付施工を再開することがで
きる湿式吹付用不定形耐火物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物に所定量またはそれ以下の量の
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、該吹付ノズルにて凝集剤または凝集剤と残余の
水を添加、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物において、常温硬化
性結合剤あるいは水硬性結合剤が実質上不在であること
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、不定形耐火物に関
し、更に詳細には、製鋼用窯炉である高炉樋、溶銑鍋、
混銑車、転炉、取鍋、ＲＨ、ＴＤ等や各種工業用窯炉等
の施工及び補修に用いられる湿式吹付用不定形耐火物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】不定形耐火物は、その施工に際して、れ
んが積み作業に見られるような熟練作業を必要とせず、
施工の自動化、省力化も比較的容易にできることから各
種炉にて幅広く適用されている。特に、吹付用耐火物は
施工枠が不要であるために適用増加の傾向にある。しか
し、吹付工法は施工時の粉塵発生、リバウンドロス、組
織のルーズさによる耐用性不足等から主に補修に適用さ
れている。

【０００３】上述のような吹付工法の問題点を解決する
ため、例えば特公昭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が開示されている。しかしなが
ら、該公報に開示されている吹付施工法に使用される泥
漿状の不定形耐火物には、アルミナセメントに代表され
る常温硬化性結合剤（水硬性結合剤）が含まれており、
得られた施工体には充分な強度が付与されるものの、吹
付施工時に何らかの理由により施工が中断し、再開にま
で長時間を要した場合には、圧送機及び圧送ホース内の
泥漿状の不定形耐火物の硬化が徐々に始まり、施工不能
となるという問題点がある。即ち、可使時間が限定され
てしまうという欠点があった。

【０００４】一方、常温硬化性結合剤を含まない不定形
耐火物として、例えば特公平６−５３６１７号公報に
は、耐火性骨材１００重量部中に０.３ｍｍ〜１０μｍ
の耐火性微粉末を５重量部以上含有し、平均粒子径１０
μｍ以下の耐火性超微粉末を８〜２０重量部含有してな
り、且つ前記耐火性微粉末と耐火性超微粉末の合計量が
２５重量部以上である耐火性骨材１００重量部に対し、
０.５〜３.０ｍｍに粒度調整した珪酸ソーダガラスを
０.１〜２.０重量部並びに所定量の水を含有してなるこ
とを特徴とする熱硬化性樋用流し込み材が開示されてい
る。

【０００５】また、特開平４−３３１７７５号公報に
は、粒度調整された耐火性骨材と、バインダーとして
０.０７４〜２.００ｍｍに粒度調整された珪酸ソーダガ
ラス粒であって、該珪酸ソーダガラス粒の表面に軟化点
が４０〜８０℃のパラフィンを珪酸ソーダガラス／パラ
フィン重量比２〜１０の範囲内で被覆したものを必須成
分として含有することを特徴とする熱硬化性流し込み材
が開示されている。

【０００６】更に、特公平６−９４３９２号公報には、
粒度調整した耐火性骨材１００重量部に対し、感熱性結
合剤として合成樹脂エマルジョンを固形分として０.１
〜５.０重量部と、感熱ゲル化剤としてアルキルフェノ
ール−ホルマリン縮合物のアルキレンオキサイド付加物
及び／またはポリシロキサン系のアルキレンオキサイド
付加物を前記合成樹脂エマルジョンの固形分１００重量
部に対し１.０〜５０.０重量部添加してなることを特徴
とする熱硬化性不定形耐火物が開示されている。

【０００７】また、特開平６−４８８４５号公報には、
粒度調整された耐火骨材粉末１００重量％に、結合剤と
してりん酸塩ガラス及び（又は）オキシカルボン酸塩を
０.０５〜５重量％、増粘剤を０.０１〜１重量％添加し
た後に、水またはその他の混練液と混合したことを特徴
とする不定形耐火物が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらは全て
流し込み材であり、施工に際して施工枠の設置が必要と
なる。また、常温硬化性結合剤を含まず、熱硬化性結合
剤を含有することを特徴としているため、施工体を硬化
させるためには熱源が必要であり、脱枠するためには加
熱養生を行わざるを得なかった。

【０００９】従って、本発明の目的は、従来の湿式吹付
用不定形耐火物の問題点を解消することにあり、更に詳
細には、吹付施工の際に長時間にわたる施工中断の際に
も不定形耐火物が硬化せず、速やかに吹付施工を再開す
ることができる湿式吹付用不定形耐火物を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、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
てなる不定形耐火物に所定量またはそれ以下の量の水を
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、該吹付ノズルにて凝集剤または凝集剤と残余の水を
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物において、常温硬化性結
合剤あるいは水硬化性結合剤が実質上不在であり、熱硬
化性結合剤としてＳｉＯ _２／Ｎａ _２Ｏ重量比２．５以上
の珪酸塩、Ａｌ _２Ｏ _３、Ｋ _２Ｏ及び／またはＳｉＯ _２を
含有する水に難溶性のリン酸塩、または感熱性合成樹脂
エマルジョンを含有することを特徴とする湿式吹付用不
定形耐火物に係る。

【００１１】また、本発明は、上記湿式吹付用不定形耐
火物と、湿式吹付施工に必要な量またはそれ以下の量の
水とからなることを特徴とする湿式吹付用混練物に係
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の湿式吹付用不定形耐火物
は、常温硬化性結合剤あるいは水硬性結合剤が実質上不
在であることを特徴としている。また、本発明の湿式吹
付用不定形耐火物には、熱硬化性結合剤として常温では
硬化性がなく、加熱により硬化するあらゆる熱硬化性物
質を配合することができる。例えば、珪酸ソーダガラス
のようなＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏ重量比が２．５以上の珪酸
塩類；リン酸ソーダガラスのようなＡｌ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ
及び／またはＳｉＯ_２を含有する水に難溶性のリン酸塩
類；及び感熱性合成樹脂エマルジョン等を使用すること
ができる。

【００１３】ここで、熱硬化性結合剤として、上記珪酸
塩類を使用する場合、その配合量は、耐火性原料１００
重量部に対して外掛で０.１〜３重量部の範囲内であ
る。該珪酸塩類の配合量が０.１重量部未満では、乾燥
後の強度付与が充分ではないために好ましくなく、ま
た、該配合量が３重量部を超えると、それに伴ってアル
カリ金属量が増加して施工体の耐食性が低下するために
好ましくない。なお、該珪酸塩類のＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ重
量比が２.５未満であると、材料混練時に流動性が低下
するために好ましくない。

【００１４】また、熱硬化性結合剤として、上記リン酸
塩類を使用する場合、その配合量は、耐火性原料１００
重量部に対して外掛で０.１〜３重量部の範囲内であ
る。該リン酸塩類の配合量が０.１重量部未満では、乾
燥後の強度付与が充分ではないために好ましくなく、ま
た、該配合量が３重量部を超えると、それに伴ってアル
カリ金属量が増加して施工体の耐食性が低下するために
好ましくない。

【００１５】更に、熱硬化性結合剤として、上記感熱性
合成樹脂エマルジョンを使用する場合、その配合量は、
耐火性原料１００重量部に対して感熱性合成樹脂エマル
ジョンを固形分として外掛で０.１〜３重量部の範囲内
である。該感熱性合成樹脂エマルジョンの配合量が０.
１重量部未満では、乾燥後の強度付与が充分ではないた
めに好ましくなく、また、該配合量が３重量部を超える
と、得られる施工体の気孔率が増加して耐食性が低下す
るために好ましくない。なお、前記感熱性合成樹脂エマ
ルジョンとしては、例えば感熱ゲル化剤が添加された合
成樹脂エマルジョン等を挙げることができる。

【００１６】上述のように、本発明の湿式吹付用不定形
耐火物は、常温硬化性結合剤を含んでいないため、湿式
吹付用不定形耐火物を水と混練した後、混練物は硬化し
ない。そのため、湿式吹付施工時に何らかの理由で施工
が中断して再開までに長時間を要した場合でも、凝集剤
を添加する前の混練物には変化（硬化）が起こらず、速
やかに施工の再開が可能となる。また、湿式吹付施工終
了後の施工装置等（例えば圧送ポンプ、配管、ホース
等）の清掃が不要となる。

【００１７】本発明の湿式吹付用不定形耐火物は、製鋼
用窯炉である高炉樋、溶銑鍋、混銑車、転炉、取鍋、Ｒ
Ｈ、ＴＤ等や各種工業炉に使用可能であり、本発明の湿
式吹付用不定形耐火物を構成する耐火性原料は用途に応
じて種々のものを選択することができる。耐火性原料と
しては、例えば電融アルミナ、焼結アルミナ、仮焼アル
ミナ、ボーキサイト、バン土頁岩、カイヤナイト、ムラ
イト、ロー石、珪石、電融スピネル、焼結スピネル、電
融マグネシア、ジルコン、ジルコニア、炭化珪素、窒化
珪素鉄、珪素、フェロシリコン、アルミニウム、炭化硼
素、黒鉛、無定形炭素、ピッチ、粘土、ベントナイト、
含水無定形シリカ、無水無定形シリカ等よりなる群より
選択された１種または２種以上の材質を使用することが
できる。なお、耐火性原料は、湿式吹付施工に使用され
る慣用の不定形耐火物と同様の粒度構成のものを使用す
ることができる。

【００１８】また、本発明の湿式吹付用不定形耐火物を
湿式吹付施工する際には、該不定形耐火物と水とを混練
した混練物に吹付施工時に吹付ノズルにて、凝集剤を添
加することにより施工可能な接着性と保形性が付与され
る。該混練物に添加可能な凝集剤は、特に限定されるも
のではなく、該混練物に凝集作用を及ぼすあらゆる物質
が使用可能である。例えば、珪酸ソーダ、硫酸塩、珪酸
リチウム等の粉末またはそれらの水溶液等を凝集剤とし
て使用することができる。なお、凝集剤の添加量は、施
工時に良好な吹付状態となるまで添加すれば良く、その
添加量を制限するものではないが、少な過ぎると凝集作
用が弱いため接着性に乏しく、多過ぎると凝集作用が強
くなりノズル詰まりを起こしたりするので、好ましくは
本発明の湿式吹付用不定形耐火物中の耐火性原料１００
重量部に対して、外掛で０.１〜３.０重量部の範囲内で
ある。

【００１９】また、本発明の湿式吹付用不定形耐火物
は、熱間及び常温下で湿式吹付施工が可能である。ま
た、本発明の湿式吹付用不定形耐火物に、熱硬化性結合
剤を使用すれば、吹付施工後の乾燥時の昇温過程におい
て、充分な強度を施工体に付与することができる。

【００２０】更に、本発明の湿式吹付用不定形耐火物に
は、必要に応じて通常の流し込み材に使用する分散剤が
使用できる。分散剤としては、例えばアルカリ金属リン
酸塩、アルカリ金属カルボン酸塩、アルカリ金属フミン
酸塩、ポリカルボン酸ナトリウム等や、これらと同等の
効果が得られる物質の１種または２種以上を使用するこ
とができる。該分散剤の配合量は、特に限定されるもの
ではなく、流し込み材に使用されている慣用の量で配合
することができ、例えば耐火性原料１００重量部に対し
て外掛で０.０１〜０.５重量部の範囲内である。

【００２１】また、本発明の湿式吹付用不定形耐火物
は、凝集剤を添加する前であれば、水と混練後も常温で
硬化しないことから、該不定形耐火物と水とからなる混
練物として保存することができる。その場合、混練物の
輸送時の粒度偏在や液相分離を防止するために増粘剤を
使用することもできる。例えば、メチルセルローズ等の
セルローズ系有機化合物や、スチレン、イソプロピレ
ン、エチレン、メタアクリル酸エステル、アクリル酸等
より得られる種々の共重合体や不飽和カルボン酸及び／
またはジカルボン酸等の多元共重合体の合成エマルジョ
ンが使用できる。該増粘剤の配合量は、耐火性原料１０
０重量部に対して０.０１〜０.５重量部の範囲内であ
る。

【００２２】上述のように、本発明の湿式吹付用不定形
耐火物は、水と混練後も常温では変化（硬化）しないた
め、混練物として保存することも可能である。そのた
め、湿式吹付施工に必要とされる水分量より少ない水分
量の水と混練したセミウェット物として施工現場に搬入
すれば、更に、ミキサーで残余の水分を混練する際に粉
塵を防止することができ、また、予め必要量の全量の水
で混練して完全混練物として施工現場に搬入すれば、粉
塵防止は言うまでもなく、混練用のミキサーも不要とな
る。なお、前記セミウェット物は、ミキサーによる混練
を行わずにそのまま従来の吹付用ガンにて搬送し、吹付
ノズル部で凝集剤と残余の水分を添加して施工すること
もできる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の湿式吹付用不
定形耐火物を更に説明する。実施例表１に示す配合割合にて混練した混練物の硬化時間を測
定した。混練物はビニール袋に密封した後、２０℃の雰
囲気で放置し、最大７２時間まで１時間毎に硬化の状況
を確認した。また、表１に示す配合割合にて混練した混
練物について、混練直後に市販のピストン式コンクリー
トポンプを用いた湿式吹付工法による吹付テストを実施
し、接着率を測定した。なお、接着率は施工面に接着し
た不定形耐火物の重量を測定し、吹付した不定形耐火物
の総重量を１００とした時の指数として表示した。更
に、前記吹付テストにて得られた施工体を１０５℃で２
４時間乾燥した後、４０×４０×１６０ｍｍに切断加工
し、見掛気孔率及び曲げ強度を測定した。得られた結果
を表１に併記する。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】表１中、熱硬化性結合剤として使用した珪
酸ソーダガラスは、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ重量比３.２のも
のであり、リン酸ソーダガラスは、Ａｌ₂Ｏ₃を７重量
部、ＳｉＯ₂を１重量部含有するＰ₂Ｏ₅／Ｎａ₂Ｏ重量比
３.１のものであり、感熱性合成樹脂エマルジョンは、
合成樹脂エマルジョンである昭和高分子（株）社製ポリ
ゾールＰＬＸ−１９９２（ポリアクリル酸エステル系エ
マルジョン、固形分含量４５±１％）に感熱ゲル化剤と
して花王（株）社製ラテムルＮＰ−５１５０（アルキル
フェノール−ホルマリン縮合物のアルキレンオキシド付
加物）を合成樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に
対し２０重量部添加した混合物である。また、凝集剤と
して使用した珪酸ソーダ水溶液は、４０重量％濃度の水
溶液であり、硫酸塩水溶液は、硫酸マグネシウムの２０
重量％濃度水溶液であり、アルミン酸ソーダ水溶液は、
４０重量％濃度の水溶液である。なお、「混練物の硬化
時間（時間）」の欄の「未」は７２時間後未硬化を示
す。

【００２７】上記表１から明らかなように、本発明品の
不定形耐火物の混練物はいずれも混練後３日間放置して
も硬化せず、また、吹付テストにおいて、接着率も高
く、得られた施工体は低気孔率であり、曲げ強度も高い
値を示すことがわかる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の湿式吹付用
不定形耐火物は、常温硬化性結合剤あるいは水硬性結合
剤が実質上不在であることを特徴とするものであり、こ
れによって常温では水と混練した混練物であっても、凝
集剤を添加する前であれば硬化することはない。そのた
め、何らかの理由（例えば混練物圧送機のトラブル等）
による長期間の吹付施工の中断においても混練物は変化
しないため、速やかに施工を再開することができる。ま
た、当然のことながら、混練物の可使時間の調整は一切
必要ない。

───────────────────────────────────────────────────── 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
料を少なくとも含有してなる不定形耐火物に所定量また
はそれ以下の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、該吹付ノズルにて凝集剤また
は凝集剤と残余の水を添加、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物に
おいて、常温硬化性結合剤あるいは水硬化性結合剤が実
質上不在であり、熱硬化性結合剤としてＳｉＯ _２／Ｎａ
_２Ｏ重量比２．５以上の珪酸塩、Ａｌ _２Ｏ _３、Ｋ _２Ｏ及
び／またはＳｉＯ _２を含有する水に難溶性のリン酸塩、
または感熱性合成樹脂エマルジョンを含有することを特
徴とする湿式吹付用不定形耐火物。
【請求項２】湿式吹付用不定形耐火物が、分散剤を含
有してなる、請求項１記載の湿式吹付用不定形耐火物。
【請求項３】湿式吹付用不定形耐火物が、増粘剤を含
有してなる、請求項１または２記載の湿式吹付用不定形
耐火物。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項記載の
湿式吹付用不定形耐火物と、湿式吹付施工に必要な量ま
たはそれ以下の量の水とからなることを特徴とする湿式
吹付用混練物。