JP3765522B2

JP3765522B2 - Dry spraying method for dense and irregular refractory composition

Info

Publication number: JP3765522B2
Application number: JP17151199A
Authority: JP
Inventors: 古賀義春; 田中国夫; 藤崎崇
Original assignee: 大光炉材株式会社
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: JP2000356475A

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は取鍋、タンディッシュ、樋等の溶融金属容器及び雰囲気炉の内張り材として使用される緻密質流し込み耐火物の乾式吹付け施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、流し込み材の耐用性が向上するにつれて溶融金属容器の内張り材は、煉瓦から施工が容易な流し込み材へと移行してきている。しかし省力化の点では、流し込み施工方法にはまだ枠掛けという煩雑な作業があるという問題がある。その点、吹付け施工方法は型枠が不要で応急かつ局部的補修が可能なため、一段と省力化に寄与するとともに補修計画に対しても柔軟な対応ができる。そのため吹付け施工方法は増加の傾向にある。吹付け施工方法には大別すると、乾式吹付け法、半乾式吹付け法、及び湿式吹付け法の三つの方法がある。
【０００３】
乾式吹付け法は、不定形耐火物の粉体を吹付けノズルの先端まで圧搾空気で圧送し、ノズル部で水を添加して吹付ける方法である。この方法は混練用ミキサが不要で、使用後の清掃が簡便である等の利点を有するが、ノズル内での粉体と水の混合が不均一になりやすいために、施工した耐火物の耐用性が劣ったり、リバンドロスや発塵により作業環境が悪化する等の問題がある。ノズル内での粉体と水の混合を良くする方法としては、実開昭58-137465 号や同58-137466 号に開示されたものがある。両考案は同一出願人のもので、いずれもノズル部での注水が二段階になっており、さらに先端部分の注水口の形状、配置に工夫がなされている。しかし、短距離のノズル部内で粉体と水を混合するため、依然としてその混合状態は不十分である。
【０００４】
半乾式吹付け法は、予めミキサで必要施工水分量の一部を不定形耐火物の粉体と混練し、得られた混練物を乾式吹付け機により吹付けノズルまで空気圧送し、ノズルで残りの水又は硬化剤を含んだ溶液あるいは懸濁液を添加して吹付ける施工法である。この施工法の開示例としては、特開昭61-111973 号、及び特公平2-27308 号、同6-17273 号、同5-63437 号、同5-21866 号等がある。これらの施工法では、発塵防止、リバンドロスの減少という点ではある程度の改善が見られるものの、基本的にはノズル部で瞬間的に水又は水溶液と材料を混合しなければならないため、その混合度は良好でなく、水量も変動しやすい。その結果、吹付け材の付着性、施工体の均質性及び充填性が悪い。
【０００５】
湿式吹付け法は、必要施工水分量の全部を事前に不定形耐火物の粉体と混練したものを吹付ける施工法である。この場合ノズルで硬化調整剤や硬化剤を溶かした水溶液を少量添加する場合もある。さらに湿式吹付け法は、材料の圧送手段に応じて、空気圧送法とポンプ圧送法とに区分される。
【０００６】
湿式吹付け法の中でも特に、緻密質流し込み不定形耐火組成物を水又はその他の混練液で混練して流し込み軟度の作業性に調整したものを圧送ポンプで吹付けノズルに圧送し、前記吹付けノズルで圧搾空気とともに保形性付与剤又は凝集剤を水溶液の状態で添加して湿式吹付け施工する方法は、従来の乾式、半乾式又は湿式吹付け施工法と比べて、施工性及び施工体の品質において格段に優れている。本出願人はこのような湿式吹付け施工法の幾つかを先に提案した（特開平9-315872号、同10-95678号、及び同10-118762 号）。
【０００７】
施工性に関しては、上記湿式吹付け施工方法は、リバンドロスや発塵が少なく、ノズルマンの技量に依存する水量調節も必要でないため施工が安定しているという利点を有する。また施工体の品質に関しては、施工体の組織が均一かつ緻密であるため、従来吹付け法に比較して耐食性及び強度が格段に優れ、流し込み施工体に比肩できる程である。しかしながら、湿式吹付け法及び半乾式吹付け法は、ミキサで混練した材料を吹付け機又は圧送ポンプを用いてノズルまで圧送するため、施工後にミキサの清掃、ポンプ、ホース等に残留した材料の清掃及び除去等の煩雑な作業が必要であるという短所がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、不定形耐火組成物粉体と施工水分との混合を良好にすることにより、従来の乾式吹付け法及び半乾式吹付け法の問題点（リバンドロスによる環境の悪化、水分増加による施工体品質の劣化等）や、半乾式及び湿式吹付けの問題点（吹付け工程の煩雑さ、掃除の面倒さ）を解消し、さらに簡単な装置により低水量の施工水分で高密度、高強度及び高耐食性を有する緻密質不定形耐火物が得られる乾式吹付け施工法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために鋭意研究の結果、本発明者は、(イ) 不定形耐火組成物の粉体をノズル部まで空気圧送する際に、ノズル部手前で不定形耐火組成物粉体に施工水分を添加した後、混練用配管内を流通させることにより、その強力な攪拌作用により不定形耐火組成物粉体と施工水分との混練が短時間で達成できること、及び(ロ) 不定形耐火組成物の混練物に、ノズル部で凝集剤水溶液又は保形性付与剤水溶液を添加した後、混合用配管内を流通させることにより、その強力な攪拌作用により不定形耐火混練物と凝集剤水溶液又は保形性付与剤水溶液とを短時間で均一に混合できることを発見した。本発明はかかる発見に基づき完成したものである。
【００１０】
すなわち、本発明の不定形耐火組成物の乾式吹付け施工方法は、耐火性骨材及び耐火性超微粉、又は耐火性骨材、耐火性超微粉及びセメントを含む主成分と、さらに外掛けで分散剤とを含む不定形耐火組成物を吹付け、緻密な耐火物を得るもので、吹付け機に接続された圧送ホース又は圧送配管の下流部に手前から順に注水口、混練用配管及びノズル部を設け、前記ノズル部を水溶液注入口、混合用配管及び吹付けノズルにより構成し、空気圧送された不定形耐火組成物粉体に、前記注水口を通じて施工水分を添加したものを、前記混練用配管を通して流し込み軟度の作業性に混練し、得られた混練物に前記水溶液注入口から凝集剤又は保形性付与剤の水溶液を添加したものを前記混合用配管及び前記吹付けノズルを通じて吹付けることを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい実施態様による不定形耐火組成物の乾式吹付け施工方法は、耐火性骨材及び耐火性超微粉、又は耐火性骨材、耐火性超微粉及びセメントを含む主成分と、さらに外掛けで分散剤とを含む不定形耐火組成物を乾式で吹付け、緻密な耐火物を得るもので、吹付け機に接続された圧送ホース又は圧送配管の下流部に手前から順に注水口、スタティックミキサ又は捩じり管からなる混練用配管及びノズル部を設け、前記ノズル部を水溶液注入口、スタティックミキサ又は捩じり管からなる混合用配管及び吹付けノズルにより構成し、空気圧送された不定形耐火組成物粉体に、前記注水口を通じて施工水分を添加したものを、前記混練用配管を通して流し込み軟度の作業性に混練し、得られた混練物に前記水溶液注入口から凝集剤又は保形性付与剤の水溶液を添加したものを前記混合用配管及び前記吹付けノズルを通じて吹付けることを特徴とする。
前記施工水分の量は、前記不定形耐火組成物 100 重量％に対して外掛けで 4.5 〜 9.0 重量％であるのが好ましい。また前記凝集剤水溶液の場合、その添加量は前記不定形耐火組成物の主成分 100 重量％に対して外掛けで 0.1 〜 1.5 重量％であるのが好ましく、前記保形性付与剤水溶液の場合、その添加量は前記不定形耐火組成物の主成分 100 重量％に対して外掛けで 0.1 〜１重量％であるのが好ましい。スタティックミキサは、内径が20〜150 mm及び軸方向長さが20 mm以上のミキシングエレメントを有し、軸方向長さ／内径の比が１〜4 の範囲内であるのが好ましい。また捩じり管は、内径が20〜150 mm 及び捩じりピッチが50 mm以上であり、かつ捩じりピッチ／内径の比が１〜15の範囲内であるのが好ましい。
【００１２】
本発明に用いるのに適する第一の不定形耐火組成物粉体の主成分は、粒径10mm以下に調整された耐火性骨材70〜98重量％、及び粒径10μm 以下の耐火性超微粉2 〜30重量％の合計100 重量％からなり、さらに分散剤を上記主成分に対して外掛けで0.01〜1.0 重量％添加する。
【００１３】
また本発明に用いるのに適する第二の不定形耐火組成物粉体の主成分は、粒径10mm以下に調整された耐火性骨材62〜97.5重量％、粒径10μm 以下の耐火性超微粉2 〜30重量％、及びセメント0.5 〜8.0 重量％の合計100 重量％からなり、さらに分散剤を上記主成分に対して外掛けで0.01〜1.0 重量％添加する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
[1] 施工方法
【００１５】
図１は本発明の乾式吹付け施工方法を概略的に示す施工要領図であり、この図を参照して本発明の乾式吹付け施工方法の実施の形態について説明する。
【００１６】
前述したように本発明の乾式吹付け施工方法の特徴の一つは、不定形耐火組成物の粉体を吹付け機１により圧送ホース又は圧送配管２中をノズル部７まで空気圧送する途中、ノズル部７の手前で注水口４から施工水分を添加し、不定形耐火組成物粉体及び施工水分が混練用配管３内を流通している間にそれらを混練し、ノズル部７に到達するまでの間に良好な作業性の不定形耐火組成物の混練物を得ることである。
【００１７】
本発明の乾式吹付け施工方法のもう一つの特徴は、上記混練物にノズル部７内に設けた水溶液注入口８より凝集剤水溶液又は保形性付与剤水溶液を添加し、混合用配管９内を流通している間に不定形耐火混練物と凝集剤水溶液又は保形性付与剤水溶液を均一に混合し、吹付けノズル10より被施工体面14に吹付けることである。
【００１８】
(1-A) 不定形耐火組成物粉体と施工水分との混練
(1-A-a) 施工水分
施工水分は水道水、工業用水及び戻水等、硬化性状に悪影響を及ぼすような有害な物質が混入していない水であれば、いずれも使用できる。施工水分を添加する時の圧力は通常の水道水圧程度であれば十分であるが、不定形耐火組成物粉体を圧送する空気圧より低い場合は逆流の危険性があるため、５kgf/cm²以上が好ましい。また施工水分は、プランジャーポンプやモーノポンプ等の定量ポンプ６で供給するのが好ましい。
【００１９】
また施工水分の水量は、緻密質不定形耐火物を得るために非常に重要な因子であり、施工体の水分量を少なくして均一に混合するほど緻密性が向上する。不定形耐火組成物粉体は吹付けにより施工するため、吹付けに必要な流動性が確保されていることも必要である。流し込み軟度の水分量を添加し、ミキサで十分に混練する湿式吹付け法は、この観点からみれば優れた方法であるが、前記のように掃除の煩雑さという欠点を持つ。本発明は湿式吹付け法程度の水分で施工可能であり、しかも湿式吹付け法の欠点を排除している。
【００２０】
施工水分の水量は、使用する不定形耐火組成物の粒度構成及び耐火性骨材の気孔率等により大きな影響を受けるが、適正水量は、ミキサで混練した場合に流し込み軟度の作業性が得られる程度の量である。具体的には、不定形耐火組成物100 重量％に対して外掛けで4.5 〜9.0 重量％が適当である。施工水分量が4.5 重量％未満では施工材の湿潤性が不十分で施工ムラを生じ、また9.0 重量％を超えると流落等が発生し、また施工体の強度も低下する。好ましくは5.0 〜8.5 重量％である。
【００２１】
(1-A-b) 混練用配管
本発明で使用する混練用配管３としては、低水量の施工水分と不定形耐火組成物粉体とを流通させるだけで、良好な作業性を得られるものであればいずれのものでも良いが、特にスタティックミキサ又は捩じり管が好ましい。
【００２２】
▲１▼スタティックミキサ
スタティックミキサは、動力を必要とせずに、螺旋状の羽根（以下「ミキシングエレメント」と称する。）が設置された配管内に２種類以上の流体を流通させることにより、均一に混合することが可能な静止型混合機で、従来より化学、食品、水処理関連技術分野等において使用されているものである（例えば特公昭44-8290 号、特公昭52-17246号を参照）。ミキシングエレメント15，15' は、図２(a) ，(b) にそれぞれ示すように90°又は180 °捩じった形状のプレートを、隣接する端縁が直交するように連結固定したものが一般的であり、市販されている。本発明では、入手が容易な点から上記角度のスタティックミキサを使用するのが好ましいが、これに限定されることなく、使用する不定形耐火組成物粉体の種類、設置できる混練用配管の長さ等の条件により、任意の捩じり角のものを適宜選択して使用することができる。
【００２３】
さらに隣接するミキシングエレメントの捩じれ方向のずれも限定的ではなく、短時間で効率良く混合を行うために、例えば時計周りのミキシングエレメントと反時計周りのミキシングエレメントを交互に連結した構造のスタティックミキサを用いるのが好ましい。
【００２４】
本発明で使用するスタティックミキサにおいて、ミキシングエレメント15，15' の内径16，16' は20〜150mm が好ましい。内径16，16' が20mmより小さいと、管内での閉塞を避けるため、必然的に使用できる不定形耐火組成物粉体の最大粒子の大きさが限定され、結果的に得られる施工体の耐用性が低下するために好ましくない。また内径16，16' が150mm を超えると、通常の乾式吹付け機用コンプレッサーでは、容量が足りずに圧送が困難になるために好ましくない。より好ましい内径16，16' は25〜100mm である。またミキシングエレメント15，15' の軸方向長さは20mm以上が好ましい。
【００２５】
ミキシングエレメント15，15' の軸方向長さ17／内径16（又は軸方向長さ17' ／内径16' ）の比は、短時間で効率の良い混練を行うために特に重要であり、本発明では１〜４の範囲が好ましい。１より小さいと、旋回角度が急になるため圧力損失が増大し、スタティックミキサ内を閉塞する恐れがあるため好ましくない。また４を超えると、混練効率が低下し、必要以上にスタティックミキサが長くなるため好ましくない。さらに好ましい比は1.5 〜３である。
【００２６】
連結するミキシングエレメント15，15' の数は、使用する不定形耐火組成物粉体の種類及び上記した各ミキシングエレメント15，15' の軸方向長さ17／内径16の比に応じて、適宜選択可能であるが、混練用配管３の効率を上げるためには、４つ以上、すなわち混練用配管長として80mm以上である必要がある。
【００２７】
スタティックミキサの材質としては、金属、プラスチック、ゴム、セラミック、又はこれらの複合材料等を適宜選択して使用することが可能であるが、強度及び耐摩耗性等の点から、ステンレススチールや鋼等の金属製品が好ましい。
【００２８】
▲２▼捩じり管
本発明の乾式吹付け施工方法では、上記スタティックミキサと同じ作用をする混練用配管３として、図３に示すような捩じり管の使用も可能である。図３(a) ，(b) に示すように、捩じり管20は、配管を一定方向に所定の間隔に捩じった構造を有しており、管内内壁は、偏心した楕円が連続した構造を有する。そのため２種以上の流体が流通すると、管内内壁の構造により繰り返しせん断力を受け、次第に均一に混合される。
【００２９】
捩じり管20の内径18は、上記▲１▼のスタティックミキサの欄に記載したのと同じ理由により、20〜150mm であるのが好ましく、25〜100mm がより好ましい。また図示するように180 °捩じった長さ（以下「捩じりピッチ19」と称す。）は50mm以上が好ましい。捩じりピッチ19が50mm未満では、捩じり管20の製造が困難となるために好ましくない。
【００３０】
捩じり管20の捩じりピッチ19／内径18の比は、短時間で効率の良い混練を行うために特に重要であり、本発明では１〜15の範囲にあるのが好ましい。１より小さいと、旋回角度が急になるため、圧力損失が増大し、捩じり管20内を閉塞する恐れがあるため好ましくない。また15を超えると、混練効率が低下し、必要以上に捩じり管20の長さが長くなるため好ましくない。さらに好ましい範囲は２〜10である。
【００３１】
捩じり管20の捩じり数は、使用する不定形耐火組成物粉体の種類、各捩じりピッチ19等に応じて、適宜選択することが可能であるが、混練用配管３としての効果を得るためには６つ以上、すなわち混練用配管長として300mm 以上である必要がある。
【００３２】
捩じり管の材質としては、金属、プラスチック、ゴム、セラミック、又はこれらの複合材料等が適宜選択可能であるが、なかでもプラスチック又はゴム等の弾力性のある材料が好ましい。その場合、流体の圧力により捩じり管20が膨張するため、図３(b) に示すように捩じり管20の周りを外管30で被覆した2 重管構造とするのが好ましい。
【００３３】
上記スタティックミキサ又は捩じり管を有する混練用配管３の設置場所は、ノズル部７と注水口４との間であればいずれの場所も可能であるが、施工水分と不定形耐火組成物粉体をいち早く混練して良好な作業性を得るために、図１に示すように注水口４に隣接した場所が好ましい。施工現場での吹付け作業を容易にするために、混練用配管３とノズル部７との間は、例えばゴム製配管等のフレキシブルな配管で接続した方がより好ましい。また混練用配管３の内径は、必ずしも粉体輸送用圧送ホース又は圧送用配管と同一の径にする必要はなく、それより大きくしてもよい。
【００３４】
(1-B) 不定形耐火混練物と凝集剤水溶液又は保形性付与剤水溶液との混合
(1-B-a) 凝集剤水溶液及び保形性付与剤水溶液
▲１▼凝集剤水溶液
凝集剤水溶液としては、 H⁺、OH^-イオン、あるいはMg²⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Al³⁺、SO₄ ^2-、CO₃ ^2-、Cr₂O₇ ^2-といった2 価又は3 価の陽イオン又は陰イオン（耐火性超微粉の表面電荷と反対のもの）を溶出する電解質の水溶液を使用する。このような電解質として例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、ポリ塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、重クロム酸カリウム、水酸化カルシウム、硫酸、水酸化ナトリウム等が挙げられる。
【００３５】
凝集剤水溶液の添加量は水溶液の濃度にもよるが、不定形耐火組成物粉体（耐火性骨材＋耐火性超微粉又は耐火性骨材＋耐火性超微粉＋セメント）100 重量％に対して、外掛けで0.1 〜1.5 重量％が適当である。凝集剤水溶液の添加量が0.1 重量％未満では凝集効果が小さく、1.5 重量％超では施工体の緻密性が低下する。好ましい凝集剤の添加量は0.2 〜1.3 重量％である。
【００３６】
凝集剤水溶液は、定量ポンプ12を用いてノズル部７内の水溶液注入口８を通して供給する。定量ポンプ12としては、供給量の変動が小さいという点からモーノポンプを使用するのが好ましい。
【００３７】
▲２▼保形性付与剤水溶液
本発明では上記凝集剤水溶液の代わりに珪酸アルカリ、アルミン酸アルカリ等の水溶液を保形性付与剤水溶液として用いても良い。保形性付与剤水溶液は吹付け施工した瞬間に水を含有した不定形耐火組成物の流動性を消失させ、保形性を持たせる作用を有する。
【００３８】
珪酸アルカリとしては、SiO₂／R₂O （ただしR₂O はアルカリ金属酸化物）のモル比が2.0 〜3.3 であるのが好ましい。アルミン酸アルカリはR₂O ／Al₂O₃（ただしR₂O はアルカリ金属酸化物）のモル比が１〜3 であるのが好ましい。
【００３９】
保形性付与剤水溶液の添加量はいずれの場合も、不定形耐火組成物粉体（耐火性骨材＋耐火性超微粉、又は耐火性骨材＋耐火性超微粉＋セメント）100 重量％に対して、外掛けで0.1 〜1 重量％が適当である。0.1 重量％未満では保形性付与の効果が小さく、また1.0 重量％超ではアルカリ成分が多くなって耐食性が低下する。好ましい保形性付与剤水溶液の添加量は0.2 〜0.8 重量％である。
【００４０】
保形性付与剤水溶液の添加は、定量ポンプ12を用いてノズル部７内の水溶液注入口８を通して供給するのが好ましい。定量ポンプ12としては、供給量の変動が小さいという点からモーノポンプを使用するのが好ましい。
【００４１】
(1-B-b) 混合用配管９
本発明で使用する混合用配管９としては、不定形耐火混練物とノズル部７内の水溶液注入口８より添加した凝集剤水溶液又は保形性付与剤水溶液とを、吹付けノズル10から噴出するまでの短い時間の間に均一に混合できるものであればいずれのものも使用可能であるが、特に(1-A-b）の欄で記載したスタティックミキサ又は捩じり管を使用するのが好ましい。混合用配管９としてのスタティックミキサのミキシングエレメントの連結数及び捩じり管の捩じり数は、所望の混合度合いだけでなく、凝集剤又は保形性付与剤の凝結速度によっても左右される。すなわち、凝結速度が速い場合は、吹付け材の凝結による混合配管の閉塞を防止するため、ミキシングエレメントの連結数及び捩じり管の捩じり数は少なくならざるを得ない場合がある。混合度合の観点から、望ましいミキシングエレメントの連結数及び捩じり管の捩じり数はそれぞれ２つ以上である。
【００４２】
[2] 不定形耐火組成物
本発明にはセメントを含まない不定形耐火組成物及びセメントを含む不定形耐火組成物のいずれも使用可能である。
【００４３】
(2-A) セメントを含まない不定形耐火組成物
本発明に使用するセメントを含まない不定形耐火組成物粉体の主成分は、(a）耐火性骨材及び(b）耐火性超微粉の合計100 重量％からなり、さらに前記不定形耐火組成物に対して(c）分散剤を外掛けで添加する。
【００４４】
(2-A-a) 耐火性骨材
耐火性骨材は、電融アルミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト、カイヤナイト、アンダリュサイト、ムライト、シャモット、ロー石、珪石、アルミナ−マグネシアスピネル、マグネシア、ジルコン、ジルコニア、炭化珪素、黒鉛、ピッチ等からなる群から選ばれた少なくとも１種であり、必要に応じて２種以上を併用することができる。その耐火性骨材の粒径は10mm以下である。10mm超になると施工時のリバンドロスが多くなる。耐火性骨材の配合量は、耐火性骨材と耐火性超微粉から構成される不定形耐火組成物100 重量％あたり70〜98重量％であるのが好ましく、75〜95重量％であるのがより好ましい。
【００４５】
(2-A-b）耐火性超微粉
耐火性超微粉としてはアルミナ、非晶質シリカ、シリカ、チタニア、ムライト、ジルコニア、クロミア、炭化珪素、カーボン、粘土等の超微粉からなる群から選ばれた少なくとも１種を使用し、必要に応じて２種以上を併用することができる。その耐火性超微粉の粒径は10μm 以下、好ましくは1 μm 以下である。粒径が10μm を超えると分散剤との併用による減水効果が小さい。耐火性超微粉の粒径が１μm 以下の場合、その効果は特に顕著である。
【００４６】
耐火性超微粉の配合量は、不定形耐火組成物100 重量％に対して２〜30重量％であるのが好ましい。2 重量％未満では減水効果が小さく、また30重量％を超えると施工水量が増加するとともに耐火物施工後に加熱焼成されたときの収縮が大きくなる。より好ましい耐火性超微粉の配合量は５〜25重量％である。
【００４７】
(2-A-c）分散剤
分散剤としてはヘキサメタリン酸ソーダ等の縮合燐酸のアルカリ金属塩及び珪酸のアルカリ金属塩、あるいはカルボン酸、フミン酸、アルキルスルホン酸、芳香族スルホン酸等の有機酸及びそのアルカリ金属塩のうち、１種以上を用いる。分散剤の添加量は不定形耐火組成物100 重量％に対し、外掛けで0.01〜1.0 重量％であるのが好ましい。分散剤の添加量が0.01重量％未満では耐火性超微粉に対する十分な分散効果が得られず、また1.0 重量％を超えると最適な分散状態が得られない。より好ましい分散剤の添加量は0.03〜0.8 重量％である。
【００４８】
(2-B）セメントを含有する不定形耐火組成物
本発明のセメントを含まない不定形耐火組成物粉体の主成分は、(a）耐火性骨材、(b）耐火性超微粉及び(c) セメントの合計100 重量％からなり、さらに前記不定形耐火組成物に対して(d）分散剤を外掛けで添加する。
【００４９】
(2-B-a）耐火性骨材
本発明に使用する耐火性骨材は、上記(2-A-a）の欄に記載したものと種類及び粒径が同じである。耐火性骨材の配合量は、耐火性骨材、耐火性超微粉及びセメントから構成される不定形耐火組成物100 重量％あたり62〜97.5重量％であるのが好ましい。より好ましい耐火性骨材の配合量は、前記と同一の理由により67〜94.5重量％である。
【００５０】
(2-B-b）耐火性超微粉
耐火性超微粉の種類及び粒径は前記(2-A-b）と同一である。耐火性超微粉の配合量は不定形耐火組成物100 重量％あたり2 〜30重量％であるのが好ましい。より好ましい耐火性超微粉の配合量は、前記と同一の理由により5 〜25重量％である。
【００５１】
(2-B-c）セメント
セメントの配合は施工体の強度向上のために行う。セメントはどのような種類のものでも強度向上のために有益であれば使用可能であるが、耐火性の面からアルミナセメントを使用することが望ましい。アルミナセメントはJIS １種、２種及び３種クラスが適している。セメントの配合量は、不定形耐火組成物100 重量％あたり0.5 〜8.0 重量％であるのが好ましい。0.5 重量％未満ではセメント添加による強度向上効果が十分でなく、8.0 重量％を超えると施工体の耐食性の低下が大きい。より好ましくは1.0 〜6.0 重量％である。
【００５２】
(2-B-d）分散剤
分散剤の種類は前記(2-A-c）と同一である。分散剤の添加量は、不定形耐火組成物100 重量％あたり外掛けで0.01〜1.0 重量％であるのが好ましい。より好ましい分散剤の添加量は前記と同一の理由により0.03〜0.8 重量％である。
【００５３】
[3] その他の成分
不定形耐火組成物に外掛けとして配合できるその他の成分として、強度向上のための無機あるいは金属等の繊維、乾燥時の爆裂防止剤としての金属アルミニウム粉末、オキシカルボン酸塩及び有機繊維等がある。さらに金属シリコン、フェロシリコン等の粉末状焼結助剤、炭化ホウ素等の酸化防止剤も使用できる。
【００５４】
【実施例】
本発明を以下の実施例及び比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５５】
本発明の乾式吹付け施工方法を下記の施工設備を用いて実施し、従来の乾式、半乾式及び湿式吹付け施工方法と比較した。使用した不定形耐火組成物の配合を表１に、使用した混練用配管及び混合用配管や、凝集剤及び保形性付与剤水溶液の種類及び量や、施工後の施工体の特性等を表２及び表３に示す。なお各施工体の特性は下記の要領で測定した。
【００５６】
(1）本発明の乾式吹付け施工方法に使用する設備の概要
吹付け機：（株）佐山製作所のモルタルマスター吹付け機 100M 型。吹付け量：10〜30kg／分。
施工水分添加用定量ポンプ：流量が0.5 〜2.5 リットル／分の高圧タイプのプランジャーポンプ。
凝集剤水溶液及び保形性付与剤水溶液添加用定量ポンプ：流量が0.05〜0.48リットル／分のモーノポンプ。
【００５７】
(2) 施工後の施工体の特性
嵩比重：得られた施工体から試験片を切り出し、所定の温度で焼成した後で測定した。
曲げ強度：得られた施工体から試験片を切り出し、還元性雰囲気中で1450℃×３時間焼成後、JIS-R2553 に基づいて測定した。
リバンドロス：吹付け施工時に、材料と被施工体面の付着状況を目視にて観察した。
【００５８】
【表１】

【００５９】
注：(1）粒径5mm 超10mm以下、単位：重量％。
(2）粒径1mm 超5mm 以下、単位：重量％。
(3）粒径1mm 以下、単位：重量％。
(4）粒径150 μm 以下、単位：重量％。
(5）粒径1mm 以下、単位：重量％。
(6）粒径10μm 以下、単位：重量％。
(7）粒径１μm 以下、単位：重量％。
(8）粒径１μm 以下、単位：重量％。
(9）粒径10μm 以下、単位：重量％。
(10)JIS １種、単位：重量％。
(11)粒径0.5mm 以下、単位：重量％( 外掛け) 。
(12)粒径0.5mm 以下、単位：重量％( 外掛け) 。
(13)単位：重量％（外掛け）。
【００６０】
【表２】

【００６１】
注：(1) 表１の不定形耐火組成物の配合。
(2) 施工方法の各表示の内容は以下の通りである。
本発明：本発明の乾式吹付け施工方法。
乾式吹付け法：不定形耐火組成物粉体をノズル部まで空気圧送し、ノズル部で全施工水分を添加して吹付ける。
半乾式吹付け法：混練機で全施工水分の約25重量％を添加混練した混練物を空気圧送し、ノズル部で保形性付与剤又は凝集剤とともに残りの施工水分を添加して吹付ける。
湿式吹付け法：混練機で施工水分を添加して混練したものをポンプで圧送し、ノズル部で圧搾空気とともに保形性付与剤又は凝集剤を添加して吹付ける。
(3) 単位：重量％（外掛け）。
(4) 混練用配管として下記のものを用いた。
スタティックミキサ：ミキシングエレメントの連結数は９つであり、各ミキシングエレメントは、時計周りと反時計周りに18 0 °捩じり、それぞれ交互に各端縁で直交するように結合したものを使用した。また各ミキシングエレメントは、内径が35mm、軸方向の長さが70mm（軸方向長さ／内径の比は2.0 ）であり、材質はステンレス製のものを使用した。
捩じり管：内径が35mm、捩じりピッチが150mm であり、時計周りに12回捩じったものを使用した。また材質はゴム製で補強のため、２重管構造とした。
(5) 混合用配管として下記のものを用いた。
スタティックミキサ：ミキシングエレメントの連結数は２つであり、各ミキシングエレメントは、時計周りと反時計周りに18 0 °捩じり、それぞれ交互に各端縁で直交するように結合したものを使用した。また各ミキシングエレメントは、内径が35mm、軸方向の長さが70mm（軸方向長さ／内径の比は2.0 ）であり、材質はステンレス製のものを使用した。
捩じり管：内径は35mm、各捩じりピッチは150mm であり、時計周りに３回捩じったものを使用した。また材質はゴム製で補強のため、２重管構造とした。
(6) 単位：重量％( 外掛け）。
(7) 濃度15重量％。
(8) 単位：重量％( 外掛け）。
(9) 濃度33重量％、SiO₂／Na₂O₃のモル比＝2.17。
(10) 濃度38重量％、Na₂O／Al₂O₃のモル比＝1.7 。
(11) 単位：重量％（外掛け）。
(12) 単位：Mpa 。
(13) 以下の基準で評価した。
○ ：リバンドロスが少なく、良好。
△ ：リバンドロスが若干多く、やや不良。
▲ ：リバンドロスが多く、不良。
【００６２】
【表３】

【００６３】
注：(1) 〜(13) 表２と同じ。
【００６４】
実施例１〜６は本発明の実施結果であり、不定形耐火組成物粉体輸送用配管の途中に混練用配管、さらにノズル部に混合用配管を設置するだけで、施工に必要な水分量が比較例１の湿式吹付け法と同程度であり、施工後の施工体の強度及びリバンドロスも湿式吹付け施工法と同程度に良好であった。
【００６５】
これに対し、比較例２及び４は従来の乾式吹付け法による実験例であるが、粉体と水分との混合状態が悪いため必要水分量が非常に多くなり、施工体の強度が不十分であった。また施工時のリバンドロスも多く不良であった。比較例３は、半乾式吹付け法による実験例であるが、必要水分量がやや多く施工体の強度も十分でない。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の乾式吹付け施工方法は、従来の粒度及び組成を有するセメントを含まない不定形耐火組成物又はセメントを含有する不定形耐火組成物に分散剤を添加した粉体を乾式吹付け機により空気圧送し、ノズル部の手前で注水口から流し込み施工と同程度の量の施工水分を添加し、混練用配管を流通させるとともに、さらにノズル部で凝集剤水溶液又は保形性付与剤水溶液を添加し、混合用配管を流通させながら吹付けノズルより吹付け施工するものである。
【００６７】
本発明の乾式吹付け施工方法により、リバンドロスによる環境悪化や水分増加による施工体の品質劣化等の従来の乾式吹付け法や半乾式吹付け法が有する問題点や、吹付け工程が複雑になるとか、掃除が面倒であるとかの湿式吹付け法及び半乾式吹付け法が有する問題点が解決され、簡単な工程で、優れた性状の緻密質不定形耐火物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乾式吹付け施工方法の一例を示す施工要領略図である。
【図２】スタティックミキサの具体例を示す部分概略図であり、(a) はプレートの捩じり角が90°のものを示し、(b) はプレートの捩じり角が180 °のものを示す。
【図３】捩じり管を示す斜視図であり、(a) は捩じり管の一例を示し、(b) は捩じり管の周囲に設ける外管の一例を示す。
【符号の説明】
1 ・・・乾式吹付け機
2 ・・・圧送ホース又は圧送配管
3 ・・・混練用配管
4 ・・・注水口
5 ・・・施工水分輸送管
6 ・・・施工水分添加用定量ポンプ
7 ・・・ノズル部
8 ・・・水溶液注入口
9 ・・・混合用配管
10・・・吹付けノズル
11・・・凝集剤又は保形性付与剤輸送管
12・・・凝集剤又は保形性付与剤添加用定量ポンプ
13・・・吹付け材料
14・・・被施工体面
15、15' ・・・ミキシングエレメント
16、16' ・・・ミキシングエレメントの内径
17、17' ・・・ミキシングエレメントの軸方向長さ
18・・・捩じり管の内径
19・・・捩じりピッチ
20・・・捩じり管
30・・・外管BACKGROUND OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to a dry spraying method for dense cast refractories used as a lining material for molten metal containers such as ladle, tundish, firewood, etc. and atmosphere furnaces.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the durability of the casting material has improved, the lining material of the molten metal container has shifted from a brick to a casting material that is easy to construct. However, in terms of labor saving, there is a problem that the casting construction method still has a complicated work of framing. In that respect, the spray construction method does not require a formwork and can be repaired quickly and locally, thus contributing to further labor saving and flexible response to the repair plan. Therefore, the spray construction method tends to increase. The spray construction methods are roughly classified into three methods: dry spray method, semi-dry spray method, and wet spray method.
[0003]
The dry spraying method is a method in which powder of an irregular refractory is pumped with compressed air to the tip of the spray nozzle, and water is added and sprayed at the nozzle part. This method does not require a mixer for kneading and has advantages such as easy cleaning after use. However, since the mixing of powder and water in the nozzle tends to be uneven, There are problems such as inferior property and work environment deteriorated by reband loss and dust generation. As a method for improving the mixing of powder and water in the nozzle, there are methods disclosed in Japanese Utility Model Publication Nos. 58-137465 and 58-137466. Both devices belong to the same applicant, both have two stages of water injection at the nozzle part, and further devised the shape and arrangement of the water injection port at the tip. However, since the powder and water are mixed in the short-distance nozzle portion, the mixing state is still insufficient.
[0004]
In the semi-dry spraying method, a part of the required working moisture is kneaded with the powder of the irregular refractory in advance with a mixer, and the resulting kneaded product is pneumatically fed to the spraying nozzle with a dry spraying machine. It is a construction method in which a solution or suspension containing the remaining water or a curing agent is added and sprayed. Examples of this construction method are disclosed in JP-A-61-111973, JP-B-2-27308, JP-A-6-1773, JP-A-5-63437, and JP-A-5-21866. Although these construction methods show some improvement in terms of preventing dust generation and reducing reband loss, basically, water or an aqueous solution and material must be mixed instantaneously at the nozzle, so the degree of mixing Is not good, and the amount of water tends to fluctuate. As a result, the adhesion of the spray material, the homogeneity of the construction body and the filling property are poor.
[0005]
The wet spraying method is a spraying method in which all of the required construction moisture amount is previously kneaded with powder of an irregular refractory material. In this case, a small amount of an aqueous solution in which a curing regulator or a curing agent is dissolved may be added by a nozzle. Further, the wet spraying method is classified into a pneumatic feeding method and a pump pumping method according to the material pressure feeding means.
[0006]
Among the wet spraying methods, in particular, a dense cast amorphous refractory composition kneaded with water or other kneading liquid and adjusted to workability of the cast softness is pumped by a pumping pump to a spray nozzle, Compared with conventional dry, semi-dry, or wet spraying methods, the wet spraying method by adding a shape-retaining agent or flocculant in the form of an aqueous solution together with compressed air at the attachment nozzle is more workable and constructing. Excellent in body quality. The present applicant has previously proposed several wet spraying methods (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-315872, 10-95678, and 10-118762).
[0007]
Regarding the workability, the wet spraying construction method has the advantage that the construction is stable because there is little reband loss and dust generation and there is no need to adjust the amount of water depending on the skill of the nozzle man. Regarding the quality of the construction body, the structure of the construction body is uniform and dense, so that the corrosion resistance and strength are much superior to those of the conventional spraying method, which is comparable to the casting construction body. However, the wet spraying method and the semi-dry spraying method pump the material kneaded in the mixer to the nozzle using a sprayer or a pump, so that the material remaining on the mixer cleaning, pump, hose, etc. after construction There is a disadvantage that complicated operations such as cleaning and removal are necessary.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the object of the present invention is to improve the mixing of the amorphous refractory composition powder and the construction moisture, thereby to solve the problems of the conventional dry spray method and semi-dry spray method (environmental deterioration due to reband loss, moisture content). Deterioration of construction body quality due to increase, etc.) and the problems of semi-dry and wet spraying (complexity of spraying process, cumbersome cleaning), and high density with low water content by simple equipment Another object of the present invention is to provide a dry spraying method for obtaining a dense amorphous refractory having high strength and high corrosion resistance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnest research to solve the above problems, the present inventor has found that (i) when the powder of the amorphous refractory composition is pneumatically fed to the nozzle part, the powder is converted into the amorphous refractory composition powder before the nozzle part. After adding construction moisture, by circulating in the kneading pipe, kneading of the amorphous refractory composition powder and construction moisture can be achieved in a short time by virtue of its powerful stirring action, and (b) Amorphous refractory resistance. After adding the flocculant aqueous solution or the shape-retaining agent aqueous solution to the kneaded product of the composition at the nozzle part, the amorphous refractory kneaded material and the flocculant aqueous solution are circulated through the mixing pipe by its powerful stirring action. Or it discovered that a shape-retaining agent aqueous solution could be mixed uniformly in a short time. The present invention has been completed based on such findings.
[0010]
That is, the dry spray construction method of the irregular refractory composition of the present invention,A dense refractory is sprayed with an amorphous refractory composition containing a refractory aggregate and a refractory ultrafine powder, or a main component containing a refractory aggregate, a refractory ultrafine powder and cement, and a dispersant as an outer shell. To getA water inlet, a kneading pipe and a nozzle part are provided in this order from the front to the downstream part of the pressure hose or pressure pipe connected to the spraying machine, and the nozzle part is composed of an aqueous solution inlet, a mixing pipe and a spray nozzle, Through the kneading pipe, the non-standard refractory composition powder fed pneumatically is added with construction moisture through the water injection port.For workability with soft castingA kneaded product obtained by adding an aqueous solution of a flocculant or a shape-retaining agent from the aqueous solution injection port is sprayed through the mixing pipe and the spray nozzle.
[0011]
According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a dry spraying method for an amorphous refractory composition comprising a refractory aggregate and a refractory ultrafine powder, or a main component comprising a refractory aggregate, a refractory ultrafine powder and cement, and A non-standard refractory composition containing a dispersant is sprayed in a dry manner to obtain a dense refractory. A water injection port, static in the downstream part of the pumping hose or pumping pipe connected to the sprayer from the front. A kneading pipe consisting of a mixer or a torsion pipe and a nozzle part are provided, and the nozzle part is composed of an aqueous solution inlet, a mixing pipe consisting of a static mixer or a torsion pipe and a spray nozzle, and is fed pneumatically. A fixed refractory composition powder, to which construction moisture is added through the water injection port, is poured through the kneading pipe and kneaded for soft workability, and the obtained kneaded product is added to the flocculant or from the aqueous solution injection port. Wherein the blowing material obtained by adding an aqueous solution in the form-imparting agent through the mixing pipe and the spray nozzle.
The amount of the construction moisture is determined by the irregular refractory composition. 100 On the outside for weight% 4.5 ~ 9.0 It is preferable that it is weight%. In the case of the aqueous flocculant solution, the amount added is the main component of the amorphous refractory composition. 100 On the outside for weight% 0.1 ~ 1.5 It is preferable that the amount is in the form of weight%, and in the case of the shape-retaining agent aqueous solution, the amount added is the main component of the amorphous fireproof composition 100 On the outside for weight% 0.1 It is preferably ˜1% by weight.The static mixer preferably has a mixing element having an inner diameter of 20 to 150 mm and an axial length of 20 mm or more, and the axial length / inner diameter ratio is preferably in the range of 1 to 4. The torsion tube preferably has an inner diameter of 20 to 150 mm, a twist pitch of 50 mm or more, and a torsion pitch / inner diameter ratio of 1 to 15.
[0012]
The main components of the first amorphous refractory composition powder suitable for use in the present invention are 70 to 98% by weight of a refractory aggregate adjusted to a particle size of 10 mm or less, and a refractory ultrafine powder having a particle size of 10 μm or less. The total amount is 2 to 30% by weight and 100% by weight. Further, 0.01 to 1.0% by weight of a dispersant is added as an outer coating to the main component.
[0013]
The main component of the second amorphous refractory composition powder suitable for use in the present invention is 62-97.5% by weight of a refractory aggregate adjusted to a particle size of 10 mm or less and a refractory ultrafine powder having a particle size of 10 μm or less. The total amount is 2 to 30% by weight and cement is 0.5 to 8.0% by weight, and 100% by weight is added. Further, 0.01 to 1.0% by weight of a dispersant is added as an outer shell to the main component.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
[1] Construction method
[0015]
FIG. 1 is a construction diagram schematically showing the dry spraying method of the present invention, and an embodiment of the dry spraying method of the present invention will be described with reference to this figure.
[0016]
As described above, one of the features of the dry spraying method of the present invention is that the powder of the amorphous refractory composition is pneumatically fed to the nozzle portion 7 through the pressure hose or the pressure piping 2 by the spraying machine 1, Construction moisture is added from the water injection port 4 before the nozzle portion 7, and the irregular refractory composition powder and construction moisture are kneaded while flowing through the kneading pipe 3, and reach the nozzle portion 7. In the meantime, a kneaded product of an irregular refractory composition having good workability is obtained.
[0017]
Another feature of the dry spraying method of the present invention is that a flocculant aqueous solution or a shape-retaining agent aqueous solution is added to the kneaded product from an aqueous solution injection port 8 provided in the nozzle portion 7, and the inside of the mixing pipe 9 is added. In this case, the amorphous refractory kneaded material and the flocculant aqueous solution or the shape retention agent aqueous solution are uniformly mixed and sprayed onto the work surface 14 from the spray nozzle 10.
[0018]
(1-A) Kneading of irregular refractory composition powder and construction moisture
(1-A-a) Construction moisture
The construction water can be any water that does not contain harmful substances that adversely affect the curing properties, such as tap water, industrial water, and return water. The pressure at the time of adding construction water is sufficient if it is about the normal tap water pressure, but if it is lower than the air pressure for pumping the irregular refractory composition powder, there is a risk of backflow, 5 kgf / cm²The above is preferable. Moreover, it is preferable to supply construction water with a metering pump 6 such as a plunger pump or a Mono pump.
[0019]
Further, the amount of construction water is a very important factor for obtaining a dense amorphous refractory, and the denseness improves as the amount of moisture in the construction body is reduced and uniformly mixed. Since the amorphous refractory composition powder is applied by spraying, it is necessary that the fluidity necessary for spraying is ensured. A wet spraying method in which a soft amount of water is added and the mixture is sufficiently kneaded by a mixer is an excellent method from this point of view, but has the disadvantage of complicated cleaning as described above. The present invention can be applied with moisture equivalent to the wet spraying method, and eliminates the disadvantages of the wet spraying method.
[0020]
The amount of water in the construction is greatly affected by the particle size composition of the amorphous refractory composition used and the porosity of the refractory aggregate, but the appropriate amount of water can be obtained when it is kneaded with a mixer. It is the amount that can be. Specifically, 4.5 to 9.0% by weight is appropriate as an outer shell with respect to 100% by weight of the amorphous refractory composition. If the amount of moisture is less than 4.5% by weight, the wettability of the construction material will be insufficient, resulting in unevenness of construction, and if it exceeds 9.0% by weight, a drop will occur and the strength of the construction will also decrease. Preferably it is 5.0 to 8.5 weight%.
[0021]
(1-A-b) Kneading pipe
The kneading pipe 3 used in the present invention may be any one as long as good workability can be obtained only by circulating a low amount of construction water and an amorphous refractory composition powder. A static mixer or a torsion pipe is particularly preferable.
[0022]
(1) Static mixer
Static mixers can be mixed uniformly by passing two or more fluids through a pipe in which spiral blades (hereinafter referred to as “mixing elements”) are installed without requiring power. This is a static mixer that has been used in the chemical, food and water treatment related technical fields (see, for example, Japanese Patent Publication Nos. 44-8290 and 52-17246). The mixing elements 15 and 15 'are obtained by connecting and fixing plates with 90 ° or 180 ° twisted shapes as shown in Figs. 2 (a) and 2 (b) so that adjacent edges are orthogonal to each other. Common and commercially available. In the present invention, it is preferable to use a static mixer having the above-mentioned angle because it is easily available. However, the present invention is not limited to this, and the type of the amorphous refractory composition powder to be used, the length of the kneading pipe that can be installed. Depending on the conditions, it is possible to appropriately select and use one having an arbitrary twist angle.
[0023]
Furthermore, the deviation of the twisting direction of adjacent mixing elements is not limited. For efficient mixing in a short time, for example, a static mixer with a structure in which clockwise mixing elements and counterclockwise mixing elements are alternately connected is used. It is preferable to use it.
[0024]
In the static mixer used in the present invention, the inner diameters 16 and 16 'of the mixing elements 15 and 15' are preferably 20 to 150 mm. If the inner diameter 16, 16 'is smaller than 20mm, the maximum particle size of the irregular shaped refractory composition powder that can be used inevitably is limited in order to avoid clogging in the pipe, and the durability of the resulting construction body is limited. This is not preferable because the properties are lowered. On the other hand, when the

inner diameter

16, 16 ′ exceeds 150 mm, it is not preferable because a normal compressor for a dry sprayer is insufficient in capacity and difficult to pump. A more preferable inner diameter 16, 16 'is 25 to 100 mm. The axial length of the mixing

elements

15, 15 ′ is preferably 20 mm or more.
[0025]
The ratio of the axial length 17 / inner diameter 16 (or the axial length 17 ′ / inner diameter 16 ′) of the mixing

elements

15 and 15 ′ is particularly important for efficient kneading in a short time. Then, the range of 1-4 is preferable. If it is smaller than 1, the turning angle becomes steep, pressure loss increases, and the inside of the static mixer may be blocked. If it exceeds 4, the kneading efficiency is lowered, and the static mixer becomes longer than necessary, which is not preferable. A more preferred ratio is 1.5-3.
[0026]
The number of mixing elements 15 and 15 'to be connected is appropriately selected according to the type of amorphous refractory composition powder used and the ratio of the axial length 17 / inner diameter 16 of each mixing element 15, 15' described above. Although it is possible, in order to increase the efficiency of the kneading pipe 3, it is necessary that the number of the kneading pipes is four or more, that is, the kneading pipe length is 80 mm or more.
[0027]
As the material of the static mixer, metal, plastic, rubber, ceramic, or a composite material thereof can be appropriately selected and used. From the viewpoint of strength and wear resistance, stainless steel, steel, etc. Metal products are preferred.
[0028]
(2) Twisted tube
In the dry spraying method of the present invention, a torsion pipe as shown in FIG. 3 can be used as the kneading pipe 3 having the same action as the static mixer. As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the torsion pipe 20 has a structure in which the pipe is twisted at a predetermined interval in a certain direction, and the inner wall of the pipe is continuously formed by an eccentric ellipse. Has the structure. Therefore, when two or more kinds of fluids are circulated, they are repeatedly subjected to a shearing force due to the structure of the inner wall of the pipe and gradually and uniformly mixed.
[0029]
The inner diameter 18 of the twisted tube 20 is preferably 20 to 150 mm, more preferably 25 to 100 mm, for the same reason as described in the column of the static mixer in (1) above. Further, as shown in the drawing, the length twisted 180 ° (hereinafter referred to as “twisting pitch 19”) is preferably 50 mm or more. If the twist pitch 19 is less than 50 mm, it is not preferable because it becomes difficult to manufacture the twist tube 20.
[0030]
The ratio of the twisting pitch 19 / inner diameter 18 of the twisted tube 20 is particularly important for efficient kneading in a short time and is preferably in the range of 1 to 15 in the present invention. If it is less than 1, the turning angle becomes steep, so that the pressure loss increases and the inside of the torsion pipe 20 may be blocked, which is not preferable. If it exceeds 15, the kneading efficiency decreases, and the length of the twisted tube 20 becomes longer than necessary, which is not preferable. A more preferred range is 2-10.
[0031]
The number of twists of the torsion pipe 20 can be appropriately selected according to the type of the amorphous refractory composition powder to be used, each torsion pitch 19 and the like. In order to obtain the above effect, it is necessary that the length is 6 or more, that is, the kneading pipe length is 300 mm or more.
[0032]
As the material of the torsion tube, metal, plastic, rubber, ceramic, or a composite material thereof can be selected as appropriate, and among them, an elastic material such as plastic or rubber is preferable. In that case, since the torsion tube 20 expands due to the pressure of the fluid, a double tube structure in which the periphery of the torsion tube 20 is covered with an outer tube 30 as shown in FIG. 3B is preferable.
[0033]
The installation place of the kneading pipe 3 having the static mixer or the torsion pipe may be any place between the nozzle portion 7 and the water injection port 4, but the construction moisture and the irregular refractory composition powder. In order to obtain a good workability by kneading the body quickly, a place adjacent to the water inlet 4 is preferable as shown in FIG. In order to facilitate the spraying operation at the construction site, it is more preferable that the kneading pipe 3 and the nozzle portion 7 are connected by a flexible pipe such as a rubber pipe. Further, the inner diameter of the kneading pipe 3 is not necessarily the same diameter as that of the pressure feeding hose for powder transportation or the pressure feeding pipe, and may be larger than that.
[0034]
(1-B) Mixing an amorphous refractory kneaded product with an aqueous flocculant solution or an aqueous shape retention agent solution
(1-B-a) flocculant aqueous solution and shape retention agent aqueous solution
(1) Flocculant aqueous solution
As an aqueous flocculant solution, H⁺, OH^-Ion or Mg²⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Al³⁺, SO_Four ^2-, CO_Three ^2-, Cr₂O₇ ^2-Use an aqueous electrolyte solution that elutes divalent or trivalent cations or anions (opposite to the surface charge of refractory ultrafine powder). Examples of such electrolytes include magnesium chloride, calcium chloride, polycalcium chloride, barium chloride, aluminum chloride, polyaluminum chloride, magnesium sulfate, aluminum sulfate, aluminum nitrate, sodium sulfate, potassium dichromate, calcium hydroxide, sulfuric acid, Sodium hydroxide etc. are mentioned.
[0035]
The amount of flocculant aqueous solution added depends on the concentration of the aqueous solution, but for 100% by weight of amorphous refractory composition powder (fireproof aggregate + fireproof ultrafine powder or fireproof aggregate + fireproof ultrafine powder + cement) Thus, 0.1 to 1.5% by weight is appropriate for the outer cover. When the amount of the flocculant aqueous solution added is less than 0.1% by weight, the agglomeration effect is small, and when it exceeds 1.5% by weight, the compactness of the construction body decreases. A preferable amount of the flocculant is 0.2 to 1.3% by weight.
[0036]
The flocculant aqueous solution is supplied through the aqueous solution injection port 8 in the nozzle portion 7 using the metering pump 12. As the metering pump 12, it is preferable to use a Mono pump from the viewpoint that the fluctuation of the supply amount is small.
[0037]
(2) Aqueous retention agent aqueous solution
In the present invention, an aqueous solution of alkali silicate, alkali aluminate or the like may be used as the shape-retaining agent aqueous solution instead of the above-mentioned flocculant aqueous solution. The shape-retaining agent aqueous solution has the effect of eliminating the fluidity of the amorphous refractory composition containing water and imparting shape-retaining properties at the moment of spraying.
[0038]
As alkali silicate, SiO₂/ R₂O (however, R₂The molar ratio of O 2 (alkali metal oxide) is preferably 2.0 to 3.3. Alkali aluminate is R₂O / Al₂O_Three(However, R₂O 2 is preferably an alkali metal oxide) molar ratio of 1 to 3.
[0039]
In any case, the amount of the aqueous shape-retaining agent solution added is 100% by weight for the amorphous refractory composition powder (fire-resistant aggregate + fire-resistant ultrafine powder, or fire-resistant aggregate + fire-resistant ultrafine powder + cement) On the other hand, 0.1 to 1% by weight as the outer cover is appropriate. If it is less than 0.1% by weight, the effect of imparting shape retention is small, and if it exceeds 1.0% by weight, the alkali component increases and the corrosion resistance decreases. The addition amount of the preferred shape-retaining agent aqueous solution is 0.2 to 0.8% by weight.
[0040]
It is preferable to add the aqueous shape-retaining agent aqueous solution through the aqueous solution injection port 8 in the nozzle portion 7 using the metering pump 12. As the metering pump 12, it is preferable to use a Mono pump from the viewpoint that the fluctuation of the supply amount is small.
[0041]
(1-B-b) Mixing pipe 9
As the mixing pipe 9 used in the present invention, an irregular refractory kneaded product and a coagulant aqueous solution or a shape-retaining agent aqueous solution added from the aqueous solution injection port 8 in the nozzle portion 7 are ejected from the spray nozzle 10. Any one can be used as long as it can be mixed uniformly in a short period of time, but it is particularly preferable to use a static mixer or a torsion pipe described in the section of (1-Ab). The number of mixing elements and the number of twists of the torsion pipe of the static mixer as the mixing pipe 9 depend not only on the desired degree of mixing but also on the setting speed of the flocculant or the shape-retaining agent. . That is, when the setting speed is high, the number of connected mixing elements and the number of twisted torsion pipes have to be reduced in order to prevent the mixing pipe from being blocked by the condensation of the spray material. From the viewpoint of the degree of mixing, the number of connections of the mixing elements and the number of twists of the twisted tube are each preferably two or more.
[0042]
[2] irregular refractory composition
In the present invention, both an amorphous refractory composition containing no cement and an amorphous refractory composition containing cement can be used.
[0043]
(2-A) Amorphous refractory composition without cement
The main component of the amorphous refractory composition powder containing no cement used in the present invention is composed of a total of 100% by weight of (a) refractory aggregate and (b) refractory ultrafine powder. (C) Dispersant is added as an outer shell to the product.
[0044]
(2-A-a) Refractory aggregate
Refractory aggregates include fused alumina, sintered alumina, bauxite, kyanite, andalusite, mullite, chamotte, rholite, silica, alumina-magnesia spinel, magnesia, zircon, zirconia, silicon carbide, graphite, pitch, etc. It is at least one selected from the group consisting of, and two or more can be used in combination as required. The particle size of the refractory aggregate is 10 mm or less. If it exceeds 10 mm, the reband loss during construction increases. The amount of the refractory aggregate is preferably 70 to 98% by weight, and 75 to 95% by weight per 100% by weight of the amorphous refractory composition composed of the refractory aggregate and the refractory ultrafine powder. Is more preferable.
[0045]
(2-A-b) Fire-resistant ultrafine powder
As the refractory ultrafine powder, use at least one selected from the group consisting of ultrafine powders such as alumina, amorphous silica, silica, titania, mullite, zirconia, chromia, silicon carbide, carbon, clay, etc., if necessary 2 or more types can be used in combination. The particle size of the refractory ultrafine powder is 10 μm or less, preferably 1 μm or less. When the particle size exceeds 10 μm, the water reducing effect due to the combined use with the dispersant is small. The effect is particularly remarkable when the particle size of the refractory ultrafine powder is 1 μm or less.
[0046]
The blending amount of the refractory ultrafine powder is preferably 2 to 30% by weight with respect to 100% by weight of the amorphous refractory composition. If it is less than 2% by weight, the water reducing effect is small, and if it exceeds 30% by weight, the amount of construction water increases and the shrinkage when heated and fired after refractory construction is increased. A more preferable blending amount of the refractory ultrafine powder is 5 to 25% by weight.
[0047]
(2-A-c) Dispersant
Examples of the dispersant include alkali metal salts of condensed phosphoric acid such as sodium hexametaphosphate and alkali metal salts of silicic acid, organic acids such as carboxylic acid, humic acid, alkylsulfonic acid, and aromatic sulfonic acid, and alkali metal salts thereof. Use more than seeds. The amount of the dispersant added is preferably 0.01 to 1.0% by weight on the basis of 100% by weight of the amorphous refractory composition. If the added amount of the dispersant is less than 0.01% by weight, a sufficient dispersion effect for the fire-resistant ultrafine powder cannot be obtained, and if it exceeds 1.0% by weight, an optimal dispersion state cannot be obtained. A more preferable amount of the dispersant is 0.03 to 0.8% by weight.
[0048]
(2-B) Amorphous refractory composition containing cement
The main component of the amorphous refractory composition powder containing no cement according to the present invention comprises (a) refractory aggregate, (b) refractory ultrafine powder, and (c) a total of 100% by weight of cement. (D) A dispersant is added as an outer shell to the regular refractory composition.
[0049]
(2-B-a) Fireproof aggregate
The kind and particle size of the refractory aggregate used in the present invention are the same as those described in the above section (2-A-a). The amount of the refractory aggregate is preferably 62 to 97.5% by weight per 100% by weight of the amorphous refractory composition composed of the refractory aggregate, the refractory ultrafine powder and the cement. A more preferable amount of the refractory aggregate is 67 to 94.5% by weight for the same reason as described above.
[0050]
(2-B-b) Fire-resistant ultrafine powder
The kind and particle size of the refractory ultrafine powder are the same as (2-A-b). The blending amount of the refractory ultrafine powder is preferably 2 to 30% by weight per 100% by weight of the amorphous refractory composition. A more preferable blending amount of the refractory ultrafine powder is 5 to 25% by weight for the same reason as described above.
[0051]
(2-B-c) cement
Cement is added to improve the strength of the construction body. Any kind of cement can be used if it is beneficial for improving the strength, but it is desirable to use alumina cement from the viewpoint of fire resistance. Alumina cement is suitable for

JIS Class

1, 2 and 3 classes. The blending amount of cement is preferably 0.5 to 8.0% by weight per 100% by weight of the amorphous refractory composition. If it is less than 0.5% by weight, the effect of improving the strength by adding cement is not sufficient, and if it exceeds 8.0% by weight, the corrosion resistance of the construction body is greatly reduced. More preferably, it is 1.0 to 6.0% by weight.
[0052]
(2-B-d) Dispersant
The type of the dispersant is the same as (2-A-c). The addition amount of the dispersant is preferably 0.01 to 1.0% by weight as an outer coating per 100% by weight of the amorphous refractory composition. A more preferable amount of the dispersant is 0.03 to 0.8% by weight for the same reason as described above.
[0053]
[3] Other ingredients
Other ingredients that can be blended into the amorphous refractory composition as an outer covering include inorganic or metal fibers for strength improvement, metal aluminum powder as an explosion-proofing agent during drying, oxycarboxylates and organic fibers, etc. . Furthermore, powdery sintering aids such as metal silicon and ferrosilicon, and antioxidants such as boron carbide can be used.
[0054]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto.
[0055]
The dry spray construction method of the present invention was carried out using the following construction equipment, and compared with the conventional dry, semi-dry, and wet spray construction methods. Table 1 shows the composition of the irregular refractory composition used, and the types and amounts of the kneading and mixing pipes used, the flocculant and shape retention agent aqueous solution, and the characteristics of the construction body after construction. 2 and Table 3. In addition, the characteristic of each construction body was measured in the following way.
[0056]
(1) Outline of equipment used in the dry spraying method of the present invention
Spraying machine: Model 100M mortar master spraying machine from Sayama Mfg. Co., Ltd. Spray amount: 10-30 kg / min.
Construction water addition metering pump: High-pressure plunger pump with a flow rate of 0.5 to 2.5 liters / min.
Metering pump for adding coagulant aqueous solution and shape retention agent aqueous solution: Mono pump with flow rate of 0.05 to 0.48 liter / min.
[0057]
(2) Characteristics of construction body after construction
Bulk specific gravity: A test piece was cut out from the obtained construction body and measured after firing at a predetermined temperature.
Bending strength: A test piece was cut out from the obtained construction, fired at 1450 ° C. for 3 hours in a reducing atmosphere, and then measured according to JIS-R2553.
Reband loss: At the time of spraying construction, the adhesion state of the material and the surface of the work was visually observed.
[0058]
[Table 1]

[0059]
Note: (1) Particle size 5mm to 10mm, unit: wt%.
    (2) Particle size: 1mm to 5mm, unit: wt%.
    (3) Particle size 1mm or less, unit: wt%.
    (4) Particle size of 150 μm or less, unit: wt%.
    (5) Particle size of 1 mm or less, unit:% by weight.
    (6) Particle size of 10 μm or less, unit: wt%.
    (7) Particle size of 1 μm or less, unit: wt%.
    (8) Particle size of 1 μm or less, unit: wt%.
    (9) Particle size of 10 μm or less, unit: wt%.
    (10) JIS 1 type, unit:% by weight.
    (11) Particle size: 0.5 mm or less, unit: wt% (outer).
    (12) Particle size 0.5mm or less, unit: wt% (outer).
    (13) Unit:% by weight (outer hook).
[0060]
[Table 2]

[0061]
Notes: (1) Formulation of the irregular refractory composition in Table 1.
    (2) The contents of each display of the construction method are as follows.
The present invention: The dry spraying method of the present invention.
Dry spraying method: The powder of irregular refractory composition is pneumatically fed to the nozzle part, and all construction moisture is added and sprayed at the nozzle part.
Semi-dry spraying method: Add about 25% by weight of the total construction moisture with a kneader, pneumatically feed the kneaded product, and spray the remaining construction moisture with the shape-retaining agent or flocculant at the nozzle. .
Wet spraying method: What is kneaded by adding construction water with a kneader is pumped with a pump, and a shape retaining agent or a flocculant is added and sprayed together with compressed air at the nozzle.
    (3) Unit:% by weight (outer hook).
    (4) The following pipes were used as kneading pipes.
Static mixer: The number of connected mixing elements is nine. Each mixing element is twisted 180 ° clockwise and counterclockwise, and alternately connected at right angles to each edge. . Each mixing element had an inner diameter of 35 mm, an axial length of 70 mm (axial length / inner diameter ratio of 2.0), and was made of stainless steel.
Twisted tube: An inner diameter of 35 mm and a twisting pitch of 150 mm were used, which were twisted 12 times in the clockwise direction. The material is rubber and a double pipe structure is used for reinforcement.
  (5) The following pipes were used for mixing.
Static mixer: The number of connected mixing elements is two, and each mixing element was twisted 180 ° clockwise and counterclockwise, and alternately connected at right angles to each edge. . Each mixing element had an inner diameter of 35 mm, an axial length of 70 mm (axial length / inner diameter ratio of 2.0), and was made of stainless steel.
Twisted tube: The inner diameter was 35 mm, each twist pitch was 150 mm, and a tube twisted three times clockwise was used. The material is rubber and a double pipe structure is used for reinforcement.
    (6) Unit:% by weight (outer).
    (7) Concentration 15% by weight.
    (8) Unit:% by weight (outer).
    (9) Concentration 33 wt%, SiO₂/ Na₂O_ThreeMolar ratio = 2.17.
    (10) Concentration 38% by weight, Na₂O / Al₂O_ThreeMolar ratio = 1.7.
    (11) Unit:% by weight (outer hook).
    (12) Unit: Mpa.
    (13) Evaluation was made according to the following criteria.
○: Good with little reband loss.
Δ: Reband loss is slightly higher and slightly poor.
▲: Many reband loss and bad.
[0062]
[Table 3]

[0063]
Note: (1) to (13) Same as Table 2.
[0064]
Examples 1 to 6 are the results of implementation of the present invention, and the amount of water necessary for construction can be obtained simply by installing a kneading pipe in the middle of the pipe for transporting the irregular refractory composition powder and a mixing pipe in the nozzle section. However, it was the same level as the wet spraying method of the comparative example 1, and the intensity | strength and reband loss of the construction body after construction were as good as the wet spraying method.
[0065]
On the other hand, Comparative Examples 2 and 4 are experimental examples based on the conventional dry spraying method, but because the mixing state of the powder and moisture is poor, the required moisture amount becomes very large, and the strength of the construction body is insufficient. Met. Moreover, the reband loss at the time of construction was also bad. Although the comparative example 3 is an experimental example by a semi-dry type spraying method, a required amount of water is somewhat large and the strength of the construction body is not sufficient.
[0066]
【The invention's effect】
As described above in detail, the dry spraying method of the present invention is a powder in which a dispersant is added to an amorphous refractory composition containing no cement or an amorphous refractory composition containing cement having a conventional particle size and composition. The body is pneumatically fed by a dry-type spraying machine, and the construction water is added in the same amount as the pouring work before the nozzle part, and the kneading pipe is circulated. A formability-imparting agent aqueous solution is added, and spraying is performed from a spray nozzle while circulating a mixing pipe.
[0067]
The dry spraying method of the present invention complicates the problems of conventional dry spraying methods and semi-dry spraying methods, such as environmental deterioration due to reband loss and deterioration of construction quality due to increased water content, and the spraying process becomes complicated. In addition, the problems of the wet spraying method and the semi-dry spraying method, such as troublesome cleaning, are solved, and a dense and irregular shaped refractory having excellent properties can be obtained by a simple process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a construction outline diagram showing an example of a dry spraying construction method of the present invention.
FIG. 2 is a partial schematic diagram showing a specific example of a static mixer, where (a) shows a plate with a twist angle of 90 °, and (b) shows a plate with a twist angle of 180 °. Indicates.
FIGS. 3A and 3B are perspective views showing a torsion tube, in which FIG. 3A shows an example of a torsion tube, and FIG. 3B shows an example of an outer tube provided around the torsion tube;
[Explanation of symbols]
1 ・・・ Dry spray gun
2 ・・・ Pressure hose or pressure piping
3 ・・・ Pipe for kneading
4 ・・・ Water inlet
5 ・・・ Construction moisture transport pipe
6 ・・・ Constant water addition metering pump
7 ... Nozzle part
8 ・・・ Water solution inlet
9 ... Piping for mixing
10 ... Blowing nozzle
11 ... Flocculant or shape retention agent transport pipe
12 ... Metering pump for adding flocculants or shape retention agents
13 ... Blowing material
14 ... Work surface
15, 15 '・・・ Mixing element
16, 16 '... Inner diameter of mixing element
17, 17 '・・・ Axial length of mixing element
18 ... Inner diameter of torsion pipe
19 ... Torsion pitch
20 ... Torsion pipe
30 ... Outer pipe

Claims

A fireproof aggregate and fireproof ultrafine powder, or an amorphous fireproof composition containing a fireproof aggregate, fireproof ultrafine powder and cement as a main component, and a dispersant as an outer shell , are sprayed in a dry process to produce a dense In the method for obtaining a refractory , a water injection port, a kneading pipe and a nozzle part are provided in this order from the front to the downstream part of a pressure feeding hose or pressure feeding pipe connected to a spraying machine, the nozzle part being an aqueous solution inlet, a mixing pipe and It was composed of a spray nozzle, and it was obtained by adding the construction moisture added to the amorphous refractory composition powder pneumatically fed through the water injection port, pouring it through the kneading pipe , and kneading to obtain a soft workability . Dry spraying of an irregular refractory composition characterized by spraying a kneaded product with an aqueous solution of a flocculant or a shape-retaining agent added through the aqueous solution injection port through the mixing pipe and the spray nozzle Method.

A fireproof aggregate and fireproof ultrafine powder, or an amorphous fireproof composition containing a fireproof aggregate, fireproof ultrafine powder and cement as a main component, and a dispersant as an outer shell , are sprayed in a dry process to produce a dense In the method for obtaining a refractory, the nozzle part is provided with a kneading pipe and a nozzle part comprising a water inlet, a static mixer or a torsion pipe in this order from the front to the downstream part of the pressure hose or pressure pipe connected to the spraying machine. A mixture pipe consisting of an aqueous solution inlet, a static mixer or a torsion pipe, and a spray nozzle, to which an amorphous refractory composition powder fed pneumatically is added construction moisture through the water inlet, kneading workability softness pouring through the kneading pipe, resulting pipe and the spray for the mixed material obtained by adding an aqueous solution of the coagulant or shape retention imparting agent from the aqueous solution injection port kneaded product Dry spray construction method of monolithic refractory composition, wherein the blowing through nozzle.

3. The dry spraying method for an irregular refractory composition according to claim 2, wherein in the case of the static mixer, the mixing element has an inner diameter of 20 to 150 mm, an axial length of 20 mm or more, and an axial length. The ratio of thickness / inner diameter is in the range of 1 to 4 , and in the case of the torsion pipe, the inner diameter is 20 to 150 mm , the torsion pitch is 50 mm or more, and the torsion pitch / inner diameter ratio is Is in the range of 1 to 15 , a dry spraying method for an irregular refractory composition .

In the dry-type spray construction method of the irregular refractory composition in any one of Claims 1-3, the quantity of the said construction moisture is the said irregular refractory composition. 100 On the outside for weight% 4.5 ~ 9.0 In the case of the aqueous flocculant solution, the amount added is the main component of the amorphous refractory composition. 100 On the outside for weight% 0.1 ~ 1.5 In the case of the aqueous shape-retaining agent aqueous solution, the amount added is the main component of the amorphous refractory composition. 100 On the outside for weight% 0.1 A dry spraying method for an irregular refractory composition, characterized in that it is ˜1% by weight.

5. The method of dry spraying an amorphous refractory composition according to claim 1, wherein the main component of the amorphous refractory composition powder is adjusted to a particle size of 10 mm or less. And a total of 100% by weight of refractory ultrafine powder having a particle diameter of 10 μm or less and 2 to 30% by weight, and further adding a dispersant to the main component by 0.01 to 1.0% by weight. A dry spraying method for an irregular refractory composition .

The method for dry spraying an amorphous refractory composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the main component of the amorphous refractory composition powder is adjusted to a particle size of 10 mm or less. ~ 97.5 wt%, 2 to 30 wt% of refractory ultrafine powder having a particle size of 10 µm or less, and 0.5 to 8.0 wt% of cement, totaling 100 wt%. A dry spraying method for an irregular refractory composition characterized by adding 1.0% by weight.

In the dry spray method of constructing the monolithic refractory composition according to claim 1, monolithic refractories characterized by adding alkali silicate or alkali aluminate as said shape retaining property imparting agent aqueous composition A dry spraying method for things .