JP3790622B2

JP3790622B2 - 耐火物吹付け施工方法およびこの方法に使用する吹付材

Info

Publication number: JP3790622B2
Application number: JP36491197A
Authority: JP
Inventors: 孝三山田; 統一白曼
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-12-19
Also published as: JPH11183043A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一度に多量の吹付けが可能で、しかも厚みが大きい施工体を形成することができる耐火物吹付け施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の溶融金属容器あるいはそれに付随する装置に使用される耐火物は、損耗が進むと耐火物を吹付けて補修することが行われている。
この吹付け施工方法の一つとして、予め施工水分を添加した吹付材を、ノズル内にて急結剤を添加して吹付ける方法が提案されている。例えば特開昭５４−６１００５号公報、特開昭６１−１１１９７３号公報、特開昭６２−３６０７０号公報などの通りである。
【０００３】
この方法は、吹付材を予め施工水分を添加していることから、一度に多量の吹付けが可能となる。また、この施工方法における吹付材は、ノズル内での急結剤の添加によって硬化するため、吹付け待機中に硬化が進行することもない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
軽微な損耗に対する吹付け補修においては従来法であっても特に問題はないが、例えば溶融金属容器のスラグライン部のように損耗厚が大きい個所の補修では、吹付け施工体の厚さも大きなものが要求されるため、施工体の自重によるダレ落ちによって材料損失と共に、施工能率が著しく低下する。
【０００５】
また、施工前の吹付材は急結剤を添加されていないので、待機中の硬化は進行しないが、これは数時間の範囲内であり、約１日経過後は施工不能な程度まで硬化する。このため、混練後の吹付材は日単位での保管ができないこと、吹付機に吹付材が残存した場合に配管およびノズルの詰まりが発生し、施工能率を著しく低下させる。
【０００６】
本発明は予め施工水分を添加した吹付材を、ノズル内にて急結剤を添加して吹付ける方法において、上記従来の問題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の耐火物吹付け施工方法は、耐火性骨材１００重量部に対して塩基性乳酸アルミニウム０．０５〜２重量部と、アルミナセメントを最大で１重量部とを添加した吹付材を、予め施工水分を添加した後、ノズル内にて珪酸ソーダを添加して吹付けることを特徴とする。
【０００８】
この方法によれば、耐火性骨材に対する乳酸アルミニウムの添加とノズル内で添加する急結剤としてのケイ酸ソーダとの相互作用によって、厚さの大きな施工体をダレもなく迅速に形成できる。また、アルミナセメントは、施工後の施工体強度が大きい。
また、予め施工水分を添加混練後、数日間を経ても硬化しないことにより、吹付材の取扱いが容易でしかも配管およびノズルの詰まりがないなどの効果により、施工能率が著しく向上する。但し、アルミナセメントの多量の添加は、硬化時間が短すぎて本発明の効果が得られない。そこで、アルミナセメントの添加量は耐火性骨材１００重量部に対し最大で１重量部とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
塩基性乳酸アルミニウムは不定形耐火物の消化防止剤あるいは乾燥爆裂防止剤として既に知られている。これに対し本発明では、ノズル内で添加する珪酸ソーダとの組み合わせにより、吹付材の硬化材としての役割をもつ。
【００１０】
この塩基性乳酸アルミニウムはＡｌ₂Ｏ₃／乳酸がモル比で０．３〜２のものが好ましい。吹付材中に占める割合は、耐火性骨材１００重量部に対する割合で、０．０５〜２重量部とする。０．０５重量部未満では吹付材の付着性に劣り、本発明の効果が得られない。２重量部を超えると吹付材の耐食性が低下する。
【００１１】
耐火性骨材の種類は特に限定されず、例えば焼結アルミナ、電融アルミナ、ばん土けつ岩、ムライト、ろう石、シャモット、アンダルサイト、ケイ石、焼結マグネシア、電融マグネシア、焼結マグネシア−カルシア、電融マグネシア−カルシア、電融Ａｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ系スピネル、焼結Ａｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ系スピネル、クロム鉱、ボーキサイト、シリマナイト、ジルコンなどを主材とし、必要に応じて例えばジルコニア、炭素、炭化珪素、粘土、仮焼アルミナ、軽焼マグネシア、揮発シリカなどを組み合わせる。
【００１２】
耐火性骨材の粒径は、従来の吹付材と同様に付着性、充填性、ノズル圧送性などを考慮して、粗粒、中粒、微粒に調整する。
【００１３】
他に、必要によっては有機繊維、金属繊維、分散剤、疑集剤、減水剤、金属粉、発泡剤、硬化遅延剤、硬化促進剤、粗大耐火粒子などを組み合わせてもよい。
繊維類の添加は、施工体の強度向上に効果がある。有機繊維の場合は、さらに乾燥爆裂防止の効果を併せ持つ。有機繊維の具体例は、ポリプロピレン、ナイロン、ＰＶＡ、ポリエチレン、アクリル、ポリエステル、パルプなどである。金属繊維の具体例は、ステンレス鋼、鉄、アルミニウムなどである。最適な添加割合は繊維の材質によって異なる。耐火性骨材１００重量部に対して有機繊維は０．０５〜１重量部、金属繊維は０．５〜７重量部が好ましい。
【００１４】
分散剤は吹付材の流動性を向上させる効果を持ち、流動性の向上によって添加水分を低減し、施工体の緻密化を図る。分散剤の具体例としては、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルリン酸ソーダ、ポリカルボン酸、リグニンスルホン酸ソーダなどである。好ましい添加量は、骨材１００重量部に対して０．０１〜１重量部が好ましい。
【００１５】
ケイ酸ソーダと共にノズル内において必要によってはさらに、凝集剤としてアクリルアミド４級塩、ポリアミン４級塩、メタアクリル酸エステルなどのカチオン系高分子を、耐火骨材全体１００重量部に対し、０．１〜１重量部添加してもよい。
【００１６】
以上の配合組成よりなる吹付材は、予め施工水分を添加して混合する。その際の適正な水分量は、骨材の粒度構成、分散剤の有無などによっても異なるが、吹付材組成全体に対する外掛けで３〜１５重量％が好ましい。
ノズル内で添加する急結剤としてのケイ酸ソーダは液状、粉状を問わないが、吹付材中への分散性の面から液状での使用が好ましい。液状ケイ酸ソーダは一般に水ガラスと称され、ケイ酸ソーダの濃度によって１〜４号に区分されているが、ここでは１〜３号が好ましい。
【００１７】
予め施工水分を添加して混合した吹付材を、ノズル内にて急結剤を添加して吹付けるこの種の施工方法においては、ノズル内で添加する急結剤の種類としてケイ酸ソーダ以外にも、例えば、消石灰、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウム、カルシウムアルミネート類などが知られている。しかし、本発明ではケイ酸ソーダの使用によって初めて本発明による効果が得られる。
【００１８】
本発明において、厚さの大きな施工体を迅速に形成できるその理由は、ケイ酸ソーダがアルカル性であることによって吹付材中の塩基性乳酸アルミニウムをゲル化するためと考えられる。他の急結剤もアルカル性を示しすが塩基性乳酸アルミニウムとの反応が遅いためか、吹付材にダレ落ち防止に十分な効果がなく、本発明の効果は得られない。
【００２０】
吹付材に対する珪酸ソーダの添加量は、施工水分を含む状態の吹付材１００重量％に対し、外掛けで０．３〜５重量％が好ましい。また、例えばケイ酸ソーダと共にノズル内において必要によってはさらに、凝集剤としてアクリルアミド４級塩、ポリアミン４級塩、メタアクリル酸エステルなどのカチオン系高分子を、耐火配合組成１００重量％に対し外掛け０．１〜１重量％添加してもよい。
【００２１】
図１は、本発明で使用する吹付け装置を模式的に示したものである。ノズル（１）には急結剤供給管（２）が接続され、吹付材はノズル（１）内にて珪酸ソーダが添加された後、壁面（３）吹き付けられる。（４）は吹付施工体である。図には示していないが、急結剤の供給は、圧縮空気と共に行なうことで吹付材と急結剤との混合が促進される。材料圧送システムは、スクイズ式、スクリュー式、ピストン式などがあるが、圧送時に高圧が得られるピストン式が好ましい。
図では急結剤供給管（３）の接続箇所はノズル（２）の先端近傍であるが、これに限らず、作業環境に合わせて図に示した位置より後方でもよい。
【００２２】
【実施例】
表１は本発明実施例および比較例とそれらの試験結果である。各例は、ピストン式の圧送機を用いた吹付け装置を使用し、アルミナ−マグネシア質耐火物よりなる垂直壁面に対し、予め施工水分を添加混合した吹付材を７５〜９０ｋｇ／ｍｉｎの速度で吹き付けた。急硬剤は、ノズル先端の近傍で補助圧搾空気と共に前記の予め施工水分を添加混合した吹付材１００重量％に対して０．８〜１重量％を添加した。
【００２３】
【表１】

【００２５】
試験方法は以下のとおり。
付着性；ノズル先端から被吹付面との距離を５００ｍｍに保ち、厚さ２００ｍｍの施工体の形成をめざして２００ｋｇを吹付け、付着率を求めた。
【００２６】
耐食性；前記方法で吹付けた後、吹付施工体を切り出し、１１０℃×２４時間の加熱乾燥後、溶鋼を溶剤とした回転侵食試験にて溶損寸法を測定し、比較例２の溶損寸法を１００とした指数で示した。数値が小さいほど耐食性に優れている。
【００２７】
硬化速度；施工水分を添加混合した後の吹付材について、ピストン式圧送装置により圧送不能な程度まで硬化するに要した時間を測定した。
実機試験では、アルミナ−マグネシア質耐火物で内張りされた溶鋼容器の内張りを吹付け補修し、その付着状況と耐用性を測定した。付着状況は目視観察で行ない、５段階で評価した（付着性大５←→小１）。耐用性は損耗速度を求めた。
【００２８】
本発明実施例による方法は、吹付材のダレ落ちがほとんどなく、厚さ２００ｍｍの施工体を迅速に形成することができた。また、吹付材は施工水分添加後、約３日経過後に相当する時間が経過した後でも、圧送可能な流動性を保っていた。
【００２９】
これに対し塩基性乳酸アルミニウムの添加量が多過ぎる比較例１は、耐食性のに劣る。吹付材に結合剤としてアルミナセメントを添加した比較例２、３、７は、急結剤に珪酸ソーダを使用したが、いずれもダレ落ちによって施工性に劣り、しかも吹付材の硬化時間が短い。比較例４、５、８は、吹付材に塩基性乳酸アルミニウムを添加したが、急結剤にカルシウムアルミネートまたはアルミン酸ソーダを使用したことで、付着性に劣る。比較例６は、急結剤を添加しておらず、付着性に劣る。また、比較例９は塩基性乳酸アルミニウムの添加量が少な過ぎて、付着性に劣る。
【００３０】
なお、以上の各例で使用した吹付材は、結合剤の種類以外は耐火性骨材、有機繊維および分散剤について一般的な配合組成である。本発明で使用する吹付材は、耐火性骨材および結合剤の種類、有機繊維あるいは分散剤の添加の有無に関係無く本発明の効果が発揮される。
【００３１】
本発明による吹付け施工方法は、厚みの大きな施工体が要求される溶融金属容器の内張りの施工あるいはその補修において、特にその効果が大きい。
【００３２】
【効果】
以上のとおり本発明によれば、予め施工水分を添加混合した吹付材をノズル内にて急結剤を添加して吹付ける施工方法において、厚さの大きな施工体を迅速に形成でき、しかも吹付材が施工水分を添加混合後も長時間硬化しないことにより、吹付材の取扱いが容易でしかも配管およびノズルの詰まりがないなど、施工能率にきわめて優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する吹付け装置例を模式的に示したものである。
【符号の説明】
１ノズル
２急結剤供給管
３壁面
４吹付施工体

Claims

耐火性骨材１００重量部に対して塩基性乳酸アルミニウム０．０５〜２重量部と、アルミナセメントを最大で１重量部とを添加した吹付材を、予め施工水分を添加した後、ノズル内にて珪酸ソーダを添加して吹付ける耐火物吹付け施工方法。
ノズル内にて珪酸ソーダと共に凝集剤を添加する請求項１記載の耐火物吹付け施工方法。
請求項１または２記載の耐火物吹付け施工方法で使用する吹付材。