JP3861130B2 - Spraying method for rotary kiln fireproof lining - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法に関し、特に、セメントの製造や廃棄物の焼却に使用されるロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
廃棄物焼却用のロータリーキルンは、都市ごみ、下水汚泥、産業廃棄物等、多種多様の廃棄物を燃料としているため、温度変動の範囲が広く、雰囲気も様々に変化する。また、セメント用のロータリーキルンでも各種の廃材が燃料として使用されている。このため、ロータリーキルンの耐火ライニングには化学的耐食性、耐摩耗性、耐熱衝撃性などの特性が要求される。
【0003】
これらの要求特性を充たすには、気孔率が小さく強度の大きい耐火ライニングが必要である。このため、ロータリーキルンの耐火ライニングには定形耐火物のライニング又は気孔率の小さい耐火物を施工できる流し込み耐火物が採用されている。流し込み耐火物は定形耐火物のライニングと比べてその施工工事の省力化が可能であるが、現在は次のような手順の施工方法が採用されている。
【0004】
すなわち、ロータリーキルンの内壁面をその円周方向に概ね均等に分けて8〜20の分割壁面とし、耐火ライニングを施工する部分の分割壁面をロータリーキルンを回転させてその下方に配置し、この分割壁面の箇所のロータリーキルンの鉄皮(以下、ケーシングという)に型枠を固定する。次に、ケーシングと型枠で囲まれた空間に流し込み耐火物の坏土を投入し、バイブレータで坏土に振動を与えて流し込み施工する(工程1)。この場合、分割壁面の数を多くすれば内側の型枠(円筒面を有する)の使用を省略できるがその分工数が多くなる。他方、分割壁面の数を少なくすると施工後の耐火物の内周面を形成する内側の型枠が不可欠である。
【0005】
次に、最初の施工箇所がある程度硬化したら型枠を取り外し、ロータリーキルンを回転させて次の分割壁面が下方にくるように移動する(工程2)。再び上述の工程1を繰り返して次の分割壁面を施工する。以後はこの工程1と工程2を繰り返してロータリーキルンの内壁面を全周にわたって施工する。
【0006】
この施工方法では、工程1で施工した流し込み耐火物がある程度硬化して型枠が取り外せるようになるまでの待ち時間が長く(通常12時間程度)、分割壁面の数だけ工程を繰り返す必要があるため施工に要する時間が非常に長くなるという問題がある。
【0007】
さらに内壁面をロータリーキルンの軸方向にも分けて施工する場合は、上記工程1で円周方向にも型枠を設け、最初の分割壁面に流し込み施工して、この流し込み耐火物が硬化後に型枠を取り除いて、次の分割壁面に型枠を固定してから次の流し込み施工をする工程を繰り返す必要があるので、施工に要する時間はさらに長くなる。
【0008】
ロータリーキルンに耐火ライニングを吹付け施工すると、型枠と比べて簡易な構造の仕切り枠を設ければ足りるため、流し込みによる施工法と比べて省力化と工期の短縮を同時に達成できるという利点がある。しかし、従来行われている耐火物の吹付け施工方法は、乾いた粉体の坏土又は流動性がない湿らせた坏土を空気流に乗せて配管で吹付けノズルに送り、吹付けノズルの箇所で水分を注入する乾式又は半湿式と呼ばれる方法(特開昭62−36070他)であるため、気孔率が充分小さく(嵩比重が大きく)、強度と耐食性に優れた吹付け耐火物を施工できなかった。
【0009】
すなわち、従来の吹付け施工方法では、坏土中の細かい粒子の分散が不十分な状態で吹付け施工されるため、坏土中に多くの空気が取り込まれて気孔率が大きく嵩比重の小さい耐火物になる。このため、ロータリーキルンの内壁面に吹付け施工するとしても、高温帯の内壁には使えず、使用時の温度が比較的低く、耐食性をあまり必要としない一部の内壁の施工に限られる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の有する前述の問題点を解決し、ロータリーキルンの耐火ライニングを、その高温帯の内壁を含めてすべて吹付け施工し得る耐火ライニングの吹付け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】
本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法は、耐火性骨材、耐火性粉末及び分散剤を含む粉体組成物に水を加えて、混練されてなり、かつ、上端内径50mm、下端内径100mm、高さ150mmで上下端が開口した円錐台形状のコーン型に流し込み、コーン型を上方に抜き取って60秒間静置したときの広がり直径が165mm以上である自己流動性を有する不定形耐火物の坏土を圧送ポンプと圧送配管によってロータリーキルンの内側に置いた吹付けノズルに圧送し、吹付けノズルの近傍で坏土中に圧縮空気と急結剤を注入しつつ、ロータリキルンの高温帯を含む内壁面に坏土を吹付け施工することを特徴とする。
【0012】
本発明の吹付け施工方法では、不定形耐火物用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で吹付けノズルに圧送して吹付け施工するので、坏土中に含まれる細かい粒子の分散状態がよく、吹付け施工時に坏土中に巻き込まれる空気が少ないことによって気孔率が小さく、嵩比重の大きい耐火物を吹付け施工できる。気孔率が小さく嵩比重の大きい耐火物を吹付け施工できるので、ロータリーキルンの高温帯の耐火ライニングに使用しても従来の流し込み施工による不定形耐火物と同様の耐用を示す。
【0013】
この自己流動性を有する坏土は、予め所要量の水分を混合した坏土であり、このように予め所要量の水分を混合しておくことによって坏土中の水の分布が均等となり、圧縮空気を注入する前の坏土中には粒子の周囲に随伴する空気がほとんどなく、坏土にキャリアーとして圧縮空気を注入したときに巻き込まれる気泡も、そのほとんどが吹付け施工時に坏土外に放出されるので、気孔率が小さい施工体となる。
【0014】
坏土の流動性はコーン型を用いて評価することができる。すなわち、水を加えて混練した直後の坏土を、上端内径50mm,下端内径100mm、高さ150mmで上下端が開口した円錐台形状のコーン型に流し込み、コーン型を上方に抜き取って60秒間静置したときの広がり直径(2方向の広がりを測定した平均値、以下フロー値という)で表示する。坏土はフロー値が165mm以上あれば自己流動性を呈する。しかし、圧送ポンプと圧送配管で混練された坏土を施工現場へ容易かつ閉塞することなく送れるように、坏土のフロー値は180mm以上とするのが好ましい。流動性の測定は約20℃の室内において、約20℃の水を使用し、混練後3分以内で完了する。
【0015】
吹付けノズルの近傍で坏土に急結剤を注入するのは、壁面に吹付けた坏土が壁面で流れ落ちないように硬化させるためであり、急結剤はアルミン酸ソーダ等の粉末状のものを圧縮空気とともに坏土に注入するのが好ましい。本発明の吹付け施工方法によれば、施工する壁面が垂直な壁や概ね垂直な曲面であっても問題なく吹付け施工でき、従来の乾式又は半乾式の吹付け施工方法と比べて周囲にまき散らされる粉塵の量が顕著に少ない。
【0016】
なお、急結剤の坏土中への注入箇所は圧縮空気と同じ箇所でもよいが、好ましくは、圧縮空気の注入口の下流とする。急結剤は坏土を急速に硬化させる目的で注入するものであり、坏土を急速に硬化させる急結剤であるため、坏土の硬化によって配管中における坏土の圧送抵抗が大きくならないように、急結剤の坏土への注入箇所は吹付ノズルの近傍とする。
【0017】
坏土に注入する急結剤としては、水溶液の急結剤も使用できるが、吹付施工する坏土中の水分量を必要最小限に留めて施工体の気孔率を小さくするため、好ましくは粉末を使用する。粉末の急結剤は、好ましくは圧縮空気をキャリアーとして急結剤注入口から坏土中に注入する。水溶液の急結剤を坏土に注入するときはなるべく濃い水溶液を使用するのが好ましい。急結剤は、坏土中に急結剤が均一に分散するように圧縮空気で吹いて圧縮空気をキャリアーとして坏土中に注入するのが好ましい。
【0018】
急結剤としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等のアルカリ金属のアルミン酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム等の炭酸塩、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩、CaO・Al23 、12CaO・7Al23 、CaO・2Al23 、3CaO・Al23 、3CaO・3Al2 O・CaF2 、11CaO・7Al23 ・CaF2 等のカルシュームアルミネート類、酸化カルシューム、水酸化カルシュームおよびこれらの複合物または混合物から選ばれる1種以上が好ましく使用できる。
【0019】
これらの急結剤のうちで、入手が容易であって安価であり、かつその急結特性が優れていることから、アルミン酸ナトリウムの粉末または水溶液を使用するのが特に好ましい。
【0020】
急結剤の注入量は、水と分散剤を除く乾量基準の粉体組成物100重量部に対して、0.05〜3重量部とするのが好ましい。0.05重量部より少ないと、効果が大きい急結剤であっても急結速度が不足して吹付け施工された坏土が流れ落ちることになり、3重量部を超えて多く注入すると急速に硬化して吹付施工が難しくなったり、耐熱性や耐食性などの耐火物としての性能が低下することになる。
【0021】
また、施工する内壁面に仕切り枠を設けて分割した各分割壁面毎に順次施工するのが好ましいが、流し込み耐火物のように内壁の内周面を形成する型枠を必要としない。仕切り枠を設けて分割壁面毎に施工する場合も、少ない数の仕切り枠でよく、分割壁面の数が少ない分だけ工程数が少なくて済む。さらに、小型のロータリーキルンを吹付け施工する場合には、内壁面に仕切りを全く設けずに耐火ライニングを吹付け施工してもよい。
【0022】
本発明の好ましい耐火ライニングの吹付け施工方法では、内壁面をロータリーキルンの回転軸と平行な長い仕切り枠で円周方向に複数の分割壁面に仕切り、各分割壁面毎に吹付け施工する。内壁面を複数の分割壁面に仕切れば、一度に供給できる坏土の量や、連続して吹き付け施工しうる作業時間に合わせて分割壁面の大きさを選定することができる。従って、大型のロータリーキルンを施工する場合は、内壁面を分割して施工するのが好ましい。施工する耐火ライニングの厚さと同じ高さの仕切り枠を分割壁面の周囲に設けておけば、施工中の耐火物の厚さを施工しながら目測することができ、均等な厚さの耐火ライニングの吹き付け施工が容易である。
【0023】
ロータリーキルンの広い内壁を一体の耐火ライニングで施工した場合、その稼働時には高温に加熱される内周部の耐火物が低温の鉄皮側の耐火物や鉄皮と比べて温度が高い分だけ余計に熱膨張する。このため、耐火ライニングの表面からスコアーラインと呼ばれる幅が2〜3mmの切れ目をダイヤモンドソーで軸方向に入れて膨張代としているが、ベニヤ板などの2〜3mmの厚さの仕切り枠を先に吹付け施工した分割壁との境界に取り付けた状態で吹付け施工すれば、仕切り枠は使用時に焼失して膨張代となり、仕切り枠を取除いたりダイヤモンドソーで切れ目を入れる作業を省略できる。
【0024】
本発明の好ましい耐火ライニングの吹付け施工方法は、内壁面をロータリーキルンの回転軸に平行な長い仕切り枠で円周方向に4つ又は6つの分割壁面に概ね均等に仕切り、互いに対向する分割壁面を概ね同じ高さの位置に配置してそれぞれを吹付け施工し、次いで、4つの分割壁面に仕切る場合にはロータリーキルンを概ね90°回転させ、6つの分割壁面に仕切る場合にはロータリーキルンを概ね60°回転させて残りの分割壁面を順次吹付け施工する。内壁面を円周方向に仕切って各分割壁面毎に吹付け施工する場合、分割壁面の数を好ましくは4つ又は6つとする。この数に分割すると、吹付け施工は作業が容易な概ね垂直な壁面に対して行えばよく、施工に際してロータリーキルンを90°又は60°回転させる回数はそれぞれ1回又は2回と少なくてすむ。
【0025】
ロータリーキルンの高温帯の部分と低温帯の部分の吹付け施工条件を変えて吹き付け施工する場合や、あまり長い分割壁面を一度に施工するのが不適当な場合等には、ロータリーキルンの内壁面を円周方向の仕切り枠で回転軸方向についても複数の分割壁面に仕切り、各分割壁面毎に吹付け施工するのが好ましい。
【0026】
また、高温帯の内壁面に吹付け施工する耐火ライニングの少なくとも一部分を、気孔率が大きい断熱性耐火ライニングと気孔率が小さい耐火ライニングの複層構造とすれば、高温帯を囲む鉄皮(ケーシング)が過熱するのを防止でき、熱エネルギーを有効利用することができる。この場合には、気孔率が大きい断熱性耐火ライニングを鉄皮側に施工し、気孔率が小さい耐火ライニングを内周側に施工する。
【0027】
本発明の好ましい耐火ライニングの吹付け施工方法では、高温帯の内壁の少なくとも内側に吹付け施工された気孔率が小さい耐火ライニングの見掛け気孔率が14%以下である。気孔率が小さい耐火ライニングを施工するには、自己流動性を有する坏土中の水の量を少なくすればよい。見掛け気孔率が小さく嵩比重の大きい耐火物が吹き付け施工できれば、耐火ライニングの耐用がよい。
【0028】
本発明の好ましい耐火ライニングの吹付け施工方法は、不定形耐火物の坏土が、耐火性骨材及びアルミナセメントを含む耐火性粉末からなる乾量基準の粉体組成物100重量部に対して12重量部以下の水を混合したものとする。坏土中の水の混合量は、配合してある耐火性骨材の嵩比重、気孔率および粒度分布と、耐火性粉末の構成にもよっても変わるが、好ましくは乾量基準の粉体組成物100重量部に対して4〜10重量部である。この構成を充たす坏土とすれば、良好な自己流動性を有する坏土が得られ、ピストン式ポンプと圧送配管で坏土を吹付けノズルへ容易に圧送することができ、吹付けノズル近傍でこの坏土に圧縮空気と急結剤を注入しつつ吹付け施工して、見掛け気孔率の小さい施工体が得られる。
【0029】
耐火性骨材としては、アルミナ、ボーキサイト、ダイアスポア、ムライト、バン土頁岩、シャモット、珪石、ロウ石、カイヤナイト、パイロフィライト、シリマナイト、アンダリュサイト、クロム鉱石、スピネル、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、クロミア、窒化珪素、窒化アルミニューム、炭化珪素、炭化硼素、黒鉛などの炭素、硼化チタンおよび硼化ジルコニュームから選ばれる1種以上が好ましい。
【0030】
耐火性粉末としては、アルミナセメント、アルミナ、チタニア、ボーキサイト、ダイアスポア、ムライト、バン土頁岩、シャモット、珪石、パイロフィライト、シリマナイト、アンダリュサイト、クロム鉱石、スピネル、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、クロミア、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、炭化硼素、硼化チタン、硼化ジルコニウムおよびヒュームドシリカ等の無定形シリカから選ばれる1種以上であって平均粒子系が30μm以下のものが好ましい。
【0031】
これらの耐火性粉末の一部として、アルミナの平均粒径が10μm以下、好ましくは5μm以下、および、ヒュームドシリカ等の平均粒子径が10μm以下、好ましくは1μm以下の耐火性超微粉を使用すると、坏土中の水の量を減らすことができ、かつ坏土に良好な流動性を付与できる。
【0032】
耐火性粉末の一部として、アルミナセメントを使用すれば、アルミナセメントが不定形耐火物の結合剤として機能し、施工体は常温から高温までの広い範囲において強度を保持できる。
【0033】
分散剤としては、使用する耐火性粉末および耐火性骨材の種類に合わせて選定した粉末状のものを粉体組成物に配合しておくことが好ましい。分散剤としては、ポリメタリン酸塩類、ポリカルボン酸塩類、ポリアクリル酸塩類およびβ−ナフタレンスルホン酸塩類から選ばれる1種以上が好ましく、粉体組成物の耐火性粉末と耐火性骨材の合量100重量部に対して0.02〜1重量部添加しておくのが好ましい。
【0034】
圧送ポンプとしては、市販品を入手できることから、ピストン式又はスクイーズ式の圧送ポンプを使用するのが好ましい。スクイーズ式とは、ダイヤフラムを圧縮空気で駆動するダイヤフラム式ポンプ、弾性を有するチューブをローラでしごいて坏土を圧送するポンプ等をいう。これらの圧送ポンプとしては、圧送する坏土の脈動が小さくなる様に、好ましくは複数のダイヤフラム、複数のチューブ又は複数のピストンを備えた圧送ポンプを使用するのが好ましい。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法の実施の形態の例を図面を参照して説明する。
【0036】
図1は、ロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法の一例を説明するための、ロータリーキルンの回転軸と直交する切断面による断面図である。
【0037】
まず、図1(A)に示すように、ロータリーキルンの円筒状ケーシング(以下ケーシングと記す。)1の内壁面に仕切り枠31、32、33、34を円周方向に概ね90度ピッチで取り付け、均等に4分割された分割壁面21、22、23、24を形成する。仕切り枠31、32、33、34は、鉄板製または木製でよく、ケーシング1に取り付けられた図示しないアンカー等に適宜固定する。
【0038】
その後、図1(B)に示すように、架台5をケーシング1の長手方向に設置して吹付け時の足場とし、仕切り枠31、32で仕切られたキルン長手方向の分割壁面21および仕切り枠33、34で仕切られたロータリーキルン長手方向の分割壁面23に耐火ライニング41および42をそれぞれ吹付け施工する。
【0039】
さらに、耐火ライニング41および42の硬化後に仕切り枠31、32、33、34を取り外さないでそのまま、又は取り外してから架台5を除去し、ケーシング1を図示しないロータリーキルンの回転手段により、90゜(本実施の形態では、時計周りに)回転する。
【0040】
次に、図1(C)に示す架台7をケーシング1の長手方向に設置して足場とし、仕切り枠31,32,33,34又は耐火ライニング41および42の硬化後の円周方向端面からなる吹付け施工体の打ち継ぎ面6に挟まれたキルン長手方向の分割壁面に耐火ライニング43および44を吹付け施工する。
【0041】
本実施の形態では、吹付け位置が概ねケーシング1の立上り位置にあるため、吹付け時のリバウンドロスが少なく、吹付けノズルを操作する作業者の作業性も良好である。さらに、ケーシング内壁面を円周方向に均等に4分割とすることで、吹付けを完了するまでのロータリーキルンの回転が、1回で済むため、作業工数が少ない。
【0042】
さらに、本実施の形態では、ケーシングの内壁面を円周方向に均等に4分割したが、これに限定されること無く、6分割、8分割等でも実施できる。
【0043】
本実施の形態では、ロータリーキルンの長手方向の分割壁面に耐火ライニングを吹付け施工する時、回転軸方向に少なくとも1箇所以上の打ちつぎ面もしくは仕切り枠が焼失した隙間あるいは、スコアーラインを設けることで、キルン熱上げ時に発生する耐火ライニングとケーシングの熱膨張差を緩和したり、キルン熱上げ後に発生するクラックを止めたりすることができ、好ましい。ここで、回転軸方向に分割するときは、円周方向に仕切り枠を設置すればよい。また、スコアーラインは硬化後の耐火ライニングにダイヤモンドカッター等で切り込み(通常耐火ライニングの表面より厚みの1/3程度)を入れれば良い。
【0044】
また、気孔率が大きく熱伝導率の小さな断熱性の吹付け材をケーシング側に施工し、円周側を気孔率が小さい耐火ライニングとした2層構造、あるいは多層構造で施工して断熱性を付与することもできる。この場合は、まず図1(B)の耐火ライニング41、42を厚み方向に多層構造とし、まず断熱性の吹付け材を所定厚みとなるまで吹付け、その後気孔率が小さい耐火ライニングを吹付ければよい。次いで、ロータリーキルンを90゜まわして図1(C)の耐火ライニング43、44も同様に2層構造あるいは多層構造に施工すればよい。
【0045】
ここで、多層構造に吹付け施工する場合は、断熱性の吹付け材の吹付け後、仕切り枠31、32、33、34を円周方向に100mmから200mm程度ずらして耐火ライニングを吹付け施工することにより打ち継ぎ面を屈曲させておくのが好ましく、これにより打ち継ぎ面が連通した隙間になってケーシングが過熱することによるロータリーキルンの損傷を防ぐことができる。
【0046】
断熱性の吹付け材としては、公知の乾式又は半湿式の吹付け耐火物を使用してもよいが、自己流動性の坏土を用いる完全湿式によるのが好ましく、これによって粉塵の発生を顕著に少なくできる。ケーシングの温度を特に低く抑えたい場合は、半径(厚み)方向に多層構造とし、外周部に熱伝導率の小さな断熱不定形耐火物を吹付け施工するのが好ましい。
【0047】
図2は本実施の形態のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工で使用する施工装置の一例を示す図である。
【0048】
この施工装置は、圧送ポンプ8、圧送ポンプの投入ホッパー8a、圧送配管9a、9b、9c、テーパー配管10、吹付け配管11、吹付けノズル12、急結剤添加装置13、圧縮空気注入口14、圧縮空気の流量弁15a、圧縮空気配管15b、急結剤注入口16、急結剤搬送ホース17を備えている。
【0049】
まず、図示しないミキサーに投入した粉体組成物に所定量の水を加えて混練し坏土とする。この坏土を、圧送ポンプ8の投入ホッパー8aに投入し、圧送ポンプ8で圧送する。
【0050】
圧送ポンプ8により圧送された坏土には、圧送配管9a、9bおよびテーパー配管10を通過後圧縮空気注入口14の位置で圧縮空気が注入される。
【0051】
圧縮空気注入口14には、図示しない圧縮空気供給源と連結した圧縮空気配管15bが接続されており、圧縮空気の流量弁15aで流量を制御し、圧縮空気の注入量を調整する。圧縮空気が注入された坏土は、圧送配管9cを通過し、急結剤注入口16において急結剤が注入され、急速に自己流動性を失いつつ、吹付け施工に適した性状で吹付けノズル12よりロータリーキルンの各分割壁面に吹付け施工される。
【0052】
急結剤添加装置13と、急結剤注入口16は、急結剤搬送ホース17で接続されており、所定量に流量調整された粉末状の急結剤が空気搬送される。急結剤添加装置13は、ロータリーフィーダを用いた空気搬送方式によるものが最適であり、本実施の形態では、図示しない圧縮空気系が急結剤添加装置13に接続されている。
【0053】
なお、粉末状の急結剤を空気搬送する場合は、粉末に水分が吸着されると配管等へ付着して閉塞の原因となるため、空気除湿装置を通した乾燥空気で急結剤の搬送を行なうことが望ましい。また、液体の急結剤を使用する場合は、ダイアフラムポンプ、あるいはプランジャーポンプ等を急結剤添加装置13の代わりに接続すれば良い。
【0054】
本実施の形態では、圧送ポンプ8と急結剤の添加装置13をロータリーキルン本体から離れた外部に配置し、ロータリーキルンの内部まで圧送配管9aで配管し、さらに耐圧ホース等からなる圧送配管9bにロータリーキルンの内部で接続する。これによってロータリーキルン内部での吹付けノズル12の操作を人手により自在に行うことができる。
【0055】
本発明の施工方法では、吹付け施工時の坏土のだれ落ち、リバウンドおよび粉塵の発生が顕著に少なく、従来の不定形耐火物の吹付け施工方法と比べて施工歩留と作業環境が格段に良好であり、さらに流し込み施工法の際の型枠の取付けが簡単な仕切り枠の取付けで済み、顕著な省力化と工期の短縮が可能である。
【0056】
【実施例】
以下の実施例では、圧送ポンプ8として、2つのピストンを備えるPutzmister社製コンクリートポンプBSA702を用いた。さらに、粉末急結剤を定量的に坏土に注入する急結剤添加装置13として、テーブルフィーダを備える日本プライブリコ社製のQガンを用いた。また、圧送ポンプ8の圧送速度を混練した坏土で3トン/時間に調整した。圧縮空気注入口14および急結剤注入口16への空気供給圧力は、それぞれ3〜6Kg/cm2 、2〜5kg/cm2 に適宜調整してロータリーキルン内壁面への吹付けを行なった。
【0057】
なお、本実施例で使用された吹付け施工装置では、圧送ポンプ8から、圧縮空気注入口14までの圧送配管9aを寸法65Aで長さが30mの鋼管、9bを寸法が65Aで長さが15mの耐圧ホース、これに連通するテーパー配管10を65Aから50Aに絞った長さ1mのテーパ鋼管とし、圧縮空気注入口14から急結剤注入口16までの圧送配管9cを寸法50Aで長さ10mのゴムホースとし、急結剤注入口16から吹付ノズル12までの吹付配管11を寸法50Aで長さが1mのゴムホースとして配管の内側に段差ができないように接続した。また、圧縮空気注入口14急結剤注入口16にはそれぞれY字管を取り付けた。なお、圧縮空気注入口14及び急結剤注入口16の形状は必ずしもY字管に限定されない。
【0058】
耐火性骨材として、Al23 とSiO2 の含有量がそれぞれ43重量%と53重量%のシャモット質骨材で、粒径が1.68〜5mmの粗粒を13重量部、0.1〜1.68mmの中粒を21重量部、Al23 とSiO2 の含有量がそれぞれ59重量%と37重量%のアルミナ質骨材で、粒径が1.68〜5mmの粗粒を10重量部、0.1〜1.68mmの中粒を15重量部、Al23 とSiO2 の含有量がそれぞれ89重量%と7重量%のボーキサイト質骨材で、平均粒径が0.02mmの細粒を29重量%使用した。
【0059】
耐火物の結合部を構成する耐火性粉末として、Al23 とCaOの含有量がそれぞれ74重量%と24重量%で平均粒径が5.6μmのアルミナセメントを4重量部、Al23 の含有量が99.6重量%で平均粒径が4.3μmのバイヤーアルミナを3重量部、SiO2 の含有量が93重量%で平均粒径が0.8μmのヒュームドシリカを5重量部用いた。
【0060】
さらに、上記の耐火性骨材と耐火性粉末の合量100重量部に対して、P25 とNa2 Oの含有量がそれぞれ58重量%と42重量%の粉末状トリポリ燐酸ナトリウムを0.1重量部、分散剤として粉体組成物に添加した。
【0061】
耐火性骨材、耐火性粉末及び分散剤を調合して粉体組成物とし、耐火性骨材と耐火性粉末の含量100重量部に対して6.8重量部の水を粉体組成物に加え、500kg容量のボルテックスミキサー中で3分間混練して坏土とした。各坏土の流動性は、混練した直後の各坏土を上端内径50mm、下端内径100mm、高さ150mmで上下端が開口した円錐台形状のコーン型に流し込み、コーン型を上方に抜き取って60秒間静置したときの広がり直径の最大部と最小部に対し90度の位置の2方向についてノギスで測定し、その平均値を測定したフロー値は240mmであり十分な自己流動性とポンプ圧送性を有していた。
【0062】
急結剤には、粒径が800μm以下で平均粒径が約150μmの粉末であって、アルミン酸ナトリウム(約20%の結晶水を含む)と炭酸ナトリウムを3:1の重量比で含むものを用い、急結剤添加装置13により、耐火性骨材と耐火性粉末の含量100重量部に対して0.3重量部となるように添加した。すなわち、図2の吹付施工装置を使用し、ロータリーキルンの内壁面を模した鋼製の壁面に約200mmの厚さに吹付け施工した。
【0063】
壁面に吹付け施工後、概ね20℃前後の気温下で24時間放置した施工体から約30cm×30cm×15cmの寸法の試料を採取し、採取した試料を110℃で24時間乾燥した。次に、JIS−R2205に規定された方法に準じてこの試料の見掛け気孔率と嵩比重を測定したところ、それぞれ12%と2.50であった。この値は、ミキサー中で3分間混練した同じ坏土を内寸4cm×4cm×8cmの型枠に流し込み成形して得た施工体について求めた見掛け気孔率と嵩比重である12%と2.49と殆ど同じである。
【0064】
上述の結果から分るように、本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法によれば、得られる施工体の気孔率と嵩比重の値は流し込み施工され不定形耐火物の施工体の気孔率と嵩比重の値と比べて遜色がない。耐火物の重要な使用特性である耐食性が耐火物の見掛け気孔率によって大きく左右されることから、本発明のロータリーキルン用耐火ライニングの吹付け施工方法を採用すれば、流し込み施工された不定形耐火物の施工体と比べて遜色のない優れた、耐食性を有する不定形耐火物をロータリーキルンの内壁面に吹付け施工できる。
【0065】
【発明の効果】
本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付施工方法によれば、流し込みによる施工方法と比べ、簡易な仕切り枠を使用すれば済み、型枠が不要であるなどによって顕著な省力化を達成でき、施工体が速やかに硬化するため工期を顕著に短縮できるという利点がある。また、この耐火ライニング吹付け施工体は、従来の吹付け施工法による嵩比重の小さい不定形耐火物の施工体と比べて耐火物特性が顕著に優れているので、ロータリーキルン内壁の高温帯への施工に適する。
【0066】
さらに、吹付け施工時のリバウンドによるロスが非常に少ないので不定形耐火物の施工歩留が良く、粉塵がほとんど発生しないので作業環境も良好である。省力化と良好な作業環境の確保は、今後の産業の存続と発展に不可欠な条件でもあるので、その産業上の価値は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法の一例を説明するための回転軸に直交する方向の断面図である。
【図2】本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法で使用する施工装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1…ケーシング
5、7…架台
6…打ち継ぎ面
8…圧送ポンプ
8a…圧送ポンプの投入ホッパー
9a、9b、9c…圧送配管
10…テーパ配管
11…吹付け配管
12…吹付けノズル
13…急結剤添加装置
14…圧縮空気注入口
15a…圧縮空気の流量弁
15b…圧縮空気配管
16…急結剤注入口
17…急結剤搬送ホース
21、22、23、24…分割壁面
31、32、33、34…仕切り枠
41、42、43、44…耐火ライニング
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for spraying a rotary kiln refractory lining, and more particularly to a method for spraying a rotary kiln refractory lining used for manufacturing cement or incinerating waste.
[0002]
[Prior art]
A rotary kiln for waste incineration uses a wide variety of wastes such as municipal waste, sewage sludge, and industrial waste as fuel, and therefore has a wide range of temperature fluctuations and various atmospheres. Various waste materials are also used as fuel in rotary kilns for cement. For this reason, the fireproof lining of the rotary kiln is required to have characteristics such as chemical corrosion resistance, wear resistance, and thermal shock resistance.
[0003]
In order to satisfy these required characteristics, a fireproof lining having a low porosity and a high strength is required. For this reason, cast refractories that can be used for refractory linings of rotary kilns or refractory refractories with a low porosity are employed. The cast refractory can save labor in its construction work compared with the lining of the regular refractory, but currently, the construction method of the following procedure is adopted.
[0004]
That is, the inner wall surface of the rotary kiln is divided into approximately 20 to 20 divided wall surfaces in the circumferential direction, and the divided wall surface of the portion where the refractory lining is to be installed is disposed below the rotary kiln. The formwork is fixed to the iron skin (hereinafter referred to as the casing) of the rotary kiln at the location. Next, cast refractory clay is poured into the space surrounded by the casing and the formwork, and pouring is performed by applying vibration to the clay with a vibrator (step 1). In this case, if the number of divided wall surfaces is increased, the use of the inner mold (having a cylindrical surface) can be omitted, but the number of man-hours increases. On the other hand, if the number of divided wall surfaces is reduced, an inner formwork that forms the inner peripheral surface of the refractory after construction is indispensable.
[0005]
Next, when the first construction site is cured to some extent, the mold is removed, and the rotary kiln is rotated to move the next divided wall surface downward (step 2). The above-mentioned process 1 is repeated again, and the next division wall surface is constructed. Thereafter, Step 1 and Step 2 are repeated to construct the inner wall surface of the rotary kiln over the entire circumference.
[0006]
In this construction method, the waiting time until the cast refractory constructed in Step 1 is cured to some extent and the formwork can be removed is long (usually about 12 hours), and it is necessary to repeat the process by the number of divided wall surfaces. There is a problem that the time required for construction becomes very long.
[0007]
If the inner wall surface is also divided into the axial direction of the rotary kiln, the mold is also provided in the circumferential direction in step 1 above, poured into the first divided wall surface, and the cast refractory is cured after the mold is cured. Since it is necessary to repeat the process of performing the next pouring construction after fixing the formwork to the next divided wall surface, the time required for construction is further increased.
[0008]
When a fireproof lining is sprayed onto a rotary kiln, it is sufficient to provide a partition frame with a simple structure compared to a mold, so that there is an advantage that both labor saving and shortening of the construction period can be achieved as compared with the construction method by pouring. However, the conventional method of spraying refractories is to use dry powder clay or wet clay with no fluidity on an air stream and send it to the spray nozzle by piping. This is a method called dry or semi-wet in which moisture is injected at the location (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-36070, etc.). Therefore, a sprayed refractory having a sufficiently small porosity (large bulk specific gravity), excellent strength and corrosion resistance Construction was not possible.
[0009]
That is, in the conventional spraying method, spraying is performed in a state where fine particles are not sufficiently dispersed in the clay, so that a large amount of air is taken into the clay and the porosity is large and the bulk specific gravity is small. Becomes a refractory. For this reason, even if it sprays on the inner wall surface of a rotary kiln, it cannot be used for the inner wall of a high temperature zone, the temperature at the time of use is comparatively low, and it is restricted to the construction of a part of inner wall which does not need corrosion resistance very much.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a fireproof lining spraying method capable of spraying all of the fireproof lining of a rotary kiln including the inner wall of the high temperature zone. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The spray construction method of the rotary kiln refractory lining of the present invention, A powder composition containing a refractory aggregate, a refractory powder and a dispersant, is kneaded with water, and has a truncated cone shape with an upper end inner diameter of 50 mm, a lower end inner diameter of 100 mm, a height of 150 mm, and upper and lower ends opened. Pour into the cone type, and when the cone type is extracted upward and left to stand for 60 seconds, the spread diameter is 165 mm or more Self-flowing irregular refractory clay is pumped to the spray nozzle placed inside the rotary kiln by a pump and pump, and compressed air and quick setting agent are injected into the clay near the spray nozzle. However, it is characterized by spraying dredged soil on the inner wall surface including the high temperature zone of the rotary kiln.
[0012]
In the spray construction method of the present invention, since the clay having self-fluidity kneaded by adding water to the irregular refractory composition is pumped to the spray nozzle with the pump and pump, the spray construction is performed. The dispersion state of fine particles contained in the dredged soil is good, and the refractory having a low porosity and a large bulk specific gravity can be sprayed by having less air trapped in the dredged soil during the spraying. Since a refractory with a small porosity and a large bulk specific gravity can be sprayed, even if it is used for a refractory lining in a high temperature zone of a rotary kiln, it shows the same durability as an amorphous refractory by conventional casting construction.
[0013]
This self-fluiding clay Is Therefore, mixing the required amount of moisture in advance will make the water distribution in the clay even, so that it can be added to the clay before injecting compressed air. There is almost no air accompanying the surroundings of the particles, and most of the air bubbles that are involved when compressed air is injected into the clay as a carrier are released to the outside of the clay during spraying. Become a body.
[0014]
The fluidity of dredged soil can be evaluated using a cone type. That is, the clay immediately after adding water and kneading is poured into a cone-shaped cone shape having an upper end inner diameter of 50 mm, a lower end inner diameter of 100 mm, a height of 150 mm, and upper and lower ends opened, and the cone type is extracted upward and left for 60 seconds. The spread diameter when placed (the average value obtained by measuring the spread in two directions, hereinafter referred to as the flow value). The clay exhibits self-fluidity when the flow value is 165 mm or more. However, the flow value of the clay is preferably 180 mm or more so that the clay kneaded by the pressure feed pump and the pressure feed pipe can be sent to the construction site easily and without clogging. The measurement of fluidity is completed within 3 minutes after kneading using water at about 20 ° C. in a room at about 20 ° C.
[0015]
The reason why the rapid setting agent is injected into the clay in the vicinity of the spray nozzle is to harden the clay sprayed on the wall surface so that it does not flow down on the wall surface. The rapid setting agent is a powdered material such as sodium aluminate. It is preferred to inject things into the clay with compressed air. According to the spraying construction method of the present invention, even if the wall surface to be constructed is a vertical wall or a generally vertical curved surface, it can be sprayed without problems, and compared to the conventional dry or semi-dry spraying method, The amount of dust scattered is significantly less.
[0016]
In addition, although the injection | pouring location to the clay of the quick setting agent may be the same location as compressed air, Preferably it is set as the downstream of the injection port of compressed air. The quick setting agent is injected for the purpose of rapidly hardening the clay, and since it is a quick setting agent that rapidly hardens the clay, the pressure resistance of the clay in the piping does not increase due to the hardening of the clay. In addition, the place where the quick setting agent is injected into the clay is near the spray nozzle.
[0017]
As the quick-setting agent to be injected into the clay, an aqueous solution quick-setting agent can also be used, but it is preferable to use a powder to reduce the porosity of the construction body by keeping the amount of water in the clay to be sprayed to the minimum necessary. Is used. The powder quick setting agent is preferably injected into the clay from the quick setting agent inlet using compressed air as a carrier. It is preferable to use a concentrated aqueous solution as much as possible when injecting the aqueous setting agent into the clay. The rapid setting agent is preferably blown with compressed air so that the rapid setting agent is uniformly dispersed in the clay and injected into the clay as a carrier.
[0018]
The quick setting agent includes alkali metal aluminates such as sodium aluminate and potassium aluminate, carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate and potassium bicarbonate, sodium sulfate, potassium sulfate and magnesium sulfate. Sulfate, CaO / Al 2 O Three , 12CaO · 7Al 2 O Three , CaO.2Al 2 O Three 3CaO · Al 2 O Three 3CaO.3Al 2 O ・ CaF 2 , 11CaO · 7Al 2 O Three ・ CaF 2 And one or more selected from calcium oxide aluminate, calcium oxide hydroxide, calcium hydroxide hydroxide, and a composite or mixture thereof can be preferably used.
[0019]
Among these quick setting agents, it is particularly preferable to use a sodium aluminate powder or an aqueous solution because it is easily available, inexpensive, and has excellent quick setting characteristics.
[0020]
The injection amount of the quick setting agent is preferably 0.05 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dry weight-based powder composition excluding water and the dispersant. If it is less than 0.05 parts by weight, even if it is a quick setting agent having a large effect, the rapid setting speed will be insufficient and the dredged clay will flow down, and if it is injected more than 3 parts by weight, it will rapidly It will be hardened and spraying will be difficult, and the performance as a refractory such as heat resistance and corrosion resistance will decrease.
[0021]
Moreover, although it is preferable to carry out construction sequentially for each divided wall surface obtained by providing a partition frame on the inner wall surface to be constructed, there is no need for a mold for forming the inner peripheral surface of the inner wall like a cast refractory. Even when a partition frame is provided and construction is performed for each divided wall surface, a small number of partition frames may be used, and the number of steps may be reduced by the number of divided wall surfaces. Further, when spraying a small rotary kiln, a fireproof lining may be sprayed without providing any partition on the inner wall surface.
[0022]
In the preferable fireproof lining spraying method of the present invention, the inner wall surface is divided into a plurality of divided wall surfaces in the circumferential direction by a long partition frame parallel to the rotation axis of the rotary kiln, and sprayed for each divided wall surface. If the inner wall surface is divided into a plurality of divided wall surfaces, the size of the divided wall surfaces can be selected according to the amount of dredged soil that can be supplied at one time and the work time that can be continuously sprayed. Therefore, when constructing a large rotary kiln, it is preferable to divide the inner wall surface. If a partition frame with the same height as the thickness of the fireproof lining to be installed is provided around the dividing wall, the thickness of the fireproof lining under construction can be measured while constructing, and the fireproof lining of uniform thickness can be measured. Spray construction is easy.
[0023]
When the wide inner wall of a rotary kiln is constructed with an integrated fireproof lining, the inner refractory heated to a high temperature during its operation is extraneous because the temperature is higher than the refractory and iron skin on the cold iron skin side. Thermal expansion. For this reason, a 2 to 3 mm wide cut called a score line from the surface of the refractory lining is placed in the axial direction with a diamond saw for expansion, but a 2 to 3 mm thick partition frame such as a plywood plate is blown first. If spraying is applied in a state where it is attached to the boundary with the divided wall, the partition frame will be burned off during use, resulting in expansion allowance, and the work of removing the partition frame or cutting with a diamond saw can be omitted.
[0024]
According to a preferred fireproof lining spraying method of the present invention, the inner wall surface is divided into four or six divided wall surfaces in the circumferential direction by a long partition frame parallel to the rotation axis of the rotary kiln, and the divided wall surfaces facing each other are divided. Place them at approximately the same height and spray each one, then rotate the rotary kiln approximately 90 ° when dividing it into four divided walls, and approximately 60 ° when dividing it into six divided walls Rotate and spray the remaining divided walls one after another. When the inner wall surface is partitioned in the circumferential direction and sprayed for each divided wall surface, the number of divided wall surfaces is preferably four or six. If it divides | segments into this number, spraying construction should just be performed with respect to the substantially perpendicular | vertical wall surface with easy work, and the frequency | count of rotating a rotary kiln 90 degrees or 60 degrees at the time of construction can be reduced to 1 time or 2 times, respectively.
[0025]
If the rotary kiln is to be sprayed by changing the spraying conditions in the high temperature zone and the low temperature zone, or if it is inappropriate to construct a very long divided wall at once, the inner wall of the rotary kiln is It is preferable that the circumferential partition frame is also divided into a plurality of divided wall surfaces in the rotational axis direction and sprayed for each divided wall surface.
[0026]
In addition, if at least a part of the refractory lining that is sprayed onto the inner wall surface of the high-temperature zone is a multi-layered structure of a heat-insulating refractory lining with a high porosity and a refractory lining with a low porosity, an iron skin surrounding the high-temperature zone (casing) ) Can be prevented from overheating, and thermal energy can be used effectively. In this case, a heat-insulating refractory lining having a high porosity is applied to the iron skin side, and a fire-resistant lining having a low porosity is applied to the inner peripheral side.
[0027]
In the preferred fireproof lining spraying method of the present invention, the apparent porosity of the fireproof lining having a small porosity applied to at least the inside of the inner wall of the high temperature zone is 14% or less. In order to construct a fireproof lining with a low porosity, the amount of water in the dredged soil with self-fluidity may be reduced. If a refractory material having a small apparent porosity and a large bulk specific gravity can be sprayed, the refractory lining is good.
[0028]
A preferred fireproof lining spraying method of the present invention is based on 100 parts by weight of a dry-based powder composition in which the clay of an irregular refractory is composed of a refractory powder containing a refractory aggregate and alumina cement. It is assumed that 12 parts by weight or less of water is mixed. The mixing amount of water in the clay varies depending on the bulk specific gravity, porosity and particle size distribution of the refractory aggregate, and the composition of the refractory powder. 4 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the product. If the clay satisfies this configuration, a clay with good self-fluidity can be obtained, and the clay can be easily pumped to the spray nozzle with a piston-type pump and a pressure feed pipe. A construction body with a small apparent porosity can be obtained by spraying construction while injecting compressed air and a rapid setting agent into the clay.
[0029]
As fireproof aggregates, alumina, bauxite, diaspore, mullite, van earth shale, chamotte, quartzite, wax, kyanite, pyrophyllite, sillimanite, andalusite, chromium ore, spinel, magnesia, zirconia, zircon, One or more selected from carbon such as chromia, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, boron carbide, and graphite, titanium boride, and zirconium boride are preferable.
[0030]
As refractory powder, alumina cement, alumina, titania, bauxite, diaspore, mullite, van earth shale, chamotte, quartzite, pyrophyllite, sillimanite, andalusite, chrome ore, spinel, magnesia, zirconia, zircon, chromia, One having at least one selected from amorphous silica such as silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, boron carbide, titanium boride, zirconium boride and fumed silica and having an average particle size of 30 μm or less is preferable.
[0031]
As a part of these refractory powders, when using an ultrafine refractory powder having an average particle diameter of alumina of 10 μm or less, preferably 5 μm or less, and an average particle diameter of fumed silica or the like of 10 μm or less, preferably 1 μm or less. The amount of water in the clay can be reduced, and good fluidity can be imparted to the clay.
[0032]
If alumina cement is used as a part of the refractory powder, the alumina cement functions as a binder for the amorphous refractory, and the construction body can maintain strength in a wide range from room temperature to high temperature.
[0033]
As the dispersant, it is preferable that a powdery material selected according to the kind of the refractory powder and the refractory aggregate to be used is blended in the powder composition. The dispersant is preferably at least one selected from polymetaphosphates, polycarboxylates, polyacrylates and β-naphthalenesulfonates, and the total amount of the refractory powder and the refractory aggregate in the powder composition It is preferable to add 0.02 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight.
[0034]
Since a commercially available product can be obtained as the pressure pump, it is preferable to use a piston type or squeeze type pressure pump. The squeeze type refers to a diaphragm type pump that drives a diaphragm with compressed air, a pump that squeezes a clay by squeezing an elastic tube with a roller, and the like. As these pumps, it is preferable to use a pump having a plurality of diaphragms, a plurality of tubes, or a plurality of pistons so that the pulsation of the clay to be pumped is reduced.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, the example of embodiment of the spray construction method of the rotary kiln fireproof lining of this invention is demonstrated with reference to drawings.
[0036]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotary kiln refractory lining with a cut surface perpendicular to the rotary axis of the rotary kiln for explaining an example of a spray construction method.
[0037]
First, as shown in FIG. 1A, partition frames 31, 32, 33, and 34 are attached to the inner wall surface of a cylindrical casing (hereinafter referred to as a casing) 1 of a rotary kiln at a pitch of approximately 90 degrees in the circumferential direction. Divided wall surfaces 21, 22, 23, 24 that are equally divided into four are formed. The partition frames 31, 32, 33, 34 may be made of iron plate or wooden, and are appropriately fixed to an anchor (not shown) attached to the casing 1.
[0038]
Thereafter, as shown in FIG. 1 (B), the base 5 is installed in the longitudinal direction of the casing 1 as a scaffold for spraying, and the divided wall surface 21 and the partition frame in the kiln longitudinal direction partitioned by the partition frames 31 and 32 are used. Fireproof linings 41 and 42 are sprayed onto the divided wall surface 23 in the longitudinal direction of the rotary kiln partitioned by 33 and 34, respectively.
[0039]
Further, after the refractory linings 41 and 42 are hardened, the frame 5 is removed without removing the partition frames 31, 32, 33, 34, or after being removed, and the casing 1 is rotated 90 ° (main) by a rotary kiln rotating means (not shown). In an embodiment, it rotates (clockwise).
[0040]
Next, the gantry 7 shown in FIG. 1 (C) is installed in the longitudinal direction of the casing 1 as a scaffold, and consists of circumferential end surfaces after the partition frames 31, 32, 33, 34 or the refractory linings 41 and 42 are cured. The fireproof linings 43 and 44 are sprayed and applied to the divided wall surfaces in the kiln longitudinal direction sandwiched between the joint surfaces 6 of the sprayed body.
[0041]
In the present embodiment, since the spraying position is substantially at the rising position of the casing 1, the rebound loss at the time of spraying is small, and the workability of the operator who operates the spraying nozzle is also good. Furthermore, since the inner wall surface of the casing is equally divided into four in the circumferential direction, the rotary kiln can be rotated only once until the spraying is completed.
[0042]
Furthermore, in the present embodiment, the inner wall surface of the casing is equally divided into four in the circumferential direction. However, the present invention is not limited to this, and can be implemented in six divisions, eight divisions, or the like.
[0043]
In this embodiment, when fireproof lining is sprayed on the longitudinal dividing wall surface of the rotary kiln, at least one striking surface or partition frame burned out in the direction of the rotation axis or a score line is provided. It is preferable because the difference in thermal expansion between the refractory lining and the casing generated when the kiln is heated can be reduced, and cracks generated after the kiln is heated can be stopped. Here, when dividing | segmenting to a rotating shaft direction, what is necessary is just to install a partition frame in the circumferential direction. The score line may be cut with a diamond cutter or the like (usually about 1/3 of the thickness of the surface of the refractory lining) in the refractory lining after curing.
[0044]
In addition, a heat insulating spraying material with a high porosity and a low thermal conductivity is applied to the casing side, and the circumferential side is applied with a fireproof lining with a low porosity, or a multi-layer structure to provide a heat insulating property. It can also be granted. In this case, first, the fireproof linings 41 and 42 in FIG. 1B are formed in a multilayer structure in the thickness direction, and first, a heat insulating spray material is sprayed to a predetermined thickness, and then a fireproof lining with a low porosity is sprayed. That's fine. Next, the rotary kiln is turned 90 °, and the fireproof linings 43 and 44 in FIG. 1C may be similarly constructed in a two-layer structure or a multilayer structure.
[0045]
Here, when spraying to a multilayer structure, after spraying a heat-insulating spray material, the partition frames 31, 32, 33, 34 are shifted in the circumferential direction by about 100 mm to 200 mm to spray the fireproof lining. By doing so, it is preferable to bend the joint surface, and this can prevent the rotary kiln from being damaged due to a gap in which the joint surface communicates and the casing overheating.
[0046]
As the heat insulating spray material, a known dry or semi-wet spray refractory material may be used. Can be less. When it is desired to keep the temperature of the casing particularly low, it is preferable that a multilayer structure is formed in the radius (thickness) direction, and a heat-insulating amorphous refractory having a small thermal conductivity is sprayed on the outer peripheral portion.
[0047]
FIG. 2 is a view showing an example of a construction apparatus used in the spray construction of the rotary kiln refractory lining of the present embodiment.
[0048]
This construction apparatus includes a pressure feed pump 8, a pressure pump introduction hopper 8 a, pressure feed pipes 9 a, 9 b, 9 c, a taper pipe 10, a spray pipe 11, a spray nozzle 12, a quick setting agent addition device 13, and a compressed air inlet 14. , A compressed air flow valve 15 a, a compressed air pipe 15 b, a quick setting agent inlet 16, and a quick setting agent transport hose 17.
[0049]
First, a predetermined amount of water is added to a powder composition put into a mixer (not shown) and kneaded to obtain a clay. This clay is put into the charging hopper 8 a of the pressure feeding pump 8 and is pumped by the pressure feeding pump 8.
[0050]
Compressed air is injected into the clay pumped by the pump 8 after passing through the pumping pipes 9 a and 9 b and the taper pipe 10 at the position of the compressed air inlet 14.
[0051]
A compressed air pipe 15b connected to a compressed air supply source (not shown) is connected to the compressed air inlet 14, and the flow rate is controlled by a compressed air flow valve 15a to adjust the amount of compressed air injected. The dredged soil filled with the compressed air passes through the pressure-feeding pipe 9c, and the quick setting agent is injected into the quick setting agent injection port 16 and rapidly loses its self-fluidity, and is sprayed with properties suitable for spraying. The nozzle 12 is sprayed onto each divided wall surface of the rotary kiln.
[0052]
The quick setting agent addition device 13 and the quick setting agent injection port 16 are connected by a quick setting agent transport hose 17, and the powdery quick setting agent whose flow rate is adjusted to a predetermined amount is transported by air. The quick setting agent adding device 13 is optimally based on an air conveyance system using a rotary feeder. In this embodiment, a compressed air system (not shown) is connected to the quick setting agent adding device 13.
[0053]
In addition, when air-transporting powdery quick-setting agent, if moisture is adsorbed to the powder, it will adhere to the piping and cause clogging, so the quick-setting agent is transported with dry air through an air dehumidifier. It is desirable to perform. In addition, when a liquid quick setting agent is used, a diaphragm pump or a plunger pump may be connected instead of the quick setting agent adding device 13.
[0054]
In the present embodiment, the pressure feed pump 8 and the quick setting agent addition device 13 are arranged outside the rotary kiln main body, piped to the inside of the rotary kiln with the pressure feed pipe 9a, and further to the pressure feed pipe 9b made of a pressure hose or the like. Connect inside. Thus, the operation of the spray nozzle 12 inside the rotary kiln can be freely performed manually.
[0055]
In the construction method of the present invention, dredging of dredged soil, rebound, and generation of dust are significantly reduced during spray construction, and the construction yield and work environment are markedly higher than those of conventional irregular refractory spray construction methods. In addition, it is only necessary to install a partition frame that can be easily attached to the mold during the pouring method, and it is possible to save labor and shorten the construction period.
[0056]
【Example】
In the following examples, a concrete pump BSA702 made by Putzmister, which has two pistons, was used as the pressure feed pump 8. Furthermore, a Q gun manufactured by Japan Publico Co., Ltd. equipped with a table feeder was used as the quick-setting agent adding device 13 for quantitatively injecting the powder quick-setting agent into the clay. Further, the pumping speed of the pump 8 was adjusted to 3 tons / hour with the kneaded clay. The air supply pressure to the compressed air inlet 14 and the quick-set agent inlet 16 is 3 to 6 kg / cm, respectively. 2 2-5kg / cm 2 As appropriate, the spraying was performed on the inner wall surface of the rotary kiln.
[0057]
In addition, in the spray construction apparatus used in the present embodiment, the pressure feed pipe 9a from the pressure feed pump 8 to the compressed air inlet 14 is a steel pipe having a dimension of 65A and a length of 30 m, and 9b having a dimension of 65A and a length of 65m. A 15 m pressure hose and a taper pipe 10 communicating with the 15 m taper steel pipe having a length of 1 m narrowed from 65 A to 50 A, and a pressure feed pipe 9 c from the compressed air inlet 14 to the quick setting agent inlet 16 have a length of 50 A A 10 m rubber hose was used, and the spray pipe 11 from the quick setting agent inlet 16 to the spray nozzle 12 was connected as a rubber hose having a dimension of 50 A and a length of 1 m so that there was no step inside the pipe. A Y-tube was attached to each of the compressed air inlet 14 and the quick setting agent inlet 16. In addition, the shape of the compressed air inlet 14 and the quick setting agent inlet 16 is not necessarily limited to a Y-shaped tube.
[0058]
As fireproof aggregate, Al 2 O Three And SiO 2 With 13 wt% coarse particles having a particle size of 1.68 to 5 mm, 21 wt parts of medium particles having a particle size of 0.1 to 1.68 mm, respectively. Al 2 O Three And SiO 2 10 weight parts of coarse particles having a particle size of 1.68 to 5 mm, 15 weight parts of medium particles of 0.1 to 1.68 mm, respectively. Al 2 O Three And SiO 2 29% by weight of fine particles having an average particle size of 0.02 mm with bauxite aggregates of 89% by weight and 7% by weight, respectively.
[0059]
As refractory powder constituting the joint of refractory, Al 2 O Three And CaO content of 74 wt% and 24 wt%, respectively, 4 parts by weight of alumina cement with an average particle size of 5.6 μm, Al 2 O Three 3 parts by weight of buyer alumina having a 99.6% by weight content and an average particle size of 4.3 μm, SiO 2 2 5 parts by weight of fumed silica having a content of 93% by weight and an average particle size of 0.8 μm was used.
[0060]
Furthermore, with respect to 100 parts by weight of the total amount of the above refractory aggregate and refractory powder, P 2 O Five And Na 2 0.1 parts by weight of powdered sodium tripolyphosphate having an O content of 58% by weight and 42% by weight, respectively, was added to the powder composition as a dispersant.
[0061]
Refractory aggregate, refractory powder and dispersant are mixed to form a powder composition, and 6.8 parts by weight of water is added to the powder composition with respect to 100 parts by weight of refractory aggregate and refractory powder. In addition, the mixture was kneaded for 3 minutes in a 500 kg capacity vortex mixer to form clay. The fluidity of each kneaded material is determined by pouring each kneaded material immediately after kneading into a truncated cone-shaped cone mold having an upper end inner diameter of 50 mm, a lower end inner diameter of 100 mm, a height of 150 mm and an upper and lower ends opened, and the cone mold is extracted upward. Measured with calipers in two directions at a position of 90 degrees with respect to the maximum diameter and the minimum diameter of the spread diameter when allowed to stand for 2 seconds, and the average value of the measured flow value is 240 mm, which is sufficient self-fluidity and pumpability Had.
[0062]
The quick setting agent is a powder having a particle size of 800 μm or less and an average particle size of about 150 μm, and containing sodium aluminate (including about 20% crystal water) and sodium carbonate in a weight ratio of 3: 1. Was added by the quick-setting agent adding device 13 so that the content of the refractory aggregate and the refractory powder was 0.3 parts by weight with respect to 100 parts by weight. That is, using the spray construction apparatus of FIG. 2, spray construction was performed to a thickness of about 200 mm on a steel wall imitating the inner wall surface of the rotary kiln.
[0063]
After spraying on the wall surface, a sample having a size of about 30 cm × 30 cm × 15 cm was taken from the construction body left for 24 hours under a temperature of about 20 ° C., and the collected sample was dried at 110 ° C. for 24 hours. Next, when the apparent porosity and bulk specific gravity of this sample were measured according to the method defined in JIS-R2205, they were 12% and 2.50, respectively. This value is 12%, which is the apparent porosity and bulk specific gravity determined for a construction body obtained by casting the same clay kneaded for 3 minutes in a mixer into a mold having an inner size of 4 cm × 4 cm × 8 cm. It is almost the same as 49.
[0064]
As can be seen from the above results, according to the spray construction method of the rotary kiln refractory lining of the present invention, the porosity and bulk specific gravity value of the obtained construction body are cast and the porosity of the construction body of the amorphous refractory. Compared with the value of bulk specific gravity, there is no inferiority. Since the corrosion resistance, which is an important use characteristic of refractory, is greatly influenced by the apparent porosity of the refractory, if the spray construction method of the refractory lining for rotary kiln of the present invention is adopted, the irregular refractory that has been cast is applied. It is possible to spray and apply an amorphous refractory having excellent corrosion resistance, which is inferior to that of the construction body, to the inner wall surface of the rotary kiln.
[0065]
【The invention's effect】
According to the spray construction method of the rotary kiln refractory lining of the present invention, compared to the construction method by pouring, it is only necessary to use a simple partition frame, and it is possible to achieve remarkable labor saving by eliminating the need for a formwork. Since it cures quickly, there is an advantage that the construction period can be remarkably shortened. In addition, this refractory lining spray construction body has significantly superior refractory characteristics compared to the construction of an amorphous refractory with a low bulk specific gravity by the conventional spray construction method. Suitable for construction.
[0066]
Furthermore, since the loss due to rebound during spraying is very small, the construction yield of the irregular refractory is good, and the dust is hardly generated, so the working environment is also good. Labor saving and ensuring a good working environment are also indispensable conditions for the survival and development of the industry in the future, so the industrial value is enormous.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to a rotation axis for explaining an example of a method for spraying a rotary kiln refractory lining according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a construction apparatus used in the spray construction method for a rotary kiln refractory lining according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Casing
5, 7 ... Mount
6 ... Joint surface
8 ... Pressure pump
8a ... Pumping hopper of pressure pump
9a, 9b, 9c ... pressure feeding piping
10 ... Tapered piping
11 ... Blowing piping
12 ... Spray nozzle
13 ... Quick setting agent addition device
14 ... Compressed air inlet
15a ... Flow valve for compressed air
15b ... compressed air piping
16 ... Quick setting agent inlet
17 ... Quick setting agent transport hose
21, 22, 23, 24 ... division wall surface
31, 32, 33, 34 ... partition frame
41, 42, 43, 44 ... Fireproof lining

Claims (7)

耐火性骨材、耐火性粉末及び分散剤を含む粉体組成物に水を加えて、混練されてなり、かつ、上端内径50mm、下端内径100mm、高さ150mmで上下端が開口した円錐台形状のコーン型に流し込み、コーン型を上方に抜き取って60秒間静置したときの広がり直径が165mm以上である自己流動性を有する不定形耐火物の坏土を圧送ポンプと圧送配管によってロータリーキルンの内側に置いた吹付けノズルに圧送し、吹付けノズルの近傍で坏土中に圧縮空気と急結剤を注入しつつ、ロータリキルンの高温帯を含む内壁面に坏土を吹付け施工することを特徴とするロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法。 A powder composition containing a refractory aggregate, a refractory powder and a dispersant, is kneaded with water, and has a truncated cone shape with an upper end inner diameter of 50 mm, a lower end inner diameter of 100 mm, a height of 150 mm, and upper and lower ends opened. Poured into a corn mold, and when the corn mold was pulled out and left standing for 60 seconds, a self-flowing irregular refractory clay with a diameter of 165 mm or more was placed inside the rotary kiln by a pump and pump. It is pumped to the spray nozzle placed and injected with compressed air and quick setting agent into the clay near the spray nozzle, and sprayed to the inner wall surface including the high temperature zone of the rotary kiln. The rotary kiln fireproof lining spraying method. 内壁面をロータリーキルンの回転軸に平行な長い仕切り枠で円周方向に複数の分割壁面に仕切り、各分割壁面毎に吹付け施工する請求項1記載の吹付け施工方法。  The spray construction method according to claim 1, wherein the inner wall surface is divided into a plurality of divided wall surfaces in a circumferential direction by a long partition frame parallel to the rotation axis of the rotary kiln, and spraying is performed for each divided wall surface. 内壁面をロータリーキルンの円周方向の仕切り枠で回転軸方向についても複数の分割壁面に仕切り、各分割壁面毎に吹付け施工する請求項2記載の吹付け施工方法。 For the rotation axis direction inner wall surface in the circumferential direction of the partition frame of the rotary kiln partition into a plurality of divided wall, spray construction method according to claim 2 Symbol placement for spraying installation for each partition wall surface. 高温帯の内壁面に吹付け施工する耐火ライニングの少なくとも一部分を、気孔率が大きい断熱性の耐火ライニングと気孔率が小さい耐火ライニングの複層構造とする請求項1〜のいずれか記載の吹付け施工方法。 The blowing according to any one of claims 1 to 3 , wherein at least a part of the refractory lining applied to the inner wall surface of the high temperature zone has a multilayer structure of a heat-resistant lining having a high porosity and a refractory lining having a low porosity. Installation method. 前記耐火性粉末が平均粒子径10μm以下の耐火性超微粉を含む請求項1〜4のいずれか記載の吹付け施工方法。The spray construction method according to any one of claims 1 to 4, wherein the refractory powder includes a refractory ultrafine powder having an average particle diameter of 10 µm or less . 高温帯の内壁の少なくとも内側に吹付け施工された耐火ライニングの見掛け気孔率が14%以下である請求項1〜5のいずれか記載の吹付け施工方法。  The spray construction method according to any one of claims 1 to 5, wherein the apparent porosity of the refractory lining applied to at least the inner side of the inner wall of the high temperature zone is 14% or less. 不定形耐火物の坏土が、耐火性骨材及びアルミナセメントを含む耐火性粉末からなる乾量基準の粉体組成物100重量部に対して12重量部以下の水を混合したものである請求項1〜6のいずれか記載の吹付け施工方法。  The clay of the amorphous refractory is a mixture of 12 parts by weight or less of water with respect to 100 parts by weight of a dry-based powder composition comprising a refractory powder containing a refractory aggregate and alumina cement. The spraying construction method in any one of claim | item 1 -6.
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