JPH04332387A

JPH04332387A - 耐火材の吹付施工法

Info

Publication number: JPH04332387A
Application number: JP12670791A
Authority: JP
Inventors: Haruo Mitsui; 春雄三井; Toshihide Yumoto; 俊秀湯元; Matsuichi Yoshimura; 吉村　松一; Masao Oguchi; 小口　征夫; Satoo Munetomo; 宗友　郷夫; Kan Hanaoka; 花岡　完
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1992-11-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐火材の施工法，特に
吹付施工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属容器，高炉，加熱炉等の内張り
施工は、耐火れんがを組み上げるれんが積み工法，不定
形耐火物による振動施工法，流込み施工法およびスタン
プ施工法が行われているが、上記いずれの施工法にも作
業に要する時間が長いという欠点がある。従って、施工
を短期間で終えたい場合や、高温，ＣＯガス雰囲気等、
作業者が近づけない環境の下で施工する場合には、吹付
け施工が極めて有効である。

【０００３】吹付施工法としては、乾式吹付施工法と湿
式吹付施工法の２種類があるが、以下にそれぞれの方法
について説明する。　　主に、耐火材に適用される乾式
吹付施工法は乾燥した耐火材に、硬化剤，硬化促進剤，
界面活性剤を添加、混合し、該乾燥状態にある該混合物
を空気圧送して吹付ノズル（以下ノズルと略す）に供給
し、別経路から供給される水とノズル内で混合されて被
施工面に吹き付けられる。しかし、上記施工法によれば
、添加水量が全固形分に対して１０〜１５重量％（以下
％と略す）と多くなり、得られる施工体の気孔率も高い
ため流込み施工法による施工体に比べて耐用性が劣る。そこで、添加水量を減少させる目的で、上記ノズルに供
給される水に代えて、■水ガラス，リン酸溶液または石
灰乳等の液体バインダーを使用したり（特開昭５５−１
５９４８号公報参照）、■液体バインダーの中に７５μ
ｍ以下の耐火性超微粉を混合して乳化させたスラリー溶
液を使用した（特公昭６２−２１７５４号公報参照）乾
式吹付施工法が提案されている。

【０００４】一方、湿式吹付施工法は、主に耐火性を要
求されないコンクリートの施工に適用されており、ミキ
サー混練したコンクリート材料と、それと別経路から供
給される液状または粉状の硬化剤（または急結剤）を介
在させた圧縮空気とをノズル内で混合し吹付ける構成と
なっている。また、他のコンクリートの湿式吹付施工法
として水，セメント，砂の一部を練り混ぜ、モルタルポ
ンプでノズルに圧送し、それとは別の経路から粗骨材，
細骨材の一部，硬化剤をノズルに圧送し、ノズル内で混
合して吹付ける施工法がある。（１９８３年発行「セメ
ント・コンクリート」４３８号第３６頁）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、乾式吹
付施工法のうち、前記特開昭５５−１５９４８号公報に
よる施工法を採用しても、実質的な添加水量は目立って
減少せず、施工体の気孔率は１７体積％以下とすること
はできず、そのために耐食性は流込み材に較べて著しく
劣る。また、前記特公昭６２−２１７５４号公報による
施工法では添加水量を抑制して、施工体の気孔率は改善
できるものの、乾燥状態でノズルに供給される耐火材中
の粒径０．３ｍｍ以下の耐火物微粉末の配合量を多めと
した場合や、スラリーの粘度が５００センチポアズ（以
下ｃｐと記す）以上となって耐火材とスラリーとのノズ
ル内での混合性が悪化したりした場合には、ノズル詰り
が発生しやすくなる。

【０００６】一方、スラリーの粘度を５００ｃｐ以下と
した場合、スラリーに含まれる０．０４５ｍｍ以上の粒
径の耐火材が沈降分離しやすくなり、ノズルに供給する
際、圧送ポンプ内，または圧送ホース内で沈降した０．
０４５ｍｍ以上の耐火材が詰まり、吹付作業ができなく
なる。この結果、施工体中における粒径０．０４５〜０
．３ｍｍが欠落する傾向となり、体積安定性，耐スラグ
浸食性，耐磨耗溶損性に劣る。添加水分を５〜６％，得
られる施工体の気孔率１０〜１２体積％とした低水分，
高強度，緻密化を実現した流込み材で製鉄所の溶鋼取鍋
のライニングの施工を行った場合、該取鍋は２００チャ
ージ（以下ｃｈと記す）以上使用可能であるのに対して
、前記特開昭５５−１５９４８号公報によって施工した
取鍋では５〜１０ｃｈ，特公昭６２−２１７５４号公報
によって施工した取鍋では１５〜２０ｃｈと、その耐用
性は格段に劣っている。さらに、両公報に係る乾式吹付
施工法では被施工面への付着率は約８０％が限界で、リ
バウンドロスの発生や粉塵による作業環境の悪化等の問
題も生じる。さらに、急結性を必要とする天井部等への
吹付施工において、吹付材料中に硬化剤を添加するとノ
ズル詰りが発生し、良好な作業ができない。

【０００７】一方、湿式吹付施工法では、上記付着率の
向上は図れるものの、圧送ポンプで供給する材料の流動
性を確保するために多量の水分を要し、低水分，低気孔
率化に逆行することとなる。さらに、湿式吹付施工法で
耐火物の硬化剤として使用するアルミナセメントはコン
クリート用のポルトランドセメントに較べて硬化時間が
短く、急速に作業性が低下し、ノズルに供給できなくな
ることもある。本発明は、上記従来の吹付法の問題に鑑
み、流込み材等と遜色のない耐食性のある吹付耐火材を
得ることのでき、かつノズル詰りのない吹付施工法を提
供するためになされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、■それぞれ別
経路を経由して吹付ノズルに供給される骨材とモルタル
とを該吹付ノズル内で混合し、さらに別経路から該吹付
ノズルに供給される硬化剤を二重構造の吹付ノズル先端
近傍で、骨材，モルタルに添加することを特徴とする耐
火材の吹付施工法、■粒径０．３ｍｍ以上が８０重量％
以上、粒径０．０７５ｍｍ以下が５重量％以下である耐
火材からなる骨材を使用する前項■記載の耐火材の吹付
施工法、■ダレ防止剤，爆裂防止剤および液面界面活性
剤の１種または２種以上を添加した骨材を使用すること
を特徴とする前項■または前項■記載の耐火材の吹付施
工法、■耐火物微粉末の平均粒径が０．０３５ｍｍ以下
で、その粒径０．０２０ｍｍ以下の粒子の構成比率が２
０重量％以上であり、かつ液体バインダーを外掛け１０
〜３０重量％添加したモルタルを使用することを特徴と
する前項■，■または前項■記載の耐火材の吹付施工法
、■硬化剤を液状または粉状で添加する前項■，■，■
または前項■の耐火材の吹付施工法である。

【０００９】

【作用】本発明では、それぞれ別経路を経由してノズル
に供給される骨材とモルタルとを該ノズルの根元で混合
する。すなわち、図１に示すように骨材４０とモルタル
２０とは別経路でノズルに供給され、次に図２に示す本
出願人の考案した吹付けノズル装置（実願平２−４７７
５１号参照）で骨材４０とモルタル２０は吹付けノズル
の根元にある混合室１４で混合される。一方、さらに別
経路からノズルに供給される硬化剤をノズル先端近傍で
骨材，モルタルに添加する。すなわち図２に示す本出願
人の考案した吹付けノズル装置で硬化剤吹込み部１３か
ら高圧エア５０と共に硬化剤３０をノズルに吹込むと、
硬化剤はゴムチューブ２とノズル本体に囲まれている吹
込み空間１１を経由しノズル先端近傍で骨材，モルタル
に添加される。従って、ノズル内で硬化剤と骨材，モル
タルとは接触せず、硬化剤によって骨材，モルタルがノ
ズル内で硬化又は急結することはないので、ノズル詰り
を防止できる。

【００１０】骨材の耐火材の粒度構成を、粒径０．３ｍ
ｍ以上を８０％以上とし、粒径０．０７５ｍｍ以下が５
％以下となるようにしているのは、粒度構成が微粉の方
に偏ると、ノズル内でのモルタルとの混合が悪くなりノ
ズル詰りが発生したり、混合に必要なモルタル量が多く
なって施工体の緻密化やリバウンドロスの低減が達成で
きないためである。なお、この粒度構成は造粒によって
得られるものでもよい。さらに、この骨材にはダレ防止
を目的として、粉末のダレ防止剤，例えば酢酸カルシュ
ウム，炭酸カルシュウム，亜硝酸カルシュウム，炭酸リ
チウム，水酸化カルシュウム等の１種または２種以上を
０．０１〜０．２％添加してもよい。また、ダレ防止と
爆裂防止を目的として、有機繊維，カーボン繊維，フェ
ノール繊維，金属繊維等の繊維の１種または２種以上を
０．０５〜２％添加してもよい。さらに、発塵防止を目
的として、液体界面活性剤を０．１〜１％添加してもよ
い。爆裂防止剤としては、金属アルミニウム粉等を０．
０５〜０．５％添加することも考えられる。

【００１１】上記モルタルには、平均粒度０．０３５ｍ
ｍ以下でかつ０．０２０ｍｍ以下の耐火物微粉末が２０
％以上あることが望ましい。２０％以下であると、０．
０２０ｍｍ以上の微粉末が沈降しやすくなる。また、０
．１ｍｍを超える粒子は沈降しやすいため、圧送ポンプ
内や圧送パイプで詰まりやすくなる。またこのモルタル
には、適切な流動性を確保するために上記耐火物微粉末
に対し、外掛け１０〜３０％の液体バインダーを添加し
混練し調整される。このとき添加する液体バインダーが
外掛け１０％未満のときはノズル詰りが発生し、外掛け
３０％を超えるときは、モルタル部の液体分が多くなり
過ぎ、施工体の気孔率が大きくなり、耐食性が悪くなる
。

【００１２】モルタルに用いる液体バインダーとしては
、アミンシリケート水溶液，シリカゾル水溶液，アルミ
ナゾル水溶液がよい。上記本発明に係る吹付耐火材を使
用した施工法において、骨材とモルタルとの混合比率を
調整することによって施工体に含まれる水分量を適正な
値にして、緻密な施工体を得ることができる。骨材とモ
ルタルの混合比率は、合計量を１０重量部として骨材５
〜７重量部に対し、モルタル５〜３重量部が適当である
が、被施工面の凹凸，温度により適宜変更する。硬化剤
としては、液体または粉体が考えられ、モルタルに対し
て外掛けで５〜１５％が適当であるが、天井に吹付ける
場合，垂直な壁に吹付ける場合，厚く吹付ける場合等に
は必要に応じて適宜変更する。硬化剤としては、珪酸ソ
ーダ，水酸化カルシュウム，亜硝酸カルシュウム，水酸
化アルミニウム，塩化マグネシウム，アルミナセメント
等の水溶液または粉末がよい。

【００１３】

【実施例】本発明をジルコン質取鍋用吹付耐火材とアル
ミナ質取鍋用吹付耐火材とに応用した実施例を以下に説
明する。

【００１４】（実施例１）：ジルコン質取鍋用吹付耐火
材のケース第１表（ａ）に示す配合のジルコン質取鍋用吹付耐火材
の骨材を６０％とモルタル４０％とをノズルの根元で混
合し、硬化剤を外掛けで４％ノズルの先端近傍で混合す
る。これによって、得られる施工体の物性と耐食性を実
施例１として表２に示す。比較例として、表１（ｂ）に
示す配合率である流込み材（比較例１）を用いた施工体
，乾式吹付施工法のうち特公昭６２−２１７５４号公報
に開示されたスラリー溶液を用いたスラリー吹付け（比
較例２）施工体，乾式吹付施工法のうち特開昭５５−１
５９４８号公報に開示されたバインダー吹付け（比較例
３）の施工体の物性と耐食性を同時に表２に示した。な
お、比較例２，比較例３の吹付けには図３に図示した吹
付けノズルを用いた。

【００１５】表２から明らかなように本実施例１による
施工体の物性と耐食性は、比較例１の流込み施工体の物
性と耐食性と比べて大差がない。比較例２のスラリー吹
付け施工体は流込み施工体と比べて物性的に若干劣り、
耐食性では大きく劣っている。比較例３のバインダー吹
付け施工体は流込み施工体と比べて物性および耐食性の
双方で大きく劣っている。なお、表２に示す耐食性指数
は比較例１の損耗量を１００としたときの相対値で表示
している。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】（実施例２）：アルミナ質取鍋用吹付耐火
材のケース表３（ａ）に示す配合のアルミナ質取鍋用吹付耐火材の
骨材６０％，モルタル４０％，および硬化剤４％（外掛
け）をそれぞれ別経路でノズルに供給し、吹付け施工を
する。本実施例による吹付け施工体の物性と耐食性を実
施例２として表４に示す。比較例として表３（ｂ）に示
す配合率である、流込み材（比較例４）を用いた施工体
，乾式吹付施工法のうち特公昭６２−２１７５４号公報
に開公されたスラリー溶液を用いたスラリー吹付け（比
較例５）の施工体，乾式吹付施工法のうち特開昭５５−
１５９４８号公報に開示されたバインダー溶液を用いた
バインダー吹付け（比較例６）の施工体、の物性と耐食
性を同時に表４に示す。

【００１９】本実施例２による施工体の物性と耐食性は
、比較例４の流込み施工体の物性と耐食性と比べて大差
がない。比較例５のスラリー吹付け施工体は流込み施工
体と比べて物性的に若干劣り、耐食性では大きく劣って
いる。比較例６のバインダー吹付け施工体は流込み施工
体と比べて物性および耐食性の双方で大きく劣る。

【００２０】耐火材原料の異なる２種類の実施例でもわ
かるように、本発明に係る吹付施工法によると従来の乾
式吹付施工法で施工した吹付耐火物よりも物性及び耐食
性で優れ、かつ流込み施工法による施工体と比べても遜
色のない施工体を得ることができる。さらに、実施例１
および実施例２の吹付耐火材の施工時のリバウンドロス
は少なく、被施工面への付着率はほぼ９０％と従来の乾
式吹付施工法での付着率の限界であった８０％を上回る
好成績を挙げた。なお、本発明による吹付施工法は、取
鍋用だけにかぎらず、高炉樋，混銑車，コークス炉，転
炉，電気炉等の吹付施工にも応用でき、また補修作業の
省力化にも貢献できる。

【００２１】

【表３】

【００２２】

【表４】

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る吹付施工法で施工した施工
体は、流込み材に近い低水分施工によって、高強度で緻
密な施工体が得られ、流込み施工体とほぼ同等の耐用性
が実現できる。なお、本発明に係る吹付施工法は、流込
み施工法よりも極めて簡易で、かつ短時間に施工ができ
る。また、従来の乾式吹付施工法に比べて、リバウンド
ロスも少なく９０％以上の付着率の達成と無発塵施工が
可能となる。さらに、強力な急結性硬化剤を用いること
によって天井等への厚吹付き施工をノズル詰りもなく、
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る耐火材の吹付施工法に用いる装置
の概略説明図。

【図２】本発明に係る耐火材の吹付施工法に用いる吹付
ノズルの断面図。

【図３】従来の吹付ノズルの断面図。

【符号の説明】

１　　吹付ノズル２　　ゴムチューブ３　　硬化剤タンク４　　ミキサー５　　モルタルホッパー６　　撹拌ミキサー７　　ポンプ８　　ケミカルポンプ９　　コンプレッサ１０　　欠１１　　吹込み空間１２　　モルタル吐出リング１３　　硬化剤吹込み部１４　　混合室２０　　モルタル３０　　硬化剤４０　　骨材（粗粒）５０　　高圧エアー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　それぞれ別経路を経由して吹付ノズル
に供給される骨材とモルタルとを該吹付ノズル内で混合
し、さらに別経路から該吹付ノズルに供給される硬化剤
を二重構造の吹付ノズル先端近傍で、骨材，モルタルに
添加することを特徴とする耐火材の吹付施工法。
【請求項２】　　粒径０．３ｍｍ以上が８０重量％以上
、粒径０．０７５ｍｍ以下が５重量％以下である耐火材
からなる骨材を使用する請求項１記載の耐火材の吹付施
工法。
【請求項３】　　ダレ防止剤，爆裂防止剤および液体界
面活性剤の１種または２種以上を添加した骨材を使用す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の耐火
材の吹付施工法。
【請求項４】　　耐火物微粉末の平均粒径が０．０３５
ｍｍ以下で、その粒径０．０２０ｍｍ以下の粒子の構成
比率が２０重量％以上であり、かつ液体バインダーを外
掛け１０〜３０重量％添加したモルタルを使用すること
を特徴とする請求項１，請求項２または請求項３記載の
耐火材の吹付工行法。
【請求項５】　　硬化剤を液状または粉状で添加する請
求項１，請求項２，請求項３または請求項４記載の耐火
材の吹付施工法。