JPH0455374A

JPH0455374A - 吹付耐火材

Info

Publication number: JPH0455374A
Application number: JP2166173A
Authority: JP
Inventors: Haruo Mitsui; 春雄三井; Masao Oguchi; 征男小口; Tatsuo Kawakami; 川上　辰男
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1992-02-24

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、耐火材に関し、特に吹付耐火材に関する。

〔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法、不定形耐太物による振
動施工、流し込み施工、およびスタンプ施工等が行われ
ているが、上記いずれの施工法も作業に要する時間が長
くなる難点があり、更には圧縮空気により先端部の槌を
上下させて施工するエアーランマーを使用するスタンプ
施工では、該エアーランマーから発生する振動によって
作業者に職業病発生のおそれがある。

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、吹付は施工が極めて有効である。

吹付施工法としては、大きく分けて乾式吹付施工法と湿
式吹付施工法の２種類があり、以下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、該乾燥状態にある混合物を空気圧送してノズルに
供給し、別経路で供給される水とノズル内で混合して被
施工面に吹き付ける構成である。

しかし、上記構成によれば、添加水量が全固形分に対し
て１０〜１５重量％と多くなり、得られる施工体の気孔
率も高いため、流し込み施工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）、■液体バインダーの中に７５μｍ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（時分昭和６２−２１７５４）乾式吹付施工法が提案
されている。

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、それと別経路で供給される急結剤
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
成としている。

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、それとは別の経路で粗骨材、細骨材の一部
、急結剤を吹付ノズルに圧送し、吹付ノズル内で混合し
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）。

〔発明が解決する課題〕

しかしながら、乾式吹付施工法のうち、上記特開昭５５
−１５９４８による施工を行っても、実質的な添加水量
は目立って減少することがないため、施工体の気孔率は
１７％以下となることはなく、そのために耐食性は、例
えば流し込み材に較べて著しく劣ることとなる。

また、上記特公昭６２−２１７５４による施工では、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０．３
ｍ以下の耐火微粉の配合量を多めとした場合や、スラリ
ーの粘度を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混合性が悪゛化したりし
た場合には、ノズル詰まりが発生しやすくなる。一方、
スラリーの粘度が５ｏｏｃｐ以下とした場合、スラリー
に含まれる０、０４５ｍｍ以上の粒径を有する耐火材が
沈降分離しやすくなり、その結果、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、０４
５ｍ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０．０４５〜０．３ｍ
ｍが欠落する傾向となり、体積安定性、耐久ラグ侵食性
、耐摩耗溶損性に劣ることとなる。

従って、例えば添加水分を５〜６重量％、得られる施工
体の気孔率１０〜１２％とした低水分、高強度、緻密化
を実現した流し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、２００チヤージ（以下ｃｈと記す
）以上使用可能であるのに対して、上記特開昭５５−１
５９４８による施工体では５〜１Ｑｃｈ、特公昭６２−
２１７５４による施工体では１５〜２０Ｃｈと、その耐
用性は各段に劣っている。

さらに、上記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しる。

また、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、吹付面でのダレを防止するため
の急結剤（主として、消石灰、珪酸ソーダ、塩化カルシ
ウム等）を数重量％のオーダーで添加しなければならず
、そのために施工体の耐火性は著しく劣る。

さらに上記湿式吹付施工法では、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事態を招く。

そこで本発明は上記従来の問題点に鑑み、例えば流し込
み材等と遜色のない耐食性を得ることのできる吹付施工
に用いる吹付耐人材を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明では以下の手段を採
用する。

すなわち、各々別経路でノズルに供給される乾式部とモ
ルタル部とを、該ノズル内で混合して施工を行う吹付耐
火材であって、上記乾式部は、液体界面活性剤または液
体バインダーで表面を均一に濡らした耐火材５０〜９５
重量％と、硬化剤、急結剤等の粉末状の添加物を混入し
た耐火性微粉５〜５０重量％とからなり、上記モルタル
部は、液体界面活性剤または液体バインダーで表面を均
一に濡らした耐火材３０〜８０重量％と、耐火性超微粉
２０〜７０重量％との混合物に対し、液体バインダーを
外掛け１０〜３０重量％加えてなる吹付耐人材である。

また、上記乾式部の耐火材の粒径は０．３ｔｍ以上、粉
末の硬化剤、急結剤等を加えた耐火性微粉の粒径は０．
３ｍ以下とし、上記モルタル部の耐火材の粒径は０．０
２〜１謳、耐火性超微粉の粒径は０．０２ｍ以下とする
上記吹付耐人材が好ましく、さらに、上記乾式部の耐火
材およびモルタル部の耐火材の表面を均一に濡らす液体
界面活性剤または液体バインダーは、乾式部およびモル
タル部、各々の構成材料に対して外掛け０．０５〜５重
量％の添加量とすることも好ましい。

〔作　用〕

上記の構成において、乾式部とモルタル部とを、別経路
でノズルに供給することで被施工面への付着率を向上さ
せ、リバウンドロスを軽減する。

乾式部の耐火材の粒子表面に、液体界面活性剤または液
体バインダーを介して、粉末の硬化剤、急結剤を加えた
耐火性微粉を造殻する。該造殻するための処理方法を本
発明では特に限定しないが、耐火材に液体界面活性剤ま
たは液体バインダーを添加し、ミキサーで混合した後、
耐火性微粉または耐火性超微粉、硬化剤、急結剤を加え
ながら更に混合することによって該造殻状態を形成する
ことができる。

上記造殻状態を形成したことによって、乾式部に配合し
た耐火性微粉がノズル内で遊離することなく、ノズル詰
まりを防止する。

また、硬化剤や急結剤は、液体分の多いモルタル部と別
経路で供給される乾式部に添加し、該吹付耐火材が、ノ
ズル内や供給経路内で硬化することを防止する。

上記乾燥部の耐火材５０〜９５重量％に、粉末の硬化剤
、急結剤を加えた耐火性微粉を５〜５０重量％配合する
ことが望ましく、上記範囲外の配合であると、液体界面
活性剤または液体バインダーを介して良好な造殻状態を
形成しない。

さらに、耐火材と耐火性微粉との粒径の境界を０．３■
ｌとすることで、耐火材粒子表面に耐火微粉を造殻する
ことができ、ひいては適正な粒度分布の吹付耐火材を得
ることができる。

さらにまた、上記液体界面活性剤または液体バインダー
の添加量は外掛けで０．０５〜５重量％とじ、耐火材粒
子表面を濡らす程度の量を添加することが望ましく、上
記５重量％を超える添加量では液体分が過多となりノズ
ルに供給し難くなり、０．０５重量％未満の添加量であ
ると、耐火材粒子表面を均一に濡らすことができず、良
好な造殻状態とならない。

モルタル部は、耐火材の粒子表面に、液体界面活性剤ま
たは液体バインダーを介して耐火性超微粉を造殻する。

ここで、上記耐火剤は３０〜８０重量％に対して耐火性
超微粉は２０〜７０重量％の配合が望ましく、上記範囲
外の配合であると、液体界面活性剤または液体バインダ
ーを介して良好な造殻状態を形成しない。

さらに、上記モルタル部の耐火材の粒径は０゜０２〜１
鶴とすることが望ましく、１１ｍを超える粒径の耐火材
は後述する液体バインダー中に分散し難く、圧送ポンプ
内や圧送バイブ内で沈降してノズルに供給することがで
きない、上記耐火材と耐火性微粉との粒径の境界を０．
０２ｍとすることで、耐火材粒子表面に耐火微粉を造殻
することができ、ひいては適正な粒度分布の吹付耐火材
を得ることができる。

また、液体界面活性剤または液体バインダーは外掛け０
．０５〜５重量％とすることが望ましく、０．０５重量
％未満の添加量のとき１〜０．０２鶴の耐火材表面を均
一に濡らすことができず、５重量％を超える添加量のと
きには、良好な造殻状態を形成しないとともに、吹付耐
火材の含有水分量が適正量を逸脱して施工体の耐用性に
悪影響を及ぼす。

モルタル部では、上記耐火材と耐火性超微粉との混合物
に対し、適切な流動性を確保するために外掛け１０〜３
０重量％の液体バインダーを加え混練する。このとき添
加する液体バインダーが外掛け１０重量％未満のときは
、モルタル部の粘度が大きくなり過ぎ、ノズル詰まりが
発生し、外掛け３０重量％を趙える添加量のときは、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。

上記本発明による吹付耐火材を使用した施工時に、乾式
部とモルタル部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。

乾式部とモルタル部の混合比率は、合量を１０重量部と
して、乾式部５〜７重量部に対し、モルタル部５〜３重
量部が適当であるが、被施工面の凹凸、温度等により適
宜変更することができる。

モルタル部及び乾式部の造殻用に用いる界面活性剤とし
ては、リグニンスルホン酸ソーダ系、ナフタレンスルフ
ォン酸系、アミン系、カルボン酸系、リン酸ソーダ系が
良い。また、液体バインダーとしては、アミンシリケー
ト水溶液が最も適しているが、シリカゾル水溶液、アル
ミナゾル水溶液でも良い。

乾式部に添加する硬化剤としては、アルミナセメントが
適しているが、珪酸ソーダ、水酸化アルミ等も良い、ま
た、急結性を要するときには、急結剤として、水酸化カ
ルシウム、塩化マグネシウム、炭酸リチウム等を添加す
ることができ、さらにダレ防止剤が必要なときは、炭酸
カルシウム、酢酸カルシウム等を添加することができる
。

上記耐火材、耐火性微粉および耐火性超微粉は、例えば
アルミナ質、ジルコン系の他に、マグネシア質、炭化珪
素質等の耐火材原料を使用することができる。

尚、上記耐火材の配合量は、乾式部において５０〜９５
重量％、モルタル部においては３０〜８０重量％が望ま
しく、乾式部、モルタル部のいずれにおいても上記範囲
よりも過少の配合量であると、耐火性微粉または耐火性
超微粉が遊離してノズル詰まりを起こし、上記範囲より
も過多の配合量であると、粒度分布が偏って緻密な施工
体を形成することができないこととなる。

〔実施例〕

以下、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もとに説
明する。

＝ジルコン質取鍋用吹付耐火材＝第１表ｔａ）に示す配合の本発明にかかるジルコン質取
鍋用吹付耐火材の乾式部及びモルタル部の耐火材の粒子
表面にナフタレン−スルホン酸塩を主成分とする界面活
性剤を介して、ミキサーで混合する処理を施すことによ
り、乾式部では耐火性微粉の、モルタル部では耐火性超
微粉を造殻する。

その後、乾式部と、アミンシリケート溶液を添加したモ
ルタル部とを１：１の割合となるようにノズルに供給し
て施工体を得た。

上記ジルコン質取鍋用吹付耐火材による施工体の物性と
耐食性を、比較例１として流込み材による施工体、比較
例２として乾式吹付施工法のうち、特公昭６２７２１７
５４で開示したスラリー溶液を用いたスラリー吹付は施
工体、比較例３として乾式吹付施工法のうち、特開昭５
５−１５９４８で開示したバインダー溶液を用いたバイ
ンダー吹付は施工体の物性と耐食性とともに、第２表に
示す。

尚、上記比較例工ないし３の耐火材の配合は第１表（ｂ
）にそれぞれ示す。

本実施例による施工体は、比較例１の流込み施工と物性
および耐食性で大差がない。比較例２は流込み施工と比
べて物性的に若干劣るが、耐食性の点で大きく劣る。比
較例３は流込み施工と比べて物性及び耐食性の点で大幅
に劣る。

尚、第２表に示す耐食性指数は比較例１の損耗量を１０
０とした値で示した。

＝アルミナ質取鍋用吹付耐火材＝第３表（ａ）に示す配合の本発明にかかるアルミナ質取
鍋用吹付耐火材の乾式部及びモルタル部の耐火材の粒子
表面にナフタレン−スルホン酸塩を主成分とする界面活
性剤を介して、ミキサーで混合する処理を施すことによ
り、乾式部では耐火性微粉の、モルタル部では耐火性超
微粉を造殻する。

その後、乾式部と、アミンシリケート溶液を添加したモ
ルタル部とを１：１となるように、ノズルに供給して施
工体を得た。

上記アルミナ質取鍋用吹付耐火材による施工体の物性と
耐食性を、比較例４として流込み材による施工体、比較
例５として乾式吹付施工法のうち、特公昭６２−２１７
５４で開示したスラリー溶液を用いたスラリー吹付は施
工体、比較例６として乾式吹付施工法のうち、特開昭５
５−１５９４８で開示したバインダー溶液を用いたバイ
ンダー吹付は施工体の物性と耐食性とともに、第４表に
示す。

尚、上記比較例４〜６の各耐火材の配合は第３表（ｂ）
に示す。

本実施例による施工体は、比較例１の流込み施工と物性
および耐食性で大差がない。比較例２は流込み施工と比
べて物性的に若干劣る上に、耐食性の点で大きく劣る。

比較例３は流込み施工と比べて物性及び耐食性の点で大
幅に劣る。

尚、第４表に示す耐食性指数は比較例４の損耗量を１０
０とした値で示した。

上記の２種類の耐火材原料の異なる実施例でもわかるよ
うに、従来の吹付施工法に比べて、より流込み施工に近
い粒度構成と低水分化が図ることのできる本発明による
吹付耐火材によれば、従来の乾式吹付施工法で用いた吹
付耐火材よりも優れ、流し込み材による施工体と耐用性
において、遜色のない施工体を得ることができる。

また、上記実施例１および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８
０％を上回る好成績を挙げた。

尚、本発明による吹付耐火材による施工は取鍋用だけで
なく、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、ひいては補修作業の省力化が実
現できる。

尚、本発明は上記実施例に限るものではなく、耐火材、
液体界面活性剤、液体バインダー、硬化剤の他に、急結
剤、ダレ防止剤等の添加剤等、その構成も種々の応用が
可能であることはいうまでもない。

〈以下余白〉実施例１の配合（ａ）第表比較例の配合（ｂ）第表実施例乙ｅ配合第　　３　　表〔発明の効果〕以上のように、流込み材と同等またはそれ以上の耐用性
が要求されている部位の施工体において、本発明による
吹付耐火材を使用する施工体は、流込み材に近い粒度構
成と低水分施工によって得られるため、流込み材と同等
の耐用性が実現でき、さらに、流込み施工よりも極めて
簡易に、かつ短時間施工ができる。

また、従来の乾式吹付施工法のための吹付耐火材にあり
がちな、リバウンドロスも少なく、９０％以上の付着率
を以て施工が可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】〔１〕各々別経路でノズルに供給される乾式部とモルタ
ル部とを、該ノズル内で混合して施工を行う吹付耐火材
であって、上記乾式部は、液体界面活性剤または液体バインダーで表面を均一に濡らした耐火材５０〜９５重
量％と、硬化剤、急結剤等の粉末状の添加物を混入した
耐火性微粉５〜５０重量％とからなり、上記モルタル部は、液体界面活性剤または液体バインダーで表面を均一に濡らした耐火材３０〜８
０重量％と、耐火性超微粉２０〜７０重量％との混合物
に対し、液体バインダーを外掛け１０〜３０重量％加え
てなることを特徴とする吹付耐火材。〔２〕上記乾式部の耐火材の粒径は０．３ｍｍ以上、粉
末の硬化剤、急結剤等を加えた耐火性微粉の粒径は０．
３ｍｍ以下とし、上記モルタル部の耐火材の粒径は０．０２〜１ｍｍ耐火性超微粉の粒径は０．０２ｍｍ以下とする
ことを特徴とする請求項１に記載の吹付耐火材。〔３〕上記乾式部の耐火材およびモルタル部の耐火材の
表面を均一に濡らす液体界面活性剤または液体バインダ
ーは、乾式部およびモルタル部、各々の構成材料に対し
て外掛け０．０５〜５重量％の添加量とすることを特徴
とする請求項１または２に記載の吹付耐火材。