JPH0948675A

JPH0948675A - 吹付用不定形耐火物

Info

Publication number: JPH0948675A
Application number: JP7219750A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Iida; 正和飯田; Yasunobu Toritani; 恭信鳥谷; Nobuaki Muroi; 信昭室井; Seijiro Tanaka; 征二郎田中
Original assignee: MAGUNEKO METORERU Inc; Kawasaki Refractories Co Ltd; Magneco Metrel Inc
Current assignee: MAGUNEKO METORERU Inc; JFE Refractories Corp; Magneco Metrel Inc
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】発塵が少なく作業性に優れ、かつ、良好な施
工体を得ることが可能な吹付用不定形耐火物を提供す
る。【構成】耐火材１００重量部に対して、シリカゾル又
はアルミナゾル２〜２０重量部を添加して混練し、粒径
７５μm以下の微粉が１５重量％以下になるまで造粒し
た後、乾燥して水分を０．５〜５重量％とする。また、
耐火材１００重量部に対して、シリカゾル又はアルミナ
ゾル２〜２０重量部と、１０重量部以下の水を添加して
混練し、粒径７５μm以下の微粉が１５重量％以下にな
るまで造粒した後、乾燥して水分を０．５〜５重量％と
する。さらに、シリカゾルとしてＳｉＯ₂を１０〜５０
重量％含有するものを用い、また、アルミナゾルとして
Ａｌ₂Ｏ₃を５〜３０重量％含有するものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、吹付用不定形耐
火物（耐火吹付材）に関し、詳しくは、高炉樋、混銑
車、転炉、取鍋、タンディッシュなどの補修に用いられ
る吹付用不定形耐火物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】耐火材
（吹付用不定形耐火物）を吹付機のノズルで水と混合し
て吹き付けることにより施工を行う吹付施工法は、施工
が容易で、施工人員の削減などを図ることができるとい
う特徴を有している。

【０００３】そして、高炉樋、混銑車、転炉、取鍋、タ
ンディッシュなどに用いられる吹付用不定形耐火物とし
ては、アルミナセメントやリン酸をバインダーとするも
のが一般的である。

【０００４】しかし、アルミナセメントやリン酸をバイ
ンダーとする吹付用不定形耐火物は、施工時の発塵が不
可避で、作業環境を悪化させるという問題点がある。特
に、水に濡れにくい鱗状黒鉛を２％以上含む場合に作業
環境の悪化が顕著になる。

【０００５】そのため、発塵対策として、プレダンプナにより吹付用不定形耐火物に水を噴霧し
て発塵を抑制する方法、吹付用不定形耐火物を構成する骨材と微粉を分け、微
粉部をスラリーにして吹き付ける方法、吹付作業前に予め吹付用不定形耐火物に水を加えて混
練し、吹付用不定形耐火物を湿らせる方法などの方法がとられている。

【０００６】しかし、上記には、発塵を抑制する効果
が少ないという問題点がある。また、吹付用不定形耐火
物をコンテナバッグからホッパに投入する際の発塵を防
止することができないという問題点がある。また、上記
の方法には、微粉スラリーの濃度調整やスラリー供給
設備の保守管理などが必要になり、作業が煩雑になると
いう問題点がある。また、上記の方法には、吹付作業
前に予め吹付用不定形耐火物に水を加えて混練すること
が必要で、作業が煩雑になるという問題点がある。

【０００７】さらに、発塵を防止するために、工場出荷
前に吹付用不定形耐火物を予め湿らせておく方法も考え
られるが、セメントやリン酸は水に溶出するため好まし
くない。

【０００８】上記問題点は、主として作業性や作業環境
にかかわるものであるが、上記のアルミナセメントやリ
ン酸をバインダーとする吹付用不定形耐火物には、施工
体の品質の面からも次のような問題点がある。 (ａ)アルミナセメントやリン酸で硬化させる場合、施工
体が層状になりやすく、稼働中の剥離による損耗の原因
となる。 (ｂ)また、アルミナセメントの水和による結合の場合、
急速乾燥を行うと、水和物の脱水による爆裂が生じると
いう問題点がある。 (ｃ)さらに、アルミナセメントやリン酸をバインダーと
する吹付用不定形耐火物を施工する場合、リバウンドロ
スは不可避であり、そのために目標とする施工体が得ら
れない場合がある。なお、このリバウンドロスは、粉体
の施工中の濡れが不十分である場合に発生すると考えら
れるものである。

【０００９】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、発塵が少なく作業性に優れ、かつ、良好な施工体
を得ることが可能な吹付用不定形耐火物を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第１の発明の吹付用不定形耐火物は、耐火材１
００重量部に対して、シリカゾル又はアルミナゾル２〜
２０重量部を添加して混練し、粒径７５μm以下の微粉
が１５重量％以下になるまで造粒した後、乾燥して水分
を０．５〜５重量％としたことを特徴としている。

【００１１】また、本願第２の発明の吹付用不定形耐火
物は、耐火材１００重量部に対して、シリカゾル又はア
ルミナゾル２〜２０重量部と、１０重量部以下の水を添
加して混練し、粒径７５μm以下の微粉が１５重量％以
下になるまで造粒した後、乾燥して水分を０．５〜５重
量％としたことを特徴としている。

【００１２】また、前記シリカゾルがＳｉＯ₂を１０〜
５０重量％含有するものであり、また、前記アルミナゾ
ルがＡｌ₂Ｏ₃を５〜３０重量％含有するものであること
を特徴としている。

【００１３】なお、本願発明の吹付用不定形耐火物にお
いては、耐火材（粉体）として、一般に用いられている
種々の材料を用いることが可能である。但し、バインダ
ー又はバインダーと水を添加して混練するので、水和す
るＣａＯ、ＭｇＯなどは好ましくない。

【００１４】また、本願発明の吹付用不定形耐火物を製
造するにあたって、耐火材とバインダー及び／又は水の
混練は、アイリッヒミキサー、ヘンシェルミキサー、モ
ルタルミキサーなどの種々のミキサーを用いて行うこと
ができる。

【００１５】また、造粒は、ロッキングミキサー、傾斜
パン、オムニミキサーなどの種々の装置を用いて行うこ
とができる。

【００１６】さらに、バインダーと水を添加する場合、
両者を別々に添加するようにしてもよく、また、バイン
ダーと水をあらかじめ混合したもの（すなわちバインダ
ーの希釈溶液）を添加するようにしてもよい。

【００１７】また、混練に用いるミキサーに適量の水を
添加して造粒することも可能である。

【００１８】さらに、造粒後の乾燥は、流動乾燥機、ロ
ータリー乾燥機、マイクロ波乾燥機などの種々の乾燥機
を用いることが可能である。

【００１９】本願発明の吹付用不定形耐火物は、耐火材
に、バインダーとしてシリカゾル又はアルミナゾルを添
加して混練し、７５μm以下の微粉が１５重量％以下に
なるまで造粒した後、乾燥して水分を０．５〜５重量％
としたものであり、造粒により微粉が低減されるため、
吹付作業前の取扱時及び吹付施工時の発塵を確実に低減
することが可能になる。

【００２０】また、吹付用ノズル内における水との混合
が確実に行われるようになり、粒子を十分に濡らすこと
が可能になるため、リバウンドロスを低減することがで
きるようになる。

【００２１】さらに、造粒された粒子（造粒子）が吹付
用のノズルから吹き付けられ、被施工体に衝突したとき
に、その衝撃により潰れて運動エネルギーを吸収する機
能を果すため、この点からもリバウンドロスが軽減され
る。

【００２２】なお、本願発明の吹付用不定形耐火物にお
いては、粒径７５μm以下の微粉が１５重量％以下にな
るまで造粒するようにしているが、これは、粒径７５μ
m以下の微粉を１５重量％以下にしなければ、十分な発
塵抑制効果が得られないことによる。

【００２３】また、本願発明の吹付用不定形耐火物にお
いては、バインダーであるシリカゾル又はアルミナゾル
が、施工体の乾燥時の昇温によりゲル化して硬化するた
め、セメントやリン酸のようなボンドを形成するバイン
ダーを用いたものとは異なり、施工体の強度が増大して
層状化が抑制される。したがって、稼働中の剥離の発生
を抑制、防止することが可能になる。

【００２４】また、上述のように施工体の強度が増大す
るとともに、バインダーとしてアルミナセメントを用い
た場合のように水和による結合を生じないので、急速に
乾燥を行った場合にも水和物の脱水による爆裂が生じる
ことがなく、効率よく良好な施工を行うことが可能にな
る。

【００２５】また、本願発明の吹付用不定形耐火物にお
いて、耐火材とバインダー（シリカゾル又はアルミナゾ
ル）の割合は、耐火材１００重量部に対して、シリカゾ
ル又はアルミナゾル２〜２０重量部の割合とすることが
好ましい。これは、シリカゾル又はアルミナゾルの割合
が２重量部未満になると施工体の強度が不十分になり、
２０重量部を越えると耐食性が低下することによる。

【００２６】また、本願発明の吹付用不定形耐火物にお
いては、シリカゾルとして、例えば、ＳｉＯ₂粒子径５
００nm以下、ＳｉＯ₂含有量１０〜５０重量％の通常入
手可能なものを使用することができる。

【００２７】また、本願発明の吹付用不定形耐火物にお
いては、アルミナゾルとして、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃粒子径
５００nm以下、Ａｌ₂Ｏ₃含有量５〜３０重量％の通常入
手可能なものを使用することができる。

【００２８】また、乾燥して水分の含有量を０．５〜５
重量％とするようにしたのは、０．５重量％未満になる
と材料が乾き過ぎてリバウンドロスが大きくなり、ま
た、５重量％を越えると吹付作業中に設備に付着し、吐
出不良を生じることによる。

【００２９】また、本願第２の発明の吹付用不定形耐火
物においては、耐火材１００重量部に対して、シリカゾ
ル又はアルミナゾル２〜２０重量部と、１０重量部以下
の水を添加するようにしているが、バインダーであるシ
リカゾル又はアルミナゾルと水の添加量は、施工体に求
められる強度及び耐食性を考慮し、かつ、粒径７５μm
以下の粒子が１５重量％未満となるように、実験により
適正な添加量を決定することが望ましい。すなわち、例
えば天然のバンド頁岩を骨材として用いる場合、吸水率
が高いので１０重量部程度水を添加することが必要にな
るが、緻密な組織を有する電融アルミナを骨材として用
いる場合には、吸水率が低いため、５重量部程度の水を
添加すれば足りる。

【００３０】また、バインダと水の比率は、施工体に求
められる物性により調整することが望ましい。すなわ
ち、大きい強度が要求される場合には、バインダに対す
る水の割合を小さくし、大きい耐食性が要求される場合
には、バインダに対する水の割合を大きくすることが望
ましい。

【００３１】なお、シリカゾルやアルミナゾルとして含
水割合の大きいものを用いた場合などにおいては、水の
添加が不要になる場合もあるが、その場合の吹付用不定
形耐火物は本願第１の発明の吹付用不定形耐火物に相当
する。

【００３２】

【実施例】以下、本願発明の実施例を示してその特徴と
するところをさらに詳しく説明する。なお、この実施例
では、耐火材として、高炉樋用吹付材として一般に用い
られている耐火材（Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＣ−Ｃ質）を用いた
場合を例にとって説明する。

【００３３】耐火材（アルミナ、炭化ケイ素、鱗状黒鉛
及び粘土）、バインダー（この実施例ではシリカゾル）
及び水を、表１に示すような割合で配合し、傾斜パンを
用いて造粒した。なお、この実施例においては、シリカ
ゾルとして、ＳｉＯ₂含有率４０重量％、ｐＨ１０、Ｎ
ａＯＨ安定化のシリカゾルを用いた。

【００３４】そして、この造粒体をロータリードライヤ
ーで水分含有量が２重量％になるまで乾燥させることに
より吹付用不定形耐火物を調製した。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示すように、添加する水の量を変え
ることにより造粒子の粒径を調整することが可能にな
り、粒径７５μm以下の微粉の量を１５重量％以下にす
ることが可能になる。

【００３７】なお、表１に示すような条件では、水を添
加していない試料Ａの場合、粒径７５μm以下の微粉が
１５重量％を越えているが、バインダーであるシリカゾ
ルとして水分含有量の多いシリカゾルを用いたり、シリ
カゾルの添加量を増やしたりした場合、あるいは造粒条
件をコントロールしたりした場合には、水を添加しない
場合であっても粒径７５μm以下の微粉の量を１５重量
％未満にできることが確認されている。

【００３８】次いで、上記のようにして調製した吹付用
不定形耐火物について、以下の吹付条件で吹付テストを
行い、リバウンドロス及び発塵の程度を調べた。［吹付条件］リードガンノズル径：１．５インチ吐出量：４０kg／min ジェット圧：３．０kgｆ／cm² 施工体形状：（φ）約５００mm×（ｔ）１５０mm その結果を表１に合わせて示す。なお、発塵の程度の評
価は、従来の不定形耐火物と同等のものを中、それより
相当に少ないものを少として示した。

【００３９】その結果、粒径７５μm以下の微粉が１５
重量％を越えた、水を添加していない試料Ａ（粒径７５
μm以下の微粉が１６重量％）では、発塵が比較的多く
なり、発塵抑制の効果が不十分になることがわかった。
なお、水分含有量の多いシリカゾルを用いたり、シリカ
ゾルの添加量を増やしたり、あるいは造粒条件をコント
ロールしたりして水を添加することなく、７５μm以下
の微粉の量を１５重量％未満にした吹付用不定形耐火物
においても、十分な発塵抑制効果が得られることが確認
されている。

【００４０】また、施工体の断面を観察したが、本願発
明の範囲内の試料については層状化の発生は認められな
かった。

【００４１】また、水分含有量と吹付性能の関係を調べ
るため、添加水分量を４重量部（表１の試料Ｃに相当）
とし、乾燥温度を１５０〜３２５℃の範囲で変化させて
乾燥後の水分含有量を調整した試料について吹付テスト
を行い、リバウンドロス及び発塵の程度を調べた。さら
に、吹付テスト後に材料供給ホースへの吹付用不定形耐
火物の付着状態（材料付着量）を調べた。その結果を表
２に示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】表２に示すように、水分含有量が０．４重
量％の試料Ｋの場合、リバウンドロスが８重量％と大き
くなっているが、水分含有量が０．５重量％を上回る試
料Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊの場合には、リバウンドロス
は５重量％以内と小さくなっている。

【００４４】一方、乾燥後の水分含有量が５．０重量％
を越えると（試料Ｅの場合）、リバウンドロスは少ない
が、ホースへの材料付着量が増えていることがわかる。
なお、試料Ｅではホースの内周面に材料が付着してお
り、施工量が増えると閉塞するおそれがある状態であっ
た。これに対して、水分含有量が４．３重量％の試料Ｆ
の場合には、ホースの内周面の一部に材料の付着が認め
られたが、施工量が増えても材料の供給には支障がない
と判断される状態であった。また、水分含有量が試料Ｆ
より小さい試料Ｇ、Ｈ、Ｉ、及びＪでは、ホースの内周
面への材料の付着は認められなかった。

【００４５】なお、上記実施例では、乾燥温度により乾
燥後の水分含有量を調整した場合について説明したが、
乾燥時間や乾燥方法により水分含有量を調整した場合に
も同様の効果を得ることが可能である。

【００４６】なお、上記実施例では、バインダとしてシ
リカゾルを用いた場合について説明したが、アルミナゾ
ルを用いた場合にも同様の効果を得ることが可能であ
り、また、両者を組み合せて用いることも可能である。

【００４７】本願発明の吹付用不定形耐火物は、さらに
その他の点においても上記実施例に限定されるものでは
なく、シリカゾルやアルミナゾルの銘柄、耐火骨材の種
類、耐火材の組成、物性改善のために添加される微量添
加物の添加の有無、具体的な施工方法などに関し、発明
の要旨の範囲内において種々の応用、変形を加えること
が可能である。

【００４８】

【発明の効果】上述のように、本願発明の吹付用不定形
耐火物は、耐火材１００重量部に対して、シリカゾル又
はアルミナゾル２〜２０重量部（あるいはシリカゾル又
はアルミナゾル２〜２０重量部と１０重量部未満の水）
を添加して混練し、粒径７５μm以下の微粉が１５重量
％以下になるまで造粒した後、乾燥して水分を０．５〜
５重量％とするようにしているので、吹付時の発塵が少
なく作業性に優れているとともに、リバウンドロスが少
なく、かつ耐爆裂性にも優れている。また、本願発明の
吹付用不定形耐火物の施工体は、乾燥後に層状化せず、
耐剥離性にも優れている。

【００４９】また、本願発明の吹付用不定形耐火物は供
給ホースなどへの付着が少なく、施工中のホースの閉塞
などを確実に防止して作業効率を向上させることが可能
である。

【００５０】したがって、本願発明の吹付用不定形耐火
物を高炉樋などに適用することにより、耐用性に優れた
施工体を容易かつ確実に形成することが可能になり有意
義である。

フロントページの続き (72)発明者鳥谷恭信兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者室井信昭兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者田中征二郎兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火材１００重量部に対して、シリカゾ
ル又はアルミナゾル２〜２０重量部を添加して混練し、
粒径７５μm以下の微粉が１５重量％以下になるまで造
粒した後、乾燥して水分を０．５〜５重量％としたこと
を特徴とする吹付用不定形耐火物。
【請求項２】耐火材１００重量部に対して、シリカゾ
ル又はアルミナゾル２〜２０重量部と、１０重量部以下
の水を添加して混練し、粒径７５μm以下の微粉が１５
重量％以下になるまで造粒した後、乾燥して水分を０．
５〜５重量％としたことを特徴とする吹付用不定形耐火
物。
【請求項３】前記シリカゾルがＳｉＯ₂を１０〜５０
重量％含有するものであり、また、前記アルミナゾルが
Ａｌ₂Ｏ₃を５〜３０重量％含有するものであることを特
徴とする請求項１又は２記載の吹付用不定形耐火物。