JPH11240775A

JPH11240775A - 吹き付け施工用耐火組成物およびその施工法

Info

Publication number: JPH11240775A
Application number: JP10064418A
Authority: JP
Inventors: Matsuichi Yoshimura; 松一吉村; Masakazu Iida; 正和飯田; Takeshi Okamoto; 剛岡本; Seijiro Tanaka; 征二郎田中
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融金属容器等の耐火物ライニングの吹き付
け材の流動性をよくし、かつ施工物の接着強度、耐用性
を高めることにある。【解決手段】所定の吹き付け耐火材料に所要の流動性
をもたせられて、１〜３時間は硬化せず、急結剤によっ
て２０秒程度で硬化するようにシリカゾルを添加するよ
うにし、吹き付けノズル１で急結剤を添加して吹き付け
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冶金分野における
溶融金属容器の内張り耐火物ライニング、または耐火物
ライニングの補修に用いられる吹き付け施工用耐火組成
物およびその施工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、製銑、製鋼工程における溶融金属
容器の内張り耐火物の不定形化が進んできている。これ
により、築炉に要する人員を削減し、製銑、製鋼コスト
を低下させてきた。加えて、内張り耐火物の損傷部位を
吹き付け耐火物により補修し、耐火物の稼働期間を延長
させることにより、製銑、製鋼に要する耐火物コストを
低減させてきた。

【０００３】不定形耐火物の施工は、耐火骨材、耐火微
粉、バインダー、分散剤の混合物を水で混練し、溶融金
属容器の永久張りれんがと中子の間に流し込む方法で行
われるのが一般的である。容器の種類によっては、スク
イズポンプやコンクリートポンプを用い、混練物を圧送
することより施工される。施工の際の混練水量は少ない
程、耐火物ライニングの気孔率が低下し、高性能な施工
体が得られる。

【０００４】不定形耐火物の耐火骨材、耐火微粉として
は、アルミナ、マグネシア、スピネル、シリカ、ムライ
ト、バン土頁岩、シャモット、耐火粘土等の酸化物、炭
化珪素、黒鉛等の非酸化物、シリコンや、アルミニウム
等の金属粉末等の公知の耐火原料が、目的に応じて種々
の比率で使用されている。

【０００５】バインダーは、アルミナセメントを用いる
のが一般的である。分散剤も無機塩系、有機物系がそれ
ぞれ研究され、混練水量の低減がなされ、不定形耐火物
の性能向上に寄与してきた。現在は、乾燥後の気孔率が
１３〜２０％程度まで低減してきている。

【０００６】一方、吹き付け施工用耐火物は、上述のよ
うな公知の耐火骨材、耐火微粉、バインダー等が吹き付
け施工用に調整された混合物を、リードガンやロテクタ
ーといった公知の吹き付け施工設備を用いてノズルで水
と混合し、施工するのが一般的である。

【０００７】この工法は、中子を必要とせず、より少な
い要員で短時間で施工できる利点があるが、必要な水量
が多く、施工体は２５〜３０％と高気孔率なものとな
り、性能が劣り、また施工時に発塵をともない、作業環
境が悪いという欠点があった。

【０００８】これらに対して、微粉部をスラリー状にし
て、耐火骨材と吹き付け機のノズルで混合し、発塵の抑
制、気孔率の低下をはかることや、予め少量の水で混練
し、プラスチック耐火物状にしておき、吹き付け機で施
工して発塵の低減をはかることが提案されている。

【０００９】また、最近、流し込み用不定形耐火物を混
練し、コンクリートポンプやリードガンで圧送し、ノズ
ル先で急結剤を添加することにより施工される耐火物が
研究されてきている。

【００１０】これは、トンネル工事や、法面のコンクリ
ートによる被覆工事に適用されている技術を耐火物に適
用したものであり、バインダーとしてアルミナセメント
を含み、液体または粉体のセメントの急結剤をノズル先
で添加し、流動状態にある混練物を被施工面で急凝結さ
せることが特長である。

【００１１】これにより、流し込み施工と同等の水分で
吹き付けでき、吹き付け施工の簡便性と流し込み施工の
低気孔率性を合わせ持った施工が可能になった。また、
この工法は混練物を吹き付けるため、施工時の発塵も低
減することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】混練物を圧送し、吹き
付け施工に供する工法は、材料を混練するミキサーとそ
れを圧送するコンクリートポンプやリードガン、急結剤
供給装置といった設備が必要になる。

【００１３】このため、広い作業スペースを必要とし、
さらにそれぞれの設備を操作する要員が必要になる。要
員は、最低でも作業指揮者１名、クレーンを操作する要
員１名、ミキサーを操作する要員１名、それを圧送設備
に移す要員１名、圧送設備を操作する要員１名、急結剤
供給設備を操作する要員１名、吹き付けノズルを保持す
る要員２〜３名（ノズル操作が機械で行われる場合、１
名）が必要である。

【００１４】また、混練設備の能力が小さい場合、混練
水量が増大し、気孔率の増大を引き起こしていた。さら
に、ミキサーでの混練時に発塵し、作業環境に悪影響を
与えたり、施工後洗浄する設備が増え、施工工数の増大
をまねいていた。

【００１５】そして、特にバインダーとしてアルミナセ
メントを含んでいるため、水と混練すると水和して硬化
してしまうため、混練後短時間で吹き付け施工に供さね
ばならず、施工が容易でないものであった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、所定
の吹き付け耐火材料に所要の流動性をもたせられて、１
〜３時間は硬化せず、急結剤によって２０秒程度で硬化
するようにシリカゾルを添加するもので、吹き付けノズ
ルで上記急結剤を添加して吹き付けることを特徴とする
吹き付け施工用耐火組成物およびその施工法を提供する
にある。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の吹き付け施工用耐火組成
物の施工法は、所定の吹き付け耐火材料に所要の流動性
をもたせられて、１〜３時間は硬化せず、急結剤によっ
て２０秒程度で硬化するようにシリカゾルを添加するも
ので、吹き付けノズルで上記急結剤を添加して吹き付け
ることを特徴としている。

【００１８】吹き付け耐火材料としては、従来の不定形
耐火物と同様に耐火骨材、耐火微粉のアルミナ、スピネ
ル、シリカ、ムライト、バン土頁岩、シャモット、耐火
粘土等の酸化物、炭化珪素、黒鉛等の非酸化物等の公知
の耐火原料を目的に応じて種々の比率で配合して使用で
きる。分散剤も、従来研究されてきた公知の無機塩系、
有機物系のものを単独、または組み合わせて使用でき
る。

【００１９】耐火材料を混練するバインダーとしては、
シリカゾルを使用する。このバインダーは、耐火材料と
混練しても、１〜３時間の短時間では硬化しないことが
必要であり、また一方では急結剤を入れた場合に２０秒
程度で硬化する必要がある。これら観点から種々検討し
た結果、シリカゾルが適することを見い出したものであ
る。シリカゾルとしては、ソーダで安定化をはかったも
の、アミンで安定化をはかったものを使用するのが好ま
しい。

【００２０】上記シリカゾルは、原液でも使用可能であ
るが、好ましくはシリカゾルに対して水が５／１〜１／
５の水溶液として使用することができ、耐火材料に対す
る添加量は材質により異なるが、５〜１２重量％位であ
る。

【００２１】この混練物は、コンクリートポンプやリー
ドガンに直接投入して圧送され、吹き付け施工に供され
る。そして、吹き付け装置のノズル先で急結剤と混合さ
れ、被施工面に吹き付けられて固化し、耐火物ライニン
グが形成される。

【００２２】急結剤は、液体の場合はポンプを用い、粉
体の場合は圧縮空気を用いた空気輸送装置を用いて輸送
する。硬化剤が液体で、強い酸性を示す場合は、内部が
コーティング処理されたケミカルポンプを用いる必要が
ある。硬化剤が粉体の場合、圧縮空気はエアドライヤー
を用い、乾燥された空気を用いるのが好ましい。

【００２３】また、急結剤は、極微量で効果があるの
で、微量の定量供給の困難な粉体の場合は、アルミナ
や、シリカ、その他の硬化に影響しない耐火粉末で増量
して使用するのが望ましい。

【００２４】液体の急結剤は、苛性ソーダ、苛性カリ、
炭酸リチウム、塩化リチウムなどのアルカリ溶液、苦汁
溶液、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酢酸カル
シウムなどの塩類などが使用できる。粉体の急結剤とし
ては、ポルトランドセメント、消石灰、Ｃ₁₂Ａ₇などの
Ｃａ化合物が使用できる。

【００２５】液体の急結剤の濃度は、種々選択される
が、添加量としては吹付け施工用耐火組成物に対し外掛
けで０．３〜２．０重量％位が好ましい。２．０重量％
以上も添加すると、瞬間的に吹き付け材の流動性が高く
なりすぎ、壁面で流れ落ちるので好ましくない。０．３
重量％以下では、急結剤がキャス夕ブル耐火物全体に行
き渡らず、付着性が劣る。

【００２６】粉体の急結剤の場合は、外掛けで０．３〜
３．０重量％位が好ましい。３．０重量％以上では、硬
化が早すぎて、継ぎ足し層ができる。０．３重量％以下
では、急結性が劣り、流れ落ちる傾向が強くなる。

【００２７】

【実施例】表１に示す配合比率のアルミナ−ＳｉＣ質流
し込み耐火材料を用いて、急結剤を添加して、混練後の
凝結時間を測定した。凝結時間が２０秒程度、好ましく
は２０秒以下であれば、良好な付着性を示すもので、ま
た吹き付け施工性と施工体の品質を評価した。

【００２８】表１凝結時間測定結果表

【表１】

【００２９】ＫＯＨの溶液、苦汁の溶液を急結剤とした
場合は、シリカゾル／水＝１／１、シリカゾル／水＝２
／１のいずれで混練しても、２０秒以下で凝結した。硫
酸マグ、硫酸アルミの溶液を急結剤として使用した場合
は、２０秒を少し上回り、凝結がやや遅い傾向であっ
た。

【００３０】粉末の急結剤についても同様にテストした
が、ポルトランドセメント、消石灰、Ｃ₁₂Ａ₇を１重量
％添加すると１０〜１５秒で凝結し、液体の急結剤より
もいずれも早く凝結した。

【００３１】以上をもとに、表２に示す配合比率で吹き
付け実験を行った。装置は、図１のように耐火材料にシ
リカゾルを混合してミキサー２で混合し、コンクリート
ポンプ３を使用して、３インチ径のパイプ、２インチ径
のホースを介して吹き付けノズル１に送給し、急結剤を
水ポンプ４で吹き付けノズル１に送給して６００ｋｇの
材料を吹き付けノズル１で吹き付けた。そして、吹き付
けた試料を切り出してその物性を測定した。また、Ａｌ
₂Ｏ₃- ＳｉＣ- Ｃれんが上に吹き付け、焼成後曲げ強
さを測定し、接着強さとした。

【００３２】本実施例は、表２のように従来の技術で吹
き付け施工したものと比較して低気孔率、高強度を示
し、特に比較例２のセメントのみを結合剤とした乾式吹
き付け材よりも優れた特性を示した。さらに、優れてい
るのは接着強さで、比較例２のセメントボンドのみの材
質の３倍の値を示し、また比較例１のセメントボンドの
の湿式吹き付け材の２倍近く、ないし２倍以上の値を示
した。またさらに、比較例２の場合、混銑車の炉内補修
に使用すると、約４０ｃｈの耐用であるのに対し、実施
例１の場合８０ｃｈと２倍の耐用性を示した。

【００３３】表２吹き付け実験の配合と結果

【表２】

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明にあっては、吹き付
け耐火材料の流動性を１〜３時間にわたって保持できて
施工がしやすく、また急結剤で２０秒程度で硬化できて
被施工体に接着できる。

【００３５】吹き付け耐火材料の流動性を１〜３時間に
わたって保持できるため、耐火材料の混練物を広い作業
場所で混練して長いパイプやホースを介して供給ポンプ
で送給したり、ホッパー等で搬送して、要員を他の設備
用と共用して削減したりすることができる。

【００３６】そして、従来の乾式吹き付け補修材よりも
強度、接着強度に優れ、高耐用化が可能となり、築炉コ
ストの低減がはかれ、製銑、製鋼工程における耐火物コ
ストを削減できる。また、簡便な湿式吹き付け工法の採
用により作業環境の改善にも寄与できる。

【００３７】また、シリカゾルとしてソーダやアミンで
安定化をはかることによって、吹き付け耐火材料の流動
性を１〜３時間にわたって安定して保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概要説明図。

【符号の説明】

１…吹き付けノズル２…ミキサー３…
コンクリートポンプ４…水ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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】所定の吹き付け耐火材料に所要の流動性
をもたせられて、１〜３時間は硬化せず、急結剤によっ
て２０秒程度で硬化するようにシリカゾルを添加したこ
とを特徴とする吹き付け施工用耐火組成物。
【請求項２】所定の吹き付け耐火材料に所要の流動性
をもたせられて、１〜３時間では硬化せず、急結剤によ
って２０秒程度で硬化するようにシリカゾルを添加する
もので、吹き付けノズルで上記急結剤を添加して吹き付
けることを特徴とする吹き付け施工用耐火組成物の施工
法。
【請求項３】シリカゾルとして、ソーダやアミンで安
定化をはかった請求項２に記載の吹き付け施工用耐火組
成物の施工法。