JPS6221753B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、吹付施工用の湿潤状耐火物に関
し、とくに高炉、転炉、電気炉、キユポラ、加熱
炉、焼却炉ならびに高温溶融物を処理する排出樋
および受鍋などの窯炉における内張り耐火物を吹
付施工（主として補修）で行う場合に好適な吹付
け用耐火物についての開発成果を、開示するもの
である。 上記各種窯炉の内張りとして使用される耐火物
には、耐火性はもとより溶湯や溶融スラグの化学
的侵食および機械的摩耗に対する耐用性ならびに
スポーリング低抗性など使用目的に応じて種々の
諸物性が要求される。 とくに最近では、炉操業の合理化、高効率化な
どに対する強い要請から、その操業条件はより高
度化し、その結果ライニング耐火物は、非常に過
酷な操業条件下での使用に供されている。たとえ
ば溶湯などに接触する部位に使用される耐火物で
は、スラグラインならびにスラグ―メタル境界付
近における耐火物の損耗が激しく、従つてライニ
ング耐火物の寿命の延長および損傷バランスの維
持を目的として、上記部位への肉盛り補修が広く
採用されていて、一般的に補修材の耐用性向上の
ため、高密度で均質な材料が要求されている。 ところでこの種の補修法は大別すると、冷間補
修と熱間補修とに分類される。 冷間補修としては、ラミング材やプラスチツク
耐火物のスタンプ施工、キヤスタブル耐火物の流
し込みまたは振動施工などが広く行われている。
かような補修法では、施工管理を十分に行なえ
ば、材料の充てん度が高く、しかも施工ばらつき
の小さな補修が実施できる。しかしながらその反
面で、補修作業の可能な温度までの冷却、補修部
位の一部解体および実操業に先立つ補修施工部の
乾燥処理などを必要とするところに問題があり、
いずれも補修工期の長時間化を招く原因になつて
いる。また冷却、乾操工程を必要とするため、エ
ネルギー的な損失を伴う不利も加わる。 これに対して熱間補修は、操業の休止時に行う
ことができ、冷却工程を必要としないため、補修
に要する時間は冷間補修に比べてかなり短縮さ
れ、また熱エネルギー収支的な面でも利点があ
る。かような熱間補修法としては、吹付施工、パ
ツチング施工などがある。両者を比較すると、施
工条件にもよるけれども、吹付施工の方が、通常
手作業で行われるパツチング施工よりも、作業条
件および能率の面で有利であることから、吹付施
工が広く採用されている。 一般的な吹付施工法は、乾燥または若干湿分を
含んだ材料を吹付機に投入し、加圧した空気で材
料を送付し、ノズルにおいて水を添加して施工が
行われる。この工法で施工上のポイントとなる点
は、ノズルにおける水の添加量の調節であり、ノ
ズルにおける水量調節によつて、吹付付着性、吹
付施工体の均質性、充てん性などの諸性質の大部
分が決定され、ひいては耐用性に大きな影響を与
える。そしてこの水量調節は、高度の熟練と経験
を必要とする技術であるため、熟練作業員による
細心の操作を必要とし、しかもかような注意を払
つたとしても、必ずしも良好な施工体が得られる
とは限らなかつたのである。 上記した従来の吹付施工技術上の難点を解消す
るものとして、湿潤状吹付施工法すなわち吹付け
必要水量の添加が材料の吹付機への投入時にすで
に完了していて、施工時にノズルからの水添加を
必要としない施工法が考えられる。 しかしながら湿潤状吹付施工法を現在の吹付用
耐火物に適用した場合、吹付機および材料圧送ホ
ース内に材料の付着が生じ、円滑な施工が困難、
甚しい場合には不可能になるという致命的な欠点
があつた。しかもかりに吹付けが実施できたとし
ても、従来の湿潤状耐火材は、吹付接着性が悪く
リバウンドが多いため良好な施工体が得られない
ところにも問題を残していたのである。 この発明は、上記の問題を有利に解決するもの
で、吹付用耐火物に予め必要水分を付与しておい
たとしても、吹付機や圧送ホース内に付着が生じ
ることなくスムーズな搬送が実現できる湿潤状耐
火物を提案することを目的とする。 さて発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意
研究を重ねた結果、従来、強度保持のために10〜
25重量％程度の割合で添加配合されていた水硬性
のアルミナセメントを除去すれば、予め吹付用耐
火物中に水を付与しておいても、吹付機や圧送ホ
ース内で材料が付着することによるホースの狭塞
やノズル詰りなどを生じないこと、またアルミナ
セメントを除去したことによる強度の低下は他の
耐火性微粉末で補い得ること、さらには吹付用耐
火材の主要成分である耐火性骨材の粒度を所定の
範囲に調整することによつて吹付け時におけるリ
バウンドを大幅に低減することができるとの知見
を得たのである。 この発明は上記の知見に由来するものである。 すなわちこの発明は、吹付機への供給工程で水
分を添加してなる吹付施工用の湿潤状耐火物であ
つて、該湿潤状耐火物は、下記Ａ群の中から選ば
れる粒径0.149mm以下の耐火性微粉末のうち少く
とも一種：２〜25重量％と、下記Ｂ群の中から選
ばれる焼結助剤のうち少くとも一種：0.1〜５重
量％を含み、残部は粒径を1.0〜0.149mmの範囲に
調整した耐火性骨材の配合割合になる組成物100
重量部に対し、４〜６重量部の範囲において水を
添加配合したことを特徴とする、吹付施工用の湿
潤状耐火物である。 Ａ群：けい酸質粉末、アルミナ質粉末、アルミノ
けい酸塩系粉末、マグネシウムけい酸塩系粉
末、塩基性原料粉末および人工骨材微粉末。 Ｂ群：長石族鉱物、雲母族鉱物、アルカリ金属の
りん酸塩、けい酸塩および炭酸塩ならびにけ
い酸、りん酸およびほう酸質ガラス組成物。 以下この発明を具体的に説明する。 まずこの発明では、従来のアルミナセメントの
代りに、非水硬性の耐火性微粉末を配合するが、
かような耐火性微粉末としては、上掲Ａ群に示し
た。 (イ) ホワイトカーボン、無水または含水無定形け
い酸、蒸発シリカおよびシラスなどのけい酸質
粉末、 (ロ) 精製アルミナ、ダイアスポア（Al₂O₃・
H₂O）およびジプサイト（Al₂O₃・3H₂O）など
の含水または無水アルミナ質粉末、 (ハ) 耐火粘土、カリオン、ベントナイトおよびパ
イロフイライトならびにそれらの焼成物などの
含水または無水アルミノけい酸塩系粉末、 (ニ) フオルステライトおよびタルクなどの無水ま
たは含水マグネシウムけい酸塩系粉末、 (ホ) ワラステナイトなどの塩基性原料粉末、 (ヘ) フライアツシユおよび膨張性頁岩などの集じ
ん微粉の人工骨材微粉末、 などがある。 この耐火性微粉末は、良好な吹付け密着性を確
保するにはその粒度を0.149mm以下にする必要が
あるが、配含量が２重量％未満では吹付け密着性
の改善効果に乏しく、一方25重量％を超えると、
たとえアルミナセメントは除去してあつても、吹
付機および材料圧送ホース内に材料が付着してホ
ースの狭塞やノズル詰りを生じ、円滑な吹付け施
工が困難になるので、この種微粉末の配合量は２
〜25重量％の範囲に限定した。 またこの発明では、耐用性の向上を目的とし
て、約1000℃程度の加熱によつてセラミツクボン
ドの形成を助長し、かくして材料の強度発現に寄
与する焼結助剤を、0.1〜５重量％の範囲で含有
させる。かような焼結助剤としては次のようなも
のがある。 (1) 灰長石および正長石などの長石族鉱物。 (2) セリサイト（K₂O・3Al₂O₃・6SiO₂・2H₂O）
およびパラゴナイト（Na₂O・3Al₂O₃・6SiO₂・
2H₂O）などの雲母族鉱物。 (3) ピロりん酸ナトリウム（Na₄P₂O₇）、トリポ
リりん酸ナトリウム（Na₅P₃O₁₀）、ヘキサメタ
りん酸ナトリウム（NaPO₃）₆、トリメタりん酸
ナトリウム（NaPO₃）₃、テトラメタりん酸ナト
リウム（NaPO₃）₄、けい酸ナトリウムおよび炭
酸ナトリウムなどのアルカリ金属のりん酸塩、
けい酸塩および炭酸塩。 (4) けい酸、りん酸およびほう酸質ガラス組成
物。 なおこの種の焼結助剤の粒度は、0.149mm以下
が好ましい。 次にこの発明の主要成分である耐火性骨材につ
いては、粒径が適正範囲を満足してさえいればと
くにその種類を限定されることはなく、粘土質、
高アルミナ質、アルミナ質、クロム質、ジルコン
質、スピネル質、炭素質および炭化珪素質など一
般に耐火物原料として使用されているものすべて
が適合する。 この種耐火性骨材の粒径を1.0mm〜0.149mmの範
囲に限定したのは、粒径が1.0mmを超える粗粒が
混入すると吹付け時におけるリバウンドが増大
し、一方0.149mm未満になると、前述した耐火性
微粉末に加えて微細粒子の量があまりに多くなる
ため、ホースの狭塞やノズル詰りが発生し易くな
るからである。 以上述べたような配合割合になる耐火組成物
は、アルミナセメントを除いてあるので、水硬性
がなく、従つて吹付けに先立ち予め水分を含有さ
せることができるのである。 しかしながら水分の添加量が、耐火組成物100
重量部に対し、４重量部末満ではリバウンドが多
くなつて被施工体への付着が充分ではなく、一方
６重量部を超えると施工後における水分の蒸発、
揮散に起因して補修部に割れや爆裂などが生じる
おそれが大きい。従つて水の添加量は、耐火組成
物100重量部に対して４〜６重量部の範囲に限定
したのである。 なお水の添加時期については、吹付け前であれ
ばいつでもよいが、とりわけ吹付施工時における
吹付機への供給工程で添加することが有利であ
る。 以下この発明の実施例を従来例と比較して説明
する。 第１表に示した配合割合および水添加量になる
５種の湿潤状耐火物を作成した。これらの湿潤状
耐火物を吹付機に装入し、湿潤状吹付施工を行つ
た。

【表】 この発明に従う番号１，２および３の湿潤状耐
火物は、いずれも円滑に吹付施工を実施でき、ま
た付着性も良好であつた。これに対し、番号４，
５の従来例では、吹付機および圧送ホース内面に
付着が生じホース内が閉塞して吹付施工が事実上
不可能となつた。 次に実施例３の湿潤状耐火物を用いて高炉の出
銑樋に吹付補修を施したときの、補修状態ならび
に再使用時における損耗状況について調べた結果
を第２表および第１図に示した。なお比較のため
従来例５に示した耐火物を用いた従来法のノズル
水添加法によつて吹付補修を行つた場合について
も同様の調査を行い、その結果を第２表に併記す
ると共に第２図に示した。

【表】 この発明に従う湿潤状耐火物を用いた湿潤施工
法では、従来のノズル水添加法に較べ、必要水量
は約1/2と少く、また付着率が高く、さらに損耗
速度をみれば明らかなように従来品の約５倍もの
耐用性を呈している。 ちなみに従来のノズル水添加法によつて得られ
た補修部の損耗状況は、第２図ａ，ｂにそれぞれ
通銑前、後の状態を図解したように、スラグライ
ン部130mmから50mmに、またメタルライン部が100
mmから20mmまで損耗していたのに対し、この発明
に従う湿潤状耐火物の吹付施工によつて得られた
補修部の損耗状況は、同じく第１図ａ，ｂに示し
たように、スラグライン部で30mm→15mm、メタル
ライン部で55mm→40mmと、施工厚みを薄くしても
損耗率は低く、従来品に較べて耐用性は格段に優
れていた。 以上述べたようにこの発明に従う湿潤状耐火物
を用いる湿潤吹付け施工では、従来のノズル水添
加施工に比較して、低水分でしかも高圧での吹付
施工が実現でき、従つて施工後における添加水分
の蒸発、揮散に起因した施工体組織の欠陥がほと
んどなく、緻密で均質性の高い施工体が得られ
る。なお、前記の説明では補修の場合について説
明したが、新規に施工する場合にも適用出来るの
はもちろんである。 以下この発明の効果を要約すると次のとおりで
ある。 (1) 予め水分が添加されているので、吹付施工が
容易であり、作業時間の短縮をはかれる。 (2) ノズル詰りやホースの狭塞などを生ぜず、安
定した吹付けが実施できる。 (3) 低水分でも付着性のよい吹付けができる。 (4) 高圧吹付けにより、均質で充てん度の高い施
工体が得られる。 (5) 耐火物原料原単位ならびに原単価の低減が達
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはそれぞれ、この発明に従う湿潤
状耐火物の吹付施工によつて得られた補修部の通
銑前後における状態を示した図、第２図ａ，ｂは
それぞれ、従来のノズル水添加法によつて得られ
た補修部の通銑前後における状態を示した図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吹付機への供給工程で水分を添加してなる吹
   付施工用の湿潤状耐火物であつて、該湿潤状耐火
   物は、下記Ａ群の中から選ばれる粒径0.149mm以
   下の耐火性微粉末のうち少くとも一種：２〜25重
   量％と、下記Ｂ群の中から選ばれる焼結助剤のう
   ち少なくとも一種：0.1〜５重量％を含み、残部
   は粒径を1.0〜0.149mmの範囲に調整した耐火性骨
   材の配合割合になる組成物100重量部に対し、４
   〜６重量部の範囲において水を添加配合したこと
   を特徴とする、吹付施工用の湿潤状耐火物。 Ａ群：けい酸質粉末、アルミナ質粉末、アルミノ
   けい酸塩系粉末、マグネシユウムけい酸塩系
   粉末、塩基性原料粉末および人工骨材微粉
   末。 Ｂ群：長石族鉱物、雲母族鉱物、アルカリ金属の
   りん酸塩、けい酸塩および炭酸塩ならびにけ
   い酸、りん酸およびほう酸質ガラス組成物。