JPS63265870A - 吹付耐火材料 - Google Patents

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〕 本発明は各種の溶融金属容器、溶解炉及び金属処理炉等
の内張り耐火壁を構成する吹付用の耐火材料に関するも
のでる。

〔従来の技術〕

前記内張り耐火壁を構成する手段として近年吹付施工が
積極的に採用されるようになっている。

この吹付施工は手軽で簡便な方法であり、特にキャスタ
ブル等を用いた流し込み工法と異なり、型枠の設置や取
外し、及び耐火材料と水との予備混練が不要であること
などから前記各種炉の冷間補修、熱間補修等の施工に用
いられている。

ところが従来の吹付用の耐火材料（以−５ζ、吹付耐火
材料と言う）は、流し込み材やスタンプ材等の不定形耐
火材料と比較して緻密な施工体が得られないことやバイ
ンダーとしてのフラックス成分を多く含むこと、さらに
は施工体にラミネーシ日ンを形成し易いことなどから高
炉の樋や取鍋、特殊精錬炉等における補修用材料として
の使用が殆どであり、新規の内張り耐火壁用として使用
されたものは極めて少ないことが実態であった。即ち従
来の吹付耐火材料の構成は、例えば特公昭５６−３３３
５６号公報あるいは特公昭６０−２７６５９号公報に示
されるように粒度調整された耐火材料と結合剤あるいは
硬化剤からなるものが一般的であった。

前記結合剤、硬化剤は吹付作業時のリバウンドロス量（
付着率）、高温被施工面への付着、接着性等を考慮し選
定されている。この場合結合剤としてはアルカリ金属、
アルカリ土類金属等のリン酸塩、珪酸塩、又はアルミナ
セメント等が用いられ、又硬化剤としては消石灰、石膏
、ポルトランドセメント、リン酸アルミニウム、あるい
は各種酸類が使用されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記結合剤、硬化剤を混合した吹付耐火材料は施工時に
１０〜３０％の水を添加する必要があり、このため水分
の蒸発に起因する接着力の低下、あるいは気孔の発生に
よる組織の劣化が著しかった。

又結合剤に含まれるアルカリ成分、ＣａＯ成分等が吹付
施工体の耐用性を著しく低下させていた。このような問
題点が手軽で簡便な施工法である。にもかかわらず吹付
施工法の使用範囲を太き（限定する要因となっていた。

本発明は前記問題に鑑み、吹付施工時の添加水分を極力
抑えると共に組織の向上を図り、然も結合剤としての珪
酸塩、アルミナセメント等のフラックスを最小限に低減
させることによって前記問題点を抜本的に解決したもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するめための本発明は、粉末耐火骨材
に、粒子径２０μ以下のアルミナ、シリカ、ジルコニア
、ジルコン、炭化珪素、粘土等の内の１つ、もしくは２
以上を適宜組合せた超微粒粉末と、解膠剤及び凝集剤を
添加混合したことを特徴とする吹付耐火材料に関する。

〔作　用〕

本発明においては耐火骨材に、粒子径２０μ以下の超微
粒粉末に加えて分散機能を有する解膠剤を添加し混合す
ることにより前記超微粒粉末の分散効果を発揮させ、添
加水分１０％以下での吹付を可能とした。即ち低水分化
により吹付られた耐火物層、つまり施工体の高密度、高
強度化が可能となり、その耐用性を著しく向上できた。

しかしながら前記解膠剤による分散効果が発現した状態
では耐火材料に流動性があり過ぎ、吹付時のタレ現象が
発生し、作業上問題がある。そこで本発明においては吹
付は時に添加水分の大幅な増加を生じさせることなく、
然も直ちに保型性を発揮する凝集剤を添加し、混合する
ことによって前記問題点の効果的な解決に成功した。

第１図は前述した耐火骨材に、超微粒粉末、解膠剤及び
凝集剤を添加混合する手段の一例を示す構造図である。

この第１図において１は混合槽であり、この混合槽ｌで
粉末耐火膏剤と、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ジル
コン、炭化珪素、粘土等の内の１つ、もしくは２以上を
適宜組合せた超微粒粉末、さらには解膠剤及び凝集剤が
所定の割合で配合され混合される。なお、粉末耐火骨材
は、吹付に使用しうるように粒度調整することが好まし
い。２はコンプレッサーであり、このコンプレッサー２
より供給される圧縮空気は前記混合槽１で混合された吹
付耐火材料を随伴して吹付ノズル３に達する。吹付耐火
材には前記吹付ノズル３で貯水槽４より供給される水分
が添加され、しかるのちノズル先端より被施工面に吹付
られる。前記第１図の例は吹付は直前に水分を添加する
乾式吹付工法と呼ばれるものであるが、吹付工法には例
えば第２図に示すように混練ミキサー６で耐火骨材や超
微粒粉末等の混合と同時に水分を添加する湿式のものも
ある。このような湿式では水分を含む混練された吹付耐
火材料は圧送ポンプ７で圧送され、且つコンプレッサー
２から供給される圧縮空気で随伴されて吹付ノズル３へ
供給される。而してかかる湿式吹付工法においては解膠
剤は耐火骨材や超微粒粉末と同時に混練ミキサー６で添
加し、凝集剤は吹付直前の吹付ノズル３で添加すること
が管路５で吹付耐火材が凝集することなどを確実に防止
でき効果的である。尚、第２図において８は凝集剤を吹
付ノズル３に供給する凝集剤吐出機を示す。

さて耐火骨材に添加される超微粒粉末は前記施工体の微
構造組織の密度を高め、接合４度の向上を図る機能を発
揮するもので、個々の粒子径が２０μ以下のアルミナ、
シリカ、ジルコニア、ジルコン、炭化珪素、粘土等の内
のいずれか１つ、もしくはそれらの内の２以上を適宜組
合せて用いることができる。この超微粒粉末は少量の水
分で充分に解膠、分散させることができ、吹付耐火材料
に適度の流動性を持たせ、吹付時にその充填密度や組織
の向上を図ることができる。

解膠剤としては各種アルカリリン酸塩、有機リン酸塩、
リグニン、アルキルスルホン酸、カルボン酸系の界面活
性剤等を使用することができ、その使用量は耐火骨材１
００に対して重量比で０．０１〜３．０の範囲が好まし
い。即ち０．０１未満では解膠、分散効果を充分発揮で
きず、逆に３．０超となると使用量に比例した効果が得
られず、経済的にも不利である。

一方、吹付施工を行うに際して吹付耐火材料には、発塵
が少なく、且つリバウンドロスが少なく（付着率が高＜
）、然も必要な施工厚みを確保できること等が要求され
る。これらを解決するためには被施工面に吹付られた直
後の吹付耐火材料に適切な保型性を持たせる必要があり
、この保型性を有せしめるために凝集剤が必要となる。

前述した従来の吹付耐火材料ではこのような保型性を有
せしめるために主に消石灰が硬化剤として用いられてい
たわけである。しかしながら消石灰を用いた場合、消石
灰による硬化反応が過剰に速すぎ、この瞬時の硬化反応
を制御して吹付時に必要な軟粘性を確保するために多く
の水が添加され、前述したような問題が生じていた。

本発明は前述した粉末耐火骨材、超微粒粉末及び解膠剤
に加えて凝集剤を添加混合することによって、前記保型
性を発現するまでに過度な時間差を与え、その間に前述
の解膠剤による解膠、分散効果を充分発揮させ、緻密な
組織を形成した後、超微粒粉末の凝集効果を持たせ、安
定した付着性を得ることを特徴とするものである。従来
の吹付耐火材料における珪酸等の結合剤と消石灰等の硬
化剤との反応が瞬時の反応であるのに対して本発明の凝
集作用は解膠状態にある超微粒粉末の粒子の表面電荷に
対し、凝集作用のある電解質の添加により粒子表面の電
気的な平衡状態を崩し、凝集させる点に特徴がある。こ
れにより比較的ゆっくりとした凝集作用を起こし、付着
水分の増加を抑え、然も付着性を確保することが可能と
なった。

凝集剤としては硝酸カリウム、塩化カリウム、塩化ナト
リウム、塩化カルシウム、硝酸アルミニウム、炭酸ナト
リウム等の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物等の塩類の
他、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム等のリン酸
塩、脂肪酸が使用できる。凝集剤の添加量としては耐火
骨材１００に対して重量比で０．２〜３．０の範囲が好
ましい。即ち０．２未満では凝集効果が充分でなく、吹
付時のタレ発生、付着率の低下を招き、逆に３，０超と
なると吹付水分の増加に繋がり、且つラミネーションの
発生を招く。

〔実施例〕

実施例１゜ 本発明の吹付耐火材料を溶鋼用取鍋の最も損傷の激しい
スラグライン部に吹付施工し、その耐用性を調査した。

本実施例における吹付耐火材料の組成は第１表に示す通
りであり、この吹付耐火材料を第２表に示す吹付条件で
施工した。

第２表 第３表は調査結果の一例を、従来の吹付施工及び従来の
流し込み施工と比較して表したものである。この第３表
から明らかなように本発明の吹付耐火材料を吹付施工し
て築造されたスラグライン部（施工体）は従来の流し込
み施工と殆ど変わらない耐用性と品質を有するにもかか
わらず施工能率（施工に要するマン・アワー）は１／１
０と大幅に効率化できた。一方、従来の吹付施工に対し
ては当然のことながら施工能率は変わらないものの耐用
性や品質の点では比較にならない優れたものとなった。

実施例２゜ 本発明の吹付耐火材料を高炉の溶銑樋の中間補修に用い
、その耐用性を調査した。本実施例においては第３図に
示すように溶銑樋１１の損、傷の特に激しいスラグライ
ン１２、及び溶銑流通部１３が初期の施工厚みの半分に
なった状態で実施した。

吹付耐火材料の組成は第４表に示す通りであり、この吹
付耐火材料を第５表に示す条件で吹付施工した。

第５表 第６表は本実施例に基づく調査結果の一例を、従来の吹
付施工及び従来の流し込み施工と比較して表したもので
ある。この溶銑樋においても本発明の吹付耐火材料を吹
付施工した施工体は従来の流し込み施工と殆ど変わらな
い耐用性と品質を有し、然もその施工能率はｌ／１３と
大幅に低減した。また従来の吹付施工に対しては耐用性
を８倍弱延長できた。

〔発明の効果〕

本発明の吹付耐火材料の提供により吹付施工時の添加水
分を著しく低減できた。この結果流し込み材やスタンプ
材等の不定形耐火材料と殆ど変わらない緻密な組織の施
工体が得られ、また吹付施工時の吹付耐火材料のタレや
ラミネーションも確実に防止できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図、及び第２図は耐火骨材に、超微粒粉末、解膠剤
及び凝集剤を添加混合する手段の一例を示すもので第１
図は乾式吹付工法の、第２図は湿式吹付工法の構造図、
第３図は周知の溶銑樋の損傷状況を示す断面図である。 １：混合槽、２：コンプレッサー、３：吹付ノズル、４
：給水槽、５：管路、６：混練ミキサー、７：圧送ポン
プ、８：凝集剤吐出機、１１：溶銑樋、１２ニスラグラ
イン、１３；溶銑流通部。 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　粉末耐火骨材に、粒子径２０μ以下のアルミナ、シリ
   カ、ジルコニア、ジルコン、炭化珪素、粘土等の内の１
   つ、もしくは２以上を適宜組合せた超微粒粉末と、解膠
   剤及び凝集剤を添加混合してなる吹付耐火材料。