JP2001002477A

JP2001002477A - 湿式吹付け施工方法およびこの方法に使用する吹付材

Info

Publication number: JP2001002477A
Application number: JP11167193A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Igasaki; 厚郎伊賀崎; Ryuichi Suzuki; 龍一鈴木
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2001-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の湿式吹付け施工方法は、吹付材がノズル
内で硬化が進行し、ノズル閉塞の問題がある。【解決手段】耐火骨材100ｗｔ％に対しアルミナセメ
ント0.1〜10ｗｔ％、硬化促進剤、分散剤および繊維を
添加してなる吹付材を、混練と同時に圧送ポンプにてノ
ズルに搬送し、次いでノズル先端近くで導入した圧さく
空気をもって吹付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属容器ある
いは溶融金属処理装置等における耐火物の湿式吹付け施
工方法と、この方法に使用する吹付材に関する。

【0002】

【従来の技術】耐火物の吹付け施工方法には、乾式法と
湿式法とがある。乾式法は、吹付材をノズル内で施工水
を添加して吹付けるものである。一方、湿式法は、予め
施工水を添加して混練した吹付材を吹付けるものであ
る。

【0003】湿式法は、予め施工水を添加したことで施工水
の添加が均一であり、吹付材が均一組織となって組織強
度、付着性等が向上する。また、乾式法で見られるよう
な吹付け時の粉塵発生がなく、作業環境上の面からも好
ましい。

【0004】しかし、従来の湿式法においては、吹付材がノ
ズル内で硬化が進行し、ノズル閉塞の問題がある。

【0005】湿式法の具体例として、施工水分を添加して混
練した吹付材を、混練直後に圧さく空気でノズルに搬送
し、さらにノズル先端近くで圧さく空気を導入して吹付
ける方法が提案されている（例えば特開平10-19473号公
報）。この方法は、吹付材を混練直後にノズルに搬送す
ることで、吹付材が圧送管内で硬化が進行しないまま吹
き付けられるので、ノズル閉塞が防止される。

【0006】また、予め施工水を添加して混練した吹付材を
圧送ポンプにてノズルに搬送し、ノズル先端付近で急結
剤を圧さく空気をもって添加して吹付ける方法がある
（例えば特開平10−95678号公報）。この方法では、急
結剤の添加がノズル先端付近であることで圧送管内での
吹付材の硬化がなく、ノズル閉塞が防止される。

【0007】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記において
吹付材を混練直後に圧さく空気でノズルに搬送する方法
では、圧送管内における吹付材の搬送圧力損失の変動お
よび圧さく空気流量の変動が原因し、吹付材がノズルか
らの噴出の際に脈動および息吹きの現象を生じる。その
結果、均一な施工体が得られ難い。

【0008】一方、圧送ポンプにて搬送し、ノズル先端付近
で急結剤を添加する方法では、急結剤が吹付材中に均一
に分散されないことから、吹付材の急結不良によるダレ
落ちが生じやすく、付着性において十分なものではな
い。また、この問題を解決するために、多量の急結剤を
添加した場合は、ノズル閉塞あるいは吹付材の耐食性の
低下を招く。

【0009】本発明は、上記従来の問題を解決した湿式吹付
け施工方法と、この方法に使用する吹付材を提供するこ
とを目的とする。

【0010】

【課題を解決するための手段】本発明は、耐火骨材100
ｗｔ％に対しアルミナセメント0.1〜10ｗｔ％、硬化促
進剤、分散剤および繊維を添加してなる吹付材を、混練
と同時に圧送ポンプにてノズルに搬送し、次いでノズル
先端近くで導入した圧さく空気をもって吹付けることを
特徴とした、湿式吹付け施工方法である。

【0011】図1は、本発明の方法で使用する吹付け装置例
を模式的に示したものである。以下に、同図に基づいて
本発明を説明する。

【0012】本発明では、吹付材を混練と同時に圧送ポンプ
にてノズルに搬送する。そのためには、粉体からなる吹
付材（1）をホッパー（2）からミキサー(12)に投入し、
さらに水分供給管（4）からの施工水分の供給を受け、
混練される。

【0013】ミキサー(12)で混練した吹付材（1）は、ミキ
サー（12）の下端から順次排出され、圧送管（8）を介
してノズル（9）に搬送される。なお、吹付材(1)100ｗ
ｔ％に対する施工水分の割合は、10〜25ｗｔ％が好まし
い。

【0014】上記の混練は、モーター（3）の垂直回転軸
（5）に付随した攪拌羽根（7）、スクリュー（11）、さ
らにその先方のあるいは攪拌杆（6）よって行われる。
そして、吹付材（1）は混練と同時に、このスクリュー
（11）および攪拌杆（6）の押圧で圧送管（8）を介して
ノズル（9）に搬送される。したがって、ここでは混練
と圧送が連続して行われる。

【0015】ノズル（9）に達した吹付材（1）は、ノズル
（9）先端近くに接続された圧さく空気導入管（10）か
らの圧さく空気をもってノズル（9）から噴出し、吹付
けられる。

【0016】本発明では、吹付材を圧送ポンプで搬送するこ
とにより、従来の圧さく空気による搬送の際に見られた
空気流量の変動等が原因による吹付け時の脈動、息吹き
等がない。

【0017】湿式吹付け方法に使用される吹付材として、従
来、無水ケイ酸アルカリ等のケイ酸塩を結合剤とした材
質が提案されている（例えば特開平10-17374号公報）。
この吹付材は、ケイ酸塩の急結作用で付着性に優れる。
しかも、ケイ酸塩が高温下においてガラス化すること
で、接着強度が高くなる。

【0018】しかし、ケイ酸塩を結合剤にすると、ケイ酸塩
が施工水に溶解し易いので硬化が早く、本発明における
ノズル閉塞防止の効果が得られない。

【0019】これに対し本発明では、アルミナセメントを結
合剤とした吹付材を使用する。アルミナセメントによる
硬化は水和反応によって行われ、ケイ酸塩等に比べると
硬化速度が遅く、吹付材の硬化時間が延長される結果、
ノズル閉塞が防止される。

【0020】また、このアルミナセメントは吹付材に予め混
入されていることで吹付材に均一分散しており、ノズル
先端近くで急結剤を添加する方法で見られるダレ落ち等
の問題もない。

【0021】

【発明の実施の形態】本発明で使用する吹付材におい
て、耐火骨材は従来の吹付材と特に変わりなく、例えば
アルミナ、マグネシア、マグネシア-カルシア、スピネ
ル、クロム鉱、ムライト、ジルコン、ジルコニア、炭
素、炭化珪素等から選ばれる一種以上である。

【0022】アルミナとしては、燒結アルミナ、電融アルミ
ナ、高アルミナ、仮焼アルミナ等である。また、高アル
ミナの具体例としては、ボーキサイト、ばん土けつ岩、
シリマナイト等である。マグネシアの具体例には、電融
マグネシア、燒結マグネシア、軽焼マグネシア等があ
る。

【0023】これらの耐火骨材の粒度は、湿式吹付けにおけ
る従来の吹付材と同様、流動性、付着性、充填性などを
考慮して粗粒、中粒、微粒に調整される。

【0024】結合剤としてのアルミナセメントは、耐火骨材
100ｗｔ％に対し0.1ｗｔ％未満では吹付材の付着性およ
び施工強度が劣る。10ｗｔ％を超えると吹付材の耐食性
に劣り、しかも硬化が早すぎてノズル閉塞の原因とな
る。

【0025】結合剤にはアルミナセメントだけでなく、必要
によってはケイ酸塩を併用添加してもよい。ケイ酸塩は
高温下でSiO₂成分がガラス化し、吹付材の接着強度を向
上させる効果をもつ。ケイ酸塩の具体例は、ケイ酸ソー
ダ、メタケイ酸ソーダ、ケイ酸カリウム等である。

【0026】しかし、ケイ酸塩はノズル閉塞の原因となりや
すいので、その割合は耐火骨材100ｗｔ％に対して4ｗｔ
％以下、さらに好ましくは0.1〜3ｗｔ％とする。

【0027】吹付材には、さらに硬化促進剤、分散剤および
繊維を添加する。これらの添加物の具体的材質および添
加割合は、従来の湿式吹付材と特に変わりない。

【0028】硬化促進剤は、結合剤の硬化を促進する役割を
もつ。その具体例は、カルシウム塩（消石灰、生石灰
等）、マグネシウム塩（硫酸マグネシウム、リン酸マグ
ネシウム）、弗化ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、炭酸ソーダ、炭酸カリウム、ポルトランドセメ
ント等である。

【0029】この硬化促進剤の添加量は、耐火骨材100ｗｔ
％に対し0.１〜7ｗｔ％が好ましい。0.１未満では硬化
促進の効果に乏しく、7ｗｔ％を超えると硬化が早すぎ
てノズル詰まり等の原因となる。

【0030】分散剤は、前記吹付材の分散・解膠を促進する
役割をもつ。その具体例は、リン酸塩、ポリアクリル
酸、ポリアクリル酸ソーダ、ポリカルボン酸、リグニン
スルホン酸ソーダ等があり、リン酸塩の具体例はヘキサ
メタリン酸ソーダ、トリポリリン酸ソーダ、酸性ヘキサ
メタリン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ、ポリア
クリルリン酸ソーダ等である。

【0031】耐火骨材100ｗｔ％に対する分散剤の割合は、
0.01〜5ｗｔ％が好ましい。0.01ｗｔ％未満では分散性
・解膠性が不十分であり、５ｗｔ％を超えると耐火物を
劣化させ耐食性に劣る。

【0032】繊維は、付着性および接着性に付与する。その
材質は有機系、無機系にかかわらず使用できる。その具
体例は、ビニロン繊維、紙繊維、アルミナ繊維、シリカ
繊維、アルミナーシリカ繊維、ジルコニア繊維、石綿、
セピオライト等がある。中でも耐熱性の面から、無機系
繊維が好ましい。

【0033】繊維の好ましい添加量は、耐火骨材100ｗｔ％
に対し0.05〜3ｗｔ％である。0.05ｗｔ％未満では付着
性および接着性の効果に劣り、3ｗｔ％を超えると流動
性を阻害して吹付材の充填性低下あるいはノズル詰まり
等の問題が生じやすい。

【0034】本発明で使用する吹付材は、以上の他にも必要
によっては、増粘剤、流動性改善剤、Al金属粉、乳酸ア
ルミニウム等を添加してもよい。

【0035】増粘剤の種類としては、粘土、ＣＭＣ、ベント
ナイト等である。流動性改善剤としては、シリカフラワ
ー、マイクロシリカ等の商品名で市販されているシリコ
ン、シリコン合金の製造の際に副産物として得られる揮
発シリカ、非晶質シリカ超微粉がある。

【0036】

【実施例】以下に本発明実施例およびその比較例を示
す。吹付け施工方法としては、吹付材の混練と圧送とを
連続して行い、さらにノズル先端近くで圧さく空気を導
入して吹付ける、図1の模式図に示した吹付け装置をも
って吹付けた施工方法（以下、Ａ方式と称する）と、混
練後の吹付材を圧さく空気をもって圧送管に搬送し、さ
らにノズル先端近くで圧さく空気を導入して吹付ける施
工方法（以下、Ｂ方式と称する）と、予め施工水を添加
して混練した吹付材を圧送ポンプにてノズルに搬送し、
ノズル先端付近で急結剤を圧さく空気をもって添加して
吹付ける施工方法（以下、Ｃ方式と称する）との三種類
で行った。

【0037】表１は、各例で使用した吹付材組成およびその
試験結果である。この中で、本発明実施例および比較例
1〜3は、Ａ方式により吹付けた。比較例4、5はＢ方式に
より吹付けた。また、比較例6、7はＣ方式により吹付け
たものである。

【0038】

【表１】

【0039】各例は、施工水分を吹付材組成全体に対する外
掛けで20ｗｔ％添加し、壁面温度600℃の耐火物垂直壁
に吹付けた。

【0040】試験において、付着性は付着率を求めた。接着
強度は、吹付け施工体を耐火物壁面に接着した状態で切
り出し、1200℃×1hrs加熱後、同温度加熱下でのせん断
強度を測定した。

【0041】また、耐食性は、吹付け施工体を切り出し、
鋼：転炉スラグ重量比で1：1とした溶剤をもって回転侵
食試験（1650℃）し、その損耗寸法を測定した。試験値
は、比較例3の結果を100とした指数で示し、数値が大き
いほど損耗が大きい。

【0042】実機試験として、溶銑鉄搬送装置である混銑車
内面耐火物の熱間吹付け補修に使用した。その際の補修
対象の耐火物表面は、約600℃であった。この実機試験
では脈動・息吹きの有無および付着性から作業性を総合
的に判断し、○、×の二段階で評価した。

【0043】表に示す試験結果のとおり、本発明実施例は、
いずれも吹付け時の脈動・息吹き現象がなく、しかも付
着性および接着強度に優れている。吹付け施工体の耐食
性においてもそん色がない。また、実機試験における作
業性にも優れている。

【0044】これに対し、Ａ方式の施工方法をとっている
が、アルミナセメントの割合が多過ぎる比較例1と結合
剤にケイ酸塩を使用した比較例2は、ノズル閉塞が生じ
た。

【0045】Ｂ方式でアルミナセメントを使用した比較例3
は、アルミナセメントの硬化反応が発現される前に施工
体に吹付けられたため、付着性に劣る。

【0046】結合剤にケイ酸塩を使用したB方式による吹付
け施工方法の比較例4は、付着性および接着強度に優れ
ているが、吹付け時の脈動・息吹きが有り、そのためか
不均一な組織となり耐食性に劣っていた。また、実機試
験における作業性でも、劣っていた。

【0047】急結剤を使用したＣ方式の吹付け施工方法によ
る比較例5は、急結剤が吹付材中に均一に分散されない
ためか、ダレ落ちが生じ、付着性に劣っていた。多量の
急結剤を使用した比較例6は、付着性および接着強度に
優れていたが、吹付材の耐食性が劣っていた。また、比
較例6では実機試験での作業性においても劣っていた。

【0048】

【効果】本発明による吹付け施工方法は、以上の実施例
の試験結果が示すように、吹付材の付着性、接着強度お
よび耐食性に優れ、しかも吹付け作業性にも優れてい
る。その結果、本発明によれば、吹付材使用量および吹
付け作業工数の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法で使用する吹付け装置例を模式的
に示したものである。

【符号の説明】

1 吹付材 2 ホッパー 3 モーター 4 水分供給管 5 垂直回転軸 6 攪拌杆 7 攪拌羽根 8 圧送管 9 ノズル 10 圧さく空気導入管 11 スクリュー 12 ミキサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火骨材100ｗｔ％に対しアルミナセメ
ント0.1〜10ｗｔ％、硬化促進剤、分散剤および繊維を
添加してなる吹付材を、混練と同時に圧送ポンプにてノ
ズルに搬送し、次いでノズル先端近くで導入した圧さく
空気をもって吹付けることを特徴とした、湿式吹付け施
工方法。
【請求項2】耐火骨材100ｗｔ％に対し、さらにケイ酸
塩4ｗｔ％以下添加した請求項1記載の湿式吹付け施工方
法。
【請求項3】請求項1または２記載の方法に使用する吹
付材。