JPH0948676A

JPH0948676A - 吹付用不定形耐火物

Info

Publication number: JPH0948676A
Application number: JP7219749A
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２〜１０重量部を添加して混練する。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２〜１０重量部と、１０重量部以下の水を添加
して混練する。さらに、シリカゾルとしてＳｉＯ₂を１
０〜５０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〜
１０重量部を添加して混練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２〜１０重量部と、１０重量部以下の水を添
加して混練したことを特徴としている。

【００１２】さらに、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ものであるこ
とから、水和するＣａＯ、ＭｇＯなどは好ましくない。

【００１４】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、混練しているので、上述の従来の方法（プレダンプ
ナを用いる方法など）による場合に比べて、吹付作業時
の発塵を確実に抑制することが可能になる。また、予め
バインダーとしてシリカゾル又はアルミナゾルを添加、
混練しているので、ホッパ投入時の発塵も回避すること
ができるようになるとともに、吹付作業前に発塵防止の
目的で水を吹き付けたり混練したりすることが不要にな
り、作業性を向上させることができるようになる。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】さらに、予め耐火材とバインダーであるシ
リカゾル又はアルミナゾルを混合しておくことにより、
濡れが不十分なことに起因するリバウンドロスを抑制し
て目標とする施工体を確実に形成することが可能にな
る。

【００１８】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２〜１０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耐火材料の濡れが不十分にな
り、１０重量部を越えるとスラリー状になって従来の吹
付設備で吹き付けることができなくなることによる。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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１０重量部
以下の割合で水を添加するようにしているが、これは、
水の添加量が１０重量部を越えると全体がスラリー状に
なり従来の吹付設備で吹き付けることができなくなるこ
とによる。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。

【００２２】なお、本願第２の発明の吹付用不定形耐火
物において、水の添加量は耐火材の材質（種類や組成
比）などを考慮して定めることが好ましい。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望まし
いが、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。

【００２３】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（曲げ強度などの機械的強度）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。

【００２４】

【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。

【００２５】表１に示すような割合で、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（シ
リカゾル又はアルミナゾル）及び水を配合して混練して
吹付用不定形耐火物を調製した。また、比較例として、
耐火材（アルミナ、炭化ケイ素、鱗状黒鉛及び粘土）と
アルミナセメント又はリン酸ナトリウム及び消石灰を配
合、混合して吹付用不定形耐火物を調製した。

【００２６】

【表１】

【００２７】なお、表１において、試料Ａ，Ｂ，Ｃ及び
Ｈは本願発明の範囲外の比較例であり、その他（試料
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｉ，Ｊ及びＫは本願発明の範囲内の実
施例である。

【００２８】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、ＮａＯＨ安
定化のシリカゾルを用い、アルミナゾルとして、Ａｌ₂
Ｏ₃含有率１０重量％、ｐＨ６、Ｃｌ^-安定化のアルミナ
ゾルを用いた。

【００２９】そして、上記実施例及び比較例の吹付用不
定形耐火物について、以下のテストを行った。

【００３０】吹付テスト以下の吹付条件で吹付施工を行い、リバウンドロス、吹
付施工体の接着強度及び発塵の程度を評価した。［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 なお、吹付テストでは、ノズルのウォーターリングから
水を適量添加して吹付を行った。また、試料Ａのアルミ
ナセメントをバインダーとして用いたものを標準試料と
して、これに対する各試料のリバウンドロス、吹付施工
体の接着強度及び発塵の程度を観察した。結果を表２に
示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】但し、リバウンドロスはリバウンドしてロ
スとなった粒子の吹付量全体に対する割合（重量％）で
示した。また、接着強度については、標準試料と同等の
ものを中、標準試料より相当に大きいものを大として示
した。さらに、発塵の程度については、標準試料と同等
のものを中、それより相当に少ないものを少、それより
相当に多いものを多として示した。但し、試料Ｈは水分
過多で吹付施工を行うことができなかった。

【００３３】表２より、実施例の試料については、リバ
ウンドロスが少なく、比較例の試料と同等の接着強度が
あり、かつ、発塵も少なくなっていることがわかる。

【００３４】爆裂テスト吹付施工を行うことにより形成した平面形状が略楕円形
で厚みが１５０mmの吹付施工体（試料）の表面に熱電対
を設置し、表面温度が６００℃になるまで所定の昇温速
度（３℃／min、５℃／min、１０℃／min）で加熱、昇
温して爆裂の有無を判定した。その結果を表３に示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】なお、評価は、爆裂の認められないないも
のを○、爆裂が生じたものを×として示した。但し、試
料Ｈは水分過多で吹付不能であったため、爆裂テストは
行わなかった。表３より、実施例の試料においては、爆
裂が発生していないことがわかる。

【００３７】施工体の層状化判定テスト爆裂テストを行った吹付施工体の断面を観察することに
より層状化の発生の有無を判定した。試料Ａ（比較例）
については、断面の、試料表面に略平行な方向に、約２
０mmの間隔で幅約０．２mmの細かい亀裂が観察された。
また、亀裂は、吹付壁面に平行に連なっているように観
察されており、施工体に層状化が発生していることが確
認された。試料Ｂ（比較例）については、断面の、試料
表面に略平行な方向に、約５mmの間隔で幅約０．２mmの
細かい亀裂が観察された。また、亀裂は、吹付壁面に平
行に連なっているように観察されており、施工体に層状
化が発生していることが確認された。その他の試料につ
いては、試料表面に幅０．５mm程度の亀裂（表面に対し
て略垂直の方向に形成された幅０．５mm程度の溝）が観
察されただけで、施工体内部には亀裂はなく、層状化は
認められなかった。

【００３８】物性テスト水を適量加えて混練した後、金型に突き込んで４０mm×
４０mm×１６０mmの形状に成形し、１１０℃×２４時間
の乾燥を行った後、曲げ強度、気孔率を測定した。ま
た、乾燥後の試料をコークスブリーズ中で１４００℃×
３時間の焼成を行った後、曲げ強度、気孔率を測定し
た。その結果を表４に示す。

【００３９】

【表４】

【００４０】表４より実施例の試料においては、比較例
の試料と比べて、略同等かあるいはそれ以上の物性が得
られていることがわかる。

【００４１】バインダと水の比率と施工体の特性の関
係バインダと水の比率を変えてその合計量を、耐火材（表
１の試料と同じ耐火材）１００重量部に対して８重量部
とした吹付用不定形耐火物を、金型を用いて成形し、１
１０℃×１０時間の乾燥を行った後、曲げ強度、気孔率
を測定するとともに、乾燥後の試料をコークスブリーズ
中で１４００℃×３時間の焼成を行った後、曲げ強度、
気孔率を測定した。バインダと水の比率（バインダ／
水）と曲げ強度及び溶損指数の関係を図１に示す。図１
に示すように、バインダの比率が大きくなると、曲げ強
度は大きくなるが、溶損指数も大きくなり耐食性が低下
するという傾向があり、また、バインダの比率が小さく
なると曲げ強度は小さくなるが、耐食性が向上する（溶
損指数が小さくなる）傾向があることがわかる。したが
って、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ればよい
ことがわかる。

【００４２】なお、上記実施例では、バインダとしてシ
リカゾル又はアルミナゾルのいずれか一方を用いた場合
について説明したが、両者を組み合せて用いることも可
能である。

【００４３】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。

【００４４】

【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２〜１０重量部（あるいはシリカゾル又
はアルミナゾル２〜１０重量部と１０重量部未満の水）
を添加して混練するようにしているので、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。

【００４５】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】バインダと水の比率（バインダ／水）と曲げ強
度及び溶損指数の関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── 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２〜１０重量部を添加して混練した
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２〜１０重量部と、１０重量部以下
の水を添加して混練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。