TWI697648B - 不定形耐火物的噴塗施工方法及使用於噴塗施工方法的噴塗材料 - Google Patents

不定形耐火物的噴塗施工方法及使用於噴塗施工方法的噴塗材料 Download PDF

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Abstract

本發明之不定形耐火物的噴塗施工方法是在從材料供應機(1)至前端噴塗噴嘴(4)的材料搬運管(5)設置注水器(7)，從該注水器朝著在材料搬運管內搬運的噴塗材料注入施工水，為提升其噴塗施工的穩定性，設搬運導入注水器(7)之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)，及搬運噴塗材料用的噴塗材料搬運用氣體的流量(Nm3 / min)的比(施工水搬運用氣體的流量/噴塗材料搬運用氣體的流量)為0.07以上2以下，並且，設噴塗材料的壓縮度為32%以下。或者，設搬運導入注水器(7)之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)與施工水量(m3 /min)的比(施工水搬運用氣體的流量/施工水量)為100以上1000以下。

Description

不定形耐火物的噴塗施工方法及使用於噴塗施工方法的噴塗材料
本發明是有關在高爐、水槽、熔鐵混合車、轉爐、澆鑄杓、二次精煉爐、餵槽、水泥回轉窯、廢物熔爐、焚化爐或者非鐵熔融金屬容器等的各種熔融金屬容器或窯爐的築爐或修補時之不定形耐火物的噴塗施工方法及使用於噴塗施工方法的噴塗材料。
不定形耐火物的噴塗施工方法大致分別濕式施工方法與乾式施工方法。 濕式施工法是壓送將施工水預先添加於材料混練成漿液狀的噴塗材料並在前端噴塗噴嘴部添加快凝劑等噴塗的工法。另一方面，乾式施工方法是在乾燥狀態氣體搬運噴塗材料，以前端噴塗噴嘴部注入施工水噴塗的工法。
濕式施工法與乾式施工法比較可形成附著性優異的緻密質量之耐火物的噴塗施工，具有施工時之生塵量少等的效果。相反地，在噴塗時有混練裝置或漿液壓送裝置的必要，除此之外，裝置的構造複雜解昂貴，並且，噴塗作業後漿液狀的噴塗材料附著在混練裝置或搬運管內，會有其清洗作業耗費時間的缺點。
相對於此，乾式施工方法，基本上是對以乾燥狀態氣體搬運的噴塗材料以前端噴塗噴嘴部，僅注入施工水，因此噴塗裝置簡單且作業性優異，但由於對噴塗材料會有因水分(施工水)不能充分混合的狀態進行噴塗，因此，在噴塗時，會產生多量的粉塵，也會有噴塗施工體的耐火組織變得不均勻的傾向，導致附著率、接著強度及耐蝕性也變差。與濕式施工法比較時混練效果低且施工水量多以致有獲得緻密地噴塗施工體困難的缺點。
為此，作為乾式施工法的改良有在從材料供應噴塗噴塗噴嘴的材料搬運管設置兩個注水器，從分別的注水器將100μm以下的微粒化水與壓縮空氣一起注水的噴塗施工方法已為人知(例如，參閱專利文獻1)。 但是，本發明人在多次實施藉此噴塗施工方法的噴塗施工時，散見有噴塗材料的吐出量變動，或噴塗材料與失供水分離的現象，得知在噴塗施工的穩定性上有改善的餘地。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特許4377913號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明所欲解決之課題是在從材料供應噴塗噴塗噴嘴的材料搬運管設置注水器，從該注水器朝材料搬運管內所搬運的噴塗材料注入施工水的不定形耐火物的噴塗施工方法中，使其噴塗施工的穩定性提升。 [用於解決課題的手段]
本發明人在為了提升噴塗施工的穩定性而必須提升對於噴塗材料之施工水的混水性與噴塗材料的搬運性等重要的考量下重複進行試驗，獲得搬運導入注水器之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)與搬運噴塗材料用的噴塗材料搬運用氣體的流量(Nm3 /min)的比，及噴塗材料的壓縮度，可提升上述的混水性及搬運性，並進一步提升噴塗施工之穩定性用的重要參數等知識，以致完成本發明的一形態。
並且，本發明人獲得搬運導入注水器之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)與施工水量(m3 /min)的比，可提升上述的混水性及搬運性，並進一步提升噴塗施工之穩定性用的重要參數等知識，以致完成本發明的其他形態。
亦即，根據本發明之一形態，提供以下的噴塗施工方法。 在從材料供應機至前端噴塗噴嘴的材料搬運管設置注水器，從該注水器朝著在材料搬運管內搬運的噴塗材料注入施工水的不定形耐火物的噴塗施工方法， 搬運導入上述注水器之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)，及搬運噴塗材料用的噴塗材料搬運用氣體的流量(Nm3 /min)的比(施工水搬運用氣體的流量/噴塗材料搬運用氣體的流量)為0.07以上2以下，並且，上述噴塗材料的壓縮度為32%以下的不定形耐火物的噴塗施工方法。
並且，根據本發明的其他一形態，提供以下的噴塗施工方法。 在從材料供應機至前端噴塗噴嘴的材料搬運管設置注水器，從該注水器朝著在材料搬運管內搬運的噴塗材料注入施工水的不定形耐火物的噴塗施工方法， 搬運導入上述注水器之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)與施工水量(m3 /min)的比(施工水搬運用氣體的流量/施工水量)為100以上1000以下。
另外，根據本發明的其他觀點，提供使用於本發明的不定形耐火物之噴塗施工方法的噴塗材料，壓縮度為32%以下的噴塗材料。 [發明效果]
根據本發明，在噴塗時，可提升對噴塗材料之施工水的混水性與噴塗材料的搬運性，其結果，可提升噴塗施工的穩定性。
首先，一邊參閱第1圖一邊說明實施本發明之噴塗施工方法用的噴塗裝置的一例。
第1圖中，1是表示收納有噴塗材料2的材料供應機。材料供應機1一般只要是使用於不定形耐火物的噴塗裝置可定量吐出的即可，轉子槍、鉛製槍、野上水泥漿噴槍等任何形式皆可不考慮地加以使用。
此材料供應機1內的噴塗材料2是藉供應至材料供應機1內的壓縮空氣等的氣體調整內壓，藉著設置在下端的馬達M驅動的台式送料機3從材料供應機1供應至前端噴塗噴嘴4的材料搬運管5。
在材料搬運管5通過台式送料機3的噴塗材料搬運用氣體導入管6供應噴塗材料用氣體，將來自材料供應機1的噴塗材料2從材料搬運管5的前端噴塗噴嘴4朝噴塗對象體A進行噴塗施工。
此材料搬運管5在前端噴塗噴嘴4的附近設置注水器7。 從注水器7將施工水與施工水搬運用氣體一起供應於在材料搬運管5內搬運的噴塗材料2。此注水器7的構成尤其不加以限定，只要是可將施工水與施工水搬運用氣體一起供應(注水)至材料搬運管5內即可。由此注水器7將施工水與施工水搬運用氣體一起注水後，使其施工水成為所謂的噴霧水(微粒化水)。 設置該注水器7的位置是以從前端噴塗噴嘴4前端0.5m以上小於5m的範圍為佳，更佳為0.5m以上小於3m。並且，前端噴塗噴嘴4的長度大約是1m以上10m以下。
本發明中使用的噴塗材料搬運用氣體、施工水搬運用氣體等的氣體在典型的有空氣(壓縮空氣)，但例如也可使用氮(壓縮氮)等其他的氣體。並且，使用氣體的壓力可以是大約0.2MPa以上0.5MPa以下的範圍。
接著，根據使用第1圖之噴塗裝置的形態，說明本發明的噴塗施工方法。 本發明的噴塗施工方法之一形態的第一特徵是設搬運導入注水器7之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)與搬運噴塗材料用的噴塗材料搬運用氣體的流量(Nm3 /min)的比(施工水搬運用氣體的流量/噴塗材料搬運用氣體的流量)(以下稱「搬運用氣體流量比」)為0.07以上2以下。設搬運用氣體流量比為0.07以上2以下，藉此提升施工水的混水性與噴塗材料的搬運性，提升噴塗施工的穩定性。 相對於此搬運用氣體流量比小於0.07時，由於噴塗材料搬運用氣體的流量多，因此施工水不能到達搬運噴塗材料之材料搬運管5的中心部，混水性變差。 另一方面，搬運用氣體流量比超過2時，施工水搬運用氣體的流量多，因此與噴塗材料搬運用氣體之間產生亂流，其結果，產生在注水器7附近之噴塗材料的附著，或進一步在其上游側的材料搬運管5也產生噴塗材料的附著，使得噴塗材料的搬運性降低。 此搬運用氣體流量比是以0.1以上1以下為佳。
本發明的噴塗施工方法之一形態的第二特徵是使用壓縮度32%以下作為噴塗材料。換言之，使用調整粒度結構後的噴塗材料成為壓縮度32%以下。在此壓縮度是以下式算出。 壓縮度(%)=(密填充容積密度-疏填充容積密度)/ 密填充容積密度×100 並且，詳細雖如後述，但本發明使用的噴塗材料是原料粉末加以含纖維，在含有纖維的場合，壓縮度的評估(密填充容積密度及疏填充容積密度的測量)是以除去纖維的狀態實施。亦即，噴塗材料含有纖維的場合，在本發明所稱的壓縮度是針對除去纖維的噴塗材料進行評估。
噴塗材料一旦添加施工水時，會使得與施工水接觸的粉末漿液化而有黏性變高的傾向，但壓縮度超過32%的噴塗材料即使在靜置狀態也含多量的空氣，因此可藉施工水搬運用氣體的外力等容易凝結。並且，藉施工水的添加使一部分的漿液黏性變高，越發使得凝結加速化，施工水不能均勻地潤濕使混水性降低。凝結顯著的場合，噴塗材料會固著於材料搬運管5內成為堵塞的要因，導致搬運性的降低。 此壓縮度是以在25%以下為佳。
在設噴塗材料的壓縮度為32%以下時，以設噴塗材料100的質量%中的粒徑超過2mm之粒子的含量為30質量%以下(含0質量%)，設粒徑45μm以下之粒子的含量在3質量%以上30質量%以下為佳。 亦即，粒徑超過2mm的粒子的含量超過30質量%時，此粒徑超過2mm的粒子變多因此噴塗材料內的間隙變大，微粉會因外力流入其間隙之中使得組織變密因此壓縮度會超過32%。 又，粒徑45μm以下的粒子的含量超過30質量%時，小於此粒徑45μm的粒子多，因此噴塗材料含有多量的空氣，藉外力變得容易凝結會使得壓縮度超過32%。並且粒徑小於45μm之粒子的含量小於3質量%時，良好噴塗施工體的形成變得困難。 在此，本發明中，所謂粒子的粒徑超過d是意味著其粒徑殘留於篩孔d的網篩上的粒度，粒子的粒徑在d以下是意味著其粒子通過篩孔d的網篩的粒度。
本發明的噴塗施工方法之其他形態的特徵是設施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)與施工水量(m3 /min)的比(施工水搬運用氣體的流量/施工水量)(以下稱「氣體‧施工水量比」)為100以上1000以下。將此氣體‧施工水量比設定在100以上1000以下時，可提升施工水的混水性及噴塗材料的搬運性，並進一步提升噴塗施工的穩定性。此氣體‧施工水量比是以250以上800以下為佳。
本發明的噴塗施工方法中，以設噴塗材料的吐出量(kg/min)與搬運用氣體的總計流量(Nm3 /min)的比(噴塗材料的吐出量/搬運用氣體的總計流量)(以下稱「固氣比」)在1以上20以下為佳。設此固氣比在1以上20以下時，可提升施工水的混水性及噴塗材料的搬運性，並進一步提升噴塗施工的穩定性。
在本發明的噴塗施工方法使用的噴塗材料除了耐火性粉末，並可適當含有混合結合劑、分散劑、快凝劑的添加劑，也可與添加劑一起含有纖維。
耐火性粉末只要是一般之不定形耐火物所使用的耐火性粉末即可不考慮地加以使用。例如，金屬氧化物、金屬碳化物、金屬氮化物、碳素類、金屬等，可因應噴塗對象體的材質或溫度條件等適當地選擇組合。
作為結合劑，舉例有消石灰、高鋁水泥、鎂氧水泥、磷酸鹽、矽酸鹽等，可將該等之中1種或2種以上組合使用。
分散劑也稱為解凝劑，具有賦予噴塗材料流動性的效果。此分散劑只要是在一般不定形耐火物所使用皆可不考慮地加以使用。具體例為：三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、多磷酸鈉、偏磷酸鈉、硼酸鈉、碳酸鈉、聚偏磷鹽酸、矽酸鹽、磷酸鹽等的無機鹽、檸檬酸鈉、酒石酸鈉、聚丙烯酸鈉、磺酸鈉、聚羧酸、β-萘磺酸鹽類、萘磺酸、羧基含有聚醚系分散劑等。
快凝劑是在施工水的存在下與結合劑反應，使噴塗材料急速地硬化，賦予噴塗材料附著性。快凝劑是除了在粉末狀態從最初即預先混入噴塗材料之外，也可藉著前端噴塗噴嘴4或注水器7添加快凝劑。在以前端噴塗噴嘴4或注水器7添加快凝劑的場合，依需要以水稀釋快凝劑的液狀使用。 舉快凝劑的具體例時，矽酸鈉、矽酸鉀等的矽酸鹽、鋁酸鈉、鋁酸鉀、鋁酸鈣等的鋁酸鹽、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉等的碳酸鹽、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂等的硫酸鹽、CaO‧Al2 O3 、12CaO‧7Al2 O3 、CaO‧2Al2 O3 、3CaO‧Al2 O3 、3CaO‧3Al2 O3 ‧CaF2 、11CaO‧7Al2 O3 ‧CaF2 等的鋁酸鈣類、氧化鈣、氫氧化鈣、氯化鈣等的鈣鹽等。
纖維是可使用在通常的不定形耐火物以爆裂防止等的目的所使用的纖維，例如維尼龍、尼龍、PVA、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、碳等。
本發明的噴塗施工方法，即使在冷溫、中溫、熱溫的其中任一的溫度條件下皆可實施。並且，使用於本發明施噴塗施工方法之噴塗材料的材料構成是可對應該等溫度條件對象體的材質等來適當決定。
第2圖表示實施本發明之噴塗施工方法用的噴塗裝置的其他例。第2圖的噴塗裝置是在注水器7的上游側設有噴入手段8。
本發明的噴塗施工方法中，如第2圖表示使用在注水器7的上游側設置噴入手段8之噴塗裝置的場合，設來自噴入手段8的施工水量為全施工水量的20質量%以下(含0質量%)，以從注水器7進行全施工水量之殘餘施工水的注水為佳。藉如以上施工水的注水量均衡，在使用噴入手段8的場合，可提升施工水的混水性及噴塗材料的搬運性，並進一步提升噴塗施工的穩定性。
在此，從噴入手段8將氣體或與氣體一起噴入施工水的場合，由此噴入手段8所噴入氣體的流量(Nm3 / min)是在上述搬運用氣體流量比及氣體‧施工水量比的計算中，合計為「施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)」。 同樣由此噴入手段8，施工水量(m3 /min)是在上述氣體‧施工水量比的計算中，合計為「施工水量(m3 /min)」。
如上述本發明的噴塗施工方法中，噴塗材料的吐出量(kg/min)與搬運用氣體的總計流量(Nm3 /min)的比(噴塗材量的吐出量/搬運用氣體的總計流量)，即固氣比是以1以上20以下為佳，但此固氣比的計算所使用的「搬運用氣體的總計流量(Nm3 /min)」是從噴塗材料搬運用氣體導入管6之噴塗材料搬運用氣體的流量(Nm3 /min)；從注水器7之施工水搬運用氣體的流量(Nm3 /min)；及使用噴入手段8時的從此噴入手段8的氣體的流量(Nm3 /min)的總計流量(Nm3 /min)。 [實施例]
＜第一實施例＞ 表1中，表示本發明的第一實施例。該實施例是使用第1圖的噴塗裝置實施噴塗施工。亦即，該實施例中施工水及施工水搬運用氣體是僅從注水器7供應。施工水搬運用氣體及噴塗材料搬運用氣體的壓力是設0.2MPa以上0.5 MPa以下的範圍。 噴塗材料是以預定的比例混合：耐火性材料的為矽鋁質粉末、結合劑的消石灰及分散劑的矽酸鹽，將此噴塗材料以第1圖的噴塗裝置噴塗，評估此時的混水性與搬運性。並且，根據該等的評估結果進行綜合評估。
混水性是以目識觀察從前端噴塗噴嘴4之噴塗的狀態，根據施工水與噴塗材料的分離的程度進行評估。此分離的程度越小混水性越優異。具體而言，未分離的場合為○(優)，分離小的場合為△(良)，分離大的場合為×(不良)。
搬運性是以目識觀察從前端噴塗噴嘴4之噴塗的狀態，根據噴塗材料的吐出量之變動的程度進行評估。此吐出量之變動的程度越小搬運性越優異。具體而言，吐出量的變動零的場合為○(優)，有若干吐出量的變動的場合為△(良)，吐出量的變動大的場合為×(不良)。
綜合評估是根據混水性與搬運性的評估結果以下述的3階段進行評估。 ○(優)：雙方的評估結果同時為○(優)。 △(良)：至少一方的評估結果為△(良)，且無×(不良)的評估結果。 ×(不良)：至少一方的評估結果為×(不良)。
Figure 02_image001
表1的實施例1~12皆是搬運用氣體流量比為0.07以上2以下，且噴塗材料的壓縮度為32%以下在本發明的範圍內，混水性及搬運性並無×(不良)的評估而為良好，綜合評估也是良好。
＜第二實施例＞ 表2中，表示本發明的第二實施例。該實施例是使用第2圖的噴塗裝置實施噴塗施工。從施工水搬運用氣體、噴塗材料搬運用氣體及噴入手段8噴入氣體的壓力是與第一實施例同樣設0.2MPa以上0.5MPa以下的範圍。 噴塗材料是使用與第一實施例相同的材料構成，混水性與搬運性的評估方法，及綜合評估的基準也和第一實施例相同。
Figure 02_image003
表2中，實施例13是從噴入手段8與氣體(施工水搬運用氣體)一起噴入施工水的例，實施例14是從噴入手段8僅噴入氣體的例。搬運用氣體流量比揭示在0.07以上2以下，且噴塗材料的壓縮度32%以下是在本發明的範圍內，混水性及搬運性無×(不良)的評估而為良好，綜合評估也是良好。
1‧‧‧材料供應機 2‧‧‧噴塗材料 3‧‧‧台式送料機 4‧‧‧前端噴塗噴嘴 5‧‧‧材料搬運管 6‧‧‧噴塗材料搬運用氣體導入管 7‧‧‧注水器 8‧‧‧噴入手段 A‧‧‧噴塗對象體
第1圖表示實施本發明的噴塗施工方法用的噴塗裝置之一例的概念圖。 第2圖表示實施本發明的噴塗施工方法用的噴塗裝置之其他例的概念圖。
1‧‧‧材料供應機
2‧‧‧噴塗材料
3‧‧‧台式送料機
4‧‧‧前端噴塗噴嘴
5‧‧‧材料搬運管
6‧‧‧噴塗材料搬運用氣體導入管
7‧‧‧注水器
A‧‧‧噴塗對象體
M‧‧‧馬達

Claims (9)

  1. 一種不定形耐火物的噴塗施工方法，在從材料供應機至前端噴塗噴嘴的材料搬運管設置注水器，從該注水器朝著在材料搬運管內搬運的噴塗材料注入施工水，其特徵為：搬運導入上述注水器之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3/min)，及搬運噴塗材料用的噴塗材料搬運用氣體的流量(Nm3/min)的比(施工水搬運用氣體的流量/噴塗材料搬運用氣體的流量)為0.07以上2以下，並且，上述噴塗材料的壓縮度為32%以下。
  2. 一種不定形耐火物的噴塗施工方法，在從材料供應機至前端噴塗噴嘴的材料搬運管設置注水器，從該注水器朝著在材料搬運管內搬運的噴塗材料注入施工水，其特徵為：搬運導入上述注水器之施工水用的施工水搬運用氣體的流量(Nm3/min)與施工水量(m3/min)的比(施工水搬運用氣體的流量/施工水量)為100以上1000以下。
  3. 如申請專利範圍第1項記載的不定形耐火物的噴塗施工方法，其中，在上述注水器的上游側設置朝著上述噴塗材料將氣體或與氣體一起噴入施工水的噴入手段，來自上述噴入手段的施工水量為全施工水量的20質量 %以下(含0質量%)，並且，從上述注水器進行全施工水量之殘餘施工水的注水。
  4. 如申請專利範圍第2項記載的不定形耐火物的噴塗施工方法，其中，在上述注水器的上游側設置朝著上述噴塗材料將氣體或與氣體一起噴入施工水的噴入手段，來自上述噴入手段的施工水量為全施工水量的20質量%以下(含0質量%)，並且，從上述注水器進行全施工水量之殘餘施工水的注水。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項記載的不定形耐火物的噴塗施工方法，其中，噴塗材料的吐出量(kg/min)與搬運用氣體的總計流量(Nm3/min)的比(噴塗材料的吐出量/搬運用氣體的總計流量)為1以上20以下。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項記載的不定形耐火物的噴塗施工方法，其中，噴塗材料中的粒徑超過2mm的含量為30質量%以下(含0質量%)，粒徑45μm以下的粒子的含量為3質量%以上30質量%以下。
  7. 如申請專利範圍第5項記載的不定形耐火物的噴塗施工方法，其中，噴塗材料中的粒徑超過2mm的含量為30質量%以下(含0質量%)，粒徑45μm以下的粒子的含量為3質量%以上30質量%以下。
  8. 一種噴塗材料，使用於申請專利範圍第1項至第7項中任一項記載之不定形耐火物的噴塗施工方法的噴塗材料，其特徵為：壓縮度為32%以下。
  9. 如申請專利範圍第8項記載的噴塗材料，其中，粒徑超過2mm的粒子的含量為30質量%以下(含0質量%)，粒徑45μm以下的粒子的含量為3質量%以上30質量%以下。
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