(57)【要約】【課題】不定形耐火物の気流搬送経路を構成する混練器を用いるにも関らず、施工水量を低減する操作から、その低減が反映された混練物がノズルから放出するまでのタイムラグを短縮することができる吹付け施工技術を提供する。【解決手段】混練器４の上流の第１の注水器３に加えて混練器４の下流に第２の注水器７を設け、第１及び第２の双方の注水器３，７から注水を行う。そして全施工水量の減少を、第１及び第２の注水器３，７のうち少なくとも第２の注水器７を用いて行う。【選択図】図１
2011214762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の搬送管と、前記第１の搬送管内に不定形耐火物を気流によって送り込む気流搬入器と、前記第１の搬送管に接続されて前記第１の搬送管と共に前記不定形耐火物の気流搬送経路を構成する混練器であって、前記第１の搬送管と接続される導入口から前記不定形耐火物を導入し、気密容器内で攪拌して吐出口から吐出する前記混練器と、前記第１の搬送管内及び／又は前記混練器の気密容器内で、前記不定形耐火物に施工水を添加する第１の注水器と、前記混練器の吐出口に接続された第２の搬送管と、前記第２の搬送管に接続されたノズルとを備えた吹付け施工装置を用いる吹付け施工方法において、
前記吹付け施工装置が、前記第２の搬送管内及び／又は前記ノズル内で、前記混練器を通過した前記不定形耐火物と施工水との混練物にさらに施工水を添加する第２の注水器を備えており、（ａ）前記不定形耐火物に対し、前記第１及び第２の双方の注水器から注水を行いながら吹付け施工を行う工程と、（ｂ）前記第１及び第２の注水器のうち少なくとも第２の注水器における注水量を絞ることにより、前記不定形耐火物に対する全施工水の添加量を減少させる工程とを含むことを特徴とする不定形耐火物の吹付け施工方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）では、前記第１の注水器からの注水量を前記不定形耐火物に対する外かけ３５質量％以下に抑えつつ、前記不定形耐火物に対して外かけ４０質量％以上の全施工水を添加する請求項１に記載の吹付け施工方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）では、前記第１及び第２の注水器のうち第２の注水器における注水量のみを絞る請求項１又は２に記載の吹付け施工方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）では、前記第２の注水器における注水量をゼロに絞ったのち、前記第２の注水器から圧縮エアーを供給する請求項１〜３のいずれかに記載の吹付け施工方法。
【請求項５】
前記工程（ａ）及び（ｂ）の双方において、前記第１の注水器からの注水量が、前記第２の注水器からの注水量よりも多い請求項１〜４のいずれかに記載の吹付け施工方法。
【請求項６】
第１の搬送管と、前記第１の搬送管内に不定形耐火物を気流によって送り込む気流搬入器と、前記第１の搬送管に接続されて前記第１の搬送管と共に前記不定形耐火物の気流搬送経路を構成する混練器であって、前記第１の搬送管と接続される導入口から前記不定形耐火物を導入し、気密容器内で攪拌して吐出口から吐出する前記混練器と、前記第１の搬送管内及び／又は前記混練器の気密容器内で、前記不定形耐火物に施工水を添加する第１の注水器と、前記混練器の吐出口に接続された第２の搬送管と、前記第２の搬送管に接続されたノズルとを備えた吹付け施工装置において、
前記第２の搬送管内及び／又は前記ノズル内で、前記混練器を通過した前記不定形耐火物と施工水との混練物にさらに施工水を添加し、かつその添加量を調整することができる第２の注水器を備えたことを特徴とする吹付け施工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、転炉や取鍋等の溶融金属容器のライニングの補修等に用いることができる不定形耐火物の吹付け施工方法と、この方法の実施に用いることができる吹付け施工装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
不定形耐火物の吹付け施工方法は、湿式吹付け法と乾式吹付け法とに大別される。湿式吹付け法は、予め不定形耐火物を施工水と共にミキサーで混練したものを、ポンプで搬送管を通じてノズルに圧送し、ノズルで急結剤を加えて吹付ける方法である。一方、乾式吹付け法は、不定形耐火物を乾粉状態のまま搬送管内に送り込んで気流搬送し、搬送管の先端に接続したノズルで施工水を加えて吹付ける方法である。
【０００３】
乾式吹付け法では、ミキサーによる不定形耐火物の事前混練が不要である反面、施工水をノズルで添加するため、不定形耐火物と施工水との接触時間が短く、両者が充分に混ざり合いにくい。このため、事前に充分な混練時間を確保できる湿式吹付け法に比べると、吹付けて得られる施工体の組織が不均一になりやすい。
【０００４】
そこで、乾式吹付け法をベースとして不定形耐火物と施工水との混練効果の改善を図った技術が種々検討されており、下記特許文献１〜３に開示される技術が知られている。
【０００５】
特許文献１は、不定形耐火物を気流搬送する搬送管の途中で施工水を添加する技術を開示している。この技術によると、不定形耐火物に施工水を添加後、搬送管内を流れる過程で両者が混ざり合うため、ノズルで施工水を添加する場合に比べると、両者の接触時間を長くとることができ、混練効果を改善することができる。
【０００６】
特許文献２は、不定形耐火物を気流搬送する搬送管に１次注水器を設け、ノズル近傍に２次注水器を設けた装置を用い、１次注水器から全施工水の１０〜５０質量％を微粒化して添加し、２次注水器から施工水の残部を微粒化して添加する方法を開示している。この技術によると、施工水を２段階に分けて微粒化して添加するため、不定形耐火物を均一に湿潤させることができ、特許文献１の技術よりも高い混練効果が得られうる。
【０００７】
特許文献３は、特許文献２よりさらに高い混練効果が得られうる技術を開示している。
【０００８】
図６に、特許文献３に開示された吹付け施工装置を再現する。この装置は、第１の搬送管３０と、第１の搬送管３０内に不定形耐火物を気流によって送り込む気流搬入器３１と、第１の搬送管３０に接続されて第１の搬送管３０と共に不定形耐火物の気流搬送経路を構成する混練器３２と、第１の搬送管３０内で不定形耐火物に施工水を添加する注水器３３と、混練器３２に接続された第２の搬送管３４と、第２の搬送管３４に接続されたノズル３５と、ノズル３５内で不定形耐火物と施工水との混練物に急結剤を加える急結剤供給器３６とを備える。
【０００９】
この装置によると、不定形耐火物を気流搬送する過程で、混練器３２で強制的な練り混ぜを行うため、特許文献２の技術に比べると、混練効果を改善する確実性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２２０２８８号公報
【特許文献２】特許４３７７９１３号明細書
【特許文献３】特開２００９−４７３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１〜３はいずれも、所望の混練効果を得るために必要な施工水量の低減を目的としている。しかし、吹付け施工中、施工水量を意図的に増大させたい場合がある。
【００１２】
例えば、５００℃以上の被施工面に対して行う吹付け施工（以下、熱間施工という。）において、施工初期は、被施工面の冷却等を行うために、施工水量を一時的に過剰状態にできると便利である。被施工面の温度が低下するに伴い、被施工面からの混練物のだれ落ちを防止するため、施工水量を絞る。
【００１３】
常温〜５００℃未満の被施工面に対して行う吹付け施工（以下、冷温間施工という。）においても、施工途中に施工水量を調整できると便利な場合がある。即ち、施工水量によって混練物の軟度を調整できる。施工初期は、施工水量を一時的に過剰状態とし、混練物の軟度を高めることで、これを被施工面の凹凸に隙間無く入り込ませることができる。被施工面の凹凸が均された後に、施工水量を絞る。
【００１４】
仮に、図６の装置で施工水量の調整を行う場合、以下の問題が生じうる。
【００１５】
第１の問題は、注水器３３からの注水量を調整する操作を行ったとしても、その操作から注水量の調整が反映された混練物がノズル３５から放出するまでに、タイムラグが生じることである。
【００１６】
例えば、特許文献１及び２の装置のように、施工水の添加位置からノズル先端までに混練器３２が介在しない場合は、さほど上記タイムラグは生じない。しかし、図６の装置では、混練器３２にて不定形耐火物と施工水の流れが僅かながら滞り、混練器３２における不定形耐火物の通過速度が、搬送管３０及び３４における通過速度よりも遅いため、例えば十数秒間程度の上記タイムラグが生じる。このため、施工水を意図的に増大した状態から、施工水を絞る操作を行っても、十数秒間程度は施工水を過剰に含む混練物がノズル３５から放出し続け、その分の混練物は被施工面からだれ落ちることになる。
【００１７】
第２の問題は、注水器３３からの注水量を増大させた場合、混練器３２による強制混練といえども、充分な混練効果が得られにくい場合があることである。この問題は、特に熱間施工で被施工面の冷却等のために、施工水を増大させる場合に生じやすい。
【００１８】
この問題が生じる理由は、主として、混練器３２が不定形耐火物の気流搬送経路を構成していることによると考えられる。即ち、混練器３２内は気流が流れているため、多量の施工水が一度に混練器３２に流入すると、不定形耐火物が、みかけはスラリー状でも微粉が充分にほぐされておらず、凝集体、即ちいわゆるだまを内包したまま、混練器３２を通過するものと考えられる。
【００１９】
本発明の目的は、不定形耐火物の気流搬送経路を構成する混練器を用いるにも関らず、施工水量を低減する操作から、その低減が反映された混練物がノズルから放出するまでのタイムラグを短縮することができるか、又はそのタイムラグの間に放出される混練物中の施工水量を低減することができ、かつ施工水量を増大させた場合でも混練器における混練効果が損なわれにくい吹付け施工技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願発明者らは研究の結果、上記課題は、図６の混練器３２の下流にさらに注水器を設けることに基づいて解決しうることを見出した。特許文献２にみられるように、２つの注水器を用い、施工水を２段階に分けて添加する技術自体は知られている。しかし、図６の装置においては、不定形耐火物を施工水と強制的に練り混ぜる混練器３２を設けた以上、これを有効活用する観点から、あえて混練器３２より下流で施工水を添加することは想定されていない。
【００２１】
本発明の一観点によれば、第１の搬送管と、第１の搬送管内に不定形耐火物を気流によって送り込む気流搬入器と、第１の搬送管に接続されて第１の搬送管と共に不定形耐火物の気流搬送経路を構成する混練器であって、第１の搬送管と接続される導入口から不定形耐火物を導入し、気密容器内で攪拌して吐出口から吐出する混練器と、第１の搬送管内及び／又は混練器の気密容器内で、不定形耐火物に施工水を添加する第１の注水器と、混練器の吐出口に接続された第２の搬送管と、第２の搬送管に接続されたノズルとを備えた吹付け施工装置を用いる吹付け施工方法において、吹付け施工装置が、第２の搬送管内及び／又はノズル内で、混練器を通過した不定形耐火物と施工水との混練物にさらに施工水を添加する第２の注水器を備えており、（ａ）不定形耐火物に対し、第１及び第２の双方の注水器から注水を行いながら吹付け施工を行う工程と、（ｂ）第１及び第２の注水器のうち少なくとも第２の注水器における注水量を絞ることにより、不定形耐火物に対する全施工水の添加量を減少させる工程とを含むことを特徴とする不定形耐火物の吹付け施工方法が提供される。
【００２２】
本発明の他の観点によれば、第１の搬送管と、第１の搬送管内に不定形耐火物を気流によって送り込む気流搬入器と、第１の搬送管に接続されて第１の搬送管と共に不定形耐火物の気流搬送経路を構成する混練器であって、第１の搬送管と接続される導入口から不定形耐火物を導入し、気密容器内で攪拌して吐出口から吐出する混練器と、第１の搬送管内及び／又は混練器の気密容器内で、不定形耐火物に施工水を添加する第１の注水器と、混練器の吐出口に接続された第２の搬送管と、第２の搬送管に接続されたノズルとを備えた吹付け施工装置において、第２の搬送管内及び／又はノズル内で、混練器を通過した不定形耐火物と施工水との混練物にさらに施工水を添加し、かつその添加量を調整することができる第２の注水器を備えたことを特徴とする吹付け施工装置も提供される。
【発明の効果】
【００２３】
施工水の添加を第２の注水器にも担わせ、第１及び第２の双方の注水器から注水を行うことで、第１の注水器のみから全施工水を注水する従来技術に比べると、第１の注水器からの注水量を減らしうる。このため、一度に多量の施工水が混練器に流入することに起因して混練器での混練が不充分となる問題を生じにくくすることができる。
【００２４】
第２の注水器の注水位置は混練器より下流であるため、第２の注水器における注水量の調整は、第１の注水器における注水量の調整より早く反映される。そこで、全施工水量の減少を、第１及び第２の注水器のうち第２の注水器のみを用いて行うことで、全施工水量の減少を第１の注水器だけで行う場合に比べ、全施工水量の減少が反映されるまでのタイムラグを短縮できる。全施工水量の減少を、第１及び第２の双方の注水器を用いて行うことで、全施工水量の減少を第１の注水器だけで行う場合に比べ、全施工水量の減少が反映されるまでのタイムラグの間に放出される混練物中の施工水量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態による吹付け施工装置の概略図である。
【図２】混練器の部分断面図である。
【図３】第１及び第２の注水器として用いることができる注水器の部分断面図である。
【図４】施工水の添加量の時間変化を模式的に例示したグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態による吹付け施工装置の概略図である。
【図６】従来の吹付け施工装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１に、本発明の一実施形態による吹付け施工装置の概略図を示す。気流搬入器１が、ホッパから不定形耐火物を切り出し、切り出した不定形耐火物を気流によって第１の搬送管２内に送り込む。
【００２７】
第１の注水器３が、第１の搬送管２内で、不定形耐火物に施工水を添加する。以下、第１の注水器が添加する施工水を１次水と呼ぶ。１次水は、ミスト状に微粒化されていることが好ましい。
【００２８】
なお、第１の注水器３は、バルブ３ａを備え、バルブ３ａの操作によって１次水の添加量を調整することができる。１次水が添加された不定形耐火物は、第１の搬送管２を通じて混練器４に流入する。
【００２９】
図２は、混練器４の部分断面図である。モータ１２によって回転駆動される回転軸１３が、気密容器１０内に収容されている。回転軸１３の外周面に、棒状の撹拌子１４が複数植設されている。
【００３０】
気密容器１０に、図１にも示す第１の搬送管２が接続される導入口１１が形成されている。導入口１１から導入された不定形耐火物と１次水とが、撹拌子１４で攪拌され、混練物と成る。気密容器１０には、その混練物を吐出する吐出口１５も形成されており、吐出口１５に第２の搬送管５が接続されている。
【００３１】
気密容器１０は、第１及び第２の搬送管２及び５と共に不定形耐火物の気流搬送経路を構成する。このため、気密容器１０内では、図１の気流搬入器１が不定形耐火物と共に送り込む気流によって、不定形耐火物及び１次水の通過が促進される。
【００３２】
図１に戻って説明を続ける。混練器４を通過した不定形耐火物と１次水との混練物は、第２の搬送管５内を気流搬送される。
【００３３】
第２の注水器７が、第２の搬送管５内で混練物にさらに施工水を添加する。以下、第２の注水器７が添加する施工水を２次水と呼ぶ。２次水も、１次水と同様、ミスト状に微粒化されていることが好ましい。第２の注水器７は、バルブ７ａを備え、バルブ７ａの操作によって２次水の添加量を調整することができる。
【００３４】
第２の搬送管５の先端にノズル６が接続されている。気流搬送による２次水と混練物との混練効果を高めるために、第２の注水器７による２次水の添加位置からノズル６先端までの気流搬送経路長は、１ｍ以上であることが好ましい。２次水が添加された混練物が、気流搬入器１によって送りこまれた気流と共に、ノズル６から放出し、図示しない被施工面に付着する。
【００３５】
図３は、図１の第１及び第２の注水器３及び７として用いることができる注水器の横断面図である。第１及び第２の注水器３及び７に共通のものを用いることができる。
【００３６】
この注水器２０は、上記不定形耐火物又は混練物が通過する気流搬送経路２１を画定する内管２２と、内管２２の外周を覆い、内管２２との間に均圧室２３を画定する外管２４とからなる２重管構造をもつ。
【００３７】
施工水を供給する水供給管２５と、圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給管２６とが合流し、その合流管がバルブ２７を介して、均圧室２３に接続されている。バルブ２７が、図１のバルブ３ａ又は７ａに相当する。
【００３８】
均圧室２３に、施工水及び圧縮エアーが供給される。内管２２には、均圧室２３から気流搬送経路２１に通じる注水孔２８が複数形成されていて、各注水孔２８から気流搬送経路２１に、施工水が圧縮エアーと共に供給される。圧縮エアーを用いることで、各注水孔２８からミスト状に微粒化された状態で施工水を噴出させることができる。
【００３９】
水供給管２５が水バルブ２５ａを備え、圧縮エアー供給管２６がエアーバルブ２６ａを備えていることにより、施工水と圧縮エアーとの混合比を任意に調節することができる。混合比の調節により、施工水を平均粒径１００μｍ以下に微粒化して添加することができる。施工水の微粒化は、不定形耐火物と施工水との混練効果を高めることに貢献する。なお、微粒化水の平均粒径は、レーザドップラー法で測定することができる。
【００４０】
なお、図１の第１及び第２の注水器３及び７の具体例は、図３の注水器に限られない。例えば、特許文献２に開示された注水器を用いることで、施工水を平均粒径１００μｍ以下に微粒化することを容易に実現できる。
【００４１】
以下、図４を参照し、不定形耐火物の吹付け施工方法について説明する。
【００４２】
図４（ａ）〜（ｄ）は、施工初期のある期間Ｔ１は、施工水量を相対的に多い値Ｗ１に設定して施工を行い、期間Ｔ１の終わりの時刻ａで施工水量を相対的に少ない値（以下、定常値という。）Ｗ２に絞る操作を行い、その操作の反映に移行期間Ｔｓを要して、のちの期間Ｔ２は施工水量を定常値Ｗ２として施工を行うことを示している。
【００４３】
熱間施工の場合、ノズルから放出した混練物が被施工面に到達する前に混練物中の施工水が多量に蒸発することを見越し、被施工面を冷却する目的も兼ねて、Ｗ１の値を不定形耐火物に対する外かけで、例えば４０質量％以上、具体的には５０〜６０質量％とする。期間Ｔ１では、施工水が瞬時に蒸発するため、施工水量Ｗ１が多くても混練物のだれ落ちが生じにくい。熱間施工の場合の施工水量の定常値Ｗ２は、不定形耐火物に対する外かけで、例えば２０〜３０質量％であり、全施工水の絞り量（Ｗ１−Ｗ２）は、例えば１０〜３０質量％程度である。
【００４４】
冷温間施工の場合は、混練物が被施工面の凹凸に隙間無く入り込むことができるようにするために、Ｗ１の値を不定形耐火物に対する外かけで、例えば１０〜２０質量％とする。期間Ｔ１では、混練物が被施工面の凹凸に充填されるため、施工水量Ｗ１が多くても混練物のだれ落ちが生じにくい。冷温間施工の場合の施工水量の定常値Ｗ２は、不定形耐火物に対する外かけで、例えば７〜１５質量％程度であり、混練物の軟度を調整するために必要な全施工水の調整幅（Ｗ１−Ｗ２）は、例えば１〜５質量％程度である。
【００４５】
時刻ａにおける絞りの操作は、熱間施工の場合は、被施工面の冷却が完了した旨の施工者の判断を契機として行われ、冷温間施工の場合は、混練物によって被施工面の凹凸が均された旨の施工者の判断を契機として行われる。
【００４６】
図４（ａ）は、図６の従来装置を用いる場合の比較例を示す。図６の従来装置では全施工水を注水器３３のみから添加するため、以下の問題が生じる。
【００４７】
第１の問題は、施工水量がＷ１からＷ２に減少するように注水器３３を操作した時点ａから、施工水量がＷ２に絞られた混練物がノズルから放出し始める時点ｂまでの移行期間Ｔｓが、例えば十数秒程度と長いことである。これは、既述のように、混練器３２において不定形耐火物と施工水の流れが滞ることに起因する。移行期間Ｔｓは、既に被施工面の冷却又は凹凸の均しが完了しているにも関らず、吹付けられる混練物が施工水を過剰に含むため、これが被施工面からだれ落ちやすい。
【００４８】
第２の問題は、熱間施工の場合、期間Ｔ１で注水器３３から多量の注水を行うと、混練器３２で充分な混練効果が得られがたいことである。これは、既述のように、混練器３２が不定形耐火物の気流搬送経路を構成していることに起因する。
【００４９】
図４（ｂ）は、図１の装置を用いる吹付け施工方法の一実施形態を示す。
【００５０】
本実施形態では、施工初期の期間Ｔ１は、第１及び第２の双方の注水器３及び７から注水を行う。このため、期間Ｔ１は、第１の注水器３からの注水量を定常値Ｗ２に抑さえておくことができる。このため、多量の施工水（１次水）が一度に混練器４に流入することに起因して混練器４での混練が不充分となる問題を生じにくくすることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、Ｗ１からＷ２への全施工水の絞りを、第２の注水器７で行う。第２の注水器７の注水位置は混練器４より下流であるため、第２の注水器７での注水量の調整は、第１の注水器３での注水量の調整より早く反映される。このため、全施工水の減少が反映されるまでの移行期間Ｔｓを、図４（ａ）の場合より短縮させることができる。
【００５２】
なお、第２の注水器７のバルブ７ａを施工者の手元に配置することで、施工水の調整作業も容易となる。第１の注水器３はノズル６から遠いためバルブ３ａを施工者の手元に配置することが設計上難しいが、第２の注水器７は第１の注水器３よりもノズル６に近いため、バルブ７ａを施工者の手元に配置することが設計上容易である。
【００５３】
本実施形態では、期間Ｔ２は２次水の添加量をゼロとする。２次水の添加量をゼロとする期間中は、第２の注水器７から圧縮エアーを供給することが好ましい。具体的には、第２の注水器７として図３に示すものを用いる場合は、図３において、水バルブ２５ａは閉じるが、エアーバルブ２６ａは開いておき、各注水孔２８から気流搬送経路２１内に、圧縮エアーのみ供給し続けることが好ましい。これにより、気流搬送経路２１を流れる混練物が注水孔２８から均圧室２３に逆流することを防止できる。
【００５４】
なお、本実施形態では１次水の添加量はゼロにしないため、第１の注水器３は、施工水を必ずしも圧縮エアーと共に供給する構造を有していなくてもよい。
【００５５】
図４（ｃ）は、図１の装置を用いる吹付け施工方法の他の実施形態を示す。本実施形態によっても、図４（ｂ）の場合と同様の効果が得られる。また、本実施形態のように、期間Ｔ２に２次水の添加量をゼロとしない場合は、上述した逆流の問題が生じないため、第２の注水器７は、施工水を圧縮エアーと共に供給する構造を有していなくてもよい。
【００５６】
図４（ｄ）は、図１の装置を用いる吹付け施工方法のさらに他の実施形態を示す。
【００５７】
本実施形態では、Ｗ１からＷ２への全施工水の絞りを、第１及び第２の注水器３及び７の双方を用いて行う。便宜上、時刻ａで第１の注水器３と第２の注水器７とを同時に操作したとする。
【００５８】
全施工水の低減に第１の注水器３の操作が含まれる以上、全施工水の添加量がＷ１からＷ２に移行するまでのタイムラグ、即ち移行期間Ｔｓの長さは、図４（ａ）の場合と同じである。しかし、第２の注水器７における２次水の絞りが、第１の注水器３における１次水の絞りより早く反映されるため、移行期間Ｔｓに放出される混練物中の施工水量を低減することができる。
【００５９】
図４中、斜線を付した領域の面積は、移行期間Ｔｓに放出される混練物中の施工水量のうち定常値Ｗ２を上回る余剰量を示す。この余剰量を図４（ａ）の場合より低減する効果をより確実なものとするためには、１次水の絞り量Δ１が、２次水の絞り量Δ２より小さいことが好ましい。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られない。
【００６１】
例えば、図１で、第２の注水器７による注水箇所は、第２の搬送管５内に限らず、ノズル６内であってもよい。また、２次水の注水箇所は一箇所に限らず、２次水を第２の搬送管５とノズル６とで構成される気流搬送経路上の複数個所に分けて添加してもよい。具体的には、第２の搬送管５内及びノズル６内の２箇所に分けて２次水を添加してもよい。
【００６２】
但し、２次水の添加による背圧が混練器４の気密容器１０に加わることで、混練器４内における不定形耐火物の流れが不安定化し混練効果が損なわれることを防止するために、第２の注水器７による２次水の注水箇所は、混練器４の吐出口１５より１ｍ以上下流であることが好ましい。
【００６３】
第１の注水器３による注水箇所も、第１の搬送管２内に限らず、混練器４内であってもよい。また、１次水の注水箇所は一箇所に限らず、１次水を第１の搬送管２と混練器４とで構成される気流搬送経路上の複数個所に分けて添加してもよい。具体的には、第１の搬送管２内及び混練器４内の２箇所に分けて１次水を添加してもよい。ここで、混練器４内とは、図２の導入口１１から吐出口１５までの間をいうものとする。
【００６４】
また、図１は、あくまでも装置の構成を示したにすぎない。本装置は、ノズル６の取り回しを人手により行う手吹きタイプであってもよいし、自動走行台車に搭載された自動吹きタイプであってもよい。熱間施工の場合は自動吹きタイプが好ましく、冷温間施工の場合は手吹きタイプが好ましい。ノズル６は、例えば鉄パイプで構成することができる。熱間施工の場合、ノズル６の長さは例えば５〜１５ｍ程度であり、冷間施工の場合、ノズル６の長さは例えば１〜５ｍ程度である。
【００６５】
また、図４（ｂ）〜（ｄ）において、期間Ｔ２の後に、第１及び第２の注水器３及び７のうち少なくとも第２の注水器７における注水量を増大させることにより、全施工水の添加量を再び増大させる工程を含んでもよい。全施工水を増大させる場合も、第２の注水器７を用いることで、増大が反映されるまでのタイムラグを短縮することができるか、又はそのタイムラグの間に放出される混練物中の施工水量のうち増大後の施工水量を下回る不足量を低減することができる。
【００６６】
また、吹付けに供する不定形耐火物の構成は、特に限定されない。不定形耐火物は、耐火性粉体と結合剤とを含み、必要に応じて、分散剤や硬化調整剤等を添加してもよい。
【００６７】
耐火性粉体としては、例えば、アルミナ質、シリカ質、アルミナ−シリカ質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ‐カーボン質、アルミナ‐炭化珪素質、アルミナ‐炭化珪素‐カーボン質、マグネシア質、マグネシア‐カーボン質等、カーボン質、炭化系素質、窒化珪素素質、ジルコニア質、カルシア質、ドロマイト質、クロム、クロム-マグネシア質、マグネシア‐ライム質、マグネシア-アルミナ質及びこれらの組み合わせからなる材質を用いることができる。
【００６８】
結合剤は、熱間施工の場合は、例えば、燐酸塩、珪酸塩、樹脂、ピッチ等を用いることができ、冷温間施工の場合は、例えば、アルミナセメント、水硬性遷移アルミナ、マグネシアセメント、燐酸塩、珪酸塩等を用いることができる。
【００６９】
分散剤としては、例えば、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ等のアルカリ金属リン酸塩、ポリカルボン酸ソーダ等のポリカルボン酸塩、アルキルスルホン酸塩、芳香族スルホン酸塩、ポリアクリル酸ソーダ、及びスルホン酸ソーダ等から選択される一種以上を用いることができる。
【００７０】
硬化調整剤には、硬化促進剤と硬化遅延剤とがあり、硬化促進剤として、例えば、消石灰、塩化カルシウム、アルミン酸ソーダ、及び炭酸リチウム等から選択される一種以上を用いることができ、硬化遅延剤として、例えば、硼酸、クエン酸、炭酸ソーダ、及び砂糖等から選択される一種以上を用いることができる。
【００７１】
また、不定形耐火物に急結剤を添加して吹付けてもよい。急結剤としては、例えば、消石灰や塩化カルシウム等のカルシウム塩、珪酸塩、アルミン酸塩、炭酸塩、及び硫酸塩等から選択される一種以上の粉体又は液体を用いることができる。
【００７２】
図５は、本発明の吹付け施工方法に用いうる吹付け施工装置の他の例を示す。図１と同じ構成については同じ符号を付した。図１との相違は、ノズル６内で、不定形耐火物と施工水との混練物に、上記急結剤を添加する急結剤添加器８を備えた点である。急結剤添加器８は、急結剤を貯留する急結剤槽８ａと、急結剤槽８ａ内の急結剤をノズル６まで搬送するための圧搾空気を供給するエアーコンプレッサ８ｂとにより構成される。
【実施例】
【００７３】
以下、図５の装置を用いて行った冷温間施工の実施例を説明する。
【００７４】
表１に、吹付けに供した不定形耐火物及び急結剤の構成を示す。
【００７５】
【表１】
2011214762.tif 000003
【００７６】
表２に、表１の不定形耐火物及び急結剤の吹付け条件と評価結果とを示す。図５で、第１の搬送管２は５ｍ、第２の搬送管５は１７ｍ、ノズル６は２ｍ、第１の注水器３よる注水位置から混練器４までの経路長は０．５ｍ、混練器４の吐出口１５から第２の注水器７の注水位置までの経路長は１６．５ｍ、第２の注水器７の注水位置からノズル６先端までの経路長は２．５ｍとした。また、気流搬入器１による不定形耐火物の搬入量は３０ｋｇ／分とした。
【００７７】
付着率指数は、次の要領で求めた。表１の不定形耐火物及び急結剤を、図４の期間Ｔ１及びＴ２をそれぞれ５秒間保持する条件で、表面が凹凸状の被施工面に常温状態で吹付ける。吹付け後、被施工面からだれ落ちたものを回収し、「付着率＝（吹付けた量−だれ落ちた量）／吹付けた量」なる式に従って、期間Ｔ１〜Ｔ２にわたる付着率を求める。各例の付着率を実施例１の付着率で割って１００倍した値が付着率指数である。
【００７８】
また、移行期間Ｔｓの長さは、１次注水器３のバルブ３ａ及び／又は２次注水器７のバルブ７ａの操作から、その操作が反映された混練物がノズル６から放出され始めたと施工者が判断した時点までの期間を、ストップウォッチで測定することにより求めた。なお、実施例３では、複数の操作者により、１次注水器３のバルブ３ａと２次注水器７のバルブ７ａを同時に操作した。
【００７９】
【表２】
2011214762.tif 000004
【００８０】
比較例１は、図４（ａ）の条件で吹付けを行ったもので、２次水は使用せず、期間Ｔ１から期間Ｔ２への移行に際しての全施工水の低減を、１次水の低減のみにより行ったため、全施工水の低減が反映されるまでのタイムラグ、即ち移行期間Ｔｓが１４秒と長く、その分、付着率指数も相対的に低い。
【００８１】
実施例１は、図４（ｂ）の条件で吹付けを行ったもので、期間Ｔ１から期間Ｔ２への移行に際しての全施工水の低減を２次水の低減により行ったため、移行期間Ｔｓを１秒未満に短縮することができ、かつ付着率指数も相対的に高い。
【００８２】
実施例２は、図４（ｃ）の条件で吹付けを行ったもので、実施例１と同様、移行期間Ｔｓを１秒未満に短縮することができ、かつ付着率指数も相対的に高い。
【００８３】
実施例３は、図４（ｄ）の条件で吹付けを行ったもので、期間Ｔ１から期間Ｔ２への移行に際しての全施工水の低減を、１次水及び２次水の双方を低減することにより行ったものである。全施工水の低減に１次水の低減が含まれるため、移行期間Ｔｓの長さは、比較例１と同じく１４秒と長い。しかし、２次水の低減が、１次水の低減より早く、具体的には１秒未満で反映されるため、移行期間Ｔｓに放出される混練物中の施工水量を、比較例１の場合よりも低減することができる。このため、比較例１よりも優れた付着率指数を達成した。
【００８４】
以下、図１の装置を用いて行った熱間施工の実施例を説明する。
【００８５】
表３に、吹付けに供した不定形耐火物の構成を示す。
【００８６】
【表３】
2011214762.tif 000005
【００８７】
表４に、表３の不定形耐火物の吹付け条件と評価結果とを示す。図１で、第１の搬送管２は５ｍ、第２の搬送管５は３０ｍ、ノズル６は４ｍ、第１の注水器３よる注水位置から混練器４までの経路長は０．５ｍ、混練器４の吐出口１５から第２の注水器７の注水位置までの経路長は２６ｍ、第２の注水器７の注水位置からノズル６先端までの経路長は８ｍとした。また、気流搬入器１による不定形耐火物の搬入量は１００ｋｇ／分とした。
【００８８】
期間Ｔ１及びＴ２をそれぞれ５秒間保持する条件で、約８００℃の被施工面に吹付けを行った。付着率指数は、既述の式に従って付着率を求め、各例の付着率を実施例４の付着率で割って１００倍した値とした。移行期間Ｔｓの長さも既述の要領で求めた。
【００８９】
【表４】
2011214762.tif 000006
【００９０】
比較例２は、図４（ａ）の条件で吹付けを行ったもので、２次水は使用せず、期間Ｔ１から期間Ｔ２への移行に際しての全施工水の低減を、１次水の低減のみにより行ったため、移行期間Ｔｓが１９秒と長く、その分、付着率指数も相対的に低い。
【００９１】
実施例４は、図４（ｂ）の条件で吹付けを行ったもので、期間Ｔ１から期間Ｔ２への移行に際しての全施工水の低減を２次水の低減により行ったため、移行期間Ｔｓを２秒に短縮することができ、かつ付着率指数も相対的に高い。
【００９２】
実施例５は、図４（ｃ）の条件で吹付けを行ったもので、実施例４と同様、移行期間Ｔｓを２秒に短縮することができ、かつ付着率指数も相対的に高い。
【００９３】
実施例６は、図４（ｄ）の条件で吹付けを行ったもので、期間Ｔ１から期間Ｔ２への移行に際しての全施工水の低減を、１次水及び２次水の双方を低減することにより行ったものである。全施工水の低減に１次水の低減が含まれるため、移行期間Ｔｓの長さは、比較例２と同じく１９秒と長い。しかし、２次水の低減が、１次水の低減より早く、具体的には２秒で反映されるため、移行期間Ｔｓに放出される混練物中の施工水量を、比較例２の場合よりも低減することができる。このため、比較例２よりもはるかに優れた付着率指数を達成した。
【００９４】
次に、熱間施工を行う場合の図４（ｂ）〜（ｄ）の期間Ｔ１を想定し、図１の装置を用いて行った実施例を説明する。
【００９５】
表５に、吹付けに供した不定形耐火物の構成を示す。Ａは粒径７５μｍ未満の微粉を比較的多く含み、Ｂは微粉の含有量が比較的少ない。
【００９６】
【表５】
2011214762.tif 000007
【００９７】
表６に、表５の不定形耐火物Ａ及びＢの吹付け条件と、混練度の評価結果とを示す。全施工水の添加量を不定形耐火物に対する外かけ５０質量％として、１次水と２次水の比率を種々変更した。なお、第２の搬送管５の長さは３０ｍ、気流搬入器１からの不定形耐火物の搬入量は１００ｋｇ／分とした。
【００９８】
混練度は、次の要領で評価した。ノズル６から放出した混練物を回収し、直ちに目開き１０ｍｍの篩に流し込み、自重でこの篩を通過させる。篩に流し込んだ混練物の総重量をＬ、篩上に残ったものの重量をＭとしたとき、（（Ｌ−Ｍ）／Ｌ）×１００で定義される通過率を求める。混練が不充分だと、得られる混練物が見かけ上スラリーでも凝集体や粘度の高い塊を内包し、これらが篩上に残るため、通過率が低下する。一方、混練が良好だと、凝集体がほぐされ、粘度の均一な混練物が得られるため、通過率が向上する。そこで、通過率は混練度を評価する指標となる。通過率の値によって、◎…９９％以上、○…９５％以上９９％未満、△…９０％以上９５％未満、×…９０％未満の３段階で相対評価した。
【００９９】
【表６】
2011214762.tif 000008
【０１００】
比較例３が示すように、熱間施工における期間Ｔ１で、全施工水を第１の注水器３から注水すると、充分な混練効果が得られにくい。これは、多量の施工水（１次水）が混練器４に流入すると、不定形耐火物中の粒径７５μｍ未満の微粉が充分にほぐされない状態のまま、混練器４を通過してしまうことに起因する。
【０１０１】
実施例７〜１８に示すように、施工水の添加を第２の注水器７にも担わせ、第１及び第２の双方の注水器３及び７から注水を行うことで、混練度が改善される。実施例１１〜１４に示すように、混練度の改善効果を高めるためには、１次水は３５質量％以下に抑えることが好ましい。
【０１０２】
また、実施例１５〜１８に示すように、２次水の添加量が１次水の添加量以上だと、混練度が低下する傾向がみられる。施工水の添加を第２の注水器７にも担わせるとはいえ、２次水の添加量が１次水の添加量以上だと、混練器４を有効活用することができず、良好な混練度が得られがたい。このため、第１の注水器３からの注水量が、第２の注水器７からの注水量より多いことが好ましい。
【０１０３】
次に、冷温間施工を行う場合の図４（ｂ）〜（ｄ）の期間Ｔ１を想定し、図５の装置を用いて、表１の不定形耐火物及び急結剤を吹付けた実施例を説明する。
【０１０４】
表７に、施工水の添加条件と混練度の評価結果とを示す。全施工水の添加量を不定形耐火物に対する外かけ１５質量％として、１次水と２次水の比率を種々変更した。なお、第２の搬送管５の長さは１７ｍ、気流搬入器１からの不定形耐火物の搬入量は３０ｋｇ／分とした。混練度の評価方法は、表６の場合と同様であるが、混練度の評価には、目開き２０ｍｍの篩を用いた。
【０１０５】
【表７】
2011214762.tif 000009
【０１０６】
表７の結果から、冷温間施工における期間Ｔ１でも、良好な混練度を得るためには、第１の注水器３からの注水量が、第２の注水器７からの注水量より多いことが好ましいことが分かる。
【０１０７】
表６及び表７の結果から判るように、本発明においては、第１の注水器３と第２の注水器７の両方を使用することで、課題の１つである施工水量が多い場合でも混練器４における混練効果が損なわれにくい吹付け施工技術とすることが実現できている。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、例えば、転炉、取鍋、高炉、樋、混銑車、電気炉、２次精錬炉、タンディッシュ、ロータリーキルン、廃棄物溶融炉、廃棄物灰溶融炉、焼却炉、セメントプラント炉、均熱炉、加熱炉といった溶融金属容器のライニングの補修又はイニシャルライニングの形成に広く利用することができる。また、本発明は、熱間施工及び冷温間施工の双方に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１…気流搬入器、２…第１の搬送管、３…第１の注水器、３ａ…バルブ、４…混練器、５…第２の搬送管、６…ノズル、７…第２の注水器、７ａ…バルブ、８…急結剤添加器、８ａ…急結剤槽、８ｂ…エアーコンプレッサ、１０…気密容器、１１…導入口、１２…モータ、１３…回転軸、１４…撹拌子、１５…吐出口、２０…注水器、２１…気流搬送経路、２２…内管、２３…均圧室、２４…外管、２５…水供給管、２５ａ…水バルブ、２６…圧縮エアー供給管、２６ａ…エアーバルブ、２７…バルブ、３０…第１の搬送管、３１…気流搬入器、３２…混練器、３３…第１の注水器、３４…第２の搬送管、３５…ノズル、３６…急結剤添加器。
【図１】
2011214762.tif 000010
【図２】
2011214762.tif 000011
【図３】
2011214762.tif 000012
【図４】
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【図５】
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【図６】
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