(57)【要約】溶融金属容器、溶融金属処理装置または高温炉に対する不定形耐火物の施工性と施工体寿命を、従来の吹付け方法に比べてさらに優れた施工方法およびそれに使用する不定形耐火物を提供する。予め施工水分を添加混練してホッパーに貯留した揮発シリカおよび／または仮焼アルミナよりなる耐火性超微粉を１〜３０質量％含む耐火骨材と分散剤を配合した不定形耐火物を、急結剤を添加しつつホッパーの下方に送り出し、次いで、遠心投射する。不定形耐火物はホッパーの下方への送り出しで行われるので、不定形耐火物はわずかな流動性の付与で足りることから、施工のための水分の大幅な低減を図ることができる。また、一定の角度幅で投射することで局部的な施工が容易となる。
2003033980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属容器、溶融金属処理装置または高温炉に対する不定形耐火物の施工方法であって、
予め施工水分を添加混練してホッパーに貯留した不定形耐火物を、急結剤を添加しつつホッパーの下方に送り出し、次いで、遠心投射する不定形耐火物の施工方法。
【請求項２】
遠心投射を周方向に一定の角度幅をもって行う請求項１記載の不定形耐火物の施工方法。
【請求項３】
不定形耐火物が、さらに、揮発シリカおよび／または仮焼アルミナよりなる耐火性超微粉を１〜３０質量％含む耐火骨材と分散剤を配合した不定形耐火物である請求項１または２記載の不定形耐火物の施工方法。
【請求項４】
不定形耐火物が、耐火骨材１００質量％に対し、さらに、耐火粗大粒子が５０質量％以下配合されている請求項１〜３のいずれかに記載の不定形耐火物の施工方法。
【請求項５】
不定形耐火物が、耐火骨材１００質量％に対し、さらに、金属ファイバーが１０質量％以下配合されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の不定形耐火物の施工方法。
【請求項６】
予め施工水分を添加混練した不定形耐火物の施工水分量が、乾粉状態の不定形耐火物１００質量％に対する割合で３〜１０質量％であり、スランプ値がＪＩＳ  Ａ１１０１の規格に基づく測定法において２０ｃｍ以下である請求項１〜５に記載の不定形耐火物の施工方法。
【請求項７】
溶融金属容器、溶融金属処理装置または高温炉に対する不定形耐火物の施工において、予め施工水分を添加混練してホッパーに貯留した不定形耐火物を、急結剤を添加しつつホッパーの下方に送り出し、次いで遠心投射する不定形耐火物の施工に使用する不定形耐火物であって、揮発シリカおよび／または仮焼アルミナよりなる耐火性超微粉を１〜３０質量％含み、耐火骨材と分散剤とを配合した不定形耐火物。
【請求項８】
耐火骨材１００質量％に対し、耐火粗大粒子を５０質量％以下配合した請求項７記載の不定形耐火物。
【請求項９】
耐火骨材１００質量％に対し、金属ファイバーを１０質量％以下配合した請求項７または８記載の不定形耐火物。
【請求項１０】
予め施工水分を添加混練した不定形耐火物が、施工水分量を乾粉状態の不定形耐火物１００質量％に対し３〜１０質量％とし、且つ、スランプ値がＪＩＳ  Ａ１１０１の規格による測定法において２０ｃｍ以下である請求項７〜９のいずれかに記載の不定形耐火物。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、溶融金属容器、溶融金属処理装置または高温炉に対する不定形耐火物の施工方法およびそれに使用する不定形耐火物に関する。
背景技術
従来から、溶融金属容器、溶融金属処理装置、高温炉等の内張りあるいはその補修手段として、不定形耐火物を用いた吹付け施工が行われている。その方法は図６に示す説明図のとおり、施工水分を添加して予め混練した不定形耐火物を圧送ポンプ３４から圧送管３５を介してノズル３６に移送し、急結剤槽３７からの急結剤をエアーコンプレッサー３８の圧搾空気をもってノズル３６内に添加し、吹付けるものである。この施工方法は、例えば特開平１０−１８２２４６号公報、特開平１０−９５６７８号公報等に示されている。
この施工方法は、予め混練した不定形耐火物を吹付けることで、ノズル内で施工水分を添加する乾式吹付け方法に比べて発塵が少ないこと、施工の省力化が図れること、緻密な施工体が得られる等の効果がある。
しかし、この吹付け施工は、ホッパーからノズルまでの不定形耐火物の移送が圧送管を介して行なわれるため、不定形耐火物は安定した圧送性を得るために施工水分量が多くなる。そして、それに伴って不定形耐火物の施工体組織は多孔質化し、強度および耐食性が低下する欠点がある。
また、この吹付け施工は、不定形耐火物を高圧の圧搾空気でもって吹き飛ばすため、リバウンドロスが多い。発塵防止も乾式吹付け方法に比べて優れているとはいえ、十分なものではない。しかも、高圧の圧搾空気を吹き込んでの施工のため、施工体は空気の巻き込みで緻密化が阻害されるという欠点もある。
この吹付け施工において、施工能率の向上を図るために不定形耐火物の圧送速度を増すことが考えられる。しかし、圧送速度に比例して圧送管内の配管抵抗性が大きくなる。この配管抵抗性に対抗するためには圧送管の補強、圧送ポンプの能力アップ、あるいは圧送管の内径を大きくする等が必要となり、いずれの場合も装置全体の大型化を招き、好ましくない。
また、吹付け施工において、不定形耐火物に耐火性超微粉を添加することが知られている。これらの耐火性超微粉は不定形耐火物に対し、施工時の流動性を付与する。流動性は施工水添加量の低減による減水効果で施工体を緻密化し、耐火物施工体組織に必要な熱間強度、溶融金属に対する耐食性等を向上させる。また、吹付け施工に必要な付着性および接着性に効果がある。
ここで使用される耐火性超微粉として、揮発シリカあるいは仮焼アルミナが知られている。揮発シリカあるいは仮焼アルミナは、超微粉として入手しやすく、しかも減水効果に優れた効果を発揮する。しかし、揮発シリカあるいは仮焼アルミナは化学的に活性であり、急結剤との反応性に富むことから、吹付け施工時に添加される急結剤によって耐火性超微粉が凝集し、不定形耐火物の粘性が、急結剤が添加されるノズル部分で急激に大きくなる。そして、これがノズルからの吐出時の脈動や息継ぎ現象を招き、施工能率の低下および施工体不良の原因となっている。
この吹付け施工において、不定形耐火物に対して粒径が１０ｍｍを超える耐火粗大粒子あるいは長さ５〜５０ｍｍ程度の金属ファイバーを添加することによって、施工体の熱間での強度付与と亀裂防止に効果があることも知られている。しかしながら、急結剤の添加で不定形耐火物の粘性が高くなり、添加された耐火粗大粒子同士、金属ファイバー同士、あるいは耐火粗大粒子と金属ファイバーとが互いに迫り合うブリージング現象が生じ、ノズル閉塞が生じ易くなり、施工性が著しくの低下する欠点がある。さらに、流動性の改善のために耐火性微粉を含有した不定形耐火物は、この耐火粗大粒子あるいは金属ファイバーを組み合わせた場合、急結剤添加後の粘性の増大が特に著しく、吹付け施工は実質的に困難となる。
また、不定形耐火物の施工法として、水平回転のインペラーをもって遠心投射する方法が特公昭５０−３９４０３号公報に提案されている。しかしながら、この方法は、施工体の付着性、耐食性ともに前述の吹付け施工に比べて大きく劣り、普及に至っていない。
発明の開示
本発明の目的は、不定形耐火物の施工性、施工体寿命等において、従来の吹付け方法に比べてさらに優れた施工方法およびそれに使用する不定形耐火物を提供することにある。
本発明は、溶融金属容器、溶融金属処理装置または高温炉に対する不定形耐火物の施工方法であって、予め施工水分を添加混練してホッパーに貯留した不定形耐火物を、急結剤を添加しつつホッパーの下方に送り出し、次いで、遠心投射することを特徴とする。
本発明の施工方法において吐出部に対する不定形耐火物の供給は、ホッパーの下方への送り出しで行われるので、従来の従来の吹付け方法で使用される長尺で且つ内径が狭いの圧送管が存在しないため、配管抵抗の問題がない。その結果、不定形耐火物はわずかな流動性の付与で足りることから、施工のための水分の大幅な低減を図ることができる。しかも、遠心投射のため圧搾空気を必要とせず、施工体は空気の巻き込みがないことで一層の緻密化を図ることができる。
本発明における遠心投射は周方向に一定の角度幅をもって行うことができる。一定の角度幅で投射することで局部的な施工が容易となる。また、例えば施工対象の溶融金属容器の内径がきわめて大きい場合は投射距離が長くなり、不定形耐火物の付着性の低下をもたらし、また、被施工部への正確な投射が容易でなくなるが、施工装置を容器壁面に近づけ、一定の角度幅もって投射することでこの問題も解消する。
なお、本発明において急結剤は必要に応じて添加する。添加する場合は、急結剤のキャリアーに空気を利用してもよい。しかし、この場合の空気は従来の吹付け方法において不定形耐火物を吹付けノズルから吹飛ばすために必要な高圧の圧搾空気に比べ、その圧力、流量ともに僅かで足りる。したがって、施工体への空気の巻き込みの問題がない。
本発明においても、適用される不定形耐火物が揮発シリカあるいは仮焼アルミナのような耐火性超微粉を含む場合には、急結剤の添加による不定形耐火物の粘性の増大は特に著しい。しかしながら、本発明は遠心投射による施工であり、不定形耐火物の吐出部への供給がホッパーから下方への送り出しのため、従来の吹付け方法で見られるノズル詰まりあるいは配管抵抗を原因とする吐出時の脈動や息継ぎ現象が発生することがなく、優れた施工性が得られる。その結果、本発明に耐火性超微粉として揮発シリカあるいは仮焼アルミナを含有する不定形耐火物を使用した場合は、揮発シリカあるいは仮焼アルミナのもつ減水効果による施工体の強度および耐食性の向上と、化学的活性による付着性、接着性の効果を充分に発揮させることができる。
また、本発明においては、ノズルおよび圧送管がないため、耐火粗大粒子あるいは金属ファイバーを添加した不定形耐火物を使用しても、従来の吹付け方法で見られたノズル閉塞あるいは配管抵抗による問題が解消される。これによって、耐火粗大粒子あるいは金属ファイバーと共に耐火性微粉を含む不定形耐火物を使用した場合でも、耐火性微粉と急結剤との反応による特に著しい粘性の増大の下においても問題なく施工でき、耐火粗大粒子あるいは金属ファイバーを添加による施工体の亀裂防止および強度付与の効果が発揮される。
さらに、揮発シリカあるいは仮焼アルミナのような耐火性超微粉を含む場合、それ自体が比重が小さいこともあって、吹付け施工では、吹付けノズルから吐出した後、他骨材と分離し易く、施工体の不均一化の原因となる。耐火粗大粒子、金属ファイバーは他骨材との形状の違いから、耐火物組織中において偏析し易い。これに対し、遠心投射される本発明は、吹付け施工のように高圧の圧搾空気による吹き飛ばしでないために、施工に際して、超微粉、耐火粗大粒子あるいは金属ファイバーの分離、偏析が防止され、不定形耐火物の付着性をより一層向上させ、得られた施工体の組織は均一化し、耐食性および耐スポーリング性が向上する。
次に、本発明の施工法を実施するに際して好適に使用できる不定形耐火物について述べる。
本発明で使用する不定形耐火物の耐火骨材は、焼結アルミナ、電融アルミナ、ボーキサイト、ばん土頁岩、ムライト、けい石、シャモット、アンダルサイト、ろう石、炭化珪素、溶融シリカ、マグネシア、マグネシア−カルシア、Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ系スピネル、クロム鉱、シリマナイト等から選ばれる一種以上とする。また、これらにジルコニア、炭素、粘土、軽焼マグネシア、ピッチ、メソフーズピッチ、不融化ピッチ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ホウ素、ホウ化ジルコニウム、酸化クロム等から選ばれる一種以上を任意に組み合わせることができる。
本発明で使用する不定形耐火物は、その耐火骨材の一部に耐火性超微粉を使用する。耐火性超微粉の好ましい粒径は、レーザー回折法による粒度分布測定装置の測定で平均１０μｍ以下である。
また、耐火性超微粉としては、不定形耐火物の付着性、接着性、強度および耐食性の付与に優れた揮発シリカおよび／または仮焼アルミナが好ましい。
揮発シリカは、シリカフラワー、シリカヒューム、マイクロシリカとも称されるもので、シリコン、フェロシリコンまたはジルコニア等の製造時に発生するＳｉＯガスが空気中で酸化されて生成した非結晶質のシリカ超微粉である。平均０．２〜０．５μｍ程度の球形粒子であり、実際の使用形態はこのサブミクロン粒子が凝集した二次粒子である。その品質は、ＳｉＯ２純度９０質量％以上、比表面積は５〜４０ｍ２／ｇ程度のものが好ましい。
仮焼アルミナはバイヤー法で得られた水酸化アルミニウムを焼成したものである。その焼成温度は一般に１０００〜１３００℃程度であり、耐火原料の焼成温度としては比較的低温での処理であることから、軽焼アルミナとも称される。α−Ａｌ２Ｏ３を主成分とし、Ａｌ２Ｏ３純度は、一般に９９質量％以上である。平均粒子径１０μｍ以下の超微粉として得られたものを使用するのが好ましい。仮焼アルミナを原料とし、これを１６００℃以上の高温で焼成される焼結アルミナとは異なる。
耐火骨材中に占める耐火性超微粉の割合は、１〜３０質量％が好ましく、さらに好ましくは、３〜２５質量％である。少ないと減水効果が十分に発揮できない。多過ぎると過焼結が原因した焼結収縮による亀裂発生および耐食性低下の傾向が見られる。
分散剤はその機能から解こう剤とも称される。不定形耐火物に流動性を付与し、減水効果を持つ。分散剤の具体的な種類は何ら特定されるものではなく、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、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ホウ酸ソーダ、炭酸ソーダ、ポリメタリン酸塩などの無機塩、クエン酸ソーダ、酒石酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、スルホン酸ソーダ、ポリカルボン酸塩、カルボキシル基含有ポリエーテル、β−ナフタレンスルホン酸塩類、ナフタリンスルフォン酸等である。好ましい添加量は、耐火骨材１００質量％に対し０．００５〜１質量％の範囲である。
結合剤としては、例えばアルミナセメント、マグネシアセメント、リン酸ソーダ、ケイ酸ソーダ等が使用される。その添加割合は耐火骨材１００質量％に対し、結合剤の種類に応じて、１〜１５質量％の範囲で調整するのが好ましい。急結剤、耐火性超微粉の種類や使用量等で十分な凝集作用が得られる場合は、この結合剤は必ずしも必要としない。
不定形耐火物への耐火粗大粒子あるいは金属ファイバーの添加は、キレツ防止、強度および耐食性の向上に効果的である。不定形耐火物における耐火骨材の最大粒径は通常３〜８ｍｍであるが、耐火粗大粒子はこの耐火骨材よりさらに粒径が大きく、例えば１０〜５０ｍｍである。耐火粗大粒子の材質としては、電融アルミナ、焼結アルミナ、電融スピネル、焼結スピネル、炭化珪素あるいはこれらを主材とした耐火物廃材を使用することができる。添加量は、耐火骨材１００質量％に対し、５０質量％以下、好ましくは１〜４０質量％である。多いと付着性の低下を招く。
また、不定形耐火物に添加される金属ファイバーの材質は、鋼、鉄、ステンレス鋼等である。中でも耐熱性に優れたステンレス鋼が好ましい。直径と長さは両者の兼ね合いから、例えば直径が０．１〜２ｍｍでは長さは５〜５０ｍｍが好ましい。断面形状は円、多角形等その形状を問わない。また、その添加量は、耐火骨材１００質量％に対し１０質量％以下とし、さらに好ましくは０．１〜７質量％である。多過ぎると耐食性の低下を招く。
本発明の不定形耐火物への上記以外の添加剤としては、必要に応じて、有機ファイバー、セラミックファイバー、増粘剤、粘土、ＣＭＣ、ベントナイト、金属粉、軽量材、硬化促進剤、硬化遅延剤、乳酸アルミニウム、グリコール酸乳酸アルミニウム、グリコール酸アルミニウム、シリカゾル、アルミナゾル等を単独あるいは組み合わせて使用できる。
本発明で使用する不定形耐火物は、施工に際し、予め施工水分を添加してミキサー等で混練する。不定形耐火物はこの混練において、施工水分量を乾粉状態の不定形耐火物に対する外掛けで３〜１０質量％とし、且つＪＩＳ  Ａ１１０１（日本工業規格：コンクリートのスランプ試験方法）に準じる方法で測定したスランプ値が、例えば２０ｃｍ以下となる軟度に調整するのが好ましい。混練後の不定形耐火物は、施工水分量がこれより少ないと流動性および可塑性の低下によってホッパーの下方への送り出しが円滑に行われない。施工水分量が多いと施工後の不定形耐火物の強度および耐食性が不十分となる。スランプ値は、２０ｃｍを超えると不定形耐火物がホッパーから自己流出しやすくなり、送り出し量の調整が容易でなくなる。また、不定形耐火物の付着性および充填性にも低下傾向が見られる。さらに好ましいスランプ値は５〜１５ｃｍである。
急結剤としては、液状、粉末のいずれものでも使用できる。その添加割合は、不定形耐火物の付着性、接着強度の面から、不定形耐火物の耐火骨材１００質量％に対し固形分換算で０．２〜５質量％であることが好ましい。液状急結剤としては、例えばアルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウム、ケイ酸ソーダ、ケイ酸カリウム、リン酸ソーダ等の水溶液である。これらの液状急結剤は、必要によりカチオン系あるいはアニオン系等の凝集剤を組み合わせてもよい。粉末状の急結剤としては、例えばアルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウム、ケイ酸ソーダ、リン酸ソーダ、炭酸ソーダ、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、アルミン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、ポルトランドセメント、硫酸ばん土等である。
これらの急結剤は耐火微粉と混合させた状態で添加してもよい。例えば急結剤を固形分換算で１００質量％に対し、アルミナ等の耐火微粉を例えば５０質量％以下の範囲で混合してもよい。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施に好適な例として、溶鋼取鍋の補修を例に挙げて説明する。
図１と図２において、施工装置１は、予め混練された不定形耐火物２を収納するホッパー３と、このホッパー３内にあって不定形耐火物２を切り出すスクリューフィダー４と、不定形耐火物２に急結剤を添加する急結剤供給装置７と、急結剤と不定形耐火物を攪拌する攪拌杆１１ａと、不定形耐火物２を水平方向に遠心力投射する水平回転のインペラー６を備えている。ホッパー３の天板には、不定形耐火物２の投入口となる開閉板１９が設けられている。ホッパー３は下絞りのテーパーを有し、このテーパー部に振動モータ８を備え、この振動モータ８によってホッパー３内の不定形耐火物の送り出しを促進させる。
スクリューフィーダー４はその軸線が落下筒５と同心状となっており、しかもその軸部の上端がホッパー３の天板に設けた軸受に支持され、天板に設置した駆動モータ９によって駆動する。このスクリューフィーダー４は、施工休止時に不定形耐火物２がホッパー３から流落するのを阻止する役割を併せ持つ。
さらに、下端には落下筒５を有し、ホッパー３の落下筒５の下端に、インペラー６が装備されている。インペラー６は、落下筒５に固着された基台２０に載置された駆動モーター２１によって回転させる。落下筒５の外周には筒軸２２が設けられ、軸受２３を介してインペラー６が回転可能に取付けられている。
インペラー６は、上板２４、これと対向する下板２５、さらに図３のとおりこれら上板２４と下板２５との間を結ぶ放射状の羽根２６を有している。回転支柱３０は、下板２５に固着されている。不定形耐火物２はインペラー６の羽根２６によって遠心力が付加され、回転軸１０を中心とする放射状に投射される。羽根２６の数は、周方向に例えば３〜１０個程度が好ましい。ここでは８個設けた例である。
インペラー６を回転させる駆動モーター２１は、ここでは１台設けているが、左右の重量バランスを保つために左右に設けてよい。駆動モーター２１の出力軸には駆動回転体たとえばプーリー２７が固定され、Ｖベルト２８によって筒軸２２と連絡されている。
駆動モーター２１は好ましくはインバーター式で、かつ逆回転可能なものが好ましい。また、これらのインペラー回転駆動装置はフレーム２９，４３で補強するのが好ましい。
インペラー６に立設固着した回転支柱３０には平板状あるいは棒状の撹拌杆１１ａが上下に適宜間隔をもって複数設けられている。これにより、インペラー６の回転駆動にともなって攪拌杆１１ａも回転する。これらの攪拌杆１１ａは、急結剤と不定形耐火物の攪拌作用をより効果的なものにするため、落下筒５内に位置させるのが好ましい。前記回転支柱３０に代えて、スクリューフィダー４の回転軸１０をさらに下方に延長し、この回転軸１０の回転駆動によって回転する攪拌杆１１ａを設けてもよい。
急結剤と不定形耐火物との攪拌がスクリューフィダー４で足りる場合は、この攪拌杆１１ａは必ずしも必要としない。また、さらにホッパー内の回転軸１０に撹拌杆１１ｂ設け、ホッパー内での不定形耐火物の充填固化を防止するのが好ましい。スクリューフィダー４は、ホッパー３上に載置した駆動モーター９で回転駆動する。
急結剤供給装置７は、落下筒５に形成した細孔１２を外套１３で覆い、この外套内と連通した供給管１４からなる。供給管１４の基端は、図示されてはいないが急結剤のポンプ圧送装置に連結している。この急結剤供給装置７は、図示のものに限らず、落下筒５あるいはその近傍で不定形耐火物に対して急結剤を添加する機能があれば足りる。
不定形耐火物の投射施工に際しては、先ず、予め混練された不定形耐火物２をホッパー３に収納した施工装置１を溶融金属容器１７内に吊りケーブル１６を介してクレーンによって懸架する。次いで、スクリューフィダー４と攪拌杆１１ａを回転駆動させ、同時に、落下筒５内の不定形耐火物に急結剤を供給する。これにより、不定形耐火物２は急結剤が添加されつつ落下筒５から下方に送り出されると同時に、攪拌杆１１ａで十分に混合される。次いで、不定形耐火物２は高速回転のインペラー６の中心部に導入され、羽根２６の作動による遠心投射によって溶融金属容器の内壁に投射される。施工装置１を溶融金属容器内において上下、左右に移動させることで内壁全体あるいは所要の位置に不定形耐火物２を投射する。
これらのスクリューフィダー、急結剤の添加およびインペラーの操作は、例えば溶融金属容器の外部から操作盤１５の操作によって行われる。施工装置１の上下動は吊りケーブル１６の途中に電動チェーンブロック１８を介するとクレーン等の重機を作動させる必要がなく、しかも容易かつ正確に上下動コントロールを行うことができる。
図４と図５は、本発明の方法を実施するための施工装置の他の例を示すもので、不定形耐火物を投射を周方向に一定の角度幅もって行うためのものである。急結剤供給、インペラー回転駆動等の全体の機構は前記図１〜３に示す装置と変わりないので詳細説明は省略する。また、部品等が図１〜３において示されるものと共通する部分は、同一符合によって示している。
この例の場合、羽根２６、インペラー６の外周にエンドレス平ベルト３９が巻き付けられている。インペラー６への平ベルト３９の巻き付けはインペラー６の一端で反転させ、インペラー６に平ベルト３９の巻き付けのない開放部を設ける。平ベルトはプーリー４１に案内され、このプーリー４１はインペラー６上方の水平支持台４０に枢着する。平ベルト３９はインペラー６に巻き付いていることで、インペラー６の駆動力が伝達され、インペラー６に同調して回転する。したがって、平ベルト３９の回転はインペラーと同調する。
落下筒５から送り出された不定耐火物２は、インペラー６の羽根２６で四方に分散するが、同施工装置ではインペラー６の外周に到達すると平ベルト３９で分散が阻まれた後、この平ベルト３９に乗って移動する。そして、不定耐火物２はインペラー６の外周において平ベルト３９の巻き付きがない個所に到達すると、平ベルト３９からの拘束から開放され、外部へ投射される。これにより、一方向に一定の角度幅をもっての投射が可能となる。同図では向かって右方向への投射を示している。
インペラー６のうち平ベルト３９の巻き付きがない開放部に、配向ガイド体４４が設ける。配向ガイド体４４は上方を水平支持台４０に固着する。この配向ガイド体４４により、不定形耐火物２の投射角度をさらに絞り込むことができる。
表１〜３は、本発明実施例とその比較例の施工条件と、その試験結果を示したものである。施工対象は、耐火物で内張りされた底部直径３．０ｍ、上端直径３．５ｍ、高さ３．０ｍの溶融金属容器とし、不定形耐火物５００ｋｇを使用し、厚さ約８０ｍｍの施工体の形成を試みた。
実施例１〜１３は、上記図１〜３に示すインペラー型の施工装置を使用しての施工である。予め施工水分を添加して混練後した不定形耐火物をホッパーに投入し、急結剤を添加しつつ遠心投射した。施工条件は、吐出速度：６ｍ３／時間、インペラーの直径：５００ｍｍ、回転数：約８００ｒｐｍとした。比較例５は不定形耐火物を、急結剤を添加せずに遠心投射にて施工した。他の条件は前記の実施例１と同様にして施工した。
比較例１〜４および比較例６は、表に示す不定形耐火物を図６に相当する吹付け装置を使用して吹付け施工したものである。表に示す不定形耐火物を、施工水分を添加、混練後したものを圧送ポンプでノズルに送り、ノズル内で高圧空気と共に急結剤を添加しつつ吹付けた。施工条件は吐出速度：２ｍ３／時間とした。
各例で使用した不定形耐火物の組成において、揮発シリカおよび仮焼アルミナの平均粒径は、レーザー回折法によって求めた。他の耐火骨材の粒径は、ＪＩＳふるい目開きに準じた測定で求めたものである。スランプ値は、施工水分を添加した混練物について、ＪＩＳ  Ａ１１０１に準じて測定した。
表１および表２はアルミナ−マグネシア質不定形耐火物の施工であり、アルミナ−マグネシア質不定形耐火物よりなる内張り壁面に投射あるいは吹付けにて施工した。表３はマグネシア−カーボン質不定形耐火物の施工であり、マグネシア−カーボ質れんがの内張り壁面に投射あるいは吹付けにて施工した。
不定形耐火物の付着性は、垂直壁面への付着率を求めた。施工性は、主に流動性が影響する配管抵抗性によって生じる施工性の程度を測定した。例えば配管抵抗性が大きいものは吐出時に脈動・息継ぎ現象あるいはノズル詰まりを生じ、施工性が低下する。◎…最良、○…良い、△…やや悪い、×…悪い４段階で評価した。
施工体の緻密性の試験方法は、施工体から試片を切り出し、かさ比重を測定した。かさ比重が大きいほど緻密性が高い。
耐スポーリング性は、施工体から試片を切り出し、１５００℃加熱と空冷とを繰り返し、亀裂発生の程度を目視によって、１〜５の五段階で評価し、数値が大きいほど耐スポーリング性に優れていることを示す。
【表１】
2003033980.tif 000003
【表２】
2003033980.tif 000004
【表３】
2003033980.tif 000005
表１と表３に示す本発明の実施例の試験結果から、本発明によって少ない施工水分量においても優れた施工性が得られることが判る。とくに、仮焼アルミナあるいは揮発シリカを添加した不定形耐火物の使用によって、付着性、施工性、施工体組織の緻密性、耐食性はさらに優れたものとなる。  耐火粗大粒子あるいは金属ファイバーを添加した実施例４〜７に示す不定形耐火物においても施工性に問題がなく、耐火粗大粒子あるいは金属ファイバーがもつ特性によって、施工体の耐スポーリング性がさらに向上した。
これに対し、吹付け施工した比較例１〜４と比較例６のうち、比較例１は付着率が比較的高いものの、施工性、緻密性に劣り、結局は耐食性に大きく劣るものであった。
比較例３および比較例６は、揮発シリカ、仮焼アルミナともに含まない不定形耐火物を使用したものであるが、施工性確保のために添加水分が多いものとなった。その結果、施工体組織の緻密性が低下し、耐食性も大巾に低下している。
比較例２および耐火粗大粒子を添加した比較例４はスムーズな吐出が行なわれず、施工性の低下が特に著しい。遠心投射による施工ではあるが、急結剤を添加しない比較例５は付着性の低下が著しい。
なお、比較例２、比較例４、比較例５の施工方法は試験片の確保が容易でないことから、施工体組織の緻密性、耐スポーリング性および耐食性の試験は行わなかった。
産業上の利用可能性
本発明による施工は、高炉、高炉樋、転炉、取鍋、タンデイシュ、脱ガス処理炉、混銑車、混銑炉、均熱炉、加熱炉、焼成炉、焼却炉、溶融炉等の溶融金属容器、溶融金属処理装置、高温炉の内張りあるいはその補修に適用できる。また、炉壁の熱間補修のように高温状態の壁面に対しても行うことができる。
本発明によって不定形耐火物の施工性が改善され、得られた施工体も優れた特性を有することになり、さらには、施工工数および不定形耐火物使用量の低減によって、各種の工業炉設備の稼動率向上に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の施工方法の説明図である。
図２は本発明で使用する施工装置例の拡大縦断面図である。
図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
図４は本発明で使用する他の施工装置の拡大縦断面図である。
図５は図４のインペラー部のＢ−Ｂ線断面図である。
図６は従来の吹付け施工方法の説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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