(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を含み、
前記マグネシア原料のＭｇＯの純度は８５質量％以上であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、
前記マグネシア原料の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下（但し、０質量％の場合を除く）であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑と前記マグネシア原料の合計含有量が前記耐火原料１００質量％に対し８０質量％以上であることを特徴とする吹付耐火組成物。
【請求項２】
耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を含み、
前記マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、
前記マグネシア原料の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記マグネシア・スピネルれんが屑１００質量％に対し０．５質量％以上５．０質量％以下であることを特徴とする吹付耐火組成物。
【請求項３】
耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を含み、
前記マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、
前記マグネシア原料の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、
前記耐火原料に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０．２質量％以上５．０質量％以下であることを特徴とする吹付耐火組成物。
【請求項４】
耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を含み、
前記マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、
前記マグネシア原料の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、
前記吹付耐火組成物に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記吹付耐火組成物１００質量％に対し１．０質量％以上５．０質量％以下であることを特徴とする吹付耐火組成物。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の吹付耐火組成物において、
前記マグネシア・スピネルれんが屑と前記マグネシア原料の合計含有量が前記耐火原料１００質量％に対し８０質量％以上であることを特徴とする吹付耐火組成物。
【請求項６】
請求項１、３乃至５のいずれか１項に記載の吹付耐火組成物において、
前記マグネシア・スピネルれんが屑に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記マグネシア・スピネルれんが屑１００質量％に対し０．５質量％以上５．０質量％以下であることを特徴とする吹付耐火組成物。
【請求項７】
請求項１、２、４乃至６のいずれか１項に記載の吹付耐火組成物において、
前記耐火原料に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０．２質量％以上５．０質量％以下であることを特徴とする吹付耐火組成物。
【請求項８】
請求項１乃至３、５乃至７のいずれか１項に記載の吹付耐火組成物において、
前記吹付耐火組成物に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記吹付耐火組成物１００質量％に対し１．０質量％以上５．０質量％以下であることを特徴とする吹付耐火組成物。
【請求項９】
耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を添加する吹付耐火組成物の製造方法において、
前記マグネシア原料のＭｇＯの純度は８５質量％以上であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、
前記マグネシア原料の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下（但し、０質量％の場合を除く）であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑と前記マグネシア原料の合計含有量が前記耐火原料１００質量％に対し８０質量％以上であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑がセメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんがからなることを特徴とする吹付耐火組成物の製造方法。
【請求項１０】
耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を添加する吹付耐火組成物の製造方法において、
前記マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、
前記マグネシア原料の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記マグネシア・スピネルれんが屑１００質量％に対し０．５質量％以上５．０質量％以下であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑がセメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんがからなることを特徴とする吹付耐火組成物の製造方法。
【請求項１１】
耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を添加する吹付耐火組成物の製造方法において、
前記マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、
前記マグネシア原料の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、
前記耐火原料に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０．２質量％以上５．０質量％以下であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑がセメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんがからなることを特徴とする吹付耐火組成物の製造方法。
【請求項１２】
耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を添加する吹付耐火組成物の製造方法において、
前記マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、
前記マグネシア原料の含有量が前記耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、
前記吹付耐火組成物に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が前記吹付耐火組成物１００質量％に対し１．０質量％以上５．０質量％以下であり、
前記マグネシア・スピネルれんが屑がセメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんがからなることを特徴とする吹付耐火組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、主に鉄鋼生産設備に使用される吹付耐火組成物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼生産設備に使用される耐火物は使用に伴って減耗するため、吹付補修して寿命を延ばすことがある。例えば、特許文献１は、マグネシアクリンカーとスピネルクリンカーを使用する鋼精錬炉用吹付補修材を開示する。
【０００３】
一方、省資源化ニーズの高まりを受け、使用後れんが屑や使用済不定形耐火物を耐火物原料として再利用することがある。例えば、特許文献２は、使用後または未使用のマグネシア・スピネル質焼成煉瓦のリサイクル原料と、アルミナ原料と、マグネシア原料および／またはスピネル原料を配合してなり、不純物であるＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＴｉＯ２の合計含有量が外掛けで０．５質量％未満である原料配合物を焼成するマグネシア・スピネル質焼成煉瓦の製造方法を開示する。また、特許文献３は、アルミナ−マグネシア質使用済不定形耐火物を配合した湿式吹付け用不定形耐火物を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１２０５６８号公報
【特許文献２】特開２０１８−１５４５１６号公報
【特許文献３】特開２００５−１７９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吹付耐火組成物には被吹付面への接着性の向上とリバウンドロスの低減が一般に求められるが、使用後品を配合した吹付耐火組成物はそれらが十分ではなかった。
【０００６】
また、使用後れんが屑や使用済不定形耐火物は使用前より多くの不純物を含むため、それらを原料として配合した耐火物の性能は一般に劣るとされている。そこで、特許文献２は、再利用原料として不純物の少ない使用後または未使用のマグネシア・スピネル質焼成煉瓦を開示する。しかし、使用後品の選別には時間とコストがかかるとともに、必要量の調達が難しい。
【０００７】
本開示の態様は上記実状を鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、接着性が高く、リバウンドロスが少なく、さらに、選別時間とコストが低減され、調達が容易な使用後品を配合した吹付耐火組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一の態様は、耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を含み、マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、マグネシア原料の含有量が耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であることを特徴とする吹付耐火組成物に関する。マグネシア原料の含有量が耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上の吹付耐火組成物は接着性が高く、リバウンドロスが少ない。
【０００９】
本開示の一の態様では、マグネシア・スピネルれんが屑とマグネシア原料の合計含有量が耐火原料１００質量％に対し８０質量％以上であることが好ましい。吹付耐火組成物は接着性がさらに高く、リバウンドロスがさらに少ない。
【００１０】
本開示の一の態様では、マグネシア・スピネルれんが屑に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量がマグネシア・スピネルれんが屑１００質量％に対し０．５質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。不純物のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が０．５質量％以上５．０質量％以下のマグネシア・スピネルれんが屑を含む吹付耐火組成物は接着性が高く、リバウンドロスが少ない。さらに、セメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんが屑は、不純物のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が０．５質量％以上５．０質量％以下であり、成分を調整することなく使用することができるため、選別時間とコストが低減され、調達を容易にすることができる。
【００１１】
本開示の一の態様では、耐火原料に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が耐火原料１００質量％に対し０．２質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。耐火原料に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が吹付耐火組成物１００質量％に対し０．２質量％以上５．０質量％以下であるとさらに接着性が高く、リバウンドロスが少ない。
【００１２】
本開示の一の態様では、吹付耐火組成物に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が吹付耐火組成物１００質量％に対し１．０質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。吹付耐火組成物に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が吹付耐火組成物１００質量％に対し１．０質量％以上５．０質量％以下であるとさらに接着性が高く、リバウンドロスが少ない。
【００１３】
本開示の他の態様は、耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を添加する吹付耐火組成物の製造方法において、マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、マグネシア原料の含有量が耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、マグネシア・スピネルれんが屑がセメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんがからなることを特徴とする吹付耐火組成物の製造方法に関する。セメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんが屑が添加された吹付耐火組成物は接着性が高く、リバウンドロスが少なく、さらに、選別時間とコストが低減され、調達を容易にすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが本開示の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１５】
本実施形態の吹付耐火組成物は、耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を含む。耐火原料は吹付耐火組成物の主原料である。本実施形態の耐火原料は、マグネシア・スピネルれんが屑とマグネシア原料の他、一般に使用される耐火原料を副成分として含んでもよい。マグネシア・スピネルれんが屑とマグネシア原料の合計含有量は耐火原料１００質量％に対し８０質量％以上であり、好ましくは９０質量％以上であり、より好ましくは９５質量％以上であり、特に好ましくは１００質量％である。
【００１６】
＜マグネシア・スピネルれんが屑＞
マグネシア・スピネルれんがはセメントロータリーキルンや鉄鋼二次精錬炉等で使用される。使用後のマグネシア・スピネルれんが（使用後品）は回収、粉砕、粒度調整され、マグネシア・スピネルれんが屑として吹付耐火組成物の耐火原料に使用することができる。粉砕、粒度調整は一般に耐火物原料の製造で使用される処理でよい。
【００１７】
マグネシア・スピネルれんが屑の含有量は吹付耐火組成物１００質量％に対し１０質量％以上であり、好ましくは４０質量％以上であり、より好ましくは６０質量％以上であり、さらに好ましくは７０質量％以上である。より接着性が高く、リバウンドロスが少ないため好ましい。
【００１８】
＜マグネシア原料＞
マグネシア原料の含有量は吹付耐火組成物１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下であり、好ましくは０質量％以上６０質量％以下であり、より好ましくは０質量％以上４０質量％以下であり、さらに好ましくは０質量％以上３０質量％以下である。より接着性が高く、リバウンドロスが少ないため好ましい。マグネシア原料としては、一般に耐火物原料として使用されるものでよく、例えば、天然マグネシア、海水マグネシア、電融マグネシアが挙げられる。マグネシア原料のＭｇＯの純度は好ましくは８５質量％以上である。吹付耐火組成物の耐食性を向上することができる。
【００１９】
＜Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量＞
マグネシア・スピネルれんが屑がセメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんがからなる吹付耐火組成物は、特に、接着性が向上し、リバウンドロスの低減効果が増大する。その理由は明らかではないが、セメントロータリーキルンでの使用後品は不純物のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が好適であり、接着性の向上とリバウンドロスの低減に寄与していると推定される。
【００２０】
マグネシア・スピネルれんが屑に不純物として含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量は、マグネシア・スピネルれんが屑１００質量％に対し０．５質量％以上５．０質量％以下であり、好ましくは１．０質量％以上４．０質量％以下であり、より好ましくは１．５質量％以上３．０質量％以下である。より接着性が高く、リバウンドロスが少ないため好ましい。さらに、セメントロータリーキルンでの使用後品を使用することができるため、選別時間とコストが低減され、調達を容易にすることができる。一方、マグネシア・スピネルれんが屑に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が多すぎると吹付耐火組成物の耐食性や耐摩耗性が低下する恐れがある。
【００２１】
耐火原料に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量は、耐火原料１００質量％に対し０．２質量％以上５．０質量％以下であり、好ましくは０．４質量％以上４．０質量％以下であり、より好ましくは１．０質量％以上３．０質量％以下であり、さらに好ましくは１．２質量％以上２．５質量％以下である。より接着性が高く、リバウンドロスが少ないため好ましい。一方、耐火原料に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が多すぎると吹付耐火組成物の耐食性や耐摩耗性が低下する恐れがある。
【００２２】
吹付耐火組成物に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量は、吹付耐火組成物１００質量％に対し１．０質量％以上５．０質量％以下であり、好ましくは１．２質量％以上４．０質量％以下であり、より好ましくは１．４５質量％以上３．０質量％以下であり、さらに好ましくは１．８質量％以上２．５質量％以下である。より接着性が高く、リバウンドロスが少ないため好ましい。一方、吹付耐火組成物に含まれるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３及びＣｌの合計含有量が多すぎると吹付耐火組成物の耐食性や耐摩耗性が低下する恐れがある。
【００２３】
＜粒度分布＞
耐火原料は、最大粒径が５ｍｍ程度であると、より接着性が高く、リバウンドロスが少ないため好ましい。粒度分布は被補修体の状況によって適宜調整することができるが、例えば、５ｍｍ未満３ｍｍ以上（５〜３ｍｍ）を１５〜４０質量％、３ｍｍ未満１ｍｍ以上（３〜１ｍｍ）を１５〜４５質量％、１ｍｍ未満０．３ｍｍ以上（１〜０．３ｍｍ）を２０〜４５質量％、０．３ｍｍ未満を２５質量％以下とすることができる。
【００２４】
＜その他の原料＞
本実施形態の吹付耐火組成物は、その他の原料として耐火粘土、けい酸塩、りん酸塩、カルボン酸、カルボン酸塩、硫酸塩、塩化物、カルシウム水和物、マグネシウム水和物等を含んでもよい。耐火粘土としては、水ひ粘土、カオリン、ベントナイト等を例示することができる。耐火粘土が含まれると吹付耐火組成物の接着性が向上し、リバウンドロスを低減することができる。けい酸塩としては、けい酸リチウム、けい酸ナトリウム、けい酸カリウム等を例示することができる。けい酸塩が含まれると吹付施工体の耐摩耗性が向上する。りん酸塩としては、りん酸ナトリウム、りん酸アルミニウム等を例示することができる。りん酸塩が含まれると吹付施工体の耐摩耗性が向上する。カルボン酸としては、カルボキシル基を有するものであればよく、モノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸、オキシカルボン酸等を例示することができる。カルボン酸が含まれると吹付材の凝集性を調整することができ、リバウンドロスが低減する。カルボン酸塩としては、前記カルボン酸のカリウム塩、ナトリウム塩、アルミニウム塩等を例示することができる。カルボン酸塩が含まれると、吹付材の凝集性を調整することができ、リバウンドロスを低減することができる。硫酸塩としては、硫酸マグネシウムとその水和物等、塩化物としては、塩化マグネシウムとその水和物等を例示することができる。いずれも吹付耐火組成物の接着性が向上する。カルシウム水和物としては水酸化カルシウム、ポルトランドセメント、アルミナセメントの水和物等を例示することができる。カルシウム水和物が含まれると、吹付施工体の耐摩耗性が向上する。マグネシウム水和物としては、水酸化マグネシウム等を例示することができる。マグネシウム水和物が含まれると、吹付施工体の耐摩耗性が向上する。これらの例示は一例であって、これらに限られない。また、その他の原料の合計含有量は、耐火原料１００質量％に対し好ましくは１０質量％以下である。１０質量％以下とすることによって、上記の効果をより発揮することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、本開示の実施例について詳細に説明する。
【００２６】
＜実験方法＞
耐火原料と、その他の原料を配合し、Ｖ型ミキサーで１５分混練して吹付耐火組成物を製造し、吹付実験に供した。耐火原料として、セメントロータリーキルンで使用後のマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を使用した。その他の原料として耐火粘土、けい酸ナトリウム、ジカルボン酸、カルシウム水和物を使用した。マグネシア・スピネルれんが屑とマグネシア原料の組成（質量％）を表１に示し、吹付耐火組成物の配合割合（質量％）を表２に示す。
【表１】
0006880428.tif 000002
【表２】
0006880428.tif 000003
【００２７】
吹付実験は熱間で行った。被吹付面にはアルミナ・シリカ系耐火物を使用した。あらかじめ被吹付面を重油バーナーで加熱し、被吹付面が８００℃になるように調整した。吹付機には株式会社佐山製作所製のロテクター吹付機を使用した。吹付機のタンク容量は０．２ｍ３、吹付圧力は０．２５ＭＰａ、マテリアルホースのサイズは長さ１０ｍ、呼び径は２５Ａ、ノズルのサイズは長さ１ｍであった。乾式吹付法を採用し、添加水は吹付耐火組成物とノズルにて混合した。添加水量は吹付耐火組成物１００質量％に対し外掛１５〜２５質量％に調整した。吹付耐火組成物の吹付量（Ｍ）は１５ｋｇとした。
【００２８】
吹付実験について、以下の評価を行った。
【００２９】
吹付中に剥落程度を目視し、剥落なしをＡ、剥落が少ないものをＢ、剥落が多いものをＣと評価した。
【００３０】
また、吹付後にリバウンド質量（Ｒ）を測定し、接着率（Ａ）を下記の式で求めた。
Ａ＝（Ｍ−Ｒ）÷Ｍ×１００
各配合について吹付実験を３回行い、その平均値で接着率（％）を評価した。
【００３１】
＜評価結果＞
評価結果を表３に示す。
【表３】
0006880428.tif 000004
【００３２】
マグネシア・スピネルれんが屑が耐火原料１００質量％に対し１０質量％未満の比較例１〜２は剥落程度：Ｃ、接着率：８０％未満であった。これに対しマグネシア・スピネルれんが屑の含有量が耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上の実施例１〜７は剥落程度：Ａ〜Ｂ、接着率：８０％以上であり、接着性が良好であった。マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が耐火原料１００質量％に対し４０質量％以上の実施例２〜３、６〜７は剥落程度：Ａ、接着率：８２％以上であり、接着性が特に良好であった。
【００３３】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれる。例えば、明細書において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、本実施形態の構成も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
【要約】
【課題】  接着性が高く、リバウンドロスが少なく、さらに、選別時間とコストが低減され、調達が容易な使用後品を配合した吹付耐火組成物を提供すること。
【解決手段】  吹付耐火組成物は、耐火原料として主にマグネシア・スピネルれんが屑と、マグネシア原料を含み、マグネシア・スピネルれんが屑の含有量が耐火原料１００質量％に対し１０質量％以上であり、マグネシア原料の含有量が耐火原料１００質量％に対し０質量％以上９０質量％以下である。
【選択図】      なし