(57)【要約】  高品位な特性を有する施工体が得られる新規な不定形耐火物の吹付け施工方法を提供する。  耐火性骨材、耐火性粉末、結合剤及び分散剤を含む粉末状の不定形耐火組成物を圧搾空気により輸送管中を空気輸送し、該空気輸送途中、上記不定形耐火組成物に対して、水注入口にて施工水を添加して湿潤状態にせしめ、次いで、急結剤注入口にて不定形耐火組成物の輸送方向に沿って該輸送方向に対して８５度以下の角度にて、粉末の急結剤を圧搾空気により湿潤状態の不定形耐火組成物に添加して吹付けることを特徴とする不定形耐火物の吹付け施工方法。
2006106879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性骨材、耐火性粉末、結合剤及び分散剤を含む粉末状の不定形耐火組成物を圧搾空気により輸送管中を空気輸送し、該空気輸送途中、上記不定形耐火組成物に対して、水注入口にて施工水を添加して湿潤状態にせしめ、次いで、急結剤注入口にて不定形耐火組成物の輸送方向に沿って該輸送方向に対して８５度以下の角度にて、粉末の急結剤を圧搾空気により湿潤状態の不定形耐火組成物に添加して吹付けノズルより吹付ける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】
急結剤注入口における輸送管を、枝管の内径／主管の内径の比率が０．２〜１．０であって、かつ主管に対する枝管の角度が８５度以下であるＹ字管で構成し、粉末の急結剤を、上記Ｙ字管の枝管を通じて主管中を輸送される湿潤状態の不定形耐火組成物に添加する請求項1に記載の不定形耐火物の吹付け施工方法。
【請求項３】
上記水注入口が上記急結剤注入口の１〜１０ｍ上流の範囲に位置させ、かつ上記急結剤注入口を吹付けノズルの先端部〜２．５ｍ上流の範囲に位置させる請求項１又は２に記載の吹付け施工方法。
【請求項４】
不定形耐火組成物に、予め、流動性を示さない程度の施工水を添加して空気輸送する請求項１〜３のいずれかに記載の不定形耐火物の吹付け施工方法。
【請求項５】
粉末の急結剤を、分散剤を除く上記不定形耐火組成物１００質量部に対して乾量基準で０．０５〜３質量部添加する請求項１〜４のいずれかに記載の不定形耐火物の吹付け施工方法。
【請求項６】
水注入口から急結剤注入口までの不定形耐火組成物の輸送管がゴムホースである請求項１〜５のいずれかに記載の不定形耐火物の吹付け施工方法。
【請求項７】
添加される施工水の量が、上記不定形耐火組成物１００質量部に対して４〜１５質量部である請求項１〜６のいずれかに記載の不定形耐火物の吹付け施工方法。
【請求項８】
上記耐火性粉末の一部又は全部が、平均粒子直径が１０μｍ以下の耐火性超微粉である請求項１〜７のいずれかに記載の不定形耐火物の吹付け施工方法。
【請求項９】
前記結合剤がアルミナセメントである請求項１〜８のいずれかに記載の不定形耐火物の吹付け施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吹付け材料の混練作業を不要とし、輸送管内での閉塞を伴わずに、長距離の輸送による施工を可能にし、かつ余分な水分添加を必要としないために施工された不定形耐火物は高品位な特性を有する新規な不定形耐火物の吹付け施工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不定形耐火物の有力な施工法として吹付け施工法が知られている。この施工法は流し込み工法に比べて流し込み用の型枠を必要とせず、また、形状が複雑で枠組みが困難な箇所にも容易に施工ができるため、近年ますます多くの分野で広範に使用されている。かかる吹付け施工法には大別して、空気圧送方式の乾式吹付け施工法とポンプ圧送方式の湿式吹付け施工法があるが、各々には下記の利点及び難点がある。【０００３】
乾式吹付け施工法は、水との結合により硬化するアルミナセメント等の硬化剤と、吹付け時の付着性を良くするためのクレー等の耐火性粉末を含んだ粉末状の吹付け用耐火材を、空気圧送方式の吹付け機に供給し、輸送用配管内を空気圧送する。圧送された粉末状の吹付け用耐火材に吹付けノズル部で施工水を添加し、ノズル内で粉末状の吹付け用耐火材を施工水を含んだ粘性の高い付着性状態とし、これをノズルを通じて吹付けして、炉壁構築部に付着させて硬化させ、耐火炉壁を構築する施工法である。【０００４】
かかる乾式吹付け施工法は、吹付け用耐火材を粉末状で空気圧送するので、輸送配管の閉塞が起こらないために輸送が容易であり、長距離輸送が可能である。このため、吹付け機械を設置した地点から遠く離れた場所や高所での施工が可能である。反面、乾式吹付け施工法は、粉末状の吹付け用耐火材と施工水とをノズル内で混合させて粘性のある吹付け耐火材とするため、施工水と吹付け用耐火材との接触時間が短い。その結果、施工水が粉末状の吹付け用耐火材に充分均一に混合されないために、施工された耐火炉壁の品質が不均一になり、強度の大きい安定した高品質の耐火物が得られ難い傾向がある。【０００５】
一方、湿式吹付け施工法は、乾式吹付け法で得られる耐火物よりも品質がより均一で、物性が優れた炉壁を得るために開発され、近年多く採用されている施工法である。湿式吹付け施工法は、吹付け用耐火材と施工水とを予め充分に混練した「坏土」と称する混練物を製造する。かかる坏土は、ミキサーを用いてポンプ圧送が可能な流動性フロー値（ＪＩＳコーン使用）が２００ｍｍ前後になるまで混練し、これを圧送ポンプに供給して輸送管内を輸送する。そして、ノズル部で坏土を凝集させるための急結剤を添加し、圧縮空気を供給することにより、炉壁構築部に吹付け、比較的瞬間的に凝集させて炉壁等の耐火物を構築する。【０００６】
かかる湿式吹付け施工法においては、上記のように圧送ポンプに吹付け材料を供給するにあたり、ミキサーを用いて充分な流動性が出るまで吹付け材料を混練する必要があるため、大型のミキサーと多くの人員を必要とする。また、ポンプで圧送するため適正な流動性を得るための混練水量の管理が難しく、例えば、流動性が小さいとポンプ中又は搬送管内で閉塞を起こしてしまう。流動性を大きくするために混練水を添加し過ぎると吹付け用耐火材に含まれる細粒の耐火骨材と微粉状の耐火粉末が分離し、材料の搬送が不可能となる。このように湿式吹付け施工法は現場での施工時の不安定要素が多い。【０００７】
さらに、湿式吹付け施工法においては、混練された坏土をポンプ圧送にて長距離搬送施工するには、坏土の粘度が大きいために大型のポンプが必要であり、搬送距離も乾式吹付け施工法に比べて短く、水平距離で高々１００ｍ程度である。さらにポンプを用いた湿式吹付け施工法においては施工完了時、搬送管内に混練された坏土が残るため、材料のロスが多く、その取り出しの清掃に多くの人員と時間を要するという問題もある。【０００８】
また、特許文献１には、不定形耐火組成物を空気搬送した後に吹付けノズルの手前で、流し込み成形が可能な程度の量の施工水分と圧縮空気を添加し、次いで、吹付けノズル部で凝集剤又は保型性付与剤を添加して吹付け施工する方法が開示されている。しかし、この方法の場合、施工水を添加した後の吹付け材料の混合性が不充分になり易く、吹付け材料のノズル部分での閉塞が起こり易い。この結果、凝集剤を水などで希釈することで凝集性を緩慢にした水溶液の形態で添加する必要がある。結果として、不定形耐火組成物中に余分な水分が添加され、吹付け施工された炉壁の強度が下がるなどの問題があった。【０００９】
さらに、特許文献２には、特許文献１の改良法が提案されている。即ち、吹付け機に接続された圧送管の下流部に注水口、特定の混練用配管及び吹付けノズル部を設け、空気圧送された不定形耐火組成物に注水口を通じて施工水分を添加し、上記混練用配管を通して混練する。そして、混練物に前記ノズル部に設けた水溶液注入口から凝集剤の水溶液を添加し吹付けノズルより吹付ける方法である。しかし、このような特定の混練用配管を使用する方法においても、なお、急結剤を添加した後の吹付け材料は閉塞し易いために、急結剤としては液状のものが必要とされるために不定形中に余分な水分が添加され、吹付け施工された耐火物特性が不充分であるという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−３１６４７８号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記したような、従来の乾式吹付け施工法及び湿式吹付け施工法の有する難点を解決し、吹付け材料の混練作業を不要とし、輸送管内での閉塞を伴わずに、長距離の輸送施工を可能にし、かつ余分な水分添加を必要としない為に施工された不定形耐火物は高品位な特性を有する新規な、不定形耐火物の吹付け施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記の目的を達成するために鋭意研究を進めたところ、以下の構成を要旨とする吹付け施工方法を使用することにより、上記の目的が達成できることを見出し、本発明に到達した。
（１）耐火性骨材、耐火性粉末、結合剤及び分散剤を含む粉末状の不定形耐火組成物を圧搾空気により輸送管中を空気輸送し、該空気輸送途中、上記不定形耐火組成物に対して、水注入口にて施工水を添加して湿潤状態にせしめ、次いで、急結剤注入口にて不定形耐火組成物の輸送方向に沿って該輸送方向に対して８５度以下の角度にて、粉末の急結剤を圧搾空気により湿潤状態の不定形耐火組成物に添加して吹付けノズルより吹付けることを特徴とする不定形耐火物の吹付け施工方法。
（２）急結剤注入口における輸送管を、枝管の内径／主管の内径の比率が０．２〜１を有し、かつ主管に対する枝管の角度が８５度以下であるＹ字管で構成し、粉末の急結剤を枝管を通じて主管中を輸送される湿潤状態の不定形耐火組成物に添加する上記（１）に記載の吹付け施工方法。
（３）上記水注入口が上記急結剤注入口の１〜１０ｍ上流の範囲に位置させ、かつ上記急結剤注入口を吹付けノズルの先端部〜２．５ｍ上流の範囲に位置させる上記（１）又は（２）に記載の吹付け施工方法。
（４）不定形耐火組成物に、予め、流動性を示さない程度の施工水を添加して、空気輸送する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の不定形耐火物の吹付け施工方法。
（５）粉末の急結剤を、分散剤を除く上記不定形耐火組成物１００質量部に対して乾量基準で０．０５〜３質量部添加する上記（１）〜（４）のいずれかに記載の吹付け施工方法。
（６）水注入口から急結剤注入口までの上記不定形耐火組成物の輸送管がゴムホースである上記（１）〜（５）のいずれかに記載の吹付け施工方法。
（７）添加される施工水の量が、上記不定形耐火組成物１００質量部に対して４〜１５質量部である上記（１）〜（６）のいずれかに記載の吹付け施工方法。
（８）上記耐火性粉末の一部又は全部が、平均粒子直径が１０μｍ以下の耐火性超微粉を含有する上記（１）〜（７）のいずれかに記載の吹付け施工方法。
（９）前記結合剤がアルミナセメントである上記（１）〜（８）のいずれかに記載の吹付け施工方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の吹付け施工方法によれば、輸送管に供給される吹付け材料は粉末状の不定形耐火組成物であるので混練作業を不要とし、また、吹付け材料は輸送管内での圧搾空気により閉塞を伴わずに、長距離の輸送施工を可能にする。また、不定形耐火組成物に添加された施工水は、好ましくはゴムホース内を空気輸送する過程で、従来の特別な混練用配管を使用することなく極めて短時間に不定形耐火組成物と均一に混合される。また、施工水が添加され湿潤状態にされた不定形耐火組成物には、粉末状の急結剤が不定形耐火組成物に対し、上記の特定の角度にて、好ましくは特定のＹ字管にて極めて効果的にかつ均一に添加されるので、余分な水分添加を必要としない。このため、施工された不定形耐火物は、緻密で、均質な高品位を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の代表的な吹付け施工を実施する概略図。
【符号の説明】
【００１４】
１：吹付け機
２：輸送管
２１：輸送管
２２：輸送管
３：水注入口
４：急結剤注入口
５：吹付けノズル
６：圧搾空気供給管
７：水定量供給管
８：粉末急結合剤定量供給管
９：急結剤注入角度
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（吹付け材料の説明）
本発明の吹付け施工法における吹付け材料は、耐火性骨材、耐火性粉末、結合剤及び分散剤を含む粉末状の不定形耐火組成物である。ここで、耐火性骨材としては、アルミナ、ボーキサイト、ダイアスポア、ムライト、カイヤナイト、バン土頁岩、シャモット、ケイ石、パイロフィライト、シリマナイト、アンダリュウサイト、クロム鉄鉱、スピネル、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、クロミア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、黒鉛などの炭素、ホウ化チタン及びホウ化ジルコニウムから選ばれる１種以上の使用が好ましい。本発明において耐火性骨材は、平均粒子直径が３０μｍを超えるものをいう。【００１６】
これらの耐火性骨材は、粒子直径が好ましくは１２ｍｍ以下、特には１０ｍｍ以下が好ましい。また、粒度としては、２種類以上、例えば粗粒、中粒及び細粒の組み合わせが使用できる。この場合、耐火性骨材の粒子の９５質量％以上が、輸送管の内径との関係において、耐火性骨材の最大粒子直径／圧送配管の内径の比率が１／７〜１／３であるのが好ましい。さらに耐火性骨材としては、周知の結合レンガ、不定形耐火物、スライディングゲートなどのセラミックスを含む成形体若しくはこれらの焼結体の粉砕物又は、これらの使用済み品の粉砕物なども使用できる。【００１７】
また、不定形耐火組成物に含まれる耐火性粉末は、耐火性骨材の隙間を埋めて耐火性骨材を結合する結合部を形成するもので、平均粒子直径が１０μｍ以下、さらには５μｍ以下の耐火性超微粉が好ましく使用される。耐火性超微粉としては、アルミナ、シリカ、ヒュームドシリカ、球状化シリカなどが好ましい。アルミナ、シリカ、ヒュームドシリカ、球状化シリカは、粉末だけでなく、その一部又は全部がアルミナゾル、シリカゾル、コロイダルシリカなどの形態で使用してもよい。耐火粉末の一部又は全部、好ましくは２０質量％以上は耐火性超微粉であるのが好ましい。【００１８】
耐火性粉末としては、上記の耐火性超微粉に加えて、耐火性超微粉よりも粒度は大きいが、平均粒子直径が３０μｍ以下の他の材料を加えることができる。かかる材料としては、アルミナ、チタニア、ボーキサイト、ダイアスポア、ムライト、バン土頁岩、シャモット、パイロフィライト、シリマナイト、アンダリュウサイト、ケイ石、クロム鉄鉱、スピネル、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、クロミア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ベントナイト、耐火粘土、カオリン又はシリカなどの無定形シリカが挙げられる。これらは、単独で又は併用して使用される。しかしながら、本発明の不定形耐火組成物には、従来の乾式施工法の耐火材料において含まれている如き、耐火粘土、カオリン、ベントナイトなどの水分を加えた場合に急激に粘度が上昇するような粘土質材料はできるだけ少なくするのが好ましい。該粘土質材料は、耐火性骨材１００質量部に対して好ましくは３質量部以下であるのが好適である。【００１９】
本発明の不定形耐火組成物に含まれる結合剤は、不定形耐火物を結合させる機能を有するもので、好ましくは、アルミナセメントが使用される。アルミナセメントを結合剤として使用した場合には、施工体は常温から高温までの広い範囲で強度を維持できる。結合剤としては、リン酸、リン酸アルミニウムなどのリン酸塩、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムなどのケイ酸塩、リグニンスルホン酸塩、水溶性フェノールなどを使用することもできる。結合剤は、耐火性骨材１００質量部に対して、好ましくは２．５〜２０質量部、特には５〜１２質量部含有させるのが好適である。【００２０】
本発明の不定形耐火組成物に含まれる分散剤は、不定形耐火組成物の粉末に施工水を添加した場合に粘性が増大し、輸送管が閉塞するのを防止する役割を果たす。分散剤としては、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどの縮合リン酸塩、ポリカルボン酸塩、ポリアクリル酸塩などのカルボン酸塩、及びメラミンスルホン酸塩、β−ナフタレンスルホン酸塩などのスルホン酸塩から選ばれる１種以上が好ましい。分散剤は、耐火性骨材、耐火性粉末及び結合剤の合量１００質量部に対して０．０２〜１質量部添加することが好ましい。
（施工方法の説明）
図１は、本発明の好ましい一態様の吹付け施工方法を実施する概略図である。上記した不定形耐火組成物の粉末は、予め充分に混合された後、吹付け機１に投入された後、輸送管２を通して空気輸送される。吹付け機１は、バッチ式又は連続投入式のものがあるが、粉体を定量供給できるものであれば特に制限なく使用できる。輸送駆動源として、通常コンプレッサー（図示しない）より圧搾空気供給管６を通じて圧搾空気が供給される。ここで、使用される輸送管２の内径は、好ましくは９０ｍｍ以下、特には６５ｍｍ以下が好ましい。輸送管の内径が６５ｍｍを超えると単位時間当たりの吹付け量が大きくなり過ぎる。一方、輸送管の内径が過度に小さいと圧力損失が生じるので、好ましくは２０ｍｍ以上、特には２５ｍｍ以上が好ましい。本発明では、極めて大量の施工（数十トン／時間）も原理的には可能であり、輸送管の内径を上記範囲よりも大きくして実施可能であり、その場合は、大規模なコンプレッサーを使用する。【００２１】
輸送管２の長さは、吹付け機１の能力にも関係するが、１００ｍ以上、また２００ｍもの長距離の輸送ができる。また、輸送管２としては、金属製やゴム製などが使用できる。【００２２】
輸送管２を輸送された粉末状の不定形耐火組成物には、水注入口３で施工水が添加される。水注入口３には、水定量供給管７が接続されており、水定量供給装置（図示しない）により施工水が供給される。【００２３】
水注入口３の位置は、吹付け機１の能力にも関係するが、急結剤注入口４の好ましくは１〜５０ｍの上流である。施工水の添加が、上記よりも下流の位置にて添加されたときには、不定形耐火組成物が施工水と混合状態になる前に、急結剤が添加され十分な混合が成されず緻密な施工物が得られない。一方、上記より上流の位置で施工水の添加が行われる場合は、施工水の添加でより圧送抵抗が大きくなり、輸送管が閉塞されて輸送量が低下する傾向があるので好ましくない。水注入口３の位置は、なかでも、急結剤注入口４より、１〜１０ｍ上流が好ましい。【００２４】
本発明で不定形耐火組成物に添加される施工水の量は、耐火物の吹付け施工に必要な実質上全量の施工水が添加される。ここで、実質上とは、ほとんど全ての必要な量ということで、場合により少量の水を他の位置で加えることもできる。例えば、粉体の舞い上がりを防止するために少量の水を不定形耐火組成物に添加し、所謂プレモイストとしてもよい。このようなプレモイストにするためにプレダンプナーなどが適宜使用できる。例えば、不定形耐火組成物をプレダンプナーにより定量切り出し搬送して、吹付け機に供給する過程で周知の水スプレーノズル等で施工水の一部を噴霧し添加するのが好ましい。本発明では、かかる水の添加により不定形耐火組成物は、湿潤状態になった後でも輸送管に付着するような粘性にはならない。これは本発明で水を添加した湿潤状の不定形耐火組成物についての特異な現象である。【００２５】
不定形耐火組成物に対する施工水の添加量は、不定形耐火組成物に含まれる成分の種類及びそれらの量によっても左右されるが、不定形耐火組成物１００質量部に対して好ましくは４〜１５質量部、特に好ましくは５〜１３質量部である。なお、上記プレモイストを実施する場合においては、添加する施工水の量は、輸送管に供給する不定形耐火組成物に１００質量部に対して好ましくは５質量部以下、特に好ましくは３質量部以下である。【００２６】
施工水が添加された不定形耐火組成物を輸送する輸送管２１は、前記輸送管２と同様に、金属製やゴム製などが使用でき、輸送管２と内径で概ね同一のものが好ましい。特に、ゴムホースとすることにより、上記特許文献２に記載されるような特別の混練用管を使用することなく、不定形耐火組成物を極めて短時間に施工水との均一な混合状態にすることができる。これは、ゴムホースの内面の摩擦係数が相対的に大きく乱流攪拌の効果が得られるためと推定される。また、ゴムホースを使用した場合には、耐摩耗性に優れ、かつ、吹付けノズル５を操作する際にホースの可撓性を利用できるので好ましい。【００２７】
輸送管２１をゴムホースで構成する場合、ゴムホースの材質としては、特に、耐磨耗性、耐圧性、可撓性を有するものが好ましく、好ましくは、天然ゴムとスチレンゴムの混合されたものが好適に使用される。【００２８】
本発明では、次いで、急結剤注入口４にて、湿潤状態の不定形耐火組成物に対して急結剤が添加される。急結剤の添加は吹付けノズルの先端部〜２．５ｍ上流の範囲、より好ましくは０．３〜２．５ｍ上流の範囲の位置にて行われる。急結剤の添加が、上記より下流の位置で行われたときには、急結剤が不定形耐火組成物に十分に均一に混合されないために凝集効果が発揮されないばかりか、特にノズル部分で添加する場合は閉塞を起こすので好ましくない。一方、上記よりも上流の位置で急結剤が添加されるときには、輸送管の途中で不定形耐火組成物が凝固してしまい、輸送管２２及び吹付けノズル５を閉塞するおそれがある。【００２９】
急結剤の注入する角度９は、急結剤を、施工水と共に混合状態の不定形耐火組成物に注入し、均一に効率よく凝集させ、かつ、急結剤注入口４及び輸送管２２での閉塞を防止する上で重要であることが判明した。即ち、急結剤の注入角度が８５度以下である場合においてこの目的が達成でき、８５度より大きい場合には、急結剤注入口４での閉塞や凝集物の付着を起こしてしまう。なかでも、急結剤の注入角度は、好ましくは４５度以下、特に好ましくは４０度以下が好適である。一方、注入角度は、好ましくは５度以上、特には１０度以上であるのが好適である。【００３０】
本発明において、急結剤としては、粉末のものが使用される。粉末状急結剤を水で希釈した液状急結剤は、希釈に使用される水が余分となり、吹付け施工する不定形耐火組成物に必要以上の水分が取り込まれる。この結果、吹付け時の凝集発現が遅れダレを起こして満足な施工体が得られなかったり、不定形耐火組成物の吹付け施工後の緻密性が劣化し、ひいては、耐火物性能に劣ることになる。【００３１】
粉末の急結剤の添加には粉末の添加量を均一に制御できる装置が好ましく使用でき、通常は、粉末急結剤定量供給管８を通じて、圧搾空気をキャリアーとして急結剤が添加される。【００３２】
急結剤の添加は、好ましくはＹ字管を使用して行われる。Ｙ字管は、その主管を不定形耐火組成物の輸送に、その枝官を急結剤の添加に使用される。Ｙ字管は、金属製、ゴム製、又はプラスチック製のものが使用できる。不定形組成物が輸送されるＹ字管の主管は輸送管２１と、概ね同一の内径のものが好ましい。また、Ｙ字管の枝管の内径／主管の内径の比率は０．２〜１が好ましい。【００３３】
また、輸送管２２は、前記輸送管２１と同様にゴムホースとすることが好ましい。ゴムホースとしては、既知の耐圧性、耐磨耗性、柔軟性を有するものが選ばれるが、好ましくは、前記輸送管２１と同じものが使用される。上記したＹ字管が使用される場合、輸送管２２とＹ字管とを一体製の金属構造等とすることが好ましい。【００３４】
本発明で使用される粉末の急結剤としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムなどのケイ酸塩、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸カルシウムなどのアルミン酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムなどの炭酸塩、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸塩、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ・２Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2などのカルシウムアルミネート類、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、塩化カルシウム及びこれらの複合物又は混合物から選ばれる１種以上が選ばれる。また、上記に限定されることなく、既知の急結剤及び凝集剤と呼ばれる物質も使用できる。【００３５】
急結剤の添加量は、急結剤の種類によっても変化するので、急結剤の種類と、急結剤注入角度９及び急結剤注入口４から吹付けノズル５に至る輸送経路の形状及び構成に応じて注入量を調整するのが好ましい。【００３６】
上記急結剤のなかでも、入手が容易であり、また安価であり、かつその特性が優れていることから、アルミン酸ナトリウムの粉末を使用するのが好ましい。アルミン酸ナトリウムは湿潤状態の不定形耐火組成物中に注入すると加水分解してＮａＯＨの他にＡｌ（ＯＨ）3のゲルを生じて不定形耐火組成物を急速に硬化させる。また、その融点が高いので施工体耐火物の耐火度を低下させることがない。【００３７】
急結剤の添加量は、分散剤を除く不定形耐火組成物１００質量部に対して、乾量基準の質量で０．０５〜３質量部とするのが好ましい。０．０５質量部より少ないと、性能のよい急結剤であっても急結速度が不足して吹付け施工された耐火物が流れ落ちるおそれがあり、一方、３質量部を超えて多く注入すると急速に硬化して吹付け施工が難しくなったり、耐熱性や耐食性などの耐火物としての性能が低下することになる。【００３８】
本発明の吹付け施工方法においては、不定形耐火組成物に対する急結剤の添加量を吹付け施工中に変化させることにより耐久性などの特性に優れた施工体を得ることができる。例えば、耐火炉壁の隙間を補修するような場合、施工開始時には急結剤を添加せず、施工の最終段階、好ましくは、終了直前に急結剤を注入する方法や施工開始時には、所定量の急結剤の数質量％〜数十質量％の急結剤を注入し、施工の経過とともに急結剤の量を増やしていき、最後に所定量の急結剤を注入する方法などが選ばれる。このような急結剤の注入法を採用することにより施工体の内部には急結剤が少ないか又は含まれないため耐火特性に優れ、一方、表面付近は充分な急結剤があるため強度特性に優れる施工体が得られる。また、本吹付け施工方法においては、必要に応じて、不定形耐火組成物１００質量部に対して、好ましくは、０．００２〜０．２質量部の遅延剤を添加することにより、凝集時間を制御でき、安定して耐火物を吹付け施工できる。遅延剤には、シュウ酸、ホウ酸、リンゴ酸、クエン酸、リグニンスルホン酸塩などの弱酸が好ましく使用できる。また、上記遅延効果成分を、前記急結剤に予め添加して使用するのも好ましい例である。【００３９】
急結剤が添加された不定形耐火組成物は、輸送管２２を通して輸送を行い、吹付けノズル５より輸送用の空気とともに所定の壁面に吹付けされる。すなわち、湿潤状の不定形耐火組成物は吹付けの対象とされる炉壁構築部等に高圧で吹付けられる。なお、輸送用空気は炉壁構築部に吹付けられたときの衝撃により外気中に脱気する。吹付けされた不定形耐火物は脱気後、急結剤の効果で急速に凝集しその後硬化して施工体となり、強固な炉壁が構築される。なお、施工の際には必要に応じて型枠などを使用してもよい。
【実施例】
【００４０】
以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はかかる実施例により制限して解釈されるべきでないことはもちろんである。【００４１】
試験材料：表１に各試験において使用した不定形耐火組成物中の各成分の内訳を示す。数値の単位は質量部である。【００４２】
試験方法：表２及び表３に各試験の方法及び結果を示した。各試験において、輸送管２は、内径３８ｍｍ、長さ１００ｍのゴムホースであり、輸送管２１は、内径３８ｍｍのゴムホースであり、輸送管２２は、下記の金属製のＹ字管との一体構造とした。また、急結剤の添加は、主管と枝管の角度（急結剤の添加・注入角度）がそれぞれ、３０度、４５度、８５度及び９０度の４種類の金属製のＹ字管（主管の内径３８ｍｍ、枝管の内径２２ｍｍ）を用いた。また、各Ｙ字管の上流部はゴム製輸送管２１とネジ接続し、Ｙ字管の下流部は、吹付けノズル（長さ３００ｍｍのものを使用）５を取り付けたゴム製輸送管２２にネジ接続した。【００４３】
不定形耐火組成物に対する施工水の添加は、急結剤注入口の上流で表２及び表３に示される位置にて、水定量供給装置を使用し、不定形耐火組成物中に添加した施工水が可及的に均一に拡散するようにした。また、急結剤の添加は、吹付けノズルの上流で表２及び表３に示されるように位置にて、急結剤添加装置（日本プライブリコ社製Ｑガン）を用いて、圧縮空気と供に行った。【００４４】
表２及び表３における施工水及び急結剤の添加量は不定形耐火組成物１００質量部に対する添加量（質量部）である。【００４５】
吹付けは、吹付け機（日本プライブリコ社製、商品名ニードガン400）を使用し、不定形耐火組成物の吐出量で、約３トン/時間で、縦１０００ｍｍ× 横１０００ｍｍ×厚み１５０ｍｍの吹付けパネルに吹付け施工を行った。【００４６】
リバウンドロスは、吹付け時に跳ね返って脱落した不定形耐火物の質量（添加施工水及び急結剤を含む）を、吹付けパネルに付着した不定形耐火物の質量（添加施工水及び急結剤を含む）で割った値を％で算出した。施工体の切断面観察及び物性の測定は、各試験毎に、縦４００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚み１００ｍｍの吹付けパネルに吹付け施工を行い乾燥後の施工体について行った。【００４７】
表２からわかるように、実施例１〜３で急結剤の添加角度が３０度から８５度以下の場合、急結剤の添加角度が８５度の場合にＹ字管の内壁に若干の付着が見られる点を除き、良好な施工性が得られた。比較例１では、急結剤の添加角度が９０度であり、この場合には、急結剤を添加した下流部の吹付け材料の付着が大きく閉塞傾向となり、また吐出時に脈動現象が見られた。また、リバウンドロス量が多く、施工体の切断面観察でラミネーションと充填不良が見られた。また、実施例１〜３では、添加する施工水量が比較例１に対して少なく、施工体の耐火物としての性能が優れていることがわかる。【００４８】
表３では、急結剤の添加角度を３０度とし、実施例４〜６で表１に示した各不定形耐火組成物１〜３を使用して吹付け施工方法で実施した。さらに、比較例２〜４では、各不定形耐火組成物１〜３を流し込み施工して試験を行った。流し込み施工は、縦４０ｍｍ×横１６０ｍｍ×厚み４０ｍｍの形体で厚み方向に鋳込んで乾燥し物性を測定し、かつ厚み方向の切断面を観察した。【００４９】
表３からわかるように、本発明の吹付け施工方法によれば、成分及び添加施工水量の異なる種々の不定形耐火組成物を使用しても、急結剤注入口やその下流部での閉塞がなく、かつ得られる施工体の断面が良好であった。さらに、同じ各不定形耐火組成物を使用して流し込み施工した施工体との比較でも遜色なく良好な物性を有していることがわかる。【００５０】
【表１】
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【００５１】
【表２】
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【００５２】
【表３】
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なお、２００５年３月３０日に出願された日本特許出願２００５−０９９１９１号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【図１】
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【国際調査報告】
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