(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性骨材、耐火性粉末及び分散剤を含む粉体組成物に水を加えて、混練されてなり、かつ、上端内径５０ｍｍ、下端内径１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍで上下端が開口した円錐台形状のコーン型に流し込み、コーン型を上方に抜き取って６０秒間静置したときの広がり直径が１６５ｍｍ以上である自己流動性を有する不定形耐火物の坏土を圧送ポンプと圧送配管によってロータリーキルンの内側に置いた吹付けノズルに圧送し、吹付けノズルの近傍で坏土中に圧縮空気と急結剤を注入しつつ、ロータリキルンの高温帯を含む内壁面に坏土を吹付け施工することを特徴とするロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法。
【請求項２】
内壁面をロータリーキルンの回転軸に平行な長い仕切り枠で円周方向に複数の分割壁面に仕切り、各分割壁面毎に吹付け施工する請求項１記載の吹付け施工方法。
【請求項３】
内壁面をロータリーキルンの円周方向の仕切り枠で回転軸方向についても複数の分割壁面に仕切り、各分割壁面毎に吹付け施工する請求項２記載の吹付け施工方法。
【請求項４】
高温帯の内壁面に吹付け施工する耐火ライニングの少なくとも一部分を、気孔率が大きい断熱性の耐火ライニングと気孔率が小さい耐火ライニングの複層構造とする請求項１〜３のいずれか記載の吹付け施工方法。
【請求項５】
前記耐火性粉末が平均粒子径１０μｍ以下の耐火性超微粉を含む請求項１〜４のいずれか記載の吹付け施工方法。
【請求項６】
高温帯の内壁の少なくとも内側に吹付け施工された耐火ライニングの見掛け気孔率が１４％以下である請求項１〜５のいずれか記載の吹付け施工方法。
【請求項７】
不定形耐火物の坏土が、耐火性骨材及びアルミナセメントを含む耐火性粉末からなる乾量基準の粉体組成物１００重量部に対して１２重量部以下の水を混合したものである請求項１〜６のいずれか記載の吹付け施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法に関し、特に、セメントの製造や廃棄物の焼却に使用されるロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物焼却用のロータリーキルンは、都市ごみ、下水汚泥、産業廃棄物等、多種多様の廃棄物を燃料としているため、温度変動の範囲が広く、雰囲気も様々に変化する。また、セメント用のロータリーキルンでも各種の廃材が燃料として使用されている。このため、ロータリーキルンの耐火ライニングには化学的耐食性、耐摩耗性、耐熱衝撃性などの特性が要求される。
【０００３】
これらの要求特性を充たすには、気孔率が小さく強度の大きい耐火ライニングが必要である。このため、ロータリーキルンの耐火ライニングには定形耐火物のライニング又は気孔率の小さい耐火物を施工できる流し込み耐火物が採用されている。流し込み耐火物は定形耐火物のライニングと比べてその施工工事の省力化が可能であるが、現在は次のような手順の施工方法が採用されている。
【０００４】
すなわち、ロータリーキルンの内壁面をその円周方向に概ね均等に分けて８〜２０の分割壁面とし、耐火ライニングを施工する部分の分割壁面をロータリーキルンを回転させてその下方に配置し、この分割壁面の箇所のロータリーキルンの鉄皮（以下、ケーシングという）に型枠を固定する。次に、ケーシングと型枠で囲まれた空間に流し込み耐火物の坏土を投入し、バイブレータで坏土に振動を与えて流し込み施工する（工程１）。この場合、分割壁面の数を多くすれば内側の型枠（円筒面を有する）の使用を省略できるがその分工数が多くなる。他方、分割壁面の数を少なくすると施工後の耐火物の内周面を形成する内側の型枠が不可欠である。
【０００５】
次に、最初の施工箇所がある程度硬化したら型枠を取り外し、ロータリーキルンを回転させて次の分割壁面が下方にくるように移動する（工程２）。再び上述の工程１を繰り返して次の分割壁面を施工する。以後はこの工程１と工程２を繰り返してロータリーキルンの内壁面を全周にわたって施工する。
【０００６】
この施工方法では、工程１で施工した流し込み耐火物がある程度硬化して型枠が取り外せるようになるまでの待ち時間が長く（通常１２時間程度）、分割壁面の数だけ工程を繰り返す必要があるため施工に要する時間が非常に長くなるという問題がある。
【０００７】
さらに内壁面をロータリーキルンの軸方向にも分けて施工する場合は、上記工程１で円周方向にも型枠を設け、最初の分割壁面に流し込み施工して、この流し込み耐火物が硬化後に型枠を取り除いて、次の分割壁面に型枠を固定してから次の流し込み施工をする工程を繰り返す必要があるので、施工に要する時間はさらに長くなる。
【０００８】
ロータリーキルンに耐火ライニングを吹付け施工すると、型枠と比べて簡易な構造の仕切り枠を設ければ足りるため、流し込みによる施工法と比べて省力化と工期の短縮を同時に達成できるという利点がある。しかし、従来行われている耐火物の吹付け施工方法は、乾いた粉体の坏土又は流動性がない湿らせた坏土を空気流に乗せて配管で吹付けノズルに送り、吹付けノズルの箇所で水分を注入する乾式又は半湿式と呼ばれる方法（特開昭６２−３６０７０他）であるため、気孔率が充分小さく（嵩比重が大きく）、強度と耐食性に優れた吹付け耐火物を施工できなかった。
【０００９】
すなわち、従来の吹付け施工方法では、坏土中の細かい粒子の分散が不十分な状態で吹付け施工されるため、坏土中に多くの空気が取り込まれて気孔率が大きく嵩比重の小さい耐火物になる。このため、ロータリーキルンの内壁面に吹付け施工するとしても、高温帯の内壁には使えず、使用時の温度が比較的低く、耐食性をあまり必要としない一部の内壁の施工に限られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の有する前述の問題点を解決し、ロータリーキルンの耐火ライニングを、その高温帯の内壁を含めてすべて吹付け施工し得る耐火ライニングの吹付け施工方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法は、耐火性骨材、耐火性粉末及び分散剤を含む粉体組成物に水を加えて、混練されてなり、かつ、上端内径５０ｍｍ、下端内径１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍで上下端が開口した円錐台形状のコーン型に流し込み、コーン型を上方に抜き取って６０秒間静置したときの広がり直径が１６５ｍｍ以上である自己流動性を有する不定形耐火物の坏土を圧送ポンプと圧送配管によってロータリーキルンの内側に置いた吹付けノズルに圧送し、吹付けノズルの近傍で坏土中に圧縮空気と急結剤を注入しつつ、ロータリキルンの高温帯を含む内壁面に坏土を吹付け施工することを特徴とする。
【００１２】
本発明の吹付け施工方法では、不定形耐火物用組成物に水を加えて混練した自己流動性を有する坏土を、圧送ポンプと圧送配管で吹付けノズルに圧送して吹付け施工するので、坏土中に含まれる細かい粒子の分散状態がよく、吹付け施工時に坏土中に巻き込まれる空気が少ないことによって気孔率が小さく、嵩比重の大きい耐火物を吹付け施工できる。気孔率が小さく嵩比重の大きい耐火物を吹付け施工できるので、ロータリーキルンの高温帯の耐火ライニングに使用しても従来の流し込み施工による不定形耐火物と同様の耐用を示す。
【００１３】
この自己流動性を有する坏土は、予め所要量の水分を混合した坏土であり、このように予め所要量の水分を混合しておくことによって坏土中の水の分布が均等となり、圧縮空気を注入する前の坏土中には粒子の周囲に随伴する空気がほとんどなく、坏土にキャリアーとして圧縮空気を注入したときに巻き込まれる気泡も、そのほとんどが吹付け施工時に坏土外に放出されるので、気孔率が小さい施工体となる。
【００１４】
坏土の流動性はコーン型を用いて評価することができる。すなわち、水を加えて混練した直後の坏土を、上端内径５０ｍｍ，下端内径１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍで上下端が開口した円錐台形状のコーン型に流し込み、コーン型を上方に抜き取って６０秒間静置したときの広がり直径（２方向の広がりを測定した平均値、以下フロー値という）で表示する。坏土はフロー値が１６５ｍｍ以上あれば自己流動性を呈する。しかし、圧送ポンプと圧送配管で混練された坏土を施工現場へ容易かつ閉塞することなく送れるように、坏土のフロー値は１８０ｍｍ以上とするのが好ましい。流動性の測定は約２０℃の室内において、約２０℃の水を使用し、混練後３分以内で完了する。
【００１５】
吹付けノズルの近傍で坏土に急結剤を注入するのは、壁面に吹付けた坏土が壁面で流れ落ちないように硬化させるためであり、急結剤はアルミン酸ソーダ等の粉末状のものを圧縮空気とともに坏土に注入するのが好ましい。本発明の吹付け施工方法によれば、施工する壁面が垂直な壁や概ね垂直な曲面であっても問題なく吹付け施工でき、従来の乾式又は半乾式の吹付け施工方法と比べて周囲にまき散らされる粉塵の量が顕著に少ない。
【００１６】
なお、急結剤の坏土中への注入箇所は圧縮空気と同じ箇所でもよいが、好ましくは、圧縮空気の注入口の下流とする。急結剤は坏土を急速に硬化させる目的で注入するものであり、坏土を急速に硬化させる急結剤であるため、坏土の硬化によって配管中における坏土の圧送抵抗が大きくならないように、急結剤の坏土への注入箇所は吹付ノズルの近傍とする。
【００１７】
坏土に注入する急結剤としては、水溶液の急結剤も使用できるが、吹付施工する坏土中の水分量を必要最小限に留めて施工体の気孔率を小さくするため、好ましくは粉末を使用する。粉末の急結剤は、好ましくは圧縮空気をキャリアーとして急結剤注入口から坏土中に注入する。水溶液の急結剤を坏土に注入するときはなるべく濃い水溶液を使用するのが好ましい。急結剤は、坏土中に急結剤が均一に分散するように圧縮空気で吹いて圧縮空気をキャリアーとして坏土中に注入するのが好ましい。
【００１８】
急結剤としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等のアルカリ金属のアルミン酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム等の炭酸塩、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩、ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 、１２ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 、３ＣａＯ・３Ａｌ2 Ｏ・ＣａＦ2 、１１ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＦ2 等のカルシュームアルミネート類、酸化カルシューム、水酸化カルシュームおよびこれらの複合物または混合物から選ばれる１種以上が好ましく使用できる。
【００１９】
これらの急結剤のうちで、入手が容易であって安価であり、かつその急結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または水溶液を使用するのが特に好ましい。
【００２０】
急結剤の注入量は、水と分散剤を除く乾量基準の粉体組成物１００重量部に対して、０．０５〜３重量部とするのが好ましい。０．０５重量部より少ないと、効果が大き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坏土が流れ落ちることになり、３重量部を超えて多く注入すると急速に硬化して吹付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。
【００２１】
また、施工する内壁面に仕切り枠を設けて分割した各分割壁面毎に順次施工するのが好ましいが、流し込み耐火物のように内壁の内周面を形成する型枠を必要としない。仕切り枠を設けて分割壁面毎に施工する場合も、少ない数の仕切り枠でよく、分割壁面の数が少ない分だけ工程数が少なくて済む。さらに、小型のロータリーキルンを吹付け施工する場合には、内壁面に仕切りを全く設けずに耐火ライニングを吹付け施工してもよい。
【００２２】
本発明の好ましい耐火ライニングの吹付け施工方法では、内壁面をロータリーキルンの回転軸と平行な長い仕切り枠で円周方向に複数の分割壁面に仕切り、各分割壁面毎に吹付け施工する。内壁面を複数の分割壁面に仕切れば、一度に供給できる坏土の量や、連続して吹き付け施工しうる作業時間に合わせて分割壁面の大きさを選定することができる。従って、大型のロータリーキルンを施工する場合は、内壁面を分割して施工するのが好ましい。施工する耐火ライニングの厚さと同じ高さの仕切り枠を分割壁面の周囲に設けておけば、施工中の耐火物の厚さを施工しながら目測することができ、均等な厚さの耐火ライニングの吹き付け施工が容易である。
【００２３】
ロータリーキルンの広い内壁を一体の耐火ライニングで施工した場合、その稼働時には高温に加熱される内周部の耐火物が低温の鉄皮側の耐火物や鉄皮と比べて温度が高い分だけ余計に熱膨張する。このため、耐火ライニングの表面からスコアーラインと呼ばれる幅が２〜３ｍｍの切れ目をダイヤモンドソーで軸方向に入れて膨張代としているが、ベニヤ板などの２〜３ｍｍの厚さの仕切り枠を先に吹付け施工した分割壁との境界に取り付けた状態で吹付け施工すれば、仕切り枠は使用時に焼失して膨張代となり、仕切り枠を取除いたりダイヤモンドソーで切れ目を入れる作業を省略できる。
【００２４】
本発明の好ましい耐火ライニングの吹付け施工方法は、内壁面をロータリーキルンの回転軸に平行な長い仕切り枠で円周方向に４つ又は６つの分割壁面に概ね均等に仕切り、互いに対向する分割壁面を概ね同じ高さの位置に配置してそれぞれを吹付け施工し、次いで、４つの分割壁面に仕切る場合にはロータリーキルンを概ね９０°回転させ、６つの分割壁面に仕切る場合にはロータリーキルンを概ね６０°回転させて残りの分割壁面を順次吹付け施工する。内壁面を円周方向に仕切って各分割壁面毎に吹付け施工する場合、分割壁面の数を好ましくは４つ又は６つとする。この数に分割すると、吹付け施工は作業が容易な概ね垂直な壁面に対して行えばよく、施工に際してロータリーキルンを９０°又は６０°回転させる回数はそれぞれ１回又は２回と少なくてすむ。
【００２５】
ロータリーキルンの高温帯の部分と低温帯の部分の吹付け施工条件を変えて吹き付け施工する場合や、あまり長い分割壁面を一度に施工するのが不適当な場合等には、ロータリーキルンの内壁面を円周方向の仕切り枠で回転軸方向についても複数の分割壁面に仕切り、各分割壁面毎に吹付け施工するのが好ましい。
【００２６】
また、高温帯の内壁面に吹付け施工する耐火ライニングの少なくとも一部分を、気孔率が大きい断熱性耐火ライニングと気孔率が小さい耐火ライニングの複層構造とすれば、高温帯を囲む鉄皮（ケーシング）が過熱するのを防止でき、熱エネルギーを有効利用することができる。この場合には、気孔率が大きい断熱性耐火ライニングを鉄皮側に施工し、気孔率が小さい耐火ライニングを内周側に施工する。
【００２７】
本発明の好ましい耐火ライニングの吹付け施工方法では、高温帯の内壁の少なくとも内側に吹付け施工された気孔率が小さい耐火ライニングの見掛け気孔率が１４％以下である。気孔率が小さい耐火ライニングを施工するには、自己流動性を有する坏土中の水の量を少なくすればよい。見掛け気孔率が小さく嵩比重の大きい耐火物が吹き付け施工できれば、耐火ライニングの耐用がよい。
【００２８】
本発明の好ましい耐火ライニングの吹付け施工方法は、不定形耐火物の坏土が、耐火性骨材及びアルミナセメントを含む耐火性粉末からなる乾量基準の粉体組成物１００重量部に対して１２重量部以下の水を混合したものとする。坏土中の水の混合量は、配合してある耐火性骨材の嵩比重、気孔率および粒度分布と、耐火性粉末の構成にもよっても変わるが、好ましくは乾量基準の粉体組成物１００重量部に対して４〜１０重量部である。この構成を充たす坏土とすれば、良好な自己流動性を有する坏土が得られ、ピストン式ポンプと圧送配管で坏土を吹付けノズルへ容易に圧送することができ、吹付けノズル近傍でこの坏土に圧縮空気と急結剤を注入しつつ吹付け施工して、見掛け気孔率の小さい施工体が得られる。
【００２９】
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、バン土頁岩、シャモット、珪石、ロウ石、カイヤナイト、パイロフィライト、シリマナイト、アンダリュサイト、クロム鉱石、スピネル、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、クロミア、窒化珪素、窒化アルミニューム、炭化珪素、炭化硼素、黒鉛などの炭素、硼化チタンおよび硼化ジルコニュームから選ばれる１種以上が好ましい。
【００３０】
耐火性粉末としては、アルミナセメント、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、珪石、パイロフィライト、シリマナイト、アンダリュサイト、クロム鉱石、スピネル、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、クロミア、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、炭化硼素、硼化チタン、硼化ジルコニウムおよびヒュームドシリカ等の無定形シリカから選ばれる１種以上であって平均粒子系が３０μｍ以下のものが好ましい。
【００３１】
これらの耐火性粉末の一部として、アルミナの平均粒径が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、および、ヒュームドシリカ等の平均粒子径が１０μｍ以下、好ましくは１μｍ以下の耐火性超微粉を使用すると、坏土中の水の量を減らすことができ、かつ坏土に良好な流動性を付与できる。
【００３２】
耐火性粉末の一部として、アルミナセメントを使用すれば、アルミナセメントが不定形耐火物の結合剤として機能し、施工体は常温から高温までの広い範囲において強度を保持できる。
【００３３】
分散剤としては、使用する耐火性粉末および耐火性骨材の種類に合わせて選定した粉末状のものを粉体組成物に配合しておくことが好ましい。分散剤としては、ポリメタリン酸塩類、ポリカルボン酸塩類、ポリアクリル酸塩類およびβ−ナフタレンスルホン酸塩類から選ばれる１種以上が好ましく、粉体組成物の耐火性粉末と耐火性骨材の合量１００重量部に対して０．０２〜１重量部添加しておくのが好ましい。
【００３４】
圧送ポンプとしては、市販品を入手できることから、ピストン式又はスクイーズ式の圧送ポンプを使用するのが好ましい。スクイーズ式とは、ダイヤフラムを圧縮空気で駆動するダイヤフラム式ポンプ、弾性を有するチューブをローラでしごいて坏土を圧送するポンプ等をいう。これらの圧送ポンプとしては、圧送する坏土の脈動が小さくなる様に、好ましくは複数のダイヤフラム、複数のチューブ又は複数のピストンを備えた圧送ポンプを使用するのが好ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法の実施の形態の例を図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は、ロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法の一例を説明するための、ロータリーキルンの回転軸と直交する切断面による断面図である。
【００３７】
まず、図１（Ａ）に示すように、ロータリーキルンの円筒状ケーシング（以下ケーシングと記す。）１の内壁面に仕切り枠３１、３２、３３、３４を円周方向に概ね９０度ピッチで取り付け、均等に４分割された分割壁面２１、２２、２３、２４を形成する。仕切り枠３１、３２、３３、３４は、鉄板製または木製でよく、ケーシング１に取り付けられた図示しないアンカー等に適宜固定する。
【００３８】
その後、図１（Ｂ）に示すように、架台５をケーシング１の長手方向に設置して吹付け時の足場とし、仕切り枠３１、３２で仕切られたキルン長手方向の分割壁面２１および仕切り枠３３、３４で仕切られたロータリーキルン長手方向の分割壁面２３に耐火ライニング４１および４２をそれぞれ吹付け施工する。
【００３９】
さらに、耐火ライニング４１および４２の硬化後に仕切り枠３１、３２、３３、３４を取り外さないでそのまま、又は取り外してから架台５を除去し、ケーシング１を図示しないロータリーキルンの回転手段により、９０゜（本実施の形態では、時計周りに）回転する。
【００４０】
次に、図１（Ｃ）に示す架台７をケーシング１の長手方向に設置して足場とし、仕切り枠３１，３２，３３，３４又は耐火ライニング４１および４２の硬化後の円周方向端面からなる吹付け施工体の打ち継ぎ面６に挟まれたキルン長手方向の分割壁面に耐火ライニング４３および４４を吹付け施工する。
【００４１】
本実施の形態では、吹付け位置が概ねケーシング１の立上り位置にあるため、吹付け時のリバウンドロスが少なく、吹付けノズルを操作する作業者の作業性も良好である。さらに、ケーシング内壁面を円周方向に均等に４分割とすることで、吹付けを完了するまでのロータリーキルンの回転が、１回で済むため、作業工数が少ない。
【００４２】
さらに、本実施の形態では、ケーシングの内壁面を円周方向に均等に４分割したが、これに限定されること無く、６分割、８分割等でも実施できる。
【００４３】
本実施の形態では、ロータリーキルンの長手方向の分割壁面に耐火ライニングを吹付け施工する時、回転軸方向に少なくとも１箇所以上の打ちつぎ面もしくは仕切り枠が焼失した隙間あるいは、スコアーラインを設けることで、キルン熱上げ時に発生する耐火ライニングとケーシングの熱膨張差を緩和したり、キルン熱上げ後に発生するクラックを止めたりすることができ、好ましい。ここで、回転軸方向に分割するときは、円周方向に仕切り枠を設置すればよい。また、スコアーラインは硬化後の耐火ライニングにダイヤモンドカッター等で切り込み（通常耐火ライニングの表面より厚みの１／３程度）を入れれば良い。
【００４４】
また、気孔率が大きく熱伝導率の小さな断熱性の吹付け材をケーシング側に施工し、円周側を気孔率が小さい耐火ライニングとした２層構造、あるいは多層構造で施工して断熱性を付与することもできる。この場合は、まず図１（Ｂ）の耐火ライニング４１、４２を厚み方向に多層構造とし、まず断熱性の吹付け材を所定厚みとなるまで吹付け、その後気孔率が小さい耐火ライニングを吹付ければよい。次いで、ロータリーキルンを９０゜まわして図１（Ｃ）の耐火ライニング４３、４４も同様に２層構造あるいは多層構造に施工すればよい。
【００４５】
ここで、多層構造に吹付け施工する場合は、断熱性の吹付け材の吹付け後、仕切り枠３１、３２、３３、３４を円周方向に１００ｍｍから２００ｍｍ程度ずらして耐火ライニングを吹付け施工することにより打ち継ぎ面を屈曲させておくのが好ましく、これにより打ち継ぎ面が連通した隙間になってケーシングが過熱することによるロータリーキルンの損傷を防ぐことができる。
【００４６】
断熱性の吹付け材としては、公知の乾式又は半湿式の吹付け耐火物を使用してもよいが、自己流動性の坏土を用いる完全湿式によるのが好ましく、これによって粉塵の発生を顕著に少なくできる。ケーシングの温度を特に低く抑えたい場合は、半径（厚み）方向に多層構造とし、外周部に熱伝導率の小さな断熱不定形耐火物を吹付け施工するのが好ましい。
【００４７】
図２は本実施の形態のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工で使用する施工装置の一例を示す図である。
【００４８】
この施工装置は、圧送ポンプ８、圧送ポンプの投入ホッパー８ａ、圧送配管９ａ、９ｂ、９ｃ、テーパー配管１０、吹付け配管１１、吹付けノズル１２、急結剤添加装置１３、圧縮空気注入口１４、圧縮空気の流量弁１５ａ、圧縮空気配管１５ｂ、急結剤注入口１６、急結剤搬送ホース１７を備えている。
【００４９】
まず、図示しないミキサーに投入した粉体組成物に所定量の水を加えて混練し坏土とする。この坏土を、圧送ポンプ８の投入ホッパー８ａに投入し、圧送ポンプ８で圧送する。
【００５０】
圧送ポンプ８により圧送された坏土には、圧送配管９ａ、９ｂおよびテーパー配管１０を通過後圧縮空気注入口１４の位置で圧縮空気が注入される。
【００５１】
圧縮空気注入口１４には、図示しない圧縮空気供給源と連結した圧縮空気配管１５ｂが接続されており、圧縮空気の流量弁１５ａで流量を制御し、圧縮空気の注入量を調整する。圧縮空気が注入された坏土は、圧送配管９ｃを通過し、急結剤注入口１６において急結剤が注入され、急速に自己流動性を失いつつ、吹付け施工に適した性状で吹付けノズル１２よりロータリーキルンの各分割壁面に吹付け施工される。
【００５２】
急結剤添加装置１３と、急結剤注入口１６は、急結剤搬送ホース１７で接続されており、所定量に流量調整された粉末状の急結剤が空気搬送される。急結剤添加装置１３は、ロータリーフィーダを用いた空気搬送方式によるものが最適であり、本実施の形態では、図示しない圧縮空気系が急結剤添加装置１３に接続されている。
【００５３】
なお、粉末状の急結剤を空気搬送する場合は、粉末に水分が吸着されると配管等へ付着して閉塞の原因となるため、空気除湿装置を通した乾燥空気で急結剤の搬送を行なうことが望ましい。また、液体の急結剤を使用する場合は、ダイアフラムポンプ、あるいはプランジャーポンプ等を急結剤添加装置１３の代わりに接続すれば良い。
【００５４】
本実施の形態では、圧送ポンプ８と急結剤の添加装置１３をロータリーキルン本体から離れた外部に配置し、ロータリーキルンの内部まで圧送配管９ａで配管し、さらに耐圧ホース等からなる圧送配管９ｂにロータリーキルンの内部で接続する。これによってロータリーキルン内部での吹付けノズル１２の操作を人手により自在に行うことができる。
【００５５】
本発明の施工方法では、吹付け施工時の坏土のだれ落ち、リバウンドおよび粉塵の発生が顕著に少なく、従来の不定形耐火物の吹付け施工方法と比べて施工歩留と作業環境が格段に良好であり、さらに流し込み施工法の際の型枠の取付けが簡単な仕切り枠の取付けで済み、顕著な省力化と工期の短縮が可能である。
【００５６】
【実施例】
以下の実施例では、圧送ポンプ８として、２つのピストンを備えるＰｕｔｚｍｉｓｔｅｒ社製コンクリートポンプＢＳＡ７０２を用いた。さらに、粉末急結剤を定量的に坏土に注入する急結剤添加装置１３として、テーブルフィーダを備える日本プライブリコ社製のＱガンを用いた。また、圧送ポンプ８の圧送速度を混練した坏土で３トン／時間に調整した。圧縮空気注入口１４および急結剤注入口１６への空気供給圧力は、それぞれ３〜６Ｋｇ／ｃｍ2 、２〜５ｋｇ／ｃｍ2 に適宜調整してロータリーキルン内壁面への吹付けを行なった。
【００５７】
なお、本実施例で使用された吹付け施工装置では、圧送ポンプ８から、圧縮空気注入口１４までの圧送配管９ａを寸法６５Ａで長さが３０ｍの鋼管、９ｂを寸法が６５Ａで長さが１５ｍの耐圧ホース、これに連通するテーパー配管１０を６５Ａから５０Ａに絞った長さ１ｍのテーパ鋼管とし、圧縮空気注入口１４から急結剤注入口１６までの圧送配管９ｃを寸法５０Ａで長さ１０ｍのゴムホースとし、急結剤注入口１６から吹付ノズル１２までの吹付配管１１を寸法５０Ａで長さが１ｍのゴムホースとして配管の内側に段差ができないように接続した。また、圧縮空気注入口１４急結剤注入口１６にはそれぞれＹ字管を取り付けた。なお、圧縮空気注入口１４及び急結剤注入口１６の形状は必ずしもＹ字管に限定されない。
【００５８】
耐火性骨材として、Ａｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 の含有量がそれぞれ４３重量％と５３重量％のシャモット質骨材で、粒径が１．６８〜５ｍｍの粗粒を１３重量部、０．１〜１．６８ｍｍの中粒を２１重量部、Ａｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 の含有量がそれぞれ５９重量％と３７重量％のアルミナ質骨材で、粒径が１．６８〜５ｍｍの粗粒を１０重量部、０．１〜１．６８ｍｍの中粒を１５重量部、Ａｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 の含有量がそれぞれ８９重量％と７重量％のボーキサイト質骨材で、平均粒径が０．０２ｍｍの細粒を２９重量％使用した。
【００５９】
耐火物の結合部を構成する耐火性粉末として、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯの含有量がそれぞれ７４重量％と２４重量％で平均粒径が５．６μｍのアルミナセメントを４重量部、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量が９９．６重量％で平均粒径が４．３μｍのバイヤーアルミナを３重量部、ＳｉＯ2 の含有量が９３重量％で平均粒径が０．８μｍのヒュームドシリカを５重量部用いた。
【００６０】
さらに、上記の耐火性骨材と耐火性粉末の合量１００重量部に対して、Ｐ2 Ｏ5 とＮａ2 Ｏの含有量がそれぞれ５８重量％と４２重量％の粉末状トリポリ燐酸ナトリウムを０．１重量部、分散剤として粉体組成物に添加した。
【００６１】
耐火性骨材、耐火性粉末及び分散剤を調合して粉体組成物とし、耐火性骨材と耐火性粉末の含量１００重量部に対して６．８重量部の水を粉体組成物に加え、５００ｋｇ容量のボルテックスミキサー中で３分間混練して坏土とした。各坏土の流動性は、混練した直後の各坏土を上端内径５０ｍｍ、下端内径１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍで上下端が開口した円錐台形状のコーン型に流し込み、コーン型を上方に抜き取って６０秒間静置したときの広がり直径の最大部と最小部に対し９０度の位置の２方向についてノギスで測定し、その平均値を測定したフロー値は２４０ｍｍであり十分な自己流動性とポンプ圧送性を有していた。
【００６２】
急結剤には、粒径が８００μｍ以下で平均粒径が約１５０μｍの粉末であって、アルミン酸ナトリウム（約２０％の結晶水を含む）と炭酸ナトリウムを３：１の重量比で含むものを用い、急結剤添加装置１３により、耐火性骨材と耐火性粉末の含量１００重量部に対して０．３重量部となるように添加した。すなわち、図２の吹付施工装置を使用し、ロータリーキルンの内壁面を模した鋼製の壁面に約２００ｍｍの厚さに吹付け施工した。
【００６３】
壁面に吹付け施工後、概ね２０℃前後の気温下で２４時間放置した施工体から約３０ｃｍ×３０ｃｍ×１５ｃｍの寸法の試料を採取し、採取した試料を１１０℃で２４時間乾燥した。次に、ＪＩＳ−Ｒ２２０５に規定された方法に準じてこの試料の見掛け気孔率と嵩比重を測定したところ、それぞれ１２％と２．５０であった。この値は、ミキサー中で３分間混練した同じ坏土を内寸４ｃｍ×４ｃｍ×８ｃｍの型枠に流し込み成形して得た施工体について求めた見掛け気孔率と嵩比重である１２％と２．４９と殆ど同じである。
【００６４】
上述の結果から分るように、本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法によれば、得られる施工体の気孔率と嵩比重の値は流し込み施工され不定形耐火物の施工体の気孔率と嵩比重の値と比べて遜色がない。耐火物の重要な使用特性である耐食性が耐火物の見掛け気孔率によって大きく左右されることから、本発明のロータリーキルン用耐火ライニングの吹付け施工方法を採用すれば、流し込み施工された不定形耐火物の施工体と比べて遜色のない優れた、耐食性を有する不定形耐火物をロータリーキルンの内壁面に吹付け施工できる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付施工方法によれば、流し込みによる施工方法と比べ、簡易な仕切り枠を使用すれば済み、型枠が不要であるなどによって顕著な省力化を達成でき、施工体が速やかに硬化するため工期を顕著に短縮できるという利点がある。また、この耐火ライニング吹付け施工体は、従来の吹付け施工法による嵩比重の小さい不定形耐火物の施工体と比べて耐火物特性が顕著に優れているので、ロータリーキルン内壁の高温帯への施工に適する。
【００６６】
さらに、吹付け施工時のリバウンドによるロスが非常に少ないので不定形耐火物の施工歩留が良く、粉塵がほとんど発生しないので作業環境も良好である。省力化と良好な作業環境の確保は、今後の産業の存続と発展に不可欠な条件でもあるので、その産業上の価値は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法の一例を説明するための回転軸に直交する方向の断面図である。
【図２】本発明のロータリーキルン耐火ライニングの吹付け施工方法で使用する施工装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１…ケーシング
５、７…架台
６…打ち継ぎ面
８…圧送ポンプ
８ａ…圧送ポンプの投入ホッパー
９ａ、９ｂ、９ｃ…圧送配管
１０…テーパ配管
１１…吹付け配管
１２…吹付けノズル
１３…急結剤添加装置
１４…圧縮空気注入口
１５ａ…圧縮空気の流量弁
１５ｂ…圧縮空気配管
１６…急結剤注入口
１７…急結剤搬送ホース
２１、２２、２３、２４…分割壁面
３１、３２、３３、３４…仕切り枠
４１、４２、４３、４４…耐火ライニング
【図１】
0003861130.tif 000002
【図２】
0003861130.tif 000003