粉體速凝劑及不定形耐火物的噴附施工方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于，在不定形耐火物的噴附施工中，提高在耐火組合物中通過氣流運送添加的速凝劑的運送性，同時提高速凝劑與耐火組合物的混合性。本發(fā)明在于提供一種粉體速凝劑，其為在耐火物的噴附施工時使用，通過配管(17)將耐火組合物朝向噴嘴(13)進行氣流運送時，在噴嘴(13)或噴嘴跟前向所述耐火組合物中通過氣流運送所添加的粉體速凝劑，其特征在于，含有使所述耐火組合物固化的第1粉體材料和作為耐火原料的第2粉體材料，所述第2粉體材料含有5質量％以上粒徑超過0.5mm的粒子，且30質量％以上粒徑為0.1mm以上的粒子。
【專利說明】粉體速凝劑及不定形耐火物的噴附施工方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及在不定形耐火物的噴附施工中，在配管內進行氣流運送的耐火組合物 中添加的粉體速凝劑及不定形耐火物的噴附施工方法。

【背景技術】
[0002] 在鐵水包、轉爐等的熔融金屬容器中，在鐵皮內面施加耐火物。該耐火物處于因熔 融金屬所包含的熔渣而受到熔損或因熔融金屬的進出而暴露于熱沖擊中而易被破壞的環(huán) 境中。因此，耐火物被破壞時，噴附不定形耐火物來進行損耗部分的修補。
[0003] 作為損耗部分的修補方法，已知有下述施工方法，即在構成不定形耐火物的耐火 組合物中添加所需量的施工水并混煉后，向噴嘴中進行氣流運送，并在噴嘴或噴嘴跟前添 加速凝劑來進行噴附（例如，參照專利文獻1、2)。作為此時使用的速凝劑，可列舉熟石灰、 鋁酸鈉、鋁酸鉀、硅酸鈉、硅酸鉀、磷酸鈉等。 現(xiàn)有技術文獻 專利文獻
[0004] 專利文獻1日本特開2009-047317號公報 專利文獻2日本特開2011-214762號公報 專利文獻3日本特開2000-226268號公報


【發(fā)明內容】

[0005] 在上述的專利文獻1、2中，速凝劑通過空氣壓縮機在配管內進行氣流運送，在噴 嘴中混和于耐火組合物。此時，由于熟石灰等的速凝劑幾乎為100 μ m左右以下的微粉，所 以與耐火性組合物混和時，相對于耐火組合物而難以混入，從而存在速凝劑與耐火組合物 不能充分混合這樣的問題。
[0006] 此外，由于速凝劑為微粒，所以具有易于附著到配管內的特性。當微粒的粒子附著 于配管內時，還存在附著的部分從設計上的配合成分中脫落這樣的問題。
[0007] 對于速凝劑與耐火組合物不能充分混合這樣的問題，認為有例如專利文獻3中記 載的方法：通過將在粉末速凝劑中混合了耐火物微粉的物質在噴嘴內添加到耐火組合物 中，從而將粉末速凝劑均勻混合到耐火組合物中，并使噴附施工穩(wěn)定的方法。
[0008] 然而，即使為專利文獻3的方法，有時耐火組合物與粉末速凝劑的混合性仍不充 分，附著率并未提高。此外，在專利文獻3的方法中，存在配管內微粒附著的抑制不充分，配 管內速凝劑附著從而堵塞這樣的問題。
[0009] 本發(fā)明所要解決的課題在于，在進行不定形耐火物的噴附施工時，在耐火組合物 中通過氣流運送添加速凝劑的情況下，提高速凝劑和耐火組合物的混合性，同時防止粉體 速凝劑向配管附著。
[0010] 鑒于上述課題，本
【發(fā)明者】等進行了深入研宄，結果發(fā)現(xiàn)在專利文獻3中，在粉末速 凝劑中混合的耐火物微粉的粒度對耐火組合物和速凝劑的混合性、配管內的附著性有很大 影響，進一步令人吃驚的是，通過含有5質量％以上粒徑超過0. 5mm的粒子，且30質量％以 上粒徑為0. Imm以上、5mm以下的粒子，可提高速凝劑和耐火組合物的混合性，同時可防止 粉體速凝劑向配管附著，從而完成了發(fā)明。
[0011] 本發(fā)明的主旨如下。 (1) 本發(fā)明的粉體速凝劑為在耐火物的噴附施工時使用，通過配管將耐火組合物朝向 噴嘴進行氣流運送時，在所述噴嘴或噴嘴跟前向所述耐火組合物中通過氣流運送所添加的 粉體速凝劑，其特征在于，含有使所述耐火組合物固化的第1粉體材料和作為耐火原料的 第2粉體材料，所述第2粉體材料含有5質量％以上粒徑超過0. 5mm的粒子，且30質量％ 以上粒徑為0. Imm以上、5mm以下的粒子。 (2) 此外，本發(fā)明的粉體速凝劑優(yōu)選在上述（1)中，所述第2粉體材料含有10質量％以 上粒徑為5mm以下且超過0. 5mm的粒子。 (3) 此外，本發(fā)明的粉體速凝劑優(yōu)選在上述（1)或（2)中，第1粉體材料和第2粉體材 料為以質量比計從1 :3到3 :1的比例，換言之第1粉體材料和第2粉體材料的總量為100 質量％時，含有第1粉體材料25?75質量％、第2粉體材料75?25質量％。 (4) )此外，本發(fā)明的粉體速凝劑優(yōu)選在上述（1)?（3)中的任一種中，所述第1粉體材 料為選自熟石灰、鋁酸鹽、硅酸鹽、氫氧化鎂、普通水泥、硫酸礬土、碳酸鈣、氯化鈣、氧化鈣、 氫氧化鈣及磷酸鈉中的1種或2種以上。 (5) 此外，本發(fā)明的粉體速凝劑優(yōu)選在上述（1)?（4)中的任一種中，所述第2粉體材 料為選自氧化鋁質、二氧化硅質、氧化鋁-二氧化硅質、氧化鋁-尖晶石質、氧化鋁-氧化鎂 質、氧化鋁-碳質、氧化鋁-碳化硅質、氧化鋁-碳化硅-碳質、氧化鎂質、氧化鎂-碳質、碳 質、碳化硅質、氮化硅質、氧化鋯質、氧化鈣質、白云石質、氧化鉻質、氧化鉻-氧化鎂質、氧 化鎂-石灰質及氧化鎂-氧化鋁質中的1種或2種以上的耐火材料。 (6) 此外，本發(fā)明為使用了上述（1)?（5)中任一項所述的粉體速凝劑的不定形耐火物 的噴附施工方法，其特征在于，在通過配管進行氣流運送而從噴嘴噴出的耐火組合物中在 所述噴嘴內或所述噴嘴跟前的配管內將所述粉體速凝劑通過氣流運送進行添加。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的粉體速凝劑，由于第2粉體材料含有5質量％以上粒徑超過0. 5mm 的粒子，且30質量％以上粒徑為0. Imm以上的粒子，所以粉體速凝劑的粒子具有相對于耐 火組合物易于混入的特性，其結果，可提高粉體速凝劑和耐火組合物的混合性。
[0013] 此外，即使在第1粉體材料附著于配管內的情況下，第2粉體材料中粒徑大于第1 粉體材料的粒徑〇. Imm以上的粒子發(fā)揮將附著于配管的第1粉體材料削落的效果。特別是 對于粒徑超過〇. 5_的粒子，其效果明顯。據(jù)此，可預防第1粉體材料附著于配管內。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為表示本發(fā)明的粉體速凝劑所適用的不定形耐火物的噴附施工裝置的一個 例子的示意圖。 圖2為表示噴附材料向施工面的附著率和噴附施工體的表觀氣孔率的關系的圖。 符號說明 1噴附施工裝置 11氣流式原料運送構件 12材料混煉構件 13噴嘴 14速凝劑供給構件 15、16、17、18 配管

【具體實施方式】
[0015] 首先，對本發(fā)明的粉體速凝劑所適用的不定形耐火物的噴附施工進行說明。
[0016] 圖1為表示不定形耐火物的噴附施工裝置的一個例子的示意圖。圖1所示的噴附 施工裝置1為在鐵水包、轉爐等的內壁面將不定形耐火物進行噴附施工的裝置，具備氣流 式原料運送構件11、材料混煉構件12、作為材料噴附構件的噴嘴13及速凝劑供給構件14， 各構件經(jīng)由配管15、16、17、18而被連接。
[0017] 氣流式原料運送構件11為將構成不定形耐火物的耐火組合物用空氣壓縮機等通 過氣流進行運送的構件。雖省略了圖示，但在該氣流式原料運送構件11上設置有供給耐火 組合物的罐，從罐供給耐火組合物時，通過空氣壓縮機使用氣流使耐火組合物從配管15噴 出從而被運送至材料混煉構件12。在此，優(yōu)選配管15的內徑在30mm以上、50mm以下的范 圍內，配管15內的流速為10(m/s)以上、30(m/s)以下。
[0018] 在配管15的與材料混煉構件12的連接部上游側連接有配管16,在配管16的上游 側連接有空氣壓縮機，但省略了圖示。在該配管16的內部利用空氣壓縮機的氣流將霧狀的 水運出，以便在從配管16到配管15中的耐火組合物中添加霧狀的水。即，空氣壓縮機及配 管16作為水添加構件而發(fā)揮功能。
[0019] 材料混煉構件12將在通過氣流式原料運送構件11運送的耐火組合物中介由配管 16添加了水的材料進行攪拌混煉，噴嘴13將通過材料混煉構件12混煉的材料噴附于施工 面。經(jīng)混煉的材料從材料混煉構件12的出口，例如在長度5m?20m的配管17中進行氣流 運送而從噴嘴13被噴出。
[0020] 速凝劑供給構件14為將粉體速凝劑用空氣壓縮機等通過氣流進行運送的構件。 粉體速凝劑通過配管18進行氣流運送，在噴嘴13中被添加到噴嘴13內的耐火組合物（混 煉材料）中。粉體速凝劑的添加量相對于耐火組合物100質量％，通過外加而成為0.5? 10質量％左右。在此，優(yōu)選配管18的內徑在IOmm以上、20mm以下的范圍內，配管18內的 流速為l〇(m/s)以上、40(m/s)以下。
[0021] 作為通過這樣的噴附施工裝置1所使用的耐火組合物，其材質沒有特別限制，可 沒有問題地使用作為主要耐火原料的材質的氧化鋁質、二氧化硅質、氧化鋁-二氧化硅質、 氧化鋁-尖晶石質、氧化鋁-氧化鎂質、氧化鋁-碳質、氧化鋁-碳化硅質、氧化鋁-碳化 娃 -碳質、氧化鎂質、氧化鎂-碳質、碳質、碳化娃質、氮化娃質、氧化錯質、氧化媽質、白云石 質、氧化鉻質、氧化鉻-氧化鎂質、氧化鎂-石灰質、氧化鎂-氧化鋁質及上述組合的材質。 通常，選擇與成為噴附對象的耐火物具有類似的礦物組成的材質即可。
[0022] 接著，對在上述耐火組合物中添加的本發(fā)明的粉體速凝劑進行說明。
[0023] 本發(fā)明的粉體速凝劑含有使耐火組合物固化的第1粉體材料和作為具有耐火性 的耐火原料的第2粉體材料。
[0024] 此外，本發(fā)明的粉體速凝劑需要為干粉。這是因為在粉體速凝劑中添加水分時，施 工體的強度降低。
[0025] 作為第1粉體材料，優(yōu)選使用熟石灰、鋁酸鹽（鋁酸鈉、鋁酸鉀、鋁酸鈣）、硅酸鹽 (硅酸鈉、硅酸鉀）、氫氧化鎂、普通水泥、硫酸礬土、碳酸鈣、氯化鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、磷 酸鈉等公知的速凝劑或它們的組合。優(yōu)選第1粉體材料的大部分為粒徑0. 075mm以下。
[0026] 作為第2粉體材料，只要是耐火原料則其材質沒有特別限制，可沒有問題地使用 與上述耐火組合物相同的材質。例如，作為第2粉體材料，優(yōu)選使用氧化鋁質、二氧化硅質、 氧化鋁-二氧化硅質、氧化鋁-尖晶石質、氧化鋁-氧化鎂質、氧化鋁-碳質、氧化鋁-碳化 娃質、氧化錯 -碳化娃-碳質、氧化鎂質、氧化鎂-碳質、碳質、碳化娃質、氮化娃質、氧化錯 質、氧化鈣質、白云石質、氧化鉻質、鉻-氧化鎂質、氧化鎂-石灰質、氧化鎂-氧化鋁質各自 的耐火材質及上述組合的耐火材質。
[0027] 以下，第1粉體材料以熟石灰進行說明，第2粉體材料以氧化鋁進行說明。
[0028] 在本發(fā)明中，氧化鋁含有5質量％以上粒徑超過0. 5mm的粒子，且30質量％以上 粒徑為〇· Imm以上、5mm以下的粒子。
[0029] 據(jù)此，本發(fā)明所涉及的粉體速凝劑與不包含氧化鋁的粉體速凝劑、包含氧化鋁但 不滿足上述條件的粉體速凝劑進行對比，具有相對于耐火組合物易于混入的特性。該特性 起因于氧化鋁所包含的0. Imm以上的粒子在規(guī)定量以上存在。作為具體的理由之一，氧化 鋁所包含的〇. Imm以上的粒子比大部分熟石灰的粒徑大。進而，氧化鋁比熟石灰的比重大。 因此，氧化鋁所包含的規(guī)定量以上的0. Imm以上的粒子比熟石灰的動能高。這樣的話，氧化 鋁所包含的〇. Imm以上的粒子具有比熟石灰易于混入耐火組合物的特性。進而，由于超過 0. 5mm的粒子在規(guī)定量以上存在，從而作為速凝劑整體的動能進一步變大，具有易于混入耐 火組合物的特性。此外，由于熟石灰大部分為處于微粉域的小于0. 〇75_的粒子，所以具有 易于進入到氧化鋁的凹凸部分的性質。因此，熟石灰具有與氧化鋁的0. Imm以上的粒子一 起混入耐火組合物的性質。
[0030] 即，本發(fā)明所涉及的粉體速凝劑與不包含氧化鋁的粉體速凝劑進行對比，具有易 于混入耐火組合物的特性。據(jù)此，發(fā)揮提高粉體速凝劑和耐火組合物的混合性的效果。
[0031] 此外，由于氧化鋁所包含的0. Imm以上的粒子比微粉域熟石灰的粒徑大，所以發(fā) 揮將附著于配管的熟石灰進行削落的效果。在此，氧化鋁需要含有〇.1_以上的粒子。進 而，由于在配管內通過氣流運送而將速凝劑進行運送時，超過0. 5mm的粒子的動能大，超過 0. 5mm的粒子在規(guī)定量以上存在，從而可非常有效地防止配管附著。
[0032] 在氧化錯中，當0. Imm以上、5mm以下的粒子小于30質量％或超過0. 5mm的粒子小 于5質量％時，不能充分得到上述的效果。為了使上述混入的效果和削落的效果更為顯著， 優(yōu)選氧化鋁含有粗大的粒子，具體而言，優(yōu)選相對于氧化鋁的總量100質量％，至少含有10 質量％以上粒徑超過0. 5mm的粒子。
[0033] 此外，優(yōu)選氧化鋁中粗大粒子的粒徑的上限為5mm。氧化鋁中粗大粒子的粒徑的上 限受配管18的直徑的制約。在此，優(yōu)選配管18的直徑為約IOmm以上、20_以下。當配管 18的直徑小于IOmm時，由于直徑小，故而粉體速凝劑易于堵塞。此外，當配管18的直徑超 過20_時，伴隨著直徑的增加，需要增加用于將粉體速凝劑進行氣流運送的氣流流量（空 氣流量）。當空氣流量增加時，存在空氣將被施工體的面上的施工體吹走，從而施工體的附 著性降低這樣的問題。因此，優(yōu)選配管18的直徑為IOmm以上、20_以下。在此，在配管18 的直徑為IOmm的情況下，當氧化鋁的粒徑超過5mm時，氧化鋁堵塞于配管18的趨勢增高。 因此，優(yōu)選氧化鋁的粒徑為5mm以下。
[0034] 且，即使在含有粒徑超過5mm的氧化鋁的情況下，只要粉體速凝劑中超過5mm的含 量小于30質量％，則氧化鋁堵塞的可能性低，為可實用的水平。
[0035] 此外，上述氧化錯中的粒徑0. Imm以上或粒徑超過0. 5mm的粗大粒子的含量沒有 上限，氧化鋁也可全部為粒徑0. Imm以上或粒徑超過0. 5mm的粗大粒子。即使氧化鋁中不含 有微粒，由于通常耐火組合物中含有微粒，而且氧化鋁的添加量相對于耐火組合物為微量， 所以不對噴附施工體的品質產(chǎn)生不良影響。
[0036] 在本發(fā)明的粉體速凝劑中，優(yōu)選上述熟石灰和氧化鋁的配合比例為以質量比計從 1 :3到3 :1，換言之熟石灰和氧化鋁的總量為100質量％時，以熟石灰成為25?75質量％、 氧化鋁成為75?25質量％的比例進行配合。當熟石灰的含量低于25質量％時，由于使耐 火組合物固化的成分不足，所以向施工面的附著率為降低的趨勢。另一方面，當氧化鋁含量 的比例低于25質量％時，有時氣流運送性降低，且在配管內粉體速凝劑附著于配管，從而 配管堵塞。
[0037] 進而，為了保管當將僅由以往以來普遍的熟石灰等的第1粉體材料構成的粉體速 凝劑保持在貯藏罐內，或在施工時保持在圖1中的速凝劑供給構件14內時，由于與空氣中 的水蒸氣進行反應，粉體速凝劑固化，不能進行氣流運送，所以僅能保持數(shù)小時?1天左 右，但只要使用本發(fā)明的粉體速凝劑，由于氧化鋁等的第2粉體材料的存在，熟石灰等的第 1粉體材料的固結被阻礙，即使連續(xù)保持1周以上，粉體速凝劑也不固化，經(jīng)過長時間也可 保持可進行氣流運送的狀態(tài)。 實施例
[0038] 通過圖1的噴附施工裝置進行施工試驗。在試驗中，作為耐火組合物使用粒度經(jīng) 調整的氧化鋁質原料，添加表1所示的各種粉體速凝劑。粉體速凝劑的添加量相對于耐火 組合物100質量％，通過外加而成為3質量％。
[0039] 此外，作為粉體速凝劑，作為第1粉體材料使用粒徑為0. 075mm以下的熟石灰及鋁 酸鈉，作為第2粉體材料，使用表1所記載的具有規(guī)定粒度分布的電熔氧化鋁。
[0040] 作為試驗的評價，對配管內堵塞性與附著率進行評價。具有當提高粉體速凝劑與 耐火組合物的混合性時，附著率也提高的特性。因此，作為評價項目對附著率也進行評價。 具體而言，配管內堵塞性的評價為通過下述堵塞率進行評價，即粉體速凝劑進行氣流運送 的圖1的配管18截面的粉體速凝劑的堵塞率。〇為堵塞率0%、Λ為堵塞率10%以下、X 為堵塞率100%。附著率通過"附著率（％)=附著于施工面的施工體的重量八從噴嘴噴 出的噴附原料（不定形耐火物）的重量）X 100"進行評價。
[0041] 在此，在施工對象物500mmX500mm形狀的板、施工溫度900°C、施工流量（在氣流 式原料運送構件11上經(jīng)由運送路徑連接的未圖示的空氣壓縮機的輸出流量）4?5(m3/ min)、耐火組合物的運送速度20 (m/s)、粉體速凝劑的運送速度25 (m/s)的條件下進行試 驗。
[0042] 圖2表示，使用圖1的噴附施工裝置，在使粉體速凝劑的熟石灰和電熔氧化鋁的質 量比成為1 :1的基礎上，改變電熔氧化鋁的粒度分布所得到的施工體的附著率和表觀氣孔 率的關系。根據(jù)圖2可知，附著率成為80%以上時表觀氣孔率為低位、穩(wěn)定，可得到良好的 施工體。因此，在綜合評價中，（1)將配管內堵塞性為〇且附著率80%以上作為?、（2)將 配管內堵塞性為〇或八且附著率78%以上作為〇、（3)將配管內堵塞性為Λ或X且附著率 75%以下作為X。
[0043]表 1

【權利要求】
1. 一種粉體速凝劑，其為在耐火物的噴附施工時使用，通過配管將耐火組合物朝向噴 嘴進行氣流運送時，在所述噴嘴或噴嘴跟前向所述耐火組合物中通過氣流運送所添加的粉 體速凝劑，其特征在于， 含有使所述耐火組合物固化的第1粉體材料和 作為耐火原料的第2粉體材料， 所述第2粉體材料含有5質量％以上粒徑超過0. 5mm的粒子，且30質量％以上粒徑為 0? 1mm以上的粒子。
2. 根據(jù)權利要求1所述的粉體速凝劑，其特征在于，所述第2粉體材料含有10質量％ 以上粒徑為5mm以下且超過0. 5mm的粒子。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的粉體速凝劑，其特征在于，以質量比計從1 :3到3 :1的 范圍的比例含有所述第1粉體材料和所述第2粉體材料。
4. 根據(jù)權利要求1?3中任一項所述的粉體速凝劑，其特征在于，所述第1粉體材料為 選自熟石灰、鋁酸鹽、硅酸鹽、氫氧化鎂、普通水泥、硫酸礬土、碳酸鈣、氯化鈣、氧化鈣、氫氧 化鈣及磷酸鈉中的1種或2種以上。
5. 根據(jù)權利要求1?4中任一項所述的粉體速凝劑，其特征在于，所述第2粉體材料 為選自氧化鋁質、二氧化硅質、氧化鋁-二氧化硅質、氧化鋁-尖晶石質、氧化鋁-氧化鎂 質、氧化鋁-碳質、氧化鋁-碳化硅質、氧化鋁-碳化硅-碳質、氧化鎂質、氧化鎂-碳質、碳 質、碳化硅質、氮化硅質、氧化鋯質、氧化鈣質、白云石質、氧化鉻質、氧化鉻-氧化鎂質、氧 化鎂-石灰質及氧化鎂-氧化鋁質中的1種或2種以上的耐火材料。
6. -種不定形耐火物的噴附施工方法，其為使用了權利要求1?5中任一項所述的粉 體速凝劑的不定形耐火物的噴附施工方法，其特征在于，在通過配管進行氣流運送而從噴 嘴噴出的耐火組合物中在所述噴嘴內或所述噴嘴跟前的配管內將所述粉體速凝劑通過氣 流運送進行添加。
【文檔編號】F27D1/16GK104507893SQ201380035044
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權日:2012年7月11日
【發(fā)明者】花桐誠司, 內田貴之, 古田洋一, 佃淳一 申請人:黑崎播磨株式會社, 新日鐵住金株式會社