專利名稱:不定形耐火材料的噴射施工方法、用于該方法的噴射材料及施工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于高爐、流槽、混鐵車、轉(zhuǎn)爐、澆包、2次精煉爐、中間包、水泥回轉(zhuǎn)窯、廢棄物熔融爐、焚化爐、或者非鐵金屬容器等的各種金屬容器或窯爐的筑爐或修補(bǔ)時(shí)的不定形耐火材料的噴射施工方法、使用于該方法的噴射材料及施工裝置。
背景技術(shù)：
不定形耐火材料的噴射施工方法大體上可分成濕式施工法及干式施工法。
濕式施工法是一種將預(yù)先對(duì)材料添加施工水經(jīng)混合成為漿液狀的不定形耐火材料施壓輸送，在前端噴嘴添加促凝劑等，進(jìn)行噴射的施工法。另一方面，干式施工法則是一種在干燥狀態(tài)下，用空氣來(lái)運(yùn)送不定形耐火材料，并用前端的噴嘴部注入施工水，進(jìn)行噴射的施工法。
濕式施工法比干式施工法更能形成優(yōu)良附著性的致密的耐火材料的噴射施工體，并且有施工時(shí)較少量產(chǎn)生塵埃等的效果。不過(guò)噴射時(shí)必須要有混合裝置或漿液壓送裝置，而且，裝置的構(gòu)造既復(fù)雜又高價(jià)；另外，噴射作業(yè)后會(huì)有漿液狀不定形耐火材料附著在混合裝置或運(yùn)送管內(nèi)，其洗凈作業(yè)上費(fèi)事的缺點(diǎn)。
相對(duì)于此，干式施工法則基本上是用前端噴嘴部，對(duì)在干燥狀態(tài)下用空氣來(lái)運(yùn)送的耐火材料只注入施工水，所以噴射裝置既簡(jiǎn)單又具優(yōu)良作業(yè)性，不過(guò)由于在不對(duì)材料充分混入水分的狀態(tài)下進(jìn)行噴射，因而會(huì)有噴射時(shí)發(fā)生多量的粉塵，且有噴射施工體的耐火材料組織也有不均的趨向，附著率、粘接強(qiáng)度以及耐腐蝕性都劣化。與濕式施工法作比較，由于混合效果低，水分用量多，故會(huì)有不容易得到致密的施工體的缺點(diǎn)。
因此，進(jìn)行濕式施工法的改良，過(guò)去已對(duì)在運(yùn)送材料的管的運(yùn)送路徑內(nèi)進(jìn)行注水，利用在管內(nèi)的材料彼此間或者材料與管內(nèi)面沖撞進(jìn)行混合來(lái)達(dá)到效果的干式施工法作過(guò)探討。該方法具有防止干式施工法的缺點(diǎn)，也就是防止發(fā)生粉塵，且提高噴射施工體的品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。
例如，專利文獻(xiàn)1中記載了在噴射材料運(yùn)送用壓縮空氣的配管以及噴射嘴的2處來(lái)添加水的噴射施工方法。還記載了在噴射材料運(yùn)送用壓縮空氣中，作為預(yù)備混合將水予以噴霧。記載了通過(guò)如此使水在空氣中均勻分散來(lái)進(jìn)行添加可以消除混合不足，可以使用短噴嘴，并能防止水分局部不均所引起材料附著在管內(nèi)。認(rèn)為該方法與只在噴射嘴處只添加水的情況作比較，確實(shí)會(huì)減少發(fā)生粉塵，具有防止材料附著在管內(nèi)的效果。不過(guò)單是將水予以噴霧，難于將噴射材料均勻濕潤(rùn)，不能得到良好的混合效果，因而與過(guò)去的干式施工法比較，實(shí)際上無(wú)法用低水分來(lái)進(jìn)行致密的施工。
另外，專利文獻(xiàn)2中記載了對(duì)用空氣運(yùn)送的不定形耐火組合物，在噴射嘴跟前就通過(guò)加水裝置流入，添加可以得到軟度作業(yè)性的施工水分量及壓縮空氣，再在噴射嘴部添加凝結(jié)劑或形狀保持劑來(lái)進(jìn)行噴射施工的2階段注水方法。在此方法中記載了若是用高壓的壓縮空氣來(lái)添加施工水分，則借由該強(qiáng)力的攪拌作用，在短時(shí)間內(nèi)，就能實(shí)現(xiàn)不定形耐火材料與水均勻混合。并記載了其結(jié)果，即，回彈損失所造成的環(huán)境惡化或水分增加所造成施工體的品質(zhì)劣化等過(guò)去的干式法或半干式施工法所具有的問(wèn)題點(diǎn)、或噴射裝置變復(fù)雜、不容易清潔、殘劑廢棄物量多等的問(wèn)題都被解決。不過(guò)此施工法，由于注水中在噴射嘴跟前一次就添加成為漿液狀態(tài)程度的大量水分，故水分無(wú)法均勻分散到噴射材料中，而且達(dá)不到充分的混合效果。因而，存在很難獲得致密的施工體的問(wèn)題。另外，為了要提高混合效果，也想到在更遠(yuǎn)離噴射嘴的位置設(shè)置加水處，但運(yùn)送管容易阻塞，還要耗費(fèi)洗凈作業(yè)的工時(shí)。
再有，專利文獻(xiàn)3中記載，將含有耐火材料骨料、耐火性粉末、粘合劑、分散劑以及促凝劑的噴射材料，在粉末狀態(tài)下，順著氣流送入到運(yùn)送管內(nèi)，在運(yùn)送管的中途注入全量的施工水，之后也以氣流(空氣)運(yùn)送，通過(guò)噴射嘴進(jìn)行噴射的噴射施工方法。而且，即使在運(yùn)送管的中途注入全量的施工水而成為濕潤(rùn)狀態(tài)之后，也不會(huì)有不定形耐火組合物組成附著在運(yùn)送管那樣的粘性，視為達(dá)到與過(guò)去的濕式噴射施工方法相同程度的添加水分量及施工體的品質(zhì)。
不過(guò)，用該方法進(jìn)行測(cè)試得知，單是在運(yùn)送管的中途注入全量的施工水，會(huì)有水相對(duì)于粉末材料特別是相對(duì)于材料中的超細(xì)粉原料的融合不良，混合狀態(tài)變?yōu)椴怀浞郑貜棑p失及粉塵的增多而造成作業(yè)性的劣化，會(huì)有得不到穩(wěn)定品質(zhì)的噴射施工體的缺點(diǎn)。
因而，為了滿足作業(yè)性，無(wú)論如何都要增加水分量，由于位置不同，會(huì)發(fā)生水分量的參差不齊，水分過(guò)多的部位成為高氣孔率，相反地水會(huì)過(guò)少的部位成為粘合不充分，任何一種的部位都有達(dá)不到預(yù)定的耐用性的問(wèn)題。另外，如果從遠(yuǎn)離噴嘴孔的位置添加水分，則由于促凝劑的溶解而材料開(kāi)始凝結(jié)，故存在增加所添加的水分量，而且增加洗凈運(yùn)送管的繁瑣作業(yè)的問(wèn)題。
另外，該專利文獻(xiàn)3中也記載了以預(yù)濕方式來(lái)添加水分，不過(guò)此方式是以防止塵埃發(fā)生效果為目的，僅添加該程度的水分則達(dá)不到預(yù)混合效果。
特開(kāi)昭63-31562號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開(kāi)平10-316478號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開(kāi)2002-220288號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是針對(duì)過(guò)去的用干式噴射法向材料運(yùn)送管中添加水分的方法，提供避免材料附著在材料運(yùn)送管，提高水分與噴射材料的混合效果，以低水分獲得致密的施工體的作業(yè)性優(yōu)良的噴射施工方法及使用于該方法的噴射材料及其裝置。
本發(fā)明是一種在從材料供給機(jī)至前端噴射嘴的材料運(yùn)送管上設(shè)有1次注水器，并且在前端噴射嘴跟前設(shè)有2次注水器，從各個(gè)注水器對(duì)材料運(yùn)送管內(nèi)所運(yùn)送的噴射材料進(jìn)行注水的不定形耐火材料的噴射施工方法，其特征為前述1次注水器為隔著間距設(shè)置在前述2次注水器的上游側(cè)，從1次注水器添加全部施工水的10～50質(zhì)量％的施工水，從2次注水器注入施工所必要的其余的施工水，而且在1次注水器平均粒徑100μm以下的微?；蛪嚎s空氣一起注入。
本發(fā)明為了對(duì)材料運(yùn)送管內(nèi)所搬運(yùn)的噴射材料，噴霧注入平均粒徑100μm以下的微粒化水，而增大所添加水的比表面積，與過(guò)去的水的添加方法作比較，能格外將材料均勻濕潤(rùn)，即使對(duì)材料運(yùn)送管內(nèi)高速移動(dòng)的材料粉末，仍能在短時(shí)間內(nèi)就達(dá)到更高的混合效果。特別是對(duì)于細(xì)微的原料顆粒，更均勻的濕潤(rùn)化的效果大。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，獲得既低水分又致密的施工體。
微?；畠?yōu)選是平均粒徑為100μm以下，更優(yōu)選是70μm以下，最優(yōu)選是5～50μm。該平均粒徑可用激光多普勒(laser Doppler)法來(lái)測(cè)定。微?；钠骄酱笥?00μm時(shí)，水的比表面積變小且噴射材料不容易均勻濕潤(rùn)，按照所混合材料的地方不同會(huì)發(fā)生水分量的參差不齊。其結(jié)果，為了成為具有良好作業(yè)性的噴射材料，要增加施工水分。
本發(fā)明中，平均粒徑100μm以下的微?；?jīng)和壓縮空氣一起噴霧注水，且設(shè)定壓縮空氣的壓力或流速，能得到更小粒徑的微粒化水，而且能控制該微?；?。噴射作業(yè)結(jié)束時(shí)，可以在停止注水時(shí)只噴出空氣，所以也能夠防止噴嘴阻塞。
對(duì)于加壓噴霧空氣和水的混合物的一般的噴霧噴嘴，通過(guò)將噴嘴孔徑、壓力以及流量等在經(jīng)濟(jì)可使用化的范圍內(nèi)最適化，可以得到平均粒徑為100μm的微粒化水。即，已知空氣的壓力越高、噴嘴孔徑越小、或水/空氣的流量越小，噴霧粒徑變得越小，故通過(guò)使必需的水分量一開(kāi)始就最適合這些條件，可以得到平均粒徑為100μm以下的微?；?。例如，可以使用具有作為運(yùn)送施工水路徑的內(nèi)孔和在該內(nèi)孔地圓周方向上具有細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口部的一條狹縫狀的噴嘴孔、開(kāi)口部的寬為0.1-1mm、噴嘴孔的上游一側(cè)有均壓室，混合室和該均壓室相接，混合室具有加壓水和壓縮空氣導(dǎo)入口的注水器。
通過(guò)將1次注水器空開(kāi)間隔地設(shè)置在相對(duì)于2次注水器的更上游側(cè)，在噴射材料運(yùn)送中，一邊使噴射材料均勻濕潤(rùn)化，一邊通過(guò)與微?；臎_撞、含水的噴射材料彼此間的沖撞、或者噴射材料與運(yùn)送管內(nèi)面的沖撞等增加混合效果。
進(jìn)一步，本發(fā)明也能設(shè)置2個(gè)以上的1次注水器。隔著一定隔設(shè)置2個(gè)1次注水器，即使分成2處注入1次施工水也無(wú)問(wèn)題。
本發(fā)明中，由于將微?；鶆蚍稚⒌竭\(yùn)送中的噴射材料中且將噴射材料均勻濕潤(rùn)，故從1次注水器，注入全施工水的10～50質(zhì)量％，更優(yōu)選的是注入20～40質(zhì)量％的微?；Ａ硗?，也可以在從該1次注水器所注入的微?；蓄A(yù)先添加分散劑或粘合劑。若是預(yù)先將分散劑溶解，比擴(kuò)散劑作為粉末從一開(kāi)始就混合的情況更快速溶解到水中，所以成為更低水分化。
用該1次注水器混合噴射材料的狀態(tài)為粉體、水以及空氣都是持續(xù)的狀態(tài)，即是著眼于Funicular區(qū)域。該Funicular區(qū)域是指在“混合技術(shù)”橋本健次著，昭和53年10月5日產(chǎn)業(yè)技術(shù)中心發(fā)行的一書中所記載，把粉體、液體以及氣體的混合狀態(tài)更細(xì)分類的一種狀態(tài)，相對(duì)于粉體充分包敷液體的狀態(tài)，由于氣體為持續(xù)的，故看上去的感覺(jué)為干松的狀態(tài)。具體地，在即將變?yōu)闈{液階段用手握住混合物它就會(huì)凝固，但立即就又是松開(kāi)的狀態(tài)。通常含有分散劑的不定形耐火材料，一邊每次少量地添加水加以混合，則最初階段即使添加水也幾乎沒(méi)有變化，但有時(shí)會(huì)是急劇軟化變?yōu)闈{液的水分添加量。本發(fā)明的1次注水器的噴霧水的添加量以即將開(kāi)始該急劇軟化時(shí)的水分添加量為目標(biāo)。該狀態(tài)是即使在tap flow試驗(yàn)中混合物幾乎也不會(huì)擴(kuò)散的狀態(tài)，也就是100～110mm的范圍。本發(fā)明中，依使用的耐火原料、促凝劑、分散劑或者粘合劑的種類、粒度以及添加量等，1次注水量有所不同，但添加量的標(biāo)準(zhǔn)可以該tap flow值的范圍為標(biāo)準(zhǔn)。也就是水分過(guò)少或過(guò)多tap flow值都會(huì)擴(kuò)張，為其中間的狀態(tài)。
進(jìn)一步，在微米程度上，75μm以下的原料顆粒為原來(lái)的粉末狀態(tài)中凝結(jié)幾個(gè)原料顆粒的小的2次顆粒的形狀，但本發(fā)明則認(rèn)為在原料顆粒保持該2次顆粒的形狀的狀態(tài)下，借由微?；畞?lái)濕潤(rùn)的狀態(tài)。在該2次顆粒中，也存在作為核芯大于75μm的原料顆粒的情形。并且，可以認(rèn)為，在本發(fā)明中，通過(guò)使用平均粒徑100μm以下極小的微?；?，對(duì)于一個(gè)2次顆粒的水分量成為比形成漿液的量還小的值，或即使變?yōu)闈{液，但也是高粘性的值。因此，認(rèn)為在運(yùn)送中即使2次顆粒彼此之間合并，也不易形成漿液。而且在材料的運(yùn)送中，由于2次顆粒之間、2次顆粒和75μm以上的顆粒、或2次顆粒和運(yùn)送管內(nèi)壁等的沖撞，進(jìn)一步增強(qiáng)了混合效果。
其結(jié)果，成為水分低并且混合效果出色的混合物，用2次注水器可以用所必需的最小限度的水分量進(jìn)行施工。因此，與以往的干式噴射施工法相比，可以極少的水分添加量得到適于作業(yè)性的混合物。進(jìn)一步，在材料運(yùn)送管內(nèi)，由于噴射材料不變?yōu)闈{液，在途中不會(huì)堵塞，所以可以延長(zhǎng)運(yùn)送軟管，能運(yùn)送例如30m以上的長(zhǎng)距離。而且由于運(yùn)送軟管內(nèi)沒(méi)有附著堆積，所以不用花費(fèi)洗凈時(shí)間。
另一方面，用平均粒徑大于100μm的微粒化水濕潤(rùn)2次顆粒時(shí)，對(duì)于1個(gè)2次顆粒的水分量過(guò)多，估計(jì)2次顆粒漿液化的頻率變高。如前所述，由于極小的水分含有率的差會(huì)產(chǎn)生漿液化(消絮凝)。因此，運(yùn)送中水分過(guò)剩的2次顆粒和水分適量的2次顆粒沖撞的場(chǎng)合，漿液合并成長(zhǎng)。其結(jié)果，運(yùn)送材料中局部生成漿液，并且噴射材料變?yōu)椴痪鶆虻幕旌衔?，混合效率降低，而且推定漿液在運(yùn)送管內(nèi)附著。
用1次注水器添加水分的添加量，小于噴射所必要的水分量的10質(zhì)量％時(shí)，由于相對(duì)于噴射材料，水分量少，因而無(wú)法在運(yùn)送中使噴射材料成為均勻的濕潤(rùn)狀態(tài)。其結(jié)果，僅針對(duì)該量來(lái)增加在2次注水器的添加水分量，噴射不是充分混合狀態(tài)的噴射材料，降低施工體的品質(zhì)。另外，超過(guò)50質(zhì)量％，則運(yùn)送中已混合過(guò)的噴射材料中水分會(huì)大量存在，故發(fā)生混合物附著在運(yùn)送管內(nèi)的現(xiàn)象。
進(jìn)而，從設(shè)置在前端噴射嘴跟前的2次注水器，將剩余的施工水添加到該均勻濕潤(rùn)的混合過(guò)的噴射材料中，更優(yōu)選平均粒徑100μm以下的微?；蛪嚎s空氣一起進(jìn)行噴霧注水。通過(guò)用平均粒徑100μm以下的微?；缜笆瞿菢?，可以對(duì)運(yùn)送中的噴射材料進(jìn)行均一地濕潤(rùn)，所以能獲得高的混合效果。因此，用遠(yuǎn)比過(guò)去的干式施工方法少的水分量，達(dá)到高的混合效果，借此就能達(dá)到回彈損失較少、附著率高的致密的施工體。
另外，2次注水器設(shè)置在前端噴射嘴的跟前。通過(guò)設(shè)置在跟前，可以減少運(yùn)送軟管的洗凈，而且可以獲得前端噴射嘴內(nèi)混合效果。另外，前端噴射嘴的跟前，不一定要分別設(shè)置噴射嘴及注水器，可以在噴射嘴本身安裝2次注水器，也可以與噴射嘴一體化。
另外，也可以將促凝劑添加在水中從該2次注水器噴霧注水。通過(guò)將促凝劑添加在水中，就能使促凝劑更快擴(kuò)散到已濕潤(rùn)的噴射材料中，而增高反應(yīng)性且提高附著率。
為了提高在材料運(yùn)送管內(nèi)的均勻濕潤(rùn)效果，優(yōu)選將來(lái)自注水器噴霧的微粒化水的注水方向相對(duì)于材料運(yùn)送管內(nèi)的噴射材料的運(yùn)送方向傾斜30～70度的傘狀進(jìn)行噴霧注水。該傘狀噴霧，優(yōu)選在不運(yùn)送材料的條件下，來(lái)自注水器的微?；蛪嚎s空氣一起噴霧注水時(shí)形成。實(shí)際運(yùn)送材料的場(chǎng)合，傘狀噴霧的角度變得更大，變?yōu)橄騻銧畹南掠我粋?cè)伸長(zhǎng)的狀態(tài)。
如此噴霧的微?；纬蔀閭銧?，也就是形成為面狀，所以在噴射材料的原料顆粒通過(guò)此面時(shí)與微?；疀_撞，因而可以更均勻濕潤(rùn)噴射材料。再有，在該微粒化水當(dāng)中，在剛噴霧后沒(méi)有與原料顆粒沖撞的微?；?，順著運(yùn)送材料的空氣流，而在材料運(yùn)送管內(nèi)，形成與材料運(yùn)送方向呈平行的浮游狀態(tài)移動(dòng)的并排噴霧流。
利用該并排噴霧流，在運(yùn)送中微?；驮项w粒接觸到而將原料顆粒濕潤(rùn)，因而更加增高濕潤(rùn)效果。傘狀噴霧的形成受到微?；膰婌F角度的影響，因而最好是在上述傾斜角度內(nèi)。該角度小于30度時(shí)，不能得到充分的濕潤(rùn)效果或變得混合不足，得不到致密的施工體，而超過(guò)70度則與壁面沖撞的微?；谋壤龆?，而降低濕潤(rùn)效果。
本發(fā)明中，微粒化水的運(yùn)送用空氣流速v(m/sec)對(duì)于材料的運(yùn)送速度V(m/sec)優(yōu)選為V～3V，而微粒化水的運(yùn)送用空氣的流量w，相對(duì)于噴射材料的運(yùn)送用空氣的流量W(Nm3/min)，優(yōu)選為0.01W～0.15W。
微粒化水運(yùn)送用空氣的流速v小于材料的運(yùn)送速度V時(shí)，則難于均勻濕潤(rùn)噴射材料，混合不充分，得不到致密的施工體，超過(guò)3V，則微?；c相反側(cè)的壁面沖撞而沿著壁面形成水流，由于水積留在底部而不能將微?；鶆蚍稚⒌竭\(yùn)送空氣中。
另外，微?；\(yùn)送用空氣的流量w(Nm3/min)不到0.01W時(shí)，則微粒化水相對(duì)于空氣的比例過(guò)多，平均粒徑變大，所以難于均勻濕潤(rùn)噴射材料，超過(guò)0.15W，則由于空氣量增加，所回彈損失也增多。
此處，微?；\(yùn)送用空氣的流量是指噴入作為注水器的預(yù)混合器中的空氣的流量，微粒化水運(yùn)送用空氣的流速則是指從該流量及用于微?；畤婌F注水的噴嘴孔的剖面積所計(jì)算出來(lái)的值。另外，噴射材料運(yùn)送用空氣的流量是指用來(lái)運(yùn)送材料所噴入的空氣的流量，其流速則是從注水器的跟前的材料運(yùn)送管的剖面積所計(jì)算出來(lái)的值。
再有，如在注水器的用于微顆粒噴霧注水的噴嘴孔的內(nèi)面形成有螺旋狀的凹凸，則所被噴霧的微?；谶\(yùn)送軟管內(nèi)呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)，因而與噴射材料的接觸頻度進(jìn)一步增高，而能均勻地濕潤(rùn)。
另外，來(lái)自注水器的用于微?；畤婌F注水的噴嘴孔，也可以在朝面對(duì)噴射材料的運(yùn)送方面的中心呈傾斜的方向設(shè)置數(shù)個(gè)小的貫通孔來(lái)形成，但更優(yōu)選在圓周方向形成長(zhǎng)的狹縫。在狹縫的場(chǎng)合，由于從噴嘴孔所噴霧的微粒化水呈面狀噴霧到材料運(yùn)送管內(nèi)，因而容易形成傘狀的噴霧，而且微?；c噴射材料中的原料顆粒的接觸頻率提高。再有，狹縫不易受到噴射材料的阻塞。狹縫也可以在注水器的內(nèi)孔面的圓周方向設(shè)置數(shù)條，也可以設(shè)置連續(xù)的1條狹縫。該狹縫的開(kāi)口部寬度從使平均粒徑100μm以下的微?；a(chǎn)生的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選是0.1～1mm。不足0.1mm則狹縫容易被噴射材料阻塞，超過(guò)1mm則難于產(chǎn)生100μm以下的微?；?。
本發(fā)明的施工裝置中，通過(guò)在材料運(yùn)送管的2次注水器的附近設(shè)置混合器，則會(huì)提高混合效果。通過(guò)來(lái)自1次注水器的噴霧注水被濕潤(rùn)的噴射材料在材料運(yùn)送管內(nèi)被運(yùn)送時(shí)，特別是在運(yùn)送管長(zhǎng)的場(chǎng)合，粗顆粒原料和細(xì)粉原料分離有時(shí)產(chǎn)生分離(セグレ)。為使該分離回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，設(shè)置混合器。通過(guò)該混合器，可得到均勻的致密的施工體。作為混合器，可設(shè)置靜態(tài)混合器等的一般性混合器，但更優(yōu)選的是設(shè)置內(nèi)徑收縮的混合管。設(shè)成內(nèi)徑收縮的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，由于不會(huì)受到材料的阻塞因此更加優(yōu)選?；旌瞎艿膬?nèi)徑d相對(duì)于材料運(yùn)送管的內(nèi)徑D，優(yōu)選0.5D以上且小于0.9D。
作為能適用于本發(fā)明的施工方法的噴射材料，可使用以往的濕式噴射材料，或者干式噴射材料，哪一個(gè)都沒(méi)問(wèn)題。在使用以往的濕式噴射材料的場(chǎng)合，不需要用于混合的混合器，而且不需花費(fèi)作業(yè)后洗凈材料運(yùn)送管的時(shí)間和勞力，故成為作業(yè)性格外出色的施工方法。而且，可以與以往的濕式施工法同等級(jí)別的添加水分，得到致密的施工體。另外，在使用以往的干式噴射材料的場(chǎng)合，可以更低的水分得到致密的施工體。例如，鋼鐵業(yè)中，可使用澆包或轉(zhuǎn)爐用的氧化鎂材質(zhì)的噴射材料、轉(zhuǎn)爐用的氧化鎂-氧化鈣材材質(zhì)的噴射材料或氧化鎂-碳材質(zhì)的噴射材料、中間包用氧化鋁-碳化硅材質(zhì)的噴射材料、以及澆包用氧化鋁-氧化鎂材質(zhì)的噴射材料等。此時(shí)也可將預(yù)先把促凝劑或分散劑等溶解在水中的施工水作為微?；褂?。
其中，在噴射材料為含有5～30質(zhì)量％的粒徑為75μm以下的碳化硅的氧化鋁-碳化硅材質(zhì)的不定形耐火材料的場(chǎng)合，可以用低水分來(lái)進(jìn)行施工。構(gòu)成氧化鋁-碳化硅材質(zhì)的不定形耐火材料的碳化硅為多孔質(zhì)且不易受到水的濕潤(rùn)的原料，這點(diǎn)是氧化鋁-碳化硅材質(zhì)的不定形耐火材料與施工水不親合的原因。本發(fā)明則是利用產(chǎn)生平均粒徑100μm以下的微?；淖⑺鬟M(jìn)行添加施工水，故微?；疂B入到碳化硅的多孔質(zhì)組織中。另外，耐火原料組成中所占有的粒徑為75μm以下的碳化硅細(xì)粉的比例設(shè)為5～30質(zhì)量％，故該碳化硅細(xì)粉是將微?；馊朐诓欢ㄐ文突鸩牧系幕w中。即，依據(jù)本發(fā)明，微?；疂B入到該碳化硅的多孔質(zhì)組織中，則由于微?；馊朐谔蓟杓?xì)粉所形成的基體中，施工水相對(duì)于碳化硅的濕潤(rùn)難度得到緩和。其結(jié)果，以1次注水處添加微?；牟欢ㄐ文突鸩牧?，其直到到達(dá)噴射嘴為止之間的混合得到促進(jìn)，而能得到均勻且致密的施工體組織。
再有，噴射材料為1～30質(zhì)量％的氧化鎂細(xì)粉，其余則為以氧化鋁為主體的氧化鋁-氧化鎂材質(zhì)的不定形耐火材料時(shí)，會(huì)有使耐用性更加提高的效果。一般氧化鋁-氧化鎂材質(zhì)的不定形耐火材料中占據(jù)耐火材料組成的一部分的氧化鎂，利用與施工水分起反應(yīng)來(lái)消化，成為使耐火組織脆弱化而降低施工體強(qiáng)度的原因。本發(fā)明則如前所述，不定形耐火材料沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間與施工水分相接觸，能更加使施工水量減低，而抑制氧化鋁-氧化鎂材質(zhì)的不定形耐火材料中氧化鎂的消化，而提高噴射施工體的強(qiáng)度。另外，因施工水量減低而使不定形耐火材料的施工體組織致密化。該組織的致密化增大了氧化鋁-氧化鎂材質(zhì)的不定形耐火材料中氧化鋁顆粒與氧化鎂顆粒的接觸面積，促進(jìn)在噴射施工體使用時(shí)的高溫下氧化鋁與氧化鎂起反應(yīng)所引起的尖晶石成長(zhǎng)。此尖晶石的成長(zhǎng)，除具有尖晶石本身的耐熔渣性外，還具有尖晶石結(jié)合組織形成所產(chǎn)生的賦予強(qiáng)度的效果。
耐火原料組成中氧化鎂細(xì)粉所占的比例，小于1質(zhì)量％就無(wú)法獲得氧化鎂所持有的耐腐蝕性的效果，而且與氧化鋁起反應(yīng)所引起的尖晶石成長(zhǎng)量變少，耐溶渣性的效果變成不充分。超過(guò)30質(zhì)量％，則不定形耐火材料施工體在使用時(shí)的熱環(huán)境中，可能是尖晶石成長(zhǎng)反應(yīng)不充分的氧化鎂細(xì)粉的比例增加的原因，溶渣浸潤(rùn)層變厚，構(gòu)造上因剝落性而導(dǎo)致耐用性的降低。氧化鎂細(xì)粉的具體粒徑，為了使與氧化鋁的反應(yīng)性提高，而依據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)為例如1mm以下。更優(yōu)選設(shè)為150μm以下。進(jìn)一步，也可以是75μm以下的微顆粒。
另一方面，如將噴射材料用施工溫度大致區(qū)分，可以分為低溫環(huán)境用噴射材料和熱環(huán)境用噴射材料。低溫環(huán)境用噴射材料，在新窯爐爐襯或大型修補(bǔ)時(shí)使用，在窯爐等的溫度為常溫到600℃以下的范圍使用，施工后的養(yǎng)生期間進(jìn)行水合反應(yīng)，生成組織。與此相對(duì)，熱環(huán)境用噴射材料，以操作中小規(guī)模的修補(bǔ)為目的使用，故不將窯爐冷卻進(jìn)行修補(bǔ)，所以是窯爐等的溫度為600℃以上的高溫作業(yè)。由于施工剛結(jié)束時(shí)的水分蒸發(fā)和粘合劑的聚合或縮合反應(yīng)等急劇地生成結(jié)合組織。
作為在600℃以下的溫度施工的低溫環(huán)境噴射材料，由于使用耐火原料粉末中添加由高鋁水泥、鎂氧水泥、磷酸鹽或硅酸鹽當(dāng)中的1種所組成的粘合劑，促凝劑，分散劑以及纖維所混合而成的配合組合物，耐火原料粉末中，含有25～60質(zhì)量％的粒徑小于75μm的原料，而且其中使用小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25～0.7的噴射材料，故可以低水分混合得到致密的施工體。
本發(fā)明的施工方法中通過(guò)1次注水器后的材料，如前所述，以粉末狀態(tài)的2次顆粒的單元，認(rèn)為形成分別分散成為均勻濕潤(rùn)的狀態(tài)。在該2次顆粒中，含有促凝劑、分散劑及粘合劑，但其添加量少，制造時(shí)和其他的耐火原料粉末均勻混合，故互相間接觸的頻率極低。因此，認(rèn)為這些促凝劑、分散劑及粘合劑幾乎不會(huì)失去它們的效果，而在2次顆粒中存在。所以，材料運(yùn)送過(guò)程中，促凝劑或分散劑幾乎不會(huì)溶解在水中擴(kuò)散到很大的范圍。這樣，由于材料不凝聚，也不增加水分。因此，促凝劑沒(méi)有必要在前端部另外添加，故不需要促凝劑添加量的管理和軟管的洗凈這樣的繁雜作業(yè)。而且可以低水分得到致密的施工體。
本發(fā)明中，由于噴霧100μm以下的微粒化水，濕潤(rùn)效果非常高，因而為了一面抑制促凝劑、擴(kuò)散劑以及粘合劑的溶解擴(kuò)散，一面添加有效果的水分，比表面積大的小于10μm的超細(xì)粉原料是有效的，而且與小于75μm而10μm以上的原料的平衡是重要的。即，優(yōu)選小于10μm的原料/小于75μm而10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25～0.7的范圍，0.30～0.60的范圍可得到更致密的施工體，因而更優(yōu)選。小于0.25則有凝聚傾向并且施工水分變多，超過(guò)0.7則粉體容易附著在運(yùn)送管內(nèi)。
另外，小于75μm的原料使用量，如小于25質(zhì)量％就不容易得到致密的施工體，而超過(guò)60質(zhì)量％，則會(huì)降低施工體的耐用性。
此外，先將纖維添加在該低溫環(huán)境噴射材料中，就會(huì)有材料更加不易附著在運(yùn)送管內(nèi)的效果。該理由推定是由于添加纖維，運(yùn)送中的材料含更多的空氣，由于形成松密度低的塊體之故，用空氣更易運(yùn)送且不易附著在運(yùn)送管內(nèi)的內(nèi)面之故。此外，因施工體變得致密，所以對(duì)干燥時(shí)的爆裂對(duì)策也是有效的。
更優(yōu)選的冷環(huán)境噴射材料的粒度構(gòu)成，是相對(duì)于粒徑5mm以下且1mm以上為20～45質(zhì)量％、粒徑小于1mm且75μm以上為10～40質(zhì)量％、以及粒徑小于75μm為25～60質(zhì)量％、而且小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25～0.7的耐火原料粉末100質(zhì)量份，從外部添加作為粘合劑的1～7質(zhì)量份的高鋁水泥、鎂氧水泥、磷酸鹽或硅酸鹽當(dāng)中的一種，促凝劑0.5～5質(zhì)量份，分散劑0.01～0.5質(zhì)量份，以及纖維0.05～0.5質(zhì)量份所混合而成的配合組合物。
以上，是施工時(shí)的溫度為600℃以下的場(chǎng)合，作為在600℃以上的溫度施工的熱環(huán)境噴射材料的優(yōu)選材料，是相對(duì)于耐火原料粉末，添加包含磷酸鹽或硅酸鹽當(dāng)中的一種的粘合劑和促凝劑所混合而成的配合組合物，在耐火原料粉末中含有10～45質(zhì)量％的粒徑小于75μm的原料，而且這當(dāng)中小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25～0.7。
該熱環(huán)境噴射材料，雖然近似于過(guò)去的干式施工法所一般使用的磷酸鹽或者硅酸鹽作為粘合劑的類型，不過(guò)其特征為細(xì)粉的構(gòu)成。也就是由于將施工水制作成平均粒徑100μm以下的微粒化水來(lái)向運(yùn)送管中進(jìn)行噴霧注水，因而可使用比過(guò)去的濕式材料多達(dá)10～45質(zhì)量％的小于75μm的細(xì)粉原料，其結(jié)果會(huì)有得到非常致密的施工體的優(yōu)點(diǎn)。
并且，與低溫環(huán)境噴射材料同樣，本發(fā)明由于噴霧平均粒徑為100μm以下的微粒化水，故有非常高的濕潤(rùn)效果；因而，為了一面抑制促凝劑及粘合劑的溶解擴(kuò)散，一面添加有效的水分，比面積大的小于10μm的超細(xì)粉原料是有效的，而且與小于75μm且10μm以上的原料的平衡是重要的。即，優(yōu)選小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25～0.7的范圍，再有，因0.30～0.60的范圍可得到更致密的施工體而更優(yōu)選。小于0.25有凝聚的傾向且施工水分變多，超過(guò)0.7則粉體容易附著在運(yùn)送管內(nèi)。
再有，更優(yōu)選的熱環(huán)境噴射材料的粒度構(gòu)成，是相對(duì)于粒徑5mm以下1mm以上為20～45質(zhì)量％、粒徑小于1mm且75μm以上為20～45質(zhì)量％、以及粒徑小于75μm為10～45質(zhì)量％、而且小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.3～0.6的耐火原料粉末100質(zhì)量份，從外部添加作為粘合劑的1～7質(zhì)量份的磷酸鹽或硅酸鹽、以及促凝劑0.5～5質(zhì)量份所混合而成的配合組合物。
再有，本發(fā)明的噴射施工方法中，在常溫下施工的施工體，在使用養(yǎng)生后110℃下進(jìn)行24小時(shí)以上的干燥后，表觀氣孔率為18-30％，而且透氣率為100×10-5cm3·cm/cm2·cm H2O·sec以上的噴射材料的場(chǎng)合，可以得到更低水分、致密的而且耐爆裂性好的施工體。適用于本發(fā)明的施工方法的噴射材料，因?yàn)槭且缘退质┕榍疤徇M(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以表觀氣孔率低，相反，有時(shí)在干燥時(shí)或熱環(huán)境下噴射時(shí)，容易產(chǎn)生爆裂。因此，通過(guò)使其作為具有透氣性的施工體，可以防止爆裂。表觀氣孔率小于18％，變得致密容易爆裂，超過(guò)30％，耐腐蝕性降低。透氣率小于100×10-5cm3·cm/cm2·cm H2O·sec，變得容易爆裂。滿足上述范圍的材料，可通過(guò)使粒度最適化，或添加纖維等提高透氣性的添加材料而得到。例如，通過(guò)調(diào)整75μm以下的粒度構(gòu)成可得到，更具體地，可通過(guò)使小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比在0.3-0.6的范圍內(nèi)而得到。
作為本發(fā)明的噴射材料中使用的耐火材料粉末，只要使用一般不定形耐火材料所使用的耐火原料都不會(huì)造成問(wèn)題。例如金屬氧化物、金屬碳化物、金屬氮化物、碳類、金屬等。另外，耐火原料粉末的最大粒徑，如果超過(guò)5mm則會(huì)在1次注水器進(jìn)行噴霧注水之后的運(yùn)送中分離，且容易發(fā)生分離(セゲレ)而降低混合效果，故優(yōu)選耐火材料粉末當(dāng)中的粒徑5mm以下的原料為90質(zhì)量％以上，更優(yōu)選是耐火材料粉末當(dāng)中的粒徑3mm以下的原料為90質(zhì)量％以上。
作為低溫環(huán)境噴射材料的粘合劑，雖然可以使用含高鋁水泥、鎂氧水泥、磷酸鹽或硅酸鹽當(dāng)中的1種的粘合劑，不過(guò)從容易呈現(xiàn)強(qiáng)度出發(fā)，優(yōu)選使用高鋁水泥。
作為熱環(huán)境噴射材料的粘合劑，可以使用包含磷酸鹽或硅酸鹽當(dāng)中的1種的粘合劑。
分散劑又稱為消絮凝劑，使用一般不定形耐火材料所使用的消絮凝劑都不會(huì)有問(wèn)題。具有賦予不定形耐火材料施工時(shí)的流動(dòng)性的效果。作為具體例子有三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、超多磷酸鈉(sodiumultrapoly phosphate)、酸性六偏磷酸鈉、硼酸鈉、碳酸鈉、多偏磷酸鹽等的無(wú)機(jī)鹽；檸檬酸鈉、酒石酸鈉、聚丙烯酸鈉、磺酸鈉、聚羧酸鹽、β-萘磺酸鹽類、萘磺酸、含羧基的聚酯類分散劑等。
促凝劑在施工水的存在下與粘合劑起反應(yīng)，使不定形耐火材料快速固化，賦予不定形耐火材料附著性。促凝劑除了在粉末狀態(tài)一開(kāi)始就混入到不定形耐火材料中，還可以在噴射嘴的旁邊且是比二次注水處更前方來(lái)進(jìn)行添加促凝劑。在噴射嘴或其旁邊來(lái)添加促凝劑的場(chǎng)合，若有必要用水將促凝劑稀釋成液狀來(lái)使用。
列舉出促凝劑的具體例子，有硅酸鈉、硅酸鉀等的硅酸鹽；鋁酸鈉、鋁酸鉀、鋁酸鈣等的鋁酸鹽；碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉等的碳酸鹽；硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂等的硫酸鹽；CaO·Al2O3、12CaO·7Al2O3、CaO·2Al2O3、3CaO·Al2O3、3CaO·3Al2O3·CaF2、11CaO·7Al2O3·CaF2等的鈣鋁酸鹽類、氧化鈣、氫氧化鈣、氯化鈣等的鈣鹽等。
只不過(guò)，作為本發(fā)明的低溫環(huán)境噴射材料所使用的促凝劑，從施工體有優(yōu)良強(qiáng)度的層面，優(yōu)選使用鋁酸鈉或消石灰的其中一種粉末。另外，作為本發(fā)明的熱環(huán)境噴射材料所使用的促凝劑，從施工體有優(yōu)良強(qiáng)度的層面，優(yōu)選使用消石灰、活性氧化鎂、或者硫酸鹽的粉末。
纖維可以使用通常的不定形耐火材料中以防止爆裂等的目的所使用的纖維，例如維尼隆、尼龍、PVA、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、碳等。
發(fā)明效果通過(guò)將平均粒徑100μm以下的微?；虿牧线\(yùn)送管內(nèi)噴霧注水，由于可以低水分獲得良好的混合效果，可得到參差不齊少、致密的施工體，提高爐子的壽命。另外，不需要混合器等特別的混合裝置，而且材料運(yùn)送管不堵塞，因此作業(yè)中的故障減少，洗凈作業(yè)也得到減輕，成為作業(yè)性非常好的施工方法。
當(dāng)噴射材料為含有5-30質(zhì)量％的粒徑75μm以下的碳化硅的氧化鋁-碳化硅質(zhì)的不定形耐火材料的場(chǎng)合，與以往的施工方法比較，和施工水的親合好，材料運(yùn)送管內(nèi)的施工水的添加中，不定形耐火材料和施工水的混合充分，附著性提高，同時(shí)，抑制了粉塵的發(fā)生。并提高了施工體的致密性。
當(dāng)噴射材料為氧化鎂細(xì)粉1-30質(zhì)量％、其余部分以氧化鋁為主體的氧化鋁-氧化鎂質(zhì)不定形耐火材料的場(chǎng)合，通過(guò)抑制施工體的消化和促進(jìn)尖晶石的生成，氧化鋁-氧化鎂質(zhì)不定形耐火材料具有的體積穩(wěn)定性以及耐腐蝕性的效果得以充分發(fā)揮，噴射施工體的耐用性得到格外提高。
另外，當(dāng)使用對(duì)于耐火原料粉末添加含有高鋁水泥、鎂氧水泥、磷酸鹽或硅酸鹽當(dāng)中的一種的粘合劑以及促凝劑、分散劑和纖維混合而成的配合組合物，其耐火原料粉末中，粒徑小于75μm的原料含有25-60質(zhì)量％，而且其中小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25-0.7構(gòu)成的材料時(shí)，與以往的濕式施工法比較，可以少量的添加水分混合，故可得到高品質(zhì)并且參差不齊少的施工體，提高爐子的壽命。進(jìn)一步，幾乎沒(méi)有以往那樣的促凝劑的添加量的管理和材料運(yùn)送管的洗凈繁雜作業(yè)，提高了作業(yè)效率。
再有，當(dāng)使用對(duì)于耐火原料粉末，添加作為粘合劑的磷酸鹽或硅酸鹽以及促凝劑混合成的配合組合物，其耐火原料粉末中，粒徑小于75μm的原料含有10-45質(zhì)量％，而且其中小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25-0.7構(gòu)成的材料時(shí)，與以往的干式施工法比較，可以少量的添加水分混合，故可得到高品質(zhì)并且參差不齊少的施工體，提高爐子的壽命。另外，由于不設(shè)置大型專用的混合器，作業(yè)性好。
圖1為表示本發(fā)明的噴射裝置的整體構(gòu)成圖。
圖2為表示本發(fā)明所使用的注水器的構(gòu)成圖。
圖3為表示本發(fā)明所使用的注水器的噴嘴孔的傾斜角度的圖。
圖4為表示混合管的剖面圖。
圖5表示1次注水器中的微?；钠骄脚c不定形耐火材料施工體的致密性的關(guān)系。
符號(hào)說(shuō)明1材料供給機(jī)2干燥耐火材料(噴射材料)3盤式給料器4前端噴射嘴5運(yùn)送軟管6運(yùn)送空氣導(dǎo)入處71次注水器82次注水器9預(yù)混合氣液混合器91壓縮空氣導(dǎo)入口92施工水導(dǎo)入口10噴射裝置11外筒12內(nèi)筒13均壓室14噴嘴孔
15噴嘴本體16開(kāi)口部18對(duì)象體19混合室具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1表示用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的不定形耐火材料的噴射施工方法的裝置10的整體構(gòu)成。
圖1中，1表示貯存噴射材料2的材料供給機(jī)。材料供給機(jī)1若為一般不定形耐火材料的噴射裝置所使用的并能定量排出的供給機(jī)，則耐火材料噴槍(ロテクタ一ガン)、指向噴槍(リ一ドガン)、野上水泥噴槍等任何形式的噴槍都能沒(méi)有問(wèn)題地使用。
該材料供給機(jī)1內(nèi)的噴射材料2，利用供給材料供給機(jī)1內(nèi)的壓縮空氣來(lái)調(diào)整內(nèi)壓，利用設(shè)置在下端的馬達(dá)M來(lái)驅(qū)動(dòng)的盤式給料器3，向從材料供給機(jī)1到前端噴射嘴4所配置的運(yùn)送軟管5中供給。
通過(guò)盤式給料器3的運(yùn)送空氣導(dǎo)入處6，對(duì)運(yùn)送軟管5供給運(yùn)送空氣，來(lái)自材料供給機(jī)1的噴射材料2，由運(yùn)送軟管5的前端噴射嘴4，向?qū)ο篌w18進(jìn)行噴射施工。
該運(yùn)送軟管5上，在緊接著材料供給機(jī)1的位置設(shè)置1次注水器7，并且在前端噴射嘴4的跟前設(shè)置2次注水器8。
該1次注水器7和2次注水器8，對(duì)運(yùn)送軟管5內(nèi)空氣運(yùn)送的噴射材料分2階段噴霧注入微粒化水，將噴射材料濕潤(rùn)。
圖2表示沿著運(yùn)送軟管5將注水器的構(gòu)成剖斷的剖面。注水器可使用與圖1所示的1次注水器7及2次注水器8同樣的構(gòu)造。注水器由噴嘴本體15及預(yù)混合氣液混合器9所組成。
預(yù)混合氣液混合器9形成具有垂直方向的壓縮空氣導(dǎo)入口91及與此垂直的施工水導(dǎo)入口92的噴霧噴嘴構(gòu)造。
預(yù)混合氣液混合器9中，在混合室19產(chǎn)生噴霧狀的水滴。即，由于將加壓的水導(dǎo)入施工水導(dǎo)入口92，從壓縮空氣導(dǎo)入口91導(dǎo)入壓力比水的壓力還要高的空氣，故水和空氣混合成為水滴狀。該預(yù)混合氣液混合器9就是使水變?yōu)樗螤畛蔀榕c空氣混合的混合物的裝置，但不限于該實(shí)施例的構(gòu)造，一般的公知構(gòu)造的氣液混合器都可使用。
噴出微粒化水的噴嘴本體15，由外筒11及設(shè)在其內(nèi)部的內(nèi)筒12所組成。噴嘴本體15利用貫穿噴嘴本體的螺栓固定在運(yùn)送軟管5間。噴射材料朝圖中箭頭的方向被空氣運(yùn)送，在噴嘴本體的內(nèi)孔內(nèi)也運(yùn)送噴射材料。為了從用于使來(lái)自預(yù)混合氣液混合器9的加壓狀態(tài)的噴霧狀的水滴產(chǎn)生微?；膰娮炜淄\(yùn)送軟管中均勻噴霧，在注水器的外筒11與內(nèi)筒12之間，在圓周方向形成連續(xù)的均壓室13，來(lái)作為儲(chǔ)槽使壓力變得均勻。該均壓室13連接著作為氣液混合器的預(yù)混合氣液混合器9的混合室19。
在該均壓室13的前端部形成用于產(chǎn)生微?；膰娮炜?4。該噴嘴孔14是作為沿空氣運(yùn)送方向外徑變細(xì)的內(nèi)筒12的前端部及和與其幾乎等間隔面對(duì)的外筒11所形成的連續(xù)的空間而形成。該噴嘴孔14形成為在圓周方向連續(xù)的1條狹縫狀，如圖3所示，向著運(yùn)送軟管5的運(yùn)送方向的軸心、與箭頭所示的材料行進(jìn)方向的夾角α為30～70度傾斜形成。此實(shí)施例的噴嘴孔的開(kāi)口部16的寬以及狹縫的寬為0.5mm，噴嘴孔的長(zhǎng)為15mm。另外，為了使該內(nèi)筒12和外筒11具有耐磨性，如果用陶瓷制造，可以提高耐用性，而且，容易得到平均粒徑100μm以下的穩(wěn)定的微?；?。再有，噴嘴孔的開(kāi)口部16的寬以及狹縫的寬是通過(guò)調(diào)整內(nèi)筒12和外筒11的間隙可以任意變更的構(gòu)造。
比噴嘴本體15的均壓室13更靠后端的一側(cè)，外筒11和內(nèi)筒12相連接，在中間利用O型墊圈20密封。再有，由外筒11和內(nèi)筒12形成的噴嘴孔面上形成螺旋狀的凸凹。這樣，噴霧的微粒化水在運(yùn)送軟管內(nèi)螺旋狀地旋轉(zhuǎn)，和噴射材料的接觸頻率提高，可以均勻地濕潤(rùn)。
圖2中用點(diǎn)線所示的微?；膭?dòng)向表示出通過(guò)在作為實(shí)驗(yàn)用的注水器的兩側(cè)連接透明材質(zhì)的圓筒，不導(dǎo)入噴射材料，只供給加壓水和壓縮空氣，觀察到的和壓縮空氣一起噴霧注入微粒化水的狀態(tài)的概略圖。微?；蕚銧顕婌F注入，在中央部分沖撞，其后，幾乎平行地流動(dòng)形成并流噴霧流。在該狀態(tài)，如果供給材料運(yùn)送空氣，沖撞的中心變得不明確，在傘狀的噴霧和其尾流一側(cè)形成并流噴霧流。
圖4中表示本發(fā)明中所使用的混合管。該混合管21為在兩側(cè)有凸緣的圓筒，內(nèi)孔由內(nèi)徑比材料運(yùn)送軟管5更小的收縮部22、和兩側(cè)的錐形部23、及其兩側(cè)的與材料運(yùn)送管的內(nèi)徑D相同的直線部24所組成。收縮部的內(nèi)徑d相對(duì)于材料運(yùn)送管的內(nèi)徑D為0.5D以上0.9D以下。該混合管可設(shè)置在2次注水器的前后的任何一方或兩方都設(shè)置。把該混合管配置在2次注水器的前后，可得到混合效果更高且較少參差不齊的施工體。
用上述各圖中所示的噴射裝置10進(jìn)行的噴射，依照以下的要領(lǐng)來(lái)施工。
首先，與過(guò)去的干式噴射方法同樣，利用來(lái)自運(yùn)送空氣導(dǎo)入處6的運(yùn)送空氣，將材料供給機(jī)1的噴射材料用空氣運(yùn)送到運(yùn)送軟管內(nèi)。與此同時(shí)，從1次注水器7和2次注水器8，對(duì)用空氣運(yùn)送的噴射材料，噴霧微?；?。這時(shí)，通過(guò)在注水器中向施工水導(dǎo)入口92供給加壓水，向壓縮空氣導(dǎo)入口91供給壓力比加壓水的壓力還要高的壓縮空氣，生成噴霧狀的水滴。通過(guò)將該噴霧狀的水滴和壓縮空氣一起供給噴嘴孔，在噴嘴孔中變?yōu)槠骄綖?00μm以下的微?；虿牧线\(yùn)送路徑內(nèi)噴霧注水。
然后，操作前端噴射嘴，對(duì)爐壁噴射已充分混合的不定形耐火材料。
有關(guān)圖1所示的1次注水器7與2次注水器8的間距，從混合效果的層面，優(yōu)選5m以上，更優(yōu)選15m以上。小于5m則由于從1次注水器到2次注水器的距離短，故微?；鸬膰娚洳牧系臐駶?rùn)效果不充分，而達(dá)不到充分的混合效果。
設(shè)置2次注水器的位置優(yōu)選離前端0.5m以上而小于5m的范圍，更優(yōu)選0.5m以上而小于3m。小于0.5m時(shí)，微?；c噴射材料混合不完全，超過(guò)5m則運(yùn)送軟管或前端噴射嘴容易堵塞。
表1和表2為表示用上述各圖所示的噴射裝置，以各表中所示的噴射材料來(lái)進(jìn)行噴射測(cè)試的結(jié)果。再有，1次注水器在離前端20m的位置，2次注水器則在離前端1.7m的位置，前端噴射嘴的長(zhǎng)度為1.5m。另外，噴射材料的運(yùn)送空氣的流量為5Nm3/min，壓力為0.27MPa，1次注水器跟前的噴射材料運(yùn)送用空氣的流速為23m/sec，1次注水器的微?；\(yùn)送用空氣的流量為250NL/min，微?；\(yùn)送用空氣流速為30m/sec，2次注水器也設(shè)成相同的數(shù)值，狹縫及噴嘴的開(kāi)口部的寬度設(shè)成0.5mm，材料運(yùn)送管的內(nèi)徑為35mm，供給各個(gè)注水器的水的原始?jí)毫υO(shè)為0.38MPa。此時(shí)，微粒化水的平均粒徑在不供給噴射材料，只供給噴射材料的運(yùn)送空氣的狀態(tài)下用激光多普勒法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，為40μm(體積平均粒徑)。另外，測(cè)定位置為離噴嘴的開(kāi)口部300mm的下游。再有，微粒化水粒徑的測(cè)定裝置使用美國(guó)TSI公司的商品名“AEROMETRICS”的裝置。
表1
注1)容積比重的標(biāo)準(zhǔn)偏差是用N數(shù)5來(lái)測(cè)定，以最大值與最小值的差來(lái)表示。
注2)旋轉(zhuǎn)侵蝕試驗(yàn)是將比較例3的測(cè)試片被侵蝕的量作為100，以指數(shù)表示(數(shù)值越小耐侵蝕性越好)。
表2
這些表中，比較例1為用實(shí)施例中所示的噴射裝置，只從1次注水器將施工水全量噴霧的例子。另外，比較例2為用與實(shí)施例相同的裝置的例子，不過(guò)表示一種減小噴嘴孔剖面積只注入并不是噴霧狀態(tài)的高壓水的情況。另外，比較例3為用以往的濕式方式來(lái)施工的例子，使用以混合器進(jìn)行混合之后，用壓力運(yùn)送泵來(lái)壓送噴射材料，再用前端噴射嘴來(lái)添加促凝劑的一般裝置。實(shí)施例以及比較例1-2使用將促凝劑作為粉末預(yù)先與其他原料一起混合的配合組合物。
測(cè)試為對(duì)在沿水平方向離開(kāi)約1m的位置、成垂直放置的金屬框(深度40mm，寬度160mm，長(zhǎng)度400mm)進(jìn)行噴射施工，檢查以110℃進(jìn)行干燥后的施工體的品質(zhì)。旋轉(zhuǎn)侵蝕試驗(yàn)是使用高爐熔渣，以1550℃進(jìn)行4小時(shí)，比較測(cè)試片的殘存厚度。
測(cè)試的結(jié)果，在由1次注水器噴霧注入施工水全量的比較例1的場(chǎng)合，運(yùn)送時(shí)噴射材料成為漿液狀，在材料運(yùn)送管內(nèi)堵塞而無(wú)法施工。
另外，不使用壓縮空氣，只添加水的比較例2，為了要有回彈損失少的良好作業(yè)性而要增加所添加的水分量，結(jié)果是因而造成施工體品質(zhì)劣化。
另外，實(shí)施例1與作為以往的濕式噴射方法的比較例3相比，可以相同的添加水分量進(jìn)行噴射施工，而且施工體品質(zhì)也幾乎相同。
下面，說(shuō)明在表3所示的配合比例下，以實(shí)施例1的施工條件實(shí)施噴射測(cè)試的結(jié)果。透氣率的測(cè)定方法根據(jù)JISR2115。表3為低溫環(huán)境噴射材料的例子，對(duì)使用粒徑為75μm以下的碳化硅占10質(zhì)量％，其余部分為氧化鋁構(gòu)成的耐火原料粉末的氧化鋁-碳化硅材質(zhì)噴射材料給予細(xì)粉部的施工體的影響進(jìn)行了考查。使用了粉末狀的粘合劑、促凝劑以及分散劑與耐火原料粉末以及纖維預(yù)先均勻混合的配合組合物。實(shí)施例2～5，小于10μm的原料/小于75μm而10μm以上的原料的質(zhì)量比在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以低水分得到致密的施工體。相對(duì)于此，比較例4由于小于10μm的原料/小于75μm而10μm以上的原料的質(zhì)量比小到只有0.2，故有促凝劑凝聚的傾向，由于添加水分增加而不能得到致密的施工體。另外，比較例5由于小于10μm的原料/小于75μm而10μm以上的原料的質(zhì)量比大到為0.75，故運(yùn)送管有些堵塞，從噴嘴噴出材料時(shí)變得不穩(wěn)定，而不能得到良好的施工體。實(shí)施例6～9，粒徑小于75μm的原料在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以低水分得到致密的施工體。相對(duì)于此，比較例6，粒徑小于75μm的原料不足，成為低強(qiáng)度的施工體。比較例7，粒徑小于75μm的原料過(guò)多，耐侵蝕性惡化。
表3
注1)旋轉(zhuǎn)侵蝕試驗(yàn)以比較例4的測(cè)試片被侵蝕的量作為100，以指數(shù)表示(數(shù)值越小，耐侵蝕性越好)。
進(jìn)一步，說(shuō)明在表4所示的配合比例下，以實(shí)施例1的施工條件實(shí)施噴射測(cè)試的結(jié)果。透氣率的測(cè)定方法根據(jù)JISR2115。表4為熱環(huán)境噴射材料的例子，對(duì)使用粒徑為75μm以下的氧化鎂占10質(zhì)量％，其余部分為氧化鋁構(gòu)成的耐火原料粉末的氧化鋁-氧化鎂材質(zhì)噴射材料給予細(xì)粉部的施工體的影響進(jìn)行了考查。使用了粉末狀的粘合劑和促凝劑與耐火原料粉末預(yù)先均勻混合的配合組合物。實(shí)施例10～17，小于10μm的原料/小于75μm而10μm以上的原料的質(zhì)量比在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以低水分得到致密的施工體。相對(duì)于此，比較例8由于小于10μm的原料/小于75μm而10μm以上的原料的質(zhì)量比小到只有0.2，故有促凝劑凝聚的傾向，由于添加水分增加而不能得到致密的施工體。另外，比較9由于小于10μm的原料/小于75μm而10μm以上的原料的質(zhì)量比大到為0.8，故運(yùn)送管有些堵塞，從噴嘴噴出材料時(shí)變得不穩(wěn)定，而不能得到良好的施工體。實(shí)施例14～17，粒徑小于75μm的原料在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以低水分得到致密的施工體。相對(duì)于此，比較例10，粒徑小于75μm的原料不足，成為低強(qiáng)度的施工體。比較例11，粒徑小于75μm的原料過(guò)多，耐侵蝕性惡化。
表4
注1)旋轉(zhuǎn)侵蝕試驗(yàn)以比較例8的測(cè)試片被侵蝕的量作為100，以指數(shù)表示(數(shù)值越小，耐侵蝕性越好)。
圖5為用圖形來(lái)表示的1次注水器中的微粒化水的平均粒徑與不定形耐火材料施工體的氣孔率的關(guān)系。該試驗(yàn)是以表1中所示的實(shí)施例作基礎(chǔ)，只使1次注水器中的施工水的平均粒徑變化，其他則以與該實(shí)施例相同的條件來(lái)施工，測(cè)定所得到的不定形耐火材料的施工體的氣孔率。如上述圖形所示，通過(guò)本發(fā)明所規(guī)定的微粒化水的添加施工體的致密性提高效果明顯。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明適于用在各種冶金爐、窯爐各部位的噴射修補(bǔ)、筑爐。
權(quán)利要求
1.一種不定形耐火材料的噴射施工方法，是在從材料供給機(jī)至前端噴射嘴的材料運(yùn)送管上設(shè)有1次注水器，并且在前端噴射嘴跟前設(shè)有2次注水器，從各個(gè)注水器對(duì)材料運(yùn)送管內(nèi)所運(yùn)送的噴射材料進(jìn)行注水的不定形耐火材料的噴射施工方法，其特征為前述1次注水器為隔開(kāi)間距設(shè)置在前述2次注水器的上游側(cè)，從1次注水器添加全部施工水的10～50質(zhì)量％的施工水，從2次注水器注入施工所必要的其余的施工水，而且在1次注水器中與壓縮空氣一起注入平均粒徑100μm以下的微?；?br>2.權(quán)利要求
1所記載的不定形耐火材料的噴射施工方法，其中，與1次注水器同樣，也從2次注水器與壓縮空氣一起注入平均粒徑100μm以下的微粒化水。
3.權(quán)利要求
1或2所記載的不定形耐火材料的噴射施工方法，其中，從各個(gè)注水器對(duì)材料運(yùn)送管內(nèi)與壓縮空氣一起進(jìn)行噴霧的微粒化水，朝材料運(yùn)送管內(nèi)所運(yùn)送的噴射材料的運(yùn)送方向傾斜30～70度，而且面向材料運(yùn)送管內(nèi)的中心，呈傘狀進(jìn)行噴霧注水。
4.權(quán)利要求
1-3的任一項(xiàng)所記載的不定形耐火材料的噴射施工方法，其中，從各個(gè)注水器對(duì)材料運(yùn)送管內(nèi)所運(yùn)送的噴射材料與壓縮空氣一起進(jìn)行噴霧的微?；?，在相對(duì)于噴射材料運(yùn)送用空氣的流速V，微?；\(yùn)送用空氣的流速v為V～3V，而且相對(duì)于噴射材料運(yùn)送用空氣的流量W，微粒化水運(yùn)送用空氣的流量w為0.01W～0.15W的條件下進(jìn)行噴霧。
5.權(quán)利要求
1-4的任一項(xiàng)所記載的不定形耐火材料的噴射施工方法，其中，噴射材料為含有5～30質(zhì)量％的粒徑75μm以下的碳化硅的氧化鋁-碳化硅材質(zhì)不定形耐火材料。
6.權(quán)利要求
1-4的任一項(xiàng)所記載的不定形耐火材料的噴射施工方法，其中，噴射材料為以1～30質(zhì)量％的氧化鎂細(xì)粉、其余成分以氧化鋁為主體的氧化鋁-氧化鎂材質(zhì)不定形耐火材料。
7.一種噴射材料，其用于權(quán)利要求
1-6的任一項(xiàng)所記載的不定形耐火材料的噴射施工方法，是低溫環(huán)境下施工的低溫環(huán)境噴射材料，其特征為相對(duì)于耐火原料粉末，添加含有高鋁水泥、鎂氧水泥、磷酸鹽或硅酸鹽中的一種的粘合劑、促凝劑、分散劑和纖維并加以混合所形成，在耐火原料粉末中，含有25～60質(zhì)量％的粒徑小于75μm的原料，而且這當(dāng)中小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25～0.7。
8.一種噴射材料，其用于權(quán)利要求
1-6的任一項(xiàng)所記載的不定形耐火材料的噴射施工方法，是熱環(huán)境下施工的熱環(huán)境噴射材料，其特征為相對(duì)于耐火原料粉末，添加作為粘合劑的磷酸鹽或硅酸鹽、及促凝劑并加以混合所形成，在耐火原料粉末中，含有10～45質(zhì)量％的粒徑小于75μm的原料，而且這當(dāng)中小于10μm的原料/小于75μm且10μm以上的原料的質(zhì)量比為0.25～0.7。
9.權(quán)利要求
7所記載的噴射材料，其中，粘合劑為高鋁水泥，促凝劑為鋁酸鈉或消石灰的任一種的粉末。
10.權(quán)利要求
8所記載的噴射材料，其中，粘合劑為磷酸鹽或硅酸，促凝劑為消石灰、活性氧化鎂或硫酸鹽的任一種的粉末。
11.一種噴射材料，其用于權(quán)利要求
1-6的任一項(xiàng)所記載的不定形耐火材料的噴射施工方法，其特征為，在常溫下噴射施工的施工體，養(yǎng)生后在110℃下干燥24小時(shí)以上后，表觀氣孔率為18-30％，并且透氣率為100×10-5cm3·cm/cm2·cmH2O·sec以上。
12.權(quán)利要求
7-10的任一項(xiàng)所記載的噴射材料，其特征為，在常溫下噴射施工的施工體，養(yǎng)生后在110℃下干燥24小時(shí)以上后，表觀氣孔率為18-30％，并且透氣率為100×10-5cm3·cm/cm2·cm H2O·sec以上。
13.一種不定形耐火材料的噴射施工裝置，是在從材料供給機(jī)至前端噴射嘴的材料運(yùn)送管上設(shè)有1次注水器，并且在前端噴射嘴的跟前設(shè)有2次注水器，從各個(gè)注水器對(duì)材料運(yùn)送管內(nèi)所運(yùn)送的噴射材料與壓縮空氣一起注入微粒化水的不定形耐火材料的噴射施工裝置，其特征為前述1次注水器產(chǎn)生平均粒徑100μm以下的微粒化水，隔開(kāi)間距設(shè)置在前述2次注水器的上游側(cè)。
14.權(quán)利要求
13所記載的不定形耐火材料的噴射施工裝置，其中，各個(gè)的注水器具有作為施工水運(yùn)送路徑的內(nèi)孔、及該內(nèi)孔中沿圓周方向具有細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口部的1條狹縫狀的噴嘴孔，該噴嘴孔為朝噴射材料的運(yùn)送方向傾斜30～70度，而且開(kāi)口部的寬為0.1～1mm，在噴嘴孔的上游側(cè)有均壓室，該均壓室與混合室連接，混合室有加壓水和壓縮空氣的導(dǎo)入口。
15.權(quán)利要求
13或14所記載的不定形耐火材料的噴射施工裝置，其中，在2次注水器附近的材料運(yùn)送管的中途，設(shè)有內(nèi)徑收縮的混合管。
專利摘要
本發(fā)明的課題是針對(duì)粉末材料在運(yùn)送中加水進(jìn)行混合的不定形耐火材料的噴射施工，提供既低水分又提高混合效果而且還有優(yōu)越的作業(yè)性的方法及裝置。為了解決該課題，從材料供給機(jī)1至前端噴射嘴4的運(yùn)送軟管5上，設(shè)有1次注水器7，在前端噴射嘴側(cè)的前端噴射嘴4的跟前則設(shè)有2次注水器8。通過(guò)將1次注水器7為隔開(kāi)間距設(shè)置在2次注水器8的上游側(cè)，從1次注水器添加全部施工水的10～50質(zhì)量％的平均粒徑100μm以下的微?；?，更優(yōu)選添加全部施工水的15～40質(zhì)量％的平均粒徑100μm以下的微顆?；?，將運(yùn)送中的吹附材料均勻濕潤(rùn)成不致變成漿液狀的程度，從2次注水器，和壓縮空氣一起將施工所必要的其余的水進(jìn)行噴霧注入。
文檔編號(hào)C04B28/06GK1993594SQ200580025894
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年6月7日
發(fā)明者大畑宏樹(shù), 友納弘義, 川原豐彥, 水摩好博, 合田廣治, 西海嘉宣, 白曼統(tǒng)一 申請(qǐng)人:黑崎播磨株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan