专利名称：不定形耐火材料的喷涂施工方法
技术领域：
本发明涉及一种喷涂不定形耐火材料的新型施工方法，所述新型施工方法解决了以往的干式喷涂施工方法及湿式喷涂施工方法存在的问题，无需喷涂用耐火组合物的混炼作业，在输送管内不会产生堵塞，可进行长距离的输送施工，而且经施工的不定形耐火材料具有高质量。
背景技术：
作为不定形耐火材料的主要施工方法，已知有喷涂施工方法。该施工方法与浇注法相比，无需浇注用的模板，另外，在形状复杂、框架形成困难的地方也可容易施工，因此，近年来在越来越多的领域被广泛使用。所述喷涂施工方法大致可分为空气压送方式的干式喷涂施工方法及泵压送方式的湿式喷涂施工方法，各自有下述的优点及缺点。
干式喷涂施工方法是将含有通过与水结合而固化的高铝水泥等粘结材料及用于改善喷涂时的附着性的粘土等耐火性粉末的粉末状喷涂用耐火材料供给至空气压送方式的喷涂机，在输送用配管内进行空气压送。然后，在喷涂用喷嘴部，向被空气压送的粉末状喷涂用耐火材料添加施工需要的水分即施工水，在喷嘴内将粉末状喷涂耐火材料变成含有施工水的高粘性附着状态，将该喷涂用耐火材料从喷嘴喷出，使其附着在炉壁结构部而固化，从而构建耐火炉壁。
上述干式喷涂施工方法由于将喷涂用耐火材料以粉末状空气压送，因此输送管不会堵塞，容易输送和可长距离输送。因此，可将喷涂机设置在地上，以这样的状态向离开很远的地方或高处输送喷涂用耐火材料，进行施工。
但是，干式喷涂施工方法由于在喷嘴内将粉末状喷涂用耐火材料与施工水混合，形成有粘性的喷涂耐火材料，因此施工水与喷涂用耐火材料的接触时间短。结果，由于施工水不能充分均匀地与粉末状喷涂用耐火材料混合，因此，经施工的耐火炉壁质量不均匀，气孔率小，往往难以得到强度大、具有稳定的高质量的耐火材料。
另一方面，湿式喷涂施工方法是为了得到与干式喷涂法得到的耐火材料相比，质量更均匀、性能更优异的炉壁而开发的，近年来被经常采用。在湿式喷涂施工方法中，将喷涂用耐火材料与施工水预先充分混合，制成称为“坯料”的混炼物。所述坯料系用混炼机混炼，使其表示流动性的流值(使用JIS R S201的圆锥测定)达到200mm左右，可用泵压送。将该坯料供给压送泵，用输送管输送。然后，添加使得坯料在喷嘴部凝聚用的速凝剂，利用压缩空气向炉壁结构部喷涂，在较短的瞬间凝聚，构建炉壁等耐火材料。
在上述湿式喷涂施工方法中，以上述方法向压送泵供给喷涂用耐火材料时，由于需要使用混炼机将喷涂用耐火材料混炼至产生足够的流动性，因此需要大型混炼机及众多的人员。另外，对混炼用水量进行管理以得到用泵压送所需要的合适流动性就变得困难。例如，若流动性小，则在泵中或输送管内会产生堵塞，另外，若为了增大流动性而添加过量的混合水，则喷涂用耐火材料中所含的粗粒的耐火集料与微粉状的耐火粉末会分离，不仅材料的输送变得不可能，而且不能进行良好的喷涂施工。这样，湿式喷涂方法在用于现场施工时会有许多不稳定因素。
再有，在通过泵压送将混炼的坯料长距离输送、施工时，由于坯料的粘度大，因此必须用大型泵，输送距离也比干式喷涂施工方法要短，最多100m左右。另外，在采用泵的湿式喷涂施工方法中还存在下述问题施工结束时，由于在输送管内残留有混炼的坯料，因此材料损耗多，为了取出残留物要进行清扫，这需要很多的人员及时间。
另外，以往，还知道日本特许公开公报1987年第36071号记载的一种施工方法，即，向粉末状喷涂耐火用组合物添加最终需要的施工水分量的1/5～3/4的水，将其与耐火用组合物预先用混炼机混炼，压送至干式喷涂枪中，在该枪的喷嘴部再添加由施工水分量的余量的水及固化促进剂形成的溶液，将其喷涂、构建不定形耐火材料。
但是，该施工方法与以往的干式喷涂施工方法一样，由于最后在喷嘴部向喷涂用耐火材料添加将固化促进剂与施工水混合了的水溶液，因此，所需量的水与耐火材料均匀接触的时间短，未充分分散就被喷涂，从而难以构建高质量的均匀的炉壁。这样，该方法没有超出以往的干式喷涂施工方法的范围，难以说解决了干式喷涂施工方法的问题。另外，由于输送距离最多也只有100m，与以往的干式喷涂施工方法相比要短，因此，对施工场所也有很多限制。
发明内容
本发明的目的在于解决以往的干式喷涂施工方法及湿式喷涂施工方法中存在的问题。即，本发明提供一种不定形耐火材料的新型喷涂施工方法，它无需喷涂用耐火材料的混炼作业，可将喷涂用耐火材料长距离输送、施工而不会堵塞输送管，且经施工的不定形耐火材料具有质量高且均匀的特性。
为了达到上述目的，对干式喷涂施工方法及湿式喷涂施工方法各自的特性进行了充分解析，根据得到的新发现及创意，完成了本发明。即，发现具有与湿式喷涂施工方法同一水平的优异特性的不定形耐火材料不一定需要使用事先充分混炼的坯料，通过使用粉末状不定形耐火组合物(下面也简称为耐火组合物)并输送、在输送管中途添加全部量的施工水，就可简便的获得。其原因可能是即使在输送管的中途添加全部量的施工水，在该添加不在喷涂用喷嘴附近进行的情况下，耐火组合物与施工水超出预想地混合。
这里，原预想向在输送管内输送的粉末状不定形耐火组合物添加全部量的施工水的情况下，粘性会增大，附着在输送管内。然而发现，在使用含有耐火性集料、耐火性粉末、粘结材料和分散剂的不定形耐火组合物作为在输送管内输送的粉末状不定形耐火组合物并在加水位置的下流侧的输送途中添加速凝剂的情况下，可有效防止输送管堵塞。另外还发现，在本发明中，即使在输送管内输送的粉末状不定形耐火组合物从一开始就包含速凝剂的情况下，特别是当包含的速凝剂为粉末状时，若在喷涂用喷嘴的上流侧的规定距离内在包含耐火性集料、耐火性粉末、粘结材料及分散剂的组合物中添加施工水，则该组合物不会那么迅速地凝聚，可将其输送并可从喷涂用喷嘴喷涂。
这样，通过在输送管中气流输送的途中往粉末状不定形耐火组合物添加施工水，本发明成功地开发出了能解决现有的干式喷涂施工方法及湿式喷涂施工方法中存在的上述问题的施工方法。
本发明具有下述特征。
(1)一种不定形耐火材料的喷涂施工方法，其特征在于，将包含耐火性集料、耐火性粉末、粘结材料及分散剂的不定形耐火组合物以粉末状态载于气流中，送入输送管内，在使其一面悬浮在输送管内的同时进行输送，在输送管的中途添加施工水，然后还进行气流输送，通过喷涂用喷嘴进行喷涂。
(2)如上述(1)项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，耐火性集料的最大粒径/输送管内径的比例为1/7～1/3。
(3)如上述(1)或(2)项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，不定形耐火组合物不含速凝剂，添加施工水后，在喷涂用喷嘴前端的上流侧添加速凝剂。
(4)如上述(3)项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，在离喷涂用喷嘴前端0.3～2.5m的上流添加速凝剂。
(5)如上述(3)或(4)项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，在离添加速凝剂的位置1～50m的上流添加施工水。
(6)如上述(2)项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，不定形耐火组合物还包含速凝剂。
(7)如上述(6)项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，在离喷涂用喷嘴前端0.3～15m的上流添加施工水。
(8)如上述(1)～(7)中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，在输送管的添加施工水的位置的下流侧设置将添加的施工水与不定形耐火组合物均匀混合的手段，使施工水与不定形耐火组合物更均匀地混合。
(9)如上述(1)～(8)中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，相对于耐火性集料100质量份，耐火性粉末、粘结材料、分散剂及速凝剂的含量分别为30～60重量份、2.5～20质量份、0.03～1.5质量份及0.07～4.5质量份。
(10)如上述(1)～(9)中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，耐火性粉末为平均粒径在10μm以下的耐火性超微粉末，粘结材料为高铝水泥，分散剂为缩合磷酸盐、羧酸盐或磺酸盐。
(11)如上述(1)～(10)中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，相对于除去分散剂的不定形耐火组合物100质量份，速凝剂的添加量以干重计，为0.05～3质量份。
(12)如上述(1)～(11)中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，速凝剂为碱金属或碱土金属的硅酸盐、铝酸盐、碳酸盐或硫酸盐。
(13)如上述(1)～(12)中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，将速凝剂相对于不定形耐火材料的添加量在喷涂施工中进行变化。
(14)用上述(1)～(13)中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法构建的耐火材料。
图1为本发明的代表性喷涂施工方法的示意图。
图2为本发明的喷涂施工方法的其它实施方式的示意图。
图3为作为本发明的促进耐火组合物与施工水混合的手段之一的螺旋状方式的说明图。
图4为作为上述混合促进手段的另一实施例的涡旋方式的说明图。
图5为作为上述混合促进手段的又一个实施例的剖面说明图。符号说明1气流输送机 2不定形耐火组合物3输送管 4施工水供给部5喷涂用喷嘴 6压缩机7定量输送机 8.不定形耐火组合物盛放袋9施工水量调节器 10施工壁面11施工耐火材料 12速凝剂供给部13压缩空气吹入 14导向板下面对本发明作更详细的说明。
在本发明的喷涂施工方法中，粉末状不定形耐火组合物包含耐火性集料、耐火性粉末、粘结材料、分散剂及速凝剂。这里，作为耐火性集料，最好使用选自氧化铝、铁矾土、水铝石、莫来石、蓝晶石、矾土页岩、熟耐火土、硅石、热电铁氧体、硅线石、红柱石、铬铁矿、尖晶石、氧化镁、氧化锆、锆石、氧化铬、氮化硅、氮化铝、碳化硅、碳化硼、石墨等碳材料、硼化钛及硼化锆中的一种以上。
另外，在本发明中，耐火性集料是指平均粒径超过30μm的材料。这些耐火性集料的粒径比较好的是在12mm以下，最好在10mm以下。粒度可通过使用两种以上粒子(例如粗粒、中粒及细粒)的组合而加以调整，这种情况下，耐火性集料粒子最大粒径与输送管内径的比例最好为1/7～1/3。这里，最大粒径是指粒子的95质量％以上可通过的按照JISZ8801规定的筛网网孔中的最小网孔。
另外，耐火组合物中所含的耐火性粉末是填埋耐火性填料的间隙、形成将耐火性填料粘结的粘结部的物质，最好是平均粒径在10μm以下(较好地在5μm以下)的耐火性超微粉末。所述耐火性超微粉末最好是氧化铝或热解二氧化硅。氧化铝或热解二氧化硅不仅可以是粉末，其一部分也可以是氧化铝溶胶、硅溶胶或硅胶的形态。相对于耐火性填料100质量份，耐火性粉末的含量较好地为30～60质量份，最好为40～50质量份。
作为耐火性粉末，除了上述耐火性超微粉末以外，还可添加粒度大于耐火性超微粉末但平均粒径最好在30μm以下的其它材料。这些材料例如有氧化铝、二氧化钛、铁矾土、水铝石、莫来石、矾土页岩、熟耐火土、热电铁氧体、硅线石、红柱石、硅石、铬铁矿、尖晶石、氧化镁、氧化锆、锆石、氧化铬、氮化硅、氮化铝、碳化硅、碳化硼、硼化钛、硼化锆、膨润土或二氧化硅等无定形二氧化硅。它们可以单独使用，也可组合使用。
在本发明中，也可在耐火组合物中添加以往的干式施工法的耐火材料中所含的粘土质材料，例如耐火粘土、高岭土、膨润土等。该粘土质材料在加入水分时会使粘度急剧上升，因此，最好尽可能少加，相对于耐火性填料100质量份，最好在3质量份以下比较合适。
耐火组合物中所含的粘结材料其不定形耐火材料的粘结材料的作用，最好使用高铝水泥。使用高铝水泥作为粘结材料时，施工体可在从常温到高温的大范围内维持强度。作为粘结材料，也可以使用磷酸、磷酸铝等磷酸盐、硅酸钠、硅酸钾等硅酸盐、木素磺酸盐、水溶性酚等。相对于耐火性集料100质量份，粘结材料的含量最好为2.5～20质量份，尤以5～12质量份比较合适。
在本发明中，耐火组合物中所含的分散剂很重要，不含分散剂时，若在粉末状组合物中添加施工水，则粘性增大，输送管会被堵塞。作为分散剂，最好是选自四聚磷酸六钠、六偏磷酸钠等缩合磷酸盐、聚羧酸盐、聚丙烯酸盐等羧酸盐、三聚氰胺磺酸盐及β-萘磺盐等磺酸盐中的一种以上。相对于耐火性集料100质量份，分散剂的添加量宜为0.02～1.5质量份，最好为0.03～1质量份。
在本发明中，速凝剂可以是粉末的或液体的。为了将喷涂施工的坯料中的水分量保留至所需的最低限度以确保良好的耐火材料特性，最好使用粉末的速凝剂。使用水溶液的速凝剂时，最好使用尽可能浓的水溶液，这样，喷涂后的施工体的致密性不容易下降。
另外，在本发明中存在两种情况，一种情况是速凝剂从一开始就添加在包含耐火性集料、耐火性粉末、粘结材料及分散剂等的喷涂用耐火组合物中，另一种情况是一开始不添加在喷涂用耐火组合物中，而是在喷涂用喷嘴的上流的气流输送途中添加在加了施工水后的喷涂用耐火组合物中。采用上述哪种方法添加速凝剂，根据速凝剂的种类、喷涂用耐火组合物的材质及添加施工水之后至实际进行喷涂之间的气流输送距离等来决定。为了尽可能防止喷涂用耐火组合物在输送管内凝结、得到品质更好的耐火材料，最好采用后者，即速凝剂添加在加了施工水之后的喷涂用耐火组合物中。这在添加了施工水之后的气流输送距离较长的情况下，特别适宜。另外，在一开始就添加速凝剂时，根据同样的理由，与液体的速凝剂相比，粉末状的速凝剂更好。
在添加粉末速凝剂时，最好使用可均匀控制粉末添加量的装置，通常使用以压缩空气作为载体的添加速凝剂的装置。另外，在使用液体速凝剂时，也最好使用可均匀控制供给量的液体泵，这可根据使用的速凝剂的种类适当选定，但最好采用柱塞泵、膜片泵、旋转容积型单轴偏心螺杆泵等。
作为本发明中使用的速凝剂，可以选用硅酸钠、硅酸钾等硅酸盐、铝酸钠、铝酸钾、铝酸钙等铝酸盐、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠等碳酸盐、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁等硫酸盐、CaO·Al2O3、12CaO·7Al2O3、CaO·2Al2O3、3CaO·Al2O3、3CaO·3 Al2O3·CaF2、11CaO·7Al2O3·CaF2等铝酸钙类、氧化钙、氢氧化钙、氯化钙及它们的复合物或混合物中的一种以上。但是，并不限于上述种类，还可以使用已知的速凝剂及称为凝聚剂的物质。在上述速凝剂中，根据容易到手、价廉、而且其特征好等因素，最好使用铝酸钠。铝酸钠由于其熔点高，因此不会使耐火材料的耐火度降低，注入耐火组合物中后，可迅速使耐火组合物固化。
以粉末状使用这些速凝剂时，其平均粒径宜为20～200μm，最好为50～100μm。速凝剂的添加量根据速凝剂的种类而作一定程度的变化，因此，最好根据速凝剂的种类、注入速凝剂后至到达喷涂用喷嘴的长度等调节注入量。另外，使用液体速凝剂时，可以稀释，使用粉体速凝剂时，可以直接使用或者以分散或溶解于水等介质中的液体状态使用。
相对于去掉分散剂的耐火组合物100质量份，速凝剂的添加量以干重计，为0.03～3质量份。若少于0.05质量份，则即使是性能好的速凝剂，也有凝结速度不够、经喷涂施工的耐火材料流失之虞。而若超过3质量份大量注入，则有迅速固化、难以喷涂施工或者耐热性及耐腐蚀性等耐火材料性能下降之虞。
在本发明的喷涂施工方法中，通过使速凝剂在耐火组合物中的添加量在喷涂施工中变化，可得到耐火性等特性优异的施工体。例如，在修补耐火炉壁缝隙之类情况下，可以选用在施工开始时不添加速凝剂、而在施工最后阶段，最好是即将结束之前注入速凝剂的方法，也可以选用在施工开始后注入规定量的数质量％～数十质量％的速凝剂，随着施工的进行，逐渐增加速凝剂的量，最后注入规定量的速凝剂的方法，等等。采用这样的速凝剂的注入法，施工体的内部由于很少或没有速凝剂，因此耐火特性优异。另一方面，表面附近由于有足够的速凝剂，因此可得到强度特性优异的施工体。
另外，在本发明的喷涂施工方法中，根据需要，相对于耐火组合物100质量份，最好添加0.002～0.2质量份的缓凝剂，这样，可控制凝集时间，稳定地对耐火材料进行喷涂施工。缓凝剂最好可以使用草酸、硼酸、苹果酸、柠檬酸、木素磺酸盐等弱酸。
下面根据附图具体说明本发明。图1为实施本发明的代表性喷涂施工方法的示意图。包含上述各成分、经充分混合的粉末状耐火组合物2，使用气流输送机1在保持粉末的状态下被送入输送管3内。对于气流输送机1，无特别限制，只要可将粉末进行气流输送均可，例如可以是喷涂机等。作为气流输送机1的气源，通常由压缩机6供给压缩空气。这里使用的输送管3的内径最好在65mm以下。若输送管的内径超过65mm，则单位时间的喷涂量过大。而若内径过小，则压损、变大，因此，尤以38mm以上65mm以下为佳输送管3的长度与气流输送机1的能力也有关系，在本发明中，由于可以粉末状态输送，因此，可进行很长距离的施工。在以往的湿式喷涂方法中，输送距离最多为100m左右，而在本发明中，可进行水平距离为200m、高度达到约150m的长距离输送。另外，对输送管3无特别限定，只要可连接气流输送机1及喷涂用喷嘴5即可，可以使用已知的金属管或橡胶软管等。
施工水在施工水供给部4被添加到在输送管3内输送的耐火组合物2中。为了使耐火组合物与施工水充分混合，施工水供给部4的位置最好离喷涂用喷嘴5的前端至少0.3m以上的上流处。如本例那样，在从一开始就将速凝剂添加到耐火组合物2中时，最好在离喷涂用喷嘴5的前端0.3m～15m的上流处。若在离喷涂用喷嘴5的前端不到0.3m处添加施工水，则从喷嘴5进行喷涂时耐火组合物2与施工水尚未充分混合，因此，不适宜。而若在离喷涂用喷嘴5的前端15m以上处添加施工水，则压送阻力变大，压缩空气的输送力不足，往往会导致输送管堵塞，因此，也不适宜。添加水的位置以在离喷涂用喷嘴5的前端3～5m的上流处为宜。
在本发明中，添加在耐火组合物2中的水量实际上是耐火材料喷涂施工所需的全部量。这里，所谓实际上是指几乎全部所需量，根据情况，也可以在其它位置上添加少量的水。例如，为了防止粉体飞扬，也可以在耐火组合物2中添加全部水量的40％以内的水，进行所谓预湿。为了进行这样的预湿，可以适当使用预湿器，在本发明中，即使这样加水而变成了湿润状态，不定形耐火组合物的粘性仍不至于使其附着在输送管内。这虽然是在本发明中加水的湿润状态下的不定形耐火组合物所具有的特异现象，但不一定与理论不符。
例如，在关于粉体、水及空气的分散系统的结构研究中，一般，这三个系统可取各种结构，但在本发明中，输送管内的耐火组合物湿润状态构成空气被封闭在粉体及水连续的粒子中的所谓“纤条(II)区域”(梅屋学术振兴会136委员会，不定形耐火材料施工技术协议会研究会资料)，因此，可以认为，本发明的湿润状态的耐火组合物是在悬浮于输送管内的状态下被输送的。但这是对作用机理的推测，并不限制对本发明的解释。
另外，在将上述粉末状耐火组合物2送入输送管3时，从盛放耐火组合物2的耐火组合物盛放袋8通过定量输送机7供给至气流输送机1，这一过程与以往的施工方法相同。
这样，湿润状的耐火组合物与输送用的空气一起从喷涂用喷嘴5喷射。该耐火组合物以高压喷涂在炉壁结构部等施工部位后，输送用空气由于喷射至炉壁结构部时的冲击而逸散至外气中。其结果，脱气后的喷涂耐火材料在速凝剂的作用下迅速凝聚，然后固化，形成施工体，构建成坚固的炉壁。另外，施工时，根据需要，也可以使用模板等。
图2为实施本发明的喷涂施工方法的其它实施方式时的示意图。省略与图1共同部分的说明。在此方法中，不在耐火组合物2中加入速凝剂，而是在设在输送管3的施工水供给部4下流的速凝剂供给部12向气流输送中的耐火组合物添加速凝剂。这种情况下，最好离喷嘴5的前端0.3～2.5m的上流处添加速凝剂。若小于0.3m，则由于速凝剂与耐火组合物未充分均匀混合，因此发挥不出凝聚效果。而若大于2.5m，则有耐火组合物2在输送管3内输送的途中凝固、堵塞输送管3及喷涂用喷嘴5之虞。
另外，在设在输送管2中途的速凝剂供给部12添加速凝剂时，施工水供给部4的位置最好在离速凝剂供给部1～50m的上流处。若小于1m，则由于在耐火组合物2与施工水充分混合之前已添加了速凝剂，耐火组合物2开始凝固，因此不适宜。而若大于50m，则由于加水使得压送阻力增大，压缩空气的输送力不足，输送管往往堵塞，因此也不适宜。加水最好在速凝剂供给部12的上流3～10m处进行。这样，在施工水供给部4的下流处添加速凝剂时，可使施工水供给部4与喷涂用喷嘴5的前端之间的距离比一开始就将速凝剂加入到耐火组合物中的情况要长。
再有，若如本例所示，在施工水供给部4的下流处向湿润状态的耐火组合物添加速凝剂，则速凝剂容易均匀地加入到耐火组合物中。由此，可得到水与速凝剂均匀分散在其中的耐火组合物。结果，喷涂施工的耐火材料其质量更均匀，物性更优异。具体来说，抗弯强度等提高，而且，偏差幅度也小，另外，在施工水供给部4的下流处添加速凝剂时，可以几乎没有差别地使用粉末状态或液体速凝剂。
在本发明中，可在输送管3的中途设置向粉末状的耐火组合物添加施工水后促进该耐火组合物与施工水均匀混合的手段，使两者更均匀混合，图4及图5示出这样的手段。图3所示为螺旋状方式。在该方式中，将输送管3的一部分扭成螺旋状，用空气在内部输送的耐火组合物在输送管中呈螺旋状翻转，由此促进混合。图4所示为涡旋方式，是在输送管3的一部分的外周设置压缩空气吹入口13，用压缩空气强制产生涡旋，使在输送管3中进行气流输送中的耐火组合物旋转，由此促进混合。另外，图5所示为导向板方式，是在输送管3的一部分的内周安装能产生旋转的导向板14(安装角度最好在45°以下)，通过搅乱内部的流向来促进混合。
具体实施例方式
下面举出实施例来更详细说明本发明，当然本发明不受这些实施例的任何限制。
试验材料表1所示为使用的喷涂用耐火组合物的组成。各成分的含量为除去分散剂及缓凝剂之外，相对于耐火组合物100质量份的质量份数值。分散剂及缓凝剂是相对于耐火性集料100质量份的质量份数值。
试验方法用各喷涂方法各制成5块长400mm×宽400mm×厚100mm的喷涂板，干燥后比较喷涂板的物性，试验结果归纳在表2中，
表1 注1添加位置在离喷涂用喷嘴前端0.5m处。
表2 注1气流输送机使用喷涂机(日本派力固株式会社产品，商品名Knead Gun400)。
注2偏差幅度为n＝5的最大值与最小值之差除以平均值，用“％”表示。
从表2可知，与以往的干法喷涂施工方法与湿法喷涂施工方法相比，本发明的喷涂施工方法其干燥后的耐火材料物性差异小。这表明，与以往的喷涂施工方法相比，用本发明的喷涂施工方法构建的施工体质地均匀。另外，还可知道，在本发明的喷涂施工方法中，由于与水的混合性好，施工水的供给量可以比以往的湿法喷涂方法的少，因此，所得施工体的质量好。
喷涂材料都与实施例1中使用的相同。
喷涂施工部位水泥制造设备的预热炉旋风器(距离地面高50m)。
表 3 从表3可知，与以往的湿法喷涂方法相比，本发明的喷涂施工方法可大幅度减少作业工时，缩短工期。
试验材料与实施例1中使用的相同。
试验方法将内径38mm×全长100m的输送管与气流输送机连接，在改变施工水的添加位置即施工水供给部4的位置的同时，对板(长1000cm×宽1000cm)进行喷涂，比较其特性。喷吐量为3000kg/小时，喷涂压力为0.6MPa，均为恒定值。
另外，对于喷吐性能的好坏、有无喷涂损失、施工性的综合判断等作定性评价。这些项目都分别用○符号表示没有问题，用△符号表示不影响实用，用×符号表示存在问题。
表4 注堆积密度表示在110℃干燥后的数值。
从表4可知，在本发明的施工方法中，施工水的适当添加位置在0.3～15m的范围内。
试验材料与表1的使用材料相同。
试验方法利用各喷涂方法，各制成5块长400mm×宽400mm×厚100mm的喷涂板，干燥后比较喷涂板的物性，结果归纳在表5中。
从表5可知，与以往的干法喷涂施工方法与湿法喷涂方法相比，本发明的喷涂施工方法其干燥后的耐火材料特性且差异小。这表明，与以往的喷涂施工方法相比，用本发明的施工方法构建的施工体质地均匀。另外，还可知道，在本发明的喷涂施工方法中，由于与水的混合性好，施工水的供给量可以比以往的湿法喷涂方法的少，因此，所得施工体的质量好。
另外，将本方法与实施例1的从一开始就将速凝剂加入到耐火组合物中的情况进行比较，本方法的干燥后的耐火材料与实施例1的相比，堆积密度及抗弯强度大且抗弯强度的偏差幅度小，特性优异。
表5 注1添加量为相对于100质量份不定形耐火组合物的质量份，添加位置都在离喷涂用喷嘴前端0.5m处。
注2所用气流输送机为喷涂机(日本派力固株式会社产品，商品名Knead Gun400)。
注3偏差幅度为n＝5的最大值与最小值之差除以平均值，用“％”表示。实施例5就在本发明的喷涂施工方法中向输送管中流动的喷涂用耐火组合物添加施工水的合适位置进行试验的结果示于表6。
试验材料及试验方法与实施例3相同。
表6 从表6可知，在本发明的施工方法中，施工水的适当添加位置在速凝剂添加位置上流的50m以下的范围内。
试验材料与实施例1相同，使用耐火粘土质耐火组合物。
试验方法将内径φ38mm×全长100m的输送管粒径，将施工水供给部4的位置固定在离速凝剂供给部10m处，改变速凝剂的添加位置，在板(长1000cm×宽1000cm)上喷涂，比较其特性。另外，同时制成板(长400mm×宽400×厚100mm)的喷涂样品，进行物性比较。
喷涂量为3000kg/小时，喷涂压力为0.6MPa，速凝剂的添加量为1.0质量％，均匀恒定值。
表7 注4堆积密度为110℃干燥后的值。表中，关于喷吐性能，按与表4同样方法判断。另外，用肉眼对喷涂的施工体外观进行评价。没有层叠或不均匀(例如有粉末状的部分)的表示为○，否则表示为×。
由表7可知，在本发明的施工方法中，速凝剂添加的适当位置最好在0.3～2.5m的范围内。
本发明提供解决了一种新的能解决以往的湿式喷涂方法及干式喷涂方法所存在的问题的喷涂施工方法。
即采用本发明施工方法，有下述大的优点。
(1)由于粉末状耐火组合物是用气流进行输送的，因此无需用大型混炼机将喷涂用耐火组合物混炼，另外，也无需使用压损大的压送混炼物的泵。
(2)在以往的湿式喷涂施工方法中，要将以耐火组合物坯料状输送，从供给端至喷涂场所的输送距离有限制，水平距离为100m左右，高度在60m左右。而在本发明中，由于耐火组合物与施工水在输送管内混合，因此不用担心输送管内堵塞，可进行200m左右的长距离输送及高达150m左右的高处施工。特别是若在施工水添加位置的下流处，在离喷涂用喷嘴前端规定距离范围内在耐火组合物中添加速凝剂，则其效果更显著。
(3)由于耐火组合物不附着在输送管内，施工后也不会残留在输送管内，因此维护非常简单。
(4)由于不进行混炼，因此可大幅度减少作业量。
(5)由于在输送管内的附着减少，因此，可降低耐火材料的损耗。
(6)所得喷涂耐火材料具有均匀、强度大的优异特性。
(7)若在耐火组合物中再添加速凝剂，则无需在输送管的中途添加速凝剂的设备及对其进行的控制。
权利要求
1.一种不定形耐火材料的喷涂施工方法，其特征在于，将包含耐火性集料、耐火性粉末、粘结材料及分散剂的不定形耐火组合物以粉末状态载于气流中，送入输送管内，在使其悬浮在输送管内的状态下进行输送，在输送管的中途添加施工水，然后还气流输送，通过喷涂用喷嘴喷涂。
2.如权利要求1所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其特征在于，耐火性集料的最大粒径/输送管内径的比例为1/7～1/3。
3.如权利要求1或2所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其特征在于，不定形耐火组合物不含速凝剂，添加施工水后，在喷涂用喷嘴前端的上流侧添加速凝剂。
4.如权利要求3所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其特征在于，在离喷涂用喷嘴前端0.3m～2.5m的上流添加速凝剂。
5.如权利要求3或4所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其特征在于，在离速凝剂添加位置1～50m的上流添加施工水。
6.如权利要求1或2所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其特征在于，不定形耐火组合物还包含速凝剂。
7.如权利要求6所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其特征在于，在离喷涂用喷嘴前端0.3～15m的上流添加施工水。
8.如权利要求1-7中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，在输送管的添加施工水的位置的下流侧设置将添加的施工水与不定形耐火组合物均匀混合的手段，使施工水与不定形耐火组合物更均匀地混合。
9.如权利要求1-8中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，相对于耐火性集料100质量份，耐火性粉末、粘结材料、分散剂及速凝剂的含量分别为30～60重量份、2.5～20质量份、0.03～1.5质量份及0.07～4.5质量份。
10.如权利要求1-9中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，耐火性粉末为平均粒径在10μm以下的耐火性超微粉末，粘结材料为高铝水泥，分散剂为缩合磷酸盐、羧酸盐或磺酸盐。
11.如权利要求1-10中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，相对于除去分散剂的不定形耐火组合物100质量份，速凝剂的添加量以干重计，为0.05～3质量份。
12.如权利要求1-11中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，速凝剂为碱金属或碱土金属的硅酸盐、铝酸盐、碳酸盐或硫酸盐。
13.如权利要求1-12中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法，其中，将速凝剂相对于不定形耐火材料的添加量在喷涂施工中进行变化。
14.用权利要求1-13中任一项所述的不定形耐火材料的喷涂施工方法构建的耐火材料。
全文摘要
一种不定形耐火材料的喷涂施工方法,其特征在于,将包含耐火性集料、耐火性粉末、粘结材料及分散剂(并还可包含速凝剂)的不定形耐火组合物以粉末状态载于气流中,送入输送管内,在使其悬浮在输送管内的状态下进行输送,在输送管的中途添加施工水,然后还气流输送,且在上述不定形耐火组合物不包含速凝剂的情况下,在喷涂用喷嘴前端的上流侧添加速凝剂后,通过喷涂用喷嘴进行喷涂。这样,可解决干式喷涂施工方法及湿式喷涂施工方法的问题,无需耐火组合物的混炼作业,可长距离输送该材料进行施工而不会堵塞输送管,从而可得到高质量的喷涂耐火材料。
文档编号F27D1/16GK1365858SQ0210232
公开日2002年8月28日 申请日期2002年1月16日 优先权日2001年1月16日
发明者元木英二, 野中克美 申请人:派力固日本有限公司