專利名稱：不定形耐火材料的噴涂施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴涂不定形耐火材料的新型施工方法，所述新型施工方法解決了以往的干式噴涂施工方法及濕式噴涂施工方法存在的問題，無需噴涂用耐火組合物的混煉作業(yè)，在輸送管內(nèi)不會產(chǎn)生堵塞，可進(jìn)行長距離的輸送施工，而且經(jīng)施工的不定形耐火材料具有高質(zhì)量。
背景技術(shù)：
作為不定形耐火材料的主要施工方法，已知有噴涂施工方法。該施工方法與澆注法相比，無需澆注用的模板，另外，在形狀復(fù)雜、框架形成困難的地方也可容易施工，因此，近年來在越來越多的領(lǐng)域被廣泛使用。所述噴涂施工方法大致可分為空氣壓送方式的干式噴涂施工方法及泵壓送方式的濕式噴涂施工方法，各自有下述的優(yōu)點及缺點。
干式噴涂施工方法是將含有通過與水結(jié)合而固化的高鋁水泥等粘結(jié)材料及用于改善噴涂時的附著性的粘土等耐火性粉末的粉末狀噴涂用耐火材料供給至空氣壓送方式的噴涂機(jī)，在輸送用配管內(nèi)進(jìn)行空氣壓送。然后，在噴涂用噴嘴部，向被空氣壓送的粉末狀噴涂用耐火材料添加施工需要的水分即施工水，在噴嘴內(nèi)將粉末狀噴涂耐火材料變成含有施工水的高粘性附著狀態(tài)，將該噴涂用耐火材料從噴嘴噴出，使其附著在爐壁結(jié)構(gòu)部而固化，從而構(gòu)建耐火爐壁。
上述干式噴涂施工方法由于將噴涂用耐火材料以粉末狀空氣壓送，因此輸送管不會堵塞，容易輸送和可長距離輸送。因此，可將噴涂機(jī)設(shè)置在地上，以這樣的狀態(tài)向離開很遠(yuǎn)的地方或高處輸送噴涂用耐火材料，進(jìn)行施工。
但是，干式噴涂施工方法由于在噴嘴內(nèi)將粉末狀噴涂用耐火材料與施工水混合，形成有粘性的噴涂耐火材料，因此施工水與噴涂用耐火材料的接觸時間短。結(jié)果，由于施工水不能充分均勻地與粉末狀噴涂用耐火材料混合，因此，經(jīng)施工的耐火爐壁質(zhì)量不均勻，氣孔率小，往往難以得到強(qiáng)度大、具有穩(wěn)定的高質(zhì)量的耐火材料。
另一方面，濕式噴涂施工方法是為了得到與干式噴涂法得到的耐火材料相比，質(zhì)量更均勻、性能更優(yōu)異的爐壁而開發(fā)的，近年來被經(jīng)常采用。在濕式噴涂施工方法中，將噴涂用耐火材料與施工水預(yù)先充分混合，制成稱為“坯料”的混煉物。所述坯料系用混煉機(jī)混煉，使其表示流動性的流值(使用JIS R S201的圓錐測定)達(dá)到200mm左右，可用泵壓送。將該坯料供給壓送泵，用輸送管輸送。然后，添加使得坯料在噴嘴部凝聚用的速凝劑，利用壓縮空氣向爐壁結(jié)構(gòu)部噴涂，在較短的瞬間凝聚，構(gòu)建爐壁等耐火材料。
在上述濕式噴涂施工方法中，以上述方法向壓送泵供給噴涂用耐火材料時，由于需要使用混煉機(jī)將噴涂用耐火材料混煉至產(chǎn)生足夠的流動性，因此需要大型混煉機(jī)及眾多的人員。另外，對混煉用水量進(jìn)行管理以得到用泵壓送所需要的合適流動性就變得困難。例如，若流動性小，則在泵中或輸送管內(nèi)會產(chǎn)生堵塞，另外，若為了增大流動性而添加過量的混合水，則噴涂用耐火材料中所含的粗粒的耐火集料與微粉狀的耐火粉末會分離，不僅材料的輸送變得不可能，而且不能進(jìn)行良好的噴涂施工。這樣，濕式噴涂方法在用于現(xiàn)場施工時會有許多不穩(wěn)定因素。
再有，在通過泵壓送將混煉的坯料長距離輸送、施工時，由于坯料的粘度大，因此必須用大型泵，輸送距離也比干式噴涂施工方法要短，最多100m左右。另外，在采用泵的濕式噴涂施工方法中還存在下述問題施工結(jié)束時，由于在輸送管內(nèi)殘留有混煉的坯料，因此材料損耗多，為了取出殘留物要進(jìn)行清掃，這需要很多的人員及時間。
另外，以往，還知道日本特許公開公報1987年第36071號記載的一種施工方法，即，向粉末狀噴涂耐火用組合物添加最終需要的施工水分量的1/5～3/4的水，將其與耐火用組合物預(yù)先用混煉機(jī)混煉，壓送至干式噴涂槍中，在該槍的噴嘴部再添加由施工水分量的余量的水及固化促進(jìn)劑形成的溶液，將其噴涂、構(gòu)建不定形耐火材料。
但是，該施工方法與以往的干式噴涂施工方法一樣，由于最后在噴嘴部向噴涂用耐火材料添加將固化促進(jìn)劑與施工水混合了的水溶液，因此，所需量的水與耐火材料均勻接觸的時間短，未充分分散就被噴涂，從而難以構(gòu)建高質(zhì)量的均勻的爐壁。這樣，該方法沒有超出以往的干式噴涂施工方法的范圍，難以說解決了干式噴涂施工方法的問題。另外，由于輸送距離最多也只有100m，與以往的干式噴涂施工方法相比要短，因此，對施工場所也有很多限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決以往的干式噴涂施工方法及濕式噴涂施工方法中存在的問題。即，本發(fā)明提供一種不定形耐火材料的新型噴涂施工方法，它無需噴涂用耐火材料的混煉作業(yè)，可將噴涂用耐火材料長距離輸送、施工而不會堵塞輸送管，且經(jīng)施工的不定形耐火材料具有質(zhì)量高且均勻的特性。
為了達(dá)到上述目的，對干式噴涂施工方法及濕式噴涂施工方法各自的特性進(jìn)行了充分解析，根據(jù)得到的新發(fā)現(xiàn)及創(chuàng)意，完成了本發(fā)明。即，發(fā)現(xiàn)具有與濕式噴涂施工方法同一水平的優(yōu)異特性的不定形耐火材料不一定需要使用事先充分混煉的坯料，通過使用粉末狀不定形耐火組合物(下面也簡稱為耐火組合物)并輸送、在輸送管中途添加全部量的施工水，就可簡便的獲得。其原因可能是即使在輸送管的中途添加全部量的施工水，在該添加不在噴涂用噴嘴附近進(jìn)行的情況下，耐火組合物與施工水超出預(yù)想地混合。
這里，原預(yù)想向在輸送管內(nèi)輸送的粉末狀不定形耐火組合物添加全部量的施工水的情況下，粘性會增大，附著在輸送管內(nèi)。然而發(fā)現(xiàn)，在使用含有耐火性集料、耐火性粉末、粘結(jié)材料和分散劑的不定形耐火組合物作為在輸送管內(nèi)輸送的粉末狀不定形耐火組合物并在加水位置的下流側(cè)的輸送途中添加速凝劑的情況下，可有效防止輸送管堵塞。另外還發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明中，即使在輸送管內(nèi)輸送的粉末狀不定形耐火組合物從一開始就包含速凝劑的情況下，特別是當(dāng)包含的速凝劑為粉末狀時，若在噴涂用噴嘴的上流側(cè)的規(guī)定距離內(nèi)在包含耐火性集料、耐火性粉末、粘結(jié)材料及分散劑的組合物中添加施工水，則該組合物不會那么迅速地凝聚，可將其輸送并可從噴涂用噴嘴噴涂。
這樣，通過在輸送管中氣流輸送的途中往粉末狀不定形耐火組合物添加施工水，本發(fā)明成功地開發(fā)出了能解決現(xiàn)有的干式噴涂施工方法及濕式噴涂施工方法中存在的上述問題的施工方法。
本發(fā)明具有下述特征。
(1)一種不定形耐火材料的噴涂施工方法，其特征在于，將包含耐火性集料、耐火性粉末、粘結(jié)材料及分散劑的不定形耐火組合物以粉末狀態(tài)載于氣流中，送入輸送管內(nèi)，在使其一面懸浮在輸送管內(nèi)的同時進(jìn)行輸送，在輸送管的中途添加施工水，然后還進(jìn)行氣流輸送，通過噴涂用噴嘴進(jìn)行噴涂。
(2)如上述(1)項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，耐火性集料的最大粒徑/輸送管內(nèi)徑的比例為1/7～1/3。
(3)如上述(1)或(2)項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，不定形耐火組合物不含速凝劑，添加施工水后，在噴涂用噴嘴前端的上流側(cè)添加速凝劑。
(4)如上述(3)項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，在離噴涂用噴嘴前端0.3～2.5m的上流添加速凝劑。
(5)如上述(3)或(4)項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，在離添加速凝劑的位置1～50m的上流添加施工水。
(6)如上述(2)項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，不定形耐火組合物還包含速凝劑。
(7)如上述(6)項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，在離噴涂用噴嘴前端0.3～15m的上流添加施工水。
(8)如上述(1)～(7)中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，在輸送管的添加施工水的位置的下流側(cè)設(shè)置將添加的施工水與不定形耐火組合物均勻混合的手段，使施工水與不定形耐火組合物更均勻地混合。
(9)如上述(1)～(8)中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，相對于耐火性集料100質(zhì)量份，耐火性粉末、粘結(jié)材料、分散劑及速凝劑的含量分別為30～60重量份、2.5～20質(zhì)量份、0.03～1.5質(zhì)量份及0.07～4.5質(zhì)量份。
(10)如上述(1)～(9)中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，耐火性粉末為平均粒徑在10μm以下的耐火性超微粉末，粘結(jié)材料為高鋁水泥，分散劑為縮合磷酸鹽、羧酸鹽或磺酸鹽。
(11)如上述(1)～(10)中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，相對于除去分散劑的不定形耐火組合物100質(zhì)量份，速凝劑的添加量以干重計，為0.05～3質(zhì)量份。
(12)如上述(1)～(11)中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，速凝劑為堿金屬或堿土金屬的硅酸鹽、鋁酸鹽、碳酸鹽或硫酸鹽。
(13)如上述(1)～(12)中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，將速凝劑相對于不定形耐火材料的添加量在噴涂施工中進(jìn)行變化。
(14)用上述(1)～(13)中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法構(gòu)建的耐火材料。


圖1為本發(fā)明的代表性噴涂施工方法的示意圖。
圖2為本發(fā)明的噴涂施工方法的其它實施方式的示意圖。
圖3為作為本發(fā)明的促進(jìn)耐火組合物與施工水混合的手段之一的螺旋狀方式的說明圖。
圖4為作為上述混合促進(jìn)手段的另一實施例的渦旋方式的說明圖。
圖5為作為上述混合促進(jìn)手段的又一個實施例的剖面說明圖。符號說明1氣流輸送機(jī) 2不定形耐火組合物3輸送管 4施工水供給部5噴涂用噴嘴 6壓縮機(jī)7定量輸送機(jī) 8.不定形耐火組合物盛放袋9施工水量調(diào)節(jié)器 10施工壁面11施工耐火材料 12速凝劑供給部13壓縮空氣吹入 14導(dǎo)向板下面對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。
在本發(fā)明的噴涂施工方法中，粉末狀不定形耐火組合物包含耐火性集料、耐火性粉末、粘結(jié)材料、分散劑及速凝劑。這里，作為耐火性集料，最好使用選自氧化鋁、鐵礬土、水鋁石、莫來石、藍(lán)晶石、礬土頁巖、熟耐火土、硅石、熱電鐵氧體、硅線石、紅柱石、鉻鐵礦、尖晶石、氧化鎂、氧化鋯、鋯石、氧化鉻、氮化硅、氮化鋁、碳化硅、碳化硼、石墨等碳材料、硼化鈦及硼化鋯中的一種以上。
另外，在本發(fā)明中，耐火性集料是指平均粒徑超過30μm的材料。這些耐火性集料的粒徑比較好的是在12mm以下，最好在10mm以下。粒度可通過使用兩種以上粒子(例如粗粒、中粒及細(xì)粒)的組合而加以調(diào)整，這種情況下，耐火性集料粒子最大粒徑與輸送管內(nèi)徑的比例最好為1/7～1/3。這里，最大粒徑是指粒子的95質(zhì)量％以上可通過的按照J(rèn)ISZ8801規(guī)定的篩網(wǎng)網(wǎng)孔中的最小網(wǎng)孔。
另外，耐火組合物中所含的耐火性粉末是填埋耐火性填料的間隙、形成將耐火性填料粘結(jié)的粘結(jié)部的物質(zhì)，最好是平均粒徑在10μm以下(較好地在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鋁或熱解二氧化硅。氧化鋁或熱解二氧化硅不僅可以是粉末，其一部分也可以是氧化鋁溶膠、硅溶膠或硅膠的形態(tài)。相對于耐火性填料100質(zhì)量份，耐火性粉末的含量較好地為30～60質(zhì)量份，最好為40～50質(zhì)量份。
作為耐火性粉末，除了上述耐火性超微粉末以外，還可添加粒度大于耐火性超微粉末但平均粒徑最好在30μm以下的其它材料。這些材料例如有氧化鋁、二氧化鈦、鐵礬土、水鋁石、莫來石、礬土頁巖、熟耐火土、熱電鐵氧體、硅線石、紅柱石、硅石、鉻鐵礦、尖晶石、氧化鎂、氧化鋯、鋯石、氧化鉻、氮化硅、氮化鋁、碳化硅、碳化硼、硼化鈦、硼化鋯、膨潤土或二氧化硅等無定形二氧化硅。它們可以單獨(dú)使用，也可組合使用。
在本發(fā)明中，也可在耐火組合物中添加以往的干式施工法的耐火材料中所含的粘土質(zhì)材料，例如耐火粘土、高嶺土、膨潤土等。該粘土質(zhì)材料在加入水分時會使粘度急劇上升，因此，最好盡可能少加，相對于耐火性填料100質(zhì)量份，最好在3質(zhì)量份以下比較合適。
耐火組合物中所含的粘結(jié)材料其不定形耐火材料的粘結(jié)材料的作用，最好使用高鋁水泥。使用高鋁水泥作為粘結(jié)材料時，施工體可在從常溫到高溫的大范圍內(nèi)維持強(qiáng)度。作為粘結(jié)材料，也可以使用磷酸、磷酸鋁等磷酸鹽、硅酸鈉、硅酸鉀等硅酸鹽、木素磺酸鹽、水溶性酚等。相對于耐火性集料100質(zhì)量份，粘結(jié)材料的含量最好為2.5～20質(zhì)量份，尤以5～12質(zhì)量份比較合適。
在本發(fā)明中，耐火組合物中所含的分散劑很重要，不含分散劑時，若在粉末狀組合物中添加施工水，則粘性增大，輸送管會被堵塞。作為分散劑，最好是選自四聚磷酸六鈉、六偏磷酸鈉等縮合磷酸鹽、聚羧酸鹽、聚丙烯酸鹽等羧酸鹽、三聚氰胺磺酸鹽及β-萘磺鹽等磺酸鹽中的一種以上。相對于耐火性集料100質(zhì)量份，分散劑的添加量宜為0.02～1.5質(zhì)量份，最好為0.03～1質(zhì)量份。
在本發(fā)明中，速凝劑可以是粉末的或液體的。為了將噴涂施工的坯料中的水分量保留至所需的最低限度以確保良好的耐火材料特性，最好使用粉末的速凝劑。使用水溶液的速凝劑時，最好使用盡可能濃的水溶液，這樣，噴涂后的施工體的致密性不容易下降。
另外，在本發(fā)明中存在兩種情況，一種情況是速凝劑從一開始就添加在包含耐火性集料、耐火性粉末、粘結(jié)材料及分散劑等的噴涂用耐火組合物中，另一種情況是一開始不添加在噴涂用耐火組合物中，而是在噴涂用噴嘴的上流的氣流輸送途中添加在加了施工水后的噴涂用耐火組合物中。采用上述哪種方法添加速凝劑，根據(jù)速凝劑的種類、噴涂用耐火組合物的材質(zhì)及添加施工水之后至實際進(jìn)行噴涂之間的氣流輸送距離等來決定。為了盡可能防止噴涂用耐火組合物在輸送管內(nèi)凝結(jié)、得到品質(zhì)更好的耐火材料，最好采用后者，即速凝劑添加在加了施工水之后的噴涂用耐火組合物中。這在添加了施工水之后的氣流輸送距離較長的情況下，特別適宜。另外，在一開始就添加速凝劑時，根據(jù)同樣的理由，與液體的速凝劑相比，粉末狀的速凝劑更好。
在添加粉末速凝劑時，最好使用可均勻控制粉末添加量的裝置，通常使用以壓縮空氣作為載體的添加速凝劑的裝置。另外，在使用液體速凝劑時，也最好使用可均勻控制供給量的液體泵，這可根據(jù)使用的速凝劑的種類適當(dāng)選定，但最好采用柱塞泵、膜片泵、旋轉(zhuǎn)容積型單軸偏心螺桿泵等。
作為本發(fā)明中使用的速凝劑，可以選用硅酸鈉、硅酸鉀等硅酸鹽、鋁酸鈉、鋁酸鉀、鋁酸鈣等鋁酸鹽、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉等碳酸鹽、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂等硫酸鹽、CaO·Al2O3、12CaO·7Al2O3、CaO·2Al2O3、3CaO·Al2O3、3CaO·3 Al2O3·CaF2、11CaO·7Al2O3·CaF2等鋁酸鈣類、氧化鈣、氫氧化鈣、氯化鈣及它們的復(fù)合物或混合物中的一種以上。但是，并不限于上述種類，還可以使用已知的速凝劑及稱為凝聚劑的物質(zhì)。在上述速凝劑中，根據(jù)容易到手、價廉、而且其特征好等因素，最好使用鋁酸鈉。鋁酸鈉由于其熔點高，因此不會使耐火材料的耐火度降低，注入耐火組合物中后，可迅速使耐火組合物固化。
以粉末狀使用這些速凝劑時，其平均粒徑宜為20～200μm，最好為50～100μm。速凝劑的添加量根據(jù)速凝劑的種類而作一定程度的變化，因此，最好根據(jù)速凝劑的種類、注入速凝劑后至到達(dá)噴涂用噴嘴的長度等調(diào)節(jié)注入量。另外，使用液體速凝劑時，可以稀釋，使用粉體速凝劑時，可以直接使用或者以分散或溶解于水等介質(zhì)中的液體狀態(tài)使用。
相對于去掉分散劑的耐火組合物100質(zhì)量份，速凝劑的添加量以干重計，為0.03～3質(zhì)量份。若少于0.05質(zhì)量份，則即使是性能好的速凝劑，也有凝結(jié)速度不夠、經(jīng)噴涂施工的耐火材料流失之虞。而若超過3質(zhì)量份大量注入，則有迅速固化、難以噴涂施工或者耐熱性及耐腐蝕性等耐火材料性能下降之虞。
在本發(fā)明的噴涂施工方法中，通過使速凝劑在耐火組合物中的添加量在噴涂施工中變化，可得到耐火性等特性優(yōu)異的施工體。例如，在修補(bǔ)耐火爐壁縫隙之類情況下，可以選用在施工開始時不添加速凝劑、而在施工最后階段，最好是即將結(jié)束之前注入速凝劑的方法，也可以選用在施工開始后注入規(guī)定量的數(shù)質(zhì)量％～數(shù)十質(zhì)量％的速凝劑，隨著施工的進(jìn)行，逐漸增加速凝劑的量，最后注入規(guī)定量的速凝劑的方法，等等。采用這樣的速凝劑的注入法，施工體的內(nèi)部由于很少或沒有速凝劑，因此耐火特性優(yōu)異。另一方面，表面附近由于有足夠的速凝劑，因此可得到強(qiáng)度特性優(yōu)異的施工體。
另外，在本發(fā)明的噴涂施工方法中，根據(jù)需要，相對于耐火組合物100質(zhì)量份，最好添加0.002～0.2質(zhì)量份的緩凝劑，這樣，可控制凝集時間，穩(wěn)定地對耐火材料進(jìn)行噴涂施工。緩凝劑最好可以使用草酸、硼酸、蘋果酸、檸檬酸、木素磺酸鹽等弱酸。
下面根據(jù)附圖具體說明本發(fā)明。圖1為實施本發(fā)明的代表性噴涂施工方法的示意圖。包含上述各成分、經(jīng)充分混合的粉末狀耐火組合物2，使用氣流輸送機(jī)1在保持粉末的狀態(tài)下被送入輸送管3內(nèi)。對于氣流輸送機(jī)1，無特別限制，只要可將粉末進(jìn)行氣流輸送均可，例如可以是噴涂機(jī)等。作為氣流輸送機(jī)1的氣源，通常由壓縮機(jī)6供給壓縮空氣。這里使用的輸送管3的內(nèi)徑最好在65mm以下。若輸送管的內(nèi)徑超過65mm，則單位時間的噴涂量過大。而若內(nèi)徑過小，則壓損、變大，因此，尤以38mm以上65mm以下為佳輸送管3的長度與氣流輸送機(jī)1的能力也有關(guān)系，在本發(fā)明中，由于可以粉末狀態(tài)輸送，因此，可進(jìn)行很長距離的施工。在以往的濕式噴涂方法中，輸送距離最多為100m左右，而在本發(fā)明中，可進(jìn)行水平距離為200m、高度達(dá)到約150m的長距離輸送。另外，對輸送管3無特別限定，只要可連接氣流輸送機(jī)1及噴涂用噴嘴5即可，可以使用已知的金屬管或橡膠軟管等。
施工水在施工水供給部4被添加到在輸送管3內(nèi)輸送的耐火組合物2中。為了使耐火組合物與施工水充分混合，施工水供給部4的位置最好離噴涂用噴嘴5的前端至少0.3m以上的上流處。如本例那樣，在從一開始就將速凝劑添加到耐火組合物2中時，最好在離噴涂用噴嘴5的前端0.3m～15m的上流處。若在離噴涂用噴嘴5的前端不到0.3m處添加施工水，則從噴嘴5進(jìn)行噴涂時耐火組合物2與施工水尚未充分混合，因此，不適宜。而若在離噴涂用噴嘴5的前端15m以上處添加施工水，則壓送阻力變大，壓縮空氣的輸送力不足，往往會導(dǎo)致輸送管堵塞，因此，也不適宜。添加水的位置以在離噴涂用噴嘴5的前端3～5m的上流處為宜。
在本發(fā)明中，添加在耐火組合物2中的水量實際上是耐火材料噴涂施工所需的全部量。這里，所謂實際上是指幾乎全部所需量，根據(jù)情況，也可以在其它位置上添加少量的水。例如，為了防止粉體飛揚(yáng)，也可以在耐火組合物2中添加全部水量的40％以內(nèi)的水，進(jìn)行所謂預(yù)濕。為了進(jìn)行這樣的預(yù)濕，可以適當(dāng)使用預(yù)濕器，在本發(fā)明中，即使這樣加水而變成了濕潤狀態(tài)，不定形耐火組合物的粘性仍不至于使其附著在輸送管內(nèi)。這雖然是在本發(fā)明中加水的濕潤狀態(tài)下的不定形耐火組合物所具有的特異現(xiàn)象，但不一定與理論不符。
例如，在關(guān)于粉體、水及空氣的分散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)研究中，一般，這三個系統(tǒng)可取各種結(jié)構(gòu)，但在本發(fā)明中，輸送管內(nèi)的耐火組合物濕潤狀態(tài)構(gòu)成空氣被封閉在粉體及水連續(xù)的粒子中的所謂“纖條(II)區(qū)域”(梅屋學(xué)術(shù)振興會136委員會，不定形耐火材料施工技術(shù)協(xié)議會研究會資料)，因此，可以認(rèn)為，本發(fā)明的濕潤狀態(tài)的耐火組合物是在懸浮于輸送管內(nèi)的狀態(tài)下被輸送的。但這是對作用機(jī)理的推測，并不限制對本發(fā)明的解釋。
另外，在將上述粉末狀耐火組合物2送入輸送管3時，從盛放耐火組合物2的耐火組合物盛放袋8通過定量輸送機(jī)7供給至氣流輸送機(jī)1，這一過程與以往的施工方法相同。
這樣，濕潤狀的耐火組合物與輸送用的空氣一起從噴涂用噴嘴5噴射。該耐火組合物以高壓噴涂在爐壁結(jié)構(gòu)部等施工部位后，輸送用空氣由于噴射至爐壁結(jié)構(gòu)部時的沖擊而逸散至外氣中。其結(jié)果，脫氣后的噴涂耐火材料在速凝劑的作用下迅速凝聚，然后固化，形成施工體，構(gòu)建成堅固的爐壁。另外，施工時，根據(jù)需要，也可以使用模板等。
圖2為實施本發(fā)明的噴涂施工方法的其它實施方式時的示意圖。省略與圖1共同部分的說明。在此方法中，不在耐火組合物2中加入速凝劑，而是在設(shè)在輸送管3的施工水供給部4下流的速凝劑供給部12向氣流輸送中的耐火組合物添加速凝劑。這種情況下，最好離噴嘴5的前端0.3～2.5m的上流處添加速凝劑。若小于0.3m，則由于速凝劑與耐火組合物未充分均勻混合，因此發(fā)揮不出凝聚效果。而若大于2.5m，則有耐火組合物2在輸送管3內(nèi)輸送的途中凝固、堵塞輸送管3及噴涂用噴嘴5之虞。
另外，在設(shè)在輸送管2中途的速凝劑供給部12添加速凝劑時，施工水供給部4的位置最好在離速凝劑供給部1～50m的上流處。若小于1m，則由于在耐火組合物2與施工水充分混合之前已添加了速凝劑，耐火組合物2開始凝固，因此不適宜。而若大于50m，則由于加水使得壓送阻力增大，壓縮空氣的輸送力不足，輸送管往往堵塞，因此也不適宜。加水最好在速凝劑供給部12的上流3～10m處進(jìn)行。這樣，在施工水供給部4的下流處添加速凝劑時，可使施工水供給部4與噴涂用噴嘴5的前端之間的距離比一開始就將速凝劑加入到耐火組合物中的情況要長。
再有，若如本例所示，在施工水供給部4的下流處向濕潤狀態(tài)的耐火組合物添加速凝劑，則速凝劑容易均勻地加入到耐火組合物中。由此，可得到水與速凝劑均勻分散在其中的耐火組合物。結(jié)果，噴涂施工的耐火材料其質(zhì)量更均勻，物性更優(yōu)異。具體來說，抗彎強(qiáng)度等提高，而且，偏差幅度也小，另外，在施工水供給部4的下流處添加速凝劑時，可以幾乎沒有差別地使用粉末狀態(tài)或液體速凝劑。
在本發(fā)明中，可在輸送管3的中途設(shè)置向粉末狀的耐火組合物添加施工水后促進(jìn)該耐火組合物與施工水均勻混合的手段，使兩者更均勻混合，圖4及圖5示出這樣的手段。圖3所示為螺旋狀方式。在該方式中，將輸送管3的一部分扭成螺旋狀，用空氣在內(nèi)部輸送的耐火組合物在輸送管中呈螺旋狀翻轉(zhuǎn)，由此促進(jìn)混合。圖4所示為渦旋方式，是在輸送管3的一部分的外周設(shè)置壓縮空氣吹入口13，用壓縮空氣強(qiáng)制產(chǎn)生渦旋，使在輸送管3中進(jìn)行氣流輸送中的耐火組合物旋轉(zhuǎn)，由此促進(jìn)混合。另外，圖5所示為導(dǎo)向板方式，是在輸送管3的一部分的內(nèi)周安裝能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向板14(安裝角度最好在45°以下)，通過攪亂內(nèi)部的流向來促進(jìn)混合。
具體實施例方式
下面舉出實施例來更詳細(xì)說明本發(fā)明，當(dāng)然本發(fā)明不受這些實施例的任何限制。
試驗材料表1所示為使用的噴涂用耐火組合物的組成。各成分的含量為除去分散劑及緩凝劑之外，相對于耐火組合物100質(zhì)量份的質(zhì)量份數(shù)值。分散劑及緩凝劑是相對于耐火性集料100質(zhì)量份的質(zhì)量份數(shù)值。
試驗方法用各噴涂方法各制成5塊長400mm×寬400mm×厚100mm的噴涂板，干燥后比較噴涂板的物性，試驗結(jié)果歸納在表2中，
表1 注1添加位置在離噴涂用噴嘴前端0.5m處。
表2 注1氣流輸送機(jī)使用噴涂機(jī)(日本派力固株式會社產(chǎn)品，商品名Knead Gun400)。
注2偏差幅度為n＝5的最大值與最小值之差除以平均值，用“％”表示。
從表2可知，與以往的干法噴涂施工方法與濕法噴涂施工方法相比，本發(fā)明的噴涂施工方法其干燥后的耐火材料物性差異小。這表明，與以往的噴涂施工方法相比，用本發(fā)明的噴涂施工方法構(gòu)建的施工體質(zhì)地均勻。另外，還可知道，在本發(fā)明的噴涂施工方法中，由于與水的混合性好，施工水的供給量可以比以往的濕法噴涂方法的少，因此，所得施工體的質(zhì)量好。
噴涂材料都與實施例1中使用的相同。
噴涂施工部位水泥制造設(shè)備的預(yù)熱爐旋風(fēng)器(距離地面高50m)。
表 3 從表3可知，與以往的濕法噴涂方法相比，本發(fā)明的噴涂施工方法可大幅度減少作業(yè)工時，縮短工期。
試驗材料與實施例1中使用的相同。
試驗方法將內(nèi)徑38mm×全長100m的輸送管與氣流輸送機(jī)連接，在改變施工水的添加位置即施工水供給部4的位置的同時，對板(長1000cm×寬1000cm)進(jìn)行噴涂，比較其特性。噴吐量為3000kg/小時，噴涂壓力為0.6MPa，均為恒定值。
另外，對于噴吐性能的好壞、有無噴涂損失、施工性的綜合判斷等作定性評價。這些項目都分別用○符號表示沒有問題，用△符號表示不影響實用，用×符號表示存在問題。
表4 注堆積密度表示在110℃干燥后的數(shù)值。
從表4可知，在本發(fā)明的施工方法中，施工水的適當(dāng)添加位置在0.3～15m的范圍內(nèi)。
試驗材料與表1的使用材料相同。
試驗方法利用各噴涂方法，各制成5塊長400mm×寬400mm×厚100mm的噴涂板，干燥后比較噴涂板的物性，結(jié)果歸納在表5中。
從表5可知，與以往的干法噴涂施工方法與濕法噴涂方法相比，本發(fā)明的噴涂施工方法其干燥后的耐火材料特性且差異小。這表明，與以往的噴涂施工方法相比，用本發(fā)明的施工方法構(gòu)建的施工體質(zhì)地均勻。另外，還可知道，在本發(fā)明的噴涂施工方法中，由于與水的混合性好，施工水的供給量可以比以往的濕法噴涂方法的少，因此，所得施工體的質(zhì)量好。
另外，將本方法與實施例1的從一開始就將速凝劑加入到耐火組合物中的情況進(jìn)行比較，本方法的干燥后的耐火材料與實施例1的相比，堆積密度及抗彎強(qiáng)度大且抗彎強(qiáng)度的偏差幅度小，特性優(yōu)異。
表5 注1添加量為相對于100質(zhì)量份不定形耐火組合物的質(zhì)量份，添加位置都在離噴涂用噴嘴前端0.5m處。
注2所用氣流輸送機(jī)為噴涂機(jī)(日本派力固株式會社產(chǎn)品，商品名Knead Gun400)。
注3偏差幅度為n＝5的最大值與最小值之差除以平均值，用“％”表示。實施例5就在本發(fā)明的噴涂施工方法中向輸送管中流動的噴涂用耐火組合物添加施工水的合適位置進(jìn)行試驗的結(jié)果示于表6。
試驗材料及試驗方法與實施例3相同。
表6 從表6可知，在本發(fā)明的施工方法中，施工水的適當(dāng)添加位置在速凝劑添加位置上流的50m以下的范圍內(nèi)。
試驗材料與實施例1相同，使用耐火粘土質(zhì)耐火組合物。
試驗方法將內(nèi)徑φ38mm×全長100m的輸送管粒徑，將施工水供給部4的位置固定在離速凝劑供給部10m處，改變速凝劑的添加位置，在板(長1000cm×寬1000cm)上噴涂，比較其特性。另外，同時制成板(長400mm×寬400×厚100mm)的噴涂樣品，進(jìn)行物性比較。
噴涂量為3000kg/小時，噴涂壓力為0.6MPa，速凝劑的添加量為1.0質(zhì)量％，均勻恒定值。
表7 注4堆積密度為110℃干燥后的值。表中，關(guān)于噴吐性能，按與表4同樣方法判斷。另外，用肉眼對噴涂的施工體外觀進(jìn)行評價。沒有層疊或不均勻(例如有粉末狀的部分)的表示為○，否則表示為×。
由表7可知，在本發(fā)明的施工方法中，速凝劑添加的適當(dāng)位置最好在0.3～2.5m的范圍內(nèi)。
本發(fā)明提供解決了一種新的能解決以往的濕式噴涂方法及干式噴涂方法所存在的問題的噴涂施工方法。
即采用本發(fā)明施工方法，有下述大的優(yōu)點。
(1)由于粉末狀耐火組合物是用氣流進(jìn)行輸送的，因此無需用大型混煉機(jī)將噴涂用耐火組合物混煉，另外，也無需使用壓損大的壓送混煉物的泵。
(2)在以往的濕式噴涂施工方法中，要將以耐火組合物坯料狀輸送，從供給端至噴涂場所的輸送距離有限制，水平距離為100m左右，高度在60m左右。而在本發(fā)明中，由于耐火組合物與施工水在輸送管內(nèi)混合，因此不用擔(dān)心輸送管內(nèi)堵塞，可進(jìn)行200m左右的長距離輸送及高達(dá)150m左右的高處施工。特別是若在施工水添加位置的下流處，在離噴涂用噴嘴前端規(guī)定距離范圍內(nèi)在耐火組合物中添加速凝劑，則其效果更顯著。
(3)由于耐火組合物不附著在輸送管內(nèi)，施工后也不會殘留在輸送管內(nèi)，因此維護(hù)非常簡單。
(4)由于不進(jìn)行混煉，因此可大幅度減少作業(yè)量。
(5)由于在輸送管內(nèi)的附著減少，因此，可降低耐火材料的損耗。
(6)所得噴涂耐火材料具有均勻、強(qiáng)度大的優(yōu)異特性。
(7)若在耐火組合物中再添加速凝劑，則無需在輸送管的中途添加速凝劑的設(shè)備及對其進(jìn)行的控制。
權(quán)利要求
1.一種不定形耐火材料的噴涂施工方法，其特征在于，將包含耐火性集料、耐火性粉末、粘結(jié)材料及分散劑的不定形耐火組合物以粉末狀態(tài)載于氣流中，送入輸送管內(nèi)，在使其懸浮在輸送管內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行輸送，在輸送管的中途添加施工水，然后還氣流輸送，通過噴涂用噴嘴噴涂。
2.如權(quán)利要求1所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其特征在于，耐火性集料的最大粒徑/輸送管內(nèi)徑的比例為1/7～1/3。
3.如權(quán)利要求1或2所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其特征在于，不定形耐火組合物不含速凝劑，添加施工水后，在噴涂用噴嘴前端的上流側(cè)添加速凝劑。
4.如權(quán)利要求3所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其特征在于，在離噴涂用噴嘴前端0.3m～2.5m的上流添加速凝劑。
5.如權(quán)利要求3或4所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其特征在于，在離速凝劑添加位置1～50m的上流添加施工水。
6.如權(quán)利要求1或2所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其特征在于，不定形耐火組合物還包含速凝劑。
7.如權(quán)利要求6所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其特征在于，在離噴涂用噴嘴前端0.3～15m的上流添加施工水。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，在輸送管的添加施工水的位置的下流側(cè)設(shè)置將添加的施工水與不定形耐火組合物均勻混合的手段，使施工水與不定形耐火組合物更均勻地混合。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，相對于耐火性集料100質(zhì)量份，耐火性粉末、粘結(jié)材料、分散劑及速凝劑的含量分別為30～60重量份、2.5～20質(zhì)量份、0.03～1.5質(zhì)量份及0.07～4.5質(zhì)量份。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，耐火性粉末為平均粒徑在10μm以下的耐火性超微粉末，粘結(jié)材料為高鋁水泥，分散劑為縮合磷酸鹽、羧酸鹽或磺酸鹽。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，相對于除去分散劑的不定形耐火組合物100質(zhì)量份，速凝劑的添加量以干重計，為0.05～3質(zhì)量份。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，速凝劑為堿金屬或堿土金屬的硅酸鹽、鋁酸鹽、碳酸鹽或硫酸鹽。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法，其中，將速凝劑相對于不定形耐火材料的添加量在噴涂施工中進(jìn)行變化。
14.用權(quán)利要求1-13中任一項所述的不定形耐火材料的噴涂施工方法構(gòu)建的耐火材料。
全文摘要
一種不定形耐火材料的噴涂施工方法,其特征在于,將包含耐火性集料、耐火性粉末、粘結(jié)材料及分散劑(并還可包含速凝劑)的不定形耐火組合物以粉末狀態(tài)載于氣流中,送入輸送管內(nèi),在使其懸浮在輸送管內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行輸送,在輸送管的中途添加施工水,然后還氣流輸送,且在上述不定形耐火組合物不包含速凝劑的情況下,在噴涂用噴嘴前端的上流側(cè)添加速凝劑后,通過噴涂用噴嘴進(jìn)行噴涂。這樣,可解決干式噴涂施工方法及濕式噴涂施工方法的問題,無需耐火組合物的混煉作業(yè),可長距離輸送該材料進(jìn)行施工而不會堵塞輸送管,從而可得到高質(zhì)量的噴涂耐火材料。
文檔編號F27D1/16GK1365858SQ0210232
公開日2002年8月28日 申請日期2002年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月16日
發(fā)明者元木英二, 野中克美 申請人:派力固日本有限公司