JP2885629B2 - 火炎溶射材 - Google Patents
火炎溶射材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性および耐スポー
リング性に優れた火炎溶射材に関するものである。
リング性に優れた火炎溶射材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】転炉、ＡＯＤ炉、取鍋、真空脱ガス炉な
どの工業窯炉の内張り損傷を火炎溶射法をもって補修す
ることが知られている。この方法は、耐火物微粉末を高
速・高温の火炎中に通し、溶融または半溶融状態にして
損傷部分に溶射するものであり、緻密かつ高強度の補修
体組織が得られる。
どの工業窯炉の内張り損傷を火炎溶射法をもって補修す
ることが知られている。この方法は、耐火物微粉末を高
速・高温の火炎中に通し、溶融または半溶融状態にして
損傷部分に溶射するものであり、緻密かつ高強度の補修
体組織が得られる。
【０００３】従来、この火炎溶射に使用される溶射材と
して、ジルコン−アルミナ系の材質が提案されている。
例えばジルコンとアルミナの比９：１〜４：６の混合物
１００部に、マグネシア１〜１０部を配合した特開昭５
８−１４０３７２号公報に示される材質である。アルミ
ナ、マグネシアと、ジルコンから解離したシリカとによ
って低融点のコージェライト（２ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3・５
ＳｉＯ2）が生成し、溶射材の付着性が向上する
して、ジルコン−アルミナ系の材質が提案されている。
例えばジルコンとアルミナの比９：１〜４：６の混合物
１００部に、マグネシア１〜１０部を配合した特開昭５
８−１４０３７２号公報に示される材質である。アルミ
ナ、マグネシアと、ジルコンから解離したシリカとによ
って低融点のコージェライト（２ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3・５
ＳｉＯ2）が生成し、溶射材の付着性が向上する
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来材質
は付着性に優れている反面、耐食性および耐スポーリン
グ性において十分なものではない。本発明は、付着性を
損なうことなく、耐食性および耐スポーリング性にさら
に優れたジルコン−アルミナ系の火炎溶射材を得ること
を目的とする。
は付着性に優れている反面、耐食性および耐スポーリン
グ性において十分なものではない。本発明は、付着性を
損なうことなく、耐食性および耐スポーリング性にさら
に優れたジルコン−アルミナ系の火炎溶射材を得ること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】ジルコン−アル
ミナ系材質において、ジルコンは低膨脹性のために耐ス
ポーリング性に効果がある。また、ジルコンは１４５０
℃付近でＺｒＯ2とＳｉＯ2に解離し、ＳｉＯ2成分の作
用により、付着性に効果がある。しかし、十分な付着性
を得るためにジルコンの割合を増やすと、解離で生成す
るＳｉＯ2の割合も多くなり、溶射材は耐食性の低下と
過焼結による耐スポーリング性の低下を招く。
ミナ系材質において、ジルコンは低膨脹性のために耐ス
ポーリング性に効果がある。また、ジルコンは１４５０
℃付近でＺｒＯ2とＳｉＯ2に解離し、ＳｉＯ2成分の作
用により、付着性に効果がある。しかし、十分な付着性
を得るためにジルコンの割合を増やすと、解離で生成す
るＳｉＯ2の割合も多くなり、溶射材は耐食性の低下と
過焼結による耐スポーリング性の低下を招く。
【０００６】一方、アルミナは比表面積を大きくすると
溶融性が増し、付着性が向上する。しかし、比表面積が
大きいアルミナは、理由は明らかではないが、溶射体組
織が多孔質となって耐食性の低下を招く。
溶融性が増し、付着性が向上する。しかし、比表面積が
大きいアルミナは、理由は明らかではないが、溶射体組
織が多孔質となって耐食性の低下を招く。
【０００７】本発明はこの問題を、比表面積が大きいア
ルミナに対し、ジルコニアおよび／またはジルコンをＺ
ｒＯ2換算で３〜２０ｗｔ％の割合で組み合わせること
で解決したものである。その結果、耐食性および耐スポ
ーリング性のみならず、付着性においても優れた効果を
発揮することを知り、本発明を完成するに至ったもので
ある。
ルミナに対し、ジルコニアおよび／またはジルコンをＺ
ｒＯ2換算で３〜２０ｗｔ％の割合で組み合わせること
で解決したものである。その結果、耐食性および耐スポ
ーリング性のみならず、付着性においても優れた効果を
発揮することを知り、本発明を完成するに至ったもので
ある。
【０００８】本発明は、（１）ジルコニアおよび／また
はジルコンをＺｒＯ2換算で３〜２０ｗｔ％、ＢＥＴ比
表面積０．５〜４００ｍ2／ｇのアルミナを６５〜９０
ｗｔ％配合した火炎溶射材、（２）ジルコニアおよび／
またはジルコンをＺｒＯ2換算で３〜２０ｗｔ％、マグ
ネシア、カルシア、マグネシア−カルシア、ＭｇＯ−Ａ
ｌ2Ｏ3系スピネル、クロム鉄鉱から選ばれる一種または
二種以上を３０ｗｔ％以下、ＢＥＴ比表面積０．５〜４
００ｍ2／ｇのアルミナを６５〜９０ｗｔ％配合した火
炎溶射材、を要旨とするものである。
はジルコンをＺｒＯ2換算で３〜２０ｗｔ％、ＢＥＴ比
表面積０．５〜４００ｍ2／ｇのアルミナを６５〜９０
ｗｔ％配合した火炎溶射材、（２）ジルコニアおよび／
またはジルコンをＺｒＯ2換算で３〜２０ｗｔ％、マグ
ネシア、カルシア、マグネシア−カルシア、ＭｇＯ−Ａ
ｌ2Ｏ3系スピネル、クロム鉄鉱から選ばれる一種または
二種以上を３０ｗｔ％以下、ＢＥＴ比表面積０．５〜４
００ｍ2／ｇのアルミナを６５〜９０ｗｔ％配合した火
炎溶射材、を要旨とするものである。
【０００９】ジルコニア、ジルコンの成分であるＺｒＯ
2は、高融点・低膨張物質であり、耐食性および耐スポ
ーリング性の効果をもつ。本発明の溶射材においてその
配合割合は、ＺｒＯ2換算で３ｗｔ％未満では耐食性お
よび耐スポーリング性の効果がない。２０ｗｔ％を超え
るとＺｒＯ2源がジルコニアの場合は付着性に劣り、ジ
ルコンの場合はＳｉＯ2の割合が多くなって耐食性が低
下する。
2は、高融点・低膨張物質であり、耐食性および耐スポ
ーリング性の効果をもつ。本発明の溶射材においてその
配合割合は、ＺｒＯ2換算で３ｗｔ％未満では耐食性お
よび耐スポーリング性の効果がない。２０ｗｔ％を超え
るとＺｒＯ2源がジルコニアの場合は付着性に劣り、ジ
ルコンの場合はＳｉＯ2の割合が多くなって耐食性が低
下する。
【００１０】ジルコニア、ジルコンの粒子サイズは特に
限定されるものではなく、溶射ノズルからスムーズに噴
出させるに必要な流動性を得るために、例えば１ｍｍ以
下、好ましくは平均で１００〜５００μｍである。
限定されるものではなく、溶射ノズルからスムーズに噴
出させるに必要な流動性を得るために、例えば１ｍｍ以
下、好ましくは平均で１００〜５００μｍである。
【００１１】アルミナは仮焼品、焼結品、電融品のいず
れを使用してもよい。粒子サイズはＢＥＴ比表面積が
０．５〜４００ｍ2／ｇとする。この比表面積のサイズ
にするためには粉砕コストが高くなりやすいので、微細
化が容易な仮焼品の使用が好ましい。
れを使用してもよい。粒子サイズはＢＥＴ比表面積が
０．５〜４００ｍ2／ｇとする。この比表面積のサイズ
にするためには粉砕コストが高くなりやすいので、微細
化が容易な仮焼品の使用が好ましい。
【００１２】比表面積は微細化に必ずしも比例しない。
例えば仮焼品ではその製造工程における焼成条件から、
表面が複雑組織になることで粒径が大きくても、比表面
積の大きい粒子が得られる。比表面積が大きいと溶射時
に火炎による高温雰囲気と接触する表面積が大きくな
り、溶融されやすい。
例えば仮焼品ではその製造工程における焼成条件から、
表面が複雑組織になることで粒径が大きくても、比表面
積の大きい粒子が得られる。比表面積が大きいと溶射時
に火炎による高温雰囲気と接触する表面積が大きくな
り、溶融されやすい。
【００１３】アルミナのＢＥＴ比表面積が０．５ｍ2／
ｇ未満では耐食性、耐スポーリング性および付着性にお
いて本発明の効果が得られない。４００ｍ2／ｇを超え
ると溶射時に火炎外に飛散して所望の材質の溶射体組織
が得られず、耐食性、耐スポーリング性に劣る。
ｇ未満では耐食性、耐スポーリング性および付着性にお
いて本発明の効果が得られない。４００ｍ2／ｇを超え
ると溶射時に火炎外に飛散して所望の材質の溶射体組織
が得られず、耐食性、耐スポーリング性に劣る。
【００１４】アルミナの割合はＺｒＯ2成分との兼ね合
いから、６５〜９０ｗｔ％の範囲で付着性および耐食性
に優れている。
いから、６５〜９０ｗｔ％の範囲で付着性および耐食性
に優れている。
【００１５】図１は、ジルコニア１０ｗｔ％（ＺｒＯ2
換算９．２ｗｔ％）およびアルミナ９０ｗｔ％よりなる
溶射材Ｉと、ジルコン２０ｗｔ％（ＺｒＯ2換算１３．
４ｗｔ％）およびアルミナ８０ｗｔ％よりなる溶射材II
のそれぞれにおいて、アルミナのＢＥＴ比表面積の変化
と溶射材の耐スポーリング性の関係を示したグラフであ
る。試験方法は、実施例の欄に示すものと同様にした。
換算９．２ｗｔ％）およびアルミナ９０ｗｔ％よりなる
溶射材Ｉと、ジルコン２０ｗｔ％（ＺｒＯ2換算１３．
４ｗｔ％）およびアルミナ８０ｗｔ％よりなる溶射材II
のそれぞれにおいて、アルミナのＢＥＴ比表面積の変化
と溶射材の耐スポーリング性の関係を示したグラフであ
る。試験方法は、実施例の欄に示すものと同様にした。
【００１６】アルミナのＢＥＴ比表面積が０．５ｍ2／
ｇ以上において耐スポーリング性の向上が確認される。
これは、アルミナの比表面積が大きいことで溶融性に富
み、溶射体組織内においてＺｒＯ2成分がより一層分散
し、ＺｒＯ2がもつ低膨脹性の特性が効果的に発揮され
るためと思われる。なお、高融点物質であるＺｒＯ2の
介在のためか、アルミナの溶融性が増しても耐食性低下
の原因となる溶射層の多孔質化は見られなかった。
ｇ以上において耐スポーリング性の向上が確認される。
これは、アルミナの比表面積が大きいことで溶融性に富
み、溶射体組織内においてＺｒＯ2成分がより一層分散
し、ＺｒＯ2がもつ低膨脹性の特性が効果的に発揮され
るためと思われる。なお、高融点物質であるＺｒＯ2の
介在のためか、アルミナの溶融性が増しても耐食性低下
の原因となる溶射層の多孔質化は見られなかった。
【００１７】本発明の溶射材は、以上の配合物に、さら
にマグネシア、カルシア、マグネシア−カルシア、Ｍｇ
Ｏ−Ａｌ2Ｏ3系スピネル、クロム鉄鉱などから選ばれる
一種または二種以上組合せ使用してもよい。これらの塩
基性質耐火材は融点が高く、耐食性を低下させないため
に比較的多く添加してもよく、例えば３０ｗｔ％以下の
範囲で配合する。３０ｗｔ％を超えると、本発明が持つ
耐スポーリング性の効果が損なわれる。
にマグネシア、カルシア、マグネシア−カルシア、Ｍｇ
Ｏ−Ａｌ2Ｏ3系スピネル、クロム鉄鉱などから選ばれる
一種または二種以上組合せ使用してもよい。これらの塩
基性質耐火材は融点が高く、耐食性を低下させないため
に比較的多く添加してもよく、例えば３０ｗｔ％以下の
範囲で配合する。３０ｗｔ％を超えると、本発明が持つ
耐スポーリング性の効果が損なわれる。
【００１８】本発明は、従来の溶射材と同様に、本発明
の効果を損なわない範囲において、さらに溶融助剤、固
体燃料、炭素、炭化物、窒化物、酸化リチウム、チタニ
アなどから選ばれる一種または二種以上を適量配合して
もよい。溶融助剤としては、スラグ、金属粉、金属鉱
石、タルク、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯなどで
あり、付着性に効果がある。固体燃料は、石炭、コーク
スなどであり、酸素ガスとの組合せによる燃焼反応で溶
融促進作用をもつ。その配合量の具体的例は、３０ｗｔ
％未満、好ましくは１０ｗｔ％以下である。
の効果を損なわない範囲において、さらに溶融助剤、固
体燃料、炭素、炭化物、窒化物、酸化リチウム、チタニ
アなどから選ばれる一種または二種以上を適量配合して
もよい。溶融助剤としては、スラグ、金属粉、金属鉱
石、タルク、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯなどで
あり、付着性に効果がある。固体燃料は、石炭、コーク
スなどであり、酸素ガスとの組合せによる燃焼反応で溶
融促進作用をもつ。その配合量の具体的例は、３０ｗｔ
％未満、好ましくは１０ｗｔ％以下である。
【００１９】溶射材の粒径は従来材質と特に変わりな
い。ノズルからの噴出性、火炎による溶融性などを考慮
して、１ｍｍ以下、好ましくは平均で１０〜５００μｍ
である。 溶射方法は従来どおり、プロパンガス、アセ
チレン、水素、灯油などの気体または液体燃料やコーク
スなどの固形燃料を熱源とする高速・高温火炎溶射装置
を用いて行う。溶射材の搬送ガスは、例えば酸素、空
気、窒素、ＣＯ、ＣＯ2、天然ガス、アルゴンなどから
選ばれる一種または二種以上が使用できる。また、転炉
ガス、熱風炉ガス、コークス炉ガスなどの、工場からの
各種の排ガスを使用することもできる。
い。ノズルからの噴出性、火炎による溶融性などを考慮
して、１ｍｍ以下、好ましくは平均で１０〜５００μｍ
である。 溶射方法は従来どおり、プロパンガス、アセ
チレン、水素、灯油などの気体または液体燃料やコーク
スなどの固形燃料を熱源とする高速・高温火炎溶射装置
を用いて行う。溶射材の搬送ガスは、例えば酸素、空
気、窒素、ＣＯ、ＣＯ2、天然ガス、アルゴンなどから
選ばれる一種または二種以上が使用できる。また、転炉
ガス、熱風炉ガス、コークス炉ガスなどの、工場からの
各種の排ガスを使用することもできる。
【００２０】本発明の火炎溶射材は、例えば転炉、ＡＯ
Ｄ炉、取鍋、タンデッシュ、真空脱ガス炉、混銑車、電
気炉、焼却炉などの工業窯炉の内張り形成、内張りに対
する被覆または補修の他、耐火物品の形成、被覆、補修
などにも使用できる。
Ｄ炉、取鍋、タンデッシュ、真空脱ガス炉、混銑車、電
気炉、焼却炉などの工業窯炉の内張り形成、内張りに対
する被覆または補修の他、耐火物品の形成、被覆、補修
などにも使用できる。
【００２１】
【実施例】以下に本発明実施例およびその比較例を示
す。表１は各例で使用した配合原料の化学分析値と粒子
サイズである。表２は本発明実施例、比較例と同時にそ
の試験結果を示したものである。
す。表１は各例で使用した配合原料の化学分析値と粒子
サイズである。表２は本発明実施例、比較例と同時にそ
の試験結果を示したものである。
【００２２】溶射にはプロパン−酸素の火炎溶射装置を
使用した。火炎温度は最高温度部位で約２５００℃であ
る。溶射材は３Ｋｇ／分の速度で火炎中に供給した。被
溶射面はアルミナ質不定形耐火物より内張りされた表面
温度約１２００℃に加熱した垂直面とした。
使用した。火炎温度は最高温度部位で約２５００℃であ
る。溶射材は３Ｋｇ／分の速度で火炎中に供給した。被
溶射面はアルミナ質不定形耐火物より内張りされた表面
温度約１２００℃に加熱した垂直面とした。
【００２３】付着性；リバウンドロス分を差し引いて、
付着率を求めた。
付着率を求めた。
【００２４】耐食性；溶射後の溶射材を切りだし、回転
侵食にて溶損寸法を求めた。侵食剤は鋼片と溶鋼取鍋ス
ラグを重量比で１：１で組合せたものとした。比較例１
の溶損寸法を１００とした指数で示し、数値が大きいほ
ど溶損寸法が大きい。
侵食にて溶損寸法を求めた。侵食剤は鋼片と溶鋼取鍋ス
ラグを重量比で１：１で組合せたものとした。比較例１
の溶損寸法を１００とした指数で示し、数値が大きいほ
ど溶損寸法が大きい。
【００２５】耐スポーリング性；溶射材が被溶射面に付
着した状態で切り出し、溶射材が付着した面を１５００
℃の電気加熱炉に１０分間暴露して急加熱し、その後、
電気加熱炉から取り出して強制空冷し、この加熱−空冷
をくり返し、溶射材が被溶射面から分離するまでの回数
を求めた。
着した状態で切り出し、溶射材が付着した面を１５００
℃の電気加熱炉に１０分間暴露して急加熱し、その後、
電気加熱炉から取り出して強制空冷し、この加熱−空冷
をくり返し、溶射材が被溶射面から分離するまでの回数
を求めた。
【００２６】耐用性（実機試験）；３００ｔ溶鋼取鍋の
補修を行い、耐用チャージ数を求めた。
補修を行い、耐用チャージ数を求めた。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】表２に示す試験結果からも明らかなよう
に、本発明実施例は耐食性、耐スポーリング性に優れ、
付着性についても従来材質に比べてそん色がない。実機
試験においても、その効果は確認される。
に、本発明実施例は耐食性、耐スポーリング性に優れ、
付着性についても従来材質に比べてそん色がない。実機
試験においても、その効果は確認される。
【００３０】これに対し、比較例１はＺｒＯ2換算によ
るジルコンの割合が多く、付着性および耐食性に劣る。
比較例２はジルコニアの割合が多く、付着性に劣る。仮
焼アルミナの比表面積が大き過ぎる比較例３、比表面積
が小さ過ぎる仮焼アルミナを使用した比較例４、仮焼ア
ルミナのみを使用した比較例５は、いずれも耐食性およ
び耐スポーリング性に劣る。比較例６はアルミナの割合
が少なく耐食性に劣る。マグネシアクリンカーの割合が
多過ぎる比較例７は、耐スポーリング性に劣る。
るジルコンの割合が多く、付着性および耐食性に劣る。
比較例２はジルコニアの割合が多く、付着性に劣る。仮
焼アルミナの比表面積が大き過ぎる比較例３、比表面積
が小さ過ぎる仮焼アルミナを使用した比較例４、仮焼ア
ルミナのみを使用した比較例５は、いずれも耐食性およ
び耐スポーリング性に劣る。比較例６はアルミナの割合
が少なく耐食性に劣る。マグネシアクリンカーの割合が
多過ぎる比較例７は、耐スポーリング性に劣る。
【００３１】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の火炎溶射
材は耐食性、接着性および耐スポーリング性を兼ね備え
ている。その結果、本発明の溶射材を例えば炉の補修材
として使用するれば、補修工数および補修材の低減、さ
らには炉の稼動率向上などその効果はきわめて大きい。
材は耐食性、接着性および耐スポーリング性を兼ね備え
ている。その結果、本発明の溶射材を例えば炉の補修材
として使用するれば、補修工数および補修材の低減、さ
らには炉の稼動率向上などその効果はきわめて大きい。
【図１】アルミナのＢＥＴ比表面積の変化と溶射材の耐
スポーリング性の関係を示すグラフである。
スポーリング性の関係を示すグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 高橋和男 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 前田一夫 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (72)発明者 加山恒夫 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (72)発明者 津田秀行 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 松尾正孝 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/66
Claims (2)
- 【請求項１】 ジルコニアおよび／またはジルコンをＺ
ｒＯ2換算で３〜２０ｗｔ％、ＢＥＴ比表面積０．５〜
４００ｍ2／ｇのアルミナを６５〜９０ｗｔ％配合した
火炎溶射材。 - 【請求項２】 ジルコニアおよび／またはジルコンをＺ
ｒＯ2換算で３〜２０ｗｔ％、マグネシア、カルシア、
マグネシア−カルシア、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系スピネル、
クロム鉄鉱から選ばれる一種または二種以上を３０ｗｔ
％以下、ＢＥＴ比表面積０．５〜４００ｍ2／ｇのアル
ミナを６５〜９０ｗｔ％配合した火炎溶射材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331555A JP2885629B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331555A JP2885629B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07187820A JPH07187820A (ja) | 1995-07-25 |
| JP2885629B2 true JP2885629B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=18244977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5331555A Expired - Fee Related JP2885629B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885629B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101648817B (zh) * | 2009-08-28 | 2011-12-28 | 中材高新材料股份有限公司 | 耐高温低膨胀高辐射(反射)无机防水涂层 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1950436B1 (en) * | 2005-10-27 | 2017-10-11 | NSK Ltd. | Insulating rolling bearing for use in prevention of electric corrosion, method for manufacture thereof, and bearing device |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5331555A patent/JP2885629B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101648817B (zh) * | 2009-08-28 | 2011-12-28 | 中材高新材料股份有限公司 | 耐高温低膨胀高辐射(反射)无机防水涂层 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07187820A (ja) | 1995-07-25 |
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