JP2885630B2 - 火炎溶射材 - Google Patents
火炎溶射材Info
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- JP2885630B2 JP2885630B2 JP5331556A JP33155693A JP2885630B2 JP 2885630 B2 JP2885630 B2 JP 2885630B2 JP 5331556 A JP5331556 A JP 5331556A JP 33155693 A JP33155693 A JP 33155693A JP 2885630 B2 JP2885630 B2 JP 2885630B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、接着性および耐スポー
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、アルミナ−ジルコニア系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部を配合した材質が
特開昭５８−１４０３７２号公報に示されている。この
材質は、アルミナおよびマグネシアと、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（２Ｍ
ｇＯ・Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）が生成し、付着性が向上
する
して、アルミナ−ジルコニア系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部を配合した材質が
特開昭５８−１４０３７２号公報に示されている。この
材質は、アルミナおよびマグネシアと、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（２Ｍ
ｇＯ・Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）が生成し、付着性が向上
する
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】溶射材に要求される特
性は、通常の耐火物に要求される耐食性、耐スポーリン
グ性に加え、付着性（被補修面に付着してはね返り損失
が少ない性質）および接着性（溶射補修後、被補修面に
対する接着強度）がある。
性は、通常の耐火物に要求される耐食性、耐スポーリン
グ性に加え、付着性（被補修面に付着してはね返り損失
が少ない性質）および接着性（溶射補修後、被補修面に
対する接着強度）がある。
【０００５】しかし、上記従来のアルミナ−ジルコニア
系材質は付着性に優れている反面、接着性および耐スポ
ーリング性において十分なものではない。
系材質は付着性に優れている反面、接着性および耐スポ
ーリング性において十分なものではない。
【０００６】本発明は、耐食性および付着性を損なうこ
となく、接着性および耐スポーリング性にさらに優れた
ジルコニア−アルミナ系の火炎溶射材を得ることを目的
とす
となく、接着性および耐スポーリング性にさらに優れた
ジルコニア−アルミナ系の火炎溶射材を得ることを目的
とす
【０００７】る。
【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、従来はジルコニア源としてジルコ
ンが使用されている。ジルコンは１４５０℃付近でＺｒ
Ｏ2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、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、従来はジルコニア源としてジルコ
ンが使用されている。ジルコンは１４５０℃付近でＺｒ
Ｏ2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、過焼結による耐スポーリング性の低下
を招く。
【０００８】一方、アルミナは一般に付着性を向上させ
るために溶融性に富む仮焼品が使用されているが、溶融
過多となるためか多孔質部が層状に介在する溶射体組織
となり、耐食性に劣る。このため、アルミナがもつ耐食
性の効果が十分に発揮されない。
るために溶融性に富む仮焼品が使用されているが、溶融
過多となるためか多孔質部が層状に介在する溶射体組織
となり、耐食性に劣る。このため、アルミナがもつ耐食
性の効果が十分に発揮されない。
【０００９】これに対し本発明の溶射材は、化学成分で
Ａｌ2Ｏ3：４０〜９５ｗｔ％、ＺｒＯ2：５〜６０ｗｔ
％を含有するアルミナ・ジルコニア質原料を配合した火
炎溶射材である。アルミナとジルコニア質原料のそれぞ
れが独立した粒子で混合した従来材質と異なり、アルミ
ナ、ジルコニアの両成分を含有した電融品、焼結品また
は仮焼品を使用するものである。
Ａｌ2Ｏ3：４０〜９５ｗｔ％、ＺｒＯ2：５〜６０ｗｔ
％を含有するアルミナ・ジルコニア質原料を配合した火
炎溶射材である。アルミナとジルコニア質原料のそれぞ
れが独立した粒子で混合した従来材質と異なり、アルミ
ナ、ジルコニアの両成分を含有した電融品、焼結品また
は仮焼品を使用するものである。
【００１０】このアルミナ・ジルコニア質原料を配合し
た本発明の溶射材は、従来材質で見られた溶射体の多孔
質化もなく、しかも、接着性および耐スポーリング性に
優れた効果を発揮する。その理由は次のようなものと考
えられる。
た本発明の溶射材は、従来材質で見られた溶射体の多孔
質化もなく、しかも、接着性および耐スポーリング性に
優れた効果を発揮する。その理由は次のようなものと考
えられる。
【００１１】すなわち、アルミナ・ジルコニア質原料製
造時の溶融または焼成による加熱でジルコニアは単斜晶
から正方晶への転移し、しかもアルミナとジルコニアと
は固溶しないためにジルコニアの転移に伴う体積膨脹で
原料中に微細なキレツを発生させる。そして、この微細
なキレツの存在が溶融性を向上させ、接着性に優れた溶
射体組織を形成させるものと思われる。また、この原料
が溶射時に溶融するのは表面部であり、溶射後も粒子内
部に微細なキレツが存在し、この微細なキレツが熱膨脹
収縮を緩和して耐スポーリング性が向上する。
造時の溶融または焼成による加熱でジルコニアは単斜晶
から正方晶への転移し、しかもアルミナとジルコニアと
は固溶しないためにジルコニアの転移に伴う体積膨脹で
原料中に微細なキレツを発生させる。そして、この微細
なキレツの存在が溶融性を向上させ、接着性に優れた溶
射体組織を形成させるものと思われる。また、この原料
が溶射時に溶融するのは表面部であり、溶射後も粒子内
部に微細なキレツが存在し、この微細なキレツが熱膨脹
収縮を緩和して耐スポーリング性が向上する。
【００１２】このアルミナ・ジルコニア質原料の化学成
分において、Ａｌ2Ｏ3が４０ｗｔ％未満では付着性に劣
り、９５ｗｔ％を超えるとＺｒＯ2の割合が少なくなっ
て接着性および耐スポーリング性において本発明の効果
が得られない。ＺｒＯ2は高融点物質のために６０ｗｔ
％を超えると付着性に劣る。
分において、Ａｌ2Ｏ3が４０ｗｔ％未満では付着性に劣
り、９５ｗｔ％を超えるとＺｒＯ2の割合が少なくなっ
て接着性および耐スポーリング性において本発明の効果
が得られない。ＺｒＯ2は高融点物質のために６０ｗｔ
％を超えると付着性に劣る。
【００１３】本発明は、このアルミナ・ジルコニア質原
料に、さらにＳｉＯ2を２０ｗｔ％以下の範囲で含有さ
せたアルミナ・ジルコニア・シリカ質原料の材質におい
ても、以上と同様の効果が得られる。また、このＳｉＯ
2は付着性に効果がある。しかし、２０ｗｔ％を超える
と耐食性が低下する。ＳｉＯ2による十分な付着性向上
の効果を得るには、ＳｉＯ2の含有割合は３〜２０ｗｔ
％が好ましい。
料に、さらにＳｉＯ2を２０ｗｔ％以下の範囲で含有さ
せたアルミナ・ジルコニア・シリカ質原料の材質におい
ても、以上と同様の効果が得られる。また、このＳｉＯ
2は付着性に効果がある。しかし、２０ｗｔ％を超える
と耐食性が低下する。ＳｉＯ2による十分な付着性向上
の効果を得るには、ＳｉＯ2の含有割合は３〜２０ｗｔ
％が好ましい。
【００１４】本発明で使用するアルミナ・ジルコニア質
原料またはアルミナ・ジルコニア・シリカ質原料には、
Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2以外にも、不可避的成分と
して、ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｎａ2Ｏなどが混在
してもよい。しかし、本発明の効果を損なわないために
これらの不可避的成分は合量で５ｗｔ％以下であること
が好ましい。
原料またはアルミナ・ジルコニア・シリカ質原料には、
Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2以外にも、不可避的成分と
して、ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｎａ2Ｏなどが混在
してもよい。しかし、本発明の効果を損なわないために
これらの不可避的成分は合量で５ｗｔ％以下であること
が好ましい。
【００１５】アルミナ・ジルコニア質原料およびアルミ
ナ・ジルコニア・シリカ質原料自身は既に公知である。
例えば鋼の連続鋳造用ノズルの骨材として使用例があ
る。本発明においても原料の製造方法は従来技術と特に
変わりない。例えば本発明の範囲内の化学成分に調整し
た配合物を、ロータリーキルンで焼成して焼結品または
仮焼品にするか、あるいは電気アーク炉で溶融した電融
品とする。鉱物組成としては、アルミナ・ジルコニア質
原料では、コランダム、単斜型ジルコニアを含み、アル
ミナ・ジルコニア・シリカ質原料ではさらにムライトを
含む。
ナ・ジルコニア・シリカ質原料自身は既に公知である。
例えば鋼の連続鋳造用ノズルの骨材として使用例があ
る。本発明においても原料の製造方法は従来技術と特に
変わりない。例えば本発明の範囲内の化学成分に調整し
た配合物を、ロータリーキルンで焼成して焼結品または
仮焼品にするか、あるいは電気アーク炉で溶融した電融
品とする。鉱物組成としては、アルミナ・ジルコニア質
原料では、コランダム、単斜型ジルコニアを含み、アル
ミナ・ジルコニア・シリカ質原料ではさらにムライトを
含む。
【００１６】本発明の効果を損なわない範囲において、
他の耐火物粒子を組合せ使用してもよい。例えばマグネ
シア、カルシア、マグネシア−カルシア、ＭｇＯ−Ａｌ
2Ｏ3系スピネル、クロム鉄鉱、ジルコンから選ばれる一
種または二種以上を内掛けで３０ｗｔ％以下、好ましく
は５〜３０ｗｔ％配合する。これらの耐火原料は、高融
点のために耐食性の向上に、より一層の効果がある。し
かし、３０ｗｔ％を超えると付着性および耐スポーリン
グ性に劣る。
他の耐火物粒子を組合せ使用してもよい。例えばマグネ
シア、カルシア、マグネシア−カルシア、ＭｇＯ−Ａｌ
2Ｏ3系スピネル、クロム鉄鉱、ジルコンから選ばれる一
種または二種以上を内掛けで３０ｗｔ％以下、好ましく
は５〜３０ｗｔ％配合する。これらの耐火原料は、高融
点のために耐食性の向上に、より一層の効果がある。し
かし、３０ｗｔ％を超えると付着性および耐スポーリン
グ性に劣る。
【００１７】本発明は、従来の溶射材と同様に、溶融助
剤、固体燃料、炭素、炭化物、窒化物、酸化リチウム、
金属粉などを適量配合してもよい。溶融助剤としては、
スラグ、金属鉱石、タルク、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｆｅ
2Ｏ3、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。好ましい配合量
は、３０ｗｔ％以下である。
剤、固体燃料、炭素、炭化物、窒化物、酸化リチウム、
金属粉などを適量配合してもよい。溶融助剤としては、
スラグ、金属鉱石、タルク、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｆｅ
2Ｏ3、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。好ましい配合量
は、３０ｗｔ％以下である。
【００１８】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。
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。
【００１９】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。
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、本発明実施例は接着性、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。その
結果、耐食性および実機試験においても優れた効果を発
揮する。
に、本発明実施例は接着性、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。その
結果、耐食性および実機試験においても優れた効果を発
揮する。
【００３０】これに対し比較例１は、本発明の範囲Ａｌ
2Ｏ3が少なく、ＺｒＯ2が多い材質の電融アルミナ・ジ
ルコニア質原料を使用したものであり、接着性および耐
スポーリング性に劣る。比較例２は本発明の範囲よりＳ
ｉＯ2の割合が多い電融アルミナ・ジルコニア・シリカ
質原料を使用したものであり、耐食性に劣る。焼結マグ
ネシアの割合が多い比較例３は、接着性および耐スポー
リング性に劣る。仮焼アルミナ、ジルコン、焼結マグネ
シアのそれぞれを使用した比較例４〜６は、接着性およ
び耐スポーリング性に劣る。アルミナを使用した比較例
４、ジルコンを使用した比較例５は、さらに耐食性にも
劣る。
2Ｏ3が少なく、ＺｒＯ2が多い材質の電融アルミナ・ジ
ルコニア質原料を使用したものであり、接着性および耐
スポーリング性に劣る。比較例２は本発明の範囲よりＳ
ｉＯ2の割合が多い電融アルミナ・ジルコニア・シリカ
質原料を使用したものであり、耐食性に劣る。焼結マグ
ネシアの割合が多い比較例３は、接着性および耐スポー
リング性に劣る。仮焼アルミナ、ジルコン、焼結マグネ
シアのそれぞれを使用した比較例４〜６は、接着性およ
び耐スポーリング性に劣る。アルミナを使用した比較例
４、ジルコンを使用した比較例５は、さらに耐食性にも
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、付着性、接着性および耐スポーリング性を兼ね備
えている。そして、例えば本発明の溶射材を炉の補修材
に使用すると、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、付着性、接着性および耐スポーリング性を兼ね備
えている。そして、例えば本発明の溶射材を炉の補修材
に使用すると、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。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)
- 【請求項１】 化学成分でＡｌ2Ｏ3：４０〜９５ｗｔ
％、ＺｒＯ2：５〜６０ｗｔ％を含有するアルミナ・ジ
ルコニア質原料を、配合した火炎溶射材。 - 【請求項２】 化学成分でＡｌ2Ｏ3：５０〜９０ｗｔ％
未満、ＺｒＯ2：１０〜５０ｗｔ％未満、ＳｉＯ2：２０
ｗｔ％以下を含有するアルミナ・ジルコニア・シリカ質
原料を、配合した火炎溶射材。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の火炎溶射材にお
いて、さらにマグネシア、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、ジル
コンから選ばれる一種または二種以上を内掛けで３０ｗ
ｔ％以下配合した火炎溶射材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331556A JP2885630B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331556A JP2885630B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07187821A JPH07187821A (ja) | 1995-07-25 |
| JP2885630B2 true JP2885630B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=18244987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5331556A Expired - Fee Related JP2885630B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885630B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE0004813L (sv) * | 2000-12-21 | 2002-06-18 | Skf Ab | Rullningslager |
| EP1710216B8 (de) * | 2005-04-07 | 2016-03-02 | Oerlikon Metco AG, Wohlen | Kompressor mit einer oberflächenschicht eines keramischen werkstoffs und das verfahren seiner herstellung |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5331556A patent/JP2885630B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07187821A (ja) | 1995-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990105 |
|
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