JP3009580B2 - 火炎溶射材およびその製造方法 - Google Patents
火炎溶射材およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、接着性に優れたＭｇＯ
−ＣａＯ系の火炎溶射材に関するものである。
−ＣａＯ系の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。従来、この火炎溶射に使用される溶
射材として、ＣａＯ含有の溶射材が提案されている。例
えば特開昭６３−１０７８７２号公報には石灰質クリン
カーとマグネシアクリンカーよりなる材質、特開昭６３
−１０７８７３号公報にはさらにこれにスラグを配合し
た材質が示されている。
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。従来、この火炎溶射に使用される溶
射材として、ＣａＯ含有の溶射材が提案されている。例
えば特開昭６３−１０７８７２号公報には石灰質クリン
カーとマグネシアクリンカーよりなる材質、特開昭６３
−１０７８７３号公報にはさらにこれにスラグを配合し
た材質が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＣａＯ含有の溶射材は
融点が高く、耐食性に優れている。しかし反面、接着性
において十分なものではない。溶射材の接着性を向上さ
せる手段として、例えばＫ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、スラグなどの
低融点物質を添加することが考えられるが、十分な効果
を得るだけの量を添加すると耐食性の低下を招く。
融点が高く、耐食性に優れている。しかし反面、接着性
において十分なものではない。溶射材の接着性を向上さ
せる手段として、例えばＫ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、スラグなどの
低融点物質を添加することが考えられるが、十分な効果
を得るだけの量を添加すると耐食性の低下を招く。
【０００４】また、ＣａＯ含有材質は、水分と反応して
消化〔ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2〕する。溶射材で
は粒径が一般に５００μｍ以下の微粒のために比表面積
が大きく、消化は空気中の水蒸気などによっても進行す
る。消化によって水和物を含有した溶射材は火炎溶射の
際、水和物の分解に伴う吸熱反応で雰囲気温度を低下さ
せ、溶融が不十分となって接着性および付着性に劣る。
消化〔ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2〕する。溶射材で
は粒径が一般に５００μｍ以下の微粒のために比表面積
が大きく、消化は空気中の水蒸気などによっても進行す
る。消化によって水和物を含有した溶射材は火炎溶射の
際、水和物の分解に伴う吸熱反応で雰囲気温度を低下さ
せ、溶融が不十分となって接着性および付着性に劣る。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、Ｃａ
Ｏ含有の溶射材において上記従来の問題を解決すること
を目的とし、その特徴とするところは、表面にＣａＣＯ
3被膜を有する、ＣａＯ質および／またはＭｇＯ−Ｃａ
Ｏ質のＣａＯ含有クリンカーを配合した火炎溶射材とそ
の製造方法である。
Ｏ含有の溶射材において上記従来の問題を解決すること
を目的とし、その特徴とするところは、表面にＣａＣＯ
3被膜を有する、ＣａＯ質および／またはＭｇＯ−Ｃａ
Ｏ質のＣａＯ含有クリンカーを配合した火炎溶射材とそ
の製造方法である。
【０００６】本発明の溶射材は、表面にＣａＣＯ3被膜
を有するＣａＯ含有クリンカーを配合したことで、接着
性が格段に向上する。これは、ＣａＣＯ3被膜が火炎溶
射の高温を受けて分解し、粒子表面が多孔質となって溶
融が促進するためと思われる。 また、ＣａＣＯ3被膜
は空気との遮断膜となってＣａＯ含有クリンカーの消化
を防止する。消化を防止したことで水和物を含有してお
らず、水和物の分解に伴う吸熱反応で付着性が低下する
といった問題もない。ＣａＣＯ3被膜の分解においても
吸熱反応を生じるが、ＣａＣＯ3被膜は厚みが０．１〜
３μｍと極めて薄く、この吸熱反応による付着性への影
響はない。
を有するＣａＯ含有クリンカーを配合したことで、接着
性が格段に向上する。これは、ＣａＣＯ3被膜が火炎溶
射の高温を受けて分解し、粒子表面が多孔質となって溶
融が促進するためと思われる。 また、ＣａＣＯ3被膜
は空気との遮断膜となってＣａＯ含有クリンカーの消化
を防止する。消化を防止したことで水和物を含有してお
らず、水和物の分解に伴う吸熱反応で付着性が低下する
といった問題もない。ＣａＣＯ3被膜の分解においても
吸熱反応を生じるが、ＣａＣＯ3被膜は厚みが０．１〜
３μｍと極めて薄く、この吸熱反応による付着性への影
響はない。
【０００７】本発明で使用するＣａＯ含有クリンカー
は、ＣａＯ質および／またはＭｇＯ−ＣａＯ質とする。
焼結品、電融品の何れでもよいが、製造コスト面から焼
結品が好ましい。ＭｇＯ−ＣａＯ質の場合、化学成分値
でＣａＯが３０ｗｔ％以上であることが好ましい。Ｃａ
Ｏがこれより少ないと耐スラグ浸透性、耐スポーリング
性に劣る。ＣａＯ、ＭｇＯ以外の成分は、５ｗｔ％以下
であることが好ましい。ＣａＯ含有クリンカーに対する
ＣａＣＯ3被膜の形成は、ＣＯ2ガス雰囲気下で加熱する
ことで行うことができる。基本的には特開昭６１−２５
６９６１号、特開昭５６−８８８２５号などで既に示さ
れる方法が利用できる。しかし、同公報に示される耐火
レンガなどの骨材に対する場合と異なり、本発明では溶
射材としての微粒のＣａＯ含有クリンカーに対するもで
ある。ＣＯ2ガス処理時の加熱温度は３８０〜８３０℃
が好ましい。
は、ＣａＯ質および／またはＭｇＯ−ＣａＯ質とする。
焼結品、電融品の何れでもよいが、製造コスト面から焼
結品が好ましい。ＭｇＯ−ＣａＯ質の場合、化学成分値
でＣａＯが３０ｗｔ％以上であることが好ましい。Ｃａ
Ｏがこれより少ないと耐スラグ浸透性、耐スポーリング
性に劣る。ＣａＯ、ＭｇＯ以外の成分は、５ｗｔ％以下
であることが好ましい。ＣａＯ含有クリンカーに対する
ＣａＣＯ3被膜の形成は、ＣＯ2ガス雰囲気下で加熱する
ことで行うことができる。基本的には特開昭６１−２５
６９６１号、特開昭５６−８８８２５号などで既に示さ
れる方法が利用できる。しかし、同公報に示される耐火
レンガなどの骨材に対する場合と異なり、本発明では溶
射材としての微粒のＣａＯ含有クリンカーに対するもで
ある。ＣＯ2ガス処理時の加熱温度は３８０〜８３０℃
が好ましい。
【０００８】ＣＯ2ガス処理によって形成されたＣａＣ
Ｏ3被膜を顕微鏡観察すると鱗片状をしている。ＣａＣ
Ｏ3被膜が鱗片状のためにＣａＯ含有クリンカーの比表
面積が大きくなり、溶融しやすいことも接着性向上に作
用していると思われる。
Ｏ3被膜を顕微鏡観察すると鱗片状をしている。ＣａＣ
Ｏ3被膜が鱗片状のためにＣａＯ含有クリンカーの比表
面積が大きくなり、溶融しやすいことも接着性向上に作
用していると思われる。
【０００９】ＣａＣＯ3被膜の厚さは０．１〜３μｍが
好ましい。溶射材粒子は微粒なために被膜が相当薄くて
も本発明の効果が得られる。被膜の厚さを発達させるに
は加熱処理時間が長くなる。しかも、被膜の厚さが一定
の寸法を超えると接着性においてそれ以上の効果が望め
なくなるから、生産性の面から、３μｍを超えることは
好ましくない。
好ましい。溶射材粒子は微粒なために被膜が相当薄くて
も本発明の効果が得られる。被膜の厚さを発達させるに
は加熱処理時間が長くなる。しかも、被膜の厚さが一定
の寸法を超えると接着性においてそれ以上の効果が望め
なくなるから、生産性の面から、３μｍを超えることは
好ましくない。
【００１０】本発明の溶射材は、このＣａＣＯ3被膜を
有するＣａＯ含有クリンカーだけでなく、これに他の耐
火物原料を組み合わせて配合してもよい。また、溶融助
剤を添加してもよい。他の耐火物原料としては、例えば
マグネシア、ドロマイト、ジルコン、ジルコニア、スピ
ネル、クロム鉱、アルミナ、ムライト、炭素、炭化物、
窒化物、ＣａＣＯ3被膜を有していないＣａＯ含有クリ
ンカーあるいはこれらを主材としたレンガ屑などから選
ばれる一種または二種以上である。本発明の効果を損な
わないために、その他の耐火物原料あるいは溶融助剤を
配合する場合でも、ＣａＣＯ3被膜を有するＣａＯ含有
クリンカーは少なくとも５０ｗｔ％配合することが好ま
しい。
有するＣａＯ含有クリンカーだけでなく、これに他の耐
火物原料を組み合わせて配合してもよい。また、溶融助
剤を添加してもよい。他の耐火物原料としては、例えば
マグネシア、ドロマイト、ジルコン、ジルコニア、スピ
ネル、クロム鉱、アルミナ、ムライト、炭素、炭化物、
窒化物、ＣａＣＯ3被膜を有していないＣａＯ含有クリ
ンカーあるいはこれらを主材としたレンガ屑などから選
ばれる一種または二種以上である。本発明の効果を損な
わないために、その他の耐火物原料あるいは溶融助剤を
配合する場合でも、ＣａＣＯ3被膜を有するＣａＯ含有
クリンカーは少なくとも５０ｗｔ％配合することが好ま
しい。
【００１１】溶融助剤としては、例えば、スラグ、金属
鉱石、タルク、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ、酸
化リチウム、金属粉などから選ばれる一種または二種以
上である。溶融助剤は特に付着性に効果があるが、多量
の添加は耐食性の低下を招くので、３０ｗｔ％以下の配
合量が好ましい。
鉱石、タルク、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ、酸
化リチウム、金属粉などから選ばれる一種または二種以
上である。溶融助剤は特に付着性に効果があるが、多量
の添加は耐食性の低下を招くので、３０ｗｔ％以下の配
合量が好ましい。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】
【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表面
性状である。ＣａＯ含有クリンカーに対してのＣＯ2ガ
ス処理は、溶射材としての粒径に予め微粉砕後、ＣＯ2
分圧９５％、加熱温度６００〜７００℃×１時間で行っ
た。ＣａＯ含有量が多いものほどＣａＣＯ3被膜の厚さ
が発達している。
す。表１は各例で使用した配合原料の化学分析値と表面
性状である。ＣａＯ含有クリンカーに対してのＣＯ2ガ
ス処理は、溶射材としての粒径に予め微粉砕後、ＣＯ2
分圧９５％、加熱温度６００〜７００℃×１時間で行っ
た。ＣａＯ含有量が多いものほどＣａＣＯ3被膜の厚さ
が発達している。
【００１５】表２は本発明実施例、比較例それぞれの配
合組成と、その試験結果である。
合組成と、その試験結果である。
【００１６】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。溶射材は平均粒径１００〜１５０μｍに調整し、３
Ｋｇ／分の速度で火炎中に供給した。被溶射面は、表面
温度を１２００℃に加熱したＭｇＯ−Ｃ質レンガの垂直
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。溶射材は平均粒径１００〜１５０μｍに調整し、３
Ｋｇ／分の速度で火炎中に供給した。被溶射面は、表面
温度を１２００℃に加熱したＭｇＯ−Ｃ質レンガの垂直
面とした。
【００１７】付着性；溶射時のリバンドロスを差し引い
て、付着率を求めた。
て、付着率を求めた。
【００１８】接着強度；１４００℃の電気炉内で被溶射
体と溶射材とのせん断強度を求めた。
体と溶射材とのせん断強度を求めた。
【００１９】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。侵食剤は鋼片と転炉スラグ
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１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。侵食剤は鋼片と転炉スラグ
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１とした指数で示し、数値が大きいほど溶損寸
法が大きい。
【００２０】耐用性（実機試験）；３００ｔ転炉の熱間
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。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】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ＣａＯ質クリンカーを配合した溶射
材が本来もつ耐食性に加え、接着性が向上している。し
たがって、耐用性においても優れた効果を示している。
に、本発明実施例はＣａＯ質クリンカーを配合した溶射
材が本来もつ耐食性に加え、接着性が向上している。し
たがって、耐用性においても優れた効果を示している。
【００２４】これに対し表面にＣａＣＯ3被膜を有しな
いＣａＯ質クリンカーまたはＭｇＯ−ＣａＯ質クリンカ
ーを使用した比較例１〜３は、接着性に劣る。
いＣａＯ質クリンカーまたはＭｇＯ−ＣａＯ質クリンカ
ーを使用した比較例１〜３は、接着性に劣る。
【００２５】
【発明の効果】溶射材においてＣａＯ含有材質は耐食性
に優れているが、接着性において十分なものではない。
本発明はＣａＣＯ3被膜を有するＣａＯ質クリンカーの
使用によって接着性の問題を解消したことにより、Ｃａ
Ｏ含有材質が本来有している耐食性の効果がいかんなく
発揮される。そして、例えば本発明の溶射材を炉の補修
材に使用すれば、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。
に優れているが、接着性において十分なものではない。
本発明はＣａＣＯ3被膜を有するＣａＯ質クリンカーの
使用によって接着性の問題を解消したことにより、Ｃａ
Ｏ含有材質が本来有している耐食性の効果がいかんなく
発揮される。そして、例えば本発明の溶射材を炉の補修
材に使用すれば、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。
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 (56)参考文献 特開 平５−345681（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/66
Claims (2)
- 【請求項１】 表面にＣａＣＯ3被膜を有する、ＣａＯ
質および／またはＭｇＯ−ＣａＯ質のＣａＯ含有クリン
カーを配合した火炎溶射材。 - 【請求項２】 ＣａＯ質および／またはＭｇＯ-ＣａＯ
質のＣａＯ含有クリンカーをＣＯ2ガス雰囲気下で加熱
し、その表面にＣａＣＯ3被膜を形成させる火炎溶射材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331554A JP3009580B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331554A JP3009580B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07187819A JPH07187819A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3009580B2 true JP3009580B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=18244967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5331554A Expired - Fee Related JP3009580B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 火炎溶射材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3009580B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5331554A patent/JP3009580B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07187819A (ja) | 1995-07-25 |
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