JP5456965B2 - 溶射材料 - Google Patents

Description

本発明は、工業炉、金属溶融容器の耐火物損耗部位の補修に使用する溶射材料であり、その材料に含まれる金属粒子の酸化発熱反応により、耐火性粒子、低融点粒子を溶融し、被補修体に溶着させる溶射材料で、工業炉、金属溶融容器の中でも、特に珪石れんがを使用しているコークス炉炭化室の補修に適している。

製鉄所のコークス炉は、建設してから２０年以上のものが多く、特に炭化室の壁の補修が必要である。その補修に操業しながら補修する技術として溶射補修法がある。そして、溶射補修法には、プラズマ溶射、レーザー溶射、火炎溶射があるが、いずれも大掛かりな装置が必要である。

一方、テルミット反応等の金属粒子の酸化燃焼反応熱で耐火性粒子を溶融させ、補修面に溶着させる方法がある。この方法は、金属粒子と耐火性粒子の混合物を酸素で高熱の補修面に吹き付け、金属粒子の酸化反応熱で耐火性粒子を溶融して溶着させる方式であるため、装置が簡易である特徴を有する。

コークス炉は珪石れんがで作られており、珪石れんがの主成分はトリジマイトであるが、炭化室は１３００℃位になるので、壁の損傷部位はクリストバライト化していることが多い。石炭を蒸し焼きにしてコークスにする炭化室の扉近くは、できたコークスを押し出す際、扉を開閉するので１３００℃位から９００℃位の温度変化がある。

また、炭化室を補修する際には、扉を長時間開けておくので、４００℃近くまで冷やされることもある。炭化室壁の珪石れんがと溶射補修施工体の熱間膨張率が大幅に違うと、これらの温度変化により、溶射補修施工体が壁れんがから剥離し、耐用性が劣る。

特開２０００−１５９５７９では、珪石またはシャモットにコーディライトを添加することにより、熱間膨張率を小さくしているが、１２００℃以上ではコーディライトが分解しはじめて、膨張率が大きくなり、剥離しやすくなる。

特公平５−２１８６５では、耐火性粒体の少なくともいくらかが、ケルビン温度で表した融点の０．７倍を超える温度まで前もって焼成されたものを使用する。すなわち、シリカ系ではトリジマイトやクリストバライトを使用しているが、溶射により溶融された部位はガラス化し、これが徐々に結晶化するとき、れんがと溶射補修施工体の膨張が違い、接着強度を低下させる。これを防止または抑制するためには、溶射後できるだけ早く結晶化させることが重要である。
また、特開２００５−３３６００１では、未焼成の珪石または珪砂を使用して熱膨張率の差を小さくしているが、被補修面との熱膨張率をより近づけることが望まれる。

また、溶融されたシリカをできるだけ早く結晶化させるために、結晶化促進剤を添加することが有効である。しかし、Ａｌ₂Ｏ₃が結晶化を阻害するため、溶融部位にＡｌ₂Ｏ₃ができるだけ入らないようにすることが望ましい。したがって、溶融しやすい微粉にＡｌ₂ Ｏ₃を含有したものや、燃焼してＡｌ₂Ｏ₃になるＡｌを含有した燃焼剤を用いない方がよく、特公平５−２１８６５、特開平５−１７２３７、特開２０００−１５９５７９では結晶化促進剤を添加していなく、金属アルミニウムやＡｌを含有する合金等を用いているので結晶化にとって好ましくない。

金属類を補修壁面の熱で着火させ、その燃焼熱で耐火性粒子を溶融させる方式の溶射では、耐火性粒子である珪石（クリストバライトの融点：１７１０℃、トリジマイトの融点：１６７０℃）等の融点が高いため、れんが目地等を溶射補修する時などの溶射速度が速い場合、耐火性粒子が溶けきらなく、リバウンドが多くなる。このため、低融点物を添加すると付着率が向上する。しかし、低融点物はそれが溶融するとき融解熱を必要とし、融点付近で吸熱する。このため、着火温度である６００〜９００℃に融点のあるものでは、着火を阻害し、かえって付着を悪くする。
特公平５−２１８６５ 特開平５−１７２３７ 特開２０００−１５９５７９ 特開２００５−３３６００１

近年のコークス炉は、使用条件の過酷化や炉寿命の長期延命化といった要求があり、従来の補修材より長寿命化が要求される。コークス炉の炭化室は、冷たい石炭粉を入れ、それを蒸し焼きにしてコークスにするため加熱冷却が繰り返される。

コークス炉の炭化室に使用されている珪石れんがと補修材の熱膨張を近似させることで、長期間使用時のれんが面からの剥離損耗を抑制できる。また、溶射直後は材料が溶融してガラス化しているが、これが結晶化するとき膨張があり、その膨張がれんがと補修材の接着強度を低下させる。これを防止または抑制するためには、溶射と同時に結晶化させることが重要である。

また、コークス炉の炭化室の補修は、操業上補修に要する時間が限られているため、溶射補修時間は短い方が良い。特に、れんが目地等の溶射補修は溶射速度が速いため、耐火性粒子の融点を低くしてリバウンドを減らすことが重要である。

本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、耐火性粒子と酸化性粉体である金属粒子を含む混合物を酸素と共に珪石れんがからなる被補修体に吹き付け、上記金属粒子の酸化発熱反応より混合物を溶融させて、被補修体に溶着させることを特徴とする溶射材料であって、上記耐火性粒子は珪石れんがの粉砕粉の２０００μｍ以下を主成分とするものであり、その耐火性粒子の粒度は４２５〜２０００μｍが溶射材料の１０〜５０重量％で、４２５μｍ以下が５０重量％以下、７５μｍ以下が１０重量％以下として、上記耐火性粒子は溶射材料の７０〜９０重量％で、上記耐火性粒子はＳｉＯ₂ 成分が９５重量％以上で、かつ溶射材料の結晶化を阻害しないようにＡｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用し、上記珪石れんがの粉砕粉には珪石、珪砂、溶融シリカを上記珪石れんがの粉砕粉に対して５０重量％以下で混合し、上記金属粒子は金属シリコンからなり、その粒度は７５μｍ以上が溶射材料の５重量％以下で、２０μｍ以下が５〜１５重量％で、溶射材料に対して１０〜３０重量％とし、溶射材料に対してシリカ溶融物に加えるとガラス質の結晶化が促進されるナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩のいずれか１種の結晶化促進剤を外掛けで０．３〜５重量％、付着向上剤の合金または鉱物類を溶射材料のＡｌ₂ Ｏ₃ 成分が５重量％以下となるように外掛けで０．５〜１重量％、着火促進剤の炭素系粉末または金属粉末を外掛けで０．３〜５重量％、平均粒径が０．２μｍ以下であるシリカ超微粉末の粉体流動化促進剤を外掛けで０．１〜３重量％を配合することを特徴とする溶射材料を提供するにある。

上記耐火性粒子は、ＳｉＯ₂ 成分が９０重量％以上で、かつＡｌ₂ Ｏ₃ 成分が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用することを特徴とし、その粒度は４２５〜２０００μｍが溶射材料の１０〜５０重量％で、４２５μｍ以下が５０重量％以下、７５μｍ以下が１０重量％以下で、７５〜４２５μｍがその残りである溶射材料を提供するにある。

また、金属シリコン粒子はその添加量が溶射材料に対して１０〜３０重量％であって、その粒度は７５μｍ以上が溶射材料の５重量％以下で、２０μｍ以下が５〜１５重量％で、２０〜７５μｍがその残りであることを特徴とする溶射材料を提供するにある。

また、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩の１種または複数からなり、その添加量は溶射材料に対して外掛けで０．３〜５重量％である結晶化促進剤を添加したことを特徴とする記載の溶射材料を提供するにある。

さらに、溶融温度が９００℃以上で１５００℃以下の合金または鉱物類であって、その添加量が溶射材料に対して０．５〜１重量％であって、溶射材料のＡｌ ₂ Ｏ ₃ 成分が５重量％以下となるように添加し、その粒度は１０００μｍ以下とする付着向上剤を添加することを特徴とする溶射材料を提供するにある。

さらにまた、発火点が３００℃以上で８００℃以下である炭素系粉末または金属粉末を溶射材料に対して外掛けで０．３〜５重量％で着火促進剤として添加することを特徴とする溶射材料を提供するにある。

またさらに、平均粒径が０．２μｍ以下であるシリカ超微粉末を溶射材料に対して外掛けで０．１〜３重量％で粉体流動化促進剤として添加することを特徴とする溶射材料を提供するにある。

本発明の溶射材料は、耐火性粒子と酸化性粉体である金属粒子を含む混合物を酸素と共に珪石れんがからなる被補修体に吹き付け、上記金属粒子の酸化発熱反応より混合物を溶融させて、被補修体に溶着させることを特徴とする溶射材料であって、上記耐火性粒子は珪石れんがの粉砕粉の２０００μｍ以下を主成分とするものであり、その耐火性粒子の粒度は４２５〜２０００μｍが溶射材料の１０〜５０重量％で、４２５μｍ以下が５０重量％以下、７５μｍ以下が１０重量％以下として、上記耐火性粒子は溶射材料の７０〜９０重量％で、上記耐火性粒子はＳｉＯ₂ 成分が９５重量％以上で、かつ溶射材料の結晶化を阻害しないようにＡｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用し、上記珪石れんがの粉砕粉には珪石、珪砂、溶融シリカを上記珪石れんがの粉砕粉に対して５０重量％以下で混合し、上記金属粒子は金属シリコンからなり、その粒度は７５μｍ以上が溶射材料の５重量％以下で、２０μｍ以下が５〜１５重量％で、溶射材料に対して１０〜３０重量％とし、溶射材料に対してシリカ溶融物に加えるとガラス質の結晶化が促進されるナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩のいずれか１種の結晶化促進剤を外掛けで０．３〜５重量％、付着向上剤の合金または鉱物類を溶射材料のＡｌ₂ Ｏ₃ 成分が５重量％以下となるように外掛けで０．５〜１重量％、着火促進剤の炭素系粉末または金属粉末を外掛けで０．３〜５重量％、平均粒径が０．２μｍ以下であるシリカ超微粉末の粉体流動化促進剤を外掛けで０．１〜３重量％を配合することとしたので、溶射材料を確実に着火促進でき、特にＡｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用して珪石れんが粉には珪石、珪砂、溶融シリカを５０重量％以下で混合し、シリカ溶融物に加えるとガラス質の結晶化が促進されるナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩のいずれか１種の結晶化促進剤を配合することで、炉壁珪石れんがとの熱膨張を適合させ、かつ溶射と同時に補修材の結晶化を促進できて付着促進できる良好な施工体を得られる。そして、シリカ溶融物、シリカ超微粉末等によって、れんがと補修材の接着強度を高めてリバウンドロスを少なくでき、加熱冷却による補修れんが面からの剥離を抑制でき、れんが面からの剥離損耗を抑制でき、耐用性の向上をはかれるとともに、溶射材料のホッパータンク内での棚吊り、切出し阻害を抑止して、安定した施工ができる。また、付着向上剤の合金または鉱物類を溶射材料のＡｌ₂ Ｏ₃ 成分が５重量％以下となるように外掛けで０．５〜１重量％を配合することで、補修材の結晶化を阻害することなく、付着性を向上できて良好な施工体を得られる。

また、上記耐火性粒子は、ＳｉＯ₂ 成分が９０重量％以上で、かつＡｌ₂ Ｏ₃ 成分が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用することを特徴とし、その粒度は４２５〜２０００μｍが溶射材料の１０〜５０重量％以上で、７５μｍ以下が１０重量％以下で、４２５μｍ以下が５０重量％以下、７５〜４２５μｍがその残りとすることによって、結晶化を促進し、炉壁れんがとの熱膨張も一致して、リバウンドロスを減少できて良好な溶射ができる。

また、金属シリコン粒子はその添加量が溶射材料に対して１０〜３０重量％（耐火性粒子７０〜９０重量％）であって、その粒度は７５μｍ以上が溶射材料の５重量％以下で、２０μｍ以下が５〜１５重量％で、２０〜７５μｍがその残りであることによって、燃焼反応が強く、耐火性粒子が溶融して良好な溶射ができる。

また、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩の１種または複数からなり、その添加量は溶射材料に対して外掛けで０．３〜５重量％である結晶化促進剤を添加することによって、溶射と同時に補修材の結晶化を促進できて付着促進効果がはかれる。

さらに、溶融温度が９００℃以上で１５００℃以下の合金または鉱物類であって、その添加量が溶射材料に対して０．５〜１重量％であって、溶射材料のＡｌ ₂ Ｏ ₃ 成分が５重量％以下となるように添加し、その粒度は１０００μｍ以下とする付着向上剤を添加することによって、着火阻害を抑止して付着促進効果がはかれる。

さらにまた、発火点が３００℃以上で８００℃以下である炭素系粉末または金属粉末を溶射材料に対して外掛けで０．３〜５重量％で着火促進剤として添加することによって、確実に着火促進できて、爆発の危険なく安全に施工できる。

またさらに、平均粒径が０．２μｍ以下であるシリカ超微粉末を溶射材料に対して外掛けで０．１〜３重量％で粉体流動化促進剤として添加することによって、溶射材料のホッパータンク内での棚吊り、切出し阻害を抑止して、安定した施工ができる。

本発明の溶射材料は、耐火性粒子と酸化性粉体である金属粒子を含む混合物を酸素と共に珪石れんがからなる被補修体に吹き付け、上記金属粒子の酸化発熱反応より混合物を溶融させて、被補修体に溶着させることを特徴とする溶射材料であって、上記耐火性粒子は珪石れんがの粉砕粉の２０００μｍ以下を主成分とするものであり、その耐火性粒子の粒度は４２５〜２０００μｍが溶射材料の１０〜５０重量％で、４２５μｍ以下が５０重量％以下、７５μｍ以下が１０重量％以下として、上記耐火性粒子は溶射材料の７０〜９０重量％で、上記耐火性粒子はＳｉＯ₂ 成分が９５重量％以上で、かつ溶射材料の結晶化を阻害しないようにＡｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用し、上記珪石れんがの粉砕粉には珪石、珪砂、溶融シリカを上記珪石れんがの粉砕粉に対して５０重量％以下で混合し、上記金属粒子は金属シリコンからなり、その粒度は７５μｍ以上が溶射材料の５重量％以下で、２０μｍ以下が５〜１５重量％で、溶射材料に対して１０〜３０重量％とし、溶射材料に対してシリカ溶融物に加えるとガラス質の結晶化が促進されるナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩のいずれか１種の結晶化促進剤を外掛けで０．３〜５重量％、付着向上剤の合金または鉱物類を溶射材料のＡｌ₂ Ｏ₃ 成分が５重量％以下となるように外掛けで０．５〜１重量％、着火促進剤の炭素系粉末または金属粉末を外掛けで０．３〜５重量％、平均粒径が０．２μｍ以下であるシリカ超微粉末の粉体流動化促進剤を外掛けで０．１〜３重量％を配合することを特徴としている。

珪石れんがからなる被補修体の欠損部、亀裂部に溶着させ補修する溶射材料として、すなわち、珪石れんがからなる被補修体、特にコークス炉炭化室の炉壁の珪石れんがとそれを補修する溶射材料の熱膨張を、略一致させることを特徴とし、そのために補修に使用する耐火性粒子を珪石れんがの２０００μｍ以下の粉砕粉を主成分として使用することにより熱膨張を適合させ、加熱冷却による補修れんが面からの剥離を抑制し、耐用性の向上を図ることを実現した溶射材料である。

また、溶射による熱で耐火性粒子が溶融されてガラス化すると、珪石れんがとの熱膨張を適切に適合させることができない。これを防止する方法としては、溶射と同時に補修材を結晶化させる結晶化促進剤を併用することが好ましい。また、れんが目地等の溶射速度が速い補修では、耐火性粒子の融点を低くしてリバウンドを減らすことが重要であり、付着向上剤として低融点物の添加を行うことが好ましい。

本発明の溶射材料の耐火性粒子は、珪石れんがの粉砕粉を主成分として使用するもので、ＳｉＯ₂ が９５重量％以上で、かつＡｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用する。Ａｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以上になると結晶化を阻害し、炉壁れんがとの熱膨張が一致しなくなる。

さらに、この耐火性粒子の原料として、珪石れんが粉砕粉に対してこれに珪石、珪砂、溶融シリカを混合使用している。混合使用量は、珪石れんが粉に対して５０重量％以下が好ましい。炭化室壁の熱で金属を発火させ、燃焼させる本方式の溶射では、耐火性粒子の０．５ｍｍ以上は完全に溶融しないことが多い。このため、０．５ｍｍ以下の耐火性粒子には、Ａｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用することが望ましい。

珪石れんがの粉砕粉を主成分として使用し、珪石れんが粉砕粉、珪石、珪砂、溶融シリカを混合使用する耐火性粒子の粒度は２０００μｍ以下とし、粒度４２５〜２０００μｍが溶射材料に対して１０〜５０重量％とし、４２５μｍ以下が５０重量％以下、７５μｍ以下が１０重量％以下で、７５〜４２５μｍがその残りであることが望ましい。７５μｍ以下が１０重量％以上であると、材料を溶射するときに脈動し、良好な溶射ができない。４２５μｍ以上のものが５０重量％以上あると、リバウンドが大きく、リバウンドロスが多くなり好ましくない。

金属粒子の酸化発熱反応により上記耐火性粒子と金属粒子の混合物を溶融させて、被補修体に溶着させる金属粒子として、本発明では金属シリコン粒子を用いる。金属シリコン粒子は、燃焼反応後はＳｉＯ₂となり、ＳｉＯ₂成分が９０重量％以上とする珪石れんがの２０００μｍ以下の粉砕粉を主成分として使用する耐火性粒子との組合せにおいて望ましい。金属シリコン粒子は、その添加量が溶射材料に対して１０〜３０重量％であって、金属シリコン粒子の粒度は、７５μｍ以上が５重量％以下で、かつ２０μｍ以下が５〜１５重量％であることが望ましい。金属シリコン粒子の添加量が１０重量％以下であると、燃焼反応が弱く、耐火性粒子が溶融しなく良好な溶射ができない。添加量が３０重量％以上であると、材料を溶射したとき燃焼反応が強くなりすぎ、被補修体に溶射した溶射体が流れ落ち、良好な溶射ができない。

また、金属シリコン粒子の粒度で７５μｍ以上のものは、燃焼反応が弱く好ましくないため、５重量％以下でなければならない。２０μｍ以下が５重量％以下でも、燃焼反応が弱くなり好ましくない。２０μｍ以下が１５重量％以上では材料を溶射したとき、燃焼反応が強くなりすぎ、被補修体に溶着した溶射体が流れ落ち、良好な溶射ができない。
上記耐火性粒子は、溶射材料の７０〜９０重量％、金属シリコン粒子１０〜３０重量％の比率が上記した良好な溶射できて好ましい。

付着向上剤は、溶融温度が９００℃以上、１５００℃以下の合金類、鉱物類が用いられ、さらにそれを添加したときに、被補修体に溶着した溶射材のＡｌ₂Ｏ₃成分が５重量％以上になると、結晶化が著しく阻害されるため、Ａｌ₂Ｏ₃成分が５重量％以下になるような成分の合金類、鉱物類を用いるようにすることが望ましい。

合金類、鉱物類等では溶融するときに、融解熱として熱を吸熱する。コークス炉炭化室の壁に溶射材料を吹き付けて、その熱で着火させ、溶射材料に混合されている金属を燃焼させ、その熱で耐火性粒子を溶融し、溶着する方式では、着火温度が６００〜９００℃になる。このため、この温度域に融点があるものでは着火を阻害し、溶射の火炎を引っ張ることを阻害するので好ましくなく、融点９００℃以上の合金類、鉱物類を用いることとした。また、融点が１５００℃を超えると、珪石れんが粉の主成分であるトリジマイトの溶融温度が１６７０℃であるので、付着促進効果が少なくなる。したがって、上記のように溶融温度が９００℃以上、１５００℃以下の合金類、鉱物類を用いることとした。

付着向上剤の添加量としては、表３、４で示すように、溶射材料に対して０．５〜１重量％添加することが望ましい。合金類としては、ケイ化カルシウム（溶融点：９８０℃）、二酸化マンガン（溶融点：１１６０℃）、フェロシリコン（溶融点：１４２０℃）、鉱物類としてはペタライト（溶融点：１３００℃）、珪酸カルシウム（溶融点：１４５０〜１５００℃）等の１種または複数を用いることが好ましい。添加量が０．５重量％未満であると、付着性向上効果がなく、多いと溶射時に施工体が溶融しすぎて、吹き飛ばされるなどの問題が生じる。

ナトリウム、カリウム、リチウムイオンをシリカ溶融物に加えると、ガラス質の結晶化が促進される。これにより結晶化促進剤としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩の１種または複数からなることを特徴とする。結晶化促進剤の添加量は、０．３〜５重量％が好ましく、０．３重量％より少ないと結晶化促進の効果が小さく、５重量％より多いと溶射の際に溶射体が流れ落ち、良好な施工体が得られない。ナトリウム塩としては、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、カリウム塩としては塩化カリウム、リチウム塩としては炭酸リチウム等があげられる。

着火促進剤は、被溶射体、すなわちコークス炉では炭化室壁面の温度が８００℃以下である場合、溶射材料に添加される。着火促進剤は、炭素系粉末または金属粉末若しくは炭素系粉末と金属粉末の混合物からなることを特徴とし、その添加量は外掛けで５重量％以下であることが好ましい。着火促進剤の発火点が８００℃以上であると、壁面温度が８００℃以下の場合、溶射開始時に発火しにくい。発火点が３００℃以下であると、爆発の危険が大きくなり、安全上好ましくない。そのため、発火点が３００〜８００℃である上記のように混合物とすることが好ましい。

着火促進剤が金属アルミニウム粉では、溶射施工体にＡｌ₂Ｏ₃が入り、結晶化を阻害する割合が増大するので好ましくない。金属マグネシウム粉は、爆発の危険が大きくなり、安全上好ましくない。炭素系粉末の方が燃焼性が良く、施工体に残留しないので好ましいが、これにこだわるものではない。

着火促進剤が外掛けで５重量％以上であると、溶射体に炭素系粉末または金属粉末が残留し、ガラス化を阻害するので好ましくない。炭素系粉末としてはコークス粉（発火点：４００〜６００℃）、木炭粉（発火点：３２０〜４００℃）、コーンスターチ粉（発火点：４７０℃）等があげられ、金属粉末としては鉄粉（発火点：３１５〜３２０℃）、マンガン粉（発火点：４５０℃）、バナジウム粉（発火点：５００℃）等があげられる。

被補修体に溶着させる金属粒子として本発明では金属シリコンを用いるが、４５μｍ以下の金属シリコンを１０重量％以上添加する場合、溶射材料がホッパータンク内で棚吊りし、良好な切り出しができなくなる恐れがある。これを防止するため粉体流動化促進剤を添加することが望ましい。粉体流動化促進剤は、平均粒径が０．２μｍ以下であるシリカ超微粉末が望ましく、その添加量は０．１〜３重量％以下が望ましい。０．１重量％以上で流動化効果を発生するが、３重量％を超える添加では、高価格になる割に流動化促進の効果が増加しない。したがって、好ましくは３重量％以下の添加量として使用する。

本発明について、実施例と比較例を表１〜表７のように構成して試験した。そのテスト結果を表１〜表７に示す。表１〜表４のように本実施例のものは、吐出性、着火性、燃焼性が良好であり、リバウンドが少なくて付着率が向上している。また、実施例１−５、実施例４−５と比較例６−９、比較例６−１０について図１のようにれんが目地充填試験を行った結果、実施例１−５、４−５は充填深さが５０ｍｍであったのに対し、比較例６−９、６−１０は充填深さが３０ｍｍ、３５ｍｍであり、実施例の方がれんが目地へも良好に充填できる。

そして、実施例４−５と比較例６−９、６−１０について、Ａ製鉄所でコークス炉に珪石れんがを入れ、それに溶射し、サンプルを回収した。それから試料を切り出し、珪石れんがと熱間線膨張率を比較した結果を図２に示す。実施例１−５は珪石れんがと同等の熱間線膨張率を示し、加熱冷却による剥離に対し強く、大幅に溶射補修後の耐久性が向上した。

表１ 本発明の実施例１

表２ 本発明の実施例２

表３ 本発明の実施例３

表４ 本発明の実施例４

表５ 本発明の比較例１

表６ 比較例２

表７ 比較例３

本発明の実施例と比較例の溶射施工体のれんが目地や充填試験方法説明図、

本発明の実施例と比較例の溶射施工体の熱間線膨張率の比較図。

Claims (7)

1. 耐火性粒子と酸化性粉体である金属粒子を含む混合物を酸素と共に珪石れんがからなる被補修体に吹き付け、上記金属粒子の酸化発熱反応より混合物を溶融させて、被補修体に溶着させることを特徴とする溶射材料であって、
   上記耐火性粒子は珪石れんがの粉砕粉の２０００μｍ以下を主成分とするものであり、その耐火性粒子の粒度は４２５〜２０００μｍが溶射材料の１０〜５０重量％で、４２５μｍ以下が５０重量％以下、７５μｍ以下が１０重量％以下として、
   上記耐火性粒子は溶射材料の７０〜９０重量％で、
   上記耐火性粒子はＳｉＯ₂ 成分が９５重量％以上で、かつ溶射材料の結晶化を阻害しないようにＡｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用し、
   上記珪石れんがの粉砕粉には珪石、珪砂、溶融シリカを上記珪石れんがの粉砕粉に対して５０重量％以下で混合し、
   上記金属粒子は金属シリコンからなり、その粒度は７５μｍ以上が溶射材料の５重量％以下で、２０μｍ以下が５〜１５重量％で、溶射材料に対して１０〜３０重量％とし、
   溶射材料に対してシリカ溶融物に加えるとガラス質の結晶化が促進されるナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩のいずれか１種の結晶化促進剤を外掛けで０．３〜５重量％、
   付着向上剤の合金または鉱物類を溶射材料のＡｌ₂ Ｏ₃ 成分が５重量％以下となるように外掛けで０．５〜１重量％、
   着火促進剤の炭素系粉末または金属粉末を外掛けで０．３〜５重量％、
   平均粒径が０．２μｍ以下であるシリカ超微粉末の粉体流動化促進剤を外掛けで０．１〜３重量％を配合することを特徴とする溶射材料。
2. 上記耐火性粒子は、ＳｉＯ₂ 成分が９５重量％以上で、かつＡｌ₂ Ｏ₃ が５重量％以下の高ＳｉＯ₂ 組成の原料を使用することを特徴とし、その粒度は４２５〜２０００μｍが溶射材料の１０〜５０重量％で、４２５μｍ以下が５０重量％以下、７５μｍ以下が１０重量％以下で、７５〜４２５μｍがその残りであることを特徴とする請求項１に記載の溶射材料。
3. 金属シリコン粒子はその添加量が溶射材料に対して１０〜３０重量％であって、その粒度は７５μｍ以上が溶射材料の５重量％以下で、２０μｍ以下が５〜１５重量％で、２０〜７５μｍがその残りであることを特徴とする請求項１または２に記載の溶射材料。
4. 結晶化促進剤はナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩の１種または複数からなり、その添加量は溶射材料に対して外掛けで０．３〜５重量％であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の溶射材料。
5. 付着向上剤は溶融温度が９００℃以上で１５００℃以下の合金または鉱物類であって、その添加量が溶射材料に対して０．５〜１重量％であって、溶射材料のＡｌ₂ Ｏ₃ 成分が５重量％以下となるように添加し、その粒度は１０００μｍ以下とすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の溶射材料。
6. 着火促進剤は発火点が３００℃以上で８００℃以下である炭素系粉末または金属粉末を溶射材料に対して外掛けで０．３〜５重量％で添加することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の溶射材料。
7. 粉体流動化促進剤は平均粒径が０．２μｍ以下であるシリカ超微粉末を溶射材料に対して外掛けで０．１〜３重量％で添加することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の溶射材料。

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