JPH0250825B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属やセメント素材の表面にセラミ
ツク層をライニングした複合構造体の製造方法に
係り、特に異形管等の形状複雑でセラミツク層の
ライニングが困難な製品への適用に有効な製造方
法に関する。

例えば、化学プラント用管体や各種輸送用管体
の用途をはじめとして、金属製品の必要な表面
（内面、外面もしくはその両方）に耐熱性、耐食
性あるいは耐摩耗性の向上を目的としてセラミツ
ク層をライニングすることが知られている。

しかして、この複合構造体の製造方法として
は、次のような方法が従来採られている。すなわ
ち、一つの手段は目的素材の表面に直接セラミツ
クを溶射しセラミツク層をコーテイングする方法
であり、他の手段はセラミツクタイルを接着によ
りライニングする方法等である。また最近では内
面にセラミツク層をコーテイングした複合構造管
の製造手段として、遠心力とテルミツト反応を利
用するいわゆる遠心テルミツト法も提唱されてい
る（特願昭56−37078号参照）。

しかし乍ら、これらの従来手段ではいずれにし
ても製品にセラミツク層をライニングする上で問
題点ないしは技術的難点がある。これは前二者の
方法による場合では、施行費用が著しく嵩むこと
に加えてそのコーテイング層の性能に劣る問題が
あるためである。従つて、特別の場合を除いて
は、これらの方法は余り用いられていない。また
後者の方法による場合では、管内面に金属層を介
して良好な性能を具備するセラミツク層を被覆で
きる反面、その適用範囲が直管の管内面にコーテ
イングする場合に限られるのが難点である。すな
わち、この方法では溶融セラミツクが遠心力によ
り管内面に形成されるものであるため、複雑形状
の異形管やその他の管体以外の製品には適用でき
ず、また製品外面にセラミツク層をコーテイング
することも不可能である。

この発明は多種多様の製品についてその所望位
置にセラミツク層をライニングしてその使用性能
価値を高める目的から、前記テルミツト反応を利
用する製造方法の概念を応用して、目的素材の表
面に良好な性能を具備するセラミツクライニング
を広汎に適用できるようにした新規な複合構造体
の製造方法を提供せんとするものである。

以下本発明によいて具体的に説明する。そこで
今、一例として第１図、第２図に示す曲り管の内
面にセラミツク層をライニングする場合について
説明して行くと、この場合素材１は正にこの曲り
管が相当する。素材１の材質については、通常の
鉄鋼材は勿論のこと、テルミツト反応の発熱に耐
えるものであれば、その他銅、ニツケル材等の金
属（好ましくは1000℃以上の融点をもつ金属）又
はセメント、陶磁器等の無機材料の使用も任意で
ある。ただし、素材１は後に述べるようにその端
部を切断除去する必要があるため、予めセラミツ
ク層をライニングする必要のない余長部７，８を
連設しておく。

しかして、この素材１の内面の目的位置に必要
なセラミツク層４をライニングするにさいして
は、次の如く行なう。まず、素材１の内面形状に
沿つて適宜間隔をおき気密性を有する耐火性の隔
膜２を配設する。図例の場合、この耐火性隔膜２
は袋体をなし、内部への不活性ガスの圧入、排出
操作を介し膨縮自在なものとされている。この耐
火性隔膜２の素材については、その好適な一例と
してカーボンシートに耐火無機接着剤を浸透せし
めたものが挙がられるが、この炭素系のものに限
らず必要な耐火性と気密性を兼備するものであれ
ば、その他金属繊維、セラミツク繊維質のものの
使用も可能である。前記気密性については、完全
な気密性でなくても、不活性ガスの圧入、排出に
より膨縮自在であれば、若干の通気性があつても
よい。

次いで、この耐火性隔膜２と素材１表面との間
の空隙には、第１図の如くテルミツト剤３が充填
される。ここで用いられるテルミツト剤３には、
酸化鉄とAlを所定比率で混合したものの使用が
代表的であるが（この場合には最終的に素材１内
面にAl₂O₃のセラミツク管が被覆されることにな
る）、使用するテルミツト剤３はライニングを目
的とするセラミツク層４の種類に応じて任意の金
属酸化物（例えばCuO，NiO等）と強還元性金属
（Mg，Si，Mn等）の組合せによることができ
る。

なお上記の説明においては、便宜上、耐火性隔
膜２の配設とテルミツト剤３の充填とを別工程で
行なうものとして述べたが、これらの作業は同時
進行的に行なうことができる。

このようにして素材１表面の目的位置に耐火性
隔膜２の配設とテルミツト剤３の充填作業が完了
したならば、素材１の余長部７が下方となるよう
にテルミツト剤３が充填された素材１をほぼ垂直
に立て、該テルミツト剤３に着火しその位置でテ
ルミツト反応を行なわしめる。このさい耐火性隔
膜２の袋体内にはN₂等の不活性ガスを圧入して
おき、該隔膜２を素材表面側に膨張しうるように
する。これは次のような目的を兼ねるものであ
る。すなわち、一つにはテルミツト反応にさい
し、耐火性隔膜２が空気と接触し酸化燃焼する不
都合を防止するためである。またもう一つには、
テルミツト反応により第３図に示す如く充填テル
ミツト剤３がその占有体積を減少することに対し
て、同図に示す如く耐火性隔膜２を元の位置ａか
らその減縮体積表面ｂにまで密着追従させ、素材
１の表面に目的形状厚さでセラミツク層４を被覆
形成するためである。６はテルミツト反応部を示
す。従つて、このような目的から、不活性ガスの
種類はN₂ガス以外にその他アルゴンガス、ネオ
ンガス等の使用も任意である。

かくしてテルミツト反応が開始されると、テル
ミツト剤３はその反応生成物たる溶融セラミツク
と溶融金属とに変り、さらにこれらは両者の比重
差に基づく重力分離作用を受けて、隔膜２と素材
１との間の空隙内で上下に分離する。このように
してテルミツト反応が完了し、溶融セラミツク、
溶融金属が凝固すると、第２図に示す如く、素材
１にはその下端余長部７内面には金属層５のみが
被覆形成される一方、その所望位置に当る素材中
途部内面には前記隔膜２の保形作用の下に目的と
するセラミツク層４のみを良好な被着状態で被覆
形成することができる。そして、この後第２図
C₁，C₂の位置で余長部７，８を切除すれば、こ
の場合曲り管の内面全域にセラミツク層４を一体
的にライニングした複合構造体が得られる。

以上本発明の技術内容を曲り管を例に述べたの
であるが、冒頭に掲げる本発明の要旨は直管、異
形管を含む管類全般、またその他のノズルのよう
な円錐状金属製品あるいはポツト、樋等の箱状製
品にもその内面、外面を問わず利用できる。

このように本発明の複合構造体の製造方法によ
れば、耐火性隔膜と素材表面との間にテルミツト
剤を充填し、該隔膜を素材の表面側に不活性ガス
により加圧するとともに素材の余長部を下方にし
てテルミツト反応を生起させるので、テルミツト
反応により生成した溶融金属は溶融セラミツク中
に混り合うことなく、比重差により下方の余長部
と耐火性隔膜との間に収容され、しかもテルミツ
ト剤の体積の減少に追従して前記隔膜が素材表面
側へ膨張することにより所定厚さの高品質セラミ
ツク層を素材表面にライニングすることができ
る。従つて、従来、直管状素材に対してライニン
グできないとされていたテルミツト反応利用によ
るセラミツクのライニング方法を広汎な形状の素
材に対して適用可能とした点で本発明の工業上の
利用価値は著大である。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の実施例による処理前
後を現わす断面図であつて、第１図はテルミツト
剤の充填状態を、第２図は反応後のセラミツク及
び金属層の分離コーテイング状態を示している。
第３図はテルミツト反応進行時の様子を概略的に
示す断面図である。 １……素材、２……耐火性隔膜、３……テルミ
ツト剤、４……セラミツク層、５……金属層、６
……テルミツト反応部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 素材の表面にセラミツク層をライニングする
   にさいし、素材の表面に沿つて加圧により膨張可
   能な耐火性隔膜を配設するとともに該隔膜と素材
   表面との間の空隙にテルミツト剤を充填してお
   き、しかる後不活性ガスにより隔膜を素材表面側
   に加圧するとともに素材のライニング不要の余長
   部を下方にして前記テルミツト剤に着火してテル
   ミツト反応を行なわしめ、テルミツト反応により
   生成される溶融セラミツクと溶融金属とを上下方
   向に比重分離させて溶融金属を素材の余長部と隔
   膜との間に収容しつつ、テルミツト剤の体積の減
   少に追従して前記隔膜を素材表面側に膨張させて
   素材表面の目的位置に溶融セラミツクを被着せし
   めた後、隔膜を除去し、溶融金属が凝固した素材
   の余長部を切除することを特徴とする複合構造体
   の製造法。