JPH07106950B2

JPH07106950B2 - 火炎溶射材

Info

Publication number: JPH07106950B2
Application number: JP62182371A
Authority: JP
Inventors: 英信糸井; 始笠原; 和雄高橋; 泰造為広
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-07-23
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPS6428281A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、工業窯炉の補修に使用される火炎溶射材に関
する。

（従来の技術）転炉、真空脱ガス炉、取鍋、タンデツシユなどの工業窯
炉の内張りを補修し、炉寿命を延長することが行われて
いる。その補修方法の一つとして近年開発された火炎溶
射法は、耐火粉末を火炎で溶融しつつ吹き付けるもの
で、泥しよう状の耐火材を吹き付ける従来方法に比べ
て、補修層組織の緻密性・強度が格段に優れている。

この火炎溶射法に使用される溶射材として、例えば特公
昭59−6249号公報に見られるとおり、マグネシア質溶射
材が知られている。マグネシア質は融点が高いために、
耐食性に優れている。また、特開昭56−54276号公報に
は、このマグネシア質にコークス粉、スラグを添加した
材質が提案されている。スラグの添加は溶融性の向上に
効果がある。

（発明が解決しようとする問題点）工業窯炉に対する火炎溶射は、補修効果を高めるために
少なくとも数十ミリの厚さに溶射しなくてはならず、し
かも、通常の場合は炉休止中の限られた時間内に行う必
要がある。そこで、溶射時の溶融性に富む材質でなくて
はならない。そこで、溶射補修を迅速に行い、炉の稼働
率を向上するために、従来よりまして単位時間内での材
料供給速度が大きく、かつ、溶融性に優れた溶射材が強
く望まれている。

スラグの添加は先に述べたように溶融性に効果がある。
しかし、スラグは低融点物質であるから反面、耐食性低
下の原因となる。このため、スラグによつて溶融性を向
上させるにしても、その添加量には自ずと限界があつ
た。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、上記従来の溶射材の欠点を解決するため
に研究を重ねた結果、マグネシアクリンカーとスラグか
らなる材質において、各配合物の粒度を特定の範囲に限
定すると、溶射材の溶融性がさらに向上することを知
り、本発明を完成させたものである。

本発明は、スラグ５〜50wt％、残部がマグネシアクリン
カーを主体とし、かつ、全体の粒度が500μｍ以下であ
る火炎溶射材において、前記マグネシアクリンカーの粒
度の44μｍ以下を含まないかまたは20wt％未満、前記ス
ラグの粒度の44μｍ以下を20〜80wt％としたことを特徴
とする火炎溶射材である。

（作用）本発明に至る基礎実験として、まず、耐火性骨材である
マグネシアクリンカーの粒度と、溶射材の溶融性との関
係を調べた。第１表はその結果である。全体が297μｍ
以下の粒度の溶射材において、スラグの粒度は297μｍ
の篩い下とし、マグネシアクリンカーは微粒部である44
μｍ以下の割合を変化させた。試験はマグネシアクリン
カー：スラグを6:4の重量比で配合し、表面温度約1000
℃のマグネシア質レンガの表面に溶射した。

第１表の結果から、マグネシアクリンカーの微粒の割合
が増えても、見掛気孔率、付着率および接着強度は、例
えば符号Ｇのように90wt％といつた多量の添加でない限
り、溶射材の性能に大きく影響するほどの変化は見られ
なかつた。微粒は比表面積が大きくなつて溶けやすいた
め、マグネシアクリンカーの場合も微粒が増えると溶射
材の溶融性が向上するというのが一般的な考え方である
から、以外な結果であつた。

一方、流動性はマグネシアクリンカーの微粒が多くなる
に伴つて低下している。これは、マグネシアクリンカー
が吸湿しやすいためと、微粒では表面活性エネルギーが
大きいからと思われる。流動性が低下するとノズルから
の噴出が脈動的となり、溶射層組織が不均一化し、かつ
溶射所要時間が長くなるなどの問題が生じ、好ましくな
い。

つぎに、マグネシアクリンカーの微粒部をカツトし、ス
ラグの微粒部の割合を変化させたものについて試験した
結果を第２表に示す。マグネシアクリンカーとスラグと
の比、試験方法などは、前記第１表と同様にした。

第２表のとおり、スラグの粒度は微粒である44μｍ以下
が少なくても、また多過ぎても溶融性に劣る。44μｍ以
下の割合が20〜80wt％の範囲で良好な結果となつてい
る。流動性は、マグネシアクリンカーの微粒である44μ
ｍ以下をカツトしたことでいずれも良好である。

以上の第１表、第２表の結果から、マグネシアクリンカ
ーとスラグとの組み合せにおいて、マグネシアクリンカ
ーの粒度は溶融性に殆んど影響しない。これは、マグネ
シアクリンカーは高融点であり、微粒化しても溶射材の
溶融性を変化させるほどの影響がないためと思われる。
そこで、マグネシアクリンカーは流動性が低下しないよ
うに、44μｍ以下の微粒をカツトするか、または20wt％
未満とする。

一方、スラグは低融点物質であり、溶射材の溶融性を決
定づける。従来から、微粒化すれば溶融性が向上すると
いうことは予想されていた。ところが、微粒部が一定以
上の割合になると、溶融性はかえつて低下する。これは
微粒化するとノズルから噴出した際、火炎熱流が浸透し
難くなるためと思われる。

溶射材全体に占めるスラグの割合は、従来材質と特に変
りなく、５〜50wt％、好ましくは10〜40wt％である。5w
t％未満では溶融性が不十分となり、50wt％を超えると
耐食性が低下する。第１表，第２表に示す試験では、ス
ラグの割合を40wt％に限定したが、５〜50wt％の範囲内
であれば、スラグの割合が40wt％以外のものも、第１
表，第２表とほぼ同様の結果を示した。

本発明で使用するスラグは例えば転炉スラグ、高炉スラ
グ、電気スラグ、取鍋スラグ、脱硫スラグなどのいずれ
でもよく、これらから選ばれる一種または二種以上とす
る。粒度は500μｍ以下好ましくは300μｍ以下におい
て、44μｍ未満が20〜80wt％、とする。20wt％未満では
その分、粗粒部分が多くなつて溶融性に劣る。80wt％を
超えた場合も第２表の結果のように溶融性に劣る。44μ
ｍ未満のさらに好ましい割合は25〜60wt％である。

残部はマグネシアクリンカーとする。粒度は500μｍ以
下、好ましくは300μｍ以下とし、44μｍ以下の微粒部
を0wt％または20wt％未満、好ましくは18wt％未満とす
る。44μｍ以下の微粒部が20wt％以上では流動性が低下
する。

本発明は、マグネシアクリンカーとスラグとが基本配合
であるが、本発明の効果を損わない範囲であれば、コー
クス粉、金属粉、炭化珪素、窯化珪素などの添加、マグ
ネシアクリンカーの一部をクロム鉱、ドロマイトクリン
カー、スピネルクリンカー、石灰クリンカー、アルミナ
ジルコン、ジルコニアなどから選ばれる一種または二種
以上で置換してもよい。

溶射材全体の粒度を500μｍ以下にしたのは、500μｍを
超えると比表面積が小さいために溶融性に劣ると、粒径
が大きいことから溶射装置のノズル孔からスムーズに噴
出されないなどの理由による。さらに好ましいのは、40
0μｍ以下である。また、平均粒径は44〜150が好まし
い。

以上からなる本発明の溶射材をもつて工業窯炉の内張り
を補修する方法は従来と特に変わりない。例えばプロパ
ンガス−酸素、アセチレンガス−酸素などから発生させ
た2000〜2500℃程度の高温・高速の火炎にキヤリアガス
をもつて溶射材を一定の速度で投入する。溶射材は火炎
を受けて溶融または半溶融状態となり、被補修面に付着
する。

（実施例）マグネシア−カーボン質れんがで内張りされた100t転炉
の溶射補修において、本発明実施例およびその比較例を
試験した。溶射には溶射材噴出能力45〜50Kg/分のプロ
パンガス−酸素式の火炎溶射装置を用いた。

比較例１で使用したスラグは、コニカルボールミルで微
粉砕し、297μｍの篩い下そのままを使用した。他の実
施例、比較例のスラグ、マグネシアクリンカーは、いず
れも微粉部である44μｍ以下を調整した。

第３表は、マグネシアクリンカー：スラグを重量比で6:4にした場合である。第４表は、マグネシアク
リンカー：スラグを重量比で8:2の場合を示す。

以上の第３表，第４表に示すとおり、本発明実施例はい
ずれも溶融性に優れ、溶射層が気孔率の小さい緻密質と
なる結果、耐食性が格段に向上する。また溶射時の流動
性も優れており、迅速、かつ効率的な補修を行うことが
できた。

これに対し、スラグの微粒の割合が本発明の範囲外であ
る比較例1,3,4は、流動性には問題ないものの、溶融性
に劣る結果、溶射層は気孔率が大きく、耐食性に劣る。
また、マグネシアクリンカーの微粒の割合が多い。比較
例２は流動性に劣り、ノズルからの噴出が脈動的となつ
て補修所要時間が長い、補修層組織が不均一などの問題
があつた。

（発明の効果）本発明の溶射材は以上のとおり、マグネシアクリンカー
およびスラグの微粒部の割合を特定化したことで、流動
性を損うことなく溶融性を向上させることができた。そ
の結果、付着性、接着強度が優れたものとなり、また、
緻密質の補修層が形成されることから耐食性も著しく向
上する。

フロントページの続き (72)発明者高橋和雄兵庫県高砂市荒井町新浜１−３−１播磨耐火煉瓦株式会社内 (72)発明者為広泰造兵庫県高砂市荒井町新浜１−３−１播磨耐火煉瓦株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スラグ５〜50wt％，残部がマグネシアクリ
ンカーを主体とし、かつ全体の粒度が500μｍ以下であ
る火炎溶射材において、前記マグネシアクリンカーの粒
度の44μｍ以下を20wt％未満、前記スラグの粒度の44μ
ｍ以下を20〜80wt％としたことを特徴とする火炎溶射
材。
【請求項２】スラグ５〜50wt％，残部がマグネシアクリ
ンカーを主体とし、かつ全体の粒度が500μｍ以下であ
る火炎溶射材において、前記マグネシアクリンカーの粒
度の44μｍ以下を含まず、前記スラグの粒度の44μｍ以
下を20〜80wt％としたことを特徴とする火炎溶射材。