JPH09132469A - 火炎溶射材 - Google Patents

火炎溶射材

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JPH09132469A
JPH09132469A JP7315822A JP31582295A JPH09132469A JP H09132469 A JPH09132469 A JP H09132469A JP 7315822 A JP7315822 A JP 7315822A JP 31582295 A JP31582295 A JP 31582295A JP H09132469 A JPH09132469 A JP H09132469A
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JP
Japan
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slag
magnesia
flame
carbonate
grain size
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JP7315822A
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English (en)
Inventor
Takeshi Matsui
剛 松井
Naoki Hirai
直樹 平井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐スラグ性に優れるとともに、耐熱衝撃性に
も優れた火炎溶射材を提供する。 【解決手段】 粒度が300μm以下のスラグ40〜7
0wt%と粒度が300μm以下の炭酸塩含有鉱物30
〜60wt%とからなる配合物100wt%に対して、
粒度が500μm超のマグネシア質耐火性素材を10〜
40wt%添加したことを特徴とする火炎溶射材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属反応容
器、特に転炉の内張り耐火物の補修にしようする火炎溶
射材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】転炉の内張り耐火物の補修法法として、
吹き付け補修や焼き付け補修が採用されている。さら
に、直近では補修の耐用性を向上させるために、耐火粉
末を高温の火炎中に飛行させることで溶融し、内張り耐
火物に付着させる溶射補修方法が開発されている。その
溶射に用いる火炎としては、主にLPG一酸素の燃焼火
炎が採用されている。
【0003】転炉の火炎溶射材としては、例えば特開昭
64−28281号公報記載のように、全体の粒度が5
00μm以下であるマグネシアクリンカーとスラグのみ
からなるマグネシア−スラグ系の材質を使用することの
提言がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭64−28
281号公報で提言のマグネシア−スラグ系火炎溶射材
は、燃焼火炎中では燃焼火炎温度よりも融点の高いマグ
ネシアは溶融することはないので、燃焼火炎温度よりも
融点の低いスラグのみが溶融した状態にある。その結
果、火炎溶射補修により得られた施工体は、マグネシア
粒子が溶融したスラグにより結合された組織を呈してい
る。そのため、溶射施工体が使用中に外来スラグと接す
ると施工体組織中の結合相であるスラグが選択的に軟化
溶融し、耐スラグ性に劣るという欠点を有する。
【0005】さらに、溶射施工体組織中のマグネシア粒
子の粒度が約100μm以下と非常に小さいので、熱衝
撃により施工体に亀裂が発生した場合、マグネシア粒子
の亀裂進展抑制能が十分に発揮されず、耐熱衝撃性にも
劣るという欠点を有する。
【0006】そこで、本発明では、耐スラグ性に優れる
とともに、耐熱衝撃性にも優れた火炎溶射材を提供する
ことを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、粒度が300μm以下の
スラグ40〜70wt%と粒度が300μm以下の炭酸
塩含有鉱物30〜60wt%とからなる配合物100w
t%に対して、粒度が500μm超のマグネシア質耐火
性素材を10〜40wt%添加したことを特徴とする火
炎溶射材である。
【0008】本発明に使用するスラグとしては、転炉ス
ラグ、高炉スラグのいずれでも使用可能である。
【0009】本発明に使用する炭酸塩含有鉱物とは、マ
グネサイト、ドロマイト、石灰石の様な熱分解により塩
基性酸化物を生成するもののことであり、それらのいず
れでも使用可能である。
【0010】本発明に使用するマグネシア質耐火性素材
としては、天然マグネシア、焼結マグネシアクリンカー
および転炉、溶鋼処理容器の内張り耐火物として使用さ
れ廃棄用のマグカーボン質、マグクロ質、マグネシア質
耐火物のいずれでも使用可能である。
【0011】
【作用】スラグは溶射補修時の火炎溶射材の付着性の向
上を図るためのものである。スラグの含有量を40〜7
0wt%とするのは、溶射補修時の火炎溶射材の付着性
と得られた溶射施工体の耐スラグ性に優れるからであ
る。スラグの含有量が40wt%未満では、燃焼火炎中
で溶融状態にあるスラグの絶対量が少ないために付着性
に劣るからである。スラグの含有量が70wt%超で
は、スラグ中の低融点成分の含有量が増大し、得られた
溶射施工体組織中結合相が低融点化するために耐スラグ
性に劣るからである。
【0012】スラグの粒度を300μm以下とするの
は、溶射補修時の火炎溶射材の付着性に優れるからであ
る。スラグの粒度が300μm超では比表面積が小さい
ため、火炎からの伝熱による温度上昇が十分でなく溶融
性に劣るために、付着性に劣るからである。
【0013】本発明に使用される炭酸塩含有鉱物は、火
炎溶射補修により得られた施工体の耐スラグ性の向上を
図るためのものである。その機構について炭酸塩含有鉱
物の1つであるマグネサイトを例に説明する。マグネサ
イトは、主要化合物として炭酸マグネシウムを含有す
る。この炭酸マグネシウムは、燃焼火炎中では次式に示
すように、マグネシアと二酸化炭素に熱分解する。 MgCO3 (s) → MgO (s) + CO2 (g) 燃焼火炎中で炭酸マグネシウムより分解生成するマグネ
シアは、微細な粒径を持つ結晶から構成されており、非
常に活性で反応性に富んだ状態にある。それ故に、燃焼
火炎中でマグネサイトに含有される炭酸マグネシウムの
熱分解により生成したマグネシアは、溶融状態のスラグ
と接触すると容易にスラグ中に溶け込むことが可能とな
る。その結果、スラグ中の高温融点成分であるマグネシ
アの含有量が増加し、得られた溶射施工体組織中の結合
相となるスラグ自体の融点を上昇させるため、耐スラグ
性の向上が可能となる。
【0014】ドロマイトまたは石灰石もマグネサイトと
同様の機構で、燃焼火炎中でそれらの炭酸塩含有鉱物の
熱分解から生成した高融点成分であるマグネシアおよび
カルシアまたはカルシアがスラグ中に溶け込むことによ
り、得られた溶射施工体組織中の結合相となるスラグ自
体の融点を上昇させるため、耐スラグ性の向上が可能と
なる。
【0015】炭酸塩含有鉱物の含有量を30〜60wt
%とするのは溶射補修時の火炎溶射材の付着性と得られ
た溶射施工体の耐スラグ性に優れるからである。その含
有量が30wt%未満では得られた溶射施工体組織中の
結合相が低融点化するために耐スラグ性に劣るあらであ
る。また、その含有量が60wt%超では、燃焼火炎中
で溶融状態にあるスラグの絶対量が少ないために付着性
に劣るからである。
【0016】火炎溶射材中の炭酸塩含有鉱物の粒度、す
なわち最大粒径と溶射補修時の耐火物への付着性との関
係を図1〜図3に示す。この図から分かるように、マグ
ネサイト、ドロマイト、石灰石いずれの炭酸塩含有鉱物
においても粒度、すなわち最大粒径が300μm超では
急激に溶射補修時の耐火物への付着性が悪化するため炭
酸塩含有鉱物の粒度、すなわち最大粒径は300μm以
下にする必要がある。
【0017】本発明に使用するマグネシア質耐火性素材
は、耐スラグ性の向上を図るものである。マグネシア質
耐火性素材は、高融点であり塩基性酸化物であるマグネ
シアを含有しているため、使用中に外来スラグと接触し
ても軟化溶融や化学的溶損を起こすことがないので、耐
スラグ性の向上が可能となる。
【0018】マグネシア質耐火性素材の粒度を500μ
m超とするのは、熱衝撃により施工体に亀裂が発生した
場合、施工体組織中のマグネシア質耐火性素材粒子が亀
裂の進展を阻止することが可能となり、耐熱衝撃性に優
れるからである。その粒度が500μm以下では、熱衝
撃により施工体に発生した亀裂は容易にマグネシア質耐
火性素材粒子を迂回して進展するので、耐熱衝撃性に劣
るからである。
【0019】マグネシア質耐火性素材の添加量を10〜
40wt%とするのは、溶射補修時の火炎溶射材の付着
性、得られた溶射施工体の耐スラグ性および耐熱衝撃性
に優れるからである。その添加量が10wt%未満では
得られた溶射施工体の耐スラグ性および耐熱衝撃性に劣
り、添加量が40wt%超では溶射補修時の火炎溶射材
の付着性に劣るからである。
【0020】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。表1に使用し
た火炎溶射材の原料配合割合を示すとともに、本発明実
施例、比較例及び従来品の試験結果を併せて示す。尚、
表1中のO印は、使用したスラグ、炭酸塩含有鉱物及び
マグネシア質耐火性素材の粒度を示す。各例は、LPG
−酸素の燃焼火炎を熱源とし、溶射バーナーから500
mm離れたマグロれんがに対し溶融した時の付着性、得
られた溶射施工体の耐スラグ性及び耐熱衝撃性について
評価を行った。従来品は、特開昭64−28281号公
報で提案のマグネシア−スラグ系火炎溶射材である。
【0021】
【表1】
【0022】溶射時の付着性の評価は、火炎中の火炎溶
射材の供給速度を一定として単位時間溶射を行った時の
溶射施工体の厚みを測定し、従来品のそれを100とし
て指数表示した。溶射時の付着性は、指数が大きいもの
ほど優れている。
【0023】耐スラグ性評価試験は、回転浸食法により
行った。試験は、雰囲気温度が1700℃に到達後、ス
ラグを投入し、30分経過後排滓するという操作を5回
繰り返すことにより行った。スラグは、転炉スラグを使
用した。耐スラグ性は、各サンプルの最大溶損部位の厚
みを測定し、従来品1のそれを100として指数表示し
た。耐食性は、指数が大きいものほど劣っている。
【0024】耐熱衝撃性の評価は、繰り返しの熱衝撃を
溶射施工体に与えたときに発生する亀裂の程度を評価す
ることで行った。試験は、雰囲気温度が1400℃の炉
内に溶射施工体を投入し、30分経過後炉内から取り出
し、10分間強制空冷を繰り返すという操作を5回繰り
返すことにより行った。発生した亀裂の程度の評価は、
試験後溶射施工体切断面の亀裂発生の有無及びその程度
を評価することにより行った。亀裂発生の評価は、A:
亀裂なし、B:微小亀裂僅かに有り、C:微小亀裂有
り、D:小亀裂有り、E:大亀裂有りの5段階評価で行
った。
【0025】本実施例1〜8は、従来品のマグネシア−
スラグ系火炎溶射材と比較して同等の付着性を示すとと
もに、優れた耐スラグ性、耐熱衝撃性を示した。一方、
比較例1はスラグの含有量が30wt%未満であるため
付着性に劣っていた。比較例2はスラグの含有量が70
wt%超であるため耐スラグ性に劣っていた。比較例3
はマグネシア質耐火性素材の添加量が10wt%未満で
あるため耐スラグ性および耐熱衝撃性に劣っていた。比
較例4はマグネシア質耐火性素材の添加量が40wt%
超であるため付着性に劣り、かつ得られた施工体組織が
粗雑化しているため耐スラグ性に劣っていた。
【0026】比較例5はスラグの粒度が300μm超で
あるため付着性に劣り、かつ得られた施工体組織は十分
な強度が発現されていないので耐熱衝撃性に劣ってい
た。比較例6は炭酸塩含有鉱物の粒度300μm超であ
るため付着性に劣るとともに耐スラグ性にも劣ってい
た。比較例7はマグネシア質耐火性素材の粒度が500
μm以下であるため耐熱衝撃性に劣っていた。
【0027】
【発明の効果】本発明により、本発明の火炎溶射材は、
従来のマグネシア−スラグ系火炎溶射材と比較して、優
れた耐スラグ性、耐熱衝撃性を示すことから、転炉の溶
射補修材に使用することにより、溶射補修材の耐用性の
向上が図ることができ、その結果転炉炉体寿命の延長お
よび耐火物コストの削減が可能となる等の効果を奏する
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】火炎溶射材中の炭酸塩含有鉱物であるマグネサ
イトの最大粒径と溶射時の耐火物への付着性との関係を
示した図である。
【図2】火炎溶射材中の炭酸塩含有鉱物であるドロマイ
トの最大粒径と溶射時の耐火物への付着性との関係を示
した図である。
【図3】火炎溶射材中の炭酸塩含有鉱物である石灰石の
最大粒径と溶射時の耐火物への付着性との関係を示した
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粒度が300μm以下のスラグ40〜70
    wt%と粒度が300μm以下の炭酸塩含有鉱物30〜
    60wt%とからなる配合物100wt%に対して、粒
    度が500μm超のマグネシア質耐火性素材を10〜4
    0wt%添加したことを特徴とする火炎溶射材。
JP7315822A 1995-11-10 1995-11-10 火炎溶射材 Withdrawn JPH09132469A (ja)

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