JPH09132470A

JPH09132470A - 溶射補修材

Info

Publication number: JPH09132470A
Application number: JP7317194A
Authority: JP
Inventors: Haruo Mitsui; 春雄三井; Tadakatsu Kishi; 忠勝岸; Masayoshi Nakajima; 正義中島; Sadayuki Yamazaki; 貞行山崎; Yoichi Tanabe; 洋一田辺; Toshihide Yumoto; 俊秀湯元; Takeshi Ando; 猛安藤; Takuya Takahira; 拓也高平; Haruki Kasaoka; 玄樹笠岡
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Refractories Corp
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-20

Abstract

(57)【要約】【課題】窯炉等の耐火炉壁を、溶射によって安全に、
接着性よく、施工体の強度も劣化せずに補修することに
ある。【解決手段】酸素気流中に熱間供給し、金属シリコン
の燃焼によって耐火性粉体を溶融して補修する溶射補修
材であって、粒径１０μｍ以下が５〜１０重量％、残り
の５〜２５重量％が粒径１０〜２５０μｍの金属シリコ
ンを１０〜３０重量％と、粒径１０００μｍ以下のコー
クス粉を０．５〜５．０重量％配合し、残部が焼成処理
された耐火性粉体であって、その粒径が１００μｍ以下
の微粒が該耐火性粉体の１０重量％以下としたものであ
る。これによって、溶射補修材の流動性を低下せずに安
定して供給でき、かつ逆火も生じなく、着火性と火炎が
安定して溶射補修できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐火物補修分野に
おける溶射補修材に関し、例えばコークス炉などの珪石
れんがを用いた炉壁に溶射補修材を噴射して、金属シリ
コンの燃焼によって耐火性粉体を溶融して補修する溶射
補修材に関する。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉などの珪石れんがを用いた窯
炉は、冷却すると珪石れんがの変質による損傷が大きく
なる。そのため、窯炉を冷却することなく、熱間補修
（６００℃以上）とする方法として溶射補修法が用いら
れている。

【０００３】溶射補修法は、耐火性粉体を高温火炎で溶
融して損傷部に噴射する方法で、緻密で強度が高く、か
つ母材耐火物との接着も良好であるという特徴を有して
いる。

【０００４】このような溶射補修法に用いられる溶射補
修材としては、例えば特開昭５６─５４２７６号公報に
開示されたものが知られている。この溶射補修材は、耐
火性微粉１００重量部に炭素固体燃料１０〜６０重量部
とスラグ粉１〜５０重量部とを混合した材料であり、酸
素気流中に噴射して炭素質固体燃料の燃焼火炎によって
溶射補修するものである。

【０００５】しかし、上記溶射補修材においては、スラ
グ粉が低融点物質であるため、付着率は高いが、溶射温
度が高くなると、スラグが発泡して溶射層の気孔率が高
くなり、溶射層の強度が低下するという問題点がある。

【０００６】また、特公昭４９−４６３６４号公報に
は、平均粒子径が５０μｍ以下の金属または半金属の少
なくとも１種の固体粒子の燃焼火炎によって溶射する方
法が開示されている。

【０００７】しかし、この方法においては、１０μｍ以
下の金属シリコンを１０重量％以上使用した溶射材を酸
素気流中に噴出して着火させるため、爆発的に燃焼する
ことがあり、逆火が発生しやすいため作業者に危険であ
るという問題点がある。

【０００８】さらに、平均粒子径が５０μｍ以下の金属
シリコンを２０重量％より多く使用した溶射補修材は、
金属シリコン粉体の流動性が悪いため、溶射材（粉体）
の流動性が悪くなり、脈動が発生しやすいという問題点
がある。

【０００９】そして、溶射補修材の供給に脈動が発生す
ると、溶射火炎が不安定になり、火炎が極度に小さくな
ったり、大きくなったりして作業者にとって危険である
ばかりでなく、溶射層の物性が不均一になって好ましく
ないという問題点がある。

【００１０】また、特公平４−１３３０８号公報には、
平均粒子径５０μｍ以下の金属シリコンや金属アルミニ
ウムの発熱的酸化性材料の粒子を不燃性耐火材料の粒子
と混合し、該混合物を一表面に噴射しつつ燃焼させて、
その表面上で密着耐火性結集体を形成させる方法が開示
されている。

【００１１】しかし、この方法のように金属シリコンや
金属アルミニウムを用いた場合、これらの添加量が多く
なると発熱量が大きくなり、溶射施工体の強度が大きく
なるとともに接着性も向上するが、逆火が発生しやすく
なるという問題点がある。

【００１２】また、金属アルミニウムの添加量が少な
く、金属粉の含量が２０重量％以下の場合、発熱量が小
さくなるため耐火性粉体に低融点物質を添加するか、１
０μｍ以下の耐火性微粉が１０重量％以上になるような
粒度構成にしなければ付着率が低下する。

【００１３】しかし、耐火性粉体中の１０μｍ以下の微
粉の割合が多くなるにつれて、粉塵の発生量が多くな
り、作業環境を悪化させるという問題点がある。

【００１４】さらに、シリカ質の耐火性粉体に珪石れん
がを作る場合と同様の焼成処理を施したものを用いなけ
れば、未溶融物が残存した場合に結晶の転位（５７３
℃）に起因して線変化が大きくなり、溶射施工体の剥落
が増大して好ましくないという問題点がある。

【００１５】なお、特開平６−１９９５７６号公報に
は、流動促進剤として鱗状黒鉛が開示されているが、こ
れは鱗片状の結晶度の高いものであり、燃え難く、他の
材料と分離しやすい欠点がある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
点について鑑みたもので、上記の課題を解決するため
に、金属シリコンの燃焼によって耐火性粉体を溶融して
補修する溶射補修材であって、金属シリコンが流動性を
低下せずに安定して供給して付着でき、かつ逆火を生じ
ない粒径の所要量に、上記金属シリコンの着火性と火炎
の安定に寄与して流動性を保持する粒径の所要量のコー
クス材を配合したことを特徴とする溶射補修材を提供す
るにある。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の溶射補修材は、金属シリ
コンの燃焼によって耐火性粉体を溶融して補修する溶射
補修材であって、金属シリコンが流動性を低下せずに安
定して供給して付着でき、かつ逆火を生じない粒径の所
要量に、上記金属シリコンの着火性と火炎の安定に寄与
して流動性を保持する粒径の所要量のコークス材を配合
したことを特徴とするものである。

【００１８】金属シリコンは、燃焼させてその熱量で耐
火性粉体を溶融させるのに１０〜３０重量％の範囲内で
使用することが好ましい。金属シリコンを多く使用する
と、それだけ発熱量が大きくなり、緻密で強固な溶射施
工体が得られるが、粉体の流動性が悪くなり、安定した
火炎が得られない。さらに、金属シリコンは高価である
ため、材料費も高くなるので、できるだけ少ない方が好
ましい。

【００１９】金属シリコンの粒径が１０μｍ以下である
と、着火性と火炎の安定に寄与し、５重量％以上用いる
ことが必要であるが、１０重量％以上使用すると、逆火
や爆発的な燃焼が発生し、安全上で問題点がある。した
がって、粒径が１０μｍ以下の金属シリコンの使用量
は、５〜１０重量％の範囲にあることが好ましい。

【００２０】コークス粉は、その粒径が１０００μｍ以
下とすることによって着火性と火炎の安定に寄与し、粉
体の流動性の向上にも寄与する。また、金属シリコンの
使用量も低減でき、材料費の低減にもなる。金属シリコ
ンは、粉体としての流動性が極めて悪く、金属シリコン
の使用量を少なくして、コークス粉を用いることは、材
料の流動性をよくし、火炎の安定に大きく寄与できる。

【００２１】そこで、粒径１０００μｍ以下のコークス
材を０．５重量％以上使用することにより、粉体として
の流動性が向上するとともに、燃焼性が向上するため、
金属シリコンの使用量を３０重量％以下にできる。これ
により、火炎の安定がはかれ、溶射作業を良好にでき
る。

【００２２】コークス粉を５重量％以上使用すると、溶
射施工体の中に未燃焼のコークス粉の残留が多くなり、
施工体の強度が小さくなって好ましくない。

【００２３】また、コークス炉炭化室などの珪石れんが
を用いた炉室を補修する場合、溶射施工体も珪石れんが
に近い組成を有するものの方が、熱間係膨張率が珪石れ
んがと同等になり、温度変化による剥離が少なくできて
好ましい。

【００２４】また、完全溶融された溶射施工体では施工
体がガラス化し、耐熱スポール性に劣るが、未溶融の耐
火性粉体を含む溶射施工体とすることにより、耐熱スポ
ール性を向上させることができる。

【００２５】この未溶融の耐火性粉体は、珪石れんがと
同一の鉱物組成物となるように焼成処理した耐火性粉体
粒子が好ましい。粒径は、１００μｍ以下の微粉が該耐
火性粉体の１０重量％以下であることが好ましい。

【００２６】またさらに、固体燃料の燃焼火炎によって
溶射する方式の溶射材で、溶射施工体を珪石れんがと同
等の組成にするためには、金属シリコンを用いるのが燃
焼によってシリカが生成されるため有利である。

【００２７】金属シリコンは、粉体として流動性が悪
く、溶射補修材を定量的に供給することが困難になる
が、上記のようにコークス粉を所定量添加することによ
って流動性を改良できる。また、燃焼性も良いため、火
炎を安定させることができる。

【００２８】

【実施例】コークス炉内にれんがを入れ、６００〜７０
０℃に加熱しておき、それに表１に示す溶射補修材１を
図１のように溶射した。

【００２９】表１比較表

【表１】

【００３０】溶射状態は、表１に示したように実施例の
ものはいずれも脈動が生じなく、逆火もなく、火炎も安
定していた。

【００３１】そして、被溶射材料２を切断し、図２のよ
うな試験装置３で剪断し、接着強さ（剪断強さ）を測定
した。その結果、表１に示したように実施例ではいずれ
も気孔率も小さく、曲げ強さも冷却後でも１０ＭＮ／ｍ
²以上あるが、比較例では気孔率もやや大きく、曲げ強
さも７ＭＮ／ｍ²以下であった。

【００３２】

【発明の効果】以上のようにコークス炉窯口等の補修で
は、従来半乾式の材料で補修していたが、本発明の溶射
補修材で溶射補修することによって、金属シリコンを添
加しても流動性が低下せずに、安定して定量的な供給が
可能で、かつ溶射施工体の強度が大きく、また逆火も生
じずに安全に作業ができる。

【００３３】さらに、接着性に優れ、特にコークス炉炭
化室などの珪石れんがを用いた炉壁材の補修に好適で、
その耐用性が従来の補修法の５〜１０倍（従来では１〜
２ヵ月の耐用が本発明によって６ヵ月〜２０ヵ月の耐
用）にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の溶射補修状態の説明用断面
図、

【図２】同上の溶射接着強さ試験の説明用図。

【符号の説明】

１…溶射補修材２…被溶射材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸忠勝兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者中島正義兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者山崎貞行兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者田辺洋一兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者湯元俊秀兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者安藤猛岡山県倉敷市水島川崎通１丁目川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者高平拓也岡山県倉敷市水島川崎通１丁目川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者笠岡玄樹岡山県倉敷市水島川崎通１丁目川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属シリコンの燃焼によって耐火性粉体
を溶融して補修する溶射補修材であって、金属シリコンが流動性を低下せずに安定して供給して付
着でき、かつ逆火を生じない粒径の所要量に、上記金属
シリコンの着火性と火炎の安定に寄与して流動性を保持
する粒径の所要量のコークス材を配合したことを特徴と
する溶射補修材。
【請求項２】酸素気流中に熱間供給し、金属シリコン
の燃焼によって耐火性粉体を溶融して補修する溶射補修
材であって、粒径１０μｍ以下が５〜１０重量％、残り
の５〜２５重量％が粒径１０〜２５０μｍの金属シリコ
ンを１０〜３０重量％と、粒径１０００μｍ以下のコー
クス粉を０．５〜５．０重量％配合し、残部が焼成処理
された耐火性粉体であって、その粒径が１００μｍ以下
の微粒が該耐火性粉体の１０重量％以下とした請求項１
に記載の溶射補修材。