JPS6046062B2 - 溶射用耐火材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可燃ガスあるいは液体燃料を燃焼させて発生
した高温の火炎中へ耐火物の粉末を供給し溶融状態にし
て吹付け、炉壁などへ融着させる溶射用耐火材料に関し
、特に耐火物造粒物の表面をスラグなどで被覆し、溶融
しやすくすることによつて均質な溶射層を形成できかつ
溶射効率を向上させる溶射用耐火材料を提供することを
目的とするものてある。

従来から転炉内張りの損傷部に対しては耐火物粉末に
水を１５〜２踵量％添加して吹付ける、乾式あるいは湿
式の吹付補修法が実施されていたが、それに替つて最近
溶射用耐火材料（以下、単に溶射材料という）を連続的
に、例えば酸素−プロパン炎中に供給し、高速で噴射し
て損傷部に融着させる火炎溶射法が実施されるようにな
り実績をあけはじめている。

この補修法は従来の乾式あるいは湿式の吹付補修法に比
べて単位時間当りの補修能力は劣るが、形成される溶射
層は従来の付着層より格段に緻密な組織を有し、かつ強
度および接着強度が高く、耐用性も優れている上に水を
全く使用しないので、損傷部に熱スポーリングによる割
れを発生することが非常に少ないという利点がある。
然しながら、また実用面では色々な問題があり、広く常
用化されるまてには種々の研究改良が必要であるが、そ
の中の一つに溶射材料が火炎中中を通過する１１１０側
′程度の短時間によく溶融しないと不均質な溶射層が形
成され、それが補修後再び加熱された場合更に溶融が進
行するので収縮亀裂が発生し、局部的に剥離するといつ
た問題や溶射効率が低い問題があつた。

その対策として例えは特許出願公表昭５６−５００３
３５公報記載の、いずれも約９０重量％が０．０９−、
残部が０．１ｍｍのコークス２０〜３０重量％、高炉ス
ラグ５〜Ｗ重量％、残部が石灰からなる組成物である「
転炉内張りの火炎溶射用混合物」などの公知の溶射材料
を再度篩分けして均一な粒度構成に調整することによつ
て溶融しやすくしたものを使用する方法があるが、手間
がかかる上に不要になつた部分が無駄になるのて補修費
がコスト高となる欠点がある。

また、特開昭５６−５４２７６号公報記載のように、転
炉などの補修しようとする炉の内張りと同様な化学成分
を有する耐火材原料（粒径１Ｔｎ！ｎ以下）１０鍾量部
に対して補修対象炉のスラグを１〜５呼量部と、コーク
スなどの炭素固体燃料１０〜６呼量部（いずれも０．５
Ｔｎ！Ｆｔ以下）とを配合した１金属精錬炉の溶射吹付
補修材ョがあるが、粒度分布に大きい巾があつてスラグ
が均等に混ざりにくいので、やはり前記のように溶射層
が不均質になり同様に剥離し、また溶射効率の低い欠点
がある。このような状況において本発明者らはこれらの
先行技術の問題を解決するために種々研究した結果、マ
グネシア質などの周知の耐火材料からなる粒径がそろつ
た造粒物の表面を微粉状のスラグで薄く被覆し、融点を
低くしておけばトーチ（バーナー）の火炎中で耐火材料
の表面を完全に溶融し、均質な溶射層を形成てきること
を知見し本発明を完成した。

本発明は耐火性造粒物の表面をスラグで被覆してなるこ
とを特徴とする溶射用耐火材料にある。

以下に本発明の耐火材料の実施例を示す図に基いて本発
明を詳細に説明する。本発明の溶射材料はその切断面を
図に拡大して模式的に示すように粒径０．３ＴＩＵｎ〜
１．０７１７７！の周知の耐火材料からなる耐火性造粒
物１（以下、単に造粒物という）の表面を微粉状のスラ
グ層２でコーチンク几て厚さ０．１７１７７！〜０．２
Ｔｎｍのコーテング層を設けてなる、外径０．５ＷｆＬ
〜１．４Ｔ０ｎのいわゆる複合タイプの材料である。

本発明の溶射材料の中心を占める造粒物１は従来の水を
添加する吹付法に使用されていた吹付材と同様の耐火材
料、例えばマグネシア質、珪酸質、ムライト質、アルミ
ナ質、ジルコン質などの耐火材料の中から任意に一種ま
たはそれ以上を選．んで、粗粒（１０００〜２９７μｍ
）約４０〜７０重量％、例えば５８．鍾量％、及び微粉
（２９７μ以下）３０〜６呼量％、例えば４１．鍾量％
に粉砕及び粒度調整したものを常法によつて直径０．３
ｗｒ！ｎ〜１．０ｗ０１Ｌに造粒したものてある。

造粒物１の粒度が０．３Ｔｍｆｎ未満ではノズルに付着
、閉塞することがあるから好ましくなく、１．０噸を越
える粒径では火炎通過中に内部まで完全に溶融されない
ので、上述の範囲が選ばれる。

このような耐火材料を造粒するには常法によつて行うこ
とができるが、微粒で且つ処理量が多い点から一般には
周知の遠心流動型造粒装置、あるいは攪拌一混合型造粒
装置が使用される。前者の装置ではあらかじめ前記の粒
度及び割合に調整したマグネシア質の耐火材料をコーン
型のローターを備えたステーター（容器）内に少量ずつ
供給し、そのローターを１００〜５００ｒ′Ｐｍで回転
させながら上方の自動スプレーガンから硫酸マグネシウ
ムなどのバノインダー液を噴射し、さらにローターとス
テーターの間のスリットから約２００℃の熱風を上方に
向けて吹込むことによつて流動乾燥させると連続的に０
．３Ｔ１ｒ！ｎ〜１．Ｃｙｆ１ｒ１ｎの大きさの造粒物
１が得られる。こうして得た造粒物１をコーテングする
スラグ材料としては７４μｍ以下の微粉状の転炉スラグ
が使用されるが、必要に応じて高炉スラグ、電気炉スラ
グ、取鍋スラグなども使用できる。一般にバインダーと
して知られているスーパーヘキサメタリン酸ソーダ〔（
ＮａＰＯ３）２１〕も同様の効果がある”ので、必要に
応じて使用することもできる。微粉状転炉スラグの成分
例を示せばＣａＯ４２．７ｌ％、Ｆｅ２Ｏ３２３．５８
％、ＳｌＯ２ｌｌ．２８％、ＭｒＯ５．３８％が使用さ
れるが、これに限定されるものではないことは明らかで
ある。造粒物１に上述のスラグ層２をコーテングするに
は周知の任意の手段を使用できるが、例えば前記遠心流
動型造粒装置をきれいに掃除した後、その中に予め微粉
状のスラグを所定量投入しておき、ローターを回転させ
ながらその上に造粒物１を徐々に投入し、同様にバイン
ダー流を噴射すれば短時間て所要の厚さの被覆層を形成
させることができる。

溶射時の爆裂防止のためさらに得られた複合粒子を連続
式加熱電気炉などでスラグが溶融しない８００′Ｃ程度
の温度に加熱し、添加水及び結晶水を完全に除去するこ
とが望ましい。なお、上述の造粒及びコーテング工程に
ついては２基の遠心流動型造粒装置を使用し、造粒とコ
ーテングとを連続的に行つてもよい。

耐火材料の粒度は火炎からの熱伝達速度を上げるために
はできるだけ小さい方がよいが、余り細かいと製造しに
くいし、反対に大きすぎると溶融しにくいので、外径は
０．５Ｔｆ＄ｉ〜１．４ｍ：Ｉ！ｌが適当である。

また前述のように造粒物の外径は前記のように０．３Ｔ
Ｉｒ！ｎ〜１．０Ｔｆ０ｒ１の範囲が望ましいのて、結
局コーチング層の厚さは０．１Ｔｆｒｍ−０．２Ｔｆｒ
Ｉｎが好ましいことになる。火炎の温度により若干粒径
が上記範囲外にあつてもよい。このような溶射材料を周
知の酸素−プロパン用トーチ（火炎温度２６００のＣ〜
２８０００Ｃ）に供給すると、その中を通過する１ハ０
０秒程度の間に表面のスラグが溶融し、さらに中心部の
造粒物１に浸透すると、それを構成している耐火材料の
融点（ＭｇＯの場合２８００℃）が低下するので、火炎
中で表面が均等に溶融したものが高速で損傷部に衝突し
融着する。

従つて溶射材料を５００〜６００ｋｇ／時間の割合て供
給し、トーチを１０００１７７！／分程度の速度で移動
させると、その後に厚さ３０ｍ〜４ｈの強固な溶射層を
形成することができる。本発明の溶射材料の特性を下記
の第１表に表示する： ぉ ョ溶射材料
にスラブを添加することは前述のように従来実施されて
きたことであるが、その効果としては耐火材料の溶融温
度を下げてトーチの火炎中でその表面が均等に溶融する
ようにし、リパウンドロスを低下させるためである。

しかし第１表に示すように付着率は約７０％程度である
。また単に微粉状のスラグを添加するだけでは耐火材料
と均等に混合されにくいので、いわゆる溶射むらができ
る難があつた。これに対して本発明の溶射材料は次の利
点を有する：（１）比較的低い温度で耐火材料の表面が
溶融するので溶射効率が上昇し、燃焼ガスの消費量を約
８−１５％程度減少でき省エネルギーに役立つ。

．（２）耐火材料の表面が均等に溶融しているために濡
れ性が良好で、従来材料より付着率が１５％〜２５％向
上すると共に、能率がよく且つ均質な溶射層を形成でき
、剥落が全く発生しない。（３） 造粒物の材質や粒度
及びスラグの品質を任意） に変えることによつて補修
部に形成する溶射層の物性（見掛気孔率）を最適のもの
に調整てきるので、耐用性が２５Ｃｈ程度になり、従来
の溶射補修に比して２〜３倍に延びる。

以上詳記したように本発明の溶射材料は周知の７造粒物
の表面を常法によつてスラグで薄くコーテングしたもの
で、特に均質で剥離のない溶射層を形成し、その耐用性
が向上すると共に燃料の節減にも役立つなど優れた利点
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

９ 図は本発明の溶射材料粒子の断面の模式図てある。 図中：１・・・・・・耐火性造粒物、２・・・・・・ス
ラグ層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐火性造粒物の表面をスラグで被覆してなることを
   特徴とする溶射用耐火材料。