JPS6325280A - Ａｌ↓２Ｏ↓３・ＳｉＯ↓２・Ｌｉ↓２Ｏ系低膨張性溶射材料 - Google Patents
Ａｌ↓２Ｏ↓３・ＳｉＯ↓２・Ｌｉ↓２Ｏ系低膨張性溶射材料Info
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- JPS6325280A JPS6325280A JP61148188A JP14818886A JPS6325280A JP S6325280 A JPS6325280 A JP S6325280A JP 61148188 A JP61148188 A JP 61148188A JP 14818886 A JP14818886 A JP 14818886A JP S6325280 A JPS6325280 A JP S6325280A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明はコークス炉等の加熱、冷却の多い工業窯炉に用
いる低膨張性溶射材料に関する。
いる低膨張性溶射材料に関する。
［従来の技術］
近年、火炎溶射による工業窯炉の熱間補修が実施され効
果をあげている。従来、コークス炉の炉寿命は１５〜２
０年といわれていたが、操業条件の適性化あるいは補修
技術の向上から３０〜３５年の炉寿命を目指すようにな
ってきており、より優れた補修技術が必要となってきて
いる。
果をあげている。従来、コークス炉の炉寿命は１５〜２
０年といわれていたが、操業条件の適性化あるいは補修
技術の向上から３０〜３５年の炉寿命を目指すようにな
ってきており、より優れた補修技術が必要となってきて
いる。
このためコークス炉の補修技術の一つとして火炎溶射技
術が適用され、ドア付近の損傷部の補修、れんが抜は落
ち部分の充填あるいはガスのシール等に用いられ、顕著
な効果をあげている。
術が適用され、ドア付近の損傷部の補修、れんが抜は落
ち部分の充填あるいはガスのシール等に用いられ、顕著
な効果をあげている。
火炎溶射には可燃性気体と酸素あるいは可燃性液体と酸
素、更にはテルミット反応を利用した金属と酸素等゛に
よる熱源の異なった方法がとられている。
素、更にはテルミット反応を利用した金属と酸素等゛に
よる熱源の異なった方法がとられている。
これらの溶射法には以下に記載するような溶射材料が使
用されている０例えば、特開昭５５−２１５３９号公報
にはＡ １２０３・ＳｉＯ２を主成分に液相生成促進剤
としてＮａ２Ｏ、Ｋ ２０ 、Ｂ ２０３、ｐｂ。
用されている０例えば、特開昭５５−２１５３９号公報
にはＡ １２０３・ＳｉＯ２を主成分に液相生成促進剤
としてＮａ２Ｏ、Ｋ ２０ 、Ｂ ２０３、ｐｂ。
を１〜３０％を混合した溶射材料が挙げられている。ま
た、製鉄研究Ｎｏ、３０５、第１２８〜１３８頁（１９
８１年）には溶射材料の溶融点が１１００〜１２８０°
Ｃ（７） Ｓ ｉｏ２を約７０％含んでなる材料が提案
されている。更に、特開昭５９−２２７７８０号公報４
：Ｌｔ Ｓ １０２ ・Ａｌ２Ｏコ・Ｌ ｉ２０系溶射
用粉末材料が述べられている。また、特開昭５９−１６
１６８１号公報にはＡＮ、Ｓｉという酸化容易性金属と
耐火粉末との混合物が挙げられている。
た、製鉄研究Ｎｏ、３０５、第１２８〜１３８頁（１９
８１年）には溶射材料の溶融点が１１００〜１２８０°
Ｃ（７） Ｓ ｉｏ２を約７０％含んでなる材料が提案
されている。更に、特開昭５９−２２７７８０号公報４
：Ｌｔ Ｓ １０２ ・Ａｌ２Ｏコ・Ｌ ｉ２０系溶射
用粉末材料が述べられている。また、特開昭５９−１６
１６８１号公報にはＡＮ、Ｓｉという酸化容易性金属と
耐火粉末との混合物が挙げられている。
［発明が解決しようとする問題点］
上述の溶射材料には以下に記載するような欠点がある。
すなわち、特開昭５５−２１５３９号公報の溶射材料で
は基本的に熱間の線膨張率が高く、加熱、冷却のサイク
ルの多い工業窯炉への適用は難しく、溶射して形成され
た膜（以下、溶射膜と記載する）は亀裂が発生し易く、
剥がれ易い欠点がある。製鉄研究Ｎｏ、３０５、第１２
８〜１３８頁の溶射材料は融点が１１００〜１２８０℃
であるためコークス炉のような最高１３００℃ともなる
操業条件下では、溶射材料の融点に近いため、機械的強
度が不足し、また溶射材料が溶けるために耐用性は著し
く低いものとなる。更に、特開昭５９−２２７７８０号
公報に記載された溶射材料を更に詳細に検討した結果、
該公報の溶射材料には次の欠点があることが判明した。
は基本的に熱間の線膨張率が高く、加熱、冷却のサイク
ルの多い工業窯炉への適用は難しく、溶射して形成され
た膜（以下、溶射膜と記載する）は亀裂が発生し易く、
剥がれ易い欠点がある。製鉄研究Ｎｏ、３０５、第１２
８〜１３８頁の溶射材料は融点が１１００〜１２８０℃
であるためコークス炉のような最高１３００℃ともなる
操業条件下では、溶射材料の融点に近いため、機械的強
度が不足し、また溶射材料が溶けるために耐用性は著し
く低いものとなる。更に、特開昭５９−２２７７８０号
公報に記載された溶射材料を更に詳細に検討した結果、
該公報の溶射材料には次の欠点があることが判明した。
すなわち、溶射材料の溶融物粘性が高いため、接着面（
炉壁面）との充分な濡れ性が欠如し剥がれ易い、更に、
低膨張性ではあるが、熱間膨張率が充分低くなく、温度
変化の繰り返しによる亀甲状亀裂の発生により、剥落じ
、耐用が不充分であることがわかった。
炉壁面）との充分な濡れ性が欠如し剥がれ易い、更に、
低膨張性ではあるが、熱間膨張率が充分低くなく、温度
変化の繰り返しによる亀甲状亀裂の発生により、剥落じ
、耐用が不充分であることがわかった。
更に、特開昭５９−１６１６８１号公報のテルミット反
応を利用した溶射材料は気孔率が高く、通気性が高いた
め、ガスシール性に劣る。更に、表面性状が平滑となら
ないため、カーボンが付着しやすくコークスの出し入れ
に支障をきたす欠点がある。
応を利用した溶射材料は気孔率が高く、通気性が高いた
め、ガスシール性に劣る。更に、表面性状が平滑となら
ないため、カーボンが付着しやすくコークスの出し入れ
に支障をきたす欠点がある。
本発明の目的は非常に低膨張性で且つ低溶融粘性であり
、それによって炉壁面との濡れ性が良く、耐剥離性の優
れた耐用性の高い溶射膜を形成できる溶射材料を提供す
るにある。
、それによって炉壁面との濡れ性が良く、耐剥離性の優
れた耐用性の高い溶射膜を形成できる溶射材料を提供す
るにある。
［問題点を解決するための手段］
すなわち、本発明はアルミナ質材料１０〜５０重量部及
びリチウム質材料５０〜９０重量部からなり、成分含量
がｋｂｏ＊： ２５〜７０重量％、Ｓ ｉｏ２： ２５
〜７０重量％、ＬｉｚＯ： １〜５重量％及び不純物５
重量％以下であることを特徴とするＡ １２０ ｓ ・
Ｓ ＋ Ｏｔ ・Ｌ ｉ ２０ 系低１３ ’Ｊ 性７
８ 射Ｎ 料を提供するにある。
びリチウム質材料５０〜９０重量部からなり、成分含量
がｋｂｏ＊： ２５〜７０重量％、Ｓ ｉｏ２： ２５
〜７０重量％、ＬｉｚＯ： １〜５重量％及び不純物５
重量％以下であることを特徴とするＡ １２０ ｓ ・
Ｓ ＋ Ｏｔ ・Ｌ ｉ ２０ 系低１３ ’Ｊ 性７
８ 射Ｎ 料を提供するにある。
［作 用］
本発明の溶射材料は可燃性気体と酸素あるいは可燃性液
体と酸素から形成される火炎中で半溶融あるいは溶融し
て炉壁面へ接着させることができる材料である。
体と酸素から形成される火炎中で半溶融あるいは溶融し
て炉壁面へ接着させることができる材料である。
本発明の溶射材料はＡ ｂ Ｏ３・５ｉｆｔ・Ｌｉ２Ｏ
系溶射材料であって、アルミナ質材料とリチウム質材料
とからなるものである。
系溶射材料であって、アルミナ質材料とリチウム質材料
とからなるものである。
アルミナ質材料として電融アルミナ、焼結アルミナクリ
ンカー、ボーキサイト、パン土頁岩、アルミナれんが屑
等を使用できる。
ンカー、ボーキサイト、パン土頁岩、アルミナれんが屑
等を使用できる。
リチウム質材料としてスボジュメン、ベタライト、レビ
オドライト、ユークリプタイト、炭酸リチウム等のリチ
ウム鉱物あるいはリチウム化合物を使用できる。
オドライト、ユークリプタイト、炭酸リチウム等のリチ
ウム鉱物あるいはリチウム化合物を使用できる。
アルミナ質材料とリチウム質材料の使用比率はアルミナ
質材料１０〜５０重量部、リチウム質材料５０〜９０重
量部であり、得られた溶射材料の成分含量はＡ １２０
２： ２５〜７０重量％、５ｉｎ２：２５〜７０重量％
、Ｌ＋２０：１〜５重量％及び不純物５重量％以下であ
る。
質材料１０〜５０重量部、リチウム質材料５０〜９０重
量部であり、得られた溶射材料の成分含量はＡ １２０
２： ２５〜７０重量％、５ｉｎ２：２５〜７０重量％
、Ｌ＋２０：１〜５重量％及び不純物５重量％以下であ
る。
Ａ ｂ Ｏ３含有量が７０重量％を超えると、融点が上
昇し、このため炉壁との濡れが劣化し且つ熱間膨張率が
高くなり、耐熱衝撃性に劣ってくるため好ましくないの
でＡ１．ｏ、含有量は７０重量％以下とすることが望ま
しい、また、Ａｅｚｏｓ含有量が２５重量％未満となる
と溶融時に流下し易くなり、適切な補修が難しくなり、
更に、溶削温度が１３００℃以下となるため、コークス
炉の操業条件下では、機械的強度が欠落するため好まし
くない。
昇し、このため炉壁との濡れが劣化し且つ熱間膨張率が
高くなり、耐熱衝撃性に劣ってくるため好ましくないの
でＡ１．ｏ、含有量は７０重量％以下とすることが望ま
しい、また、Ａｅｚｏｓ含有量が２５重量％未満となる
と溶融時に流下し易くなり、適切な補修が難しくなり、
更に、溶削温度が１３００℃以下となるため、コークス
炉の操業条件下では、機械的強度が欠落するため好まし
くない。
Ｓｉ○２含有量が２５重量％未満であると、溶融粘性が
低くなりすぎて施工時に流下し易いので好ましくなく、
また、７０重量％を超えると、溶融粘性が高くなり、炉
壁との密着性が悪化するとともに温度変化の繰り返しに
より亀甲状亀裂が発生し易くなる等の問題があるために
好ましくない。
低くなりすぎて施工時に流下し易いので好ましくなく、
また、７０重量％を超えると、溶融粘性が高くなり、炉
壁との密着性が悪化するとともに温度変化の繰り返しに
より亀甲状亀裂が発生し易くなる等の問題があるために
好ましくない。
Ｌｉ２Ｏ含有旦が１重量％未満では、低膨張性が得られ
ず、また、５重量％を超えると溶削温度が低くなるため
好ましくない。
ず、また、５重量％を超えると溶削温度が低くなるため
好ましくない。
上述の特開昭５９−２２７７８０号公報の溶射用粉末材
料は５ｉｎｓ含有量が高いため、炉壁との密着性が悪く
、しかも、温度変化の繰り返しによる亀甲状亀裂を発生
し、剥離し易い欠点がある。これとは異なり、上述の範
囲内の成分含量をもつ本発明の溶射材料は炉壁との濡れ
性が良好である。
料は５ｉｎｓ含有量が高いため、炉壁との密着性が悪く
、しかも、温度変化の繰り返しによる亀甲状亀裂を発生
し、剥離し易い欠点がある。これとは異なり、上述の範
囲内の成分含量をもつ本発明の溶射材料は炉壁との濡れ
性が良好である。
本発明の溶射材料はアルミナ質材料とリチウム質材料を
混合して造るものであり、両材料の粒度はそれぞれＩＩ
以下が望ましい０粒度が１１を超えると、火炎中で溶融
あるいは半溶融できないため、接着率が著しく低下する
ため好ましくない。
混合して造るものであり、両材料の粒度はそれぞれＩＩ
以下が望ましい０粒度が１１を超えると、火炎中で溶融
あるいは半溶融できないため、接着率が著しく低下する
ため好ましくない。
また、材料タンクよりノズルまでの材料搬送上、材料の
粒度は１０μ以下の粒子が２０％以下であることが望ま
しい。
粒度は１０μ以下の粒子が２０％以下であることが望ま
しい。
このようにして材料の吐出性が良く、且つ溶融粘性が低
く、極めて低膨張性の溶射膜を形成できる溶射材料を得
ることができる。
く、極めて低膨張性の溶射膜を形成できる溶射材料を得
ることができる。
溶射法としては可燃性液体と酸素あるいは可燃性気体と
酸素で形成される火炎中に本発明の溶射材料を投入して
溶融する方法等を適用することができる。火炎温度が１
５００℃以上となる溶射法を使用することが好ましい。
酸素で形成される火炎中に本発明の溶射材料を投入して
溶融する方法等を適用することができる。火炎温度が１
５００℃以上となる溶射法を使用することが好ましい。
火炎温度が１５００℃未満であると、材料が未溶融とな
り、接着率が極端に悪くなる。溶射法に使用できる条件
をプロパンガスと酸素ガスを使用する場合を例にとって
以下に記載する； プロパンガス／酸素ガス容積比 １／６〜１／４好適に
は１１５ 粉体供給量 １０〜４０ｋＦＩ／時間溶
射距離 １５０〜２００ＩＩＩＩ＠
施工厚 ５〜３０ｍｍ［実
施 例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を説明する。
り、接着率が極端に悪くなる。溶射法に使用できる条件
をプロパンガスと酸素ガスを使用する場合を例にとって
以下に記載する； プロパンガス／酸素ガス容積比 １／６〜１／４好適に
は１１５ 粉体供給量 １０〜４０ｋＦＩ／時間溶
射距離 １５０〜２００ＩＩＩＩ＠
施工厚 ５〜３０ｍｍ［実
施 例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を説明する。
丸１１Ｌ
以下の第１表に記載する配合割合をもつ本発明品ｌ〜■
及び比較品Ｉ及び■を得た。
及び比較品Ｉ及び■を得た。
酸素−プロパンによる火炎溶射法によって、本発明品１
〜■と比較品Ｉ及び■を珪石れんが上に溶射し、緒特性
を測定した。得られた結果を第１表に併記する。
〜■と比較品Ｉ及び■を珪石れんが上に溶射し、緒特性
を測定した。得られた結果を第１表に併記する。
なお、本例で使用した溶射条件は以下の通りである：
プロパンガス １０ｔ４ｆｉ’／時間酸素ガス
５０８ｍコ／時間溶射距Ｍ
２００ｍｍ 施工厚 ５〜３ｏＩｌ論バ一ナ操作
手動 次に、１１００°Ｃに予熱した珪石れんが上にそれぞれ
の溶射材料を溶射してパネルスポーリングテストを実施
した。加熱冷却条件は１１００°Ｃ−１５分噴霧による
水冷の１０分サイクルの２０回繰返しテストである。第
１表よりわかるように本発明の溶射材料はいずれも接着
強度、曲げ強度も高く且つ極めてすぐれた耐熱スポーリ
ング性を示し、緻密な溶射膜も形成できることが判明し
た。
５０８ｍコ／時間溶射距Ｍ
２００ｍｍ 施工厚 ５〜３ｏＩｌ論バ一ナ操作
手動 次に、１１００°Ｃに予熱した珪石れんが上にそれぞれ
の溶射材料を溶射してパネルスポーリングテストを実施
した。加熱冷却条件は１１００°Ｃ−１５分噴霧による
水冷の１０分サイクルの２０回繰返しテストである。第
１表よりわかるように本発明の溶射材料はいずれも接着
強度、曲げ強度も高く且つ極めてすぐれた耐熱スポーリ
ング性を示し、緻密な溶射膜も形成できることが判明し
た。
（＄１）： １１００℃−１５分／水冷１ｏ分を２０回
反復（＊２）：プロパンバーナーによる加熱火ｍ 第１表の本発明品■をＡ社コツパース型コークス炉の窯
口付近の損傷部分にクリーニング後、溶射した。接着率
は８５％と良好であった。
反復（＊２）：プロパンバーナーによる加熱火ｍ 第１表の本発明品■をＡ社コツパース型コークス炉の窯
口付近の損傷部分にクリーニング後、溶射した。接着率
は８５％と良好であった。
なお、本例で使用した溶射条件は以下の通りである：
プロパンガス １０）Ｊｎ３７時間酸素ガス
４５Ｎ＋ｅ’／時間粉体供給１
２６ ｋｇ／時間溶射距離 ２００Ｉｌｌ
ｆｆｌ施工厚 ５〜３０ＩＩ１ｍバーナ
操作 手動 １年後の点検では、補修部分の欠落は全く認められず表
面状態もクラックの発生がなく良好な耐用を示していた
。なお、同時期に溶射した第１表の比較品Ｉは７０％の
残存が認められたが、表面には亀甲状亀裂が多く問題が
あった。
４５Ｎ＋ｅ’／時間粉体供給１
２６ ｋｇ／時間溶射距離 ２００Ｉｌｌ
ｆｆｌ施工厚 ５〜３０ＩＩ１ｍバーナ
操作 手動 １年後の点検では、補修部分の欠落は全く認められず表
面状態もクラックの発生がなく良好な耐用を示していた
。なお、同時期に溶射した第１表の比較品Ｉは７０％の
残存が認められたが、表面には亀甲状亀裂が多く問題が
あった。
１年半後の点検では本発明品■は９０％の残存を示して
いたが比較品Ｉは２０％の残存であり補修効果はほとん
どない状態であった。
いたが比較品Ｉは２０％の残存であり補修効果はほとん
どない状態であった。
［発明の効果］
本発明の溶射材料は低い溶融粘性を示すので炉壁への濡
れ性がきわめて良く、接着強度が著しく高く、機械的強
度も優れ且つ緻密な組織を形成し易い、更に、優れた低
膨張性を示す溶射膜であるため加熱冷却サイクルに対す
る抵抗性が極めて優れている。
れ性がきわめて良く、接着強度が著しく高く、機械的強
度も優れ且つ緻密な組織を形成し易い、更に、優れた低
膨張性を示す溶射膜であるため加熱冷却サイクルに対す
る抵抗性が極めて優れている。
以上の特徴により本発明の溶射材料は機械的摩耗が多く
且つ温度変化の著しい所への適用ができ、且つ緻密な組
織であるためガスシール性にも優れた効果を示す。
且つ温度変化の著しい所への適用ができ、且つ緻密な組
織であるためガスシール性にも優れた効果を示す。
以上の如く、本発明品は低膨張で熱衝撃に対する抵抗性
が大きくかつ機械的強度にも優れた緻密な溶射膜を形成
できる溶射材料である。
が大きくかつ機械的強度にも優れた緻密な溶射膜を形成
できる溶射材料である。
Claims (1)
- アルミナ質材料１０〜５０重量部及びリチウム質材料
５０〜９０重量部からなり、成分含量がＡｌ＿２Ｏ＿３
：２５〜７０重量％、ＳｉＯ＿２：２５〜７０重量％、
Ｌｉ＿２Ｏ：１〜５重量％及び不純物５重量％以下であ
ることを特徴とするＡｌ＿２Ｏ＿３・ＳｉＯ＿２・Ｌｉ
＿２Ｏ系低膨張性溶射材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148188A JPS6325280A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | Ａｌ↓２Ｏ↓３・ＳｉＯ↓２・Ｌｉ↓２Ｏ系低膨張性溶射材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148188A JPS6325280A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | Ａｌ↓２Ｏ↓３・ＳｉＯ↓２・Ｌｉ↓２Ｏ系低膨張性溶射材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6325280A true JPS6325280A (ja) | 1988-02-02 |
Family
ID=15447212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61148188A Pending JPS6325280A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | Ａｌ↓２Ｏ↓３・ＳｉＯ↓２・Ｌｉ↓２Ｏ系低膨張性溶射材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6325280A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5427823A (en) * | 1993-08-31 | 1995-06-27 | American Research Corporation Of Virginia | Laser densification of glass ceramic coatings on carbon-carbon composite materials |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5088105A (ja) * | 1972-04-04 | 1975-07-15 | ||
| JPS5723670A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-06 | Toshiba Corp | Heat-storing material |
| JPS59227780A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-21 | 品川白煉瓦株式会社 | ＳｉＯ↓２−Ａｌ↓２Ｏ↓３−Ｌｉ↓２Ｏ系溶射用粉末材料 |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP61148188A patent/JPS6325280A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5088105A (ja) * | 1972-04-04 | 1975-07-15 | ||
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| JPS59227780A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-21 | 品川白煉瓦株式会社 | ＳｉＯ↓２−Ａｌ↓２Ｏ↓３−Ｌｉ↓２Ｏ系溶射用粉末材料 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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