JPS637358A - 耐侵食性に秀れた、水プラズマ溶射被覆層の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 水プラズマ溶射装置による溶９Ｆ！苦が本来者している
優れた耐火断熱性に、スラグおよび溶鋼に対する優れた
耐Ｆｉｔ性を加味することにより水プラズマ溶射装置に
よる溶ｔＪＪ層の有用性の改善を図り、耐侵食性に秀れ
た、水プラズマ溶射被覆層の形成方法を提案しようとす
るものである。

（従来の技術） プラズマ溶射はその溶射層が耐火性および断熱性に優れ
、また、高強度を示すことから耐摩耗性にも優れる特徴
を有してるいため、金属の保護摸として、また耐火れん
がの局部補修などにも使用されている。プラズマ溶剣法
のうちでは、水プラズマ溶剣法が高溶射能力、高溶射能
率、安価といった点から主に使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） 水プラズマ溶射装置による溶ｒＪＪ層は、先に述べたよ
うに優れた耐火断熱性、耐摩耗性を示す特徴を有する反
面、溶射層自体、−般に気孔率が５〜２０％と高い酸化
物で構成されているため溶湯やスラグに対する侵食抵抗
性に劣る。このため溶ＯＡ被覆層が溶湯またはスラグと
接すると、溶湯またはスラブは容易に溶射店内へ浸潤し
、両者間で化学反応が生じて溶射体の溶出が起こる。ま
たは、浸潤により変質した部分は本来の溶ｒＪ１層との
物性値に差が生じそのため熱変化などにより容易にはく
離損傷するうれいもある。

これに対し、−般に溶湯やスラグに対して濡れ性が悪い
非酸化物（例えば炭化物、窒化物）の溶射を行うことも
考えられたが、水プラズマ溶射法では溶射時に非酸化物
がｆ１離した酸素によって酸化されてしまい効力を持た
ない。

さればと云ってガスプラズマ溶射法では、先に述べたよ
うに溶射能力、溶射能率、経済性の点から得策でないの
に加え、得られた溶射体はやはり高気孔率を示すため、
依然として溶湯またはスラグの浸潤によりはく離損傷が
起きる。

そこで、水プラズマ溶射装置によって得られた酸化物の
溶ＯＡ層が本来有している耐火断熱性という￥Ｆｙ１に
耐侵食性の特徴を適切に加味し、溶湯またはスラグと接
した場合にその浸潤を防止することができる、耐侵食性
に秀れた、水プラズマ溶射被覆層の形成方法を与えるこ
とがこの発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、金属または耐火物面へ水プラズマ溶射装置
によって形成した酸化物系溶射被覆層の表面に、炭化物
又は窒化物系の非酸化物粉末を塗布することを特徴とす
る耐侵食性に秀れた水プラズマ溶射被覆層の形成方法で
ある。

水プラズマ溶射による溶射層の溶湯やスラグに対する浸
食抵抗を向上する手法としては、侵食抵抗性の高い溶射
粉末の採用や粒度構成を最適化することで低気孔率化を
図ることが試みられたけれどもいずれも溶湯やスラグの
浸潤が起こり満足のいく結果は１ｑられなかったのに対
し、この発明は溶射層表面に非酸化物の懸濁液を塗布す
ることで溶湯やスラグの浸潤を完全に防止することを特
徴とするものである。

第１図にこの発明の構成を模式図で示す。ここで１は母
材となる金属または耐火物、２は水プラズマ溶射装置に
よって形成した酸化物系溶射被覆層、３はこの発明に従
う非酸化物の表面保護膜を示す。

水プラズマ溶射による溶射材料としては、酸イし物系に
限られ、なかでも、アルミナ質またはジルコニア質が一
般に多く用いられている。

溶射厚みとしては５０ｍｍ程度まで可能であるが、２０
ｍｍを越える厚みとすると、使用時に熱応力による亀裂
割れの発生が懸念されるため、２０ｍｍ以下の厚みが適
当である。この他に母材との接着性を強化するための手
段として、母材表面に懇械的に凹凸をつける処置（例え
ばブラスト処理）を必要に応じて事前に行なうのは、慣
用されているところに従う。

溶射層の表面保護膜３の材料としては、溶湯またはスラ
グとの濡れ性の悪さく化学反応性が低い）から酸化物よ
りも炭化物や窒化物等の非酸化物の方が適当である。因
みに表面保護膜の材料として一般的な事例を表１に示す
。

□ 表面保護膜の材料の粒子径としては、溶射層表面の開気
孔を充填し、かつ保護膜として緻密となる意味から、７
４μ以下の微粉で構成することが有効である。また、塗
布方法としては吹き付けおよび塗り込みの２方法がある
が、充填性および使用効率の点から塗り込みによる方法
が有効である。この他に保護膜の焼結度を高めるために
、塗布後、加熱処理を行なっても良い。

（実施例） この発明の実施例を従来の水プラズマ溶射被覆層と比較
して表２に示す。

表　　２ 母材としてはマグネシア質の耐火れんが（Ｍｇ０８５重
伍％）のものを用いた。また、溶射材料としては、比較
的溶湯に対する侵食抵抗の高いジルコニア質のものを選
定した。溶射に際して、事前に母材となるマグネシア質
れんが表面にサンドブラスト処理を行ない水プラズマ溶
射装置を用いて３０ｋｇ　、／　ｈｒの速度で１５ｍｍ
の厚みとなるように溶射を行なった。

表面保護材料として、炭化珪素、窒化珪素及び窒化硼素
を選び、それぞれ７４μ以下の粒子径の粉末を有機質ま
たは無機質の分散剤をもちいて懸濁させ、溶射層表面に
塗布した。表面保護材を数回にわたり塗り込み膜厚を３
ｍｍとなるよう調整した。

表２に示した溶射被覆層Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ及びＥにつき、
高周波誘導炉で浸蝕試験を行なった。この試験条件とし
ては試験体を用いて溶湯保持容品を作成し、この中へ侵
食剤を入れ１６５０℃の湿度で３時間保持した。侵食剤
は塩基度（Ｃａ　Ｏ／３ｉ０２比）を３、Ｔ、Ｆｅ＝２
０％ノスラクオヨび溶鋼を用いた。

試験結果を第２図に示す。試験体Ｅは溶射層が全て浸食
され母材であるレンガが露出した。同りは侵食量はＥに
比べて少ないが、スラグの浸潤が母材れんがの而まで達
していた。この発明による試験体Ａ〜Ｃは、侵食ｍ、浸
潤聞ともに１／３〜１／６に減少したことが認められた
。尚、この試験結果はスラグおよび鋼の界面のデータで
あり、鋼のみの場合の侵食量はこのデータの約１／３で
あった。又、母材をステンレス鋼又は軟鋼材とした場合
も上記と同様の効果が得られた。

この発明の用途例は、 （１）ベースを金属とした例 ・連鋳鋳型の内面被覆 ・加熱炉の搬送ローラ （２）ベースを耐火物とした例 ・溶湯保持容器のスライディングプレート溶湯通過部表
面被覆 などで適合する。

（発明の効果） この発明によれば、水プラズマ、溶８Ａｆｆｉ理による
溶射層が本来有している優れた耐火断熱性に加えて、ス
ラグや溶鋼に対する浸食抵抗性が著しく改善された。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す模式図、第２図は侵食テ
ストの結果を比較して示すグラフである。 １・・・母材 ２・・・水プラズマ溶射による溶ｔＪＪ層３・・・非酸
化物の保護膜 第１図 第２図 ＢＣＤＥ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属または耐火物面へ水プラズマ溶射装置によって
   形成した酸化物系溶射被覆層の表面に、炭化物又は窒化
   物系の非酸化物粉末を塗布することを特徴とする耐侵食
   性に秀れた水プラズマ溶射被覆層の形成方法。