JPS638268A

JPS638268A - ＭｇＯ・Ａｌ↓２Ｏ↓３・ＳｉＯ↓２・Ｌｉ↓２Ｏ系低膨張性溶射材料

Info

Publication number: JPS638268A
Application number: JP61148190A
Authority: JP
Inventors: 行雄尾崎; 杉本　弘之; 良介中村; 篠塚　康孝
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-01-14

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］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。

［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。

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。

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。

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Ａ１．Ｏ，ＳｉＯ２を主成分に液相生成促進剤とし
てＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ，Ｂ２Ｏ３、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（１
９８１年）には溶射材料の溶融点が１１００〜１２８０
°Ｃの５ｉｎ２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号公報には５ｉ
ｎ２・Ａ１．○、・Ｌ　ｉ、ｏ系溶耐用粉末材料が述べ
られている。また、特開昭５９−１６１６８１号公報に
はＡＺ、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ｕＪ、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Ｍ（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
１２８〜１３８頁の溶射材料は融点が１１００〜１２８
０℃であるためコークス炉のような最高１３００°Ｃ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５９−２２７７
８０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ヲ＜
、温度変化の繰り返しによる亀甲状亀裂の発生により、
剥落し、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。

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、耐剥離性のす
ぐ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、本発明はマグネシア質材料５〜５０重量部及
びリチウム質材料５０〜９５重量部がらなり、成分含量
がＭｇＯ：５〜４０重量％、ＡＮ２０＊：　１０〜６０
重量％、ＳｉＯ２：３０〜７５重量％、Ｌ１□○：　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ＭｇＯ・Ａ　１２０３・ＳｉＯ２・Ｌ　ｉ２０系低
膨張性溶射材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。

本発明の溶射材料はＭ　ｇ　Ｏ−Ａ　１２０．・Ｓ１０
．・Ｌｉ２Ｏ系溶射材料であって、マグネシア質材料と
リチウム質材料とからなるものである。

マグオ・シア質材料として溶融マグネシア、海水マグネ
シアクリンカ−１天然マグネシアクリンカ−１溶融スビ
イ・ル、焼結スピネルクリンカ−等を使用できる。

リチウム質材料としてスボジュメン、ペタライト、ユー
クリプタイト、レビオライト、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。

マグネシア質材料とリチウム質材料の使用比率はマグネ
シア質材料５〜５０１景部、リチウム質材料５０〜９５
重量部であり、得られた溶射材料の成分含量はＭ、○：
５〜４０重量％、Ａｌ２Ｏ，＝１０〜６０重景％、Ｓ重
重２：３０〜７５重量％、重重２０：１〜５重量％及び
不純ｓ＄Ａ５重景％重重である。

ＭｇＯ含有量が４０重量％を超えると、融点が上昇し且
つ見掛の溶融粘性が上昇するため、炉壁との濡れが劣化
し且つ熱間膨張率が高くなり、耐熱衝撃性に劣るために
好ましくない、従って、ＭｇＯ含有量は４０重量％以下
が望ましい、また、ＭｇＯ含有量が５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°Ｃ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。

また、同様にＡｌ２Ｏ，含有量が１０重１％未満である
と、溶融粘性が低くなるために好ましくなく、また、６
０重量％を超えると熱膨張が大きくなるために好ましく
ない。

更に、ＳｉＯ２含有量が３０重量％未満では、溶融粘性
に腰がないために施工し難く、７５重量％を超えると亀
裂が発生し易くなるために好ましくない。

ＬＬＯ含有量が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。

本発明の溶射材料はマグネシア質材料とリチウム質材料
を混合して遺るものであり、両材料の粒度はそれぞれＩ
Ｉ以下が望ましい０粒度が１ｆｆｉＩ１１を超えると、
火炎中での溶融性が不充分となってリバウンドロスが著
しく増加するために好ましくない、また、材料タンクよ
りノズルまでの長距離を搬送する必要があるため、材料
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。

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°Ｃ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　　　　　　　　１０〜４０ｋｙ／時間溶射
距Ｍ　　　　　　　　　　１５０〜２００ＩＩＩｍ施工
厚　　　　　　　　　　　　　５〜３０ＩＩＩＩＩ＋［
実　　施　　例コ以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を説明する。

丸１乱り以下の第１表に記載する配合割合をもつ本発明品１〜■
及び比鮫品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Ｉ
〜■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　　　　　１ＯＮｍ’／時間酸素ガス　　
　　　　　５ＯＮｍ３／時間溶射距離　　　　　　　２
００ｍｍ施工厚　　　　　　　　５〜３０ｍｍバーナ操作　　　　　　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°Ｃ−１５分／水冷１０分を２０
回反復（＊２）：プロパンバーナーによる加熱犬１」Ｌ
Ｌ第１表の本発明品■及び■をそれぞれＡ社コツバース型
コークス炉の窯口付近の損傷部分及び炉奥のガスリーク
部分に溶射した。

なお、本例で使用した溶射条件は以下の通りである：本発明品　　　　　　　　　　　■■ プロパンガス（Ｎ１３７時間）　　　１０　　　ｔ。

酸素ガス（Ｎｍ１７時間）　　　　　５０　　５０粉体
供給量（ｋ２／時口）　　　　　１８　　２２溶射距離
　　　　　　　　　　　２００１１ＩＩ１１施工厚　　
　　　　　　　　　５〜３０ｍｍバーナ操作　　　　　
　　　　　手動本例において、溶射を行なう際には、コークス炉炭化室
付近の内壁れんがを溶射バーナーで０．０１ｍ”当たり
約１分間予熱し、次に溶射を行なった。

本発明品■は比較的耐火度が低いが、耐熱スポーリング
性に優れ、本発明品■は比較的耐熱スポーリング性が弱
いが、耐火度が高い１本発明品■は炉口部分で１年半後
もほとんど残存し、優れた耐用性を示した０本発明品■
は１年半後もガスリークを防止し、優れた効果を示して
いる。

［発明の効果コ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。

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。

以上の如く、本発明品は低膨張で熱衝撃に対する抵抗性
が大きく且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

【特許請求の範囲】

マグネシア質材料５〜５０重量部及びリチウム質材料５
０〜９５重量部からなり、成分含量がＭｇＯ：５〜４０
重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３：１０〜６０重量％、ＳｉＯ＿
２：３０〜７５重量％、Ｌｉ＿Ｏ：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ＭｇＯ・Ａｌ
＿２Ｏ＿３・ＳｉＯ＿２・Ｌｉ＿２Ｏ系低膨張性溶射材
料。