JP3470588B2 - 火炎溶射補修用粉状混合物 - Google Patents
火炎溶射補修用粉状混合物Info
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- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/16—Making or repairing linings ; Increasing the durability of linings; Breaking away linings
- F27D1/1636—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining
- F27D1/1642—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining using a gunning apparatus
- F27D1/1647—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining using a gunning apparatus the projected materials being partly melted, e.g. by exothermic reactions of metals (Al, Si) with oxygen
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業用炉の内壁、
特にコークス炉の高熱状態の内壁を補修するための材料
であって、粉末状の耐火物を火炎により溶融し、噴射ノ
ズルを用いて溶射補修する火炎溶射補修用粉状混合物に
関するものである。
特にコークス炉の高熱状態の内壁を補修するための材料
であって、粉末状の耐火物を火炎により溶融し、噴射ノ
ズルを用いて溶射補修する火炎溶射補修用粉状混合物に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】工業炉、特に鉄鋼設備としてのコークス
炉、高炉、製鋼炉等の築炉構造物の炉内は、乾留石炭、
溶銑、溶鋼、スラグ等の溶融物に接して、1000℃以上も
の高温に曝されるという苛酷な環境にある。特に、コー
クス炉炭化室からのコークス押し出し作業時や製鋼炉で
の溶銑・溶鋼の注湯、貯留、排出等の作業時には、これ
らの内壁は著しい温度変動に遭遇する。従って、これら
の内壁は、単に前記溶融物が浸潤して溶損するというだ
けでなく、熱スポーリングによる亀裂や剥離等の損傷が
頻繁に発生する。このような種々の損傷要因に対処する
には、設計あるいは築炉の段階で適切な材質のれんがを
選択しなければならないと共に、その寿命を向上させる
には、途中で補修することも必要である。
炉、高炉、製鋼炉等の築炉構造物の炉内は、乾留石炭、
溶銑、溶鋼、スラグ等の溶融物に接して、1000℃以上も
の高温に曝されるという苛酷な環境にある。特に、コー
クス炉炭化室からのコークス押し出し作業時や製鋼炉で
の溶銑・溶鋼の注湯、貯留、排出等の作業時には、これ
らの内壁は著しい温度変動に遭遇する。従って、これら
の内壁は、単に前記溶融物が浸潤して溶損するというだ
けでなく、熱スポーリングによる亀裂や剥離等の損傷が
頻繁に発生する。このような種々の損傷要因に対処する
には、設計あるいは築炉の段階で適切な材質のれんがを
選択しなければならないと共に、その寿命を向上させる
には、途中で補修することも必要である。
【０００３】例えば、その補修技術としては、耐火物損
傷部に補修材料を熱間で吹き付ける火炎溶射補修方法が
ある。この火炎溶射補修方法というのは、主として高温
の炉内壁面に対し、修復すべき炉壁耐火物の材質とほぼ
同じ組成を有する補修用耐火性酸化物粉体または易被酸
化性粉体あるいはその両者の混合物からなる火炎溶射補
修材料を熱間吹き付けする技術である。この方法によれ
ば、前記耐火性酸化物粉体は可燃性ガスの燃焼熱により
溶融し、易被酸化性粉体はそれ自身の燃焼により発熱溶
融して酸化物となり、前記耐火性酸化物粉体と共に溶射
補修層を形成することができる。特に、コークス炉は、
改修時以外は炉温を下げることができず、高熱状態での
炉壁補修が必須になることから、かかる火炎溶射補修方
法が有効である。
傷部に補修材料を熱間で吹き付ける火炎溶射補修方法が
ある。この火炎溶射補修方法というのは、主として高温
の炉内壁面に対し、修復すべき炉壁耐火物の材質とほぼ
同じ組成を有する補修用耐火性酸化物粉体または易被酸
化性粉体あるいはその両者の混合物からなる火炎溶射補
修材料を熱間吹き付けする技術である。この方法によれ
ば、前記耐火性酸化物粉体は可燃性ガスの燃焼熱により
溶融し、易被酸化性粉体はそれ自身の燃焼により発熱溶
融して酸化物となり、前記耐火性酸化物粉体と共に溶射
補修層を形成することができる。特に、コークス炉は、
改修時以外は炉温を下げることができず、高熱状態での
炉壁補修が必須になることから、かかる火炎溶射補修方
法が有効である。
【０００４】このような火炎溶射補修方法に関する従来
技術としては、例えば、特公平２−45110 号公報に開示
されている方法がある。この方法は、粉末状の耐火性酸
化物を、可燃性物質および可燃性ガスに混合し、酸素あ
るいは空気等の酸素を含む支燃性ガス中に供給して燃焼
火炎の熱によりその耐火性酸化物粉体を溶融し、炉の内
壁の損傷部に瞬時に吹き付ける乾式方法である。この方
法にあっては、溶射された補修耐火物は、予め水分と吹
き付け材を混合し泥漿化した材料をタンクから吹き付け
る方法、即ち湿式吹き付け法に基づいて施工した補修耐
火物に比べると、耐用性が格段に高いという特徴があ
る。
技術としては、例えば、特公平２−45110 号公報に開示
されている方法がある。この方法は、粉末状の耐火性酸
化物を、可燃性物質および可燃性ガスに混合し、酸素あ
るいは空気等の酸素を含む支燃性ガス中に供給して燃焼
火炎の熱によりその耐火性酸化物粉体を溶融し、炉の内
壁の損傷部に瞬時に吹き付ける乾式方法である。この方
法にあっては、溶射された補修耐火物は、予め水分と吹
き付け材を混合し泥漿化した材料をタンクから吹き付け
る方法、即ち湿式吹き付け法に基づいて施工した補修耐
火物に比べると、耐用性が格段に高いという特徴があ
る。
【０００５】ところで、このような火炎溶射補修方法に
用いる溶射材料としては、例えば特公平３−9185号公報
では、SiO2：93.9〜99.6wt％以上、 Al2O3： 1.5wt％以
下、CaO： 2.0wt％以下、 Fe2O3： 1.0wt％以下、Na
2O： 0.4〜 2.0wt％からなる高シリカ質溶射材料を提案
している。一般に、この種の材料は、溶射直後の結晶化
率が60％以上の材料であるが、非晶質（ガラス質）の部
分（＜40％）が結晶化する際の膨張に伴う亀裂の発生や
溶射補修層とコークス炉壁れんがとの熱膨張特性の差に
よる接着強度の低下が認められる。即ち、上記の提案に
かかる材料は、こうした結晶化率が低いために起こる弊
害を克服するために開発されたものである。
用いる溶射材料としては、例えば特公平３−9185号公報
では、SiO2：93.9〜99.6wt％以上、 Al2O3： 1.5wt％以
下、CaO： 2.0wt％以下、 Fe2O3： 1.0wt％以下、Na
2O： 0.4〜 2.0wt％からなる高シリカ質溶射材料を提案
している。一般に、この種の材料は、溶射直後の結晶化
率が60％以上の材料であるが、非晶質（ガラス質）の部
分（＜40％）が結晶化する際の膨張に伴う亀裂の発生や
溶射補修層とコークス炉壁れんがとの熱膨張特性の差に
よる接着強度の低下が認められる。即ち、上記の提案に
かかる材料は、こうした結晶化率が低いために起こる弊
害を克服するために開発されたものである。
【０００６】しかしながら、特公平３−9185号公報に開
示の技術は、材料の結晶化率を60％以上の溶射補修層に
するための溶射条件、すなわち、酸素ガス流量、プロパ
ンガス流量が極めて狭い範囲に限定されるという問題点
があった。さらに、結晶化率60％以上の溶射補修層が得
られる溶射条件では、緻密な溶射補修層、即ち高い圧縮
強度をもつ溶射補修層が得られにくく、そのために耐磨
耗性が劣り、溶射補修層の寿命が短いという問題があっ
た。以上説明したように、従来技術は、結晶化率が低い
ために、補修層に亀裂が発生しやすくかつ基材表面に対
する接着強度が低いという課題が残ったままだが、少な
くとも結晶化率を上げるための条件が厳しく、かつ圧縮
強度が上がらず耐磨耗性が劣り、寿命が短いという問題
点があった。
示の技術は、材料の結晶化率を60％以上の溶射補修層に
するための溶射条件、すなわち、酸素ガス流量、プロパ
ンガス流量が極めて狭い範囲に限定されるという問題点
があった。さらに、結晶化率60％以上の溶射補修層が得
られる溶射条件では、緻密な溶射補修層、即ち高い圧縮
強度をもつ溶射補修層が得られにくく、そのために耐磨
耗性が劣り、溶射補修層の寿命が短いという問題があっ
た。以上説明したように、従来技術は、結晶化率が低い
ために、補修層に亀裂が発生しやすくかつ基材表面に対
する接着強度が低いという課題が残ったままだが、少な
くとも結晶化率を上げるための条件が厳しく、かつ圧縮
強度が上がらず耐磨耗性が劣り、寿命が短いという問題
点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、幅広い溶射条件において、溶射直後の結晶化率が高
く、かつ緻密な溶射補修層を施工するのに有効な溶射補
修材料を提供することにある。また、本発明の他の目的
は、補修層の亀裂や補修面に対する接着強度の低下がな
く、一方で高い圧縮強度の確保を通じて、耐磨耗性と耐
用性（寿命）に優れた溶射補修材料を提供することにあ
る。
は、幅広い溶射条件において、溶射直後の結晶化率が高
く、かつ緻密な溶射補修層を施工するのに有効な溶射補
修材料を提供することにある。また、本発明の他の目的
は、補修層の亀裂や補修面に対する接着強度の低下がな
く、一方で高い圧縮強度の確保を通じて、耐磨耗性と耐
用性（寿命）に優れた溶射補修材料を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来技術
が抱えている前述した問題点について鋭意検討した結
果、幅広い溶射条件において溶射直後の結晶化率が80％
以上を示し、かつ高い圧縮強度の溶射補修層を得るのに
有効な火炎溶射補修材料としての粉状混合物を開発し
た。
が抱えている前述した問題点について鋭意検討した結
果、幅広い溶射条件において溶射直後の結晶化率が80％
以上を示し、かつ高い圧縮強度の溶射補修層を得るのに
有効な火炎溶射補修材料としての粉状混合物を開発し
た。
【０００９】すなわち、本発明は、酸化物としての濃度
が、SiO2：89wt％以上、Na2O： 2.0超〜 4.0wt％であ
り、残部が不可避的不純物からなり、溶射直後の結晶化
率が80％以上、圧縮強度が200kgf/cm 2 以上、補修層が10
0％結晶化したときの強度の低下率が30％以下の接着強
度を示すものである火炎溶射補修用粉状混合物である。
が、SiO2：89wt％以上、Na2O： 2.0超〜 4.0wt％であ
り、残部が不可避的不純物からなり、溶射直後の結晶化
率が80％以上、圧縮強度が200kgf/cm 2 以上、補修層が10
0％結晶化したときの強度の低下率が30％以下の接着強
度を示すものである火炎溶射補修用粉状混合物である。
【００１０】
【００１１】さらに、本発明は、酸化物としての濃度
が、SiO2：89wt％以上、Li2O： 0.2 wt％以上、かつ（N
a2O＋Li2O）： 0.2超〜 4.0wt％であり、残部が不可避
的不純物からなり、火炎溶射後の結晶化率が80％以上、
圧縮強度が200kgf/cm 2 以上、補修層が100％結晶化した
ときの強度の低下率が30％以下の接着強度を示すもので
ある火炎溶射補修用粉状混合物である。
が、SiO2：89wt％以上、Li2O： 0.2 wt％以上、かつ（N
a2O＋Li2O）： 0.2超〜 4.0wt％であり、残部が不可避
的不純物からなり、火炎溶射後の結晶化率が80％以上、
圧縮強度が200kgf/cm 2 以上、補修層が100％結晶化した
ときの強度の低下率が30％以下の接着強度を示すもので
ある火炎溶射補修用粉状混合物である。
【００１２】
【００１３】ここで、酸化物としての濃度の意味は、材
料中に含まれる水分を除き、残った酸化物、炭酸塩、金
属などの成分を酸化物に換算したものを 100としたとき
の量（wt％）をいう。
料中に含まれる水分を除き、残った酸化物、炭酸塩、金
属などの成分を酸化物に換算したものを 100としたとき
の量（wt％）をいう。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、主成分としてSiO2を含
有する。このSiO2は、コークス炉などの炉壁内面に使用
されている珪石れんがとほぼ同じ成分であり、これらの
内壁面を補修部位とする場合、炉壁れんがと溶射補修耐
火物層との熱膨張特性を、ほぼ一致させるために必須の
成分となる。本発明において、このSiO2の含有量は酸化
物としての濃度に換算した量で89wt％以上とする。この
ように限定した理由は、SiO2の量が89wt％未満では、不
可避に混入するAl2O3 、 FeOなどの不純物成分の量が多
くなり、この影響で溶射直後の補修層の結晶化率が80％
未満に低下するためである。もし、溶射直後の補修層の
結晶化率が80％未満になると、その後、この溶射補修層
が 100％結晶化する時の、該補修層と炉壁れんがとの熱
膨張差により、両者の接合面に亀裂が生じ易くなり、溶
射補修層が剥離する。なお、本発明においてSiO2成分の
原料としては、珪石れんが屑、珪石、珪砂等を用いるこ
とができる。
有する。このSiO2は、コークス炉などの炉壁内面に使用
されている珪石れんがとほぼ同じ成分であり、これらの
内壁面を補修部位とする場合、炉壁れんがと溶射補修耐
火物層との熱膨張特性を、ほぼ一致させるために必須の
成分となる。本発明において、このSiO2の含有量は酸化
物としての濃度に換算した量で89wt％以上とする。この
ように限定した理由は、SiO2の量が89wt％未満では、不
可避に混入するAl2O3 、 FeOなどの不純物成分の量が多
くなり、この影響で溶射直後の補修層の結晶化率が80％
未満に低下するためである。もし、溶射直後の補修層の
結晶化率が80％未満になると、その後、この溶射補修層
が 100％結晶化する時の、該補修層と炉壁れんがとの熱
膨張差により、両者の接合面に亀裂が生じ易くなり、溶
射補修層が剥離する。なお、本発明においてSiO2成分の
原料としては、珪石れんが屑、珪石、珪砂等を用いるこ
とができる。
【００１５】ここで結晶化率とは、溶射補修層をＸ線回
析により定量分析したときのクリストバライト、トリジ
マイト、クォーツの各重量百分率（wt％）の合計を言
う。発明者らの研究によれば、溶射直後の補修層の結晶
化率が80％であった場合、これがその後に 100％結晶化
する時、接着強度は約30％低下することがわかってい
る。もし、その接着強度の低下が30％以下であれば、溶
射層の剥離による炉壁の損傷はそれほど顕著ではないこ
とが確かめられている。つまり、本発明において、溶射
後のかかる結晶化率を80％以上にする理由はこの点に根
拠をおくものである。
析により定量分析したときのクリストバライト、トリジ
マイト、クォーツの各重量百分率（wt％）の合計を言
う。発明者らの研究によれば、溶射直後の補修層の結晶
化率が80％であった場合、これがその後に 100％結晶化
する時、接着強度は約30％低下することがわかってい
る。もし、その接着強度の低下が30％以下であれば、溶
射層の剥離による炉壁の損傷はそれほど顕著ではないこ
とが確かめられている。つまり、本発明において、溶射
後のかかる結晶化率を80％以上にする理由はこの点に根
拠をおくものである。
【００１６】また、接着強度とは、図１に示す方法で求
めた数値を用いて比較したものであり、下記のようにし
て求めた。 珪石れんがの側面に押し棒（断面20× 200mm角の耐火
物）を押し当てた状態で、この押し棒の下方に補修材
（約500g）を火炎溶射する。 そして、前記押し棒を上から加圧し、溶射補修層が珪
石れんがから剥離した時の押し棒の加圧力を下記式によ
り測定し、接着強度とした。
めた数値を用いて比較したものであり、下記のようにし
て求めた。 珪石れんがの側面に押し棒（断面20× 200mm角の耐火
物）を押し当てた状態で、この押し棒の下方に補修材
（約500g）を火炎溶射する。 そして、前記押し棒を上から加圧し、溶射補修層が珪
石れんがから剥離した時の押し棒の加圧力を下記式によ
り測定し、接着強度とした。
【数１】
【００１７】本発明にかかる材料は、SiO2の他に、Na2O
もしくはこのNa 2 OとともにLi2Oの所定量を添加したもの
である。このような成分組成にすることで、溶射直後の
溶射補修層の結晶化が促進され、結晶化後の接着強度の
低下率が30％以下で、しかも圧縮強度が200kgf/cm2以上
の緻密強固な補修層を形成することができる。とくに、
溶射補修層の圧縮強度が200kgf/cm2以上になると、コー
クス炉におけるコークス押し出しに対する耐磨耗性も十
分となる。なお、上記圧縮強度は、ＪＩＳ Ｒ2206で規
定された耐火れんがの圧縮強さの試験方法に準拠して測
定した値であり、ここでは溶射補修材料を珪石れんが表
面に80mm以上の厚みで溶射した溶射補修層から試料を切
り出して試験に供した。
もしくはこのNa 2 OとともにLi2Oの所定量を添加したもの
である。このような成分組成にすることで、溶射直後の
溶射補修層の結晶化が促進され、結晶化後の接着強度の
低下率が30％以下で、しかも圧縮強度が200kgf/cm2以上
の緻密強固な補修層を形成することができる。とくに、
溶射補修層の圧縮強度が200kgf/cm2以上になると、コー
クス炉におけるコークス押し出しに対する耐磨耗性も十
分となる。なお、上記圧縮強度は、ＪＩＳ Ｒ2206で規
定された耐火れんがの圧縮強さの試験方法に準拠して測
定した値であり、ここでは溶射補修材料を珪石れんが表
面に80mm以上の厚みで溶射した溶射補修層から試料を切
り出して試験に供した。
【００１８】添加成分であるNa2Oの含有量は耐火物の濃
度に換算して 2.0超〜 4.0wt％の範囲とする。その理由
は、Na2Oが２wt％以下だと、圧縮強度が200kgf/cm2以上
の溶射補修層を得るのは困難であり、耐磨耗性に課題が
残る。一方、このNa2Oを４wt％を超えて含有させると、
溶射直後の補修層の結晶化率が80％に達しないため、該
溶射補修層の剥離が発生しやすくなる。なお、好ましい
Na2Oの含有量は、 2.1〜 3.0wt％である。また、Na2O源
としては、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等が好まし
いが、その他の原料を用いることもできる。
度に換算して 2.0超〜 4.0wt％の範囲とする。その理由
は、Na2Oが２wt％以下だと、圧縮強度が200kgf/cm2以上
の溶射補修層を得るのは困難であり、耐磨耗性に課題が
残る。一方、このNa2Oを４wt％を超えて含有させると、
溶射直後の補修層の結晶化率が80％に達しないため、該
溶射補修層の剥離が発生しやすくなる。なお、好ましい
Na2Oの含有量は、 2.1〜 3.0wt％である。また、Na2O源
としては、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等が好まし
いが、その他の原料を用いることもできる。
【００１９】次に、Li2Oは、耐火物の濃度に換算して、
0.2〜 4.0wt％添加する。このLi2Oは、通常、上記Na2O
よりも少量で溶射補修層の結晶化率を高める効果があ
る。このLi2Oの含有率が 0.2wt％以下だと、圧縮強度が
200kgf/cm2以上の溶射補修層を得ることが困難であり、
耐磨耗性が不足する。一方、この量が、 4.0wt％を超え
て含有すると溶射補修層の結晶化率が80％にまで達しな
いため、該溶射補修層の剥離が起こりやすくなる。この
Li2O含有量の好ましい範囲は、 0.3〜 1.0wt％である。
なお、Li2O源としては、炭酸リチウム等の原料を用いる
ことができる。
0.2〜 4.0wt％添加する。このLi2Oは、通常、上記Na2O
よりも少量で溶射補修層の結晶化率を高める効果があ
る。このLi2Oの含有率が 0.2wt％以下だと、圧縮強度が
200kgf/cm2以上の溶射補修層を得ることが困難であり、
耐磨耗性が不足する。一方、この量が、 4.0wt％を超え
て含有すると溶射補修層の結晶化率が80％にまで達しな
いため、該溶射補修層の剥離が起こりやすくなる。この
Li2O含有量の好ましい範囲は、 0.3〜 1.0wt％である。
なお、Li2O源としては、炭酸リチウム等の原料を用いる
ことができる。
【００２０】本発明は、Li 2OとNa2Oを共に含有するもの
であってもよい。この場合、（Li2O＋Na2O）を 0.2超〜
4.0wt％の範囲とする。これらの合計量が 0.2wt％以下
では、圧縮強度が 200kgf/cm2 以上の溶射補修層を得る
のが困難であり、一方、４wt％を超えると溶射直後の補
修層の結晶化率が80％にまで達せず、接着強度も不足し
て溶射層の剥離などの問題がある。好ましくは、 0.3wt
％≦（Li2O＋Na2O）≦2.5wt％の範囲がよい。
であってもよい。この場合、（Li2O＋Na2O）を 0.2超〜
4.0wt％の範囲とする。これらの合計量が 0.2wt％以下
では、圧縮強度が 200kgf/cm2 以上の溶射補修層を得る
のが困難であり、一方、４wt％を超えると溶射直後の補
修層の結晶化率が80％にまで達せず、接着強度も不足し
て溶射層の剥離などの問題がある。好ましくは、 0.3wt
％≦（Li2O＋Na2O）≦2.5wt％の範囲がよい。
【００２１】本発明において、SiO2、Na2O、Li2O以外の
成分は不可避的混入不純物である。これらの成分として
は、 Al2O3、 CaO、 Fe2O3、TiO2、 K2Oなどの酸化物が
考えられるが、とくに Al2O3については、結晶化を阻害
する傾向が強いため、 1.0wt％以下にすることが望まし
い。
成分は不可避的混入不純物である。これらの成分として
は、 Al2O3、 CaO、 Fe2O3、TiO2、 K2Oなどの酸化物が
考えられるが、とくに Al2O3については、結晶化を阻害
する傾向が強いため、 1.0wt％以下にすることが望まし
い。
【００２２】また、本発明にかかる材料については、粒
度は特に限定しないが、好ましくは0.15mm以下の粒度に
することが望ましい。これは材料粒度が粗いと、この材
料を溶融するための燃料ガス、酸素が多く必要になるか
らである。
度は特に限定しないが、好ましくは0.15mm以下の粒度に
することが望ましい。これは材料粒度が粗いと、この材
料を溶融するための燃料ガス、酸素が多く必要になるか
らである。
【００２３】本発明の第１の実施態様としては、SiO2を
93wt％以上含む珪石等の材料に、炭酸ナトリウムを 3.6
〜 6.8wt％の範囲で添加した場合、酸化物としての濃度
に換算して、SiO2：89wt％以上、かつNa2O： 2.1〜 4.0
wt％の範囲となるように配合調整したものがある。
93wt％以上含む珪石等の材料に、炭酸ナトリウムを 3.6
〜 6.8wt％の範囲で添加した場合、酸化物としての濃度
に換算して、SiO2：89wt％以上、かつNa2O： 2.1〜 4.0
wt％の範囲となるように配合調整したものがある。
【００２４】
【００２５】本発明の第２の実施態様としては、SiO2を
93wt％以上含む珪石等の材料に、炭酸ナトリウムを 3.6
wt％以上、かつ（炭酸ナトリウム＋炭酸リチウム）の添
加率が 3.6〜 9.9wt％の範囲となるように炭酸リチウム
を添加し、酸化物としての濃度にして、SiO2を89wt％以
上、かつLi2O： 0.2wt％以上、かつ（Na2O＋Li2O）：2.
1超〜 4.0wt％の範囲内になるように配合調整したもの
がある。
93wt％以上含む珪石等の材料に、炭酸ナトリウムを 3.6
wt％以上、かつ（炭酸ナトリウム＋炭酸リチウム）の添
加率が 3.6〜 9.9wt％の範囲となるように炭酸リチウム
を添加し、酸化物としての濃度にして、SiO2を89wt％以
上、かつLi2O： 0.2wt％以上、かつ（Na2O＋Li2O）：2.
1超〜 4.0wt％の範囲内になるように配合調整したもの
がある。
【００２６】上記の各実施形態において、Na2O源として
炭酸ナトリウム、Li2O源として炭酸リチウムを用いる理
由は、炭酸ナトリウムおよび炭酸リチウムは取り扱いが
容易であり、また溶射時に容易に溶融し、SiO2と反応し
やすいためである。なお、これらの原料は均一混合する
ことが好ましい。
炭酸ナトリウム、Li2O源として炭酸リチウムを用いる理
由は、炭酸ナトリウムおよび炭酸リチウムは取り扱いが
容易であり、また溶射時に容易に溶融し、SiO2と反応し
やすいためである。なお、これらの原料は均一混合する
ことが好ましい。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。表１（本発明例）、表２（比較例）に示した化学成
分の材料（粒度−0.15mm）を、溶射量50kg/hを同表に示
すガス流量（ Nm3/h）にて、炉壁温度 750℃のコークス
炉の炉壁（珪石れんが）に溶射し、溶射補修層を形成し
た。この溶射補修層の厚みは約25mmとした。溶射した３
分後にその溶射補修層を回収し、圧縮強度およびＸ線回
析により結晶化率を測定した。また、溶射してから10分
後、溶射補修層を1200℃で保持して 100％結晶化させた
後の珪石れんがとの接着強度を測定した。なお、溶射時
における材料の溶融率は、すべて90％以上である。それ
ぞれの測定結果を表１、表２にあわせて示した。
る。表１（本発明例）、表２（比較例）に示した化学成
分の材料（粒度−0.15mm）を、溶射量50kg/hを同表に示
すガス流量（ Nm3/h）にて、炉壁温度 750℃のコークス
炉の炉壁（珪石れんが）に溶射し、溶射補修層を形成し
た。この溶射補修層の厚みは約25mmとした。溶射した３
分後にその溶射補修層を回収し、圧縮強度およびＸ線回
析により結晶化率を測定した。また、溶射してから10分
後、溶射補修層を1200℃で保持して 100％結晶化させた
後の珪石れんがとの接着強度を測定した。なお、溶射時
における材料の溶融率は、すべて90％以上である。それ
ぞれの測定結果を表１、表２にあわせて示した。
【００２８】上記測定結果から明らかなように、酸化物
としての濃度が、SiO2：89wt％以上、かつNa2O： 2.1
〜 4.0wt％、 SiO2：89 wt％以上、Li2O： 0.2 wt％以
上、かつ（Na2O＋Li2O）： 2.1超〜4.0wt％、の範囲に
ある本発明にかかる材料の場合、溶射後３分経過した後
の結晶化率はいずれも80％以上になるとともに、圧縮強
度は 200kgf/cm2 以上を示した。また、本発明にかかる
これらの材料は、プロパンおよび酸素のユーティリティ
が±15％以上の範囲において、溶射３分後の結晶化率が
80％以上でしかも圧縮強度が 200kgf/cm2以上であり、
コークス炉の高温炉壁補修材料として要求される特性を
満たしている。しかも、 100％結晶化後の珪石れんがと
の接着強度の低下率が、いずれも30％以下を示した。
としての濃度が、SiO2：89wt％以上、かつNa2O： 2.1
〜 4.0wt％、 SiO2：89 wt％以上、Li2O： 0.2 wt％以
上、かつ（Na2O＋Li2O）： 2.1超〜4.0wt％、の範囲に
ある本発明にかかる材料の場合、溶射後３分経過した後
の結晶化率はいずれも80％以上になるとともに、圧縮強
度は 200kgf/cm2 以上を示した。また、本発明にかかる
これらの材料は、プロパンおよび酸素のユーティリティ
が±15％以上の範囲において、溶射３分後の結晶化率が
80％以上でしかも圧縮強度が 200kgf/cm2以上であり、
コークス炉の高温炉壁補修材料として要求される特性を
満たしている。しかも、 100％結晶化後の珪石れんがと
の接着強度の低下率が、いずれも30％以下を示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
【発明の効果】かくして本発明にかかる補修材料によれ
ば、溶射直後の結晶化率が高く、緻密な溶射補修層が得
られるので、この溶射補修層の結晶化率が 100％になる
とき（膨張時）の炉壁れんがとの熱膨張特性の差がほと
んどないので亀裂の発生や接着強度の低下が起こらない
と共に、高い圧縮強度の溶射補修層が得られるから、端
磨耗性と耐用性（寿命）に優れる。しかも、本発明の材
料は上記の溶射補修層を少量の酸素ガス、プロパンガス
を使用量で施工することができる。
ば、溶射直後の結晶化率が高く、緻密な溶射補修層が得
られるので、この溶射補修層の結晶化率が 100％になる
とき（膨張時）の炉壁れんがとの熱膨張特性の差がほと
んどないので亀裂の発生や接着強度の低下が起こらない
と共に、高い圧縮強度の溶射補修層が得られるから、端
磨耗性と耐用性（寿命）に優れる。しかも、本発明の材
料は上記の溶射補修層を少量の酸素ガス、プロパンガス
を使用量で施工することができる。
【図１】図１は、接着強度の測定方法を説明する図であ
る。
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−190155（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−156967（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 4/10
F27D 1/16
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化物としての濃度が、SiO2：89wt％以
上、Na2O： 2.0超〜4.0wt％であり、残部が不可避的不
純物からなり、溶射直後の結晶化率が80％以上、圧縮強
度が200kgf/cm 2 以上、補修層が100％結晶化したときの
強度の低下率が30％以下の接着強度を示すものである火
炎溶射補修用粉状混合物。 - 【請求項２】 酸化物としての濃度が、SiO2：89wt％以
上、Li2O： 0.2 wt％以上、かつ（Na2O＋Li2O）： 0.2
超〜 4.0wt％であり、残部が不可避的不純物からなり、
火炎溶射後の結晶化率が80％以上、圧縮強度が200kgf/c
m 2 以上、補修層が100％結晶化したときの強度の低下率
が30％以下の接着強度を示すものである火炎溶射補修用
粉状混合物。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08189298A JP3470588B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 火炎溶射補修用粉状混合物 |
| US09/424,650 US6322622B1 (en) | 1998-03-27 | 1998-10-13 | Flame-spraying powdery repair mixture |
| CA002291227A CA2291227A1 (en) | 1998-03-27 | 1998-10-13 | Powdery mixture for flame spray mending |
| KR10-1999-7011031A KR100369265B1 (ko) | 1998-03-27 | 1998-10-13 | 화염 용사 보수용 분상 혼합물 |
| AU94606/98A AU749724B2 (en) | 1998-03-27 | 1998-10-13 | Flame-spraying powdery repair mixture |
| BR9809188-3A BR9809188A (pt) | 1998-03-27 | 1998-10-13 | Mistura em pó para reparo por pulverização com chama |
| PCT/JP1998/004615 WO1999050470A1 (fr) | 1998-03-27 | 1998-10-13 | Melange de reparation poudreux, projete a chaud |
| CN98807600A CN1265161A (zh) | 1998-03-27 | 1998-10-13 | 火焰熔融喷敷修补用粉状混合物 |
| EP98947848A EP0990712A4 (en) | 1998-03-27 | 1998-10-13 | POWDER REPAIR MIXTURE FOR FLAME SCRATCHING |
| TW087117762A TW459066B (en) | 1998-03-27 | 1998-10-27 | Powdery mixture for flame spray mending |
| ZA989873A ZA989873B (en) | 1998-03-27 | 1998-10-29 | Powdery mixture for flame mending |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08189298A JP3470588B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 火炎溶射補修用粉状混合物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279740A JPH11279740A (ja) | 1999-10-12 |
| JP3470588B2 true JP3470588B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=13759104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08189298A Expired - Fee Related JP3470588B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 火炎溶射補修用粉状混合物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3470588B2 (ja) |
| ZA (1) | ZA989873B (ja) |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP08189298A patent/JP3470588B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-29 ZA ZA989873A patent/ZA989873B/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11279740A (ja) | 1999-10-12 |
| ZA989873B (en) | 1999-05-05 |
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