JP3009815B2 - Aluminum titanate-alumina spray material - Google Patents
Aluminum titanate-alumina spray materialInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば製鋼容器や溶
融金属の精錬用容器等の工業窯炉及び焼却炉等の耐火ラ
イニング、あるいは耐火物品の形成，被覆及び補修に使
用する溶射材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal spray material used for forming, coating and repairing refractory linings of industrial kilns and incinerators such as steelmaking vessels and vessels for refining molten metal, and refractory articles.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、工業窯炉のライニングの形成
や補修に際して、補修用の耐火粉末を高温の火炎中で飛
行させることによって溶融吹き付けする溶射法が広く利
用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, when forming or repairing a lining of an industrial kiln, a thermal spraying method in which a refractory powder for repair is caused to fly in a high-temperature flame and is melt-blown is widely used.
【０００３】転炉や取鍋等の内壁面は１３００〜１５０
０℃程度の軟化溶融しているスラグ層で覆われており、
このスラグ層で覆われた炉壁面の補修に際して、直接溶
射材を溶射しても、操業中に高温加熱のためにスラグ層
が溶融し、その上に形成した溶射体が剥げ落ちてしまっ
て耐用度が著しく低下する。[0003] The inner wall surfaces of the converter and the ladle are 1300-150.
It is covered with a slag layer that is softened and melted at about 0 ° C.
When repairing the furnace wall covered with this slag layer, even if the sprayed material is directly sprayed, the slag layer melts due to high temperature heating during operation, and the sprayed body formed on it flakes off and is useful. The degree drops significantly.
【０００４】このような問題に対し、特開昭５５−１１
６０８３号公報には、補修用溶射材を溶射する前に溶射
に使用する火炎を利用してスラグ層を除去して清浄化す
ることが記載されている。To solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 55-11 / 1979
No. 6083 describes that a slag layer is removed and cleaned by using a flame used for thermal spraying before the thermal spraying material for repair is thermal sprayed.
【０００５】ところが、溶融金属容器の内張り耐火れん
がに付着しているスラグは、れんがとの反応によってそ
の粘性が大幅に増加しており、このため、火炎を当てて
も、充分に溶融化せず、その粘性のために自重で溶落す
ることはなく、２〜３ｍｍ程度の厚さで残存することに
なる。この残存スラグ層に上に溶射補修体を形成する
と、炉の作働による高温下ではスラグが軟化して、その
上面の溶射補修体が剥げ落ちてしまう。この溶射補修体
の剥離消失は、補修体が緻密化である耐食性に優れた溶
射材料において顕著である。このように、組織の緻密化
が却って溶射施工体の耐用度を低下させる原因となりか
ねない。However, the viscosity of the slag attached to the refractory brick of the molten metal container is greatly increased by the reaction with the brick, so that the slag does not sufficiently melt even when exposed to a flame. Due to its viscosity, it does not melt down under its own weight, but remains in a thickness of about 2 to 3 mm. If a thermal spray repair body is formed on the remaining slag layer, the slag is softened at a high temperature due to the operation of the furnace, and the thermal spray repair body on its upper surface is peeled off. The detachment and disappearance of the thermal spray repair body is remarkable in a thermal spray material having excellent corrosion resistance in which the repair body is densified. As described above, the densification of the structure may rather cause the durability of the sprayed body to be reduced.
【０００６】そこで、特開平２−１６１２８７号公報に
おいて、Ｎａ2 Ｏ，ＳｉＯ2 のような高温時に蒸発し易
い物質を溶射材中に含有せしめることによって溶射施工
体を適度に多孔質化することによって溶射施工体の断熱
性を大きくすることが提案されている。Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-161287, a material to be sprayed at a high temperature, such as Na 2 O or SiO 2 , is contained in the sprayed material to make the sprayed body moderately porous. It has been proposed to increase the thermal insulation of the sprayed body.
【０００７】この溶射施工体の断熱性を大きくすること
は、溶射施工体からスラグへの伝熱量を小さくすること
ができ、スラグ層の溶解流れ落ちを防止する上に、窯炉
の熱ロスを少なくすることができるため操業上も好まし
い。[0007] Enlarging the heat insulating property of the thermal spraying body can reduce the amount of heat transferred from the thermal spraying body to the slag, prevent the slag layer from melting and falling, and reduce the heat loss of the kiln. It is also preferable from the viewpoint of operation.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この断
熱性を増すための多孔質溶射施工体は、強度に難点があ
り、表面摩耗による耐用性の低下が生じるという欠点が
ある。However, the porous thermal sprayed article for enhancing the heat insulating property has a drawback in strength, and has a drawback that the durability is reduced due to surface wear.
【０００９】本発明は、かかる従来の溶射施工体を多孔
質化にすることによる強度上の欠点を解消するもので、
多孔質化によることなしに溶射施工体に断熱性を付与す
ることができる溶射材を提供することにある。[0009] The present invention is to solve the disadvantage of strength by making such a conventional thermal spraying body porous.
An object of the present invention is to provide a thermal spraying material capable of imparting heat insulating properties to a thermal sprayed article without being made porous.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の溶射材は、チタ
ン酸アルミニユウム（Ａｌ2 ＴｉＯ5 ）５〜８０重量％
と、アルミナ２０〜９５重量％とを含有するチタン酸ア
ルミニウム−アルミナ質としたことを特徴とする。The thermal spraying material of the present invention comprises aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ) in an amount of 5 to 80% by weight.
And aluminum titanate-alumina containing 20 to 95% by weight of alumina.
【００１１】本発明の溶射材は、溶融性の調整のため
に、総量に対して、２０重量％までのコークス粉、Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ａｌ等の金属粉、スラグ粉及びその他耐火物
粉末を適量添加することもできる。[0011] The sprayed material of the present invention may contain up to 20% by weight of coke powder, S
An appropriate amount of metal powder such as i, Mg, Al, etc., slag powder and other refractory powders can also be added.
【００１２】[0012]
【作用】チタン酸アルミニウムを使用した溶射材は、低
膨張性を示す。この低膨張性は、溶射後の冷却過程にお
いて骨材の粒子自身に微細な亀裂が発生する。これによ
って生じる溶射体組織中に多数発生した微細亀裂が多数
の気孔を形成し、これによって、溶射補修体の断熱性が
大きくなり、炉内から溶射補修体を通してスラグに伝わ
る熱量を小さくすることが可能となる。The thermal spray material using aluminum titanate exhibits low expansion properties. This low expansion property causes fine cracks in the aggregate particles themselves during the cooling process after thermal spraying. The resulting microcracks in the thermal spray body structure formed by the cracks form numerous pores, thereby increasing the thermal insulation of the thermal spray repair body and reducing the amount of heat transmitted from the furnace to the slag through the thermal spray repair body. It becomes possible.
【００１３】なお、特開昭６２−８７４６５号公報に
は、チタン酸アルミニウムした溶射材が記載されている
が、この単味では溶融時の粘性が低く流れ出す。これに
対して、本発明はチタン酸アルミニウムとアルミナの組
合せであるため、溶融時の粘性も適度に保持され、溶射
材料の流れ出しの発生はない。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 62-87465 discloses a thermal sprayed material made of aluminum titanate. However, this simple material has a low viscosity at the time of melting and flows out. On the other hand, since the present invention is a combination of aluminum titanate and alumina, the viscosity at the time of melting is appropriately maintained, and the sprayed material does not flow out.
【００１４】[0014]
【実施例】表１は、本発明の実施例におけるチタン酸ア
ルミニウムとアルミナの配合とその特性を比較例と共に
示すものである。EXAMPLES Table 1 shows the blending of aluminum titanate and alumina in the examples of the present invention and their properties together with comparative examples.
【００１５】溶射材の粒度はいずれも１ｍｍ以下であ
り、溶射をＬＰＧ，灯油等の気体または液体燃料やコー
クス等の固形燃料を熱源とする火炎法によって行った。
そして、溶射材を搬送するガスは、Ｏ2 ，空気，Ｎ2 ，
ＣＯ，ＣＯ2 ，Ａｒや工場で発生するたとえば高炉ガ
ス，コークス炉ガス，熱風炉ガスまたは転炉ガス等のう
ちの１種又は２種以上の組合せのものを用いた。The particle size of each of the thermal spraying materials is 1 mm or less, and the thermal spraying is performed by a flame method using a gas such as LPG or kerosene or a solid fuel such as liquid fuel or coke as a heat source.
And, the gas for carrying the thermal spray material is O 2 , air, N 2 ,
For example, one or a combination of two or more of blast furnace gas, coke oven gas, hot blast stove gas, converter gas, and the like generated in CO, CO 2 , Ar, and a factory was used.
【００１６】[0016]
【表１】 この表から、本発明の実施例１〜３では、チタン酸アル
ミニウムの重量％がアルミナの重量％よりも小さい程見
掛気孔率は小さく、したがって熱伝導率も小さい。しか
しながら、比較例１，２と比べると、いずれの重量比で
あっても本発明の実施例１〜３による場合の熱伝導率は
０．２〜０．３Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃程度小さい。した
がって、溶射補修体による溶鋼から残存スラグへの熱伝
達量も減り、その溶融化が抑えられる。[Table 1] From this table, in Examples 1 to 3 of the present invention, the apparent porosity is smaller and the thermal conductivity is smaller as the weight percentage of aluminum titanate is smaller than the weight percentage of alumina. However, as compared with Comparative Examples 1 and 2, the thermal conductivity according to Examples 1 to 3 of the present invention is as small as about 0.2 to 0.3 Kcal / m · h · ° C. at any weight ratio. Therefore, the amount of heat transfer from the molten steel to the residual slag by the thermal spray repair body is also reduced, and its melting is suppressed.
【００１７】なお、比較例２ではその見掛気孔率が高く
て熱伝達率も本発明の実施例に比べて小さい。しかしな
がら、余り見掛気孔率が大き過ぎるとその機械的強度に
影響を与えて亀裂が多くなり、実際の耐用には適しな
い。In Comparative Example 2, the apparent porosity is high and the heat transfer coefficient is smaller than that of the embodiment of the present invention. However, if the apparent porosity is too large, the mechanical strength is affected and the number of cracks increases, which is not suitable for practical use.
【００１８】また、溶鋼温度をほぼ同じにしたときの耐
用度は、本発明の実施例では、チタン酸アルミニウムの
重量％がアルミナに対して増加する程大きくなってい
る。これは、この重量比による熱伝導率の低下に基づく
ことは無論である。そして、比較例との関係において
も、チタン酸アルミニウムとアルミナのいずれの量比に
おいても、大幅に増大していることが判る。Further, in the embodiment of the present invention, the durability when the molten steel temperature is made substantially the same, the greater the weight percentage of aluminum titanate with respect to alumina increases. This is, of course, based on the decrease in thermal conductivity due to this weight ratio. In addition, it can be seen that, in relation to the comparative example, the amount ratio of both aluminum titanate and alumina is greatly increased.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。According to the present invention, the following effects can be obtained.
【００２０】（１）チタン酸アルミニウムを含有するこ
とによって溶射施工体に微細な亀裂による気孔を持たせ
ることができ、このため、溶射施工体表面から窯炉の内
壁面に残存するスラグへの熱伝達が抑えられ、スラグの
溶融化を防ぐことができる。(1) By containing aluminum titanate, it is possible to make pores formed by fine cracks in the thermal spraying object, and therefore, heat from the surface of the thermal spraying object to slag remaining on the inner wall surface of the kiln can be obtained. Transmission is suppressed, and slag can be prevented from melting.
【００２１】（２）したがって溶射補修体が突然剥げ落
ちるような事態を避けることができ、その耐用度を大幅
に向上させることができ、補修後の窯炉の稼働率の向上
も達成できる。(2) Therefore, it is possible to avoid a situation in which the thermal spray repair body suddenly peels off, greatly improve the service life thereof, and also improve the operation rate of the kiln after the repair.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 正孝 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 前田 一夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 加山 恒夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 為廣 泰造 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 高橋 和男 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−87465（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−187824（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masataka Matsuo 1-1, Higashihama-cho, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka (72) Inventor Kazuo Maeda 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel Corporation (72) Inventor Tsuneo Kayama 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel Corporation Technology Development Headquarters (72) Inventor Taizo Taihiro 1-3-3 Shinama, Araimachi, Takasago-shi, Hyogo Prefecture No. 1 Harima Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Kazuo Takahashi 1-3-1, Shinhama, Araimachi, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside Harima Ceramics Co., Ltd. (56) References JP-A-62-87465 (JP, A) Hei 7-187824 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 35/66
Claims (1)
量％と、アルミナ２０〜９５重量％とを含有するチタン
酸アルミニウム−アルミナ質溶射材。1. An aluminum titanate-alumina sprayed material containing 5 to 80% by weight of an aluminum titanate material and 20 to 95% by weight of alumina.
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