JPH01257171A - 溶射用耐火材料及びその製造法 - 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〕 本発明は、工業窯炉の耐火ライニングの形成と補修に用
いる溶射用耐火材料及びその製造法に関する。

〔従来の技術〕

たとえば特開昭５７−１２６９６４号公報に記載されて
いるように、近年、工業窯炉の耐火ライニングの形成と
補修に、高温、高速の火炎中に耐火粉末を飛行させて溶
融し吹き付ける火炎溶射法が利用されるようになった。

そして、通常の工業窯炉に対する溶射には、ＬＰＧ−酸
素、灯油−酸素及びコークス粉−酸素炎及びプラズマ等
による方法が採用されている。

このような方法の溶射による耐火材の吹付けは、比較的
新しい技術であり未解決の問題が多い。

その一つとして溶射材料の粒子形態の問題がある。すな
わち、火炎によって溶融し易くするため溶射材料を微粉
末にすると、流動性を損ない、ノズルからの噴出が脈動
状態となって材料の溶融度にムラが生じ、溶射層の組織
が脆弱となり、また逆に、材料の粒径を大きくすると、
溶融が完全に行われないまま溶着されるという問題であ
る。

そこで、ノズル内での脈動防止と溶融が容易という両方
の要件を満たす耐火材料として、−大粒子をを機質バイ
ンダをもって結合して二次粒子を構成した組織からなる
溶射材料が特公昭６１−１０４１８号公報に開示されて
いる。この溶射材料は一次粒子が多数結合した粒径の大
きい二次粒子であるため、粒径が小さいことに起因する
脈動噴出がない。

また−欠粒子が微粒子であること、及びノズルから噴出
後火炎熱による有機質バインダの焼失で形成された一次
粒子間の空隙によって溶射材料中を火炎が速やかに伝達
されるため、容易に溶融する等の効果がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような有機質バインダを用いて一次粒子を
結合させたものでは、火炎中を通過する時に水分あるい
はバインダが分解してしまい、−欠粒子の微粒子が飛散
し易くなる。このため、耐火物の粒子が別々に火炎中を
飛行することになり、耐火ライニングの組織が不均一に
なりやすいこと、及び飛散粒子が多くなるために粉塵が
発生すること、或いは特公昭６１−１０４１８号公報の
比較例３に示されているごとく、単に微粒の一次粒子を
もって二次粒子が構成され、バインダとしてリン酸ソー
ダを使用した場合であってもバインダが焼失されず、−
次粒子間の空隙率が低いため溶融されにくく溶射性に劣
る等の欠点がある。

本発明の目的は、上記有機質バインダを用いた二次粒子
、或いは無機質バインダで結合しただけの二次粒子から
なる溶射用粉末の欠点を解消、するもので、接着性及び
付着率がよく、しかも組織が均一で耐食性のある工業窯
炉の耐火ライニングを得ることができる溶射用耐火材料
を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の溶射用耐火材料は、−欠粒子を無機質バインダ
によって結合させて二次粒子を構成させたもので、４０
０　℃以上１０００℃以下で加熱処理することによって
１０００℃以下で蒸発する物質を除去して製造される。

これによって−欠粒子が多数結合した二次粒子の状態の
ままで溶射フレーム中を通過することが可能となり、溶
射粒子の飛散が少なく、溶融性が良好となり、それによ
って得た耐火ライニングの組織は均一に保たれるように
なる。

本発明が適用できる耐火材料としては、アルミナ、マグ
ネジ乙　ジルコニア、ジルコン、シリカ。

ムライト、クロム鉄鉱、スピネル等任意のものが使用で
きる。

本発明の溶射用耐火材料の調製は、耐火材料を４０ｇ以
下の極微細に粉砕して一次粒子を得、これに無機質バイ
ンダを添加し、更に必要に応じて水を適量加え、充分混
合のうえ、周知の噴霧乾燥造粒、流動層粒、転勤造粒、
圧縮造粒、破砕造粒等の造粒方法によって二次粒子を得
る。

添加する無機質バインダとしては、珪酸ソーダ。

燐酸アルミニウム、アルミナゾル、シリカゾル等の４０
０℃以上の温度で結合力を発現する性質を有するものが
任意に使用できる。造粒の際に使用する無機質バインダ
の配合量は溶射層の耐火度を下げないようにして決定す
るが、通常耐火材料に対して２〜２０重量％加えるのが
好ましい。無機質バインダが２重量％より少ないと溶射
フレーム通過中に二次粒子が分解しやすくなり、２０重
量％を超えると耐火度が低下し、耐スラグに対する物性
が悪くなる。

また、造粒方法は比較的球状の二次粒子を得やすい噴霧
乾燥造粒、流動層造粒、転勤造粒等が溶射材料の流動性
が更に向上するので好ましい。

造粒した二次粒子は４００℃以上１０００℃以下で加熱
処理を行い、１０００℃以下で蒸発する物質を除去する
。４００℃未満でも水分は蒸発するが、溶射材中の結晶
水等が残存し、溶射粉末が溶射フレームを通過中に蒸発
して二次粒子を分解してしまうため好ましくない。また
、１０００℃を超えた温度で加熱処理を行うと、−欠粒
子の微粉が焼結して結合するため二次粒子の熱吸収能力
が下がり、溶融能力が落ちるため好ましくない。材料の
種類によっては１０００℃を超えた温度でも難焼結性の
微粉を用いることによって二次粒子の焼結の問題は解決
されるが、バインダ中の蒸発物を除去するためには１０
００℃以下の温度で充分である。

本発明における各粒子の粒子径は、平均で一次粒子は４
０−以下、二次粒子は３０〜３００　ｍとし、溶射装置
のノズル孔径、火炎熱量等の能力に応じて適宜決定する
。−次粒子の粒径が４０ｕ！ｎを超えると、溶融し難く
なり、また二次粒子の二次粒子径が３０〜３００μｍの
範囲を逸脱すると溶射材料は溶射時にノズルから脈動噴
出して溶融ムラを生じ、良好な溶射層を得ることができ
ない。

〔実施例〕

粒度が０．５〜４０虜に粉砕した一次粒子からなるクロ
マイト鉱及び仮焼アルミナ粉について、クロマイト鉱６
０重量部、仮焼アルミナ粉４０重量部の割合とし、クロ
マイト鉱と仮焼アルミナ粉の合計１００重量部に対して
珪酸ソーダあるいはアルミナゾルを３〜６部、水を１５
〜３０部加えて転勤造粒装置を用いて造粒を行い、造粒
した二次粒子を６００℃で１０時間加熱処理を行った。

加熱処理後、３００μｍの篩を通した。

上記二次粒子をＬ　Ｐ　Ｇ１ＯＮｍ’／ｈｒＳ０２４５
Ｎｍ’／ｈｒ、粉末供給速度２０ｋｇ／ｈｒ　、吹付距
離４００ｍｍ、バーナ平行移動速度４ｍ／ｌＴｌ１ｎの
条件下で、ＬＰＧ　　Ｏ２炎溶射ガンを用いて予熱１０
００℃の０．２５ｍ”の溶射面に溶射した。

比較のために、バインダを用いなかった材料、有機バイ
ンダとしてＰＶＡ　（ポリビニルアルコール）を用いた
材料、さらに無機質材、？４（バインダを用いても２０
０℃及び１４００℃で熱処理をした）を前記実施例と同
一条件で溶射した。その結果を第１表に示す。

同表から明らかなように、−次粒子のまま溶射した比較
品のうち、小さな粒子である比較例１は流動性を損なっ
てノズルからの噴出が一定でなかった。また、大きな粒
子を用いた比較例２では溶融しにくいために形成された
溶射層が不均一であった。また、二次粒子を用いたもの
であっても、バインダとしてＰＶＡを使用した比較例３
．４及びバインダとして珪酸ソーダを用いても加熱処理
温度が低い比較例５は溶射フレーム中でバインダが分解
するため溶射特性が劣っている。

またバインダとして珪酸ソーダを用いても、加熱処理温
度が高い比較例６は、溶射材料の溶融性が落ちるため、
付着率が低くなっている。

これに対し、本発明に係る溶射用耐火材料は、いずれも
粒度が４０ｐ以下の範囲内の一次粒子を無機質バインダ
の珪酸ソーダによって二次粒子径が３０〜３００　ｓ＋
の二次粒子に造粒し、６００℃で加熱処理を行うことに
より、粉末の流動性、溶融性を満足させ、飛散が少な（
緻密で良好な溶射層を形成することができた。

（以下、この頁余白） 〔発明の効果〕 本発明の溶射用耐火材料は、粉末の流動性、溶融性が良
好で、溶射フレームを通過中でもバインダが分解しない
ため粉塵の発生を抑えることができ、しかも溶射施工に
際しての付着率がよく、施工体の組織も緻密で均一であ
り、耐食性のある工業窯炉の耐火ライニングを作製する
ことができるという効果を奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．粒度が４０μｍ以下の耐火材料からなる一次粒子を
   無機質バインダによって結合し、４００℃以上１０００
   ℃以下で加熱処理した３０〜３００μｍの二次粒子から
   なる溶射用耐火材料。
2. ２．粒度が４０μｍ以下の耐火材料からなる一次粒子を
   多数結合して二次粒子径が３０〜３００μｍの二次粒子
   を無機質バインダによって結合した３０〜３００μｍの
   二次粒子を４００℃以上１０００℃以下の温度で加熱処
   理することを特徴とする溶射用耐火材料の製造法。