JPH03204590A - Coating of inner surface of pottery furnace - Google Patents

Coating of inner surface of pottery furnace

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JPH03204590A
JPH03204590A JP1344151A JP34415189A JPH03204590A JP H03204590 A JPH03204590 A JP H03204590A JP 1344151 A JP1344151 A JP 1344151A JP 34415189 A JP34415189 A JP 34415189A JP H03204590 A JPH03204590 A JP H03204590A
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fire resistant
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plasma
thickness
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Yuji Narita
成田 雄司
Masaharu Anezaki
姉崎 正治
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reinforce a lining refractory and improve the purity of molten steel by a method wherein a fire resistant heat insulating layer, having a specified thickness, is provided on the front surface or the back surface of a wear previously and spray coating of fire resistant powder is applied by employing water plasma as a heat source under a condition that the temperature of the processing surface is higher than a specified temperature. CONSTITUTION:The title method is a coating method on the inner surface of a pottery furnace by applying plasma spray coating on the lining of the pottery furnace receiving molten steel and a fire resistant heat insulating layer, having the thickness of 10-30 mm, is provided previously on the front surface or the back surface of a wear while fire resistant powder is applied through spray coating employing water plasma as a heat source under a condition that the temperature of the processing surface is higher than 500 deg.C. The fire resistant powder, consisting of calcia clinker, limestone or the mixture thereof added with 10-20 weight % of one or two kinds or more of calcium compound such as CaF2, CaCN2, CaCl2 or Ca(NO3)2, is preferable. The temperature of plasma flame is 10000 deg.C or more and the speed of air stream is 300 m/sec or more while the same is a heat source having a big energy density and, therefore, an oxide such as CaO or the like having the melting point of 2000 deg.C or more and prominent in fire resistant property can be molten efficiently and the thickness of the coating layer of 10 mm or more can be secured.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、鉄崎製造プロセスにおける、種々のの窯炉内
面のコーティング方法に関するものであり、さらに詳し
くは、内張耐火物を補強し、溶鋼の清浄度の維持向上に
有効な、窯炉内面のコーティング方法に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for coating the inner surface of various kilns in the Tetsuzaki manufacturing process, and more specifically, it relates to a method for reinforcing the refractory lining and coating the molten steel. The present invention relates to a method of coating the inner surface of a kiln, which is effective in maintaining and improving the cleanliness of a kiln.

(従来の技術) 最近、鉄鋼製造プロセスでは連続鋳造の著しい普及や鋼
の高級化の要求が高まってきた。例えば、取鍋において
は一部精錬工程を受は持つ等使用条件が変化して内張り
の高級化が進んできた。また、タンデイツシュにおいて
は連々指数の増大による材質の高級化と共に、調質向上
のため炉内に堰や介在物吸着フィルターを設置する等炉
材、形態面での変化も著しくなってきた。
(Prior Art) Recently, in the steel manufacturing process, there has been a remarkable spread of continuous casting and a growing demand for higher quality steel. For example, the conditions for use of ladles have changed, with some smelting processes being required for the receivers, and the linings have become more sophisticated. Furthermore, with the increasing quality of materials used in tundish, as the index has continued to increase, there have also been significant changes in furnace materials and configurations, such as the installation of weirs and inclusion adsorption filters in the furnace to improve heat quality.

また、省力化の観点から耐火物の不定形化や施工の機械
化が進み、高アルミナ質や塩基性質の不定形化が上記の
炉においても実施されるようになってきた。特に、タン
デイツシユにおいては内張りの表面にMgOのコーテイ
ング材を塗布し、使用初期の剥離防止を図っている。
In addition, from the viewpoint of labor saving, refractories have been made into amorphous shapes and construction has been mechanized, and refractories with high alumina and basic properties have been made into amorphous shapes even in the above-mentioned furnaces. In particular, in the case of tundishes, a MgO coating material is applied to the surface of the lining to prevent peeling during the initial stage of use.

しかし、−Cに不定形耐火物では焼成煉瓦と異なって組
織の結合状態が無機系水溶性バインダによる化学結合で
あるため、焼結した結合状態に比較して、熱的衝撃ある
いは機械的衝撃に弱く剥離が生じ易い。このため、綱の
清浄度を確保するという観点からは好ましい状況ではな
く、本発明者らは溶射によるコーティングに着目した。
However, unlike fired bricks, monolithic refractories in -C have a chemical bonding structure using an inorganic water-soluble binder, so they are less susceptible to thermal or mechanical shock than sintered bonding conditions. Weak and easily peels off. For this reason, this is not a preferable situation from the viewpoint of ensuring the cleanliness of the rope, and the present inventors focused on coating by thermal spraying.

鉄鋼プロセスにおける、表面処理技術としての溶射は、
例えば製鋼炉では転炉等での湿式吹付法の代替技術とし
て発展してきた。この溶射方法は、主に次のように分類
できる。
Thermal spraying as a surface treatment technology in the steel process is
For example, in steelmaking furnaces, it has been developed as an alternative technology to wet blowing methods in converters and the like. This thermal spraying method can be mainly classified as follows.

■コークス等の固形燃料、LPG 、灯油等の気体ある
いは液体燃料を熱源とする火炎法、 ■S1あるいはへQ等の金属粉によるテルミット反応熱
を利用する方法、 ■プラズマ炎を用いる方法 の三つである。これらの溶射方法は従来の湿式方法に比
較して壁面を過冷却しないため、接着強度が優れ、耐用
性が高まると考えられている。
■Flame method using solid fuel such as coke, gas or liquid fuel such as LPG, kerosene, etc. as a heat source; ■Method using thermite reaction heat with metal powder such as S1 or HeQ; ■Method using plasma flame. It is. These thermal spraying methods do not overcool the wall surface compared to conventional wet methods, so they are thought to have superior adhesive strength and increased durability.

しかし、■に示す燃料燃焼方式では火炎温度を高くする
ことが困難なため、2000℃を越える融点の高い耐火
物原料を使用することができず、溶射被膜の耐久性が高
いものにはなりにくい。
However, with the fuel combustion method shown in (■), it is difficult to raise the flame temperature, so it is not possible to use refractory raw materials with a high melting point of over 2000℃, and it is difficult to obtain a highly durable thermal spray coating. .

また、■に示すテルミット反応熱を利用する方法は、コ
ークス炉等の酸性耐火物には有効であるが、塩基性炉へ
の適用は困難であり、しかも、テルミット反応に伴って
多量にSiO2を生成するため鋼質清浄化の要請にもと
るものである。
In addition, the method using the thermite reaction heat shown in (2) is effective for acidic refractories such as coke ovens, but it is difficult to apply to basic furnaces, and moreover, the thermite reaction generates a large amount of SiO2. This also applies to requests for steel cleaning.

これに対して、■に示すプラズマ炎による方法では容易
に1oooo ’cを越える融点の高い耐火物原料を使
用することができる。
On the other hand, in the plasma flame method shown in (2), it is possible to easily use a refractory material having a high melting point of over 100'c.

以」二〇こ述べたような観点から、すでに特開昭585
5384号公報あるいは特開昭58−85090号公報
により開示されるような、水プラズマ溶射を用いた溶射
方法が実験室的に検討されている。しかし、これらの内
容は種々の可能性を示唆するだけであり、最近の不定形
化した取鍋やCC用タンデインシュに対する具体的な適
用の要件、条件等については何ら言及されていない。こ
のことは他方式についても同様であり、これらの炉の構
造と機能との違いにその要因が求められる。
From the point of view mentioned above, JP-A-585 has already been published.
A thermal spraying method using water plasma spraying, as disclosed in Japanese Patent Laid-open No. 5384 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-85090, has been studied in a laboratory. However, these contents only suggest various possibilities, and do not mention any requirements, conditions, etc. for specific application to recent irregularly shaped ladles and CC tundins. This is true for other systems as well, and the reason for this is found in the differences in structure and function of these furnaces.

例えば、取鍋あるいはタンデイツシュは、従来は精錬工
程と鋳造工程とを接続する溶鋼の中継工程として位置づ
けられ、これらは取扱いの容易さやメンテナンスの容易
さ等に重点をおいて設計され、使用されていた。具体的
には、第4図(a)および第4図(b)に示すように、
その断面はコンブ状を呈し、鉄皮内面にパーマとウェア
とが各−層で形成された構造を有する。他の窯炉、例え
ば転炉に比べて外形寸法に対する内張りの相対的厚さは
極めて薄く、熱放散量が大きい。特に熱損失を補う熱源
を有さない熱放散型の窯炉と言える。また、一部炉蓋で
熱放散を軽減する場合もあるが、例えばRH炉のように
熱的に密閉度合の大きい炉に比べると、やはり熱的に開
放型の炉であると言える。
For example, ladles and tundishes were traditionally positioned as relay processes for molten steel that connected the refining process and casting process, and they were designed and used with emphasis on ease of handling and maintenance. . Specifically, as shown in FIG. 4(a) and FIG. 4(b),
Its cross section is kelp-shaped, and has a structure in which perm and wear are formed in layers on the inner surface of the iron skin. Compared to other furnaces, such as converters, the relative thickness of the lining relative to the external dimensions is extremely thin, and the amount of heat dissipated is large. In particular, it can be said to be a heat dissipation type kiln that does not have a heat source to compensate for heat loss. In addition, although heat dissipation may be reduced in some cases with a furnace lid, it can still be said to be a thermally open type furnace compared to a furnace with a high degree of thermal sealing, such as an RH furnace, for example.

(発明が解決しようとする課題) このように、取鍋あるいはタンデイツシュは、他の炉と
異なって熱的に苛酷な条件下で使用されている。したが
って、前述の溶射方法では、施工時における内張り表面
の温度(以下、予熱温度)の高低で、補修効率、補修層
(以下、「コーティング層」という。)の性状あるいは
補修される内張り面での損傷発生の頻度が大きく変化す
るとみられる。そこで、鋼の清浄度の確保に適合した材
料を用いて、熱的作用を考慮したコーティング方法を確
立する必要がある。そこで、本発明者らは前述の溶射法
について、その問題点を明らかにするため、さらに検討
した。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, ladles or tundishes are used under harsh thermal conditions, unlike other furnaces. Therefore, in the above-mentioned thermal spraying method, the repair efficiency, the properties of the repair layer (hereinafter referred to as "coating layer"), or the lining surface to be repaired depend on the temperature of the lining surface (hereinafter referred to as preheating temperature) during construction. The frequency of damage occurrence is expected to change significantly. Therefore, it is necessary to establish a coating method that takes thermal effects into account and uses materials that are compatible with ensuring the cleanliness of steel. Therefore, the present inventors further investigated the above-mentioned thermal spraying method in order to clarify the problems thereof.

その結果、溶鋼用取鍋あるいはタンデインシュ等窯炉の
内張り、特に不定形施工した内壁面に高融点で耐火性に
優れたコーティングを施すことは、溶鋼に接した際の耐
食性および清浄度の確保の上では有効であるが、未だ適
切なコーティング方法方法が確立されていないというこ
とがわかった。
As a result, applying a coating with a high melting point and excellent fire resistance to the lining of a kiln such as a ladle for molten steel or a tundine, especially to the inner wall surface of an irregularly shaped material, is important for ensuring corrosion resistance and cleanliness when in contact with molten steel. Although the above methods are effective, it has been found that an appropriate coating method has not yet been established.

すなわち、従来のコーティング方法には、■不定形内張
り材に対する湿式の塗布あるいは吹付を行う方法では、
受鋼時の剥離は防止できず、効果は一過性であること、 ■従来の転炉等での火炎法による溶射補修法の場合、材
料の融点は2000℃未満であるため、耐火性が低く、
また多量にSiO□を含むため、侵食性が劣ること、 ■従来の溶射補修の対象炉と異なり、熱放散型の炉では
壁面の温度が1000”C以下に低下し易く、施工材の
付着率の低下を招き、かつ得られるコーティング層はポ
ーラスで付着力の低いものとなり易いこと、 ■相対的に薄壁の熱放散型の炉では、施工時の受熱も鉄
皮から放散し易く、コーティング層は背面で冷却され、
剥離する場合があること、■一般に鋼質の清浄度を保持
するものとして、鵠203−5iO2系より塩基性系が
良好であるが、融点が2600’CのCaOを効率よく
コーティングさせる方法がないこと、さらには、 ■コーティング頻度と作業性とを勘案すると、コーティ
ング層の効果を持続させるための層厚は経験的に少なく
とも10mm以上を要することという■ないし■に列記
した問題があり、その解決が望まれていたのである。
In other words, conventional coating methods include: ■ Wet coating or spraying on irregularly shaped lining materials;
Peeling during steel receiving cannot be prevented, and the effect is temporary. ■In the case of conventional flame spray repair methods using converters, etc., the melting point of the material is less than 2000°C, so the fire resistance is poor. low,
Also, since it contains a large amount of SiO In addition, the resulting coating layer tends to be porous and have low adhesion. ■In a heat-dissipating furnace with relatively thin walls, the heat received during construction tends to dissipate from the steel shell, and the coating layer tends to be porous and have low adhesion. is cooled on the back,
-Basic systems are generally better than Moe 203-5iO2 systems for maintaining the cleanliness of steel, but there is no way to efficiently coat CaO with a melting point of 2600'C. Furthermore, considering the coating frequency and workability, there is a problem listed in ■ or ■ that the thickness of the coating layer must be at least 10 mm or more in order to sustain the effect based on experience, and it is necessary to solve the problem. was desired.

ここに、本発明の目的は、鉄鋼製造プロセスにおいて用
いる鉄鋼用窯炉、特に取鍋あるいはタンデイツシュの内
張り壁面に耐食性に優れたコーティング層を提供するこ
とができる窯炉内面のコーティング方法に関するもので
あり、溶射によって内張り耐火物を補強し、溶鋼の清浄
度を従来よりも向上させることができる窯炉内面のコー
ティング方法を提供することにある。
The object of the present invention is to provide a method for coating the inner surface of a steel kiln used in the steel manufacturing process, in particular, which can provide a coating layer with excellent corrosion resistance on the inner wall surface of a ladle or tundish. An object of the present invention is to provide a method for coating the inner surface of a furnace, which can strengthen the lining refractory by thermal spraying and improve the cleanliness of molten steel compared to the conventional method.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記課題を解決するため、種々検討を重
ねた結果、本発明者らの開示した特開昭60−1768
8号公報に記載されている窯炉の炉壁補修装置を一部改
造して水プラズマガンを搭載し、容量2.5tonのタ
ンデイツシュで水プラズマ溶射施工実験を行った結果、
以下に示す知見■〜■を得た。すなわち ■粒径11以下のカルシアクリンカ−もしくは石灰石あ
るいはこれらの混合物である耐火粉末を、施工面の表面
温度を500 ’C以上として水プラズマ溶射すると容
易に、耐火性の高いCaO系のコーティング層を効率的
に得ることができるとともに、コーティング層の剥離を
防止することができること、 ■上記耐火粉末に低融点のカルシウム系化合物を添加す
るとコーティング層の付着率が増大し、同時にコーティ
ング層は緻密化すること、■従来は、施工の前後にバー
ナー予熱しながら炉I (AQ203系耐火プランケッ
ト)で熱放散を抑制していたが、内張り構造の一部に、
すなわちウェアの表面もしくは背面に断熱層を設けると
コーティング層の剥離が完全に回避できること、および ■上記■ないし■の条件下で延べ1Qtonの溶鋼通過
後にも侵食は全くなく、若干の介在物低減効果が認めら
れたこと、 である。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present inventors have made various studies and found that
As a result of partially modifying the kiln wall repair equipment described in Publication No. 8 and equipping it with a water plasma gun, we conducted a water plasma spraying experiment using a 2.5 ton capacity tandem.
The following findings ■ to ■ were obtained. In other words, by water plasma spraying a calcia clinker, limestone, or a mixture thereof with a particle size of 11 or less using water plasma spraying at a surface temperature of 500'C or higher, a highly fire-resistant CaO-based coating layer can be easily formed. It can be obtained efficiently and the peeling of the coating layer can be prevented. ■ Adding a low-melting point calcium-based compound to the above refractory powder increases the adhesion rate of the coating layer and at the same time makes the coating layer denser. ■ Conventionally, heat dissipation was suppressed using Furnace I (AQ203 series refractory plunket) while preheating the burner before and after construction, but a part of the lining structure
In other words, by providing a heat insulating layer on the surface or back of the wear, peeling of the coating layer can be completely avoided, and ■ There is no corrosion at all even after a total of 1 Qton of molten steel passes through the conditions of ■ or ■ above, and there is a slight inclusion reduction effect. is recognized.

そこで、これらの知見に基づいて、本発明者らはさらに
検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
Therefore, based on these findings, the present inventors conducted further studies, and as a result, completed the present invention.

ここに本発明の要旨とするところは、’1tJtFAを
受容する窯炉内張りにプラズマ溶射することによる窯炉
内面のコーティング方法であって、予めうエアの表面も
しくは背面に厚さが10〜301Ml11である耐火断
熱層を設け、施工表面の温度が500℃以上である状態
で水プラズマを熱源に用いて耐火粉末を溶射することを
特徴とする窯炉内面のコーティング方法である。
The gist of the present invention is a method of coating the inner surface of a kiln by plasma spraying the inner lining of a kiln receiving '1tJtFA, in which the surface or back surface of the air is preliminarily coated with a thickness of 10 to 301 Ml11. This method of coating the inner surface of a kiln is characterized by providing a certain refractory heat insulating layer and spraying refractory powder using water plasma as a heat source while the temperature of the construction surface is 500° C. or higher.

また、上記の本発明においては、前記耐火粉末は、カル
シアクリンカ−もしくは石灰石あるいはこれらの混合物
に、CaF2、CaCN2、CaCl2あるいはCa(
NO3)zの1種もしくは2種以上のカルソウム化合物
を10〜20重量%添加してなる耐火粉末であることが
好適である。
Further, in the present invention, the refractory powder contains CaF2, CaCN2, CaCl2 or Ca(
It is preferable that the refractory powder is made by adding 10 to 20% by weight of one or more kinds of calcium compounds of NO3)z.

(作用) 以下、本発明を作用効果とともに詳述する。なお、本明
細書においては、特にことわりがない限り、[%Jは[
重量%Jを意味するものとする。
(Function) Hereinafter, the present invention will be explained in detail along with the function and effect. In addition, in this specification, unless otherwise specified, [%J is [
shall mean weight %J.

まず、本発明において水プラズマを使用する理由は以下
の如くである。すなわち、プラズマ火炎は温度、気流の
速度が10000℃あるいは300m/sec以上であ
り、火炎法より一部高いエネルギー密度の大きい熱源で
あるため、融点が2000℃を越え、耐火性に優れるC
aO等の酸化物を効率よく溶融させて、10I[1ff
1以上のコーティング層厚を確保することができるから
である。特に、水プラズマ溶射法は他の熱源より処理量
とランニングコストとの比較では1)10以下となり、
経済性の点でも極めて有利である。
First, the reason for using water plasma in the present invention is as follows. In other words, plasma flame has a temperature and airflow velocity of 10,000°C or more than 300 m/sec, and is a heat source with a high energy density, which is higher in part than the flame method.
By efficiently melting oxides such as aO, 10I[1ff
This is because a coating layer thickness of 1 or more can be ensured. In particular, compared to other heat sources, water plasma spraying has a lower throughput and running cost of 10% or less;
It is also extremely advantageous in terms of economy.

なお、水プラズマ溶射を行うための装置の構成は、従来
から用いられているガスプラズマ装置と全く同一でよく
、異なるのはプラズマトーチの構造である。このトーチ
では、カーボンで作られた陰極およびCuで作られた陽
極の間で発生させる直流アークにより水蒸気を電離して
プラズマジェットを作る。水冷用の水とこのプラズマジ
ェットとの間には隔膜があり、この膜を通りアークによ
り加熱された水蒸気が通過し、直流アークを囲む渦流と
なり、これが電離してプラズマジェットを形成する構造
となっている。
Note that the configuration of the apparatus for performing water plasma spraying may be exactly the same as that of a conventionally used gas plasma apparatus, and the only difference is the structure of the plasma torch. In this torch, water vapor is ionized to create a plasma jet by a direct current arc generated between a cathode made of carbon and an anode made of Cu. There is a diaphragm between the cooling water and this plasma jet, and the water vapor heated by the arc passes through this membrane, forming a vortex surrounding the DC arc, which ionizes to form a plasma jet. ing.

また、溶射施工時には、被覆される内張り壁は500℃
以ト、望ましくは800℃以上に温度保持されていなけ
ればならない。500℃未満では、液滴状に吹付けられ
る溶射材料からこの熱が内張りに吸熱されてしまうため
、接着力の低い多孔質なコーティング層が形成されるた
めに、受綱時のコーティング層の剥離を防止できないと
ともに、溶射材料の付着率も低下するからである。
In addition, during thermal spraying, the lining walls to be coated must be heated to 500°C.
Thereafter, the temperature must be preferably maintained at 800°C or higher. At temperatures below 500°C, the heat from the sprayed material sprayed in droplets is absorbed by the inner lining, forming a porous coating layer with low adhesion, resulting in peeling of the coating layer during the reining process. This is because it is not possible to prevent this, and the adhesion rate of the thermal spray material is also reduced.

さらに、内張りのウェアの内部もしくは背面には予め断
熱材を設けて鉄皮からの熱放散を防止する。具体的には
、断熱材の厚さは10〜301nI11であることが有
効である。10mm未満では断熱による効果はなく 、
30mm超では蓄熱損失を大きくするからである。
Furthermore, a heat insulating material is provided in advance inside or on the back of the inner garment to prevent heat dissipation from the iron skin. Specifically, it is effective that the thickness of the heat insulating material is 10 to 301 nI11. If the thickness is less than 10mm, there is no effect of insulation.
This is because if the thickness exceeds 30 mm, heat storage loss increases.

また、断熱材は、耐火性の材料であることが必要であり
、具体的には熱伝導率が例えば0.5Kcal/m−h
r−”C以下であるMgO5ift、八Q203−3i
ft、CaO−3in2系の材料を例示することができ
る。
In addition, the heat insulating material needs to be a fire-resistant material, and specifically has a thermal conductivity of, for example, 0.5 Kcal/m-h.
MgO5ift, 8Q203-3i which is less than r-”C
ft, CaO-3in2 type materials can be exemplified.

なお、このような耐火断熱層を設ける方法は何ら制限を
要するものではなく、内張材と同材質系の耐火モルタル
を塗布し、背面側(鉄皮側)ライニングに接着し、乾燥
、予熱すればよい。
Note that there are no restrictions on the method of providing such a fireproof heat insulating layer, and it can be done by applying fireproof mortar made of the same material as the lining material, adhering it to the back side (steel skin side) lining, drying and preheating. Bye.

すなわち、本発明は、例えば、取鍋においては第1図の
如くにウニアルパーツ間に断熱層を設け、タンデイツシ
ュにおいては、第2図の如くにウェア内面側に断熱層を
設けた状態でコーティング施工すなわち溶射処理を行う
That is, the present invention provides, for example, a ladle with a heat insulating layer between the universal parts as shown in FIG. Perform construction, that is, thermal spraying treatment.

また、ウェア層が使用に耐え得る十分な厚さを維持でき
ている間は、当然ながら稼働の途中くりかえし溶射を実
施する。
Furthermore, as long as the wear layer maintains a sufficient thickness to withstand use, thermal spraying is of course repeated during operation.

このようにして、炉材コスト面で有利であると同様に、
熱的にも極めて有効な施工を達成できる。
In this way, as well as being advantageous in terms of furnace material cost,
It is also possible to achieve extremely efficient construction thermally.

なお、溶射する耐火粉末としては、純度が90%以1−
のカルシアクリンカ−(Cab) もしくは石灰石(C
aCO,)  あるいはこれらの混合物を主剤として用
いることが好適である。具体的には電融CaOクリンカ
ー、石灰石あるいは生石灰を用いることが例示される。
The refractory powder to be thermally sprayed must have a purity of 90% or more.
Calcia clinker (Cab) or limestone (C
It is preferable to use aCO, ) or a mixture thereof as the main ingredient. Specifically, use of electrofused CaO clinker, limestone, or quicklime is exemplified.

コーティング層の耐食性を高めるために、耐火粉末中の
5102、へQ203あるいはFe酸化物の含有量は1
0%未満であることが望ましい、詩に、5iOzは2C
aO・SiO□を生成して粉化し易く、1%以下である
のが望ましい。さらに、本発明にかかる耐火粉末におい
ては、これらカルシウム系主剤にカルシウム系化合物を
添加し、溶射の施工性を向上させることが必要である。
In order to improve the corrosion resistance of the coating layer, the content of 5102, HeQ203 or Fe oxide in the refractory powder is 1
It is desirable that it is less than 0%, in poetry, 5iOz is 2C
It is easy to generate and powder aO.SiO□, and the content is preferably 1% or less. Furthermore, in the refractory powder according to the present invention, it is necessary to add a calcium-based compound to these calcium-based main ingredients to improve the workability of thermal spraying.

カルシウム系化合物として具体的には、CaP2(融点
:1373 ’C) 、CaCNt(融点:1300℃
)、CaCl2(融点ニア74℃) 、Ca(NO3)
z:(融点:561’C)を添加する。
Specifically, the calcium-based compounds include CaP2 (melting point: 1373'C) and CaCNt (melting point: 1300°C).
), CaCl2 (melting point near 74°C), Ca (NO3)
Add z: (melting point: 561'C).

これら化合物の1種もしくは2種以上を混合したものを
10〜20%の範囲で前記カルシウム系主剤に添加した
ものを溶射材料として用いることが望ましい。これらに
はいずれも低融点で未溶融の粒子を付着させる効果があ
り、また、熱分解され易く、水プラズマ中で小径のCa
O液滴を生成し、コーティング層の付着性を高めるとい
う性質がある。
It is desirable to use as a thermal spraying material one or a mixture of two or more of these compounds added in an amount of 10 to 20% to the calcium-based main ingredient. All of these have a low melting point and have the effect of adhering unmelted particles, and are easily thermally decomposed, causing small-diameter Ca in water plasma.
It has the property of generating O droplets and increasing the adhesion of the coating layer.

したがって、添加量が10%未満であると添加効果は不
十分であり施工の作業性を低下させるおそれがあり、一
方20%を越えると、NOxあるいはハロゲンガスを多
量に発生し、これらがコーティング層中に含まれること
となって、多孔質で脆弱なコーティング層を形成するこ
とになってしまうおそれがあるからである。
Therefore, if the amount added is less than 10%, the effect of the addition may be insufficient and the workability of construction may be reduced. On the other hand, if it exceeds 20%, a large amount of NOx or halogen gas will be generated, and these will cause the coating layer to deteriorate. This is because there is a risk that the particles will be included in the coating layer and form a porous and fragile coating layer.

さらに、本発明を実施例を用いて詳述するが、これはあ
くまでも本発明を例示するものであり、これにより本発
明が限定されるものではない。
Further, the present invention will be described in detail using Examples, but these are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the present invention.

実施例l SiC抵抗体を熱源とする電気炉で650℃に予熱した
500x500 mmの中アルミナ質レンガ壁面(ウェ
ア)に、第1表に示す配合構成の材料を厚さ25mmま
で水プラズマ溶射し、30分間熱間保持し、5’C/m
inの速度で室温まで冷却して切断加工により、30X
70X180(mm)のサンプルを得た。
Example 1 A material having the composition shown in Table 1 was sprayed with water plasma to a thickness of 25 mm on a 500 x 500 mm medium alumina brick wall (ware) preheated to 650°C in an electric furnace using a SiC resistor as a heat source. Hold hot for 30 minutes, 5'C/m
Cool to room temperature at a speed of 30X by cutting.
A sample of 70×180 (mm) was obtained.

なお、本例はコーティング層の性能評価のためのもので
、耐火断熱層を設けなかったが、加熱後一定温度で施工
しており、同等の機能は確保された状態で溶射を行った
Note that this example was for evaluating the performance of the coating layer, and a fireproof heat insulating layer was not provided, but the coating was applied at a constant temperature after heating, and thermal spraying was performed while maintaining the same function.

第1表 これらのサンプルをるつぼ状に張合わせ、高周波誘導炉
で25kgの溶鋼を1650℃l2hr保持して侵食テ
ストを行った。結果を第2表にまとめζ示す。
Table 1 These samples were laminated together in a crucible shape, and an erosion test was conducted by holding 25 kg of molten steel in a high frequency induction furnace at 1650° C. for 12 hours. The results are summarized in Table 2.

なお、第2表中の比較例の溶射材料は、70%級アルミ
ナ質レンガである。
In addition, the thermal spraying material of the comparative example in Table 2 is a 70% class alumina brick.

第2表 この結果、従来例に比し、本発明に係る溶射層では見掛
気孔率に比して、侵食量は極めて低く、優れた耐食性を
有することが判る。
Table 2 The results show that, compared to the conventional example, the thermal sprayed layer according to the present invention has an extremely low amount of erosion compared to the apparent porosity and has excellent corrosion resistance.

また、各サンプルの稼動面近傍(〜5 mm)をエネル
ギー分散型X線アナライザーで微細構造観察を行った結
果から、骨材間のマトリックス部にAQ、Siの集積(
濃度増加)が見られた。これに対し、従来材では、5i
Ozの溶出が著しく相対的に八Qが多いが、大半はFe
と共通した領域に分布してスピネルを形成していた。
In addition, from the results of microstructural observation of the vicinity of the working surface (~5 mm) of each sample using an energy dispersive X-ray analyzer, we found that AQ and Si were accumulated in the matrix between aggregates (
(increase in concentration) was observed. In contrast, with conventional materials, 5i
The elution of Oz is remarkable and there is a relatively large amount of 8Q, but most of it is Fe.
It was distributed in the common area and formed spinel.

実施例2 次に、壁面の予熱温度とコーティング層の性状との関係
についての調査試験を行った。
Example 2 Next, an investigation test was conducted regarding the relationship between the preheating temperature of the wall surface and the properties of the coating layer.

SiC抵抗体を熱源とする電気炉で均熱した500X5
00mmの中アルミナ質レンガ壁面に第1表の配合構成
の■材を、溶射前の壁面の予熱温度を種々変更して水プ
ラズマ溶射し、溶射前の予熱温度と付着量と、得られた
コーティング層の嵩比重とを求めた。なお、供試レンガ
背面に高アルミナモルタルで固定した耐火断熱層を25
mm設け、溶射時に炉型源を切り放熱状態とした。粉体
の供給量は30kg/hrで一定とした。水プラズマガ
ンの作動条件は、出力300kw 、溶射距離250 
mm、ガン走行速度4 m/minとし、厚さ15mm
まで被覆される時間を測定した結果を第3図に示す。
500X5 soaked in an electric furnace using a SiC resistor as a heat source
00mm medium alumina brick wall surface was subjected to water plasma spraying with the composition shown in Table 1 by water plasma spraying while changing the preheating temperature of the wall surface before thermal spraying, and the preheating temperature before thermal spraying, the amount of coating, and the resulting coating. The bulk specific gravity of the layer was determined. In addition, a fireproof insulation layer fixed with high alumina mortar was placed on the back of the test brick.
mm, and the furnace type source was turned off during thermal spraying to put it in a heat radiation state. The amount of powder supplied was constant at 30 kg/hr. The operating conditions of the water plasma gun are: output 300kw, spraying distance 250kw.
mm, gun running speed 4 m/min, thickness 15 mm
Fig. 3 shows the results of measuring the time required for coating.

この結果、付着率(付着重量/総供給量、但し、500
℃付着重量比を1として基準とする)は予熱温度500
℃前後で急激に変化し高温はど良好であり、特に嵩比重
の比較から、予熱温度が低い場合、多孔質で脆弱なコー
ティング層しか得られないことが判る。
As a result, the adhesion rate (adhered weight/total amount supplied, however, 500
℃ based on the adhesion weight ratio of 1) is the preheating temperature of 500
It changes rapidly around ℃, and higher temperatures are better; especially, from the comparison of bulk specific gravity, it is clear that if the preheating temperature is low, only a porous and brittle coating layer can be obtained.

したがって、本発明において、施工表面の温度が500
℃以上であることが有効である。
Therefore, in the present invention, the temperature of the construction surface is 500
It is effective that the temperature is at least ℃.

実施例3 容量が2.5 tonの舟型タンデイノンユと30to
nの′F字型スラブCC用タンデインシュの片側壁面に
本発明Qこかかる窯炉内面のコーティング方法を適用し
、アルミキルド鋼を鋳込んだ。築炉施工内容は以Fの手
順である。すなわち、通常のソヤモノト系(At!、0
.40%)のパーマを内張すし、内張り母材のウェア部
として約65mm厚さで中アルミナ質流込み材(へQz
O+ 51%)を内張すし、養生後300゛Cまで昇温
し乾燥させた。
Example 3 Boat-shaped tandei nonyu with a capacity of 2.5 tons and 30 tons
The coating method for the inner surface of a kiln according to the present invention was applied to one side wall of a tundish for an F-shaped slab CC of No. 1, and aluminum killed steel was cast. The details of the furnace construction work are as follows. That is, the normal Soyamonoto system (At!, 0
.. 40%) perm is used as the inner lining, and medium alumina cast material (he Qz
After curing, the tube was heated to 300°C and dried.

サラに、2.5 tonタンデイノンユにおいては、内
壁全面にアルミナ系モルタルで耐火断熱層を設け、50
0℃まで再昇温させた。用いたボードは厚さ30IIl
1wで熱伝導率0.5 kcal/m−hr−’C(a
t 350℃)のもので、MgO−へQzO3質(Mg
O:3Q%、AQzOx:8%、曲げ強度:55kgf
/cm2)である。500℃で3hr昇温後、一方の壁
面に第1表中のA材を厚さ10〜15mmまで水プラズ
マ溶射した。さらに、もう一方の壁面にMgO5iOz
系繊維を添加したコーテイング材(MgO−86%、S
iO□6%)を吹付けし、1150’Cまで昇温しで、
事例1とした。
In the 2.5 ton tandei nonyu, a fireproof insulation layer was installed on the entire inner wall using alumina mortar, and the
The temperature was raised again to 0°C. The board used was 30IIl thick.
Thermal conductivity is 0.5 kcal/m-hr-'C(a
t 350°C), it converts QzO3 (Mg
O: 3Q%, AQzOx: 8%, bending strength: 55kgf
/cm2). After heating at 500° C. for 3 hours, material A in Table 1 was sprayed with water plasma onto one wall to a thickness of 10 to 15 mm. In addition, MgO5iOz is placed on the other wall.
Coating material with added fibers (MgO-86%, S
iO□6%) was sprayed, and the temperature was raised to 1150'C.
This is case 1.

一方、3Qtonクンデイツシユにおいては一方の壁面
に上記ボードを施工し、500 ’Cに昇熱後、第1表
中のE材を溶射施工し、さらにもう一方の壁面にMgO
−CaO系材料を火炎溶射した。施工後、直ちに115
0℃まで昇温しで、事例2とした。
On the other hand, in the case of 3Qton kundishi, the above board was installed on one wall, and after heating to 500'C, material E in Table 1 was thermally sprayed, and MgO was applied to the other wall.
-CaO-based material was flame sprayed. Immediately after construction, 115
The temperature was raised to 0°C and Case 2 was obtained.

鋳込回数は各3回とし、侵食状況と介在物の析出状況を
比較した。結果を第3表にまとめて示す。
The number of castings was three times each, and the corrosion state and the precipitation state of inclusions were compared. The results are summarized in Table 3.

なお、侵食状況は、鋳込終了後侵食深さ(mm)と鋳込
18Thl (ton)の比を求め、事例1の従来例の
結果(mm/1on)を100とした指数で示した。ま
た、鋼の清浄度は、JIS G 0555により非金属
介在物量を測定した結果により表示した。
The erosion condition was expressed as an index based on the ratio of the erosion depth (mm) after the completion of casting to the pouring 18 Thl (ton), with the result of the conventional example of Case 1 (mm/1on) set as 100. Further, the cleanliness of the steel was expressed based on the results of measuring the amount of nonmetallic inclusions according to JIS G 0555.

なお、3Qtonタンデインンユでは異なる鋳込日別の
差を比較し、2,5tonタンデイノソユでは水プラズ
マ溶射の有無で差を求めた。
In addition, for the 3Q ton tanden oil, the differences between different casting dates were compared, and for the 2.5 ton tandan oil, the differences were determined depending on the presence or absence of water plasma spraying.

第3表からも明らかなように、本発明により、鉄鋼用窯
炉、詩に取鍋あるいはタンデインシュの内張り壁面に耐
食性に優れた、窯炉内面のコーティング方法、具体的に
は、溶射によって内張り耐火物を補強し、溶鋼の清浄度
を従来よりも向上させることが可能な、窯炉内面のコー
ティング方法を提供することができたことがわかる。
As is clear from Table 3, the present invention provides a method for coating the inner surface of a kiln with excellent corrosion resistance on the lining wall surface of a steel kiln, a ladle, or a tundish. It can be seen that we have been able to provide a method for coating the inner surface of a kiln, which can strengthen the steel and improve the cleanliness of molten steel compared to conventional methods.

(発明の効果) 以上のように、本発明により、コーティング施工された
窯炉は従来法に比較して、受鋼時のコーティング層の剥
離もなく、高融点のCaOのコーティング層を形成する
ことができるため、耐食性において著しく優れているこ
とが判る。また、溶射材料である耐火粉末にCa系化合
物を添加することにより付着率および付着力を向上させ
ることもできる。
(Effects of the Invention) As described above, in comparison with the conventional method, the coated furnace of the present invention does not peel off the coating layer during steel receiving, and forms a coating layer of CaO with a high melting point. It can be seen that it is extremely excellent in corrosion resistance. Furthermore, the adhesion rate and adhesion force can be improved by adding a Ca-based compound to the refractory powder that is the thermal spray material.

さらに、これにより、溶鋼の清浄度を高めることもでき
る。
Furthermore, this also makes it possible to improve the cleanliness of the molten steel.

かかる効果を有する本発明の意義は著しい。The significance of the present invention having such effects is remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は、本発明を実施して得た溶鋼受容
容器の略式断面図; 第3図は、本発明の実施例における、コーティング層の
付着率または嵩比重に及ばず壁面予熱温度の関係を示す
グラフ:および 第4図(a)および第4図(b)は、それぞれ従来の溶
鋼受容容器を示す略式断面図であり、第4図(a)は取
鍋を、また第4図(b)はタンデイツシュをそれぞれ示
す略式断面図である。
1 and 2 are schematic cross-sectional views of a molten steel receiving vessel obtained by carrying out the present invention; FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a molten steel receiving vessel obtained by carrying out the present invention; Graphs showing temperature relationships; and FIGS. 4(a) and 4(b) are schematic cross-sectional views showing conventional molten steel receiving containers, respectively, and FIG. 4(a) shows a ladle, and FIG. FIG. 4(b) is a schematic cross-sectional view showing each of the tundishes.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)溶鋼を受容する窯炉内張りにプラズマ溶射するこ
とによる窯炉内面のコーティング方法であって、予めウ
ェアの表面もしくは背面に厚さが10〜30mmである
耐火断熱層を設け、施工表面の温度が500℃以上であ
る状態で水プラズマを熱源に用いて耐火粉末を溶射する
ことを特徴とする窯炉内面のコーティング方法。
(1) A method of coating the inner surface of a kiln by plasma spraying the inner lining of a kiln that receives molten steel, in which a fireproof heat insulating layer with a thickness of 10 to 30 mm is provided on the surface or back of the ware in advance, and the surface to be coated is A method for coating the inner surface of a kiln, characterized by spraying a refractory powder using water plasma as a heat source at a temperature of 500° C. or higher.
(2)前記耐火粉末は、カルシアクリンカーもしくは石
灰石あるいはこれらの混合物に、CaF_2、CaCN
_2、CaCl_2あるいはCa(NO_3)_2の1
種もしくは2種以上のカルシウム化合物を10〜20重
量%添加してなる耐火粉末である請求項1記載の窯炉内
面のコーティング方法。
(2) The refractory powder contains calcia clinker, limestone, or a mixture thereof, CaF_2, CaCN
_2, CaCl_2 or Ca(NO_3)_2 1
2. The method for coating the inner surface of a kiln according to claim 1, wherein the refractory powder is a refractory powder containing 10 to 20% by weight of one or more calcium compounds.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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