JPH0437030B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0437030B2 JPH0437030B2 JP63091100A JP9110088A JPH0437030B2 JP H0437030 B2 JPH0437030 B2 JP H0437030B2 JP 63091100 A JP63091100 A JP 63091100A JP 9110088 A JP9110088 A JP 9110088A JP H0437030 B2 JPH0437030 B2 JP H0437030B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clinker
- alumina
- spinel
- magnesia
- calcined alumina
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Ceramic Products (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、工業窯炉の内張り補修に使用する火
炎溶射材に関する。
（従来の技術）
転炉、真空脱ガス炉、取鍋、タンデツシユなど
の工業窯炉の内張りを補修し、炉寿命を延長する
ことが行なわれている。その補修方法の一つとし
て近年開発された火炎溶射法は、耐火粉末を火炎
で溶融しつつ吹付けるもので、泥しよう状の耐火
物を吹き付ける従来方法に比べて、補修層組織の
緻密性、強度が格段に優れている。
この火炎溶射法に使用する溶射材として、マグ
ネシア質溶射材（例えば特公昭59−6249号公報）
アルミナ質溶射材などが知られている。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、マグネシア質は耐蝕性に優れるが、耐
スポーリング性に劣り、アルミナ質は逆に耐スポ
ーリング性に優れるが耐蝕性に劣る。これら従来
の材質には、一長一短があり、十分な補修効果が
得られなかつた。
本発明は、上記欠点のない耐蝕性、耐スポーリ
ング性を兼ね備えた火炎溶射材を提供することを
目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明者らはまず、アルミナとマグネシアとの
組み合せを考えた。しかし、こうして得られるア
ルミナ−マグネシア質溶射材は、耐スポーリング
性には問題ないが、溶射体組織のぜい弱化で耐蝕
性に劣る。これは、アルミナとマグネシアとが反
応してスピネルを生成し、そのスピネル生成の際
の容積膨張が原因と思われる。
そこで本発明者らはさらに検討を重ねた結果、
軽焼アルミナとスピネルクリンカーとを特定の割
合で組み合せた材質が良好な結果を示すことを知
り、本発明を完成するに至つたものである。
すなわち、本発明の第１発明は、軽焼アルミナ
25〜95wt％、MgO−Al2O3系スピネルクリンカ
ー５〜75wt％よりなることを特徴とした火炎溶
射材である。
ところで、上記第１発明の材質は、軽焼アルミ
ナの使用で溶融性が向上するので、火炎中への溶
射材投入の速度が遅い場合には、溶融過度になつ
て、溶射体表面部が発泡現象でその表面は多孔質
化する。
第２発明は、第１発明の効果に加え、発泡現象
を押えたもので、軽焼アルミナ25〜95wt％、
MgO−Al2O3系スピネルクリンカー５〜75wt％、
マグネシアクリンカー30wt％以下よりなること
を特徴とした火炎溶射材である。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明で使用する軽焼アルミナ（仮焼アルミナ
と称されることもある。）は、多孔質で火炎熱流
が浸透しやすいためか溶射材の溶融性に寄与す
る。
その製造方法は、周知のとおり、バイヤー法に
よる水酸化アルミニウムを1000〜1500℃程度で焼
成して得る。この軽焼アルミナに適当なバインダ
ーを加えて2000℃程度で焼成される焼成アルミ
ナ、あるいは軽焼アルミナを電気炉で溶融して製
造される電融アルミナなどとは、同じアルミナで
あつても製造法、組織などの相違から明確に区別
される。
MgO−Al2O3系スピネルクリンカー（以下スピ
ネルクリンカー）の使用は、塩基性耐火材がもつ
耐蝕性に加え、前記軽焼アルミナとの組み合せに
おいて膨張がないため、緻密かつ強度に優れた溶
射体組織が得られる。このスピネルクリンカーは
電融品、あるいは1650℃程度以上で焼成される焼
結品とする。又化学成分値としては、特に限定す
るものではないが、例えばAl2O370〜75wt％、
MgO25〜30％wt％である。
軽焼アルミナ、スピネルクリンカーの割合は合
量で100wt％において、軽焼アルミナが25wt％未
満でスピネルクリンカーが75wt％を越えると、
溶融性に劣り、付着率、溶射体組織の緻密性など
が不十分となる。また耐スポーリング性も劣る。
一方軽焼アルミナが95wt％を越え、スピネルク
リンカーが5wt％未満では耐蝕性に劣る。さらに
好ましい範囲は、軽焼アルミナ40〜90wt％、ス
ピネルクリンカー10〜60wt％である。
第２発明で使用するマグネシアクリンカーは、
溶射体組織に見られる発泡現象を防止する役割を
もつ。
天然マグネシアクリンカー、海水マグネシアク
リンカー、電融マグネシアクリンカーのいずれで
もよい。軽焼アルミナ、スピネルクリンカー、マ
グネシアクリンカーの合量が100wt％において、
このマグネシアクリンカーの割合は30wt％以下
である。軽焼アルミナのAl2O3成分と反応して
MgO−Al2O3系スピネルを生成するためか、その
添加量が30wt％を越えると溶射体組織に陛張が
見られる。最も効果的な割合は、３〜20wt％で
ある。
以上の軽焼アルミナ、スピネルクリンカー、マ
グネシアクリンカーの粒度は特に限定されるもの
ではなく、火炎溶射材として好適な例えば粒径１
mm以下、平均粒径50〜500μｍとする。また粒子
径は球形、非球形を問わない。
本発明は以上の各配合物以外にも、本発明の効
果を阻害しない範囲で、火炎溶射材の配合物とし
ての公知である例えばコークス粉、各種金属粉、
スラグ粉、又本発明で必須要件とした以外の耐火
物粉などを適量添加してもよい。
溶射補修においては、常法どおり、プロパン−
O2、アセチレン−O2、灯油−O2などから発生さ
せた高温火炎中に、溶射材を一定速度で投入す
る。
溶射材は高温火炎で溶融または半溶融状態とな
り、被補修面に付着し、炉の耐火物内張りが補修
される。
（作用・効果）
本発明によれば、耐蝕性、耐スポーリング性を
兼ね備えた火炎溶射材を得ることができる。後述
する比較例に示すように、アルミナ質は耐蝕性に
劣り、マグネシア質は耐スポーリング性に劣る。
また、この両材質を組み合せたアルミナ−マグネ
シア質は溶射体の膨張が原因で組織、強度が十分
でなく、結局は耐蝕性に劣る。
これに対して、本発明の実施例では、溶射体の
膨張が見られず、耐蝕性、耐スポーリング性の効
果がいかんなく発揮され、この溶射材を使用した
ことによる補修の効果はきわめて大きい。
本発明が良好な結果を示すには、つぎの理由か
らと想像される。すなわち、例えばアルミナにマ
グネシアを組み合せたものでは、溶射による高温
下でスピネル（MgO−Al2O3）が生成し、それが
原因で溶射体は体積膨張をきたし、組織強度が低
下するが、本発明のように最初からスピネルクリ
ンカーの組み合せでは使用中にスピネルの生成が
ないので体積膨張の問題もない。
一方、第２発明でマグネシアクリンカーの添加
は、溶射体組織の発泡を防止する効果をもつ。こ
れはマグネシアクリンカーが軽焼アルミナ、スピ
ネルクリンカーに比べて点が高く、溶射中に完全
に溶融されずに溶射材中に存在することで、発泡
を押えるためと思われる。
したがつて、本発明の溶射材を使用した火炎溶
射補修によれば炉寿命が格段に向上し、材料費の
節約、炉稼動率の向上、補修工数の低減など、そ
の効果はきわめて大きいものがある。
（実施例）
本発明実施例とその比較例を示す。第１表は各
例で使用した配合物の化学成分とその粒度、第２
表は各例の配合組成物と試験結果である。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a flame spray material used for repairing the lining of industrial furnaces. (Prior Art) The linings of industrial furnaces such as converters, vacuum degassing furnaces, ladles, and tundishes are repaired to extend the life of the furnace. The flame spraying method, which has been developed in recent years as one of the repair methods, sprays refractory powder while melting it with flame. Extremely strong strength. As a spraying material used in this flame spraying method, a magnesia spraying material (for example, Japanese Patent Publication No. 59-6249) is used.
Alumina sprayed materials are known. (Problems to be Solved by the Invention) However, magnesia has excellent corrosion resistance but poor spalling resistance, and alumina has excellent spalling resistance but poor corrosion resistance. These conventional materials have advantages and disadvantages, and have not been able to provide sufficient repair effects. An object of the present invention is to provide a flame spraying material that has both corrosion resistance and spalling resistance without the above-mentioned drawbacks. (Means for Solving the Problems) The present inventors first considered a combination of alumina and magnesia. However, the alumina-magnesia sprayed material thus obtained has no problem in spalling resistance, but is inferior in corrosion resistance due to the weakened structure of the sprayed material. This is thought to be due to the reaction between alumina and magnesia to produce spinel, and the volume expansion during spinel production. Therefore, as a result of further investigation, the present inventors found that
The present invention was completed based on the knowledge that a material combining light calcined alumina and spinel clinker in a specific ratio shows good results. That is, the first invention of the present invention is that light calcined alumina
This is a flame spraying material characterized by comprising 25 to 95 wt% and 5 to 75 wt% of MgO- Al2O3 - based spinel clinker. By the way, the meltability of the material of the first invention is improved by using lightly calcined alumina, so if the rate of injection of the spraying material into the flame is slow, it will melt excessively and the surface of the sprayed body will foam. This phenomenon causes the surface to become porous. The second invention, in addition to the effects of the first invention, suppresses the foaming phenomenon.
MgO-Al 2 O 3 -based spinel linker 5-75wt%,
It is a flame spraying material characterized by comprising 30wt% or less of magnesia clinker. The present invention will be explained in more detail below. Lightly calcined alumina (sometimes referred to as calcined alumina) used in the present invention contributes to the meltability of the thermal spray material, probably because it is porous and easily penetrated by flame heat flow. As is well known, the manufacturing method is to sinter aluminum hydroxide at about 1000 to 1500°C using the Bayer process. Calcined alumina, which is produced by adding an appropriate binder to this light-calcined alumina and firing it at around 2000℃, or fused alumina, which is produced by melting light-calcined alumina in an electric furnace, is different from the production method even though it is the same alumina. , clearly distinguished from differences in organization, etc. The use of MgO-Al 2 O 3 -based spinel clinker (hereinafter referred to as spinel clinker) not only has the corrosion resistance of a basic refractory material, but also does not expand when combined with the above-mentioned lightly calcined alumina, making it possible to create a dense and strong thermal sprayed body. tissue is obtained. This spinel clinker is an electrofused product or a sintered product fired at a temperature of about 1650°C or higher. In addition, the chemical component value is not particularly limited, but for example, Al 2 O 3 70 to 75 wt%,
MgO25~30%wt%. The total proportion of light-burnt alumina and spinel clinker is 100wt%, and if light-burnt alumina is less than 25wt% and spinel clinker exceeds 75wt%,
The meltability is poor, and the adhesion rate and density of the sprayed body structure are insufficient. It also has poor spalling resistance.
On the other hand, if the light calcined alumina content exceeds 95wt% and the spinel clinker content is less than 5wt%, the corrosion resistance will be poor. A more preferable range is 40 to 90 wt% of light calcined alumina and 10 to 60 wt% of spinel clinker. The magnesia clinker used in the second invention is
It has the role of preventing the foaming phenomenon seen in the thermal spray material structure. Any of natural magnesia clinker, seawater magnesia clinker, and electrofused magnesia clinker may be used. When the total amount of light calcined alumina, spinel clinker, and magnesia clinker is 100wt%,
The proportion of this magnesia clinker is 30wt% or less. Reacts with the Al 2 O 3 component of light calcined alumina
Possibly because MgO-Al 2 O 3 spinel is produced, if the amount added exceeds 30 wt%, bulges are seen in the structure of the thermally sprayed body. The most effective proportion is between 3 and 20 wt%. The particle size of the above-mentioned lightly calcined alumina, spinel clinker, and magnesia clinker is not particularly limited.
mm or less, with an average particle size of 50 to 500 μm. Moreover, the particle size does not matter whether it is spherical or non-spherical. In addition to the above-mentioned compositions, the present invention also includes compounds known as compositions for flame spraying materials, such as coke powder, various metal powders, and
Appropriate amounts of slag powder, refractory powder, etc. other than those specified as essential in the present invention may be added. As usual, propane is used for thermal spray repair.
Thermal spray material is introduced at a constant speed into a high-temperature flame generated from O 2 , acetylene-O 2 , kerosene-O 2 , etc. The thermal spray material becomes molten or semi-molten in the high-temperature flame and adheres to the surface to be repaired, repairing the refractory lining of the furnace. (Action/Effect) According to the present invention, a flame sprayed material having both corrosion resistance and spalling resistance can be obtained. As shown in the comparative examples described below, alumina has poor corrosion resistance, and magnesia has poor spalling resistance.
Furthermore, the alumina-magnesia material, which is a combination of these two materials, does not have sufficient structure and strength due to the expansion of the thermally sprayed material, and is ultimately inferior in corrosion resistance. On the other hand, in the examples of the present invention, no expansion of the sprayed material was observed, and the effects of corrosion resistance and spalling resistance were fully exhibited, and the repair effect of using this sprayed material was extremely large. . The reason why the present invention shows good results is considered to be due to the following reasons. For example, in the case of a combination of alumina and magnesia, spinel (MgO-Al 2 O 3 ) is generated under high temperatures during thermal spraying, which causes the thermal sprayed body to expand in volume and reduce its structural strength. With the combination of spinel clinkers from the beginning as in the invention, no spinel is generated during use, so there is no problem of volumetric expansion. On the other hand, in the second invention, the addition of magnesia clinker has the effect of preventing foaming of the thermal sprayed structure. This seems to be because magnesia clinker has a higher score than lightly calcined alumina and spinel clinker, and is present in the thermal spray material without being completely melted during thermal spraying, suppressing foaming. Therefore, flame spraying repair using the thermal spraying material of the present invention can significantly extend the life of the furnace, and have extremely large effects such as saving material costs, improving furnace operation rate, and reducing repair man-hours. be. (Example) Examples of the present invention and comparative examples thereof will be shown. Table 1 shows the chemical composition of the formulation used in each example, its particle size, and
The table shows the formulation composition and test results for each example.
【表】【table】
【表】【table】
Claims (1)
スピネルクリンカー５〜75wt％よりなることを
特徴とした火炎溶射材。 ２ 軽焼アルミナ25〜95wt％、MgO−Al2O3ス
ピネルクリンカー５〜75wt％、マグネシアクリ
ンカー30wt％以下よりなることを特徴とした火
炎溶射材。[Scope of Claims] 1. A flame spraying material comprising 25 to 95 wt% of lightly calcined alumina and 5 to 75 wt% of MgO-Al 2 O 3 spinel clinker. 2. A flame spray material characterized by comprising 25 to 95 wt% of lightly calcined alumina, 5 to 75 wt% of MgO-Al 2 O 3 spinel clinker, and 30 wt% or less of magnesia clinker.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63091100A JPH01264976A (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | Flame spraying material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63091100A JPH01264976A (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | Flame spraying material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264976A JPH01264976A (en) | 1989-10-23 |
| JPH0437030B2 true JPH0437030B2 (en) | 1992-06-18 |
Family
ID=14017100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63091100A Granted JPH01264976A (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | Flame spraying material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01264976A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06629A (en) * | 1991-02-20 | 1994-01-11 | Nippon Steel Corp | Hollow refractory for molten metal container with induction heating device |
| JP2774405B2 (en) * | 1991-12-10 | 1998-07-09 | 黒崎窯業株式会社 | Thermal spray material containing metal powder |
-
1988
- 1988-04-13 JP JP63091100A patent/JPH01264976A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01264976A (en) | 1989-10-23 |
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