JPS6191070A

JPS6191070A - 発熱性熱間補修材

Info

Publication number: JPS6191070A
Application number: JP21320184A
Authority: JP
Inventors: 渡部　公士; 藤崎　励; 武重　敏彦; 古賀　義春; 奥　年希; 山崎　真弘; 河田　弘
Original assignee: Taiko Refractories Co Ltd
Current assignee: Taiko Refractories Co Ltd
Priority date: 1984-10-09
Filing date: 1984-10-09
Publication date: 1986-05-09

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」本発明はコークス炉、混銑車、真空脱ガス炉、取鍋、転
炉などの窯炉および溶融金属容器に発生した局部損傷を
熱間で補修するために使用する発熱性熱間補修材に関す
るものである。

「従来の技術］従来、コークス炉、転炉などの局部損傷を補修する方法
としては、耐火性骨材に結合剤として無機バインダー（
水ガラス、リン酸塩など）を添加し、この材料を水を吹
付媒体として損傷部に吹付ける方法が行なわれている。

この方法は短時間で補修ができる、熱間での補修が可能
であるなどの利点を有して−るが、他の施工法（流し込
み法、スタンプ法など）と較べて構造体が多孔質とな９
十分な強度が得られにく≠、均質な構造体が得られにく
≠、また水を吹付媒体とするため母材煉瓦面などを急冷
してしまい母材煉瓦などの劣化や損傷を助長する危険性
を有しているｄ最近このような問題点を改良する方法として、窯炉など
の損傷部に酸素気流などを使用して粉末材料を吹付ける
いわゆる溶射吹付補修とφわれる技術が開発され、特に
水を使用することによる弊害が生ずる恐れのある構造体
の熱間補修には好適な方法である。この溶射吹付補修法
には（ａ）　　ＬＰＧ−０ゐガス炎、プラズマ炎などの
高温の火炎を使用して粉末材料を溶融または半溶融状態
として噴霧飛散させ、母材損傷部に吹付叶て溶着層を形
成させる。

（ｂ）　　発熱性粉末利得を酸素気流を用いて母材損傷
部に投射し、母材の残熱により発熱性粉末を燃焼させ、
その時に発生する熱を利用して耐火粉末を溶融させて母
材損傷部に溶着Ｉ／４．−形成させる０という２方法がある。

一般には（ａ）方法によると緻密で高強度の構造体が得
られるというメリットで広く採用されつつあるが、反…
！、種々のカス等を用いて高温火炎を発生させなけｎば
ならないため装置が大型化し、高価となり、施工に際し
ては火炎中の個体／燃料の比、火炎／粒子の相対速度、
投射距離などいろいろな溶射条件を考慮しなければなら
ないというような問題点がある。これに対し、（ｂ）方
法は（ａ）　方法のような緻密で高強度な構造体は得ら
れないか、従来の水を媒体とする吹付法に較べればより
緻密な構造体となる。しかも（ａ）方法のように高温火
炎を発生させる必要がないため、上記したような条件を
考慮しなくてもよく、装置がコンパクトで簡便に施工が
でき、上記したように粉末燃料を用いるので、設備コス
ト、戯料コストの点で非常に優れた利点を有している。

このような発熱性粉末を用いる（＋））方法としては特
公昭４９−４６３６４号公報に発熱材として金属粉末（
主としてアルミニウムやシリコンなど）を用いることが
開示されている。これは発生温度が高い利点はあるが、
危険性が高く、金が粉末の発火点以上で燃焼し始める（
例えはアルミニウムは約６５０°Ｃ前後）ため母材温度
が使用粉末の引火点より低い場合は母材表面を予熱して
おかなければならない。投射溶射層が高温度で塑性変形
しないため膨張により剥離するなどの開動を有している
。また、特開昭５６−５４２７６号公報には発熱材とし
てコークス粉を用いることが開示されている。これは大
官１ｉｔで、安全性がυ！いという利点があるが、発生
温度が低く、高温雰囲気でのみ　”投射が可能などの開
演を有している。

「発明が解決しようとする問題点」本発明は上述の如き種々の問題点を改善した発熱性熱間
補修材を得ようとするものである。

「間轡点を解決するための手順」本発明ｔｆ′ｉ５０〜１０°Ｏｔｔの粒度よりなる微粉
炭３〜１０重ｔ１ｉ％を含む耐大性粉末１００重清面に
対し、溶剤５ｆ溶分が０．２％以下のフレーク状金がア
ルミニウム粉２〜６重清面、金属シリコン粉２〜１５重
Ｉ１１％、粉末状リン酸堵および／または硼酸塩１〜４
重量係清面加し、Ｖ形ミキサーなどの容器回転形混合ゆ
で均一混合することを特徴とする発熱性熱間補修材にあ
る。

「実施例Ｊ以下本Ｍ１発明について詳細に説明する。

耐火性粉末中に配合される倣粉炭ｔ／ｉ母材の炉壁温度
が低い（炉壁温度が２５０〜６００　’Ｃ稈度ン場合の
発熱促進材であって、ｆ１１＋修位置あるいは炉壁温度
などにより配合割合は若干穴なるが、３〜１０重晴％の
添ＩＪ１１で金属アルミニウム粉を着火させるには十分
で、３重Ｔｉｔ％以下では金スアルミニウムを着火させ
るだけの発熱が得られず、１０重ｆｉ　４以上でも効果
は殆んど変わらず、かえって多量添加は、１１１１ｉ工
体に悪影響を反ぼすことがある。微粉炭としては亜炭、
喝７＜Ｑ、ｄ＋’Ａ青炭、無煙炭などが使用できる。粒
径としては条件により異なるが、着火時間、母材炉壁の
湿度などを考慮すると５０〜１００μが最も良好である
という結果を得た。

また炭質によって着大濡度が異なり、石炭化度が低い（
不純物や揮発分が多い）はど着火１品度も低く、例えば
亜炭褐炭は２５０〜３００°Ｃ１瀝青炭ＩＩ′１３５０
〜４００℃、無煙炭では４５０〜５００°Ｃである。

微粉炭を除いた耐火性粉末としては従来用大物業界で用
いられているもので、例えはボーキサイト、アルミナ、
シャモット、珪石、マグネシアなどの１種または２種以
上を適宜選択して母材材質に適応させて使用する。粉末
の最大粒径としてけリバウンドロス、溶融性などからＩ
ＸＸトド特には０．１Ｘ以下が最適である。

金属アルミニウム粉にはアトマイズ法により製造される
はぼ粒状のアトマイズアルミニウム、アルミ箔をスタン
プミル、ボールミルで粉砕して剣造されるフレーク状ア
ルミニウムかあるっ本願における金属アルミニウム粉は
発熱材として使用するもので、融点付近での反応性が大
なるものがよく、フレーク状アルミニウムはアトマイズ
アルミニウムに較べて反応性が約１０倍くらい優れてい
る。また金属アルミニウム粉には表面の酸化防止のため
にステアリン酸などの溶剤で表面被覆したものかあるが
、被覆処理していないものの引火点は６５０°Ｃ前後だ
か、被覆処理したものの引火点は３００°Ｃ前後であり
、低温度で原料保存時に自然引火する可能性が高く安全
上からは好ましくないので、ここでは被覆処理していな
いもの、即ち溶剤可溶分か０．２％以下の油脂分の非常
に少ないものかよい。粒度としては微細な程度応性が高
いが、あまり微細すぎると安全上からは好ましくないの
で４４μ以下が５５％以上、また純度としては９７％以
上あれば十分である。添加量としては２〜６重量％か最
適で、２重量％以下では発熱材としての効果が少なく、
６重量％以上では過剰発熱のため溶射された材料がゝタ
レ“を生じたり、安全上からも好ましくない。

また金属シリコン粉も発熱材として作用するもので、粒
度としては４４μ以下が５５％以上、純度としては９７
％以上あれば十分である。添加量としては２〜１５重量
％か最適で、２重量％以下では発熱材としての効果が少
なく、１５重ｆｊ１％以上では過剰発熱のため溶射され
た材料がゝタレ″′を生じたり、安全上からも好ましく
ない。

上記した金属アルミニウム粉と金属シリコン粉を次相さ
れる母材の材質によって混合割合を適宜調整して用いる
。例えば母材材質がＡムＯＪ含鳴景８５％程度の場合は
Ａｌ／　８ｉ＝　３〜２　／　１、ｋｌｚｏ３含有量３
含有量３０場程ｔｉＡｌ／５ｉ＝１／２〜３というよう
に混合する。

リン酢塩あるいは硼酸塩は接着強度場大のために添加す
るもので、溶射層と母材との接着性を高めることによっ
て剥離を防止するものである。これらは高温において溶
融ガラスを生成するが、膨張収縮の少ないものを生成す
るものが好ましく、例えばリン酸ソーダ、硼酸などがよ
い。添加量としてＦｉ１〜４重量％が最適で、１重量％
以下では十分な接着性が得られず、４重量％以上では低
融点物か増えるため好ましくない。

微粉炭を含な耐火性粉末に金属アルミニウム粉、金属シ
リコン粉、リン酸塩あるいは＠ｌ＠塩を添加して均一混
合を行なって本願発明品となすが、この材料は可燃物で
あるため、混合中に静電気、摩擦熱などで引火するため
、このような危険詐のないＶ形ミキサーなどの容器回転
形混合機で混合を行なうものとする。また、本願では反
応性の高い金属粉を使用するため製造、保存時には火気
や水との接触などにも注意しなければならない。

本願発明品を残熱のある窯炉などの損傷炉壁部に投射す
ると、材料中に混合された微粉炭が炉壁からの熱を受け
て２５０’Ｃ程度で着火発熱し、この熱で金属アルミニ
ウム粉が着火発熱して酸化しＡ　ｂ　Ｏ３となり、この
とき高熱を発生する。次にこの高熱により金属シリコン
粉が溶融を開始し、金属粉末は粘着性を発現して、耐火
性粉末の結合材として働き、接触している耐火性粉末に
熱を与えるので耐火性粉末も溶融し始める。金属粉末は
それぞれ酸化物に変化し、それ自身は高融点物となる。

このようにして投射された粉末は一体物となって強固な
溶射層を形成し、しかもこのとき発生する熱で母材表面
の材料も一部溶融して溶射層と溶着し、しかも接着剤と
して添加したリン酸塩などが溶融してガラスを生成し溶
射層と母材を強固に接着する０本発明の実鳩例および比較例の配合割合を表１に示す。

表１に示した配合物を■形ミキサーで均一に混合される
まで十分に混合を行なった。表面温度を３００°Ｃから
ｆｉｌｌ、ｉ次Ｉ　Ｑ　Ｏ’Ｃずつ上昇させた煉瓦表面
にこの粉末材料を混入させながら酸素気流を６　ｌ／ｓ
ｅｃ、で投射して何度で着火するかを調べた。また上記
で各々肴火、浴融させたものを歩１料として見掛気孔率
、接着強度、ＥＰＭＡによる断面観察を行なった。その
結果を表１に示す。

表　　　　１ネ比較例１の接着強度をＩＩＪＯとした揚台の相対指数で
示した。

「効果」以上から本発明品が従来品より潰れた特性を有すること
が明白であるが、本発明品は上記実施例のみに限定され
るものではなく、母材表面温度、母材材質に応じて椋々
適用ｕＪ　＠ｐ、、である。１４ノち上述した本発明品
は従来の発熱性溶射材と比較して、＋１）　　母材の炉
壁温度が低い（２５０〜６００℃程度）ときにも使用で
き、予熱しなくてもすむので、省エネ、省力化につなが
る。

（２）　　溶射層と母材が強固に接着しており、膨張に
よる剥；礪が防止できる。

（３）材料ロスが非常に少ない。

（４）　　従来品は適用範囲がかなり限定されていたが
、本発明品は神々の窯炉匍修に通用がｇ］綬である。っ
などの優れた特徴を有している。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）５０〜１００μの粒度よりなる微粉炭３〜１０重
量％を含む耐火性粉末１００重量％に対し、溶剤可溶分
が０．２％以下のフレーク状金属アルミニウム粉２〜６
重量％、金属シリコン粉２〜１５重量％、粉末状リン酸
塩および／または硼酸塩１〜４重量％を添加し、Ｖ形ミ
キサーなどの容器回転形混合機で均一混合することを特
徴とする発熱性熱間補修材。