噴鍍材的制作方法
【專利摘要】為了抑制鋁熱噴鍍所使用的噴鍍材的著火性及發(fā)塵性且提高粘接性，本發(fā)明在于提供下述噴鍍材，其包含耐火材料粉及金屬Si粉，將氧氣或含有氧氣的氣體作為載氣向被施工面噴吹，通過所述金屬Si粉的燃燒產(chǎn)熱而熔融附著于被施工面，其特征在于，噴鍍材整體中的金屬Si粉的含量為10質(zhì)量％以上、25質(zhì)量％以下，所述金屬Si粉的中位直徑為10μm以下，所述金屬Si粉整體中的粒度2μm以下的金屬Si粉的含量為8質(zhì)量％以下。
【專利說明】
噴鍍材
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于工業(yè)用窯爐的爐壁修補(bǔ)等的噴鍍材。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為修補(bǔ)工業(yè)用窯爐的爐壁的技術(shù)之一，已知有將包含耐火原料粉及金屬粉作為 主材的噴鍍材以氧氣或含有氧氣的氣體作為載氣向被施工面(被修補(bǔ)面)噴吹，利用金屬粉 的燃燒產(chǎn)熱使耐火原料熔融附著的鋁熱噴鍍法。
[0003] 由于這樣的用于鋁熱噴鍍的噴鍍材包含金屬粉，故而必然存在易于著火的問題， 在專利文獻(xiàn)1中提出了從噴鍍裝置的構(gòu)成面進(jìn)行防止著火的技術(shù)。然而，既然噴鍍材具有著 火性，那僅從噴鍍裝置的構(gòu)成面進(jìn)行防止著火的對策就不能說充分，期望有能夠抑制噴鍍 材自身的著火性的技術(shù)。
[0004] 為了抑制噴鍍材的著火性，已知將Al-Mg合金粉、Ca-Si合金粉等與其他金屬粉相 比著火性低的金屬Si粉作為主材使用(例如，專利文獻(xiàn)2、3)。
[0005] 此外，對于噴鍍材而言，除上述的防止著火以外，為了提高操作性，還需要抑制由 金屬粉引起的發(fā)塵，為了對被修補(bǔ)面穩(wěn)定地進(jìn)行施工，需要使粘接性(熔融附著性)提高。關(guān) 于抑制由金屬粉引起的發(fā)塵這點(diǎn)，本
【發(fā)明人】嘗試了金屬Si粉整體中包含10質(zhì)量％以上的2μ m以下的金屬Si粉的上述專利文獻(xiàn)3的噴鍍材，結(jié)果發(fā)現(xiàn)噴鍍施工時(shí)顯著產(chǎn)生由金屬Si粉引 起的發(fā)塵，操作者的視野變差，噴鍍施工非常困難。
[0006] 專利文獻(xiàn)1日本特開2013-43141號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2日本專利第4109663號公報(bào) 專利文獻(xiàn)3日本特開2005-336001號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的課題在于抑制鋁熱噴鍍所使用的噴鍍材的著火性及發(fā)塵性且 提尚粘接性。
[0008] 為了解決上述課題，本
【發(fā)明人】進(jìn)行了深入研究，結(jié)果首先從防止著火的觀點(diǎn)出發(fā)， 得到了使金屬Si粉的中位直徑變小較為有效的見解。此外，從抑制由金屬Si粉引起發(fā)塵的 觀點(diǎn)出發(fā)，得到了降低粒度2μπι以下的金屬Si粉的含量較為有效的見解。進(jìn)而，從提高粘接 性的觀點(diǎn)出發(fā)得到了下述見解：由于金屬Si粉的含量少時(shí)無法得到作為噴鍍材的必要的粘 接性，故而確定了用于提高粘接性所需的金屬Si粉的含量。
[0009] 本發(fā)明基于上述見解而完成，本發(fā)明的噴鍍材包含耐火材料粉及金屬Si粉，將氧 氣或含有氧氣的氣體作為載氣向被施工面噴吹，通過金屬Si粉的燃燒產(chǎn)熱而熔融附著于被 施工面，其特征在于，噴鍍材整體中的金屬Si粉的含量為10質(zhì)量％以上、25質(zhì)量％以下，所 述金屬Si粉的中位直徑為ΙΟμπι以下，所述金屬Si粉整體中的粒度2μηι以下的金屬Si粉的含 量為8質(zhì)量％以下。
[0010] 本發(fā)明中所述金屬Si粉的中位直徑優(yōu)選為8μπι以下。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制用于鋁熱噴鍍的噴鍍材的著火性及發(fā)塵性且提高粘接性。 即，通過使噴鍍材中的金屬Si粉的中位直徑為15μπι以下能夠抑制著火性，通過使金屬Si粉 整體中的粒度2μπι以下的金屬Si粉的含量為8質(zhì)量％以下能夠抑制發(fā)塵性。進(jìn)而，通過使金 屬Si粉的含量為10質(zhì)量％以上可得到粘接性。且，金屬Si粉的含量超過25質(zhì)量％時(shí)，即使中 位直徑減小也變得易于著火。因此，從粘接性及著火性的觀點(diǎn)出發(fā)，需要金屬Si粉的含量為 10質(zhì)量％以上、25質(zhì)量％以下。
【附圖說明】
[0012] 圖1表示根據(jù)本
【發(fā)明人】進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的金屬Si粉的中位直徑與爆炸臨界濃度的關(guān) 系。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 首先從抑制噴鍍材的著火性的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的特征在于，噴鍍材中所包含的 金屬Si粉的中位直徑為15μηι以下、更為限定的是ΙΟμπι以下。
[0014] 圖1表示根據(jù)本
【發(fā)明人】進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的金屬Si粉的中位直徑與爆炸臨界濃度的關(guān) 系。爆炸臨界濃度基于JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))Z8818在氧氣氣氛下測定。通過超聲波均質(zhì)器使 試樣(金屬Si粉)分散并用激光衍射散射式粒度分布儀來測定中位直徑。中位直徑相當(dāng)于通 過該測定所得到的粒度的累積分布(體積分布)的中位累積值(d50)。
[0015] 如圖1所示，可知當(dāng)金屬Si粉的中位直徑為15μπι以下時(shí)，爆炸臨界濃度急劇增高而 難以著火。根據(jù)以往的技術(shù)常識，預(yù)測使金屬Si粉的中位直徑變小時(shí)，反而變得易于著火， 但在本
【發(fā)明人】的實(shí)驗(yàn)中得到了與該預(yù)測相反的見解。推測這是由于金屬Si粉的中位直徑為 15μπι以下時(shí)，因微細(xì)的金屬Si粉凝集而形成擬似粒子，故而表觀粒徑變大，金屬Si粉的活性 降低。
[0016] 認(rèn)為即使在實(shí)際的噴鍍施工中，因金屬Si粉在被載氣運(yùn)送時(shí)，中位直徑為15μπι以 下的金屬Si粉凝集而形成擬似粒子且活性降低，從而可抑制著火性。另一方面，在噴鍍施工 中金屬Si粉的活性降低會給對被施工面的粘接性(熔融附著性)帶來不利影響。然而，在本 發(fā)明中，由于金屬Si粉原本是中位直徑為15μπι以下的微細(xì)粒子，即使在通過載氣的運(yùn)送中 形成粗大的擬似粒子，因向被施工面的噴吹(碰撞）引起的沖擊也分離成一個(gè)個(gè)微細(xì)的金屬 Si粉，其活性無論怎樣均可得到發(fā)揮。這樣一來本發(fā)明可達(dá)到下述一石二鳥的效果，通過使 金屬Si粉的中位直徑為15μπι以下，可抑制噴鍍材的著火性，且還可提高對被施工面的粘接 性(熔融附著性）。
[0017] 此外，從抑制噴鍍材的發(fā)塵性的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的特征在于，金屬Si粉整體中的 粒度2μπι以下的金屬Si粉的含量為8質(zhì)量％以下。這是基于下述本
【發(fā)明人】的新見解，為了抑 制噴鍍材的發(fā)塵性，降低粒度2wii以下的金屬Si粉的含量較為有效。即，即使金屬Si粉的中 位直徑變小，通過使粒度2μπι以下的含量為8質(zhì)量％以下也可抑制發(fā)塵性。
[0018] 在本發(fā)明中，噴鍍材整體中的金屬Si粉的含量為10質(zhì)量％以上、25質(zhì)量％以下。金 屬Si粉的含量小于10質(zhì)量％時(shí)，無法得到作為噴鍍材的必要的粘接性(熔融附著性），超過 25質(zhì)量％時(shí)，即使中位直徑變小也變得易于著火。
[0019] 在本發(fā)明的噴鍍材中，金屬Si粉以外的剩余部分主要由非金屬的耐火材料粉構(gòu) 成。非金屬的耐火材料粉的材質(zhì)可與現(xiàn)有的噴鍍材所使用的耐火材料粉為相同材質(zhì)，例如， 可列舉選自二氧化硅粉、氧化鎂粉、氧化鋁粉、硅酸鋁粉、硅酸鎂粉、鋁鎂粉、鋁尖晶石粉、氧 化鈣粉、硅酸鈣粉等中的一種或兩種以上的組合。上述耐火材料粉的粒度構(gòu)成也可根據(jù)現(xiàn) 有的噴鍍材來適當(dāng)調(diào)整。
[0020] 在本發(fā)明中，作為金屬粉的主材使用金屬Si粉，在金屬Si粉以外的剩余部分中，除 非金屬的耐火材料粉以外，作為用于提高產(chǎn)熱性的助燃劑，還可少量添加 A1粉、Al-Mg合金 粉、Mg粉、Fe-Si合金粉、Ca-Si合金粉等的金屬Si粉以外的金屬粉(在噴鍍材整體中最多為1 質(zhì)量％ )。進(jìn)而，作為助燃劑，在不對噴鍍材的物性帶來影響的范圍內(nèi)（例如，在噴鍍材整體 中小于2質(zhì)量％ )，還可添加樹脂、瀝青等在可氧氣氣氛下燃燒的有機(jī)類粉末。 實(shí)施例
[0021] 表1同時(shí)表示本發(fā)明的噴鍍材的實(shí)施例與對比例。在本實(shí)施例中，作為非金屬的耐 火材料粉，使用二氧化硅粉。作為二氧化硅粉，可列舉天然石英粉、熔融二氧化硅粉、硅砂、 硅石粉或者以上述成分為主體的耐火物粉等。
[0022] 表 1
[0023] 將各例的噴鍍材噴鍍施工于作為被施工面的磚表面，并對其噴鍍施工時(shí)著火的有 無、發(fā)塵性及噴鍍后與磚的粘接性(熔融附著性)進(jìn)行評價(jià)。
[0024]噴鍍施工使用通常的噴鍍裝置，通過安裝于釜底部的帶式供料器(Tape Feeder) 將噴鍍材運(yùn)出，用氧氣運(yùn)送并從噴嘴尖端朝向磚表面噴吹。噴鍍材（粉體）的供給速度為 60kg/h，磚表面與噴嘴尖端的距離為80mm，每1次將3kg的噴鍍材噴吹到磚表面。
[0025] 噴鍍施工時(shí)對著火的有無如下進(jìn)行評價(jià)，將上述的噴鍍施工反復(fù)進(jìn)行100次，著火 的發(fā)生為0次時(shí)記為◎，1次時(shí)記為〇，2次時(shí)記為Λ，3次以上時(shí)記為X。
[0026] 發(fā)塵性如下進(jìn)行評價(jià)，噴鍍施工時(shí)幾乎不發(fā)塵且視野良好時(shí)記為◎，少許發(fā)塵但 視野良好時(shí)記為?，有發(fā)塵、視野有點(diǎn)差但施工沒有問題時(shí)記為Λ，有發(fā)塵、視野差、無法施 工時(shí)記為X。
[0027] 與磚的粘接性如下進(jìn)行評價(jià)，將通過打擊施工體而取下時(shí)，與磚一同損壞的情況 記為◎，將外觀上沒有發(fā)現(xiàn)粘接不良，通過打擊施工體而要取下時(shí)，從粘接界面剝落的情況 記為?，將發(fā)現(xiàn)外觀上有部分剝離的部位的情況記為Λ，將外觀上顯著粘接不良的情況記 為X 〇
[0028] 在上述任一個(gè)評價(jià)中，按照?、〇、八、X的順序來表示評價(jià)結(jié)果變差。綜合評價(jià)與 上述任一評價(jià)中評價(jià)結(jié)果最差的相一致。例如，在任一評價(jià)中，若?為最差的結(jié)果則綜合評 價(jià)為?，若Λ為最差的結(jié)果則綜合評價(jià)為Λ，若X為最差的結(jié)果則綜合評價(jià)為X。在綜合評 價(jià)中，Λ以上的評價(jià)為合格，X的評價(jià)為不合格。
[0029] 表1的各實(shí)施例中的任一個(gè)均在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在綜合評價(jià)中可得到Λ以上的 評價(jià)。
[0030] 相對于此，由于對比例1的金屬Si粉的含量過少，故而與磚的粘接性差。由于對比 例2的金屬Si粉的含量過多，故而易于著火。由于對比例3、4的金屬Si粉的中位直徑過大，故 而易于著火。
[0031 ]在此，金屬Si粉的中位直徑為15μπι的參考例4、5的綜合評價(jià)為Λ，相對于此，由于 金屬Si粉的中位直徑為ΙΟμπι的實(shí)施例6~8的綜合評價(jià)為〇，8μπι以下的實(shí)施例1~3、9的綜 合評價(jià)為◎，故而可以說優(yōu)選金屬Si粉的中位直徑為10Μ1以下，更優(yōu)選8μπι以下。
[0032]此外，參考例5為金屬Si粉整體中的粒度2μπι以下的含量為8質(zhì)量％的例子，發(fā)塵性 的評價(jià)為Λ。且，實(shí)施例7的金屬Si粉整體中的粒度2μπι以下的含量與參考例5相同均為8質(zhì) 量％，發(fā)塵性的評價(jià)?。這是由于實(shí)施例7與參考例5相比金屬Si粉的含量高，故而噴鍍材的 粘接性(熔融附著性)增高所致。另一方面，金屬Si粉整體中的粒度2μπι以下的含量為10質(zhì) 量％的對比例2的發(fā)塵性評價(jià)為X。綜合考慮以上內(nèi)容，可以說為了抑制噴鍍材的發(fā)塵性， 需要金屬Si粉整體中的粒度2μπι以下的含量為8質(zhì)量％以下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種噴鍍材，其包含耐火材料粉及金屬Si粉，將氧氣或含有氧氣的氣體作為載氣向 被施工面噴吹，通過所述金屬Si粉的燃燒產(chǎn)熱而熔融附著于被施工面，其特征在于， 噴鍍材整體中的金屬Si粉的含量為10質(zhì)量％以上、25質(zhì)量％以下， 所述金屬Si粉的中位直徑為ΙΟμπι以下， 所述金屬Si粉整體中的粒度2μπι以下的金屬Si粉的含量為8質(zhì)量％以下。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴鍍材，其特征在于，所述金屬Si粉的中位直徑為8μπι以下。
【文檔編號】C04B41/87GK105940136SQ201480074520
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年11月7日
【發(fā)明人】本田和寬, 松井泰次郎
【申請人】黑崎播磨株式會社