喷镀材的制作方法
【专利摘要】为了抑制铝热喷镀所使用的喷镀材的着火性及发尘性且提高粘接性，本发明在于提供下述喷镀材，其包含耐火材料粉及金属Si粉，将氧气或含有氧气的气体作为载气向被施工面喷吹，通过所述金属Si粉的燃烧产热而熔融附着于被施工面，其特征在于，喷镀材整体中的金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下，所述金属Si粉的中位直径为10μm以下，所述金属Si粉整体中的粒度2μm以下的金属Si粉的含量为8质量％以下。
【专利说明】
喷镀材
技术领域
[0001] 本发明涉及用于工业用窑炉的炉壁修补等的喷镀材。
【背景技术】
[0002] 作为修补工业用窑炉的炉壁的技术之一，已知有将包含耐火原料粉及金属粉作为 主材的喷镀材以氧气或含有氧气的气体作为载气向被施工面(被修补面)喷吹，利用金属粉 的燃烧产热使耐火原料熔融附着的铝热喷镀法。
[0003] 由于这样的用于铝热喷镀的喷镀材包含金属粉，故而必然存在易于着火的问题， 在专利文献1中提出了从喷镀装置的构成面进行防止着火的技术。然而，既然喷镀材具有着 火性，那仅从喷镀装置的构成面进行防止着火的对策就不能说充分，期望有能够抑制喷镀 材自身的着火性的技术。
[0004] 为了抑制喷镀材的着火性，已知将Al-Mg合金粉、Ca-Si合金粉等与其他金属粉相 比着火性低的金属Si粉作为主材使用(例如，专利文献2、3)。
[0005] 此外，对于喷镀材而言，除上述的防止着火以外，为了提高操作性，还需要抑制由 金属粉引起的发尘，为了对被修补面稳定地进行施工，需要使粘接性(熔融附着性)提高。关 于抑制由金属粉引起的发尘这点，本
【发明人】尝试了金属Si粉整体中包含10质量％以上的2μ m以下的金属Si粉的上述专利文献3的喷镀材，结果发现喷镀施工时显著产生由金属Si粉引 起的发尘，操作者的视野变差，喷镀施工非常困难。
[0006] 专利文献1日本特开2013-43141号公报 专利文献2日本专利第4109663号公报 专利文献3日本特开2005-336001号公报
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的课题在于抑制铝热喷镀所使用的喷镀材的着火性及发尘性且 提尚粘接性。
[0008] 为了解决上述课题，本
【发明人】进行了深入研究，结果首先从防止着火的观点出发， 得到了使金属Si粉的中位直径变小较为有效的见解。此外，从抑制由金属Si粉引起发尘的 观点出发，得到了降低粒度2μπι以下的金属Si粉的含量较为有效的见解。进而，从提高粘接 性的观点出发得到了下述见解：由于金属Si粉的含量少时无法得到作为喷镀材的必要的粘 接性，故而确定了用于提高粘接性所需的金属Si粉的含量。
[0009] 本发明基于上述见解而完成，本发明的喷镀材包含耐火材料粉及金属Si粉，将氧 气或含有氧气的气体作为载气向被施工面喷吹，通过金属Si粉的燃烧产热而熔融附着于被 施工面，其特征在于，喷镀材整体中的金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下，所 述金属Si粉的中位直径为ΙΟμπι以下，所述金属Si粉整体中的粒度2μηι以下的金属Si粉的含 量为8质量％以下。
[0010] 本发明中所述金属Si粉的中位直径优选为8μπι以下。
[0011] 根据本发明，能够抑制用于铝热喷镀的喷镀材的着火性及发尘性且提高粘接性。 即，通过使喷镀材中的金属Si粉的中位直径为15μπι以下能够抑制着火性，通过使金属Si粉 整体中的粒度2μπι以下的金属Si粉的含量为8质量％以下能够抑制发尘性。进而，通过使金 属Si粉的含量为10质量％以上可得到粘接性。且，金属Si粉的含量超过25质量％时，即使中 位直径减小也变得易于着火。因此，从粘接性及着火性的观点出发，需要金属Si粉的含量为 10质量％以上、25质量％以下。
【附图说明】
[0012] 图1表示根据本
【发明人】进行的实验的金属Si粉的中位直径与爆炸临界浓度的关 系。
【具体实施方式】
[0013] 首先从抑制喷镀材的着火性的观点出发，本发明的特征在于，喷镀材中所包含的 金属Si粉的中位直径为15μηι以下、更为限定的是ΙΟμπι以下。
[0014] 图1表示根据本
【发明人】进行的实验的金属Si粉的中位直径与爆炸临界浓度的关 系。爆炸临界浓度基于JIS(日本工业标准)Z8818在氧气气氛下测定。通过超声波均质器使 试样(金属Si粉)分散并用激光衍射散射式粒度分布仪来测定中位直径。中位直径相当于通 过该测定所得到的粒度的累积分布(体积分布)的中位累积值(d50)。
[0015] 如图1所示，可知当金属Si粉的中位直径为15μπι以下时，爆炸临界浓度急剧增高而 难以着火。根据以往的技术常识，预测使金属Si粉的中位直径变小时，反而变得易于着火， 但在本
【发明人】的实验中得到了与该预测相反的见解。推测这是由于金属Si粉的中位直径为 15μπι以下时，因微细的金属Si粉凝集而形成拟似粒子，故而表观粒径变大，金属Si粉的活性 降低。
[0016] 认为即使在实际的喷镀施工中，因金属Si粉在被载气运送时，中位直径为15μπι以 下的金属Si粉凝集而形成拟似粒子且活性降低，从而可抑制着火性。另一方面，在喷镀施工 中金属Si粉的活性降低会给对被施工面的粘接性(熔融附着性)带来不利影响。然而，在本 发明中，由于金属Si粉原本是中位直径为15μπι以下的微细粒子，即使在通过载气的运送中 形成粗大的拟似粒子，因向被施工面的喷吹(碰撞）引起的冲击也分离成一个个微细的金属 Si粉，其活性无论怎样均可得到发挥。这样一来本发明可达到下述一石二鸟的效果，通过使 金属Si粉的中位直径为15μπι以下，可抑制喷镀材的着火性，且还可提高对被施工面的粘接 性(熔融附着性）。
[0017] 此外，从抑制喷镀材的发尘性的观点出发，本发明的特征在于，金属Si粉整体中的 粒度2μπι以下的金属Si粉的含量为8质量％以下。这是基于下述本
【发明人】的新见解，为了抑 制喷镀材的发尘性，降低粒度2wii以下的金属Si粉的含量较为有效。即，即使金属Si粉的中 位直径变小，通过使粒度2μπι以下的含量为8质量％以下也可抑制发尘性。
[0018] 在本发明中，喷镀材整体中的金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下。金 属Si粉的含量小于10质量％时，无法得到作为喷镀材的必要的粘接性(熔融附着性），超过 25质量％时，即使中位直径变小也变得易于着火。
[0019] 在本发明的喷镀材中，金属Si粉以外的剩余部分主要由非金属的耐火材料粉构 成。非金属的耐火材料粉的材质可与现有的喷镀材所使用的耐火材料粉为相同材质，例如， 可列举选自二氧化硅粉、氧化镁粉、氧化铝粉、硅酸铝粉、硅酸镁粉、铝镁粉、铝尖晶石粉、氧 化钙粉、硅酸钙粉等中的一种或两种以上的组合。上述耐火材料粉的粒度构成也可根据现 有的喷镀材来适当调整。
[0020] 在本发明中，作为金属粉的主材使用金属Si粉，在金属Si粉以外的剩余部分中，除 非金属的耐火材料粉以外，作为用于提高产热性的助燃剂，还可少量添加 A1粉、Al-Mg合金 粉、Mg粉、Fe-Si合金粉、Ca-Si合金粉等的金属Si粉以外的金属粉(在喷镀材整体中最多为1 质量％ )。进而，作为助燃剂，在不对喷镀材的物性带来影响的范围内（例如，在喷镀材整体 中小于2质量％ )，还可添加树脂、沥青等在可氧气气氛下燃烧的有机类粉末。 实施例
[0021] 表1同时表示本发明的喷镀材的实施例与对比例。在本实施例中，作为非金属的耐 火材料粉，使用二氧化硅粉。作为二氧化硅粉，可列举天然石英粉、熔融二氧化硅粉、硅砂、 硅石粉或者以上述成分为主体的耐火物粉等。
[0022] 表 1
[0023] 将各例的喷镀材喷镀施工于作为被施工面的砖表面，并对其喷镀施工时着火的有 无、发尘性及喷镀后与砖的粘接性(熔融附着性)进行评价。
[0024]喷镀施工使用通常的喷镀装置，通过安装于釜底部的带式供料器(Tape Feeder) 将喷镀材运出，用氧气运送并从喷嘴尖端朝向砖表面喷吹。喷镀材（粉体）的供给速度为 60kg/h，砖表面与喷嘴尖端的距离为80mm，每1次将3kg的喷镀材喷吹到砖表面。
[0025] 喷镀施工时对着火的有无如下进行评价，将上述的喷镀施工反复进行100次，着火 的发生为0次时记为◎，1次时记为〇，2次时记为Λ，3次以上时记为X。
[0026] 发尘性如下进行评价，喷镀施工时几乎不发尘且视野良好时记为◎，少许发尘但 视野良好时记为?，有发尘、视野有点差但施工没有问题时记为Λ，有发尘、视野差、无法施 工时记为X。
[0027] 与砖的粘接性如下进行评价，将通过打击施工体而取下时，与砖一同损坏的情况 记为◎，将外观上没有发现粘接不良，通过打击施工体而要取下时，从粘接界面剥落的情况 记为?，将发现外观上有部分剥离的部位的情况记为Λ，将外观上显著粘接不良的情况记 为X 〇
[0028] 在上述任一个评价中，按照?、〇、八、X的顺序来表示评价结果变差。综合评价与 上述任一评价中评价结果最差的相一致。例如，在任一评价中，若?为最差的结果则综合评 价为?，若Λ为最差的结果则综合评价为Λ，若X为最差的结果则综合评价为X。在综合评 价中，Λ以上的评价为合格，X的评价为不合格。
[0029] 表1的各实施例中的任一个均在本发明的范围内，在综合评价中可得到Λ以上的 评价。
[0030] 相对于此，由于对比例1的金属Si粉的含量过少，故而与砖的粘接性差。由于对比 例2的金属Si粉的含量过多，故而易于着火。由于对比例3、4的金属Si粉的中位直径过大，故 而易于着火。
[0031 ]在此，金属Si粉的中位直径为15μπι的参考例4、5的综合评价为Λ，相对于此，由于 金属Si粉的中位直径为ΙΟμπι的实施例6~8的综合评价为〇，8μπι以下的实施例1~3、9的综 合评价为◎，故而可以说优选金属Si粉的中位直径为10Μ1以下，更优选8μπι以下。
[0032]此外，参考例5为金属Si粉整体中的粒度2μπι以下的含量为8质量％的例子，发尘性 的评价为Λ。且，实施例7的金属Si粉整体中的粒度2μπι以下的含量与参考例5相同均为8质 量％，发尘性的评价?。这是由于实施例7与参考例5相比金属Si粉的含量高，故而喷镀材的 粘接性(熔融附着性)增高所致。另一方面，金属Si粉整体中的粒度2μπι以下的含量为10质 量％的对比例2的发尘性评价为X。综合考虑以上内容，可以说为了抑制喷镀材的发尘性， 需要金属Si粉整体中的粒度2μπι以下的含量为8质量％以下。
【主权项】
1. 一种喷镀材，其包含耐火材料粉及金属Si粉，将氧气或含有氧气的气体作为载气向 被施工面喷吹，通过所述金属Si粉的燃烧产热而熔融附着于被施工面，其特征在于， 喷镀材整体中的金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下， 所述金属Si粉的中位直径为ΙΟμπι以下， 所述金属Si粉整体中的粒度2μπι以下的金属Si粉的含量为8质量％以下。2. 根据权利要求1所述的喷镀材，其特征在于，所述金属Si粉的中位直径为8μπι以下。
【文档编号】C04B41/87GK105940136SQ201480074520
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年11月7日
【发明人】本田和宽, 松井泰次郎
【申请人】黑崎播磨株式会社