JPS6135466B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6135466B2 JPS6135466B2 JP14334282A JP14334282A JPS6135466B2 JP S6135466 B2 JPS6135466 B2 JP S6135466B2 JP 14334282 A JP14334282 A JP 14334282A JP 14334282 A JP14334282 A JP 14334282A JP S6135466 B2 JPS6135466 B2 JP S6135466B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- refractory
- powder
- combustion
- oxygen
- 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
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- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Description
本発明は耐火物内張築造物の補修方法に関する
ものである。 高温炉に供される耐火物内張り築造物は、使用
中に熱的あるいは化学的雰囲気により劣化・脆化
し、損耗される。このためこうして耐火物内張り
築造物は一般に局部的な中間補修により、寿命の
延長が図られている。 通常、これら耐火物内張り築造物の中間補修は
粉末耐火物を水で混練した不定形耐火物を流し込
んで成形するか、或いは、これを被補修面に吹き
付ける方法により行なわれているが、常温で作業
を行なうためには、高温築造物の降温と昇温によ
る耐火物の熱的スポーリングが不可避であり、補
修施工部の強度が弱い。また、これを熱間で行な
おうとすれば高温部の被補修面に施工するため、
付着性が悪く、水分蒸発のために気孔率が高く、
耐火度が不良である。 また、近年、新しい耐火物の補修方法として、
耐火物粉末の溶射補修方法が一部の耐火物築造物
に採用されつつあるが、これまでの粉末溶射法は
主に気体燃料を使用する方法と固体燃料を使用す
る方法によつて行なわれていた。気体燃料を使用
する粉末溶射法においては、LNG，LPG，アセ
チレンなどの分子量の低い炭化水素化合物を燃料
として使用するため一般に火炎温度が低くMgO
系などの高融点の耐火物を溶融できないため、適
用範囲が限られており、また実用化された設備も
500Kg／Ｈ程度の比較的小容量であるため適用範
囲が限られていた。また、気体燃料と酸素などの
支燃剤混合気の異常燃焼に伴なう危険性を孕んで
いた。 一方、石炭、コークス粉など固体燃料を使用す
る溶射法においては、燃焼反応に要する反応時間
が長いため、低温度の長火炎を形成し、MgO系
の高融点材料を溶融できない。加えて、石灰、コ
ークス粉などの燃料中に存在する灰分（SiO2，
Fe2O3，Al2O3など）による汚染、即ち、耐火度
〓〓〓〓
の低下という欠点を有していた。 上述のように、従来の耐火物内張り築造物の補
修方法は不定形耐火物の湿式補修においては、本
質的に耐火度が低く、また従来方式の溶射補修方
法においては、高融点材料を溶融できないため、
低気孔・高密度・高融点・高耐火性を有する施工
体を形成できず、耐蝕性において湿式法には勝る
ものの、未だ補修頻度が多く、適用の範囲が小さ
いなどの欠点があつた。 本発明は上記のような従来の溶射法の欠点を改
善し、低気孔、高密度、高融点、高耐火性を有す
る耐火物補修面を形成する耐火物内張り築造物の
補修方法に関するものである。 本発明は耐火物内張り築造物の補修において、
液体燃料を管内ゲージ圧力１Kg／cm2−Ｇ（以下単
に１Kg／cm2と称する）以上の噴霧圧力によりノズ
ルより噴霧し、噴霧された液体燃料の支燃剤とし
て酸素を200m／ｓ以上の流速でノズルより吐出
させて燃焼させた火炎中に、酸素により搬送され
た耐火物粉末を10m／ｓ以上90m／ｓ以下の搬送
気体速度でノズルより供給する三種流体のノズル
孔を有する粉末溶射器を使用して補修することに
より、低気孔、高密度、高融点、高耐火性を有す
る耐火物補修面を形成するものである。 以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。 第１図は本発明の一実施例による粉末溶射装置
である。図において、１は酸素などの支燃剤のノ
ズルであり、２は粉末噴射ノズルで、酸素や空気
により搬送された耐火物粉末を吐出するものであ
る。３は、液体燃料の噴射ノズルで、噴霧された
液滴径を小さくするため、粉末は５の分配器によ
り各ノズルに配分される先端において旋回翼を内
包し、かつ先端を絞つたノズルが用いられる。４
は冷却筒であり、冷却水の流路が内包されてい
る。 粉末溶射器において耐火物粉末を火炎中で溶融
し、耐火物内張に付着するためには、耐火物粉末
の融点以上に火炎温度を高める必要がある。とこ
ろで、液体燃料の燃焼状況、即ち火炎の性状は霧
化された燃料の液滴の状況と液滴と支燃剤の混合
状況によつて決定され火炎温度を高めるために
は、燃料液滴の径を小さくして、支燃剤との接触
面積を大きくするとともに、燃料と支燃剤の混合
を良好にせねばならない。 そのため、高融点耐火物粉末を溶射するには、
液体燃料系溶射器において、液体燃料の霧化液滴
径を小さくし、かつ燃料と支燃剤との混合を良好
にするノズル条件の設定が必要である。また、耐
火物粉末の吐出条件としては火炎中での充分な滞
留時間を確保し、かつ被補修耐火物表面に衝突す
る際に、充分な運動エネルギーを有するための速
度を確保する必要があり、これを実現する耐火物
粉末の吐出ノズル条件の設定が必要である。 本発明者らはこれらの観点より種々実験を重ね
た結果、液体燃料系溶射器において、液体燃料ノ
ズルは燃料のノズル吐出圧力を１Kg／cm2以上に、
支燃剤の流速を200m／ｓ以上に設定し、粉体吐
出ノズルの条件として、粉体搬送気体の吐出速度
を10m／ｓ以上90m／ｓ以下に設定することが耐
火性に優れた補修施工体を得るために必要である
ことを知見した。 以下、上記各条件の効果について説明する。 まず、液体燃料のノズルは、ノズルの口径、流
量、形状によつて、霧化状況が決定されるが、そ
れらの関係は一般に次式によつて示される。 Ｑ＝k.c.d2.√ ここで、Ｑは流量（m3／min）、ｋは係数
（−）、ｃは流量係数（−）、ｄはノズル口径
（mm）、ｐはノズル前配管内圧力（Kg／cm2）であ
る。 液体の霧化に用いられるノズルは圧力式噴霧ノ
ズルが用いられ、霧化粒子径を小さくするため
に、ノズル内において流体を旋回する構造のもの
が一般的であるが、ノズルの霧化特性はノズル内
圧力が支配的である。即ち、溶射器においてその
必要な特性である高火炎温を形成するには、ノズ
ル内圧力をある程度以上に高くすることが必要で
ある。 第２図はノズル内圧力と火炎の中心温度および
粉体の供給量に対する付着割合（以下、付着率と
記す）の関係を実験結果により示したものであ
る。 なお、この実験における他の条件は本発明によ
る。図にみられる如く火炎温度は液体のノズル内
圧力が上昇するにつれて高くなり、付着率はノズ
ル内圧力が１Kg／cm2以上の点で耐火物の付着を示
している。 〓〓〓〓
つぎに、支燃剤の効果を第３図に示す。第３図
における支燃剤には酸素を使用し、他の条件は本
発明に従つた。この実験において支燃剤の条件と
して200m／ｓ以上の吐出速度が高温炎の形成と
耐火物の付着に対する効果を示している。 また、粉体搬送ガスの速度は10m／ｓ未満では
被補修面に衝突する際の充分な運動量が得られな
いため、良好な付着状態が得られず、50m／ｓを
超える速度では火炎内の充分な滞留時間が確保で
きないため、未溶融の状態で被補修面に衝突する
ため、被補修面から粉体が反発する。 また、本発明実施例では、第１図の構造につい
て説明したが本発明はノズル数や配置方法、溶射
器の構造について言及するものではない。 次に実施例により本発明と従来法の補修部の実
積を比較して示す。これより、従来法に比べ特に
気孔率が低く、スラグ耐蝕性に優れた補修部を形
成することが分る。 実施例 表−１に示すMgO主成分の耐火物粉末を酸素
によつて搬送し、搬送用O2の吐出流速を30m／ｓ
とし、噴霧圧1.5Kg／cm2にて灯油をノズルより噴
霧し、ノズルより吐出した流速250m／ｓの支燃
用酸素により燃焼させ、耐火物粉末を溶融し、耐
火物築造物に付着させた。このときの灯油の使用
量は1400／Ｈ、総酸素量は2800Nm3／Ｈであつ
た。このうち粉末搬送用酸素は400Nm3／Ｈ、耐
火物粉末は4T／Ｈであつた。 因みに補修層厚は20〜40mmであり、これは耐火
物内張の築造に用いたドロマイト煉瓦とほぼ同じ
耐食性を示した。この補修層のサンプルの物性
値、耐食性データを表−２に示す。これより、本
発明による補修部は従来法に比べ、耐食性、強度
において優れた値を示している。
ものである。 高温炉に供される耐火物内張り築造物は、使用
中に熱的あるいは化学的雰囲気により劣化・脆化
し、損耗される。このためこうして耐火物内張り
築造物は一般に局部的な中間補修により、寿命の
延長が図られている。 通常、これら耐火物内張り築造物の中間補修は
粉末耐火物を水で混練した不定形耐火物を流し込
んで成形するか、或いは、これを被補修面に吹き
付ける方法により行なわれているが、常温で作業
を行なうためには、高温築造物の降温と昇温によ
る耐火物の熱的スポーリングが不可避であり、補
修施工部の強度が弱い。また、これを熱間で行な
おうとすれば高温部の被補修面に施工するため、
付着性が悪く、水分蒸発のために気孔率が高く、
耐火度が不良である。 また、近年、新しい耐火物の補修方法として、
耐火物粉末の溶射補修方法が一部の耐火物築造物
に採用されつつあるが、これまでの粉末溶射法は
主に気体燃料を使用する方法と固体燃料を使用す
る方法によつて行なわれていた。気体燃料を使用
する粉末溶射法においては、LNG，LPG，アセ
チレンなどの分子量の低い炭化水素化合物を燃料
として使用するため一般に火炎温度が低くMgO
系などの高融点の耐火物を溶融できないため、適
用範囲が限られており、また実用化された設備も
500Kg／Ｈ程度の比較的小容量であるため適用範
囲が限られていた。また、気体燃料と酸素などの
支燃剤混合気の異常燃焼に伴なう危険性を孕んで
いた。 一方、石炭、コークス粉など固体燃料を使用す
る溶射法においては、燃焼反応に要する反応時間
が長いため、低温度の長火炎を形成し、MgO系
の高融点材料を溶融できない。加えて、石灰、コ
ークス粉などの燃料中に存在する灰分（SiO2，
Fe2O3，Al2O3など）による汚染、即ち、耐火度
〓〓〓〓
の低下という欠点を有していた。 上述のように、従来の耐火物内張り築造物の補
修方法は不定形耐火物の湿式補修においては、本
質的に耐火度が低く、また従来方式の溶射補修方
法においては、高融点材料を溶融できないため、
低気孔・高密度・高融点・高耐火性を有する施工
体を形成できず、耐蝕性において湿式法には勝る
ものの、未だ補修頻度が多く、適用の範囲が小さ
いなどの欠点があつた。 本発明は上記のような従来の溶射法の欠点を改
善し、低気孔、高密度、高融点、高耐火性を有す
る耐火物補修面を形成する耐火物内張り築造物の
補修方法に関するものである。 本発明は耐火物内張り築造物の補修において、
液体燃料を管内ゲージ圧力１Kg／cm2−Ｇ（以下単
に１Kg／cm2と称する）以上の噴霧圧力によりノズ
ルより噴霧し、噴霧された液体燃料の支燃剤とし
て酸素を200m／ｓ以上の流速でノズルより吐出
させて燃焼させた火炎中に、酸素により搬送され
た耐火物粉末を10m／ｓ以上90m／ｓ以下の搬送
気体速度でノズルより供給する三種流体のノズル
孔を有する粉末溶射器を使用して補修することに
より、低気孔、高密度、高融点、高耐火性を有す
る耐火物補修面を形成するものである。 以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。 第１図は本発明の一実施例による粉末溶射装置
である。図において、１は酸素などの支燃剤のノ
ズルであり、２は粉末噴射ノズルで、酸素や空気
により搬送された耐火物粉末を吐出するものであ
る。３は、液体燃料の噴射ノズルで、噴霧された
液滴径を小さくするため、粉末は５の分配器によ
り各ノズルに配分される先端において旋回翼を内
包し、かつ先端を絞つたノズルが用いられる。４
は冷却筒であり、冷却水の流路が内包されてい
る。 粉末溶射器において耐火物粉末を火炎中で溶融
し、耐火物内張に付着するためには、耐火物粉末
の融点以上に火炎温度を高める必要がある。とこ
ろで、液体燃料の燃焼状況、即ち火炎の性状は霧
化された燃料の液滴の状況と液滴と支燃剤の混合
状況によつて決定され火炎温度を高めるために
は、燃料液滴の径を小さくして、支燃剤との接触
面積を大きくするとともに、燃料と支燃剤の混合
を良好にせねばならない。 そのため、高融点耐火物粉末を溶射するには、
液体燃料系溶射器において、液体燃料の霧化液滴
径を小さくし、かつ燃料と支燃剤との混合を良好
にするノズル条件の設定が必要である。また、耐
火物粉末の吐出条件としては火炎中での充分な滞
留時間を確保し、かつ被補修耐火物表面に衝突す
る際に、充分な運動エネルギーを有するための速
度を確保する必要があり、これを実現する耐火物
粉末の吐出ノズル条件の設定が必要である。 本発明者らはこれらの観点より種々実験を重ね
た結果、液体燃料系溶射器において、液体燃料ノ
ズルは燃料のノズル吐出圧力を１Kg／cm2以上に、
支燃剤の流速を200m／ｓ以上に設定し、粉体吐
出ノズルの条件として、粉体搬送気体の吐出速度
を10m／ｓ以上90m／ｓ以下に設定することが耐
火性に優れた補修施工体を得るために必要である
ことを知見した。 以下、上記各条件の効果について説明する。 まず、液体燃料のノズルは、ノズルの口径、流
量、形状によつて、霧化状況が決定されるが、そ
れらの関係は一般に次式によつて示される。 Ｑ＝k.c.d2.√ ここで、Ｑは流量（m3／min）、ｋは係数
（−）、ｃは流量係数（−）、ｄはノズル口径
（mm）、ｐはノズル前配管内圧力（Kg／cm2）であ
る。 液体の霧化に用いられるノズルは圧力式噴霧ノ
ズルが用いられ、霧化粒子径を小さくするため
に、ノズル内において流体を旋回する構造のもの
が一般的であるが、ノズルの霧化特性はノズル内
圧力が支配的である。即ち、溶射器においてその
必要な特性である高火炎温を形成するには、ノズ
ル内圧力をある程度以上に高くすることが必要で
ある。 第２図はノズル内圧力と火炎の中心温度および
粉体の供給量に対する付着割合（以下、付着率と
記す）の関係を実験結果により示したものであ
る。 なお、この実験における他の条件は本発明によ
る。図にみられる如く火炎温度は液体のノズル内
圧力が上昇するにつれて高くなり、付着率はノズ
ル内圧力が１Kg／cm2以上の点で耐火物の付着を示
している。 〓〓〓〓
つぎに、支燃剤の効果を第３図に示す。第３図
における支燃剤には酸素を使用し、他の条件は本
発明に従つた。この実験において支燃剤の条件と
して200m／ｓ以上の吐出速度が高温炎の形成と
耐火物の付着に対する効果を示している。 また、粉体搬送ガスの速度は10m／ｓ未満では
被補修面に衝突する際の充分な運動量が得られな
いため、良好な付着状態が得られず、50m／ｓを
超える速度では火炎内の充分な滞留時間が確保で
きないため、未溶融の状態で被補修面に衝突する
ため、被補修面から粉体が反発する。 また、本発明実施例では、第１図の構造につい
て説明したが本発明はノズル数や配置方法、溶射
器の構造について言及するものではない。 次に実施例により本発明と従来法の補修部の実
積を比較して示す。これより、従来法に比べ特に
気孔率が低く、スラグ耐蝕性に優れた補修部を形
成することが分る。 実施例 表−１に示すMgO主成分の耐火物粉末を酸素
によつて搬送し、搬送用O2の吐出流速を30m／ｓ
とし、噴霧圧1.5Kg／cm2にて灯油をノズルより噴
霧し、ノズルより吐出した流速250m／ｓの支燃
用酸素により燃焼させ、耐火物粉末を溶融し、耐
火物築造物に付着させた。このときの灯油の使用
量は1400／Ｈ、総酸素量は2800Nm3／Ｈであつ
た。このうち粉末搬送用酸素は400Nm3／Ｈ、耐
火物粉末は4T／Ｈであつた。 因みに補修層厚は20〜40mmであり、これは耐火
物内張の築造に用いたドロマイト煉瓦とほぼ同じ
耐食性を示した。この補修層のサンプルの物性
値、耐食性データを表−２に示す。これより、本
発明による補修部は従来法に比べ、耐食性、強度
において優れた値を示している。
【表】
第１図は本発明の一実施例による溶射装置を示
したもので、ａは軸方向断面図、ｂは軸方向と直
交断面図、第２図はノズル内圧力と火炎の中心温
度および粉体の供給量に対する付着率の関係線
図、第３図は支燃剤の効果を示す関係線図であ
る。 １……支燃剤吐出ノズル、２……粉体吐出ノズ
ル、３……液体燃料ノズル、４……冷却剤流通
路、５……粉体入口、６……液体燃料入口、７…
…支燃剤入口、８……冷却剤入口、９……冷却剤
出口。 〓〓〓〓
したもので、ａは軸方向断面図、ｂは軸方向と直
交断面図、第２図はノズル内圧力と火炎の中心温
度および粉体の供給量に対する付着率の関係線
図、第３図は支燃剤の効果を示す関係線図であ
る。 １……支燃剤吐出ノズル、２……粉体吐出ノズ
ル、３……液体燃料ノズル、４……冷却剤流通
路、５……粉体入口、６……液体燃料入口、７…
…支燃剤入口、８……冷却剤入口、９……冷却剤
出口。 〓〓〓〓
Claims (1)
- １ 耐火物内張築造物の築造において、液体燃料
をノズルから１Kg／cm2以上の噴霧圧により噴霧さ
れた液体燃料の支燃剤として酸素を200m／ｓ以
上の流速でノズルより吐出させて燃焼させた火炎
中に、気体により搬送された耐火物粉末を10m／
ｓ以上90m／ｓ以下の速度でノズルにより供給す
る三種流体のノズルの吐出孔を有する粉末溶射器
により補修することを特徴とする耐火物内張築造
物の補修方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14334282A JPS5935775A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 耐火物内張築造物の補修方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14334282A JPS5935775A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 耐火物内張築造物の補修方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935775A JPS5935775A (ja) | 1984-02-27 |
| JPS6135466B2 true JPS6135466B2 (ja) | 1986-08-13 |
Family
ID=15336553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14334282A Granted JPS5935775A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 耐火物内張築造物の補修方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935775A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2170122B (en) * | 1985-01-26 | 1988-11-30 | Glaverbel | Process of forming a refractory mass and lance for spraying particulate exothermically oxidisable material |
| JP6422101B2 (ja) * | 2013-12-25 | 2018-11-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炉壁の溶射補修方法 |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP14334282A patent/JPS5935775A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935775A (ja) | 1984-02-27 |
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