JP2886070B2 - 熱間吹付け補修用ノズル - Google Patents
熱間吹付け補修用ノズルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工業窯炉の内壁を熱間
で補修する技術に関し、主にコークス炉、高炉、製鋼炉
等の内壁に粉状の耐火物を溶融状態又は半溶融状態で吹
付けるために用いるノズルに関する。
で補修する技術に関し、主にコークス炉、高炉、製鋼炉
等の内壁に粉状の耐火物を溶融状態又は半溶融状態で吹
付けるために用いるノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】工業窯炉、特に鉄鋼設備としての築炉構
造物の内壁は、溶鉄、溶鋼、スラグや乾留石炭などの溶
融物質を保持しているので、通常１０００℃以上の温度
にさらされ、特に注湯、貯留、排出等を行う際には、そ
れら内壁の温度は著しく変化するものである。したがっ
て、それら内壁は、単に溶融物が浸潤して溶損するだけ
でなく、亀裂や剥離などの損傷が発生する。そこで、種
々の損傷要因に対処するため、設計、あるいは築炉段階
においては、適正な煉瓦材質の選択を図る必要があり、
一方では、一炉代の延命を計る上において、稼働期間の
中間段階で補修することが重要になっている。
造物の内壁は、溶鉄、溶鋼、スラグや乾留石炭などの溶
融物質を保持しているので、通常１０００℃以上の温度
にさらされ、特に注湯、貯留、排出等を行う際には、そ
れら内壁の温度は著しく変化するものである。したがっ
て、それら内壁は、単に溶融物が浸潤して溶損するだけ
でなく、亀裂や剥離などの損傷が発生する。そこで、種
々の損傷要因に対処するため、設計、あるいは築炉段階
においては、適正な煉瓦材質の選択を図る必要があり、
一方では、一炉代の延命を計る上において、稼働期間の
中間段階で補修することが重要になっている。
【０００３】この補修技術としては、従来スラリー状の
耐火物をキヤリアガスで上記内壁に吹きつけて補修する
所謂湿式吹付補修法が行われていた。しかしながら、近
年は補修作業効率の向上を図るため、耐火物損傷部に補
修材を熱間で吹きつける所謂溶射補修法が盛んに試みら
れるようになっている。この溶射補修法は、一般に、粉
末状の耐火物に可燃物質を混合し、支燃性ガスの供給で
燃焼火炎を発生させ、その熱により該耐火物を溶融又は
半溶融状態として、瞬時に内壁の損傷部に吹き付けるも
のである。そのため、溶射された耐火物は、使用に際し
高品質を保ち、その耐用性は従来の湿式吹付法で得たも
のに比べ、格段に高いという特徴を有している。
耐火物をキヤリアガスで上記内壁に吹きつけて補修する
所謂湿式吹付補修法が行われていた。しかしながら、近
年は補修作業効率の向上を図るため、耐火物損傷部に補
修材を熱間で吹きつける所謂溶射補修法が盛んに試みら
れるようになっている。この溶射補修法は、一般に、粉
末状の耐火物に可燃物質を混合し、支燃性ガスの供給で
燃焼火炎を発生させ、その熱により該耐火物を溶融又は
半溶融状態として、瞬時に内壁の損傷部に吹き付けるも
のである。そのため、溶射された耐火物は、使用に際し
高品質を保ち、その耐用性は従来の湿式吹付法で得たも
のに比べ、格段に高いという特徴を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この乾式溶
射法は、粉末状の耐火物を溶融又は半溶融状態で吹き付
けるため、使用するノズルが重要であり、ノズルは一定
の特性を具備している必要がある。その特性としては、
燃料ガス及び噴射する粉体が溶射途上で均一に分布して
いること、補修用途に応じた火炎形状の確保及びノズル
の寿命が永いこと等である。そこで、近年はこのノズル
に関しての研究が盛んであり、その成果としての特許及
び実用新案出願も多々みられる。例えば、実開昭５９−
５８０５８号、実開昭５９−５８０５９号、特開昭５９
−６０１７８号、実開昭６１−１３２９９号、及び実開
昭６１−１３３００号公報等である。
射法は、粉末状の耐火物を溶融又は半溶融状態で吹き付
けるため、使用するノズルが重要であり、ノズルは一定
の特性を具備している必要がある。その特性としては、
燃料ガス及び噴射する粉体が溶射途上で均一に分布して
いること、補修用途に応じた火炎形状の確保及びノズル
の寿命が永いこと等である。そこで、近年はこのノズル
に関しての研究が盛んであり、その成果としての特許及
び実用新案出願も多々みられる。例えば、実開昭５９−
５８０５８号、実開昭５９−５８０５９号、特開昭５９
−６０１７８号、実開昭６１−１３２９９号、及び実開
昭６１−１３３００号公報等である。
【０００５】これらノズルの代表例として、特開昭５９
−６０１７８号公報に開示されたものの概略を図５に示
すが、共通する点は、燃料ガス３及び粉末状の耐火物４
をノズルの中心から供給する流路２と、その流路２の壁
に対して所定の角度を有する酸素等支燃ガス６の供給孔
７を設けたノズルであり、この構造によって燃料ガス等
の拡散混合を促進し、安定した火炎形状を達成しようと
したものである。
−６０１７８号公報に開示されたものの概略を図５に示
すが、共通する点は、燃料ガス３及び粉末状の耐火物４
をノズルの中心から供給する流路２と、その流路２の壁
に対して所定の角度を有する酸素等支燃ガス６の供給孔
７を設けたノズルであり、この構造によって燃料ガス等
の拡散混合を促進し、安定した火炎形状を達成しようと
したものである。
【０００６】しかしながら、発明者が鋭意実験、調査し
たところによると、前記のノズル構造においては、以下
の実用上の不具合点が明確になった。すなわち、 （ａ）燃料ガス及び酸素の各流速（運動量）により、燃
料ガス、粉末状耐火物及び酸素ガス等の混合−拡散度合
が決定されるため、それぞれの供給がある流速以下で行
われる場合、安定した燃焼火炎が形成されずに粉体の付
着効率が低下する。 （ｂ）酸素ガスを燃料ガス、粉末状耐火物に一定の角度
を持たせて混合させるため、ノズル内で粉体が溶融し、
ノズル閉塞を招き易い。 （ｃ）粉末状耐火物が、ノズル中心部だけから供給され
るため、粉末状耐火物が均一に火炎内で分散せず、均一
な溶射面に仕上げられない。また、付着効率も低下す
る。 （ｄ）火炎の形状が細炎で広域な範囲への溶射には不適
である。
たところによると、前記のノズル構造においては、以下
の実用上の不具合点が明確になった。すなわち、 （ａ）燃料ガス及び酸素の各流速（運動量）により、燃
料ガス、粉末状耐火物及び酸素ガス等の混合−拡散度合
が決定されるため、それぞれの供給がある流速以下で行
われる場合、安定した燃焼火炎が形成されずに粉体の付
着効率が低下する。 （ｂ）酸素ガスを燃料ガス、粉末状耐火物に一定の角度
を持たせて混合させるため、ノズル内で粉体が溶融し、
ノズル閉塞を招き易い。 （ｃ）粉末状耐火物が、ノズル中心部だけから供給され
るため、粉末状耐火物が均一に火炎内で分散せず、均一
な溶射面に仕上げられない。また、付着効率も低下す
る。 （ｄ）火炎の形状が細炎で広域な範囲への溶射には不適
である。
【０００７】本発明は、かかる問題点を抜本的に改善
し、工業窯炉の高効率で作業性に優れた熱間吹付け補修
用ノズルの提供を目的とするものである。
し、工業窯炉の高効率で作業性に優れた熱間吹付け補修
用ノズルの提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、種々の見地から適切と考えた多種のノズル
を試作し、溶射テストを繰返した。本発明は、それらの
成果として得られたもので、粉末状耐火物を主成分とす
る吹付材を，燃料ガス及び／又は金属粉末の燃焼熱で溶
融又は半溶融状態にして，炉壁又は容器壁損耗部に溶射
するノズルであって、酸素含有ガスを供給する中心孔及
び該中心孔の周囲に配設した複数本の上記燃料ガス、金
属粉末、吹付材の供給孔とからなるノズル本体と、該ノ
ズル本体の先端部外周に配設した筒状のバーナタイル
と、該中心孔先端部に配設され酸素噴出孔を複数個有す
るノズルキャップとを備えたことを特徴とする熱間吹付
け補修用ノズルである。具体的な実施に際して、本発明
は、上記酸素噴出孔が、ノズル軸に垂直な方向に開口し
た第１の酸素噴出孔と、ノズルキャップ前面に開口した
第２の酸素噴出孔とであることを特徴とする請求項１記
載の熱間吹付け補修用ノズルである。また、本発明は、
上記第１の酸素噴出孔の開口面積率が、全酸素噴出孔の
５０％〜９９％であることを特徴とする請求項２記載の
熱間吹付け補修用ノズルであることが好ましく、上記第
１の酸素噴出孔が、上記バーナタイルの長さの範囲内に
位置することを特徴とする請求項２記載の熱間吹付け補
修用ノズルであったり、上記第１の酸素噴出孔を、ノズ
ル軸を中心として点対称に配設したことを特徴とする請
求項２記載の熱間吹付け補修用ノズル、あるいは上記第
１の酸素噴出孔が、隣合う燃料ガス、金属粉末、吹付材
の供給孔のほぼ中間位置にあることを特徴とする請求項
２記載の熱間吹付け補修用ノズルであっても良い。さら
に、本発明は、上記第２の酸素噴出孔が、１又は複数個
であることを特徴とする請求項２記載の熱間吹付け補修
用ノズルでもある。
成するため、種々の見地から適切と考えた多種のノズル
を試作し、溶射テストを繰返した。本発明は、それらの
成果として得られたもので、粉末状耐火物を主成分とす
る吹付材を，燃料ガス及び／又は金属粉末の燃焼熱で溶
融又は半溶融状態にして，炉壁又は容器壁損耗部に溶射
するノズルであって、酸素含有ガスを供給する中心孔及
び該中心孔の周囲に配設した複数本の上記燃料ガス、金
属粉末、吹付材の供給孔とからなるノズル本体と、該ノ
ズル本体の先端部外周に配設した筒状のバーナタイル
と、該中心孔先端部に配設され酸素噴出孔を複数個有す
るノズルキャップとを備えたことを特徴とする熱間吹付
け補修用ノズルである。具体的な実施に際して、本発明
は、上記酸素噴出孔が、ノズル軸に垂直な方向に開口し
た第１の酸素噴出孔と、ノズルキャップ前面に開口した
第２の酸素噴出孔とであることを特徴とする請求項１記
載の熱間吹付け補修用ノズルである。また、本発明は、
上記第１の酸素噴出孔の開口面積率が、全酸素噴出孔の
５０％〜９９％であることを特徴とする請求項２記載の
熱間吹付け補修用ノズルであることが好ましく、上記第
１の酸素噴出孔が、上記バーナタイルの長さの範囲内に
位置することを特徴とする請求項２記載の熱間吹付け補
修用ノズルであったり、上記第１の酸素噴出孔を、ノズ
ル軸を中心として点対称に配設したことを特徴とする請
求項２記載の熱間吹付け補修用ノズル、あるいは上記第
１の酸素噴出孔が、隣合う燃料ガス、金属粉末、吹付材
の供給孔のほぼ中間位置にあることを特徴とする請求項
２記載の熱間吹付け補修用ノズルであっても良い。さら
に、本発明は、上記第２の酸素噴出孔が、１又は複数個
であることを特徴とする請求項２記載の熱間吹付け補修
用ノズルでもある。
【０００９】この場合、工業窯業としては、前記したも
のの他、タンディシュ、取鍋等の製鉄業で使用するもの
以外に、化学業界、石油業界で使用する炉、あるいは容
器でる。
のの他、タンディシュ、取鍋等の製鉄業で使用するもの
以外に、化学業界、石油業界で使用する炉、あるいは容
器でる。
【００１０】
【作用】本発明では、熱間吹付け補修用ノズルを、粉末
状耐火物を主成分とする吹付材を，燃料ガス及び／又は
金属粉末の燃焼熱で溶融又は半溶融状態にして，炉壁又
は容器壁損耗部に溶射するノズルであって、酸素含有ガ
スを供給する中心孔及び該中心孔の周囲に配設した複数
本の上記燃料ガス、金属粉末、吹付材の供給孔とからな
るノズル本体と、該ノズル本体の先端部外周に配設した
筒状のバーナタイルと、該中心孔先端部に配設され酸素
噴出孔を複数個有するノズルキャップとを備えるように
したので、どのような酸素、燃料ガスの流速であっても
安定した燃焼火炎が形成され、補修部への付着効率がよ
くなる。また、本発明では、噴出した燃料ガスの全切断
面で均一に酸素が供給されるようになるので、局部的な
燃焼によるホットスポットが発生するようなことがなく
なり、ノズル内で耐火物が溶融してノズル閉塞等の発生
もなくなる。
状耐火物を主成分とする吹付材を，燃料ガス及び／又は
金属粉末の燃焼熱で溶融又は半溶融状態にして，炉壁又
は容器壁損耗部に溶射するノズルであって、酸素含有ガ
スを供給する中心孔及び該中心孔の周囲に配設した複数
本の上記燃料ガス、金属粉末、吹付材の供給孔とからな
るノズル本体と、該ノズル本体の先端部外周に配設した
筒状のバーナタイルと、該中心孔先端部に配設され酸素
噴出孔を複数個有するノズルキャップとを備えるように
したので、どのような酸素、燃料ガスの流速であっても
安定した燃焼火炎が形成され、補修部への付着効率がよ
くなる。また、本発明では、噴出した燃料ガスの全切断
面で均一に酸素が供給されるようになるので、局部的な
燃焼によるホットスポットが発生するようなことがなく
なり、ノズル内で耐火物が溶融してノズル閉塞等の発生
もなくなる。
【００１１】以下、図１〜４に基づき、本発明の内容を
説明する。図１は、本発明に係るノズルの正面（ａ）、
側断面（ｂ）及び（ｂ）のＡ−Ａ矢視図を示したもので
ある。図１（ｂ）で明らかなように、本発明では、ノズ
ル本体１１先端部に筒状のセラミック又は耐熱合金製バ
ーナタイル１を設け、その内側に燃料ガス３、金属粉末
５及び耐火物粉末４を供給する流路２が位置するように
なっている。ここで、この流路２は複数本あり、特に限
定はしないが、配置の取り合い上から３〜６本が好まし
い。
説明する。図１は、本発明に係るノズルの正面（ａ）、
側断面（ｂ）及び（ｂ）のＡ−Ａ矢視図を示したもので
ある。図１（ｂ）で明らかなように、本発明では、ノズ
ル本体１１先端部に筒状のセラミック又は耐熱合金製バ
ーナタイル１を設け、その内側に燃料ガス３、金属粉末
５及び耐火物粉末４を供給する流路２が位置するように
なっている。ここで、この流路２は複数本あり、特に限
定はしないが、配置の取り合い上から３〜６本が好まし
い。
【００１２】この流路２より噴出した燃料ガス３、金属
粉末５及び／又は耐火物粉末４は、バーナタイル１に沿
って流れ、補修対象の損耗部に向かう。一方、支燃材の
酸素含有ガス６は、ノズル本体１１の中心孔より供給さ
れ（図１（ａ）参照）、バーナタイル１に向う流れと燃
焼火炎中に向かう流れに分けられる。ここで、バーナタ
イル１に向かう酸素含有ガスの流れは、前記燃料ガス
３、金属粉末５及び／又は耐火物粉末４の存在領域を横
切り、バーナタイル１に衝突するようになるので、燃料
ガス３を酸素含有ガス６で取り囲み、お互いが均一に混
合するようになる。この場合、特に限定はしないが、バ
ーナタイル１に衝突させる酸素含有ガス６の噴出孔１３
（以下、第１の酸素噴出孔という）数は、基本的には燃
料ガス等３、４、５の流路２の数と同等が好ましく、ま
た、この第１の酸素噴出孔１３の配設は、図１（ａ）に
示すように、隣り合う燃料ガス等３、４、５の流路２の
ほぼ中間位置が好ましい。
粉末５及び／又は耐火物粉末４は、バーナタイル１に沿
って流れ、補修対象の損耗部に向かう。一方、支燃材の
酸素含有ガス６は、ノズル本体１１の中心孔より供給さ
れ（図１（ａ）参照）、バーナタイル１に向う流れと燃
焼火炎中に向かう流れに分けられる。ここで、バーナタ
イル１に向かう酸素含有ガスの流れは、前記燃料ガス
３、金属粉末５及び／又は耐火物粉末４の存在領域を横
切り、バーナタイル１に衝突するようになるので、燃料
ガス３を酸素含有ガス６で取り囲み、お互いが均一に混
合するようになる。この場合、特に限定はしないが、バ
ーナタイル１に衝突させる酸素含有ガス６の噴出孔１３
（以下、第１の酸素噴出孔という）数は、基本的には燃
料ガス等３、４、５の流路２の数と同等が好ましく、ま
た、この第１の酸素噴出孔１３の配設は、図１（ａ）に
示すように、隣り合う燃料ガス等３、４、５の流路２の
ほぼ中間位置が好ましい。
【００１３】次に、燃料火炎中に向う酸素含有ガス６の
噴出孔１４（以下、第２の酸素噴出孔という）について
説明する。この孔１４は、燃焼火炎の形状及び溶融状態
の粉末耐火物４の噴出角度を決定するために設けられて
いる。燃焼火炎及び粉末耐火物４の噴出流れを細くした
い場合には、前記ノズル軸にほぼ平行した開口とし、逆
に広くしたい場合には前記流路に対し９０°に近い角度
で開口すればよい。その様子を図２に模式的に示し、さ
らに第２の酸素噴出孔１４の種々の態様を図３に示して
おく。燃焼火炎中に向かう第２の酸素噴出孔１４をこの
ようにすることで、補修対象部の耐火物が広範囲に損耗
している場合と、局部的に損耗している場合とで、ノズ
ルキャップ１２の交換だけで、容易に使い分けができ、
効率的な溶射補修が可能となるわけである。
噴出孔１４（以下、第２の酸素噴出孔という）について
説明する。この孔１４は、燃焼火炎の形状及び溶融状態
の粉末耐火物４の噴出角度を決定するために設けられて
いる。燃焼火炎及び粉末耐火物４の噴出流れを細くした
い場合には、前記ノズル軸にほぼ平行した開口とし、逆
に広くしたい場合には前記流路に対し９０°に近い角度
で開口すればよい。その様子を図２に模式的に示し、さ
らに第２の酸素噴出孔１４の種々の態様を図３に示して
おく。燃焼火炎中に向かう第２の酸素噴出孔１４をこの
ようにすることで、補修対象部の耐火物が広範囲に損耗
している場合と、局部的に損耗している場合とで、ノズ
ルキャップ１２の交換だけで、容易に使い分けができ、
効率的な溶射補修が可能となるわけである。
【００１４】最後に、バーナタイル１に衝突させる酸素
と直接燃焼火炎中に供給する酸素との流量を、開口面積
率で限定した理由は、以下のとおりである。
と直接燃焼火炎中に供給する酸素との流量を、開口面積
率で限定した理由は、以下のとおりである。
【００１５】
【表１】 ──────────────────────────────────── 酸素流量比 火炎長さ 酸素ノズルの赤熱 酸素ノズルへの材付着 ０．５：１ ２００ｍｍ 赤熱なし 材付着なし １：１ １３０ｍｍ 赤熱なし 材付着なし ５：１ １００ｍｍ 赤熱なし 材付着なし １０：１ １００ｍｍ 赤熱なし 材付着なし ２０：１ ８０ｍｍ 赤熱なし 材付着なし ５０：１ ７５ｍｍ 赤熱なし 材付着なし １００：１ ７０ｍｍ 赤熱なし 材付着なし ２００：１ ６０ｍｍ 赤熱 材付着 ──────────────────────────────────── 本発明に係るノズルを用いて、上記酸素の流量比を種々
変えた溶射実験を行い、表１に示す結果を得た。表１か
ら、酸素流量比が１：１よりバーナタイルに衝突する酸
素を少なくすると、燃料ガス（プロパン）３との混合性
が低下し、火炎が長炎化して、溶射ノズルに適さなくな
る。一方、上記比が１００：１よりバーナタイルに衝突
する酸素を多くすると、中心孔先端部が赤熱して、吹付
け材４が付着するため、長時間の使用ができなくなる。
それ故、本発明では、酸素噴出孔の開口面積を請求項３
のように限定したのである。
変えた溶射実験を行い、表１に示す結果を得た。表１か
ら、酸素流量比が１：１よりバーナタイルに衝突する酸
素を少なくすると、燃料ガス（プロパン）３との混合性
が低下し、火炎が長炎化して、溶射ノズルに適さなくな
る。一方、上記比が１００：１よりバーナタイルに衝突
する酸素を多くすると、中心孔先端部が赤熱して、吹付
け材４が付着するため、長時間の使用ができなくなる。
それ故、本発明では、酸素噴出孔の開口面積を請求項３
のように限定したのである。
【００１６】なお、燃料ガス３は、天然ガス、コークス
炉ガス、高炉ガス、及びプロパン、ブタン等の炭化水素
系ガスであり、吹付け材４は、マグネシア、シリカ、ア
ルミナ、ドロマイト等の粉末耐火物４であり、金属粉末
５にはシリコン、アルミ、マグネシウム等が利用でき
る。また、酸素含有ガス（支燃ガス）としては、酸素の
他、空気でも良い。
炉ガス、高炉ガス、及びプロパン、ブタン等の炭化水素
系ガスであり、吹付け材４は、マグネシア、シリカ、ア
ルミナ、ドロマイト等の粉末耐火物４であり、金属粉末
５にはシリコン、アルミ、マグネシウム等が利用でき
る。また、酸素含有ガス（支燃ガス）としては、酸素の
他、空気でも良い。
【００１７】
【実施例】本発明に係るノズルを、実際にコークス炉炉
壁耐火物の損傷部分を補修するために適用した。適用条
件を表２に示す。
壁耐火物の損傷部分を補修するために適用した。適用条
件を表２に示す。
【００１８】
【表２】 ──────────────────────────────────── 補修耐火物面との距離（ｍｍ） １５０ｍｍ 吹付け材の成分 珪石煉瓦粉（粒径１００〜１０００μｍ） 金属珪素１５％配合 吹付速度（ｋｇ／ｈｒ） ３０ 燃料ガス（Ｎｍ3 ／ｈｒ） プロパン ６ 酸素（Ｎｍ3 ／ｈｒ） ５０ ──────────────────────────────────── また、本発明に係るノズルは、図１（ｃ）に示すよう
に、ＳＵＳ ３１０製の円柱体（外径８０ｍｍφ×長さ
３０００ｍｍ）に、燃料ガス、金属粉末及び／又は吹付
材の供給流路２用孔（１０ｍｍφ）を４本、内径１５ｍ
ｍφの酸素含有ガス供給流路用中心孔を１本開けてノズ
ル本体とし、そのノズル本体の先端部外周に内径６０ｍ
ｍφ×長さ２０ｍｍのＳＵＳ ３１０製円筒状バーナタ
イル１を配設し、さらに前記中心孔先端部には垂直方向
に４ケの開口（径９ｍｍφ）とノズル軸に４５°傾いた
８ケの開口（２ｍｍφ）を有するノズルキャップを配設
して製作した。そして、バーナタイルへ向かう酸素とそ
れ以外の方向へ向かう酸素の流量比の調整は、上記２種
の開口面積比を１０：１とすることで行った。
に、ＳＵＳ ３１０製の円柱体（外径８０ｍｍφ×長さ
３０００ｍｍ）に、燃料ガス、金属粉末及び／又は吹付
材の供給流路２用孔（１０ｍｍφ）を４本、内径１５ｍ
ｍφの酸素含有ガス供給流路用中心孔を１本開けてノズ
ル本体とし、そのノズル本体の先端部外周に内径６０ｍ
ｍφ×長さ２０ｍｍのＳＵＳ ３１０製円筒状バーナタ
イル１を配設し、さらに前記中心孔先端部には垂直方向
に４ケの開口（径９ｍｍφ）とノズル軸に４５°傾いた
８ケの開口（２ｍｍφ）を有するノズルキャップを配設
して製作した。そして、バーナタイルへ向かう酸素とそ
れ以外の方向へ向かう酸素の流量比の調整は、上記２種
の開口面積比を１０：１とすることで行った。
【００１９】 本発明の適用結果は、特開昭５９−６０
１７８号公報に相当するノズルの使用結果と比較し、以
下の点に着目して整理した。（１）火炎の長さ（火炎内
ＣＯ濃度分布） （２）付着効率 （３）付着層の強度 （４）ノズルへの吹付け材の付着状況 図４より、本発明に係るノズルは、溶射面（ノズルより
１５０ｍｍ）位置では完全に未燃ＣＯが消失し、理想的
な火炎形状を得る。一方、特開昭５９−６０１７８号公
報記載に相当するノズルは、１５０ｍｍ位置でも未燃Ｃ
Ｏが残存し、火炎が未燃のまま耐火物溶射面に衝突して
いるのがわかる。
１７８号公報に相当するノズルの使用結果と比較し、以
下の点に着目して整理した。（１）火炎の長さ（火炎内
ＣＯ濃度分布） （２）付着効率 （３）付着層の強度 （４）ノズルへの吹付け材の付着状況 図４より、本発明に係るノズルは、溶射面（ノズルより
１５０ｍｍ）位置では完全に未燃ＣＯが消失し、理想的
な火炎形状を得る。一方、特開昭５９−６０１７８号公
報記載に相当するノズルは、１５０ｍｍ位置でも未燃Ｃ
Ｏが残存し、火炎が未燃のまま耐火物溶射面に衝突して
いるのがわかる。
【００２０】また、表３に示すように、吹付け材の付着
効率、付着層強度、ノズルへの吹付け材の付着あるいは
閉塞状況は、いずれも本発明に係るノズルが優れている
ことがわかる。
効率、付着層強度、ノズルへの吹付け材の付着あるいは
閉塞状況は、いずれも本発明に係るノズルが優れている
ことがわかる。
【００２１】
【表３】 ──────────────────────────────────── 項目 本発明に係る ５９−６０１７８号 ノズル 記載に相当するノズル ──────────────────────────────────── 付着歩留り ８０〜９０％ ５０〜６０％ 付着強度＊ ２９０〜３８０ １５０〜２００ （ｋｇ／ｃｍ2 ） ノズルへの材付着の有無 無し 先端部に薄く付着 ──────────────────────────────────── ＊：目標２５０ｋｇ／ｃｍ2 以上
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るノズル
を工業窯炉の熱間吹付け補修に採用することで、以下の
効果が確認できた。 （ａ）火炎形状、吹付材の噴射角度を可変にできるた
め、どのような溶射条件でも適応可能でコークス炉、高
炉、製鋼等の各製造設備に使用できる。 （ｂ）吹付け材の付着効率が高く、かつ強度が高い溶射
層が得られる。 （ｃ）（ｂ）の結果溶射コストの低減、作業性の改善が
可能である。 （ｄ）ノズル寿命の向上が可能である。 （ｅ）化学業界、石油業界等の炉への適用が期待でき
る。
を工業窯炉の熱間吹付け補修に採用することで、以下の
効果が確認できた。 （ａ）火炎形状、吹付材の噴射角度を可変にできるた
め、どのような溶射条件でも適応可能でコークス炉、高
炉、製鋼等の各製造設備に使用できる。 （ｂ）吹付け材の付着効率が高く、かつ強度が高い溶射
層が得られる。 （ｃ）（ｂ）の結果溶射コストの低減、作業性の改善が
可能である。 （ｄ）ノズル寿命の向上が可能である。 （ｅ）化学業界、石油業界等の炉への適用が期待でき
る。
【図１】本発明に係るノズルを示す図であり、（ａ）は
正面図、（ｂ）は側断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢
視図である。
正面図、（ｂ）は側断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢
視図である。
【図２】本発明に係るノズルの第２の酸素噴出孔角度と
火炎形状、吹付材の噴射状況を示した図であり、（ａ）
は吹付材の噴出角が広く、（ｂ）は狭い場合の図であ
る。
火炎形状、吹付材の噴射状況を示した図であり、（ａ）
は吹付材の噴出角が広く、（ｂ）は狭い場合の図であ
る。
【図３】本発明に係る第２の酸素噴出孔の配置状況を示
す図であり、（ａ）は１孔タイプ、（ｂ），（ｃ）は多
孔タイプである。
す図であり、（ａ）は１孔タイプ、（ｂ），（ｃ）は多
孔タイプである。
【図４】 本発明と従来（特開昭５９−６０１７８号公
報）のノズルで生じる火炎長さを（未燃ＣＯ量で）比較
した図である。
報）のノズルで生じる火炎長さを（未燃ＣＯ量で）比較
した図である。
【図５】 従来のノズル（特開昭５９−６０１７８号公
報記載）の側断面図である。
報記載）の側断面図である。
１ バーナタイル ２ 流路 ３ 燃料ガス ４ 粉末状吹付材（耐火物粉末） ５ 金属粉末 ６ 酸素含有ガス（支燃ガス） ７ 支燃ガス供給孔 ８ 水冷ジャケット ９ 燃焼部 １０ 酸素含有ガスの流路 １１ ノズル本体 １２ ノズルキャップ １３ 第１の酸素（支燃ガス）噴出孔 １４ 第２の酸素（支燃ガス）噴出孔 １５ 火炎
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 邦昭 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 渡辺 誠治 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社 技術研究本部内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F27D 1/16 B05B 1/02 C23C 4/00 - 6/00
Claims (7)
- 【請求項１】 粉末状耐火物を主成分とする吹付材を，
燃料ガス及び／又は金属粉末の燃焼熱で溶融又は半溶融
状態にして，炉壁又は容器壁損耗部に溶射するノズルで
あって、 酸素含有ガスを供給する中心孔及び該中心孔の周囲に配
設した複数本の上記燃料ガス、金属粉末、吹付材の供給
孔とからなるノズル本体と、該ノズル本体の先端部外周
に配設した筒状のバーナタイルと、該中心孔先端部に配
設され酸素噴出孔を複数個有するノズルキャップとを備
えたことを特徴とする熱間吹付け補修用ノズル。 - 【請求項２】 上記酸素噴出孔が、ノズル軸に垂直な方
向に開口した第１の酸素噴出孔と、ノズルキャップ前面
に開口した第２の酸素噴出孔とであることを特徴とする
請求項１記載の熱間吹付け補修用ノズル。 - 【請求項３】 上記第１の酸素噴出孔の開口面積率が、
全酸素噴出孔の５０％〜９９％であることを特徴とする
請求項２記載の熱間吹付け補修用ノズル。 - 【請求項４】 上記第１の酸素噴出孔が、上記バーナタ
イルの長さの範囲内に位置することを特徴とする請求項
２記載の熱間吹付け補修用ノズル。 - 【請求項５】 上記第１の酸素噴出孔を、ノズル軸を中
心として点対称に配設したことを特徴とする請求項２記
載の熱間吹付け補修用ノズル。 - 【請求項６】 上記第１の酸素噴出孔が、隣合う燃料ガ
ス、金属粉末、吹付材の供給孔のほぼ中間位置にあるこ
とを特徴とする請求項２記載の熱間吹付け補修用ノズ
ル。 - 【請求項７】 上記第２の酸素噴出孔が、１又は複数個
であることを特徴とする請求項２記載の熱間吹付け補修
用ノズル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP693994A JP2886070B2 (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 熱間吹付け補修用ノズル |
| TW84104390A TW268086B (ja) | 1994-01-26 | 1995-05-02 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP693994A JP2886070B2 (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 熱間吹付け補修用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218147A JPH07218147A (ja) | 1995-08-18 |
| JP2886070B2 true JP2886070B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=11652228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP693994A Expired - Fee Related JP2886070B2 (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 熱間吹付け補修用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2886070B2 (ja) |
-
1994
- 1994-01-26 JP JP693994A patent/JP2886070B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07218147A (ja) | 1995-08-18 |
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