JP2928220B1 - 工業窯炉の清浄方法及びそれに用いる清浄材料 - Google Patents

工業窯炉の清浄方法及びそれに用いる清浄材料

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JP2928220B1
JP2928220B1 JP5253898A JP5253898A JP2928220B1 JP 2928220 B1 JP2928220 B1 JP 2928220B1 JP 5253898 A JP5253898 A JP 5253898A JP 5253898 A JP5253898 A JP 5253898A JP 2928220 B1 JP2928220 B1 JP 2928220B1
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健一 松延
靖夫 中村
正孝 松尾
重樹 桑野
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黒崎窯業株式会社
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Abstract

【要約】 【課題】 工業窯炉ライニング部に付着するスラグ或
いは地金を効率良く溶融し完全に除去させることであ
り、清浄材料搬送経路の詰まり防止、燃費削減、作業時
間の短縮を図る。 【解決手段】工業窯炉に付着するスラグ及び地金に火焔
を当てて溶融除去する清浄方法として、多数の孔群を環
状に配列した環状噴出口部を同心円上に複数組設けたバ
ーナーから、対象物に向けて外側の環状噴出口部から火
焔用ガス、次の環状噴出口部から清浄用材料、さらに内
側の環状噴出口部から火焔用ガスを噴出し燃焼させると
ともに、中心の噴出口から溶融物吹飛用ガスを噴出する
ことにより、スラグ或いは地金を溶融させ吹き飛ばし除
去する。また、火焔用ガスと溶融物吹飛ばし用ガスの流
量比率を1:4〜1:16とした。さらに、鉄粉による
清浄用材料として、鉄粉中に純鉄を85重量%以上含有
し、かつ、全体の85〜65重量%を粒径0.075m
m以下の微粉とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉、転炉、取
鍋、混銑車、DH炉、RH炉等の他、低周波炉、高周波
炉、ガラス溶融炉、鋳物保持炉等の工業窯炉の損耗した
炉口部或いは内面のライニングの溶射補修に際しての清
浄化方法と、それに用いる清浄用材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、かかる工業窯炉の溶射補修に
際しての清浄化は、溶射前にライニングに付着したスラ
グ、地金等の付着物を火焔あるいはプラズマジェット流
を当てて溶解除去することによって行われている。
【0003】例えば、特公昭58−6869号公報に
は、この清浄化を溶射補修装置に燃料のみを供給して火
焔のみを発生させるようにし、これを付着物に当てて溶
融払拭除去させることが記載されている。ところが、火
焔流のみでは、高融点付着物を溶融させるための発熱量
が低く、付着物の局部的な溶融流下のみになりがちであ
った。
【0004】そこで、本願の出願人は、先に特開平7−
120166号公報において、高温ガスと自己発熱反応
性物質を窯炉内面に噴射して、発熱反応性物質からなる
清浄材料によって付着物の溶融と流下を助け、これによ
って清浄化する方法を開示した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような自
己発熱反応性物質の洗浄材を用いる場合、清浄材の自己
発熱反応で溶融した付着物の溶融体は、一時的には、溶
融部位から流下するが、瞬時に再固化してしまい付着物
の完全除去を難しくし、これが溶射による補修を妨げる
ことになる。また、清浄材料は材料搬送経路での詰まり
を起こし易く、作業の安定性を欠くことになり、余分な
燃費と作業時間を要する等の問題がある。本発明が解決
しようとする課題は、工業窯炉のライニングに清浄材料
を火焔とともに吹き付けて付着物を溶融除去する清浄方
法における上記諸問題を解消することにあって、付着す
るスラグ或いは地金を効率良く溶融し完全に飛散除去す
ることができる工業窯炉の清浄手段を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、バーナーのガ
ス噴出口から見て、バーナーの最外側の環状噴出口部か
ら第1の火焔用ガスを対象物に向けて噴出し、この最外
側の環状噴出口部の内側の環状噴出口部から清浄用材料
を噴出し、この清浄用材料を噴出する環状噴出口部のさ
らに内側の環状噴出口部から第2の火焔ガスを噴出し、
そして、中心噴出口から溶融物吹飛ばし用ガス(以下、
吹飛用ガスと称する。)を噴出することを特徴とする。
【0007】このバーナーは、溶射用または清浄用材料
の吹き出し用噴出口部が、第1と第2の両火焔ガス噴出
口部に挟まれた状態で用いられるもので、さらに、中心
部の吹飛用ガス噴出口からのガス噴出圧力により、火焔
と清浄材料の熱で溶融したスラグ或いは地金などの付着
物を吹き飛ばし除去することができる。材料噴出部と火
焔ガス噴出部はその噴出能力も考えて、中心噴出口の周
りに多数の孔群を環状に配列した環状噴出口部をそれぞ
れ同心円上で多重環状に設けた。
【0008】このようにして用いるバーナーは、材料、
ガス等の供給系統部分は別として、従来のものを容易に
改造可能であり、作製する手間が大幅に省けるため有用
である。
【0009】本発明における洗浄方法は、環状に形成し
た噴出口を同心円上で多重環状に段階的に設けた中で、
噴出する材料を火焔用ガスで挟み込む状態にして、火焔
の力と材料の溶解と発熱反応を高めて付着物に吹き付け
ることで、清浄材料の自己発熱反応と火焔の力で付着物
の溶融が開始される。この際、同時に中心部の噴出口か
ら吹き付けられる吹飛用ガスで、溶融物が吹き飛ばされ
る。これは、まだ溶融物の流動性が確保されている状態
で吹飛用ガスを当てるため、瞬時の固化或いは溶融物が
凸状態で蓄積することを妨げることになり、溶融物を散
乱させる状態にできるためである。これによって清浄作
業は短時間で終了することになり、火焔用ガスの削減に
もつながり、必要な箇所を確実に清浄化することができ
るようになる。
【0010】火焔ガスとしてはプロパンや、灯油、コー
クス粉等の他、酸素,水素ガス等の支燃性ガスがバーナ
ー付近で適度に混合された状態で吹き出される。
【0011】吹飛用ガスとしては酸素,Ar,窒素を使
用し、火焔用ガスと吹飛用ガスの流量比率を1:4〜
1:16とすることにより、適正な火焔ガス流量と清浄
材料で初期溶融がなされ、吹飛用ガスにより付着物が溶
融し吹き飛ばされる。なお、吹飛用ガス圧力は、5.5
〜9.0Kg/cm2であれば一般的に使用することが
できる。火焔ガスに対する吹飛用ガス流量比率が4より
少ないと、付着物が溶融した後その周辺に堆積すること
になり、除去作業に長時間を要するため吹き飛ばし効果
が得られにくく、極端に低い場合、溶流低下が起こらな
くなる。また、16を越えると溶融物の除去効果には寄
与せず、冷却・固化作用として働き、本発明が目的とす
る、付着物であるスラグ或いは地金を溶融・除去するこ
とはできない。
【0012】清浄材料の搬送用ガスとしては、清浄材料
として純鉄を使用することでもあり安全性を考慮して、
Ar,窒素,ヘリウム等を用いる。
【0013】清浄材料としては、その粒度構成として、
粒径0.075mm以下のものを85〜65重量%含有
する鉄粉を使用することができる。粒径0.075mm
以下のものが65重量%より少ないとバーナー先端で噴
出口を塞ぎ清浄材料に着火することなく溶融不可能とな
り、その清浄材料中の粗粒がバーナー先端の噴出口を塞
ぐ、また、85重量%を超えると、粉体の脈動が発生
し、バーナー先端の噴出口からの安全材料供給に支障を
来す。なお、清浄材料における最大粒径は0.147m
m以下であることがバーナーの噴出口閉塞を防ぐために
は望ましい。
【0014】また、鉄粉中に占める純鉄の量を85重量
%以上と多く含ませることで、その自己発熱反応が火焔
ガスによる付着物の溶融を効率良く助け、より安定した
除去作業に貢献することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
って説明する。
【0016】以下の実施例は、図1に示すバーナー1を
使用した。同図は、噴出面から見たもので、2は第1の
火焔用ガス噴出口、3は第2の火焔用ガス噴出口部、4
は清浄材料噴出口、5は吹飛用ガス噴出口を示す。この
吹飛用ガス噴出口5の周りに、同心円状に、多数の環状
噴出口が多重環を形成した第1と第2の火焔用ガス噴出
口2,3と、清浄材料噴出口部4とが設けられており、
それぞれの環状噴出口2、3、4と吹飛用ガス噴出口5
は独立した経路(図示せず)によって、それぞれのガ
ス、あるいは粉体が供給噴出される構造となっている。
【0017】この図1に示すバーナーを使用し、火焔用
ガス、清浄材料、吹飛用ガスの組合せによって、どの程
度の付着物の溶融能力を有するかについて、Al23
SiO2質のれんがを用いて、その表面に火焔を噴出さ
せることで測定した。
【0018】実施例1 表1は、清浄材料の粒度、及び鉄粉中の純鉄の占める構
成の変化による品質特性を示す。同表に示す溶融能力は
1分間の溶融深度を示す。清浄材料の供給量は28(K
g/h)とし、火焔用ガスはプロパンガス、吹飛用ガス
には酸素を用い、火焔用ガスとの流量比率は1:7によ
って実施した。
【0019】
【表1】 同表に示すテストNo.2〜4の実施例は、鉄粉中に含
まれる0.075mm以下の微粉の量を規制範囲内で変
化させたものであり、また、テストNo.4の実施例
は、純鉄含有量を100重量%としたものである。何れ
も溶融物除去作業を完了させる事ができた。これに対し
て、テストNo.1の比較例は、鉄粉全体の98重量%
が、粒径0.075mm以下の微粉であるために、粉体
輸送中に脈動が発生した。テストNo.5の比較例は、
0.147mm以上の粗粒を多く含むため、バーナー出
口閉塞が発生した。テストNo.6の比較例は、純鉄含
有量を減らしたため着火せず、従って、溶融不可能であ
った。
【0020】実施例2 表2は、火焔用ガスと清浄材料及び吹飛用ガスの使用状
態の違いによる効果への影響について示す。清浄材料と
しての鉄粉は、純鉄を93重量%含む粒径0.075m
m以下の微粉が80重量%のものを使用した。火焔用ガ
スとしてはプロパンと支燃用酸素を、吹飛用ガスには酸
素、また、清浄材料の輸送用ガスとしては安全性を考慮
して窒素を使用した。
【0021】表2において、テストNo.7と8の比較
例は吹飛用ガスを使用せず、テストNo.9〜11の実
施例は火焔用ガスと吹飛用ガスの流量比率を規制範囲内
で増加させその作業性を時間とともに評価した。
【0022】表中での流状況欄では、溶流不可には
[×]、溶流可能のものには[〇]で示した。連続溶流
の作業ができないものは[×]、可能のものは[〇]。
連続作業性において中断したものは[△]、溶流が完了
したものは[〇]で示した。
【0023】
【表2】 テストNo.7の比較例は、火焔用ガスのみの作業を行
ったところ溶流することはなかった。テストNo.8の
比較例は、清浄材料を用いたところ、溶流は始まり、溶
融物が流動し下方に凸上に蓄積・固化し、作業が捗らず
中断した。これに対して、テストNo.9〜11の実施
例の場合は、火焔用ガス、清浄材料、吹飛用ガスを規制
範囲内で変化させたもので、何れも溶融物の除去作業を
完了させることができた。
【0024】実施例3 表3は、火焔用ガスと吹飛用ガスの流量比率がもたらす
効果についてのテスト結果を示す。
【0025】各例の清浄材料は、表1に示すテストN
o.2の実施例に示す鉄粉を用い、粉体輸送ガスは発火
等安全性を考慮して窒素とし、火焔用ガスはプロパンと
支燃用酸素を使用し、吹飛用ガスには酸素を使用した。
また、清浄材料の供給量は皆150(Kg/h)で行っ
た。
【0026】
【表3】 表3に示すテストNo.12の比較例は、溶融能力は高
いが、吹飛用ガス量が不足しているため、溶融物が下方
へ流動し凸上に蓄積・固化し作業性に支障を来した。ま
た同じくテストNo.16の比較例は、火焔ガスである
プロパンと吹飛用ガスの酸素の流量比率を1:20とし
たが、吹飛用ガスの酸素流量が多いため、鉄粉の連続燃
焼性に支障を来した。これに対して、テストNo.13
〜15の実施例は、火焔用ガスであるプロパンと吹飛用
ガスの酸素の流量比率を規制範囲内で増加させる事で溶
融能力も、また、溶融吹飛効果も良好であった。
【0027】
【発明の効果】本発明によって以下の効果が得られる。
【0028】1.清浄材料の粒度を限定することで搬送
経路の詰まりがなくなった。
【0029】2.鉄粉の使用で特に純鉄を多量に使用す
ることで純鉄の自己発熱反応を利用し付着物の火焔によ
る溶融を助長させ燃費削減となった。
【0030】3.吹飛用ガスを用いることで溶融した付
着物を瞬時に吹き飛ばして溶融物の固化をなくすことで
除去作業時間の短縮を図ることができた。
【0031】4.よって、工業窯炉ライニング部に付着
するスラグ或いは地金が、火焔と清浄材料により効率良
く溶融し吹飛用ガスにより完全に飛散除去させることが
できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の作業に使用するバーナーの噴出口の
正面図。
【符号の説明】
1.バーナー 2.第1の火焔用ガス噴出口 3.第2の火焔用ガス噴出口 4.清浄材料噴出口 5.吹飛用ガス噴出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 正孝 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎窯業株式会社 不定形事業部八幡 不定形工場内 (72)発明者 桑野 重樹 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎窯業株式会社 不定形事業部八幡 不定形工場内 (56)参考文献 特開 平7−120166(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F27D 1/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心噴出口の周りに多数の孔群を環状に
    配列した環状噴出口部を同心円上に複数組設けたバーナ
    ーから、火焔と自己発熱反応を利用して工業窯炉のライ
    ニング上に付着する付着物を溶融除去させる清浄用材料
    を噴出して付着物を溶融除去する工業窯炉の清浄方法に
    おいて、 バーナーの最外側の環状噴出口部から第1の火焔用ガス
    を対象物に向けて噴出し、 この最外側の環状噴出口部の内側の環状噴出口部から清
    浄用材料を噴出し、 この清浄用材料を噴出する環状噴出口部のさらに内側の
    環状噴出口部から第2の火焔ガスを噴出し、 そして、 中心噴出口から溶融物吹飛ばし用ガスを噴出することを
    特徴とする工業窯炉の清浄方法。
  2. 【請求項2】 第1と第2の噴出火焔用ガスの流量の合
    計と溶融物吹飛ばし用ガスの流量との比率を1:4〜
    1:16とする請求項1に記載の工業窯炉の清浄方法。
  3. 【請求項3】 工業窯炉に付着するスラグあるいは地金
    を溶融除去する自己発熱反応を利用して工業窯炉のライ
    ニング上に付着する付着物を溶融除去させる清浄用材料
    であって、 鉄粉のみからなり、この鉄粉中に純鉄を85重量%以上
    含有し、かつ、全体の85〜65重量%が粒径0.07
    5mm以下の微粉である粒度構成を有することを特徴と
    する工業窯炉の清浄材料。
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