JPH0833281B2

JPH0833281B2 - 耐火物体の形成する方法および装置

Info

Publication number: JPH0833281B2
Application number: JP61205748A
Authority: JP
Inventors: レオン−フイリツプ・モト; エミリアン・ヴロダルスキ
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1985-09-07
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: LU86568A1; SE8603704D0; US4967686A; FR2587920B1; CN1034055A; GB2180047B; IT8667677A1; KR870003029A; IL79952A0; MX163425B; NL8602224A; NL193202B; BE905341A; IN168703B; AU583944B2; DE3629886A1; ATA236886A; IL79952A; NL193202C; JPS6259386A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、耐火物粒子と酸化性粒子との混合物を燃焼
性（comburent）キャリヤーガスによりランスの出口か
ら補修すべき面に吹きつけ、前記酸化性粒子の燃焼によ
り十分な熱を発生させて前記耐火物粒子の少なくとも表
面を軟化又は溶融し、これにより耐火物体を生ぜしめる
方法に関する。

また、本発明は前記の方法を実施するために、キャリ
ヤーガス流に前記粒子の混合物を導入する手段と、キャ
リヤーガス流に乗った前記粒子混合物を吹きつけるため
の出口を有したランスと、このランスに前記粒子混合物
並びにキャリヤーガス流を導くための導管（なお、ラン
スを含めて全体の通路を供給ラインと称す）とを具備し
た装置に関する。

本発明の方法および装置は耐火ブロック等の表面に耐
火物体を形成するのに有用であり、特に炉ラインニング
を現場で補修又は強化するのに適している。そしてある
場合には、炉がなお操業されている間でも本発明の方法
および装置は使用できる。特に本発明の方法および装置
は鉄および鋼工業で使用される炉、取瓶およびコンバー
ターにおける如く、耐火物が溶融金属と接触することに
よる耐火物表面の侵蝕を補修するのに適している。

〔従来の技術〕

耐火物の侵蝕等を補修する方法および装置は例えば英
国特許第1330894号および第2035524号等に従来より提案
されている。

補修される耐火ブロック等の化学組成とマッチするよ
うに、あるいは耐火ブロックよりも高品質の耐火物を形
成するように、耐火ブロックの表面に吹きつけられる耐
火物粒子は適宜に選択されることは周知の通りである。
また、酸化物粒子としては、ケイ素および／またはアル
ミニウム粒子を使用するのが最も普通である。しかし、
形成される耐火物体に特殊な性質を与えることが望まれ
る場合にはマグネシウムおよびジルコニウムの如き他の
材料の粒子を使用してもよい。この他にも種々の材料を
使用できるがそれらはあまり好ましくない。なお酸化性
粒子の粒度は平均粒度が50μｍ以下、更には10μｍ以下
であることが好ましいと説明されている（英国特許第13
30894号）。

酸化性粒子を完全に燃焼させるためには過剰の酸素を
供給することが望ましい。例えば、英国特許第1330894
号はキャリヤーガスに酸素を用いることを推奨し、１時
間当りの供給速度として、酸素1200と粒子混合物60K
g、又は酸素480と粒子混合物30Kgの二例を特記してい
る。

形成された耐火物体中には未燃焼の酸化性粒子が含ま
れないようにすべきである。なぜなら、このような未燃
焼の酸化性粒子は耐火物体の性質を劣化させ、かつ粒子
混合物の吹きつけ中の熱発生に寄与せず酸化性粒子を無
駄にさせるからである。これは不必要にコストをかける
ことになる。未燃焼の酸化性粒子が耐火物体中に一旦、
埋め込まれると、この酸化性粒子は燃焼する機会を殆ど
失うので、酸化性粒子は、ランス出口から出ると吹きつ
けられる面に達するまでに、あるいは吹きつけられる面
の表面に露出されている間に、燃焼せしめられなければ
ならない。ランスの先端から粒子混合物が吹きつけられ
る面までの距離はわずかに約10〜30cmであることがしば
しばである。従って、酸化性粒子は迅速に燃焼されるべ
きものである。このような迅速な燃焼は酸化性粒子を出
来るだけ小さくして酸素と良く混ざるようにすることに
よっても促進される。

また、形成された耐火物体は多孔質でないようにして
耐火物体の耐久性を増すことが、特に溶融金属と接する
耐火物体には望まれる。多孔質の耐火物体は多量のキャ
リヤーガスを用いた時に形成されることが多い。

〔発明が解決しようとする課題〕

ランスから放出された時に迅速かつ効果的に酸化性粒
子を燃焼させるためには酸素を多く含んだキャリヤーガ
ス流に酸化性粒子を非常に小さくして良く混ぜて供給す
ることが最も良い。しかしながら、このことはランス出
口へ行くまでの供給ライン内で燃焼が生ずる可能性をも
たらす。供給ライン内で燃焼が生じると、正常な作動は
中断し、装置は損傷されることは明白であろう。またラ
ンスから放出される材料の速度よりも炎の延焼速度が大
きいときランス出口からのフラッシュバックにより供給
ライン内での燃焼が時々生じる。供給ライン内での燃焼
発生の危険性は非常に小さな酸化性粒子を用いることに
より増大するし、耐火物粒子の重量割合に対して酸化性
粒子の重量割合を増すことによっても、また、キャリヤ
ーガス流中の酸素の割合を増すことによっても、更に
は、供給ラインの直径を増すことによっても増大するの
である。フラッシュバックは単にランス出口を詰まらせ
るだけの比較的おだやかな形態を取るときもあるが、も
っと重大な事態として、粒子混合物がキャリヤーガス流
に混合せしめられる点にまで遡ることもある。このため
に、英国特許第1330894号では種々な安全装置（英国特
許第1330895号に開示されている）を使用することを推
奨している。

英国特許第2035524号では粒子混合物をその酸化性粒
子の酸化を支持しないキャリヤーガス（空気が推奨され
ている）に供給し、ランスの出口に隣接してランスに酸
素を導入することにより、フラッシュバックの問題を解
決するということを提案している。空気の体積速度の２
〜４倍の体積速度で酸素を供給し、3000乃至6000の空
気に対して30Kgの粒子混合物を１時間当たりに供給する
ことが例示されて推奨されている。酸化を支持しないキ
ャリヤーガス中では炎は後方へ伝播し得ないということ
は明白である。更には、幾分大きな酸化性粒子（ただし
152μｍまでの大きさ）を選択することによりランス先
端の詰まりの問題が減ぜしめられることを前記明細書は
教示している。また、粒子混合物と酸素との十分な混合
が達成される場合までは粒子混合物の燃焼は開始しない
ということも述べられている。従って、形成された耐火
物体中に未燃焼の酸化性粒子が組み込まれうる危険性が
ある。また使用された粒子の量に関してこのように多量
のガスを使用すると形成された耐火物体は多孔質になる
傾向がある。

これらの先行技術明細書において詳細に述べられた粒
子混合物の供給速度は耐火物の形成速度が低いのであ
る。耐火物体の形成速度を実質的に増大するためには、
一つのランスに対して複数本の導管を用いるか、又は一
本の導管の直径を増大する必要がある。かくして、粒子
混合物の流量増大が達成される。しかし、複数の導管を
用いることは不便であり、他方、導管の直径を増大する
と導管内で燃焼が発生する危険性が増大する傾向があ
る。なぜならば、大直径の導管中では炎は伝播しやすい
のである。

ランス出口からのフラッシュバックとは別に、供給ラ
イン内の燃焼を生ぜしめる他の重要な原因がある。それ
は粒子混合物が搬送されている間にそれらは互いに衝突
するしまた供給ラインの内壁とも衝突することは容易に
認識されよう。これは熱を発生させるであろう。耐火物
体の形成速度を増大させるためにキャリヤーガスと粒子
混合物を高速流にすれば、酸化性粒子の自然発火を生ぜ
しめるに十分な発熱となろう。特に粒子混合物が富酸素
ガス流で搬送されるときに問題となる。

本発明の目的は耐火物体の形成速度を増大させるため
に粒子混合物の供給速度を高くすることが出来、同時
に、粒子混合物を案内する供給ライン中での酸化性粒子
の燃焼の危険性を低くして多用途に向く耐火物体形成方
法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の方法は、ランスの出口から補修すべき面に対
し、燃焼性キャリヤーガスで酸化性粒子と耐火物粒子と
の混合物を吹きつけ、かくして上記酸化性粒子の燃焼時
に、耐火物粒子の少なくとも表面を軟化または溶融させ
るに充分な熱を発生させて耐火物体を形成させることに
よる補修すべき面上に耐火物体を形成する方法であっ
て、粒子混合物をキャリヤーガス流と混合してこれをラ
ンスの出口の方へ供給し、その間の少なくとも一箇所か
つランス出口よりも少なくとも1m手前の位置において酸
素を粒子混合物とキャリヤーガス流との混合物の中に導
入してこれらがランスの出口に達する前に十分に混合さ
れるようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

ランスの先端へ酸素が供給される従来の方法と比較し
て、本発明の方法では、導入された酸素が粒子混合物と
混り合うための時間が存在し、これは既に述べた通り高
燃焼にとって有利なのである。勿論、このことは酸素が
導入された点とランス出口との間の供給ラインにおいて
フラッシュバック又は自然発火が、何らかの原因で、発
生するということを意味するのである。しかしながら、
粒子混合物が最初に乗せられるキャリヤーガス流は、酸
素を含む必要はないので、酸素が導入される位置よりも
上流の供給ラインにおいて燃焼が発生することは滅多に
ない。また、前記位置よりも上流の供給ラインにおける
ガス速度は所定の粒子供給速度よりも低くすることが出
来る。かくして、かかる本発明の方法は、これを実施す
る装置に要求される最も敏感で高価な部分を、即ち、粒
子混合物をキャリヤーガス流と混合する装置を、損傷か
ら保護することが出来る。フラッシュバック又は自然発
火が発生すれば酸素の供給をスイッチオフすることによ
り止めればよい。

酸素がキャリヤーガス流中に導入される位置は、粒子
混合物がランス出口（ランスに沿って異なる位置に幾つ
かの出口がある場合には最も近い出口）に向って残りの
供給ラインを移動する間に酸素が粒子混合物に混ぜられ
る度合に重要な関係を有している。或る程度の混合は1m
よりも短い残りの供給ラインにおいても行われ得ること
が判明したが、吹き出された粒子混合物が効果的な燃焼
をするためには酸素と十分に混合されなければならない
ので、本発明ではランス出口より少なくとも1m手前の所
で供給ラインに酸素を導入する。

本発明は好ましくは、キャリヤーガス流は不活性ガス
を含む。キャリヤーガス流中に含まれる不活性ガスの割
合は容易に調節でき、酸素が導入される点より上流の供
給ラインでの自然発火やフラッシュバックの危険性を低
くする一方、吹きつけ時の効果的燃焼を達成する。この
ような不活性ガスは好ましくは窒素である。窒素は安価
で容易に入手出来る。従ってキャリヤーガス全体が実質
的に窒素からなっていてもよい。しかしこのこと（粒子
混合物が最初に混合されるキャリヤーガスには酸素を含
まないこと）が本発明の方法の最良の性能のために必要
な条件であるとは限らない。本発明の幾つかの好ましい
実施例においては、初めのキャリヤーガスはある割合の
酸素を含んでいる。その理由は吹きつけられた粒子とキ
ャリヤーガスとの混合物中に混入する不活性ガスの量を
少なくして、形成された耐火物体の品質を向上させるか
らである。かくして、不活性ガス窒素を空気の一成分と
して導入するのが好適である。不活性ガスは粒子混合物
が最初に混合されるキャリヤーガス流の少なくとも30容
量％を構成するのが好ましい。特に推奨されるカリヤー
ガス流の組成（前述の酸素導入前のもの）は50容量％の
酸素と50容量％の空気である（即ち約60％の酸素と40％
の窒素）。なお、不活性ガスとして、例えば二酸化炭素
の如きガスを用いても同様の効果が得られる。二酸化炭
素は厳密には不活性ガスであるとは言えないが、燃焼抑
制特性を有しているので不活性ガスとして用いることが
できる。

供給ライン内での自然発火の危険性を減ずるためには
供給ラインへ導入される酸素の少なくとも一部は出来る
だけ下流において加えられるべきである。とはいえ残り
の供給ラインにおいて十分に混合されるような距離を残
した位置で導入されるべきである。このようにして酸化
性粒子の燃焼が生じる可能性のある供給ラインの長さを
短くさせる。また、粒子混合物がキャリヤーガス流中に
入れられる位置からランスまでの間で供給ラインは一直
線ではない（本発明が関係れるこの種の処理に通常使用
する装置においては、粒子混合物は可撓性ホースにより
ランスまで運ばれる）ので、供給ラインの曲った所、と
りわけ鋭く曲った所においては摩擦熱が発生せしめられ
るということは明白である。このことからも、供給ライ
ンへの酸素の導入位置はランスのバット端（すなわち入
口）かまたはそのすぐ前であることが好ましい。

少なくとも一部の酸素を出来るだけ下流であって、し
かも残りの供給ラインにおいて十分に混合されるような
距離の位置で供給ラインに導入することの更に重要な利
点は次の通りである。導入される酸素の圧力をあるレベ
ル以上に上昇させることは通常では都合のよいことでは
ない。従って供給ライン中の全圧力降下は制限される。
酸素を導入する位置を供給ラインに沿って下流方向に移
動させることにより、所定の全圧力降下に対して粒子混
合物の流量を増大させることが出来る。かくして耐火物
体の形成速度の増大に寄与出来るのである。

本発明は好ましくは、酸素は供給ラインに沿って間隔
を置かれた少なくとも二つの位置において供給ライン中
に導入される。このことは一方において混合促進と、他
方においてフラッシュバック並びに自然発火の危険性の
減少や高流量促進との間で良好な妥協を達成させる。

本発明は好ましくは、酸素は供給ラインの内壁と粒子
の間に酸素ガス流を形成するように供給ラインに導入さ
れる。勿論この酸素ガス流は主キャリヤーガスと迅速に
混ざり合う。しかし粒子混合物が供給ラインの内壁に衝
突しないようなクッションを酸素導入位置のすぐ下流の
供給ラインにおいて形成するので、摩擦熱の発生が減ぜ
られて、供給ライン中で自然発火しないように作用す
る。

供給ラインに酸素を導入するのに、供給ラインの周囲
（円周方向）に分布された複数のオリフィスを通して行
うことが出来る。更には供給ラインの周囲に延びた環状
オリフィスを通して環状の流れとして導入するのが好ま
しい。なぜならば環状オリフィスは酸素ガス流の均一な
層を構成するからである。

また、供給ラインに酸素を導入するのに、供給ライン
の横断面積が増大する区域で行なうのが有利である。こ
れは供給ラインにおいて顕著な背圧を発生せしめること
なく酸素を供給ラインに導入出来るからである。顕著な
背圧の発生は粒子混合物の流れを撹乱して好ましくない
のである。また、供給ラインの横断面積が増大する区域
で酸素を導入すると、酸素を供給ラインの内壁面の母線
に平行に供給ラインに送り込むことが出来るので、キャ
リヤーガスによる粒子混合物の流れを促進させることが
出来るのである。

本発明は好ましくは、粒子混合物はベンチュリー管に
よりキャリヤーガス流中に導入される。これは、滑らか
でかつ良く制御された態様で粒子混合物をキャリヤーガ
ス流中に導入出来る非常に簡単な方法なのである。ベン
チュリー管の採用はキャリヤーガス流中に粒子混合物を
連続的に導入することが出来、かつ粒子混合物のホッパ
ーを加圧する必要をなくすのである。

本発明は前述した方法を実施するのに適した耐火物体
形成装置をも提供する。この装置は補修すべき面に対し
て燃焼性キャリヤーガスで酸化性粒子および耐火物粒子
混合物を吹きつけ、かくして上記酸化性粒子の燃焼時
に、耐火物粒子の少なくとも表面を軟化または溶融する
に充分な熱を発生させて、耐火物体を形成させることに
よる補修すべき面上に耐火物体を形成する装置であっ
て、上記粒子の混合物をキャリヤーガス流と混合するた
めの手段、およびキャリヤーガスおよび連行粒子を吹き
出させるランス出口にそれらを運ぶための供給ラインを
有する装置において、ランスの出口より少なくとも1m手
前の位置で、かつかかる混合手段の下流で上記供給ライ
ン中に一つ以上のオリフィスを介してキャリヤーガスと
粒子混合物との混合物中に酸素を導入するための手段を
設けたことを特徴とする。

これは前述した方法を実施するための極めて簡単な装
置である。キャリヤーガスを適当に選択することによ
り、供給ライン中での燃焼の危険性は酸素導入オリフィ
スより下流の供給ラインの部分に限定され、本発明の耐
火物体形成装置に要求される最も敏感で高価な部分、す
なわち、粒子混合物をキャリヤーガス流に導入する部分
は損傷から保護される。同時に、酸素がキャリヤーガス
と粒子混合物との混合物に完全に混合されるようになる
に十分な残りの長さの供給ラインがあって、ランスの出
口から出たときの効果的な燃焼を促進出来る。なお、供
給ライン中で燃焼が生じたとすれば酸素の供給をスイッ
チオフすることによりそれを止めることが出来る。

好ましくは、酸素導入オリフィスはランスのバット端
の直前又はバット端において設ける。これはランスの構
造を簡単にしかつキャリヤーガスと粒子混合物との混合
物中に導入する酸素の少なくとも一部をより下流側で導
入させることを可能にする。

好ましくは、酸素導入オリフィスは供給ラインに沿っ
て間隔を置かれた少なくとも二つの位置に配置される。
これは本発明の耐火物体形成装置の安全性と高性能とに
寄与するように種々の位置で供給ラインに導入される酸
素の量について調整出来て、耐火物体形成装置の多用性
を増大させる。

好ましくは、酸素導入オリフィスは供給ラインの周囲
（円周方向）に沿って分布して複数個設け、酸素は供給
ラインの内壁と供給ライン中を通る粒子混合物との間に
酸素ガス流を形成するように導入される。勿論この酸素
ガス流はキャリヤーガスと迅速に混ざり合うが、酸素導
入位置のすぐ下流で粒子混合物が供給ラインの内壁と衝
突するのを部分的に阻止して、摩擦熱の発生を減じ、供
給ライン中での自然発火が抑制される。

好ましくは、酸素導入オリフィスは供給ラインの周囲
に延びた環状オリフィスになす。なぜならばこれは供給
ラインの内壁に沿って円周方向に均一な厚さの酸素ガス
の層を形成できるからである。

好ましくは、酸素導入オリフィスは供給ラインの断面
積が増す区域において設ける。これは、粒子混合物が供
給ラインに沿ってランスまで流れるのを撹乱させる傾向
のある実質的な背圧を生ぜしめることなく酸素を導入す
ることを可能にする。また、これは、前述した酸素ガス
の層を長く維持させる傾向があり、摩擦熱の発生を一層
減じる効果がある。

好ましくは、酸素導入オリフィスは供給ラインの内壁
面の母線に平行に配置する。これはキャリヤーガスによ
る粒子混合物の流れを促進するように導入酸素ガスが流
れるから好ましいのである。

好ましくは、キャリヤーガス流中に粒子混合物を導入
する手段はベンチュリー管からなる。これはキャリヤー
ガス流と粒子混合物とをスムースにかつ制御可能に混合
させることが出来る最も簡単な装置である。ベンチュリ
ー管を使うとキャリヤーガス流中に粒子混合物を連続的
に供給でき、かつ粒子混合物のための容器を加圧する必
要がなくなるのである。

〔実施例〕

以下図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

第１図を参照して本発明の一実施例を以下に説明す
る。補修すべき面に向けて酸化性粒子と耐火物粒子との
粒子混合物を吹きつけるためのランス１を備えている。
このランス１は出口０を有する。前記粒子混合物は燃焼
性キャリヤーガスにより搬送される。前記酸化性粒子が
燃焼すると少なくとも耐火物粒子の表面を軟化又は溶融
するに十分な熱が発生する。かくして耐火物粒子は補修
すべき面に耐火物体を形成する。吹きつけられる前記粒
子混合物２はホッパー３内に入れられている。ホッパー
３は開放円錐形基体４を有している。ホッパー３内には
パドル５が在る。このパドル５は垂直軸６に回転可能に
装着されている。ホッパー３の前記開放円錐形基体４の
開口の下に板７が設けられている。この板７は垂直軸６
に担持されている。ホッパー３の前記開放円錐形基体４
の外側にドクター８が設けられている。このドクター８
は板７から粒子混合物をかき落すためにある。かくして
粒子混合物２はシュート９の中に落下する。シュート９
はベンチュリー管10につながっている。キャリヤーガス
はキャリヤーガス供給用ホース11によりベンチュリー管
10へ供給される。そこでキャリヤーガスは粒子混合物を
引き込んで導管（可撓性ホース）12に進む。この導管12
はベンチュリー管10からコネクター13に通じている。コ
ネクター13は更に導管（可撓性ホース）14を通ってラン
ス１に通じている。前記コネクター13には酸素ガス供給
用ホース17および弁16を介して酸素源15から酸素が供給
される。従って、前記キャリヤーガスと前記粒子混合物
とがランス１の出口０に達する前に酸素が供給ラインに
導入される。前記弁16には窒素の如き不活性ガスの源18
も接続されている。この不活性ガスは、必要なときに、
酸素源15からの酸素に代えてコネクター13に選択的に供
給できる。

以上説明した第１図の実施例の改変例として、コネク
ター13をランス１に直結してもよい、すなわち導管（可
撓性ホース）14を除去して、コネクター13の出口端をラ
ンス１のバット端に直接に接続する。

第２図はコネクター13の構造を詳細に図示する。コネ
クター13は導管（可撓性ホース）12と14との間、又は導
管（可撓性ホース）12とランス１のバット端との間で取
り付けられる。コネクター13は外側スリーブ19を有して
いる。この外側スリーブ19に直角に短い管20が溶接され
ている。この管20に酸素ガス供給用ホース17が接続され
る。外側スリーブ19の上流端の内側には雌ねじ21が形成
されている。この雌ねじ21にブッシュ23の下流端22が係
合している。ブッシュ23の上流端24はベンチュリー管10
からの導管（可撓性ホース）12内に嵌められ任意の態様
で固着されている。ブッシュ23のこの上流端24はテーパ
になされた内面を有していて導管（可撓性ホース）12か
らの粒子混合物がスムースにコネクター13中を通過する
ようになっている。コネクター13は内側スリーブ25を有
し、その上流端はブッシュ23の下流端22の内面に固着さ
れている。内側スリーブ25は外側スリーブ19との間に環
状空間26を形成する。この空間26に管20が外側スリーブ
19の穴27を介して連通している。内側スリーブ25の内面
はブッシュ23の内面と実質的に滑らかに連続していて粒
子混合物がスムースにコネクター13中を通過するように
なっている。内側スリーブ25の下流端において、コネク
ター13の内壁面（粒子混合物のための通路を形成してい
る面）は下流側の導管（可撓性ホース）14の内面へスム
ースな遷移帯域28となるように直径すなわち断面積が増
大している。

前記環状空間26の下流端における環状オリフィス29は
前記遷移帯域28内にあり、コネクター13と同軸状に配列
されている。このことが供給ラインにおいて顕著な背圧
（粒子混合物の流れを乱す恐れがある）を生ぜしめるこ
となく酸素がキャリヤーガス流中へ導入されるのを可能
にさせる。また前記配列はキャリヤーガス流による粒子
混合物の流れを促進させる傾向がある。更に、この構成
を採用することにより、供給ラインの内壁と供給ライン
に沿って搬送される粒子混合物との間に酸素のガス流を
形成するように酸素が供給ラインに導入される。勿論、
酸素のこのガス流はキャリヤーガスの主流と迅速に混ざ
ってしまう。しかし、この酸素のガスは粒子混合物の流
れと供給ラインの内壁（酸素導入位置のすぐ下流におけ
る）との間の衝突に対してバリヤを与え、かくして摩擦
熱を減じ、供給ライン内での自然発火を防ぐのである。

外側スリーブ19の下流端には雄ねじ30が形成されてい
る。この雄ねじ30にカラー31が螺合されている。このカ
ラー31に導管14の上流端（又はランス１のバット端）が
挿入されている。この導管14（又はランス１）を可撓性
のＯリング32が包囲している。カラー31に螺合する締付
リング30はＯリング32を導管（又はランス１）に締め着
ける。かくして、導管14（又はランス１）はコネクター
13に固着される。なお、Ｏリング32の締め着けを調節し
て、これより下流の供給ライン内の背圧が急激に増大し
たとき（すなわち下流の供給ライン内での発火、あるい
は下流の供給ライン内での詰り、又はランス出口での詰
り時に）導管14（又はランス１）がカラー31がすべり抜
けるようにしてもよい。すなわちここで供給ラインを分
断するようにしてもよい。かくして、ランス出口への粒
子混合物の供給を終らせてもよい。

第２図のＯリング32の締め着けを導管（又はランス
１）がすべり抜けないように確実に保持するように行っ
た場合、背圧が急激に増大した際の供給ラインの分断は
第３図に示す如き分離用コネクターを用いる。

第３図に示す通り、先ず供給ライン（導管12又は14）
を予め切断しておく。この切断部35に背圧応答装置34を
設ける。背圧応答装置34はこれよりも下流の供給ライン
で背圧が急激に増大したときに自動的に供給ラインを分
断する。切断部35での導管の両切断端は対接関係で分離
用コネクター片36内に図示の如く配置される。分離用コ
ネクター片36は一部のかみが図示されている。前記切断
部35より下流の導管は分離用コネクター片36に何らかの
手段で固着される。切断部35より上流の導管は分離用コ
ネクター片36にすべり抜けるように挿入されている。上
流側の導管にあてがわれたＯリング37は締付カラー38に
よりその導管に締め着けられる。締付カラー38は分離用
コネクター片36に形成された第１ねじ39に螺合されてＯ
リング37に所望の締め着け力を及ぼす。もし前記分離用
コネクター片36より下流の供給ラインにおける背圧がＯ
リング37の締め着け力以上に上昇すると、上流の導管は
分離用コネクター片36からすべって離れる。ところで、
この上流側の導管には止めカラー40が固着されている。
この止めカラー40と前記締付カラー38とを含んで上流側
の前記導管を包囲するケージ41がある。このケージ41は
複数の孔42を有している。このケージ41は前記分離用コ
ネクター片36に形成された第２ねじ43に螺着される。こ
のケージ41は止めカラー40を担持した導管の前記切断端
が分離用コネクター片36から十分に離れうるだけの軸方
向長さを有している。しかし、止めカラー40がケージ41
の上流側の端壁に当接するのでこの導管ケージ41からは
抜け出ない。従って、上流の導管が分離用コネクター片
36からすべり抜けると、この導管の下流端から放出され
るキャリヤーガスはケージ41の孔42を通ってケージ41の
外へ逃げ、それで粒子混合物の供給は止む。孔42を通る
火炎の逃げを防止するには、耐炎性のガス透過性材料例
えば岩綿の層でケージ41を包めばよい。

なお、万が一、フラッシュバック又は自然発火が発生
した時には、かかるフラッシュバック又は自然発火は酸
素の供給を遮断することにより止めることが出来る。酸
素供給の遮断は手動制御で行なえる。しかし、供給ライ
ン中の燃焼を自動的に止める特に安全上有利な方法は前
述の背圧応答装置34である。それは供給ライン中の背圧
の急激な上昇（これは供給ラインにおける自然発火や供
給ラインの詰りを示す）を利用してランスの出口へ向け
ての粒子混合物の供給を終らせる。つまり、圧力の増大
を利用して供給ラインを分断する。供給ラインが分断さ
れると明らかにランス出口へ向けての供給は止む。供給
ラインを分断させる構成は前述した通り供給ラインの分
断部35において分離用コネクター片を設け、これに供給
ラインの一方の切断端をすべり可能にしかも所望の程度
にしっかりと連結する。そして分離用コネクター片に対
して前記供給ラインの切断端がすべって分断されること
に抗する抵抗力はランスの正常な動作には十分に耐える
が供給ライン中での燃焼とかその詰りとかにより供給ラ
イン中の圧力が上昇するとこれに打ち負かされるように
調節する。このような分断は、キャリヤーガス流中に粒
子混合物の導入を中止するため、および／またはキャリ
ヤーガスの供給を中止するためにも利用できる。これに
より材料が無駄に消費されるのを防ぐ。また、このよう
な供給ラインの分断は、例えば、電気制御回路を遮断す
るのにも使用できる。更に、供給ライン中の背圧の急激
な増大を、供給ライン中に不活性ガスを導入するのを開
始させるために利用することも出来る。供給ライン中へ
の不活性ガスの導入は燃焼を消す傾向がある。そしてこ
れは、より好ましくは、供給ライン中の背圧の急激な増
加が生じたときに酸素の供給に替えて不活性ガスを導入
すると一層強められる。

このように、供給ライン内での燃焼や供給ラインの詰
りを示す急激な背圧増大に応答する背圧応答装置を設け
ると、ランス出口へ向けての粒子混合物の供給を終ら
せ、供給ライン内での燃焼を自動的に止めるので、この
耐火物体形成装置の操作において安全性を与えるのであ
る。なお、粒子混合物の供給の停止は供給ラインを流れ
るすべてを中断してもよいし、キャリヤーガス中への粒
子混合物の供給を中断してもよい。

また、好ましくは、前記の急激な背圧増大に応答する
背圧応答装置に応答して不活性ガス源18を供給ラインに
接続する手段を備える。そして、より好ましくは、不活
性ガス源18を前記供給ラインに接続すると同時に酸素源
15を前記供給ラインへから遮断するように弁16を切り換
える。このようにして、キャリヤーガスが供給ライン中
の燃焼を支持しないように酸素量が減少した、または不
活性ガスの量が増大したものに改変される。

なお、図示の背圧応答装置34は前記切断部35を中心に
して対称的に逆の順序で設けてもよい。すなわち、ケー
ジ41を切断部35より下流側に配置し、止めカラー40を下
流側の導管に固着し、分離用コネクター片36を上流側の
導管に固着してもよい。

また、図示の分離用コネクター片36はランス１の端嵌
合として構成してもよい。

第４図はキャリヤーガスで粒子混合物を吹きつけるた
めの出口０を有したランス１の別の具体例を示す。所望
の粒子混合物をキャリヤーガスで搬送する導管に取り付
けるための接続部46をランス１は有する。この接続部46
は斜めにランス１に結合されている。図示の実施例では
この接続部46はランス１の軸線に対して40゜の角度にな
されている。キャリヤーガスは酸素、不活性ガス、又は
これらの混合ガスであってよい。ランス１のバット端44
に補足酸素供給用接続部45が貫入せしめられている。こ
れは接続部46を通って供給される粒子混合物のうちの酸
化性粒子を十分に燃焼せしめるに十分な全酸素量にする
ように酸素を供給する。図示の実施例ではランス１はバ
ット端44から出口０までの全長は3mである。補足酸素供
給用接続部45はランス１中におよそ75cm貫入している。
ランス１の残りの長さは、この補足酸素供給用接続部45
を通って供給された酸素が、ランス出口０に達するまで
に、キャリヤーガスおよびこれに伴われた粒子混合物に
十分混合されるを確実にする寸法である。

本発明の実施例を以下に示す。

実施例１塩基耐火物ブロックで形成した炉壁に、これが1000℃
以上の温度である間に、重量基準で92％のマグネシア、
４％のケイ素および４％のアルミニウムから作った粒子
混合物をキャリヤーガスによりランス１から吹きつけて
被覆を形成した。使用したマグネシアの粒度は100μｍ
〜2mmであった。ケイ素およびアルミニウムの粒度は各
々10μｍ以下であった。ケイ素4000cm²/gの比表面積
を、アルミニウムは6000cm²/gの比表面積を有してい
た。

前記粒子混合物はベンチュリー管10において970Kg/hr
の速度でキャリヤーガス流中に導入した。キャリヤーガ
スは50容量％の空気と残余の酸素とからなり、60％の酸
素と40％の窒素を含有する混合ガスであった。この混合
ガスが175Nm³/hrの速度でベンチュリー管に供給され
た。

補足の酸素は110Nm³/hrの速度でコネクタ13において
供給ライン中に導入された。

コネクター13はランス１のバット端に直結されてい
た。そしてランス１は約3mの長さであった。

かかる方法は粒子混合物のすぐれた連続燃焼をもたら
し、低有孔度の高品質の耐火物体を、非常に高い付着速
度で、かつ供給ライン内で燃焼が発生する危険性を低く
して、形成することが出来た。

この実施例１の改変例では、キャリヤーガスは同部の
酸素と窒素とからなる混合ガスであり、上述と同様に17
5Nm³/hrの速度でベンチュリー管に供給された。これも
すぐれた結果を与えた。

この実施例１の別の改変例では、キャリヤーガスは窒
素からなるガスであり、上述と同様に175Nm³/hrの速度
でベンチュリー管に供給された。これもすぐれた結果を
与えた。

実施例２主としてトリジマイトの形のシリカブロックから形成
された炉壁に見られた多数の亀裂を、この炉壁が1150℃
の温度である間に、重量で87％のシリカ、12％のケイ素
および１％のアルミニウムから作った粒子混合物をキャ
リヤーガスによりランス１から吹きつけて補修した。シ
リカの粒度は100μｍ〜2mmであり、重量で３部のクリス
トバル石と２部のトリジマイトから作った。ケイ素およ
びアルミニウム粒子の各々は10μｍ以下の平均粒度を有
していた。またケイ素は4000cm²/gの比表面積を有し、
アルミニウムは6000cm²/gの比表面積を有していた。

前記粒子混合物はベンチュリー管において600Kg/hrの
速度でキャリヤーガス中に導入した。キャリヤーガスは
170Nm³/hrの速度で供給された。このキャリヤーガスは
空気であった。

補足の酸素は170m³/hrの速度でコネクター13において
供給ライン中に導入された。

このコネクター13はランス１のバット端から約2mの所
に配置した。

かかる方法は粒子混合物のすぐれた連続燃焼をもたら
し、低有孔度の高品質の耐火物体を、高い付着速度で、
かつ粒子混合物を最初にキャリヤーガス流中に導入する
ベンチュリー管まで燃焼がフラッシュバックする危険性
を低くして、形成することが出来た。

実施例３電気鋳造したコーハート・ツアク（Corhart Zac:商
標）ブロック（ジルコニア、アルミナおよびシリカから
作られた）上に、このブロックの表面が1200℃以上であ
る間に、粒子混合物を吹きつけることにより耐火物体の
均一な層を形成した。

この粒子混合物は、ケイ素およびアルミニウムとの混
合物の形で35重量％のジルコニアおよび53重量％のアル
ミナからなっていた。混合物のケイ素含有率は８％、ア
ルミニウム含有率は４％であった。

アルミナおよびジルコニア粒子は50〜500μｍの粒度
を有しており、ケイ素およびアルミニウム粒子はそれぞ
れ実施例１に示した粒度分布を有していた。

ランスからの粒子混合物の放出速度は750Kg/hrであっ
た。ベンチュリー管を通過するキャリヤーガスはアルゴ
ンであり、これは150Nm³/hrの速度で供給した。

酸素は先ず、ベンチュリー管10のすぐ下流に設けたコ
ネクター13において50Nm³/hrの速度で供給ラインへ導入
された、そして補足の酸素がランスのバット端に設けた
補足酸素供給用接続部45において150Nm³/hrの速度で供
給ラインへ導入された。

この実施例による方法においても良い結果が得られ
た。すなわち、高い付着速度であり、形成された耐火物
の品質は高く、かつ粒子混合物がキャリヤーガス流中に
導入されるベンチュリー管まで燃焼がフラッシュバック
する危険性が低かった。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明した通り、酸化性粒子と耐火物粒子
との混合物をキャリヤーガス流でランス出口に向う供給
ラインに沿って供給し、かつ酸素をランス出口より少な
くとも1m手前の位置でかつ前記供給ラインの少なくとも
１箇所で供給ライン中に導入し、これらがランス出口に
到達するまでに前記粒子混合物とキャリヤーガス流との
混合物に酸素を混合させているので、補修すべき面に対
する酸化性粒子を燃焼させるのに必要な酸素を含有する
均質混合物の投射を可能にする一方で粒子混合物をその
ホッパーからランスまで安全に輸送する条件を確実にす
る効果を有する。すなわち、フラッシュバック又は自然
発火の危険性が低くて、粒子混合物の輸送速度を速く出
来る。そして同時に、ランスの出口から放出されるや否
や粒子混合物の高効率燃焼を可能にする。これにより、
未燃焼の酸化性粒子を含まないかほとんど含まない緻密
な耐久性のある耐火物体を迅速に形成することが出来
る。耐久性のある耐火物体を迅速に形成することは金属
処理用の耐火設備の修復に特に重要なことである。なぜ
ならばこのような設備の修復は、設備の通常の操作サイ
クル（充填、処理、空化、再充填に対する準備のための
清浄化）を邪魔しないように、設備の清浄化に割り当て
られた時間内に行わなくてはならないからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置の概略を示
す図である。第２図は供給ラインに酸素ガスを導入するための装置の
一例を示す断面図である。第３図は背圧応答装置の一例を示す断面図である。第４図はランスのバット端において酸素を導入するため
の装置の一例を示す断面図である。図において、１はランス、12,14は導管、10はベンチュ
リー管、11はキャリヤーガス供給用ホース、17は酸素ガ
ス供給用ホース、９は粒子混合物供給シュート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ランスの出口から補修すべき面に対し、燃
焼性キャリヤーガスで酸化性粒子と耐火物粒子との混合
物を吹きつけ、かくして上記酸化性粒子の燃焼時に、耐
火物粒子の少なくとも表面を軟化または溶融させるに充
分な熱を発生させて耐火物体を形成させることによる補
修すべき面上に耐火物体を形成する方法において、上記
粒子の混合物をキャリヤーガス流と混合してランス出口
に向けて供給ライン中に沿って供給し、ランス出口より
少なくとも1m手前の位置でかつ少なくとも一つの位置で
上記供給ライン中に酸素を導入してランス出口に達する
までにランス出口に向って流れる間にキャリヤーガスと
粒子混合物との混合物に混合させることを特徴とする耐
火物体を形成する方法。
【請求項２】上記キャリヤーガス流が不活性ガスを含有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
法。
【請求項３】供給ラインへの酸素の導入はランスのバッ
ト端で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項に記載の方法。
【請求項４】供給ラインへの酸素の導入はランスのバッ
ト端の直前で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項に記載の方法。
【請求項５】供給ラインへの酸素の導入は上記供給ライ
ンに沿って間隔を置いた少なくとも二つの位置で行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項の何れ
か一つに記載の方法。
【請求項６】供給ラインへの酸素の導入は供給ラインを
構成する内壁と粒子の間に酸素ガス流を形成するよう
に、供給ラインの内壁に沿って行なうことを特徴とする
特許請求の範囲第１項〜第５項の何れか一つに記載の方
法。
【請求項７】酸素ガス流が環状流の形であることを特徴
とする特許請求の範囲第６項記載の方法。
【請求項８】供給ラインへの酸素の導入は、供給ライン
を構成する内壁の直径が増大する区域で行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第６項または第７項に記載の方
法。
【請求項９】供給ラインへの酸素の導入は、キャリヤー
ガス中の粒子の流れと同じ方向でかつ供給ラインを構成
する内壁の面の母線と平行に行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第１項〜第８項の何れか一つに記載の方
法。
【請求項１０】粒子混合物とキャリヤーガス流との混合
はベンチュリー管で上記キャリヤーガス中に上記粒子を
導入することによって行なうことを特徴とする特許請求
の範囲第１項〜第９項の何れか一つに記載の方法。
【請求項１１】補修すべき面に対して燃焼性キャリヤー
ガスで酸化性粒子および耐火物粒子の混合物を吹きつ
け、かくして上記酸化性粒子の燃焼時に、耐火物粒子の
少なくとも表面を軟化または溶融するに充分な熱を発生
させて、耐火物体を形成させることによる補修すべき面
上に耐火物体を形成する装置であって、この装置が上記
粒子の混合物をキャリヤーガス流と混合するための手
段、およびキャリヤーガスおよび連行粒子を吹き出させ
るランス出口にそれらを運ぶための供給ラインを有する
装置において、ランスの出口より少なくとも1m手前の位
置で、かつかかる混合手段の下流で上記供給ライン中に
一つ以上のオリフィスを介してキャリヤーガスと粒子混
合物との混合物中に酸素を導入するための手段を設けた
ことを特徴とする耐火物体を形成する装置。
【請求項１２】供給ラインに酸素を導入するオリフィス
はランスのバット端に設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第11項記載の装置。
【請求項１３】供給ラインに酸素を導入するオリフィス
はランスのバット端の直前に設けたことを特徴とする特
許請求の範囲第11項記載の装置。
【請求項１４】供給ラインに酸素を導入するオリフィス
は上記供給ラインに沿って間隔を置いた少なくとも二つ
の位置に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第11項
〜第13項のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１５】供給ラインに酸素を導入するオリフィス
は上記供給ラインに沿った少なくとも一つの位置で供給
ラインの周囲に複数個配置したことを特徴とする特許請
求の範囲第11項〜第14項の何れか一つに記載の装置。
【請求項１６】供給ラインに酸素を導入するオリフィス
は上記供給ラインに沿った少なくとも一つの位置で供給
ラインの周囲に延びた少なくとも一つの環状酸素導入オ
リフィスであることを特徴とする特許請求の範囲第11項
〜第14項の何れか一つに記載の装置。
【請求項１７】供給ラインに酸素を導入するオリフィス
は上記供給ラインを構成する内壁の直径が増大する区域
で上記供給ライン中に設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第11項〜第16項の何れか一つに記載の装置。
【請求項１８】供給ラインに酸素を導入するオリフィス
は上記供給ラインを構成する前記内壁の面の母線に平行
になるよう配置したことを特徴とする特許請求の範囲第
11項〜第17項の何れか一つに記載の装置。
【請求項１９】粒子混合物をキャリヤーガス流と混合す
るための上記手段はベンチュリー管からなることを特徴
とする特許請求の範囲第11項〜第18項の何れか一つに記
載の装置。