JPS59167685A - 火炎溶射吹付け補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は火炎溶射吹付は補修方法に関するものである
。

金属精錬炉、とくに鋼精錬用の転炉の内張り耐火物の吹
付は補修に関しては特公昭５１−４０８４１号公報にみ
られるごとく、火炎溶射吹付は補修方法が従米矩？られ
ている。

この方法では死焼マグネサイトなどの粉本耐火材料と、
コークス粉などの粉末炭素貝固体感科を、酸素気流とと
もに噴出し、コークスの燃焼によって生じた高温のフレ
ームでもって粉末耐火物の粒子の表面または全体を溶融
してｒ壁面に付着させ強固な付着層を形成させてｊ？内
内張す耐火物の損耗部位を補修する。− こ゛の方法は、転炉などの塩基性耐火物を内張すした炉
内に、内張り材料と同様なｊＡ基性耐人材料粉末を吹付
ける場合には非常に有効であり、付オｊ層の耐用性は数
回のバッチ精錬に耐えうる。

しかし通常人炎浴射を行う場合には吹付は時の炉内フレ
ーム温度を坦時冊で吹付は最適温度域すなわち、粉末耐
火材料の表面もしくは全体を溶融可能な温度域に到達さ
せるのが第１条件であるが、例えば死焼マグネサイト粒
を使用する場合には、第１図の曲線１により、吹伺は材
料中のコークス比率３５係を用いた場合の例３示すより
に、吹付は開始後２分程度で吹付は最適温度域にヱｆＪ
　；恒するものの吹付けを継続すると吹付は開始５分後
には吹付は最適温度域を越えてしまう。

このことは、吹付は末期には逆に捕イじを行９べき炉壁
を高温の７、レームによって溶融させてしまうことにな
り、補修が逼効果になることもあった〇一方この方法を
塩基性耐火物以外の耐火物たとえばアルミナ−シリカ買
耐火物を内張りした炉に適用しようとする場合には前述
の高温フレームによる炉壁損傷の問題はさらに大きくな
る。

すなわち４基性耐火物とアルミナ−シリカ賀耐大物の軟
化溶融温度を比較すると、アルミナ−シリカμ（のぞれ
はかなり低く、シたがって壜詰性耐火物の場合と同様な
吹付は補イ６を行うと、吹付は材料中の粉末耐火材料は
均一に溶融し炉４ＢＡに付丹する点で不利益はないが、
逆にフレーム温度が吹付はイオ利とほぼ同村Ｊｊの内歇
り耐人物の軟化γ’４　ｔＪｉ点よりもはるかに高いた
め、却って内・庚り耐大物の軟化、溶融、変賞を招くこ
とになるからである。

この発明は、以上のような従来の火炎溶射吹付は補修方
法の欠点を改良し、耐火ｉ生、扮木の（１頌、炉の内張
り耐火物付置の挿何を問わず最適な条件下で溶射補修を
可能にするためになされたものである。

すなわちこの発明は、耐火材料２勿末と炭素質固体燃料
粉末とを混合した吹付は材料を空気、窒素ガスなどの搬
送用気体でノズル先端まで搬送し、該］毀送用気体とは
別途流路でノズル先端に導いたＩ酸素気流と共に該吹付
は材料を炉内に１買出して火炎溶射吹付けによる炉壁補
修を行うにあたり、該散素気流中に圧、陥空気または窒
素、アルゴンなどの不活性ガスを混合して、吹付は牙行
うことからなる火炎溶射吹付は補修方法であり、吹付は
材料中の炭素質固体燃料の燃焼に必要な１玄素旭を吹付
は初期から供給し、吹付は時間の経過とともに酸素気流
中への圧縮空気または不活性ガスの供給量を増加させる
ことが実施上好ましい態様である。

さて第２図は、火炎ｍ射吹付は補修に用いられるノズル
の１黄断面Ｍイ造を示したものであり、図中３は内管、
４は外管、５は内方通路、６は環状通路である。

内’Ｉｆ　８の内方通ｈ′ふ５からは空気又は窒素ガス
で搬送される吹付は材料がノズル端にて吐出される一方
、内管８と外管４との間の環状通路６には通ｉｌ唆緊を
ｉｍシノズル端で噴出させる。

炉内で吹付は材料は酸素と混合し、吹付はイオ科中のコ
ークスなど炭素質１司体燃署が燃焼しｖ　ｌｒ６泥フレ
ームが形成されて耐火材料粉末の表ＩＬ１１力柚ｄ；漕
するわけでちるが、ここに前述の従来法における欠点を
改善する方法として次のような方策が考えられた。　　
　　　・ その１つは、ノズルの内方通路５から吐出される吹付は
材料の搬送気体に圧縮空気をＫｌい、なおかつその量を
増加せしめ、酸素毒を低減して鈑送空気中の窒素により
フレーム温度を制御する方法である。

ところが、この方法を用いると、材％”１頭送上の不都
合が生じる。すなわち粉体材料を気体によって搬送する
場合には、材料の吐出が脈動しない最適な固体／気体の
比４（固気比）が存在し、その範囲を越えて搬送気体の
倹を増すことは、材料吐出量の不均一を招くことである
。

このことはフレームの愁焼条件が変化することにつなが
って、付４ｍが溶融部分と未溶融部分の層状構造となり
十分な耐食性を持ち得ないことになる。

第２の方策としては、吹付は材料中の耐火材料と炭素質
固体燃料の比イ３を変えて耀料比−＄２低下させる方法
である。

この場合にも種々の不オリ益が生ずる。

第１に燃料が減少するため発熱絶対量が低下し。

第１図の曲線２に温度測定の結果を示す最適吹付は温度
域に到達するまでの時間が長くなって、有効な溶射補修
ができなくなることであり、このことは良好な付着層？
得るために致命的な欠点である０ 第２には、燃料の減少とともに最適な燃焼状態を得るた
めの酸素量が減少するため、ノズル出口における酸累の
流速が低下する問題がある。

ここで対象にする火炎溶射吹付は補修法では、吹付は材
料の搬送に用いられる窒素あるいは圧縮空気のノズル先
端における吐出速度より酸累の吐出速度が圧倒的に大き
いため、ノズルを出た後の吹付は材の速度は、酸素の流
速に依存してＱ）る。

従って酸累の流速が低下すると、生成されるフレーム中
での耐火材料の流速も低下し、はなはだしい場合には、
炉壁の補修されるべき部位へ耐火材料が到着しないこと
もあり、たとえ到着したとしても炉壁への衝突速度が者
しく小さくなって緻密な付着層が形成されない口とであ
る。

発明者らは最も容易にかつ経済的に最適フレーム温度を
制御し、良好な溶射付着層を得る方法（こついて種々検
討した結果、酸素気流中Ｇこ圧泊！空気あるいは窒素、
アルゴンなど不活性ガスの第２の気体を混合し、その供
給量号吹付は時間の経過とともに増加させれば良いこと
を見出した０以下この発明の内容をより具体的に説明す
るために実施例にもとづいて説明する。

なおこの実施例ではｈ１４　’＋’ｉ７９４　ｆｔｌの
転炉にマグネシア粉とコークス粉からなる吹付は材料を
火炎浴射補１じする場合を代表例として述べるが、この
兄１９ｊはこの実施例に限定されるわけではなく、むし
ろＡｌ〇　−８ｉｎ２糸耐火物を内張すした炉、容器な
ど８ に同梯組成を持つ吹付は材料を吹付ける時Ｏこより効果
を発揮し得ることかたしかめられ（−（ｚ・る。

イ３錬１終え、出鋼、排滓した転炉の炉壁損耗部を火炎
溶射するにろたり、　ｈ＋ｇｏ　：　９０重量％を含む
他に、ＯａＯ、、Ｓｉｎ□、　Ａｔ２ＯＢ、、　Ｆｅ２
０ａの不純物を３有するマグネサ゛イト粉末（粒度１０
０μｍ以下：９７、＠最多、中心粒度：４０〜６０μｒ
ｎ）とコークス粉とを、６５：３５の５１合で配合した
混合物を酸素気流中で上記炉壁の損耗部？溶射して溶岩
層を形成させる火炎溶射を行ったＯこの火炎溶射吹付は
条件は、混合物の吐出ｆｉｔ　：　２００　’ラフ分、
酸素ガス伍と酸素ガス中に混合する第２の気体（この場
合は圧縮空気を使用した）の供給量は、第３図に示すよ
うに制御した○ この実施例での吹付は材料中コークスの烏・跣に必要な
酸素量は約１２０　ｍ’／分であり、吹付は開始当初は
、早期に耐火材料粒子の溶融に必要なフレーム温度企確
保するため、酸素だけを供給した。

吹付は開始から２分後に酸素流ｊを絞りながら圧、陥空
気を混合して吹付けを継続し、約１゜５トンの吹付は材
料を使用して７分８０秒後に吹１寸けを７終了した時点
においては、酸素流Ｎ、　１１５　ｍ”７分、圧縮空気
流Ｎ　２５　ｍ’／分とした。この間、全酔≦二Ｈとし
ては、はぼ１２０　ｍ゛／分で一定に保たれたため、炉
内でのコークスの燃焼状態は非譜に良好であり、光温度
、ｊｌで測定したフレームの；温度は第４図に示すよう
に吹付は開始２分後からほぼ一定であった。

この実施例の方法で、溶射補修を継続した、ステンレス
鋼を特徴とする特殊鋼を溶製する転炉は、吹付は材料原
単位８゜２に９／粗川トン全使用して、４８７回のに１
修更新寿命を示した。従来の酸素だけを用いる溶射補修
法の場合には、５炉代の平均で３．４１に９／粗銅トン
の吹付は材料原単位で８５２回程度の寿命であり、この
発明の方法が非常に有効であることが明らかになった。

この実施例では第２の気体のＢＱＪとして圧ね空気の場
合を述べたが、窒素、アルゴンなどの不活性ガスを用い
る場合には、フレーム温度の制御はより容易になる。

圧縮空気の場合には、空気中の酸素も考５矩して酸素の
流１Ｋを空気のＭｆ、ｆＡに反比例させ、全酸素量を當
に一定にする必要がある。

しかしこれに対し窒素、アルゴンなどを用いる場合には
吹付は開始時から終了時まで同一酵素流量を保ち、単に
窒メ；、アルゴンの供給量を増加させれば良いだけであ
り、より容易にフレーム温度のｆｌｉ制御ができるわけ
である。

また第２の気体の供給量は使用する耐火材料、吹付は材
料中の炭素員固体彪料比希、炉の吹付けｊ；、＋１始前
炉壁Ｍ！度、炉内容積などに応じて個別に設定すれば良
く、要は吹付は材料中の耐火材料の溶融温度に適合した
フレーム温度を吹付は期間中一定に保つことができるよ
うにすればよい。

以上の実施例で述べた如く、この４６明による酸累気流
中への第２の気体の混合およびその気体量を吹付は経過
時間とともに増加させる方法は、火炎溶射補修′ｆ：者
しく改善するものである。

加えて酸素気流中に第２の気体を混合させることは溶射
による付着層の充填車を高めるためにも有効である。す
なわち先に述べたようにノズルを出た後の材料の流速は
酸素の流速に依存し、この酸素気流中にこの発明で云う
第２の気体を混合せしめれば、酸素流路を流れる全気体
最の体積は増加し、ノズル出口での速度は酸素だけの場
合よりはるかに速くなり、したがって噴射された耐火材
料は従来法より速い速度で炉壁に衝突し、しかもそれが
吹付は末期に十分軟化溶融して堆積した付着層の上に衝
突するため、付着層の密度は着しく向上する。

以上のとおり、この発明は、火炎溶射前イー技術を者し
く改善するものであり、とくに高温窯炉容器の内張り耐
火物の寿命延長に有効で大きな経済的効果をもたらすも
のである。

第１スは、従来の火炎溶射補修時のフレーム温度の時間
推移を示すグラフ、 第２図は、火炎溶射補修方法に用いられるノズルの横断
面図、 第３図はこの発明の実施例における酸素、圧扁空気の供
給量推移を示すグラフであり、第４図はこの発明の実施
例におけるフレーム温度の推移を示すグラフである。

第１図 第２図 第３図 ｑ々イすｔｊ　　１１立Ｍ（介） 第４図− 吠イ宜ｊｌ−フ′ＢぜＬルｎひつ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　　＋：ｌｌｔ火材料粉末と炭素買固体燃料粉末とを
   混合した吹付は材料を空気、窒素ガスなどの搬送用気体
   でノズル先端まで搬送し、該跋送用気体とは別途流路で
   ノズル先端に導いたｒ唆禦気流と共に該吹付は材料を、
   炉内に噴出して火炎溶射吹付けによる炉壁補修を行うに
   あたり、該酸素気流中に圧縮空気または窒素、アルゴン
   などの不活性ガスを混合して、吹付けを行うことを特徴
   とする火炎溶射吹付は補り多方法。 λ　吹付は材料中の炭素買固体燃料の柩シ尭に必要な醗
   累凰を吹付は初期から供給し、吹付は時間の経過ととも
   に酸素気流中への圧縮空気または不活性ガスの供給屋を
   増加させることからなるｌ記載の火炎溶射吹付は補修方
   法。