JPS5935775A - 耐火物内張築造物の補修方法 - 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】 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
。このためこうした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、これら耐火物内張シ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
避でオシ、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
が不良でおる。

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って行なわれてい
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葉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（Ｍｇ
Ｏ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ｓ　ｏ　ｏ
Ｋｇ／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、石炭、コークス粉などの燃料中に存在
する灰分（８１０２，Ｆｅ２Ｏ３＋Ａｔ２０３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、従来の耐火物内張シ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った。

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シ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Ｉ　Ｋ９／ｃ１１Ｌ”−Ｇ以上の噴霧圧によりノズル
より噴霧し９、噴霧された液体燃料の支燃剤として酸素
を２００　ｔｒｖ／ｓ以上の流速でノズルより吐出さ止
て燃焼させた火炎中に、酸素によシ搬送された耐火物粉
末を１０ｍ／ｓ以上９０　ｍｉｓ　　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２先端を絞っ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浴融し、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おる。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って決定され火炎温度を高
めるだめには、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シ、
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アシ、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Ｉ　Ｋｙ／ｃｒｎ！Ｇ以上に、支燃剤の
流速を２００　ｍｉｓ　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、流用、形状
によって、霧化状況が決定されるが、それらの関係は一
般に次式によって示される。

Ｑ＝に−ｃ−ｄ２・σ ここで、Ｑは流量（ｍ３／ｍ１ｎ）、ｋは係数←）、Ｃ
は流Ｉｋ　係数（→、ｄはノズル口径（１１１１）、１
）ｌｌ−ｊ：ノズル前配管内圧力（障／ｃｒＩＬ２）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−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匿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
につれて高くなシ、付着率はノズル内圧力がＩ　Ｋｇ／
ｃＩｒＬ”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った。

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１０　ｍ　／　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／ａ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υ本発明と従来法の補修部の笑績を比較
して示す。これよｙノ、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って
搬送し、搬送用０２の吐出流速を３０ｍ／ｓとし、噴霧
圧１，５匂／ｃｒＩＬ２にて灯油をノズルよシ噴霧し、
ノズルより吐出した流速２５０ｍ／ｇの支燃用酸素によ
シ燃焼させ、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　ｔ／Ｋ　
、総酸素１６−１．２８００　Ｎｍ３／）ｌでチッた。

このうち粉末搬送用酸素は４００　Ｎｍ３／）Ｉ、耐火
物粉末は４　Ｔ／Ｈであった。

因みに補修層厚は２０〜４０龍であり、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−１ 耐火物粉末の組成←） 表−２

【図面の簡単な説明】

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、（＆）は軸方向断面図、（ｂ）は軸方向と直父断面
図、纂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０１：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)

【特許請求の範囲】
1. 耐火物内張築造物の築造において、液体燃料をＩ　Ｋｇ
   ／ｉ−０以上の噴霧圧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２００ｒＪｔｓ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。