JPS5947832B2 - 耐火物内張りのフレ−ムガンニング制御法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、耐火物内張りのフレームガンニング制御法
に関し、最少の補修費用をもつて適切に、耐火物内張り
の生じた損傷を、とくに有利に修復することができるフ
レームガンニング手順を提案するものである。

溶融金属の精錬またはその関連もしくは類似処理（以下
単に精錬と略す）の如きでは、耐火物内張りを施した炉
たとえば転炉や、取鍋などが用いられ、かような容器類
の耐火内張りは、高温の溶融金属や、溶融スラグと直接
に接触して、はげしい精錬反応の作用を受けるので、度
重なる使用によつて溶損その他の損傷を受ける。

上に精錬に関し例示したように耐火物内張りにおける損
傷は、一般にその局部域に生じはじめた時点でいち早く
補修を加えることが有利であり、こゝに耐火物内張りに
用いられたれんがと同一または親近的な物性をもつ粉粒
状耐火物による火炎溶射法が適合し、なかでもこの粉粒
状耐火物に予めコークス粒の如き固形燃料粒子を配合し
た吹付け補修材を、酸素ガスの高速噴射流に帯同する、
フレームガンニング法はとくに効果的である。

フレームガンニングは転炉などの精錬炉の耐火物内張り
（以下ライニングという）を、その稼動態勢のまゝ補修
するのにとくに便利である。フレームガンニングは固体
燃料としての炭素粉末とくにコークス粉を予め混合した
耐火物粒子からなる吹付け補修材を酸素とともに損傷を
生じた炉壁内周上のライニング面に向けて噴射し、コー
クス粉の燃焼によつて生成する高温フレーム中で耐火物
粒子を溶融または半溶融させ乍ら、壁面に衝突させいわ
ゆる溶射の手法により強固な付着層を得ようとするもの
である。この際高温フレームの温度を耐火物粒子の溶融
温度以上にすることが必要なところ、この吹付け中のフ
レーム温度は、吹付材中のコークスの割合やさらには吹
付け補修材の単位時間あたり吹付け量、そしてライニン
グ泪体の温度などに影響を受けて変化する。しかるにこ
の点従来は単に確実に溶融するために比較的高い割合い
でコークスを含む吹付け補修材で吹付けを行なうことが
開示されていただけなので、この場合としても必要以上
の熱量が投入されて熱効率が悪く、コスト的な不利も伴
われる。

反面、熱効率を良くしようとしてコークスの割合をへら
したりすると、ライニング温度が低いような場合に十分
なフレーム温度が得られずして吹付け補修材が溶融せず
、従つて溶射に寄与し得ずして無駄になりしかも必要な
補修が行われない。なおフレームガンニングの開始初期
は一般にライニング淵度が低く、吹付けが進行するに従
つて温度土昇がもたらされるので初期のライニング温度
にあわせた吹付け量及びコークス割合いをもつて操業を
継続すると、後半のライニング温度土昇によりコークス
の燃焼熱量が無駄になり、逆に後半のライニング温度に
あわせた吹付け量及びコークス割合では吹付け初期に耐
火物粒子は溶融せずに無駄になつてしまう。そこでこの
発明はこれらの欠点を解消するためにライニング温度の
推移に応じて最適なコークス割合さらには吹付け量の調
整によつて有効な溶射を実現すべき高温フレーム温度を
制御し、もつて適切なライニング補修を有利に可能なら
しめようとするものである。

この発明は、フレームガンニングの操業経験から、高温
下にライニングに吹付けを行なうと付着性が良く、また
コークス割合を上げると、やはり付着性がよくなること
の事実がたしかめられたことに基いている。

さて、フレームガンニングの吹付け中におけるフレーム
温度に関する要因としての、ライニング温度、コークス
割合いおよび単位時間当り吹付け量による影響を第１図
、第２図に示す。

なおこのときの耐火物粒子としては天然マグネシアを使
用した場合のデータによる。第１図かられかることは、
１．ライニング温度が高いほどフレーム温度が高くなり
易い。

２．単位時間当り吹付け量が上昇するとフレーム温度が
高くなる。

傾向であり、一方第２図との比較によれば３．コークス
割合が増加するとフレーム温度が高くなる。

ということが知られる。

こゝに吹付け中、コークス粉の割合いおよびさらに単位
時間当り吹付け量は制御可能であるがライニング温度は
補修直前の精錬操業状況やその後の空炉時間などによつ
て初期値が加えてフレームガンニングの開始のあともそ
の進行につれて変化するため、そのときライニング温度
を知ることがフレームガンニングの実際操業上とくに重
要である。

ライニングの温度測定方法としては、吹付け開始前に炉
壁温度を放射温度計で測定する一方、吹付け中のライニ
ング温度の変化を予測して吹付け補修材中のコークス割
合いを決定するか、またはさらに吹付け量とそれに応じ
てコークス割合いを変化させる場合のほか、とくにライ
ニング中に熱電対等を埋め込みその温度を直接測定しそ
の検出結果に基いて前記と同様な操作を行なうとより確
実である。炉壁に埋め込んだ熱電対で測定した瀧度に従
うコークス割合いの制御例を第３図に示し、この溶射に
由来したライニング温度の変化もあわせ示してある。

この例で単位時間あたりの吹付け量は実験に用いた吹付
け装置における最大吐出量を使用し、ライニング温度の
変化に従つて吹付け補修材中のコークス割合いを変化さ
せて、フレームの温度を一定にし、熱効率を落とさない
ようにした。この制御系の一例を第４図に示す。図中１
はガンニングランスの操作用台車、２は耐火物粒子のリ
フトタンク、３はコークス粉のリフトタンク、４は粉体
輸送ラインまた５は酸素ラインであり、６はランス先端
ノズルの冷却水供給管、７は同じく冷却水排水管、そし
て８は炉壁に埋めた熱電対９は制御器、１０，１０′は
リフトタンク圧力調整バルブ、１１，１１’はキヤリア
ガス流量調整バル人１２は酸素流量調整バルブであり、
またＣは転炉、９はガンニングランス、ｆはガンニング
フレームである。熱電対８で転炉Ｃの炉壁ライニング温
度を測定し、この温度をもとに制御器９を介して、吹付
け補修材の流量及び酸素の流量を調節し、ガンニングラ
ンス９の先端でフレームガンニングを行う。

耐火物粒子及びコークス粉の吐出形態は同じであり、そ
れぞれのリフトタンク２，３に貯蔵し、これら粉体の切
り出し量はリフトタンク圧力調整バルブ１０，１０′と
キヤリアガス流量調整バルブ１１，１１′の開度を調整
することによつて決定し、これらを粉体輸送ライン４に
送り込む。各バルブの開度設定は制御器９によつて行な
う。一方酸素はコークスの切り出し量に応じ理論混合比
に基いて酸素流量調整バルブ１２で制御する。このとき
制御器９内には熱電対８より、得られた温度をもとに耐
火物粒子の溶融に必要なフレーム温度をもつためのコー
クス割合いが決定され、これに従つて耐火物粒子及びコ
ークスの切り出し量を設定する。リフトタンク２，３は
第４図のような、耐火物粒子とコークス粉とにつき別々
のタンクをもつて各々吐出系を制御する方法の他に、各
種の割合のコークスを含むタンクを多数設けておき、そ
れらの選択下に吹き込み調節を行なつても同様な結果が
得られる。なお吹付け補修材中のコークス割合いを変更
できない設備にあつても予め吹付け時間と熱効率を考慮
した。最適コークス割合いの決定によつても、ほぼ同様
な操業を実行することができる。ライニング温度の吹付
け補修の工程中における実測は、たとえば操業の実績デ
ータを集積することによつてその温度変化の推移を吹付
け経過時間から推定できるので、必ずしも不可欠でない
が、少くとも上記データの整理の要因として加えること
がよりのぞましいのはいうまでもない。

以上のべたところに従いリフトタンクを２つ設け、それ
らの各々に４０％コークス粉と３０％コークス粉をそれ
ぞれ天然マグネシアと混合した二種類の吹付け補修材Ａ
（５Ｂとを充てんし、ライニング温度１２００℃で吹付
量２００ｋ９／Ｍｉｎの状態で、ライニングの内面上に
吹付けを開始し、最初は吹付け補修材Ａを２分間その後
同Ｂを３分間吹く方法をとつた。

この方法で得られた溶射付着率は９５％で、付着した耐
火物粒子１ｋｇあたり０．４９ｋｇのコークス粉が消費
された。

これに対し上記と同じ条件において吹付け補修材Ｂのみ
を５分間吹付けたときは吹付け開始時の炉壁ライニング
温度に対してコークス割合いが低いためフレーム温度が
充分に高くならず付着率が低下して８３％にとどまり、
しかも付着した耐火物粒子１１＜９あたり、０．５２ｋ
ｇのコークス粉が消費された。

さらに吹付け補修材Ａのみを５分間吹付けた場合には、
付着率は９８％と高いものの耐火物粒子１ｋ９あたりの
コークス使用量が０．６８１＜９にも上る不利を伴なう
ほかに炉壁温度が高くなり過ぎ却つて耐火物ライニング
の表面の焼損を来すおそれもある。

このように吹付け補修開始から高燃料比の吹付け補修材
を多量の吹付け量で適用するときは壁面が急速加熱され
て耐火物ライニングに熱歪が生じてスポーリングの懸念
のほか、単位時間当りの吹付け材中の耐火物の吹付量が
相対的に少ないことから補修時間が延びることも欠点と
して挙げられる。

そこで炉壁温度に応じて燃料混入割り合いにあわせ吹付
け補修材の吹付け量の調整を加えてフレーム温度を適切
に制御することが場合により必要である。

すなわち炉壁温度が低いときなど、まず４０％コークス
粉の上掲吹付け補修材Ａを１５０１１ｎで１分間程度吹
付け炉壁温度をゆるやかに土昇させ引き続きこの補修材
Ａを２００ｋｇ／Ｍｉｎに増量して約１分間にわたり炉
壁温度の上昇を図つた上でその後補修個所の単位時間当
りの吹付け補修量を増やすため、３０％コークス粉の上
掲吹付け補修材Ｂに切換え２１０ｋｇ／Ｍｉｎにて３分
間にわたつて吹付けを行うのである。

このように吹付け補修材の吹付け量にあわせ燃料の割合
の異なる吹付け補修材を選定することにより炉壁温度が
とくに低い場合にも耐火物ライニングを損傷させること
なく、かつ過剰な燃料を用いずして、より容易に確実な
補修が成就される。

以上転炉の炉壁補修への適用について主として述べたが
、第１、第２各発明は一般に耐火物内張りのフレームガ
ンニング溶射に上る補修に際し耐火物内張り温度のフレ
ームガンニングの実行に基く温度推移に応じて吹付け補
修材に混入した燃料割合い、またさらには吹付け補修材
の吹付け量について調整を加えることによつて、溶射フ
レーム温度を適切に制御するから、耐火物粒子および燃
料粒子の無駄な消費を生じることなく、とくに付着強度
の高い耐火物の溶射被覆が有利に実現されていかなる耐
火物内張りに生じた損傷についてもその補修を容易にし
かも確実かつ適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、３０％コークスの吹付け補修材を使用した場
合におけるライニング濶度と吹付け量が溶射フレーム温
度に及ぼす影響を示すグラフ、第２図は、４０％コーク
スの吹付け補修材を使用した場合についての同様な関係
を示すグラフ、第３図は、吹付け時間に応じるライニン
グ温度の推移と、溶射フレーム温度を一定にするコーク
ス割合いの関係の一例を示したグラフであり、第４図は
制御系統の一例を示した説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐火物内張りに生じた損傷を、高温フレームで包囲
   された溶融または半溶融耐火物粒子の高速噴射流をもつ
   てする凝着により修復するフレームガンニング補修方法
   において、該高温フレームの温度を、それにより溶融ま
   たは半溶融する耐火物粒子およびそれに予め混入した燃
   料粒子とからなる吹付け補修材中に占める燃料の割合い
   につき、該吹付け補修材の溶射に基いて耐火物内張りに
   生じる温度上昇の推移に応じる選択あるいは調整を加え
   て最適化することからなる耐火物内張りのフレームガン
   ニング制御法。 ２ 耐火物内張りに生じた損傷を、高温フレームで包囲
   された溶融または半溶融耐火物粒子の高速噴射流をもつ
   てする凝着により修復するフレームガンニング補修方法
   において、該高温フレームの温度を、それにより溶融ま
   たは半溶融する耐火物粒子およびそれに予め混入した燃
   料粒子とからなる吹付け補修材の単位時間当り吹付け量
   ならびに該補修材中に占める燃料の割合いにつき、該吹
   付け補修材の溶射に基いて耐火物内張りに生じる温度上
   昇の推移に応じる選択あるいは調整を加えて、最適化す
   ることからなる耐火物内張りのフレームガンニング制御
   法