JPS5959873A - 火炎溶射方法 - Google Patents
火炎溶射方法Info
- Publication number
- JPS5959873A JPS5959873A JP57170752A JP17075282A JPS5959873A JP S5959873 A JPS5959873 A JP S5959873A JP 57170752 A JP57170752 A JP 57170752A JP 17075282 A JP17075282 A JP 17075282A JP S5959873 A JPS5959873 A JP S5959873A
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- JP
- Japan
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- melting point
- refractories
- refractory
- flame
- gas
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸素−燃料火炎躊射バーナーによる粉末耐火材
料を溶射する方法に関し、詳しくね、バインターとして
の低融点耐火物料と高融点耐火物料とからなる溶射膜を
＾熱効率で形成する方法に関する。
料を溶射する方法に関し、詳しくね、バインターとして
の低融点耐火物料と高融点耐火物料とからなる溶射膜を
＾熱効率で形成する方法に関する。
近年、コークス炉、転炉等の工業炉においてこれらの炉
の損傷部分の補修のために酸素−燃料火炎によって粉末
耐火材料を溶融させこの溶融耐火材料を火炎と共に炉の
損傷部分に噴射溶着させる火炎溶射方法が採用されて来
ている。この火炎溶射法に於て使用される溶射用耐火材
料は種々の性質を有するものが製造され、対象とする炉
の操業条件即ち温度、スラグ塩基度、加熱−冷却サイク
ル等を考慮して選定使用されているが、通常との溶射材
料には溶射材料の必要特性の一つとしての付着性を付与
するだめにバインターときして低融点耐火物が混合され
ている。例えば転炉の補修用溶射拐料としては転炉の炉
壁レンガがマグネシア耐火物である事からマグネシア系
の溶射材料が使用されている。しかしマグネシア自身は
融点２８００℃で、通常炉の補修溶射に用いられる酸素
−プロパン炉焼４≧の火炎温度約２６００℃より晶いた
めバインダーとして低融点の転炉スラグ（融点１３５０
℃〜１５００℃） ＠ ３０９６程度混合した溶射用耐
火材料が用Ｇられている。即ちマグネシアの様な賜融点
耐火物と他の低融点耐火物両名の混合粉体よりなる溶射
材料を溶射バーナーへ供給して該溶射材料中の低融点耐
火物のみを完全溶融させて被補修壁面へ溶射することに
より、未溶融の高融点耐火物を主体とし低融点耐火物ケ
バインターとする溶射膜を形成させている。この様にし
て出来た溶射膜を顕微鏡観察した結果、マグネシア粒子
はその粒子間が溶融した低融点の転炉スラグにより埋め
られており、この転炉スラグのノくインダー効果によっ
てマグネシアを主体とした極めて緻密な溶射膜が形成さ
れていることが判明した。
の損傷部分の補修のために酸素−燃料火炎によって粉末
耐火材料を溶融させこの溶融耐火材料を火炎と共に炉の
損傷部分に噴射溶着させる火炎溶射方法が採用されて来
ている。この火炎溶射法に於て使用される溶射用耐火材
料は種々の性質を有するものが製造され、対象とする炉
の操業条件即ち温度、スラグ塩基度、加熱−冷却サイク
ル等を考慮して選定使用されているが、通常との溶射材
料には溶射材料の必要特性の一つとしての付着性を付与
するだめにバインターときして低融点耐火物が混合され
ている。例えば転炉の補修用溶射拐料としては転炉の炉
壁レンガがマグネシア耐火物である事からマグネシア系
の溶射材料が使用されている。しかしマグネシア自身は
融点２８００℃で、通常炉の補修溶射に用いられる酸素
−プロパン炉焼４≧の火炎温度約２６００℃より晶いた
めバインダーとして低融点の転炉スラグ（融点１３５０
℃〜１５００℃） ＠ ３０９６程度混合した溶射用耐
火材料が用Ｇられている。即ちマグネシアの様な賜融点
耐火物と他の低融点耐火物両名の混合粉体よりなる溶射
材料を溶射バーナーへ供給して該溶射材料中の低融点耐
火物のみを完全溶融させて被補修壁面へ溶射することに
より、未溶融の高融点耐火物を主体とし低融点耐火物ケ
バインターとする溶射膜を形成させている。この様にし
て出来た溶射膜を顕微鏡観察した結果、マグネシア粒子
はその粒子間が溶融した低融点の転炉スラグにより埋め
られており、この転炉スラグのノくインダー効果によっ
てマグネシアを主体とした極めて緻密な溶射膜が形成さ
れていることが判明した。
従って低融点耐火物と高融点耐火物の混合粉体よｐなる
溶射材料が良質な溶射膜を形成するためには両耐火月粉
末が均一に混合された状態で溶射されることが必要であ
る。
溶射材料が良質な溶射膜を形成するためには両耐火月粉
末が均一に混合された状態で溶射されることが必要であ
る。
一方火炎溶射法に於ける熱効率は約１０％程度と極めて
低く経済性の観点から熱効率の向上が望まれている。然
しなから上記の様に高融点耐火物と低融点耐火物の粉末
混合材料を溶射すると溶融させなくても良い筒融点耐火
物をも融点附近迄加熱するため、可成υの無駄な加熱を
行ない燃料を浪費していた。
低く経済性の観点から熱効率の向上が望まれている。然
しなから上記の様に高融点耐火物と低融点耐火物の粉末
混合材料を溶射すると溶融させなくても良い筒融点耐火
物をも融点附近迄加熱するため、可成υの無駄な加熱を
行ない燃料を浪費していた。
そこで均一混合溶射と無駄な加熱を無くシ増位燃料量あ
たシの溶射材料供給量を増大させて経済性を向上させる
ことの二つの条件を満たす種々の方法が提案されている
１２例えば高融点耐火物粒子の表面をあらかじめ低融点
耐火物により被印しプこ材料を溶射材料として火炎溶射
する方法がある。
たシの溶射材料供給量を増大させて経済性を向上させる
ことの二つの条件を満たす種々の方法が提案されている
１２例えば高融点耐火物粒子の表面をあらかじめ低融点
耐火物により被印しプこ材料を溶射材料として火炎溶射
する方法がある。
この方法によれ（：Ｊ、上記バインダー効果を維持しつ
つ単位燃刺量肖りの溶射材料の供給片の増加が図れるが
、低融点耐火物によって高融点耐火物粒子表面を被覆す
る費用のため、溶射材料自体の価格が上昇し必ずし、も
経済性の向上にはなっていなかった。
つ単位燃刺量肖りの溶射材料の供給片の増加が図れるが
、低融点耐火物によって高融点耐火物粒子表面を被覆す
る費用のため、溶射材料自体の価格が上昇し必ずし、も
経済性の向上にはなっていなかった。
本発明は上記の如く均−混合溶射材料の使用は高融点耐
火物への熱の配分のため低い熱効率となルコト、バイン
ダー被接溶射材料は高価であること等に鑑みなされたも
ので二種の溶射材料を混合した形ではなく各々別の経路
よシ供給し、低融点耐火物をまず火炎中で十分加熱・溶
融させ、該加熱溶融した低融点耐火物を包含する高温火
炎中へ高融点耐火物を吹き込み過熱溶融状態にある低融
点耐火物と均一に混合させて補修壁面に溶射する方法で
ある。
火物への熱の配分のため低い熱効率となルコト、バイン
ダー被接溶射材料は高価であること等に鑑みなされたも
ので二種の溶射材料を混合した形ではなく各々別の経路
よシ供給し、低融点耐火物をまず火炎中で十分加熱・溶
融させ、該加熱溶融した低融点耐火物を包含する高温火
炎中へ高融点耐火物を吹き込み過熱溶融状態にある低融
点耐火物と均一に混合させて補修壁面に溶射する方法で
ある。
以下本発明の詳細な説明う”る。
図は本発明の実施例を示す図で、１は本発明方法を具現
した溶射用バーナーの先端部、２は補修すべき炉の壁面
を示す。３は奥イｊが比較的深い円筒型の空洞よりなる
燃焼室で、前面に火炎噴出口４が開１」シ、後端部にＴ
ｉＪ燃性カスと低融黒血１大物の粉末との気固流を供給
する第１気固流供給孔５が連設されている。該第１気固
流供給孔５の囲シには酸素等の支燃性ガスを供給する支
燃性ガス供給孔６が設けられているが、この支燃性ガス
供給（Ｌ６の数、配置あるいは噴出孔の方向等は適宜選
定する。複数個の孔の代シにスリットを設けても良いこ
とは勿論である。更に該支燃性ガス供給孔６の囲りに支
燃性ガスと高融点耐火物の粉末との気固流を供給する第
２気固流供給孔７が設けられている。該第２気固流供給
孔７の先端部は燃焼室３の開口４に近い位置で該開口４
の方向で且つ軸線の方向に向けて屈曲し燃焼室３の内壁
の前記開口４附近の位置に高融点耐火物噴出孔８として
開口している。該第２気固流供給孔７および高融点耐火
物噴出孔８の数、配置、位ＩＰ４、角度等は適宜最適な
ものを選択し定める。９は水冷ジャケットで溶射操業中
核バーナー先端部１が過熱するのを防ぐために設けられ
ている。な゛お前記第１気固流供給孔より低融点耐火物
を供給するのは可燃性カスでなよなく支燃性ガスを用い
ても良く、この場合は前記支燃ガス供給孔６は可燃性ガ
ス供給孔として用いる。
した溶射用バーナーの先端部、２は補修すべき炉の壁面
を示す。３は奥イｊが比較的深い円筒型の空洞よりなる
燃焼室で、前面に火炎噴出口４が開１」シ、後端部にＴ
ｉＪ燃性カスと低融黒血１大物の粉末との気固流を供給
する第１気固流供給孔５が連設されている。該第１気固
流供給孔５の囲シには酸素等の支燃性ガスを供給する支
燃性ガス供給孔６が設けられているが、この支燃性ガス
供給（Ｌ６の数、配置あるいは噴出孔の方向等は適宜選
定する。複数個の孔の代シにスリットを設けても良いこ
とは勿論である。更に該支燃性ガス供給孔６の囲りに支
燃性ガスと高融点耐火物の粉末との気固流を供給する第
２気固流供給孔７が設けられている。該第２気固流供給
孔７の先端部は燃焼室３の開口４に近い位置で該開口４
の方向で且つ軸線の方向に向けて屈曲し燃焼室３の内壁
の前記開口４附近の位置に高融点耐火物噴出孔８として
開口している。該第２気固流供給孔７および高融点耐火
物噴出孔８の数、配置、位ＩＰ４、角度等は適宜最適な
ものを選択し定める。９は水冷ジャケットで溶射操業中
核バーナー先端部１が過熱するのを防ぐために設けられ
ている。な゛お前記第１気固流供給孔より低融点耐火物
を供給するのは可燃性カスでなよなく支燃性ガスを用い
ても良く、この場合は前記支燃ガス供給孔６は可燃性ガ
ス供給孔として用いる。
次に本発明方法が上記の様に構成されだ溶射バーナーに
よって機能する状態を説明する。図に於て低融点耐火物
例えｅＪｊ粉末転炉スラグが燃料ガス例えばＣ３Ｈ５に
搬送されて第１気固流として約２０ ｍ ／ ｓｅｃの
流速で矢印ａに示う様に前記第１気固流供給孔５内へ導
入され、燃焼室３へ噴出される。また支燃ガス例えは酸
素は前記支燃ガス供給孔６内を約２０ｍ／ｓｅｅの流速
で矢印すに示す様に導入され同様に燃焼室３へ噴出され
る。燃焼室３内に於て噴出した前記低融点耐火物と燃料
ガスの気固流と酸素は完全に混合し燃料ガスは燃焼する
。この場合気固流と酸素との混合は燃焼室３内で完全に
行なわれる様にまたこの混合および燃焼によって低融点
耐火物のスムースな流れが乱れることが無い様に前記気
固流供給孔５および支燃性ガス供給孔６の配置、数、形
状、角度等が定められているので、該燃焼室３に於て形
成された火炎１０内に於て低融点耐火物は十分に加熱さ
れ溶融する。そして溶融した低融点耐火物は該火炎１０
内に於て更に過熱される。本実施例に於ては転炉スラグ
の融点が１３５０℃〜１５００℃程度であるのに対し、
Ｃ３Ｈ８０２の燃焼炎の火炎温度は約２６００℃であυ
、且つ燃焼により高速に加速された燃焼気体との接触に
よシ短時間の間に熱伝達が１３なわれるため粉末転炉ス
ラグは火炎中１０で完全溶融し過熱状態に至る。次に高
融点耐火物が任意の搬送ガス例えは酸素と共に第２気同
流として約２０ ｍ／ ｓｅｃの流速で矢印Ｃに示す様
に前記第２気固流供給孔Ｔより尋人され、前記高融点耐
火物噴出孔８よシ約４０ｍ／ｓｅｃの流速で前記燃焼室
３内で形成されている火炎１０中へ噴出する。
よって機能する状態を説明する。図に於て低融点耐火物
例えｅＪｊ粉末転炉スラグが燃料ガス例えばＣ３Ｈ５に
搬送されて第１気固流として約２０ ｍ ／ ｓｅｃの
流速で矢印ａに示う様に前記第１気固流供給孔５内へ導
入され、燃焼室３へ噴出される。また支燃ガス例えは酸
素は前記支燃ガス供給孔６内を約２０ｍ／ｓｅｅの流速
で矢印すに示す様に導入され同様に燃焼室３へ噴出され
る。燃焼室３内に於て噴出した前記低融点耐火物と燃料
ガスの気固流と酸素は完全に混合し燃料ガスは燃焼する
。この場合気固流と酸素との混合は燃焼室３内で完全に
行なわれる様にまたこの混合および燃焼によって低融点
耐火物のスムースな流れが乱れることが無い様に前記気
固流供給孔５および支燃性ガス供給孔６の配置、数、形
状、角度等が定められているので、該燃焼室３に於て形
成された火炎１０内に於て低融点耐火物は十分に加熱さ
れ溶融する。そして溶融した低融点耐火物は該火炎１０
内に於て更に過熱される。本実施例に於ては転炉スラグ
の融点が１３５０℃〜１５００℃程度であるのに対し、
Ｃ３Ｈ８０２の燃焼炎の火炎温度は約２６００℃であυ
、且つ燃焼により高速に加速された燃焼気体との接触に
よシ短時間の間に熱伝達が１３なわれるため粉末転炉ス
ラグは火炎中１０で完全溶融し過熱状態に至る。次に高
融点耐火物が任意の搬送ガス例えは酸素と共に第２気同
流として約２０ ｍ／ ｓｅｃの流速で矢印Ｃに示す様
に前記第２気固流供給孔Ｔより尋人され、前記高融点耐
火物噴出孔８よシ約４０ｍ／ｓｅｃの流速で前記燃焼室
３内で形成されている火炎１０中へ噴出する。
高融点耐火物噴出孔８は前記の如く比較的奥行が深い形
状の燃焼室３０開口４の附近に該開口４の方向で且つ軸
線の方向に向けて設けられているので、該噴出孔８より
酸素と共に噴出した高融点耐火物は既に形成されている
火炎１０を乱すことなく該火炎１０中に入り既に溶融し
過熱している火炎中の低融点耐火物と均一に混合し、加
速されながら昇温される。しかし前記の如く補修炉壁面
への溶射膜の付着・、固定線バインダーとしての低融点
耐火物がその機能を果すので高融点耐火物は溶融される
必要はなく従って融点近く迄加熱昇温される必要も・シ
い。即ち高融点耐火物は低融点耐火物と均一に混合され
、この混合溶射材料が補修壁面に於て均一緻密な溶射膜
を形成するために支障の無い程度に加熱されるだけであ
る。従ってその分加熱用のエネルギーが少なくて済み、
単位燃料Ｓ当りの溶射材料の供給弁を多くすることが出
来る。なお該高融点耐火物の搬送カスとして高融点面１
大物噴出孔８より噴出した酸素は前記高融点耐火物と同
様に火炎１０を乱すことなく該火炎１０中に入り完全燃
焼を助ける。このようにして形成された火炎１０中をそ
の燃焼生成ガスと共に七つそのガスに加速されて溶融低
融点ｌｌｌ１１大物とこれに均一に混合しだケ１温高融
点酬火物は溶射バーナー１の開Ｅ＋ ４を噴出し補修炉
壁面２に溶着し均一組成の溶射膜１１を形成する。
状の燃焼室３０開口４の附近に該開口４の方向で且つ軸
線の方向に向けて設けられているので、該噴出孔８より
酸素と共に噴出した高融点耐火物は既に形成されている
火炎１０を乱すことなく該火炎１０中に入り既に溶融し
過熱している火炎中の低融点耐火物と均一に混合し、加
速されながら昇温される。しかし前記の如く補修炉壁面
への溶射膜の付着・、固定線バインダーとしての低融点
耐火物がその機能を果すので高融点耐火物は溶融される
必要はなく従って融点近く迄加熱昇温される必要も・シ
い。即ち高融点耐火物は低融点耐火物と均一に混合され
、この混合溶射材料が補修壁面に於て均一緻密な溶射膜
を形成するために支障の無い程度に加熱されるだけであ
る。従ってその分加熱用のエネルギーが少なくて済み、
単位燃料Ｓ当りの溶射材料の供給弁を多くすることが出
来る。なお該高融点耐火物の搬送カスとして高融点面１
大物噴出孔８より噴出した酸素は前記高融点耐火物と同
様に火炎１０を乱すことなく該火炎１０中に入り完全燃
焼を助ける。このようにして形成された火炎１０中をそ
の燃焼生成ガスと共に七つそのガスに加速されて溶融低
融点ｌｌｌ１１大物とこれに均一に混合しだケ１温高融
点酬火物は溶射バーナー１の開Ｅ＋ ４を噴出し補修炉
壁面２に溶着し均一組成の溶射膜１１を形成する。
以上の本発明方法を従来の通常の溶射方法と比較して行
った実験結果を示゛」゛と次の通シである、。
った実験結果を示゛」゛と次の通シである、。
即ち通常の溶射バーナーを用いて転炉の補修を行った場
合、転炉スラグ３０％、マグネシア７０％よりなる粉末
混合ｍ射材料をＣ３）ｉｓ ３００ Ｎｙｙ／／ｈ。
合、転炉スラグ３０％、マグネシア７０％よりなる粉末
混合ｍ射材料をＣ３）ｉｓ ３００ Ｎｙｙ／／ｈ。
酸素１５０ＯＮｙｙ？／ｈの火炎により溶射し得た溶射
材料の量は１５００＃／ｈであり、その付着率は７８％
であった（第１表中欄）９、これに対し本発明方法によ
υ溶射材料の組成を同じくして同様に転炉の補修を行っ
たθ「、溶射材料の供給量は２３ｏｏＡ１１．’ｈと大
ｌ】に増加し、且つ付着率もほぼ同程度の結果が得られ
た（第１表右欄）。まだ生成しだ溶射膜の性質も上記両
実験により得られたものを顕微鏡観察した所、＃１は同
じ組織となっていることか確認された。。
材料の量は１５００＃／ｈであり、その付着率は７８％
であった（第１表中欄）９、これに対し本発明方法によ
υ溶射材料の組成を同じくして同様に転炉の補修を行っ
たθ「、溶射材料の供給量は２３ｏｏＡ１１．’ｈと大
ｌ】に増加し、且つ付着率もほぼ同程度の結果が得られ
た（第１表右欄）。まだ生成しだ溶射膜の性質も上記両
実験により得られたものを顕微鏡観察した所、＃１は同
じ組織となっていることか確認された。。
第１表
本発明方法は以上の様に実施されるかこれにより低融点
耐火物と焉融点耐火物よシなる溶射材料の供給量を単位
燃料量当り約り、５倍にすることが出来るようになシ、
溶射のコストを大ｒｌＪに引き下りることが出来だ。
耐火物と焉融点耐火物よシなる溶射材料の供給量を単位
燃料量当り約り、５倍にすることが出来るようになシ、
溶射のコストを大ｒｌＪに引き下りることが出来だ。
図は本発明の実施例を示す図である。
１は本発明方法を実施するための溶射用バーナーの一例
の先端部、２は補修すべき壁面、３は燃焼室、４は火炎
噴出口、５は第１気固流供給孔、６＆」、支燃性ガス供
給孔、７は第２気固流供給孔、８は高融点耐火物噴出孔
である。Ｊ
の先端部、２は補修すべき壁面、３は燃焼室、４は火炎
噴出口、５は第１気固流供給孔、６＆」、支燃性ガス供
給孔、７は第２気固流供給孔、８は高融点耐火物噴出孔
である。Ｊ
Claims (1)
- １、火炎溶射法によって低融点耐火物と高融点耐火物よ
りなる溶射膜を形成するにあたυ、上記火炎中に於て低
融点耐火物のみをその融点よりも高い温度にまで加熱、
溶融せしめた後、溶融した該低融点耐火物を包含する火
炎中に高融点耐火物を吹き込み均一に混合せしめて溶射
することを特徴とする火炎溶射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57170752A JPS5959873A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 火炎溶射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57170752A JPS5959873A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 火炎溶射方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5959873A true JPS5959873A (ja) | 1984-04-05 |
Family
ID=15910727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57170752A Pending JPS5959873A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 火炎溶射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5959873A (ja) |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP57170752A patent/JPS5959873A/ja active Pending
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