JPS5959874A - 火炎溶射方法 - Google Patents

火炎溶射方法

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JPS5959874A
JPS5959874A JP57170753A JP17075382A JPS5959874A JP S5959874 A JPS5959874 A JP S5959874A JP 57170753 A JP57170753 A JP 57170753A JP 17075382 A JP17075382 A JP 17075382A JP S5959874 A JPS5959874 A JP S5959874A
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flame
powder
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burner
spraying
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JP57170753A
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JPS6035427B2 (ja
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Toshio Suwa
諏訪 俊雄
Yoshiaki Konagaya
小長谷 義明
Sadao Yonekawa
米川 定男
Akira Miyamoto
明 宮本
Motonobu Kobayashi
基伸 小林
Hiroyuki Sugimoto
杉本 弘之
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Shinagawa Shiro Renga KK
Japan Oxygen Co Ltd
JFE Engineering Corp
Nippon Sanso Corp
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Shinagawa Shiro Renga KK
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129Flame spraying

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高融点の粉末耐火溶射材料の火炎溶射方法に関
し、特に大規模火炎溶射において効率良く溶射を行う方
法に関する。
近年コークス炉、転炉等の工業炉の損傷部を補修する方
法として従来の水を利用した吹伺法に代って酸素−燃料
火炎中で粉末耐火溶射材料を溶融させこの溶融した耐火
本(料を炉壁損傷部に噴射・溶着せしめる火炎溶射法が
用いられて来ている。
この粉末耐火溶射材料を溶射するバーナーには大別j〜
で次の型式のものが用いられている。粉末耐火桐料の火
炎中への搬送にし可燃付ガスにより圧送するもの、支燃
性ガスにより圧送するものあるい1、これらを別に搬送
用の不活性ガスを用いてこれしく二より圧送するものと
があるが、これを更にb」燃性ガスと支燃物ガスの混合
方式に注目し°〔分類すると次の三つの方式がある。、
即ち (11燃焼に必要な全針のits’ 1%性カスと支燃
性ガスを予め予混合室に於て完全に混合しておき然る稜
、バーナー先端部に於て燃焼を行なわせる方式・・・・
・・予混合燃焼方式、 (2)  ”’J燃性ガスと支燃則カスを予め混合する
ことなくバーナー先端に噴出し、然る俵両ガスの混合と
同時に燃焼全行なわせる方式・・・・・・同il!ll
I流^L流拡散燃ジ亮力式。
(3)上記(1)と(2)の中間的方式でバーナー先端
部に予混合室と燃焼室を連続して設は可熱性ガスと支燃
性ガスの予混合と乱流拡散燃焼を連続12て行なわせる
方式・・・・・・予混合十乱流拡故燃焼方式。
の三方式である。
然して上Nt: (2)と(3)の方式の場合即ち同軸
流乱流拡散燃焼炎式および予i1も合+乱jM、すへu
7燃焼力式に於てQ;(、。t1旨で一犬却7模溶射装
屑の場合口」燃性カスと支燃1−トガスの混合速度が燃
焼速度を律速するグζめ燃焼が遅くなる傾向がおυ、生
成する火炎中の最高温度に達する点か)・−ナー先端部
より離れた位置になる傾向がある。従って高融点の粉末
耐火H料の洛射を行う場合、該粉末溶射材料が火炎中で
完全に溶融しないケースがあり、また溶射効率が恕い欠
点があった。従来の溶射ノ(−ナーの方式の−・例とし
て同軸流乱流拡散火炎による場合を説明すると第1図に
示す如く、夫々別の通路を経て供給されたiiJ燃性ガ
スと支燃性ガスは)(−ナーノズルを噴出後混合し燃焼
Jるが、片刃のガスに搬送されて来た粉末溶射拐料(l
、1、この燃焼火炎中で燃焼ガスにより急激に約200
 m、 / sec迄加速される。
粉末溶射相打への熱の伝達はこの粒子の加速時に最も大
きくなり粉末粒子が燃焼カス流と同程度迄加速された後
は熱の移動は極度に小さくなる。即ち粉末粒子への熱の
移動eまこの粒子が高温高速の燃焼ガスにより急激に加
速される時に大部分行なわれる3、シかし上記の同軸流
乱流拡散燃焼炎eよ、この粒イが急激に加速されるノズ
ル近傍でれ火炎温度が低い、にの関係を図に示すと第1
図乃至第5図の様になる。即ち各1ン1は横軸に〕く−
ナーノズル先端からの距離Lxをとシわに軸に第2 f
M<1は大炎温m1第3図は67体粒子の流速および燃
焼ガスの流速、第4図は複合熱伝達係数、第5図は粉末
粒子の温度をとって夫々の値をプロットしたものである
。各図から明らかな様に火炎温度の最高点はバーナーノ
ズル先端部よp離れたD「にあるのに対し、燃焼ガス流
速、粉末粒子流速、複合熱伝達係&(のにン高点(!し
バーナーノズル先端部あるいQ」それに近い位置にあり
、この結果粉末粒子への伝熱効率が悪く、第5図の如く
高い粒子温度か得られない3、従って前記の如く高融点
粉末浴射利料の場合は完全に溶融しない場合もあり、一
般に付着率が悪く溶射効率が悪い結果となっていた。従
って完全予混合を行った後燃焼を行なうバーナーに於て
はバーナーノズル近傍の火炎温度は高いが、前記(2)
の同’11111流乱流拡散燃炉方式および(3)の予
混合千古(、流拡散燃暁方式のバーナーに於て、特に大
著hFのバーナーに於て上記の傾向が著るしく対策が望
才れていた。
一方前記(1)の予混合燃焼方式のバーナーの場合はy
+h 常バーナーノズル部より離れた後方の位置に予混
合室があるだめバーナー先端)11〜の燃焼火炎が該予
混合室に逆火しない様にバーナー先端部と予混合室との
間の通路を細くする等の逆火防止機4PIを設けなけれ
はならないが、この逆火防止法ゑ構を設けると粉末溶射
4゛4利を供給する妨りとなるため粉末溶射材料の供給
系統を別に設ける必要がありバーナーの機+(11が腹
雑となってメ! F+’: (+<yでない。
本発明&i以上に鑑みなされたもので主として前flL
同軸流乱流拡散燃焼力弐オだは予混合十乱b11.拡散
燃焼方式を用いた火炎溶射バーヲーによる粉末火炎溶射
方法、行に混合速度と燃焼速度の差が大きく燃焼が遅れ
る傾向のある大規模溶射用バーナーに於ける前記欠点を
解消するだめに3末溶射材料を供給する位置を変更し、
火炎中に供給された粉末溶射材料が急激に加速即ち加熱
されるゾーンを火炎温度の最高温度あるいはそれに近い
ゾーンとなる様な位iト1に粉末溶射材料を供給する様
にした火炎溶射方法である。
以、下本発明を同軸流乱流拡散燃焼方式のバーナーの−
・例を用いた第6図に示う実施例によって説明を行なう
。同軸流乱流拡散燃焼方式の〕(−ナー10b」燃性ガ
ス通路2より供給される燃料カスと支燃1′4−ガス通
路3より供給される酸素ガスにより形成される乱流拡散
火炎4に於いて、)く−カー1範囲内の位置に溶損材料
供給ノズル5を挿入し該ノズル5より粉末溶射材料6を
火炎4中に供給した。
上j!!−:溶射拐料供給材料ル5の陵部1−J、スク
リユ、−フする溶射材料供給管8が連i没されていてホ
ツノ(−(図示せず)よシの粉末溶射A)J料6の所定
t)を連続的に前記火炎4中に供給する。
また該溶射材料供給ノズル5および溶射材料供給管8に
は水冷ジャケット9がM’?けられていて使用中は核供
給ノズル5および供給管8を冷却する。
そして燃料ガス供給量、酸素供給量、溶射材料供給t1
を第1図の場合と同一量とした。
とのI;jiにして行った実験結果を前d12第2図乃
至第5図に示したと同様の方法でグロットすると第71
1〈l乃全第10図の様になる。即ち火炎温ハL (H
s7図)と燃焼ガス流速(第8図)は従来(第2図。
第3図)と全く同じであるが、粉体粒子(第8図)rす
含熱伝達係数(第9図)、粉体粒予湿1則(第10図)
は従来法の場合と異なり結果的に高い粉末粒子温度が得
られることが分る。従って、本発明方法によって可成り
熱効率が改善されていることが分る。上記実験に於て粉
末溶射材料6の火炎4中への供給量1111即ちtを種
々変えて実験を行ったn[、最適値tよ燃焼規模によっ
て異なるが燃焼火炎の可視炎長に対してバーナーノズル
1の先端部より尤〜土の範囲内に供給した場合に効果が
あると5  3 とが確認出来た。この実験結果を次に示す。
実施例 燃焼方式 :予混金子乱流拡散燃焼 可燃性ガス: Cs Ha  供給S−100Nn?/
 hr支燃性ガス:02   供給j¥)500 Nm
’/hr火炎の可視炎長:150Qntyフ1 粉末溶射利料;アルミナ(m、p  2,050 ℃)
a 従来方法 粉末溶射材料の供給方法: Cs Hsにより搬送同 
  上   供給HJk  +  330 H/ hr
溶射結果 : 付着率  85% b 本発明方法 燃焼条件を上記従来方法と同一にしアルミナの供給位(
dおまひ供給Mを神々変更。
溶射結果 : 第1表の通り 第1表 上記結果から明らかな様に同一燃焼条件に於てアルミナ
の供給位置を変更したことによりアルミナの供給徊を約
3割多くすることが出来た。即ち熱効率の向上、溶射効
率の著るしい向上が認められた。
実施例 燃焼方式 :予混金子乱流拡散燃焼 TjJ燃性ガス: C5Hs  供船有;、   10
0 Nm”/ h r支燃性ガス:02   供KQ 
’!jl   500 Nn?/ hr火炎の可視炎長
: 150 Q 11011粉未済射杓料:百定化ジル
コニア (m、p2,450 ℃ ) a 従来方法 粉末溶躬利刺の供給方法: C5Hs I/Cより搬送
量   上   供i −it :  70  A9/
 br溶射結呆 :溶射不uJ能(溶融不充分で半溶融
膜形成) b 本発明方法 燃焼条件を上記従来方法と同一にし安定化ジルコニアの
供玲位置および供桁セ1を独々変更1、溶射結果 : 
詑2表の通り 第2表 この結シ(とから明ら〃・な様にアルミナより約400
℃酸1(点の高い安定化ジルコニアの溶射も従来方法の
プロパン−酸素火炎でd不EJ能であったものが可能に
なった3、単位燃焼1当りのジルコニア供給可能h(′
および刺着率な」、アルミナの場合よりも低い11!で
あるが、l?i!I!点2450’C程度の高融点粉末
溶射材料も本発明方法によれはプロパン−酸素火炎によ
って溶射が可能になつンh0 本発明は以上の如く火炎中で粉本溶射材料を加熱溶融さ
せて溶射をイfう粉Aく火炎1’J射方法、就中主とし
てり軸IAt、乱流拡駁燃焼′!1′たCユ予混台十乱
流拡散燃焼による火炎音用いた粉末火炎溶射に於て特に
大規模溶射に於て粉末溶射本1料の供給位置を燃1 焼司視炎の全長のバーナー先端部より−・〜−にす5 
3 ることによp熱効率の向上、l1riつて溶射効率の向
上を実現し更に酋融点溶躬4Atiのifj射をiiJ
 heしくしたものでを・る。なお、庫46ゆJtJ、
上記説明の如く粉末金属溶射利第4の溶射方法に関する
ものであイ)〃・粉末金属溶射にも適用し得ることは勿
Hiiiiでイ)る。。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の同軸流乱流拡散燃焼による溶射火炎を示
す図、第6図は同軸流乱流拡散燃焼火炎を用いて本発明
を実施した例を示す溶射火炎の図、第2図及び第7図←
[火炎長(Lx)と火炎温度との関係を示した図、第3
図及び第8図は火炎長(J、x)と溶射月利の粉末粒子
の流速および燃焼ガスの流速との関係を示した図、亀4
図及び第9図d、火炎長(Lx)と燃焼ガスから粉末粒
子への複合熱伝達係数との関係を示した図、第5図及び
第10図は火炎長(Lx)と粉末粒子温度との関係を示
し/こ1×1である。 L 4slバ一ナー先端部からの火炎の長さ、tはバー
ナー先端部から溶射材料供給ノズル5を挿入した位置迄
の長さ、1は同軸流乱流拡散燃焼方式のバーナー、2は
可燃性ガス通路、3は支燃性ガス通路、4は乱流拡散火
炎、5は溶射材料供給ノズn・、6は粉末゛溶射材料、
Tはスクリューフィーダー、71はスプリングフィー・
ダー、8は溶射材料供給管である。 特 許 出 願 人 日本酸素株式会社同      
  日本鋼管株式会社 第1頁の続き ■出 願 人 品川白煉瓦株式会社 東京都千代田区大手町二丁目2 番1号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、火炎中で粉末溶射材料を加熱溶融させて溶射を行な
    う粉末火炎溶射方法に於て、バーナーにより形成された
    燃焼火炎の可視炎長のバーナー先端部を供給して溶射を
    行なうことを特徴とする火炎溶射方法。
JP57170753A 1982-09-29 1982-09-29 火炎溶射方法 Expired JPS6035427B2 (ja)

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JPS6035427B2 JPS6035427B2 (ja) 1985-08-14

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017150085A (ja) * 2014-09-17 2017-08-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置用の部品の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017150085A (ja) * 2014-09-17 2017-08-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置用の部品の製造方法
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