JPS597911B2 - flame spray lance - Google Patents

flame spray lance

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JPS597911B2
JPS597911B2 JP55501684A JP50168480A JPS597911B2 JP S597911 B2 JPS597911 B2 JP S597911B2 JP 55501684 A JP55501684 A JP 55501684A JP 50168480 A JP50168480 A JP 50168480A JP S597911 B2 JPS597911 B2 JP S597911B2
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oxygen
dispensing
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チエルボネンコ・ビクトル・ミロノビツチ
ドンスコイ・セメン・アロノビツチ
コロトキイ・ウラデイミル・アントノビツチ
ザボロンコフ・ジユリイ・イバノビツチ
ゲルマノフ・バデイム・イバノビツチ
クリベンコ・アレクサンドル・プロコロビツチ
クルバトバ・アデライダ・レオニドフナ
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ヤルマル・アナトリイ・アルフオンソビツチ
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コルニエンコ・アレクセイ・セルゲ−ビツチ
チビレフ・アナトリイ・アンドレ−ビツチ
ガマレイ・エドビン・イオシフオビツチ
ドルゼンコフ・フエド−ル・エゴロビツチ
クリチエンコ・バレンテイン・アルセンテビツチ
マイケル・パベル・ボリソビツチ
テイスチエンコ・オレグ・イバノビツチ
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KARAGANDEINSUKII METARUURUGICHESUKII KOMUBINATO
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    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
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    • B05B7/205Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion downstream of the nozzle the material to be sprayed being originally a particulate material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は熱間塗布技術、特に冶金ユニット内張を火炎噴
射又は溶射するランスに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to hot coating technology, and more particularly to lances for flame spraying or thermal spraying metallurgical unit linings.

発明の開示 冶金ユニット内張りに対する溶射築造の品質に対する要
求がより厳しくなつて来た。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The quality of thermal spray construction for metallurgical unit linings has become more demanding.

火炎溶射ランス(aflamegunitinglan
ce)(1976年5月13日に出された西ドイツ特許
第2200667号公報)は公知であり、そのランスは
燃料と混合した粉末耐火性材料を供給し、且つ酸素を通
す導管をもつて形成された水冷ケーシングからなつてお
り、それによつて高温火炎中で加熱され塑性状態になる
耐火性材料が内張り面に沈積される。
flame spraying lance
ce) (German Patent No. 2 200 667, issued May 13, 1976) is known, the lance of which is formed with a conduit for supplying powdered refractory material mixed with fuel and for passing oxygen. The casing consists of a water-cooled casing, by means of which a refractory material, which is heated in a hot flame to a plastic state, is deposited on the lining surface.

水冷ケーシングと、燃料及び酸素で混合された粉末耐火
性材料を供給する導管はノズルの軸に垂直な平面に対し
て15ないし300の角度に曲げられる。なお該ノズル
は導管の端面にあり、導管に対して直角に向いている。
このような構造の装置によつて冶金ユニット内張り内に
耐火性材料を良好に付着させることが出来る。しかしな
がら、火炎溶射用のこのランスを実際適用するのは問題
がある。一つのノズルではランスの作業効率を落とし、
火炎溶射作業に時間がかかる。更に、該湾曲形状ランス
はその構造が複雑であり、冶金ユニツトヘのランスの出
し入れを実施するのに必要な操作を困難にする。
The water-cooled casing and the conduits supplying the powdered refractory material mixed with fuel and oxygen are bent at an angle of 15 to 300 with respect to a plane perpendicular to the axis of the nozzle. Note that the nozzle is located at the end of the conduit and is oriented at right angles to the conduit.
A device constructed in this manner allows good deposition of refractory material within the metallurgical unit lining. However, the practical application of this lance for flame spraying is problematic. A single nozzle reduces the work efficiency of the lance,
Flame spraying takes time. Furthermore, the curved lance is complex in its construction, making the operations necessary to carry the lance in and out of the metallurgical unit difficult.

粉末耐火性材料と燃料の混合物を供給する湾曲形状導管
は非常に激しい損耗を生じランスの使用寿命を減少させ
ることになることを注意する必要がある。
It should be noted that curved conduits supplying the mixture of powdered refractory material and fuel will cause very severe wear and tear, reducing the service life of the lance.

粉末耐火性材料、燃料及び酸素はそれぞれのノズルから
出た後にのみ混合されることを注意すべきである。
It should be noted that the powdered refractory material, fuel and oxygen are mixed only after exiting their respective nozzles.

耐火性一燃料及び酸素は平行噴射で供給されるので炎が
ノズルからかなりの距離に広がりながら、その混合は非
常に遅い速度で進む。水冷ケーシングとその中に形成さ
れた同心導管が湾曲形状に作られると、冶金ユニット内
張りの面に接線方向に向けられ、それは耐火性材料粒子
が内張に信頼性のある溶射を保証するには十分な力がな
い。概してかなりの量の粉末耐火性材料の一部が排ガス
とともに排出される。他の公知の火炎溶射ランス(19
77年モスクヮメタラギア出版冶金ジャーナル第12号
25一26ページ)耐火性材料と燃料の混合物を供給し
、且つ酸素を供給する同心上に配置された導管を有して
形成された水冷ケーシングからなる。
Refractory - The fuel and oxygen are supplied in parallel injections so that the flame spreads a considerable distance from the nozzle while the mixing proceeds at a very slow rate. When the water-cooled casing and the concentric conduits formed in it are made into a curved shape, they are oriented tangentially to the plane of the metallurgical unit lining, which ensures reliable thermal spraying of the refractory material particles onto the lining. There's not enough power. As a rule, a considerable amount of part of the powdered refractory material is discharged with the exhaust gas. Other known flame spray lances (19
(1977 Moscow Metallagia Publication Metallurgical Journal No. 12, pages 25-26) from a water-cooled casing formed with concentrically arranged conduits supplying a mixture of refractory material and fuel and supplying oxygen. Become.

粉末耐火性材料一燃料混合物と酸素はいくつかのノズル
(例えば5つ)を通して冶金ユニット内張りの面に垂直
に注’入される。この型のランスは導管と水冷ケーシン
グが湾曲していないため構造上単純で操作において信頼
性がある。冶金ユニット内張りに直角に火炎を当てるこ
とによつて耐火被覆の品質をわずかに改良することが可
能である。1本ノズルの湾曲ランスと違つて上記ランス
のある利点にもかかわらず、内張り沈積する耐火材料の
利用度を増加し商品質耐火性被覆を作り出す問題の解決
策が今だにない。
The powdered refractory material-fuel mixture and oxygen are injected through several nozzles (eg five) perpendicular to the plane of the metallurgical unit lining. This type of lance is simple in construction and reliable in operation because the conduit and water-cooled casing are uncurved. It is possible to slightly improve the quality of the refractory coating by applying the flame at right angles to the metallurgical unit lining. Despite certain advantages of the above lances as opposed to single nozzle curved lances, there is still no solution to the problem of increasing the utilization of refractory material in the lining deposit and producing commercial quality refractory coatings.

耐火性材料一燃料混合物と酸素は平行噴射を使用する型
のランスで供給されるが混合の効果は遅い。
The refractory material-fuel mixture and oxygen are supplied in lances of the type that use parallel injection, but the effect of mixing is slow.

その結果、耐火性材料一燃料混合物と酸素は、冶金ユニ
ットの内張りに当たる直前に混合され引火される。燃料
は火炎の衝突域で燃焼し始め火炎が内張りに沿つて動く
ように燃焼し続ける。その結果として、一部の耐火性材
料が塑性状態に加熱されず、内張りと強力な結合を作ら
ない。代わりにある量の耐火性材料が燃焼ガスとともに
冶金ユニットから排出される。発明の開示 従つて、本発明の目的は上記欠点を除去することである
As a result, the refractory material-fuel mixture and oxygen are mixed and ignited just before hitting the lining of the metallurgical unit. The fuel begins to burn in the area of flame impingement and continues to burn as the flame moves along the lining. As a result, some refractory materials do not heat to a plastic state and do not form a strong bond with the lining. Instead, a quantity of refractory material is discharged from the metallurgical unit along with the combustion gases. DISCLOSURE OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to obviate the above-mentioned disadvantages.

本発明はその目的として冶金ユニット内張りに沈積され
るグナイト( gunite)の品質を改良し、排出ガ
スとともに排出される耐火性材料の量を低下させ、溶射
時間を減少させそして耐火性材料、燃料及び酸素の利用
性を上げるように配置されたノズルを有する、冶金ユニ
ツト内張りの火炎溶射用ランスを提供することである。
The present invention aims to improve the quality of gunite deposited in metallurgical unit linings, to reduce the amount of refractory material emitted with exhaust gases, to reduce thermal spraying time and to reduce the amount of refractory material, fuel and A lance for flame spraying a metallurgical unit lining having a nozzle arranged to increase oxygen availability.

この目的は、耐火性材料と燃料との粉化混合物を供給す
るパイプ4と、該パイプ4と該パイプ4に対して外側に
あるパイプ3との間の酸素を供給する環状ダクトとを同
心配置する水冷ケーシングを含んでなる火炎溶射ランス
であつて、該導管の出口が耐火性材料−燃料混合物を分
配し且つ酸素を分配するノズルを有する火炎溶射におい
て、本発明によれば、該耐火性材料−燃料混合物を分配
する該ノズルと酸素を分配するノズルが該導管に沿つて
対になり且つ各対が同軸に配置されており、該耐火性材
料−燃料混合物を分配する該ノズルの端面が、酸素を分
配する各々の端面の下方で、且つ該耐火性材料一燃料混
合物を分配するノズルの内径の1ないし5倍の距離に置
かれ、該ノズルの各対のうちのーつが全体的に又は一部
が円筒以外の形状を有していることにおいて達成される
The purpose is to concentrically arrange a pipe 4 supplying a powdered mixture of refractory material and fuel and an annular duct supplying oxygen between said pipe 4 and a pipe 3 which is external to said pipe 4. According to the invention, in a flame spray lance comprising a water-cooled casing, the outlet of the conduit having a nozzle for distributing a refractory material-fuel mixture and for distributing oxygen; - the fuel mixture dispensing nozzle and the oxygen distributing nozzle are arranged in pairs along the conduit, each pair being coaxially arranged, the end face of the refractory material-fuel mixture dispensing nozzle comprising: located below each oxygen dispensing end face and at a distance of 1 to 5 times the inner diameter of the nozzle dispensing the refractory material-fuel mixture, one of each pair of nozzles dispensing the refractory material-fuel mixture generally or This is achieved in that the part has a shape other than a cylinder.

該ランスノズルの構造によつてより利用される耐火性材
料と燃料と酸素の直接流を提供することを可能にし、そ
して該燃料が燃焼しそして耐火性材料粒子が加熱して所
望の温度になる領域を、ランスと冶金内張り面間の空間
に位置させることが出来、最終的にこれが冶金ユニツト
内張り上に沈積したグナイトの品質を改良しグナイト溶
射時間を短縮することになる。本発明による火炎溶射ラ
ンスは構造上単純であり操作上信頼性がある。更に、本
発明によれば火炎溶射ランスのノズルを用いて、耐火性
材料一燃料混合物と酸素の混合を酸素ノズル内側で改良
することが可能となる。次にこの混合は平行噴射によつ
て生ずる混合より強烈である。その代わり耐火性材料と
燃料を流出する出口のすぐ近くで燃料を引火させ、これ
により沈積されるグナイトの品質を改良し、排出ガスと
ともに排出される耐火性材料の量を低下し、耐火性材料
燃料及び酸素の利用を増加させる。更に又、本発明によ
るランスノズルの構造は燃料、酸素及び耐火性材料の混
合を強化し、引火を早め、燃料が燃焼しそして転炉空間
からの高温ガスの吸引又は耐火性材料一燃料及び酸素の
強烈な混合によつて耐火性材料粒子が火炎内で加熱され
る領域を短かくすることが出来る。これにより耐火性材
料と燃料の混合物を分配するノズルにより近くに燃料引
火の境界を近づける。高速燃焼によつて耐火性材料粒子
が冶金ユニツト内張りの表面に当たる前に火炎の内側で
加熱され塑性状態にされる。すでに塑性状態になつて耐
火性材料の粒子が冶金ユニツト内張りに当たる。またそ
の塑性状態のために耐火性材料が排出ガスとともに出て
ゆくのが少なくなり、多く利用される。他の利点は耐火
性材料の熱軟化粒子が内張りに放射されることであつて
、これにより保護被覆の品質を改善することになる。火
炎溶射ランスにおいて、酸素分配用の各ノズルの断面が
楕円であるのが好ましい。
The construction of the lance nozzle makes it possible to provide a direct flow of refractory material, fuel and oxygen that is more utilized, and the fuel is combusted and the refractory material particles are heated to the desired temperature. A region can be located in the space between the lance and the metallurgical lining surface, which ultimately improves the quality of the gunite deposited on the metallurgical unit lining and reduces the gunite spraying time. The flame spray lance according to the invention is structurally simple and operationally reliable. Furthermore, the present invention makes it possible to use the nozzle of a flame spray lance to improve the mixing of the refractory material-fuel mixture and oxygen inside the oxygen nozzle. This mixing, in turn, is more intense than that produced by parallel injection. Instead, the fuel is ignited in close proximity to the outlet where the refractory material and fuel exit, thereby improving the quality of the deposited gunite and reducing the amount of refractory material emitted with the exhaust gases. Increase fuel and oxygen utilization. Furthermore, the construction of the lance nozzle according to the invention enhances the mixing of the fuel, oxygen and refractory material, hastens the ignition, allows the fuel to burn and the suction of hot gases from the converter space or the refractory material - fuel and oxygen. The intense mixing of the refractory material particles can shorten the area in which the refractory material particles are heated within the flame. This brings the fuel ignition boundary closer to the nozzle dispensing the refractory material and fuel mixture. The high velocity combustion heats the refractory material particles inside the flame to a plastic state before they hit the surface of the metallurgical unit lining. Already in a plastic state, the particles of refractory material impinge on the lining of the metallurgical unit. Also, due to its plastic state, the refractory material is less likely to escape with exhaust gases and is therefore used more frequently. Another advantage is that heat-softening particles of the refractory material are emitted onto the lining, thereby improving the quality of the protective coating. In the flame spray lance, each nozzle for oxygen distribution preferably has an elliptical cross section.

これは楕円の小さな軸に沿つて位置している火炎の二つ
の対向域での燃料の引火を加速促進する。
This accelerates the ignition of the fuel in two opposing regions of the flame located along the minor axis of the ellipse.

耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配する各ノズルの外
面に横方向の溝を設けるのが好ましく、該溝は、耐火性
材料一燃料混合物用ノズルと酸素分配用ノズルとの間の
間隙の最小幅の0.8ないし1.2倍に等しい深さを有
するように形成されるのが好ましい。該溝は該ノズル間
の狭い空間域によつて酸素の流れを遅らせ、そして燃料
と酸素が混合し該燃料が引火する距離を減少させる。
Preferably, each nozzle for dispensing a powder mixture of refractory material and fuel is provided with a transverse groove on its outer surface, said groove extending at the very end of the gap between the refractory material-fuel mixture nozzle and the oxygen distribution nozzle. Preferably, the depth is equal to 0.8 to 1.2 times the narrow width. The grooves slow the flow of oxygen due to the narrow space between the nozzles and reduce the distance over which the fuel and oxygen mix and the fuel ignites.

火炎溶射ランスの操作では耐火性材料と燃料用の各ノズ
ルに長さ方向に内部、外部溝を設けることが好ましく、
該内部、外部溝がノズルの中心軸に対して5°ないし2
0°の角度で楔形状になつており且つ縦方向にフレアー
になつている。
In the operation of flame spray lances, each nozzle for refractory material and fuel is preferably provided with longitudinal internal and external grooves;
The inner and outer grooves are at an angle of 5° to 2° to the central axis of the nozzle.
It has a wedge shape at an angle of 0° and is flared in the longitudinal direction.

これは成分の混合を改善し、そして火炎中での燃焼と熱
交換を強め、耐火性材料の被覆の品質を改善し、冶金ユ
ニツト内から耐火性材料の放出を最小にする。この型の
ノズルは長火炎溶射範囲を必要とする大型冶金ュニツト
をグナイト溶射するのに有利に用いられる。
This improves mixing of the ingredients and enhances combustion and heat exchange in the flame, improves the quality of the refractory material coating, and minimizes the release of refractory material from within the metallurgical unit. This type of nozzle is advantageously used for gunite spraying large metallurgical units requiring long flame spray ranges.

火炎溶射ランスにおいて耐火性材料と燃料を分配する各
ノズルは、ノズルの幅の0.1ないし0.3倍の間に等
しい幅と、ノズル内径以上の高さを有するスリツトであ
つてノズルの内面に接線方向に向いているスリツトを有
利に設けることが出来る。
Each nozzle for distributing refractory material and fuel in a flame spray lance is formed by a slit having a width equal to between 0.1 and 0.3 times the width of the nozzle and a height greater than or equal to the inner diameter of the nozzle. Advantageously, the slots can be provided with slits oriented tangentially.

耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノズルの丁度
端面で燃焼さぜるのに必要な割合で耐火性材料、燃料及
び酸素をより強力に混合することが可能となる。更に、
このような構造の装置は燃焼域を縮小し、火炎の単容積
当たりの熱の離散を増加しそして小型冶金ユニツトでの
内張りと、製鋼ユニツトのループのような見下し面の内
張りを良好にグナイト溶射するのに寄与する。火炎溶射
ランスで他に必要なのは、酸素分配用の各ノズルが二つ
の部分に分けられていることであつて、この二つの部分
のうち底部の一つは断面が楕円であつて、対向する四分
円弧上にあり且つ耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配
するノズルに接線方向に向いていることである。
It is possible to more intensively mix the refractory material, fuel and oxygen in the proportions necessary for combustion at the very end of the nozzle dispensing the powder mixture of refractory material and fuel. Furthermore,
Equipment of this construction reduces the combustion zone, increases the dispersion of heat per unit volume of flame, and makes it easier to spray gunite on linings in small metallurgical units and on downward facing surfaces such as loops in steelmaking units. contribute to Another requirement of a flame spray lance is that each oxygen distribution nozzle is divided into two parts, the bottom one of which has an elliptical cross-section, and the opposite four parts. It is on a semicircular arc and oriented tangentially to the nozzle dispensing the powder mixture of refractory material and fuel.

そのような装置は酸素、燃料及び耐火性材料の混合を強
化し、耐火性材料と燃料の混合物を分配するノズルの端
面に接近させて燃射を引火せしめ、短かい火炎を作り、
加熱工程を強化し、火炎を介してより均一な成分を供給
することによつてグナイト化された内張りの品質を改善
し、冶金ユニツトからの耐火材料の持ち出しを減少させ
るのである。
Such devices enhance the mixing of oxygen, fuel, and refractory material, ignite the flame close to the end of the nozzle dispensing the refractory material and fuel mixture, and create a short flame;
By intensifying the heating process and delivering a more uniform composition through the flame, the quality of the gunitized lining is improved and the carryover of refractory material from the metallurgical unit is reduced.

火炎溶射ランスでの他の改善は、酸素を分配する各ノズ
ルの内側でその端而かられずかな距離に底を内側に向け
た円錐シエルを設けることである。
Another improvement in flame spray lances is to provide a conical shell with the bottom inwardly located inside and a short distance from each nozzle that distributes the oxygen.

円錐シエルの目的は、燃料が円錐シエル出口から出てす
ぐ該燃料を引火するに必要な割合で、耐火性材料、燃料
と酸素の混合を更に強化することと、広がり角度及び火
炎の円滑性を広い範囲で調節しグナイト溶射の均一性を
改善しそして小型冶金ユニツトをグナイト溶射可能にす
る手段を設けることである。
The purpose of the conical shell is to further enhance the mixing of refractory material, fuel and oxygen, and to improve the spread angle and flame smoothness in the proportions necessary to ignite the fuel as soon as it exits the conical shell outlet. It is an object of the present invention to provide a means for adjusting over a wide range to improve the uniformity of gunite spraying and to enable small metallurgical units to be sprayed with gunite.

火炎溶射ランスの構造は、耐火性材料と燃料の粉末混合
物を分配するノズル近くで、そして酸素分配用ノズルの
底部にある各開口部近くに、挿入部材の一つの面がそれ
ぞれの開口部の内面に続くように楔形状挿入部材を取り
付けることによつて更に改善せしめられる。
The construction of the flame spray lance is such that near the nozzle for dispensing the powder mixture of refractory material and fuel, and near each opening at the bottom of the oxygen distribution nozzle, one face of the insert is attached to the inner surface of the respective opening. A further improvement is achieved by attaching a wedge-shaped insert following the .

この構造によつて酸素流を効果的に回転させ、燃料、酸
素と耐火性材料との混合を改善し燃料燃焼域を縮小し、
火炎中での耐火性材料の加熱を改善する。
This structure effectively rotates the oxygen flow, improves the mixing of fuel, oxygen, and refractory materials, and reduces the fuel combustion zone.
Improves heating of refractory materials in flames.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

本発明を添付図面を参考にして実施例によつて説明する
。 第1図は本発明に係るノズル出口を配置したランスの一
部を概略的に図示する。第2図は第1図の一断面である
。第3図は第1図のランスの楕円酸素供給ノズルの主軸
断面である。第4図は、本発明に係る前記ノズルの中実
軸に斜めに配置された溝を有するノズルの出口域の縦断
面である。第5図はノズルの端面を平面で切つた図であ
る。第6図は第5図の−断面である。第7図は本発明に
係るノズルにスリツトを設けた火炎溶射ランスの断面を
示す。第8図は第7図の−断面である。第9図は第8図
の一断面である。第10図は本発明に係るノズルを二つ
の部分に分けたランスの断面を示す。第11図は第10
図のM−M断面である。第12図は第10図の一断面で
ある。発明を実施するための最良の形態 火炎溶射ランス(第1図と第2図)はパイプ1と2を有
する水冷ケーシングからなり該ケーシングに酸素と、粉
末耐火材料と燃料の混合物とをそれぞれ供給するパイプ
3と4が同心上に配置される。 パイプ1と2の間の導管で水を供給させる。パイプ1と
2間の導管は冷却水を排水させる。酸素をパイプ3と4
間の導管から供給し、耐火性材料と燃料との混合物を中
央パイプ4から供給する。耐火性材料と燃料の粉末混合
物を分配させるノズル5をパイプ4に装備する。酸素を
分配するノズル6をノズル5と同心上にパイプ3に装備
する。該耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配する各ノ
ズル5の端部を、該耐火性材料と燃料の粉末混合物を分
配するノズル5の内径dの2.5倍に等しい距離Lの距
離の所で且つ酸素を分配する各ノズル6の下方に位置せ
しめる。距離Lはノズル5の内径dの1ないし5倍で変
化してもよい。この距離が1dより小さいなら、ノズル
5と6の端部間の間隙での噴射の相互作用の影響は無視
出来る。対照的に、この距離が5dより大きくなるとノ
ズル6から流出する前に、噴射の周辺域に持出される耐
火材料によつてノズル6が損傷される。酸素を分配する
ノズル6は円筒形以外の断面形状を有してもよい。第1
,2及び3図で示されたように、酸素を分配するノズル
は楕円断面である。楕円ノズル6の主軸はパイプ3の軸
に並んでいる。該耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配
するノズル5はノズル5とノズル6との間の間隙の最小
幅と同じ深さhの溝7を外側に具備する。実際溝Tの深
さhはノズル5とノズル6間の間隙の最小幅の0.8な
いし1.2倍の間にとることが出来る。もしも溝Tの深
さhがノズル5とノズル6間の間隙の最小幅の0.8倍
より小さいならば、狭い断面の酸素噴射を効果的に遅ら
せることが出来ず、一方ノズル5とノズル6間の間隙の
最小幅の1.2倍より大きな溝7の深さhは酸素の流れ
をかなり遅らせることが出来る。第4,5及び6図では
耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノズル8を示
し、該ノズル8は、断面が楔形状になつた、ノズル8の
端部の方に長さ方向に広がつて、その中実軸に対して1
8のα、βの角度を有する内部溝9(第5図)及び外部
溝10を設けている。 楔形状の溝の角度α、βは熱的及び物理的特性及び耐火
材料の大きさ、物理化学的特性と燃料の大きさを含めて
、冶金ユニツトの大きさに合わせるために5ないし25
ユ間にある。5゜より小さな角度αとβで傾斜した溝に
ついては成分噴射の相互浸透は無視しうることが可能で
あり、一方25互より大きな角度αとβについては、一
つの成分の楔形状噴射は他の成分の噴射を貫通し、火炎
からぬけ出る。 酸素を分配するノズル11はこの実施例では円筒状であ
る。耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノズル8
の端面は酸素分配ノズル11の内側でその端面からノズ
ル8の内径の2.5倍に等しい距離Lの所に位置する。
第T,8及び9図はランス構造を示しておりそのランス
では耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノズル1
2にスリツト13が設けられており、一方酸素分配ノズ
ル14は断面で円筒状である。 該スリツト13は耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配
するノズル12の内径の0.2倍に等しい幅bを有し、
そして高さHは該粉末混合物を分配するノズル12の2
倍の内径に等しい。該スリツト13はノズル12の内面
に対して接線上である。耐火性材料と燃料の粉末混合物
を分配するノズル13の内径の0.1ないし0.3倍の
間で且つ噴射での成分の回転を必要度に応じて、スリツ
ト13の幅を変えてよい。該粉末混合物を分配するノズ
ル12内径dの0.1倍より小さな幅のスリツト13を
製作することは意味がない。というのは耐火性材料と燃
料の粉末混合物を分配するノズル12に入る酸素量が不
十分であり、その結果回転作動噴射があまりに弱いから
である。耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノズ
ル12の内径dの0.3倍以上にスリツト13の幅を大
きくすると、耐火性材料と燃料の混合物を分配するノズ
ルの内圧をかなり増加させることになり、従つて耐火性
材料と燃料の粉末混合物の流出を阻害する。スリツト1
3の最高幅は耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配する
ノズル12の内径dの0.2倍である。第9図で図示さ
れたスリツト13の最適高さHは耐火性材料と燃料の混
合物を分配するノズル12の2倍の内径に等しい。もし
スリツト13の高さHが耐火性材料と燃料の混合物を分
配するノズル12の内径dより小さいならばノズル12
に入る酸素量が不十分であり、望ましい回転の噴射が得
られない。耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノ
ズル12の内径dの5倍より大きなスリツト13の高さ
Hについて、ノXル12内の酸素量が増加してそれで耐
火性材料と燃料の粉末混合物に対して導管の抵抗を増し
、該粉末混合物の流速を減少させる。第10,11及び
12図はランスの構造を示し、その装置では酸素を分配
する各ノズル15が二つの部分に分かれており、その底
部16は断面で楕円状であり、且つ対向する四分円弧上
に位置し、また耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配す
るノズル19に対して接線方向を向いている開口部17
と18(第11図)が設けられている。 構造を単純化するために、ノズル底部16は板20,2
1によつて装備されてもよい。酸素を分配する各ノズル
15はその端部かられずかの距離の所に内側が小さな円
錐底を有するように取り付けた円錐シエルを設けている
。 楔形挿入物23は、耐火性材料と燃料の粉末混合物を分
配する各ノズル19の近くに、且つ該楔形状挿入物23
の面がそれぞれの開口部17又は18の内面に続くよう
に、酸素を分配するノズル15の底部16にある開口部
17と18の近くに設けられる。 酸素を分配するノズル15の底部16は楕円状であり、
対向的な四分円弧上に位置する二つの開口部17と18
を備えているので酸素を分配するノズル15と耐火性材
料と燃料の粉末混合物を分配するノズル19との間の間
隙に入り込む酸素流はノズル19の廻りで回転運動をす
る。 挿入物23によつて開口部17と18から流れる酸素が
ノズル19の廻りを逆方向に回流しないようにする。こ
れは耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノズル1
9の廻りの酸素流のうず巻の性質を増長させる。火炎溶
射ランスは以下の方法で操作する。 溶射操作に先行してランス冷却用の水が供給されそして
火炎放射ランスが被溶射冶金ユニツトの内側に押込めら
れる。該ランスは、そのノズル5と6(第1,2,3図
)が被修膳冶金ユニツトライニングの領域(図示せず)
に当たるように配置される。耐火性材料と燃料の粉末混
合物は中央パイプ4とノズル5を通して供給される。放
射の開始では、耐火性材料と燃料の粉末混合物の流速は
名目値の20ないし25%にセツトされる。次に酸素は
パイプ3と4の間の導管を通してそしてノズル5と6の
間の導管を通して供給される。また耐火性材料とともに
粉末混合物の成分としてノズル5から供給された燃料を
完全に燃焼させるように酸素流速が調節される。一度燃
料に点火すると、酸素の流速と耐火性材料と燃料の粉末
混合物の流速が所望通りに調節されそして耐火性材料は
火炎噴射の適当な動きによつて補修される冶金ユニツト
内張りの領域に供給される。耐火性材料と燃料の粉末混
合物は中実軸対称噴射として流出し、一方酸素は、耐火
性材料と燃料の中心噴射に同心の管状噴射のようにノズ
ル5と6の間の導管から流出する。ノズル5の端面がノ
ズル6の内側でLに等しい距離にあるので、ノズル5と
6の壁によつて作られる間隙内で噴射が相互に作用する
。これによつて成分の混合を良化する。第1,2及び3
図で示されたノズルを有する火炎噴射ランスでは酸素の
噴射口は楕円断面状であり、耐火性材料と燃料の噴射口
はその中心にある。 酸素噴射の厚さは楕円の短軸の平面において最小である
。弱い酸素噴射の効果は燃料と酸素が引火に必要な割合
で混合し、冶金ユニツト空間から高温ガスを吸収する距
離を短かくすることである。ノズル5の外面の溝7はこ
れらの二つの領域で酸素の流れを遅らせ燃料の引火を容
易にする。酸素のと、耐火性材料及び燃料の粉末混合物
の楕円断面の組合せ噴射口の二つの側面で引火する。次
に燃焼は、耐火性材料と燃料の二相噴射と酸素の管状噴
射間の領域の火炎流の方向に続いた。始めは楕円の噴射
も丸くなる。噴射の断面形状が変わるので各成分は激し
く混合し、火炎状の燃焼過程がその混合を増長させる。
耐火材料の粒子は高温火炎内で塑性状態に加熱し冶金ユ
ニツト内張りに当たりそれと共に強く結合する。この外
皮の使用寿命は固体成分の中心円形噴射と酸素の管状噴
射から得られる外皮の使用寿命と比較して4ないし5ヒ
ート、大体20%増加する。この設計のノズルを有する
ランスは中型の冶金ユニツトの噴射内張り用に有利に用
いられる。 該ユニツトではノズルの端部と内張り面との間の距離が
2ないし3mである。成分が第4,5及び6図のノズル
を通して供給され、耐火性材料の粉末混合物は入口が円
形で出口では星形に変化しているノズル8を通して分配
され?)。 楔形導管の断面積は出口方向に増加する。この場合にお
ける酸素はノズル8と11間の管状間隙を通して供給さ
れ、該ノズルの出口には楔形溝を設けその断面積は出口
方向に大きくなる。噴射口8から流出する燃料と耐火性
材料の二相噴射は、・溝の断面積の増加により横方向に
広がるが、この広がりは狭い方向であるのが特徴である
。外側の楔形状溝の断面積が出口方向へ増加しているた
め管状間隙を通して流れる酸素も又広がる。管状間隙か
ら出口で、楔形状溝を通して流れる酸素は与えられた角
度で、ノズル8の楔形状の内溝を通して流れる耐火性材
料と燃料の二相噴射を貫通する。二相噴射のいくつかは
その代わりに該成分を強く混合させるように酸素噴射を
貫通する。中心噴射の一部の断面は酸素で満たされそし
て耐火性材料と燃料の一部は噴射口の周辺域に移される
。冶金ユニツトの作業空間にある高温ガスと燃料の接触
により、引火と急速な燃焼が生ずる。耐火性材料の粒子
が高温火炎中で塑性状態に加熱されそして強い被覆を形
成するような十分な速度で冶金ユニツト内張に溶射され
る。この被覆の使用寿命は平行噴射で成分を供給するノ
ズルを用いて形成される被覆の使用寿命より20%長い
。第4,5及び6図で示された設計のノズルはランスと
内張り面との距離が3ないし4mである大きな冶金ユニ
ツトをグナイテイングするが最も有利である。第T,8
及び9図で示されたように設計されたノズルに関して、
耐火性材料と燃料の粉末混合物は中心円形ノズル12を
介して供給されそして酸素は耐火性材料と燃料の粉末混
合物を分配するノズル12と酸素を分配するノズル14
間の管状間隙を介して供給される。 この設計の特徴は耐火性材料と燃料のノズル12を離れ
る前に、該混合物を分配するノズル12の壁内のスリツ
ト13を通して耐火性材料と燃料との混合物を分配する
導管内に供給されることである。耐火性材料と燃料との
粉末混合物内に酸素を供給することは該成分の混合を改
良する。スリツト13からの酸素噴射は固体成分の二相
噴射の速度より速く、耐火材料と燃料の粉末混合物に対
する回転運動を与える。その回転運動は燃料、耐火性材
料及び酸素を激しく混合させる。ノズル12を出て、固
体成分の回転二相噴射は前方に移動し遠心力によつて横
方向に広がり酸素の管状噴射を貫通させる。ノズル12
と14から噴射される横方向の成分。動きによつて酸素
、燃料及び耐火性材料の急速な混合が行なわれる。作業
空間からの高温ガスと接触して燃料が点火し、ノズル1
4の近くで短かい高温火炎となつて燃焼する。温度、速
度及び回転フレーム中の成分濃度分野は効果的に平均化
しそれによつて等しい温度と速度を有する耐火性材料の
粒子は内張りに当たつてより良好な結合を形成する。軸
の廻りに火炎が回転すると冶金ユニツト内張り内への粒
子の貫通度もより高くなる。この被覆の使用寿命は、成
分の直線分配と比較し、ほぼ20%増加し、それによつ
て冶金ユニツト内張りに実際結合する耐火性材料の割合
が10ないし20%増加する。第T,8及び9図で示さ
れたノズルを有するランスは大きなそして比較的小さな
冶金ユニツトを熱間塗布する際に効果的に用いられる。 大きなユニツトをグナイテイングする際、限られた量の
酸素が中心ノズル12に供給される。この量はより小さ
なユニツトがグナイト化される場合に増加する。第10
,11及び12図で示されるランスでは、耐火性材料と
燃料の粉末混合物は、ノズル19とノズル15との間の
導管を通して、回転噴射される酸素を用いて対称的な二
相噴射の形で供給される。ノズルから出る前に耐火性材
料、燃料及び酸素の混合物は激しく混合するシエル22
の狭い断面域を通される。二つの噴射口のような開口部
ITと18を通して、ノズル19に対して接線方向に分
配される酸素は回転運動を要する。中心ノズル19の端
面とシエル22との間の空間で回転噴射は耐火性材料と
燃料との粉末混合物の二相噴射と相互作用し回転運動に
する。狭い断面のシエル22内に入ると、酸素と、耐火
性材料及び燃料の粉末混合物は該成分の回転運動と耐火
性材料一燃料混合物内へその直角方向に酸素が貫通する
ため強く混合する。シエル22の出口から流出する耐火
性材料と燃料と酸素との混合物は引火用に十分調合され
る。冶金ユニツトの作業空間の高温ガスと接触して、燃
料は出口近くで引火しそして燃焼する。該工程は小さな
容積中で完了する。このランス構造は小さな冶金ユニツ
トをグナイト化するに最適である。更にこの型のランス
は平炉のループのような見落ろす表面を火炎溶射するた
めに用いられる。平炉のループをグナイト化する際のこ
れらランスの効果はその使用寿命を35%増加させるこ
とにある。産業上の利用可能性 本発明によるランスは冶金ユニツト内張りの補修と、冶
金及び機械建築工業における他の種々の適用に用いられ
る。 しかしながら、本発明の最も効果的な適用分野は内張り
の温度が燃料の引火点以上である冶金ユニツトの熱間補
修の場合である。 例えば、内張り温度が1200ないし1400℃の範囲
にある限り、出鋼及びスラグ出し直後に転炉の内張りが
最も補修せしめられる。本発明によるランスは転炉や鋼
注入取鍋のような円筒冶金ユニツトの補修に用いられる
。 更に、火炎グナイト化ランスは、製鋼、加熱及び他の型
の炉の側壁やループのような下方に向けた平面を含む平
面をグナイト化するためにも用いられ得る。
The invention will be explained by way of example with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a part of a lance in which a nozzle outlet according to the invention is arranged. FIG. 2 is a cross section of FIG. 1. FIG. 3 is a main axis cross section of the elliptical oxygen supply nozzle of the lance shown in FIG. FIG. 4 is a longitudinal section through the outlet area of a nozzle according to the invention with grooves arranged obliquely in the solid axis of said nozzle. FIG. 5 is a plan view of the end face of the nozzle. FIG. 6 is a - cross section of FIG. 5. FIG. 7 shows a cross section of a flame spray lance with a slit in the nozzle according to the invention. FIG. 8 is a - cross section of FIG. 7. FIG. 9 is a cross section of FIG. 8. FIG. 10 shows a cross-section of a lance in which the nozzle according to the invention is divided into two parts. Figure 11 is the 10th
It is a cross section taken along the line MM in the figure. FIG. 12 is a cross section of FIG. 10. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The flame spray lance (FIGS. 1 and 2) comprises a water-cooled casing with pipes 1 and 2 for supplying oxygen and a mixture of powdered refractory material and fuel, respectively. Pipes 3 and 4 are arranged concentrically. A conduit between pipes 1 and 2 supplies water. A conduit between pipes 1 and 2 allows cooling water to drain. Oxygen pipes 3 and 4
A mixture of refractory material and fuel is fed from the central pipe 4. The pipe 4 is equipped with a nozzle 5 for dispensing a powder mixture of refractory material and fuel. A nozzle 6 for distributing oxygen is installed on the pipe 3 concentrically with the nozzle 5. the end of each nozzle 5 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel at a distance L equal to 2.5 times the internal diameter d of the nozzle 5 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel; and located below each nozzle 6 distributing oxygen. The distance L may vary from 1 to 5 times the inner diameter d of the nozzle 5. If this distance is smaller than 1 d, the interaction effect of the jets in the gap between the ends of nozzles 5 and 6 can be ignored. In contrast, if this distance is greater than 5d, the nozzle 6 will be damaged by the refractory material carried out into the peripheral area of the jet before it leaves the nozzle 6. The nozzle 6 for distributing oxygen may have a cross-sectional shape other than cylindrical. 1st
, 2 and 3, the nozzle distributing oxygen is of elliptical cross section. The main axis of the elliptical nozzle 6 is aligned with the axis of the pipe 3. The nozzle 5 for dispensing the powder mixture of refractory material and fuel is provided on the outside with a groove 7 of a depth h equal to the minimum width of the gap between the nozzles 5 and 6. In practice, the depth h of the groove T can be between 0.8 and 1.2 times the minimum width of the gap between the nozzles 5 and 6. If the depth h of the groove T is smaller than 0.8 times the minimum width of the gap between nozzles 5 and 6, the narrow cross-section oxygen injection cannot be effectively delayed; A depth h of the grooves 7 greater than 1.2 times the minimum width of the gap therebetween can significantly retard the flow of oxygen. Figures 4, 5 and 6 show a nozzle 8 for dispensing a powder mixture of refractory material and fuel, the nozzle 8 widening longitudinally towards the end of the nozzle 8, which is wedge-shaped in cross-section. Therefore, 1 for the solid axis
An internal groove 9 (FIG. 5) and an external groove 10 having angles α and β of 8 are provided. The angles α, β of the wedge-shaped grooves are between 5 and 25 to match the size of the metallurgical unit, including the thermal and physical properties and the size of the refractory material, the physicochemical properties and the size of the fuel.
It's between Yu. For grooves inclined at angles α and β smaller than 5°, it is possible that the interpenetration of the component jets is negligible, while for angles α and β larger than 25°, the wedge-shaped jets of one component will penetrate the other. penetrates the jet of components and emerges from the flame. The nozzle 11 distributing the oxygen is cylindrical in this embodiment. Nozzle 8 for dispensing a powder mixture of refractory material and fuel
The end face of is located inside the oxygen distribution nozzle 11 at a distance L from the end face equal to 2.5 times the internal diameter of the nozzle 8.
Figures T, 8 and 9 show a lance structure in which a nozzle 1 for dispensing a powder mixture of refractory material and fuel
2 is provided with a slit 13, while the oxygen distribution nozzle 14 is cylindrical in cross section. the slit 13 has a width b equal to 0.2 times the inner diameter of the nozzle 12 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel;
and the height H is 2 of the nozzle 12 dispensing the powder mixture.
Equal to times the inner diameter. The slit 13 is tangential to the inner surface of the nozzle 12. The width of the slit 13 may vary between 0.1 and 0.3 times the inner diameter of the nozzle 13 dispensing the refractory material and fuel powder mixture and as required to rotate the components in the injection. It makes no sense to manufacture the slit 13 with a width smaller than 0.1 times the inner diameter d of the nozzle 12 dispensing the powder mixture. This is because the amount of oxygen entering the nozzle 12 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel is insufficient, so that the rotationally actuated injection is too weak. Increasing the width of the slit 13 to more than 0.3 times the internal diameter d of the nozzle 12 for dispensing the powder mixture of refractory material and fuel results in a considerable increase in the internal pressure of the nozzle for dispensing the mixture of refractory material and fuel. and thus inhibit the flow of the powder mixture of refractory material and fuel. slit 1
3 is 0.2 times the inner diameter d of the nozzle 12 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel. The optimum height H of the slit 13 illustrated in FIG. 9 is equal to twice the inner diameter of the nozzle 12 dispensing the refractory material and fuel mixture. If the height H of the slit 13 is smaller than the inner diameter d of the nozzle 12 dispensing the mixture of refractory material and fuel, the nozzle 12
The amount of oxygen entering the engine is insufficient to achieve the desired rotational injection. For a height H of the slit 13 greater than five times the inner diameter d of the nozzle 12 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel, the amount of oxygen in the nozzle 12 increases so that the powder mixture of refractory material and fuel increases the resistance of the conduit against the powder mixture and reduces the flow rate of the powder mixture. Figures 10, 11 and 12 show the construction of a lance in which each nozzle 15 for distributing oxygen is divided into two parts, the bottom part 16 of which is elliptical in cross-section and opposite quarter arcs. an opening 17 located above and oriented tangentially to a nozzle 19 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel;
and 18 (FIG. 11) are provided. To simplify the structure, the nozzle bottom 16 is fitted with plates 20, 2.
It may be equipped by 1. Each nozzle 15 for distributing oxygen has a conical shell mounted at some distance from its end with a small conical base on the inside. A wedge-shaped insert 23 is located near each nozzle 19 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel;
are provided near the openings 17 and 18 in the bottom 16 of the oxygen distributing nozzle 15 such that the surface of the nozzle 15 follows the inner surface of the respective opening 17 or 18. The bottom 16 of the nozzle 15 distributing oxygen is oval shaped;
Two openings 17 and 18 located on opposite quadrant arcs
, so that the oxygen stream entering the gap between the nozzle 15 for distributing oxygen and the nozzle 19 for dispensing the powder mixture of refractory material and fuel has a rotational movement around the nozzle 19. Insert 23 prevents oxygen flowing from openings 17 and 18 from circulating around nozzle 19 in the opposite direction. This is the nozzle 1 that dispenses the powder mixture of refractory material and fuel.
9 increases the spiral nature of the oxygen flow. The flame spray lance operates in the following manner. Prior to the spraying operation, lance cooling water is supplied and the flamethrower lance is pushed inside the metallurgical unit to be sprayed. The lance has its nozzles 5 and 6 (Figs. 1, 2 and 3) in the area of the metallurgical unit lining to be repaired (not shown).
It is placed so that it hits the A powder mixture of refractory material and fuel is fed through a central pipe 4 and a nozzle 5. At the start of radiation, the flow rate of the powder mixture of refractory material and fuel is set at 20-25% of the nominal value. Oxygen is then supplied through the conduit between pipes 3 and 4 and through the conduit between nozzles 5 and 6. The oxygen flow rate is also adjusted to completely burn the fuel supplied from the nozzle 5 as a component of the powder mixture together with the refractory material. Once the fuel has been ignited, the flow rates of the oxygen and powder mixture of refractory material and fuel are adjusted as desired and the refractory material is delivered to the area of the metallurgical unit lining to be repaired by appropriate movement of the flame jet. be done. The powder mixture of refractory material and fuel exits as a solid axisymmetric jet, while the oxygen exits from the conduit between nozzles 5 and 6 as a tubular jet concentric to the central jet of refractory material and fuel. Since the end face of nozzle 5 is inside nozzle 6 at a distance equal to L, the jets interact in the gap created by the walls of nozzles 5 and 6. This improves mixing of the ingredients. 1st, 2nd and 3rd
In the flame injection lance with the nozzle shown in the figure, the oxygen injection orifice has an elliptical cross section, and the refractory material and fuel injection orifices are in the center thereof. The thickness of the oxygen jet is minimal in the plane of the minor axis of the ellipse. The effect of the weak oxygen injection is to mix the fuel and oxygen in the proportions necessary for ignition and shorten the distance over which hot gases can be absorbed from the metallurgical unit space. Grooves 7 on the outer surface of the nozzle 5 retard the flow of oxygen in these two areas and facilitate ignition of the fuel. A combination of oxygen and an elliptical cross-section of a powder mixture of refractory material and fuel ignites on two sides of the nozzle. Combustion then continued in the direction of the flame flow in the region between the two-phase injection of refractory material and fuel and the tubular injection of oxygen. The initially elliptical jet also becomes round. As the cross-sectional shape of the jet changes, the components mix intensively, and the flame-like combustion process enhances the mixing.
The particles of refractory material are heated to a plastic state in a high temperature flame and bond strongly with the lining of the metallurgical unit. The service life of this skin is increased by 4 to 5 heats, approximately 20%, compared to the service life of a skin obtained from a central circular injection of solid components and a tubular injection of oxygen. Lances with nozzles of this design are advantageously used for spray linings of medium-sized metallurgical units. In this unit the distance between the end of the nozzle and the lining surface is 2 to 3 m. The ingredients are fed through the nozzles of Figures 4, 5 and 6, and the powder mixture of refractory material is dispensed through the nozzle 8, which has a circular inlet and a star shape at the outlet? ). The cross-sectional area of the wedge-shaped conduit increases in the exit direction. The oxygen in this case is supplied through the annular gap between the nozzles 8 and 11, the outlet of which is provided with a wedge-shaped groove whose cross-sectional area increases in the direction of the outlet. The two-phase injection of fuel and refractory material flowing out of the injection port 8 spreads laterally due to the increase in the cross-sectional area of the groove, but this spread is characteristically narrow. Since the cross-sectional area of the outer wedge-shaped groove increases in the direction of the outlet, the oxygen flowing through the annular gap also spreads out. At the outlet from the tubular gap, the oxygen flowing through the wedge-shaped groove penetrates at a given angle a two-phase injection of refractory material and fuel flowing through the wedge-shaped inner groove of the nozzle 8. Some of the two-phase injection instead penetrates the oxygen injection to strongly mix the components. A part of the cross section of the central injection is filled with oxygen and part of the refractory material and fuel is transferred to the peripheral area of the injection orifice. Contact of the fuel with the hot gases in the working space of the metallurgical unit causes ignition and rapid combustion. Particles of refractory material are heated to a plastic state in a high temperature flame and sprayed onto the metallurgical unit lining at a rate sufficient to form a strong coating. The service life of this coating is 20% longer than that of a coating formed using a nozzle that delivers the components in parallel jets. Nozzles of the design shown in FIGS. 4, 5 and 6 are most advantageous for gnating large metallurgical units where the distance between the lance and the lining surface is 3 to 4 meters. Chapter T, 8
and for a nozzle designed as shown in FIG.
The powder mixture of refractory material and fuel is supplied through a central circular nozzle 12 and the oxygen is supplied through a nozzle 12 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel and a nozzle 14 dispensing oxygen.
is fed through a tubular gap between. A feature of this design is that before the refractory material and fuel leaves the nozzle 12, it is fed into a conduit distributing the mixture through a slit 13 in the wall of the nozzle 12 distributing the mixture. It is. Providing oxygen within the powder mixture of refractory material and fuel improves the mixing of the components. The oxygen injection from the slit 13 is faster than the rate of the solid component two-phase injection and imparts a rotational motion to the powder mixture of refractory material and fuel. The rotational motion causes intensive mixing of the fuel, refractory material and oxygen. Exiting the nozzle 12, the rotating two-phase jet of solid components moves forward and spreads laterally by centrifugal force, penetrating the tubular jet of oxygen. Nozzle 12
and the lateral component injected from 14. The movement causes rapid mixing of oxygen, fuel and refractory material. The fuel ignites when it comes into contact with the hot gas from the workspace, causing nozzle 1
It burns as a short, high-temperature flame near 4. The temperature, speed and component concentration fields in the rotating frame effectively average out so that particles of refractory material having equal temperature and speed form a better bond against the lining. The rotation of the flame around the axis also increases the penetration of particles into the lining of the metallurgical unit. The service life of this coating is increased by approximately 20% compared to a linear distribution of components, thereby increasing the proportion of refractory material actually bonded to the metallurgical unit lining by 10 to 20%. Lances having nozzles shown in FIGS. T, 8 and 9 are used effectively in hot coating large and relatively small metallurgical units. When guniting large units, a limited amount of oxygen is supplied to the central nozzle 12. This amount increases when smaller units are gunitized. 10th
, 11 and 12, the powder mixture of refractory material and fuel is injected through a conduit between nozzles 19 and 15 in the form of a symmetrical two-phase injection with rotationally injected oxygen. Supplied. Before exiting the nozzle, the mixture of refractory material, fuel and oxygen is vigorously mixed in the shell 22
passed through a narrow cross-sectional area. The oxygen distributed tangentially to the nozzle 19 through the two orifice-like openings IT and 18 requires a rotational movement. In the space between the end face of the central nozzle 19 and the shell 22, the rotary jet interacts with the two-phase jet of the powder mixture of refractory material and fuel into a rotary motion. Once inside the narrow cross-section shell 22, the powder mixture of oxygen, refractory material, and fuel mixes intensely due to the rotational movement of the components and the perpendicular penetration of the oxygen into the refractory material-fuel mixture. The mixture of refractory material, fuel, and oxygen exiting the outlet of shell 22 is sufficiently formulated to ignite. In contact with the hot gases in the working space of the metallurgical unit, the fuel ignites near the outlet and burns. The process is completed in a small volume. This lance structure is ideal for nitrating small metallurgical units. Additionally, this type of lance is used for flame spraying overlooking surfaces such as open hearth loops. The effectiveness of these lances in gunitizing open hearth loops is to increase their service life by 35%. Industrial Applicability The lance according to the invention is used for the repair of metallurgical unit linings and various other applications in the metallurgical and mechanical construction industries. However, the most advantageous field of application of the invention is in the case of hot repairs of metallurgical units where the temperature of the lining is above the flash point of the fuel. For example, as long as the lining temperature is in the range of 1200 to 1400°C, the converter lining is most likely to be repaired immediately after tapping and slugging. The lance according to the invention is used for repairing cylindrical metallurgical units such as converters and steel pouring ladles. Additionally, the flame gnitizing lance may be used to gnitize flat surfaces, including downwardly facing flat surfaces such as sidewalls and loops in steelmaking, heating, and other types of furnaces.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 耐火性材料と燃料との粉化混合物を供給するパイプ
4と、該パイプ4と該パイプ4に対して外側にあるパイ
プ3との間の酸素を供給する環状ダクトとを同心配置す
る水冷ケーシングを含んでなる火炎溶射ランスであつて
、該パイプの出口が耐火性材料−燃料混合物を分配し且
つ酸素を分配するノズルを有する火炎溶射ランスにおい
て、該耐火性材料−燃料混合物を分配する該ノズル5と
酸素を分配するノズル6がパイプ3と4に沿つて対にな
り且つ各対が同軸に配置されており、該耐火性材料−燃
料混合物を分配する各ノズル5の端面が、酸素を分配す
る各々のノズル6の端面の下方で、且つ該耐火性材料−
燃料混合物を分配するノズルの内径の1ないし5倍の距
離に置かれ、該ノズル5又は6の各対のうちの少なくと
も一つが部分的に又は全体的に円筒以外の形状を有して
いることを特徴とする火炎溶射ランス。 2 酸素分配用の各ノズル6の断面が楕円であることを
特徴とする請求の範囲第1項記載の火炎溶射ランス。 3 耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配する各ノズル
5の外面に溝を設けるのが好ましく、該溝は、耐火性材
料−燃料混合物用ノズル5と酸素分配用ノズル5との間
の間隙の最小幅の0.8ないし1.2倍に等しい深さの
溝が配設されていることを特徴とする請求の範囲第1項
記載の火炎溶射ランス。 4 耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配する各ノズル
8に、楔形状断面で、該ノズル8の端部方向に沿つてフ
レアーになつており前記ノズル8の中心軸に対して5゜
ないし20゜の角度を形成する、交互に配置された内部
溝9と外部溝10とが配設されていることを特徴とする
請求の範囲第1項記載の火炎溶射ランス。 5 耐火性材料と燃料を分配する各ノズル12に、ノズ
ル12の内径の0.1ないし0.3倍の間に入る幅と、
ノズル12内径以上の高さを有するスリット13であつ
て、耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノズル1
9の内面に接線方向に向いているスリット13が配設さ
れていることを特徴とする請求の範囲第1項記載の火炎
溶射ランス。 6 酸素分配用の各ノズル15が二つの部分に分けられ
ておりこの二つの部分のうち低部16の一つは断面が楕
円であつて、その壁に、対向する四分円弧上にあり且つ
耐火性材料と燃料の粉末混合物を分配するノズル19に
接線方法に向いている二つの開口部17と18が配設さ
れていることを特徴とする請求の範囲第1項記載の火炎
溶射ランス。 7 円錐シェル22が酸素を分配する各ノズル15の内
側でその端面からわずかな距離に前記シェル22の底を
内側に向けて配設されていることを特徴とする請求の範
囲第6項記載の火炎溶射ランス。 8 火炎溶射ランスの構造は、耐火性材料と燃料の粉末
混合物を分配するノズル19近くで、そして酸素分配用
ノズル15の低部16にある各開口部17と18近くに
、挿入部材の一つの面がそれぞれの開口部17と18の
内面に続くように楔形状挿入部材23が配設されている
ことを特徴とする請求の範囲第6項又は第7項記載の火
炎溶射ランス。
[Claims] 1. A pipe 4 for supplying a powdered mixture of refractory material and fuel, and an annular duct for supplying oxygen between the pipe 4 and a pipe 3 located outside of the pipe 4. In a flame spray lance comprising a water-cooled casing concentrically disposed with a water-cooled casing, the outlet of the pipe having a nozzle for distributing a refractory material-fuel mixture and distributing oxygen; The nozzles 5 for dispensing the mixture and the nozzles 6 for distributing the oxygen are arranged in pairs along the pipes 3 and 4, each pair being arranged coaxially, each nozzle 5 distributing the refractory material-fuel mixture. The end face is below the end face of each nozzle 6 distributing oxygen and the refractory material -
located at a distance of 1 to 5 times the inner diameter of the nozzles dispensing the fuel mixture, at least one of each pair of nozzles 5 or 6 having a shape other than a cylinder, partially or wholly; A flame spray lance featuring 2. The flame spray lance according to claim 1, wherein each nozzle 6 for oxygen distribution has an elliptical cross section. 3. Preferably, each nozzle 5 for dispensing a powder mixture of refractory material and fuel is provided with a groove on its outer surface, which groove extends in the gap between the nozzle 5 for the refractory material-fuel mixture and the nozzle 5 for oxygen distribution. 2. A flame spray lance as claimed in claim 1, characterized in that the groove is provided with a depth equal to 0.8 to 1.2 times the minimum width. 4. Each nozzle 8 for dispensing a powder mixture of refractory material and fuel is provided with a wedge-shaped cross-section, flaring along the end direction of the nozzle 8 and at an angle of 5° to 20° with respect to the central axis of said nozzle 8. 2. A flame spray lance as claimed in claim 1, characterized in that there are alternating inner grooves (9) and outer grooves (10) forming an angle of .degree. 5. each nozzle 12 dispensing refractory material and fuel has a width between 0.1 and 0.3 times the inner diameter of the nozzle 12;
The nozzle 1 is a slit 13 having a height equal to or greater than the inner diameter of the nozzle 12 for dispensing a powder mixture of refractory material and fuel.
2. The flame spray lance according to claim 1, wherein a tangentially oriented slit (13) is provided on the inner surface of the flame spray lance (9). 6. Each nozzle 15 for oxygen distribution is divided into two parts, one of the lower parts 16 of which has an elliptical cross-section and has walls on opposite quadrant arcs; 2. Flame spray lance according to claim 1, characterized in that two tangentially oriented openings 17 and 18 are arranged in the nozzle 19 for dispensing the powder mixture of refractory material and fuel. 7. A conical shell 22 according to claim 6, characterized in that a conical shell 22 is arranged inside each nozzle 15 distributing oxygen at a short distance from its end face with the bottom of said shell 22 facing inward. Flame spray lance. 8 The construction of the flame spray lance includes one of the inserts near the nozzle 19 dispensing the powder mixture of refractory material and fuel and near each opening 17 and 18 in the lower part 16 of the oxygen dispensing nozzle 15. 8. A flame spray lance according to claim 6, characterized in that the wedge-shaped insert (23) is arranged so that its surface follows the inner surface of the respective opening (17, 18).
JP55501684A 1979-05-30 1980-02-01 flame spray lance Expired JPS597911B2 (en)

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SU2771816/2202 1979-05-30
SU792771816A SU964006A1 (en) 1979-05-30 1979-05-30 Tuyere for spray guniting of lining of metal production units
SU2771814/2202 1979-05-30
SU2771814 1979-05-30

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JPS56500703A JPS56500703A (en) 1981-05-21
JPS597911B2 true JPS597911B2 (en) 1984-02-21

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CS (1) CS211177B1 (en)
DE (1) DE3047541C2 (en)
FR (1) FR2457720A1 (en)
GB (1) GB2064992B (en)
IN (1) IN153443B (en)
IT (1) IT1148868B (en)
NL (1) NL179415C (en)
RO (1) RO82104B (en)
SE (1) SE427579B (en)
WO (1) WO1980002739A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3262746D1 (en) * 1981-04-06 1985-05-02 Kawasaki Steel Co Flame gunning of refractory linings
EP0062986B1 (en) * 1981-04-06 1985-09-25 Kawasaki Steel Corporation Lance for repairing refining vessel
JPS59115299U (en) * 1983-01-24 1984-08-03 新日本製鐵株式会社 Lance structure for thermal spraying
GB2144054B (en) * 1983-07-30 1986-07-30 Glaverbel Apparatus for and method of spraying for forming refractories
AU584242B2 (en) * 1986-07-04 1989-05-18 Vsesojuzny Gosudarstvenny Institut Nauchno-Issledovatelskikh I Proektnykh Rabot Ogneupornoi Promyshlennosti Multi barrel torch for refactory lining repairs
BR8607179A (en) * 1986-07-04 1988-09-13 Vgini I P Rabot Ogneupornoj ALGARAVIZ FOR BLASTING THE FLAME OF A METALLURGICAL UNIT
BR8607223A (en) * 1986-10-17 1988-12-06 Vgini I P Rabot Ogneupornoj FLAME BLASTING ALGARAVIZ OF A METALLURGICAL UNIT
JP4651217B2 (en) * 2001-04-02 2011-03-16 旭サナック株式会社 Air spray gun for painting
JP2021000592A (en) * 2019-06-20 2021-01-07 三浦工業株式会社 Water distribution device, water evaporation device, and water evaporation system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1420218A (en) * 1964-01-17 1965-12-03 Mannesmann Ag Spray gun
FR1437713A (en) * 1965-03-31 1966-05-06 Union Carbide Corp Furnace coating process
GB1151423A (en) * 1965-06-23 1969-05-07 British Oxygen Co Ltd A Refractory Flame Spraying Process
FR2168916A1 (en) * 1972-01-26 1973-09-07 Do Ni Hot patching of converter linings - by tangentially directing flame and refractory to converter
SU670617A1 (en) * 1975-05-11 1979-06-30 Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии Powder mix for torch-guniting of converter
BE862093A (en) * 1977-12-20 1978-04-14 Centre Rech Metallurgique PROCESS FOR PROTECTING REFRACTORY WALLS FROM METALLURGIC CONTAINERS

Also Published As

Publication number Publication date
GB2064992A (en) 1981-06-24
NL179415B (en) 1986-04-01
FR2457720B1 (en) 1983-07-18
GB2064992B (en) 1983-03-09
IT1148868B (en) 1986-12-03
NL8003089A (en) 1980-12-02
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NL179415C (en) 1986-09-01
IT8022461A0 (en) 1980-05-30
RO82104B (en) 1984-11-30
WO1980002739A1 (en) 1980-12-11
DE3047541A1 (en) 1982-02-18
IN153443B (en) 1984-07-14
RO82104A (en) 1984-11-25
DE3047541C2 (en) 1985-01-10
JPS56500703A (en) 1981-05-21

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