JPS6248156B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種窯炉内張り損傷部位へ耐火物粉末
を火焔溶射により吹き付けて補修する方法に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

特開昭56−118763号公報に記載されているよう
に、近年各種窯炉内張り損傷部位の補修法として
高温火焔内に耐火粉末を通過させ加熱溶融投射し
て損傷内張材上に溶射層を形成させる溶射補修法
が開発されている。

かかる溶射補修法においては、最大0.2mm径の
補修用耐火物粒子が通常の溶射火焔の早さである
数10ｍ／secで飛行する場合、2400℃の高温火焔
中で溶融するために必要な火焔の長さは約500mm
とされている。

一方高温火炎を得るために、燃料としてプロパ
ンガス、アセチレンガス等のガス燃料、灯油、重
油等の液体燃料が単独に使用され、また、助燃材
として純酸素が用いられており、形成される火焔
の長さと温度は使用される燃料の種類によつて異
なる。一般に気体燃料を使用した場合、第１図に
示すように高温火焔の長さは液体燃料より短く、
溶射バーナの最適溶射距離は200〜800mmの範囲に
あるとされている。これに対して、液体燃料の場
合には、バーナ先端ノズルで霧化された油滴表面
がガス化したのち燃焼するため燃焼速度が遅く、
高温火焔域は、第２図に示すように、バーナ端面
から800mm〜1500mmの部分で形成されるので、溶
射バーナの最適溶射距離は気体燃料よりも長い
800〜1500mmである。

このため、補修適用部位によつては、溶射バー
ナーの高温火焔域と溶射位置とを一致させること
が困難となり溶射補修法の利用が制限されること
がある。例えば、コークス炉炉壁、溶鋼真空脱ガ
ス槽吸上管等はその形状からの制限を受けて数10
cmの溶射距離しか確保出来ない場合もある。この
場合に、液体燃料を用いたのでは、第２図のａ点
で溶射層が形成されることになり、耐火物の粒子
は未溶融のまま損傷部位に溶射されて、不完全溶
融の状態で付着することになり溶融不足の多孔質
な溶射層が形成され、付着部分の強度も不十分と
なる。

また、例えば真空脱ガス槽の溶鋼を吸上げる吸
上管、槽下部壁の内張り材の補修をおこなう場合
には、溶射バーナからの距離は吸上管部で約200
〜400mm、槽側壁下部で400〜1500mmと変化する。
このような溶射距離が変化する部位に対して従来
の単一燃料のバーナを使用したのでは、両部位を
最適溶射位置にすることはできず、バーナランス
自体にランス長さを変化出来る装置を具備させな
いと適正な溶射施工体が得られないという問題が
ある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、溶射バーナから補修部位まで
の溶射距離の長短に関係なく、またバーナランス
に格別の装置を設けることなく最適な火焔を生成
して溶射補修の効率を高める方法を提供すること
にある。

〔発明の構成〕

本発明は、火焔発生部分に火焔長さ特性が異な
る複数の燃料を供給することによつて火焔の長さ
を制御するものである。

第３図は本発明の原理を説明する図である。同
図は、燃焼条件を同じにして前述の第１図と第２
図に示す気体燃料と液体燃料とを併用して燃焼し
た場合の火焔の特性を示す。気体燃料によつてバ
ーナ端面から約800mmの位置まで2000℃以上の高
温火焔域を形成し、液体燃料による高温火焔域は
バーナ端面から800mm〜1500mmの部分で形成され
る。このように高温火焔域はバーナ端面から1500
mmの位置まで連続して形成されることになり、高
温火焔形成域の長さは前記第１図と第２図の場合
のように単一の燃料を用いた場合よりも略２倍の
高温火焔域を形成することになる。このことは高
温火焔を通過する耐火物粒子の溶融能力は２倍と
なることを意味し、火焔内の粒子濃度を２倍にす
ることが可能となることを意味する。

第４図は気体燃料と液体燃料とを組合せて使用
するのに好適なバーナの先端の各噴出孔の配置を
示す正面図であり、第５図は第４図のバーナ先端
部の構造を示すＡ−Ａ断面図である。

バーナ１の先端の各噴出孔の配置は第４図に示
すように、中心部に酸素の噴出孔２を設け、その
外側に同心円状に液体燃料（たとえば灯油）の噴
出孔３、耐火粉末の噴出孔４ａと４ｂ、気体燃料
（たとえばプロパンガスに酸素を予混合したガ
ス）の噴出孔５の多数個が順に配置されている。

バーナ１の先端部、いわゆるノズル部の構造は
第５図に示すごとく、酸素噴出孔２につづく酸素
ノズル２′、液体燃料の噴出孔３につづく液体燃
料ノズル３′、耐火材粉末噴出孔４ａ，４ｂにつ
づく耐火材粉末ノズル４′、気体燃料噴出孔５に
つづく気体燃料ノズル５′ａと混合部５′ｃにて気
体燃料ノズル５′ａに交わる酸素ノズル５′ｂがそ
れぞれ各噴出孔に対応して設けられている。

これら各ノズルはバーナ１の後端で図示しない
ランス内の各供給路と連結されており、さらにラ
ンス内の各供給路は別に設置されている各供給装
置（流量調節装置を含む）にホース等により接続
されている。これらランスおよび供給装置は、公
知技術の応用により容易に設計、製作できるもの
であるから、ここでは詳細な説明は省略する。

さて上記のような構造のバーナにおいて、気体
燃料の供給、噴出や液体燃料の供給、噴出の方法
自体はそれぞれの燃料を単独に使用する従来の方
法と基本的には同じであるが、本発明では溶射距
離が大のときに気体燃料と液体燃料を併用するこ
とによつて長い火焔を得るようにした点が従来法
と異なる。耐火粉末の供給、噴出についても、粉
末の組成や粒度、キヤリヤガス（通常は酸素を用
いる）を用いた搬送方法など従来の方法をそのま
ま応用できる。

このようなバーナを使用して溶射補修を行うに
あたり、バーナ端面から被補修面までの距離が
800mm程度以内の場合は気体燃料のみによる火焔
で溶射吹付けを行い、前記距離が800mm〜1500mm
程度の場合は気体燃料に加えて液体燃料を用い、
長い火焔で溶射吹付けを行う。

〔実施例〕

第４図および第５図に示したバーナを用いて、
溶鋼真空脱ガス槽の溶損部位を溶射補修した。

バーナ端面と被補修面との距離は溶損部位によ
つて異なり、近い部位で400mm、遠い部位では
1500mmある。

本実施例では、燃料として、熱量24000Kcal／
m³のプロパンガスと熱量8800kcal／の灯油を準
備し、溶射材としての耐火粉末は、平均粒度110
μｍのMgO・Al₂O₃粉末を、酸素をキヤリヤガス
として搬送した。

被補修面までの距離が800mm以内の部位に対し
てはプロパンガス単独（プロパンガス200Nm³／
Hr、予混合用の酸素1000Nm³／Hr）の火焔で溶
射補修し、被補修面までの距離が800mmを超える
部位に対しては上記のプロパンガスに加えて灯油
を併用し、灯油使用量は被補修面までの距離に応
じて増量し、距離1500mmにおいて灯油1700／
Hr、支燃酸素3200Nm³／Hr（キヤリヤガスとし
ての酸素も含む）を用い、MgO・Al₂O₃耐火粉末
12TON／Hrを完全な溶融状態で溶射することが
できた。

従来、プロパンガス単独のバーナの溶射能力
は、プロパンガス＝200Nm³／Hr、酸素＝1000N
m³／Hrの火焔で、MgO・Al₂O₃耐火粉末を
3TON／Hr溶射可能であり、また、灯油単独のバ
ーナーの溶射能力は、灯油1700／Hr、酸素
3200Nm³／Hrの火焔で、同上の耐火粉末を
3TON／Hr溶射可能であるのに対して、プロパン
ガスと灯油とを併用した本発明の溶射法では、そ
れぞれ単独の場合の合計よりも溶射能力は２倍に
増大したことが判る。

〔発明の効果〕

液体−気体の２種類の燃料を併用させる本発明
の溶射補修法は、両燃料の流量の調整によつて高
温フレーム域の長さを可変出来るため、バーナラ
ンス自体の構造を格別なものとすることなく、補
修用耐火物粉末の溶解効率を向上でき、溶射距離
の調節が可能となり、溶射による補修対象を格段
に広げることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は気体燃料および液体燃料
を単独に使用した場合の火焔の特性を示す図であ
り、第３図は気体燃料と液体燃料とを併用した場
合に生成する火焔の特性を示す。第４図は本発明
の方法を実施するのに好適なバーナの構造を示す
正面図、第５図は同第４図のＡ−Ａ線矢視による
縦断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐火物粉末の火焔溶射による補修において、
   溶射バーナに気体燃料の噴出孔と液体燃料の噴出
   孔を別個に設けるとともに気体燃料流量と液体燃
   料流量を別個に調節可能にし、両燃料の流量比を
   変えて任意の火焔長さを得るようにしたことを特
   徴とする火焔溶射による補修方法。