KR960004799B1

KR960004799B1 - 내화 구조물에 내화제를 분무 도포하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR960004799B1
Application number: KR1019870004035A
Authority: KR
Inventors: 세이지 와다나베; 미쯔오 사이또; 아끼히꼬 난바; 쯔또무 노자끼; 데쯔야 후지이; 쯔요시 나까모또; 모또야스 야지
Original assignee: 가와사끼 세이데쓰 가부시끼가이샤; 야기 야스히로
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1987-04-27
Publication date: 1996-04-13
Also published as: EP0274286B1; US5061527A; EP0274286A1; ES2033895T3; AU601409B2; ZA873024B; AU7218087A; KR880007133A; DE3780937T2; BR8702042A; DE3780937D1

Abstract

내용 없음.

Description

내화 구조물에 내화제를 분무 도포하는 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 분무 도포 장치의 적합한 실시예를 나타내는 개략도.

제2도는 내화층 접착률과 내화제에 혼합되는 금속 입자의 평균입도 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제3도는 형성되어지는 내화층의 기공률과 혼합물 내에 포함된 금속 입자의 평균 입도 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제4도는 내화층 접착률과 내화제 및 금속 입자의 혼합물 내의 금속 입자의 함량 사이의 관계를 나타낸 그래프.

제5도는 기공률과 내화제 혼합물 내의 금속 입자의 함량과의 관계를 나타낸 그래프.

제6도는 형성되어지는 내화층 내의 기공률과 산소 공급비 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제7도는 연소 가스를 공급하지 않을 때의 기공률과 금속 입자의 평균 입도 사이의 관계를 나타낸 그래프.

제8도는 제1도에 도시한 적합한 실시예에 사용되는 내화 제품의 평균 입도와 기공률 사이의 관계를 나타낸 그래프.

제9도는 제1도에 도시한 분무 도포 장치의 적합한 실시예를 변형시킨 실시예의 개략도.

제10도는 제1도에 도시한 분무 도포 장치의 적합한 실시예의 또 다른 변형예의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 내측 사출 노즐 14 : 외측 사출 노즐

20 : 비가연성 가스 공급원 24,30,38,44,52,56 : 제어밸브

26 : 흡입관 28 : 호퍼

36 : 연료 가스 공급원 40 : 연소 보조 가스 공급원

46 : 냉각수 통로 48 : 냉각수 공급원

70 : 제어 유닛

본 발명은 내화 구조물상에 내화제를 안정하게 분무 도포할 수 있도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히, 코우크스로, 가마, 노(furnace) 등과 같은 내화 구조물을 안전하고 효율적이고 보수하는데 관한 것이다. 또한, 본 발명은 가연 금속의 분말상의 미세 입자를 포함한 내화제를 분무 도포하는데 따른 위험을 피할 수 있도록 하는 분무 도포 기술에 관한 것이다.

크우크스로, 가마, 노 등은 고온 작업을 가능하게 하도록 내화 구조물을 구성하는 내화 라이닝을 포함한다. 따라서 이러한 내화 라이닝들은 장시간 동안 고온에 노출되게 되어 열간 균열, 박리, 결함 형성, 균열등이 생기게 된다. 공지된 바와 같이, 코우크스로 및 용광로와 같은 특정의 노는 그 전체 사용 수명중에 계속 작동상태로 된다. 따라서, 상기한 열간 균열, 박리, 결함, 균열등의 보수는 작업을 중단하지 않는 상태에서 수행하여야 된다.

통상적으로, 내화 라이닝의 보수 작업은 분무 도포로 수행한다. 이와 같은 분무 도포 공정은 일본국 특허 공보 소화 49-46364호(Tokko)에 기재되어 있다. 상기 특허에서는, 도포할 내화재의 성분을 보수할 내화 라이닝의 성분과 동일하게 한다. 내화제는 일정량의 분말상의 가연 금속 미세 입자와 혼합된다. 분무 도포 작업시에, 금속 분말의 연소에 의해 발생되는 열은 내화제를 용융 또는 절반정도 용융시켜 내화제를 내화 라이닝에 접착시키는데 사용된다. 동시에, 연소에 의해 발생되는 산화 금속은 내화제의 역할도 한다.

이러한 통상적인 분무 도포 공정중에, 내화 라이닝을 보수하기 위해 내화제를 도포하는데 필요한 열량값은 약 5000 내지 8000kcal/kg 사이인데, 이는 1981년 발간된 "코우크로스의 분무 도포 보수"[세이데츄 겐뀨(Seitetsu Kenkyu) 제305권], 및 1983년판 "분무 도포 장치의 발전 및 분무 도포 상태의 연구"(철 및 강(Iron and Steel) 제169권 4호)에 기재되어 있다. 반면에 전술한 특허에 따른 방법에서 발생되는 열량 값은 2000 내지 3000 kcal/kg 사이이다. 전술한 특허에서는 혼합물 형태의 내화제 내에 20중량% 내지 30중량%의 금속입자를 포함하며, 이 금속 입자가 연소 매질로 이용됨을 나타내고 있다. 그러나, 전술한 특허에서 발생되는 열량값은 내화 라이닝의 표면상으로 사출되는 내화제를 용융 또는 반용융시키기에 너무 작다. 이는 내화 물질이 내화 라이닝 상에 접착되는 능력을 저하시키게 된다. 나아가서, 열량값이 부족하기 때문에, 내화층의 밀도를 충분히 크게 할수가 없고 성형된 내화층을 내화 라이닝 상에 강하게 부착시킬 수 도 없게 된다. 금속 분말의 농도를 증가시켜 연소 중에 발생되는 열량 값을 증가시킬 수는 있으나, 이는 보수 작업에 필요한 경비를 증가시키게 된다.

부가해서, 선행 기술에서 제안된 방법에서는 금속 분말의 직경이 50μm 이하로 제한된다. 전술한 한계의 입도를 갖는 금속 분말의 산소 유동에 의해 반송된다. 이는 상기한 미세 금속 입자가 연소될 가능성이 매우 높고 분무 도포 공정중에 역류 연소가 발생될 수 있어 이러한 미세 금속 입자를 반송하는 데에는 위험이 수반되므로 실제로 적용하기는 곤란하다.

나아가서, 전술한 선행 기술에서는 분무 도포에 필요한 열량이 단지 금속 입자들의 연소에 의해서만 발생되므로, 보수되는 내화 라이닝은 분무 도포를 수행한 후에는 가열시킬 수가 없게 된다. 따라서, 처리되는 내화 라이닝은 국소적으로 급속하게 가열된다. 가열된 내화 라이닝의 국소부는 분무 도포 작업을 종결하면 급냉되어진다. 이는 보수화 내화 구조물내에 박리 현상을 일으키게 된다.

본 발명의 목적은 안전하고 효율적으로 수행할 수 있는 분무 도포 방법 및 그 장치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은 비교적 큰 입도를 갖는 금속 입자를 사용할 수 있도록 하면서 내화 구조물의 표면상에 내화제를 분무 도포하는 방법 및 장치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 분무 도포 작업과는 별도로 보수할 표면으로 향하는 화염을 형성할 수 있어 내화 구조물의 표면을 적절히 가온 및 냉각하여 처리되는 부분이 박리되는 것을 방지할 수 있도록 하는 분무 도포 방법 치 장치를 제공하기 위함이다.

전술한 목적 및 다른 목적을 수행하기 위해, 본 발명에 따른 분무 도포는 내화제 및 비교적 큰 입도의 분말상의 가연 금속 입자 혼합물을 사용하여 수행한다. 혼합물 내의 금속입자의 크기는 안전하게 취급할 수 있을 정도로 크게 하고 가스 유동으로 반송할 수 있고 경비의 증가 없이도 효율적으로 연소시킬 수 있을 정도로 작게 한다. 혼합물을 반송하는 반송 가스로는 비가연성 가스 또는 연료 가스 및 다른 비산화성 가스를 사용한다. 보수할 표면상의 부분으로 연료 가스 및 산소 가스, 공기 등과 같은 산소를 포함하는 가스와 같은 연소 보조 가스를 향하게 하여 연소 화염이 지향되도록 한다. 내화제를 반송하는 반소가스는 연료 가스 및 연소 보조 가스로 형성되는 화염내로 방출한다.

작업의 안정성의 관점에서 보면, 본 발명에 따른 분무 도포에 사용되는 금속 분말의 입도는 그 직경을 50μm 이상으로 한정한다. 금속의 입도를 크게 하면 금속 분말의 연소성이 낮아진다. 이러한 큰 금속 입자의 연소는 연료 가스와 함께 연소 보조가스를 방출함으로써 촉진될 수 있다. 이는 보다 큰 입도의 금속 입자를 사용함으로써 유발되는 연소 효율의 저하를 보상한다. 나아가서, 본 발명에 따르면, 연소 가스 및 연소 보조 가스에 의해 형성되는 화염내에서 금속이 연소됨으로써 발생되는 열량 값은 처리할 내화 구조물 표면상의 내화제를 용융 또는 반 용융시키기에 충분한 값이 된다.

화염 내에서의 연소중에 발생되는 금속 산화물은 내화제와의 혼합물을 형성하여 부가적인 내화제 역할을 한다. 따라서, 보수할 부분상에 충분히 높은 밀도의 내화층을 형성할 수 있게 된다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 내화 구조물 상에 내화제를 분무 도포하는 장치는 제1 및 제2노즐을 갖는 랜스(lance), 분말상의 내화제 및 분말상의 가연금속의 혼합물을 제1노즐로 공급하여 상기 노즐로부터 내화 구조물의 표면으로 향하게 하는 제1장치, 연료 가스를 제1노즐로 공급하여 혼합물과 함께 사출되도록 하는 제2장치, 및 연소 보조 가스를 제2통로를 통하여 제2노즐로 공급하고 제2노즐을 통하여 연소 보조 가스를 방출하여 연료 가스 및 가연 금속의 연소에 필요한 산소를 공급하는 제3장치로 구성된다.

한편, 본 발명의 다른 태양에 의하면, 내화 구조물 상에 내화제 분무 도포하는 방법은 내화제 및 가연 금속의 혼합물을 마련하는 단계, 상기 혼합물을 비산화성 가스와 함께 제1노즐을 통하여 공급하고 이로부터 내화층을 형성할 내화 구조물상의 표면을 향하여 방출하는 단계, 제1통로로 연료 가스를 공급하여 연료 가스가 혼합물과 함께 상기 표면으로 방출되도록 하는 단계, 연료 가스 및 가연 금속을 연소시켜 연소 화염을 형성하여 내화 산화물을 형성하고 내화제를 용융 또는 반용융시키는 단계, 및 연소 보조 가스를 제1노즐과 인접하여 배설된 제2노즐을 통해 공급하여 연소 보조 가스를 연소 화염 둘레로 방출하여 연료 가스 및 가연 금속의 연소를 보조하는 단계로 구성된다.

상기한 혼합물은 평균 입도가 50μm, 또는 그 이상인 가연 금속 분말을 포함하는 것이 좋다. 금속 입자의 입도는 50μm, 또는 그 이상이고 160μm, 또는 그 이하의 범위인 것이 좋으며, 70μm 또는 그 이상이고 140μm, 또는 그 이하의 범위인 것이 제일 좋다.

실제로, 금속 분말은 알루미늄, 금속 실리콘, 및 이들의 혼합물 중에서 선택한다. 금속입자는 Al, Si, Mg, Mn, FeMn, SiMn, CaSi, FeSi, FeCr, CaC₂및 이들의 2종 또는 그 이상의 혼합물 중에서 선택할 수도 있다. 한편, 내화제는 실리카, 알루미나, 멀라이트, 샤모트, 지르콘, 지르코니아, 마그네시아, 마그네사이트 크롬 및 이들의 2종 또는 그 이상의 혼합물 중에서 선택한다.

금속 입자는 10중량% 또는 그 이상의 비율로 내화제와 혼합하고, 바람직하게는 30%중량%, 또는 그 이하의 비율로 혼합하여, 더 바람직하게는 13중량%, 또는 그 이상이고 20중량% 또는 그 이하로 한다.

바람직한 구조에서, 제3장치는 금속 분말의 양의 등가량 및 연료 가스 연소의 등가량보다 최소 3배 이상의 공급비로 연소 보조가스를 공급하고 더 바람직하게는 3배 또는 그 이상이고 15배 또는 그 이하의 공급비로 연소 보조 가스를 공급한다.

바람직한 구조에 따르면, 제2장치는 내화제 1kg당 5000kcal, 또는 그 이하의 열량을 발생시킬 수 있는 비율로 연료 가스를 공급한다. 제2장치로 공급하는 연료 가스의 적합한 공급비는 약 2000 내지 400kca의 열량 값을 발생시킬 수 있도록 하는 것이다. 제1장치는 제1노즐과 혼합물 공급원 사이에 연결상태를 이루어 혼합물 공급원으로부터 혼합물이 제1노즐로 공급될 수 있도록 하는 제1통로를 형성하는 장치를 포함하고, 제1장치는 제1통로와 연결된 비가연성 가스 공급원으로 또한 구성되어 가압된 비가연성 가스를 혼합물을 반송하는 반송 가스로서 공급한다. 제2장치는 제1통로의 중간부에 연결되어 연료 가스를 제1통로내에서 비가연성 가스 유동 및 혼합물 내로 유입시킨다.

다른 구조에서, 제1장치는 제1노즐과 혼합물 공급원 사이를 연결시키는 제1통로를 형성하여 혼합물 공급원 내의 혼합물을 제1노즐로 공급하는 장치를 포함하고, 제2장치는 혼합물이 유입되는 부분의 상류 위치에서 제1통로와 연결되어 연료 가스를 제1통로로 공급하여 혼합물을 제1노즐로 반송하도록 한다.

전기 양자의 경우에 제2장치로 공급되는 연료 가스는 비산회성 연료 가스이다.

본 발명의 장치는 제1, 제2, 제3장치의 작동을 제어하는 제4장치로 또한 구성할 수 있으며, 제4장치는 제1장치의 작동전에 제2 및 제3장치를 작동시켜 내화 구조물의 표면을 예열할 수 있는 연소 화염을 형성한다. 제4장치는 분무 도표 작업이 종결될시에 제1장치를 정지 위치로 되게 하여 혼합물의 공급을 중단하고 제2 및 제3장치는 분무 도포 작업이 종결된 후에도 주어진 시간동안 작동 상태로 유지하여 연소 가스량을 점진적으로 감소시켜 내화구조물의 표면이 서서히 냉각되게 한다.

이하 첨부됨 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술하나, 이는 단지 이해를 돕기 위한 예시적인 것으로서 본 발명을 이에 국한시키는 것은 아니다.

제1도를 참조하여 보면, 본 발명에 따른 적합한 실시예의 분무 또는 도포 장치는 랜스(10)을 갖는다. 랜스(10)은 제1노즐 또는 내측 사출 노즐(12) 및 제2노즐 또는 외측 사출 노즐(14)를 갖는다. 내측 사출 노즐(12)는 랜스(10)의 중심축을 따라 축상으로 연장된다. 한편, 외측 사출 노즐(14)는 환형으로 되어 있으며 내측 사출 노즐(12)와 동축으로 배설되어 있다. 내측 사출 노즐(12) 및 외측 사출 노즐(14)는 내화벽 또는 내화 라이닝(11)로 향하고 있다. 제1도에서, 내화 라이닝(11)은 그 표면에 결함(13)이 발생되어 있다. 내화제는 충진하는 보수 작업을 수행하기 위해, 랜스(10)의 내측 및 외측 사출 노즐(12) 및 (14)는 특히 결함부(13)으로 향하고 있어 결함부를 내화제로 충진시킴으로써 분무 도포를 수행할 수 있게 한다.

내측 사출 노즐(12)는 제1통로 또는 내화제 공급 라인(16)에 연결되고, 이 공급 라인은 다시 랜스(10)의 반대측 단부에서 이젝터 피터 조립체(ejector feeder assembly, 18)에 연결된다. 이젝터 피터 조립체에는 비가연성 가스 공급라인(22) 및 가스 유동 제어 밸브(24)를 통하여 비가연성 가스 공급원 또는 반송 가스 공급원(20)이 연결된다. 분무 도포 장치의 적합한 실시예에 따르면, 반송 가스 공급원(20)은 반송 가스 공급 라인(22)를 통해 가압된 불활성 가스 또는 비가연성 가스를 공급하도록 되어 있다. 한편, 이젝터 피터 조립체(18)은 내화제 및 미세 입자의 분말상 가연 금속의 혼합물이 충진되어 있는 혼합물 공급원 또는 호퍼(28) 내로 삽입된 흡입관(26)을 갖는다. 내화제 유동 제어 밸브(30)이 내화제 공급 라인(16)내에 배설되어 랜스(10) 및 이젝터 피터 조립체(18) 사이의 연결 상태를 개폐하여 랜스(10)의 내측 사출 노즐(12)로의 내화제의 공급 정도를 제어한다.

본 발명의 내화제 분무 도포 장치에 있어서, 분말상의 내화제 및 분말상의 가열 금속의 혼합물을 상기 제1노즐(12)로 공급하여 상기 제1노즐(12)을 통하여 상기 내화 구조물 표면을 향하여 사출되도록 하는 제1장치는 상기 내화제 공급 라인(16)과, 상기 혼합물 공급원(28)과, 상기 비가연성 가스 공급원(20)을 포함한다.

반송 가스 공급 라인(22)의 분지 라인(32)가 호퍼(28)에 연결되어 호퍼내에 불활성 가스 또는 비가연성 가스를 공급한다. 또한, 프로판 등과 같은 비산화성 연료 가스를 공급하는 연료 가스 공급 라인(34)가 랜스(10)의 상류에서 내화제 공급 라인(16)을 연료 가스 공급원(36)에 연결한다. 연료 가스 유동 제어 밸브(38)은 연료 가스 공급 라인(34)내에 배설되어 내화제 공급 라인(16) 및 연료 가스 공급원(36) 사이의 연결 상태를 개폐한다.

본 발명의 내화제 분무 도포 장치에 있어서, 상기 제1노즐(12)로 연료 가스를 공급하여 상기 혼합물과 함께 사출되도록 하는 제2장치는 연료 가스 공급 라인(34)와 연료 가스 공급원(36)을 포함한다.

외측 사출 노즐(14)는 보조 가스 공급 라인(42) 및 보조 가스 유동 제어 밸브(44)를 통해 연소 보조 가스 공급원(40)에 연결되어 산소 가스, 공기 등과 같은 산소를 포함하는 연소 보조 가스를 방출한다. 연소 보조 가스 유동 제어 밸브(44)는 연소 보조 가스 공급원(40) 및 랜스(10)의 외측 사출 노즐(14) 사이의 연결을 개폐시킨다.

본 발명의 내화제 분무 도포 장치에 있어서, 연소 보조 가스를 상기 제2노즐(14)로 공급하여 상기 연소 보조 가스가 상기 제2노즐(14)을 통해 방출되도록 하여 상기 연료 가스 및 상기 아연 금속의 필요한 산소를 공급하는 제3장치는 상기 연소 보조 가스 공급원(40)과 보조 가스 공급, 라인(42)를 포함한다.

냉각수 통로(46)이 랜스(10)의 주연부 벽내에 형성되거나 또는 외측 사출 노즐(14)을 감싸도록 형성된다. 냉각수 통로(46)은 냉각수 공급 라인(50) 및 냉각수 공급 제어 밸브(52)를 통해 냉각수 공급원(48)에 연결된다. 배수 제어 밸브(56)이 있는 배수 라인(54)가 냉각수 통로(46) 및 냉각수 공급원(48) 사이에 배설된다. 따라서, 냉각수 공급원(48)로부터 공급되는 냉가수는 냉가수 통로(46)를 통해 순환되어 랜스(10)을 냉각시킨다.

반송 가스 유동 제어 밸브(24), 내화제 유동 제어 밸브(30), 연료 가스 유동 제어 밸브, 연소 보조 가스 유동 제어 밸브, 냉각수 공급 제어 밸브(52) 및 배수 제어 밸브(56)은 각각 전기적으로 가동되는 작동기(58), (60), (62), (64), (66) 및 (68)과 연관되어 있다. 각각의 작동기 (58), (60), (62), (64), (66) 및 (68)들이 제어 유닛(70)에서 발생되는 제어 신호들에 의해 제어된다.

본 발명의 내화제 분무 도포 장치에 있어서, 제1장치, 제2장치 및 제3장치의 작동을 제어하는 제4장치는 상기 작동기 (58), (60), (62), (64), (66) 및 (68)과 상기 제어 유닛(70)을 포함한다.

도시한 실시예에서, 비가연성 반송 가스로는 N₂가스를 사용한다. 연료 가스로는 프로판 가스, 아세틸렌가스 등을 사용한다. 한편, 연소 보조 가스로는 산소 또는 산소를 포함하는 대기중의 공기를 사용한다.

내화제는 실리카, 알루미나, 멀라이트, 샤모트, 지르콘, 지르코니아, 마그네시아, 마그네사이트 크롬 등과 이들의 혼합물 중에서 선택한다. 내화제는 보수할 내화 라이닝(11)의 성분에 따라 상기 물질 중에서 선택한다. 전술한 내화제와 혼합할 금속은 알루미늄, 금속 실리콘 및 이들의 혼합물 중에서 선택한다. 또한 Mg, Mn, FeMn, SiMn, CaSi, FeSi, FeCr, CaC₂및 이들 혼합물도 혼합용 금속으로 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 평균 입도 크기가 직경 50μm 이하인 금속 분말을 사용할 경우에는, 금속 분말의 가연성을 매우 높아져 쉽게 연소된다. 이는 우발적인 연소나 역류 연소를 방지하기 위해 반송 작업 및 도포 작업을 신중하게 할 것을 요구한다. 그러나, 세심한 주의를 한다 하여도, 작업자는 항상 위험에 노출되게 된다. 처리 및 작업상의 안전성의 관점에서 보면, 금속 분말의 평균 입도는 50μm 이상으로 하여야 된다. 한편, 도시한 실시예에서, 금속 분말은 내화제와 함께 비가연성 가스 유동에 의해 반송된다. 따라서, 금속 입자의 최대 크기는 반송 가스로서의 비가연성 가스의 유속 및 압력에 따라 한정된다. 나아가서, 공지된 바와 같이 입도가 큰 금속 분말의 연소성은 낮아지게 된다. 따라서, 금속 분말의 입도를 너무 크게 하면, 분무 도포 작업 중에 만족할 만한 연소 상태를 얻기가 어렵게 된다. 다시, 이는 분무 도포에 의해 성형되는 내화층의 접착성이 금속 분말의 평균 입도에 따라 차이가 남을 의미한다. 제2도는 금속 분말의 평균 입도의 변화에 따라 접착성의 변화를 나타낸 것이다. 제2도는 가연 금속 재료로서 분말상의 알루미늄을 사용한 시험 결과이다. 시험 중에서 프로판 가스를 사용하여 이의 연소에 따라 여러가지 다른 열량 값을 제공하였다. 즉, 프로판 가스의 양은 내화제 및 금속 입자의 혼합물의 1kg당, 0kcal, 2000kcal, 3000kcal, 400kcal를 제공할 수 있도록 조절하였다. 혼합물 내에는 15중량%의 금속 분말, 즉 알루미늄 분말이 포함되어 있다. 제2도에서, 선 A는 프로판 가스의 양을 0kcal를 발생하도록 조절하였을 때의 내화층의 접착성(wt%)의 변화를 나타낸 것이다. 마찬가지로, 선 B, C 및 D도 각각 프로판 가스에 의해 공급되는 열량 값이 각각 2000kcal, 3000kcal 및 4000kcal을 경우의 접착성을 나타낸 것이다.

제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 3000kcal의 열량 값을 공급하였을 때, 알루미늄 분말의 평균 입도 160μm, 또는 그 이하의 경우에 비교적 높은 접착성을 얻을 수 있다. 즉, 알루미늄 입자의 평균 입도가 160μm이고 3000kcal의 열량을 공급하였을 때의 접착성은 알루미늄 분말의 평균 입도가 20μm이고 열량을 전혀 공급하지 않았을 때의 접착성과 대략 일치한다. 따라서, 전술한 실험 결과로 볼때, 금속 분말의 최대 평균 입도는 160μm 또는 그 이하로 하는 것이 좋다.

제3도는 전술한 시험에 의해 성형된 내화층 내의 기공률을 도시한 것이다. 제3도에서, 선 B, C, 및 D는 각각 프로판을 연소시켜 2000kcal, 3000kcal, 및 4000kcal를 공급하였을 때의 분무 도포 작업에 의해 성형되는 내화층의 기공률을 나타낸 것이다. 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 알루미늄 분말의 직경으로서의 평균 입도가 160μm 또는 그 이하로 유지되면, 기공률을 20% 또는 그 이하로 유지된다. 이로부터, 알 수 있는 바와 같이, 금속 분말의 평균 입도는 160μm 또는 그 이하로 유지하는 것이 좋다.

제3도를 더욱 고찰하여 보면, 금속 분말 직경의 평균 입도는 140μm 또는 그 이하로 유지하는 것이 더욱 좋음을 알 수 있다. 따라서, 적합한 기공률의 관점에서 보면, 평균 금속 입도를 70μm 내지 140μm로 하는 것이 매우 좋다.

제4도는 금속 분말의 함량에 대한 분무 도포로 성형되는 내화층의 접착성 변화를 도시한 것이다. 내화제 및 금속 분말의 혼합물 내에서의 금속 분말의 적정 농도를 결정하기 위해 시험을 수행하였다. 이 시험에서, 내화제와 혼합되는 알루미늄 분말의 평균 입도 직경은 80μm로 하였다. 시험적인 분무 도포 작업에서, 공급되는 열량은 1000Kcal로 하였다.

제4도로부터 알 수 있는 바와 같이, 알루미늄 분말의 성분이 10중량%까지 증가함에 따라 접착성은 높은 비율로 증가된다. 알루미늄 분말의 함량이 10중량%까지 도달한 후에는, 접착성의 증가율은 현저히 저하된다. 제4도에서 도시한 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 금속 분말의 함량이 10중량% 또는 그 이상 일때 만족할 만한 접착성을 얻게 된다. 한편, 공지된 바와 같이, 금속 분말의 양이 증가하게 되면, 분무 도포에 따른 경비가 증가하게 된다. 따라서, 경비와 효율을 비교하여 볼때, 금속 분말의 함량은 10중량% 내지 30중량% 사이로 하는 것이 좋다.

제5도는 금속 분말의 함량 변화에 따른 분무 도포에 의해 성형되는 내화층 내의 기공률의 변화를 나타낸것이다. 제5도의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 내화제 혼합물 내의 금속 분말의 함량이 10 내지 30중량% 사이일때 기공률은 20%, 또는 그 이하로 유지된다. 이는 다시 금속 입자의 함량을 10 내지 30중량% 사이로 하는 것이 좋음을 확인하는 것이다. 그래프에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 내화제 및 금속 분말의 혼합물 내의 금속 분말의 함량이 약 15중량% 이상일 경우에는, 기공률은 10%, 또는 그 이하가 된다. 다시 경비와 효율을 비교하여 보면, 금속 분말 함량의 적합한 범위는 13중량% 내지 20중량% 사이가 된다.

공지된 바와 같이, 금속 분말을 완전히 연소시켜 내화제를 용융 또는 반용융시키고 또한 가연 금속을 내화 금속 산화물로 변환시키기에 충분한 열량 값을 발생시키는 것이 좋다. 용융 또는 반용융상태의 금속 산화물 입자들은 역시 용융 또는 반용융 상태인 내화제의 외측 주연부를 도포한다. 가연 그속 입자들을 완전히 연소시키기 위해서는, 상소, 공기 등과 같은 연소 보조 가스를 충분한 양으로 공급하여야 한다.

연소 보조 가스의 공급비를 결정하기 위해, 시험을 행하였다. 시험시에, 85중량%의 Al₂O₃, 10중량%의 SiO₂, 및 잔여부는 Fe₂O₃, CaO로 구성된 알루미나 내화제를 사용하였다. 알루미나 내화제는 평균 입도가 100μm인 알루미늄 입자와 혼합하였다. 알루미늄 입자는 내화제 혼합물 내에 10중량%의 비율로 포함시켰다. 연소 보조 가스로는 산소를 사용하고 연료 가스는 프로판을 사용하였다. 프로판의 양은 알루미늄 분말의 연소에 의해 발생되는 열량과 합하였을 때 총 발생 열량 값이 3500kcal가 되도록 조절하였다.

제6도는 알루미늄 분말을 산화시키는데 필요한 이론적인 산소 등가량에 대한 산소 공급비에 따른 시험에서 성형된 내화층의 기공률의 변화를 도시한 것이다. 프로판 가스를 연소시키는 산소 등가량은 그래프의 값에서 무시되었다.

제6도로부터 알 수 있는 바와 같이, 전술한 시험에서 성형한 내화층의 기공률은 산소 공급비가 이론적인 등가량의 3배 또는 그 이상일 때 20% 또는 그 이하로 유지되었다. 내화층의 기공률은 산소 공급비를 이론적인 등가량의 15배까지 증가시킬 때에 20%, 또는 그 이하로 유지되었다. 산소 공급비가 이론적인 등가량의 15배를 초과할 시에는, 기공률은 다시 증가되었다. 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 산소 공급비는 내화제 혼합물 내의 알루미늄 분말의 양에 대한 등가량의 3배 내지 15배의 범위로 하는 것이 좋다 제6도로부터 알 수 있는 바와 같이, 산소 공급비는 이론적인 등가량의 4배 내지 15배로 하는 것이 더욱 좋다.

한편, 용이하게 알 수 있는 바와 같이 성형되어지는 내화층의 접착성은 내화제의 용융 정도에 따라 가변된다. 내화제의 용융 정도는 내화제로 공급되는 열량값을 증가시킴으로써 증가시킬 수가 있다. 따라서, 내화제를 만족할 만한 수준으로 용융시키기 위해서는 충분한 열량 값을 발생시키도록 충분한 양의 연료 가스를 공급해야 한다. 전술한 바와 같이, 만족할 만한 용융 정도를 얻기 위해서는 선행 기술에서는 5000 내지 8000kcal의 열량 값이 필요하였다. 이는 다량의 연료 가스를 필요로 하게 되어 분무 도포에 따른 경비를 증가시키게 된다.

본 발명에 따르면, 금속 분말의 연소에 의해 부가적인 열량 값이 제공되므로, 필요한 연료의 양을 절감할 수 있다. 본 발명에서는 분무 도포 작업에 공급되는 연료 가스의 양을 1kg의 내화제의 연소 중에 5000kcal의 열량과 동일하거나 또는 그 이하로 발생되도록 설정한다. 연료 가스의 연소에 의해 발생되는 열량 값의 범위는 내화제 1kg당 2000 내지 4000kcal 사이로 하는 것이 좋다. 연료 가스의 양을 감소시키면 화염 내에서 연료 가스의 연소에 의해 발생되는 열량 값은 내화제를 용융시키기에 충분히 못하게 된다. 따라서, 랜스(10)을 통해 방출되는 내화제는 부가적인 열량을 제공함으로써 쉽게 용융되도록 가열한다.

본 발명에 따른 내화층을 성형하는 과정을 관찰함으로써 내화제의 용융되지 않은 입자들은 금속 분말의 입자들이 연소되는 상태에서 처리할 내화 구조물 상의 표면과 접촉되는 것을 알았다. 내화 구조물의 표면상에서, 금속 분말 입자들은 계속 연소하여 연소 열량을 내화제로 직접 전달한다. 연소되는 금속으로부터 내화제로 전달되는 열량의 전달 효율은 연소 가스로부터 내화제로 전달되는 열량 전달 효율보다 높다. 따라서, 내화 구조물 표면 상의 내화제는 용융 및/또는 반용융되어 내화 구조물의 연관된 표면상에 적합하게 접착된다.

연소 화염 내에서 내화제를 용융 및/또는 반용융시키기에 충분한 열량 값이 공급되면, 용융된 내화제의 일부는 랜스의 내측 노즐의 내부 주연부에 부착되어 노즐 통로 면적을 가변시키게 된다. 이는 내화제, 금속 분말 및 연료 가스의 사출비를 변동시켜 분무 도포 작업을 가변시키게 된다. 이는 제8도의 선 G 및 H에서 볼 수 있다. 선 G 및 H 는 열량 값을 5000kcal 및 6000kcal를 제공하여 전술한 시험으로부터 얻은 결과이다.

이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 연료 가스 공급량의 적합한 범위는 5000kcal 또는 그 이하이며, 특히 적합하게는 2000kcal 내지 4000kcal 사이이다.

제1도를 다시 참조하여, 본 발명에 따른 분무 도포 장치의 적합한 실시예로 수행하는 실제 분무 도포 과정을 상술한다.

내화 라이닝이 박리되는 것을 방지하기 위해서는 분무 도포가 진행됨에 따라 내화 라이닝을 점진적이고 적절하게 가열하는 것이 좋다. 따라서, 제어 유닛(70)이 작동기(62) 및 (64)로 제어 신호를 공급한다. 이에 의해, 작동기(62) 및 (64)는 활성화되어 연관된 연료 가스 공급 제어 밸브(38) 및 연소 보조 가스 공급 제어 밸브(44)를 개방한다. 따라서, 연료 가스 공급원(36) 및 연소 보조 가스 공급원(40)들은 랜스(10)의 내측 및 외측 사출 노즐(12) 및 (14)에 연결된다. 랜스(10)이 코우크스로, 가마, 로등의 상당히 고온 분위기로 삽입되어 있으므로, 연료 가스는 타거나 또는 연소하여 내화 라이닝(11) 상의 결함부(13)으로 향하는 화염을 형성한다. 전술한 바와 같이 화염을 형성함으로써, 처리할 내화 라이닝(11)의 부분은 분무 도포를 개시하기 전에 가열된다.

다음에, 작동기(58)로 제어 신호를 전달하여 반송 가스 유동 제어 밸브(24)를 개방하여 반송 가스 공급원(20) 및 이젝터 피더 조립체(18) 사이를 연결시킨다. 반송 가스 유동 제어 밸브(24)를 개방함으로써, 가압된 비가연성 반송 가스는 호퍼(28)내로 유입되어 호퍼 내의 내부 압력을 증가시킨다. 호퍼 내의 압력이 설정된 값에 도달된 후에, 제어 신호를 작동기(60)으로 공급하여 내화제 유동 제어 밸브(30)를 개방한다. 따라서, 가압 반송 가스는 이젝터 피더 조립체(18) 및 내화제 공급 라인(16)을 통해 유동하게 된다. 비가연성 반송 가스가 이젝터 피더 조립체(18)을 통과하는 동안에, 내화제 및 금속 분말의 혼합물은 이젝터 피더 조립체 내로 흡입되어 내화제 공급 라인(16)을 통해 반송된다. 따라서, 내화제 혼합물은 내화제 공급 라인을 통해 유동하게 된다. 연료 가스가 내화제 유동 제어 밸브(30)의 하류 및 랜스의 내부 사출 노즐(12)의 상류에서의 위치에서 내화제 공급 라인(16)내로 유입되므로, 내화제, 가연 금속 분말 및 연료 가스의 가연 혼합물이 이루어지게 된다. 연료 가스를 포함하는 가연 혼합물은 내측 사출 노즐로 전달된다. 내측 사출 노즐(12)의 단부로부터 사출될 때에 내화제 혼합물 및 연료 가스는 고온 분위기에 접하게 되어 연소되어진다.

동시에, 연소 보조 가스는 내화제 혼합물 내에서의 연료 가스 및 금속 분말의 연소에 의해 형성되는 화염주위로 외측 사출 노즐(14)의 단부를 통하여 방출된다. 연소 보조 가스가 공급되므로써 연소 화염은 전파되어진다. 연소된 금속 분말과 함께 내화제는 결함부(13)이 형성된 내화 라이닝(11)의 표면과 접촉된다. 이때에, 연소에 의해 발생되는 금속 산화물은 역시 내화제 역할을 하며 내화제와 혼합된다. 이는 내화제의 밀도를 증가시켜 분무 도포에 의해 형성되는 내화층의 밀도를 증가시킨다.

필요한 분무 도포 작업을 종료한 후에, 작동기(58) 및 (60)으로 제어 신호들을 공급 하여 반송 가스 유동제어 밸브(24) 및 내화제 유동 제어 밸브(30)을 폐쇄한다. 따라서, 내화제의 공급은 중단된다. 이 때에, 연료 가스 유동 제어 밸브(38) 및 보조 가스 유동 제어 밸브(44)는 개방된 상태이므로, 연료 가스는 계속 연소하여 내화 라이닝을 점진적으로 조절된 상태에서 냉각시키게 된다. 이에 의해 내화 라이닝이 박리되는 상태를 방지할 수 있다.

[실시예1]

열간 금속 수용 용량이 100t인 열간 금속 래들의 송풍구 주위의 내화 벽돌 구조물에 제1도에 도시한 적합한 실시예의 분무 도포 장치를 사용하여 보수 작업을 행하였다. 내화 벽돌은 고알루미나 재료로 제조하였다. 내화제 및 금속 입자 혼합물을 60kg/h 비율로 사출하여 분무 도포로 보수 작업을 행하였다. 연소 보조 가스, 즉 산소의 유동을 사출되는 혼합물 주위에 형성하였다.

혼합물 내의 가연 금속 성분으로는 알루미늄 분말을 사용하였다. 알루미늄 분말의 최대 입도는 120μm이고 평균 입도는 80μm이었다. 이 알루미늄 분말을 최대 입도가 500μm인 알루미나 내화제와 혼합하였다. 알루미나 내화제는 87중량%의 Al₂O₃및 잔여부는 SlO₂, CaO, Fe₂O₃로 구성하였다. 알루미늄 분말 및 알루미나 내화제는 중량비 20:80으로 혼합하였다.

보수할 래들의 벽은 연료 가스로서의 프로판 가스(C₃H₈)을 연소시켜 화염으로 1400℃로 예열하였다. 벽 온도가 약 1400℃에 도달한 후에, 혼합물을 랜스내에 유입시켜 비가연성 반송 가스인 N₂가스와 함께 사출하였다. 혼합물과 N₂가스의 유동에 대해 프로판 가스는 6.0m³/h의 비유로 유입시켰다. 연소 보조 가스, 즉 산소도 혼합물 주위로 방출하였다. 연소 보조 가스의 방출비는 37.5m³/h로 하였다. 분무 도포 작업을 10분동안 수행하였다. 그 결과, 내화 벽들상에 만족할만한 내화층이 형성되었다. 내화 벽들상의 박리 상태는 관찰되지 않았다. 나아가서, 성형된 내화층을 관찰해 본 결과, 내화층은 내화 벽들 상에 강하게 접착되어 있음을 확인하였다.

적술한 보조 작업을 수행한 후에, 보수된 열간 금속 래들에 1650℃의 열간 금속 100t을 충진하였다. 수납된 열간 금속은 연속 주조가 행해지는 위치로 이동시켜 래들로부터 연속 주조기로 부었다. 보수된 래들은 전술한 작업을 6회 수행하는 데 사용할 수 있었다.

[실시예 2]

본 발명에 따른 분무 도포의 효율 및 성능을 비교하기 위해, 비교 시험을 실시하였다. 비교 시험은 일본국 특허 공보 제49-46364호에 기재된 방법에 따라 산소 또는 공기와 같은 연소 보조 가스를 공급하지 않는 상태에서 수행하였다. 제7도는 비교 시험 중에 형성된 내화층의 기공률 변화를 도시한 것이다. 알루미늄 분말의 함량은 시편에 따라 10중량%, 15중량%, 및 20중량%로 하였다. 제7도에서 볼 수 있는 바와 같이, 내화층의 기공률은 내화제 혼합물에 포함되는 알루미늄 분말의 평균 입도가 감소할 수록 작아진다.

15중량%의 알루미늄 분말을 포함하는 시편으로부터 유도된 선 B를 보면, 내화층의 기공률은 20% 또는 그 이하로 하기 위해서는 평균 입도를 20μm 또는 그 이하로 해야됨을 알 수 있다.

이와 비교하기 위해, 제1도에 도시한 분무 도포 장치를 사용하여 연소 보조 가스로 산소를 공급하여 다른 시험을 실시하였다. 이 시험에서 연료 가스로는 프로판을 가스를 사용하였다. 프로판 가스의 공급량은 2000kcal/kg, 3000kcal/kg, 및 4000kcal/kg의 각각 상이한 열량 값을 제공하도록 조절하였다. 내화제 혼합물에는 10중량%의 알루미늄 분말을 포함시켰다. 제8도에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 시험에서 성형되는 내화층의 기공률은 알류미늄 분말의 평균 입도가 40μm 내지 160μm일 때 20% 또는 그 이하로 유지되었다.

이는 본 발명에 따른 분무 도포 방법이 금속 분말의 입도를 작게하여 수행하는 종래의 방법에 의해 별차이점 없이 보다 큰 입도의 금속 분말을 분무 도포에 사용할 수 있음을 보여주는 것이다. 따라서, 본 발명은 안전한 분무 도포 작업을 실시할 수 있게 해준다.

부가해서, 본 발명에 따르면 비가연성 반송가스로 금속 입자를 반송함으로, 내화제 공급 라인 내에서 금속 분말이 연소되는 상태를 방지할 수 있다.

제1도에 도시한 분무 도포 장치의 적합한 실시예에서는 분말상의 내화제 및 금속 분말의 혼합물을 반송하는 반송 가스로서 불활성 및/또는 비가연성 가스를 사용하나, 혼합물을 비산화성 가스로 반송할 수도 있다. 즉, 프로판 가스와 같은 연료 가스로 분말상 혼합물을 반송할 수도 있다. 따라서, 제1도에서 도시한 장치는 제9도에서와 같이 변형시킬 수 있다.

제9도의 변형된 장치에서, 이젝터 피더 조립체(18)은 연료 가스 공급 제어 밸브(80)을 통해 연료 가스 공급원(36)에 연결된다. 비가연성 가스 공급원(20)은 비가연성 가스 유동 제어 밸브(82)를 통해 호퍼(28)의 내부 공간과 연결된다. 연료 가스 공급 제어 밸브(80) 및 비가연성 가스 유동 제어 밸브(82)들은 각각 밸브작동기(84) 및 (86)과 연관되어 있는데, 이들은 다시 제어 유닛(70)에 연결되어 있다. 제9도에 도시한 변형된 장치의 기타 부분은 제1도에 도시한 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.

도시한 구조에서, 비가연성 가스는 비가연성 가스 공급원으로부터 호퍼(28)내로 유입되어 호퍼(28)내의 내화제 및 금속 분말을 가압한다. 한편, 연료 가스는 연료 가스 공급원(36)으로부터 이젝터 피더 조립체(18)로 공급되어 호퍼내의 혼합물을 내화제 공급 라인(16)으로 흡입한다. 내화제 공급 라인(16)으로 혼합물을 유입시킴으로써, 내화제, 금속 분말 및 연료 가스의 가연 혼합물을 얻을 수가 있다. 따라서, 내화제 및 금속 분말은 랜스(10)의 내측 노즐(12) 내로 연료 가스 유동에 의해 반송된다.

한편, 제10도에 도시한 다른 변형예에서, 연료 가스 공급원(36)은 연료 가스 공급 제어 밸브(80)을 통해 호퍼와 연결된다. 따라서, 본 실시예에서는 호퍼(28)내에 가연성 혼합물이 이루어진 호퍼내의 압력에 의해 내화제 공급 라인(16)을 통해 유동되도록 가압된다.

본 실시예에서, 점선으로 도시한 분지 통로(90)은 3방향 밸브를 통하여 내화제 공급 라인(16)과 연료 가스 공급원(36)을 연결시키기 위해 마련하며, 이에 의해 연료 가스만에 의한 화염이 형성되어 분무 도포 작업을 수행하기 전후에 처리할 표면을 적절히 가온 및 냉각시키도록 한다. 전술한 구조에서 분무 도포를 수행하지 않을 때 3방향 밸브는 연료 가스 공급원을 분지 통로를 통하여 내화제 공급 라인에 연결할 수 있어 연료 가스가 내측 노즐로 직접 공급될 수 있다. 한편, 분무 도포를 수행할시에, 3방향 밸브의 밸브 위치는 연료 가스 공급원을 호퍼에 연결시키도록 전환될 수 있다. 나아가서, 사용되는 내화제 및/또는 금속 분말을 교환하기 위해 장치 내의 연료 가스를 안전하게 제거할 수 있도록 하기 위해, 제10도에 점선으로 도시한 바와 같이 연료 가스 공급원과 호퍼를 연결시키는 연료 가스 통로에 불활성 또는 비가연성 가스 공급원을 연결한다. 이 경우에도, 호퍼를 연료 가스 공급원 및 비가연성 가스 공급원에 선택적으로 연결하기 위해 3방향 밸브를 마련한다.

전술한 양 변형예에서, 금속 분말이 우발적으로 연소되는 위험을 피하기 위해 산소를 포함하지 않는 연료 가스를 사용하여야 한다.

이제까지 본 발명의 이해를 돕기 위해 적합한 실시예를 참조로 하여 본 발명을 상술하였으나, 본 발명의 분야를 이탈하지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명은 다음에 첨부된 특허청구 범위로 한정되는 본 발명의 분야를 이탈하지 않는 범위 내에서 도시한 실시예를 변형시키는 것도 모두 포함하는 것으로 간주한다.

Claims

내화 구조물 상에 내화제를 분무 도포하는 장치에 있어서, 제1노즐(12) 및 제2노즐(14)을 갖는 랜스(10), 분말상의 내화제 및 분말상의 가연 금속의 혼합물을 상기 제1노즐(12)로 공급하여 상기 제1노즐(12)을 통하여 상기 내화 구조물 표면을 향하여 사출되도록 하는 제1장치, 상기 제1노즐(12)로 연료 가스를 공급하여 상기 혼합물과 함께 사출되도록 하는 제2장치, 및 연소 보조 가스를 상기 제2노즐(14)로 공급하여 상기 연소 보조 가스가 상기 제2노즐(14)을 통해 방출되도록 하여 상기 연료 가스 및 상기 가연 금속의 연소에 필요한 산소를 공급하는 제3장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 혼합물은 평균 입도가 50μm 또는 그 이상인 상기 가연 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제2항에 있어서, 상기 혼합물은 평균 입도가 50μm 내지 160μm 범위인 상기 가연 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제3항에 있어서, 상기 혼합물은 평균 입도가 70μm 내지 140μm 범위의 상기 가연 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제3항에 있어서, 상기 금속 분말을 알루미늄, 금속 실리콘 및 이들 혼합물 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제3항에 있어서, 상기 금속 분말을 Al, Si, Mg, Mn, FeMn, SiMn, CaSi, FeSi, FeCr, CaC₂및 이들의 2종 또는 다종 화합물로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제3항에 있어서, 상기 내화제를 실리카, 알루미나, 멀라이트, 샤모트, 지르콘, 지르코니아, 마그네시아, 마그네사이트 크롬 및 이들의 2종 또는 다종 혼합물로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제3항에 있어서, 상기 금속 분말을 상기 내화제와 10중량% 또는 그 이상의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제8항에 있어서, 상기 금속 분말을 상기 내화제와 30중량% 또는 그 이하의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제3항에 있어서, 상기 금속 분말을 상기 내화제와 10중량% 내지 30중량%의 범위로 혼합하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제10항에 있어서, 상기 금속 분말을 상기 내화제와 13중량% 내지 20중량%의 범위로 혼합하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제3항에 있어서, 상기 제3장치는 금속 분말의 연소에 필요한 등가량 및 상기 연료 가스의 연소에 필요한 등기량의 최소한 3배의 공급비로 상기 연소 보조 가스 공급하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제12항에 있어서, 상기 제3장치는 상기 금속 분말의 연소에 필요한 등가량 및 상기 연료 가스의 연소에 필요한 등기량의 3배 내지 15배의 공급비로 상기 연소 보조 가스 공급하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2장치는 내화제 1kg당 5000kcal 또는 그 이하의 열량을 발생시키는 비율로 상기 연료 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제14항에 있어서, 상기 제2장치에 의해 공급되는 상기 연료 가스의 적합한 공급비가 2,000kcal 내지 4,000kcal 사이의 열량값을 발생시키는 범위인 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1장치는 상기 제1노즐(12) 및 혼합물 공급원(28) 사이에 연결 상태를 형성하기 상기 혼합물 공급원(28) 내의 상기 혼합물을 상기 제1노즐(12)로 공급하도록 제1통로(16)를 형성하는 장치와, 상기 제1통로(16)에 연결되어 상기 혼합물을 반송하는 반송 가스로서 가압된 비가연성 가스를 공급하는 비가연성 가스 공급원(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제16항에 있어서, 상기 제2장치는 상기 제1통로(16)의 중간부에 연결되어 상기 연료 가스를 상기 제1통로(16)내의 상기 비가연성 가스 및 상기 혼합물의 유동내로 유입시키는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1장치는 상기 제1노즐(12) 및 혼합물 공급원(28) 사이에 연결 상태를 형성하여 상기 혼합물 공급원(28) 내의 상기 혼합물을 상기 제1노즐(12)로 공급하도록 제1통로(16)를 형성하는 장치를 포함하고, 상기 제2장치는 상기 혼합물의 유입부의 상류 위치에서 상기 제1통로(16)에 연결되어 상기 혼합물을 상기 제1노즐(12)로 반송할 수 있도록 상기 연료 가스를 상기 제1통로(16)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제18항에 있어서, 상기 제2장치에 의해 공급되는 상기 연료 가스는 비산화성 연료 가스인 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1장치, 제2장치 및 제3장치의 작동을 제어하는 제4장치를 또한 포함하고, 상기 제4장치는 상기 제1장치의 작동전에 상기 제2 및 제3장치를 작동시켜 상기 내화 구조물의 상기 표면을 예열하는 연소 화염을 형성하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
제20항에 있어서, 상기 분무 도포 작업이 종결되었을 때 상기 제1장치를 상기 혼합물의 공급이 중단되는 정지 위치로 작동시키고, 상기 제2 및 제3장치를 분무 도포가 종결된 후에도 주어진 시간 동안 작동되는 상태로 유지하되 연료 가스의 양을 점차로 감소시켜 상기 내하 구조물의 표면이 점진적으로 냉각되도록 하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 장치.
내화 구조물 상에 내화제를 분무 도포하는 방법에 있어서, 내화제와 분말상의 미세 입자의 가연 금속의 혼합물을 마련하는 단계, 상기 혼합물을 비산화성 가스와 함께 공급하여 제1노즐(12)를 통하여 내화층이 형성될 상기 내화 구조물의 표면을 향해 방출되도록 하는 단계, 연료 가스를 상기 제1노즐(12)에 공급하여 상기 연료 가스가 상기 혼합물과 함께 상기 표면을 향해 방출되도록 하는 단계, 상기 연료 가스 및 상기 가연 금속을 연소시켜 연소 화염을 형성하여 상기 가연 금속의 내화성 산화물을 제공하는 단계, 및 상기 제1노즐(12)에 인접 배설된 제2노즐(14)를 통하여 연소 보조 가스를 공급하여 상기 연소 화염 주위로 상기 연소 보조 가스를 방출시켜 상기 연료 가스 및 상기 가연 금속의 연소를 보조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제22항에 있어서, 상기 혼합물은 평균 입도가 50μm 또는 그 이상인 상기 가연 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제23항에 있어서, 상기 혼합물은 평균 입도가 50μm 내지 160μm 사이인 상기 가연 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제24항에 있어서, 상기 혼합물은 평균 입도가 70μm 내지 140μm 사이인 상기 가연 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제25항에 있어서, 상기 금속 분말을 알루미늄, 금속 실리콘 및 이들 혼합물 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제25항에 있어서, 상기 금속 분말을 Al, Si, Mg, Mn, FeMn, SiMn, CaSi, FeSi, FeCr, CaC₂및 이들의 2종 또는 다종의 혼합물 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제25항에 있어서, 상기 내화제를 실리카, 알루미나, 멀라이트, 샤모트, 지르콘, 지르코니아, 마그네시아, 마그네사이트 크롬 및 이들의 2종 또는 다종 혼합물 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제25항에 있어서, 상기 금속 분말을 상기 내화제와 10중량% 또는 그 이상의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제25항에 있어서, 상기 금속 분말을 상기 내화제와 30중량% 또는 그 이하의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제25항에 있어서, 상기 금속 분말을 상기 내화제와 10중량% 내지 30중량% 범위의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제23항에 있어서, 상기 금속 분말을 상기 내화제와 13중량% 내지 20중량% 범위의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제25항에 있어서, 상기 연소 보조 가스를 금속 분말의 연소에 필요한 등가량의 최소한 3배 이상의 비율로 공급하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제33항에 있어서, 상기 연소 보조 가스를 금속 분말의 연소에 필요한 등가량의 3배 15배 사이의 비율로 공급하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제25항에 있어서, 상기 연료 가스를 공급하는 단계에서, 공급되는 상기 연료 가스의 양은 내화제 1kg 당 5000kcal 또는 그 이하의 열량을 발생시키는 비율로 하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제35항에 있어서, 상기 제2장치에 의해 공급되는 상기 연료 가스의 적합한 공급비가 2000kcal 내지 4000kcal 사이의 열량 값을 발생시키는 비율인 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제22항에 있어서, 상기 제1노즐(12) 및 혼합물 공급원(28) 사이에 연결 상태를 이루어 상기 혼합물 공급원(28) 내의 상기 혼합물을 상기 제1노즐(12)로 공급하도록 하는 제1통로(16)를 형성하는 단계와, 비가연성 가스 공급원(20)을 상기 제1통로(16)에 연결하여 상기 혼합물을 반송하는 반송 가스로서의 가압된 비가연성 가스를 공급하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제22항에 있어서, 상기 제1노즐(12) 및 혼합물 공급원(28) 사이에 연결 상태를 이루어 상기 혼합물 공급원(28) 내의 혼합물을 상기 제1노즐(12)로 공급하도록 하는 제1통로(16)를 형성하는 단계와, 상기 혼합물의 유입부와 상류 위치에서 상기 연료 가스를 상기 제1통로(16) 내로 유입시켜 상기 혼합물을 상기 제1노즐(12)로 반송하도록 상기 연료 가스를 상기 제1통로(16)으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제38항에 있어서, 상기연료 가스 공급 단계에 의해 공급되는 상기 연료 가스가 비산화성 연료 가스인 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제22항에 있어서, 상기 혼합물을 공급하기 전에 상기 연료 가스를 연소시켜 연소 화염을 형성함으로써 상기 내화 구조물의 상기 표면을 예열하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.
제40항에 있어서, 상기 혼합물의 공급이 중단된 후에도 상기 연료가 가스의 연소에 의한 화염을 유지하고 상기 연료 가스의 양을 점차로 감소시켜 상기 내화 구조물의 표면을 점차로 냉각시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 도포 방법.