JPH01501412A - 冶金ユニットの火炎噴射グナイティング用羽口 - Google Patents

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】 冶金ユニットの火炎噴射グナイテイング用羽口技術分野 本発明は鉄冶金に用いられる設備の修繕に関し、特に冶金ユニットの火炎噴射グ ナイティング用羽口を取扱うものである。

発明の背景 現在、冶金ユニットのライニング（裏当て）に塗布されるコーティングの品質に 課せられる要件は一層厳しくなってきた。

耐火物と燃料との微粒子混合物を供給し、かつ冶金ユニットに酸素を供給する同 心的に延びるパイプラインと、混合物および酸素をパイプラインの端壁に配置し たユニットのライニングに供給しかつパイプラインに直角に延びるノズルと、が 収容された冷却ゲージングから成るライニングの火炎噴射グナイテイング用羽口 （１９７５年発行の米国特許第３，８８３，０７８号）が広く知られている。

微細に粉砕されたペリクレース粉末が耐火物として用いられ、燃料はコークスダ ストの形状である。ペリクレース粉末およびコークスダストは３：１の比で混合 される。この混合物は以後グナイティング組成物という。

グナイティング組成物が１つのノズルを有する羽目を用いてライニングに塗布さ れるとき、グナイテイングの粒子は酸素噴射に捕捉され、酸素と混合し、ライニ ングに付着される。燃料（コー高温領域がライニングの附近に形成され、この領 域に入ったペリクレース粒子は可塑状態にまで加熱され、ライニング表面に接触 すると、ペリクレース粒子はライニング表面に溶着しライニング耐火物に強く結 合したコーティングを形成する。ライニングへのグナイティング組成物を帯びた 酸素噴射の衝突領域内のライニング表面と接触しなかった酸素噴射の主に周辺領 域からのペリクレース粒子は衝突領域から除去されてガス浄化装置または大気に 入るガスと共に失われる。

この形式の羽口を用いて冶金ユニットの火炎噴射を実行するときのグナイティン グ組成物の塗布の効率はかなり低く、５０％を越えない（ユニットに供給される 耐火物粉末の重量に対する所定の領域のライニングに溶着する耐火物粉末の重量 の比）。

冶金ユニットの内部にグナイティング組成物および酸素を供給する同心的パイプ ラインを収容する冷却ケーシングを有し、冷却ケーシングは、修繕すべきライニ ング領域にグナイティング組成物を供給し、グナイティング組成物を供給するパ イプラインと連通し、かつパイプラインのａＳと平行で羽口の側壁にその端部に 隣接して配置した少なくとも１つのスリットノズルと、修繕すべきライニング領 域に酸素を供給しかつ酸素供給パイプラインと連通し、グナイティング組成物を 供給する各スリットノズルの短辺に隣接して配置したノズルと、を有する火炎噴 射グナイティング用羽口（１９７７年１２月９日出願、１９８０年８月１５日公 告の公報第３０号に記載のソ連国発明者証第７５５８５１号）がやはり知られて いる。

この設計の利点はスリットノズルの縦対称面に沿うライニング表面上のグナイテ ィング組成物の分配に起因して達成されるグナイティング組成物の塗布の改良し た効率にある。

ノズルから飛び出すグナイティング組成物の粒子は酸素噴射に捕捉され、コーク ス、ペリクレース粒子および酸素の混合物の面平行の流れの形状で、ライニング に向けられる。コークス粒子はユニットのライニングによって加熱され、粒子は 火点され燃焼されて高温領域を形成し、その高温領域内でペリクレース粒子が可 塑状態に加熱され、ライニング表面に溶着してライニング表面にコーティングを 形成する。

ライニングに溶着しなかったペリクレース粒子はグナイティング領域から大気に 除去されるガスと共に失われる。グナイティング組成物および酸素の混合物の面 平行噴射の大きな領域を考慮して、ペリクレース粒子は噴射表面に吸引されて再 びライニングに向けられる。ライニングに溶着するペリクレース粒子の可能性は 面平行噴射の広がりの程度の増加、すなわちこの噴射の表面領域の増加に伴って 増加する。前述の形式の羽口を用いると、グナイティング組成物の塗布の効率は ７０％程である。

しかしながら、酸素ノズルがグナイティング組成物を供給する各スリットノズル の短辺に隣接して配置されているので、スリットの長さは、グナイティング組成 物と酸素との混合を生じさせるための条件に依存する。ノズルから修繕すべきラ イニングまでの所定の距離に関連して、スリットが長くなればなるほど、グナイ ティング組成物のスリット状噴射の中心に酸素が浸透する条件は悪くなる。コー クス粒子はこの領域では燃焼不足となり、付着したコーティングの品質の劣力と なり、コーティングの寿命が短くなる。

スリットが短ければ短いほど、グナイティング組成物と酸素との混合は良好とな り、品質も良好となり、コーティングのサービス寿命も長くなる。しかし、グナ イティング組成物の塗布の効率は低くなり、すなわち修繕すべきライニング表面 にわたるグナイティング組成物の面平行噴射の広がりの効率は、グナイティング 組成物および酸素の噴射の表面領域の減少およびこの表面に捕捉されるペリクレ ース粒子の減少を考慮すると、失われる。その結果、この形式の羽目はグナイテ ィング組成物の塗布の不適当な効率を示し、得られたコーティングのサービス寿 命も不適当である。

発明の要約 本発明は、グナイティング組成物の塗布の効率を改良し、コーティングのサービ ス寿命を伸ばすようなノズルの配列構造を有する冶金ユニットの火炎噴射グナイ ティング用羽口を提供する課題に基づくものである。

この課題は、耐火物材料で裏当てされた冶金ユニットの火災噴射グナイティング 用羽口において、冶金ユニットの内部にグナイティング組成物および酸素を供給 する同心的パイプラインを収容する冷却ケーシングを有し、冷却ケーシングは、 修繕すべきライニング領域にグナイティング組成物を供給し、グナイティング組 成物を供給するパイプラインと連通し、かつパイプラインの軸線と平行で羽口の 周辺壁にその端部に隣接して配置した少なくとも１つのスリットノズルと、修繕 すべきライニング領域に酸素を供給しかつ酸素供給パイプラインと連通ずるノズ ルと、を有し、酸素供給ノズルがグナイティング組成物を供給する各スリットノ ズルの長辺に沿って等しく離間されていることを特徴とする羽口を設けることに よって解決される。

本発明の火炎噴射グナイティング用羽口のノズルの配列構造は、ライニングの全 領域にわたってグナイティング組成物と酸素との混合条件を変更することなく、 グナイティング組成物と酸素との混合物の噴射をライニングの領域表面にできる だけ大きく拡げることを可能にする。このことによってグナイティング組成物お よび酸素の噴射の表面領域の増加およびライニングの表面に溶着するペリクレー ス粒子の数の増加が得られる。同時に、このことは、ライニングに対するペリク レース粉末粒子の塗布の領域のほぼ全域にわたって温度を均等にし、増加させ、 粒子は比較的高密度で焼結される。これらのすべてのファクタは、最終的に、グ ナイティング組成物の塗布の効率の改良およびコーティングの長いサービス寿命 を生じさせる。

火炎噴射グナイティング用羽目中の酸素供給ノズルは、好ましくは、グナイティ ング組成物を供給するスリットノズルの縦方向対称面に間して２０°ないし４０ °の角度で取付けられる。

このことによって、混合物の噴射の初期部分における酸素とグナイティング組成 物の混合を改良し、酸素でグナイテイング組成物の噴射の面平行の流れの完全な 捕捉を保証し、その粒子に修繕すべき冶金ユニットのライニング領域に向かう飛 行の望ましい方向を与え、グナイティング組成物の塗布の効率を改良し、コーテ ィングのサービス寿命を伸ばす。

もし酸素供給ノズルがグナイティング組成物を供給するノズルの縦方向対称面に 関して２０°以下の角度で取付けられるならば、グナイティング組成物は酸素と 不充分に混合され、酸素の噴射の内に充分に捕捉されず、ライニングにわたるグ ナイテイング組成物の均一な分配が損なわれ、グナイテイング火炎噴射の温度が 下げられる。その結果、コーティングの品質が損なわれ、そのサービス寿命が短 くなる。

もし酸素供給ノズルがグナイティング組成物供給ノズルの縦方向の対称軸線に関 して４０°以上の角度で取付けられるならば、酸素の逆流が形成され、グナイテ イング組成物の流路中の付加的抵抗を与える。その結果、グナイテイング組成物 の流路を詰める状態が発生する。さらに、酸素はグナイテイング組成物を供給す るパイプラインの内部に侵入し、安全の観点からは許容できないようなグナイテ ィング組成物のカーボン（炭素）のパイプライン内での点火が行われる恐れがあ る。

スリットノズルの長辺の両側の火炎噴射グナイティング用羽口に設けられた酸素 供給ノズルは１５°から４５°までの扇角度で扇状に配置されるのが好ましい。

酸素噴射の扇状の広がりは、グナイティング組成物の面平行噴射の完全な捕捉を 与えると共に、グナイティング組成物および酸素の混合物の広がりの程度を増加 させる（数倍）、すなわち、ライニング表面上の火炎噴射の広がりの領域は、グ ナイティング組成物を供給するスリットノズルの長さおよびスリットの長さに沿 うグナイテイング組成物の均一な流出のための条件に依存するスリットノズルの 長辺の両側に沿って配置した酸素ノズル間の距離と比較して、増加することがで きる（なお、スリットの長さはグナイティング組成物の各形式に対しである寸法 を越えるべきでない）。

スリットノズルの寸法、特に長辺の長さはスリットの断面を通るグナイティング 組成物の均一な流出に対する条件によって制限される。もしスリットが広過ぎる と、羽口の端におけるグナイティング組成物の流量はノズルの初期におけるもの よりも大きくなる。もしスリットが長過ぎると、これとは反対に、ノズルの初期 におけるグナイティング組成物の流量はその終わりよりも大きくなる。この場合 、スリットノズルはグナイティング組成物で詰まり、ユニットのライニングは酸 素噴射によってけずられ、サービス寿命は短くなる。

火炎噴射グナイティングは、長さが火炎噴射を拡げるのに必要な長さの数分の１ であるスリットノズルを用いて実行される。酸素噴射の扇状分配は、グナイティ ング組成物の面平行噴射の完全な捕捉を与えると共に、スリットの長さと比較し てライニング上の火炎噴射の広がりの量を実質的に増加することを可能にする。

２相の噴射の表面領域が増加し、この表面に捕捉されたべりクレース粉末の粒子 の数が増加し、グナイティング組成物の塗布の効率が改良された。

もし扇角度が１５°以下ならば、ライニング上の火炎噴射の広がりはグナイティ ング組成物の塗布の効率の実質的な改良に対して不適当となる。

もし扇角度が４５°以上であると、ライニング上の火炎噴射の広がりに沿った方 向の火炎噴射速度の縦方向の成分が増加する。

耐火物粉末の粒子の損失は、扇角度の増加によって生じるグナイティング組成物 の効率の増加がなくなる程度にまで、この方向に増加する。

図面の簡単な説明 本発明の具体的な実施例を添付図面の簡単な説明する。

第１図は、正面図で示す、本発明のノズル配列領域にある羽口の概略図である。

第２図は、グナイティング組成物および酸素を提供するノズルを通る羽口の断面 図である。

第３図は、第２図の線■−■の断面図である。

第４図は、第２図の線ｔｖ−ｔｖの断面図である。

第５図は、ライニングのグナイティング中羽口が内部に取付けられた転炉の縦断 面図である。

発明を実行するための最良のモード 火炎噴射グナイティング（第１図、第２図、第３図および第４れ供給する同心的 なパイプライン３および４を収容するパイプライン１および２によって形成され る冷却クーリングがら成る。グナイティング組成物は３対ｌの比の耐火物および 炭質燃料の微粉砕混合物の形状である。パイプライン１および２の間に形成した 環状通路は冷却水を供給するのに用いられる。パイプライン２および３の間に形 成した環状通路は水の除去のために使用される。

パイプライン３および４（第２図）の間に形成した環状通路は酸素を供給するの に使用される。中央のパイプライン４は１ｏｏ−２００ｋｇ／ｋｇの重量濃度（ グナイティング対空気比）を持つキャリヤガス（この例では空気）内の浮遊物の 形状のグナイティング組成物を供給するためのものである。

羽口はグナイティング組成物を供給するためのスリットノズル５を有する。この 実施例では、羽口は単一のスリットノズル５を有するが、それ以上のノズル５が あってもよい、ノズルの数は修繕すべきライニング（裏当て）領域の寸法によっ て決まる。

スリットノズル５は、その縦方向の対称面が羽口の軸線に沿って延びるように（ この実施例では、スリットノズル５の縦方向の対称面が羽口の軸線を通っている ）、取付けられている。

酸素供給用の１０個の円形ノズル６がスリットノズル５の長辺の両側に沿って設 けられている０本発明の他の実施例においては、酸素供給用ノズル６の数および 形状は異なってもよい。

酸素供給ノズル６は、それらの軸線がスリットノズル５の縦方向の対称面に間し て３０°に等しい角度αであるように取付けられている。ノズル６は、それらの 軸線が２５°に等しい扇角度βを持つ扇状パターンを形成するように、羽目の軸 線に沿って配置されている（第４図）。

第５図は、冶金ユニット（この例では酸素転炉７）の内部に置かれた火炎噴射グ ナイティング用羽口を示す、それぞれグナイティング組成物および酸素を供給す るノズル５および６は耐火物コーティング８が形成されるような修繕されるべき ライニング（裏当て）領域に向けられる。修繕領域から戻ってくるガスは転炉７ の内部からスロート（入口部分）を介して除去され、存在するガスの浄化装置（ 図示せず）に入れられる。

冶金ユニットの火炎噴射グナイティング用羽目は次のように機能する。

グナイティングを始める前に、羽口を冷却するめに水の供給がオンされ（始めら れ）、火炎噴射グナイティング用羽口が転炉の内部に導入される。

羽口は、ノズル５および６が修繕すべき転炉のライニング領域に向けられるよう に、配置される。グナイティング組成物が中央パイプライン４およびスリットノ ズル５を通して供給される０次に、酸素がパイプライン３および４の間に形成し た環状通路およびノズル６を通して供給され、酸素の流量は、ノズル５を通るグ ナイティング組成物で供給される燃料の完全燃焼を保証するように選ばれる。

燃料の点火後、耐火物材料が修繕すべき転炉７のライニング領域に付着される０ 羽口は、耐火物材料の付着を容易にしかつ修繕すべきライニング領域の全表面を 被覆するために、適切な周知の方法で転炉の縮軸線に沿って動かされ、また羽目 の軸線を中心として回転される。

スリットノズル５からのグナイティング組成物の流出は面平行噴射の形状で生じ る０円形ノズル６からの酸素の流出は同心状噴射の形状で生じる。同心状噴射は スリットノズル５の両側の長辺に沿って扇状に分配され、かつ両側からグナイテ ィング組成物の面平行噴射に向けられ、ノズル５の出口におけるグナイティング 組成物の流れの各容積エレメントが酸素噴射に捕捉され、酸素噴射の流れによっ て予め決められた方向にライニングの表面に向けてさらに運ばれる。

このような噴射パターンで、耐火物粉末および燃料が羽口のノズル５および６の 附近で酸素と混合され、扇状に発散するダストおよびガスの流れの形状でライニ ングの表面に向かって移動する。

燃料粒子はライニングによって点火され燃焼する。火炎噴射はライニングに隣接 した領域で形成され、耐火物粒子はこの火炎噴射の内で可塑状態に加熱され、耐 火物コーティングがライニングの上に形成されるようにライニングに溶着される 。扇形噴射の角度が大きくなると、ライニングにわたる火炎噴射の広がりも大き くなり、その表面領域も大きくなり、ユニット内で大気からこの表面に捕捉され る耐火物粉末の数も大きくなり、ライニングに付着され溶着される粒子の数も大 きくなり、グナイティング組成物の塗布の効率も改良される。酸素噴射の傾斜角 度の増加に伴って、酸素とグナイティング組成物の混合の程度も増加する。火炎 噴射の全領域における燃料対酸素の比は、火炎噴射温度がライニング比に沿う全 領域にわたって増加し、塗布されるコーティングの密度がその長いサービス寿命 を伴って増加する。

産業上の用途 本発明の羽口は転炉または鋼鋳造鍋のような円筒形状の冶金ユニットのライニン グを修繕するのに用いることができる０本発明は、また製鋼炉、加熱炉または他 の炉の側壁のような冶金ユニットのライニングの平らな表面をグナイティングす るために使用される０本発明は、加熱されているとき、冶金ユニットのライニン グを修繕するのに有利に用いられる。

国際調査報告 ｌ″′″″“□”：’ＣＴ／ＳＵ　８６１０００９８０発　明　者　バサラエフ 　イーゴル　イワノヴイツチ ０発　明　者　ハラフラク　ヴアシリー　セルゲエヴイツチ ０発　明　者　チヴイレフ　アナトリー　アンドレエヴイツチ ０発　明　者　力ドラバ　パヴエル　アレクサンドロヴイツチ ［相］発　明　者　プリスカッフスキ　アレクサンドル　スタニスラフオヴイツ チ ９発　明　者　スルゼンコ　ヴアレンチン　ドミトリエヴイツチ ソヴ、イエト連邦　６５４０４８　ケメロフスカヤ　オプラスチ　ノヴオクズネ ツク　ウリツサ　４０　レット　ヴルクスム　デー　９８　ケーヴイ　８７ ソヴイエト連邦　３４１０２６　ドネツカヤ　オプラスチ　ザダノフ　プロスペ クト　ポベデイ　デー　１１５　ケーヴイ　１１６ソヴイエト連邦　３４１０４ ７　ドネツカヤ　オプラスチ　ザダノフ　ブルヴアル　シエフチェンコ　デー　 ２７４　ケーヴイ　９５ソヴイエト連邦　３４１０１５　ドネツカヤ　オプラス チ　ザダノフ　ウリツサ　アルテマ　デー　７２　ケーヴイ　５３ソヴイエト連 邦３２００２７　ドネブロベトロフスク　ペル　ウリツコゴ　デー　４　ケーヴ イ　１０ ソヴイエト連邦３４１０４１　ドネツカヤ　オプラスチ　ザダノフ　ブルヴアル 　コムソモルスキ　デー　８　ケーヴイ　１４

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．耐火物材料で裏当てされた冶金ユニットの火災噴射グナイティング用羽口に おいて、冶金ユニットの内部にグナイティング組成物および酸素を供給する同心 的パイプライン３および４を収容する冷却ケーシングを有し、冷却ケーシングは 、修繕すべきライニング領域にグナイティング組成物を供給し、グナイティング 組成物を供給するパイプラインと連通し、かつパイプライン（１、２、３、４） の軸線と平行で羽口の周辺壁にその端部に隣接して配置した少なくとも１つのス リットノズル（５）と、修繕すべきライニング領域に酸素を供給しかつ酸素供給 パイプライン（３）と連通するノズル（６）と、を有し、酸素供給ノズル（６） がグナイティング組成物を供給する各スリットノズル（５）の長辺に沿って等し く離間されていることを特徴とする羽口。
2. ２．請求項１記載の羽口において、酸素供給ノズル（６）がグナイティング組成 物を供給するスリットノズル（５）の縦方向の対称面に関して２０°ないし４０ °の角度において取付けられていることを特徴とする羽口。
3. ３．請求項１または２記載の羽口において、グナイティング組成物を供給するス リットノズル（５）の長辺の両側に設けられた酸素供給ノズル（６）が１５°な いし４５°の扇角度で扇状に配列されていることを特徴とする羽口。