JPS6115077A - 火炎溶射吹付け補修方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、転炉等の金属精錬炉や取鍋、加熱炉、燃焼炉
等の耐火物壁の補修を行う技術で、特にこの明細書で開
示する技術は、火炎溶射吹付は補修方法とその方法の実
施に際して用いる補修材に関するものである。

（従来の技術） 近年、耐火材料を燃焼フレームとともに一緒に噴射する
ことにより溶融もしくは半溶融させて壁面に吹付けて補
修するという：特公昭５１−４０８４］号公報に記載さ
れているような乾式の熱間補修法が採用されるようにな
ってきた。

この乾式熱間吹付は補修方法；すなわち火炎溶射吹付は
補修方法は、死焼マグネサイト等の微粉耐火材料および
コークス微粉等の固体燃料との混合粉（補修材）を酸素
気流とともにランス先端のノズルから、例えば出鋼直後
の転炉　（温度が約１３５０〜１５００℃）の炉壁面に
噴射し、補修材を燃焼火炎により溶融または半溶融状態
にして上記炉壁面（耐火物ライニング）の損耗部分に吹
付は被着させ、ｍｌ火物どうしを結合させて補修するフ
レームガンユング法と称せられるものである。この補修
技術は、転炉など金属溶融炉の内張り耐火物材料と同様
の組成の耐火材粉末を吹付ける場合に非常に有効である
。

（発明が解決しようとする問題点） 近年、各種金属、特に鋼精錬においては、連続鋳造技術
の導入あるいは脱ガス処理技術の採用などが盛んになり
、その結果炉精錬に当たっては高温処理の要請が高まっ
てきた。このような要請に対処するため、炉内に使用す
る耐火物としては、高純度のものを用いるとか電融品等
を用いなければならないのが現状である。

従って、上記火炎溶射吹付は補修方法で使用する補修材
も勿論高純度の原料が不可欠となってきた。その結果吹
付ける補修材の溶融温度が高くなり、ひいては溶射吹付
けのための火災温度もそれだけ高温のものが必要であり
、補修材中に混合する燃料の比率を大きくする必要があ
った。

しかしこのように、補修材中の燃料比率を大きくすれば
、高純度原料を吹付けるのに必要な高い火炎温度を得る
ことは可能であるが、補修材に占める燃料費の比率が高
くなりコストアップにつながる他、吹付は補修に要する
時間も長くなる欠点があった。

また、使用する炭素質固体燃料中に灰分の含自量が多い
場合だと、高純度の付着層を形成するべく用いた高純度
の吹付は原料でありながら、低融点の組成から成る燃料
中の灰分が付着層内に混入し、結果的には付着層の耐食
性向上を図ることができず、補修材コストアップ分だけ
がデメリットとなっていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のごとき既知火炎溶射吹付は補修技術が
もつ欠点を克服するのに、付着層（溶射吹付は層）の高
純度化指向への対応として、吹付は補修材中の燃料比率
を大きくしなくとも、良好な吹付は溶射層が帰られるよ
うに高温の適切な火炎制御を行うようにしたのである。

すなわち、高純度の耐火材料粉末粒子の表面または全体
を溶融し得る良好な高温火炎を形成するため、まず炭素
質固体燃料の燃焼性を向上させることとした。

そのために該炭素質固体燃料に含有する燃焼性に影響力
のある揮発分の量と該燃料粉末の平均粒径につき究明し
、吹付はランスから補修面に向けて炉内に噴出する吹付
は補修材中の炭素質固体燃料の着火が迅速に行われるよ
うにした。そして、同時に本発明は、その炭素質固体燃
料の平均粒径（１０〜２００　μｍ）に対応する火炎溶
射吹付けに必要な最適温度を形成する条件として、ノズ
ル軸線方向の火炎距離（以下これを「火炎長さ」という
）につき究明し、次のような関係式； Ｒ：炭素質固体燃料の平均粒径（μｍ　）１７：火炎長
さくｍ） から、吹付は面までの距離に応じて適正な火炎長さに調
節して溶射吹付けを行うようにした方法を提案する。

このように、吹付は面までの距離に応じた適正な火炎長
さに調節すれば、その火炎は安定した高温のものになる
ため、高純度の吹付は用耐火材料粉末の表面あるいは全
体を溶融し得ることができ、火炎溶射吹付は補修層に高
純度で緻密な高耐食性の付着層を形成することができる
のである。

（作　用） 本発明は、ｍｌ火材料粉末と炭素質固体燃料粉末とを混
合してなる補修材を、所定の被着面に火炎溶射吹付けを
行って補修する方法であるが、この方法の実施に当って
用いる補修材中の炭素質固体燃料は、その中に揮発分を
２〜３５重量％、好ましくは５〜２０重量％含有するも
のであるとともに粒径が１０〜２００　　μｍ１好まし
くは２０〜１５０　　μｍのものを用いる。

こうした炭素質固体燃料を選んで使用する理由は、第１
図に示す平均粒径と火炎長さの関係をもとに吹付は時の
火炎長さを調節するのに好ましいからである。

すなわち、燃料中に含有する揮発分の作用は、噴出した
吹付は補修材中の燃料自身の速やかな着火を果すのに有
効で、その結果燃焼がノズルの近傍から開始するように
なり、火炎全体を安定させると同時に高温の火炎を得る
のに有効である。従一つで、適当な揮発分を含有してい
れば、吹付は初期の火炎温度上昇速度を速くすることが
でき、それが緻密で高耐食性のある付着層となるのに必
要な定常状態に達するまでの時間を短縮するのである。

次に、炭素質固体燃料に含有する揮発分限定の理由につ
いて述べる。揮発分は、第３図に示すように、２重量％
未満では着火時間短縮の効果が認められず、燃焼を向上
するまでには致らない。一方、同揮発分が３５重景％を
超えた場合には、燃料の着火性は良くなるものの、燃料
比すなわち固定炭Ｓ／揮発分の仕が小さくなり、いわゆ
る炭塵爆発の危険性が高まるので操作も危険となる。従
って、周囲の安全対策への設備的面でのコスト高を招き
好ましくない。さらに、搬送管内へのタール分の蓄積に
よるトラブルの原因を提供することにもなる。

次に、燃料の平均粒径限定の理由を述べる。この粒径は
１０μｍ未満だと、このような微粉にするための粉砕費
が大幅にアップし、補修材のコストアップとなる。しか
もこの粒径では材料が凝集してディスペンサー内でいわ
ゆる棚吊りを起したり、嵩比重が極端に小さくなったり
して、いずれにしてもスムーズな材料搬送が困難になる
。逆に平均粒径が２００μｍを超える場合には、火炎長
さが長くなり、補修材の補修壁面への衝突速度が遅くな
る他、火炎が拡がり熱放散が大きくなる。その結果とし
て、気孔率の大きい脆弱な付着層になり、火炎溶射吹付
は補修の効果がなくなってしまう。

第２図は、炭素質固体燃料の平均粒径が７０μｍで含有
揮発分が１０重量％の場合と、同揮発分が０．５重景％
の場合とについて、粉末耐火材６５Ｂ（重量比）と炭素
質固体燃料３５部を混合した補修材を用いたときの、ノ
ズルから２ｍの位置における火炎温度推移を示す。図か
ら判るように、揮発分を含んだ燃料を用いた場合の火炎
は昇温速度も速く、高温の定常状態に達するのが速い。

さて、本発明は必要とする吹付は距離に応じ、まず燃料
を適正な平均粒径のものに選定し、次いで好ましい火炎
長さを調節することとしたが、その理由は以下のとおり
である。なお、この平均粒径と火炎長さとの関係式は、 Ｒ：炭素質固体燃料の平均粒径（μ１Ｔｌ）１、　火炎
長さくｍ　） であり、第１図として図示した。

この図から判るように、平均粒径Ｒが小さくなれば火炎
長さも短くなり、平均粒径が大きくなれば火炎長さは長
くなる。従って、吹付は面までの距離に応じて適正な平
均粒径を有する燃料を用いることで適正火炎長さに調節
することができることになる。

このことは、例えば補°修対象が転炉の炉壁のとき、そ
の転炉の炉内径の大きい場合には、火炎長さを長くとる
ことが可能になるために燃料の平均粒径の大きいものを
使用することができ、これは吹付は材料のコストを低減
するのに役立つ。ただこの場合において、逆に炉内径が
小さくて吹付は面までの距離を長くとれない場合に、燃
料の平均粒径の大きいものを使用したとすると、不完全
燃焼となって補修壁に到達するから、良好な付着層は得
られない。

一方吹付は面までの距離が短い場合には、燃料粉砕等の
費用が嵩んで補修材はコスト高になるものの、いずれに
しても燃料の平均粒径の小さい側のものを用いることで
、吹付けに最適な火炎長さで補修することができる。

（実施例） 出鋼排滓後の転炉炉内壁面に対し、 Ｍｇ　Ｏ：　９５重最％を含有し、その他ＣａＯとＳｉ
Ｏ２゜＾１２０３　、　Ｆｅ２０ｓ　等を含む組成より
成る死焼マグネサイト粉粒で、粒度が１５０μｍ以下が
９５重量％、中心粒径４０〜６０μｍの程度分布を持つ
「耐火材ね粉末」６５重量部と、揮発分：１２重量％、
灰分　０．３市川％、固定炭素：８７重量％の組成から
成り、且つ、平均粒径が４０μｍの「炭素質固体燃料」
３５重ｌｉ１部とを配合した補修材を、Ｎ２気流を用い
て搬送し、酸素気流とともに炉内トラニオンサイトスク
ラクラインに溶射することとした。このときの溶射条イ
１としては、補修材（混合物）の吹付は速度：１８０Ｋ
ｇ／ｍｉｎ　、酸素ガス：ｌ２ＯＮＴＩｉ３／ｍｉｎ　
、で行い、両トラニオンサイドスラグラインにそれぞれ
８００Ｋｇずつ計１６００Ｋｇを約９分で吹付ける方法
を採用した。

本発明に従うかかる方法で、８５トン転炉（平均出鋼温
度：　１６８０℃）のトラニオンサイドスラグライン損
耗部を１５ヒート毎に補修したところ、従来技術の方法
；　ＭｇＯ：　９１重量％含有し、その他にＣａＯと５
ｉＯｚ、　ＡｌｔＯａ、　Ｆｅ２ｅｓから成る組成の「
死焼マグネサイト粉末」６５重量部を原料とし、揮発分
＝０．５重量％、灰分：１１重量％、固定炭素二８８重
景％で２５０μｍ以下の［炭素質固体燃料」３５重量部
とを混合した補修材で補修を行った時の炉寿命が３４０
ヒートであったのが、平均炉寿命４２０ヒートまで向上
させることができた。しかも付着層として高純度のもの
が得られたので、補修すべき位置への付着効率が、従来
は平均７５％であったのに対し、平均９０％と高くなり
炉寿命延長に効果が認められた。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、補修面の条件に応
じた最適の火炎溶射ができ、また補修材として安価なも
のを使い得る傾向が大きいことから補修コストが安価に
なる。しかも好ましい燃焼制御が果せるので、？ｉｌｉ
修面の性状に優れ寿命を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、燃料の平均粒径と火炎長さの関係を示すグラ
フ。 第２図は、燃料に含む揮発分の量の差による吹付は中の
フレーム温度。 第３図は、燃料に含む揮発分の量の差による吹付は開始
１分後の火炎温度推移の図である。 第１図 Ｍｉｊ［］＃ｇｃＨａ＞乎ｙｒ１粒４４　Ｒ（ｐｍ）第
２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐火物壁の内面に、固体燃料粉と耐火材料粉からな
   る補修材をこの補修材中に含まれる固体燃料粉の燃焼に
   より生成する高温フレームを介して溶融または半溶融状
   態にして噴射付着させ、該壁面の補修を行う方法におい
   て、上記固体燃料粉の平均粒径Ｒ（μｍ）を必要な火炎
   長さＬ（ｍ）に応じて次式； （３／２００）Ｒ≦Ｌ≦（３／２００）Ｒ＋１．５を満
   す範囲内で上記耐火材料の溶射吹付けを行うことを特徴
   とする火炎溶射吹付け補修方法。 ２、耐火材料粉末と炭素質固体燃料粉末との混合物より
   なる補修材につき、該炭素質固体燃料として、２〜３５
   重量％の揮発分を含み、平均粒径が１０〜２００μｍの
   ものを用いることを特徴とする火炎溶射吹付け補修材。