JPS5936192B2 - 冶金用装置の内張り上にグナイトを火焔吹付けする方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は鉄冶金に係り、より詳しくは、冶金用装置の内
張り上にグナイトを火焔吹付けする方法に関する。

背景技術 冶金用装置の損傷した内張りは、通常、湿式および半乾
式グナイト吹付けといわれる技術を用いて局部補修され
る。

これらの技術は内張りの損傷個所に加湿された粉体耐火
材を被着することからなる。言うまでもなく、補修に先
立つて冶金用装置は冷却されている。この種の内張り補
修は多大な時間を要するとともに内張りの寿命は極めて
限られている。その理由は、耐火材の所望の冷間可塑性
を確保するために添加剤が用いてあるので、耐火剤の耐
熱性が低下することにある。たとえば、損傷した転炉内
張りの局部補修に使われるマグネサイト系又はドロマイ
ト系の耐火材にはシリケート系の添加剤を含有させなけ
ればならない。かような局部補修材料の組成は内張り材
料のそれと異４る。このため、補修材料中の添加剤は内
張り材と反応して、もとの内張り材よりも劣る耐火性能
を有する化合物を生成する。この種の補修材はもとの内
張りに十分良好に付着せず、また、もとの内張り材のよ
うにはスラグの化学的侵食に耐え得ない。般も効果的な
局部補修技術は冶金用装置の内張り上にグナイトを火焔
吹付けする方法である。

このｉ法は、耐火材と燃料と酸素を内張りに供給し、酸
素焔中で燃料を燃焼させ、火焔中に担持された耐火材粒
子を粒子が可塑状態になる温度に加熱し、ｊ可塑化され
た耐火材粒子を補修すべき内張りに被着するというもの
である。転炉内張りにグナイトを火焔吹付けする方法お
よび装置は知られている。

この方法によれば、耐火材と燃料は共に粉体材料であつ
て、それらは−３緒に内張りに供給される。耐火材と燃
料と酸素を担持した噴流は転炉内張りの表面に接線方向
に吹付けられる（１９７６年５月１３日発行の西独特許
第２２００６６７号参照）。内張り表面に対して接線方
向に火焔を方向設定することは局部補修が十分良好に行
なわれないという意味において不利である。

これは、耐火材の大半が浮遊塵となつて燃焼ガスに運び
去られてしまうからである。浮遊塵の発生は不完全燃焼
によつて起る外、粉塵搬送性の回転ガス噴流の中央に稀
薄区域（この区域にはガスと耐火材粒子の双方が引付け
られる）が生成することによつても起る。内張り表面に
対して接線方向に火焔を設定した場合には、ノズル端部
と内張りとの間の距離は燃料を完全燃焼させるには不十
分となる。その結果、耐火材の加熱は不十分となり、耐
火材は可塑状態にならない。したがつて、補修材中には
、粒子相互間で殆んど融着せずかつもとの内張り材にも
殆んど融着しない耐火物粒子が存在する。加熱の不十分
な耐火材は内張りに付着せず、燃焼ガスに運び去られる
。また、耐火材と燃料と酸素との混合物を補修すべき内
張りの表面にほぼ直角に吹付けることからなる、冶金用
装置の内張りの火焔吹付け方法が知られている。

耐火材は高温の火焔によつて軟化する。耐火材と燃料と
が含有する添加剤は溶融し、内張り表面と火焔中の耐火
材粒子を濡らす。耐火材粒子は約９００の角度をもつて
内張り表面に吹付けられる。このため、耐火材は内張り
に効果的に付着する。技術的思想および積極的効果の見
地よりすれば、本発明の前提をなす最も近い技術は、燃
料と耐火材とを含む噴流と酸素の噴流とを補修すべき内
張りの表面に垂直に吹付けることからなる火焔吹付け法
である。

この方法は吹付け管を用いて実施されるもので、この吹
付け管には耐火材と燃料との粉体状混合物と圧縮酸素と
を別々に夫々のノズルに供給するための通路が形成され
ている。ノズルは吹付け管の壁に沿つて延長している。
耐火物と燃料との混合物は中央ノズルから供給し、酸素
はノズルとノズルとの間の環状通路から供給する。

この混合物は２０〜３０重量％の燃料と７０〜８０重量
％のマグネサイトからなる（１９７７年メタラギア出版
の「メタラーグ」誌、第１２号、２５−２６頁、参照）
。この方法は火焔中の耐火材粒子が均一に加熱されない
という難点がある。

さらに、燃料の燃焼区域が火焔に沿つて伸長するので、
内張り表面に耐火物粒子が同じ速度て吹付けられない。
また、軸対称状の燃料・耐火材流は環状の酸素流と十分
に混合しない。さらに、火焔断面における濃度分布と温
度分布は均一ではない。燃料と耐火材との二相混合物は
中央噴流の形で噴出される一方、酸素技術分野本発明は
鉄冶金に係り、より詳しくは、冶金用装置の内張り上に
グナイトを火焔吹付けする方法に関する。

背景技術 冶金用装置の損傷した内張りは、通常、湿式および半乾
式グナイト吹付けといわれる技術を用いて局部補修され
る。

これらの技術は内張りの損傷個所に加湿された粉体耐火
材を被着することからなる。言うまでもなく、補修に先
立つて冶金用装置は冷却されている。この種の内張り補
修は多大な時間を要するとともに内張りの寿命は極めて
限られている。その理由は、耐火材の所望の冷間可塑性
を確保するために添加剤が用いてあるので、耐火剤の耐
熱性が低下することにある。たとえば、損傷した転炉内
張りの局部補修に使われるマグネサイト系又はドロマイ
ト系の耐火材にはシリケート系の添加剤を含有させなけ
ればならない。かような局部補修材料の組成は内張り材
料のそれと異４る。このため、補修材料中の添加剤は内
張り材と反応して、もとの内張り材よりも劣る耐火性能
を有する化合物を生成する。この種の補修材はもとの内
張りに十分良好に付着せず、また、もとの内張り材のよ
うにはスラグの化学的侵食に耐え得ない。最も効果的な
局部補修技術は冶金用装置の内張り上にグナイトを火焔
吹付けする方法である。

このｉ法は、耐火材と燃料と酸素を内張りに供給し、酸
素焔中で燃料を燃焼させ、火焔中に担持された耐火材粒
子を粒子が可塑状態になる温度に加熱し、可塑化された
耐火材粒子を補修すべき内張りに被着するというもので
ある。転炉内張りにグナイトを火焔吹付けする方法およ
び装置は知られている。

この方法によれば、耐火材と燃料は共に粉体材料であつ
て、それらは一緒に内張りに供給される。耐火材と燃料
と酸素を担持した噴流は転炉内張りの表面に接線方向に
吹付けられる（１９７６年５月１３日発行の西独特許第
２２００６６７号参照）。内張り表面に対して接線方向
に火焔を方向設定することは局部補修が十分良好に行な
われないという意味において不利である。

これは、耐火材の大半が浮遊塵となつて燃焼ガスに運び
去られてしまうからである。浮遊塵の発生は不完全燃焼
によつて起る外、粉塵搬送性の回転ガス噴流の中央に稀
薄区域（この区域にはガスと耐火材粒子の双方が引付け
られる）が生成することによつても起る。内張り表面に
対して接線方向に火焔を設定した楊合には、ノズル端部
と内張りとの間の距離は燃料を完全燃焼させるには不十
分となる。その結果、耐火材の加熱は不十分となり、耐
火材は可塑状態にならない。したがつて、補修材中には
、粒子相互間で殆んど融着せずかつもとの内張り材にも
殆んど融着しない耐火物粒子が存在する。加熱の不十分
な耐火材は内張りに付着せず、燃焼ガスに運び去られる
。また、耐火材と燃料と酸素との混合物を補修すべき内
張りの表面にほぼ直角に吹付けることからなる、冶金用
装置の内張りの火焔吹付け方法が知られている。

耐火材は高温の火焔によつて軟化する。耐火材と燃料と
が含有する添加剤は溶融し、内張り表面と火焔中の耐火
材粒子を濡らす。耐火材粒子は約９０焔の角度をもつて
内張り表面に吹付けられる。このため、耐火材は内張り
に効果的に付着する。技術的思想および積極的効果の見
地よりすれば、本発明の前提をなす最も近い技術は、燃
料と耐火材とを含む噴流と酸素の噴流とを補修すべき内
張りの表面に垂直に吹付けることからなる火焔吹付け法
である。

この方法は吹付け管を用いて実施されるもので、この吹
付け管には耐火材と燃料との粉体状混合物と圧縮酸素と
を別々に夫々のノズルに供給するための通路が形成され
ている。ノズルは吹付け管の壁に沿つて延長している。
耐火物と燃料との混合物は中央ノズルから供給し、酸素
はノズルとノズルとの間の環状通路から供給する。

この混合物は２０〜３０重量％の燃料と７０〜８０重量
％のマグネサイトからなる（１９７７年メタラギア出版
の「メタラーグ」誌、第１２号、２５−２６頁、参照）
。この方法は火焔中の耐火材粒子が均一に加熱されない
という難点がある。

さらに、燃料の燃焼区域が火焔に沿つて伸長するので、
内張り表面に耐火物粒子が同じ速度て吹付けられない。
また、軸対称状の燃料・耐火材流は環状の酸素流と十分
に混合しない。さらに、火焔断面における濃度分布と温
度分布は均一ではない。燃料と耐火材との二相混合物は
中央噴流の形で噴出される一方、酸素は環状噴流の形で
噴出されるので、火焔断面の中央領域では燃料と耐火材
の濃度は火焔の周辺部に比して高くなる。反対に、酸素
濃度は火焔周辺部で高く、中央部で低くなる。しかるに
、粒子が内張りに到達するまでの短い時間内に燃焼は完
了しない。したがつて、耐火材の一部は可塑状態になる
程には加熱されない。加熱の不十分な耐火材粒子は粉塵
として燃焼排ガスによつて運び去られる。内張り表面に
到達した加熱不足の耐火材粒子は他の粒子および内張り
材に有効に溶着せず、このため補修用耐火材粒子相互間
の結合も不十分となるので、補修個所は十分な耐久性を
有しない。燃料と耐火材との混合物を酸素流に平行に供
給した場合には、内張りに付着する耐火材の量は補修に
用いた耐火材の総量の６０〜７０％を越えることはない
。発明の開示 本発明の目的は、冶金用装置の内張り上にグナィトを火
焔吹付けする方法であつて、損傷した内張りに被着した
材料の耐久性を改善するとともにひいては内張りの寿命
を延長することが可能であり、内張りに付着する耐火材
の量を増加させもつて熱間補修に要する耐火材の全体量
を減少させ得るような方法を提供することである。

上記目的は本発明の方法によつて達成されるのであつて
、冶金用装置の内張り上にグナイトを火焔吹付けするた
めの本発明の方法は、内張り表面に耐火材と燃料との混
合物を軸対称的中央流の形で供給するとともに酸素は耐
火材と燃料との混合物流を囲繞し該混合物流に対して同
心的な環状周辺流の形で内張り表面に供給して高温の火
焔を形成し、高温の火焔中において耐火材を加熱して溶
融させ、耐火材の溶融粒子を内張りの表面に被着するこ
とからなるもので、その特徴とするところは、酸素は流
れの軸線を中心として旋回する先細状の環状流の形で内
張り表面に供給して火焔のほぼ全断面にわたつて混合物
流と混合すること、および、酸素流の回転運動量と耐火
材・燃料流の運動量の比は０．３〜３．０の範囲に維持
することである。

本発明の方法は酸素流に回転を与えることによつて燃料
と耐火材と酸素とを強度に混合しようというものである
。

回転する酸素流が燃料と耐火材との混合物流に与える影
響の程度、即ち、酸素流と混合物流との間の相互作用の
大きさは、酸素流の回転運動量と混合物流の運動量との
比として把握することができる。ここで、「酸素流の回
転運動量」は回転する先細状の酸素流の運動量（これは
吹付けノズル軸線に向う成分と回転方向成分を持つたベ
クトル量である）のうちの回転方向成分として定義され
、「混合物流の運動量」は混合物流の有する運動量（こ
れはノズル軸線方向のみの成分から成る）として定義さ
れる。これらの概念については「実施例１」の説明のと
ころで図面を参照してより詳しく説明する。冶金用装置
の内張りに吹付けられる火焔の運動エネルギーは主とし
て酸素流により得られるのであるが、酸素を噴出させる
ための先細状ノズルにより得られる酸素流の速度は超音
速にはできないので、酸素流の運動エネルギーは自ずか
ら限界がある。

酸素流のエネルギーの一部は燃料と耐火材粒子と酸素を
混合するために消費され、エネルギーの一部は耐火材粒
子に所定の軸方向速度を与えて内張り表面に貫入させる
ために消費される。冶金用装置の寸法が大きい場合（例
えば、直径７ｍ以上の転炉の場合）には、前記混合のた
めに消費されるエネルギーが最小限となり、エネルギー
の大部分が火焔の軸方向速度を与える様にしなければな
らない。これは、溶融した耐火材粒子が内張りに貫入す
るに十分な速度に耐火材粒子を加速するためである。従
つて、冶金用装置の寸法が大きい場合には酸素流の回転
運動量に比して混合物流の運動量を大きくする必要があ
り、寸法が小さい場合には混合物流の運動量に比して酸
素流の回転運動量を大きくして混合を強化することがで
きるのである。本出願人は、現に、酸素流の回転運動量
と混合物流の運動量との比を０．３５乃至０．６に維持
することにより、容量３００〜３５０トンの大型の転炉
の内張りにグナイトを火焔吹付けすることに成功したも
のである。装置が小型の場合には、混合に消費される酸
素流エネルギーを増大させ、耐火材粒子に軸方向速度を
与えるために消費されるエネルギーを減少させることが
できる。容量１３０〜１６０トンの小型の転炉の場合に
は、酸素流の回転運動量と混合物流との比を１．５乃至
２．５、場合によつては３．０とすることによりグナイ
トの火焔吹付けに成功した。本発明の方法によれば、限
られた空間内でかつノズルの出口の直近で燃料を燃焼さ
せることができる。

また、耐火材は迅速に熱せられて可塑状態となるととも
に、補修すべき内張りの表面に耐火材粒子を所望の速度
で吹付けることができる。本発明の方法は、耐火材が内
張りに吹付けられかつ付着する温度を最良に維持するの
で、内張りの損傷個所に被着された耐火材の耐久性を大
幅に改善する。この方法は、また、火焔の全断面にわた
つて濃度と温度を十分均一にする。火焔中において耐火
材粒子は急速かつ均一に熱せられるので、内張り表面に
付着する耐火材の量が増加する。付着量の増加はまたす
べての耐火材粒子が所望のほぼ同一の速度で内張り層に
到達することにも基づいている。火焔をその軸線を中心
として回転させるので、火焔の広がり角が増加し、また
、火焔の全断面にわたつて濃度、速度および温度が均一
となる。この種の火焔は従前の熱間補修法に比してより
柔順に曲りやすく、より小さな角度で内張り表面に接触
する。回転する火焔によつて吹付けられた補修材は内張
りに確実に付着する。補修層の耐火性は２０〜２５％増
加する。

燃料と耐火材を平行流の形で供給する方法に比し、耐火
材消費量は２０％減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図はノズルの中心軸線を通る面に沿つた吹付け管の
断面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿つたノズ
ルの断面図、第３図は酸素流と混合物流の相互作用を図
解した図である。 発明を実施するための最良の形態 冶金用装置の内張り上にグナイトを火焔吹付けする方法
は添附図面に示した吹付け管を用いて実施することがで
きる。 第１図はこの吹付け管の断面図であつて、ノズルの中心
軸線を通る面に沿つて視たものである。第２図は第１図
のＡ−Ａ線に沿つたノズルの断面図である。本発明に基
づく吹付け管は中央管１と管２とを具えてなり、中央管
１は燃料と耐火材との混合物を供給するためのものであ
る。管１と管２との間の環状ギヤツプは酸素を供給する
ためのものである。この吹付け管はさらに管３および管
４ならびに円筒状ブシユ５を有しており、管３および管
４は冷却水を供給排出するための環状通路を形成し、円
筒状ブシユ５は酸素流を回転させる役目を有する。吹付
け管はさらに、燃料と耐火材との混合物を噴出するため
の中央ノズル６と、酸素を噴出するための先細状のノズ
ルＴを有する。中央ノズル６の端部は酸素供給用ノズル
Ｔの内側にある。酸素流に回転を与えるため、ブシユ５
の壁にはスロツト８が形成してある（第２図）。これら
のスロツトは中央ノズル６の円筒状表面に対して接線方
向になつている。酸素流に回転を与えるための機構は異
なる型式にすることが可能である。すなわち、たとえば
所定角度をもって配置したパドルを用いることができよ
う。燃料と耐火材との混合物は中央管１を経て送られる
。 粉体状の混合物は圧縮空気によつて搬送される。酸素は
管１と管２との間の環状通路から送られる。燃料と耐火
材との混合物は中央ノズル６から出す。酸素はノズル５
とノズル６との間のギヤツプから噴出させる。このギャ
ツプから噴出するときには、酸素は中央ノズルのまわり
に回転せられる。中央ノズルの出口に向つて移動し中央
ノズル軸線を中心として回転する酸素流は、燃料と耐火
材とからなる二相性の中央流の基部に接線方向に接して
いる。中央ノズルの出口の下流においては、回転する酸
素流は燃料と耐火材との二相性噴流に接触してこれに回
転を与える。ノズル６の先端とノズルＴの先端との間の
空間は酸素と燃料と耐火材とが強度に予備混合される領
域である。この混合はこれら二種の流れの回転により起
るとともに耐火材と燃料との二相性噴流に酸素が逃入す
ることによつて起るのであり、後者の逃入はまた酸素噴
出通路が出口に向つて先細になつていることによつて起
る。酸素流が先細状となつていることはまた遠心力によ
る酸素の損失が回避されることをも意味している。テー
パ角は１０〜２０゜である。これら二種の流れが夫々の
ノズルから出る時には、各成分は完全に混合される。高
温のガスがこれらの流れの中に引き込まれ、燃料はノズ
ル出口の直近で点火される。各成分が平行流の形で噴出
されるような装置に比して、火焔は極めて短い。したが
つてまた、燃焼区域も短い。これは単位容積あたりの発
生熱量が非常に大きく、耐火材粒子の加熱が急速に行な
われることを意味する火焔が回転するため、火焔の全断
面にわたつて速度、温度および濃度がより均一となる。
すべての耐火材粒子がほぼ同じ速度および温度で内張り
に衝突するので、燃焼生成物の排気ガス中に運び去られ
る耐火材は減少する。本発明の吹付け管によつて生成さ
れる回転火焔は従来法により形成される火焔に比してよ
り柔軟に曲ることができる。以下の実施例は本発明を実
施するための最良の形態を理解するに有用であろう。実
施例 １ 補修の対象は３００トン転炉である。 転炉の内径は６．８ｍであり、内張りはタール浸漬マグ
ネサイトであつた。 局部補修は２５重量％のコークスと７５重量％のマグネ
サイトからなる混合物を用いて行なつた。 混合物の粒子径は０．１關以下であつた。微細に粉砕さ
れたコークスとマグネサイトの混合物は空気力により輸
送した。空気力搬送機構の空気消費量はコークス・マグ
ネサイト混合物１００ｋ９当り２ｍ゜であつた。熱間補
修作業開始時の内張りの温度は１３００℃であつた。火
焔吹付けに先立つて吹付け管は水で冷均し、それから転
炉内に挿入した。 補修は吹付け管をその長軸まわりに回転させながら転炉
の中央から行なつた。火焔は内張り表面に直角に保持し
た。この実施例で用いた吹付け管は１０対のノズルを有
するものである。燃料と耐火材との混合物は中央ノズル
から供給し、酸素はノズル間の環状通路から供給した。
酸素流はノズル軸線を中心として回転した。酸素流はノ
ズル軸線に垂直な面に対して８０たの角度をもつてスロ
ツト８（第２図）から噴出した。燃料・耐火材混合物の
消費量は５３５ｋｇ／Ｍｚｎであつた。 酸素消費量は２１５ｍ３／Ｍｚｎであつた。 次に、第３図を参照して、酸素流と混合物流の相互作用
、ならびに、第１実施例における酸素流の回転運動量、
混合物量の運動量、およびそれらの比の計算方法につい
て説明する。酸素流と混合物流との間の相互作用のパラ
メータは、中央ノズ〉ｋル６と酸素供給用先細ノズル７
との間の環状隙間２０から旋回しながら噴出する酸素流
の回転運動量と、中央ノズルの噴孔１０から噴出する混
合物流の運動量であり、この相互作用の程度は混合物流
の運動量に対する酸素流の回転運動量（これが火焔の回
転を生じさせるものである）の比として表わすことがで
きる。酸素流の運動量は毎秒当りの酸素の流量（重量）
ｍに速度ｗを乗じたもの（即ち、ｍ−ｗ）として表わす
ことができ、その単位はＫｇ・ｍ／Ｓｅｃである。酸素
流の全運動量は、隙間２０の中間円Ｃ１上の複数の質点
の運動量の総和として考えることができる。各質点の運
動量は中間円Ｃ１を始点とするベクトル量である。今、
第３図において、中間円Ｃ１上の任意の質点Ｐの初期運
動量を（Ｍｗ）８２とすれば、それはノズル軸線（即ち
、火焔の軸線）を通る平面上に存在する軸方向ベクトル
成分（Ｍｗ）０２と、１０ｎｇノズル軸線に垂直な平面
上に在りノズル軸線を中心とする円Ｃ２ＶＣ接線方向の
横断方向（または回転方向）ベクトル成分（Ｍｗ）？？
、とに分解することができる。 燃料と耐火材の混合物流の運動量は（ＭＷ）ｎ１である
。酸素流の初期運動量ベクトルがノズル軸線に垂直な平
面に対して成す角はαであり、ノズル軸線に向かう軸方
向ベクトル成分がノズル軸線に垂直な平面に対して成す
角はβである。酸素流の回転運動量と混合物流の運動量
との比は次式で表すことができる。（１）式および第３
図から明らかな様に、角αが小さくなればなるほど、混
合物流の運動量に対する酸素流の回転運動量の比が増大
する。 耐火材と燃料との混合物流の運動量は次のように計算さ
れる。 ここで、ρｂは、空気の密度（Ｋｇ．／７ｎ′）、Ｖｂ
は、１つのノズルの空気流量（Ｍ３／ＳｅｅｍＣｎｌは
、１つのノズルの混合物流量）、 （Ｋｇ／Ｓｅｃ）、 ＷＷぱ、混合物流の流速（ｍ／Ｓｅｃ）である。 酸素流の初期運動量は次のように計算される。ここで、
ρ０２は、酸素の密度（１＜ｇ／イ）、ＶＯ２は、１つ
のノズルの酸素流量（Ｍ３／Ｓｅｃ）ＷＯ２は、酸素流
の流速（ｍ／Ｓｅｃ）である。酸素流の回転運動量は次
のように計算される。ここで、αは、前述したように酸
素流の初期運動量ベクトルがノズル軸線に垂直な平面に
対して成す角である。よつて、酸素流の回転運動量と混
合物流の運動量との比は、となる。 燃料・耐火材混合物流と酸素流とを平行にした場合に比
して、燃焼区域はより短かく、かつ、火焔の広がり角は
より大であつた。 耐火材粒子は十分に熱せられ、内張りに接触する前に可
塑状態になつていた。均一に熱せられた耐火材粒子は内
張りに強固に付着するとともに粒子相互で効果的に融着
しかつ内張りに融着した。初期内張りが４回の吹練に耐
えたのに対して、本発明に基いて転炉の円筒形表面に形
成した被覆物は５回の吹練に耐えることができた。これ
は、内張りの耐久性が２０％増加したことを意味する。
補修用混合物に含まれていたマグネサイトの９０％が内
張りに付加された。これは、従来法に比べてほぼ２０％
の増加である。火焔吹付けは転炉内面に所望の厚さの補
修層が蓄積形成されるまで継続した。３００トン転炉の
円筒形内面の火焔吹付けには３〜５分を要した。 実施例 ２ 補修の対象は３００トン転炉の円錐状面である。 転炉の口径は４．１ｍであつた。３００トン転炉の円錐
状部分の補修の特色は吹付け管の軸線と内張り表面との
間の距離が３４ｍから２．０５ｍに減少するということ
である。 これは燃焼区域をより短かくし、耐火材粒子が内張りに
到達する前に粒子を可塑状態にしなければならないこと
を意味している。吹付け管の構造および補修材の消費量
は実施例１と同様であつた。ただし、工相性中央流の回
転を強くしかつ各成分の混合を強化するため、燃料・耐
火材混合物の流量は変えることなくその運動量を減少さ
せた。この目的のため、粉体輸送に用いる圧縮空気の消
費量は１０ｍ３／Ｍｒｌｌから５ｍ３／Ｍｉｎに減少さ
せた。混合物の流量は同一に維持したが、流速は約半分
に低下させた。その結果、二相性中央流の運動量も半減
し、１６ｋ９・ｍ／Ｓｅｃとなつた。酸素流のパラメー
タは変えなかつた。したがつて、酸素流の回転運動量と
二相性中央流の運動量との比は１．５６であつた。流速
が低下したので二相性流はより柔軟となり、環状の酸素
流によつてより容易に分断された。火焔の広がり角は増
大し、燃焼区域は短縮された。さらに、酸素流と燃料・
耐火材混合物流との合併流の平均流速が低下した。した
がつて、他の条件は同じであるから、耐火材粒子がノズ
ル端部から内張り表面に到達する時間が延長したことに
なる。耐火材粒子は火焔中で均一に加熱され、可塑状態
となつた。内張りとノズル端部との間の距離は僅かに２
ｍであつたが、内張り表面に斜めに吹付けられ広く広が
つた火焔は内張り上に既に形成された耐火材被覆を破壊
ないし吹飛ばすことはなかつた。内張りの耐久性は２０
％向上した。 すなわち、初期内張りが４回の吹練に耐えるように設計
されているのに対して、５回の吹練に耐えることができ
た。補修材に含有されていたマグネサイトの約８５％が
内張りに付着した。これは従来法に比して１５％の増加
である。転炉の円錐状部分を補修するには２〜３分を要
した。したがつて、３００トン転炉の補修に要する合計
時間は５〜８分である。実施例 ３ 補修の対象は４４０トン平炉の天井である。 装入扉の縁と天井との間の距離は炉の中央部で２．、２
ｍ１前後壁部で０．８〜１．２ｍであつた。天井の中央
部分および前後壁に近い区域を火焔吹付けする時には燃
料と耐火材との混合物の流量は４００ｋ９／Ｍｍとした
。酸素消費量は１８０ｗ１／一であつた。 吹付けは装入扉の縁の高さで開始した。 干炉の場合には、ノズル端部と天井との間の距離は転炉
の場合よりはるかに短かく、かつ、広範囲に変化する。
天井の異なる部分を火焔吹付けする時には、火焔の構造
は噴流の回転速度を増減することによつて変化させた。
このようにして、燃料の燃焼に十分な時間を確保した。
その結果、耐火材粒子は所望の温度に熱せられ、所望の
速度で内張りに衝突した。天井の中央部を吹付けする時
には、火焔の到達距離をできるだけ大きくしなければな
らない。このため、回転速度を低下させて、火焔の腰を
強くした。酸素流の回転運動量と燃料・耐火材混合物流
の運動量との比は１．０であつた。燃料・耐火材混合物
の流量は一定とし、空気力輸送に用いる空気の流量を増
減することにより、二相性中央流の運動量を調節した。
天井の中央部分に火焔吹付けする楊合には、空気消費量
は８ｗ１／Ｍｉｎとした。天井の傾斜部を火焔吹付けす
る場合には、ノズル端部と内張りとの間の距離は減少す
る。このため、ノズル端部における限られた空間内での
各成分の混合を強化することが必要であり、また、火焔
の動力学的衝撃を緩和するため火焔の長さを減少させる
必要があつた。天井の傾斜部の吹付けは急速回転する火
焔によつて行なつた。 酸素流の回転運動量と燃料・耐火材混合物流の運動量と
の比は２．８に維持した。その結果、火焔は漏斗状とな
り、燃料の燃焼と耐火材粒子の加熱は火焔が粒子を内張
り表面に衝突させる前に起つた。圧縮空気消費量を２ｍ
’／Ｍｍに減少させることにより、回転を増大させた。
このような火焔の動力学的衝撃力は各成分の噴流が平行
であるような火焔のそれよりもはるかに小さい。この火
焔は非常に柔軟であるので、耐火材は内張り上に均一に
被着する。補修材中に含有されていた耐火材の７０％も
が内張りに付着した。形成された耐火材被覆は５〜７回
の吹練に耐えることができた。純酸素吹込み式の平炉の
天井を補修すれば、天井は当初の２２０回の吹練に対し
て３００回の吹練に耐えることができ、その寿命は３６
％増加する。産業上の利用可能性 本発明の方法は冶金用装置の損傷した内張りを補修する
ことを意図しており、したがつて、冶金および機械製造
の分野に利用できる。 本発明の方法は内張りの熱間補修、すなわち、内張りの
温度が燃料の着火温度よりも高いような熱せられた冶金
用装置の内張りの火焔吹付けに最も有効である。 たとえば、転炉の内張りは、溶鋼とスラグを排出した直
後であつて内張りの温度が１２００〜１４００℃の時に
補修するのが最も好ましい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冶金用装置の内張り表面に耐火材と燃料との混合物
   を軸対称的中央流の形で供給するとともに酸素を耐火材
   と燃料との混合物流を囲繞し該混合物流に対して同心的
   な環状周辺流の形で該内張り表面に供給して高温の火焔
   を形成し、高温の火焔中において耐火材を熱して溶融さ
   せ、耐火材の溶融粒子を内張り表面に被着することから
   なる、冶金用装置の内張りにグナイトを火焔吹付けする
   方法において、前記酸素はその流れの軸線を中心として
   回転する先細状の環状流の形で該内張り表面に供給して
   火焔のほぼ全断面にわたつて前記混合物流と混合し、酸
   素流の回転運動量と耐火材と燃料との混合物流の運動量
   との比は０．３乃至３．０に維持することを特徴とする
   、冶金用装置の内張りにグナイトを火焔吹付けする方法
   。