(57)【要約】【課題】  溶射前に溶射対象部となる損傷部の研削等を行わなくても、確実に、且つ、作業能率を低下する事なく溶射補修を行うことができる炭化室の炉壁補修方法を提供する。【解決手段】  炭化室の炉壁損傷部１１にテルミット溶射材料１４を吹き付けて補修を行う炭化室の炉壁補修方法において、炉壁損傷部１１の付着カーボンを燃焼除去した後、口径が５〜２０ｍｍの溶射ノズル１３を使用してテルミット溶射材料１４を吹き付け、確実に、且つ、作業能率を低下する事なく溶射補修を行う。【選択図】        図２
2005330385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化室の炉壁損傷部にテルミット溶射材料を吹き付けて補修を行う炭化室の炉壁補修方法において、
前記炉壁損傷部の付着カーボンを燃焼除去した後、口径が５〜２０ｍｍの溶射ノズルを使用して前記テルミット溶射材料を吹き付けることを特徴とする炭化室の炉壁補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炭化室の炉壁補修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉の炭化室の炉壁は耐火物レンガ（以下、単に耐火物という）で構成されている。この耐火物に、例えば、目地切れ、亀裂の発生、欠損等の損傷が生じると、発生したコークス炉ガスが、炭化室から燃焼室へ流入して不完全燃焼を生じたり、熱分解カーボンの炉壁への付着の増大、あるいは製造したコークスの炉壁損傷部（以下、単に損傷部と称す）への食い込みによる押し詰まりの問題が生じる。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、コークス炉の炭化室の炉壁が損傷した場合に、その損傷部に溶射材料を吹き付けて補修する方法が開示されている。
なお、この炉壁補修方法では、損傷部への溶射材料の溶着状態を良好にするため、溶射の前工程として、損傷部に残存する付着物を除去し、更に、その損傷部を研削した後、溶射ノズルで火炎溶射補修を行っている。
【０００４】
このような手順で溶射補修を行っているのは、図３に示すように、前記付着物を除去した後（溶射前）の損傷部７０の耐火物面には、微細な凹凸７１（大小さまざまであるが、深さ１０ｍｍ以下が多い）が形成されているため、この凹凸７１に溶射ノズル７２で火炎溶射すると、吹き付けられた溶けた溶射材料が、微細な凹凸７１の山の峰と峰（山の斜面と斜面）との間に引っ掛かり、谷に橋を架けたような箇所も発生するからである。このため、凹凸７１の凹部内に溶射材料を確実に充填することができず、補修部の亀裂、剥離等が発生して耐久性が悪くなるため、前記したように、損傷部を研削し、この凹凸７１を除去して平らな面として、確実な溶射を行っていた。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−７９９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した方法では、機械的な力を加えて損傷部を研削した後、溶射を行っているため、この研削自体が、損傷部の耐火物や目地に亀裂や欠けを発生させる原因となり、損傷範囲を更に拡大させてしまう問題があった。
また、研削作業を行うことで、全体の補修時間が長くなって、炭化室の炉壁が冷却され、スポーリングが発生して健全箇所の耐火物をも損傷する恐れがあった。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、溶射前に溶射対象部となる損傷部の研削等を行わなくても、確実に、且つ、作業能率を低下することなく溶射補修を行うことができる炭化室の炉壁補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的に沿う請求項１記載の炭化室の炉壁補修方法は、炭化室の炉壁損傷部にテルミット溶射材料を吹き付けて補修を行う炭化室の炉壁補修方法において、
前記炉壁損傷部の付着カーボンを燃焼除去した後、口径が５〜２０ｍｍの溶射ノズルを使用して前記テルミット溶射材料を吹き付ける。
請求項１記載の炭化室の炉壁補修方法において、テルミット溶射とは、通常の火炎溶射、ガス溶射等のように、溶射材料と共に火炎を噴出させて炉壁損傷部に対して溶融させた溶射材料を吹き付ける溶射方式とは異なり、炉壁損傷部に吹き付けられた粉体である溶射材料が、炉壁面で炉熱によって、キャリアガスである酸素と溶射材料中の酸化性金属が酸化反応して発熱し、この溶射材料を溶融して損傷部に溶着することを意味する。
【０００９】
また、溶射ノズルの口径を５〜２０ｍｍにしたが、更に、キャリアガスの影響を受けることなく、能率的に、且つ、安定した溶射補修を実施するためには、溶射ノズルの口径の下限を１０ｍｍ以上、上限を１６ｍｍ未満にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の炭化室の炉壁補修方法は、炭化室の損傷部に付着したスポンジ状カーボンを燃焼除去しただけで、損傷部に凹凸が存在するままの状態において、損傷部に吹き付けた溶射材料を、該損傷部の凹凸の細部にまで侵入させ反応させて溶着させることができる。これにより、従来のように溶射前に事前の研削作業を行うことなく溶射を実施できるので、損傷部に衝撃を与えることなく、かつ、補修後の耐久性も良好にすることができ、炭化室の長寿命化を図ることが可能となる。また、研削作業を行わないために、作業時間の短縮が図れると共に作業性も良好になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る炭化室の炉壁補修方法の説明図、図２は同炭化室の炉壁補修方法に使用する水冷式の溶射ランスの説明図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る炭化室の炉壁補修方法は、炭化室の炉壁１０を構成する耐火物レンガ（以下、単に耐火物という）に発生した目地切れ、亀裂の発生、欠損等の炉壁損傷部（以下、単に損傷部ともいう）１１を、溶射ランス１２でテルミット溶射して補修する方法である。
まず、本発明の一実施の形態に係る炭化室の炉壁補修方法に使用する溶射ランス１２について説明した後、本発明の一実施の形態に係る炭化室の炉壁補修方法について説明する。
【００１３】
溶射ランス１２としては、図２に示すように、粉体である溶射材料１４をキャリアガスと共に噴出させる溶射ノズル１３の先部まで冷却媒体を流通させて冷却する構造、例えば、水冷式のものを使用することが好ましい。そして、溶射ノズル１３は、その口径（噴出口の内径）が５〜２０ｍｍ（好ましくは、下限が１０ｍｍ以上、上限が１６ｍｍ未満）となっている。
そして、炭化室の炉壁１０の損傷部を溶射するに際しては、この溶射ランス１２をオペレータが操作して溶射してもよいが、例えば、特開平９−３０２３５４号公報に記載された溶射装置に該溶射ランス１２を取付けて自動的に溶射を行う事が好ましい。
【００１４】
続いて、図１を参照しつつ本発明の一実施の形態に係る炭化室の炉壁補修方法について説明する。
まず、付着カーボンが燃焼除去された後に溶射材料１４が吹き付けられる炉壁１０の損傷部１１は、７００〜１０００℃の温度範囲となっているため、この損傷部１１を、テルミット反応を起こすための熱源として使用できる。ここで、損傷部１１に吹き付けられるテルミット溶射材料（以下、単に溶射材料ともいう）１４のうち、損傷部１１に形成される凹凸１５の凸部（山部）に衝突する溶射材料１４は、凸部で滞留しないため酸化反応し難く、凹部方向へ流れ込んだ後、損傷部１１の熱により酸化反応を起こして溶融し溶着する。
一方、損傷部１１に形成される凹凸１５の凹部（谷部）に衝突する溶射材料１４は、凹部内に滞留し、そのまま損傷部１１の熱により酸化反応を起こして溶融し溶着する。これにより、溶射材料１４が損傷部１１の凹凸１５を抱え込む様に溶着して固化することから、強固な補修層が形成出来る。
【００１５】
このように、テルミット溶射は、火炎（ＬＰＧ）溶射とは異なり、粉体である溶射材料とキャリアガスを溶射ノズル１３から吐出させて行うため、損傷部１１の凹部に到達するまで溶射材料１４が溶融しない。このため、溶射材料１４の流動性が大きく、損傷部１１に形成される凹凸１５の凸部から凹部へ向かって溶射材料が流れ易くなり、凹部に流れ込んだ溶射材料１４が集まってそこで酸化反応を起こして溶融し、凹部は溶融した溶射材料１４で確実に充填される。
【００１６】
ここで、溶射ノズル１３の口径が５〜２０ｍｍの場合には、上記の反応がスムーズに行われて強化な補修層が形成できる。しかし、溶射ノズルの口径が２０ｍｍを超える場合、溶射ノズルから噴射する溶射材料１４とキャリアガスの量が必然的に多くなる。特に、多くなったこのキャリアガスによって、溶射材料１４の吹き付け位置、即ち、損傷部が冷却され、その表面温度が６００℃以下に低下して、凹部に流れ込んだ溶射材料１４中の酸化性金属が酸化反応を起こし難くなり、溶射不可能となる場合がある。また、酸化反応が起きたとしても低温であることから、溶射材料１４が溶融し難くなりリバウンドが多くなって溶射効率が悪くなり、溶射作業時間が長くなる。
【００１７】
一方、溶射ノズルの口径が５ｍｍ未満の場合、溶射ノズルから出る溶射材料１４の量が少なくなり作業能率が悪く、溶射作業時間が長くなる。
従って、安定し、且つ、能率良く補修を実施するため、溶射ノズルの口径を５〜２０ｍｍにする必要があるが、更に、能率良く安定した補修を実施するためには、溶射ノズルの口径の下限を１０ｍｍ以上、上限を１８ｍｍ以下にすることが好ましく、更には、上限を１６ｍｍ未満にすることが好ましい。
【実施例】
【００１８】
次に、本発明の実施例について説明する。
対象となるコークス炉の炭化室の寸法は、幅０．４４ｍ、高さ６ｍ、長さ１５．８ｍである。この炭化室の炉壁１０に発生した種々の広さ及び深さを有する損傷部１１を、図２に示す構造の溶射ランスを使用して溶射補修を行った例である。また、溶射ランスは溶射ノズルの口径を種々異なるものを製作して使用した。
更に、炭化室の炉壁１０の損傷部１１の広さ及び深さを、特開平９−３０２３５４号公報に記載された溶射装置にレーザー式の距離計を設けて測定し、その後、前記レーザー式の距離計と溶射ランスの取り替えを行った後、前記測定した損傷部１１の広さ及び深さを基にして、表１のテルミット溶射材料を用いて溶射した。この結果を表２に示す。
【００１９】
【表１】
2005330385.tif 000003
【００２０】
【表２】
2005330385.tif 000004
【００２１】
表２から判るように、実施例１〜４は溶射時間も短く、溶射歩留も良好であり、特に、実施例２、３は他の実施例に較べて極めて良好であった。
また、比較例１は溶射ノズルの口径が本発明の下限を外れた例であり、溶射歩留は良好であったが、溶射時間が大幅に長くなった。また、比較例２は溶射ノズルの口径が本発明の上限を外れた例であり、溶射は可能であったが、溶射時間が長くなると共に歩留が非常に悪いものであった。
【００２２】
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の炭化室の炉壁補修方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る炭化室の炉壁補修方法の説明図である。
【図２】同炭化室の炉壁補修方法に使用する水冷式の溶射ランスの説明図である。
【図３】従来例に係る炭化室の炉壁補修方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０：炉壁、１１：炉壁損傷部、１２：溶射ランス、１３：溶射ノズル、１４：テルミット溶射材料、１５：凹凸部
【図１】
2005330385.tif 000005
【図２】
2005330385.tif 000006
【図３】
2005330385.tif 000007