CN105637109A

CN105637109A - 热喷涂装置

Info

Publication number: CN105637109A
Application number: CN201480056851.6A
Authority: CN
Inventors: 本田和宽; 笹谷佳宽
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-06-01
Also published as: JP5767689B2; KR20160038042A; JP2015113490A; WO2015087642A1

Abstract

本发明提供一种在进行大量喷射时能够防止产生起燃的热喷涂装置。具体而言，在本发明的热喷涂装置中，设置有多个输出原材料粉体的输出部，在各自的输出部上连接有对从该输出部输出的原材料粉体和所述载气进行混合而形成混合物的混合物生成单元、及对通过该混合物生成单元而生成的所述混合物进行喷射的喷射单元(40)，且使这些喷射单元(40)的喷射口(41)的中心距为喷射口(41)的内径的1.4倍以上5.3倍以下。

Description

热喷涂装置

技术领域

本发明涉及用于形成耐火组成物的热喷涂装置。

背景技术

以往，作为用于形成耐火组成物的热喷涂装置，已知有通过利用助燃性的载气(氧气)对包含可燃性粉体(例如金属粉末)和耐火性粉体(耐火性骨料)的原材料粉体进行输送并喷射进而点火熔化来形成耐火组成物的热喷涂装置(例如专利文献1)。

具体而言，在专利文献1中记述有以下技术，即，利用喷出喷嘴将载气引导到喷射器内，在喷射器内对原材料粉体和载气进行混合，将混合后的混合物沿着流路引导到下游侧，利用喷射单元对混合物进行喷射，并使喷射后的混合物燃烧来形成耐火组成物。

此外，作为其他的热喷涂技术，已知有通过火焰喷补法(火焰喷涂法)来修补耐火物里衬的技术(例如参照专利文献2)。具体而言，在专利文献2中记述有从炉的下方朝向上方插入枪来进行热喷涂的技术。

专利文献1：日本特开2013-043141号公报

专利文献2：日本特开昭58-43385号公报

发明内容

在这样的热喷涂技术中，为了有效地且迅速地形成作为目标的耐火组成物，而需要较多地喷射构成耐火组成物的基础的原材料粉体的喷射量。此外，在较多地喷射原材料粉体时，需要被施工面上的堆宽小，且需要将被喷射的原材料粉体向被施工面平滑地进行施工。在此，堆宽是指在将原材料粉体向被施工面热喷涂时的向被施工面的熔敷部的宽度的最大长度。由于堆宽越大则被施工面的每单位面积的熔敷量变少，因此需要堆宽小。

以下，在本说明书中，将原材料粉体的喷射量多、堆宽小、实现平滑的施工的喷射称为大量喷射。在进行大量喷射时，增大混合物中的原材料粉体的比例(以下称为“气固比”)是有效的。然而，当增大气固比时，则原材料粉体彼此产生摩擦的频率变高，导致产生起燃的危险性变高。

因此本发明所要解决的技术问题是提供一种在进行大量喷射时能够防止产生起燃的热喷涂装置。

根据本发明的一个观点，提供有一种热喷涂装置，其为对混合有包含耐火性粉体及可燃性粉体的原材料粉体、及助燃性的载气的混合物进行喷射并使其燃烧来形成耐火组成物的热喷涂装置，其特征在于，具有多个输出所述原材料粉体的输出部，在各自的输出部上，连接有对从该输出部输出的原材料粉体和所述载气进行混合来形成所述混合物的混合物生成单元、及对通过该混合物生成单元而生成的所述混合物进行喷射的喷射单元而成，且这些喷射单元的喷射口的中心距为所述喷射口的内径的1.4倍以上5.3倍以下。

在本发明中，优选所述喷射单元的喷射方向为，相对于连结所述喷射口的中心之间的直线为50度以上95度以下。

根据本发明，通过设置多个输出原材料粉体的输出部，将喷射单元与各输出部连接，且对各喷射单元的喷射口的配置进行优化，能够进行大量喷射而不需要增大气固比。此外，由于不需要增大气固比，因此能够防止产生起燃。

附图说明

图1是表示本发明的热喷涂装置的一个实施方式的示意图。

图2是表示热喷涂机主体的构成例的剖视图。

图3是表示喷射单元的喷射口的位置关系的示意图。

图4是表示喷射单元的喷射方向的说明图。

图5是表示本发明的热喷涂装置的其他的实施方式的主要部分的示意图。

图6是表示堆宽的概念的说明图。

具体实施方式

图1是表示本发明的热喷涂装置的一个实施方式的示意图。同图的热喷涂装置具有2台热喷涂机主体10，且喷射单元40介由输送软管20及枪30而与各热喷涂机主体10连接。各喷射单元40具有喷射口41。这些的喷射口41在水平方向上被并列配置，且其内径相同。

图2是表示热喷涂机主体10的构成例的剖视图。同图所示的热喷涂机主体10具备作为贮存原材料粉体A的贮存单元的料斗11、及作为混合物生成单元的喷射器12。

原材料粉体A包含可燃性粉体(例如金属粉末)和耐火性粉体(耐火性骨料)而成。料斗11在其底部上具有输出原材料粉体A的输出部11a。喷射器12利用被加压的载气(氧气)的流动而从输出部11a吸入原材料粉体A，并对载气和原材料粉体A进行混合而形成混合物。

喷射器12具备与料斗11底部的输出部11a连通的具有内部空间的容器部12a、将被加压的载气从顶端向容器部12a的内部空间喷出的渐细的喷出喷嘴12b、及一端与容器部12a的内部空间连通并将所述混合物沿着流路从所述一端向另一端引导的吐出导管12c。即，在容器部12a的内部空间中，载气从渐细的喷出喷嘴12b顶端的喷嘴孔朝向吐出导管12c的一端(基端)以高速喷出，由此使容器部12a的内部空间形成负压(在此为比大气压更低的压力)。另一方面，介由垂直输送管11b而料斗11的输出部11a与容器部12a的内部空间连通。因此喷射器12利用被加压的载气的流动而从输出部11a将原材料粉体A吸入到容器部12a的内部空间，从喷出喷嘴12b顶端的喷嘴孔喷出的载气和原材料粉体A在容器部12a的内部空间中被混合而形成混合物。

该混合物介由水平输送管13被供给到输送软管20，进一步介由图1所示的枪30被供给到喷射单元40，并从喷射单元40的喷射口41朝向被施工面B喷射。另外，也可以省略水平输送管13，而将输送软管20与喷射器12的输出侧直接连接。

图3是表示喷射单元40的喷射口41的位置关系的说明图。在本发明中，喷射口41的中心距L设定为喷射口41的内径D的1.4倍以上5.3倍以下。当L超过D的5.3倍时，则无法实现作为目标的大量喷射。即，当L超过D的5.3倍时，则成为接近于将从各喷射口41喷射的原材料粉体相对于被施工面进行单独喷射的状态，从而无法实现大量喷射。另一方面，由于作为实机的设计上的限制，因此使L为D的1.4倍以上。即，在作为实机的设计上，将喷射单元40靠近而进行配置存在有极限。

在本发明中基本上各喷射口41的内径是相同的。这是由于当各喷射口41的内径不同时则无法进行均匀的热喷涂。但是，如果是热喷涂的均匀性不被损害的程度，则各喷射口41的内径也可以多少不同。此时，对喷射口41的中心距L进行规定时所使用的内径D可以是各喷射口41的内径的平均值。

同样，从确保热喷涂的均匀性这一点出发，各喷射口41如图3所示基本为并列配置。但是，其并列的方向可以为铅垂方向或倾斜方向。

图4是表示喷射单元40的喷射方向的说明图。在本发明中，优选喷射单元40的喷射方向为，相对于连结喷射口41的中心之间的直线为50度以上95度以下。即，优选图4所示的角度θ为50度以上95度以下。本发明从实现作为目标的大量喷射这一点出发，不设想该角度θ超过90度。但是，当考虑到设计上的限制及制作上的误差时，则容许范围是到95为止。

此外，本发明从实现作为目标的大量喷射这一点出发，优选角度θ设定为从各喷射口41喷射的原材料粉体在被施工面B上聚焦到一点上。为此的条件是，当使到被施工面为止的距离为R时，则以下式(1)进行表示。

R＝0.5L·tanθ…(1)

在此，到被施工面为止的距离R通常为50～200mm。此外，虽然喷射口41的中心距L因喷射口41的内径D而进行变化，但D通常相当于10A(12.7mm)至15A(16.1mm)。此时，喷射口41的中心距L的最大值成为16.1×5.3＝85.3mm，而当使到被施工面为止的距离R为最小的50mm时，则角度θ通过上式(1)而成为50度。由此，优选角度θ为50度以上。

此外，在图1的实施方式中设置了2台热喷涂机主体10，但可以如图5所示合并成1台热喷涂机主体50。即，在作为贮存原材料粉体A的贮存单元的料斗51上设置2个输出部51a，并将作为混合物生成单元的喷射器52与各自的输出部51a连接。喷射器52的构成可以与图2所示的喷射器12相同。但是，在本发明中，混合物生成单元不局限于喷射器。虽然喷射器还具有从输出部吸引原材料粉末的作用，但在使用喷射器以外的混合物生成单元时，也可以在输出部上设置转盘给料器、螺旋给料器等输出单元。

实施例

用图1的热喷涂装置进行试验，在确认有无起燃的同时，对施工体的平滑性及堆宽进行了评价。表1示出其结果。

表1

在试验中，使用了由作为耐火性粉体的二氧化硅(SiO₂)：85质量％和作为可燃性粉体的金属Si：15质量％构成的原材料粉体(0.1mm以下的粒子：20质量％)，并通过使0.5MPa的载气(氧气)流过来对原材料粉体进行了喷射。另外，在比较例1及比较例2中，在图1的热喷涂装置中仅使用一侧的热喷涂机主体10而从1个喷射单元40进行了喷射。

除了比较例2以外，原材料粉体的喷射量为热喷涂机主体每1台50kg/h，而比较例2为100kg/h。喷射单元40的喷射口41的内径、喷射口41的中心距、热喷涂距离(图4中所说明的到被施工面为止的距离R)、及喷射角度(图4中所说明的角度θ)如表1所示。

对于有无起燃，以目测确认了在喷射单元40附近有无火花产生。如果产生有起燃，则其火花在输送软管20及枪30内发展，在喷射单元40附近可进行确认。

对于施工体的平滑性，当施工体的凹凸的大小为3mm以下时则评价为优秀(◎)，而当大于3mm且为5mm以下时则评价为好(○)。

堆宽是指如图6所示在将喷射单元(喷射喷嘴)一边向一个方向移动一边进行热喷涂时的向被施工面的熔敷部的宽度的最大长度，以比较例1的堆宽作为100，对各例的堆宽进行了指数换算。其堆宽越大则被施工面的每单位面积的熔敷量越少，在本试验中评价为，当堆宽以指数换算值为超过150时则未能得到大量喷射的效果。

如表1所示，处于本发明的范围内的实施例1～8都未确认到起燃，且平滑性也良好。此外，堆宽为小于150，也得到了大量喷射的效果。

比较例1的喷射单元40为1个，喷射量为50kg/h，不是大量喷射的例子。比较例2是喷射单元40为1个，并使喷射量增加到100kg/h的例子，但由于气固比大而产生了起燃。

比较例3为喷射口41的中心距过大的例子，堆宽为180而未能得到大量喷射的效果。比较例4为喷射角度为比50度更小的44度的例子。此时，在到达被施工面B之前，喷射的原材料粉体相互碰撞而产生飞散。因此，堆宽为210，而未能得到大量喷射的效果。

本发明的热喷涂技术可用于炼焦炉、转炉、熔解炉、AOD炉、铸桶、浇注盘、真空脱气炉、鱼雷车(torpedocar)、电炉、焚烧炉、感应电炉、加热炉、玻璃窑炉等使用含有可燃性金属粉体的热喷涂的工业窑炉等。

符号说明

10-热喷涂机主体；11-料斗；11a-输出部；11b-垂直输送管；12-喷射器(混合物生成单元)；12a-容器部；12b-喷出喷嘴；12c-吐出导管；13-水平输送管；20-输送软管；30-枪；40-喷射单元；41-喷射口；50-热喷涂机主体；51-料斗；52-喷射器；A-原材料粉体；B-被施工面。

Claims

1.一种热喷涂装置，其为对混合有包含耐火性粉体及可燃性粉体的原材料粉体、及助燃性的载气的混合物进行喷射并使其燃烧来形成耐火组成物的热喷涂装置，其特征在于，

具有多个输出所述原材料粉体的输出部，

在各自的输出部上，连接有对从该输出部输出的原材料粉体和所述载气进行混合来形成所述混合物的混合物生成单元、及对通过该混合物生成单元而生成的所述混合物进行喷射的喷射单元而成，

且这些喷射单元的喷射口的中心距为所述喷射口的内径的1.4倍以上5.3倍以下。

2.根据权利要求1所述的热喷涂装置，其特征在于，所述喷射单元的喷射方向为，相对于连结所述喷射口的中心之间的直线为50度以上95度以下。