AT392467B

AT392467B - Verfahren und vorrichtung zum bilden einer feuerfestmasse auf einer oberflaeche

Info

Publication number: AT392467B
Application number: AT2368/86A
Authority: AT
Inventors: Leon-Philippe Mottet; Emilian Wlodarski
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1985-09-07
Filing date: 1986-09-02
Publication date: 1991-04-10
Also published as: NL193202B; FR2587920B1; IT8667677A1; KR870003029A; AU583944B2; ATA236886A; ZA866746B; IT8667677A0; KR940005093B1; IL79952A0; CN86105355A; ES2001975A6; IL79952A; DE3629886C2; MX163425B; BR8604366A; SE8603704D0; BE905341A; LU86568A1; CN1005080B

Description

AT392467B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden einer Feuerfestmasse auf einer Oberfläche und solche Verfahren werden eingesetzt, um Feuerfestüberzüge auf Feuerfestblöcken oder anderen Oberflächen zu bilden und benutzt weiden sie insbesondere zum Reparieren oder Verstärken von Ofenauskleidungen in situ, die Anwendung kann in einigen Fällen bei vollem Ofenbetrieb erfolgen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem aus einem Auslaß entlang gegen die genannte Fläche ein Gemisch aus oxidierbaren Partikeln und Feuerfestpartikeln in einem die Verbrennung bewirkenden Trägergas versprüht wird, so daß bei Verbrennung dieser oxidierbaren Partikel ausreichend Wärme erzeugt wird, um wenigstens die Oberflächen der Feuerfestpartikel zu erweichen oder zu schmelzen und die Bildung der Feuerfestmasse herbeizuführen.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zum Bilden einer Feuerfestmasse auf einer Oberfläche, wobei gegen die Oberfläche ein Gemisch aus oxidierbaren Partikeln und Feuerfestpartikeln in einem die Verbrennung bewirkenden Trägergas versprüht wird, so daß bei Verbrennung dieser oxidierbaren Partikel ausreichend Wärme erzeugt wird, um wenigstens die Oberflächen der Feuerfestpartikel zu erweichen oder zu schmelzen und so die Bildung der Feuerfestmasse herbeizuführen. Die Vorrichtung umfaßt hierbei Mittel, um diese Partikel mit einem Trägergasstrom zu vermischen, eine Lanze mit einem Auslaß, von dem aus sie versprüht werden sowie eine Speiseleitung zum Fördern des Trägergases und der mitgerissenen Partikel an den Lanzenauslaß.

Die oben charakterisierten Verfahren eignen sich besonders in ihrer Anwendung auf die Reparatur von Erosion, welche durch Kontakt zwischen feuerfestem Material und schmelzflüssigem Metall hervorgerufen wurden, wie dies in Öfen, Pfannen und Konvertern der Fall ist, die in der Eisen- und Stahlindustrie zur Anwendung kommen.

Unter bekannten Vorschlägen auf diesem Gebiet sind zu nennen die britische Patentschrift 1 330 894 (Glaverbel) oder die britische Patentschrift 2 035 524 (Coal Industry (Patents) Limited).

In an sich wohl bekannter Weise werden die Feuerfestpartikel so gewählt, daß sie die gewünschten Feuerfesteigenschaften an die zu bildende Masse übertragen, beispielsweise um sich der chemischen Zusammensetzung eines Feuerfestsubstrats anzupassen, gegen welches sie versprüht werden sollen oder um eine Feuerfestoberfläche höherer Qualität auf diesem Substrat zu bilden. Als oxidierbares Material verwendet man üblicherweise Silicium und/oder Aluminiumpartikel, obwohl Partikel anderer Materialien wie Magnesium und Zirkonium verwendet werden können, wenn man wünscht, spezielle Eigenschaften der zu bildenden Feuerfestmasse zu erteilen. Natürlich gibt es andere Materialien, die verwendet werden können; diese sind aber im allgemeinen weniger bevorzugt. Es wurde empfohlen, oxidierbare Partikel mit einer mittleren Korngröße unter 50 pm oder sogar unter 10 pm zu verwenden (GB 1330 894).

Es ist natürlich äußerst wünschenswert, sicherzustellen, daß ausreichend Sauerstoff für das gewünschte Ausmaß der Verbrennung zur Verfügung steht; die Zufuhr eines wesentlichen Überschusses an Sauerstoff ist empfohlen worden. Beispielsweise empfiehlt die GB-PS 1 330 894 die Verwendung von Sauerstoff als Trägergas und spezifiziert in den Beispielen Speisedurchsätze von 60 kg gemischter Partikel in 12001 Sauerstoff und 30 kg gemischter Partikel in 4801 Sauerstoff pro Stunde.

Im allgemeinen wünscht man, daß die gebildete Feuerfestmasse im wesentlichen keinerlei noch-oxidierbares Material enthalten soll, da das Vorhandensein solch eines Materials gewöhnlich von der Qualität dieser Feuerfestmasse ablenkt und dazu führt, daß das nicht verbrannte Material nicht in die Lage versetzt wurde Wärme während des Sprühvorgangs abzugeben, so daß es in diesem Ausmaß verschwendet wird. Hierdurch würden unnötigerweise Kosten beim Verfahren entstehen. Da das noch-oxidierbare Material kaum verbrennen kann, wenn es in da im Bildungsvorgang befindlichen Feuerfestmasse begraben ist, muß es auf seinem Weg brennen oder während es auf der besprühten Fläche frei liegt. Im Betrieb wird der Auslaß an da Spitze da Lanze, von der aus das Material versprüht wird, oft unta einem Abstand von einigen 10 bis 30 cm von der Oberfläche gehalten, auf welcher die Feuerfestmasse ausgebildet ist; es ist somit wünschenswert, daß das oxidierbare Matoial ziemlich schnell abbrennt. Solch rasches Verbrämen wird unterstützt durch die Verwendung sehr kleiner oxidierbarer Partikel, die in einem sauerstoffreichen Gasstrom gut gemischt werden.

Ebenfalls wünschenswert ist, die Haltbarkeit der gebildeten Feuerfestmasse zu begünstigen, damit die Feuerfestmasse frei von Porosität ist, besonders wenn das Feuerfestmaterial in Kontakt mit schmelzflüssigem Metall über seine Lebensdauer kommt. Die Gefahr der Bildung einer porösen Feuerfestmasse wird noch gesteigert, wenn große Mengen an Trägergas eingesetzt werden.

Die Zuführung sehr kleiner oxidierbarer in einem sauerstoffreichen Gasstrom gut durchmischter Partikel ist äußerst günstig für eine rasche und wirksame Verbrennung bei Aus trag aus da Lanze. Dies kann jedoch auch zu Bedingungen führen, unter welchen Verbrennung innerhalb der zum Lanzenauslaß führenden Speiseleitung unterstützt wird. Hierdurch würde der Prozeß klar unterbrochen; es könnten sich Schäden am verwendeten Gerät einstellen. Solch eine Verbrennung kann in gewissen Fällen durch "flashback" bzw. Rückschlag vom Lanzenauslaß ausgelöst werden, wenn die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit größer als die Geschwindigkeit ist, bei da das Material aus der Lanze ausgestoßen wird. Die Gefahr des Brennens innerhalb der Speiseleitung wird durch die Verwendung sehr kleiner oxidierbarer Partikel, durch Steigerung des Gewichtsanteils der oxidierbaren Partikel in Bezug auf den Anteil der Feuerfestpartikel, durch Steigoung des Anteils von Sauerstoff im Trägagasstiom und durch Steigerung des Durchmessers der Speiseleitung erhöht. Flammenrückschlag kann in -2-

AT 392 467 B relativ milder Form lediglich zum Blockieren des Lanzenauslasses führen oder im ernsteren Falle kann der Flammenrückschlag sogar bis zu der Stelle erfolgen, wo die Partikel mit dem Sauerstoffträgergasstrom vermischt werden. Aus diesem Grunde empfiehlt die GB-PS 1 330 894 die Verwendung einer Vorrichtung, bei der verschiedene Sicherheitsmerkmale eingebaut sind, wie in der GB-PS 1330 895 (Glaverbel) klargelegt

Die GB-PS 2 035 524 schlägt vor, das Problem des "flashbacks" zu fiberwinden, indem das Gemisch von Partikeln in einem Trägergas zugeführt wird, wodurch eine Oxidation da1 oxidierbaren Partikel nicht unterstützt wird (Luft wird empfohlen) und Sauerstoff an die Lanze benachbart ihrem Auslaß geliefert wird. Bin stündlicher Speisedurchsatz von 30 kg gemischter Partikel in 3000 bis 60001 Luft unter Zuführung von Sauerstoff bei einem Volumenduichsatz von dem zwei- bis vierfachen desjenigen der Luft wird empfohlen und durch Beispiele erläutert. Klar können keine Flammen zurück in einem Trägergas wandern, das die Oxidation nicht unterstützt. Durch die Verwendung etwas größerer oxidierbarer Partikel, bis zu 152 pm, wird in der Patentschrift vorgeschlagen, das Problem der Lanzenspitzenblockierung zu vermindern. Es wird nämlich daraufhingewiesen, daß die Verbrennung des Gemisches unter einem gewissen Abstand von der Lanze nicht beginnt, wo ausreichende Vermischung des Sauerstoffs mit den vermischten Partikeln erreicht ist Somit besteht eine Gefahr, daß nicht verbranntes oxidierbares Material in der gebildeten Feuerfestmasse eingebaut wird. Auch die Verwendung solch großer Mengen an Gas, bezogen auf die Menge an eingesetzten Partikeln neigt dazu, die Bildung einer porösen Feuerfestmasse zu begünstigen.

Materialspeisedurchsätze wie in den genannten Schriften führen zu ziemlich niedrigen Aufbaugeschwindigkeiten der im Bildungsvorgang befindlichen Feuerfestmasse. Um eine wesentliche Steigerung im Aufbaudurchsatz der Feuerfestmasse zu erreichen, ist es notwendig, entweder mehr als eine Speiseleitung für die Lanze, was zweckmäßig ist, zu verwenden, oder den Speiseleitungsdurchmesser zu erhöhen, so daß ein größerer Strom des Partikelgemisches aufgenommen werden kann. Die Verwendung einer Speiseleitung mit größerem Durchmesser führt leicht zur Steigerung der Gefahr des Brennens innerhalb der Speiseleitung, da es für die Flamme leichter ist, sich in einem Rohr mit großem Durchmesser fortzupflanzen.

Abgesehen vom Flammenrückschlag vom Lanzenauslaß besteht ein anderer wichtiger potentieller Grund der Verbrennung innerhalb einer Speiseleitung. Während nämlich die Partikel entlang getragen werden, kollidieren sie miteinander und mit den Wandungen der Speiseleitung. Dies erzeugt Wärme und bei höheren Trägergas- und Partikelgeschwindigkeiten, die wünschenswert sind, um einen raschen Aufbau der im Bildungsvorgang befindlichen Feuerfestmasse zu ermöglichen, kann diese Wärme ausreichend sein, um zu einer spontanen Verbrennung der oxidierbaren Partikel Anlaß zu geben, insbesondere wenn sie in einem sauerstoffreichen Strom geführt werden.

Es ist das Ziel der Erfindung ein vielseitig brauchbares Verfahren anzugeben, welches hohe Materiallieferdurchsätze für den schnellen Aufbau des Feuerfestmaterials ermöglicht, während gleichzeitig sich eine akzeptable Niedriggefahr eines Brennens - innerhalb der Speiseleitung - des gelieferten Materials plötzlich ergibt.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Bilden einer Feuerfestmasse auf einer Fläche angegeben, indem aus einem Auslaß einer Lanze und gegen diese Fläche ein Gemisch aus oxidierbaren Partikeln und Feuerfestpartikeln in einem die Verbrennung begünstigenden Träger versprüht wird, so daß bei Verbrennung dieser oxidierbaren Partikel ausreichend Wärme erzeugt wird, um wenigstens die Oberflächen der Feuerfestpartikel zu erweichen oder zu schmelzen und die Bildung der Feuerfestmasse herbeizuführen. Die Erfindung zeichnet sich überraschend dadurch aus, daß das Gemisch der Partikel selbst mit einem Trägergasstrom vermischt wird und längs einer Leitung gegen den Lanzenauslaß gefördert wird und Sauerstoff in diese Speiseleitung wenigstens an einer Stelle längs der Leitung eingeführt und mit dem Trägergas/Partikelgemisch während dessen Strömung gegen den Lanzenauslaß, bevor es diesen Auslaß erreicht, vermischt wird.

Ein Verfahren nach der Erfindung ermöglicht höhere Materiallieferdurchsätze bei geringerer Gefahr eines Flammenrückschlags oder spontaner Verbrennung, die sonst auftreten würde und gleichzeitig wird eine äußerst wirksame Verbrennung des versprühten Materials möglich, sobald es vom Lanzenauslaß ausgestoßen wird, was zur schnellen Bildung ein»* kompakten und haltbaren Feuerfestmasse beiträgt, die wenig oder kein nicht verbranntes oxidierbares Material enthält. Die rasche Bildung einer haltbaren Feuerfestmasse ist besonders wichtig beim Reparieren der Feuerfestvorrichtung, wie sie für das Verarbeiten von Metallen eingesetzt wird, da jegliche Reparatur an solch einer Vorrichtung während der Zeit durchgeführt werden sollte, die für das Reinigen der Vorrichtung zur Verfügung steht, so daß der normale Arbeitszyklus des Füllens, Verarbeitens, Entleerens und Reinigens vor dem Nachfüllen nicht gestört wird.

Verglichen mit bekannten Verfahren, bei denen Sauerstoff zur Spitze der Lanze geführt wird, steht Zeit für den eingeführten Sauerstoff zur Verfügung, sich mit den Partikeln zu vermischen; dies ist günstig für eine wirksame Verbrennung der angegebenen Art. Dies bedeutet natürlich, daß Flammenrückschlag oder eine spontane Verbrennung unter gewissen Bedingungen in der Förderleitung zwischen der Stelle, wo der Sauerstoff eingeführt wird, und dem Auslaß der Lanze stattfinden kann. Jedoch braucht der Trägergasstrom, in welchen die Partikel ursprünglich eingemischt werden, nicht den gesamten Sauerstoff zu enthalten, dar für die Verbrennung der oxidierbaren Partikel erforderlich ist; als Ergebnis wird die Verbrennung wesentlich weniger wahrscheinlich in der Speiseleitung vor ein« Stelle, wo der Sauerstoff eingeführt wird, stattfinden. Auch kann die Gasgeschwindigkeit in diesem anstiömseitigen Förderleitungsabschnitt für einen gegebenen Partikel-Förderungsdurchsatz vermindert -3-

AT 392 467 B werden. So kann das Verfahren leicht derart durchgeführt werden, daß der empfindlichste und teuerste Teil des erforderlichen Geräts, nämlich die Vorrichtung, wo die Partikel mit dem Trägergasstrom vermischt werden, gegen Beschädigung geschützt wird. Auch kann jeder Flammenrückschlag oder jede spontane Verbrennung, die tatsächlich stattfindet, unterbunden werden, indem die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet wird. 5 In einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfaßt dieser Trägergasstrom ein Inertgas. Der Anteil eines solchen Inertgases im Strom kann schnell eingestellt werden, was eine niedrige Gefahr eines Flammenrückschlags oder einer spontanen Verbrennung in der Speiseleitung vor der Stelle führt, wo Sauerstoff eingeführt wird, während gleichzeitig beim Sprühvorgang eine wirksamere Verbrennung möglich wird. Solch ein Inertgas umfaßt vorzugsweise Stickstoff. Stickstoff ist preiswert und steht ohne weiteres zur Verfügung; in 10 einigen Ausführungsformen der Erfindung besteht das Trägergas, in welches die Partikel gemischt werden, im wesentlichen aus Stickstoff. Es ist jedoch auf keinen Fall für die beste Leistung des Verfahrens nach der Erfindung notwendig, daß das Trägergas, in welches die Partikel zunächst gemischt werden, frei von Sauerstoff sein sollte. Nach einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfaßt dieses Trägergas nämlich einen Anteil an Sauerstoff, da dies erfordert, daß wenig Inertgas in das versprühte Gemisch eingebaut wird und führt so 15 zur Bildung eines Feuerfestproduktes verbesserter Qualität. Geeignet ist somit die Einführung des Inertgasstickstoffs als Bestandteil der Luft. Bevorzugt sollte das Inertgas wenigstens 30 Volumen % des Trägergasstromes bilden, in welchen die Partikel gemischt werden. Eine besonders empfohlene Trägergasstromzusammensetzung (vor dem Einführen des Sauerstoffs) bei 50 Volumen % Sauerstoff und 50 % Luft (d. h. etwa 60 % Sauerstoff und 40 % Stickstoff). Ähnliche Vorteile ergeben sich durch die Verwendung 20 eines Gases, welches streng genommen nicht inert ist, welches jedoch die Verbrennung dämpfende Eigenschaften hat; so kann beispielsweise Kohlendioxyd verwendet werden, um jede Fähigkeit des Trägergases zu vermindern oder zu eliminieren, um die Verbrennung zu unterstützen, wenn die erste Vermischung mit den Partikeln »folgt.

Der oder die Orte, an denen Sauerstoff in den Trägergasstrom eingefuhit weiden, haben eine wichtige Aussage hinsichtlich des Ausmaßes, bis zu der eine Mischung mit dem Partikelgemisch während seiner Wanderung längs 25 der verbleibenden Länge des Strömungsweges gegen den Lanzenauslaß (oder den nähesten Auslaß, wenn mehrere solcher Auslässe an unterschiedlichen Orten längs der Lanze vorhanden sind) möglich wird. Es zeigt sich, daß ein adäquater Mischungsgrad für eine wirksame Verbrennung der versprühten Partikel sich innerhalb einer verbleibenden Strömungsbahnlänge von weniger als 1 m einstellen kann; um jedoch dieses Mischen hervorzubringen bevorzugt man, daß Sauerstoff in die Speiseleitung wenigstens 1 m vom Lanzenauslaß entfernt 30 eingeführt wird.

Um die Gefahr einer spontanen Verbrennung innerhalb der Speiseleitung zu reduzieren, ist es wünschenswert, daß wenigstens Teil des in die Speiseleitung einzuführenden Sauerstoffes so weit strömungsabwärts wie möglich eingeführt wird, wobei gleichzeitig eine ausreichende Strömungsbahn, damit das Mischen stattfinden kann, • belassen wird. Hierdurch wird leicht erreicht, daß die Länge der Speiseleitung, in welcher die Verbrennung der 35 oxidierbaren Partikel unterstützt werden kann oder leicht durch das Gas innerhalb der Leitung unterstützt werden kann, vermindert wird. Zweitens muß man sich vor Augen halten, daß in der Praxis die Brennstoffleitung nicht geradlinig zwischen dem Bereich, wo die Partikel in dem Trägergas einverleibt werden und der Lanze ist

Bei in gewöhnlichen Prozessen der erfmdungsgemäßen Art verwendeten Vorrichtung wird das Partikelgemisch der Lanze längs eines flexiblen Speiseschlauches zu gefördert. Reibungswärme wird insbesondere an allen 40 Umlenkungen, insbesondere an den scharfen Biegungen in der Speiseleitung erzeugt. Man bevorzugt daher, daß das Einführen des Sauerstoffs in die Speiseleitung an oder unmittelbar vor dem Lanzenschaftende erfolgt.

Ein weiter»1 wichtiger Vorteil ist darin zu sehen, daß wenigstens Teil des Sauerstoffs der Speiseleitung so weit strömungsabwärts wie möglich geliefert wird, abgestimmt auf die Tatsache, daß ein ausreichender verbleibender Strömungsweg für das Mischen wie folgt gegeben ist. In Praxis ist es gewöhnlicherweise nicht 45 zweckmäßig, den Druck zu erhöhen, bei dem das Gas oberhalb eines gegebenen Niveaus zugeführt wird; somit wird der gesamte Druckabfall längs der Speiseleitung begrenzt Bewegt man die Stelle, an der Sauerstoff längs der Speiseleitung eingeführt wird, strömungsabwärts, so wird es für einen gegebenen Gesamtdruckabfall über die Leitung möglich, den Massenströmungsdurchsatz längs der Leitung zu erhöhen und so zum Aufbau der Geschwindigkeit der Feuerfestmasse beizutragen. 50 Bei gewissen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird Sauerstoff in diese Speiseleitung an wenigstens zwei unter Abstand längs dieser angeordneten Stellen eingefühlt Hierdurch wird ein weiterer Steuerparameter möglich, so daß ein guter Kompromiß der Förderung des Mischens auf der einen Seite und der Verminderung der Gefahren und des Einflusses vor Rückschlag und spontaner Verbrennung vermindert wird, andererseits hohe Strömungsgeschwindigkeiten begünstigt werden. 55 Nach den bevorzugtesten Ausführungsformen der Erfindung wird dieser Sauerstoff in diese Speiseleitung benachbart ihrer Wandung eingeführt, so daß zunächst eine Hülse zwischen den Partikeln und der Wand der Speiseleitung gebildet wird. Natürlich mischt sich der Sauerstoff dieser Hülse bald mit dem Hauptstrom des Trägergases; schafft jedoch eine Teilbarriere gegen die Kollision zwischen dem Partikelstrom und der Wandung der Speiseleitung gerade in Strömungsrichtung hinter der Stelle, wo Sauerstoff eingeführt wird, so daß die 60 Reibungswärme, die erzeugt wird, vermindert wird und gegen spontane Verbrennung in der Speiseleitung angekämpft wird.

Dieser Sauerstoff könnte durch eine Reihe gesonderter Öffnungen eingeführt werden, die über einen Umfang -4-

AT 392 467 B der Speiseleitung verteilt sind; bevorzugt wird jedoch, daß der Sauerstoff in die Speiseleitung in einem Ringstrom eingeführt wird, da dies eine gleichförmigere Gashülse bildet

Vorzugsweise wird dieser Sauerstoff in diese Speiseleitung in einer Zone eingeführt, wo die Leitung im Querschnitt zunimmt Die Einhaltung dieses bevorzugten wünschenswerten Merkmals nach der Erfindung ermöglicht es, daß Sauerstoff in dem Trägergasstrom eingeführt wird, ohne daß ein merklicher Gegendruck in der Speiseleitung erzeugt wird, der eine Unterbrechung der Strömung der Partikel hervorrufen könnte. Die Einhaltung dieses Merkmals ermöglicht es, daß dieser Sauerstoff in die Speiseleitung parallel zur Speiserichtung eingeführt wird; man bevorzugt dies, weil hierdurch die Strömung des Partikelgemisches im Trägerstrom begünstigt wird.

Nach den bevorzugtesten Ausführungsformen der Erfindung werden diese Partikel in den Trägergasstrom in einer Venturidüse zugeführt. Dies ist eine sehr einfache Art, wie man die Partikel in glatter und wohlgesteuerter Art und Weise einführt. Die Verwendung einer Venturidüse für diesen Zweck ermöglicht eine kontinuierliche Zuführung der Partikel in den Trägergasstrom; nicht erforderlich ist die Verwendung eines unter Druck stehenden Behälters für diese Partikel.

Es wurde bereits erwähnt, daß jeder Flammenrückschlag oder jede spontane Verbrennung, die während der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung auftreten kann, unterbunden werden kann, indem die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet wird. Es gibt andere Wege, die Verbrennung zu unterbrechen; sie können von Hand gesteuert werden. Es gibt aber besondere Sicherheitsvorteile bei den Ausführungsformen der Erfindung, wobei die Verbrennung innerhalb der Speiseleitung automatisch unterbrochen wird; man bevorzugt daher allgemein, daß ein plötzlicher Anstieg im Gegendruck in der Speiseleitung, die indikativ für eine Verbrennung innerhalb oder ein Blockieren der Speiseleitung ist, verwendet wird, um die Einspeisung der Partikel längs der Speiseleitung in den Lanzenauslaß zu beenden. In gewissen dieser Ausführungsformen wird der Druckanstieg ausgenützt, um die Speiseleitung abzutiennen. Hierdurch wird klar die Zuführung zum Lanzenauslaß beendet; dies kann in extrem einfacher Weise dadurch erfolgen, daß in der Speiseleitung ein Connector (= Verbinder) eingebaut wird, der in dichtem Gleitsitz mit einem Abschnitt der Speiseleitung sitzt Der Widerstand gegen die Trennung des Verbinders und des Leitungsabschnitts läßt sich leicht so einrichten, daß er ausreichend ist, um Normalbetrieb aufzunehmen, während er in der Lage ist, jeden wesentlichen Druckanstieg in der Leitung aufgrund der Verbrennung innerhalb der Leitung oder infolge von deren Blockieren zu überwinden. Solch eine Trennung kann an sich verwendet werden; vorzugsweise wird sie jedoch verwendet um das Einführen des Partikelgemisches in den Trägergasstrom zu unterbinden und/oder den Gasstrom abzuschalten, in welchen die Partikel eingeführt werden, um eine Vergeudung der verwendeten Materialien zu verhindern. Beispielsweise kann diese Trennung veranlaßt werden, einen elektrischen Steueikreis zu unterbrechen.

Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt daß ein plötzlicher Anstieg im Gegendruck in dieser Speiseleitung, der eine Verbrennung innerhalb oder ein Blockieren der Speiseleitung anzeigt, ausgenutzt wird, um das Einfuhren von Inertgas in diese Speiseleitung auszulösen. Dieses Einfuhren von Inertgas neigt dazu, jede Verbrennung in der Speiseleitung zu ersticken; dieser Effekt wird gesteigert wenn bevorzugt dies«1 Druckanstieg ausgenutzt wird, um das Einfühlen von Inertgas in diese Speiseleitung als Ersatz für ein Einfuhren von Sauerstoff auszulösen.

Gegenstand der Erfindung sind auch Vorrichtungen, die geeignet sind, das hier beschriebene Verfahren durchzuführen. Die Vorrichtung richtet sich also auf das Bilden einer Feueifestmasse auf einer Oberfläche, in dem gegen diese Oberfläche ein Gemisch aus oxidierbaren Partikeln und Feuerfestpartikeln in einem die Verbrennung bewirkenden Gas versprüht wird, so daß bei Verbrennung dieser oxidierbaren Partikel ausreichend Wärme erzeugt wird, um wenigstens die Oberflächen der Feuerfestpartikel zu erweichen oder zu schmelzen und hierdurch die Bildung der Feuerfestmasse herbeizuführen. Diese Vorrichtung umfaßt Mittel, um diese Partikel mit einem Trägergasstrom zu mischen sowie eine Speiseleitung zum Fördern des Tiägeigases und der mitgerissenen Partikel zu einem Lanzenauslaß, an welchem sie versprüht werden sollen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß Mittel vorgesehen sind, um Sauerstoff in das Trägergas/Partikelgemisch über eine oder mehrere Öffnungen in dieser Leitung in Strömungsrichtung hinter den Mischeinrichtungen einzuführen und zwar wenigstens 1 m vom Auslaß der Lanze entfernt

Dies ist eine sehr einfache Vorrichtung zum Durchführen des hier beschriebenen Verfahrens. Durch geeignete Wahl eines Trägergasstroms kann jede wesentliche Verbrennungsgefahr innerhalb der Leitung auf dem Teil der Speiseleitung begrenzt werden, der in Strömungsrichtung hinter der oder den Sauerstofföffnungen liegt, so daß der empfindlichste und teuerste Teil der erforderlichen Gerätschaft, nämlich derjenige, wo die Partikel mit einem Trägergasstrom vermischt werden, gegen Schaden geschützt ist Gleichzeitig verbleibt eine ausreichende Länge Strömungsweg für den Sauerstoff, damit dieser gründlich mit dem Trägergasstrom und den Partikeln durchmischt wird, wodurch eine wirksame Verbrennung beim Ausstößen aus dem Lanzenauslaß begünstigt wird. Auch kann jede Verbrennung, die innerhalb der Leitung stattfindet, unterbunden werden, indem die Sauerstofflieferung unterbrochen wird.

Bevorzugt ist eine Sauerstoffeinführungsöffnung in dieser Speiseleitung an oder unmittelbar vor dem Lanzenschaft (butt of the lance) vorgesehen. Dies ermöglicht eine einfache Konstruktion der Lanze, während das Einführen von wenigstens einem Teil der Einführung des Sauerstoffs in das Trägergas/Partikelgemisch verschoben wird.

Bei gewissen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind Sauerstoffeinführungsöffnungen an wenigstens zwei Stell«! unter Abstand längs der Speiseleitung vorgesehen. Hierdurch wird die Brauchbarkeit der -5-

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Vorrichtung hinsichtlich der Sauerstoffmengen erhöht, die an verschiedenen Stellen eingeführt werden können, was zur Sicherheit und Wirksamkeit der Vorrichtung beiträgt.

Vorzugsweise wird oder werden die Sauerstoffeinführungsöffnungen über einen Umfang der Speiseleitung an wenigstens einer Stelle längs dieser verteilt. Durch Einhalten dieses Merkmals kann der Sauerstoff in die S Speiseleitung so eingeführt werden, daß eine Gashülle oder Hülse zwischen den Partikeln und der Wand der Speiseleitung gebildet wird. Natürlich mischt sich der Sauerstoff dieser Hülse bald mit dem Hauptstrom des Trägergases; er liefert jedoch eine Teilbarriere gegen eine Kollision zwischen dem Strom von Partikeln und der Speiseleitung in Strömungsrichtung kurz hinter der Stelle des Einführens des Sauerstoffs, so daß die Erzeugung von Reibungswärme vermindert wird und gegen eine spontane Verbrennung in der Speiseleitung angekämpft 10 wird.

Vorteilhaft ist wenigstens eine ringförmige Sauerstoffeinführungsöffnung vorgesehen, da diese die Bildung von einer mehr gleichförmigen Gashülse begünstigt.

In bevorzugten Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung ist wenigstens eine Sauerstoffeinführungsöffnung in der Speiseleitung in einer Zone vorgesehen, wo die Speiseleitung in der 15 Querschnittsfläche zunimmt. Hierdurch kann die Sauerstoffeinführung stattfinden, ohne daß ein wesentlicher Gegendruck in der Speiseleitung geschaffen wird, der sonst die Partikelströmung längs der Speiseleitung zur Lanze unterbrechen könnte. Die Einhaltung dieses Merkmals neigt auch dazu, eine Gashülse zu verlängern, die in der oben beschriebenen Weise sich gebildet haben kann, so daß der gegen spontane Verbrennung innerhalb der Speiseleitung gebotene Schutz verstärkt wird. 20 Vorteilhaft ist die oder wenigstens eine solche Sauerstoffeinführungsöffnung axial längs der Speiseleitung ausgerichtet. Man bevorzugt dies, weil dies zu einer Strömung der Sauerstoffeinführung fuhrt, die dazu neigt, die Partikelströmung im Trägerstrom zu begünstigen.

Vorteilhaft umfassen diese Mittel zum Vermischen der Partikel mit einem Trägerstromgas ein Venturirohr. Dies ist eine einfache Vorrichtung, die es ermöglicht, daß die Partikel mit einem Trägergasstrom in glatter 25 wohlgesteuerter Weise vermischt werden. Die Verwendung eines Venturirohres für diesen Zweck ermöglicht eine kontinuierliche Einspeisung der Partikel in den Trägergasstrom; sie erfordert nicht die Verwendung eines Druckbehälters für diese Partikel.

Besonders bevorzugt sind Mittel vorgesehen, die auf einen plötzlichen Anstieg im Gegendruck in dieser Speiseleitung ansprechen, welche indikativ für die Verbrennung innerhalb oder ein Blockieren der Speiseleitung 30 sind, um die Einspeisung der Partikel längs der Speiseleitung zum Lanzenauslaß zu beenden. Dies führt zu Sicherheitsvorteilen im Betrieb, da hierdurch ein Mittel geschaffen wird, durch welches die Verbrennung automatisch innerhalb der Leitung unterbunden wird. Diese Beendigung einer Einspeisung der Partikel kann durchgeführt werden, indem die gesamte Strömung längs der Speiseleitung beendet wird oder indem die Speisung des Partikelgemisches in das Trägergas unterbunden wird. 35 Nach gewissen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind solche auf Druck ansprechenden Einrichtungen wirksam, um die Speiseleitung zu trennen. Hierdurch wird jede Speisung der Partikel zum Lanzenauslaß beendet; dies kann in extrem einfacher Weise geschehen. Vorzugsweise umfassen diese auf Druck ansprechenden Einrichtungen ein erstes röhrenartiges Element, welches innerhalb eines zweiten gleitverschieblich ist sowie Einrichtungen, die einen geforderten Klemmdruck zwischen diesen Elementen ausüben, der deren 40 Trennung Widerstand leistet, bis der Druck innerhalb der Speiseleitung ausreichend steigt, um die Trennung herbeizuführen. Beispielsweise kann die Anordnung derart getroffen sein, daß in die Speiseleitung ein Verbinder eingebaut wird, der in einem engen Gleitsitz mit einem Abschnitt der Speiseleitung sich befindet. Der Widerstand gegen die Trennung des Verbinders und des Leitungsabschnittes kann leicht so ausreichend eingerichtet werden, daß Normalbetrieb ausgehalten wird, während er in der Lage ist, durch jeden wesentlichen Druckanstieg in der 45 Leitung aufgrund von Verbrennung innerhalb der Leitung oder aufgrund von deren Blockierens überwunden zu werden.

Alternativ oder zusätzlich bevorzugt man, daß die Vorrichtung eine Quelle von Inertgas einschließt und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die auf einen plötzlichen Anstieg im Gegendruck in dieser Speiseleitung ansprechen, der indikativ für Verbrennung innerhalb der Speiseleitung oder für deren Blockieren ist, um diese 50 Quelle mit der Speiseleitung zu verbinden; in solchen Ausführungsformen bevorzugt man, daß diese druckabhängigen Einrichtungen wirksam werden, um das Einführen von Sauerstoff in die Speiseleitung zu unterbrechen und die Inertgasquelle mit der Speiseleitung über die oder wenigstens eine Sauerstoffeinführungsöffnung zu verbinden. Auf diese Weise kann das Trägergas die Verbrennung nicht-bewirkend gemacht werden, sei es, daß die Sauerstoffzufuhr vermindert oder die Inertgaszufuhr (oder beide) erhöht werden, so 55 daß das auf diese Weise modifizierte Trägergas die Verbrennung innerhalb der Speiseleitung nicht unterstützt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll.nun mit Bezug auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 eine Ausführungsform von Einrichtungen zum Einspeisen partikelförmigen Materials längs einer zu einer Lanze führenden Speiseleitung; 60 Fig. 2 einen Querschnitt einer Ausführungsform durch einen Speiseleitungsverbinder, in dem Einrichtungen eingebaut sind, um in die Speiseleitung Zusatzgas einzuführen;

Fig. 3 einen Querschnitt durch Teil eines Speiseleitungverbinders, in dem eine Sicherheitsabschaltung -6-

AT 392 467 B eingebaut ist und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ausführungsform einer Lanze.

Nach Fig. 1 ist eine Lanze (1) mit einem Auslaß (0) vorgesehen, um gegen eine Fläche ein Gemisch aus oxidierbaren Partikeln und Feuerfestpartikeln in einem die Verbrennung bewirkenden Trägergas zu versprühen, so daß bei Verbrennung dieser oxidierbaren Partikel ausreichend Wärme erzeugt wird, um wenigstens die Oberflächen der feuerfesten Partikel zu erweichen oder zu schmelzen und die Bildung einer Feuerfestmasse auf diese Oberfläche herbeizuführen. Das gewünschte Gemisch aus zu versprühenden Partikeln (2) wird in einem Aufgabetrichter (3) mit einer offenen konischen Basis (4) gegeben, der ein auf einer vertikalen Achse (6) drehbares Paddel (5) enthält Eine Platte (7) ist von der Achse (6) unterhalb der Öffnung an der Basis (4) des Aufgabetrichters getragen und eine Rakel (8) ist außerhalb der Trichterbasis angeordnet, um von der Platte Material zu kratzen, so daß es in eine zu einem Venturirohr (10) führende Rinne (9) fällt. Ein Trägergasstrom wird längs einer Leitung (11) zum Venturirohr (10) geführt und zieht zu versprühendes partikelförmiges Material in einen flexiblen Schlauchabschnitt (12) ab, der vom Venturirohr (10) gegen einen Speiseleitungsverbinder (13), einen zweiten flexiblen Schlauchabschnitt (14) und die Lanze (1) führt Eine Sauerstoffquelle (15) ist vorgesehen; diese ist über ein Ventil (16) und einen flexiblen zusätzlichen Gaslieferschlauch (17) mit einem Verbinder (13) verbunden, so daß Sauerstoff in das Trägergas/Partikelgemisch in der Speiseleitung (12), (13), (14), (1) eingeführt werden kann, bevor es den Lanzenauslaß (0) erreicht Auch mit dem Ventil (16) verbunden ist eine Quelle (18) für Inertgas wie Stickstoff, welcher selektiv in den Verbinder (13) in Ersetzung des Sauerstoffs aus der Quelle (15), sollte die Situation dies erfordern, eingespeist werden kann.

Nach einer Variante dieser Ausführungsform wird der zweite flexible Schlauchabschnitt (14) fortgelassen und der Verbinder (13) direkt am Lanzenschaftende der Lanze (1) befestigt

Fig. 2 zeigt den Verbinder (13) genauer sowie die Art und Weise, in welcher er an die Speiseleitung befestigt werden kann, sei es zwischen die flexiblen Schlauchabschnitte (12) und (14) oder am Schaftende der Lanze (1). Der Verbinder (13) umfaßt eine Außenhülse (19), an welche ein Gewinderohr (20) zur Verbindung mit der Zusatzgaslieferleitung (17) geschweißt ist Die Hülse (19) ist innen mit Gewinde (21) am einen Ende zur Aufnahme eines Endes (22) einer Büchse (23) versehen, deren anderes Ende in den Schlauchabschnitt (12) paßt der vom Venturirohr (10) äbgeht, wo die Partikel in den Trägergasstrom eingemischt werden. Das andere Ende (24) der Büchse verfügt über eine sich verjüngende Innenfläche, die eine glatte Materialströmung vom Schlauch (12) und durch den Verbinder (13) begünstigt. Der flexible Schlauch (12) kann am anderen Ende (24) der Büchse in jeder gewünschten Weise gesichert werden. Das anströmseitige Ende einer Innenhülse (25) ist innerhalb des Gewindeendes (22) der Büchse (23) befestigt so daß mit der Außenhülse (19) ein Ringraum (26) definiert wird, der in Verbindung mit dem Verbindungsrohr (20) über ein Loch (27) in dieser Außenhülse (19) steht. Die Innenfläche der Innenhülse (25) ist eine im wesentlichen glatte Fortsetzung der Innenfläche der verjüngten Innenfläche der Büchse (23) und begünstigt wieder eine glatte Strömung. Am abströmseitigen Ende der Innenhülse steigert die Innenfläche des Verbindras (13), welche den Strömungskanal für die zu versprühenden Partikel bildet, sich im Durchmesser sowie der Querschnittsfläche über eine Zone (28) und gibt so einen glatten Übergang zur Innenfläche des abströmseitigen flexiblen Schlauchabschnitts (14). Innerhalb dieser Zone (28) der Querschnittsflächenvergrößerung endet der Ringraum (26) in einer ringförmigen Öffnung (29), die koaxial zum Verbinder (13) ausgerichtet ist. Hierdurch wird es möglich, daß Sauerstoff in den Tiägergasstrom eingeführt wird, ohne daß ein beachtlicher Gegendruck in der Speiseleitung erzeugt wird, der etwa ein Unterbrechen der Partikelströmung hervorrufen würde; auch wird hierdurch die Strömung des Partikelgemisches im Trägragasstrom begünstigt. Indem man auf diese Konstruktion zurückgreift, kann der Sauerstoff in die Speiseleitung eingeführt werden, so daß eine Hülse zwischen den Partikeln und der Wand der Speiseleitung gebildet wird. Natürlich mischt sich der Sauerstoff dieser Hülse bald mit dem Hauptstrom des Trägragases; sorgt jedoch für eine Teilbarriere gegen Kollision zwischen dem Strom von Partikeln und der Speiseleitung kurz in Strömungsrichtung hinter der Stelle der Einführung des Sauerstoffs, so daß die Reibungswärme, die erzeugt wird, reduziert wird und gegen eine spontane Verbrennung in der Speiseleitung angekämpft wird.

Das abströmseitige Ende der äußeren Hülse (19) verfügt über Außengewinde bei (30) und nimmt eine Schelle (31) auf, in welche der abströmseitige flexible Schlauchabschnitt (14) oder die Lanze (1) unter Einschiebesitz gebracht ist; ein flexibler O-Ring (32) umgibt diesen Speiseleitungsabschnitt und wird gegen die Schelle (31) und den Schlauchabschnitt (14) oder die Lanze (1) mittels eines Klemmrings (33) gedrückt. Der abströmseitige flexible Speiseleitungsabschnitt (14) oder die Lanze (1) wird an dem Verbinder (13) durch vom O-Ring (32) ausgeübte Klemmkräfte befestigt. Die vom O-Ring (32) ausgeübten Klemmkräfte können so eingestellt werden, daß jede plötzliche und ausreichende Vergrößerung in Gegendruck in der Speiseleitung, welche indikativ für Verbrennung oder Blockieren der Speiseleitung oder des Lanzenauslasses wäre, zu einem Trennen der Speiseleitung an der Verbindung zwischen Verbinder (13) und dem abströmseitigen Speiseleitungsabschnitt hervorruft, der durch den Schlauch (14) oder die Lanze (1) gebildet ist; somit wird die Zuführung von Partikeln zum Lanzenauslaß beendet. Alternativ können diese Klemmkräfte derart sein, daß ein Zurückhalten des abströmseitigen Speiseleitungsabschnitts sichragestellt wird, welcher durch den Schlauch (14) oder die Lanze (1) gebildet ist.

Im letztgenannten Fall kann die Trennung der Speiseleitung im Falle einer plötzlichen und ausreichenden Zunahme im Gegendruck sichergestellt werden, indem ein weiterer Verbinder, wie er beispielsweise in Fig. 3 -7-

AT 392 467 B gezeigt ist, eingebaut wird.

Nach Fig. 3 ist ein Speiseleitungsschlauchabschnitt wie bei (12) oder (14) an einer Stelle geschnitten, wo es wünschenswert ist, einen allgemein bei (34) angedeuteten Verbinder einzuführen, um automatisch die Speiseleitung beim Auftreten eines zufälligen Überdrucks in der Leitung zu trennen. Die beiden abgeschnittenen Enden der Speiseleitungsschlauchabschnitte werden stimseitig bei (35) gegeneinander innerhalb des Körpers eines Verbinderstücks (36), von dem nur ein Teil gezeigt ist, gesetzt. Ein O-Ring (37) umgibt einen Teil der Speiseleitung (12), (14) und kann in Eingriff mit dem Speiseleitungsteil durch eine Schelle (38) gedrückt werden, die auf ein erstes Gewinde (39) auf dem Verbinderstück (36) geschraubt werden kann, um die gewünschte Klemmkraft auszuüben. Eine Halteschelle (40) ist fest mit dem Speiseleitungsschlauchabschnitt verbunden; ein Käfig (41) umgibt den Schlauchabschnitt und ist mit einer Vielzahl von Löchern (42) perforiert und kann auch ein zweites Gewinde (43) auf dem Veibinderteil (36) geschraubt werden, um die beiden Schellen zu umschließen. Der Käfig (41) hat ausreichende Länge, damit das Ende des Speiseleitungsschlauchabschnittes das Verbindungsstück (36) verläßt. Wenn der Druck in der Speiseleitung (12), (14), (1) ausreichend ansteigt, um den Klemmeffekt des O-Ringes (37) zu überwinden, gleitet das Ende des Speiseleitungsschlauchabschnitts aus dem Verbinderstück (36), wird jedoch im Käfig durch Eingriff der Halteschelle (40) mit dem Ende des Käfigs (41) gehalten. Trägergas kann von der Speiseleitung durch die Löcher (42) im Käfig entweichen; die Einspeisung von Material längs der Speiseleitung hört auf. Um jedes Entweichen von Flammen durch diese Löcher (42) zu verhindern, während noch das Entweichen von Gas möglich wird, kann der Käfig (41) gewünschtenfalls von einer Lage Steinwolle oder ähnlich flammenbeständigem gaspermeablem Material umgeben werden. Der Verbinder kann symmetrisch um das geschnittene Leitungsende (35) des Speiseleitungsschlauchabschnitts (12), (14) sein oder alternativ kann der Speiseleitungsabschnitt sicher am Verbinderstück (36) durch gewisse andere Einrichtungen, die nicht gezeigt sind, befestigt sein. Nach einer nicht dargestellten Variante wird das Verbinderstück (36) als ein Sdmfittingteil einer Lanze (1) ausgebildet, die Teil der Speiseleitung zum Lanzenauslaß (0) ist, von dem aus das Preßmaterial versprüht werden soll.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Lanze (1) mit einem Auslaß (0) zum Versprühen eines Gemisches aus Partikeln in einem Trägergas. Die Lanze (1) verfügt über einen ersten Verbinder (43), der schräg in ihr Schaftende (44) unter einem Winkel von 40° zur Lanzenachse in der dargestellten Ausführungsform führt, um einen Speiseschlauch zu befestigen, in welchem das gewünschte Partikelgemisch in einem Trägergas gefördert wird. Dieses Trägergas kann Sauerstoff, ein Inertgas oder ein Gemisch aus Sauerstoff und Inertgas umfassen. In das Schaftende (44) der Lanze (1) dringt ein zusätzlicher Speiseverbinder (45) zum Zuführen von Sauerstoff bei einer Geschwindigkeit ein, die ausreichend ist, um die Gesamtmenge an Sauerstoff, die längs der Lanze am Auslaß (0) geliefert wird, auf eine Menge zu bringen, welche günstig für eine wirksame Verbrennung der oxidierbaren Partikel in dem durch den Verbinder (43) geförderten Gemisch ist. Nach der dargestellten Ausführungsform hat die Lanze eine Gesamtlänge vom Schaftende (44) bis zum Auslaß (0) von 3 m; ein zusätzlicher Speiseverbinder (45) dringt einige 75 cm in die Lanze ein. Die verbleibende Speiseleitungslänge innerhalb der Lanze (1) ist groß genug, um eine sorgfältige Durchmischung des durch den zusätzlichen Speiseverbinder (45) eingeführten Sauerstoff mit den Partikeln und dem Primärträgergas sicherzustellen, bevor der Lanzenauslaß (0) erreicht wird.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu begrenzen.

Beispiel 1

Ein Überzug wurde auf einer Ofenwandung, die aus basischen feuerfesten Blocks bestand, gebildet, während die Wand sich auf einer Temperatur oberhalb 1000 °C befand, indem ein Gemisch aus Partikeln von 92 % Magnesiumoxyd (Magnesia), 4 % Silizium und 4 % Aluminium (Gew.%) aufgesprüht wurde, das in einem Trägergasstrom unter Verwendung einer Lanze geliefert wurde. Die verwendete Magnesia hatte eine Korngröße zwischen 100 pm und 2 mm. Die Silizium- und Aluminiumpartikel hatten jeweils eine mittlere Korngröße unter 10 pm; das Silizium eine spezifische Oberfläche von 4000 cm^/g und das Aluminium eine spezifische Oberfläche von 6000 cm^/g.

Das Partikelgemisch wurde in einen Trägergasstrom an einem Venturirohr (10) bei einem Durchsatz von 970 kg/Std. eingefühit. Das durch das Venturirohr geführte Trägergas umfaßte 50 Vol.% Luft und den Rest Sauerstoff, was zu einem Trägermischgas führte, das 60 % Sauerstoff und 40 % Stickstoff enthielt. Dieses wurde bei einem Durchsatz von 175 Nm^/Std. gefördert

Zusätzlicher Sauerstoff wurde in die Speiseleitung zur Lanze am Verbinder (13) bei einem Durchsatz von 110 Nm^/Std. eingeführt.

Der Verbinder war am Schaft der Lanze angebracht die Lanze etwa 3 m lang.

Solch ein Verfahren ergab eine ausgezeichnete Verbrennungskontinuität des Gemisches, was zur Bildung einer Feuerfestmasse hoher Qualität niedriger Porosität bei sehr hoher Abscheidungsrate und bei geringer Gefahr einer Verbrennung innerhalb dar Speiseleitung führte.

Nach einer ersten Variante dieses Beispiels bestand das durch Venturirohr gehende Mischträgergas - wieder bei einem Durchsatz von 175 Nm^/Std. · aus gleichen Teilen von Stickstoff und Sauerstoff. Es ergaben sich -8-

Claims

AT 392 467 B ebenfalls ausgezeichnete Ergebnisse. Nach einer zweiten Variante dieses Beispiels bestand das durch das Venturirohr gehende Trägergas · wieder bei einem Durchsatz von 175 Nm^/Std. - aus Stickstoff. Es ergaben sich gute Ergebnisse. Beispiel 2 Eine Anzahl von Rissen oder Haarrissen wurden in einer Ofenwand gefunden, die aus Silica- bzw. Siliciumdioxydblocks, hauptsächlich in Trydimitform, gebildet waren. Diese Risse wurden repariert, während die Wand sich auf einer Temperatur von 1150 °C befand, in dem ein Gemisch aus Partikeln aufgesprüht wurde, das aus 87 % Siliciumdioxyd, 12 % Silicium und 1 % Aluminium (Gew.%) bestand, und welche in einem Trägergas unter Verwendung einer Lanze gefördert wurden. Das verwendete Siliciumdioxyd bestand aus 3 Teilen Cristoballit und 2 Teilen Tridymit (Gewicht) bei Korngrößen zwischen 100 μπι und 2 mm. Die Silicium- und Aluminiumpartikel hatten je eine mittlere Korngröße unter 10 μπι; das Silicium eine spezifische Oberfläche von 4000 cm/g und das Aluminium eine spezifische Oberfläche von 6000 cm/g. Das Gemisch aus Partikeln wurde in einen Trägergasstrom an einem Venturirohr (10) bei einem Durchsatz von 600 kg/Std. eingeführt. Das durch das Venturirohr gehende Trägergas war Luft, gefördert bei einem Durchsatz von 170 Nnrfystd. Zusätzlicher Sauerstoff wurde in den zur Lanze führenden flexiblen Schlauch am Verbinder (13), ebenfalls bei einem Durchsatz von 170 Nm^/Std., eingeführt. Der Verbinder befand sich etwa 2 m vom Schaftende der Lanze entfernt. Dieses Verfahren ergab eine ausgezeichnete Kontinuität der Verbrennung des Gemisches und führte zur Bildung einer Feuerfestmasse hoher Qualität, niedriger Porosität mit hoher Abscheidungsrate, bei niedriger Gefahr eines Verbrennungsrückschlags längs der Leitung zum Venturirohr, an dem die Partikel zuerst in den Trägergasstrom eingeführt wurden. Beispiel 3 Gleichförmige Lagen feuerfesten Materials wurden im Elektroguß hergestellten Corhart Zac (Warenzeichen-Blöcken (hergestellt aus Zirkonoxyd, Aluminiumoxyd und Siliciumdioxyd) abgeschieden, indem ein Partikelgemisch versprüht wurde, während die Oberfläche der Blocks bei einer Temperatur von etwa 1200 °C gemacht wurde. Das verwendete Partikelgemisch setzte sich zusammen aus 35 Gew.% Zirkonoxyd und 53 % Aluminiumoxyd, im Gemisch mit Silicium und Aluminium; der Siliciumgehalt des Gemischs betrug 8 %, der Aluminiumgehalt lag bei 4 %. Die Aluminiumoxyde und Zirkonoxydpartikel hatten eine Korngröße zwischen 50 pm und 500 pm, die Silicium- und Aluminiumpartikel hatten jeweilige Granulometrien wie in Beispiel 1 dargelegt. Die Austragsgeschwindigkeit der Partikel aus der Lanze lag bei 750 kg/Std. Das durch das Venturirohr geführte Tiägergas war Argon; dies wurde bei einem Durchsatz von 150 Nm^/Std. zugeführt. Sauerstoff wurde in die Speiseleitung zur Lanze an einem ersteh Verbinder (13) eingeführt, der kurz in Strömungsrichtung hinter dem Venturirohr (10) sich befand und zwar bei einem Durchsatz von 50 Nnr/Std.; zusätzlicher Sauerstoff wurde in die Speiseleitung an dem Lanzenschaft über einen zweiten Verbinder (13) bei einem Durchsatz von 150 Nm^/Std. eingeführt. Arbeitete man nach diesem Beispiel, so ergaben sich sehr gute Ergebnisse, was die Abscheidungsgeschwindigkeit sowie die Qualität der gebildeten Feuerfestmasse betraf, bei niedriger Gefahr einer Verbrennung innerhalb des Leitungsrückschlags zum Venturirohr, an dem die Partikel zunächst in den Trägergasstrom eingeführt wurden. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Bilden einer Feuerfestmasse auf einer Oberfläche durch Versprühen eines Gemisches oxidierbarer und feuerfester Partikel in einem die Verbrennung bewirkenden Trägergas aus einem Auslaß einer Lanze und gegen die Oberfläche, so daß bei Verbrennung dieser oxidierbaren Partikel ausreichend Wärme erzeugt wird, um wenigstens die Oberflächen der Feuerfestpartikel zu erweichen oder zu schmelzen und die Bildung der Feuerfestmasse herbeizuführen, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Stelle längs der den -9- AT 392 467 B Trägergasstrom und die Partikel führenden Speiseleitung Sauerstoff eingeführt und mit dem Trägergas/Partikelgemisch während dessen Strömung gegen den Lanzenauslaß, bevor der Auslaß erreicht ist, vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Trägergasstrom Inertgas umfaßt
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in die Speiseleitung wenigstens 1 m vom Lanzenauslaß entfernt eingeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Einführen von Sauerstoff in die Speiseleitung in oder unmittelbar vor dem Lanzenschaft vorgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in die Speiseleitung an wenigstens zwei längs der Leitung in Abstand voneinander befindlichen Orten eingeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in die Speiseleitung benachbart von deren Wandung eingefiihrt wird, so daß zunächst eine Hülse zwischen den Partikeln und der Wand der Speiseleitung geformt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in die Speiseleitung in einem Ringstrom eingeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in die Speiseleitung in einer Zone eingeführt wird, wo die Leitung sich im Querschnitt vergrößert
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in die Speiseleitung parallel zur Speiserichtung eingefiihrt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel in das Trägergas in einem Venturirohr eingeführt weiden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein plötzlicher Anstieg des Gegendruckes in der Speiseleitung, der indikativ für die Verbrennung innerhalb oder für das Blockieren der Speiseleitung ist ausgenützt wird, um die Zuführung der Partikel längs der Speiseleitung zum Lanzenauslaß zu beenden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckanstieg verwendet wird, um die Speiseleitung zu trennen.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein plötzlicher Anstieg des Gegendruckes in der Speiseleitung, der indikativ für die Verbrennung innerhalb oder für ein Blockieren der Speiseleitung ist verwendet wird, um das Einführen von Inertgas in die Speiseleitung auszulösen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckanstieg ausgenutzt wird, um das Einführen von Inertgas in die Speiseleitung unter Substituieren dieses Einführens von Sauerstoff auszulösen.
15. Vorrichtung zur Bildung einer Feuerfestmasse auf einer Fläche, unter Versprühen eines Gemisches oxidierbarer Partikel und feuerfester Partikel in einem die Verbrennung bewirkenden Trägergas gegen diese Fläche, so daß bei Verbrennen dieser oxidierbaren Partikel ausreichend Wärme erzeugt wird, um wenigstens die Oberflächen der Feuerfestpartikel zu erweichen oder zu schmelzen und die Bildung der Feuerfestmasse herbeizuführen, wobei die Vorrichtung Mittel zum Vermischen dieser Partikel mit einem Trägergasstrom und eine Speiseleitung zum Fördern des Trägergases sowie der mitgerissenen Partikel an einen Lanzenauslaß umfaßt, von welchem sie versprüht werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um Sauerstoff in das Trägergas/Partikelgemisch über eine oder mehrere Öffnungen dieser Leitung (12,14) in Strömungsrichtung hinter der Mischeinrichtung (10) und wenigstens einen Meter vom Auslaß (0) der Lanze (1) einzuführen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sauerstoffeinführungsöffnung in dieser Speiseleitung (12,14) an oder unmittelbar vor dem Schaft der Lanze (1) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffeinführungsöffnung an wenigstens zwei Orten unter Abstand längs der Speiseleitung (12,14) vorgesehen sind. -10- AT 392 467 B
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffeinführungsöffnung(en) über einen Umfang der Speiseleitung (12,14) an wenigstens einer Stelle längs der Speiseleitung verteilt ist (sind).
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Sauerstoffringeinführungsöffnung (26) vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Sauerstoffeinführungsöffnung in dieser Speiseleitung (12, 14) in einer Zone vorgesehen ist, wo diese Speiseleitung (12,14) im Querschnitt sich vergrößert.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die oder wenigstens eine solcher Sauerstoffeinführungsöffnungen axial mit der Speiseleitung (12,14) ausgerichtet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Vermischen der Partikel mit einem Trägergasstrom ein Venturirohr (10) umfassen.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (34) vorgesehen sind, die auf einen plötzlichen Anstieg des Gegendruckes in dieser Speiseleitung (12, 14) ansprechen, welcher indikativ für Verbrennung innerhalb oder für Blockieren der Speiseleitung (12,14) ist, derart, daß die Förderung dieser Partikel längs der Speiseleitung (12,14) an den Lanzenauslaß (0) beendet wird.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Gegendruck ansprechenden Einrichtungen (34) zum Trennen der Speiseleitung wirksam sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß auf Druck ansprechende Einrichtung ein erstes röhrenförmiges Element, welches gleitverschieblich innerhalb eines zweiten ist, sowie Einrichtungen (37,38) umfaßt, die einen geforderten Klemmdruck zwischen diesen Elementen ausüben, um deren Trennung Widerstand zu leisten, bis der Druck innerhalb der Speiseleitung (12,14) ausreichend steigt, um diese Trennung herbeizuführen.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Quelle für Inertgas (18) umfaßt und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die auf einen plötzlichen Anstieg des Gegendruckes in dieser Speiseleitung (12,14) ansprechen, welcher indikativ für die Verbrennung innerhalb oder für das Blockieren der Speiseleitung ist, um diese Quelle (18) mit dieser Speiseleitung zu verbinden.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechende Einrichtung wirksam ist, um das Einführen von Sauerstoff zur Speiseleitung (12, 14) zu unterbrechen und diese Inertgasquelle (18) mit der Speiseleitung (12,14) über die oder wenigstens eine Sauerstoffeinführungsöffnung (26) zu verbinden. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -11-