AT396784B

AT396784B - Verfahren und gemisch zum formen einer zusammenhängenden feuerfest-masse auf einer oberfläche

Info

Publication number: AT396784B
Application number: AT0136592A
Authority: AT
Inventors: Jean-Pierre Meynckens; Leon-Philippe Mottet
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1993-11-25
Also published as: NL195098C; NL9201170A; SE9201925L; LU87969A1; ATA136592A; CN1065847C; KR100232797B1; PL174315B1; GB9213805D0; RO109068B1; AU654860B2; FR2678606B1; GB2257136B; FR2678606A1; SE504729C2; CA2071370C; EG19701A; ES2041222A1; GB2257136A; BE1005914A4

Description

AT396784B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen einer zusammenhängenden Feuerfest-Masse auf einer Oberfläche, bei dem gegen diese Oberfläche gleichzeitig mit Sauerstoff ein Gemisch aus Feuerfest-Teilchen und verbrennbaren Teilchen geschleudert wird, die in einer exothermen Weise mit dem ausgeschleuderten Sauerstoff durch Freisetzen von genügend Hitze zur Formung der vorerwähnten Feuerfest-Masse unter der Wirkung der Verbrennungshitze reagieren. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Teilchengemisch, das für ein Verfahren zum Formen einer zusammenhängenden Feuerfest-Masse auf einer Oberfläche bestimmt ist, indem das Gemisch und Sauerstoff gegen die Oberfläche geschleudert werden, wobei das Gemisch Feuerfest-Teilchen und Teilchen einer verbrennbaren Substanz enthält, die zur exothermen Reaktion mit Sauerstoff zur Freisetzung von genügend Hitze geeignet sind, um unter der Wirkung der Verbrennungshitze die vorerwähnte Feuerfest-Masse zu formen.

Wenn man in situ eine Feuerfest-Masse auf einer Oberfläche formen will, kann man zwischen zwei bekannten prinzipiellen Verfahren wählen.

Gemäß dem ersten dieser Verfahren, manchmal als sogenanntes "keramisches Schweißen" benannt, das in dem Müschen Patent 1 330 894 (Glaverbel) und dem britischen Patent 2 170 191 erläutert ist, wird eine zusammenhängende Feuerfest-Masse auf einer Oberfläche durch Schleudern eines Gemisches aus Feuerfest-Teilchen und verbrennbaren Teilchen in der Gegenwart von Sauerstoff auf die Oberfläche geformt. Die verbrennbaren Teilchen sind Teilchen, deren Zusammensetzung und Granulometrie derart sind, daß sie in einer exothermen Weise mit dem Sauerstoff während der Formung eines Feuerfest-Oxids und während der Freisetzung der notwendigen Hitze zum Schmelzen, wenigstens oberflächlich, der ausgeschleuderten Feuerfest-Partikel reagieren. Aluminium und Silicium sind Beispiele für solche verbrennbaren Substanzen. Es ist bekannt, daß Silicium streng genommen als ein Halbmetall klassifiziert werden muß, aber da Silicium, wie bestimmte Metalle, sich verhält (es ist dazu in der Lage, eine beträchtliche exotherme Oxidation bei der Formung eines Feuerfest-Oxids durchzumachen), werden diese verbrennbaren Elemente als sogenannte verbrennbare metallische Substanzen der Einfachheit halber bezeichnet. Im allgemeinen wird es empfohlen, das Schleudern der Partikel in der Gegenwart einer hohen Sauerstoffkonzentration, z. B. durch Einsatz von Sauerstoff mit handelsüblicher Qualität als ein Gasträger, durchzuführen. Auf diese Weise wird eine zusammenhängende Feuerfest-Masse geformt, die auf der Oberfläche, auf die die Partikel geschleudert werden, anhaftet. Aufgrund der sehr hohen Temperaturen, die die keramische Schweißungsreaktion »reichen kann, kann sie Schlacke durchdringen, die auf der Oberfläche der Feuerfest-Substanz, die behandelt wird, vorhanden sein kann, und sie kann die Oberfläche derart erweichen oder schmelzen, daß eine gute Verbindung zwischen der behandelten Oberfläche und der neu geformten Feuerfest-Masse hergestellt wird.

Diese bekannten keramischen Schweißverfahren können zur Formung eines Feuerfest-Gegenstandes, z. B. eines Blocks, mit einem besonderen Aussehen benutzt werden, aber sie werden sehr viel zur Formung von Beschichtungen oder zur Reparatur von Ziegeln oder Wänden eingesetzt, und sie sind besonders nützlich zur Reparatur oder zum Verstärken von vorhandenen Feuerfest-Strukturen, z. B. zum Reparieren von Wänden oder Bekhichtungen für Feuerfest-Einrichtungen, wie Schmelzofenwänden bei der Glasherstellung oder Koksöfen.

Dieses Verfahren wird im allgemeinen durchgeführt, wenn der Feuerfest-Träg»: heiß ist. Dies ermöglicht es, zerfressene Feuerfest-Oberflächen zu reparieren, während die Einrichtung im wesentlichen bei ihrer Betriebstemperatur bleibt und, in bestimmten Fällen, sogar während ihres Betriebes.

Der zweite bekannte Prozeß zum Formen einer Feuerfest-Masse auf einer Oberfläche ist das sogenannte "Flammsprühverfahren". Es umfaßt das Richten einer Flamme auf den Ort, wo eine Feueifest-Masse geformt werden soll und Aufsprühen von Feuerfest-Pulver quer durch diese Flamme. Die Flamme wird durch einen gasförmigen Brennstoff oder eine Flüssigkeit oder sogar durch Kokspulver gespeist. Es ist einleuchtend, daß die effiziente Verwendung dieser Flammsprühtechnik ein vollständiges Verbrennen des Brennstoffs voraussetzt, um die heißeste Flamme, die möglich ist, zu erzeugen und um eine maximale Effizienz zu erzielen. Im allgemeinen ist die mit dem Flammsprühverfahren erhaltene Temperatur der Flamme nicht so heiß wie die, die mit der keiamisch»i Schweißtechnik erzielt wird, mit dem Ergebnis, daß die Kohärenz bzw. der Zusammenhang der geformten Feuerfest-Masse nicht so gut ist, und da die Verbindung zwischen der neuen Feuerfest-Masse und der Oberfläche des Feuerfest-Trägers bei einer niedrigen Temperatur geformt worden ist, ist diese Verbindung nicht so dauerhaft. Überdies ist eine solche Flamme weniger geeignet als eine keramische Schweißungsreaktion, um die Schlacke zu durchdringen, die auf der Feuerfest-Oberfläche, die behandelt werden soll, vorhanden sein kann.

Die Zusammensetzung des Gemisches, das in einem keramischen Schweiß-Verfahren verwendet wird, wird allgemein auf die Weise ausgewählt, um eine Reparaturmasse herzustellen, die eine chemische Zusammensetzung ähnlich oder nahe der des Feuerfest-Trägers aufweist. Dies trägtdazu bei, die Kompatibilität und Adhäsion mit dem neuen Material und dem Träger, auf dem es geformt wird, sicherzustellen.

Es wurde jedoch festgestellt, daß Probleme auftreten, wenn es »wünscht ist, bestimmte Typen von Feuer-fest-Strukturen zu reparieren und dies sogar, wenn eine Feuerfest-Masse ein»- chemischen Zusammensetzung geformt wird, die ähnlich der der Träger-Feuerfest-Masse ist

Zum Beispiel schafft das Reparieren von Feuerfest-Oberflächenstrukturen mit einem Siliciumcarbid'Tiäger mit der Hilfe eines Gemisches, das in erster Linie Kohlenstoff-Silicium-Teilchen und ebenfalls Teilchen von metallischen verbrennbaren Substanzen enthält, wie Aluminium- und Siliciumpartikel, eine Feuerfest-Masse, -2-

AT396784B die nicht immer eine genügende Adhäsion an dem Feuerfest-Träger zeigt.

Feuerfest-Materialien mit einem Träger aus Siliciumcarbid werden in bestimmten metallurgischen Einrichtungen, insbesondere in Hochöfen in der Eisenindustrie oder in Zinkdestillationskolonnen, verwendet Während des Betriebs dieser Einrichtung können bestimmte Teile der Feuerfest-Strukturen eine ziemlich S niedrige, minimale Betriebstemperatur, z. B. in der Größenordnung von 700 °C, aufweisen, und sie können zusätzlich signifikanten Schwankungen der Umgebungstemperatur unterworfen sein. Es wurde beobachtet daß die durch bekannte Techniken hergestellten Feuerfest-Massen auf diesen Teilen der Feuerfest-Strukturen nicht immer eine genügende Adhäsion an der Feuerfest-Trägermasse zeigen, und in bestimmten Fällen, insbesondere wenn die Reparatur an einem Block oder an einer Feuerfest-Wand durchgeführt wird, deren Temperatur niedrig 10 ist löst sich die neue Feuerfest-Masse vollständig von der Träger-Feuerfestmasse und löst sich selbst während des Betriebs der Einrichtung. Ähnliche Probleme zeigen sich, wenn man Feuerfest-Strukturen mit einem hochverdichteten Siliciumoxid-Träger (so bezeichnet um sie von traditionellen Siticiumoxid-Feuerfest-Massen zu unterscheiden, deren Dichte niedriger ist) zu reparieren wünscht die in bestimmten Koksöfen verwendet werden; auch wenn man ein IS Feuerfest-Material mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung im Vergleich zu der Träger-Feuerfest-Masse formen kann, haftet die neue Masse nicht immer genügend an und kann sich sogar schnell von der Träger-Feuerfest-Masse ablösen, wenn der Ofen in Betrieb ist . Aus der Internationalen Patentanmeldung WO 90/0384S (Willmet/Willard) ist ein Verfahren zur Reparatur von z. B. Ofenauskleidungen bekannt bei dem ein Inertgasträger und Teilchen eines Feuerfest-Oxids 20 und verbrennbares oxidierbares Material einem Hammsprühapparat zugeführt werden, wobei hoher Druck Sauerstoff ansaugt und die Trägergas/Partikel-Mischung beschleunigt Willart wendet dieses Verfahren auf die Reparatur von Feuerfest-Blöcken/Ziegeln in der Blasformlinie eines Kupferschmelzkonverters als auch bei der Reparatur von Siliciumcarbidkolonnenböden an. Zum Beispiel schleudert man eine Mischung aus 79 % Siliciumcarbid, 16,25 % Silicium, 4 % Aluminium und 0,75 % Magnesium durch ein doppeltes Venturi-Luft-25 Sauerstoff-System auf einen Siliciumcarbid-Kolonnenboden.

Jedoch ist die Verwendung von Magnesiummetallpulver in diesem Verfahren nachteilig, zumindest darin, da Magnesiummetall relativ flüchtig ist; es besteht ein Maß an Unsicherheit über die Zusammensetzung des geformten Feuerfest-Überzugs.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Probleme zu lösen und die Nachteile des Standes der 30 Technik zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 10 gelöst.

Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Formung einer zusammenhängenden Feuerfest-Masse auf 35 einer Oberfläche auf Basis einer Siliciumverbindung, bei dem gegen die Oberfläche gleichzeitig mit Sauerstoff ein Gemisch aus Feuerfest-Teilchen und verbrennbaren Teilchen geschleudert wird, die in einer exothermen Weise mit dem ausgeschleuderten Sauerstoff durch Freisetzen von genügend Hitze zur Formung der Feuerfest-Masse unter der Wirkung der Verbrennungshitze reagieren, wobei das Gemisch enthält: (i) verbrennbare Siliciumteilchen; (ii) Feuerfest-Teilchen einer oder einer Vielzahl von Substanzen als ein Hauptgewichtsteil 40 des Gemisches; und (iiia) zusätzliche Teilchen einer anderen Substanz, die während der Formung der Feuerfest-Masse das Einarbeiten von Siliciumoxid, das durch Verbrennung der Siliciumpartikel geformt wird, in ein kristallines Gitter bewirkt, und/oder (iiib) zusätzliche Teilchen einer nicht-metallischen Verbindung, die während der Formung der Feuerfest-Masse diese andere Substanz hervorbringt, die die Einarbeitung des durch die Verbrennung von Siliciumpartikeln geformten Siliciumoxids in ein kristallines Gitter bewirkt 45 Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Teilchengemisch, die bestimmt sind für ein Verfahren zum Formen ein«: zusammenhängenden Feuerfest-Masse auf einer Oberfläche auf Basis einer Siliciumverbindung, in dem das Gemisch und Sauerstoff gegen diese Oberfläche geschleudert werden, wobei das Gemisch Feuerfest-Teilchen und verbrennbare Teilchen enthält, die in der Lage sind, exotherm mit Sauerstoff zu reagieren, um genügend Hitze zur Formung dieser Feuerfest-Masse unter der Einwirkung der Verbrennungswärme freizusetzen, 50 welches dadurch gekennzeichnet ist daß das Gemisch enthält: (i) verbrennbare Siliciumteilchen; (ii) Feuerfest-Teilchen einer oder einer Mehrzahl von Substanzen als ein Hauptgewichtsanteil des Gemisches; und (iiia) zusätzliche Teilchen einer anderen Substanz, die während der Formung der Feuerfest-Masse das Einarbeiten von Siliciumoxid, das durch Verbrennung der Siliciumteilchen geformt wird in ein kristallines Gitter bewirkt, und/oder (iiib) zusätzliche Teilchen einer nichtmetallischen Verbindung, die während der Formung der 55 Feuerfest-Masse diese andere Substanz hervorbringt, die die Einarbeitung von Siliciumoxid, das durch die Verbrennung des Siliciumpartikel geformt wird, in ein kristallines Gitter bewirkt.

Ein derartiges Gemisch und ein derartiges Verfahren sind nützlich zur Formung von Feuerfest-Massen mit hoher Qualität für die Reparatur von Oberflächen auf Basis einer Siliciumverbindung, wie z. B. Feuerfest-Strukturen von Öfen, als auch zum Zusammenschweißen von Bruchstücken. Es ist möglich, eine Feuerfest-60 Masse zu erhalten, die ein exzellentes Haftvermögen an dem Träger-Feuerfest-Material zeigt, wenn die reparierte Oberfläche wiederholten Veränderungen der thermischen Bedingungen während des Betriebs der Einrichtung ausgesetzt ist und/oder wenn die Reparatur an einer Oberfläche durchgeführt wird, deren -3-

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Temperatur relativ niedrig ist, wie zwischen 600 °C und 1000 °C (z. B. 700 °Q, obwohl die Erfindung auf Oberflächen mit einer Temperatur außerhalb dieses Bereichs anwendbar ist.

Die gemäß der Erfindung hergestellten Massen zeigen thermische Expansionseigenschaften an der Grenzfläche zwischen den Oberflächen und der geformten Feuerfest-Masse, die unterschiedlich von denen sind, die man erhalten könnte, wenn das Ausgangsgemisch nicht irgendeine Substanz enthalten hat, die die Einarbeitung von Siliciumoxid, das durch die Verbrennung von Silicium geformt wird, in ein kristallines Gitter bewirkt. Es wird angenommen, daß die durch die Erfindung erreichten Vorteile wenigstens zum Teil auf diesen Unterschied an der Grenzfläche zurückzuführen ist und daß die erhaltenen Feuerfest-Massen thermische Ausdehnungseigenschaften an den Grenzflächen zeigen, die gut an diejenigen der in Frage stehenden Feuerfest-Strukturen angepaßt sind.

Die verbrennbaren Siliciumteilchen (i) können als das alleinige verbrennbare Material verwendet werden oder sie können mit Teilchat eines weiteren verbrennbaren Materials, wie Aluminium, gemischt werden. Somit enthält das Gemisch vorzugsweise weiterhin verbrennbare Aluminiumteilchen. Aluminiumteilchen können schnell mit einer signifikanten Hitzefreisetzung oxidiert werden, und sie formen selbst Feuerfest-Oxide. Die Anwendung dieses wesentlichen Merkmals begünstigt somit die Formung von Feuerfest-Massen mit hoher Qualität.

Die erfindungsgemäßen Gemische enthalten vorzugsweise nicht mehr als 15 Gew.-% Silicium. Dies ist wichtig zur Begrenzung der Menge von nicht-reagiertem Silicium, das in der geformten Feuerfest-Masse zurückbleibt. Es wurde festgestellt, daß das Vorhandensein von nicht-reagiertem Silicium in der geformten Feuerfest-Masse die Beschaffenheit davon beeinträchtigen kann.

Die Feuerfest-Teilchen (ii) können in einer Menge von wenigstens 70 Gew.-%, bevorzugterweise wenigstens 75 Gew.-%, vorhanden sein, um eine homogene Masse zu erhalten.

Die zusätzlichen Teilchen (iiia) und/oder (iiib) machen vorzugsweise den Rest des Gemisches aus und können bis zu 25 Gew.-% in der Mischung, vorzugsweise von 5 bis 15 %, enthalten sein.

Die im Gemisch verwendeten verbrennbaren Teilchen (i) haben vorzugsweise eine durchschnittliche Partikelgröße von weniger von 50 pm.

Die Feuerfest-Teilchen (ii) enthalten vorzugsweise im wesentlichen keine Teilchen mit einer Größe größer als 4 mm, besonders bevorzugt nicht größer als 2,5 mm, um die Formung eines regelmäßigen Pulverstrahls zu erleichtern.

Die zusätzlichen Teilchen (iiia) und/oder (iiib), die in dem Gemisch verwendet werden, haben vorzugsweise eine Partikelgröße von weniger als oder gleich 500 pm. Wenn Partikel verwendet werden, die zu groß sind, besteht ein Risiko, daß sie keine effektive Rolle spielen. Vorzugsweise haben diese Teilchen eine Größe von mindestens 10 pm. Wenn Teilchen verwendet werden, die zu klein sind, besteht ein Risiko, daß sie während der Reaktion verdampfen.

Verschiedene Substanzen sind während der Formung der Feuerfest-Masse zur Induktion der Einarbeitung von bei der Verbrennung von Silicium geformtem Siliciumoxid in ein kristallines Gitter geeignet.

Die vorerwähnte zusätzliche Substanz (iiia), die die Einarbeitung von Siliciumoxid, das durch die Verbrennung von Silicium geformt wird, in ein kristallines bewirkt, wird vorzugsweise in die Mischung in der Form von Magnesiumoxidteilchen eingebracht.

Das Vorhandensein dieser Verbindung in dem Gemisch, das auf die zu reparierende Feuerfest-Oberfläche geschleudert wird, trägt dazu bei, daß die korrekten Feuerbeständigkeitseigenschaften der geformten Feuerfest-Masse sichergestellt sind. Überdies erlaubt das Einbringen von Magnesiumoxid in das Gemisch die Formung einer Feuerfest-Masse, bei der ein Teil des durch die Verbrennung des Siliciums geformten Siliciumoxids in ein kristallines Gitter des Forsterittyps eingebaut wird. Dies trägt ebenfalls dazu bei, die korrekten Feuerbeständigkeitseigenschaften der geformten Feuerfest-Masse sicherzustellen.

Wenn das Gemisch sowohl Aluminium- als auch Magnesiumoxid enthält, kann eine Feuerfest-Masse geformt werden, bei der ein Teil wenigstens des durch die Verbrennung von Silicium geformten Siliciumoxids in ein kristallines Gitter der Forsteritstruktur und/oder in ein kristallines Gitter der Spineistruktur und/oder in ein kristallines Gitter der Cordieritstruktur eingearbeitet wird.

Das Vorhandensein eines kristallinen Gitters der Cordieritstruktur in der geformten Feuerfest-Masse trägt dazu bei, eine hervorragende Festigkeit gegenüber thermischen Stößen dieser Masse sicherzustellen. Die Anwesenheit eines kristallinen Gitters der Forsteritstruktur und/oder Spinelstruktur auf der anderen Seite beeinflußt in bevorzugter Weise die Hitzebeständigkeit der geformten Feuerfest-Masse.

Andere Oxide, wie Calciumoxid oder. Eisen(H)oxid, können ebenfalls als- die Zusatzsubstanz (iiia) verwendet werden, die die Einarbeitung von durch die Verbrennung von Silicium geformtem Siliciumoxid in ein kristallines Gitter bewirkt.

Ein Teilchengemisch kann verwendet werden, das zusätzlich oder alternativ eine Zusatzsubstanz oder Substanzen (iiib) enthält, deren Zusammensetzung derart ist, wenn die Feuerfest-Masse geformt wird, daß sie eine Substanz hervorbringt, die die Einarbeitung von durch die Verbrennung von Silicium geformtem Siliciumoxid in ein kristallines Gitter bewirkt. Zum Beispiel können Peroxide, wie Calciumperoxid, Nitride, Carbide, verwendet werden. -4-

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Ein Oxid, z. B. Calciumoxid, kann in der Form einer Verbindung, z. B. im Falle von Calciumoxid, in der Form von Wollastonit (CaOSiC^) eingebracht werden.

Die Erfindung ist besonders nützlich für die Reparatur von Feuerfest-Materialien mit einem Siliciumcarbid-Träger oder Feuerfest-Materialien mit einem hochverdichteten Siliciumoxid-Träger. In konsequenter Weise wird es für das keramische Schweißen bevorzugt, daß es mit Hilfe eines Gemisches durchgeführt wird, dessen Hauptgewichtsteil aus Siliciumcarbid oder Siliciumoxid besteht.

Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung ebenfalls für die Reparatur von anderen Typen von Feuerfest-Erzeugnissen nützlich ist, die auf einer Siliciumverbindung, wie die, die vorher erwähnt sind, wie normale Siliciumoxid-Ziegel und Siliciumoxid-Aluminiumoxid-Ziegel, basieren.

Die Substanz oder Substanzen, die den Hauptgewichtsteil der Mischung ausmachen, können mit der Zusammensetzung des Feuerfest-Erzeugnisses, welches man reparieren will, korrespondieren, oder sie können aus einer unterschiedlichen Substanz sein. Im letzteren Fall wird eine Feuerfest-Masse geformt, die Eigenschaften haben kann, die unterschiedlich sind von und im Idealfall verbessert gegenüber denen derlzu reparierenden Feuerfest-Erzeugnisse, z. B. verbesserte Festigkeit gegenüber Abnutzung oder verbesserte Feuerfest-Eigenschaften.

Die Erfindung wird nun mit Hilfe der folgenden Beispiele näher erläutert Beispiel 1

Eine Feuerfest-Masse wird auf einer Wand der Zinkdestillationskolonne geformt Die Wand enthält Ziegelsteine aus einem Siliciumcarbid-Träger. Ein Gemisch aus Feuerfest-Teilchen, Teilchen einer verbrennbaren Substanz, die exotherm durch Formung eines Feuerfest-Oxids oxidierbar sind, und aus Magnesiumoxid-Teilchen, wird auf diese Ziegelsteine geschleudert Die Temperatur der Wand beträgt 800 °C. Das Gemisch wird mit der Rate von 60 kg/h in einen Strom aus reinem Sauerstoff geschleudert Das Gemisch hat die folgende Zusammensetzung:

SiC 79 Gew.-%

Si 8%

Al 5%

MgO 8%

Die Siliciumteilchen haben eine Abmessung unterhalb υοπ 45 pm und eine spezifische Mantelfläche, die zwischen 2.500 und 8.000 cm^/g enthalten ist. Die Aluminiumteilchen haben eine Abmessung unterhalb 45 pm und eine spezifische Mantelfläche, die zwischen 3.500 und 6.000 cm^/g enthalten ist Die Abmessung der Siliciumcarbid-Teilchen ist weniger als 1,47 mm mit 60 Gew.-% von 1 bis 1,47 mm, 20 % von 0,5 bis 1 mm, und 20 % unterhalb von 0,125 mm. Die MgO-Teilchen haben eine durchschnittliche Abmessung von annähernd 300 pm. "Durchschnittliche Abmessung" bezeichnet eine Abmessung derart, daß 50 Gew.-% der Teilchen eine kleinere Abmessung als dieser Durchschnitt aufweisen.

Die auf diese Weise reparierte Wand wird signifikanten Schwankungen der Umgebungstemperatur unterworfen, und es wird beobachtet, daß die neue Feuerfest-Masse dauerhaft auf dem Träger haftet

Die Struktur der geformten Masse wird unter dem Mikroskop untersucht Eine exzellente Kontinuität wird zwischen der neuen Feuerfest-Masse und dem Feuerfest-Massen-Träger festgestellt Es .wird ebenfalls festgestellt, daß das durch die Verbrennung von Silicium geformte Siliciumoxid in das kristalline Gitter von Forsterit, Cördierit und aluminiumhaltigem Spinei eingearbeitet ist Für Vergleichszwecke wird ein Gemisch, das kein Magnesiumoxid enthält, unter den gleichen Bedingungen geschleudert Die Zusammensetzung dieses Gemisches ist wie folgt

SiC 87 Gew.-%

Si 12% AI 1%

Man stellt fest, daß die Feuerfest-Masse schnell getrennte Teile von der Wand bildet und sich selbst in ganzen Stücken von der Wand löst, wenn die Zinkdestillationskolonne zu arbeiten beginnt

In einer Abwandlung dieses Beispiels wird das Gemisch verwendet, um den Boden eines Koksofens zu reparieren, der aus normalen Siliciumoxidziegeln und Siliciumoxid-Aluminiumoxid-Ziegeln geformt ist Man erhält eine Reparaturmasse mit guter Festigkeit gegenüber Abnutzung, die gut an der Wand anhaftet, sogar wenn sie verschiedenen thermischen Veränderungen unterzogen wird.

Beispiel 2

Als eine Variation von Beispiel 1 wird ein Gemisch mit der folgenden Zusammensetzung verwendet -5-

Claims

AT396784B SiC 82 Gew.-% Si 8% Al 5% MgO 5% Die Wand, die repariert wird, enthält Ziegel mit einem Siliciumcarbid-Träger, und sie weist eine Temperatur von700°Cauf. Die erhaltene Feuerfest-Masse haftet ebenfalls dauerhaft an der Wand. Beispiel 3 Das Ziel ist es, eine Feuerfest-Masse auf einer Wand eines Koksofens zu formen, die hochvardichtete Siliciumoxid-Ziegel enthält. Während die scheinbare Dichte von traditionellen Siliciumoxid-Ziegeln in der Größenordnung von 1,80 liegt, ist die scheinbare Dichte von hochvardichteten Ziegeln annähernd 1,89. Daartige Ziegel sind kürzlich auf dem Markt für Feuerfest-Material erschienen, wobei diese Ziegel vorteilhafte Eigenschaften im Vergleich zu traditionellen Siliciumoxid-Ziegeln zeigen, bemerkenswert im Hinblick auf ihre Eigenschaften der Gaspermeabilität und thermischen Leitfähigkeit. Die Reparatur wird an einer Wand durchgeführt, deren Temperatur annähernd 750 °C ist, mit Hilfe des folgenden Gemisches: Si02 80,5 Gew.-% Si 11,1 % Al 1 % MgO 7,4 %. Die Abmessung da Si02-Teilchen ist weniger als 2 mm, mit einem Maximum von 30 Gew.-% von 1 bis 2 mm undweniger als 15 Gew.-% unterhalb 100 pm. Die geformte Masse haftet dauerhaft an der Wand. Im Gegensatz dazu, schaffte unter den gleichen Betriebsbedingungen ein ähnliches Gemisch, das aber kein Magnesiumoxid enthält, eine Feuerfest-Masse, die sich leicht von der Wand abtrennt, wenn sie verschiedenen thermischen Bedingungen unterzogen wird, die vorhanden sind, warn da Ofen rieh in Betrieb befindet Beispiel 4 Das ZieHstes, eine Feuerfest-Masse auf einer Wand eines Koksofens herzustellen, die aus einem Feuerfest-Material auf Basis einer Siliciumverbindung hergestellt ist, welcher signifikanten Vaänderungen da Umgebungstemperatur unterzogen ist und dessen Temperatur 900 °C nicht übersteigt Die Reparatur wird an einer Wand durchgeführt deren Temperatur annähernd 750 °C ist mit Hilfe des folgenden Gemisches: Si02 80 Gew.-% CaO*Si02 (Wollastonit): 8% Si 8% Al 4% Die durchschnittliche Abmessung der Wollastonit-Teilchen ist etwa 300 pm. Die Metallteilchengröße entspricht der in Beispiel 1 angegebenen und die Siliciumoxidteilchengröße entspricht der in Beispiel 3 angegebenen. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Formen einer zusammenhängenden Feuerfest-Masse auf einer Obofläche auf Basis einer Siliciumverbindung, bei dem gegen die Oberfläche gleichzeitig mit Sauerstoff ein Gemisch aus Feuerfest-Teilchen und verbrennbaren Teilchen geschleudert werden, die in einer exothermen Weise mit dem ausgeschleuderten Sauerstoff durch Freisetzen von genügend Hitze zur Formung der Feuerfest-Masse unter der Wirkung der Verbrennungshitze reagieren, dadurch gekennzeichnet daß das Gemisch enthält: -6- AT396784B (i) verbrennbare Siliciumteilchen; (ii) Feuerfest-Teilchen von einer oder einer Mehrzahl von Substanzen als ein Hauptgewichtsanteil des Gemisches; und (iiia) zusätzliche Teilchen einer anderen Substanz, die während der Formung der Feuerfest-Masse das Einarbeiten von Siliciumoxid, das durch die Verbrennung der Siliciumteilchen gebildet wird, in ein kristallines Gitter bewirkt, und/oder (iiib) zusätzliche Teilchen einer nicht-metallischen Verbindung, die während der Formung der Feuerfest-Masse diese andere Substanz hervorbringt, die die Einarbeitung von Siliciumoxid, das durch die Verbrennung der Siliciumteilchen gebildet wird, in ein kristallines Gitter bewirkt
2. Verfahren zum Formen einer Feuerfest-Masse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Substanz (iiia), die das Einarbeiten von Siliciumoxid, das durch die Verbrennung der Siliciumteilchen geformt wird, in ein kristallines Gitter bewirkt in das Gemisch in der Form von Magnesiumoxidteilchen eingebracht wird.
3. Verfahren zum Formen einer Feuerfest-Masse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Siliciumoxids, das durch die Verbrennung des Siliciums geformt wird, in ein kristallines Gitter der Forsterit-Struktur eingearbeitet wird.
4. Verfahren zum Formen einer Feuerfest-Masse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese verbrennbaren Partikel (i) weiter Aluminiumteilchen mithalten.
5. Verfahren zum Formen einer Feuerfest-Masse gemäß den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens ein Teil des durch die Verbrennung des Siliciums geformten Siliciumoxids in ein kristallines Gitter der Forsterit-Struktur und/oder in ein kristallines Gitter der Spinel-Strnktur und/oder in ein kristallines Gitter der Cordierit-S truktur eingearbeitet wird.
6. Verfahren zum Formen einer Feuerfest-Masse gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5; dadurch gekennzeichnet, daß diese nicht-metallische Verbindung (iiib) in das Gemisch in der Form von Partikeln eines Peroxids oder eines Silikats eingebracht wird.
7. Verfahren zum Formen einer Feuerfest-Masse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß diese Feuerfest-Partikel (ii), die den Hauptgewichtsanteil des Gemisches ausmachen, Siliciumcarbidteilchen sind.
8. Verfahren zum Formen einer Feuerfest-Masse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Feuerfest-Teilchen (ii), die den Hauptgewichtsanteil des Gemisches ausmachen, Siliciumoxidteilchen sind.
9. Verfahren gemäß irgendeinem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet daß die Temperatur der Oberfläche weniger als 1000 °C ist.
10. Teilchengemisch, bestimmt für ein Verfahren zum Formen einer zusammenhängenden Feuerfest-Masse auf einer Oberfläche auf Basis einer Siliciumverbindung, in dem das Gemisch und Sauerstoff gegen diese Oberfläche geschleudert werden, wobei das Gemisch Feuerfest-Teilchen und verbrennbare Teilchen enthält, die zur exothermen Reaktion mit Sauerstoff zur Freisetzung von genügend Hitze geeignet sind, um unter der Wirkung der Verbrennungshitze diese Feuerfest-Masse zu formen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch enthält: (i) verbrennbare Siliciumteilchen; (ii) Feuerfest-Teilchen einer oder einer Vielzahl von Substanzen als ein Hauptgewichtsanteil des Gemisches; und (iiia) zusätzliche Teilchen einer anderen Substanz, die während der Formung der Feuerfest-Masse das Einarbeiten von Siliciumoxid, das durch Verbrennung der Siliciumteilchen geformt wird, in ein kristallines Gitter bewirkt, und/oder (iiib) zusätzliche Partikel einer nicht-metallischen Verbindung, die während der Formung der Feuerfest-Masse diese andere Substanz hervorbringt, die die Einarbeitung von Siliciumoxid, das durch die Formung der Siliciumteilchen geformt wird, in ein kristallines Gitter bewirkt
11. Gemisch gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gemisch Magnesiumoxidteilchen als diese Teilchen der anderen Substanz (iiia) enthält -7- AT396784B
12. Gemisch gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gemisch Teilchen eines Peroxids oder eines Silikats als diese nicht-metallische Verbindung (iiib) enthält
13. Gemisch gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese verbrennbaren Teilchen (i) weiter Aluminiumteilchen enthalten.
14. Gemisch gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese Feuerfest-Teilchen (ii), die den Hauptgewichtsanteil der Mischung ausmachen, Siliciumcarbidteilchen sind.
15. Gemisch gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerfest-Teilchen (ii), die den Hauptgewichtsanteil der Mischung ausmachen, Siliciumoxidteilchen sind.
16. Gemisch gemäß einem der Anbrüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzlichen Teilchen (iiia) oder (iiib) eine Teilchengröße von weniger als oder gleich 500 μη aufweisen.
17. Gemisch gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Teilchen (iiia) oder (iiib) eine Teilchengröße von wenigstens 10 μπι aufweisen.
18. Gemisch gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliciumanteil darin nicht mehr als 15 Gew.-% beträgt. -8-