CZ242198A3

CZ242198A3 - Způsob vytváření soudržné žáruvzdorné hmoty pro opravy a prášková směs k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ242198A3
Application number: CZ982421A
Authority: CZ
Inventors: Jean-Pierre Meynckens; Léon-Philippe Mottet
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1996-02-01
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1998-12-16
Also published as: IL125430A; JP2001502285A; PL186409B1; TW348213B; AU1537297A; HRP970041A2; EG22058A; PL328129A1; EP0877719B1; HUP9901498A3; US6372288B1; ZA97814B; CO5060548A1; GB9604344D0; EP0877719A1; RU2173308C2; ID15850A; DE69732479D1; WO1997028099A1; HUP9901498A2

Description

Vynález se týká způsobu vytváření koherentní žáruvzdorné hmoty pro opravy, a zejména vytváření žáruvzdorné hmoty pro opravy na povrchu elektrotavených žáruvzdorných materiálů, a práškové směsi k prováděni tohoto postupu.

Dosavadní stav techniky

Elektrotavené žáruvzdorné materiály jsou oxidy některých řízených kompozic, získaných tavením při velmi vysokých teplotách obvykle v elektrických pecích a odléváním takto vyrobené taveniny do forem. Existuje řada skupin elektrotavených žáruvzdorných materiálů, včetně materiálů obsahující oxid zirkoničitý, jako je například oxid hlinitý/oxid zirkoničitý/oxid křemičitý (AZS), z nichž jeden druh je k dispozici pod obchodním jménem Zac, oxid hlinitý/oxid zirkoničitý/oxid křemičitý/chrom (AZSC) a spinely, jako je oxid hořečnatý/oxid hlinitý a oxid chromitý/oxid hlinitý.

Elektrotavené žáruvzdorné materiály se používají v řadě speciálních vysokoteplotních aplikací, například jako žáruvzdorné bloky pro ty části pecí, které jsou vystaveny náročným provozním podmínkám při vysoké teplotě. Takové podmínky se vyskytují v horní části tavících van na sklo, kde zvláště ostré podmínky jsou na linii skla (též známé jako linie taveniny), to znamená u horního povrchu

·· ·· ► · · · » · · · • · · · * • · · · · 9 roztaveného skla.

V sousedství linie skla je žáruvzdorný materiál vany vystaven přímému tepelnému styku s nejteplejší vrstvou tekutého skla a bezprostředně nad tím tepelnému styku se sousedící atmosférou pece. Kapalina a sousední plyn tedy každý vystavuji žáruvzdorné hmoty na čáře skla velkým, avšak rozdílným namáháním. Jak v průběhu výrobního procesu hladina na čáře skla stoupá a klesá, žáruvzdorné materiály v jejím sousedství podstupují významné tepelné cyklováni. Navíc k proměnnému tepelnému namáhání, vyvolanému tímto cyklováním, se přidává mechanické namáháni vyvolávané tekutým sklem, které protéká vanou a má mechanický obrušovací (vymilací) účinek.

Přes vysokou kvalitu elektrotavených žáruvzdorných materiálů a jejich vynikající vhodnost pro takové zatížení dochází u nich při používání ke značné erozi. V souladu s tím vzniká potřeba oprav uvedených materiálů a požadavek, aby provedená oprava byla sama odolná vůči náročným podmínkám, kterým jsou tyto části vystaveny. Zvláště důležitá je dlouhodobá trvanlivost opravy, protože se v některých případech může vyskytnou požadavek na to, aby pec byla provozována kontinuálně po dobu delší než deset roků.

Tento vynález se týká provádění oprav keramickým navařováním. Tento termín keramické navařování je pojem, který se začal používat pro způsob navařování žáruvzdorných hmot, který byl poprvé uveden v patentových nárocích v patentu Velké Británie č. GB 1330894 (majitelem je naše firma), podle které se směs částic žáruvzdorných oxidů a spalitelných částic vrhá v proudu plynu obsahuj ícímu • · kyslík na povrch materiálu substrátu. Spalitelné částice, obvykle jemně mletý křemík a/nebo hliník, slouží jako palivo pro spalováni kyslíkem, které reaguje na cílové ploše vysoce exotermnim způsobem a uvolňuje dostatek spalného tepla k tomu, aby vznikla soudržná koherentní žáruvzdorná hmota. Následně byla udělena řada patentů týkaj ících se keramického naváření, včetně dalších patentů naší firmy, č. GB

110 200 a GB 2 170 191.

Keramické naváření se může používat pro vytváření jednotlivých žáruvzdorných bloků, nebo pro spojování žáruvzdorných kusů dohromady, ale většinou se používá pro opravy in šitu opotřebených nebo poškozených stěn pecí, jako j sou koksárenské pece, sklářské pece a metalurgické pece. Keramické naváření je zvláště vhodné pro opravy horkých povrchů substrátů, což umožňuje provádět opravy na zařízení, které zůstává v podstatě na provozní teplotě, a je-li třeba, za plného provozu pece.

Při provádění keramického naváření je dobrým zvykem, že složeni směsi pro keramické naváření se volí tak, aby vznikla hmota na opravy žáruvzdorných materiálů, která má chemické složení kompatibilní a výhodně podobné jako je složení konstrukčního materiálu pece. Zjistilo se však, že samotná shoda chemického složení žáruvzdorného materiálu substrátu a hmoty na opravy, nemusí postačovat k zajištění trvanlivé opravy. I při chemické kompatibilnosti může být stále problémem zajistit pevné a trvanlivé spojení mezi hmotou na opravu a opotřebeným nebo poškozeným žáruvzdorným substrátem. Problém se zvětšuje v případech, kdy je opravovaný povrch vystaven velmi vysokým teplotám nebo tepelnému cyklování.

• · · • 4 ··

Z výše uvedeného vyplývá, že je třeba tedy věnovat pozornost fyzikální kompatibilnosti hmoty na opravu a žáruvzdorného substrátu, zejména s ohledem na jejich stupeň tepelné roztažností, který je spojen s jejich krystalickou skladbou. V související patentové přihlášce GB-A-2257138 (naší firmy), která se týká oprav povrchů na bázi sloučenin křemíku, jsou prováděny kroky k vytvoření krystalové mřížky ve hmotě na opravy při jejím vzniku, která se podobá krystalové mřížce základního žáruvzdorného materiálu, s tím, aby se zabránilo problému souvisejícího s oddělováním a odpadáváním vytvořené hmoty od základního žáruvzdorného materiálu. U opravovaných povrchů na bázi křemíku je zvláště důležité zabránit vzniku sklovité fáze ve hmotě na opravu.

Podstata vynálezu

Podle předmětného vynálezu bylo překvapivě zjištěno, že v případě elektrotavených materiálů je nezbytným stavem pro zajištění fyzikální kompatibility mezi opravovaným povrchem a hmotou na opravu přítomnost sklovité fáze.

V důsledku toho bylo zjištěno, že vysoce kvalitní trvanlivé opravy se mohou provádět na tak nepříznivých místech, jako je linie skla ve sklářských tavících vanách tím, že se zajistí přítomnost sklovité fáze ve hmotě na opravu.

Předmětný vynález se tedy týká způsobu vytváření soudržné (neboli koherentní) žáruvzdorné hmoty na opravy na povrchu elektrotaveného žáruvzdorného materiálu, přičemž při tomto postupu se práškovitá směs spalitelných částic a žáruvzdorných částic vrhá v proudu plynu, obsahujícího kyslík, na žáruvzdorný povrch a spalitelné částice reaguji na uvedeném povrchu vysoce exotermním způsobem s vrhaným ···· ·· · · 4 4

• 4 · ·

4 4 4

4 • 4 44 kyslíkem a tím se uvolňuje dostatek spalného tepla, aby vznikla hmota na opravu, a podstata tohoto postupu spočívá v tom, že prášková směs obsahuje alespoň jednu složku, která podporuje tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy.

Předmětný vynález se rovněž týká práškové směsi pro vytvoření soudržné žáruvzdorné hmoty na opravy na povrchu elektrotaveného žáruvzdorného materiálu, která zahrnuje spalitelné částice a žáruvzdorné částice pro vrhání v proudu plynu, obsahujícího kyslík, na žáruvzdorný povrch, přičemž spalitelné částice reaguj i na uvedeném povrchu vysoce exotermním způsobem s vrhaným kyslíkem, čímž se uvolňuje dostatek spalného tepla, aby vznikla hmota na opravu, a podstata této práškové směsi spočívá v tom, že obsahuje alespoň jednu složku, která podporuje tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy.

Vynález je zvláště vhodný pro opravy elektrotaveného žáruvzdorného materiálu, obsahujícího zirkonium, a používá se prášková směs, která obsahuje žáruvzdorné částice s oxidem zirkoničitým.

Práškovitá směs podle vynálezu, obsahující složku, která podporuje (nebo zesiluje) tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy, se nanáší přímo na povrch elektrotaveného žáruvzdorného materiálu, který se má opravovat. Podle předmětného vynálezu bylo zjištěno, že přítomnost sklovité fáze ve hmotě na opravy poskytuje výhodu zlepšení adheze i udržení adheze hmoty na opravy k povrchu elektrotaveného žáruvzdorného materiálu. Sklovitá fáze je ve spojovací fázi hmoty a podobá se sklovité fázi, která existuje v žáruvzdorném materiálu pod povrchem.

·· ··

Zvláštní výhodou je, že se sklovitá fáze roztahuje a smršťuje stejným způsobem jak ve hmotě na opravy, tak v substrátu. Navíc v případě elektrotaveného žáruvzdorného materiálu se zirkoniem sklovitá fáze absorbuje smrštění oxidu zirkoničitého, které nastává při allotropní transformaci z jednoklonné formy na formu čtverečnou při teplotě asi 1 100° C, a roztažení, které nastává v opačném směru.

Přítomnost sklovité fáze snižuje pórovitost hmoty na opravy a spolu s dobrým rozptýlením oxidu zirkoničitého v ní zesiluje odolnost proti korozi.

Zdokonalené hmoty na opravy podle vynálezu tedy poskytuj i zvýšenou spolehlivost oprav na horních částech pece, vytvořených z elektr otavených materiálů. Tato hmota podle předmětného vynálezu je zvláště zajímavá v případě oprav sklářských pecí, které dosahují konce své životnosti, a kde by obvyklá oprava pomocí obětované ochrany elektrotavených žáruvzdorných materiálu nebyla možná.

Spalitelné částice, které slouží v práškové směsi jako palivo, se výhodně volí ze skupiny zahrnující křemík a hliník. Průměrná velikost jejich částic by měla být nižší než 50 pm, přičemž ve výhodném provedení se pohybuje v rozmezí od 5 do 15 pm. Termín průměrná velikost částic se zde používá pro takový průměr části, při kterém má 50 % hmotnostních částic větši průměr než je daná velikost a 50 % hmotnostních částic má průměr menší než je daná velikost. Celkové množství spalitelných částic v práškové směsi je výhodně v rozmezí od 8 do 15 % hmotnostních.

Celkové množství žáruvzdorných částic v práškové směsi ·· 9 · · ·

Ί ·«··

je výhodně alespoň 70 % hmotnostních, ve výhodném provedení alespoň 75 % hmotnostních. Tak vysoké podíly pomáhají zajistit výrobu homogenní hmoty na opravy. Podíl oxidu zirkoničitého v práškové směsi by měl být alespoň 25 % hmotnostních, ve výhodném provedení alespoň 40 % hmotnostních, přičemž cílem je aby tento podíl napomáhal zajistit dosažení žáruvzdorných vlastností této hmoty na opravy. Vedle oxidu zirkoničitého může prášková směs podle předmětného vynálezu obsahovat další žáruvzdorné materiály, například oxid hlinitý nebo oxid křemičitý.

Vhodné zdroje žáruvzdorných částic poskytují eutektické slitiny oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého. Eutektické slitiny se snadno vyrábějí elektrotavením.

Výhodné chemické složení slitiny je dáno eutektickou kompozicí obsahující přibližně 55 % AI2O3 a přibližně 40 % Zr02- Taková slitina je vhodná pro opravu žáruvzdorných hmot ze skupiny elektrotavených materiálů AZS 41 (přibližný obsah 41 % hmotnostních ZrC>2) , které jsou zvláště odolné vůči korozi sodnovápenatým sklem.

V případě potřeby se mohou výše uvedené eutektické slitiny používat v kombinaci s dalšími podíly žáruvzdorných materiálů, jako je například oxid hlinitý, oxid zirkoničitý a oxid křemičitý.

Průměrná velikost částic žáruvzdorných oxidů, jako je oxid zirkoničitý a oxid hlinitý, pokud se použijí jako diskrétní částice, je výhodně v rozmezí 100 až 200 μηι. Maximální velikost částic oxidu křemičitého, použitého jako diskrétní částice v práškové směsi, je výhodně v rozmezí 1,0 až 2,5 milimetru. V případě eutektických slitin je maximální velikost částic výhodně v rozmezí od 0,8 do

• fl · fl flfl fl • · · · ··· · ♦ • · « • · flfl

1,2 milimetru.

Používání eutektických směsí výše zmíněného typu umožňuje získání takových hmot AZS, které mají lepší rozptýlení oxidu zirkoničitého a oxidu hlinitého v celé hmotě. Rovněž se zjistilo, že kuličky oxidu zirkoničitého se nacházejí na rozhraní zrn eutektického materiálu. Výhody používání eutektických slitin je možno tedy shrnout následuj ícím způsobem:

- V případě tepelných změn zabraňuje lepší rozptýlení místním napětím v materiálu. Ve hmotách, kde byly oxid hlinitý (jako korund AI2O3) a oxid zirkoničitý vneseny odděleně, mohou tato napětí vyvolat mikrotrhlinky okolo částic korundu;

- V případě styku s roztaveným sklem tvoří kuličky oxidu zirkoničitého ochranu pro celou eutektickou částici, takže v návaru nejsou částice korundu, které by nebyly chráněny oxidem zirkoničitým.

Složka prášku, která podporuje tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy, se přidává ve formě částic, které mají výhodně průměrnou velikost v rozmezí od 100 do 500 μπι. Výhodnými příklady uvedené složky, která se zde označuje též jako vitrifikační činidlo, jsou uhličitan sodný, síran sodný, oxid sodný, uhličitan draselný, síran draselný a oxid draselný. Obecně jsou uvedené složky ve sklovité fázi přítomny výhodně jako oxidy, což se může docílit jejich přidáním do práškové směsi ve formě oxidů, nebo ve formě solí, ze kterých se vytvoří oxidy za exotermních podmínek na opravovaném povrchu.

Množství výše uvedených vitrifikačních činidel je výhodně v rozmezí od 2 do 10 % hmotnostních, vztaženo na «

···· ·· · · « 4 · · • 4 4»

4444 · · 4

4 4· hmotnost práškové směsi.

Sklovitá fáze jako taková ve hmotě na opravy je obvykle křemičitanovou (silikátovou) fází, i když může být alternativně tvořena jedním nebo více oxidy boru nebo fosforu.

Jestliže spalitelné částice obsahují částice křemíku, obsahuje produkt exotermní reakce s kyslíkem oxid křemičitý, který se inkorporuje do hmoty na opravy a může pomoci při vytváření sklovité fáze v ní.

Alternativním nebo dodatečným vitrifikačnim činidlem je oxid křemičitý, který je použit v přebytkovém množství v porovnání s podílem, který je teoreticky zapotřebí jako žáruvzdorná složka této práškové směsi. Maximální velikost částic oxidu křemičitého je výhodně v rozmezí od 1,0 do

2,5 milimetru.

Podle jednoho z možných provedení vynálezu po vytvoření hmoty na opravy z práškové směsi (první prášková směs), obsahující alespoň jednu složku, která podporuje tvorbu sklovité fáze v této hmotě, následuje vytvoření další koherentní žáruvzdorné hmoty na uvedené hmotě na opravy.

V tomto provedení hmota na opravy, nanášená podle vynálezu, slouží jako základní povlak na materiálu, který se má opravovat. Další soudržná žáruvzdorná hmota tedy tvoří dalši povlak, čímž se vytvoří sendvičová sestava opravných vrstev na povrchu elektrotavené žáruvzdorné hmoty. Základní vrstva obsahuje sklovitou fázi, avšak druhá vrstva obsahuje malý podíl sklovité fáze, nebo žádnou tuto fázi. Práškovitá směs, použitá k vytvoření druhého povlaku by měla obsahovat pouze malé množství vitrifikačního činidla nebo žádné vitrifikační • · · činidlo.

Příklady provedení vynálezu

Postup vytváření soudržné žáruvzdorné hmoty na opravy a prášková směs používaná při tomto postupu podle předmětného vynálezu budou v dalším blíže popsány s pomocí konkrétních příkladů provedení, které jsou ovšem pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu.

Příklad 1

Podle tohoto postupu se oprava provedla na blocích vany na tavícím konci sklářské tavící pece bez ochlazení pece. Bloky byly vysoce žáruvzdorné elektrotavené cihly Zac na bázi oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého s následujícím hmotnostním složením: 50 % oxidu hlinitého, % oxidu zirkoničitého, 16 % oxidu křemičitého a přibližně 1 % oxidu sodného. Tyto bloky byly vysoce erodovány, zejména v místě povrchu lázně roztaveného skla, kde ležela linie koroze tavby. Aby se umožnil přístup pro opravu k tomuto povrchu, snížila se hladina roztaveného skla o asi 100 milimetrů.

K provedení opravy se na horké bloky vany vrhal proud plynu s kyslíkem, nesoucí unášenou práškovou směs. Práškovitá směs měla následující složení (vyjádřeno v % hmotnostních) za použití přebytku oxidu křemičitého, který měl sloužit jako vitrifikační činidlo v této hmotě na opravy, která se měla vytvořit:

oxid křemičitý alfa oxid hlinitý (korund) stabilizovaný oxid zirkoničitý Si

AI

32.3

28.3 27,0

9,3

3,0

Spalitelné částice křemíku a hliníku měly jmenovitou maximální velikost částic pod 45 μιη. Průměrná velikost částic křemíku činila 6 μπι. Průměrná velikost částic hliníku činila 5 μπι. Průměrná velikost částic u oxidu zirkoničitého činila 150 μπι a u oxidu hlinitého činila 100 μπι. Maximální velikost částic oxidu křemičitého byla 2 milimetry.

Směs částic, rozptýlená v nosném plynu, se nastřikovala řezacím hořákem. Bloky měly teplotu přibližně

500° C. Směs se nastřikovala v průtokovém množství kilogramů/hodinu za použití kyslíku jako nosného plynu a v množství 30 Nm /hodinu. Nastřikování pokračovalo dokud se na bloku nevytvořila vrstva žáruvzdorné hmoty na opravy s tloušťkou asi 5 milimetrů.

Druhá vrstva hmoty na opravy se nanášela po dokončení prvé opravovací vrstvy. V tomto případě bylo složení proudu prášku pro vytvořeni druhé vrstvy obměněno oproti prášku pro prvou vrstvu takto (% hmotnostní) :

Oxid křemičitý 8,0 alfa oxid hlinitý (korund) 42,0

Stabilizovaný oxid zirkoničitý 42,0

Si

AI

4,0

• · · ·

Β ΒΒΒ

Druhá prášková směs se nastřikovala za stejných podmínek jako prvá prášková směs dokud se nevytvořila druhá vrstva žáruvzdorné hmoty na opravy situovaná nad první vrstvou do takové celkové tloušťky, aby vytvořená žáruvzdorná hmota na opravy rekonstituovala tu část bloku, která byla erodována, a navrátila jej do originálního profilu.

Sklářská pec s opraveným blokem byla používána obvyklým způsobem, přičemž bylo zjištěno, že oprava vydržela déle než u podobně poškozeného bloku, opraveného práškovou směsí s konstantní úrovní oxidu křemičitého v této směsi

Příklad 2

Podle tohoto příkladu byla oprava provedena na blocích vany sklářské taviči pece. Bloky byly typu AZS 41 (41 %

ZrC^), který je dobře znám pro svou vysokou odolnost vůči roztavenému sklu. V tomto případě měla prášková směs následuj ící složení, přičemž obsažen byl rovněž uhličitan sodný jako vitrifikační činidlo, s velikostí částic v rozmezí od 100 do 500 μπι a dále byly obsaženy žáruvzdorné částice oxidu zirkoničitého s velikostí částic v rozmezí od 125 do 250 gm a elektrotavenou eutektickou slitinu s velikostí částic větší než 300 gm, přičemž více než 40 % z nich mělo velikost v rozmezí od 350 do 425 gm a méně než 30 % z nich mělo velikost v rozmez! od 425 do 500 gm.

Slitina byla tvořena 55 % hmotnostními AI2O3, 40 % hmotnostními ZrC>2 a malými množstvími TiC>2, , HfC^ a Na20. Křemík a hliník, použité jako palivo, měly průměrnou velikost částic 10 gm.

·* ···· ♦ · · • · · ♦ Φ · · • · · ·· · ·* ·♦

9 9 ·

9 99

999 9 9

9 ·

99

Primární materiál

Celková procenta

Eutektická slitina A^Og/ZrC^ 73 ZrO₂ 10 Na₂CO₃ 5 Si 8 AI 4

Směs se vrhala na povrch při teplotě 1450° C v množství 55 kilogramů/hodinu v proudu kyslíku 27 Nm /hodinu. Analýza mikrovzorků hmoty na opravy ukázala výsledky, které jsou uvedeny v následující tabulce:

TABULKA 1

Chemická analýza nataveného materiálu

^a12°3	43,0
Zr0₂	40,0
SiO₂	15,5
Na₂0	1,5

TABULKA 2

Analýza mikrosondou spojovací fáze nataveného materiálu

^a12°3	28,0
Zr°₂	2,0
SiO₂	61,0
Na₂0	9,0

• AAA

Podle tohoto příkladu bylo zjištěno, že opravovací materiál má křivku roztažnosti, blížící se křivce elektrotavených materiálů AZS.

Vedle dobré shody mezi celkovou roztažnosti opravovací materiálu a žáruvzdorné hmoty ukázaly vzorky rovněž, a to významně, kompatibilní roztažnost ve spojovací fázi mezi hmotou na opravy a materiálem substrátu. Tato kompatibilita dovoluje docílení dobrého spojení mezi nataveným materiálem a samotnou žáruvzdornou hmotou i po ochlazení na teplotu okolí.

Výsledky podle tohoto příkladu potvrdily, že podle vynálezu je možno vytvořit spojovací fázi s vlastnostmi, které jsou podobné vlastnostem žáruvzdorného substrátu, čímž se zajišťuje dobré spojení mezi materiálem na opravy a žáruvzdorným materiálem.

Příklad 3

Podle tohoto příkladu se postupovalo podobným způsobem jako v příkladu 2, přičemž se prášková směs nahradila směsí o následujícím složení a způsob opravy se provedl stejným způsobem jako je popsáno v příkladu 2, přičemž byly docíleny podobně dobré výsledky.

Primární materiál Celková procenta

Eutektická slitina A^O-^/ZrC^ 74 ^Zr02

Na^CO^

Si

AI

9 9 9

9999 • · 99

99 ► 9 9 « ► 9 99

999 9 <

9 « • 9 «9

Příklad 4

Podle dalšího alternativního provedení postupu podle příkladu 2 se prášková směs nahradila směsí o následujícím složení, přičemž tato směs byla použita k opravě žáruvzdorného materiálu AZS, a podle tohoto provedení se docílily opět dobré výsledky.

Primární materiál ai₂o₃

ZrO₂

Na₂CO₃

Si

AI

Celková procenta

Podle další varianty byla použita směs z příkladu 2 k opravě spinelové (oxid hlinitý/oxid zirkoničitý) kompozice MONOFRAX-E. Směs z příkladu 2 se podobně použila s dobrým účinkem pro opravu elektrotaveného materiálu typu AZS,

Příklad 5

Podle tohoto příkladu byla provedena oprava bloků vany s velmi vysokým obsahem oxidu zirkoničitého (95 % Zr0₂, 5 % pojivo) pomocí směsi s hmotnostním složením:

Stabilizovaný oxid zirkoničitý 83,0 Si 8,0 Na₂CO₃ 5,0 AI 4,0

4

4 ···· • · • 4 ·

Velikost částic stabilizovaného oxidu zirkoničitého byla v rozmezí od 125 do 250 gm a velikost částic vitrifikačního činidla uhličitanu sodného byla v rozmezí od 100 do 500 gm. Křemík i hliník měly průměrnou velikost částic 10 gm.

Tato směs se vrhala v množství 55 kilogramů/hodinu v proudu kyslíku v množství 27 Nm /hodinu na povrch, který měl teplotu 1450° C. Tím se na povrchu vytvořila soudržná žáruvzdorná hmota, která dobře k tomuto povrchu přilnula. Hmota byla stejně odolná proti korozi jako základní žáruvzdorná hmota, což způsobilo, že je zvláště vhodná k opravám žáruvzdorných hmot, vystavených korozivnímu působení skla, jako je olovnaté sklo ve výrobnách na křišťálové sklo.

Podle dalšího alternativního provedení podle tohoto příkladu se stabilizovaný oxid zirkoničitý ve směsi nahradil čistým oxidem zirkoničitým (baddeleyit), přičemž dosaženo bylo podobných výsledků co od kvality nanesené žáruvzdorné hmoty.

Tyto směsi s vysokým obsahem oxidu zirkoničitého se mohou používat k vytvoření povlaku, který je odolný proti korozi, na žáruvzdorných hmotách AZS s nižším obsahem oxidu zirkoničitého, například pro ochranu proti korozi ve sklářských pecích s oxidačním palivem. Povlaková krycí směs se může podle potřeby progresivně modifikovat tloušťkou vytvořené hmoty tím, že se zvýší obsah oxidu zirkoničitého v následných průchodech opravovacího hořáku.

• 4

4444

44

4 ·

4 ···

4444

4 ·

• 4

4

4 4

4

444 4 4 4

4

Výše uvedené příklady jasně demonstrují, že je možno vynález používat pro vytvoření žáruvzdorných hmot s vysokým obsahem oxidu zirkoničitého (vyšším než 80 % ZrC^), což není jednoduše možné s práškovými směsmi, které neobsahují vitrifikační činidla. V nepřítomnosti vitrifikačního činidla je vytvořená hmota velmi tekutá a má sklon k explodovat během chlazení.

Claims

1. Způsob vytváření soudržné žáruvzdorné hmoty na opravy na povrchu elektrotaveného žáruvzdorného materiálu, při kterém se prášková směs spalitelných částic a žáruvzdorných částic vrhá v proudu plynu, obsahujícího kyslík, na povrch žáruvzdorné hmoty a spalitelné částice reaguj i na uvedeném povrchu vysoce exotermním způsobem s vrhaným kyslíkem a tím se uvolňuje dostatek spalného tepla ke vzniku hmoty na opravu, vyznačujíc! se tím, že prášková směs obsahuje alespoň jednu složku, která podporuje tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že celkové množství částic žáruvzdorných oxidů činí nejméně 70 % hmotnostních.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že plocha, která se má opravovat, je elektrotaveným žáruvzdorným materiálem, obsahujícím zirkonium, a prášková směs obsahuje žáruvzdorné částice oxidu zirkoničitého.

4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že podíl oxidu zirkoničitého v práškové směsi je alespoň 40 % hmotnostních

5. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že průměrná velikost částic žáruvzdorného oxidu je v rozmezí od 100 do 200 pm.

6. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující • · ··· • · se tím, že alespoň část žáruvzdorných částic pochází z eutektické slitiny oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že slitina má složení přibližně 55 % hmotnostních AI2O3 a přibližně 40 % hmotnostních ZrC^.

8. Způsob podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že maximální velikost částic eutektické slitiny je v rozmezí od 0,8 do 1,2 milimetru.

9. Způsob podle některého z nároků 6 nebo 7, vyznačující se tím, že eutektická slitina se používá v kombinaci s dalšími podíly j iných dalších žáruvzdorných materiálů.

10. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že složka prášku, která podporuje tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy má průměrnou velikost částic v rozmezí od 100 do 500 gm.

11. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že složka prášku, který podporuje tvorbu sklovité fáze, se zvolí ze skupiny zahrnující uhličitan sodný, síran sodný, oxid sodný, uhličitan draselný, síran draselný a oxid draselný.

12. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že složka prášku, který podporuje tvorbu sklovité fáze, je přítomna v množství v rozmezí 2 až 10 % hmotnostních z hmotnosti práškové směsi.

13. Způsob podle některého z nároků 1 až 9 nebo 11 až

12, vyznačující se tím, že složka prášku, který zesiluje tvorbu sklovité fáze ve hmotě pro opravy zahrnuje oxid křemičitý v množství přesahujícím množství teoreticky potřebné jako žáruvzdorná složka práškové směsi.

14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že maximální velikost částic oxidu křemičitého je v rozmezí 1,0 až 2,5 milimetru.

15. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že po vytvoření hmoty na opravy z práškové směsi (první prášková směs) obsahující alespoň jednu složku, která podporuje tvorbu sklovité fáze v této směsi, následuje na této opravovací hmotě vytvoření další soudržné žáruvzdorné z práškové směsi, která neobsahuje složku podporující tvorbu sklovité fáze, nebo méně této složky než prvá prášková směs

16. Prášková směs pro vytvoření soudržné žáruvzdorné hmoty na opravy na povrchu elektrotaveného žáruvzdorného materiálu, která zahrnuje spalitelné částice a žáruvzdorné částice pro vrhání v proudu plynu, obsahujícího kyslík, na žáruvzdorný povrch, kde spalitelné částice reagují na uvedeném povrchu vysoce exotermním způsobem s vrhaným kyslíkem, čímž se uvolňuje dostatek spalného tepla k vytvořeni hmoty na opravu, vyznačující se tím, že prášková směs obsahuje alespoň jednu složku, která podporuje tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy.

17. Prášková směs podle nároku 16, vyznačující se tím, že celkové množství částic žáruvzdorných oxidů je nejméně

70 % hmotnostních.

Μ ·· • · · ··· · • ·

18. Prášková směs podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že opravovaný povrch je elektrotavený žáruvzdorný materiál obsahující zirkonium, a prášková směs obsahuje žáruvzdorné částice obsahující oxid zirkoničitý.

19. Prášková směs podle nároku 18, vyznačující se tím, že celkové množství žáruvzdorných částic obsahujících oxid zirkoničitý jako takový v práškové směsi je alespoň 40 % hmotnostních.

20. Prášková směs podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že průměrná velikost částic žáruvzdorných oxidů je v rozmezí 100 až 200 pm.

21. Prášková směs podle některého z nároků 16 až 19, vyznačující se tím, že alespoň část žáruvzdorných částic je dodávána eutektickou slitinou oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého.

22. Prášková směs podle nároku 21, vyznačující se tím, že slitina má složení přibližně 55 % hmotnostních AI2O3 a přibližně 40 % hmotnostních Zr0₂23. Prášková směs podle nároku 21 nebo 22, vyznačující se tím, že maximální velikost částic eutektické slitiny je v rozmezí od 0,8 do 1,2 milimetru.

24. Prášková směs podle některého z nároků 21 až 23, vyznačující se tím, že eutektická slitina se používá v kombinaci s dalšími množstvími j iných žáruvzdorných materiálů.

25. Prášková směs podle některého z předchozích

22 ··· · • · nároků, vyznačující se tím, že složka prášku, která podporuje tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy, má průměrnou velikost částic v rozmezí od 100 do 500 pm.

26. Prášková směs podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že složka prášku, která podporuje tvorbu sklovité fáze, se volí ze skupiny zahrnující uhličitan sodný, síran sodný, oxid sodný, uhličitan draselný, síran draselný a oxid draselný.

27. Prášková směs podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že složka prášku, která podporuje tvorbu sklovité fáze ve hmotě na opravy, je přítomna v množství v rozmezí 2 až 10 % hmotnostních z hmotnosti práškové směsi.

28. Prášková směs podle některého z nároků 16 až 24 nebo 26 až 27, vyznačující se tím, že složka prášku, který zesiluje tvorbu sklovité fáze ve hmotě pro opravy, zahrnuje oxid křemičitý v množství přesahujícím množství teoreticky potřebné jako žáruvzdorná složka práškové směsi.

29. Prášková směs podle nároku 28, vyznačující se tím, že maximální velikost částic oxidu křemičitého je v rozmezí 1,0 až 2,5 milimetru.