CZ485290A3 - Způsob svařování keramických hmot a tryska k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu keramického svařování a trysky vhodné k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Britské patentové spisy číslo 1 330 894 a 2 170 191 (Glaverbel) popisují způsob keramického svařování.

Keramické svařování je obzvláště vhodné pro nanášení in šitu žáruvzdorné hmoty na žáruvzdorné stěny pecí nebo jiných žáruvzdorných zařízení k opravám stěn za horka. S výhodou se provádí v případech, kdy je stěna v podstatě na normální provozní teplotě. Zejména se hodí k opravování a k vyztužování stěn nebo vyzdívek sklářských tavících pecí, koksárenských pecí, rotačních cementářských pecí nebo pecí, používaných v petrochemickém průmyslu nebo žáruvzdorných zařízení, používaných v metalurgii železných nebo neželezných kovů. Kromě toho se oprava dá někdy provést za provozu pece, například při opravě sklářské taviči pece v její vrchní části nebo k opravě žáruvzdorných předmětů v průběhu jejich normálního provozního cyklu; například ocelářské licí pánve lze někdy opravit v normálním intervalu mezi litím a plněním. Proces se také hodí k vytváření žáruvzdorných součástí, například nanášením na jiné • « žáruvzdorné materiály.

Při svařovaní keramických hmot, jak se provádí, se zavádí směs žáruvzdorných částic a částic paliva (keramický svařovací prášek) ze zásobníku prášku dopravním potrubím k trysce, z níž je vrhán na cílový povrch. Nosný plyn, který opouští ústí trysky společně s keramickým svařovacím práškem (nosný plyn), může být čistý kyslík (obchodní jakosti) a nebo může obsahovat podíl v podstatě inertního plynu, jako je dusík, nebo některého jiného plynu. V každém případě obsahuje nosný plyn, opouštějící ústí trysky společně s keramickým svářecím práškem, alespoň dostatečné množství kyslíku k v podstatě dokonalému spálení částic paliva. V žádném případě není nutné, aby proud plynu, do kterého je svařovací prášek zaváděn ze zásobníku, měl· totéž složení jako nosný plyn, který opouští ústí trysky. Část, nebo ve skutečnosti veškerý potřebný kyslík v nosném plynu, může být zaváděn do plnicího potrubí v jednom nebo v několika místech mezi místem přivádění prášku a ústím trysky. Používané palivo sestává v podstatě z částic materiálu, který je schopen exotermické oxidace za vytvoření žáruvzdorného oxidového produktu. Příklady vhodných paliv jsou křemík, hliník, hořčík, zirkon a chrom. Taková kovová paliva mohou být použita buď samostatně nebo ve směsi. Palivo hoří a jeho spalováním uvolňované teplo natavuje napřed povrchy žáruvzdorných částic, takže se vytvoří silně koherentní žáruvzdorná svarová hmota, která dobře ulpívá na cílovém povrchu.

Je běžné volit keramický svařovací prášek tak, aby vytvořený svarový nános měl chemické složení přibližně stejné, jako má cílový povrch. To napomáhá ke snižování tepelných rázů na rozhraní mezi opravným svarem a » * opravovanou žáruvzdornou hmotou, způsobovaných teplotními cykly pece. Taková volba svařovacího prášku také napomáhá k zajištění dostatečně vysoké kvality, pokud jde o žáruvzdornost hmoty svaru v místě, kde je oprava provedena. Jsou ovšem známé volby keramického svařovacího prášku, zaměřené k vytváření opravné nebo vyzdívací vrstvy vyšší jakosti, než jakou má žáruvzdorná hmota, na které je svar proveden.

Jestliže se vytváří žáruvzdorná hmota keramickým svařováním, má se do svařované hmoty zavádět určitý stupeň poréznosti. Míra takové poréznosti závisí částečně na dovednosti svářeče a závisí také na podmínkách, za kterých se svařování provádí. Taková poréznost je tolerovatelné, v některých případech však může být žádoucí, jelikož vysoký stupeň poréznosti podporuje tepelnou izolaci. Avšak nadměrný stupeň poréznosti může být závadou v místech pece, kde je žáruvzdorný materiál podrobován obzvláště tvrdým korozním podmínkám a zvláště v případech, kdy je v peci obsažen korozně a erozivně působící roztavený materiál. Stupeň poréznosti, který je přijatelný na daných místech žáruvzdorného materiálu, závisí na vlastní žáruvzdornosti takového materiálu a na podmínkách při jeho použití.

Způsob podle vynálezu je výsledkem výzkumu vytváření žáruvzdorných obložení nebo oprav na částech zařízení, které obzvláště snadno podléhají intenzívní korozi. Eroze může být způsobena zvláště mechanickým nebo tepelně mechanickým oděrem nebo kapalinovou nebo plynnou korozí materiálu vytvářejícího stěny nebo může být způsobena kombinací všech těchto vlivů.

Jakožto příklad takového požadavku na dobrou odolnost * *

- 4 podrobován velmi takových místech proti intenzívní erozi se uvádějí sklářské tavící pece. Vnitřní povrch bloku nádrží sklářské tavící pece v místech hladiny roztavené skleněné lázně je takovým zvláštním případem, kdy je žáruvzdorný povrch intenzivnímu korozivnímu působení. V dochází k velmi silné erozi a k velmi rychlé erozi do takové míry, že polovina tloušťky bloku ochotně a poměrně rychle v těchto místech zmizí. Eroze je známa pod technickým označením flux line corrosion (koroze na hladině taveniny). Bloky nádrží, podrobované velmi vysokým teplotám, jako jsou bloky nádrží tavících a rafinačních zón pece, se zpravidla vyrábějí z vysoce žáruvzdorných materiálů, jako jsou žáruvzdorné materiály obsahující vysoký podíl oxidu zirkoničitého. Také se kontinuálně a intenzívně chladí ke snížení eroze.

Jinými příklady žáruvzdorných materiálů, které jsou v nebezpečí obzvláště silné eroze, jsou licí ústí nebo pánve, používané při výrobě nebo při přepravě roztavených kovů, například pánve, používané v průmyslu železa a oceli, tavící a rafinační pece pro měď, konvertory, používané například

pro výrobu třeba uvést	oceli nebo v i cementářské	průmyslu neželezných kovů. pece.	Zde je
Podstata vynálezu
Tento	vynález se	především týká nového	způsobu
keramického	svařování,	který usnadňuje vytváření	vysoce
kvalitních	žáruvzdorných	svařených hmot, které mají	dobrou

odolnost proti korozí a proti erozi.

Vynález se tedy týká způsobu keramického svařování, při * · kterém se keramický svařovací prášek, obsahující směs žáruvzdorných částic a částic palivového materiálu, které jsou schopny oxidace za vzniku žáruvzdorného oxidu, ' vrhá proti povrchu v jednom nebo v několika proudech nosného plynu, který obsahuje alespoň dostatečné množství kyslíku pro v podstatě dokonalou oxidaci palivových částic, přičemž se uvolní dostatečné množství tepla pro alespoň povrchové natavení vrhaných žáruvzdorných částic, přičemž se keramická svarová hmota vytvoří na uvedeném povrchu za oxidačního tepla palivových částic, přičemž se proti upravovanému povrchu vrhá alespoň jeden přídavný proud plynu k vytvoření v podstatě kontinuální clony obklopující proud nebo proudy nosného plynu.

Je překvapivé, že dmýchání přídavného plynu takovým způsobem má příznivé působení, které umožňuje vytvářet keramické svary vysoké kvality, s dobrou odolností proti korozi a erozi, a to mnohem snadněji a mnohem účinněji než při způsobu podle známého stavu techniky. Dosahování vysoké kvality svaru způsobem podle vynálezu je méně závislé na dovednosti jednotlivých svářečů než při způsobu, který je jinak podobný, nepoužívá však kontinuální clony plynu jako podle vynálezu. Lze to vysvětlit skutečností, že svary, získané způsobem podle vynálezu, mají nižší poréznost než svary vytvořené podobným způsobem avšak bez přídavné kontinuální plynové clony.

Důvody, proč se však tohoto příznivého jevu dosahuje, nejsou jasné. Je možné, že kontinuální neboli souvislá clona plynu izoluje keramickou svarovou reakční zónu od okolní pecní atmosféry, takže se předchází případnému nepříznivému působení této atmosféry na reakce a vytvářejí se stejnoměrné pracovní podmínky v reakční zóně. Jiným vysvětlením je, že

• · · souvislá plynová clona má chladicí působení při snižování teploty právě vytvořeného, stále ještě měkkého žáruvzdorného povlaku, čímž se podporuje příznivé ochlazení a krystalizace svarového materiálu. To opět může snižovat propustnost pro plyny, které mohou být rozpuštěny v počáteční svarové hmotě, když je alespoň částečně roztavena za vytváření pórů, takže všechny póry, vytvořené ve svaru mají menší velikost a jsou tedy méně problematické. Avšak tato teorie je v rozporu se současnými poznatky v tomto oboru, podle kterých není žádoucí rychlé ochlazení k předcházení problémům vrstvení v důsledku nehomogenit mezních vrstev materiálu ukládaného postupně svařovací tryskou na cílovém povrchu.

Způsob podle vynálezu je také překvapivý tím, že nebylo možno očekávat se zřetelem na obtížnost řízení pracovních podmínek, že vytvoření souvislé plynové clony kolem proudu nosného plynu a tak kolem zóny, ve které probíhá keramická svařovací reakce a kde se vytváří nános keramického svaru, nebude narušovat exotermickou reakci vedoucí k vytvoření keramického svaru.

Naopak se v praxi zjistilo, že vrhání souvislé plynové clony vytváří přídavný parametr řízení různých prvků, které se uplatňují v reakční zóně k vytváření žáruvzdorné hmoty při provádění způsobu podle vynálezu. Tím tedy vzniká přídavný řídící parametr působící na vývoj exotermní reakce, čímž se zlepšuje řízení vytváření žáruvzdorné svarové hmoty.

Zjistilo se také, že vynálezu umožňuje snižovat souvislá clona plynu podle vliv okolního prostředí na reakční zónu. Reakční zóna je proto lépe chráněna před jakoukoliv turbulencí, která může být v obklopující atmosféře. Tak například při běžném procesu používaném v * » průběhu provozu pece je reakční zóna mnohem nezávislejší na rušícím působení například působeném zapnutím nebo vypnutím hořáku v sousedství pracovního místa.

Souvislá plynová clona také umožňuje mnohem snadnější omezení částic směsi na reakční zónu a zkoncentrovat tuto směs a tak intenzifikovat reakci keramického svařování, což vede k vytváření žáruvzdorné hmoty vysoké kvality. Souvislá plynová clona pomáhá omezovat vrhaný žáruvzdorný materiál a spalné produkty paliva do reakční zóny, takže se ochotněji včleňují do vytvářené svarové hmoty. Včleňování takových spalných produktů do vytvořené žáruvzdorné hmoty není nedostatkem keramického svařovacího procesu, jelikož jsou tyto produkty samy o sobě žáruvzdornými oxidy.

Souvislá plynová clona se může vrhat z četných otvorů, uspořádaných v kruhu okolo otvoru nebo otvorů při svařovací práci. Tyto otvory musí být uspořádány těsně vedle sebe, aby vytvořily v podstatě souvislou plynovou clonu. S výhodou se však souvislá plynová clona vrhá jakožto prstencový proud. Použití souvislého prstencového otvoru pro vrhání prstencovité plynové clony podporuje účinnost plynové clony a umožňuje také jednodušší konstrukci zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu. Ochranný obal se tak vytváří kolem proudu nosného plynu, čímž je umožněno, předcházet zavlečení okolní atmosféry zvláště plynů z této okolní atmosféry do proudu nosného plynu obsahujícího oxidační plyn a směs částic. Celá oblast exotermické reakce a stříkání směsi do oxidačního nosného plynu se tak může izolovat od obklopujícího prostředí, takže se předchází zavlečení jakéhokoliv cizího prvku do exotermické reakce popřípadě narušujícího tuto exotermickou reakci a exotermická reakce se tedy může snadněji a lépe řídit.

* · * ř * ,»

Aby se vytvořila co nejúčinnější souvislá plynová clona okolo nosného plynu a obsažených částic, má se souvislá plynová clona tryskat z jednoho nebo z několika otvorů, který je nebo které jsou v odstupu od otvoru nebo od otvorů pro nosný plyn avšak tyto různé otvory nemají být od sebe příliš vzdáleny. Optimální vzdálenost závisí ve velké míře na velikosti otvoru nebo otvorů pro nosný plyn.

t

Cv

Některý výhodná provedení způsobu podle vynálezu jsou především určena pro opravy v malém nebo ve středním měřítku nebo pro případy, kdy jsou nutné větší opravy, avšak čas pro opravy není kritický a částice, vrhané z trysky, mající jediný otvor pro nosný plyn mají průměr 8 až 25 mm. Průřez takových výstupních otvorů je tedy 50 až 500 mm². Takové trysky jsou vhodné pro vrhání keramického svařovacího prášku rychlostí 30 až 300 kg/h. V některých takových výhodných provedeních, kdy se nosný plyn vrhá z otvoru o ploše příčného průřezu 50 až 500 mm², se souvislá plynová clona vrhá z otvoru nebo z několika otvorů vzdálených od otvorů pro nosný plyn o 5 až 200 mm.

Jiné výhodné provedení způsobu podle vynálezu je zaměřeno na opravy velkého rozsahu, které se musí provést v krátké době, a částice se vrhají tryskou mající výstup pro nosný plyn o příčném průměru 300 až 2 300 mm². Takové trysky jsou vhodné pro vrhání keramického svařovacího prášku rychlostí 1 000 kg/h nebo i větší rychlostí. V některých takových výhodných provedeních, kdy se nosný plyn vrhá z výstupu o ploše 300 až 2 300 mm², se vrhá souvislá plynová clona z jednoho nebo z několika otvorů vzdálených od otvorů pro nosný plyn o 10 až 30 mm.

Uspořádání jedné nebo několika takových mezer mezi otvory pro nosný plyn a pro souvislou plynovou clonu umožňuje vytvoření jasné a definované bariéry mezi reakční keramickou svařovací zónou a mezi okolním prostředím, čímž se v podstatě vyloučí jakékoliv narušování mezi různými proudy plynů zajištěním, že tyto proudy plynů zůstanou v podstatě oddělené až do chvíle, kdy se jejich směr změní na cílové ploše.

S výhodou je objemová výstupová rychlost souvislé plynové clony alespoň polovinou objemové výstupové rychlosti nosného plynu. Úprava této objemové rychlosti usnadňuje vytvoření tlusté a účinné souvislé plynové clony. Objemová výstupová rychlost souvislé plynové clony může být například alespoň dvě třetiny objemové výstupové rychlosti nosného plynu, nebo může být i větší než výstupová rychlost nosného plynu.

S výhodou je výstupová rychlost (počítáno za normálního tlaku) souvislé plynové clony větší než pětina výstupové rychlosti nosného plynu. Objemové výstupové rychlosti plynu se měří v normálních kubických metrech za hodinu a rychlosti výstupu plynu se vypočítávají z objemové rychlosti výstupu plynu a z plochy otvoru nebo otvorů, ze kterých plyn vystupuje, za předpokladu, že tlak plynu v proudu je normální za pohybu, kdy plyn opouští otvor. Přizpůsobení této charakteristiky umožňuje vytvoření účinné souvislé plynové clony. Zjistilo se, že pro nejlepší výsledky je výhodné, aby výstupová rychlost (počítána za normálního tlaku) plynové clony byla mezi jednou pětinou a třemi pětinami výstupové rychlosti nosného plynu. Přizpůsobení této charakteristiky umožňuje nízké rozrušení toku proudu nosného plynu a materiálu v keramické svařovací reakční • ·

- ίο - ..::

··**·· a · * * * · · · zóně. Přizpůsobení této charakteristiky dále umožňuje, že je méně náhlý gradient rychlosti plynu z proudu nebo z proudů nosného plynu do okolní atmosféry, k čemuž by jinak docházelo, přičemž tato skutečnost zlepšuje kvalitu svaru, pravděpodobně tím, že dochází k menšímu zředění proudu nosného plynu a obsažených částic.

V některých případech výhodného provedení způsobu podle vynálezu vystupují proudy plynu z trysky, která je chlazena kapalinou, která ji obtéká. Takovéto chlazení je snadno dosažitelné použitím trysky s vodním pláštěm. Takový vodní plášť může obklopovat centrální trubku nebo centrální trubky pro vedení nosného plynu a keramického svařovacího prášku, přičemž tato trubka je obklopena prstencovou trubkou pro vedení plynové clony. Vodní plášť se může snadno konstruovat tak, aby měl tloušťku, která zajišťuje jakýkoliv žádaný prostor mezi otvorem nebo otvory pro nosný plyn a otvorem pro plynovou clonu. Alternativně nebo přídavně může být upraven vodní plášť, který obklopuje všechny výstupové trubky plynu trysky. V každém případě teplota vypouštěné plynové clony má být obecně při opravě pece za teploty v podstatě stejné jako pracovní teplota pece, podstatně nižší než je teplota okolí v peci a má to být teplota v podstatě stejná jako je teplota nosného plynu.

To je zcela odlišné od běžné praxe keramického svařování. Při keramickém svařování je stálá snaha předcházet tomu, aby teplota dopadové zóny cílového povrchu byla příliš nízká v průběhu vytváření žáruvzdorné]^ hmoty, například v důsledku nevhodného řízení různých parametrů exotermní reakce. Dopadová zóna, která je příliš chladná, může vést například k momentálním přerušením exotermní reakce. Je obzvláště známo, že tato teplota vede, pokud je • # příliš nízká, k vytvoření nepravidelné a neříditelné poréznosti v žáruvzdorné, svařené hmotě, vytvořené tak, že je spíše porézní a má pak malou odolnost proti abrazi a korozi. Tato poréznost je obzvláště zřejmá, jestliže se žáruvzdorná hmota vytváří několika návary.

Jestliže je dopadová zóna nad ošetřovaným povrchem, alespoň část tohoto poměrně chladného plynu v dostatečném množství pro vytvoření účinného štítu kolem dopadové zóny má sklon ochlazovat povrch, který má být ošetřen, těsně před dopadem svařovacího materiálu. To se vůbec nedoporučuje v případě většiny svařovacích technik, pokud se má dosáhnout přijatelných výsledků. Jelikož je to výhodné při stříkání, je podle této výhody způsobu podle vynálezu clona chlazeného plynu na povrchu substrátu kolem dopadové zóny zcela překvapující. Takový proud plynu má silně chladicí působení na dopadovou zónu a čekalo by se proto, že toto chlazení povede k vytvoření porézní hmoty s malou odolností k erozi.

Na rozdíl od toho však zkoušky potvrdily zcela neočekávatelně, že dochází k přídavnému řízení exotermní reakce, takže se podle vynálezu dosahuje vytvoření hustší žáruvzdorné hmoty, mnohem odolnější proti erozi, než mají hmoty vytvořené způsoby keramického svařování, známými ze stavu techniky a k tomuto zlepšení dochází zvláště tehdy, když se použije chlazené trysky. Tento výsledek je velmi neočekávaný a překvapivý, jelikož je zcela v rozporu s očekáváním odborníků v daném oboru, kteří mají dlouholeté zkušenosti.

Poréznost vytvořené žáruvzdorné hmoty je jedním z podstatných faktorů, které ovlivňují úroveň odolnosti proti erozi. Poréznost nutně zeslabuje strukturu žáruvzdorné hmoty. Kromě toho póry vytvářejí přístupové cesty pro erozivní média, čímž se žáruvzdorný materiál stává citlivější k erozním prostředím, která mohou působit uvnitř hmo ty.

V úvahu je třeba brát ještě další skutečnost. Jasně se vrhané žáruvzdorné částice zahřívají k tavení alespoň na svém povrchu k vytvoření homogenní svarové hmoty a cílový povrch musí být silně zahřát, aby došlo k nejlepší vazbě mezi povlakem a povrchem. Jestliže je však teplota cílového povrchu příliš vysoká, je nebezpečí, že povlak bude příliš tekutý a neudrží se na žádaném místě. Toto nebezpečí je ovšem větší na svislých nebo převislých cílových površích. Toto nebezpečí je také větší, čím prudší je keramická svařovací reakce, ke které dochází na pracovním místě. Avšak prudká reakce může být důležitá k setrvání keramických svařovacích reakcí nebo k dostatečnému zahřátí cílového povrchu pro dobrou vazbu mezi keramickým svařovacím nánosem a povrchem zvláště, pokud teplota cílového povrchu není příliš vysoká. Takové teploty jsou například pod 700 °C. Takové teploty mohou být v pecích nebo rotačních cementářských pecích pro procesy prováděné jen při mírně vysokých teplotách, jako je například výroba cementu nebo chemikálií. V praxi se zjistilo, že vrhání poměrně chladné plynové clony je prostředkem k řízení teploty dopadové zóny. Je tak snadnější předcházet stékání vytvořeného žáruvzdorného materiálu v důsledku příliš vysoké teploty dopadové zóny. Je také možné nastavit různé parametry k vytvoření velice silné exotermické reakce ke spolehlivému průběhu procesu a k vytvoření dobré vazby mezi nánosem a cílovým povrchem i když cílový povrch nemá příliš vysokou teplotu, přičemž chlazení zóny dopadu předchází stékání vytvořené hmoty. To usnadňuje získání homogenního svaru.

Chlazení plynové clony může mít další důležitý vliv na ovlivňování krystalické formy, kterou získává svařovací hmota při tuhnutí a tato skutečnost přináší značné výhody. Například roztavená směs oxidu křemičitého a oxidu hlinitého má sklon k vytváření mullitu, pokud se nechá pomalu chladnout. Jestliže však dojde k rychlému ochlazení, krystalizuje oxid hlinitý ve formě korundu, který se může udržet ve fázi oxidu křemičitého bez vytvoření mullitu. Tato skutečnost značně podporuje odolnost proti erozi vytvořené svarové hmoty.

Nej různější plyny jsou vhodné pro vytváření souvislé plynové clony a optimální volba plynu závisí na příslušných okolnostech. Velmi dobrých výsledků se může dosáhnout při použití oxidu uhličitého nebo dusíku pro vytvoření plynové clony, pro některá výhodná provedení způsobu podle vynálezu zahrnuje plynová clona kyslík. Například se může použít vzduchu, jelikož je levný a obecně dobře dostupný. Může však být také výhodně použito obchodního kyslíku. Takový kyslík je zpravidla tak jako tak po ruce při operacích keramického svařování a je pro takové operace účinnější. Jestliže plynová clona obsahuje kyslík, může vytvořit další kyslíkový zásobník v bezprostřední blízkostí keramické svařovací reakční zóny a to usnadňuje dokonalé spálení částic paliva, kterého se při způsobu používá. Tím se podpoří homogenita keramické svarové hmoty a případně je možné mírně snížit podíl paliva ve směsi s keramickým svařovacím práškem. Je však nutno si uvědomit, že nosný plyn sám obsahuje dostatečné množství kyslíku k v podstatě dokonalému spálení paliva a tudíž, jak je shora uvedeno, použití plynu, jako je oxid uhličitý nebo dusík, které jsou v podstatě prostě dostupného kyslíku, dává dobré výsledky.

r · • « • »

V určitých speciálních případech použití takového plynu může být optimální. Některé třídy žáruvzdorného materiálu obsahují částice oxidovatelných materiálů, jako je uhlík nebo křemík k zabránění difúze kyslíku žáruvzdorným materiálem nebo pro jiné účely; například se zásadité žáruvzdorné materiály bázické magnéziové, obsahující až hmotnostně 10 % uhlíkových částic, používají v ocelářském průmyslu pro určité konvertory. Pokud je nutné takové konvertory opravovat, je žádoucí zajistit, aby oprava obsahovala také určitý podíl oxidovatelného materiálu. Taková oprava může být provedena keramickou svařovací technikou. Taková technika je předmětem britského patentového spisu číslo 2 190 671 (Glaverbel).

Proto v některých výhodných případech provedení způsobu podle vynálezu zahrnují částice v nosném plynu oxidovatelný materiál, který se má včlenit do takové svařovací hmoty a plynová clona je v podstatě prosta dostupného kyslíku. Dodržení této zásady má vliv na podstatné předcházení zavlečení přídavného kyslíku jak z plynové clony, tak z okolní atmosféry do vytvářející se svarové hmoty v reakční zóně a to zabraňuje spálení takového oxidovatelného materiálu; výsledkem toho je, že oxidovatelný materiál, zbylý v takové uložené svarové hmotě, se zvyšuje.

S výhodu obsahuje palivový materiál jednu nebo několik látek ze souboru zahrnujícího hliník, křemík, hořčík, zirkon a chrom. Všechny tyto materiály jsou schopné spalování za vývoje intenzivního tepla a za vzniku žáruvzdorného oxidu. Takovýchto prvků se může používat samostatně nebo po případě ve vzájemných směsích. Kromě toho se také může používat slitin těchto materiálů. Zpracování na slitiny prvků, které

J· -

velmi snadno hoří a rychle hoří s prvky ne tak náchylnými k hoření zajišťuje dokonalé promísení těchto prvků a při vhodné volbě složek slitiny je reakce mnohem stabilnější a může se dosahovat mnohem žádanější reakční rychlosti.

S výhodou má hmotnostně alespoň 50 % palivových částic velikost zrna menší než 50 pm a především alespoň hmotnostně 90 % palivových částic má velikost zrn menší než 50 pm. Střední velikost zrn může být například menší než 15 pm a maximální velikost zrn menší než 100 pm a především menší než 50 pm. Částice paliva pak ochotněji oxidují, čímž se usnadňuje vyvinutí intenzívní tepelné energie v malém prostoru a dosažení dobrých svarů mezi částicemi žáruvzdorného materiálu. Malý rozměr těchto palivových částic také podporuje jejich dokonalé spálení a tím také homogenitu vytvořené hmoty.

Přednost se dává vytvoření keramické svarové hmoty obzvláště vysoké žáruvzdorné kvality a je výhodné, aby alespoň větší hmotnostní část žáruvzdorných částic sestávala z oxidu hlinitého a/nebo zirkoničitého nebo z oxidu hořečnatého a/nebo hlinitého.

Vynález zahrnuje také zařízení zvláště uzpůsobené pro provádění způsobu podle vynálezu.

Vynález se tedy také týká trysky s výstupem pro průtok keramického svařovacího prášku v nosném plynu průtokovou dráhou proti povrchu, na kterém má být proveden keramický návar, přičemž tryska má druhý výstup nebo skupinu druhých výstupů pro průtok plynu, přičemž tento druhý výstup nebo skupina výstupů má takový tvar a je tak uzpůsobena a axiálně i radiálně je vzdálena od výstupu prášku, že z tohoto • * druhého výstupu nebo ze skupiny druhých výstupů může plyn proudit tak, že vytváří v podstatě souvislou clonu, obklopující obecně rovnoběžně dráhu průtoku prášku.

Tryska podle vynálezu je jednoduchá a umožňuje snadné vytváření plynové clony kolem zóny dopadu nosného proudu plynu a obsaženého keramického prášku, vycházejícího z výstupu pro prášek. Tato tryska poskytuje svářeči dodatečný ovládací parametr, který mu umožní dosáhnout keramického svaru vysoké kvality.

Clonový plyn může být přiváděn ze skupiny sprchových otvorů, uspořádaných kolem výstupu prášku, avšak s výhodou má takový druhý výstup pro clonový plyn tvar kontinuálního prstence. To je jednoduchý, snadný a účinný způsob, jak udržet plynovou clonu kolem nosného proudu plynu, který sestává z oxidačního plynu a ze směsi částic. Takový prstencový výstup nemusí být přesně kruhový, jestliže je to požadováno, může mít i hranatý tvar.

K zajištění nejúčinnější plynové clony kolem nosného plynu a v něm obsažených částic má clonový plyn vycházet z jednoho nebo z několika výstupů, který je nebo které jsou vzdáleny od výstupu nosného plynu, avšak různé výstupy nemají být od sebe vzdáleny příliš daleko. Optimální vzdálenost závisí do velké míry na rozměrnosti operací, při nichž má být trysky používáno.

Některé trysky podle vynálezu jsou určeny především pro malé a nebo střední opravy nebo pro případy, kde čas není rozhodujícím faktorem a tryska má výstup o průměru 8 až 25 mm nebo skupina výstupů má srovnatelný průřez. Průřez takových agregovaných výstupů tudíž bude mezi 50 až 500 mm².

« * · » » » · * • · · * * « · * · · » ·

Takové trysky se hodí k tryskání keramického svařovacího prášku rychlostí 30 až 300 kg/h. U některých výhodných provedení, kde výstup prášku má agregovaný průřez 50 až 500 mm², je druhý výstup nebo každý druhý výstup vzdálen od výstupu prášku o 5 až 20 mm.

Jiné trysky podle vynálezu jsou především určeny pro rozměrné a rychlé opravy a tryska má jediný výstup nosného plynu nebo skupinu výstupů nosného plynu o průřezu mezi 300 a 2 300 mm². Takové trysky jsou vhodné k tryskání keramického svařovacího prášku rychlostí až 1 000 kg/h nebo ještě větší rychlostí. U některých takových výhodných provedení, kde výstup prášku má celkový průřez 300 až 2 300 mm², je druhý výstup nebo každý druhý výstup vzdálen od výstupu prášku 10 až 30 mm.

Volba jednoho nebo druhého rozsahu vzdálenosti mezi výstupy nosného plynu a clonového plynu zajišťuje vytvoření zřetelné bariéry mezi reakční zónou keramického svařování a okolní atmosférou, přičemž je v podstatě zabráněno interferenci mezi různými proudy plynů.

V některých výhodných provedeních způsobu podle vynálezu má taková tryska plášť, upravený pro cirkulaci chladivá. Výhodným chladivém je voda vzhledem k její tepelné kapacitě a snadné dostupnosti. Takový vodní plášť může obklopovat centrální trubici nebo trubice k přívodu nosného plynu a keramického svařovacího prášku, přičemž sama je obklopována prstencovým průchodem pro přívod clonového plynu. Vodní plášť může být snadno zkonstruován na tloušťku, která přispívá k zaručení žádané vzdálenosti mezi výstupem nosného plynu a výstupem clonového plynu. Alternativně nebo ještě dodatečné může být ještě upraven vodní plášť, který obklopuje všechny trubice přivádějící plyny do trysky. V každém případě bude teplota clonového plynu obecně a jestliže uvažujeme opravy pecí při jejich pracovní teplotě, podstatně nižší než vnější teplota uvnitř pece a může být v široké míře podobná teplotě nosného plynu.

Výhody, které to má na vytváření hmoty keramického svaru, již byly vysvětleny. Kromě toho existence chladicího pláště znamená, že tryska může zůstávat v prostředí vysoké teploty, jak je tomu uvnitř pece nebo jiné žáruvzdorné struktury při jejich provozních teplotách podstatně déle, aniž se přehřeje. To je výhodné z provozních důvodů a napomáhá to také k prodloužení užitečné životnosti trysky.

S výhodou je průřez sekundárního výstupu nebo skupiny sekundárních výstupů mezi 2/3 až trojnásobkem průřezu výstupu prášku. Takový průřez sekundárního výstupu nebo skupiny sekundárních výstupů je výhodný pro výstup proudu sekundárního plynu při optimální rychlosti clonového plynu při specifickém objemu k zajištění účinné plynové clony.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 diagram sprejové zóny na povrchu substrátu při provádění způsobu podle vynálezu, obr. 2 diagram a částečný řez tryskou podle vynálezu a • » na

obr. 3 diagram zkoušky eroze, provedené žáruvzdorných hmotách.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je cílová část 1^ povrchu substrátu, na němž má vzniknout hmota keramického žáruvzdorného návaru nástřikem tohoto povrchu proudem nosného plynu, sestávajícího z kyslíku a ze směsi žáruvzdorných částic a paliva. Tento proud nosného plynu zasáhne povrch cílové části 1 v dopadové zóně 2. Podle vynálezu je povrch cílové části 1 otryskáván jedním nebo několika vnějšími proudy plynu, které dopadovou zónu 2 obklopují, a vytvářejí tak plynovou clonu kolem dopadové zóny 2. Na obr. 1 je formou diagramu znázorněn průnik této plynové clony povrchem cílové části 1 v prstencovité zóně 3, jež těsně obklopuje dopadovou zónu 2. Je zřejmé, že prstencovité zóna 3 může být v praxi mírně vzdálena od dopadové zóny 2 nebo naopak se mohou prstencovité zóna _3 a dopadové zóna 2_ částečně vzájemně prolínat.

Na obr. 2 hlavice £ trysky 5 sestává z centrálního ústí £ k tryskání nosného plynu 7, sestávajícího ze směsi částic dispergovaných v oxidujícím plynu. Místo jediného centrálního ústí 6 může tryska mít několik ústí k tryskání nosného plynu 7. Tryska s výstupní skupinou tohoto typu je popsána a chráněna v britském patentovém spise číslo 2 170 122 (Glaverbel) . Hlavice 4_ trysky 5 má také podle vynálezu clonové plynové stříkací prostředky. Při provedení podle obr. 2 má plynový clonový sprejový prostředek prstencovité druhé ústí 8., které obklopuje centrální ústí 6 tak, že tvoří v podstatě souvislý prstencovitý proud 9

- 20 - ·' ’ plynu. Proud 9 plynu tvoří prstencovitá clona 3’, která dopadá na povrch cílové části 1 v prstencovité zóně 3. Ve specifickém případě je průřez prstencovitého druhého ústí mírně větší než dvojnásobek průřezu centrálního ústí 6. Směs částic, dispergovaných v okysličujícím plynu, se zavádí přívodní trubkou 10 a plyn plynové clony potrubím 11. Tryska 5 má též vnější chladicí plášť 12 s přívodem a s odváděním chladicí vody. Na obr. 2 je také ještě znázorněn vnitřní chladicí plášť 13 s přívodem a s odváděním chladicí vody, který odděluje prstencovité druhé ústí 8_ od centrálního ústí 6. Tento vnitřní chladicí plášť 13 může být však popřípadě vypuštěn a může být nahrazen jednoduchou malou vložkou, která prstencovité druhé ústí oddělí od centrálního ústí 6, například v šířce 7 mm.

Na obr. 3 je diagram zkoušky eroze hmoty keramického návaru. Prizmatická tyč 14, vyříznutá ze zkoušeného žáruvzdorného návaru, je částečně ponořena do lázně roztaveného skla 15 při 1 550 °C, umístěné v kelímku (neznázorněném). Tato teplota je vyšší než nejvyšší normálně používaná teplota k roztavení sodnovápenatého skla (obyčejné okenní sklo) v taviči sklářské peci. Tyč 14 zůstává ponořena a zkoumá se stupeň jejího opotřebení po 16 hodinách.

Příklad 1

Bloky tavícího konce taviči sklářské pece se mají opravit bez vychladnutí pece. Tyto bloky jsou silně erodované, zejména v místech hladiny lázně roztaveného skla, kde došlo ”k erozi tavidlem. Tyto bloky jsou vysoce žáruvzdorné cihly na bázi oxidu hliníku a oxidu zirkoničitého, jejichž složení je hmotnostně 50 až 51 % • »

- 21 - . .....

oxidu hlinitého, 32 až 33 % oxidu zirkoničitého, 15 až 16 % oxidu křemičitého a přibližně 1 % oxidu sodného se skutečnou hustotou 3,84. K umožnění přístupu k tomuto povrchu k opravě byla hladina roztaveného skla snížena o 20 cm. K provedení opravy byl natryskán proud nosného plynu 7, sestávajícího z okysličujícího plynu a ze směsi žáruvzdorných částic a palivo bylo nastříkáno na horký blok. Směs částic tvořilo hmotnostně 40 až 50 % oxidu zirkoničitého, 38 až 40 % oxidu hlinitého spolu se 12 % paliva, tvořeného hmotnostně 4 až 8 % hliníku a 4 až 8 % křemíku, vztaženo na hmotnost směsi jako celku. Částice křemíku měly střední velikost 6 pm a specifický povrch 5 000 cm²/g. Hliníkové částice mají střední velikost 5 pm a specifický povrch 4 700 cm²/g. Maximální velikost částic hliníku a křemíku nemá překračovat 50 pm. Částice křemíku a hliníku shoří za vyvinutí dostatečného množství tepla k natavení žáruvzdorných částic alespoň částečně, takže se tyto částice spolu spojí. Žáruvzdorné částice oxidu zirkoničitého mají zrno průměrné velikosti 150 pm a žáruvzdorné částice oxidu hlinitého mají průměrnou velikost zrna 100 pm.

K vyzkoušení odolnosti vůči korozi sklem žáruvzdorné hmoty, vytvořené na povrchu bloků, byla napřed žáruvzdorná hmota vytvořena na povrchu náhradního bloku, zahřátého na teplotu 1 500 °C ve zkušební peci při použití způsobu podle vynálezu. K této zkoušce bylo použito hmotnostně 8 % křemíku a 4 % hliníku ve směsi.

Směs částic, dispergovaných v oxidizujícím plynu se nastříkne tryskou 5, znázorněnou na obr. 2. Přivádí se přívodní trubkou 10. Centrální ústí _6 prášku je kruhové a má průřez 113 mm². Směs se nastřikuje rychlostí 30 kg/h s kyslíkem jakožto okysličujícím plynem v množství 25 Nm³/h.

Proud nosného plynu 7, sestávající ze směsi částic a z okysličujícího plynu, naráží na cílovou část 1 povrchu zpracovávaného v dopadové zóně 2_. Podle vynálezu je tento povrch také otryskáván clonovým plynem ve tvaru plynové prstencovité clony 3' okolo dopadové zóny 2. V tomto případě je clonový plyn čistý kyslík, tryskaný prstencovým druhým ústím 8_ průtočnou rychlostí 40 Nm³/h v podobě prstencového proudu 2 plynu, obklopujícího proud nosného plynu 7 po celé délce jeho dráhy od hlavice £ trysky 5 k dopadové zóně g. Druhé ústí 8 má kruhový průřez 310 mm². Toto druhé ústí 8 je vzdáleno od výstupu prášku 6 až 13 mm.

V průběhu provádění způsobu podle vynálezu tvoří prstencovitá clona 3’ doplňující prostředek na vyvolávání keramické svařovací reakce a tvoření žáruvzdorné hmoty. Keramická svařovací reakce je stabilní a poměrně definovaná. Skutečná poréznost vytvořené hmoty je 9% a její zdánlivá poréznost je 1,5 %. Zdánlivá poréznost se měří metodou analogickou ponořování a tudíž bere v úvahu pouze otevřené póry v žáruvzdorném materiálu: skutečná poréznost bere v úvahu uzavřené póry v žáruvzdorném materiálu. Zdánlivá hustota, vytvořené žáruvzdorné hmoty, to je hustota hmoty s jejími póry, je 3,5. Pravá nebo absolutní hustota této hmoty, to je hustota žáruvzdorného základního materiálu samotného, měřená na vzorku jemně rozdrceném k eliminaci pórů, je 3,85.

Prizmatická tyč 14 (obr. 3) o rozměrech 20x20x120 mm byla vyříznuta z hmoty keramického žáruvzdorného návaru. Tato zkušební tyč byla ponechána částečně ponořená v lázni roztaveného skla při teplotě 1 550 °C v kelímku. Měřil se stupeň opotřebení tyče po 16 hodinách.

Pro porovnání se připravil kontrolní vzorek stejných rozměrů a ponechal se částečně ponořený v téže lázni roztaveného skla při téže teplotě. K usnadnění porovnání jsou na obr. 3 znázorněny kontrolní vzorek a zkušební tyč 14. Kontrolní vzorek je prizmatická tyč 14, vyříznutá ze žáruvzdorné hmoty, vytvořené stejně jako žáruvzdorná hmota podle příkladu 1, s tou výjimkou, že se vypustilo tryskání clonovým plynem, to je žáruvzdorná keramická hmota vytvořená svařováním způsobem mimo rozsah tohoto vynálezu. Žáruvzdorná hmota, vytvořená tímto způsobem, má skutečnou poréznost 19,7 % a zdánlivou poréznost 3,5 %. Zdánlivá hustota je 3,03 a absolutní hustota je 3,77.

Po 16 hodinách získá tyč 14 kontrolního vzorku tvar znázorněný schematicky na obr. 3 první čárkovanou čárou 16. Je patrno, že ponořená část 17 tyče 14 prodělala značnou korozi v důsledku ponoření do lázně skloviny. Hrany prizmatické tyče 14 jsou zaobleny. Je patrno, že hladina 18 lázně roztaveného skla 15 značně zkorodovala vzorek do tvaru koroze na hladině taveniny (flux line corrosion) ve zkoušené zóně 19. Průměr tyče 14 na hladině taveniny je zredukován na přibližně jednu třetinu své jmenovité hodnoty.

Tyč 14 vyříznutá ze žáruvzdorné hmoty, vytvořené způsobem podle vynálezu, má po 16 hodinách tvar, znázorněný druhou čárkovanou čárou 20. Eroze ponořené části je zřetelně menší. Hrany prizmatického tvaru nejsou zaoblené velkou měrou. Koroze na hladině 18 taveniny je méně výrazná než u kontrolního vzorku. Průměr tyče 14 uprostřed v místě styku s hladinou 18 taveniny je zmenšen pouze na přibližně dvě třetiny jmenovité hodnoty. Použitím způsobu podle vynálezu byla umožněna výroba žáruvzdorné hmoty, odolávající daleko více erozi než hmota vytvořená způsobem podle známého stavu • · * · » • » • · · * techniky. Mikroskopická zkouška průřezu tyče 14 také ukazuje, že nejsou prakticky žádné zbytky kovových fází, což naznačuje, že oxidace kovových částic je prakticky dokonalá. Tento činitel je velmi příznivý pro žáruvzdornou hmotu, která má přijít do styku s roztaveným sklem, neboť je známo, že styk kovových fází s roztaveným sklem může způsobit vývin bublin ve skle.

Příklad 2

Jako varianta obr. 1 se vyrobila žáruvzdorná keramická svarová hmota stejným způsobem jako podle příkladu 1 s tou výjimkou, že rychlost průtoku kyslíku nosného plynu 7 byla 30 Nm³/h a průtočná rychlost clonového prstencového proudu plynu 9 byla 20 Nm³/h. Žáruvzdorná keramická svarová hmota takto vytvořená měla zdánlivou poréznost 2 %, skutečnou poréznost 8,3 %, zdánlivou hustotu 3,56 a skutečnou hustotu 3,88 .

Prizmatická tyč 14, vyříznutá z této keramické žáruvzdorné svarové hmoty se částečně ponořila do lázně roztaveného skla 15, obsažené v kelímku. Po 16 hodinách byla eroze podobná jako v případě keramické svarové hmoty podle příkladu 1. Tyč 14 zaujala tvar, znázorněný druhou čárkovanou čárou 20 na obr. 3. Mikroskopická zkouška průřezu tyče 14 také ukazuje, že nejsou prakticky žádné zbytky kovových fází.

Příklad 3

Připravila se žáruvzdorná keramická svarová hmota r · · * * . · · » » stejným způsobem jako podle příkladu 1 s tou výjimkou, že clonový plyn byl tvořen . oxidem uhličitým, tryskaným rychlostí 20 Nm³/h a kyslík nosného plynu 7 se tryskal rychlostí 30 Nm³/h. Bylo pozorováno, že keramická svařovací reakce je stabilní a poměrně dobře definována. Vytvořená žáruvzdorná keramická svarová hmota měla zdánlivou poréznost

1,5 %, skutečnou poréznost 4,6 %, zdánlivou hustotu 3,5 a absolutní hustotu 3,67.

Z keramické svarové hmoty se vyřízla prizmatická tyč 14 a částečně se ponořila do lázně roztaveného skla 15, obsažené v kelímku. Po 16 hodinách zkoušky eroze se projevila eroze svarové hmoty podobná jako podle příkladu 1. Tvar tyče 14 je v podstatě odpovídající druhé čárkované čáře 20 na obr. 3.

Příklad 4

Připravila se žáruvzdorná keramická hmota stejným způsobem jako podle příkladu 1 s tou výjimkou, že plynová clona byla tvořena dusíkem, tryskaným průtokovou rychlostí 18 Nm³/h a kyslík nosného plynu 7 byl tryskán průtočnou rychlostí 30 Nm³/h. Pozorovalo se také, že keramická svařovací reakce byla stabilní a poměrně dobře definována. Vytvořená žáruvzdorná keramická svarová hmota měla zdánlivou poréznost 2,5 %, zdánlivou hustotu 3,5 a skutečnou hustotu 3,69.

Z této keramické svarové hmoty se vyřízla prizmatická tyč 14 a částečně se ponořila do lázně roztaveného skla 15, obsažené v kelímku. Po 16 hodinách eroze vykazuje zkouška eroze podobný obraz jako podle příkladu 1. Tvar tyče 14 byl ♦ F v podstatě odpovídající druhé čárkované čáře na obr. 3.

Příklad 5

K provedení opravy pecní klenby, vytvořené ze silikových cihel při teplotě přibližně 1 500 °C se připravila následující směs, přičemž procenta jsou zmíněna hmotnostně: 87 % žáruvzdorných silikových částic, 12 % spalitelných částic křemíku a 1 % spalitelných částic hliníku. Částice křemíku a hliníku měly velikost zrna menší než 10 pm, přičemž povrch křemíku byl 4 000 cm²/g a povrch hliníkových částic byl 6 000 cm²/g. Maximální velikost zrna částic hliníku a křemíku nepřesáhla 50 pm.

Tato směs se tryskala způsobem podle vynálezu. Směs částic se zaváděla čistým kyslíkem přívodní trubkou 10 rychlostí 35 kg/h materiálu a 25 Nm³/h kyslíku v proudu nosného plynu. Podle vynálezu se cílová část 1_ povrchu tryskala také clonovým plynem, který tvořil prstencovitou clonu 3’ kolem dopadové zóny 2. V tomto případě byla plynová clona tvořena čistým kyslíkem, tryskaným průtočnou rychlostí

Nm³/h ve tvaru prstencovitého proudu plynu, obklopujícího proud nosného plynu 7. Od hlavice 4 trysky 5 k dopadové zóně 2. Ve vytvořené keramické svarové hmotě nebyl prakticky žádný spálený kov.

Pro porovnání se vytvořila žáruvzdorná keramická svarová hmota nanesením stejné směsi jako shora uvedeno rychlostí 30 kg/h se stejnou průtočnou rychlostí kyslíku 25 Nm³/h. Pro toto porovnání se však vypustilo clonění proudem kyslíku.

* Γ

Při provádění způsobu podle vynálezu se zjistilo, že prstencovitá clona 3' doplňujícím způsobem řídí vytváření žáruvzdorné keramické svarové hmoty, které neexistuje v případě porovnávací zkoušky. Plynová prstencovitá clona 3' spíše izoluje dopadovou zónu 2, takže atmosférické turbulence, způsobovaná funkcí pece v průběhu opravy, neměla praktický žádný vliv na tvořené žáruvzdorné keramické svarové hmoty. Keramická svařovací reakce byla stabilnější a lépe definována a nedocházelo k ní přerušovaně.

Příklad 6

Bylo třeba opravit měděný konvertor, používaný v průmyslu neželezných kovů. Použilo se stejného způsobu jako podle příkladu 5 s tou výjimkou, že směs měla hmotnostně toto složení: 40 % oxidu chrómu, 48 % částic hořčíku a 12 % částic hliníku. Částice hliníku měly jmenovitou maximální velikost zrna 45 pm a specifický povrch více než 3 000 cm²/g. Žáruvzdorné částice měly maximální velikost menší než 2 mm. Tento případ také ukázal, jako výsledek použití způsobu podle vynálezu, že plynová clona byla doplňujícím prostředkem k ovládání keramické svařovací reakce a k vytváření žáruvzdorné keramické hmoty. Keramická svařovací reakce byla stabilní a dobře definovaná.

Jako varianta byl prstencovitý výstup hlavice £ nahrazen řadou injektorových plynových trysek konvergujících k vytvoření prstencovité clony 3’ . Také s touto tryskou se dosáhlo velmi dobrých výsledků.

Příklad 7

Bylo požadováno vytvořit žáruvzdornou keramickou svarovou hmotu s pokud možno stejným složením, jako má bázická žáruvzdorná vyzdívka ocelářského konvertoru z magnestitových cihel, sestávajících hmotnostně z 90 % oxidu hořečnatého a z 10 % uhlíku. Teplota stěny byla 900 °C. Tyto cihly se tryskaly směsí částic obsahující částice uhlíku. Směs se tryskala rychlostí 500 kg/h v okysličujícím nosném plynu, obsahujícím objemově 70 % kyslíku. Směs měla následující složení, vyjádřené ve hmotnostních procentech:

oxid hořečnatý 82 % křemík 4 % hliník 4 % uhlík 10 %

Střední průměr částic hořčíku byl 10 μια a specifický povrch byl 5 000 cm²/g. Střední průměr částic hliníku byl 10 pm a jejich specifický povrch 8 000 cm²/g. Částice uhlíku vznikly drcením koksu a jejich střední průměr byl 1,25 mm. Částice oxidu hořečnatého měly střední průměr 1 mm. Podle vynálezu se kolem dopadové zóny vytvořila plynová clona, přičemž dopadová zóna byla otryskávána nosným plynem, nesoucím částice dispergované v okysličujícím plynu. Na stěnu konvertoru dopadal proud oxidu uhličitého o rychlosti o 50 % větší, než byla rychlost okysličujícího plynu, který tvořil plynovou clonu kolem tohoto proudu nosného plynu. Při provádění způsobu podle vynálezu se pozorovalo, že keramická svařovací reakce byla stabilní a dobře definovaná. Částice uhlíku úplně neoxidovaly, takže keramická svarová hmota, takto vytvořená, obsahovala okolo hmotnostně 5 % uhlíku. Bez plynového clony, vytvořené oxidem uhličitým, měla keramická svarová hmota pouze 3 % uhlíku.

* * ř *

Při obměněném provedení trysky podle vynálezu k tryskání keramického svařovacího prášku rychlostí 900.kg/h a 1 000 kg/h mělo centrální ústí 6_ práškového výstupu průměr 53 mm a tudíž průřez 2 206 mm². Tryska 5 také měla kontinuální prstencový výstup clonového plynu o průřezu 1979 mm², vzdálený od výstupu prášku 13 mm, přičemž tato vzdálenost byla zajišťována pouzdrem na konci centrální trubky nebo chladicím prstencem. Tryska 5 měla také vnější chladicí plášť 12.

—^astupuj-e-r^2-70 r r r

9 r

9

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (19)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob svařování keramických hmot, při kterém se keramický svařovací prášek, obsahující směs žáruvzdorných částic a částic palivového materiálu, který má schopnost být oxidován na žáruvzdorný oxid, tryská na povrch v jednom nebo v několika proudech nosného plynu, který obsahuje alespoň dostatek kyslíku k v podstatě úplné oxidaci částic paliva, přičemž se uvolňuje dostatečné množství tepla k natavení alespoň povrchu tryskaných žáruvzdorných částic a vlivem tepla uvolňovaného při oxidaci paliva se proti uvedenému povrchu vytváří keramická svarová hmota, vyznačující se tím, že na uvedený povrch se tryská alespoň jeden přídavný proud plynu tak, že vytváří v podstatě souvislou plynovou clonu, obklopující proud, příp. proudy nosného plynu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynová clona je tryskána v podobě prstencovitého proudu.
3. 3. Způsob podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že nosný plyn se tryská z ústí o ploše 50 až 500 mm² a plynová clona se tryská z jednoho nebo z několika ústí oddělených od ústí nosného plynu vzdáleností 5 až 20 mm.
4. 4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nosný plyn se tryská z ústí o průřezu 300 až 2 300 mm² a plynová clona se tryská z jednoho nebo z několika ústí oddělených od ústí nosného plynu vzdáleností 10 až 30 mm.
5. 5. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že objemové množství průtoku clonového plynu je alespoň poloviční oproti objemovému množství průtoku nosného plynu.
6. 6. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že výstupní rychlost, vypočtená za normálního tlaku, clonového plynu je větší než jedna pětina výstupní rychlosti nosného plynu.
7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že výstupní rychlost, vypočtená za normálního tlaku, clonového plynu je jedna pětina až tři pětiny výstupní rychlosti nosného plynu.
8. 8. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tryska se chladí médiem, které skrz ní protéká.
9. 9. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že clonovým plynem je kyslík.
10. 10. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že částice vypouštěné v proudu nosného plynu zahrnují částice materiálu, schopného oxidace, který má být jako takový vnesen do svarové hmoty a clonový proud je v podstatě prost kyslíku.
11. 11. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že palivovým materiálem je jeden nebo několik prvků ze skupiny zahrnující hliník, křemík, hořčík, zirkon a chrom.
12. 12. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň hmotnostně 50 % palivových » * • · « částic má zrno velikosti menší než 50 μπι.
13. 13. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň větší hmotnostní část tryskaných žáruvzdorných částic sestává z alumina a/nebo oxidu zirkoničitého nebo oxidu hořečnatého a/nebo alumina.
14. 14. Tryska k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 13, obsahující výstup pro průtok keramického svařovacího prášku v nosném plynu po průtokové dráze směrem k povrchu, na němž má být vytvořen keramický návar, vyznačující se tím, že má druhé ústí (8) nebo skupiny druhých ústí (8) pro průtok plynu, přičemž toto druhé ústí (8) nebo skupina druhých ústí (8) má takový tvar a je tak uzpůsobena a axiálně i radiálně vzdálena vzhledem k centrálnímu práškovému ústí (6) nebo skupině práškových ústí, že plyn může být vypouštěn z tohoto druhého ústí (8) nebo skupiny druhých ústí (8) pro vytvoření souvislé clony (3*), obklopující obecně rovnoběžně dráhu průtoku prášku.
15. 15. Tryska podle nároku 14, vyznačující se tím, že druhé ústí (8) je souvislé a prstencovité.
16. 16. Tryska podle nároku 14 nebo 15, vyznačující se tím, že centrální ústí (6) má plochu 50 až 500 mm² a druhé ústí (8) nebo každé druhé ústí (8) je od centrálního ústí (6) umístěno ve vzdálenosti 5 až 20 mm.
17. 17. Tryska podle nároku 14 nebo 15, vyznačující se tím, že centrální ústí (6) má plochu 300 až 2 300 mm² a druhé ústí (8) nebo každé druhé ústí (8) je od centrálního ústí (6) umístěno ve vzdálenosti 10 až 30 mm.

    t> »* r » ♦ » · 9 F

    - « · · 1» Λ

    - · · « · · * · r · * » · + 9 · · · ·
18. 18. Tryska podle kteréhokoli z nároků 14 až 17, vyznačující se tím, že má vnitřní plášť (13) upravený k proudění chladivá (11) .
19. 19. Tryska podle kteréhokoli z nároků 14 až 18, vyznačující se tím, že průřez druhého ústí (8) je 2/3 až trojnásobek průřezu centrálního ústí (6).

    Aasťupuj-e^

    DjO^-Miloš VŘjalrnnkn v-.-?*-w

    -·Ίΰ

    Fig. 1 Fig. 3

    JUDr, tMilnš