DE1458914C

DE1458914C - Method of lining upper flat

Info

Publication number: DE1458914C
Authority: DE
Inventors: Goeorge Hamilton Glenshaw. Pa Andrews jun. (V St A )
Original assignee: CombustionEngineermg Inc.. Wind sor, Conn. (V.St A)
Publication date: 1971-01-07

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufberei- spritzen von feuerfestem Material geeignete Misch-The invention relates to a method for the preparation of refractory material suitable mixing

tung und zum Aufspritzen eines feuerfesten Futters kessel, die wegen der erforderlichen Heizanlage groß,and for spraying a refractory feed boiler, which is large because of the required heating system,

auf die heißen Innenflächen eines Ofens. schwer und unbeweglich waren. Wenn das kieselsaureon the hot inner surfaces of an oven. were heavy and immobile. If the silica

Wegen der hohen Temperatur, der chemischen Natron einmal in Lösung gegangen war und die Einwirkungen, dem thermischen und mechanischen 5 erforderliche feuerfeste Aufschlämmung erreicht war, Absplittern, verbrauchen sich die feuerfesten Futter was beträchtliche Zeit beanspruchen konnte, dann von öfen und müssen daher häufig repariert und mußte die Aufschlämmung aus dem Mischkessel in erneuert werden. Ursprünglich mußte für solche einen Spritzapparat übergeführt werden, der dann Reparaturen der Ofen stillgelegt und abgekühlt zu den verschiedenen Stellen, des Ofens geführt wurde, werden, so daß die notwendigen Reparaturen und io Deshalb beanspruchte ein solches Verfahren eine Erneuerungen an dem Futter oder der Auskleidung beträchtliche Ausrüstung, Zeit und erhebliche Kosten, von innen ausgeführt werden konnten. Das ver- Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Verursachte erhebliche Kosten, da die Abkühlzeit der fahren, bei denen eine klebrige Silikatlösung mit meisten öfen ziemlich lang ist. feuerfesten Partikeln gemischt wird, zu verbessern.Because of the high temperature that chemical soda had once gone into solution and the Actions to which thermal and mechanical 5 required refractory slurry was reached, Then chipping, the refractory linings wear themselves out which could take considerable time of furnaces and therefore need frequent repairs and had to put the slurry in from the mixing vessel to be renewed. Originally a spray gun had to be transferred for such a device, which then Repairs the furnace was shut down and cooled down to the various places where the furnace was led so that the necessary repairs and io therefore claimed such a procedure Renewals to the lining or lining considerable equipment, time and expense, could be carried out from within. The object of the invention is to eliminate the known causes Significant cost because of the cool down time of those involving a sticky silicate solution most ovens is quite long. refractory particles is mixed to improve.

Diese Nachteile werden durch bekannte Verfahren 15 Insbesondere stellt sich die Erfindung die Aufgabe,These disadvantages are alleviated by known methods. In particular, the object of the invention is

vermieden, bei denen das feuerfeste Material auf die die Herstellung der klebrigen Silikatlösung wesentlichavoided where the refractory material on which the manufacture of the sticky silicate solution is essential

Innenflächen aufgespritzt wird. Das feuerfeste Material zu vereinfachen.Internal surfaces is sprayed on. To simplify the refractory material.

wird durch Zugangsöffnungen von außen aufgespritzt, Gemäß der Erfindung wird mit Hilfe von unteris sprayed on from outside through access openings, according to the invention with the help of under

d. h., der Ofen kann in heißem Zustand repariert Druck stehendem Wasserdampf das Silikat in eined. That is, the furnace can repair the silicate in a hot state, pressurized steam

werden. Diese Technik war besonders gut geeignet 20 klebrige Lösung übergeführt, die mit den feuerfestenwill. This technique was particularly well suited to the sticky solution transferred with the refractory

für Siemens-Martin-Öfen, elektrische öfen und ba- Partikeln zu einer sprühfähigen Suspension gemischtfor Siemens-Martin ovens, electric ovens and ba-particles mixed into a sprayable suspension

sische öfen. wird.sic stoves. will.

Nach den bekannten Verfahren werden Partikeln Dadurch gelingt es mit Hilfe einer beweglichen aus feuerfestem Material mit einem trockenen Binde- Spritzvorrichtung, die feuerfeste Mischung unmittelbar mittel und Wasser aufgeschwemmt und auf die 25 auf die Innenfläche der Brennkammer zu spritzen Flächen des Ofens gespritzt. Als Bindemittel wenden und dadurch die Aufbringung wesentlich zu vereinüblicherweise klebende Silikatmaterialien und ins- fachen und zu verbilligen. Der Mischkessel für die besondere kieselsaures Natron verwendet. Der Wasser- Herstellung der Suspension kann in der Nähe des verlust härtet die klebenden Silikate. Die Klebemittel Ofens aufgestellt sein und mit Spritzvorrichtung aus kieselsaurem Natron bieten den Vorteil einer 30 beweglich ausgeführt werden. Die Suspension wird guten Verteilung und eines guten Kontaktes, einer zum Aufbringen zweckmäßig mit einem Gas verüber große Bereiche steuerbaren Ablagerungsmenge mischt, um dadurch das Versprühen zu ermöglichen, und der Bildung einer beständigen, starken und festen Zum besseren Verständnis wird die Erfindung jetzt Bindung, die wasser- und hitzebeständig ist. Bei den an Hand von Zeichnungen beschrieben. In den bekannten Anlagen wurde ein großer Mischkessel 35 Zeichnungen zeigtAccording to the known method, particles are thereby succeeded with the help of a movable Made of refractory material with a dry binding spray device, the refractory mixture immediately medium and water floated and spray on the 25 on the inner surface of the combustion chamber Surfaces of the furnace sprayed. Turn as a binder and thereby make the application much too common adhesive silicate materials and simple and cheaper. The mixing tank for the special silica soda is used. The water production of the suspension can be close to the loss hardens the adhesive silicates. The adhesive furnace must be set up and with spray device Silicic acid soda offer the advantage of being able to move around. The suspension will good distribution and good contact, one suitable for application with a gas mixes large areas of controllable amount of deposit to enable spraying and the formation of a stable, strong and solid For better understanding, the invention is now Bond that is water and heat resistant. In the case of the described on the basis of drawings. In the known systems, a large mixing tank was shown with 35 drawings

mit trockenem kieselsaurem Natron und trockenen F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Mischfeuerfesten Partikeln gefüllt, dann Wasser zugesetzt, und Spritzvorrichtung, die in der vorliegenden Erfinum das kieselsaure Natron zu lösen und eine Auf- dung verwendet wird,with dry silica and dry F i g. 1 a vertical section through the mixed refractories Particles filled, then water added, and spray device described in the present invention to dissolve the silicic acid soda and use a charge,

schlämmung aus der Lösung und den feuerfesten F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung derslurry from the solution and the refractory F i g. FIG. 2 is a plan view of the device of FIG

Partikeln zu bilden. Jedoch ist kieselsaures Natron 40 Fig. 1.Particles to form. However, soda silica is 40 Fig. 1.

außerordentlich schwierig zu lösen. Die lösbaren Nach der vorliegenden Erfindung wird zunächst Silikate sind Gläser, die als Schmelze aus Quarzsand eine Lösung von kieselsaurem Natron aufbereitet, und Natrium- oder Kaliumkarbonat dargestellt wer- die dann mit den feuerfesten Partikeln in der Spritzden. Das entstehende Glas wird in kleine Blöcke vorrichtung gemischt wird. Das zuvor gelöste kieselgeformt, dann in Stücke gebrochen oder zerrieben. 45 saure Natron und die feuerfesten Partikeln werden Wenn zum Auflösen des Glases aus kieselsaurem getrennt an die Stelle transportiert, an der sie verNatron Wasser, das kein kieselsaures Natron enthält, wendet werden sollen. Dann wird die Lösung aus verwendet wird, kann das Alkali ausgelaugt werden, kieselsaurem Natron mit den feuerfesten Partikeln und es bleibt ein Netzwerk unlöslicher Kieselsäure in einem kleinen Mischkessel gemischt, der einen zurück. Wenn andererseits Wasser verwendet wird, 50 Teil der Spritzvorrichtung bildet. Da das kieselsaure das schon etwas kieselsaures Natron in Lösung ent- Natron zuvor gelöst worden ist, ist im Mischkessel hält, wird das Alkali nicht ausgelaugt, und das kiesel- keine Wärme, keine Zeit zur Lösung des kieselsauren saure Natron geht in Lösung, und das Verhältnis Natrons erforderlich, und die Aufschlämmung muß von Na₂O und SiO₂ in der Lösung ist das gleiche nicht vom Mischkessel zur Spritzvorrichtung transwie im Glas. 55 portiert werden.extremely difficult to solve. According to the present invention, silicates are glasses which, as a melt of quartz sand, prepare a solution of silicic acid soda, and sodium or potassium carbonate are then produced with the refractory particles in the spray. The resulting glass is mixed into small jig blocks. The previously dissolved pebble formed, then broken into pieces or grated. 45 Sodium bicarbonate and the refractory particles are transported separately to the place where they are to be used to dissolve the silica glass. Then the solution is used, the alkali can be leached out, the silica soda with the refractory particles and what remains is a network of insoluble silica mixed in a small mixing kettle that leaves one behind. On the other hand, if water is used, 50 forms part of the sprayer. Since the silicic acid, which has already been partially dissolved in the sodium silicate, is held in the mixing tank, the alkali is not leached out, and the silicic acid no heat, no time to dissolve the silicic acid sodium bicarbonate goes into solution, and that Ratio of natrons required and the slurry of Na ₂ O and SiO ₂ in the solution is not the same from the mixing kettle to the sprayer as in the glass. 55 can be ported.

Der Lösungsvorgang des kieselsauren Natrons Wie zuvor ausgeführt, löst sich kieselsaures Natron besteht zunächst aus einer Hydrierung. Daher muß auf besondere Weise. Es löst sich in einer kleinen zwischen der Oberfläche der Glaspartikeln und dem Wassermenge tatsächlich besser als in einer größeren. Wasser eine chemische Reaktion eintreten, bei der Am besten wird es mit Dampf und unter Druck gelöst, die Oberfläche der festen Phase hydratisiert wird. 60 Der Dampf schafft sich einen Weg in das kieselsaure Sowie dann das kieselsaure Natron von der Ober- Natron, kondensiert, hydratisiert und löst es schließfläche in Lösung geht, schreitet die Hydration fort. lieh. Die speziellen, zur Lösung dieses Materials Bis eine gesättigte Lösung erreicht ist, kann es je verwendeten Techniken können der Anwendung an nach den Umständen Stunden oder sogar Tage beliebigen Stellen des Ofens nicht wirtschaftlich angedauern. - 65 paßt werden. Deshalb verwendet die vorliegende Wärme steigert die Lösbarkeit und die Lösungs- Erfindung handelsüblich aufbereitetes, zuvor gelöstes geschwindigkeit des kieselsauren Natrons, und des- kieselsaures Natron. Es hat sich herausgestellt, daß halb verwendeten die bekannten Verfahren zum Auf- feuerfeste Stoffe, die mit dieser Form eines Silikat-The process of dissolving the silicic acid soda As mentioned above, silicic acid sodium bicarbonate dissolves consists initially of a hydrogenation. Therefore must in a special way. It dissolves in a little between the surface of the glass particles and the amount of water actually better than in a larger one. Water can undergo a chemical reaction in which it is best dissolved with steam and under pressure, the surface of the solid phase becomes hydrated. 60 The steam makes its way into the silica As well as then the silicic acid soda from the top soda, condenses, hydrates and dissolves it closing surface goes into solution, hydration proceeds. borrowed. The special ones for solving this material Until a saturated solution is reached, it can depend on the techniques used and the application to it depending on the circumstances, hours or even days at any point in the furnace did not last economically. - 65 will fit. Therefore, using the present heat increases the solubility and the solution invention commercially prepared, previously dissolved speed of sodium silicate, and sodium silicate. It turned out that half used the well-known processes for refractory materials, which with this form of a silicate

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klebemittel' aufbereitet sind, bestens an den Ofen- Beim Betrieb wird die Misch- und Spritzeinheitadhesive 'are prepared, ideally to the furnace. During operation, the mixing and injection unit

wänden haften. einer öffnung des Ofens benachbart angeordnet.stick to walls. arranged adjacent to an opening of the furnace.

Eine handelsübliche Lösung aus kieselsaurem Die Bestandteile werden durch die Einlaßöffnung 20A commercially available solution of silicic acid. The ingredients are introduced through inlet port 20

Natron hat folgende Eigenschaften: eingebracht, und dann wird die Einheit abgedichtet.Soda has the following properties: brought in, and then the unit is sealed.

5 Dann wird der Mischapparat angelassen und wäh-5 The mixer is then started and

Verhältnis von Na₂O: SiO₂ 1: 2,00 «^{nd des}, Spritaens in Betrieb gehalten um das feuerRatio of Na ₂ O: SiO ₂ 1: 2.00 « ^{nd des} , fuel kept in operation around the fire

feste Material aufzuschlammen und es als Aüf-slurry solid material and use it as an

% Na₂O 14,70 schlämmung zu halten. Wenn jedoch die Viskosität% Na ₂ O 14.70 to keep slurry. However, if the viscosity

% SiO₂ 29,4 der verwendeten Lösung von kieselsaurem Natron% SiO ₂ 29.4 of the sodium silicate solution used

■ , ,. _ΛΛΟ „ ίο so groß ist, daß die einmal gemischten feuerfesten■,,. _ΛΛΟ "ίο is so big that the once mixed refractories

Grad Baumo bei 20 C 50,5 Partikeln für eine beträchtliche Zeitspanne gleich-Degrees Baumo at 20 C 50.5 particles for a considerable period of time

Viskosität, Centipoise bei 20° C 350 mäßig verteilt bleiben, kann der Mischapparat abge-Viscosity, centipoise at 20 ° C 350 remain moderately distributed, the mixer can

pH-Wert ungefähr 12 schaltet werden. Daher kann die Spritzpistole auchpH value can be switched to about 12. Therefore the spray gun can too

dort verwendet werden, wo kein elektrischer An-15 Schluß für den Mischapparat verfügbar ist. Anderer-Can be used where no electrical connection is available for the mixer. Another-

Diese besondere Lösung ist nur ein Beispiel. Im seits könnte für den Mischapparat ein Luftmotor Handel sind noch viele Lösungen von kieselsaurem verwendet und durch die zum Spritzen verwendete Natron erhältlich, die für das feuerfeste Bindemittel Druckluft angetrieben werden. Wenn ein geeigneter der vorliegenden Erfindung geeignet wären. Solche Mischungsgrad erreicht worden ist, wird das Ven-Lösungen haben verschiedene Verhältnisse von Na₂O so til 74 geöffnet und der Raum über der Schlämme im zu SiO₂, verschiedenen Wassergehalt und Baumo- Kessel unter Druck gesetzt und so die Schlämme Grade. Auch könnte genausogut kieselsaures Kali, durch das Rohr 62 herausgedrückt. Dann wird das wie kieselsaures Natron, verwendet werden. Die Ventil 78 eingestellt, so daß sich eine geeignete Luftfeuerfesten Partikeln, die mit der Lösung gemischt menge mit der Schlämme an der Verbindung 63 des werden, Scönnen aus irgendeinem herkömmlichen 25 Rohres 62 mit der Leitung 64 mischt. Ein geeigneter feuerfesten Material in feinverteiltem Zustand be- Luftdruck im Kessel ist z. B. 7 kg/cm², obwohl die stehen. Feuerfeste Materialien auf Chrom- oder Einheit auch bei anderen Drücken betrieben werden Magnesitbasis sind zwei Beispiele, und sie können kann. Weil sich die Luft eher am Anfang des Rohrs 62 in Korngrößen von 45 bis ΙΟΟΟμ verwendet werden. als an der Düse 59 mit dem Material mischt, wird Die Körnchengröße spielt keine so große Rolle, und 30 die Strömungsgeschwindigkeit der Schlämme durch der angegebene Bereich dient nur als Beispiel. Wei- die Leitungen 64 und 67 erhöht, und dadurch bleiben tere verwendungsfähige feuerfeste Materialien be- die feuerfesten Partikeln als Aufschlämmung erhalten stehen aus Materialien auf Dolomit- und Aluminium- und fallen nicht aus.This particular solution is just an example. On the other hand, an air motor could be used for the mixer, many solutions of silicic acid are still used and obtainable through the baking soda used for spraying, which is driven by compressed air for the refractory binding agent. If a suitable one of the present invention were suitable. Such a degree of mixing has been achieved, the ven solutions have different ratios of Na ₂ O so til 74 opened and the space above the sludge in the SiO ₂ , different water content and Baumo boiler is pressurized and so the sludge degrees. Also, siliceous potash could just as easily be squeezed out through tube 62. Then that like silica, will be used. The valve 78 is set so that an appropriate amount of refractory particles mixed with the solution mixes with the slurry at connection 63 of the can from any conventional tube 62 to line 64. A suitable refractory material in a finely divided state. Air pressure in the boiler is e.g. B. 7 kg / cm ² , although they are standing. Chromium-based refractories or unitary magnesite-based materials are two examples, and they can also operate at other pressures. Because the air is more likely to be used at the beginning of the tube 62 in grain sizes from 45 to ΙΟΟΟμ. as it mixes with the material at nozzle 59, the granule size is not so important and the flow rate of the slurry through the indicated area is only an example. As the lines 64 and 67 are raised, further usable refractory materials remain as the refractory particles are obtained as a slurry are made of materials on dolomite and aluminum and do not fall out.

oxydbasis. Die Auswahl bestimmter feuerfester Ma- Nach der vorliegenden Erfindung kann bei ver-oxide base. The selection of certain refractory materials can, according to the present invention, be

terialien ist kein Bestandteil der vorliegenden Erfin- 35 schiedenen Wärmegraden gespritzt werden, solange dung, sondern hängt eher davon ab, auf welchen die zu besprühenden Flächen zugänglich sind. Zum feuerfesten Untergrund sie aufgetragen werden. Beispiel kann bei elektrischen öfen direkt auch dasmaterials is not part of the present invention- 35 different degrees of heat are injected as long as fertilization, but rather depends on which areas to be sprayed are accessible. To the refractory substrate they are applied. For example, this can also be done directly in the case of electric ovens

Ein typischer Ansatz zur Aufbereitung der Schwem- geschmolzene Bad nach dem Abstechen und ebenso me bestünde aus 145 kg feinverteiltem Chrom oder nach dem Putzen gespritzt werden. Zu diesem Zeitfeuerfestem Material, 29,5 kg der zuvor erwähnten 40 punkt hat der Ofen Temperaturen von 1427 bis Lösung von kieselsaurem Natron und aus 37,851 1871° C. Die Schlämme, welche durch das Rohr 68 Wasser, um die Aufschlämmung spritzfähig zu und die Düse 69 strömt, kühlt sie und verhindert, machen. Der Wasserzusatz in diesem speziellen daß sie schmelzen.A typical approach to reconditioning the swept-molten bath after tapping and as well me would consist of 145 kg of finely divided chrome or be sprayed after cleaning. At this time refractory material, 29.5 kg of the aforementioned 40 point, the furnace has temperatures of 1427 to Solution of silica and soda from 37.851 1871 ° C. The sludge, which through the pipe 68 Water to make the slurry sprayable and the nozzle 69 flows, cools it and prevents do. The addition of water in this special one that they melt.

Ansatz ist von ungefähr 24,6 bis 37,85 1 mit befriedi- Die Aufbereitung eines feuerfesten SprühmittelsApproach is from about 24.6 to 37.85 liters with satisfactory The preparation of a refractory spray

genden Ergebnissen variiert worden. Der Ansatz für 45 gemäß der vorliegenden Erfindung, d. h., daß das eine spezielle Verwendung wird gemäß der Größe kieselsaure Natron oder andere Bindemittel zuvor des Ofens und gemäß seinen Betriebsbedingungen gelöst sind, erfordert nur eine sehr kleine Ausrüstung, variieren. da der Mischkessel nicht erhitzt werden muß. DeshalbThe results have been varied. The approach for 45 according to the present invention, i. i.e. that the a special use is made according to the size of silica soda or other binders beforehand of the furnace and are solved according to its operating conditions, requires very little equipment, vary. because the mixing vessel does not have to be heated. Therefore

An Hand der F i g. 1 und 2 wird zum besseren kann er kleiner und zu den verschiedenen Stellen des Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens eine 50 Ofens beweglich sein. Deshalb wird der Transport Vorrichtung zu dessen Durchführung beispielsweise der Schlämme von einem erhitzten Mischkessel zu beschrieben. Eine solche Vorrichtung besteht aus einer beweglichen Spritzvorrichtung vermieden. Es einem Mischkessel 10, mit einem schnellaufenden hat sich erwiesen, daß das feuerfeste Material besser Mischapparat 50, der aus einem Antriebsmotor 52, an den Ofenflächen haftet, wenn eine handelsüblich einer Antriebswelle 54 und einer Vielzahl von Pro- 55 aufbereitete, zuvor gelöste Lösung von kieselsaurem pellern 56 und 57 besteht. Natron, als wenn eine an Ort und Stelle nach einemOn the basis of FIG. 1 and 2 is for the better it can be smaller and to the different places of the Understanding the method of the invention will make a 50 oven movable. That is why the transportation Device for its implementation, for example, the sludge from a heated mixing vessel described. Such a device consists of a movable spray device avoided. It a mixing vessel 10, with a high speed one, has been found to work better with the refractory material Mixing apparatus 50, which consists of a drive motor 52, adheres to the furnace surfaces, if one is commercially available a drive shaft 54 and a multiplicity of 55 prepared, previously dissolved solution of silicic acid Pellern 56 and 57 consists. Baking soda, as if one were in place after one

Die Propeller sind so angeordnet, daß am Boden minderwertigen Verfahren aufbereitete Lösung verdes Kessels eine starke Mischwirkung erzielt wird, wendet wird. Auch prallt bei den bekannten Verfahren da die Teilchen schwer sind und sich schnell ab- bis zu 50% des feuerfesten Materials beim Spritzen -setzen. Die Blattsteigung der Propeller ist so, daß 60 von den Ofenwänden ab. Bei den gemäß der Erfinin dem Kessel eine Strömung in Richtung der Pfeile dung aufbereiteten Materialien prallen 5% oder (F i g. 1) erzeugt wird weniger ab, was natürlich einen geringeren VerlustThe propellers are arranged in such a way that the inferior process processed solution is diluted on the ground Kessel a strong mixing effect is achieved, is turned. The known methods also collide because the particles are heavy and quickly dissipate - up to 50% of the refractory material during spraying -set. The pitch of the propellers is such that 60 from the furnace walls. According to the inventor the boiler a flow in the direction of the arrows dung reprocessed materials bounce 5% or (Fig. 1) is produced less ab, which of course has a lower loss

Durch das Oberteil des Kessels führt ein Rohr 62, bedeutet.A pipe 62, means, runs through the top of the boiler.

das die Aufschlämmung der Düse 69 zuführt, wenn Obwohl die Erfindung an Hand der Verwendungwhich feeds the slurry to the nozzle 69, although the invention is on hand of use

über das Ventil 74 und die Leitung 72 dem Oberteil 65 für metallurgische öfen beschrieben wurde, wird des Kessels Druckluft zugeführt wird. Außerdem betont, daß sie nicht auf metallurgische öfen bedient die Druckluft mit Hilfe des Ventils 78 zum schränkt ist, sondern auch für andere öfen, z. B. Versprühen des Materials. für Glasöfen, verwendet werden kann.has been described to the upper part 65 for metallurgical furnaces via the valve 74 and the line 72 the boiler is supplied with compressed air. Also stresses that she is not served on metallurgical furnaces the compressed air with the help of the valve 78 is restricted, but also for other ovens, e.g. B. Spraying the material. for glass furnaces.

Claims

Patent claims:

1. Method for lining furnace surfaces with a mixture of a sticky silicate solution and refractory particles, characterized in that with the help of under Pressurized water vapor converts the silicate into a sticky solution, which with the refractory particles is mixed into a sprayable suspension.

2. The method according to claim 1, characterized in that the refractory particles are finely divided be introduced into the mixing unit and that the suspension during mixing on the Surfaces is sprayed on.

3. The method according to claim 2, characterized in that the suspension in the mixing unit is under gas pressure and that it is mixed with gas and discharged as a spray.

1 sheet of drawings