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Bei der herkömmlichen Technik des Flammauftrags von feuer-
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festem Pulver werden feuerfeste Partikel in den Strom einer ausgeschleuderten
Flamme zugeführt, welche die Partikel zu einem Substrat hin trägt, wobei die Flamme
die Partikel veranlaßt, in geschmolzenem Zustand zur Bildung einer anhaftenden Schicht
auf dem Substrat aufzuprallen. Deshalb werden leichtschmelzbare, feuerfeste-Partikel
verwendet, die eine verhältnismäßig feine Partikelgröße aufweisen, beispielsweise
eine Größe unter 210 Mikron. Bei dieser Methode zum Flammauftrag bilden die geschmolzenen,
feuerfesten Partikel nachfolgend eine dichte und gleichförmige, kontinuierliche,
verfestigte Struktur, und somit weisen abgelagerte Schichten oder Formteile, die
geformt sind, dichte Strukturen mit hoher Festigkeit auf. Die Formteile oder Ablagerungen
mit einer solchen, dichten und gleichförmigen Struktur haben allerdings bestimmte
Nachteile: 1. Ihre Beständigkeit gegenüber thermalem Schock ist niedrig.
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2. Der Schwund, der sich ergibt, wenn die geschmolzenen, feuerfesten
Partikel abkühlen und sich verfestigen, verursacht den Aufbau innerer Spannungen
in den feuerfesten Formteilen, und diese Spannung steigt bis zu dem Maße an, daß
sie den Bruch des feuerfesten Formteils oder der Ablagerung verursacht.
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3. Die Schwunderscheinung verursacht das Absplittern der feuerfesten
Ablagerungen, die auf dem Substrat durch Flammauftrag gebildet sind.
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Diese Nachteile werden durch die innere Wärmespannung der feuerfesten
Formteile oder feuerfesten Ablagerungen verursacht, und je größer der Oberflächenbereich
und/oder die Dicke der Formteile oder Ablagerungen ist, desto wahrscheinlicher leiden
demnach die Formteile oder Ablagerungen unter Bruch. Diese Nachteile werden der
Restspannung zugeschrieben, welche von der Wärmespannung verbleibt, die sich vom
Einleiten der Verfestigung her ansammelt, so daß feuerfeste Formteile und Ablagerungen,
die durch Flammauftrag gebildet sind, trotz ihrer hervorragenden Eigenschaften in
ihrer Größe begrenzt sind, in der sie hergestellt werden
Durch Flammauftrag
von feuerfestem Pulver gebildete Formteile Beschreibung Diese Erfindung betrifft
feuerfeste Formteile bzw. Formen oder Reparaturauftragungen, welche durch Flammauftrag
von feuerfestem Pulver gebildet sind (nachfolgend einfach als "Formteile durch Flammauftrag
von feuerfestem Pulver" genannt), und betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung
der Formteile durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver.
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Wie bekannt, wird nun der Flammauftrag von feuerfestem Pulver als
Verfahren zum unmittelbaren Reparieren verschiedener Arten von Öfen in der Eisen-,
Stahl- und Chemieindustrie verwendet. Der Flammauftrag wird auch verwendet, um feuerfeste
Formteile bzw. Formen herzustellen. Die durch Flammauftrag gebildeten Formteile
und Reparaturen, welche durch dieses Verfahren hergestellt werden, weisen hervorragende
Eigenschaften auf, die durch herkömmliche Methoden nicht erzielbar sind.
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können.
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Ein Ziel dieser Erfindung ist es, Formteile durch Flammauftrag von
feuerfestem Pulver zu liefern, welche die obenbeschriebenen, hervorragenden Eigenschaften
aufweisen, welche spezifisch für feuerfeste Formteile oder Ablagerungen bzw.
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Auftragungen sind, die durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver gebildet
sind, ohne daß sie die schlechte Beständigkeit gegenüber thermalem Schock und die
Beständigkeit gegenüber Absplitterungen aufweisen, und ohne daß sie dazu neigen,
durch innere Spannungen zu brechen.
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Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, große Formteile durch Flammauftrag
von feuerfestem Pulver zu bilden, welche eine so hohe Thermal-Schockbeständigkeit
aufweisen wie solche, die ausgebrannten Ziegeln und ungebrannten Ziegeln hergestellt
sind, und auch eine Erosionsbeständigkeit aufweisen, welche so hoch wie jene von
Elektrogußziegeln ist Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Herstellung der obenerwähnten Formteile durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver
zu liefern.
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Gemäß dieser Erfindung sind Formteile durch Flammauftrag von feuerfestem
Pulver vorgesehen, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie nicht geschmolzene,
feuerfeste Partikel aufweisen, die in der verfestigten Struktur aus dem geschmolzenen,
feuerfesten Material dispergiert und eingebettet sind.
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Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung von Formteilen durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver vorgesehen,
welche die Zufuhr von feinen, feuerfesten Partikeln mit einer Partikelgröße von
weniger als etwa 0,2 mm und von groben, feuerfesten Partikeln mit einer Partikelgröße
von 0,2 bis 10 mm in einen Flammenstrom umfaßt, der von einem Flammenauftrags-
brenner
ausgestoßen wird, sowie den Flammenauftrag dieser Partikeln in eine Form, wobei
die geschmolzeneh, feinen, feuerfesten Partikeln eine verfestigte Phase bilden,
in welcher die groben, feuerfesten Partikel dispergiert und eingebettet sind.
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In der Zeichnung ist: Fig. 1 eine schematische Ansicht, die die Struktur
eines erfindungsgemäßen Formteils zeigt, das durch Flammauftrag von feuerfestem
Pulver gebildet ist, Fig. 2 eine Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung
zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, und Fig. 3 eine Ansicht,
welche ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung erfindungsgemäßer
Formteile durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver erläutert Im Verlauf des Vergleichs
und der Untersuchung der Eigenschaften herkömmlicher, feuerfester Auftragungen für
Reparaturzwecke, sowie Eigenschaften von Formteilen und Auftragungen zur Reparatur,
die durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver gebildet sind, waren die Erfinder
bei der Entwicklung neuer, feuerfester Formteile und feuerfester Auftragungen erfolgreich,
welche durch die Flammauftragtechnik gebildet sind. Genauer gesagt, die Erfinder
waren bei der Entwicklung neuer und nützlicherg feuerfester Formteile und feuerfester
Reparaturauftragungen erfolgreich, welche eine so hervorragende Thermal-Schockbeständigkeit
aufweisen wie sie jene herkömmlich gebrannter oder ungebrannter Ziegel, und auch
eine Erosionsbeständigkeit aufweisen, welche so hervorragend wie jene herkömmlicher,
elektrisch gegossener Ziegel ist. Die feuerfesten Formteile und Reparaturauftragungen,
die von den Erfindern entwickelt wurden, werden durch Flammauftrag von feuerfestem
Pulver derart gebildet, daß sie nicht geschmolzene, feuerfeste Partikel aufweisen,
welche in
der verfestigten Struktur der Formteile oder Auftragungen
dispergiert sind.
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Allgemein sind feuerfeste Formteile bzw. Formen in folgende Typen
klassifiziert: Gebrannte Formen, nicht gebrannte Formen und Elektro-Gußformen, und
zwar entsprechend dem Herstellungsprozeß, und jeder Typ hat seine eigenen, speziellen
Merkmale. Beispielsweise werden der gebrannte und nicht gebrannte, feuerfeste Ziegel
dadurch erzeugt, daß man feuerfeste Partikel mit einer Partikelgröße von 7 mm und
weniger zusammenpackt bzw. verdichtet, und sie haben deshalb eine große Anzahl offener
Poren, so daß der Teil des Materiales mit feinen Partikeln schwach ist. Wenn deshalb
die feuerfeste Matrix von der erosiven Wirkung eines erosiven Materials wie etwa
Hochofenschlacke, Tiegelschlacke usw. angegriffen wird, wird vorherrschend der Teil
der Matrix mit feinen Partikeln erodiert. Andererseits weist ein elektrisch gegossenes,
feuerfestes Material eine sehr dichte und gleichförmige Struktur auf, und weist
somit hohe Festigkeit und hohe Erosionsbeständigkeit auf, ist aber schwach gegenüber
Thermal-Schock, der durch wiederholtes Erwärmen und Kühlen verursacht wird, und
ist auch hoch in den Kosten.
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Da nun Formteile durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver dadurch
gebildet werden, daß man feuerfeste Partikel schmilzt und wieder verfestigt, ist
die Struktur so gleichförmig und dicht wie die Struktur eines Elektrogußziegels,
und deshalb haben die Formteile eine hervorragende Erosionsbeständigkeit. Andererseits
sind sie bezüglich der Thermal-Schockbeständigkeit unterlegen.
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Durch zahlreiche Untersuchungen zum Ausräumen derartiger Nachteile
von durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver hergestellten Formteilen haben die
Erfinder erkannt, daß eine hervorragende Thermal-Schockbeständigkeit den Formteilen,
die durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver gebildet sind, dadurch mitgeteilt
werden kann, daß man nicht
geschmolzene, grobe, feuerfeste Partikel
in der dichten Matrix verteilt und einbettet, die durch das Schmelzen und Verfestigen
feiner, feuerfester Partikel gebildet ist.
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Die Erfindung, welche auf dieser Erkenntnis beruht, liefert somit
neuartige, feuerfeste Formteile, welche eine Thermal-Schockbeständigkeit aufweisen,
die so hervorragend ist wie jene gebrannter und nicht gebrannter Ziegel, und die
eine Festigkeit und Erosionsbeständigkeit aufweisen, die gleich ist jener von Elektrogußziegeln.
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Gemäß dieser Erfindung werden auch die inneren Wärmespannungen der
Formteile, die bei der Verfestigung auftreten und bei der Herstellung von Formteilen
durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver ein entscheidender Fehler waren, durch
die nicht geschmolzenen, groben, feuerfesten Partikel unterbrochen, die in der Matrix
der Formteile dispergiert sind und die Gleichförmigkeit des Formteils unterbrechen.
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Als Ergebnis kann der Bruch von Formteilen durch Wärmespannung vermieden
werden, was es ermöglicht, größere, durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver hergestellte
Formteile vorzusehen als jene, die durch die herkömmliche Methode erzeugbar sind.
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Die erfindungsgemäßen Formteile, die durch Flammauftrag von feuerfestem
Pulver hergestellt sind, können unter Verwendung einer Flammauftragsbrennereinrichtung
für feuerfestes Pulver hergestellt werden, welche beispielsweise in US-PS 4 192
460 geoffenbart ist. Bei der herkömmlichen Flammauftragmethode von feuerfestem Pulver
werden feuerfeste Partikel, die Größen unter etwa 0,2 mm aufweisen, dem Strom einer
ausgeschleuderten Flamme zugeführt und werden auf ein Material in geschmolzenem
Zustand aufgetragen. Die durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver hergestellten
Formteile dieser Erfindung könnten einfach dadurch hergestellt werden, daß man grobe,
feuerfeste Partikel, welche Partikelgrößen von bevorzugt etwa 0,2 bis 10 mm aufweisen,
den obenerwähnten, feinen, feuerfesten Partikeln
bei dem obenbeschriebenen
Verfahren beimischt oder kontinuierlich die obengenannten, groben, feuerfesten Partikel
in ein Flammauftrags-Formteil einschiebt bzw. einbringt, das in einer Form oder
auf einem zu reparierenden Material gebildet werden soll, und zwar von der Außenseite
des Systems des aufgeschleuderten Flammenstroms her, in welchen die obengenannten,
feinen, feuerfesten Partikel zugeführt werden.
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Bei dieser Erfindung ist die Größe der obengenannten, groben, feuerfesten
Partikel begrenzt auf etwa o,2 bis 10 mm, da, wenn die Partikelgröße der groben,
feuerfesten Partikel größer ist als 0,2 mm, die Partikel ungeschmolzen bleiben können,
während sie vom Strom der ausgeschleuderten Flamme getragen werden, und werden deshalb
in die dichte,verfestigte Struktur aus geschmolzenen, feinen, feuerfesten Partikeln
als ungeschmolzene, grobe, feuerfeste Partikel dispergiert und eingebettet. Ferner
sind die eingebetteten Partikel dieser Größe wirksam beim Unterbrechen der Gleichförmigkeit
der dichten, verfestigten Struktur. Wenn anderseits die Partikelgröße der groben,
feuerfesten Partikel über 10 mm liegt, dann wird die Dichte der verfestigten Struktur
verringert, mit der unerwünschten Wirkung, daß die Thermal-Schockbeständigkeit gesenkt
wird.
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Das bevorzugte Verhältnis zwischen feinen und groben, feuerfesten
Partikeln beträgt 95 bis 20 Gew.-Teile feiner feuerfester Partikel gegenüber 5 bis
80 Gew.-Teilen grober feuerfester Partikel.
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Die feinen und groben, feuerfesten Partikel können aus dem selben
oder einem unterschiedlichen, feuerfesten Material bestehen.
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Als feuerfeste Materialien können verwendet werden: - saure, feuerfeste
Materialien wie siliziumhaltige, feuerfeste Materialien, bzw SiO2 - reiche Schamotteerzeugnisse,
feuerfeste Pyrophyllit-Materialien, feuerfeste Schamott-
Materialien
usw., - neutrale, feuerfeste Materialien wie feuerfeste Hochtonerdematerialien,
kohlenstoffhaltige, feuerfeste Materialien, feuerfeste Chrommaterialien, feuerfeste
Siliziumkarbidmaterialien usw., und - basische, feuerfeste Materialien, wie feuerfeste
Forsteritmaterialien, feuerfeste Chrom-Magnesiumoxid-Materialien, feuerfeste Magnesiumoxid-Chrom-
Materialien, feuerfeste Magnesiumoxid-Materialien, feuerfeste Dolomitmaterialien
usw.
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Die groben, feuerfesten Partikel können in die Formteile dadurch dicht
eingebettet werden, daß man sie dem Strom der ausgeschleuderten Flamme beifügt,
oder daß man sie in die Formteile injiziert, die aus feinen, feuerfesten Partikeln
gebildet sind, so lange die Formteile sich aus dem geschmolzenem Zustand verfestigen.
Die Wärmenmenge, die der Flamme durch die groben, feuerfesten Partikel entzogen
wird, während sie zu den Formteilen transportiert werden, ist sehr gering, und deshalb
wird der Schmelzvorgang der feinen, feuerfesten Partikel durch die Anwesenheit der
groben Partikel nicht behindert.
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Da die groben, feuerfesten Partikel den Flammauftrags-Formteilen von
der Außenseite des Systems des Auftragsflammstromes her zugeführt werden, welcher
die feinen, feuerfesten Partikel trägt, können selbst Materialien; die bei hoher
Temperatur sich zersetzen oder reagieren und für den Flammauftrag nicht verwendet
werden können, als grobe Partikel bei dieser Erfindung verwendet werden. Deshalb
werden Materialkombinationen, die bisher als unmöglich angesehen wurden, möglich,
und das Material für die groben, feuerfesten Partikel kann aus einem weiten Bereich
von Materialien ausgewählt werden.
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Deshalb ist es als nicht geschmolzene, grobe Partikel möglich, nicht
nur solche feuerfesten Materialien wie SiO2 -Al 203 zu verwenden, sondern auch Kohlenstoff,
wie Karbide und Nitride wie Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Silizium-
Oxynitrid
usw.
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Die Struktur der durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver hergestellten
Formteile ist schematisch in Fig. 1 gezeigt.
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Bei der Figur bezeichnen die durch schräge Linien gezeigten Abschnitte
eine verfestigte Struktur § aus geschmolzenen, feinen, feuerfesten Partikeln, in
welche feine, geschlossene Poren 2 eingestreut sind. Die durch feine Punkte getönten
Abschnitte bezeichnen nichtgeschmolzene, grobe Partikel 3 mit Durchmessern von 0,21
bis 10 mm. Die Trennfläche zwischen nochtgeschmolzenen, groben Partikeln 3 und der
verfestigten Struktur 1 ist aus verschweißten Ab schnitten und feinen Hohlräumen
4 zusammengesetzt. In der verfestigten Struktur 1 liegt ein feines und kompliziertes
Muster von Mikrorissen vor, das sich von den nichtgeschmolzenen, groben Partikeln
ergibt.
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Die Bindungsfestigkeit zwischen den nichtgeschmolzenen, groben Partikeln
3 und der verfestigten Struktur 1 ist schwach, und die Kontinuität der verfestigten
Struktur aus geschmolzenen, feinen, feuerfesten Partikeln ist auf komplizierte Weise
durch die nichtgeschmolzenen, groben Partikel 3 unterbrochen. Der Spielraum bei
den Mikrorissen dient dazu, die Expansion und Kontraktion während eines plötzlichen
Wärmewechsels zu absorbieren. Die strukturellen Einheiten, die von den Mikrorissen
gebildet werden, greifen auf komplizierte Weise ineinander ein. Deshalb weist die
die erhaltene Struktur eine hervorragende Thermal-Schockbeständigkeit auf, leidet
aber insgesamt nicht an einer Abschwächung der Dichte.
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Die Merkmale der erfindungsgemäßen, durch Flammauftrag von feuerfestem
Pulver hergestellten Formteile werden nun im Vergleich mit herkömmlichen, feuerfesten
Formteilen beschrieben. Während beispielsweise ein gebrannter Ziegel eine Matrix
aufweist, die aus feinen, feuerfesten Partikeln zusammengesetzt ist, und in der
Erosionsbeständigkeit unterlegen ist, ist der entsprechende Teil der Formteile
dieser
Erfindung eine dichte, verfestigte Struktur aus geschmolzenen, feinen, feuerfesten
Partikeln, welche eine Erosionsbeständigkeit aufweist, die so hoch ist wie jene
von Formteilen, die durch Elektroguß gebildet sind. Der Abschnitt eines gebrannten
Ziegels, der aus feuerfesten Partikeln mittler Größe mit Durchmessern von 0,21 bis
1,0 mm und aus groben, feuerfesten Partikeln mit einer Größe von 1 bis 10 mm zusammengesetzt
ist, entspricht den nicht geschmolzenen, groben, feuerfesten Partikeln, welche Durchmesser
von 0,2 bis 10 mm aufweisen und welche gleichförmig in der verfestigten Struktur
aus geschmolzenen, feinen, feuerfesten Partikeln bei den erfindungsgemäßen Formteilen
verteilt sind. Deshalb besitzen die erfindungsgemäßen, durch Flammauftrag von feuerfestem
Pulver gebildeten Formteile sowohl die hohe Festigkeit und hohe Erosionsbeständigkeit
eines Elektrogußziegels als auch die hohe Thermal-Schockbeständigkeit eines gebrannten
Ziegels. Das heißt, die erfindungsgemäßen, durch Flammauftrag aus feuerfestem Pulver
hergestellten Formteile weisen Eigenschaften auf, die bei herkömmlichen Formteilen
durch den Flammauftrag von feuerfestem Pulver nicht erreichbar sind. Auch können
die durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver hergestellten Formteile dieser Erfindung
in größeren Abmessungen hergestellt werden, da sogar bei derartigen, großen Formteilen
keine Probleme auftreten, wie Biegen, Verformen, Abplatzen; Rissebildung usw.
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Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die in Fig. 2 gezeigte
Einrichtung in Zusammenhang mit der Ausbildung von Flammauftragsablagerungen zum
Reparieren der Wand beispielsweise eines Hochofens beschrieben Die in Fig. 2 gezeigte
Einrichtung ist eine Abwandlung der in Beschreibung und Zeichnung von US-PS 4 192
460 geoffenbarten Einrichtung. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 11 eine Sauerstofflasche
zum Unterhalten der Verbrennung und zum Antrieb der Partikel, 12 eine Flasche mit
Flüssiggas zur Verbrennung, 13 einen Trichter für grobe, feuerfeste Partikel, 14
einen Trichter für feine, feuerfeste Partikel,
15 einen Gasregler
zum Steuern einer Verbrennungsflamme aus Flüssiggas und °2 in einem Brenner, und
16 ein Brennergehäuse, welches an der Spitze einen Brenner aufweist.
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Das Brennergehäuse 16 enthält ein Speiserohr 19 für feuerfestes Pulver,
ein Speiserohr 20 für Sauerstoff, ein Speiserohr 21 für Flüssiggas und Brenner-Kühlrohre
22 und 23.
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Das Bezugszeichen 18 bezeichnet ein Speiserohr für grobe, feuerfeste
Partikel, und 26 eine Düse zum Einspeisen der groben, feuerfesten Partikel. Das
Brennergehäuse 16 ist mit einer Antriebseinrichtung 17 versehen, um das Brennergehäuse
in jeder gewünschten Richtung zu bewegen, um es und die Düse 26 -an den Abschnitt
28 des Ofens zu bringen, der der Reparatur bedarf. Die Antriebseinrichtung 17 ist
durch einen Motor M angetrieben. Die feinen, feuerfesten Partikel, die von der Flamme
getragen und geschmolzen werden, die vom Brennergehäuse 16 ausgestoßen wird, werden
in geschmolzenem Zustand am Abschnitt 28 des Ofens abgelagert, der der Reparatur
bedarf, und die groben, feuerfesten Partikel werden aus der Düse 26 ausgestoßen,
wobei die von der Flamme aufgetragenen, feinen, feuerfesten Partikel an der Ofenwand
abgelagert werden, wobei sie mit den groben, feuerfesten Partikeln vermischt sind,
welche in der sich ergebenden Reparaturauftragung dispergiert und eingebettet sind.
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Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung
von durch Flammauftrag von feuerfestem Pulver hergestellten Formteilen dieser Erfindung.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 31 einen Flammauftracsbrenner für feines,
feuerfestes Pulver und 32 einen Flammauftragsbrenner für grobe, feuerfeste Partikel.
In der Figur sind getrennte Flammauftragsbrenner 31 und 32 gezeigt, um feine, feuerfeste
Partikel und grobe, feuerfeste Partikel aufzutragen, aber die feinen feuerfesten
Partikel und die groben feuerfesten Partikel können auch durch einen einzigen Flammauftragsbrenner
aufgeflammt werden. Eine wärmebeständige Grundplatte 33 wandert in der Richtung,
die durch einen Pfeil gezeigt ist, und von den Flammauftragsbrennern
31
und 32, die über der Grundplatte angeordnet sind, werden feine feuerfeste Partikel
und grobe feuerfeste Partikel gemeinsam mit den ausgeschleuderten Flammenströmen
aufgetragen. Zuerst wird eine flammaufgetragene Schicht 34 aus feinen, feuerfesten
Partikeln auf der Grundplatte gebildet, und dann werden grobe, feuerfeste Partikel
35 aufeinanderfolgend in die flammaufgetragene Schicht dispergiert und eingebettet
wobei ein Flammauftrags-Formteil 36 kontinuierlich auf der Grundplatte 33 gebildet
wird. Nachfolgend wird das Flammauftrags-Formteil 36 von der Grundplatte 33 gelöst
und in die gewünschten Größen zugeschnittten. Um die Lösetätigkeit des Formteils
zu erleichtern, ist es von Vorzug, daß die Grundplatte aus einem feuerfesten Material
mit guter Schmiereigenschaft gebildet ist, wie etwa wärmebeständigem Gußstahl, Graphit,
Siliziumkarbid usw., und wenn die Grundplatte aus wärmebeständigem Guß strahl hergestellt
ist, ist es von Vorzug, daß sie mit einem Kühlmantel versehen ist. Zusätzlich könnten
Abschnitte, die sich in Breitenrichtung erstrecken,an der Grundplatte an festliegenden
Intervallen in Längsrichtung angeordnet sein, um Flammauftrags-Formteile auf der
Grundplatte zu bilden, die durch die Unterteilungen getrennt sind. Es kann auch
eine kastenartige Grundplatte verwendet werden, um die Flammauftrags-Formteile aus
feuerfestem Pulver zu bilden.
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Ferner können durch Wahl eines feuerfesten Materials, welche mit den
Flammauftrags-Formteilen fest verbunden werden kann, als Material für die Grundplatte
Flammauftrags-Formteile des zusammengesetzten Typs bzw. Komposit-Formteile erzielt
werden.
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Die Erfindung wird nun im Zusammenhang mit dem nachfolgenden Beispiel
beschrieben.
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Beispiel 1 Unter Verwendung eines herkömmlichen Flammauftragsbrenners
für feuerfestes Pulver wurde ein feuerfestes Material mit der nachfolgenden Zusammensetzung
von einer Propangasflamrpe
aufgeflammt, um einem Flammauftragsblock
zu bilden, der nichtgeschmolzene, grobe, feuerfeste Partikel gemäß dieser Erfindung
enthält, sowie einen Flammauftragsblock gemäß der herkömmlichen Flammauftragsmethode,
und die Eigenschaften dieser Flammauftragsblöcke und die Eigenschaft im Handel erhältlicher
Tonerde-Elektrogußziegel und gebrannter Tonerdeziegel wurden verglichen.
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Das feuerfeste Material, das bei dem Flammauftragsverfahren der Erfindung
und dem herkömmlichen Flammauftragsvergahren verwendet wurde, war ein Tonerdematerial
mit der chemischen Zusammensetzung von 98,5% Al203 und 0,3% SiO2. Das feuerfeste
Material wurde in grobe Partikel von 10 bis 0,21 mm Größe und feine Partikel mit
einer Größe von weniger als 0,2 mm aufgeteilt, und zum Erzeugen des herkömmlichen
Flammauftragsblockes wurden lediglich die feinen Partikel mit einer Größe unter
0,2 mm verwendet. Der Flammauftragsblock aus feuerfestem Pulver gemäß der Erfindung
wurde durch Auftragung von 60 Gew.-Teilen der feinen feuerfesten Partikel mit einer
Größe von weniger als 0,2 mm auf eine wärmebeständige Grundplatte durch Flammauftrag
sowie durch Auftragen von 40 Gew.-Teilen grober, feuerfester Partikel von einer
Größe zwischen 10 und 0,21 mm auf die bereits vorhandene Auftragung erzielt, während
sich diese Auftragung in geschmolzenem Zustand befand. Die Eigenschaften des Flammauftragsblocks
dieser Erfindung, der derart erhalten wurde, des herkömmlichen Flammauftragsblocks,
eines Tonerde-Elektrogußziegels und eines gebrannten Ziegels sind in Tabelle 1 gezeigt.
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In Tabelle 1 wurde der Schlackenbeständigkeitstest durchgeführt unter
Verwendung einer Horizontal-Rotations-Erosio.-prüfmaschine. Ein verlängerter Schlacken-Erosionstest
wurde mit einer Drehzahl von 2 min 1 bei einer Temperatur von 1.6000 C für einen
Zeitraum von 30 Stunden durchgeführt.
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Die verwendete Schlacke wurde durch Vermischung von Hochofenschlacke
und Ziegelschlacke bei einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 hergestellt. Nach Fertigstellung
des Ver-
suchs wurde die Größe der Erosion bei den Proben gemessen.
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Der Vergleich der Proben wurde unter Verwendung der Erosionsgröße
bei dem gebrannten Tonerdeziegel als Standardgröße vorgenommen, d. h. durch Definition
des Erosionsindex hiervon als 100. Die Thermal-Schockbeständigkeit wurde durch den
nachfolgenden, wiederholten Vorgang geprüft: Einlegen einer Probe von 50 x 50 x
50 mm3 in einen Elektroofen, rasches Aufheizen auf eine Temperatur von 1.2000 zu
200° C, Belassen der Probe im Ofen für 15 Minuten bei dieser Temperatur, Entnehmen
der Probe aus dem Elektroofen, wobei sie der Luft ausgesetzt wird, und Zulassen
der Abkühlung für 15 Minuten.
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Die Thermal-Schockbeständigkeit in der Tabelle ist als Anzahl wiederholter
Thermal-Schocks ausgedrückt, die erforderlich waren, um Sprünge in der Probe zu
verursachen, sowie die Anzahl von Thermal-Schocks, die erforderlich war, bis die
Probe nicht länger ihre Formbeständigkeit bewahrte und ein Teil von ihr absplitterte.
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Wie aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, ist
der Flammauftragsblock dieser Erfindung bezüglich seiner Thermal-Schockbeständigkeit
und Schlackenbeständigkeit hervorragend, verglichen mit den drei Arten herkömmlicher
Gegenstände.
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Tabelle 1
| Geprüfte Eigenschaft A B C D |
| spezifisches Schütt- bzw. |
| Gesamtgewicht (g/cm2), 3,60 3,67 3,42 3,14 |
| erscheinende Porosität |
| (z) 4,8 2,9 2,8 16,5 |
| chemische Zusammensezung |
| (%) |
| A1203 98,5 98,5 97,0 98,5 |
| SiO2 0,3 0,3 0,7 0,3 |
| Wärmebiegefestigkeit bei |
| 1.4000 C (kg/cm2) 280 320 250 150 |
| Erosionsindex (-) für |
| Schlackenbeständigkeit 8 6 12 100 |
| Thermal-Schockbeständig- |
| keit |
| Anzahl von Schocks bis zur |
| Rissebildung 10 1 1 12 |
| Anzahl von Schocks bis zum |
| Absplittern 23 1 4 25 |
(A): Erfindungsgemäßer Flammauftragsblock (B): Herkömmlicher Flammauftragsblock.
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(C): Tonerde-Elektrogußziegel.
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(D): Gebrannter Tonerdeziegel.
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Beispiel 2 Ein Flammauftragsblock wurde auf die selbe Weise wie in
Beispiel 1 unter Verwendung feiner Tonerdepartikel von weniger als 0,2 mm Größe
mit einer chemischen Zusammensetzung-von
98,5 % Al 203 und 0,3
% SiO2 als feine, feuerfeste Partikel und Magnesiumoxidpartikel von 0,21 bis 10
mm Größe mit einer chemischen Zusammensetzung von 99,9 % MgO als grobe feuerfeste
Partikel hergestellt.
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Die Eigenschaften des Flammauftragsblocks sind in Tabelle 2 gezeigt.
Beim Vergleich der Eigenschaften mit jenen Eigenschaften des in Tabelle 1 gezeigten
Flammauftragsblocks hat sich herausgestellt, daß die Wärmebiegefestigkeit und Thermal-Schockbeständigkeit
des Flammauftragblockes etwa die selben sind wie jene des Flammauftragblocks in
Tabelle 1, daß aber noch eine weitere Verbesserung in der Schlackenbeständigkeit
vorliegt.
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Tabelle 2
| Geprüfte Eigenschaft Erfindungsgemäßsr Flannnnauftragsblock |
| spezifisches Schütt- bzw. |
| Gesamtgewicht (g/cm2) 3,70 |
| erscheinende Porosität (%) 4,9 |
| chemische Zusammensetzung |
| (%) |
| feines Pulver |
| Al 3 98,5 |
| SiO2 0,3 |
| grobe Partikel |
| MgO 99,9 |
| Wärmebiegefestigkeit bei |
| 1.400° C (kg/cm2) 290 |
| Erosionsindex (-) für |
| Schlackenbeständigkeit 5 |
| Thermal-Schockbeständigkeit |
| Anzahl der Schocks bis zur |
| Rissebildung 9 |
| Anzahl der Schocks bis zum Ab |
| splittern |