DE3229781A1 - Verfahren und vorrichtung zum flammspruehen von feuerfesten materialien - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum flammspruehen von feuerfesten materialienInfo
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Description
Case 4397
Coal Industry (Patents) Limited
Hobart House, Grosvenor Place, London SWlX 7AE, Großbritannien
Verfahren und Vorrichtung zum Flammsprühen von feuerfesten
Materialien
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Flammsprühen von feuerfesten Materialien, insbesondere zum
Reparieren von feuerfesten Auskleidungssteinen und anderen Substraten, beispielsweise in Schmelz- und Wärmeöfen.
Die feuerfesten Auskleidungen, beispielsweise Mauerwerk oder überzüge in Karbonisierungsöfen, insbesondere Koksöfen oder den
beim Schmelzen und Feinen von Metallen verwendeten öfen, Gießpßnnen,
Brennöfen, Wärmgruben und Brennkammern unterliegt der Erosion und kann Sprünge zeigen, welche durch Abrieb, Lasten und
Spannungen erzeugt werden, die bei den sehr hohen Temperaturen auftreten. Es ist seit vielen Jahren bekannt, daß es vorteilhaft
ist, derartige öfen in situ reparieren zu können. In vielen Fällen ist es wichtig, daß der Ofen oder Schmelzofen nicht
wesentlich unter die Betriebstemperatur abkühlen darf, da sonst in vielen Fällen erhebliche Schäden auftreten können, welche oft
zum kompletten Verlust des Ofens oder Schmelzofens führen. Um dieses Problem zu vermeiden wurde eine als "Flammsprühen" bezeichnete
Technik entwickelt, bei welchem geschmolzene oder gesinterte feuerfeste Teilchen aus einer Lanze in den Ofen oder
Schmelzofen aus den Flächenbereich der Wandung eingesprüht werden, welche repariert werden sollen, wo sich das Material aufbaut.
Das erste wirtschaftlich eingesetzte System in England war wohl eines, bei welchem Siliciumoxid in Pulverform in Sauer-·
Stoff gefördert wurde und bei welchem an der Spitze einer Lanze Acetylen als Brennstoff zugeführt wurde. Dieses System arbeitet
sehr langsam und es bedarf einer langen Zeitspanne, um eine
merkliche Menge feuerfester Auskleidung aufzubauen und es ist offensichtlich, daß erhebliche Sicherheitsrisiken vorliegen.
Diese Sicherheitsrisiken werden weiter unten noch näher er-5
läutert.
Aus dem Stand der Technik, der sich aus der Patentliteratur ergibt,
sind einige Vorschläge bekannt, von denen wenige, wenn auch überhaupt einer, einen durchführbaren oder kommerziell
durchführbaren Status erreicht hat. In den GB-PS 1 151 423 ist ein bekannter Vorschlag zur Mitnahme von feuerfestem Material
• in Pulverform in einem Brenngasstrom beschrieben, welcher dann
einem Brenner zugeleitet wird, um mit einem oxidierenden Gas
verbrannt zu werden. In der GB-PS 1 151,423 wird vorgeschlagen,
15
daß anstelle der Verwendung von Druckluft zur Förderung der
pulverförmigen feuerfesten Stoffe das Pulver in einem flüssigen
Brennstoff, zweckdienlicherweise in einem leichten Brennöl gefördert
wird. Ein weiterer Vorschlag, der sich jedoch hauptsächlich mit der Vorrichtung befaßt, ist aus der GP-PS 991 046
bekannt, bei welchem ebenfalls pulverförmiges, feuerfestes
Material in Sauerstoff gefördert wird und Propan als Brenngas zugeführt wird,
__ Ein geringfügig abweichender Vorschlag nach dem Stand der Technik
25
besteht darin, ein leicht oxidierbares Metallelement zu verwenden,
um die gesamte oder einen Teil der Wärme zu erzeugen, die erforderlich ist, um das feuerfeste Pulver zu schmelzen. In
der US-PS 2 741 922 ist die Formation geformter Massen aus feuerfestem Material beschrieben, indem eine Mischung aus einem
Element, wie beispielsweise Magnesium, Aluminium oder Silicium
mit einem inerten Füllmittel, wie beispielsweise .Mgo, Al2Q3 oder
SiO2 oxidiert wird. Zweckdienlicherweise stellen die Reaktionsprodukte
der Oxidation dieser Elemente selbst feuerfeste Oxide dar. In den GB-PS 1 330 894 und 1 330 895 jüngeren Datums
sind Flammsprühvorrichtungen und Verfahren beschrieben, bei welchen leicht oxidierbare Elemente einer sehr kleinen durchschnittlichen
Korngröße (kleiner als 50 um) und mindestens eine
andere Substanz verwendet wird. Die Pul Vermischung wird vorzugsweise
in sauerstoffangereicherter Luft oder insbesondere in Sauerstoff zu einer Lanze gefördert, wobei nach dem Austreten
aus der Lanze die Pulvermischung entzündet wird. Es wird hier angegeben, daß nach langwieriger Forschung und Untersuchung erkannt
wurde, daß die oxidierbaren Elemente eine durchschnittliche
Teilchengröße kleiner als 30 Jim vorzugsweise kleiner als
10 μπι aufweisen sollten. Derartige kleine Teilchengrößen und
die dazugehörigen großen spezifischen Oberflächen unterstützen eine schnelle Oxidation und Wärmeabgabe für das Schmelzen oder
Oberflächenschmelzen der anderen Substanz. Es wird behauptet, daß bestimmte Sicherheitsrisiken vorhanden sind und daß es bevorzugt
ist, eine Vorrichtung zu verwenden, welche eine automatische Sicherheitseinrichtung aufweist, um sichere Zustände zu schaffen,
falls das Risiko der Rückschlagverbrennung besteht. Es wurde nun gefunden, daß ein derartiges Risiko tatsächlich besteht. Die
Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit einer derartigen Mischung in Sauerstoff ist erheblich größer als die normale Gasgeschwindigkeit,
so daß ein Flammenrückschlag eine ständig vorhandene Gefährt ist. Hinzu kommt, daß die sehr kleine Teilchengröße
des oxidierbaren Elementes in Verbindung mit der Vergrößerung des Risikos eines Flammrückschlags aufgrund der sehr
großen Oberfläche zu einer sehr frühen Zündung im Vergleich zum y
Ausstoß der Teilchen aus der Spitze der Lanze führen kann. Diese Frühzündung führt zur Formation feuerfester Stoffe an oder in'der
Spitze der Lanze und blockiert den Gasstrom. Obwohl dieses Verfahren
und Vorrichtung zur wirtschaftlichen Anwendung gelangt ist, wurde gefunden, daß die Durchführung des Reparaturverfahrens
häufig durch Flammrückschlag und durch Blockieren der Lanze unterbrochen wird, obwohl spezialisierte und erfahrene Mannschaften
zur Durchführung verwendet wurden.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren und Vorrichtung
vorgeschlagen, welche die obenstehenden Nachteile vermeiden. Entsprechend wird durch die Erfindung ein Verfahren zum
Schlammsprühen von feuerfesten Materialien vorgeschlagen, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem Speicher eine Mischung
feinverteilten feuerfesten Oxids und ein oder mehrere feinverteilter
Metall- oder Metalloidelemente gehalten werden, welche
leicht zu feuerfesten Oxiden verbrennbar sind, wobei dieses
Halten in einem Zustand partieller oder vollständiger Fluidisierung
durch ein relativ inertes Gas erfolgt, daß die Mischung
in ein relativ inertes Trägergas durch Mitnahme der Mischung in einem Strahl des Trägergases zugemessen wird, daß die resultierende
Mischung in dem Trägergas dispergiert einer Lanze zugeführt
wird und daß eine ausreichende Sauerstoffringe der Lanze im
Bereich eines Auslasses für die Mischung zugeführt wird, um die Verbrennung der Elemente in der Mischung zu gestatten.
Durch die Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zum Flammsprühen
von feuerfesten Materialien geschaffen, welche einen Material speicher, Einrichtungen zum Erzeugen einer partiell oder
vollständigen Fluidisierung des Materials in dem Speicher, Einrichtungen zum Zumessen von Material aus dem Speicher durch Mitnähme
in einem Strahl eines relativ inerten Trägergases, Einrichtungen zum Fördern der resultierenden Mischung zu einer Lanze
und Einrichtungen zum Versorgen der Lanze mit Sauerstoff im Bereich
eines Auslasses für das Material in dem Trägergas aufweist.
"\ Der Strahl des Trägergases kann zwischen axial zueinander ausgerichteten
Einlaß- und Auslaßrohren ausgestoßen werden, die in dem Material spei eher angeordnet sind, wobei diese vorzugsweise oberhalb
des Grundes des Speichers montiert sind und insbesondere im wesentlichen mittig in dem Speicher angeordnet sind. Es wird insbesondere
bevorzugt, daß der Spalt zwischen den Einlaß- und Auslaßrohren verstellbar ist, um die Aufnahme von Material in dem
Trägergas entsprechend den Anforderungen der Bedienungsperson der Anlage zu variieren. Andere Anordnungen zur Erzeugung des
Strahles können jedoch ebenfalls Verwendung finden, wobei diese insbesondere eine Venturieinrichtung einschließen, bei welcher
Material an einem oder mehreren Punkten im rechten Winkel zu dem Strahl eingeleitet wird. Eine derartige Venturieinrichtung kann
außerhalb des Speichers montiert sein.
Obwohl das Material, welches in dem relativ inerten Trägergas
transportiert wird, der Lanze direkt zugeführt werden kann, kann es von Vorteil sein, der Mischung aus Material und Gas ein
zweites relativ inertes Gas zuzumisehen,ehe es der Lanze zugeleitet
wird.
Zweckdienlicherweise ist die Mischung aus feuerfestem Oxid (Oxiden)
und einem oder mehreren Metall- oder Metalloidelementen derart,
daß die chemische Zusammensetzung nach der Oxidation im wesentlichen identisch zu der feuerfesten Ausmauerung, der Ofenauskleidung,
der feuerfesten Blöcke usw. ist, welche repariert werden. Je nach der Verwendung der feuerfesten Stoffe gibt es eine
erhebliche Menge feuerfester Oxide in der Praxis, welche zwischen sauren und basischen Steinen, Blöcken oder Oberzügen variieren.
Die normalerweise verwendeten feuerfesten Stoffe bestehen
prinzipiell aus Siliciumoxid, Tonerde oder Magnesit mit kleineren Mengen an anderen feuerfesten Oxiden, wie beispielsweise ZrSiO.
und Zr O2 oder Komplexoxiden wie zum Beispiel Spinellen.Es stellt
eine relativ einfache Sache dar, das Material zu analysieren, welches repariert werden soll und durch einfachen Versuch die
Proportionen an oxidierbaren Elementen festzulegen, welche notwendig sind, um ein zufriedenstellendes Flammsprühen und eine
identische Endzusammensetzung zu erreichen. Die Mischung kann eine kleine Menge anderer Komponenten enthalten, falls dies für
die speziellen Zwecke gewünscht wird und kann beispielsweise Teilchen enthalten, welche einem Material einen hohen Widerstand
gegen Abrieb und/oder eine höhere Wärmeleitfähigkeit geben,
Andererseits wurde jedoch in der Praxis gefunden, daß die Reparatur, obwohl sie die gleiche Zusammensetzung wie die Steine
usw. aufweist, mit welchen Sie sich verbindet, unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweist und üblicherweise verschleißfester
ist oder allgemein zäher ist als die vorhandene Auskleidung.
Eine zweckdienliche Quelle an feuerfesten Oxiden ist gebrochener
oder zermahlener feuerfester Stein oder feuerfeste Auskleidung
der gleichen Zusammensetzung wie sie repariert werden soll. Bei-5
spielsweise in Karbonisierungsöfen werden die sogenannten
Semi si Iica-oder Silicafeuersteine verwendet. Dieses Material ist
an Ort und Stelle üblicherweise an dem Ort oder in der Anlage ver·*
fügbar, wo die Reparatur durchgeführt werden soll. Pulverförmiges
Silicium, Aluminium und Magnesium sind überall auf dem Markt er-IO
hai ti ich und zwar in einer großen Vielzahl nomineller Teilchengrößen.
Allgemein ist die Teilchengröße der Mischung nicht kritisch, es wird jedoch bevorzugt, daß das oxidierbare Element'
in Teilchengrößen bis zu 152 pm verwendet wird. Nicht nur sind
hierdurch die Kosten geringer, sondern es wird gleichzeitig eine geringere Freigabe der Wärme aus den größeren Teilchen erreicht,
von der angenommen wird, daß hierdurch zur Lösung des Problems des Blockierens der Lanzenspitze beigetragen wird. Wenn pulverförmiges
Silicium und Aluminium verwendet wird, liegt eine
zweckdienliche Teilchengröße bei bis 100 BS mesh und das feuer-20
feste Oxid weist zweckdienlicherweise eine größere Teilchengröße
auf, beispielsweise ca. 0,8 mm, obwohl größere Teilchengrößen
ebenfalls verwendbar sind, insbesondere falls dies zu einer besseren Anpassung an die Rißgröße und die physikalischen Eigenschaften
der zu reparierenden Auskleidung führt. 25
Obwohl das Ergebnis der durch die Anmelderin durchgeführten Versuche
zeigte, daß die Mischung aus feuerfesten und oxidierbaren Elementen nicht in Luft verbrennt, kann sogar eine größere Sicherheit
und Zuverlässigkeit erreicht werden, indem erfindungsgemäß
30
ein noch inerteres Gas verwendet wird, um das Material zu transportieren.
Zweckdienliche, relativ inerte Gase schließen Stickstoff, Helium, Kohlendioxid, Luft ohne Sauerstoff, Luft und
Mischungen dieser Gase ein.Falls ein relativ inertes Gas verwendet
wird, um teilweise oder vollständig das Material in dem Speicher zu fluidisieren, besteht kaum die Gefahr von Staubexplosionen,
trotz der Reaktionsfähigkeit der Metall- oder Metaliuidteilchen. Eine vollständige Fluidisierung ist nicht not-
-ΙΟΙ
wendig, um die Vorteile der verbesserten Zufuhr und des Zumessens
an Material zu erzielen, vorausgesetzt, daß ein ausreichender Gasstrom durch das Material vorhanden ist, um die Bewegung des
Materials zu erleichtern.
Die Verwendung einer ersten Zufuhr relativ inerten Gases zum Zumessen
des Materials und einer zweiten Zufuhr relativ inerten Gases für die weitere Dispersion des Materials und zum Transportieren
des Materials zur Lanze ist vorgesehen, um eine ausgesprochen gute Steuerung und Flexibilität beim Betrieb des erfindungsgemäßen
Verfahrens zu erreichen. Insbesondere wird hierdurch das Zünden einer Brennflamme an der Lanze bei Verwendung
einer niedrigen Fördermenge an Material erleichtert, welche dann bis zu einer zweckdienlichen Strömungsmenge für die Reparatur
des Substrats gesteigert werden kann. Darüberhinaus wird der Transport relativ grober Teilchen ebenfalls erleichtert.
Die Menge der in dem relativ inerten Gas geförderten Mischung
liegt typischerweise in der Größenordnung von 0,1 kg in 50 Litern
Gas bei Arbeitsdruck und eine Strömungsmenge von etwa 0,1 kg pro Minute ist typisch, wobei diese Größen für die Reparatur von
Karbonisierungsöfen beispielsweise zweckdienlich sind. Es können
jedoch auch größere Mengen verwendet werden, obwohl hierdurch die
Steuerung beim Plazieren der Mischung durch die Bedienungsperson 25
ungünstig beeinflußt werden kann.
Die verwendeten Gase können aus Druckzylindern oder Tanks zugeführt
werden oder mittels Leitungen. Beispielsweise kann eine
__ Druckluftleitung verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Luft
«30
trocken genug ist, um Probleme beim Verbacken des Pulvers im Material speicher oder sonst irgendwo in der Vorrichtung zu vermeiden.
^5 Die Sauerstoffmenge, welche für die oben beschriebene, bevorzugte ■
Menge der Mischung in dem Gas zugeführt wird, liegt etwa bei dem Verhältnis von 2:1 bezogen auf das Volumen von Sauerstoff zur
Gesamtmenge des Trägergases, was von der Temperatur der Reparatur-
-πι
zone abhängt. Vorausgesetzt, daß ausreichend Sauerstoff zugeführt
wird, um eine kontinuierliche Verbrennung der Elemente aufrecht
zu erhalten, muß jedoch kein reines Sauerstoffgas verwendet werden.
5
Vorzugsweise ist die Sauerstoffzuführleitung an ei nm ringförmigen
Verteiler angeschlossen, welcher das erste Zufuhrrohr umgebend
vorgesehen ist, so daß das in dem ersten Gasstrom dispergierte Material aus der Lanze mit einer umgebenden "Haut" aus Sauerstoff
austritt. Andere Konfigurationen des Gasstromes können jedoch ebenfalls verwendet werden und es kann von Vorteil sein, ein
wirbeiförmiges Strömungsbild zu erzeugen.
vorzugt, daß alle Metall rohre oder Fittinge in Berührungnit
Sauerstoff oder sauerstoffreichem Gas nicht aus beruhigtem Stahl
bestehen, sondern aus arsenfreiem Kupfer, rostfreiem Stahl oder Messing.
Strömungsmengen von Trägergas und Sauerstoff erreicht ist, kann
der Strahl oder Sprühstrahl, welcher aus der Lanze austritt, leicht durch Kontakt mit einer Heißen Wandung des Ofens oder Schmelzofens oder durch Kontakt mit einer Flamme gezündet werden. Der
25
aus feuerfestem Material umgewandelt und die Berührung des Flammsprühstrahls mit erodierten Flächenbereichen oder Rissen im Ofen
oder Schmelzofen führt zum Schmelzen und Aufbau von geschmolzenen
oder gesinterten Teilchen, welche hier aufbrechen. Eine sehr fest
30
dem aufgebauten feuerfesten Material wird hierdurch erreicht. Vorzugsweise wird der Flammsprühstrahl langsam über die zu repa-"
rierende Fläche bewegt, um klumpenförmige Ansammlungen aufgrund zu
o_ stark örtlich begrenzten Aufbaus an feuerfestem Material zu ver-35
meiden.
Es wurde gefunden, daß die Verbrennung der Mischung in einem bestimmten Abstand von der Spitze der Lanze erfolgt, wo eine aus-
reichende Durchmischung des Sauerstoffs mit der Mischung erzielt ist. Hierdurch wird irgendeine Verschmutzung der Lanzenspitze
durch Anwachsen von feuerfestem Material vermieden und eine
kontinuierliche Arbeitsweise ist leicht erreichbar. 5
Es ist offensichtlich, daß, falls die Lanze über eine lange Zeitspanne
in einer Umgebung hoher Temperatur verwendet wird, beispielsweise tief in einem Karbonisierungsofen, es vorteilhaft
sein kann, die Lanze zu kühlen. Dies kann durch Zirkulieren von Wasser durch Rohre oder Spiral rohre in wärmeleitender Berührung
mit den Speiserohren geschehen oder durch Zwangsluftkühlung oder Gaskühlung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher erläutert, in
welcher eine Vorrichtung nach vorliegender Erfindung gezeigt ist.
Eine Charge von Schweißpulver 1 ist in einem Material speicher 2
enthalten, welcher leicht geöffnet werden kann, um Pulver nach-20
zufüllen. Nahe am, jedoch im Abstand vom Boden sind Stickstoffgaseunter druckführende Eingangs- und Auslaßleitungen 3 und 4 angeordnet,
welche axial zueinander ausgerichtet sind und zwischen ihren Enden einen Spalt 5 definieren. Der Spalt kann in seiner
Größe durch eine einfache mechanische Anordnung verstellt werden, 25
welche auf der Außenseite des Behälters montiert ist, so daß die Fördermenge an Schweißpulver suspendiert im Gas in die Auslaßleitung
durch eine Bedienungsperson eingestellt werden kann.
Zylinder mit komprimiertem Stickstoff 6 und komprimiertem Sauerstoff
7, welche zweckdienlicherweise auf einem Traggestell montiert
sind, welches wahlweise auch den Materialspeicher aufnehmen kann, versorgen durch Reduzierventile 8 und Strömungsanzeiger,
wie beispielsweise Rotameter 9 Stickstoff- und Sauero_
Stoffleitungen 10 und 11. Beide Leitungen werden durch Ventile
und 13 im Bereich der Lanze, welche allgemein mit 14 bezeichnet ist, gesteuert, so daß die Bedienungsperson der Lanze eine im
wesentlichen vollständige Steuerung Über die Gasströmungsmengen
; : -- -:- 3229761
-πι
erhält. Die Sauerstoffleitung speist direkt eine von Hand gehaltene
Mischkammer 15, welche ein Bestandteil der Lanze ist. Ein Teil der Stickstoffzuführung wird abgeleitet und in eine Kammer
16 unter dem Speicher 2 eingespeist und strömt durch eine große Anzahl von Öffnungen im Boden um die Füllung 1 teilweise zu
fluidisieren. Der Stickstoffstrahl nimmt eine gesteuerte Menge an Schweißpulver auf und trägt diese in Dispersion durch die Auslaßleitung
4 zur Mischkammer 15. Die Mischkammer ist mit einer abnehmbaren Lanze 17 versehen, welche je nach Aufgabe und Zugänglichkeit
des Reparaturortes im Ofen, Schmelzofen, Brennofen, Gießpfanne oder dergleichen gewählt werden kann.
In praktischen Versuchen bei der Reparatur von Substraten hoher
und niedriger (ca. 600° C) Temperatur wurde gefunden, daß eine Bedienungsperson effektive Reparaturen lediglich nach wenigen
Minuten Einweisung durchführen kann. Nachdem die Reduzierventile eingestellt sind, variiert eine Verstellung des Ventils 12 in der
Stickstoffleitung die Speisemenge des Pulvers zur Mischkammer
Eine anschließende Einstellung des Ventils 13 in der Sauerstoff-20
leitung ermöglicht es der Bedienungsperson das Verbrennungsverhalten
des Pulvers beim Flammsprühen zu optimieren. Die Rotameter 9 dienen dazu, die Strömungsmengen an Stickstoff und Sauerstoff
für die Bedienungsperson anzuzeigen, so daß diese den Vorgang
überwachen kann. Die Rotameter sind selbstverständlich derart ge-25
wählt, daß sie in ihrem Mittelbereich eine genaue Anzeige der
allgemein als zweckdienlich erachteten Strömungsmengen liefern, wobei jedoch die Strömungsmengen an Stickstoff und Sauerstoff
nicht im gleichen Bereich liegen.
Ein wesentliches Merkmal in Verbindung mit der Funktion und Anordnung
dieser Ventile liegt darin, daß, falls ein Notfall auftritt oder vorhergesehen wird, die Bedienungsperson unmittelbar
das Verfahren abschalten kann.
Für eine typische Reparatur einer gesprungenen oder erodierten Wandung aus Semisilicafeuerstein einer Ofenkammer besteht das
Schweißpulver aus
9 Gewichtsprozent Aluminium
31 Gewichtsprozent Sfiiciumund
9 Gewichtsprozent Aluminium
31 Gewichtsprozent Sfiiciumund
60 Gewichtsprozent zermahlenem Feuerstein gleicher Zusammensetzung.
Die metallischen Elemente sind auf 10 % minus 100 BSS gemahlen
und der Feuerstein auf Teilchengrößen kleiner als 0,8 mm. Die Reaktionsfa'higkeit des Pulvers kann modifiziert werden, indem
die Proportionen oder Anteile an Semisilica in der Mischung geändert werden. Ein anderes zweckdienliches Schweißpulver besteht
aus 12 GewichtsprozentSilicium, 4 % Aluminium und 84 % Silicium-
oxid.
Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung wird der Spalt
zwischen Einlaß- und Auslaßleitung auf 6,4 mm eingestellt und daß Speisesteuerventil eingestellt, um eine Strömungsmenge an
Stickstoff von etwa 50 Litern pro Minute zu erzielen, wobei ein Eingangsdruck von 1,035 bar vorliegt. Die Sauerstoffzufuhr wird
dann eingestellt,um 100 Liter pro Minute bei einem Druck von 1,104 bar, d. h. gegenüber dem Druck des Stickstoffs geringfügig
positiv, zu liefern. Unter diesen Bedingungen liegt die Fördermenge an Pulver in der Größenordnung von 100 bis 120 g pro
Minute, was bei einer gegebenen Kapazität von 5 kg für den Materialvorrat eine aktive Betriebszeit einer Stunde ergibt. Der
aus der Lanze austretende Pulversprühstrahl wird durch Berührung
mit einer heißen (800° C) Wandung des Karbonisierungsofen gezündet
und wird dadurch zum Flammsprühstrahl, welcher, wenn er auf die bestimmte, zu reparierende Fläche gerichtet wird, einen
glasartigen Feststoff ergibt, welcher chemisch mit der Oberfläche verbunden ist.
Die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung ist vergleichsweise einfach und zuverlässig und bedingt keine ausgebildeten Bedienungspersonen
oder Wartungen mit hohen Anforderungen und ist
-15-1
insbesondere im Betrieb sicher. Leicht tragbare Einheiten können
zu relativ geringen Kosten hergestellt werden, so daß einzelne Betriebsorte ihre eigenen Einheiten zur Reparatur von Fehlern
erhalten können, ehe eine weitere Verschlechterung des Zustandes eintritt. Dies steht in krassem Gegensatz zu den wesentlichen
wirtschaftlich angewendeten Flammsprühverfahren, bei denen ein
Team erfahrener Bedienungspersonen erforderlich ist. Bei dem bekannten
Verfahren muß mit großer Sorgfalt vorgegangen werden und viele Vorkehrungen hinsichtlich der Sicherheit getroffen werden,
da das Schweißpulver in Sauerstoff transportiert wird·. Da ferner die Kosten des bekannten Verfahrens hoch sind, ist es üblich, es
zu einer Ansammlung einer Anzahl von Beschädigungen kommen zu lassen,
ehe die notwendigen Reparaturen durchgeführt werden.
■
Im Vergleich mit bekannten Vorrichtungen ist die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mechanisch einfach ausgebildet und ermöglicht
eine zuverlässige Versorgung der Lanze, ohne das ein Sieben oder eine Trennung der Teilchengrößen erforderlich ist.
Hinzu kommt, daß eine einzige Bedienungsperson sämtliche not-20
wendigen Parameter für eine erfolgreiche Reparaturarbeit steuern kann, was gleichzeitig bedeutet, daß die einzige Bedienungsperson
leicht sämtliche Parameter steuern kann, welche für einen sicheren
Betrieb notwendig sind und sich diese Bedienungsperson nicht auf
die Verständigung mit einem anderen Mann verlassen muß. Reparaturen
25
können unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls an kalten Substraten durchgeführt
werden, falls der Sprühstrahl des Materials beispielsweise durch eine getrennte Flamme gezündet wird.
Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen
hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich
konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich
sein.
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Leerseite
Claims (11)
1. Verfahren zum Flammsprühen von feuerfesten Materialien durch
Verbrennung von feinverteilten Metall- oder Metal Toi de!ementen
in Mischung mit einem feinverteilten feuerfesten Oxid, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in
einem Zustand einer vollständigen partiellen Fluidisierung durch ein relativ inertes Gas in einem Material speicher gehalten wird, daß die Mischung einem vergleichsweise inerten Trägergas durch
Mitnahme in einem Gasstrom zugemessen wird, daß die mitgenommene Mischung einer Lanze zugeführt wird und eine ausreichende Sauerstoffmenge in die Lanze im Bereich eines Auslasses für die
Mischung eingeführt wird, um die Verbrennung der Elemente zu gestatten.
Verbrennung von feinverteilten Metall- oder Metal Toi de!ementen
in Mischung mit einem feinverteilten feuerfesten Oxid, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in
einem Zustand einer vollständigen partiellen Fluidisierung durch ein relativ inertes Gas in einem Material speicher gehalten wird, daß die Mischung einem vergleichsweise inerten Trägergas durch
Mitnahme in einem Gasstrom zugemessen wird, daß die mitgenommene Mischung einer Lanze zugeführt wird und eine ausreichende Sauerstoffmenge in die Lanze im Bereich eines Auslasses für die
Mischung eingeführt wird, um die Verbrennung der Elemente zu gestatten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom
des Trägergases zwischen axial zueinander ausgerichteten Einlaß-
und Auslaßrohren in dem Material spei eher ausgestoßen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahne
derMischung dadurch geändert wird, daß der Spalt zwischen den Eingangs- und Ausgangsrohren verstellt wird.
3228781
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge der mitgenommenen Mischung bei etwa 0,1 kg pro 50 liiter Trä'gergas liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsmenge der Mischung etwa 0,1 kg pro Minute beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägergas aus der aus Stickstoff, Helium, Kohlendioxid, Luft ohne Sauerstoff, Luft und Mischungen dieser
Gase bestehenden Gruppe gewählt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Luft als
Trägergas verwendet wird und daß Sauerstoff zugeführt wird, um
die Verbrennung zu unterstützen, wobei das Volumenverhältnis von Sauerstoff zu Luft etwa 2:1 beträgt.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Materialspeicher (2), Einrichtungen (16) zur Erzeugung
einer vollständigen oder partiellen Fluidisierung des Materials (1) in dem Speicher (2), Einrichtungen (12) zum Zumeßen von
Material (1) aus dem Speicher (2) durch Mitnahme in einem Strahl eines relativ enerten Trägergases, Einrichtungen zum Fördern des
mitgenommenen Materials (1) zu einer Lanze (14, 17) und Einrichtungen
(13) aufweist, um Sauerstoff im Bereich des Auslasses der Lanze (14, 17) zuzuführen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Strahl des Trägergases zwischen axial zueinander ausgerichteten Einlaß- und Auslaßrohren (3, 4) in dem Material speicher (2) ausgestoßen
wird.
-3-
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spalt (5) zwischen den Einlaß" und Auslaßrohren (3, 4) verstell-
5 bar ist, um die Aufnahme des Materials (1) in dem Trägergas zu
variieren.
11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Gases zur Erzeugung der
10 Fluidisierung und die Zufuhr zur Mitnahme des Materials (1) getrennt steuerbar sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8124440 | 1981-08-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3229781A1 true DE3229781A1 (de) | 1983-02-24 |
DE3229781C2 DE3229781C2 (de) | 1991-01-31 |
Family
ID=10523842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823229781 Granted DE3229781A1 (de) | 1981-08-11 | 1982-08-10 | Verfahren und vorrichtung zum flammspruehen von feuerfesten materialien |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5836669A (de) |
BE (1) | BE894075A (de) |
BR (1) | BR8204714A (de) |
DE (1) | DE3229781A1 (de) |
FR (1) | FR2511271A1 (de) |
ZA (1) | ZA825593B (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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