DE4017163C2

DE4017163C2 - Keramisches Schweißverfahren und Pulvergemisch dafür

Info

Publication number: DE4017163C2
Application number: DE4017163A
Authority: DE
Inventors: Leon Philippe Mottet; Charles Michael Zvosec; Stephen D Cherico; Alexandre Zivkovic; Guy Marcke Van De Lummen; Jean Moreau; Pierre Robyn
Original assignee: Glaverbel Belgium SA; Fosbel International Ltd
Current assignee: AGC Glass Europe SA; Fosbel International Ltd
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2010-05-29
Also published as: JPH0360472A; CA2017622C; BR9003495A; FR2650271A1; NL194124C; SE9002041L; LU87749A1; IT9067392A0; BE1003523A4; ES2025449A6; KR910002741A; ATA124490A; IL94573A0; ZA905790B; TR24943A; AT398968B; IT1241236B; IT9067392A1; GB2234502B; SE9002041D0

Description

Die Erfindung betrifft ein keramisches Schweißpulvergemisch, das feuerfestes Pulver und Brennstoffpulver enthält zur Verwendung bei einem keramischen Schweißverfahren, wobei oxidierendes Gas und das Gemisch von feuerfestem und Brennstoffpulver gegen eine Oberfläche geschleudert werden und der Brennstoff verbrannt wird, um ausreichend Hitze zu erzeugen, damit das feuerfeste Pulver wenigstens teilweise geschmolzen oder erweicht wird und nach und nach eine zusammenhängende feuerfeste Masse auf der bzw. gegen die Oberfläche aufgebaut wird.

Keramische Schweißverfahren sind brauchbar für die Herstellung von neuen feuerfesten Körpern, z. B. Körpern von ziemlicher komplizierten Formen, werden jedoch in der derzeitigen technischen Praxis am meisten für das Auskleiden oder die Reparatur von heißen feuerfesten Strukturen, wie Hochöfen oder Schmelzöfen der verschiedensten Art verwendet und sie gestatten es, erodierte Bereiche der feuerfesten Struktur (vorausgesetzt, daß diese Bereiche zugänglich sind) zu reparieren, während sich die Struktur praktisch bei seiner Betriebstemperatur befindet und in einigen Fällen selbst während die Struktur noch in Betrieb ist. Es ist auf jeden Fall wünschenswert, daß keine absichtliche Abkühlung der feuerfesten Struktur von ihrer normalen Betriebstemperatur erfolgt. Die Vermeidung eines solchen absichtlichen Abkühlens neigt dazu, die Wirksamkeit der keramischen Schweißreaktionen zu begünstigen, vermeidet weitere Schädigung der Struktur aufgrund von Wärmespannungen, die durch dieses Abkühlen bewirkt werden und/oder durch das anschließende Wiedererhitzen zur Betriebstemperatur und hilft auch, die Abschaltzeit des Ofens zu verringern.

Bei keramischen Schweißverfahren werden feuerfestes Pulver, Brennstoffpulver und oxidierendes Gas gegen die zu reparierende Stelle geschleudert und der Brennstoff wird verbrannt, so daß das feuerfeste Pulver wenigstens teilweise geschmolzen oder erweicht wird und sich an der Reparaturstelle nach und nach eine feuerfeste Reparaturmasse aufbaut. Der im typischen Fall verwendete Brennstoff besteht aus Silizium und/oder Aluminium, obwohl auch andere Materialien, wie Magnesium und Zirkonium verwendet werden können. Das feuerfeste Pulver kann so gewählt werden, daß die chemische Zusammensetzung der Reparaturmasse so gut wie möglich zur Zusammensetzung der zu reparierenden feuerfesten Masse paßt, obwohl sie auch abgewandelt werden kann, z. B. so, daß man einen Überzug von höherem Grad von Feuerfestigkeit auf der Grundstruktur abscheidet. Bei der gewöhnlichen Praxis werden Brennstoff- und feuerfestes Pulver von einer Lanze als ein Gemisch in einem Strom von oxidierendem Trägergas geschleudert.

Aufgrund der beim Verbrennen der Brennstoffpulver an der oder nahe der zu reparierenden Oberfläche erzeugten intensiven Hitze wird auch diese Oberfläche erweicht oder angeschmolzen und als Ergebnis wird die Reparaturmasse, die selbst großenteils zusammengeschmolzen wird, stark an der reparierten Wand haften und es ergibt sich eine hochgradig wirksame und dauerhafte Reparatur. Frühere keramische Schweißreparaturverfahren sind z. B. in den GB-PSen 1330894 und 2110200 zu finden.

Bisher war eine der am meisten verbreiteten Anwendungszwecke von keramischen Schweißreparaturverfahren die Erneuerung von Koksöfen, die aus Siliziumdioxidsteinen (Silicasteinen) gebaut sind. Das übliche keramische Schweißpulver, das meistens für die Reparatur von Silicasteinen verwendet wird, enthält Silica (Siliziumdioxid) zusammen mit Silizium und gegebenenfalls Aluminium als Brennstoffpulver. Silicasteine sind tatsächlich am leichtesten durch keramisches Schweißen zu reparieren, wenigstens teilweise deswegen, weil Silicasteine verhältnismäßig geringe Feuerfestigkeit haben, so daß die Temperaturen (z. B. 1800°C oder mehr), die in der Reaktionszone des keramischen Schweißens erreicht werden, leicht die Bildung einer haftenden zusammenhängenden Reparaturmasse gestatten und die Anforderungen an die Feuerfestigkeit der Reparaturmasse gewöhnlich nicht höher sind als diejenigen der ursprünglichen Silicasteinstruktur.

Es wurde jedoch gefunden, daß sich gewisse Probleme ergeben, wenn man höhergradige feuerfeste Strukturen repariert oder in anderen Fällen, wo die Anforderungen an den Feuerfestgrad der keramischen Schweißmasse besonders strikt sind. Beispiele von hochgradigen feuerfesten Steinen sind: Chrom-Magnesit, Magnesit-Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Chrom, Magnesit-Chrom, Chrom, und Magnesit-Steine, feuerfeste Steine mit hohem Aluminiumoxidgehalt und feuerfeste Steine, die einen beträchtlichen Mengenanteil von Zirkonium enthalten, wie Corhart®, Zac (ein zusammengeschmolzener Stein aus Aluminiumoxid, Zirkon und Zirkoniumoxid). Um die Bildung einer keramischen Schweißmasse zu erreichen, die einen Feuerfestgrad und/oder eine Zusammensetzung hat, die sich derjenigen solch hochgradiger Feuerfeststeine nähert oder ihr gleichkommt, ist es nicht immer ausreichend, ein keramisches Standardschweißpulver zu verwenden wie dies oben beschrieben ist.

Ein besonderes Problem, das im Falle einer keramischen Schweißreparaturmasse entsteht, die während ihres Arbeitslebens sehr hohen Temperaturen unterworfen werden soll, ist die Vermeidung einer Phase in der Reparaturmasse, die einen ungenügend hohen Erweichungs- oder Schmelzpunkt hat. Der Zusammenhalt einer Reparaturmasse, die eine solche Phase enthält, wird bei hohen Temperaturen verschlechtert und ihre Korrosionsfestigkeit bei hohen Temperaturen ist ebenfalls nicht so gut wie man sie erwartet. Im allgemeinen wird eine feuerfeste Phase, die gegen Hitze physikalische verhältnismäßig weniger widerstandsfähig ist, auch leichter chemisch bei hohen Temperaturen angegriffen.

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein keramisches Schweißverfahren und ein keramisches Schweißpulver zur Verwendung in einem solchen Verfahren zu liefern, das zur Bildung einer Schweißmasse führt, in welcher das Auftreten einer solchen Phase mit geringerer Feuerfestigkeit vermindert und, bei einigen Ausführungsformen der Erfindung, sogar vermieden wird.

Gemäß der Erfindung wird ein keramisches Schweißpulver aus einem Gemisch von

a) Feuerfestpulver, dessen Hauptgewichtsteil aus mindestens einem der Gruppe Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und Chromoxid besteht und
b) Brennstoffpulver enthaltend wenigstens zwei der Metalle Aluminium, Magnesium, Chrom und Zirkonium in einem Anteil von nicht mehr als 15 Gew.-% des Gesamtgemisches,

dadurch gekennzeichnet, dass das Feuerfestpulver Siliziumdioxid und Calciumoxid enthält, wobei SiO₂

(Gew.-%) ≦ 0,2 + CaO (Gew.-%) ist, bereitgestellt.

Die Erfindung liefert auch ein keramisches Schweißverfahren, bei dem oxidierendes Gas und ein Gemisch von Feuerfest- und Brennstoffpulver gegen eine Oberfläche geschleudert werden und der Brennstoff verbrannt wird, sodass das Feuerfestpulver mindestens teilweise geschmolzen oder erweicht und eine zusammenhängende Masse nach und nach auf der Oberfläche aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein wie vorstehend definiertes Gemisch eingesetzt wird.

Die Verwendung eines solchen Pulvers bei einem solchen Verfahren ergibt eine keramische Schweißmasse, die hochgradig beständig gegen geschmolzene Materialien ist, wie geschmolzene Metalle und Metallschlacken und geschmolzenes Glas. Solche Schweißmassen können gute Beständigkeit gegen korrodierende Flüssigkeiten und Gas bei erhöhten Temperaturen haben, wie sie beispielsweise bei der Bearbeitung oder Herstellung von Stahl, Kupfer, Aluminium, Nickel und Glas auftreten und in Schmelztiegeln oder anderen chemischen Reaktionsgefäßen, die der Einwirkung von Flammen ausgesetzt sind. Solche Schweißmassen können auch gut an hochgradig feuerfesten Grundstrukturen haften.

Der gelegentliche Verlust an Feuerfestigkeit bei der gebildeten keramischen Schweißmasse wird oft beobachtet, wenn man ein Schweißpulver verwendet, das beträchtliche Mengen an Siliziumdioxid oder siliziumdioxidbildenden Materialien aufweist, und er kann der Bildung einer glasigen Phase in der Schweißmasse bei den sehr hohen Temperaturen zugeschrieben werden, die während der keramischen Schweißreaktionen erreicht werden können. Eine solche glasartige Phase hat oft einen verhältnismäßig tiefen Schmelzpunkt und sie kann auch leicht durch geschmolzene Materialien angegriffen werden, wie geschmolzene Metalle, Schlacken und geschmolzenes Glas, und ihr Vorliegen würde somit die Qualität der Schweißmasse insgesamt beeinträchtigen. Siliziumdioxid liegt oft in feuerfesten Steinen oder Massen vor, gleichgültig ob als absichtlich zugesetzter Bestandteil oder als Verunreinigung. Wenn man die vorliegende Erfindung anwendet, wird der zulässige Mengenanteil von Siliziumdioxid auf eine Menge verringert, die dazu neigt, eine feuerfeste Schweißmasse zu bilden, bei der eine solche glasartige Phase sehr stark vermindert oder vermieden wird und die Feuerfestigkeit der gebildeten Schweißmasse verbessert ist.

Die Feuerfestigkeit der gebildeten Schweißmasse wird verbessert, wenn, wie dies bevorzugt ist, die molaren Mengenanteile an Siliziumdioxid und Calciumoxid, die im Feuerfestpulver vorliegen, die folgende Gleichung erfüllen: (SiO₂)% ≦ (CaO)%.

Dies begünstigt die Vermeidung einer sauren Phase in der Schweißung und verbessert ihre Beständigkeit gegen Korrosion durch geschmolzenes Glas oder metallurgische Schlacken.

Vorteilhafterweise besteht das feuerfeste Pulver aus einer oder mehreren der Verbindungen Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und Chromoxid. Solche Materialien können sehr hochgradige feuerfeste Massen bilden.

Gemäß der Erfindung enthält das Brennstoffpulver wenigstens zwei Metalle aus der Gruppe Aluminium, Magnesium, Chrom und Zirkonium. Solche Brennstoffe verbrennen unter Bildung von Oxiden, die von guter Feuerfestqualität sind und die entweder amphoter (Aluminiumoxid und Zirkonoxid) oder basisch sind (Magnesiumoxid oder Chromoxid), und demgemäß tragen solche Brennstoffe zur Bildung einer feuerfesten Masse bei, die hochgradig beständig gegen Korrosion durch geschmolzenes Glas oder metallurgische Schlacken ist. Dieses Merkmal der Erfindung gestattet auch eine beträchtliche Flexibilität in der Wahl der Brennstoffelemente und somit im feuerfesten Oxidprodukt, das sich beim Verbrennen dieser Elemente ergibt, so daß die Zusammensetzung der schließlich gebildeten feuerfesten Schweißmasse gewünschtenfalls variiert werden kann.

Vorteilhafterweise enthält das Brennstoffpulver Aluminium zusammen mit einem oder mehreren der Metalle Magnesium, Chrom und Zirkonium. Aluminium hat ausgezeichnete Verbrennungseigenschaften für die beabsichtigten Zwecke und ist auch verhältnismäßig leicht als Pulver erhältlich.

Vorzugsweise macht kein Bestandteil mehr als 80 Gew.-% dieses Brennstoffpulvers aus. Dies hat sich als günstig erwiesen, um die Bedingungen kontrollieren zu können, unter welchen die Verbrennung stattfindet. So ist beispielsweise bei Wahl dieses bevorzugten Merkmales ein hauptsächlich hochgradig reaktiver Brennstoffbestandteil auf 80% des gesamten Brennstoffes begrenzt und der Rest des Brennstoffes, wenigstens 20 Gew.-%, kann aus einem Brennstoffelement bestehen, das langsamer reagiert, um die Verbrennungsgeschwindigkeit zu steuern. Umgekehrt kann ein weniger aktiver Brennstoffhauptanteil hinsichtlich seiner Reaktionsgeschwindigkeit durch Zugabe von wenigstens 20 Gew.-% von einem oder mehreren Brennstoffelementen, die rascher reagieren, angeheizt werden.

Vorteilhafterweise enthält das Brennstoffpulver eine Legierung, die wenigstens 30 Gew.-% eines Metalles aus der Gruppe Aluminium, Magnesium, Chrom und Zirkonium enthält, wobei der Rest der Legierung aus wenigstens einem anderen als diesem gewählten Metall besteht, wobei dieses Element ebenfalls unter Bildung eines feuerfesten Oxides oxidierbar ist. Die Verwendung von Teilchen einer Legierung als Brennstoff ist besonders wertvoll zur Einstellung der Bedingungen, unter welchen die Verbrennung stattfindet.

Das geschleuderte Gemisch von Pulvern muß nicht notwendigerweise ganz frei von Silizium sein, um die Bildung von verhältnismäßig niederwertigen sauren oder glasartigen siliziumhaltigen Phasen zu vermindern oder zu vermeiden. In einigen Fällen kann Silizium im Brennstoffpulver vorliegen. Tatsächlich wurde gefunden, daß die Verwendung von Silizium als Brennstoffbestandteil Vorteile haben kann, um die Art und Weise zu stabilisieren, in welcher die keramische Schweißreaktion abläuft. Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liegt daher Silizium in diesem Brennstoff in Form einer Legierung von Silizium mit wenigstens einem der Metalle Aluminium, Magnesium, Chrom und Zirkonium vor. Die Verwendung von Silizium als Legierungsbestandteil kann eine günstige Wirkung auf die Geschwindigkeit haben, mit welcher die Verbrennungsreaktion während der Durchführung des Verfahrens der Erfindung abläuft. Zum Beispiel kann Silizium in Legierung mit Magnesium die Wirkung haben, daß die Geschwindigkeit gemäßigt wird, mit welcher das hochgradig aktive Magnesium abbrennt. Überdies, da eine Legierung ein inniges Gemisch ihrer Bestandteile ist, wird die innige Vermischung der Reaktionsprodukte begünstigt und dies wirkt der Möglichkeit entgegen, daß das Silizium Anlaß zu einer deutlichen, also getrennten sauren oder glasartigen Phase in der gebildeten feuerfesten Schweißmasse gibt.

Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wiederum, um die Vermeidung des Auftretens eines siliziumhaltigen sauren oder glasartigen Phase in der gebildeten Schweißmasse zu begünstigen, wird es bevorzugt, daß die molare Menge an Silizium, die im Gemisch (wenn überhaupt) vorliegt, nicht mehr als die molare Menge an Zirkonium (falls überhaupt vorhanden) ist. Beispielsweise kann das feuerfeste Pulver einen Mengenanteil an Zirkoniumorthosilikat (Zirkon) enthalten, das ein recht brauchbarer, hochgradig feuerfester Bestandteil ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Brennstoffpulver einen Mengenanteil an elementarem Silizium enthalten, das sich mit Zirkonium im Gemisch vereinigen kann, (gleichgültig ob als elementares Zirkonium oder als Zirkonoxid) um Zirkon zu bilden, ohne eine saure Phase in der gebildeten Schweißmasse anzuregen.

Somit enthält bei einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dieser Brennstoff elementares Silizium in Form von Teilchen mit einer durchschnittlichen Korngröße von weniger als 10 µm, vorzugweise weniger als 5 µm, und das Gemisch umfaßt Zirkoniumdioxidteilchen mit einer Korngröße unterhalb 150 µm, wobei solche Zirkoniumdioxidteilchen in einer molaren Menge vorliegen, die wenigstens gleich der molaren Menge an elementarem Silizium im Gemisch ist. Es wurde gefunden, daß die Anwendung dieses wahlweisen Merkmals der Erfindung die Bildung von Zirkon (Zirkoniumorthosilikat) in der gebildeten Schweißmasse als Ergebnis der keramischen Schweißreaktionen begünstigt, so daß diese Masse praktisch frei von Siliziumdioxid als solchem ist und das Risiko der Bildung einer glasartigen geringwertigen Feuerfestphase gering ist. Auf diese Weise kann der Vorteil der Verwendung von Silizium als Brennstoff erzielt werden, ohne gleichzeitig den Nachteil in kauf zu nehmen, eine möglicherweise glasartige saure Phase von Siliziumdioxid in der Schweißmasse vorliegen zu haben.

Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung enthält das Brennstoffpulver Magnesium und Aluminium. Die Oxidation von Aluminium und Magnesium in geeigneten Mengenanteilen kann ausreichende Hitze für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung erzeugen und gibt Anlaß zur Bildung von feuerfesten Oxiden, die in eine hochgradig feuerfeste Schweißmasse inkorporiert sind.

Vorzugsweise enthält das Brennstoffpulver, auf das Gewicht bezogen, mehr Aluminium als Magnesium, z. B. kann Aluminium im Brennstoff in einer molaren Menge von etwa dem 2-fachen von der des Magnesiums vorliegen. Dies begünstigt die Bildung von Spinell (Magnesiumaluminat) in der Schweißmasse. Spinell ist ein sehr brauchbares hochgradiges Feuerfestmaterial.

Vorteilhafterweise wird Magnesium in das Brennstoffpulver in Form einer Magnesium/Aluminiumlegierung eingebracht. Die Verwendung einer gepulverten Legierung dieser Metalle statt eines Gemisches von Pulver begünstigt weiter die Bildung von Spinell statt der separaten Oxide als Ergebnis der keramischen Schweißreaktionen. Die Zusammensetzung der Legierung kann variiert werden oder es können Zugaben von zusätzlichem Aluminium oder Magnesium gemacht werden, um die relativen Mengenanteile von Aluminium und Magnesium in Brennstoffpulver nach Wunsch einzustellen.

Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung enthält das Brennstoffpulver Chrom und Aluminium. Solche Brennstoffpulver sind brauchbar zur Bildung von feuerfesten Schweißmassen mit hohem Chromgehalt und vorteilhafterweise enthält ein solches Brennstoffpulver an Gewicht mehr Chrom als Aluminium.

Vorzugsweise haben wenigstens 60% und bei einigen Ausführungsformen wenigstens 90 Gew.-% des Brennstoffpulvers eine Korngröße unterhalb 50 µm. Dies begünstigt die rasche und wirksame Verbrennung des Brennstoffpulvers zur Bildung einer zusammenhängenden feuerfesten Schweißmasse.

Das Verfahren der Erfindung ist besonders günstig, wenn es zur Behandlung von feuerfesten Materialien angewandt wird, die selbst eher basischen als sauren Charakter haben und demgemäß wird es bevorzugt, daß das Verfahren zur Reparatur einer Struktur, die aus basischem feuerfesten Material gebaut ist, angewandt wird.

Verschiedene spezifische keramische Schweißpulver gemäß der Erfindung werden nun anhand von Beispielen beschrieben. Die Beispiele erläutern die Erfindung.

BEISPIEL 1

Ein keramisches Schweißpulver enthält, bezogen auf Gewicht, die folgenden Bestandteile:

Magnesiumoxid	82%
Zirkoniumoxid	10%
Mg/Al-Legierung	5%
Aluminiumkörner	3%

Das verwendete Magnesiumoxid hatte Korngrößen bis zu 2 mm. Das Zirkonoxid hatte Korngrößen unterhalb 150 µm. Die Mg/Al-Legierung mit nominell 30 Gew.-% Magnesium und 70% Aluminium hatte Korngrößen unterhalb 100 µm und eine durchschnittliche Korngröße von etwa 42 µm, und das Aluminium lag in Form von Körnern mit einer nominalen maximalen Größe von 45 µm vor.

Das verwendete Magnesiumoxid hatte eine Reinheit von 99 Gew.-%. Es enthielt 0,8 Gew.-% Calciumoxid und 0,05 Gew.-% Siliziumdioxid. Das molare Verhältnis von SiO₂ zu CaO in Magnesiumoxid war daher 1 : 17,4.

Eine andere Magnesiumoxidzusammensetzung, die sich zur Verwendung eignet, hat eine Reinheit von 98 Gew.-%. Sie enthält 0,6 Gew.-% Calciumoxid und 0,5 Gew.-% Siliziumdioxid. Das molare Verhältnis von SiO₂ zu CaO in dieser Magnesiumoxidzusammensetzung ist daher 1 : 1,28.

Ein solches Pulver kann in einer Menge von 1 bis 2 t/h aus einer Lanze geschleudert werden, die als solche in der keramischen Schweißung bekannt ist, wobei Sauerstoff als Trägergas zur Reparatur eines Stahlkonverters verwendet wird, der aus basischen Magnesiumoxid-Feuerfeststeinen gebildet ist. Der Reparaturstelle ist dabei bei einer Temperatur von 1400°C unmittelbar vor dem Aufschleudern.

BEISPIEL 2

Ein keramisches Schweißpulver enthält, auf das Gewicht bezogen, die folgenden Bestandteile:

Magnesiumoxid	82%
Zirkoniumoxid	10%
Aluminiumkörner	3%
Aluminiumflocken	3,5%
Magnesiumkörner	1,5%

Die Magnesiumoxid-, Zirkoniumoxid- und Aluminiumkörner hatten die in Beispiel 1 angegebenen Korngrößen. Die Zusammensetzung des Magnesiumoxids war eine von den in Beispiel 1 angegeben. Das Magnesium hatte eine nominale Maximalgröße von etwa 75 µm und eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 45 µm. Die Aluminiumflocken hatten eine spezifische Oberfläche (gemessen durch Griffin-Permeametrie) von über 7000 cm²/g.

Ein solches Pulver kann wie in Beispiel 1 beschrieben zur Reparatur eines Stahlkonverters geschleudert werden, der aus Magnesiumoxid-Chrom-Feuerfeststeinen gebildet ist, wobei die Reparaturstelle sich unmittelbar vor der Aufschleudern bei einer Temperatur von 1400°C befindet.

BEISPIEL 3

Magnesiumoxid	72%
Zirkonoxid	10%
Kohlenstoff	10%
Aluminiumkörner	3%
Mg/Al-Legierung	5%

Der Kohlenstoff war Koks mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1,25 mm. Die anderen Materialien waren wie in Beispiel 1 angegeben. Ein solches Pulver kann wie in Beispiel 1 beschrieben zur Reparatur eines Stahlkonverters, der aus Magnesiumoxid-Kohlenstoff-Feuerfeststeinen gebildet ist, angewandt werden.

BEISPIEL 4

Magnesiumoxid	82%
Zirkonoxid	10
Si	2%
Mg	4
Al-Flocken	2

Das Silizium hatte die Form von Körnern mit einer durchschnittlichen Korngröße von 4 µm. Das Zirkonoxid hatte eine nominelle maximale Korngröße von 150 µm. Die anderen Materialien waren wie in den vorhergehenden Beispielen angegeben. Ein solches Pulver kann in einer Menge von 150 kg/h zur Reparatur eines aus Magnesiumoxid bestehendem basischen feuerfesten Stahlschmelzlöffels geschleudert werden.

BEISPIEL 5

Aluminiumoxid	92%
Mg	2%
Aluminiumkörner	6%

Das verwendete Aluminiumoxid war ein elektrogegossenes Aluminiumoxid, das auf das Gewicht bezogen, 99,6% Al₂O₃ enthielt. Es enthielt 0,05% CaO und 0,02% SiO₂. Das molare Verhältnis von SiO₂ zu CaO in diesem Aluminiumoxid beträgt daher 1 : 2,68.

Das Aluminiumoxid hatte eine nominelle maximale Korngröße von 700 µm und das Aluminium und das Magnesium hatten Korngrößen wie in Beispiel 2 angegeben. Ein solches Pulver kann wie in Beispiel 5 beschrieben zur Reparatur von Corhart (Warenzeichen) Zac-Feuerfestblöcken in einem Glasschmelzwannenofen unterhalb des Niveaus der Arbeitsoberfläche der Schmelze verwendet werden, nachdem die Wanne teilweise entleert ist, um Zugang zur Reparaturstelle zu geben.

Bei einer Abänderung dieses Beispiels wurde das elektrogegossene Aluminiumoxid durch tafelförmiges Aluminiumoxid ersetzt.

Das verwendete tafelförmige Aluminiumoxid hatte eine nominelle maximale Korngröße von 2 mm und enthielt, auf das Gewicht, 99,5% Al₂O₃. Es enthielt 0,073 Mol.-% CaO und 0,085 Mol.-% SiO₂. Das molare Verhältnis von SiO₂ zu CaO in diesem Aluminiumoxid betrug demnach 1 : 0,86, womit es deutlich die Gleichung (SiO₂)% ≦ 0,2 + (CaO)% erfüllt.

BEISPIEL 6

Magnesiumoxid	80%
Zirkonoxid	10%
Mg/Si-Legierung	5%
Mg/Al-Legierung	5%

Die Magnesium/Silizium-Legierung enthielt gleiche Gewichtsteile der zwei Elemente und hatte eine durchschnittliche Korngröße von etwa 40 µm. Die anderen Materialien waren wie in Beispiel 1 angegeben. Ein solches Pulver kann wie in Beispiel 1 beschrieben zur Reparatur einer feuerfesten Wand geschleudert werden, die aus basischen Magnesiumoxid-Feuerfeststeinen gebildet ist.

BEISPIELE 7 bis 11

Bei Abänderungen der Beispiele 1 bis 4 und 6 wurde das Zirkonoxid durch tafelförmiges Aluminiumoxid, wie in Beispiel 5 beschrieben, ersetzt.

Bei Abänderungen der Beispiele 1, 3, 6, 7, 9 und 11 hatte die Legierung, welche 30% Magnesium und 70% Aluminium enthielt, eine maximale Korngröße von nicht mehr als 75 µm und eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 45 µm. Bei noch weiteren Abänderungen enthielt die Legierung gleiche Gewichtsteile von Magnesium und Aluminium.

Claims

1. Keramisches Schweißpulver aus einem Gemisch von

dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerfestpulver Siliziumdioxid und Calci umoxid enthält, wobei SiO₂(Gew.-%) ≦ 0,2 + CaO(Gew.-%) ist.

2. Keramisches Schweißpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die molaren Mengenanteile von Siliziumdioxid und Calciumoxid die folgende Gleichung erfüllen:
(SiO₂)% ≦ (CaO)%

3. Keramisches Schweißpulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das feuerfeste Pulver aus einem oder mehreren der Gruppe Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und Chromoxid besteht.

4. Keramisches Schweißpulver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffpulver Aluminium zusammen mit einem oder mehreren der Gruppe Magnesium, Chrom und Zirkonium enthält.

5. Keramisches Schweißpulver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß kein Bestandteil mehr als 80 Gew.-% des Brennstoffpulvers ausmacht.

6. Keramisches Schweißpulver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffpulver eine Legierung enthält, die wenigstens 30 Gew.-% eines Metalles aus der Gruppe Aluminium, Magnesium, Chrom und Zirkonium enthält, wobei der Rest der Legierung aus wenigstens einem anderen Element als einem solchen gewählten Metall besteht, wobei dieses Element ebenfalls unter Bildung eines Feuerfestoxides oxidierbar ist.

7. Keramisches Schweißpulver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jegliches vorhandene Silizium in diesem Brennstoff in Form einer Legierung von Silizium mit wenigstens einem der Gruppe Aluminium, Magnesium, Chrom und Zirkonium vorliegt.

8. Keramisches Schweißpulver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die molare Menge an im geschleuderten Gemisch vorhandenem Silizium (falls überhaupt vorhanden) nicht mehr als die molare Menge (falls überhaupt vorhanden) an Zirkonium beträgt, be rechnet als elementares Zirkonium.

9. Keramisches Schweißpulver nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff elementares Silizium in Form von Teilchen mit einer durchschnittlichen Korngröße von weniger als 10 µm, vorzugsweise weni ger als 5 µm enthält und das Gemisch Zirkonoxidteilchen umfaßt, die Korngrößen unterhalb 150 µm haben, wobei diese Zirkonoxidteilchen in einer molaren Menge vorliegen, die wenigstens gleich ist der molaren Menge an elementarem Silizium im Gemisch.

10. Keramisches Schweißpulver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffpulver Magnesium und Alumini um enthält.

11. Keramisches Schweißpulver nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffpulver, auf das Gewicht bezogen, mehr Aluminium als Magnesium enthält.

12. Keramisches Schweißpulver nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß Magnesium im Brennstoffpulver in Form einer Magnesi um/Aluminiumlegierung eingebracht ist.

13. Keramisches Schweißpulver nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffpulver Chrom und Aluminium enthält.

14. Keramisches Schweißpulver nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffpulver, auf das Gewicht bezogen, mehr Chrom als Aluminium enthält.

15. Keramisches Schweißverfahren, bei dem oxidierendes Gas und ein Gemisch von Feuerfest- und Brennstoffpulver gegen eine Oberfläche geschleudert werden und der Brennstoff verbrannt wird, so daß das Feuerfestpulver mindestens teilweise geschmolzen oder erweicht und eine zusammenhän gende Masse nach und nach auf der Oberfläche aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch gemäß einem der vorhergehenden An sprüche eingesetzt wird.