JPH01196490A - 耐火物の表面処理 - Google Patents
耐火物の表面処理Info
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- JPH01196490A JPH01196490A JP63311815A JP31181588A JPH01196490A JP H01196490 A JPH01196490 A JP H01196490A JP 63311815 A JP63311815 A JP 63311815A JP 31181588 A JP31181588 A JP 31181588A JP H01196490 A JPH01196490 A JP H01196490A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐火構造物を修理(dressing)する方
法に関する゛。本発明は又耐火構造物を修理する方法に
使用するのに好適な粒状組成物に関する。
法に関する゛。本発明は又耐火構造物を修理する方法に
使用するのに好適な粒状組成物に関する。
本発明による方法は種々の目的に使用できるが、それら
は特に損傷した耐火構造物の補修(repair)にお
ける−段階として特に価値のあるものである。
は特に損傷した耐火構造物の補修(repair)にお
ける−段階として特に価値のあるものである。
金属炉、コークスオーブン及びガラス溶融炉の如き各種
の耐火構造物はその有効寿命中に傷を受けるようになる
傾向がある。
の耐火構造物はその有効寿命中に傷を受けるようになる
傾向がある。
かかる損傷は、例えば不規則な表面プロフィルを生せし
める主構造に対する一つ以上の耐火ブロックのずれとし
て、又は耐火構造物の亀裂として現われることがある。
める主構造に対する一つ以上の耐火ブロックのずれとし
て、又は耐火構造物の亀裂として現われることがある。
一般に耐火構造物の設計された表面プロフィルを再確立
することが望ましい、又問題のブロックのそれ以上のず
れを防止すること及びそれらの変位又は亀裂によって残
った間隙を満たすことが望ましい。これらの目的を達成
するため、耐火構造物のふくれた部分を切り取ることが
必要なことがあり、或いは望ましいことがある。別法と
して又はそれに加えて、それ以上のずれを防止するため
、キーを定着溝(keyway)中に挿入できるように
又は形成できるように、ずれたブロック及び/又はその
隣接ブロック中に定着溝を切りとることが必要もしくは
望ましいことがある。別法として又はそれに加えて、好
適なプラグの形成又は挿入のためかかるずれ又は亀裂に
よって残された間隙を拡大又は形作ることが必要であり
又は望ましいことがある。
することが望ましい、又問題のブロックのそれ以上のず
れを防止すること及びそれらの変位又は亀裂によって残
った間隙を満たすことが望ましい。これらの目的を達成
するため、耐火構造物のふくれた部分を切り取ることが
必要なことがあり、或いは望ましいことがある。別法と
して又はそれに加えて、それ以上のずれを防止するため
、キーを定着溝(keyway)中に挿入できるように
又は形成できるように、ずれたブロック及び/又はその
隣接ブロック中に定着溝を切りとることが必要もしくは
望ましいことがある。別法として又はそれに加えて、好
適なプラグの形成又は挿入のためかかるずれ又は亀裂に
よって残された間隙を拡大又は形作ることが必要であり
又は望ましいことがある。
かかる損傷は耐火構造物の材料の浸蝕によることがある
。かかる浸蝕は構造物に不規則な表面プロフィルを与え
る傾向があり、構造物に補修を行う前にその表面プロフ
ィルを変えることが望ましいことがしばしばある。
。かかる浸蝕は構造物に不規則な表面プロフィルを与え
る傾向があり、構造物に補修を行う前にその表面プロフ
ィルを変えることが望ましいことがしばしばある。
他の目的のため耐火構造物中に孔を形成するかさもなけ
れば修理することが必要もしくは望ましいことがある。
れば修理することが必要もしくは望ましいことがある。
勿論耐火構造物は例えば切削砥石、ドリル又は他の工具
を用いて機械的に修理できる、しかしこれは耐火物補修
のためには一定の欠点をもたらす。耐火物を修理し、補
修のために好適な表面を残すため、作業者は通常修理位
置に極度に近づかなければならず、これはその位置が修
理を行うのに必要な時間作業者に許容できる温度でなけ
ればならないことを意味する。これはひいては耐火構造
物をその正常の作業温度から、又は正常の作業温度の作
業サイクル内での温度から冷却しなければならないこと
を意味する。そしてそれは補修又は修理後再加熱しなけ
ればならないであろう。各種の工業炉の場合、その耐火
材料が収縮したり膨張したりするとき炉に損傷を与える
ことを避けるため、かかる冷却及び再加熱は数日間又は
数週間にわたってさえ日程計画をたてなければならない
、これは従ってその炉からの生産における大きな損失を
与える。
を用いて機械的に修理できる、しかしこれは耐火物補修
のためには一定の欠点をもたらす。耐火物を修理し、補
修のために好適な表面を残すため、作業者は通常修理位
置に極度に近づかなければならず、これはその位置が修
理を行うのに必要な時間作業者に許容できる温度でなけ
ればならないことを意味する。これはひいては耐火構造
物をその正常の作業温度から、又は正常の作業温度の作
業サイクル内での温度から冷却しなければならないこと
を意味する。そしてそれは補修又は修理後再加熱しなけ
ればならないであろう。各種の工業炉の場合、その耐火
材料が収縮したり膨張したりするとき炉に損傷を与える
ことを避けるため、かかる冷却及び再加熱は数日間又は
数週間にわたってさえ日程計画をたてなければならない
、これは従ってその炉からの生産における大きな損失を
与える。
本発明の目的は、かかる長い冷却及び再加熱期間の必要
を避けるように、その正常な運転中の温度からかかる構
造物の実質的なそして慎重な冷却を行うための積極的な
工程をとる必要なしに実施できる耐火構造物の修理方法
を提供することにある。
を避けるように、その正常な運転中の温度からかかる構
造物の実質的なそして慎重な冷却を行うための積極的な
工程をとる必要なしに実施できる耐火構造物の修理方法
を提供することにある。
本発明によれば耐火構造物を修理する方法を提供し、こ
の方法は酸化して1種以上の耐火性酸化物を形成できる
1種以上の元素の粒子(以後燃料粒子と称する)及び耐
火性酸化−物粒子を含有する粒子の混合物を担持する燃
焼性(comburent)ガス流を修理すべき位置に
対して射出し、燃料粒子を燃焼させ、前記混合物には更
にフラックス剤を含有させ、そのフラックス作用が、燃
料粒子の燃焼によって放出される熱の下で耐火構造物が
衝突流の機械的作用の下にその材料の除去又は置換によ
って修理されるようになる程度にまで軟化されるように
なるようにすることを特徴としている。
の方法は酸化して1種以上の耐火性酸化物を形成できる
1種以上の元素の粒子(以後燃料粒子と称する)及び耐
火性酸化−物粒子を含有する粒子の混合物を担持する燃
焼性(comburent)ガス流を修理すべき位置に
対して射出し、燃料粒子を燃焼させ、前記混合物には更
にフラックス剤を含有させ、そのフラックス作用が、燃
料粒子の燃焼によって放出される熱の下で耐火構造物が
衝突流の機械的作用の下にその材料の除去又は置換によ
って修理されるようになる程度にまで軟化されるように
なるようにすることを特徴としている。
従って本発明は、正常な運転中の温度から構造物の実質
的なそして慎重な冷却を行うための積極的な工程をとる
必要なく行うことができ、従って長い冷却及び再加熱期
間の必要を避け、従って耐火材料の収縮又は膨張により
生じつる問題を減じ又は避けることのできる耐火構造物
の修理方法を提供する。例えば形成される材料の膨張曲
線上の転移点を通って耐火構造物を冷却及び再加熱する
必要がないような方法で通常作業することができる。事
実耐火構造物の温度が高くなればなる程本発明の方法は
有効になる。この方法は、かなり高品質の耐火物のもの
であり、そして/又は高温ではあるがそれにも拘らず作
られる耐火物の品質の最高許容作業温度に関連してかな
り低い高温度である構造物を修理するのに容易に使用し
うる特別の利点を有する。
的なそして慎重な冷却を行うための積極的な工程をとる
必要なく行うことができ、従って長い冷却及び再加熱期
間の必要を避け、従って耐火材料の収縮又は膨張により
生じつる問題を減じ又は避けることのできる耐火構造物
の修理方法を提供する。例えば形成される材料の膨張曲
線上の転移点を通って耐火構造物を冷却及び再加熱する
必要がないような方法で通常作業することができる。事
実耐火構造物の温度が高くなればなる程本発明の方法は
有効になる。この方法は、かなり高品質の耐火物のもの
であり、そして/又は高温ではあるがそれにも拘らず作
られる耐火物の品質の最高許容作業温度に関連してかな
り低い高温度である構造物を修理するのに容易に使用し
うる特別の利点を有する。
修理方法は、種々の目的のための耐火構造物の一部を除
去するために簡単に利用できる。時には耐火構造物は、
浸蝕された材料を置換することによって簡単に補修を行
う代りに、更に耐火材料を除去して耐火物の新しいブロ
ックを置くための空間を作ることが経済的であるかさも
なくば望ましいように浸蝕されることがある。時には例
えば定着ブロックを嵌合するため耐火ブロック中に穴を
あける必要がある。時には耐火構造物のアーチブロック
をその設計した位置から引き下ろし、かかるブロックの
一部を除去し、構造物のプロフィルを直すことが必要で
ある。これらの方法は本発明による修理方法で実施でき
る、何故ならばフラックス剤が耐火構造物から除去され
る材料を歎くされた状態又は流体状態で保たれることを
可能にし、従って衝突流の作用の下でそれを除去するこ
とを可能にし、望ましからぬ冷却による構造物の最小の
破壊で可能にするからである。
去するために簡単に利用できる。時には耐火構造物は、
浸蝕された材料を置換することによって簡単に補修を行
う代りに、更に耐火材料を除去して耐火物の新しいブロ
ックを置くための空間を作ることが経済的であるかさも
なくば望ましいように浸蝕されることがある。時には例
えば定着ブロックを嵌合するため耐火ブロック中に穴を
あける必要がある。時には耐火構造物のアーチブロック
をその設計した位置から引き下ろし、かかるブロックの
一部を除去し、構造物のプロフィルを直すことが必要で
ある。これらの方法は本発明による修理方法で実施でき
る、何故ならばフラックス剤が耐火構造物から除去され
る材料を歎くされた状態又は流体状態で保たれることを
可能にし、従って衝突流の作用の下でそれを除去するこ
とを可能にし、望ましからぬ冷却による構造物の最小の
破壊で可能にするからである。
耐火構造物を本発明によって修理したとき、その構造物
の修理面は変性された組成のものである。これは軟化さ
れた材料の全部がその表面から除去されないためであり
、そしてその軟化された材料はフラックス剤を含む修理
作業中に射出された材料を含むためである。フラックス
剤の存在のため、その軟化された材料は、構造物の面に
存在しうる亀裂中に容易に流入し満たすことができる。
の修理面は変性された組成のものである。これは軟化さ
れた材料の全部がその表面から除去されないためであり
、そしてその軟化された材料はフラックス剤を含む修理
作業中に射出された材料を含むためである。フラックス
剤の存在のため、その軟化された材料は、構造物の面に
存在しうる亀裂中に容易に流入し満たすことができる。
これは、修理された面の団結性(integrity)
を改良する利点を有し、かかる亀裂間の構造物部分を、
それらが落下し去ることを少なくするように所定位置に
焼結させ、充満された亀裂は例えば高度に腐蝕性である
構造物内の雰囲気にもはや曝されることはない。
を改良する利点を有し、かかる亀裂間の構造物部分を、
それらが落下し去ることを少なくするように所定位置に
焼結させ、充満された亀裂は例えば高度に腐蝕性である
構造物内の雰囲気にもはや曝されることはない。
本発明の最も好ましい実施態様において、射出される混
合物中に存在するフラックス剤の種類及び割合は、耐火
構造物から除去される材料の溶融温度又は軟化温度が、
修理される構造物の耐火材料のそれより少なくとも20
0℃低くなるようにする。これは、作られる耐火物の品
質の最高許容作業温度に関連してかなり低い温度であり
、モして/又はかなり高品質の耐火物のものである構造
物を修理するためこの方法をより容易に使用することが
できるようにする利点を有する。修理作業中ブロックの
内部構造を保持するため、材料が除去されて行くブロッ
クの芯での材料と、除去される材料の軟化温度の間に大
きな差を有することが特に有利である。このことは、特
に耐火構造物のブロックの外面で作業するとき実際に作
業を容易にする。通常ブロックのその外面から内面へ向
って増大する温度勾配があるであろう、これは軟化温度
におけるかかる大きな差がなければ、その芯構造を保持
しながらかかるブロックの外側を修理することを困難に
する。
合物中に存在するフラックス剤の種類及び割合は、耐火
構造物から除去される材料の溶融温度又は軟化温度が、
修理される構造物の耐火材料のそれより少なくとも20
0℃低くなるようにする。これは、作られる耐火物の品
質の最高許容作業温度に関連してかなり低い温度であり
、モして/又はかなり高品質の耐火物のものである構造
物を修理するためこの方法をより容易に使用することが
できるようにする利点を有する。修理作業中ブロックの
内部構造を保持するため、材料が除去されて行くブロッ
クの芯での材料と、除去される材料の軟化温度の間に大
きな差を有することが特に有利である。このことは、特
に耐火構造物のブロックの外面で作業するとき実際に作
業を容易にする。通常ブロックのその外面から内面へ向
って増大する温度勾配があるであろう、これは軟化温度
におけるかかる大きな差がなければ、その芯構造を保持
しながらかかるブロックの外側を修理することを困難に
する。
有利には使用するフラックス剤は、前記耐火性酸化物粒
子の少なくとも幾つかの耐火材料用フラックス剤である
。これは、除去又は置換のため、軟化された状態又は流
体状態で耐火構造物から発生する材料及びこれらの粒子
から発生する材料を保持することを助ける。
子の少なくとも幾つかの耐火材料用フラックス剤である
。これは、除去又は置換のため、軟化された状態又は流
体状態で耐火構造物から発生する材料及びこれらの粒子
から発生する材料を保持することを助ける。
大量のフラックス剤を使用することは必要ない。フラッ
クス剤の最適量は、燃料の最適量と同様に、修理される
構造物の耐火度及びその温度によって決ることが見出さ
れた。又所望の結果を達成するために必要であるよりも
多くないフラックス剤を使用することが望ましい。従っ
て、射出される混合物中に、前記燃料粒子の重量の半分
より多くない重量割合でフラックス剤を存在させること
が好ましく、前記燃料粒子のそれの3分の1より多くな
い重量割合で存在させるのが好ましいことが見出された
。
クス剤の最適量は、燃料の最適量と同様に、修理される
構造物の耐火度及びその温度によって決ることが見出さ
れた。又所望の結果を達成するために必要であるよりも
多くないフラックス剤を使用することが望ましい。従っ
て、射出される混合物中に、前記燃料粒子の重量の半分
より多くない重量割合でフラックス剤を存在させること
が好ましく、前記燃料粒子のそれの3分の1より多くな
い重量割合で存在させるのが好ましいことが見出された
。
使用できる種々のフラックス剤があり、その幾つかは噴
射される耐火性酸化物粒子の組成及び修理される耐火構
造物の組成によって決る。本発明のある好ましい実施態
様において、前記フラックス剤は弗化物を含有する。例
えば多くの耐火性酸化物組成に対して弗化水素アンモニ
ウム及び弗化マグネシウムが有効なフラックス剤である
。別に又はそれに加えて、前記フラックス剤は、前記耐
火性酸化物粒子中に存在する酸化物を有する金属以外の
金属の化合物であることが好ましい。例えば成る種のア
ルミノケイ酸塩耐火物を用いて作業するときフラックス
剤として炭酸カルシウムを使用できる、そしてマグネシ
アを含有するもの以外の多くの耐火組成物を用いて作業
するときフラックス剤として炭酸マグネシウムを使用で
きる。−般の目的のためには、前記フラックス剤は少な
くとも1種のアルカリ金属塩を含有することが好ましい
。アルカリ金属塩は実質的に全ての耐火材料に対して良
好なフラックス剤である。費用の面からナトリウム塩の
使用が好ましい。フラックス剤として最も有効であるア
ルカリ金属塩の中には硼酸塩、硫酸塩、炭酸塩及びリン
酸塩から選択したものがある、従ってそれらの使用が好
ましい。
射される耐火性酸化物粒子の組成及び修理される耐火構
造物の組成によって決る。本発明のある好ましい実施態
様において、前記フラックス剤は弗化物を含有する。例
えば多くの耐火性酸化物組成に対して弗化水素アンモニ
ウム及び弗化マグネシウムが有効なフラックス剤である
。別に又はそれに加えて、前記フラックス剤は、前記耐
火性酸化物粒子中に存在する酸化物を有する金属以外の
金属の化合物であることが好ましい。例えば成る種のア
ルミノケイ酸塩耐火物を用いて作業するときフラックス
剤として炭酸カルシウムを使用できる、そしてマグネシ
アを含有するもの以外の多くの耐火組成物を用いて作業
するときフラックス剤として炭酸マグネシウムを使用で
きる。−般の目的のためには、前記フラックス剤は少な
くとも1種のアルカリ金属塩を含有することが好ましい
。アルカリ金属塩は実質的に全ての耐火材料に対して良
好なフラックス剤である。費用の面からナトリウム塩の
使用が好ましい。フラックス剤として最も有効であるア
ルカリ金属塩の中には硼酸塩、硫酸塩、炭酸塩及びリン
酸塩から選択したものがある、従ってそれらの使用が好
ましい。
粒状混合物の射出を容易にするため、及び所望の結果を
容易に達成させるため、フラックス剤の粒子の平均粒度
は前記耐火性酸化物粒子の平均粒度の半分ないし2倍で
あることが有利であり、好ましくはフラックス剤の粒子
の少なくとも50重量%が200μm未満の粒度を有す
るのが有利である。
容易に達成させるため、フラックス剤の粒子の平均粒度
は前記耐火性酸化物粒子の平均粒度の半分ないし2倍で
あることが有利であり、好ましくはフラックス剤の粒子
の少なくとも50重量%が200μm未満の粒度を有す
るのが有利である。
前述した如く、本発明の修理方法は耐火構造物をトリミ
ングするために、或いはその中に穴を切りとるために有
用である。しかしながらこの修理方法は一定の耐火物補
修方法における予備工程として行うとき特に利点を有し
、特に耐火構造物の正常の運転温度又はその近くの温度
でそれ自体実施できる方法としての修理方法として行う
とき特に有利であることを知るべきである。
ングするために、或いはその中に穴を切りとるために有
用である。しかしながらこの修理方法は一定の耐火物補
修方法における予備工程として行うとき特に利点を有し
、特に耐火構造物の正常の運転温度又はその近くの温度
でそれ自体実施できる方法としての修理方法として行う
とき特に有利であることを知るべきである。
一つのかかる補修方法はセラミック溶接として知られる
ようになって来た。この種の方法は英国特許筒1330
894号及びGB2.170.191Aとして公開にな
った英国特許出願に示されている。かかるセラミック溶
接法においては、耐火物粒子及び燃料粒子の混合物を酸
素と共に面に対して射出することによって凝着耐火物洗
体な面上に形成させる。使用する燃料粒子は、その組成
及び粒度がそれらが酸素と発熱的に反応して耐火性酸化
物の形成を生ぜしめ、射出された耐火物粒子の少なくと
も表面を溶融するの(こ必要な熱を放出するような粒子
である。
ようになって来た。この種の方法は英国特許筒1330
894号及びGB2.170.191Aとして公開にな
った英国特許出願に示されている。かかるセラミック溶
接法においては、耐火物粒子及び燃料粒子の混合物を酸
素と共に面に対して射出することによって凝着耐火物洗
体な面上に形成させる。使用する燃料粒子は、その組成
及び粒度がそれらが酸素と発熱的に反応して耐火性酸化
物の形成を生ぜしめ、射出された耐火物粒子の少なくと
も表面を溶融するの(こ必要な熱を放出するような粒子
である。
本発明はまた、酸化して1種以上の耐火性酸化物を形成
できる1種以上の元素の粒子(以後燃料粒子と称する)
及び耐火性酸化物粒子を含有する粒子の混合物を担持す
る燃焼性(comburent)ガス流を溶接位置に対
して射出することにより溶接位置で耐火構造物に接着し
た凝着耐火物塊体を形成し、燃料粒子を燃焼させて少な
くとも耐火性酸化物粒子の表面を軟化又は溶融させ、か
くして前記凝着耐火物塊体を前記構造物に接着形成させ
るセラミック溶接方法を提供し、これは予備処理工程に
おいて、溶接位置を前述した如き耐火物修理方法で修理
することを特徴としている。
できる1種以上の元素の粒子(以後燃料粒子と称する)
及び耐火性酸化物粒子を含有する粒子の混合物を担持す
る燃焼性(comburent)ガス流を溶接位置に対
して射出することにより溶接位置で耐火構造物に接着し
た凝着耐火物塊体を形成し、燃料粒子を燃焼させて少な
くとも耐火性酸化物粒子の表面を軟化又は溶融させ、か
くして前記凝着耐火物塊体を前記構造物に接着形成させ
るセラミック溶接方法を提供し、これは予備処理工程に
おいて、溶接位置を前述した如き耐火物修理方法で修理
することを特徴としている。
一般にキャリヤーガスとして例えば市販品質の酸素を用
い、酸素の高濃度の存在下に粒子を射出することが推奨
される。セラミック溶接反応帯域での非常に高い温度の
ため、耐火物粒子の充分な溶融又は軟化が達成でき、従
らて良好な耐火性を有する高度に凝着した耐火物塊体を
形成することができる。
い、酸素の高濃度の存在下に粒子を射出することが推奨
される。セラミック溶接反応帯域での非常に高い温度の
ため、耐火物粒子の充分な溶融又は軟化が達成でき、従
らて良好な耐火性を有する高度に凝着した耐火物塊体を
形成することができる。
セラミック溶接法の特別の利点は、それが実質的にその
正常の熱加工温度である間に耐火構造体についてそれら
を実施しうることにある。これは耐火物の熱収縮及び膨
張による問題をなくするので、補修される構造物の停止
時間を最小にできる明らかな利点を有する。耐火構造物
の作業温度近くの温度での溶接はまた形成される溶接の
品質にとっても利点を有する。溶接反応は構造物の表面
を軟化又は溶融することを可能にする傾向を有し、従っ
て処理される面と新たに形成される耐火性溶接塊体の間
に良好な接合を作る。
正常の熱加工温度である間に耐火構造体についてそれら
を実施しうることにある。これは耐火物の熱収縮及び膨
張による問題をなくするので、補修される構造物の停止
時間を最小にできる明らかな利点を有する。耐火構造物
の作業温度近くの温度での溶接はまた形成される溶接の
品質にとっても利点を有する。溶接反応は構造物の表面
を軟化又は溶融することを可能にする傾向を有し、従っ
て処理される面と新たに形成される耐火性溶接塊体の間
に良好な接合を作る。
ベース耐火構造物と溶接塊体の間に良好な接合を形成す
ることは通常可能であるが、一定の問題が生じつる、こ
れは本発明によるセラミック溶接法によって実質的に避
けられることが判った。これらの問題は二つの基本的な
原因の一つから生ずる:その一つは耐火構造物上の溶接
位置の温度であり、他の一つはベース構造物に接合し、
凝着耐火物溶接塊体な形成するのに必要な温度である。
ることは通常可能であるが、一定の問題が生じつる、こ
れは本発明によるセラミック溶接法によって実質的に避
けられることが判った。これらの問題は二つの基本的な
原因の一つから生ずる:その一つは耐火構造物上の溶接
位置の温度であり、他の一つはベース構造物に接合し、
凝着耐火物溶接塊体な形成するのに必要な温度である。
溶接位置の標準温度は、かなりの時間にわたって、セラ
ミック溶接スプレーをせずに、それを充分に軟化させる
ため(良好な接合に要求される如き)には耐火構造物に
とって低すぎるものであってもよい、この間スプレーさ
れた材料の多くが構造物から反撥(はね)し、捨てられ
るであろう。
ミック溶接スプレーをせずに、それを充分に軟化させる
ため(良好な接合に要求される如き)には耐火構造物に
とって低すぎるものであってもよい、この間スプレーさ
れた材料の多くが構造物から反撥(はね)し、捨てられ
るであろう。
溶接位置での低温にとって種々な可能な理由がある。通
常種々な場所で遭遇する作業温度によって決る多くの耐
火構造物の異なる部分に対して種々の組成及び品質の耐
火物が使用されることが思いつくであろう。しかしなが
ら時には、温度についての考慮から低級耐火物を使用す
るのが好適であることが期待される場所で高級耐火物が
使用される。広く行われる温度はかかる低級耐火物につ
いて強力に接着した溶接を形成するのに充分であるかも
知れないが、高級耐火物について良好な溶接を形成する
のには充分な高さではないかもしれない。この特別な例
として、ガラス溶融炉のドッグハウスアーチをあげる。
常種々な場所で遭遇する作業温度によって決る多くの耐
火構造物の異なる部分に対して種々の組成及び品質の耐
火物が使用されることが思いつくであろう。しかしなが
ら時には、温度についての考慮から低級耐火物を使用す
るのが好適であることが期待される場所で高級耐火物が
使用される。広く行われる温度はかかる低級耐火物につ
いて強力に接着した溶接を形成するのに充分であるかも
知れないが、高級耐火物について良好な溶接を形成する
のには充分な高さではないかもしれない。この特別な例
として、ガラス溶融炉のドッグハウスアーチをあげる。
作動しているガラス溶融炉のドッグハウスアーチで通常
広く用いられている温度は炉の他の場所で遭遇する温度
との関係において非常に高くないため、かなり低い品質
の耐火材料を使用することを考えるかも知れない。
広く用いられている温度は炉の他の場所で遭遇する温度
との関係において非常に高くないため、かなり低い品質
の耐火材料を使用することを考えるかも知れない。
しかしその領域での雰囲気はガラ不形成材料の溶融バッ
チから発生するナトリウム蒸気を多く含むため、従って
非常に腐蝕性であるため、ザック(Zac)として知ら
れている高級耐火物からドックハウスアーチな作るのが
普通である。
チから発生するナトリウム蒸気を多く含むため、従って
非常に腐蝕性であるため、ザック(Zac)として知ら
れている高級耐火物からドックハウスアーチな作るのが
普通である。
溶接位置での低温に対する別の理由は、単に溶接位置が
構造物の内側ではなくて外側にあることである。とれは
たとえどんな品質の耐火物が処理されるとしても問題を
生せしめる。
構造物の内側ではなくて外側にあることである。とれは
たとえどんな品質の耐火物が処理されるとしても問題を
生せしめる。
溶接を形成するのに要する温度も、特にかなり高級の組
成の耐火物の形成に関連して問題を生ぜしめる。問題は
、多くの場合において、溶接塊体と構造物の間の良好な
接合を達するため耐火構造物の軟化を確実にするため、
耐火構造物の表面は非常に高い温度になされなければな
らず、この温度は耐火材料の膨張曲線の転移点上にあり
、一方耐火物の作業温度はその転移点より下にあること
にある。この結果として、例えベース耐火物と新しく形
成された洗体が実質的に同じ化学組成を有しているとき
でさえも、溶接部がその形成温度からその作業温度まで
冷却したとき、新しく形成された耐火物塊体とベース耐
火物の間の接合を横切る収縮に差があるであろう。結果
として応力が残り、新しく形成された洗体が亀裂を形成
し、ベース耐火物からフレークとして落ちる。
成の耐火物の形成に関連して問題を生ぜしめる。問題は
、多くの場合において、溶接塊体と構造物の間の良好な
接合を達するため耐火構造物の軟化を確実にするため、
耐火構造物の表面は非常に高い温度になされなければな
らず、この温度は耐火材料の膨張曲線の転移点上にあり
、一方耐火物の作業温度はその転移点より下にあること
にある。この結果として、例えベース耐火物と新しく形
成された洗体が実質的に同じ化学組成を有しているとき
でさえも、溶接部がその形成温度からその作業温度まで
冷却したとき、新しく形成された耐火物塊体とベース耐
火物の間の接合を横切る収縮に差があるであろう。結果
として応力が残り、新しく形成された洗体が亀裂を形成
し、ベース耐火物からフレークとして落ちる。
本発明により修理された耐火構造物の表面は、軟化され
た材料の全部が修理される面から除去されるのでないた
め変性された組成のものである。
た材料の全部が修理される面から除去されるのでないた
め変性された組成のものである。
ベース耐火構造物に良く結合しているフラックス剤を含
有する耐火材料の薄い表皮層の存在が、その位置で更に
耐火物塊体を付着させるためセラミック溶接法を後で実
施することが望まれるときに特に有利でありうる。ベー
ス耐火物の新しい表皮層はフラックス剤を含有している
ため、それを軟化するためさほど強力にそれを加熱する
必要がなく、セラミック溶接反応によって軟化され、そ
の表面に対して衝突する耐火材料は、その面で材料とよ
り容易に混合でき、従ってベース構造物への耐火溶接環
体の接合を促進する結果をもたらす。
有する耐火材料の薄い表皮層の存在が、その位置で更に
耐火物塊体を付着させるためセラミック溶接法を後で実
施することが望まれるときに特に有利でありうる。ベー
ス耐火物の新しい表皮層はフラックス剤を含有している
ため、それを軟化するためさほど強力にそれを加熱する
必要がなく、セラミック溶接反応によって軟化され、そ
の表面に対して衝突する耐火材料は、その面で材料とよ
り容易に混合でき、従ってベース構造物への耐火溶接環
体の接合を促進する結果をもたらす。
又フラックス剤を新しく付着した溶接塊体中に分散させ
るようになる傾向があり、従ってそれは一般に低濃度で
あり、形成される構造物の耐火度について不利な効果が
小さいことが見出された。結果として表面/溶接塊体界
面でのフラックス含有率は予期したよりも少なく、良好
な結合を確実にし、それと同時にフラックス剤の使用に
よって予期される程の大きな耐火度の低下のない、元の
構造物と溶接洗体の間の転移帯域を達成することができ
る。事実転移帯域は非常に薄くすることができ、従って
構造物及び溶接の間の接合の品質は、新しい構造物の耐
火度の著しい低下なしに改良される。
るようになる傾向があり、従ってそれは一般に低濃度で
あり、形成される構造物の耐火度について不利な効果が
小さいことが見出された。結果として表面/溶接塊体界
面でのフラックス含有率は予期したよりも少なく、良好
な結合を確実にし、それと同時にフラックス剤の使用に
よって予期される程の大きな耐火度の低下のない、元の
構造物と溶接洗体の間の転移帯域を達成することができ
る。事実転移帯域は非常に薄くすることができ、従って
構造物及び溶接の間の接合の品質は、新しい構造物の耐
火度の著しい低下なしに改良される。
セラミック溶接混合物中にある量のフラックス剤を混入
することができることは勿論であるが、これは溶接洗体
の耐火度における結果としての低下を許容できない限り
好ましくない。これは別にして、耐火性修理混合物の耐
火物粒子及び/又は燃料粒子に関して後に詳述する如く
一つ以上の好ましい特長を有することは、セラミック溶
接工程で射出される粒子の混合物にとって有効でかつ好
都合であることが見出される。
することができることは勿論であるが、これは溶接洗体
の耐火度における結果としての低下を許容できない限り
好ましくない。これは別にして、耐火性修理混合物の耐
火物粒子及び/又は燃料粒子に関して後に詳述する如く
一つ以上の好ましい特長を有することは、セラミック溶
接工程で射出される粒子の混合物にとって有効でかつ好
都合であることが見出される。
事実セラミック溶接工程において、フラックス剤を除く
こと以外は、セラミック溶接工程において射出される粒
子の混合物にとって、耐火物修理工程節約に当って射出
される組成と実質的に同じ組成を有することが特に好都
合である。例えば耐火物修理工程で射出されるべき粒状
混合物を、セラミック溶接工程で使用されるべき量の混
合物に適切量のフラックス剤を単に加えることによって
作るとよい。
こと以外は、セラミック溶接工程において射出される粒
子の混合物にとって、耐火物修理工程節約に当って射出
される組成と実質的に同じ組成を有することが特に好都
合である。例えば耐火物修理工程で射出されるべき粒状
混合物を、セラミック溶接工程で使用されるべき量の混
合物に適切量のフラックス剤を単に加えることによって
作るとよい。
燃料粒子の粒度測定は、耐火構造物の修理中又はセラミ
ック溶接処理中の何れかで燃焼反応が生起する途中で非
常に重大な効果を有する。本発明者等は非常に微細に粒
子化された燃料粒子の使用をすることが望ましいことを
見出した。好ましくは前記燃料粒子の少なくとも50重
量%が50μm未満の粒度を有し、前記燃料粒子の少な
くとも80重量%が50μm未満の粒度な有するする・
のが有利である。前記燃料粒子の少なくとも50重量%
が30ALm未満の粒度を有することが好まじく、最良
の結果のためには、前記燃料粒子の少なくとも80重量
%が30LLm未満の粒度を有するのが好ましい。
ック溶接処理中の何れかで燃焼反応が生起する途中で非
常に重大な効果を有する。本発明者等は非常に微細に粒
子化された燃料粒子の使用をすることが望ましいことを
見出した。好ましくは前記燃料粒子の少なくとも50重
量%が50μm未満の粒度を有し、前記燃料粒子の少な
くとも80重量%が50μm未満の粒度な有するする・
のが有利である。前記燃料粒子の少なくとも50重量%
が30ALm未満の粒度を有することが好まじく、最良
の結果のためには、前記燃料粒子の少なくとも80重量
%が30LLm未満の粒度を有するのが好ましい。
マグネシウム及びジルコニウムを含む種々の元素が燃料
として使用できる、しかし前記燃料粒子はアルミニウム
及び/又はケイ素の粒子を含むことが好ましい、何故な
らこれらの元素は費用及び使用の安全及び容易性、そし
て効率の間に良好な折衷を与えるからである。アルミニ
ウム及びケイ素粒子の混合物を使用することが特に好ま
しく、アルミニウムよりケイ素が多いものが好ましい。
として使用できる、しかし前記燃料粒子はアルミニウム
及び/又はケイ素の粒子を含むことが好ましい、何故な
らこれらの元素は費用及び使用の安全及び容易性、そし
て効率の間に良好な折衷を与えるからである。アルミニ
ウム及びケイ素粒子の混合物を使用することが特に好ま
しく、アルミニウムよりケイ素が多いものが好ましい。
より容易に発火しうるアルミニウムは、ケイ素が燃焼し
、発生した合計の熱が意図する目的に対して充分である
ことができるよう反応帯域を保つ作用をする。
、発生した合計の熱が意図する目的に対して充分である
ことができるよう反応帯域を保つ作用をする。
粒状混合物中に混入すべき燃料粒子の最適量は作業条件
によって決る。一定の耐火物作動温度にとって一般によ
り多くの燃料を混入すればする程耐火物の品質は高くな
り望ましい。同様に、一定の耐火物にとって、より多く
の燃料を混入し、溶接位置又は修理位置での作業温度が
低いことが望ましい。状況によって、セラミック溶接の
ため使用する混合物中に存在するよりも僅かに大なる燃
料含有率を有することが修理のため使用する混合物にと
って望ましいであろう。一般に満足できる修理又はセラ
ミック溶接作業を達成するためには、30重量%以下の
量で射出される混合物中に燃料を混入することで充分で
あることが判った。
によって決る。一定の耐火物作動温度にとって一般によ
り多くの燃料を混入すればする程耐火物の品質は高くな
り望ましい。同様に、一定の耐火物にとって、より多く
の燃料を混入し、溶接位置又は修理位置での作業温度が
低いことが望ましい。状況によって、セラミック溶接の
ため使用する混合物中に存在するよりも僅かに大なる燃
料含有率を有することが修理のため使用する混合物にと
って望ましいであろう。一般に満足できる修理又はセラ
ミック溶接作業を達成するためには、30重量%以下の
量で射出される混合物中に燃料を混入することで充分で
あることが判った。
有利には前記燃料粒子は射出される粒子混合物の30重
量%を越えない割合で存在させる。これは燃料粒子が射
出混合物の最も高価な部分であることから、経済的に利
点を有する。又過剰量の燃料粒子の混入は、発生する反
応が最良の場合でも修理作業又は溶接作業の停止を、そ
して最悪の場合作業員に対する爆発の危険な生ぜしめる
射出装置に沿った伝ばん戻りを生ぜしめつる危険を不当
に増大させることがあることも判った。
量%を越えない割合で存在させる。これは燃料粒子が射
出混合物の最も高価な部分であることから、経済的に利
点を有する。又過剰量の燃料粒子の混入は、発生する反
応が最良の場合でも修理作業又は溶接作業の停止を、そ
して最悪の場合作業員に対する爆発の危険な生ぜしめる
射出装置に沿った伝ばん戻りを生ぜしめつる危険を不当
に増大させることがあることも判った。
有利には前記燃料粒子は射出粒子混合物の8重量%より
少なくない割合で存在させる。これは、修理又は溶接さ
れる位置で反応帯域が果たされなければならない時間と
混入されるべき燃料の量との間の満足できる妥協を表わ
す。勿論、低温、高品質耐火物に作用させるためにはよ
り多くの燃料を必要とし、高温で低品質耐火物について
作業するときには少ない燃料を必要とじうることは認め
られるであろう。
少なくない割合で存在させる。これは、修理又は溶接さ
れる位置で反応帯域が果たされなければならない時間と
混入されるべき燃料の量との間の満足できる妥協を表わ
す。勿論、低温、高品質耐火物に作用させるためにはよ
り多くの燃料を必要とし、高温で低品質耐火物について
作業するときには少ない燃料を必要とじうることは認め
られるであろう。
射出される混合物のための耐火酸化物粒子の選択は、修
理される耐火構造物の表面の改良及び溶接中形酸される
表面付着物の品質及び接着に効果を有する。耐火構造物
の表皮層又は溶接付着物とのその界面での異なる熱膨張
又は収縮によって遭遇することのある問題を減するため
、構造物の表面の組成は大きく変性すべきでないこと、
そして溶接付着物も広く類似した化学組成のものである
べきことが一般に望ましい。これはまた付着物と構造物
の間の化学的相容性も与える。表面の組成物と下に来る
耐火構造物の組成物との間の完全−致は明らかに、その
表面にフラックス剤が混入するため得られない。それに
も拘らず、接着と相溶性を促進するため、前記耐火酸化
物粒子は耐火構造物の少なくとも主たる構成成分の粒子
を含有するのが好ましい。
理される耐火構造物の表面の改良及び溶接中形酸される
表面付着物の品質及び接着に効果を有する。耐火構造物
の表皮層又は溶接付着物とのその界面での異なる熱膨張
又は収縮によって遭遇することのある問題を減するため
、構造物の表面の組成は大きく変性すべきでないこと、
そして溶接付着物も広く類似した化学組成のものである
べきことが一般に望ましい。これはまた付着物と構造物
の間の化学的相容性も与える。表面の組成物と下に来る
耐火構造物の組成物との間の完全−致は明らかに、その
表面にフラックス剤が混入するため得られない。それに
も拘らず、接着と相溶性を促進するため、前記耐火酸化
物粒子は耐火構造物の少なくとも主たる構成成分の粒子
を含有するのが好ましい。
本発明の何れかの目的に従った方法の好ましい実施態様
において、前記耐火物粒子はアルミニウム、クロム、マ
グネシウム、ケイ素、及びジルコニウムの少なくとも1
種の酸化物から選択する。
において、前記耐火物粒子はアルミニウム、クロム、マ
グネシウム、ケイ素、及びジルコニウムの少なくとも1
種の酸化物から選択する。
有利には、前記耐火酸化物粒子は射出される粒子混合物
の75重量%より少なくない割合で存在させる。驚いた
ことに、一方で耐火構造物から耐火材料を除去する方法
であるために、そして他方において同じ耐火構造物上に
耐火材料を付着させる方法であるために、使用すべき混
合物中に混入するために同じ大量の酸化物粒子を意図す
べきである。それにも拘らずこれが真実である。かかる
量の耐火酸化物の混入は、修理又は溶接反応の逆方向へ
の伝播の危険を減する有利性を有する、何故なら使用し
た一定量の燃料にとって、それは反応伝播速度を減する
傾向があるからである。
の75重量%より少なくない割合で存在させる。驚いた
ことに、一方で耐火構造物から耐火材料を除去する方法
であるために、そして他方において同じ耐火構造物上に
耐火材料を付着させる方法であるために、使用すべき混
合物中に混入するために同じ大量の酸化物粒子を意図す
べきである。それにも拘らずこれが真実である。かかる
量の耐火酸化物の混入は、修理又は溶接反応の逆方向へ
の伝播の危険を減する有利性を有する、何故なら使用し
た一定量の燃料にとって、それは反応伝播速度を減する
傾向があるからである。
本発明はここに定義した如き耐火物修理方法に使用する
のに好適な粒状組成物に及ぶ、従って耐火構造物を修理
する方法に使用するのに好適な粒状組成物を含み、この
組成物は、酸化して耐火酸化物を形成できる少なくとも
1種の粒子(以後「燃料粒子」と称する)及び耐火酸化
物粒子を含有し、前記混合物には更にフラックス剤とし
てアルカリ金属塩を混入し、そのフラックス作用は、混
合物を燃焼ガス流中に射出し、燃料粒子が燃焼したとき
、衝突流の機械的作用の下で構造物がその材料の除去又
は置換によって修理されるような程度に耐火構造物が軟
化されるようになるようにする。
のに好適な粒状組成物に及ぶ、従って耐火構造物を修理
する方法に使用するのに好適な粒状組成物を含み、この
組成物は、酸化して耐火酸化物を形成できる少なくとも
1種の粒子(以後「燃料粒子」と称する)及び耐火酸化
物粒子を含有し、前記混合物には更にフラックス剤とし
てアルカリ金属塩を混入し、そのフラックス作用は、混
合物を燃焼ガス流中に射出し、燃料粒子が燃焼したとき
、衝突流の機械的作用の下で構造物がその材料の除去又
は置換によって修理されるような程度に耐火構造物が軟
化されるようになるようにする。
かかる組成物は耐火物修理方法、例えば前述した如き方
法で使用するとき非常に有用かつ有効である。
法で使用するとき非常に有用かつ有効である。
前述した如く、燃料粒子の粒度測定は燃焼反応が生起す
る途中で非常に重要な効果を有する。好ましくは前記燃
料粒子の少なくとも50重量%が50μm未満の粒度を
有し、有利には前記燃料粒子の少なくとも80重量%が
50LLm未満の粒度を有する。前記燃料粒子の少なく
とも50重量%が30μm未満の粒度を有し、最良の結
果のためには前記燃料粒子の少なくとも80重量%が3
゜μm未満の粒度を有することが好ましい。
る途中で非常に重要な効果を有する。好ましくは前記燃
料粒子の少なくとも50重量%が50μm未満の粒度を
有し、有利には前記燃料粒子の少なくとも80重量%が
50LLm未満の粒度を有する。前記燃料粒子の少なく
とも50重量%が30μm未満の粒度を有し、最良の結
果のためには前記燃料粒子の少なくとも80重量%が3
゜μm未満の粒度を有することが好ましい。
マグネシウム及びジルコニウムを含む種々の元素が燃料
として使用できるが、前記燃料粒子はアルミニウム及び
/又はケイ素の粒子を含有するのが好ましい、何故なら
これらの元素は費用、使用の容易性及び効率の間の良好
な折衷を与えるからである。特にアルミニウム及びケイ
素粒子の混合物を使用するのが好ましく、アルミニウム
よりケイ素を多く含むものが好ましい。より容易に点火
するナルミニラムは、ケイ素が燃焼し、発生した合計の
熱が意図する目的のために充分でありうるように反応帯
域を保つ作用をする。
として使用できるが、前記燃料粒子はアルミニウム及び
/又はケイ素の粒子を含有するのが好ましい、何故なら
これらの元素は費用、使用の容易性及び効率の間の良好
な折衷を与えるからである。特にアルミニウム及びケイ
素粒子の混合物を使用するのが好ましく、アルミニウム
よりケイ素を多く含むものが好ましい。より容易に点火
するナルミニラムは、ケイ素が燃焼し、発生した合計の
熱が意図する目的のために充分でありうるように反応帯
域を保つ作用をする。
粒状混合物中に混入すべき燃料粒子の最適量はそれが使
用される作業条件によって決るであろう。一般に満足で
きる修理作業を達成するためには、射出される混合物中
に燃料を30重量%以下の量で混入すると充分であるこ
とが判った。好ましくは前記燃料粒子は、射出される粒
子混合物の30重量%を超えない割合で存在させる。こ
れは燃料粒子が射出混合物の最も高価な部分であること
から経済的利点を有する。また過剰量の燃料粒子の混入
は、使用に当って発生する修理反応が射出装置に沿って
後へ伝播する危険を不当に増大することがあること力1
判った。
用される作業条件によって決るであろう。一般に満足で
きる修理作業を達成するためには、射出される混合物中
に燃料を30重量%以下の量で混入すると充分であるこ
とが判った。好ましくは前記燃料粒子は、射出される粒
子混合物の30重量%を超えない割合で存在させる。こ
れは燃料粒子が射出混合物の最も高価な部分であること
から経済的利点を有する。また過剰量の燃料粒子の混入
は、使用に当って発生する修理反応が射出装置に沿って
後へ伝播する危険を不当に増大することがあること力1
判った。
有利には前記燃料粒子は射出される粒子混合物の8重量
%より少なくない割合で存在させる。これは修理反応帯
域を修理される場所にわたって果さなければならない時
間と混入すべき燃料の量の間の満足できる妥協を表わす
。低温で高品質耐火物に作用するためにはより多くの燃
料が要求され、高温、低品質耐火物に作用するときには
少ない燃料が要求されうることは勿論認められるであろ
う。
%より少なくない割合で存在させる。これは修理反応帯
域を修理される場所にわたって果さなければならない時
間と混入すべき燃料の量の間の満足できる妥協を表わす
。低温で高品質耐火物に作用するためにはより多くの燃
料が要求され、高温、低品質耐火物に作用するときには
少ない燃料が要求されうることは勿論認められるであろ
う。
有利には前記耐火酸化物粒子は、射出粒子混合物の75
重量%より少なくない割合で存在させる。驚いたことに
、かかる多い量の酸化物粒子は本質において耐火構造物
から耐火材料を除く方法のために使用すべき混合物に混
入するために意図すべきである。これはそれにも拘らず
その通りである。使用する耐火物粒子は修理される位置
での成る種の摩耗を有し、従って修理工程を速くするよ
うである。勿論射出される耐火酸化物粒子の幾らかは軟
化され又は溶融されるようになり、従ってそれらは耐火
構造物の表面から置換される材料で合体する、そしてそ
れらは全体的には除去されず、従ってそれらは修理され
る耐火物上の表皮層付着を形成する。
重量%より少なくない割合で存在させる。驚いたことに
、かかる多い量の酸化物粒子は本質において耐火構造物
から耐火材料を除く方法のために使用すべき混合物に混
入するために意図すべきである。これはそれにも拘らず
その通りである。使用する耐火物粒子は修理される位置
での成る種の摩耗を有し、従って修理工程を速くするよ
うである。勿論射出される耐火酸化物粒子の幾らかは軟
化され又は溶融されるようになり、従ってそれらは耐火
構造物の表面から置換される材料で合体する、そしてそ
れらは全体的には除去されず、従ってそれらは修理され
る耐火物上の表皮層付着を形成する。
射出される混合物のための耐火酸化物粒子の選択は、修
理された耐火構造物上に残る変性された表皮層の品質及
び接着に効果を有する。耐火構造物と付着物の差のある
熱膨張及び収縮によって遭遇することのある問題を減す
るため、一般に付着物及び構造物は広く類似した化学的
組成を有することが望ましい。これはまた付着物と構造
物との間の化学的相溶性を与える。明らかに表面付着物
と耐火構造物の組成間に完全な一致性は得られない、何
故ならば付着物中にはフラックス剤が混入するためであ
る。本発明の粒状組成物は種々の組成の耐火構造物の修
理のために使用できる、そして前記耐火物粒子は、アル
ミニウム、クロム、マグネシウム、ケイ素及びジルコニ
ウムの少なくとも1種の酸化物から選択するのが好まし
い。
理された耐火構造物上に残る変性された表皮層の品質及
び接着に効果を有する。耐火構造物と付着物の差のある
熱膨張及び収縮によって遭遇することのある問題を減す
るため、一般に付着物及び構造物は広く類似した化学的
組成を有することが望ましい。これはまた付着物と構造
物との間の化学的相溶性を与える。明らかに表面付着物
と耐火構造物の組成間に完全な一致性は得られない、何
故ならば付着物中にはフラックス剤が混入するためであ
る。本発明の粒状組成物は種々の組成の耐火構造物の修
理のために使用できる、そして前記耐火物粒子は、アル
ミニウム、クロム、マグネシウム、ケイ素及びジルコニ
ウムの少なくとも1種の酸化物から選択するのが好まし
い。
多量のフラックス剤を使用することは必要ない、フラッ
クス剤の最適量は、燃料の最適量の如く、修理される構
造物の耐火度及びその温度によって決ることが見出され
た。また必要なだけの少ないフラックス剤を使用するこ
とが望ましい。従って本発明者等は、前記燃料粒子の割
合の半分より多くない割合で、好ましくは前記燃料粒子
の割合の3分の1より多くない割合で射出される混合物
中にフラックス剤を存在させることが好ましいことを見
出した。
クス剤の最適量は、燃料の最適量の如く、修理される構
造物の耐火度及びその温度によって決ることが見出され
た。また必要なだけの少ないフラックス剤を使用するこ
とが望ましい。従って本発明者等は、前記燃料粒子の割
合の半分より多くない割合で、好ましくは前記燃料粒子
の割合の3分の1より多くない割合で射出される混合物
中にフラックス剤を存在させることが好ましいことを見
出した。
使用しうる種々のフラックス剤がある。本発明の幾つか
の好ましい実施態様において、前記フラックス剤は弗化
物を含有する。或いは、又それに加えて、かかるフラッ
クス剤はアルカリ金属塩を含有するとよい。アルカリ金
属塩の中でも、費用の理由のため、ナトリウム塩の使用
が好ましい。
の好ましい実施態様において、前記フラックス剤は弗化
物を含有する。或いは、又それに加えて、かかるフラッ
クス剤はアルカリ金属塩を含有するとよい。アルカリ金
属塩の中でも、費用の理由のため、ナトリウム塩の使用
が好ましい。
フラックス剤として最も有効であるアルカリ金属塩の中
には、硼酸塩、硫酸塩、炭酸塩及びリン酸塩から選択し
たものがあり、従ってそれらの使用が好ましい。
には、硼酸塩、硫酸塩、炭酸塩及びリン酸塩から選択し
たものがあり、従ってそれらの使用が好ましい。
粒状混合物の射出の容易さ、及び所望の結果を促進する
ため、フラックス剤の粒子の平均の粒度は前記耐火酸化
物粒子の平均粒度の半分と2倍の間にあるのが有利であ
り、フラックス剤の粒子の少なくとも50重量%が20
0LLm未満の粒度を有するのが好ましい。
ため、フラックス剤の粒子の平均の粒度は前記耐火酸化
物粒子の平均粒度の半分と2倍の間にあるのが有利であ
り、フラックス剤の粒子の少なくとも50重量%が20
0LLm未満の粒度を有するのが好ましい。
本発明の好ましい実施態様を実施例によって更に詳細に
説明する。
説明する。
下記記載において、粒子の混合物を射出するために使用
した装置は全ての場合において英国特許筒133089
4号に記載されている如き装置であった。
した装置は全ての場合において英国特許筒133089
4号に記載されている如き装置であった。
実施例 1
ガラス溶融炉において、ザック(Zac)耐火材料のブ
ロックがずれるようになり、炉中に落下する危険があっ
た。このザック耐火物は重量で10〜15%のシリカ、
40〜55%のアルミナ及び30〜45%のジルコニア
の大体の組成を有していた。そのブロックをムライトか
ら形成された隣りのブロックにとりつけることが望まれ
た。炉のその部分での壁の正常作業温度は僅かにs o
o 0cより低かった。ザックブロックを固定するた
め、ムライトブロック中に定着溝を切りとること、及び
その定着溝をセラミック溶接によって形成された耐火物
洗体で満すことが決定された。ザックブロックの特別な
形のため、ブロック中に定着溝を切ることは必要がなく
なった。
ロックがずれるようになり、炉中に落下する危険があっ
た。このザック耐火物は重量で10〜15%のシリカ、
40〜55%のアルミナ及び30〜45%のジルコニア
の大体の組成を有していた。そのブロックをムライトか
ら形成された隣りのブロックにとりつけることが望まれ
た。炉のその部分での壁の正常作業温度は僅かにs o
o 0cより低かった。ザックブロックを固定するた
め、ムライトブロック中に定着溝を切りとること、及び
その定着溝をセラミック溶接によって形成された耐火物
洗体で満すことが決定された。ザックブロックの特別な
形のため、ブロック中に定着溝を切ることは必要がなく
なった。
下記の如く(重量部)、粒子の混合物であるセラミック
溶接組成物を作った。
溶接組成物を作った。
Si 11
安定化ジルコニア 30
α−アルミナ(コランダム)45(合計95)ケイ素及
びアルミニウム燃料粒子は45μm未満の公称最大粒度
を有していた。ケイ素の平均粒度は6μmであった。「
平均粒度」なる語は粒子の質量の50%がその平均より
小さい大きさを有することを意味するために使用する。
びアルミニウム燃料粒子は45μm未満の公称最大粒度
を有していた。ケイ素の平均粒度は6μmであった。「
平均粒度」なる語は粒子の質量の50%がその平均より
小さい大きさを有することを意味するために使用する。
アルミニウムの平均粒度は5μmであった。ジルコニア
の平均粒度は150μmであり、アルミナの粒度は10
0μmであった。
の平均粒度は150μmであり、アルミナの粒度は10
0μmであった。
このセラミック溶接粉末組成物を二つの部分に分け、そ
の一つの部分に、フラックス剤として炭酸ナトリウムを
加え、その量はその部分が炭酸ナトリウム5重量%を含
有するような量とした。これは修理粉末組成物を形成す
るためにした。炭酸ナトリウムの平均粒度はジルコニア
のそれと同様であった。
の一つの部分に、フラックス剤として炭酸ナトリウムを
加え、その量はその部分が炭酸ナトリウム5重量%を含
有するような量とした。これは修理粉末組成物を形成す
るためにした。炭酸ナトリウムの平均粒度はジルコニア
のそれと同様であった。
修理粉末組成物は、英国特許筒1330894号に記載
されている如きランスを用い、市販品質の酸素流で修理
すべきブロックに対して射出した。フラックス剤の存在
により、そしてムライト耐火物のかなり低い作業温度に
も拘らず、ムライトブロックから材料を、定着溝を形成
するため非常に急速に除去できたことが判った。
されている如きランスを用い、市販品質の酸素流で修理
すべきブロックに対して射出した。フラックス剤の存在
により、そしてムライト耐火物のかなり低い作業温度に
も拘らず、ムライトブロックから材料を、定着溝を形成
するため非常に急速に除去できたことが判った。
切込みの所望の深さに達したとき、ランスに供給する粉
末混合物を前述したセラミック溶接粉末組成物に変えた
。これは修理のため使用した組成物とフラックス剤を除
いたこと以外は同じ組成であったことは勿論である。フ
ラックス剤の不存在で、耐火構造物からそれ以上材料を
除くことは非常に困難であることが判った。これとは反
対に、ザックブロックのそれ以上のずれを防ぐキーを形
成し、強力に接着した凝着溶接環体が付着した。
末混合物を前述したセラミック溶接粉末組成物に変えた
。これは修理のため使用した組成物とフラックス剤を除
いたこと以外は同じ組成であったことは勿論である。フ
ラックス剤の不存在で、耐火構造物からそれ以上材料を
除くことは非常に困難であることが判った。これとは反
対に、ザックブロックのそれ以上のずれを防ぐキーを形
成し、強力に接着した凝着溶接環体が付着した。
かかる強力接着溶接洗体が形成されることの容易さは、
作業位置でのかなり低い周囲温度及びその溶接洗体の耐
火物組成のかなり高い品質を考えると非常に驚いた。こ
の強力接着は、先の修理作業から残ったフラックス剤を
含有し、溶接作業中ブロックと溶接洗体の間の転移層に
転換され、その間の結合を促進するようになった溶接洗
体とムライトブロックの間の薄い表皮層の存在に一部起
因していた。
作業位置でのかなり低い周囲温度及びその溶接洗体の耐
火物組成のかなり高い品質を考えると非常に驚いた。こ
の強力接着は、先の修理作業から残ったフラックス剤を
含有し、溶接作業中ブロックと溶接洗体の間の転移層に
転換され、その間の結合を促進するようになった溶接洗
体とムライトブロックの間の薄い表皮層の存在に一部起
因していた。
改変例において、溶接環体キーとザックブロックの間の
結合はフラックス材料を含有する表皮層を形成するため
のブロック上の先行修理作業によって促進された。
結合はフラックス材料を含有する表皮層を形成するため
のブロック上の先行修理作業によって促進された。
全体としての修理及び補修作業は容易にかつ極めて迅速
に行うことができ、実質的に炉の生産損失は実質的にな
かった。
に行うことができ、実質的に炉の生産損失は実質的にな
かった。
改変例において、セラミック溶接工程で使用した粉末組
成物のその部分を更に5重量部のコランダムを追加した
。
成物のその部分を更に5重量部のコランダムを追加した
。
実施例 2
ガラス溶融炉のドッグハウスアーチの外面を形成するザ
ックブロックに亀裂が発現し、これらのザックブロック
の一部が剥落した。補修するため、アーチの残存面を先
ず実施例1に記載した如き修理混合物を用いて修理した
。・この修理法は、主として射出された耐火物粒子によ
る機械的作用によってゆるんだ材料の軟化とそのアーチ
からの除去を生ぜしめた、そしてその流動性のため、残
っている亀裂中に侵入し実質的に満すことのできたフラ
ックス剤を含有する表皮層の形成も生ぜしめた。この表
皮層は、続いて付着したセラミック溶接環体と修理した
アーチ構造物の間の結合な促進するのに非常に有効であ
った。
ックブロックに亀裂が発現し、これらのザックブロック
の一部が剥落した。補修するため、アーチの残存面を先
ず実施例1に記載した如き修理混合物を用いて修理した
。・この修理法は、主として射出された耐火物粒子によ
る機械的作用によってゆるんだ材料の軟化とそのアーチ
からの除去を生ぜしめた、そしてその流動性のため、残
っている亀裂中に侵入し実質的に満すことのできたフラ
ックス剤を含有する表皮層の形成も生ぜしめた。この表
皮層は、続いて付着したセラミック溶接環体と修理した
アーチ構造物の間の結合な促進するのに非常に有効であ
った。
セラミック溶接環体は次の如く作った粉末組成物を射出
することによって形成した: 重量で87%のシリカ、12%のケイ素及び1%のアル
ミニウムを含有する第1混合物「混合物A」を作った。
することによって形成した: 重量で87%のシリカ、12%のケイ素及び1%のアル
ミニウムを含有する第1混合物「混合物A」を作った。
ケイ素及びアルミニウムは実施例1に記載した各粒度を
有し、シリカは約450μmの平均粒度を有していた。
有し、シリカは約450μmの平均粒度を有していた。
重量で45%のコランダム、43%の安定化ジルコニア
、8%のケイ素及び4%のアルミニウムを含有する第2
混合物「混合物B」を作った。これらの材料はそれぞれ
実施例1に記載した粒度を有していた。
、8%のケイ素及び4%のアルミニウムを含有する第2
混合物「混合物B」を作った。これらの材料はそれぞれ
実施例1に記載した粒度を有していた。
これらの二つの混合物A及びBをそれ自体重量で等しい
割合で混合し、セラミック溶接粉末組成物を形成した、
これを修理したドッグハウスアーチ上に補修溶接洗体な
形成するために射出した。
割合で混合し、セラミック溶接粉末組成物を形成した、
これを修理したドッグハウスアーチ上に補修溶接洗体な
形成するために射出した。
形成された溶接洗体は、修理されたザックブロックに非
常に良く接着していることが判った。
常に良く接着していることが判った。
試験に当って、実施例1のセラミック溶接混合物、即ち
フラックス剤を加えない本実施例で使用した修理混合物
に等しい組成であるセラミック溶接混合物は、ドッグハ
ウスアーチ構造物のザックブロックの先行修理にとって
非常に低い効率のものであることが判った、そしてまた
そのフラックス無しの混合物を用いて処理したブロック
上に直接その位置で補修溶接洗体な形成することはかな
り難しいことも判った。これはこれらのブロックのかな
り低い作業温度及びそれらの非常に高い耐火物品質に起
因した。これらの両要因は一緒になって、付着した溶接
洗体とベース耐火構造物の間に最良の接着を達成させる
のに必要であるようなブロックの表面の軟化の妨害とな
る。他方において修理されるブロックと溶接洗体の間の
すぐれた接着は、少なくとも一部において、修理作業に
よるフラックス剤をかなり多く含む表皮層の存在に起因
する、この表皮層は従ってより容易に軟化する。驚いた
ことに、この表皮層の存在による中間層は予期した程、
形成された補修の耐火度にとって有害でなかった。その
表皮層の組成は、溶接洗体の付着中変性され、フラック
ス剤が耐火構造物中により広く分散するようになり、従
って仕上げられた補修中で、フラックスの濃度は、それ
が混入された耐火材料の軟化点に著しい不利な効果を有
しない程減少せしめられる結果をもたらすと信ぜられる
。
フラックス剤を加えない本実施例で使用した修理混合物
に等しい組成であるセラミック溶接混合物は、ドッグハ
ウスアーチ構造物のザックブロックの先行修理にとって
非常に低い効率のものであることが判った、そしてまた
そのフラックス無しの混合物を用いて処理したブロック
上に直接その位置で補修溶接洗体な形成することはかな
り難しいことも判った。これはこれらのブロックのかな
り低い作業温度及びそれらの非常に高い耐火物品質に起
因した。これらの両要因は一緒になって、付着した溶接
洗体とベース耐火構造物の間に最良の接着を達成させる
のに必要であるようなブロックの表面の軟化の妨害とな
る。他方において修理されるブロックと溶接洗体の間の
すぐれた接着は、少なくとも一部において、修理作業に
よるフラックス剤をかなり多く含む表皮層の存在に起因
する、この表皮層は従ってより容易に軟化する。驚いた
ことに、この表皮層の存在による中間層は予期した程、
形成された補修の耐火度にとって有害でなかった。その
表皮層の組成は、溶接洗体の付着中変性され、フラック
ス剤が耐火構造物中により広く分散するようになり、従
って仕上げられた補修中で、フラックスの濃度は、それ
が混入された耐火材料の軟化点に著しい不利な効果を有
しない程減少せしめられる結果をもたらすと信ぜられる
。
実施例 3
正常の壁温度が約450℃である炉の外面のシリカブロ
ック中に亀裂が拡がり、構造物の一部が剥落した。
ック中に亀裂が拡がり、構造物の一部が剥落した。
このような欠陥は従来より知られている方法によって補
修することは非常に困難である。その場所は既知の湿式
セメント法にとっては熱すぎ、従来より知られているセ
ラミック溶接法にとっては冷たすぎた。
修することは非常に困難である。その場所は既知の湿式
セメント法にとっては熱すぎ、従来より知られているセ
ラミック溶接法にとっては冷たすぎた。
補修を行うため、補修位置の周囲の壁部域を絶縁し、か
くして補修位置は約750℃の温度に加熱されるように
なった。補修位置はランスを通して耐火修理粉末を射出
することによって修理した、補修はセラミック溶接によ
って完了した。
くして補修位置は約750℃の温度に加熱されるように
なった。補修位置はランスを通して耐火修理粉末を射出
することによって修理した、補修はセラミック溶接によ
って完了した。
射出された混合物中に存在するフラックス剤の種類及び
割合によって、補修位置から除去される− 材料の軟
化温度は、耐火ブロックが形成されるシリカのそれより
も200’C以上低かった。これはブロックの内部芯構
造を乱すことなくこれらのブロックからの材料の除去を
容易にする。
割合によって、補修位置から除去される− 材料の軟
化温度は、耐火ブロックが形成されるシリカのそれより
も200’C以上低かった。これはブロックの内部芯構
造を乱すことなくこれらのブロックからの材料の除去を
容易にする。
セラミック溶接粉末を形成するため、実施例2の混合物
Aに更に3部のアルミニウムを追加し、これに更にフラ
ックス剤として5部の炭酸ナトリウムを追加し、耐火修
理粉末を形成した。
Aに更に3部のアルミニウムを追加し、これに更にフラ
ックス剤として5部の炭酸ナトリウムを追加し、耐火修
理粉末を形成した。
補修位置のかなりの低い温度のため追加の燃料を用いた
。
。
実施例 4
下記のものは本発明方法によりアルミナ質耐火構造物を
修理するに当って使用するのに好適な本発明・による粉
末混合物である。
修理するに当って使用するのに好適な本発明・による粉
末混合物である。
Si 11八β
9 炭酸ナトリウム 5 α−アルミナ(コランダム)75 上記割合は重量によるもので、各成分はそれぞれ実施例
1に特記した粒度な有する。
9 炭酸ナトリウム 5 α−アルミナ(コランダム)75 上記割合は重量によるもので、各成分はそれぞれ実施例
1に特記した粒度な有する。
同じ混合物、フラックス剤無し、及び所望により少ない
金属燃料を用いて、本発明による続いてのセラミック溶
接法に使用するのに好適である。
金属燃料を用いて、本発明による続いてのセラミック溶
接法に使用するのに好適である。
本発明による改変修理法において、フラックス剤として
炭酸ナトリウムを炭酸カルシウム又は炭酸マグネシウム
で置換できる。
炭酸ナトリウムを炭酸カルシウム又は炭酸マグネシウム
で置換できる。
本発明による別の改変法及び組成物においては、炭酸ナ
トリウムフラックス剤を硼酸ナトリウム、硫酸ナトリウ
ム又はリン酸ナトリウムで置換される。
トリウムフラックス剤を硼酸ナトリウム、硫酸ナトリウ
ム又はリン酸ナトリウムで置換される。
本発明による別の改変法及び組成物においては、粉末混
合物を処理される耐火構造物の組成を考慮に入れて変性
する。
合物を処理される耐火構造物の組成を考慮に入れて変性
する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、酸化して1種以上の耐火酸化物を形成しうる1種以
上の元素の粒子(以後燃料粒子と称する)及び耐火酸化
物粒子を含有する粒子の混合物を担持する燃焼性ガス流
を修理すべき位置に対して射出し、燃料粒子を燃焼せし
め、前記混合物には更にフラックス剤を混入し、そのフ
ラックス作用が、燃料粒子の燃焼によって放出される熱
の下で耐火構造物が衝突流の機械的作用下にその材料を
除去又は置換することによつて修理されるようになる程
度に耐火構造物が軟化されるようになるようにすること
を特徴とする耐火構造物の修理方法。 2、射出混合物中に存在するフラックス剤の種類及び割
合が、耐火構造物から除去される材料の溶融温度又は軟
化温度が、修理される構造物の耐火材料のそれより少な
くとも200℃低いようにする請求項1記載の耐火物修
理方法。 3、使用するフラックス剤が、耐火酸化物粒子の少なく
とも幾つかの耐火材料のためのフラックス剤である請求
項1又は2記載の耐火物修理方法。 4、フラックス剤が、燃料粒子の重量割合の半分より多
くない重量割合で射出混合物中に存在する請求項1〜3
の何れかに記載の耐火物修理方法。 5、フラックス剤が、燃料粒子の重量割合の3分の1よ
り多くない重量割合で射出混合物中に存在する請求項4
記載の耐火物修理方法。 6、フラックス剤が弗化物を含む請求項1〜5の何れか
に記載の耐火物修理方法。 7、フラックス剤が耐火酸化物粒子中に存在する酸化物
の金属以外の金属の化合物である請求項1〜6の何れか
に記載の耐火物修理方法。 8、フラックス剤が少なくとも1種のアルカリ金属塩を
含有する請求項7記載の耐火物修理方法。 9、フラックス剤が少なくとも1種のナトリウム塩であ
る請求項8記載の耐火物修理方法。 10、フラックス剤が、硼酸塩、硫酸塩、炭酸塩及びリ
ン酸塩から選択した少なくとも1種のアルカリ金属塩を
含有する請求項8又は9記載の耐火物修理方法。 11、フラックス剤の粒子の平均粒度が耐火酸化物粒子
の平均粒度の半分と2倍の間にある請求項1〜10の何
れかに記載の耐火物修理方法。 12、フラックス剤の粒子の少なくとも50重量%が2
00μm未満の粒度を有する請求項1〜11の何れかに
記載の耐火物修理方法。 13、燃料粒子の少なくとも50重量%が50μm未満
の粒度を有する請求項1〜12の何れかに記載の耐火物
修理方法。 14、燃料粒子の少なくとも80重量%が50μm未満
の粒度を有する請求項13記載の耐火物修理方法。 15、燃料粒子がアルミニウム及び/又はケイ素の粒子
を含有する請求項1〜14の何れかに記載の耐火物修理
方法。 16、燃料粒子が射出粒子混合物の30重量%を越えな
い割合で存在する請求項1〜15の何れかに記載の耐火
物修理方法。 17、燃料粒子が射出粒子混合物の8重量%より少なく
ない割合で存在する請求項1〜16の何れかに記載の耐
火物修理方法。 18、耐火酸化物粒子が射出粒子混合物の75重量%よ
り少なくない割合で存在する請求項1〜17の何れかに
記載の耐火物修理方法。 19、耐火物粒子を、アルミニウム、クロム、マグネシ
ウム、ケイ素及びジルコニウムの少なくとも1種の酸化
物から選択する請求項1〜18の何れかに記載の耐火物
修理方法。 20、酸化して1種以上の耐火酸化物を形成しうる1種
以上の元素の粒子(以後燃料粒子と称する)及び耐火酸
化物粒子を含有する粒子の混合物を担持する燃焼性ガス
流を溶接位置に対して射出し、燃料粒子を燃焼させて耐
火酸化物粒子の少なくとも表面で軟化又は溶融させ、構
造物に接着する凝着耐火物塊体を形成することによって
溶接位置で耐火構造物に接着した凝着耐火物塊体を形成
するセラミック溶接法において、前処理工程において、
溶接位置を請求項1〜19の何れかに記載の耐火物修理
方法によって修理することを特徴とするセラミック溶接
方法。 21、セラミック溶接工程で射出される粒子の混合物が
、請求項13〜19の何れかに記載の特長の一つ以上を
有する請求項20記載のセラミック溶接方法。 22、セラミック溶接工程で射出される粒子混合物が、
セラミック溶接工程においてフラックス剤を除去したこ
と以外は、耐火物修理工程において射出される組成と実
質的に同じ組成を有する請求項20又は21記載のセラ
ミック溶接方法。 23、請求項1〜19の何れかに記載の耐火構造物を修
理する方法において使用するのに好適な粒状組成物にお
いて、組成物が、酸化して耐火酸化物を形成しうる少な
くとも1種の元素の粒子(以後燃料粒子と称する)及び
耐火酸化物粒子を含有し、更に混合物にフラックス剤と
してアルカリ金属塩を混合し、そのフラックス作用が、
混合物を燃焼性ガス流の形で射出し、燃料粒子を燃焼さ
せたとき、耐火構造物が衝突する流の機械的作用下にそ
の材料の除去又は置換によって修理されるようになるよ
うな程度に耐火構造物が軟化されるようになるものであ
ることを特徴とする粒状組成物。 24、前記燃料粒子の少なくとも50重量%が50μm
未満の粒度を有する請求項23記載の組成物。 25、燃料粒子の少なくとも80重量%が50μm未満
の粒度を有する請求項24記載の組成物。 26、燃料粒子がアルミニウム及び/又はケイ素の粒子
を含有する請求項23〜25の何れかに記載の組成物。 27、燃料粒子が射出粒子混合物の30重量%を越えな
い割合で存在する請求項23〜26の何れかに記載の組
成物。 28、燃料粒子が射出粒子混合物の8重量%より少なく
ない割合で存在する請求項23〜27の何れかに記載の
組成物。 29、耐火酸化物粒子が射出粒子混合物の75重量%よ
り少なくない割合で存在する請求項23〜28の何れか
に記載の組成物。 30、耐火物粒子をアルミニウム、クロム、マグネシウ
ム、ケイ素及びジルコニウムの少なくとも1種の酸化物
から選択する請求項23〜29の何れかに記載の組成物
。 31、フラックス剤が、燃料粒子の重量割合の半分より
多くない重量割合で射出混合物中に存在する請求項23
〜30の何れかに記載の組成物。 32、フラックス剤が、燃料粒子の重量割合の3分の1
より多くない重量割合で射出混合物中に存在する請求項
31記載の組成物。 33、フラックス剤が少なくとも1種のナトリウム塩を
含有する請求項23〜32の何れかに記載の組成物。 34、フラックス剤が弗化物を含有する請求項23〜3
3の何れかに記載の組成物。 35、フラックス剤が、硼酸塩、硫酸塩、炭酸塩及びリ
ン酸塩から選択した少なくとも1種のアルカリ金属塩を
含有する請求項23〜33の何れかに記載の組成物。 36、フラックス剤の粒子の平均粒度が耐火酸化物粒子
の平均粒度の半分及び2倍の間にある請求項23〜35
の何れかに記載の組成物。 37、フラックス剤粒子の少なくとも50重量%が20
0μm未満の粒度を有する請求項23〜36の何れかに
記載の組成物。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB878729418A GB8729418D0 (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Surface treatment of refractories |
GB8729418 | 1987-12-17 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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- 1987-12-17 GB GB878729418A patent/GB8729418D0/en active Pending
-
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