LU84697A1 - IMPROVEMENT IN PROCESSES FOR REPAIRING REFRACTORY LININGS - Google Patents
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Description
: SIDMAR Maritieme Staalnijverheid N.V.: SIDMAR Maritieme Staalnijverheid N.V.
Gent, (Belgique). *Gent, (Belgium). *
Perfectionnement aux procédés de réparation de garnissages réfractaires.Improvement of the refractory lining repair processes.
La présente invention concerne un procédé de réparation de garnissages réfractaires chauds, tels que ceux que l'on utilise notamment dans les fours de métallurgie ou de verrerie.The present invention relates to a method of repairing hot refractory linings, such as those which are used in particular in metallurgy or glass furnaces.
La description qui va suivre est, à titre d'exemple, axée sur la réparation du garnissage de fours à coke, mais il est évident que l'invention n'est nullement limitée à cette application .The description which follows will, by way of example, focus on repairing the lining of coke ovens, but it is obvious that the invention is in no way limited to this application.
On sait que le garnissage d'un four tel qu'un four à coke est soumis en service à des sollicitations thermiques et mécaniques qui entraînent sa dégradation, notamment par fissuration ou écaillage.It is known that the lining of an oven such as a coke oven is subjected in service to thermal and mechanical stresses which cause its degradation, in particular by cracking or chipping.
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Différentes méthodes ont déjà été proposées pour tenter de réparer à chaud les garnissages réfractaires dégradés. On évite ainsi les dégradations d'origine thermique dues au refroidissement et au réchauffage des fours.Various methods have already been proposed in an attempt to repair hot degraded refractory linings. This avoids thermal damage due to the cooling and heating of the ovens.
Un premier procédé connu consiste à projeter sur la partie endommagée du garnissage un mélange pulvérulent, contenant notamment au moins un métal capable de former un oxyde réfractaire, entraîné par un courant d'oxygène.A first known method consists in spraying the damaged part of the lining with a pulverulent mixture, containing in particular at least one metal capable of forming a refractory oxide, entrained by a stream of oxygen.
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En pratique, ce procédé est limité au dépôt des oxydes de métaux combustibles, tels que le magnésium, l'aluminium, le calcium, le silicium.In practice, this process is limited to the deposition of oxides of combustible metals, such as magnesium, aluminum, calcium, silicon.
En outre, étant basé sur la combustion d'un métal combustible avec de l'oxygène, il entraîne une consommation importante de ces substances. Le coût de ces métaux combustibles (Al, Si, Mg) d'une part et de l'oxygène d'autre part constitue un autre inconvénient pour ce procédé.In addition, being based on the combustion of a combustible metal with oxygen, it results in a significant consumption of these substances. Another disadvantage for this process is the cost of these combustible metals (Al, Si, Mg) on the one hand and oxygen on the other.
Enfin, il ne permet guère de réaliser des dépôts avec des débits très élevés? dans le cas de réparations importantes, la durée des travaux peut donc être longue.Finally, it hardly allows you to make deposits with very high debits? in the case of major repairs, the duration of the work may therefore be long.
On connaît une autre méthode consistant à fondre un matériau réfractaire en poudre dans une flamme à haute température et à le projeter, à l'état fondu, sur la surface à réparer.Another method is known which consists in melting a powdered refractory material in a flame at high temperature and in projecting it, in the molten state, onto the surface to be repaired.
Cette méthode comporte la formation d'une flamme pouvant atteindre une température suffisante pour assurer la fusion du matériau réfractaire à projeter. A cet effet, elle implique la consommation d'un combustible, par exemple d'un hydrocarbure gazeux à haut pouvoir calorifique, et d'un comburant, notamment d'oxygène. Son coût d'utilisation est donc élevé.This method involves the formation of a flame that can reach a temperature sufficient to ensure the melting of the refractory material to be sprayed. To this end, it involves the consumption of a fuel, for example a gaseous hydrocarbon with high calorific value, and of an oxidizer, in particular of oxygen. Its cost of use is therefore high.
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Par ailleurs, l'obtention d'un bon résultat, c'est-à-dire d'un garnissage correctement réparé, suppose que le débit de poudre soit soigneusement adapté à la capacité de fusion du brûleur. Ce réglage peut s'avérer délicat et compromettre la qualité de la réparation effectuée.Furthermore, obtaining a good result, that is to say a properly repaired lining, assumes that the powder flow rate is carefully adapted to the melting capacity of the burner. This adjustment can be delicate and compromise the quality of the repair carried out.
Enfin, l'espace disponible dans certains fours, en particulier dans les fours à coke, peut ne pas être suffisant pour permet-. tre l'introduction d'appareils de projection de forte puissance. Il en résulte que les réparations peuvent également être très longues.Finally, the space available in some ovens, particularly in coke ovens, may not be sufficient to allow. be the introduction of high power projection devices. As a result, repairs can also be very long.
La présente invention a pour objet un procédé qui permet de réparer les garnissages réfractaires endommagés.The subject of the present invention is a method which makes it possible to repair damaged refractory linings.
Un autre objet de l'invention est de révéler un procédé qui permet d'effectuer la réparation des garnissages réfractaires par projection, sans utiliser de flamme résultant de la combustion d'un mélange gazeux.Another object of the invention is to reveal a method which makes it possible to effect the repair of refractory linings by projection, without using a flame resulting from the combustion of a gaseous mixture.
Le procédé de réparation de garnissages réfractaires qui fait l'objet de la présente invention, dans lequel on projette sur la surface endommagée un matériau réfractaire pulvérulent porté à haute température est caractérisé en ce que l'on échauffe le dit matériau au moyen d'un brûleur à plasma, et en ce qu'on le projette ensuite sur la surface endommagée.The method of repairing refractory linings which is the subject of the present invention, in which a powdery refractory material brought to high temperature is sprayed onto the damaged surface is characterized in that said material is heated by means of a plasma burner, and in that it is then projected onto the damaged surface.
; Selon une variante du procédé de l'invention, on met le maté riau réfractaire pulvérulent en suspension dans un gaz, on fait passer ledit gaz contenant le matériau en suspension dans un <· brûleur à plasma, afin de le porter à la température désirée, et on projette le dit matériau chaud sur la surface à réparer.; According to a variant of the process of the invention, the pulverulent refractory material is suspended in a gas, said gas containing the material in suspension is passed through a plasma burner in order to bring it to the desired temperature, and the said hot material is projected onto the surface to be repaired.
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Selon une autre variante du procédé de l'invention, on introduit le matériau réfractaire pulvérulent dans un courant de gaz chaud sortant d'un brûleur à plasma et dirigé vers la surface à réparer.According to another variant of the process of the invention, the pulverulent refractory material is introduced into a stream of hot gas leaving a plasma burner and directed towards the surface to be repaired.
Le procédé de l'invention présente l'avantage de permettre l'utilisation de différents types de gaz plasmagènes, oxydants, neutres ou réducteurs, selon la nature du matériau à déposer.The method of the invention has the advantage of allowing the use of different types of plasma gas, oxidizing, neutral or reducing, depending on the nature of the material to be deposited.
. Parmi les matériaux que le procédé de l'invention permet de dé poser, on peut citer les oxydes tels que la silice ou l'alumine, ainsi que des carbures, tels que le carbure de silicium.. Among the materials which the process of the invention makes it possible to deposit, there may be mentioned oxides such as silica or alumina, as well as carbides, such as silicon carbide.
Selon l'invention, il est également possible de déposer par projection des matériaux dont la température de fusion est particulièrement élevée, tel que l'oxyde de zirconium.According to the invention, it is also possible to deposit by projection materials whose melting temperature is particularly high, such as zirconium oxide.
Dans le cas particulier des fours à coke, le brûleur à plasma est avantageusement manoeuvré par un bras s'étendant^à l'intérieur de la cellule du four. La mise en oeuvre de cette opération est facilitée par le procédé de l'invention, en raison du poids et de l'encombrement réduits du brûleur à plasma par rapport aux brûleurs à gaz.In the particular case of coke ovens, the plasma burner is advantageously operated by an arm extending inside the oven cell. The implementation of this operation is facilitated by the method of the invention, because of the reduced weight and size of the plasma burner compared to gas burners.
Selon une modalité intéressante de mise en oeuvre, on manoeuvre le brûleur à plasma à l'aide d'au moins un bras articulé.According to an advantageous mode of implementation, the plasma burner is operated using at least one articulated arm.
Toujours selon l'invention, on équipe une batterie de fours à coke d'au moins un bras articulé, monté sur un chariot mobile le 1 g de la batterie de fours et pouvant desservir les différentes cellules de la dite batterie.Still according to the invention, a battery of coke ovens is equipped with at least one articulated arm, mounted on a mobile carriage, 1 g of the battery of ovens and capable of serving the various cells of said battery.
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Le procédé de l'invention s'est avéré particulièrement intéressant pour la réparation du garnissage réfractaire des cellules de fours à coke, dans lesquelles l'espace disponible est limité et ne permet pas l'utilisation d'appareils de projection de grandes dimensions.The process of the invention has proved to be particularly advantageous for the repair of the refractory lining of the cells of coke ovens, in which the available space is limited and does not allow the use of projection devices of large dimensions.
A cet égard, le procédé de l'invention présente de nombreux a-vantages par rapport aux procédés antérieurs.In this regard, the method of the invention has many advantages compared to the prior methods.
En particulier, il permet d'atteindre des puissances élevées, grâce auxquelles on peut pratiquer de très importants débits de matériau, ce qui réduit sensiblement la durée des réparations.In particular, it allows high powers to be achieved, thanks to which very large material flows can be practiced, which significantly reduces the duration of repairs.
En outre, la puissance du brûleur à plasma peut être aisément réglée ou modulée en fonction de la quantité ou du débit de matériau à déposer.In addition, the power of the plasma burner can be easily adjusted or modulated depending on the amount or flow of material to be deposited.
Il offre également une grande souplesse de réglage de la température atteinte par le plasma, ainsi que la possibilité de régler « cette température avec précision.It also offers great flexibility in adjusting the temperature reached by the plasma, as well as the possibility of adjusting this temperature precisely.
Il permet enfin d'atteindre les températures désirées dans des zones très localisées. Il assure donc une réparation plus précise des régions endommagées des garnissages, tout en réduisant les risques de dégradation par surchauffe des parties voisines, non endommagées.Finally, it allows to reach the desired temperatures in very localized areas. It therefore provides more precise repair of damaged regions of the linings, while reducing the risk of degradation by overheating of the neighboring, undamaged parts.
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