LU87545A1 - Procede et dispositif de reparation d'un corps refractaire - Google Patents

Description

BL 4226 1.

Procédé et dispositif de réparation d’un corps réfractaire.

La présente invention concerne un procédé de réparation d’un corps réfractaire au cours duquel on projette sur celui-ci des particules combustibles dans un gaz porteur riche en oxygène, de manière à provoquer l’oxydation des particules combustibles dans une zone de réaction adjacente à ce corps et générer 5 ainsi la chaleur nécessaire à la préparation de la surface de ce corps ou à la formation d’une soudure réfractaire sur celui-ci.

L’invention concerne également un dispositif destiné à la mise en oeuvre d’un tel procédé.

Le procédé peut être du type connu sous le nom de soudure céra-10 mique, dans lequel de la matière réfractaire est appliquée sur un substrat réfractaire pour former un revêtement sur ce dernier ou pour combler des trous ou des fissures dans sa structure, ou du type préparation de surface céramique, dans lequel des blocs ou d’autres pièces en céramique sont conformés ou nettoyés par élimination de matière.

15 La soudure céramique est une catégorie de procédé concerné par la présente invention, particulièrement importante. Elle est largement utilisée pour réparer des parois de fours in situ et elle présente l’avantage de former des dépôts réfractaires durables sur des structures se trouvant à des températures élevées. On peut ainsi effectuer des réparations sans interrompre la mise en service du four ou 20 moyennant une interruption relativement courte, en fonction du type de four et de l’endroit du four où la réparation doit être effectuée.

La technique de formation d’une masse réfractaire par soudure céramique a fait l’objet de nombreux travaux de recherche et de développement au cours des deux dernières décennies, dans le but d’atteindre des qualités et des 25 fiabilités toujours plus élevées pour les dépôts réfractaires formés et dans le but de pouvoir étendre la technique de soudure à de nombreux types différents de compositions réfractaires et de la rendre compatible avec une plus grande variété de paramètres opératoires.

Une découverte particulièrement importante, qui a hissé la soudure 30 céramique au niveau d’un procédé industriel viable, a été la reconnaissance de l’importance de l’utilisation de particules oxydables de dimension moyenne extrêmement faible. Des procédés basés sur cette découverte sont décrits dans le brevet britannique 1330 894.

2.

Les travaux de recherche et de développement cités ci-dessus ont porté en partie sur l’entretien d’une alimenation continue en poudre de soudure dans un gaz porteur. L’obtention d’une alimentation bien régulière en particules de matière sous un débit voulu soulève différents problèmes. Différents moyens 5 ont été proposés pour résoudre ces problèmes (cf. par exemple les brevets britanniques 2 173 715 et 2 103 959).

La manipulation de particules oxydables très fines, par exemple des particules de silicium ou d’aluminium qui sont utilisées le plus souvent comme combustibles solides en soudure céramique ou pour les traitements de préparation 10 de surface, est susceptible de présenter certains risques. Par exemple, une inflammation prématurée ou des explosions peuvent se produire en cas de surchauffe locale ou de décharges électriques dues au frottement dans une conduite d’amenée de particules.

En réparation par soudure céramique, il est fréquemment nécessaire 15 d’opérer rapidement. Ceci implique un débit d’alimentation en particules élevé et une concentration en oxygène élevée dans la zone de réaction. En augmentant les débits d’alimentation en particules et les concentrations en oxygène, on augmente le risque d’incidents. Des conditions nettement dangereuses peuvent se produire lorsqu’on essaie d’obtenir un débit d’alimentation élevé en particules facilement 20 oxydables directement dans un courant de gaz riche en oxygène. Le risque d’inflammation prématurée dans une zone où les particules rencontrent le courant de gaz riche en oxygène peut être renforcé par la présence de forces mécaniques.

Il importe que le système d’alimentation en particules pour un procédé de réparation de céramique soit conçu de manière à réduire le risque que 25 de tels accidents se produisent lorsque les particules passent du réservoir de poudre dans le courant de gaz d’entraînement.

Afin de réduire les risques d’accidents, il a été proposé d’éviter l’emploi de gaz riche en oxygène pour entraîner des particules oxydables d’un réservoir vers une lance de soudure et de fournir de l’oxygène à la lance de 30 soudure via une conduite séparée (cf les brevets britanniques 2 035 524 et 2 180 047). Selon ces propositions, de l’air et/ou du gaz inerte est/sont utilisé(s) pour entraîner les particules depuis leur réservoir. Un inconvénient de ces propositions est le fait que pour un débit de particules donné, au plus le volume de gaz utilisé pour entraîner les particules est élevé, au moins est élevée la concentration 35 en oxygène à la zone de réaction. L’adoption de tels systèmes d’alimentation proposés ne conduit donc pas à l’obtention de débits élevés de particules et de taux importants de formation de dépôt réfractaire. Sur le marché de la répartion 3.

de fours, il existe une demande importante de réduction du délai nécessaire à la réalisation du travail et cette demande ne peut pas être satisfaite lorsqu’on utilise les moyens d’alimentation proposés précédemment.

La présente invention a pour but de fournir un système d’alimen-5 tation de particules qui permet de maintenir de manière fiable une alimentation en particules bien contrôlée, dans un courant de gaz d’entraînement et qui peut être utilisé pour véhiculer des quantités relativement importantes de particules oxydables par unité de temps dans un courant de gaz riche en oxygène, sans risque, ou avec un risque relativement faible, d’inflammation prématurée.

10 La présente invention concerne un procédé de réparation d’un corps réfractaire au cours duquel on projette sur celui-ci des particules combustibles dans un gaz porteur riche en oxygène, de manière à provoquer l’oxydation des particules combustibles dans une zone de réaction adjacente à ce corps et générer ainsi la chaleur nécessaire à la préparation de la surface de ce corps ou à la forma-15 tion d’une soudure réfractaire sur celui-ci, caractérisé en ce qu’on introduit les particules combustibles dans un premier gaz et en ce qu’on force du gaz riche en oxygène à traverser une zone d’entraînement dans laquelle il produit un effet d’aspiration qui crée un courant induit de particules combustibles et du premier gaz dans la zone d’entraînement et en ce que le courant induit de particules 20 combustibles et du premier gaz est emporté avec le dit courant de gaz riche en oxygène vers la dite zone de réaction.

On a trouvé qu’en adoptant le système d’introduction de particules de la présente invention, il est possible d’obtenir un débit élevé de distribution de particules combustibles dans un courant porteur riche en oxygène, en réduisant le 25 risque de problèmes associés aux systèmes antérieurs.

L’invention est de ce fait particulièrement efficace en équilibrant la double exigence d’une vitesse de mise en oeuvre élevée et de niveaux de sécurité élevés. On a remarqué qu’en introduisant les particules dans le gaz riche en oxygène après qu’elles aient été introduites dans un premier gaz, il devient possi-30 ble d”atteindre un niveau élevé d’aspiration de particules dans le courant. En outre, le taux d’aspiration est stable: les problèmes causés par des fluctuations de l’alimentation de particules qui apparaissaient jusqu’à présent, suite à l’écoulement en masse, sont réduits. Ceci signifie également que le gaz porteur comburant peut être amené en cours d’opération à une capacité de transport des parti-35 cules plus importante, avec pour conséquence un dépôt de masse réfractaire plus important sur la surface traitée. En même temps, en mettant les particules en contact avec un premier gaz, on réduit considérablement les risques de retour de 4.

flamme et d’inflammation prématurée.

La présente invention évite également que des particules animées d’une grande vitesse ne frappent directement les molécules d’oxygène. On croit que ceci est une autre raison de l’amélioration de la sécurité du présent procédé et 5 du dispositif. Il apparaît que le premier gaz qui est entraîné, peut initialement former un fourreau ou un écran gazeux entre le gaz, riche en oxygène, qui circule à grande vitesse et les parois de la canalisation de sortie. Les particules introduites avec le premier gaz entrent petit à petit en contact avec le gaz riche en oxygène lorsqu’elles se dirigent vers la zone de réaction. Il y a donc un contact graduel avec 10 le gaz riche en oxygène, qui réduit le risque de provoquer la combustion.

Par comparaison avec les propositions antérieures qui consistaient à entraîner les particules dans un gaz relativement inerte, l’utilisation dans la présente invention d’un gaz riche en oxygène pour entraîner les particules permet de réduire le volume relatif de gaz inerte, ce qui permet de délivrer à l’endroit de 15 la réparation un mélange très efficace de particules et de gaz riche en oxygène.

Une raison possible de la réussite de l’invention est que le premier gaz forme une couche de couverture gazeuse, qui peut être également considérée comme lubrifiante, autour des surfaces de particules. Ceci assure que les particules entrant en contact avec le courant d’aspiration riche en oxygène seront 20 protégées contre des effets préjudiciables de frottement ou d’abrasion, tels qu’une collision entre elles ou avec les parois de l’appareillage, qui pourraient en d’autres circonstances provoquer un échauffement local ou des charges électriques provoqant prématurément la combustion.

Quoique les avantages offerts par l’invention soient particulièrement 25 marqués à des débits spécifiques élevés, c’est-à-dire à des vitesses d’alimentation en particules et gaz porteur élevées, il faut signaler que des avantages intéressants sont également obtenus à des débits spécifiques plus bas. Des débits spécifiques élevés peuvent être obtenus dans des conduits d’alimentation de diamètres différents.

30 Pour la commodité de la mise en oeuvre, on préfère généralement que des particules réfractaires, par exemple pour la soudure céramique, soient également introduites dans le premier gaz. Les particules réfractaires sont donc mises en contact de la même manière avec le premier gaz et aspirées vers la zone d’entraînement.

35 Avantageusement, on règle le débit du premier gaz au niveau le plus faible qui soit compatible avec de débit de particules voulu. Ceci contribue à assurer l’écoulement des particules et du premier gaz, induit plutôt que forcé dans 5.

le gaz riche en oxygène. Il est spécialement important que le rapport des quantités de premier gaz/particules ne soit pas suffisant pour permettre la fluidisation des particules dans le premier gaz. Une manière préférée d’obtenir le rapport voulu est que le dit courant induit de premier gaz et de particules soit dirigé vers le bas 5 dans la zone d’entraînement, et utilise ainsi l’effet de gravité pour assurer un débit de particules élevé.

Une autre caractéristique préférée pour favoriser l’écoulement induit plutôt que forcé de particules, est d’assurer que la pression du premier gaz ne soit pas supérieure à la pression atmosphérique.

10 Les moyens pour forcer le gaz riche en oxygène à traverser la zone d’entraînement sont de préférence un injecteur, de préférene aligné avec l’orifice de sortie de la zone d’entraînement des particules, du premier gaz et du gaz riche en oxygène. Ceci permet au gaz riche en oxygène de traverser la zone d’entraînement à grande vitesse et ainsi d’augmenter l’effet d’aspiration. Sa direction 15 d’écoulement au travers de la zone d’entraînement par rapport au premier gaz et aux particules doit être choisie pour augmenter l’aspiration, la direction préférée d’écoulement étant substantiellement horizontale.

Le terme "riche en oxygène" utilisé id vis-à-vis du gaz d’aspiration signifie un gaz contenant plus d’oxygène que l’air. Avantageusement, il contiendra 20 en général au moins 60% en volume d’oxygène et, de préférence, au moins 75% en volume d’oxygène. L’utilisation d’oxygène pur est à la fois permise et appropriée, mais est soumise toutefois à des mesures de sécurité appropriées, étant donné que son emploi conduit à la présence d’une proportion d’oxygène très élevée dans le gaz atteignant la zone de réaction.

25 De préférence, le dit gaz riche en oxygène est amené vers la zone d’entraînement sous une pression comprise entre l(ri* Pa et 10^ Pa.

Quoique l’introduction de particules et du premier gaz dans le gaz riche en oxygène se produise dans la zone d’entraînement, le mélange complet des différents gaz et des particules ne se produira pas nécessairement à cet endroit. 30 Généralement, le mélange des différents composants continue dans les canalisations menant de la zone d’entraînement à la zone de réaction, en donnant un mélange complet à la zone de réaction.

Le premier gaz est de préférence inerte ou relativement inerte, c’est-à-dire que sa teneur en oxygène est inférieure à 18% en volume. Des exemples de 35 gaz inertes ou relativement inertes sont l’azote, le dioxyde de carbone ou des mélanges de ces deux gaz, éventuellement avec d’autres gaz. On préfère généralement un mélange d’air et d’azote. Puisque c’est le premier gaz qui entre le 6.

premier en contact avec les particules, la présence de gaz inerte ou relativement inerte à cet endroit prévient le combustion prématurée en amont de la zone d’entraînement. Cependant, le gaz inerte ou relativement inerte dilue la teneur en oxygène du gaz porteur atteignant la zone de réaction et devrait de ce fait ne pas 5 être présent dans le premier gaz ou dans le gaz riche en oxygène, en une proportion qui réduirait la teneur totale en oxygène à une valeur inférieure à celle requise pour une combustion efficace dans la zone de réaction. De même, la présence du premier gaz protège les particules venant d’être entraînées si elles heurtent les parois du dispositif, en réduisant ainsi les risques d’échauffement 10 localisé ou de charges électriques à ces endroits.

En fonction des exigences de combustion et de la nécessité de maintenir les volumes et les vitesses relatifs des gaz au point de mélange de manière à obtenir l’aspiration souhaitée, on peut effectuer différentes autres additions aux gaz. Les courants combinés peuvent également être enrichis en oxygène en aval du 15 point de mélange. De telles additions procurent l’avantage de donner un large degré de contrôle des conditions de réparation. En fait, l’amélioration donnée par l’emploi d’un premier gaz pour les particules est telle qu’il est possible d’envisager un gaz riche en oxygène en tant que premier gaz, à condition d’observer des précautions de sécurité dans les parties amont du système d’alimentation où il est 20 présent.

La présente invention s’étend à un dispositif pour réparer un corps réfractaire comprenant des moyens pour projeter sur celui-ci des particules combustibles dans un gaz porteur riche en oxygène, de manière à provoquer l’oxydation des particules combustibles dans une zone de réaction adjacente à ce 25 corps et générer ainsi la chaleur nécessaire à la préparation de la surface de ce corps ou à la formation d’une soudure réfractaire sur celui-ci, caractérisé en ce qu’il comprend une zone d’introduction pour alimenter le dit premier gaz en particules combustibles et une zone d’entraînement comprenant une arrivée de gaz riche en oxygène qui produit un effet d’aspiration qui crée un courant induit 30 de particules combustibles et du premier gaz dans la zone d’entraînement et une canalisation par laquelle les particules combustibles et le premier gaz sont emportés avec le dit gaz riche en oxygène vers la dite zone de réaction.

De préférence, le dispositif comprend une trémie destinée à revoir des particules à introduire dans le premier gaz et un convoyeur pour amener les 35 particules à la zone d’introduction d’où elles passent dans la zone d’entraînement. La trémie est de préférence disposée verticalement au-dessus du convoyeur. La trémie est de préférence pourvue de moyens de fermeture, de manière à 7.

permettre une pression positive sur les particules qu’elle contient

Le convoyeur peut par exemple être un instrument de dosage pourvu d’un disque rotatif portant des lames racleuses pour favoriser l’écoulement de particules. Le convoyeur préféré est un convoyeur à vis, l’entrée et la sortie du 5 convoyeur à vis étant de préférence situées à une distance suffisante l’une de l’autre pour créer un écoulement substantiellement uniforme de particules dans la zone d’introduction. Le convoyeur à vis est de préférence animé par un moteur à vitesse variable, de manière à avoir un contrôle supplémentaire des conditions opératoires, spécialement sur le rapport des quantités particules/gaz dans le 10 premier gaz et dans le gaz porteur comburant

De préférence, la zone d’introduction est une chambre cylindrique verticale dont la partie inférieure constitue la zone d’entraînement. Les moyens d’alimentation débouchent de préférence dans la paroi latérale de la chambre au-dessus de la zone d’entraînement. L’entrée ou les entrées du premier gaz dans la 15 chambre est ou sont de préférence située(s) au sommet de la chambre ou près de son sommet, de sorte que le premier gaz traverse la chambre verticalement vers le bas. De préférence, au moins un dispositif de sécurité est inclus dans la chambre ou dans une canalisation fixée à la chambre, de manière à compenser toute pression de retour résultant d’un retour de flamme ou de toute autre combustion 20 prématurée. Un exemple approprié de dispositif de sécurité est un disque de rupture capable de se briser sous une pression prédéfinie. Un autre exemple est un piège à étincelle capable de confiner toute réaction indésirable dans un lieu d’extinction sûr.

Une canalisation partant de la zone d’entraînement, de préférence en 25 alignement direct avec les moyens d’introduction de gaz riche en oxygène, alimente la lance en mélange de particules et de gaz. Des moyens d’introduction de gaz supplémentaires peuvent, si on le désire, être disposés dans la canalisation menant de la zone d’entraînement à la zone de réaction, pour y introduire du gaz supplémentaire, principalement de l’oxygène supplémentaire.

30 De préférence, au moins un guide, par exemple en forme de pièce tronc-conique, est disposé dans la zone d’introduction pour diriger les particules et le premier gaz vers le gaz riche en oxygène. Le guide est de préférence disposé de manière à diriger les particules vers des points où elles seront le plus efficacement aspirées par le gaz riche en oxygène.

35 D’autres facteurs réalisant l’effet d’aspiration sont la vitesse de l’écoulement du courant riche en oxygène, la forme de l’ajutage d’entrée du courant riche en oxygène et les dimensions et l’emplacement de l’ajutage par 8.

rapport à l’orifice de sortie.

L’action d’aspiration peut dans certaines circonstances provoquer une réduction de pression indésirable dans la zone d’introduction, suite à laquelle l’écoulement des particules et du premier gaz vers le gaz riche en oxygène tombe à 5 un niveau inférieur à celui désiré. Afin d’éviter cette possibilité, la zone d’introduction peut être pourvue d’une ouverture vers l’atmosphère, assurant ainsi que la pression dans la zone d’introduction ne tombera pas substantiellement en-dessous d’une pression satisfaisante. L’ouverture offre ainsi un effet d’auto-régulation efficace de l’entraînement.

10 La canalisation depuis la zone d’entraînement jusqu’à la zone de réaction comprend de préférence une section divergente. Cette section coopère à l’introduction et au mélange efficaces des particules et des gaz en aval de la zone d’entraînement et assure que les composants soient intimement mélangés avant d’atteindre la zone de réaction.

15 Une forme préférée de réalisation de l’invention est décrite ci- dessous avec plus de détails en se référant aux dessins annexés dans lesquels:

La figure 1 est une vue schématique (non à échelle) d’un équipement de soudure céramique selon l’invention et la figure 2 est une vue agrandie de la section d’alimentation de parti-20 cules et de gaz de l’équipement réprésenté à la figure 1. Le dispositif comprend une trémie d’alimentation 1 d’un convoyeur à vis 2, qui est entraîné par un moteur à vitesse variable (non représenté), menant à une chambre d’introduction 3. Une entrée d’alimentation 4 est prévue dans la chambre 3 pour délivrer un premier gaz. Un injecteur 5 pour un gaz riche en oxygène pénètre dans une zone d’entraî-25 nement 6 à la base de la chambre 3. Une canalisation de sortie 9 conduit de la zone d’entraînement 6 à une lance de pulvérisation 21. Dans la partie supérieure de la chambre 3, une canalisation 7 est pourvue d’un disque de rupture 8 ayant une pression d’éclatement déterminée. Une plaque de guidage 11 ayant la forme d’une section conique convergente vers le bas est disposée dans la chambre 3 juste 30 au-dessus de la zone d’entraînement 6. La canalisation de sortie 9 comprend une section divergente 12 pour favoriser le mélange des particulpes et des gaz quittant la zone d’entraînement 6 et est pourvue d’une entrée supplémentaire 14 à la base de la lance 21 pour permettre l’introduction d’oxygène ou d’un autre gaz supplémentaire au travers de la valve 20.

35 Un manomètre 10 est également disposé dans la partie supérieure de la chambre 3 de manière à détecter tout changement anormal de pression.

La lance 21 est entourée d’une chemise d’eau 15 pourvue d’une t 9.

entrée et d’une sortie d’eau 16 et 17 respectivement.

En fonctionnement, le mélange de particules à pulvériser est chargé dans la trémie 1 et acheminé par le convoyeur 2 à la chambre 3 et, de là, à la zone d’entraînement 6. Un courant d’azote est introduit dans la chambre 3 par l’entrée 5 4, en tant que premier gaz de contact de contact des particules. Il traverse la chambre 3 vers le bas et, avec les particules, est dirigé par le guide 11 vers le centre de la zone d’entraînement 6. Un courant d’oxygène sous pression est injecté dans la zone d’entraînement 6 par l’ajutage 5 et entraîne les particules et le premier gaz hors de la chambre 3. Les particules pénètrent donc dans la zone d’entraînement 10 sous les effets combinés de la gravité et de l’aspiration provoquée par le courant d’oxygène. Le courant de gaz et de particules ainsi créé est acheminé vers la lance.

Des dimensions caractéristiques dans la section d’entraînement sont un diamètre de 100mm pour la zone de contact 3, un diamètre intérieur de 10mm pour l’ajutage de gaz riche en oxygène, et un diamètre intérieur de 30mm s’évasant 15 jusqu’à 50mm pour la sortie de la zone d’entraînement

Suivent différents exemples de l’invention.

Exemple 1

Afin de compenser l’usure de blocs de parois d’un four (22 dans la figure 1) en réfractaire électrofondu CORHART ZAC (marque commerciale), 20 constitué de zircone, d’alumine et de silice, on forme un revêtement sur cette paroi, qui est à une température d’environ 1200°C, par dépôt d’un mélange de particules délivré par du gaz porteur au moyen d’une lance. Le mélange de particules est constitué de 35% en poids de zircone et 53% en poids d’alumine, mélangés à du silicium et à de P aluminium, la teneur en silicium du mélange étant 25 8% et la teneur en aluminium étant 4%.

Les particules d’alumine et de zircone ont une dimension comprise entre 50pm et 500pm, et les particules de silicium et d’aluminium ont chacune une dimension moyenne inférieure à lOpm, le silicium ayant une surface spécifique de 4000cm /g et l’aluminium, une surface spécifique de 6000cm /g.

30 Le mélange de particules est introduit dans la trémie 1, d’où il est transporté vers la chambre 3 par le convoyeur à vis 2. La vitesse de rotation de la vis 2 est déterminée de manière à délivrer les particules à raison de 600kg/heure. De l’azote est introduit par l’entrée 4 en tant que premier gaz à raison de 43Nm /heure. Les particules sont transportées dans le courant d’azote ainsi créé 35 et traversent la zone d’entraînement 6. De l’oxygène est introduit par Pinjecteur 5 à raison de 280Nm^/heure sous une pression relative de 7,2.10¾¾. L’azote et les particules sont mélangés avec l’oxygène sous l’effet d’aspiration du courant 10.

d’oxygène.

Dans cet exemple particulier, le disque de rupture 8 est omis et la canalisation 7 permet la libre entrée d’air. On a déterminé qu’une moyenne de 102Nm3/heure d’air à la pression atrmosphérique pénétraient de cette manière.

5 De l’oxygène supplémentaire est fourni à la lance 21 par une entrée supplémentaire (non représentée surle dessin) à raison de 280Nm3/heure sous une pression relative de 8,1.105Pa. L’entrée supplémentaire est disposée à la base de la lance. La lance est du type télescopique, a une longueur de 12 mètres lorsqu’elle est entièrement déployée, et est montée sur un chariot auto-propulseur 10 (non représenté) qui peut être correctement placé pour effectuer la réparation de la paroi du four 22.

L’introduction de particules dans le premier gaz et leur mélange intime et leur transport efficace avec l’oxygène procurent une excellente combustion et il en résulte la formation d’une masse réfractaire de haute qualité, avec une 15 vitesse de dépôt très élevée sur la paroi du four 22 et un risque faible de combustion à l’intérieur du conduit d’alimentation.

Exemple 2

Pour réparer des fissures dans une paroi de four constituée de blocs de silice, principalement sous forme de tridymite, on utilise un mélange de parti-20 cules composé de 87% de silice, 12% de silicium et 1% d’aluminium (pourcentages en poids). La silice employée est constituée de 3 parties de cristoballite et 2 parties de tridymite (en poids) avec des dimensions de grain comprises entre lOOpm et 2mm. Les particules de silicium et d’aluminium ont chacune une dimension moyenne inférieure à lOpm, le silicium ayant une surface spécifique de 9 9 25 4000cm /g et l’aluminium, une surface spécifique de 6000cm /g. La réparation est effectuée alors que la paroi du four est à une température de 1150°C. De la même manière que dans l’exemple 1, le mélange de particules est introduit dans la trémie 1, d’où il est transporté vers la chambre 3 par le convoyeur à vis 2. La vitesse de rotation de la vis 2 est déterminée de manière à délivrer les particules à 30 raison de 600kg/heure. Dans cet exemple, le disque de rupture est en place, de manière à éviter l’entrée d’air par le conduit 7, tout en assurant une soupape de sûreté en cas d’explosion interne. De même, la trémie est fermée hermétiquement et est maintenue sous pression par une alimentation gazeuse. En raison de sa disponibilité sur place, on choisit pour ce faire l’azote. La trémie est maintenue 35 sous une pression relative de 2.10^Pa.

Dans cet exemple, de l’azote est introduit par l’entrée 4 à raison de 125Nm /heure. Comme dans l’exemple 1, de l’oxygène est introduit dans la zone 11.

α d’entraînement 6 par l’injecteur 5 à raison de 280Nm /heure sous une pression relative de 7,2.10¾.

De l’oxygène supplémentaire est introduit à la base de la lance à raison de 280Nm3/heure sous une pression relative de 8,1.10¾. On obtient de 5 nouveau d’excellents résultats en qualité et en vitesse de dépôt.

Exemple 3

Pour réparer les parois (constituées de blocs réfractaires basiques) d’une poche pour métal fondu exposées à des conditions d’usure très sévères, on y dépose, alors que leur température est de 1000°C, un mélange de particules 10 composé de 92% d’oxyde de magnésium, 4% de silicium et 4% d’aluminium (pourcentages en poids) délivré dans un gaz porteur au moyen d’une lance.

Les grains d’oxyde de magnésium ont une dimension comprise entre lOOpm et 2mm. Les particules de silicium et d’aluminium ont chacune une dimension moyenne inférieure à lOum, le silicium ayant une surface spécifique de 15 4000cm /g et Γ aluminium, une surface spécifique de 6000cm /g. Le mélange est introduit dans la chambre 3 de la même manière que dans l’exemple 1, excepté que la vitesse de rotation du convoyeur à vis 2 est choisie de manière à délivrer lOOOkg/heure. Le premier gaz est composé d’azote délivré à raison de 140Nm /heure. De l’oxygène est introduit par l’injecteur 5 à raison de 20 140Nm /heure sous une pression relative de 6,4.10 Pa. Comme dans l’exemple 2, un disque de rupture -8 ferme le conduit 7 et la trémie 1 est maintenue sous une pression de 1,5.10¾ d’azote.

De l’oxygène supplémentaire est introduit au pied de la lance à raison de 140Nm3/heure.

25 Le revêtement ainsi formé reste en place pendant 20 charges succes sives de métal et on prouve facilement qu’il est possible d’effectuer la réparation pendant l’intervalle entre deux charges successives.

En variante de cet exemple, on augmente l’écoulement d’oxygène vers la zone d’entraînement et on omet l’adjonction d’oxygène à la lance.

Claims (39)

12.

1. Procédé de réparation d’un corps réfractaire au cours duquel on projette sur celui-ci des particules combustibles dans un gaz porteur riche en oxygène, de manière à provoquer l’oxydation des particules combustibles dans une zone de réaction adjacente à ce corps et générer ainsi la chaleur nécessaire à la 5 préparation de la surface de ce corps ou à la formation d’une soudure réfractaire sur celui-ci, caractérisé en ce qu’on introduit les particules combustibles dans un premier gaz et en ce qu’on force du gaz riche en oxygène à traverser une zone d’entraînement dans laquelle il produit un effet d’aspiration qui crée un courant induit de particules combustibles et du premier gaz dans la zone d’entraînement et 10 en ce que le courant induit de particules combustibles et du premier gaz est emporté avec le dit courant de gaz riche en oxygène vers la dite zone de réaction.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des particules réfractaires sont également introduites dans le premier gaz de sorte que des particules réfractaires et des particules combustibles suivent le dit courant induit 15 de premier gaz dans la zone d’entraînement.

3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’on règle le débit du premier gaz au niveau le plus faible qui soit compatible avec de débit de particules voulu.

4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 20 le dit courant induit de premier gaz est dirigé vers le bas dans la zone d’entraînement.

5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pression du premier gaz n’est pas supérieure à la pression atmosphérique.

6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 25 le premier gaz contient de 0 à 18% d’oxygène en volume.

7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’au moins une partie du premier gaz est de l’azote ou du dioxyde de carbone.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier gaz est un mélange d’azote et d’air.

9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier gaz est à une pression comprise entre ÎO'* Pa et ΙΟ** Pa avant d’être aspiré.

10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la teneur en oxygène du dit gaz riche en oxygène est supérieure à 60% en volume.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la teneur » 13. en oxygène du dit gaz riche en oxygène est supérieure à 75% en volume.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dit gaz riche en oxygène est de l’oxygène substantiellement pur.

13. Procédé selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce 5 que la direction de l’écoulement du gaz riche en oxygène au travers de la zone d’entraînement est substantiellement horizontale.

14. Procédé selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le dit gaz riche en oxygène est amené vers la zone d’entraînement sous une C Z pression comprise entre 10 Pa et 10 Pa. îo 15. Procédé selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le dit gaz riche en oxygène est introduit dans la zone d’entraînement au moyen d’un injecteur.

16. Procédé selon l’une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que de l’oxygène, ou du gaz riche en oxygène, supplémentaire est introduit en aval 15 de la zone d’entraînement

17. Procédé selon l’une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les particules sont introduites dans le dit premier gaz par un convoyeur, au départ d’une trémie.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le 20 convoyeur est un convoyeur à vis.

19. Procédé selon l’une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que les particules dans la trémie sont sous une pression positive.

20. Procédé selon l’une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les particules et le premier gaz sont dirigés vers la zone d’entraînement par un 25 ou plusieurs guides.

21. Dispositif pour réparer un corps réfractaire comprenant des moyens pour projeter sur celui-ci des particules combustibles dans un gaz porteur riche en oxygène, de manière à provoquer l’oxydation des particules combustibles dans une zone de réaction adjacente à ce corps et générer ainsi la chaleur néces- 30 saire à la préparation de la surface de ce corps ou à la formation d’une soudure réfractaire sur celui-ci, caractérisé en ce qu’il comprend une zone d’introduction pour alimenter le dit premier gaz en particules combustibles et une zone d’entraînement comprenant une arrivée de gaz riche en oxygène qui produit un effet d’aspiration qui crée un courant induit de particules combustibles et du premier 35 gaz dans la zone d’entraînement et une canalisation par laquelle les particules combustibles et le premier gaz sont emportés avec le dit gaz riche en oxygène vers la dite zone de réaction. » 14.

22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce qu’il comprend une trémie destinée à des particules à introduire dans le premier gaz.

23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que la trémie est pourvue de moyens de fermeture étanches aux gaz.

24. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce qu’il comprend un convoyeur pour amener les particules à la zone d’introduction.

25. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que le convoyeur est un convoyeur à vis.

26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que l’entrée 10 et la sortie du convoyeur à vis sont situées à une distance suffisante l’une de l’autre pour créer un écoulement substantiellement uniforme de particules dans la zone d’introduction.

27. Dispositif selon l’une des revendications 24 ou 25, caractérisé en ce que le convoyeur est animé par un moteur à vitesse variable.

28. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 27, caractérisé en ce que la zone d’introduction est située au-dessus de la zone d’entraînement

29. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que la zone d’introduction est une chambre cylindrique verticale dont la partie inférieure constitue la zone d’entraînement.

30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que la chambre possède au moins un orifice latéral au-dessus de la zone d’entraînement, destiné(s) à amener des particules combustibles dans la zone d’introduction.

31. Dispositif selon l’une des revendications 28 ou 29, caractérisé en ce qu’il comporte un ou plusieurs orifice(s) d’entrée du premier gaz au sommet de 25 la chambre ou près de son sommet.

32. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 30, caractérisé en ce qu’un guide est disposé dans la zone d’introduction pour diriger les particules et le premier gaz vers la zone d’entraînement.

33. Dispositif selon l’une des revendications 22 à 32, caractérisé en ce 30 que l’arrivée de gaz riche en oxygène est un ajutage.

34. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 33, caractérisé en ce que l’arrivée de gaz riche en oxygène est placée dans une direction substantiellement horizontale.

35. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 34, caractérisé en ce 35 que l’arrivée de gaz riche en oxygène est alignée sur l’extrémité amont de la canalisation menant de la zone d’entraînement à la zone de réaction.

36. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 35, caractérisé en ce ¥ 15. que la zone d’introduction comprend un disque de sûreté.

37. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 36, caractérisé en ce que la canalisation menant à la zone de réaction comprend une section divergente.

38. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 37, caractérisé en ce que la zone d’introduction comporte une ouverture vers l’atmosphère.

39. Dispositif selon l’une des revendications 21 à 38, caractérisé en ce que des moyens d’introduction de gaz supplémentaires sont disposés dans la canalisation menant de la zone d’entraînement à la zone de réaction.