MXPA97009794A - Procedimiento para formar una masa refractaria de reparacion - Google Patents
Procedimiento para formar una masa refractaria de reparacionInfo
- Publication number
- MXPA97009794A MXPA97009794A MXPA/A/1997/009794A MX9709794A MXPA97009794A MX PA97009794 A MXPA97009794 A MX PA97009794A MX 9709794 A MX9709794 A MX 9709794A MX PA97009794 A MXPA97009794 A MX PA97009794A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- aluminum
- refractory
- alumina
- particles
- fuel
- Prior art date
Links
Abstract
La presente invención se refiere:Procedimiento para formar una masa refractaria de reparación, en particular sobre una superficie que contiene alúmina que seráexpuesta a servicio pesado, el cual emplea una mezcla pulverulenta que comprende alúmina y, en peso, al menos 5%de un combustible metálico que tiene al menos 30%de aluminio y 3 a 10%de un agente reductor de capacidad de absorción. Además se usa una técnica de soldadura cerámica, en la cual la mezcla pulverulenta es proyectada en una corriente de gas de oxígeno contra la superficie a reparar de manera que la reacción entre las partículas combustibles y el oxígeno tenga lugar sobre la superficie, desprendiendo el calor de reacción hacia la superficie, para formar la masa de reparación.
Description
"Procedimiento para formar una masa refractaria de reparación " La presente invención se refiere a un procedimiento para formar una masa refractaria de reparación, en particular a un procedimiento para formar una masa refractaria de reparación sobre superficies que contiene alúmina. La presente invención se refiere especialmente a la reparación de material que contiene alúmina y que está expuesto a servicios pesados, por ejemplo entrar en contacto con aluminio fundido o sometido a las condiciones severas que tienen lugar en un tanque de vidrio en la "línea de vidrio" (espejo del vidrio fundido) . El procedimiento usa una técnica del tipo conocido generalmente como soldadura cerámica, en la cual una mezcla de partículas sólidas de material refractario y partículas sólidas de material combustible de un material que genera un óxido refractario son proyectadas contra la superficie a reparar, haciéndose reaccionar las mismas en ésta con un gas rico en oxígeno, usualmente oxígeno sustancialmente puro, de manera que el calor de reacción del combustible es transferido a la superficie de manera de formar una masa coherente refractaria de reparación. Tal soldadura cerámica está descripta en la patente británica 1 330 894 (Glaverbel) y GB 2 170 191 (Graverbel) . Las partículas combustibles son partículas cuya composición y granulometría son tales que las mismas reaccionan en una forma fuertemente exotérmica con el oxígeno para formar un óxid refractario generando suficiente calor para fundir al meno superficialmente las partículas refractarias proyectadas. L proyección de las partículas se logra convenientemente seguramente mediante el uso de oxígeno como gas portador par la mezcla de partículas. De esta manera se puede formar una mas refractaria coherente sobre la superficie contra la cual s proyecta las partículas. Estos procedimientos conocidos de soldadura cerámica puede ser empleados para la formación de un artículo refractario, po ejemplo un bloque que tenga una configuración particular, siend sin embargo usados en forma más frecuente para la formación d revestimientos o la reparación de ladrillos o paredes y resulta particularmente útiles para la reparación o reforzamiento d estructuras refractarias existentes. Los bloques refractarios que contienen alúmina presenta buena resistencia a choques térmicos y por dicha razón so seleccionados ampliamente para bloques refractarios usados par servicio pesado en las industrias de acero, metales no ferroso (aluminio y cobre) y del vidrio. Por ejemplo, los bloques "AZS (alúmina conjuntamente con sílice y zirconia) son usados a l altura del nivel de líquido en hornos de tanque de vidrio. Lo ladrillos electrofusionados "Zac" (marca registrada) contiene por ejemplo 50-51% en peso de alúmina, 15-16% de sílice y 32-33 de zirconia. En los bloques usados en la construcción de horno de fusión de aluminio están presentes contenidos elevados d alúmina, por ejemplo un material que contiene 60 a 85% en pes de alúmina y 5 a 35% en peso de sílice conjuntamente co pequeñas cantidades de un cemento. La soldadura cerámica es muy apropiada para la reparació de refractarios que contienen alúmina tal como AZS y de otro materiales que contienen aún más alúmina. Estos refractario están expuestos a temperaturas de servicio de más de 1100°C e la industria del aluminio y a temperaturas aún más elevadas e hornos de vidrio. Como es el caso con la mayoría de los tipo de hornos, resulta deseable que las reparaciones se realice mientras los hornos permanecen calientes, es decir manteniend una pared a reparar a una temperatura de al menos 500°C, preferentemente a al menos 800°C. En algunos casos, la masa de reparación debe resistir l erosión y corrosión provocada por el material fundido, po ejemplo aluminio fundido en la industria del aluminio, y deb presentar buena compatibilidad con, y adhesión a la superfici a reparar. En el caso de hornos de fusión de aluminio, lo refractarios son afectados por el material fundido que pued contener magnesio, así como también aluminio. Ambos metale fundidos reaccionan con el refractario de tal manera que con el paso del tiempo la estructura cristalina en la superficie y paulatinamente hacia el interior en forma cada vez más profunda, el material incluye progresivamente corindón (A1203) y espinela (MgO.Al203) . La expansión térmica de la superficie se modifica correspondientemente, volviéndose sustancialmente más elevada que el material virgen. En consecuencia, resulta necesario aplicar una masa de reparación que sea compatible con el material modificado y resistente al metal fundido. Para los refractarios "AZS" usados en hornos de vidrio, un medio para proteger su superficie contra erosión o corrosión consiste en aplicar una capa de metal refractario tal como platino. En este caso resulta necesario proveer una superficie densa no porosa antes de depositar el material sobre ésta. Una superficie de esta calidad es obtenida recubriendo a la base refractaria con una capa de refractario constituida por soldadura cerámica. Los inventores han encontrado que se pueden efectuar reparaciones durables de alta calidad sobre refractarios que contienen alúmina empleando una mezcla pulverulenta que contiene un agente reductor de la capacidad de absorción y un combustible que está constituido principalmente de metal aluminio. Por lo tanto de acuerdo a la presente invención se ha provisto un procedimiento para reparar un material refractario que contiene alúmina el cual comprende proyectar contra la superficie del material refractario en presencia de gas oxígeno una mezcla pulverulenta que comprende partículas refractarias y partículas combustibles de manera que la reacción entre las partículas combustibles y el gas oxígeno tenga lugar sobre la superficie, desprendiendo el calor de reacción hacia la superficie de manera que se forme una masa refractaria coherente, el cual se caracteriza porque la mezcla pulverulenta comprende alúmina, y en peso, al menos 5% de un combustible metálico que contiene al menos 30 % de aluminio y 3 a 10% de un aditivo seleccionado del grupo que comprende fluoruro de aluminio, sulfato de bario, óxido de cerio y fluoruro de calcio.
La presente invención provee además una mezcla pulverulenta para usar en reparaciones por soldadura cerámica de un material refractario que contiene alúmina, conteniendo dicha mezcla partículas refractarias y partículas combustibles, la cual se caracteriza porque comprende alúmina y, en peso, al menos 5% de un combustible metálico que contiene al menos 30% de aluminio y 3 a 10% de un aditivo seleccionado del grupo que comprende fluoruro de aluminio, sulfato de bario, óxido de cerio y fluoruro de calcio. El uso de una mezcla pulverulenta de acuerdo a la presente invención produce una masa de reparación con baja porosidad y buena resistencia a la penetración. En consecuencia, presenta buena resistencia a la corrosión y a la reacción con el metal fundido. En forma no previsible se ha encontrado una pequeña proporción del aditivo en la masa reparada de la invención, habiendo la misma sobrevivido la reacción exotérmica. Tal aditivo retenido sirve aparentemente para que la masa presente características mejoradas. Hasta ahora se pensaba que dicho aditivo se descompondría completamente y/o se perdería complétamente durante la reacción exotérmica. La masa mejorada de reparación de la presente invención proveyó en consecuencia una calidad y confiabilidad incrementada a las reparaciones efectuadas a refractarios que contienen alúmina. De acuerdo con la presente invención es posible lograr masas de reparaciones que contienen una elevada proporción de alúmina, aún en exceso de 70% en peso de la masa de reparación. Dicho índice puede ser aún mayor que el contenido de alúmina de la mezcla pulverulenta proyectada como tal debido a la conversión de al menos una parte del metal aluminio proyectado en alúmina. Los constituyentes refractarios granulares de la mezcla pulverulenta de acuerdo a la presente invención son típicamente la alúmina como tal, más un compuesto que genera alúmina durante la formación de la masa refractaria. Dos de tales compuestos que son fácilmente obtenibles son bauxita (Al203.2H20) , mullita (3Al2O3Si02) , alúmina sinterizada (A1203) y espinela aluminosa por ejemplo MgO.Al203) . Las partículas refractarias no comprenden referentemente partículas que tienen una granulometría mayor que 4 mm, aún más preferentemente no mayor que 2,5 mm. Lo antedicho facilita la proyección suave del polvo. El factor de dispersión del rango de tamaño f(G) de las partículas refractarias es preferentemente no menor que 1,2. Dicho factor f (G) es utilizado en la presente en relación con una determinada especie de partículas para indicar el factor :
2 (G80 - G20) f(G) = (G80 + G20)
en la cual G80 significa el tamaño de grano del 80% de las partículas de aquella especie y G20 significa la granulometría del 20% de las partículas de la misma. El aditivo es seleccionado de uno o más del grupo que comprende fluoruro de aluminio (A1F3) , sulfato de bario (BaS04, óxido de cerio (Ce02) y fluoruro de calcio (CaF2), siendo este último el más preferido. El fluoruro de aluminio sublima a 1291°C y por lo tanto tiene una mayor tendencia a perderse durante la reacción exotérmica. El aditivo comprende preferentemente partículas que tienen un tamaño máximo de partículas menor que 500 µm, pudiendo tener en forma típica, un tamaño medio de partículas de al menos 50 µm. En sí es conocido en la industria del aluminio colocar ladrillos refractarios que tienen composiciones especiales en aquellos puntos que están en contacto con el metal fundido. Dicha composición especial comprende un aditivo, por ejemplo fluoruro de aluminio, sulfato de bario o fluoruro de calcio, el cual vuelve al bloque menos susceptible a ser atacado por el metal fundido. Estos aditivos normalmente se descomponen o volatilizan a las temperaturas que se alcanzan en la zona de reacción de soldadura cerámica. En consecuencia, resulta no previsible que estas sustancias puedan ser usadas en la presente invención. El combustible metálico debería incluir una proporción significativa de aluminio (no menor que 30% en peso) y en lo posible 50% o aún más), sin embargo también pueden incluir otros combustibles tales como magnesio, zirconio y cromo. Como implica el término "combustible metálico" el elemento silicio no es un compuesto preferido del material combustible, no estando sin embargo excluido su uso. Las aleaciones de dos o más materiales combustibles, por ejemplo de aluminio y magnesio (usualmente con un mayor contenido de aluminio que magnesio) pueden ser usadas convenientemente como componentes del combustible. Los mismos pueden ser usados en combinación con aluminio en granos. El combustible tiene preferentemente una granulometría máxima de 100 µm y una granulometría media menor que 50 µm. El régimen de alimentación de la mezcla pulverulenta en el punto de reparación está comprendido típicamente en el rango de 50 kg/h a 500 kg/h. Los siguientes ejemplos ilustran a la invención. Se desea destacar que la presente invención no está limitada a constituyentes específicos, proporciones y a parámetros y los procedimientos mencionados en la presente. Ejemplo 1 Una mezcla pulverulenta según lo definido más abajo fue empleada para la reparación de material refractario aglomerado con bajo contenido de cemento usado en un horno de fusión de aluminio. Los componentes originales (% en peso) del material de base era la siguiente: Alúmina 63% Sílice 33% Mortero y una pequeña cantidad de fluoruro de calcio. La porosidad del material original de base fue 17,4. Debido al hecho que el horno ha estado en uso durante cierto tiempo la capa superficial del refractario contenía una elevada proporción de corindón y espinela. Se preparó una mezcla pulverulenta de soldadura cerámica que tenía la siguiente composición: Componenl :e % en peso Bauxita 68,2 Mullita 18,2 CaF2 4,2 Aleación de Mg/Al 3,1 Al en partículas 6,3
La bauxita y la mulita tenían una granulometría máxima de aproximadamente 2 mm. La aleación combustible de Mg/Al contenía un 30% en peso nominal de magnesio y 70% de aluminio, con una granulometría máxima de 100 µm y una granulometría media de aproximadamente 42 µm. El aluminio se encontraba en forma de partículas que tenían un tamaño nominal máximo de 45 µm y una granulometría media de 12 µm. El CaF2 tenía una granulometría menor que 400 µm, con 90% (en peso) de las partículas mayores que 44 µm. La mezcla pulverulenta fue proyectada a razón de 80 kg/h en una corriente de oxígeno comercialmente puro a través de una lanza de soldadura sobre la superficie a reparar. En contact con la superficie, la cual se encontraba a una temperatura d 800°C, el aluminio y magnesio reaccionó con el oxígeno formand una masa de reparación en el área hacia el cual estaba dirigid la lanza. La masa así formada tenía un contenido de alúmina d aproximadamente 80% en peso, una porosidad de aproximadament 16% y una densidad a granel de 2,5 a 2,7 g/cc (kg/m3), confe riéndole una muy baja capacidad de absorción con respecto a metal fundido. Los análisis de rayos X demostraron que un cierta proporción de CaF2 estaba retenida en la masa as formada. Se sospecha que la presencia residual de CaF2 ayuda conferir a la masa su buena resistencia a la penetración y e consecuencia la resistencia a reaccionar con el metal fundido Ejemplo 2 Una mezcla pulverulenta según lo definido en el Ejemplo 1 en la cual se ha reemplazada sin embargo la pequeña cantidad d fluoruro de calcio por una pequeña cantidad de sulfato de bario se ha empleado para la reparación de un bloque refractario qu tenía la siguiente composición (% en peso) : Alúmina 82% Sílice 8% Mortero y una pequeña cantidad de sulfato de bario.
La mezcla pulverulenta fue proyectada a razón de 80 kg/h en una corriente de oxígeno comercialmente puro a través de una lanza de soldadura hacia la superficie a reparar. En contacto con la superficie, la cual se encontraba a una temperatura de 1000°C, el aluminio y el magnesio reaccionaron con el oxígeno formando una masa de reparación en el área hacia la cual estaba dirigida la lanza. Ejemplo 3 Una mezcla pulverulenta según lo definido en el Ejemplo 1 fue empleada para proteger un bloque refractario AZS, en el presente caso un ladrillo "Zac" electrofundido altamente refractario en base a alúmina y zirconia que tenía la siguiente composición (% en peso) : Alúmina 50-51% Zirconia 32-33% Sílice 15-16% Oxido de sodio 1% (aproximadamente) La mezcla pulverulenta fue proyectada a razón de 30 kg/h en una corriente de oxígeno comercialmente puro a través de una lanza de soldadura hacia la superficie a ser protegida. En contacto con la superficie, la cual se encontraba a una temperatura de 1500°C, el aluminio y el magnesio reaccionaron con el oxígeno formando una masa en el área hacia la cual estaba dirigida la lanza. La masa así formada tenía una baja porosidad y era adecuada para recibir la capa protectora depositada de platino.
Claims (22)
- R E I V I N D I C A C I O N E S 1.- Un procedimiento para formar una masa refractaria de reparación, en particular reparar material refractario que contiene alúmina, el cual comprende proyectar contra la superficie del material refractario en presencia de gas oxígeno una mezcla pulverulenta que comprende partículas refractarias y partículas combustibles de manera que la reacción entre las partículas combustibles y el gas oxígeno tenga lugar sobre la superficie, desprendiendo el calor de reacción hacia la superficie de manera que se forme una masa refractaria coheren-te, caracterizado porque la mezcla pulverulenta comprende alúmina, y en peso, al menos 5% de un combustible metálico que contiene al menos 30 % de aluminio y 3 a 10% de un aditivo seleccionado del grupo que comprende: fluoruro de aluminio, sulfato' de bario, óxido de cerio y fluoruro de calcio.
- 2 . - Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas refractarias que constituyen la mezcla pulverulenta comprenden al menos uno del grupo que comprende: bauxita, mullita, alúmina sinterizada y espinela aluminosa.
- 3.- Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las partículas refractarias comprenden sustancialmente ninguna partícula con una granulometría mayor que 4 mm preferentemente no mayor que 2,5 mm.
- 4.- Procedimiento según al menos una de las reivindicacio nes precedentes, caracterizado porque el aditivo comprend partículas que tienen una granulometría máxima menor que 500 µm.
- 5.- Procedimiento según al menos una de las reivindicacio nes precedentes, caracterizado porque el combustible comprend al menos 50% en peso de aluminio.
- 6.- Procedimiento según al menos una de las reivindicacio nes precedentes, caracterizado porque el combustible comprend al menos uno del grupo que comprende magnesio, zirconio y cromo.
- 7.- Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizad porque el combustible comprende una aleación de al menos do materiales combustibles.
- 8.- Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizad porque el combustible comprende una aleación de aluminio y d magnesio.
- 9.- Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracteri zado porque la aleación es usada en combinación con aluminio e partículas .
- 10.- Procedimiento según al menos una de las reivindicacio nes precedentes, caracterizado porque el combustible tiene un granulometría máxima de 100 µm y una granulometría media meno que 50 µm.
- 11.- Procedimiento según al menos una de las reivindicacio nes precedentes, caracterizado porque la mezcla pulverulenta es alimentada al punto de reparación a un régimen comprendido en el rango de 50 a 500 kg/h.
- 12.- Procedimiento según al menos una de las reivindicacio-nes precedentes, caracterizado porque la masa refractaria coherente contiene al menos 70% en peso de alúmina.
- 13.- Mezcla pulverulenta para usar en reparaciones por soldadura cerámica de un material refractario que contiene alúmina, conteniendo dicha mezcla partículas refractarias y partículas combustibles, caracterizada porque comprende alúmina y, en peso, al menos 5% de un combustible metálico que contiene al menos 30% de aluminio y 3 a 10% de un aditivo seleccionado del grupo que comprende fluoruro de aluminio, sulfato de bario, óxido de cerio y fluoruro de calcio.
- 14.- Mezcla pulverulenta según la reivindicación 13, caracterizada porque los constituyentes de las partículas refractarias comprenden al menos uno del grupo que comprende: bauxita, mullita, alúmina sinterizada y espinela aluminosa.
- 15.- Mezcla pulverulenta según la reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque las partículas refractarias comprenden sustancialmente ninguna partícula con una granulometría mayor que 4 mm.
- 16.- Mezcla pulverulenta según la reivindicación 15, caracterizada porque las partículas refractarias comprenden sustancialmente ninguna partícula con una granulometría mayor que 2, 5 mm.
- 17.- Mezcla pulverulenta según al menos una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizada porque el aditivo comprende partículas que tienen una granulometría máxima menor que 500 µm.
- 18.- Mezcla pulverulenta según al menos una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizada porque el combustible comprende al menos 50% en peso de aluminio.
- 19.- Mezcla según al menos una de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizada porque el combustible comprende al menos uno del grupo que comprende: magnesio, zirconio, y cromo.
- 20.- Mezcla pulverulenta según la reivindicación 19, caracterizada porque el combustible comprende una aleación de al menos dos materiales combustibles.
- 21.- Mezcla pulverulenta según la reivindicación 20, caracterizada porque el combustible comprende una aleación de aluminio y de magnesio.
- 22.- Mezcla pulverulenta según la reivindicación 20 ó 21, caracterizada porque la aleación es usada en combinación con aluminio en partículas. 23- Mezcla pulverulenta según al menos una de las reivindi-caciones 13 a 22, caracterizada porque el combustible present una granulometría máxima de 100 mm y una granulometría medi menor que 50 µm. R E S U M E Procedimiento para formar una masa refractaria de reparación, en particular sobre una superficie que contiene alúmina que será expuesta a servicio pesado, el cual emplea una mezcla pulverulenta que comprende alúmina y, en peso, al menos 5% de un combustible metálico que tiene al menos 30% de aluminio y 3 a 10% de un agente reductor de capacidad de absorción. Además se usa una técnica de soldadura cerámica, en la cual la mezcla pulverulenta es proyectada en una corriente de gas de oxígeno contra la superficie a reparar de manera que la reacción entre las partículas combustibles y el oxígeno tenga lugar sobre la superficie, desprendiendo el calor de reacción hacia la superficie, para formar la masa de reparación.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9511692,7 | 1995-06-09 | ||
GBGB9511692.7A GB9511692D0 (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | A process for forming a refractory repair mass |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
MX9709794A MX9709794A (es) | 1998-08-30 |
MXPA97009794A true MXPA97009794A (es) | 1998-11-12 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4489022A (en) | Forming coherent refractory masses | |
EP0830330B1 (en) | A process for forming a refractory repair mass | |
US4920084A (en) | Forming refractory masses and composition of matter for use in forming such refractory masses | |
RU2173308C2 (ru) | Способ образования огнеупорной ремонтной массы и порошковая смесь для его осуществления | |
CA2071370C (en) | Process and mixture for forming a coherent refractory mass on a surface | |
GB2154228A (en) | Composition of matter for use in forming refractory masses in situ | |
US4946806A (en) | Flame spraying method and composition | |
CA2656695A1 (en) | Cement-free refractory | |
JP2941892B2 (ja) | セラミツク溶接法及びそれに使用するための粉末混合物 | |
CA2136660C (en) | A method and powder mixture for repairing oxide based refractory bodies | |
MXPA97009794A (es) | Procedimiento para formar una masa refractaria de reparacion | |
JPH05178675A (ja) | キャスタブル耐火物 | |
US5700309A (en) | Method and powder mixture for repairing oxide based refractory bodies | |
JP3103523B2 (ja) | 溶射材料 | |
CA2071675C (en) | Ceramic welding | |
GB2284415A (en) | Repairing oxide based refractory bodies | |
JPH08283074A (ja) | 溶融金属用容器内張りれんがに用いる耐火モルタル及びその使用方法 | |
JPH0329747B2 (es) | ||
HU187279B (en) | Refractory ramming and insulating material |