NL8901938A - Keramisch repareren. - Google Patents

Description

Keramisch repareren.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het repareren van een vuurvast lichaam, welke werkwijze omvat de trap van het richten van brandbare deeltjes in een zuurstof-rijk dragergas tegen een dergelijk lichaam, waarbij oxydatie van de brandbare deeltjes in een reactiezone grenzend aan een dergelijk lichaam plaatsvindt en daarbij het vrijkomen van warmte, die nodig is voor het bekleden van een dergelijk lichaam of voor de vorming van een vuurvaste lasmassa daarop.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting ten gebruike voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze.

De werkwijze kan van het type zijn, dat bekend is als keramisch lassen, waarbij het vuurvaste materiaal wordt · aangebracht op een vuurvast substraat onder vorming van een laag daarop of de holtes of scheuren in hun structuur op te vullen, of keramisch bekleden, waarbij blokken of andere vormen van keramisch materiaal worden gevormd of door middel van een snijbewerking worden schoongemaakt.

Keramisch lassen is een bijzonder belangrijke categorie van de werkwijze, die valt binnen de uitvinding. Het wordt alom toegepast voor het repareren van ovenbekledingen in situ en heeft het voordeel, dat duurzame vuurvaste afzettingen kunnen worden gevormd bij hoge ovenbekledingstempera-turen. Dientengevolge kunnen reparaties worden gerealiseerd hetzij zonder onderbreken van het bedrijf van de oven, hetzij met de relatief korte onderbrekingstijd van zijn bedrijf, afhankelijk van het type van de oven en de positie in de oven, waar de reparatie dient te worden verricht.

De techniek van vuurvaste massavorming door keramisch lassen heeft tot nu toe het onderwerp gevormd van veel research en ontwikkelingswerk en wel gedurdende de laatste twee decennia gericht op het verkrijgen van zelfs hogere kwaliteiten en betrouwbaarheid van de gevormde vuurvaste materiaalafzettingen en met het oog op het toepassen van de lastechniek voor het lassen van veel verschillende typen vuurvaste materialen en het concurrerend maken ervan met een toenemende variatie in de bedrijfsparameters.

Een bijzonder significante ontdekking, die heeft geleid tot de geboorte van keramisch lassen als een levensvatbare industriële methode, was het belang van de toepassing van oxydeerbare deeltj es met een extreem kleine gemiddelde korrelgrootte. Methoden gebaseerd op deze ontdekking zijn beschreven in het Britse octrooischrift 1.330.894.

Het onderzoeks- en ontwikkelingswerk, waarna hier gerefereerd is, had ten dele betrekking op het onderhouden van een continue stroom laspoeder in een gasstroom. Het verkrijgen van een constante betrouwbare stroom deeltjesvormig materiaal met een vereiste aanvoersnelheid omvat diverse problemen. Er zijn diverse middelen voor het oplossen van dergelijke problemen voorgesteld, zie bijv. de Britse octrooischriften 2.173.715 en 2.103.959.

De hantering van zeer fijne gemakkelijk oxydeerbare deeltjes, bijv. deeltjes van silicium of aluminium, die het meest worden gebruikt als vaste brandstofbestanddelen van keramisch las- of bekledingspoeder, gaat met bepaalde gevaren gepaard. Er kunnen zich bijvoorbeeld vroegtijdige ontbranding of explosies voordoen als gevolg van gelokaliseerde verhitting of elektrische ontladingen tengevolge van wrijving in een aanvoerleiding van deeltjes.

Bij een keramisch reparatieproces is er vaak behoefte aan snel werken. Dit vereist een hoge aanvoersnelheid van de deeltjes en een hoge concentratie aan zuurstof bij de reactiezone. Bij toenemende snelheid van de aangevoerde deeltjes en zuurstofconcentraties neemt echter het risico van dergelijke gevaren toe. Met name kunnen zich gevaarlijke situaties voordoen wanneer er gestreefd wordt naar een hoge aanvoersnelheid van gemakkelijk oxydeerbare deeltjes direkt in een zuurstof-rijke gasstroom. Het risico van vroegtijdige ontbranding ter plaatse waar de deeltjes in aanraking komen met de zuustof-rijke gasstroom kan worden toegeschreven aan mechanische krachten.

Het is belangrijk voor het aanvoersysteem voor deeltjes bij een keramisch reparatieproces dat een werkelijk systeem zodanig wordt ontworpen, dat een risico voor dergelijke ongelukken ter plekke waar de deeltjes worden overgebracht uit de poederopslag in een meevoerende gasstroom wordt verminderd.

Teneinde risico's op ongelukken te verminderen werd voorgesteld de toepassing van zuurstof-rijk gas voor het meevoeren van oxydeerbare deeltjes uit een opslag naar een las-lans te vermijden en zuurstof toe te voeren aan de laslans via een afzonderlijke aanvoerleiding (zie Britse octrooi-schriften 2.035.524 en 2.180.047). Volgens deze voorstellen wordt lucht en/of inert gas gebruikt voor het meenemen van de deeltjes uit de opslag. Een nadeel van deze voorstellen is het feit, dat voor een gegeven aanvoersnelheid voor de deeltjes hoe groter de volumestroomsnelheid van het gas is dat wordt gebruikt voor het meenemen van de deeltjes uit de opslag des te lager is de zuurstofconcentratie bij de reac-tiezone. De keuze van dergelijke voorgestelde aanvoersystemen is derhalve niet bevorderlijk voor het verkrijgen van hoge deeltjesaanvoersnelheden en volumesnelheden voor de vorming van de afzetting van vuurvast materiaal. Er is in de markt voor ovenreparatiewerk een belangrijke vraag naar de vermindering van de voor het voltooien van dit werk benodigde tijd en deze vraag kan niet worden bevredigd wanneer gebruik wordt gemaakt van de eerder voorgestelde aanvoersy-stemen.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel het verschaffen van een deeltjesaanvoersysteem, dat een betrouwbaar en goed beheersbaar aanvoeren van de deeltjes in een meenemende gasstroom waarborgt en dat gebruikt kan worden voor het aanvoeren van relatief grote hoeveelheden oxydeerbare deeltjes per tijdseenheid in een zuurstof-rijke gasstroom zonder of bij een minimaal risico van vroegtijdige ontbranding.

Volgens de onderhavige uitvinding gaat het om een werkwijze voor het repareren van een vuurvast lichaam, welke werkwijze de stap van het projecteren van brandbare deeltjes In een zuurstof en rijk dragergas tegen een dergelijk lichaam omvat, waarbij oxydatie van de brandbare deeltjes in een reactiezone grenzend aan een dergelijk lichaam plaatsvindt en daarbij warmte vrijkomt, die nodig is voor het bekleden van een dergelijk lichaam of voor de vorming van een vuurvaste lasmassa daarop, met het kenmerk, dat de brandbare deeltjes worden geïntroduceerd in een eerste gas en waarbij een zuurstof-rijk gas wordt geforceerd door een meeneemzone, waarin een inzuigeffect wordt verkregen, waarbij een stroom van de brandbare deeltjes en het eerste gas wordt ingezogen in de meeneemzone, terwijl de geïnduceerde brandbare deeltjes en het eerste gas te zamen met het zuurstof-rijke gas worden gevoerd naar de reactiezone.

Gebleken is volgens de uitvinding, dat door keuze van het deeltjesintroductiesysteem het mogelijk is een hoge mate van afgifte van brandbare deeltjes in een zuurstof-rijke dragerstroom te bereiken bij een verminderd risico voor problemen, die met de bekende systemen gepaard gingen.

De uitvinding is derhalve opmerkelijk effectief met het oog op het evenwicht tussen de twee vereisten van zeer snel werken en zeer hoge veiligheidsniveau's. Door introductie van de deeltjes in het zuurstof-rijke gas, nadat ze zijn geïntroduceerd in een eerste gas is gebleken, dat een hoog inzuigniveau van de deeltjes in de stroom kon worden gerealiseerd. Bovendien vindt het inzuigen plaats bij een constante snelheid: problemen, veroorzaakt door fluctuaties in de deeltjesaanvoer, die zich tot nu toe hebben voorgedaan in de aanvoer van de deeltjes in de vorm een vrij-stromende vaste massa zijn verminderd. Dit betekent voorts, dat het dragergas voor de brandbare deeltjes kan worden aangevoerd tijdens bedrijf bij een toegenomen deel-tjesdragende capaciteit, onder teweegbrengen van een verhoogde afzetting van een vuurvaste massa op het gewenste oppervlak. Tegelijkertijd wordt het risico van vlamterug-slag en vroegtijdige ontbranding sterk verlaagd.

De onderhavige uitvinding vermijdt voorts de rechtstreekse botsing van zeer snelle deeltjes tegen de zuurstof-moleculen. Aangenomen wordt, dat dit een andere reden is voor de verhoogde veiligheid van de onderhavige werkwijze en inrichting. Het blijkt, dat het meegenomen eerste gas eerst een gassleuf of barrière vormt tussen het zeer snelle zuur-stof-rijke gas en de wanden van de uitlaatleiding. De geïntroduceerde deeltjes te zamen met het eerste gas komen geleidelijk in contact met het zuurstof-rijke gas, terwijl zij in de richting van de reactiezone stromen. Er is derhalve een geleidelijk toegenomen contact met het zuurstofrijke gas, dat het risico voor het initiëren van ontbranding vermindert.

Vergeleken met voorgaande voorstellen voor het meenemen van de deeltjes in een relatief inert gas maakt de toepassing in de onderhavige uitvinding van een zuurstof-rijk gas voor het meenemen van de deeltjes mogelijk het relatieve volume van het inerte gas tot een minimum te beperken terwijl de afgifte van een zeer effectief mengsel van deeltjes en zuurstof-rijk gas aan het reparatiepunt wordt gewaarborgd.

Een mogelijke reden voor het succes van de uitvinding bij het bereiken van de gestelde doeleinden is wel te danken aan het feit, dat het eerste gas een gasfilmlaag teweegbrengt, die ook als een smeermiddel kan worden beschouwd rondom het oppervlak van de deeltjes. Dit zorgt ervoor, dat bij het in contact komen met de zuurstof-rijke inzuigstroom de deeltjes beschermd worden tegen ongunstige wrijvings- of afschuivingseffecten, zoals botsing met elkaar of met de zijwanden van de inrichting, hetgeen anders zou resulteren in locale verhitting of elektrische ladingen, die vroegtijdige initiëring van de ontbranding zouden veroorzaken.

Ofschoon de voordelen van de onderhavige uitvinding in het bijzonder bij hoge specifieke stroomsnelheden zich manifesteren, d.w.z. bij hoge aanvoersnelheden van de deeltjes en dragergas kunnen er ook voordelen worden verkregen bij lagere specifieke aanvoersnelheden. Hoge specifieke stroomsnelheden kunnen worden verkregen in aanvoerleidingen van verschillende diameters.

Terwille van de bevordering van de werking verdient het in het algemeen de voorkeur dat de vuurvaste mate-riaaldeeltjes, bijvoorbeeld bij keramisch lassen, ook in het eerste gas worden opgenomen. De vuurvaste materiaaldeeltjes worden derhalve op soortgelijke wijze in aanraking gebracht met het eerste gas en in de meeneemzone gezogen.

Het is voordelig de stroomsnelheid van het eerste gas zo laag mogelijk te houden bij het verkrijgen van de vereiste aanvoersnelheid van de deeltjes. Dit draagt bij tot het waarborgen, dat de deeltjes en eerste gas in plaats van langs geforceerde weg geleidelijk worden geïnduceerd in het zuurstof-rijke gas. Het is vooral van belang, dat de verhouding van het eerste gas tot de deeltjes niet zodanig is, dat er een fluïdisatie van de deeltjes in het eerste gas plaatsvindt. Een voorkeursweg voor het bereiken van de vereiste relatieve stroomverhouding is het induceren van de stroomsnelheid van het eerste gas en deeltjes in een neerwaartse richting in de meeneemzone en daarbij gebruik te maken van de zwaartekracht voor het waarborgen van een hoge deeltj essnelheid.

Een ander voorkeursaspect van het bevorderen van de geleidelijke deeltjesstroom in plaats van de geforceerde is het waarborgen, dat de druk van het eerste gas niet groter is dan de atmosferische druk.

De inrichting voor het forceren van het zuurstofrijke gas in de meeneemzone is bij voorkeur een inspuitmond-stuk, dat bij voorkeur in serie met de gecombineerde uit-laatstroom van de deeltjes, eerste gas en het zuurstof-rijke gas uit de meeneemzone is aangebracht. Hierdoor wordt het mogelijk een hoge doorvoersnelheid van zuurstof-rijk gas via de meeneemzone te realiseren en daarbij de zuigwerking ervan te bevorderen. Zijn stroomrichting door de meeneemzone ten opzichte van het eerste gas en de deeltjes dient zodanig gekozen te worden, dat de zuiging wordt versterkt, waarbij de voorkeursstroomrichting praktisch horizontaal is.

De term "zuurstof-rijk" wordt hierbij gebruikt in relatie tot het zuigende gas, hetgeen betekent, dat een gas, dat meer zuurstof dan lucht bevat. In het algemeen verdient dit de voorkeur tenminste 60 vol.% zuurstof en liefst tenminste 75 vol.% zuurstof te bevatten. De toepassing van praktisch zuivere zuurstof is en wel toelaatbaar en gemak kelijk, echter telkens onderhevig aan de juiste veiligheidsaspecten, aangezien de toepassing ervan gepaard gaat met een zeer hoge verhouding aan zuurstof in het gas, dat de reactie-zone bereikt.

De druk, waarbij het zuurstof-rijke gas wordt in- geblazen, ligt bij voorkeur in het traject van 0,1 tot 10,0 bar.

Ofschoon de toevoeging van deeltjes en het eerste gas aan het zuurstof-rijke gas plaatsvindt in de meeneemzone is het niet zo, dat hier noodzakelijkerwijze een volle menging van de verschillende gassen en deeltjes op dit punt plaatsvindt. Gewoonlijk vindt het mengen van de verschillende componenten continu plaats in de leidingen, die leiden vanuit de meeneemzone naar de reactiezone onder oplevering van een volledig gemengde voeding in de reactiezone.

Het eerste gas is bij voorkeur inert of relatief inert, d.w.z. dat het gehalte aan eventueel aanwezige zuurstof in het eerste gas geringer is dan 18 vol.%. Voorbeelden van inerte of relatief inerte gassen zijn stikstof en kooldioxide of mengsels van deze mogelijkerwijs met andere gassen. Een mengsel van lucht en stikstof verdient in het algemeen de voorkeur. Aangezien het eerste gas het gas is, dat het eerst contact maakt met de deeltjes verzekert de aanwezigheid van een inert of relatief inert gas tot dit punt het voorkomen van vroegtijdige verbranding stroomopwaarts in de meeneemzone. Het inerte of relatief inerte gas verdunt bovendien het zuurstofgehalte van het dragergas, dat in de reactiezone terechtkomt en dient derhalve noch in het eerste gas noch in het zuurstof-rijke gas in een zodanige hoeveelheid aanwezig te zijn, dat het totale zuurstofgehalte verlaagd wordt tot beneden de concentratie, die vereist is voor een effectieve verbranding in de reactiezone. Bovendien beschermt de aanwezigheid van het eerste gas een nieuw meegenomen deeltje, waneer zij botsen tegen de wanden van het apparaat, met als resultaat, dat veiligheidsrisico's met het oog op gelocaliseerde warmte-ontwikkeling of elektrische ladingen op die punten worden verlaagd.

Met het oog op de verbrandingsvereisten en voor iet handhaven van de relatieve gasvolumina en snelheden op dit punt van mengen, opdat de gewenste zuiging plaatsvindt, kunnen diverse andere toevoegsels aan de gassen worden toegevoegd De gecombineerde stromen kunnen ook met zuurstof worden verrijkt en wel in neerwaartse stroomrichting ten opzichte van de plaats van menging. Dergelijke toevoegsels zijn gunstig in die zin, dat zij een ruime mate van controle van de reparatiecondities mogelijk maken. Inderdaad wordt een dergelijke verbetering verkregen door toepassing van een eerste gas voor de deeltjes, d.w.z. dat het mogelijk is te overwegen een zuurstof-rijk gas als eerste gas te gebruiken, met dien verstande, dat nauwkeurige veiligheidsmaatregelen worden gevolgd in de opwaartse stroom van de deeltjes van het voedingssysteem indien dit aanwezig is.

De onderhavige uitvinding strekt zich voorts uit tot de inrichting, die geschikt is voor toepassing in het uitvoeren van een werkwijze zoals hier gedefinieerd, hetgeen betekent, dat de onderhavige uitvinding dienovereenkomstig zich uitstrekt tot een inrichting voor het repareren van een vuurvast lichaam, welke inrichting is voorzien van middelen voor het projecteren van brandbare deeltjes in een zuurstofrijk dragergas tegen een dergelijk lichaam teneinde daar oxydatie van de brandbare deeltjes in een reactiezone grenzend aan een dergelijk lichaam teweeg te brengen en daarbij een zodanige warmte te ontwikkelen, die vereist is voor het bekleden van een dergelijk lichaam of voor de vorming van een vuurvaste lasmassa daarop met het kenmerk, dat de inrichting omvat een introductiezone voor het voeden van de brandbare deeltjes in een eerste gas en een meeneemzone, die is voorzien van een invoer voor zuurstof-rijk gas, welk gas een zuigeffect teweegbrengt, waarbij een stroom van de brandbare deeltjes en het eerst gas worden geïnduceerd in de meeneemzone, waarbij de geïnduceerde brandbare deeltjes en het eerste gas te zamen met het zuurstof-rijke gas worden gevoerd door een leiding, die uitmondt in de reactiezone.

De inrichting is bij voorkeur voorzien van een hopper voor het ontvangen van de deeltjes en een voeder voor het overbrengen van de deeltjes in de introductiezone, waarvandaan zij terechtkomen in de meeneemzone. De hopper is bij voorkeur vertikaal boven de transportinrichting aangebracht. Middelen voor het afdichten van de hopper om zodoende een positieve druk boven de deeltjes te bewerkstelligen kunnen met voordeel aanwezig zijn.

De aanvoermiddelen kunnen bijvoorbeeld een doseer-inrichting zijn, voorzien van een roterende schijf met daarop schraapbladen voor het bevorderen van een gelijkmatige deeltjesstroom. De voorkeursaanvoermiddelen omvatten een schroeftransporteur, toevoer en afvoer voor de deeltjes in en uit de schroeftransporteur, die bij voorkeur op een voldoende grote afstand van elkaar zijn aangebracht voor het creëren van een praktisch gelijkmatige stroom van de deeltjes in de introductiezone. De schroeftransporteur wordt bij voorkeur aangedreven door een motor met een variabele snelheid om zodoende een extra controle over de bedrijfsomstandigheden mogelijk te maken, in het bijzonder van de deeltjes : gasverhouding in het eerste gas en in het brandbare dragergas.

De introductiezone is bij voorkeur een cylinder-vormige vertikale kamer, waarbij de meeneemzone het laagste deel daarvan vormt. De aanvoermiddelen komen bij voorkeur uit in de zijwand van de kamer boven de meeneemzone. De toevoer of toevoeren voor het eerste gas in de kamer is of zijn bij voorkeur aangebracht bovenop of vlakbij de top, zodanig, dat het eerste gas stroomafwaarts vertikaal door de kamer passeert. Tenminste één veiligheidsinrichting wordt bij voorkeur opgenomen in de kamer of in een leiding, die daaraan vastzit, teneinde eventuele tegendruk op te heffen, afkomstig van vuurteruglag of een andere vroegtijdige verbranding. Een geschikt voorbeeld van een veiligheidsinrichting is een springschijf met een gedefinieerde druk, waarbij dit gaat breken. Een ander voorbeeld is een vonk-invangkamer, die een bepaalde reactie richt naar een veilige afvoerplek.

Een leiding leidt uit de meeneemzone, bij voorkeur in een direkte opstelling met het zuurstof-rijke gas intro-ductiemiddelen voor het aanvoeren van het mengsel van deeltjes en gas naar de lans. In deze leidingen kunnen desgewenst extra inlaatopeningen worden opgenomen voor de intro- ductie van extra gas, in het bijzonder van extra zuurstof.

Tenminste één geleider voor de deeltjes en eerste gas kan bijvoorbeeld in de vorm van een afgeknot-kegelvormig orgaan, bij voorkeur opgenomen in de introductiezone voor het richten van de deeltjes en het eerste gas naar het zuur-stof-rijke gas. De geleider is desgewenst zodanig gericht, dat de deeltjes worden gericht naar de punten, waarbij zij het effectiefst worden ingezogen door het zuurstof-rijke gas.

Andere factoren, die een rol spelen bij het bereiken van de zuigerwerking zijn de stroomsnelheid van de zuur-stof-rijke stroom, de vorm van het inlaatmondstuk voor de zuurstof-rijke stroom en de afmetingen en locatie van het inlaatmondstuk ten opzichte van de afvoeropeningen.

De zuigwerking kan in sommige gevallen een te grote drukverlaging in de introductiezone teweegbrengen, waarbij de stroom van deeltjes en eerste gas in het zuurstof -rijke gas wordt verlaagd tot beneden het gewenste niveau. Teneinde deze mogelijkheid op te heffen kan men de introductiezone voorzien van een opening naar de atmosfeer om zodoende te waarborgen, dat de druk in de introductiezone niet aanzienlijk daalt tot beneden een bevredigende druk. De opening zorgt derhalve voor een geschikte zelf-regulerende werking voor het meenemen.

De leiding, afkomstig van de meeneemzone en terechtkomend in de reactiezone is bij voorkeur voorzien van een divergerende sectie. Deze sectie assisteert bij een effectief invoegen en mengen van de deeltjes en gassen in neerwaartse richting van de meeneemzone en zodoende ervoor zorgt dat de componenten grondig gemengd zijn alvorens zij in de reactiezone terechtkomen.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is hieronder nader beschreven aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarbij fig. 1 een schematische weergave is (niet op schaal) van een keramische laseenheid volgens de uitvinding en fig. 2 een vergroot aanzicht is van de deeltjes en gasaanvoersectie van de eenheid volgens fig. 1. De eenheid omvat een voedinghopper 1 naar een schroefvormige transporteur 2, die is aangedreven door een motor met een variabele snelheid (niet afgebeeld) en die leidt naar een introductie-kamer 3. Een inlaatopening 4 voor de voeding is aanwezig in de kamer 3 voor het afleveren van een eerste gas. Een injec-tiemondstuk 5 voor een zuurstof-rijk gas leidt in een mee-neemzone 6 onder in de kamer 3. De afvoerleiding 9 leidt uit de meeneemzone 6 naar de sproeilans 21. In het bovenste deel van de kamer 3 is een leiding 7 voorzien van een spring-schijf 8 met een gedefinieerde springdruk. Een geleideplaat 11 in de vorm van een naar beneden toe convergerende conische sectie is in kamer 3 aangebracht vlak boven de meeneemzone 6. De afvoerleiding 9 omvat een divergerende sectie 12 voor het bevorderen van het mengen van de deeltjes en gassen, die de meeneemzone 6 verlaten en is voorts voorzien van een extra invoer 14 aan het uiteinde van de lans 21 voor het mogelijk maken van de introductie van extra zuurstof of een ander gas via ventiel 20.

Een manometer 10 is eveneens aangebracht in het bovenste deel van de kamer 3, teneinde elke abnormale drukverandering te detecteren.

De lans 21 is omsloten door een watermantel 15 met respectievelijk inlaat- en uitlaatpoorten 16 en 17.

Tijdens bedrijf wordt een mengsel van de te ver-sproeien deeltjes aangevoerd naar de hopper 1 en door middel van schroef 2 getransporteerd naar de kamer 3 en daarvandaan naar de meeneemzone 6. Een stikstofstroom wordt geïntroduceerd in de kamer 3 via inlaat 4 als een eerste contactgas voor de deeltjes. Het gas doorstroomt de kamer 3 in neerwaartse richting en wordt te zamen met de deeltjes door middel van de geleider 11 gericht naar het midden van de meeneemzone 6. Een zuurstofstroom onder druk wordt in de meeneemzone 6 geïnjecteerd door middel van mondstuk 5 en trekt deeltjes en eerste gas uit de kamer 3 weg. Hierbij komen de deeltjes in de meeneemzone terecht onder de gecombineerde invloed van zwaartekracht en zuigwerking veroorzaakt door de zuurstofstroom. De gecombineerde stroom van gas en deeltjes, aldus gecreëerd, wordt naar de lans geleid.

De afmetingen binnen de aanvoersectie zijn bijvoorbeeld een diameter van 100 mm voor de contactzone 3, een inwendige diameter van 10 mm voor het zuurstof-rijke gasmondstuk en een inwendige diameter van 30 mm divergerend tot 50 mm voor de afvoer uit de meeneemzone.

Diverse voorbeelden volgens de uitvinding volgen hierna.

VOORBEELD I

Teneinde te compenseren voor de slijtage van de ovenwandblokken (22 in fig. 1) van elektro-gegoten CORHART ZAC (Handelsmerk), vervaardigd uit zirkoonoxyde, aluminium-oxyde en siliciumoxyde werd op de wand een coating aangebracht, welke wand zich bevond op een temperatuur van ca.

1200 C door afzetting van een mengsel van deeltjes, aangevoerd in een dragergas via een lans. Het mengsel van deeltjes bestond uit 35 gew.% zirkoonoxyde en 53 gew.% alu-miniumoxyde vermengd met silicium en aluminium bij een sili-ciumgehalte van het mengsel van 8% en een aluminiumgehalte van 4%.

De aluminiumoxyde en zirkoonoxydedeeltejs hadden een deeltjesgrootte tussen 50 um en 500 urn, terwijl de / / silicium- en aluminiumdeeltjes elk een gemiddelde deeltjesgrootte hadden van beneden 10 um, waarbij het silicium een / 2 soortelijk oppervlak had van 4000 cm /g en het aluminum een 2 soortelijk oppervlak van 6000 cm /g.

Het mengsel van deeltjes werd geïntroduceerd in een hopper 1 van waaruit het mengsel werd getransporteerd naar de kamer 3 door middel van een schroef 2. De rotatie-snelheid van de schroef 2 was zodanig gekozen, dat de deeltjes werden aangevoerd in een hoeveelheid van 600 kg/uur. Stikstof werd geïntroduceerd via de inlaat 4 als het eerste 3 gas bij een snelheid van 43 Nm /uur. De deeltjes werden getransporteerd in de aldus verkregen stikstofstroom en werden gevoerd naar de meeneemzone 6. Zuurstof werd geïntroduceerd 3 via de injector 5 bij een snelheid van 280 Nm /uur bij een relatieve druk van 7,2 bar. De stikstof en de deeltjes werden gemengd met de zuurstof tengevolge van de zuigwerking van de zuurstofstroom.

In dit bewuste Voorbeeld ontbrak de barstschijf 8, hetgeen betekent, dat de leiding 7 een vrije luchtentree 3 mogelijk maakte. Vastgesteld werd, dat gemiddeld 102 Nm /uur lucht bij atmosferische druk het systeem binnenkwam.

Er werd extra zuurstof voor de lans 21 toegevoegd via een andere inlaatopening (in de tekening niet aange- 3 geven) bij een snelheid van 280 Nm /uur bij een relatieve druk van 8,1 bar. Een andere inlaatopening werd aangebracht bij het uiteinde van de lans. De lans was van een telescopisch type met een lengte van 12 m in de volledig uitgelegde toestand en werd aangebracht op een zelf-aangedreven wagen (niet afgebeeld), die zodanig is opgesteld, dat de reparatie van een ovenwand 22 mogelijk was.

De introductie van de deeltjes in het eerste gas en zijn innige vermenging en effectieve transport met de zuurstof leverde een uitstekende consistentie van verbranding op en resulteerde in de vorming van een vuurvaste massa van hoge kwaliteit bij een zeer hoge mate van afzetting op de ovenwand 22 bij een minimum aan risico van ontbranding in de aanvoerleiding.

VOORBEELD II

Voor de reparatie van scheuren in een ovenwand, gevormd uit siliciumoxydeblokken, in beginsel in de tridy-miete vorm, werd gebruik gemaakt van een mengsel van deeltjes met een samenstelling van 87% siliciumdioxyde, 12% silicium en 1% aluminium (gewichtspercentages). Het gebruikte siliciumdioxyde bestond uit 3 delen cristoballiet en 2 delen tridymiet (gew.dln) met een gemiddelde deeltjesgrootte van beneden 10 um, waarbij het silicium een soortelijk opper- / 2 2 vlak had van 4000 cm /g en het aluminium van 6000 cm /g. De reparatie werd uitgevoerd, terwijl de ovenwand een temperatuur had van ca. 1150 C. Op dezelfde wijze als in Voorbeeld I werd het mengsel van de deeltjes geïntroduceerd in de hopper 1 waarvandaan het mengsel werd getransporteerd naar de introductiekamer 3 door middel van de schroeftransporteur 2. De rotatiesnelheid van de schroef was zodanig gekozen, dat de deeltjes werden afgeleverd in een hoeveelheid van 600 kg/uur. In dit Voorbeeld werd echter een springschijf 8 ge- plaatst zodanig, dat het intreden van de vrije lucht via de leiding 7 belet werd, waardoor een veiligheidsklep werd gewaarborgd in geval van een inwendige explosie. De hopper was voorts hermetisch afgesloten en werd onder druk gehouden door middel van een gasaanvoer. Tengevolge van zijn locale beschikbaarheid werd als gas stikstof gekozen. De hopper 1 werd gehouden op een relatieve druk van 2 bar.

In dit Voorbeeld werd stikstof via leiding 4 met 3 een snelheid van 125 Nm /uur geïntroduceerd. Evenals in Voorbeeld I leverde de injector 5 zuurstof af aan de meeneem- 3 zone 6 bij een snelheid van 280 Nm /uur en bij een relatieve druk van 7,2 bar.

Er werd voorts extra zuurstof geïntroduceerd aan 3 het uiteinde van de lans met een snelheid van 280 Nm /uur en bij een relatieve druk van 8,1 bar. Hierbij werden wederom uitstekende resultaten verkregen zowel met het oog op kwaliteit en mate van bekleding.

VOORBEELD III

Teneinde de wanden (basische vuurvaste blokken) van een gietpan voor gesmolten metaal dat aan een hoge slijtage is onderworpen, te repareren werd op de wanden bij een temperatuur van 1000 C een mengsel van deeltjes, bestaande uit 92% magnesiumoxyde, 4% silicium en 4% aluminium (ge-wichtspercentages) afgezet, welk mengsel werd aangevoerd in een dragergas via een lans.

Het magnesiumoxyde had een korrelgrootte in het traject van 100 urn tot 2 mm. De silicium- en aluminium- / deeltjes hadden elk een gemiddelde korrelgrootte van beneden 10 urn, waarbij het silicium een soortelijk oppervlak had / 2 van 4000 cm /g en het aluminium een specifiek oppervlak van 2 6000 cm /g. Dit mengsel werd in de kamer 3 geïntroduceerd op dezelfde wijze als in Voorbeeld I, behalve dat de rotatie-snelheid van de schroeftransporteur 2 zodanig werd gekozen, dat deze 1000 kg/uur afleverde. Het eerste gas bestond uit stikstof, die werd afgeleverd bij een snelheid van 140 3 3

Nm /uur. De injector 5 leverde 140 Nm /uur zuurstof af bij een relatieve druk van 6,4 bar. Evenals in Voorbeeld II sloot een springschijf 8 de leiding 7 af, terwijl de hopper 1 onder een druk van 1,5 bar stikstof werd gehouden.

Er werd in de aanvoerleiding extra zuurstof geïntroduceerd en wel aan het uiteinde van de lans met een 3 snelheid van 140 Nm /uur.

De aldus gevormde coating bleef op zijn plaats gedurende 20 achtereenvolgende smeltbewerkingen van het metaal, terwijl voorts gemakkelijk is gebleken de reparatie binnen de tijdsperiode tussen twee opeenvolgende smeltbewerkingen te realiseren.

Als een variatie in dit Voorbeeld werd de zuurstof-stroom naar de meeneemzone opgevoerd, terwijl de toevoeging van zuurstof aan de lans werd weggelaten.

Claims (41)

1. Werkwijze voor het repareren van een vuurvast lichaam, waarbij vruchtbare deeltjes in een zuurstof-rijke dragergas worden geprojecteerd tegen een dergelijk lichaam onder teweegbrengen van oxydatie van de brandbare deeltjes in een reactiezone grenzend aan een dergelijk lichaam onder ontwikkeling van warmte, die nodig is voor het bekleden van een dergelijk lichaam of voor het vormen van eeh vuurvaste lasmassa daarop, met het kenmerk, dat de brandbare deeltjes worden geïntroduceerd in een eerste gas en een zuurstof-rijk gas wordt geforceerd door een meeneemzone, waarin het een zuigwerking teweegbrengt, waarbij een stroom van brandbare deeltjes en eerste gas worden geïnduceerd in de meeneemzone en de geïnduceerde stroom van brandbare deeltjes en eerste gas wordt meegenomen samen met het zuurstof -rijke gas naar de reactiezone.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk , dat de vuurvaste deeltjes in het eerste gas worden geïntroduceerd zodanig, dat zowel de vuurvaste deeltjes als de brandbare deeltjes de geïnduceerde stroom van het eerste gas in de meeneemzone vergezellen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de stroomsnelheid van het eerste gas zo laag mogelijk is consistent met het verkrijgen van de vereiste snelheid van de deeltjesstroom.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geïnduceerde stroom van het eerste gas benedenwaarts in de meeneemzone wordt gericht.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de druk van het eerste gas niet groter is dan de atmosferische druk.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het eerste gas 0-18 vol.% zuurstof bevat.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, m e t h e t kenmerk, dat tenminste een ge- deelte van het eerste gas stikstof of kooldioxyde is.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, m e t het kenmerk , dat het eerste gas een mengsel is van stikstof en lucht.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het eerste gas een druk heeft van 1,0 tot 10,0 bar voorafgaande aan het aanzuigen.

10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het zuurstofgehalte van het zuurstof-rijke gas groter is dan 60 vol.%.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, m e t het kenmerk , dat het zuurstofgehalte van het zuurstofrijke gas groter is van 75 vol.%.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk , dat het zuurstof-rijke gas praktisch zuivere zuurstof is.

13. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de richting van de stroom van het zuurstof-rijke gas door de meeneemzone praktisch horizontaal is.

14. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het zuurstof-rijke gas in de meeneemzone wordt aangevoerd bij een druk van 1,0 tot 10,0 bar.

15. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het zuurstof-rijke gas in de meeneemzone wordt geïntroduceerd via een injector-mondstuk.

16. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat extra zuurstof of zuurstof-rijk gas benedenstroom ten opzichte van de meeneemzone wordt geïntroduceerd.

17. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de deeltjes in het eerste gas worden geïntroduceerd met behulp van een transporteur, die aansluit op een hopper.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk , dat de tramsporteur een schroeftransporteur is.

19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat de deeltjes in de hopper onder een positieve druk staan.

20. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de deeltjes en het eerste gas via één of meer geleiders worden gericht naar de meeneemzone.

21. Werkwijze voor keramisch lassen in hoofdzaak zoals beschreven met betrekking tot de voorbeelden.

22. Inrichting voor het repareren van een vuurvast lichaam, welke inrichting is voorzien van middelen voor het projecteren van brandbare deeltjes in een zuurstof-rijk dra-gergas tegen een dergelijk lichaam voor het teweegbrengen van oxydatie van de brandbare deeltjes in een reactiezone grenzend aan een dergelijk lichaam en daarbij ervoor te zorgen, dat er voldoende warmte vrijkomt voor het bekleden van een dergelijk lichaam of voor het vormen van een vuurvaste lasmassa daarop, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een introductiezone voor het aanvoeren van de brandbare deeltjes in een eerste gas en een meeneemzone, bestaande uit inlaatopeningen voor zuurstofrijk gas, welk gas een zuigwerking teweegbrengt, waarbij een stroom van de brandbare deeltjes en het eerste gas wordt geïnduceerd in de meeneemzone, terwijl de geïnduceerde brandbare deeltjes en het eerste gas te zamen met het zuurstofrijke gas worden getransporteerd via een aanvoerleiding naar de reactiezone.

23. Inrichting volgens conclusie 22, m e t het kenmerk , dat de inrichting is voorzien van een hopper voor de in het eerste gas te introduceren deeltjes.

24. Inrichting volgens conclusie 23, m e t het kenmerk , dat de hopper is voorzien van gasafdicht-middelen.

25. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-24, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een transporteur voor het meenemen van de deeltjes in de introductiezone.

26. Inrichting volgens conclusie 25, m e t het kenmerk , dat de transporteur een schroeftransporteur is.

27. Inrichting volgens conclusie 26, m e t het kenmerk , dat de schroeftransporteur een deeltjesinlaat en een deeltjesuitlaat heeft, die op voldoende afstand van elkaar zijn aangebracht teneinde een in hoofdzaak gelijkmatige stroming van de deeltjes in de introductiezone te waarborgen.

28. Inrichting volgens conclusie 25 of 26, met het kenmerk, dat de transporteur wordt aangedreven door een motor met een variabele snelheid.

29. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-28, met het kenmerk, dat de introductiezone boven de meeneemzone is aangebracht.

30. Inrichting volgens conclusie 28, m e t het kenmerk, dat de introductiezone een cylindervormige verticale kamer is, waarbij de meeneemzone daarvan het onderste deel uitmaakt.

31. Inrichting volgens conclusie 29, m e t het kenmerk , dat de kamer tenminste één opening in z.ijn zijwand boven de meeneemzone heeft, waarlangs via een opening of openingen in de introductiezone brandbare deeltjes wordt aangevoerd.

32. Inrichting volgens conclusie 29 of 30, met het kenmerk, dat er een toevoer of toevoeren voor het eerste gas zijn aangebracht bij of vlakbij de top van de kamer.

33. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 21-31, met het kenmerk, dat in de introductiezone een geleider is aangebracht voor het richten van de deeltjes en het eerste gas naar de meeneemzone.

34. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-33, met het kenmerk, dat de entree voor het zuurstof-rijke gas een mondstuk is.

35. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-34, met het kenmerk, dat de entree voor het zuurstof-rijke gas in een praktisch horizontale richting is aangebracht.

36. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-35, met het kenmerk, dat de entree voor het zuurstof-rijke gas is aangebracht bij het opwaartse stroomeinde van de leiding, die zich uitstrekt van ‘de mee-neemzone naar de reactiezone.

37. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-36, met het kenmerk, dat de introduc-tiezone een veiligheidsspringschijf bevat.

38. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-37, met het kenmerk, dat de leiding, die zich uitstrekt vanaf de reactiezone een divergerende sectie bevat.

39. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-38, met het kenmerk, dat de introduc-tiezone een opening naar de atmosfeer heeft.

40. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 22-39, met het kenmerk, dat in de leiding, die zich uitstrekt van de meeneemzone naar de reactiezone extra gastoevoeren zijn aangebracht.

41. Inrichting voor keramisch lassen, zoals beschreven in de voorbeelden.