NL9201170A

NL9201170A - Werkwijze en mengsel voor het vormen van een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak.

Info

Publication number: NL9201170A
Application number: NL9201170A
Authority: NL
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1993-02-01
Also published as: ITTO920540A0; TR28834A; ES2041222A1; GB2257136B; KR100232797B1; SE9201925L; AU1840492A; ES2041222B1; RO109068B1; JP3173879B2; AT396784B; FR2678606A1; GB9213805D0; DE4221480A1; GB2257136A; EG19701A; SE504729C2; CN1065847C; JPH05201772A; ZW9992A1

Description

Werkwijze en mengsel voor het vormen van een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vormen van een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak, waarbij op dit oppervlak tegelijkertijd zuurstof, een mengsel van vuurvaste deeltjes en brandbare deeltjes wordt geprojecteerd die op exotherme wijze reageren met geprojecteerd zuurstof onder ontwikkeling van voldoende warmte om het oppervlak van tenminste de vuurvaste deeltjes te smelten en aldus, onder werking van de verbrandingswarmte, de vuurvaste massa te vormen. De uitvinding heeft ook betrekking op een mengsel van deeltjes bedoeld voor een werkwijze voor het vormen van een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak door het projecteren van een mengsel en zuurstof tegen dit oppervlak, dat vuurvaste deeltjes en brandbare deeltjes omvat die in staat zijn exotherm te reageren met zuurstof teneinde voldoende warmte vrij te maken om tenminste de oppervlakken van de vuurvaste deeltjes te smelten teneinde, onder de verbrandingswarmte, de genoemde vuurvaste massa te vormen.

Wanneer men een vuurvaste massa in situ op een oppervlak wenst te vormen heeft men de keuze uit twee bekende belangrijke werkwijzen.

Volgens de eerste van deze werkwijzen, soms “keramisch lassen" genoemd en beschreven in het GB octrooischrift 1.330.894 (Glaverbel) en GB octrooischrift 2.170.191 (Glaver-bel), wordt een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak gevormd door daarop een mengsel van vuurvaste deeltjes en brandbare deeltjes te projecteren, in aanwezigheid van zuurstof. De brandbare deeltjes zijn deeltjes waarvan de samenstelling en korrelgrootte zodanig zijn dat zij op exotherme wijze reageren met zuurstof onder vorming van een vuurvast oxide en onder vrijmaking van de warmte nodig om de geprojecteerde vuurvaste deeltjes, tenminste oppervlakkig, te smelten. Aluminium en silicium zijn voorbeelden van dergelijke brandbare stoffen. Het is bekend dat, strikt gesproken, silicium moet worden geklassificeerd als half-metaal, maar omdat silicium zich gedraagt als bepaalde metalen (het is in staat een sterk exotherme oxidatie te ondergaan onder vorming van een vuurvast oxide), kwalificeert men om redenen van gemak, deze brandbare elementen als metalen brandbare stoffen. Men beveelt over het algemeen aan, het projecteren van de deeltjes uit te voeren in aanwezigheid van een hoge zuurstofconcentratie, bijvoorbeeld zuurstof van commerciële kwaliteit als dragergas te gebruiken. Zo vormt men een samenhangende vuurvaste massa die aan het oppervlak hecht waarop de deeltjes zijn geprojecteerd. Als gevolg van de sterk verhoogde temperaturen die de keramische lasreactie kan bereiken, kan deze de slakken, die op het oppervlak van een vuurvaste stof die men behandelt aanwezig kunnen zijn, penetreren en maakt deze het oppervlak zacht of smelt het, zodat een goede verbinding wordt bereikt tussen het oppervlak dat men behandelt en de nieuwe gevormde vuurvaste massa.

' Deze bekende werkwijzen van keramisch lassen kunnen worden toegepast voor het vormen van een vuurvast element, bijvoorbeeld een blok met een speciale vorm, maar zij worden veel vaker toegepast om deklagen te vormen of blokken of wanden te repareren en zijn in het bijzonder bruikbaar voor het repareren of versterken van bestaande vuurvaste structuren, bijvoorbeeld voor het repareren van wanden of deklagen van vuurvaste apparatuur zoals de wanden van glasovens of cokes-ovens.

Deze bewerking wordt over het algemeen uitgevoerd wanneer de vuurvaste basis heet is. Men kan aldus geërodeerde vuurvaste oppervlakken repareren terwijl de apparatuur in hoofdzaak op de werktemperatuur ervan blijft, en, in sommige gevallen, zelfs terwijl deze in bedrijf is.

De tweede bekende werkwijze, voor het vormen van een vuurvaste massa op een oppervlak wordt "vlamverstuivingswerk-wijze" genoemd. Deze bestaat uit het richten van een vlam op de plaats waar een vuurvaste massa moet worden gevormd en uit het verspreiden van het vuurvaste poeder door deze vlam. De vlam wordt gevoed met een gasvormige of vloeibare brandstof of zelfs met cokespoeder. Het is duidelijk dat het efficiënte gebruik van deze vlamverstuivingstechniek de volledige verbranding van de brandstof vereist om een zo heet mogelijke vlam te creëren en een maximaal rendement te verkrijgen. Over het algemeen is de temperatuur van de verkregen vlam bij een vlamverstuivingswerkwijze niet zo hoog als die welke kan wor- den verkregen met een keramische lastechniek, en dit heeft tot gevolg dat de samenhang van de gevormde vuurvaste massa niet zo groot is, en omdat de verbinding tussen de nieuwe vuurvaste massa en het oppervlak van de vuurvaste basis wordt gevormd bij veel lagere temperatuur, zal deze verbinding ook niet zo sterk zijn. Bovendien is· een dergelijke vlam minder geschikt dan een keramische lasreactie om de slakken te doordringen die op een vuurvast oppervlak dat wordt behandeld aanwezig kunnen zijn.

De samenstelling van het bij een keramische laswerk-wijze gebruikte mengsel wordt over het algemeen zodanig gekozen teneinde een reparatiemassa te vormen die een chemische samenstelling heeft vergelijkbaar of nabij die van de vuurvaste basis. Dit draagt bij aan het verzekeren van de verenigbaarheid en de hechting tussen het nieuwe materiaal en het basismateriaal waarop het wordt gevormd.

We hebben vastgesteld, echter, dat problemen opdoemen wanneer men bepaalde typen vuurvaste structuren wil repareren, en dat zelfs wanneer een vuurvaste massa wordt gevormd met een chemische samenstelling vergelijkbaar met die van de vuurvaste basismassa.

Bijvoorbeeld, de reparatie van oppervlakken met vuurvaste structuren op basis van siliciumcarbide met behulp van een mengsel dat in hoofdzaak siliciumcarbide-deeltjes bevat alsmede metallische brandbare deeltjes, zoals aluminium en siliciumdeeltjes, levert een vuurvaste massa die niet altijd voldoende hechting aan de vuurvaste basis vertoont.

Vuurvaste stoffen met als basis siliciumcarbide worden in bepaalde metallurgie-apparatuur, in bijzonder bij hoogovens in de ijzerindustrie of bij zinkdestillatiekolommen, gebruikt. Tijdens het bedrijf van deze apparatuur kunnen bepaalde delen van de vuurvaste structuren een vrij lage minimum bedrijfstemperatuur hebben, bijvoorbeeld, in de orde van 700eC, en kunnen daarenboven worden onderworpen aan belangrijke omgevingstemperatuurvariaties. Er is waargenomen dat de vuurvaste massa's vervaardigd met bekende technieken op deze delen van vuurvaste structuren niet altijd voldoende hechting aan de basis vuurvaste massa vertonen en, in bepaalde gevallen, in het bijzonder wanneer de reparatie wordt uitgevoerd aan een blok of vuurvaste wand waarvan de temperatuur laag is, wordt de nieuwe vuurvaste massa volledig gescheiden van de basis vuurvaste massa en maakt zichzelf los tijdens het bedrijf van de apparatuur.

Vergelijkbare problemen doen zich voor wanneer men vuurvaste structuren wenst te repareren met een hoge dichtheid silicabasis (zo genoemdom ze te onderscheiden van traditionele silica-vuurvaste materialen waarvan de dichtheid lager is), gebruikt in bepaalde cokesovens; zelfs ofschoon men een vuurvaste stof kan vormen vergelijkbaar in chemische samenstelling met de vuurvaste basismassa hecht de nieuwe massa niet altijd voldoende en kan zelfs snel van de vuurvaste basismassa losraken wanneer de oven in bedrijf is.

Een werkwijze is bekend uit internationale octrooiaanvrage WO 90/03848 (Willmet/Willard) voor de reparatie van, bijvoorbeeld, ovenbekledingen, waarbij een inert dragergas en deeltjes van vuurvast oxide en brandbaar, oxideerbaar materiaal worden toegevoerd aan een vlamverstuivingsapparaat, waarin zuurstof onder hoge druk het dragergas/deeltjesmengsel aspireert en versnelt. Willard past deze werkwijze toe bij de reparatie van vuurvaste blokken/bakstenen in de blaasmondstuk-leiding van een koper smeltconvertor alsmede bij de reparatie van siliciumcarbideschotelkolommen. Bijvoorbeeld projecteert men een mengsel dat 79% siliciumcarbide, 16,25% silicium, 4% aluminium en 0,75% magnesium bevat door een lucht-zuurstofsysteem met dubbele venturi maar een siliciumcarbideschotelkolom.

Echter, het gebruik van magnesiummetaalpoeder in deze werkwijze is nadelig, tenminste in die zin dat aangezien mag-nesiummetaal relatief vluchtig is, er een mate van onzekerheid is over de samenstelling van de gevormde vuurvaste deklaag.

Een van de doelen van de onderhavige uitvinding is om deze problemen op te lossen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vormen van een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak gebaseerd op een siliciumverbinding, waarbij er wordt geprojecteerd, tegelijkertijd met zuurstof, een mengsel dat vuurvaste deeltjes en brandbare deeltjes bevat die op een exotherme wijze met het geprojecteerde zuurstof reageren door voldoende warmte vrij te maken om de vuurvaste massa te vormen, onder de werking van de verbrandingswarmte, te projecteren, met het kenmerk, dat het mengsel: (i) brandbare si- liciumdeeltjes; (ii) als een belangrijkste gewichtsaandeel van het mengsel, vuurvaste deeltjes van één of een groot aantal stoffen, en (iiia) toevoegseldeeltjes van een andere stof, die gedurende vorming van de vuurvaste massa insluiting van silica veroorzaakt, gevormd door de verbranding van de siliciumdeel-tjes, in een kristallijn· rooster en/of (iiib) toevoegseldeeltjes van een niet-metaalverbinding, die gedurende de vorming van de vuurvaste massa, de genoemde andere stof teweegbrengt die de opname van silica, gevormd door de verbranding van si-liciumdeeltjes, in een kristallijn rooster teweegbrengt.

De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking op een mengsel van deeltjes bedoeld voor een werkwijze voor het vormen van een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak gebaseerd op een siliciumverbinding door het mengsel en zuurstof tegen het genoemde oppervlak te projecteren, waarbij het mengsel vuurvaste deeltjes en brandbare deeltjes omvat die in staat zijn exotherm met zuurstof te reageren om voldoende warmte vrij te maken om, onder de werking van de verbrandings-warmte, de genoemde vuurvaste massa te vormen, met het kenmerk, dat het mengsel omvat: (i) brandbare siliciumdeeltjes? (ii) als een belangrijk gewichtsaandeel van het mengsel, vuurvaste deeltjes van één of een groot aantal stoffen; en (iiia) toevoegseldeeltjes van een andere stof, die gedurende vorming van de vuurvaste massa insluiting van silica veroorzaakt, gevormd door de verbranding van de siliciumdeeltj es, in een kristallijn rooster en/of (iiib) toevoegseldeeltjes van een niet-metaalverbinding, die gedurende de vorming van de vuurvaste massa, de genoemde andere stof teweegbrengt die de opname van silica, gevormd door de verbranding van siliciumdeeltjes in een kristallijn rooster teweegbrengt.

Een dergelijk mengsel en een dergelijke werkwijze zijn bruikbaar voor het vormen van vuurvaste massa's van hoge kwaliteit voor de reparatie van oppervlakken gebaseerd op een siliciumverbinding, zoals, bijvoorbeeld, vuurvaste structuren van ovens alsmede voor het samenlassen van delen. Het is mogelijk een vuurvaste massa te verkrijgen die uitstekende hechting vertoont aan de vuurvaste basis wanneer het gerepareerde oppervlak herhaalde variaties van thermische omstandigheden ondergaat gedurende het bedrijf van de apparatuur en/of wanneer de reparatie wordt uitgevoerd op een oppervlak waarvan de temperatuur relatief laag is, zoals'tussen 600°C en 1000°C (bijvoorbeeld, 700°C), ofschoon de uitvinding toepasbaar is op oppervlakken met temperaturen buiten dit bereik.

De volgens de uitvinding vervaardigde vuurvaste massa's vertonen thermische uitzettingseigenschappen op het scheidingsvlak tussen het oppervlak en de gevormde vuurvaste massa die verschillen van die welke zouden worden verkregen indien het uitgangsmengsel geen enkele stof bevatte die de insluiting in een kristallijn rooster van silica gevormd door verbranding van silicium veroorzaakt. Wij zijn van mening dat de met de uitvinding verkregen voordelen, tenminste gedeeltelijk, het gevolg zijn van dit verschil bij het scheidingsvlak dan dat de verkregen vuurvaste massa's thermische expansieëi-genschappen laten zien op het scheidingsvlak die goed zijn aangepast aan die van de vuurvaste structuren in kwestie.

De brandbare siliciumdeeltjes (i) kunnen als het enige brandbare materiaal worden gebruikt of zij kunnen worden gemengd met deeltjes van een verder brandbaar materiaal, zoals aluminium. Zo omvat het mengsel bij voorkeur verder brandbare aluminiumdeeltjes. Aluminiumdeeltjes kunnen snel worden geoxideerd met een significante afgifte van hitte en vormen zelf vuurvaste oxiden. De aanpassing van deze eigenschap begunstigt derhalve de vorming van vuurvaste massa's van hoge kwaliteit.

De mengsels volgens de uitvinding bevatten bij voorkeur niet meer dan 15% silicium. Dit is belangrijk om de hoeveelheid niet-gereageerd silicium die in de gevormde vuurvaste massa kan achterblijven te beperken. Wij hebben gevonden dat de aanwezigheid van niet-gereageerd silicium in de gevormde vuurvaste massa de kwaliteiten daarvan kan verlagen.

De vuurvaste deeltjes (ii) kunnen aanwezig zijn in een hoeveelheid van ten minste 70 gew.%, met de meeste voorkeur ten minste 75 gew.%, teneinde een homogene massa te verkrijgen.

De toevoegseldeeltjes (iiia) en/of (iiib) vormen bij voorkeur de rest van het mengsel en kunnen tot 25 gew.% van het mengsel, bij voorkeur 5-15 gew.%, omvatten.

De in het mengsel gebruikte brandbare deeltjes (i) hebben bij voorkeur een gemiddelde deeltjesgrootte van minder dan 50 pm.

De vuurvaste deeltjes (ii) omvatten bij voorkeur in hoofdzaak geen deeltjes met een grootte groter dan 4 mm, met de meeste voorkeur niet groter dan 2,5 mm teneinde de vorming van een regelmatige straal of poeder te vergemakkelijken. De in het mengsel gebruikte toevoegsel (iiia) en/of (iiib) hebben bij voorkeur een deeltjesgrootte van minder of gelijk aan 500 pm. indien deeltjes die te groot zijn worden toegepast bestaat er een risico dat zij geen effectieve rol zullen spelen. Bij voorkeur hebben deze deeltjes een grootte van ten minste 10 pm. Wanneer te kleine deeltjes worden toegepast bestaat het risico dat zij tijdens de reactie vervluchtigen.

Talrijke verbindingen zijn geschikt voor het induceren, tijdens de vorming van de vuurvaste massa, van de opname van silica, gevormd bij de verbranding van slicium, in een kristallijn rooster.

De hiervoor genoemde toevoegselstof (iiia) die de opname van silica, gevormd door de verbranding van silicium, in een kristallijn rooster teweegbrengt, wordt bij voorkeur in het mengsel gebracht in de vorm van magnesiumoxide-deeltj es.

De aanwezigheid van deze verbinding in het mengsel die op het te repareren vuurvaste oppervlak moet worden geprojecteerd helpt om de juiste hittebestendige eigenschappen van de gevormde vuurvaste massa te verzekeren.

Bovendien maakt het inbrengen van magnesiumoxide in het mengsel de vorming van een vuurvaste massa mogelijk waarin ten minste één deel van het door de verbranding van silicium gevormde silica is opgenomen in een kristallijn rooster van het forsteriet-type. Dit helpt ook om de juiste hittebestendige eigenschappen van de gevormde vuurvaste massa te verzekeren.

Indien het mengsel zowel aluminium- als magnesiumoxide bevat, kan een vuurvaste massa worden gevormd, waarbij ten minste één deel van de door de verbranding van silicium gevormde silica is opgenomen in een kristallijn rooster met de forsteriet-structuur en/of in een kristallijn rooster met de spinel-structuur en/of in een kristallijn rooster met de cor-diëriet-structuur.

De aanwezigheid van een kristallijn rooster van de cordiëriet-structuur in de gevormde vuurvaste massa helpt om een uitstekende weerstand tegen thermische schokken van deze massa te verzekeren. De aanwezigheid' van een kristallijn rooster van de forsteriet-structuur en/of spinel-structuur aan de andere kant beïnvloedt de hittebestendigheid van de gevormde vuurvaste massa gunstig.

Andere oxiden zoals calciumoxide of ijzeroxide (II) kunnen ook als de toevoegselstof (iiia) die de opname van si-lica, gevormd door de verbranding van silicium, in een kristallijn rooster teweegbrengt, worden gebruikt.

Een mengsel van deeltjes kan worden gebruikt dat daarenboven of in plaats daarvan een toevoegselstof of -stoffen (iiib) omvat waarvan de samenstelling zodanig is dat wanneer de vuurvaste massa wordt gevormd, deze een stof teweegbrengen die de opname van silica gevormd door de verbranding van silicium in een kristallijn rooster teweegbrengt. Bijvoorbeeld kunnen peroxiden zoals calciumperoxide, nitriden, carbiden worden gebruikt.

Een oxide, bijvoorbeeld calciumoxide, kan in de vorm van een verbinding worden ingebracht, bijvoorbeeld in het geval van calciumoxide, in de vorm van wollastoniet (CaO Si02).

De onderhavige uitvinding is in het bijzonder bruikbaar voor het repareren van vuurvaste stoffen op een silicium-carbidebasis of vuurvaste stoffen op een hogedichtheid-silica-basis. Bijgevolg geniet het de voorkeur dat keramisch lassen wordt uitgevoerd met een mengsel waarvan het belangrijkste gewichtsaandeel respectievelijk siliciumcarbide of silicum omvat.

Het spreek vanzelf dat de uitvinding ook bruikbaar kan zijn voor het repareren van andere typen vuurvaste stoffen gebaseerd op een siliciumverbinding dan de hiervoor genoemden, zoals normale silicabakstenen en silica-aluminabakstenen.

De stof of stoffen die het belangrijkste gewichtsdeel van het mengsel vormen kunnen overeenkomen met de samenstelling van de vuurvaste stof die men wenst te repareren, of kunnen van een andere stof zijn. In het laatste geval wordt een vuurvaste massa gevormd die afwijkende eigenschappen kan hebben van, en idealiter verbeterd ten opzichte van, die van de te repareren vuurvaste stof, bijvoorbeeld verbeterde weerstand tegen afschuring of verbeterde vuurvastheid.

De onderhavige uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden:

VOORBEELD I

Een vuurvaste massa werd gevormd op een wand van de zinkdestillatiekolom. Deze wand omvatte bakstenen op silicium-carbidebasis. Een mengsel van vuurvaste deeltjes, deeltjes van een brandbare stof die exotherm oxideerbaar zijn door een vuurvast oxide te vormen·/ en van magnesiumoxide-deeltjes werd op deze bakstenen geprojecteerd. De temperatuur van de wand was 800°C. Het mengsel werd met een mate van 60 kg/u in een stroom van zuivere zuurstof geprojecteerd. Het mengsel had de volgende samenstelling:

SiC 79 gew.%

Si 8 gew.%

Al 5 gew.%

MgO 8 gew.%

De siliciumdeeltjes hadden een afmeting beneden 45 pm en een specifieke oppervlakte gelegen tussen 2500 en 8000 cm2/g. De aluminiumdeeltjes hadden een afmeting beneden 45 pm en een specifieke oppervlakte gelegen tussen 3500 en 6000 cm2/g. De afmeting van de siliciumcarbidedeeltjes was minder dan 1,47 mm met 60 gew.% van 1 tot 1,47 mm, 20 gew.% van 0,5 tot 1 mm, en 20 gew.% beneden 0,125 mm. De MgO-deeltjes hadden een gemiddelde afmeting van ca. 300 pm. "Gemiddelde afmeting” duidt een dimensie aan zodanig dat 50 gew.% van de deeltjes een kleinere afmeting hebben dan dit gemiddelde.

De op deze wijze gerepareerde wand werd onderworpen aan significante omgevingstemperatuurvariaties en er werd waargenomen dat de nieuwe vuurvaste massa duurzaam aan de drager hechtte.

De structuur van de gevormde massa werd onderzocht onder de microscoop. Er werd uitstekende continuïteit waargenomen tussen de nieuwe vuurvaste massa en de vuurvaste massa van de basis. Er werd ook waargenomen dat de silica gevormd door de verbranding van silicium opgenomen was in de kristallij ne roosters van forsteriet, cordiëriet en aluminium-houden-de spinel.

Ter vergelijking werd een mengsel dat geen magnesium-oxide bevatte onder dezelfde omstandigheden geprojecteerd. De samenstelling van dit mengsel was als volgt:

SiC 87 gew.%

Si 12 gew.%

Al 1 gew.%

Er werd waargenomen dat de gevormde vuurvaste massa snel losliet van de wand en zichzelf in vaste blokken losmaakte indien de zinkdestillatiekolom in bedrijf bleef.

In een modificatie van dit voorbeeld werd dit mengsel gebruikt om de bodem van een cokesoven gevormd uit normale silicabakstenen en silica-aluminiumoxidebakstenen, te repareren. Men verkreeg een reparatiemassa met goede weerstand tegen afschuring die goed aan de wand hechtte, zelfs bij onderwerping aan significante thermische wisselingen.

VOORBEELD II

Als een variatie van voorbeeld I werd een mengsel met de volgende samenstelling gebruikt:

SiC 82 gew.%

Si 8 gew.%

Al 5 gew.%

MgO 5 gew.%

De wand die gerepareerd werd bevatte bakstenen op basis van siliciumcarbide en had een temperatuur van 700°C.

De verkregen vuurvaste massa hecht ook duurzaam aan de wand.

VOORBEELD III

Het doel was om een vuurvaste massa op een wand van een cokesoven die hogedichtheid-silicabakstenen bevatte te vormen. Terwijl de schijnbare dichtheid van traditionele bakstenen in de orde van 1,80 is, is de schijnbare dichtheid van hogedichtheidsbakstenen ca. 1,89. Dergelijke bakstenen zijn recentelijk op de duurvast-materiaalmarkt verschenen, waarbij ze gunstige eigenschappen vertonen in vergelijking met traditionele silicabakstenen, in het bijzonder met betrekking tot de eigenschappen van gaspermeabiliteit en thermische geleidbaarheid.

De reparatie werd uitgevoerd aan een wand waarvan de temperatuur ca. 750°C was met behulp van het volgende mengsel:

Si02 80,5 gew.%

Si 11,1 gew.%

Al 1 gew.%

MgO 7,4 gew.%

De afmeting van de Si02-deeltjes was minder dan 2 mm, met een maximum van 30 gew.% van 1 tot 2 mm en minder dan 15 gew.% beneden lOOpm.

De gevormde massa hechtte duurzaam aan de wand.

In tegenstelling daarmee, leverde het onder dezelfde bedrijfsomstandigheden projecteren van een vergelijkbaar mengsel dat geen magnesiumoxide bevatte leverde een vuurvaste massa die zichzelf gemakkelijk van de wand losmaakte indien de laatste werd onderworpen aan verschillende thermische omstandigheden die aanwezig zijn wanneer de oven in bedrijf is.

VOORBEELD IV

Het doel was om een vuurvaste massa te vormen op een wand van een vuurvaste cokesoven gemaakt van een vuurvaste stof op basis van een siliciumverbinding die onderworpen was aan significante omgevingstemperatuurvariaties en waarvan de temperatuur 900°C niet overschreed. De reparatie werd uitgevoerd op een wand waarvan de temperatuur ongeveer 750°C was met behulp van het volgende mengsel:

Si02 80 gew.%

CaO Si02 (wollastoniet) 8 gew.%

Si 8 gew.%

Al 4 gew.%

De gemiddelde afmeting van de wollastonietdeeltjes was ca. 300 pm. De metaaldeeltjesgrootte was zoals gegeven in voorbeeld 1 en de silicadeeltjesgrootte was zoals gegeven in voorbeeld 3.

Claims

1. Werkwijze voor het vormen van een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak gebaseerd op een siliciumver-binding, waarbij tegelijkertijd met zuurstof, een mengsel tegen het oppervlak wordt geprojecteerd dat vuurvaste deeltjes en brandbare deeltjes omvat welke op een exotherme wijze reageren met de geprojecteerde zuurstof door voldoende warmte vrij te maken om de vuurvaste massa te vormen, onder werking van de verbrandingswarmte, met het kenmerk, dat het mengsel omvat: (i) brandbare siliciumdeeltjes; (ii) als een belangrijk gewichtsaandeel van het mengsel, vuurvaste deeltjes van één of een groot aantal stoffen; en (iiia) toevoegseldeeltjes van een andere stof, die gedurende vorming van de vuurvaste massa, insluiting van sili-ca veroorzaakt, gevormd door de verbranding van de siliciumdeeltjes, in een kristallijn rooster en/of (iiib) toevoegseldeeltjes van een niet-metaalverbin-ding, die gedurende de vorming van de vuurvaste massa, de genoemde andere stof teweegbrengt die de opname van silica, gevormd door de verbranding van siliciumdeeltjes, in een kristallijn rooster teweegbrengt.

2. Werkwijze voor het vormen van een vuurvaste massa volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de genoemde stof (iiia) die insluiting van silica, gevormd door de verbranding van de siliciumdeeltjes in een kristallijn rooster teweegbrengt, in het mengsel wordt ingebracht in de vorm van magne-siumoxide-deeltj es.

3. Werkwijze voor het vormen van een vuurvaste massa volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat ten minste één deel van het door de verbranding van silicium gevormde silica in een kristallijn rooster met de forsteriet-structuur wordt ingesloten.

4. Werkwijze voor het vormen van een vuurvaste massa volgens één van de conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat de genoemde brandbare deeltjes (i) verder aluminiumdeeltjes omvatten.

5. Werkwijze voor het vormen van een vuurvaste massa volgens conclusie 2 en 4, met het kenmerk, dat tenminste een deel van de door de verbranding van silicium gevormde silica wordt ingesloten in een kristallijn rooster met de forsteriet-structuur en/of in een kristallijn rooster met de spinel-stuc-tuur en/of in een kristallijn rooster met de cordiëriet-structuur.

6. Werkwijze voor het vormen van een vuurvaste massa volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de genoemde niet-metallische verbinding (iiib) in het mengsel wordt ingebracht in de vorm van deeltjes van een peroxide of een silicaat.

7. Werkwijze voor het vormen van een vuurvaste massa volgens één van de conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat de genoemde vuurvaste deeltjes (ii) die het belangrijkste ge-wichtsaandeel van het mengsel vormen siliciumcarbide-deeltjes zijn.

8. Werkwijze voor het vormen van een vuurvaste massa volgens één van de conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat de genoemde vuurvaste deeltjes (ii) die het belangrijkste ge-wichtsaandeel van het mengsel vormen silicadeeltjes zijn.

9. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de temperatuur van het oppervlak minder dan 1000°C is.

10. Mengsel van deeltjes bedoeld voor een werkwijze voor het vormen van een samenhangende vuurvaste massa op een oppervlak gebaseerd op een siliciumverbinding door het mengsel en zuurstof tegen het genoemde oppervlak te projecteren, waarbij het mengsel vuurvaste deeltjes en brandbare deeltjes omvat die in staat zijn exotherm met zuurstof te reageren om vol- doende warmte vrij te maken om, onder werking van de verbran-dingswarmte, de genoemde vuurvaste massa te vormen, met het kenmerk, dat het mengsel omvat: (i) brandbare siliciumdeeltjes; (ii) als een belangrijk gewichtsaandeel van het mengsel, vuurvaste deeltjes van één of een groot aantal stoffen; en (iiia) toevoegseldeeltjes van een andere stof, die gedurende vorming van de vuurvaste massa insluiting van sili-ca veroorzaakt, gevormd door de verbranding van de siliciumdeeltjes, in een kristallijn rooster en/of (iiib) toevoegseldeeltjes van een niet-metaalverbin-ding, die gedurende de vorming van de vuurvaste massa, de genoemde andere stof teweegbrengt die de opname van silica, gevormd door de verbranding van siliciumdeeltjes in een kristallijn rooster teweegbrengt.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het genoemde mengsel magnesiumoxide-deeltj es bevat als de genoemde deeltjes van een andere stof (iiia).

12. Mengsel volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat het genoemde mengsel deeltjes bevat van een peroxide of een silicaat als de genoemde niet-metallische verbinding (iiib).

13. Mengsel volgens één van de conclusies 10 tot 12, met het kenmerk, dat de genoemde brandbare deeltjes (i) verder aluminiumdeeltjes omvatten.

14. Mengsel volgen één van de conclusies 10 tot 13, met het kenmerk, dat de genoemde vuurvaste deeltjes (ii), die het belangrijkste gewichtsaandeel van het mengsel vormen, si-liciumcarbide-deeltjes zijn.

15. Mengsel volgens één van de conclusies 10 tot 13, met het kenmerk, dat de genoemde vuurvaste deeltjes (ii), die het belangrijkste gewichtsaandeel van het mengsel vormen, si-licadeeltjes zijn.

16. Mengsel volgens één van de conclusies 10 tot 15, met het kenmerk, dat de genoemde toevoegseldeeltjes (iiia) of (iiib) een deeltjesgrootte van minder dan of gelijk aan 500 pm hebben.

17. Mengsel volgens één van de conclusies 10 tot 16, met het kenmerk, dat de toevoegseldeeltjes (iiia) of (iiib) een deeltjesgrootte van ten minste 10 pin hebben.

18. Mengsel volgens één van de conclusie 10 tot 17, met het kenmerk, dat het gehalte silicium daarin niet meer dan 15 gew.% is.