PL208295B1 - Ogniotrwała masa wypełniająca do napraw i sposób jej wytwarzania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ogniotrwała masa wypełniająca do napraw i sposób jej wytwarzania. Ta masa wypełniająca jest przeznaczona do naprawiania zużytych miejsc w wykładzinach ogniotrwałych, zwłaszcza w metalurgicznych piecach lub zbiornikach, np. w konwertorach.

Tego rodzaju masy do napraw zwane są również masami do napraw na gorąco, ponieważ nanosi się je w gorącym piecu lub w gorącym zbiorniku. Za pomocą takiej masy naprawia się tak zwane miejsca zużyte, tzn. miejsca w ogniotrwałej wykładzinie mające wyrwy lub odpryski, lecz niewymagające jeszcze całkowitej rozbiórki i wymiany ogniotrwałej wykładziny. W zależności od rodzaju oraz struktury wypełnienia nanosi się te masy np. za pomocą pneumatycznego natryskiwania, polewania, posypywania lub przepłukiwania. Natryskiwanie umożliwia dokładne nanoszenie masy na naprawiane miejsca i dlatego taki sposób okazał się korzystny.

Znane są zasadowe masy do napraw na gorąco, w szczególności zasadowe wykładziny przeznaczone do natryskiwania, które miesza się z wodą i które na ogół nie zawierają węgla. Poza tym znane są masy do napraw na gorąco, które mogą zawierać węgiel, ale nie zawierają wody. Te ostatnie masy do napraw nie mogą być jednak natryskiwane.

Woda zawarta w masach do napraw na gorąco prowadzi do bardzo silnych obciążeń naprawianych miejsc spowodowanych zmianami temperatury, wskutek czego powstają pęknięcia zmniejszające skuteczność naprawy. Ponadto można osiągnąć wówczas tylko niewielką przyczepność masy do napraw z naprawianym miejscem, wskutek czego zmniejsza się odporność na zużycie naprawianego miejsca. Poza tym woda działa niekorzystnie na zasadowy materiał wykładziny ogniotrwałej, która może ulec zniszczeniu w wyniku hydratacji.

Wymienionych wad mas do napraw na gorąco zawierających wodę nie mają wprawdzie masy do napraw na gorąco zawierające węgiel, ale masy te nie mogą być natryskiwane.

Celem wynalazku jest wytworzenie bezwodnej, niebudzącej zastrzeżeń pod względem higieny pracy i nietrującej masy do napraw na gorąco, o regulowanej płynności i sypkości, a zatem nadającej się do natryskiwania, polewania, posypywania, nakraplania lub przepłukiwania, oraz zapewniającej bardzo dobrą przyczepność i odporność na zużycie, jak również niepowodującej szkodliwych obciążeń wskutek zmian temperatury.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że wymagania te spełnia masa według wynalazku.

Wynalazek dotyczy ogniotrwałej masy wypełniającej do napraw, zawierającej składnik ogniotrwały, zwłaszcza zasadowy składnik ogniotrwały w postaci granulatu, oraz spoiwo na bazie zapalnego proszku metalu, charakteryzującej się tym, że spoiwo zawiera co najmniej jeden twardy składnik bitumiczny w postaci granulatu, co najmniej jeden zapalny proszek metalu i co najmniej jeden palny olej mineralny, przy czym składnik ogniotrwały stanowi MgO i/lub dolomit i/lub AI2O3 i/lub MgAl2O4 i/lub SiO2 i/lub ZrO2 i/lub tlenek chromu, a masa wypełniająca do napraw składa się z 45 - 90% wagowych składnika ogniotrwałego, 1,5 - 25% wagowych proszku metalu, 3,5 - 20% wagowych granulatu twardego bitumu, 5 - 10% wagowych oleju mineralnego.

W korzystnej masie według wynalazku skł adnik ogniotrwał y ma uziarnienie odpowiadaj ą ce uziarnieniu naprawianego materiału wykładziny.

Korzystna masa według wynalazku ma konsystencję nadającą się do natryskiwania lub polewania lub posypywania lub nakraplania lub przepłukiwania.

Korzystna jest masa według wynalazku, która jest samozapalna w zakresie temperatur stosowania.

Korzystna jest masa według wynalazku, która reaguje egzotermicznie w zakresie temperatur stosowania.

Korzystna jest masa według wynalazku, która tworzy wiązanie węglowe w zakresie temperatur stosowania.

Korzystna jest masa według wynalazku, która tworzy wiązanie ceramiczne w zakresie temperatur stosowania.

Korzystna jest masa do napraw, w której proszek metalu zapala się w temperaturze około 500°C.

Korzystna jest masa według wynalazku, w której olej mineralny jest palny w zakresie temperatur stosowania, przy czym korzystnie stanowi on olej ciężki, zwłaszcza rozpuszczalnik olejowy lub olej zużyty.

PL 208 295 B1

Korzystna jest masa według wynalazku, w której twardy składnik bitumiczny topi się i zwęgla oraz tworzy wiązania węglowe w zakresie temperatur stosowania.

Korzystna jest masa według wynalazku, w której proszek metalu utlenia się i powoduje spiekanie ze sobą ziaren składnika ogniotrwałego oraz ziaren składnika ogniotrwałego z materiałem wykładziny.

Korzystna jest masa według wynalazku, w której proszek metalu ma miałkość 90% wagowych < 45 μ m.

Korzystna masa według wynalazku zawiera co najmniej jeden inny nośnik węgla, korzystnie grafit, zwłaszcza grafit płatkowy lub sadzę, korzystnie w ilości do 6% wagowych.

Korzystna masa według wynalazku składa się z 67 - 80% wagowych składnika ogniotrwałego, zwłaszcza spieku MgO, 4 -10% wagowych proszku metalu, zwłaszcza proszku Si, 10 - 15% wagowych granulatu twardego bitumu, 6-8% wagowych oleju mineralnego, zwłaszcza rozpuszczalnika olejowego.

Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania ogniotrwałej masy wypełniającej do napraw zdefiniowanej powyżej, charakteryzującego się tym, że w mieszarce o wymuszonym obiegu miesza się suche składniki, 45 - 90% wagowych składnika ogniotrwałego, 1,5 - 25% wagowych proszku metalu, 3,5 - 20% wagowych granulatu twardego bitumu i ewentualnie inne nośniki węgla, po czym do tej mieszaniny dodaje się olej mineralny w ilości 5 - 10% wagowych.

Wytworzoną masę do napraw korzystnie pakuje się w worki.

Zgodnie z wynalazkiem masa do napraw na gorąco zawiera co najmniej jeden składnik ogniotrwały w postaci znanego materiału ogniotrwałego, takiego jak MgO, dolomit, AI2O3, MgAl2O4, SiO2, ZrO2 i tlenek chromu. Ten materiał ogniotrwały dobiera się odpowiednio do naprawianego materiału wykładziny i korzystnie stosuje się w uziarnieniu dostosowanym do uziarnienia materiału wykładziny pieca lub zbiornika.

Na ogół sypki składnik ogniotrwały w postaci granulatu jest osadzony w wielofunkcyjnym spoiwie, składającym się z co najmniej jednego twardego składnika bitumicznego w postaci granulatu, co najmniej jednego proszku metalu zdolnego do zapłonu w temperaturze stosowania i co najmniej jednego oleju mineralnego palnego w temperaturze stosowania.

Spoiwo wiąże ze sobą ziarna składnika ogniotrwałego na zasadzie lepiszcza, tak że można wytwarzać podatną na przetwarzanie masę do napraw na gorąco o regulowanej konsystencji. Konsystencję można tak nastawiać, aby masa nadawała się do natryskiwania, albo do polewania, albo do posypywania, albo do nakraplania, albo do przepłukiwania. Zgodnie z tym masa może mieć uniwersalne właściwości i może być nanoszona różnymi metodami.

Spoiwo jest samozapalne i zapala się najpóźniej w momencie znalezienia się na gorącym miejscu naprawy; przy czym spoiwo reaguje egzotermicznie. Przy nanoszeniu spoiwo na początku jest lepkie i przywiera lub przyczepia się bardzo dobrze do naprawianego miejsca, przez wnikanie w pory lub zagłębienia, wskutek czego mogą być naprawiane także nachylone, aż do pionowych, albo zasłonięte, zamknięte obszary powierzchni wewnętrznych.

Ponadto spoiwo przy zwęglaniu bitumu tworzy matrycę węglową, wiążącą składnik ogniotrwały poprzez znane wiązanie węglowe, przy czym węgiel matrycy, co jest również znane, ogranicza w pożądany sposób zwilżalność materiału użytego do naprawy materiałem metalurgicznym w piecu lub zbiorniku.

Proszek metalu zawarty w spoiwie powinien zapalać się w około 500°C i doprowadzać do palenia się oleju mineralnego, służącego jako nośnik energii i w szczególności stanowi olej ciężki, np. rozpuszczalnik olejowy lub olej zużyty, w wyniku czego twardy bitum topi się, nadając masie do napraw w stanie gorącym wymaganą ruchliwość i ulegając zwę gleniu, a tym samym zapewniając uzyskanie pożądanych zgodnie z wynalazkiem i opisanych powyżej właściwości.

Silnie rozdrobniony proszek metalu, korzystnie o miałkości 90% wag. < 45 μm, utlenia się i tlenki metalu wywołują reakcję spiekania pomiędzy ziarnami ogniotrwałego składnika masy do napraw, jak również pomiędzy ziarnami ogniotrwałego składnika masy do napraw i materiałem wykładziny, tak że uzyskuje się bardzo dobrą przyczepność również w wyniku powstawania wiązania ceramicznego.

Olej mineralny, korzystnie rozpuszczalnik olejowy, jest zarówno nośnikiem energii, jak i środkiem pyłochłonnym, tak że masa nie pyli się przy jej wytwarzaniu i jest bardzo łatwa do stosowania podczas prac naprawczych. Olej mineralny służy również do nastawiania pożądanej konsystencji masy, dostosowanej do stosowanej metody nanoszenia.

PL 208 295 B1

W przypadku masy przeznaczonej do natryskiwania stosuje się np. trochę więcej rozpuszczalnika olejowego niż w przypadku masy sypkiej.

W celu polepszenia wiązania wę glowego masy korzystnie dodaje się co najmniej jeden inny nośnik węgla, taki jak grafit, np. grafit płatkowy lub sadzę.

Zgodna z wynalazkiem masa do napraw odznacza się zatem zdolnością tworzenia wiązania węglowego i wiązania ceramicznego, zapewniając dzięki temu szczególnie wysoką odporność na zużycie. Masę tę dostosowuje się w prosty sposób do materiału wykładziny przez dobór składnika ogniotrwałego i może ona znaleźć uniwersalne zastosowanie dzięki możliwości doboru konsystencji. Nie powoduje ona obciążeń w wyniku zmian temperatury. Takie masy do napraw nadają się do nanoszenia za pomocą zwykłych urządzeń do natryskiwania.

Zgodnie z wynalazkiem najpierw suche składniki, takie jak składniki ogniotrwałe, twardy składnik bitumiczny, proszek metalu i ewentualnie inne nośniki węgla w ilości do 6% wag. miesza się w mieszarce o wymuszonym obiegu, po czym do tej mieszaniny dodaje się olej mineralny. Nastę pnie masę pakuje się w worki i dostarcza w stanie gotowym do przetwarzania.

P r z y k ł a d

W mieszarce o wymuszonym obiegu zgodnie ze sposobem wedł ug wynalazku wymieszano masę składającą się z następujących składników:

70% wag. spieku MgO,

4% wag. grafitu pł atkowego,

6% wag. proszku Si,

13% wag. granulatu twardego bitumu,

7% wag. rozpuszczalnika olejowego.

Wytworzoną masę do napraw natryśnięto w stalowni huty konwertorowej na zniszczone miejsce konwertora wyposażonego w rotorowe urządzenie natryskowe. Naprawione miejsce nawet po 30 wytopach było w stanie nienaruszonym. Znane masy do napraw stosowane dotychczas w tej stalowni mogły wytrzymać jedynie maksymalnie do 15 wytopów.

Claims (16)

1. Ogniotrwała masa wypełniająca do napraw, zawierająca składnik ogniotrwały, zwłaszcza zasadowy składnik ogniotrwały w postaci granulatu, oraz spoiwo na bazie zapalnego proszku metalu, znamienna tym, że spoiwo zawiera co najmniej jeden twardy składnik bitumiczny w postaci granulatu, co najmniej jeden zapalny proszek metalu i co najmniej jeden palny olej mineralny, przy czym składnik ogniotrwały stanowi MgO i/lub dolomit i/lub AI2O3 i/lub MgAl2O4 i/lub SiO2 i/lub ZrO2 i/lub tlenek chromu, a masa wypełniająca do napraw składa się z 45 - 90% wagowych składnika ogniotrwałego,1,5 - 25% wagowych proszku metalu, 3,5 - 20% wagowych granulatu twardego bitumu, 5 - 10% wagowych oleju mineralnego.

2. Masa do napraw wedł ug zastrz. 1, znamienna tym, ż e skł adnik ogniotrwał y ma uziarnienie odpowiadające uziarnieniu naprawianego materiału wykładziny.

3. Masa do napraw według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, ż e ma konsystencję nadającą się do natryskiwania lub polewania lub posypywania lub nakraplania lub przepłukiwania.

4. Masa do napraw według zastrz. 1-3, znamienna tym, że jest samozapalna w zakresie temperatur stosowania.

5. Masa do napraw wedł ug zastrz. 1-4, znamienna tym, ż e reaguje egzotermicznie w zakresie temperatury stosowania.

6. Masa do napraw według zastrz. 1-5, znamienna tym, że tworzy wiązanie węglowe w zakresie temperatur stosowania.

7. Masa do napraw wedł ug zastrz. 1-6, znamienna tym, ż e tworzy wią zanie ceramiczne w zakresie temperatury stosowania.

8. Masa do napraw wed ł ug zastrz. 1-7, znamienna tym, ż e proszek metalu zapala się w temperaturze około 500°C.

9. Masa do napraw według zastrz. 1-8, znamienna tym, że olej mineralny jest palny w zakresie temperatur stosowania, przy czym korzystnie stanowi on olej ciężki, zwłaszcza rozpuszczalnik olejowy lub olej zużyty.

PL 208 295 B1

10. Masa do napraw według zastrz. 1-9, znamienna tym, że twardy składnik bitumiczny topi się i zwę gla oraz tworzy wią zania wę glowe w zakresie temperatur stosowania.

11. Masa do napraw według zastrz. 1-10, znamienna tym, że proszek metalu utlenia się i powoduje spiekanie ze sobą ziaren składnika ogniotrwałego oraz ziaren składnika ogniotrwałego z materiałem wykładziny.

12. Masa do napraw według zastrz. 1-11, znamienna tym, że proszek metalu ma miałkość

90% wagowych < 45 μm.

13. Masa do napraw według zastrz. 1-12, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden inny nośnik węgla, korzystnie grafit, zwłaszcza grafit płatkowy lub sadzę, korzystnie w ilości do 6% wagowych.

14. Masa do napraw według zastrz. 1-13, znamienna tym, że składa się z 67 - 80% wagowych składnika ogniotrwałego, zwłaszcza spieku MgO, 4 - 10% wagowych proszku metalu, zwłaszcza proszku Si, 10 - 15% wagowych granulatu twardego bitumu, 6-8% wagowych oleju mineralnego, zwłaszcza rozpuszczalnika olejowego.

15. Sposób wytwarzania ogniotrwałej masy wypełniającej do napraw zdefiniowanej w zastrz. 1-14, znamienny tym, że w mieszarce o wymuszonym obiegu miesza się suche składniki, 45 - 90% wagowych składnika ogniotrwałego, 1,5 - 25% wagowych proszku metalu, 3,5 - 20% wagowych granulatu twardego bitumu i ewentualnie inne nośniki węgla, po czym do tej mieszaniny dodaje się olej mineralny w ilości 5 - 10% wagowych.

16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że masę pakuje się w worki.