DE3229781A1 - Verfahren und vorrichtung zum flammspruehen von feuerfesten materialien - Google Patents

Description

Case 4397

Coal Industry (Patents) Limited

Hobart House, Grosvenor Place, London SWlX 7AE, Großbritannien

Verfahren und Vorrichtung zum Flammsprühen von feuerfesten

Materialien

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Flammsprühen von feuerfesten Materialien, insbesondere zum Reparieren von feuerfesten Auskleidungssteinen und anderen Substraten, beispielsweise in Schmelz- und Wärmeöfen.

Die feuerfesten Auskleidungen, beispielsweise Mauerwerk oder überzüge in Karbonisierungsöfen, insbesondere Koksöfen oder den beim Schmelzen und Feinen von Metallen verwendeten öfen, Gießpßnnen, Brennöfen, Wärmgruben und Brennkammern unterliegt der Erosion und kann Sprünge zeigen, welche durch Abrieb, Lasten und Spannungen erzeugt werden, die bei den sehr hohen Temperaturen auftreten. Es ist seit vielen Jahren bekannt, daß es vorteilhaft ist, derartige öfen in situ reparieren zu können. In vielen Fällen ist es wichtig, daß der Ofen oder Schmelzofen nicht wesentlich unter die Betriebstemperatur abkühlen darf, da sonst in vielen Fällen erhebliche Schäden auftreten können, welche oft zum kompletten Verlust des Ofens oder Schmelzofens führen. Um dieses Problem zu vermeiden wurde eine als "Flammsprühen" bezeichnete Technik entwickelt, bei welchem geschmolzene oder gesinterte feuerfeste Teilchen aus einer Lanze in den Ofen oder Schmelzofen aus den Flächenbereich der Wandung eingesprüht werden, welche repariert werden sollen, wo sich das Material aufbaut. Das erste wirtschaftlich eingesetzte System in England war wohl eines, bei welchem Siliciumoxid in Pulverform in Sauer-· Stoff gefördert wurde und bei welchem an der Spitze einer Lanze Acetylen als Brennstoff zugeführt wurde. Dieses System arbeitet

sehr langsam und es bedarf einer langen Zeitspanne, um eine merkliche Menge feuerfester Auskleidung aufzubauen und es ist offensichtlich, daß erhebliche Sicherheitsrisiken vorliegen.

Diese Sicherheitsrisiken werden weiter unten noch näher er-5

läutert.

Aus dem Stand der Technik, der sich aus der Patentliteratur ergibt, sind einige Vorschläge bekannt, von denen wenige, wenn auch überhaupt einer, einen durchführbaren oder kommerziell durchführbaren Status erreicht hat. In den GB-PS 1 151 423 ist ein bekannter Vorschlag zur Mitnahme von feuerfestem Material • in Pulverform in einem Brenngasstrom beschrieben, welcher dann einem Brenner zugeleitet wird, um mit einem oxidierenden Gas

verbrannt zu werden. In der GB-PS 1 151,423 wird vorgeschlagen, 15

daß anstelle der Verwendung von Druckluft zur Förderung der pulverförmigen feuerfesten Stoffe das Pulver in einem flüssigen Brennstoff, zweckdienlicherweise in einem leichten Brennöl gefördert wird. Ein weiterer Vorschlag, der sich jedoch hauptsächlich mit der Vorrichtung befaßt, ist aus der GP-PS 991 046 bekannt, bei welchem ebenfalls pulverförmiges, feuerfestes Material in Sauerstoff gefördert wird und Propan als Brenngas zugeführt wird,

__ Ein geringfügig abweichender Vorschlag nach dem Stand der Technik 25

besteht darin, ein leicht oxidierbares Metallelement zu verwenden, um die gesamte oder einen Teil der Wärme zu erzeugen, die erforderlich ist, um das feuerfeste Pulver zu schmelzen. In der US-PS 2 741 922 ist die Formation geformter Massen aus feuerfestem Material beschrieben, indem eine Mischung aus einem Element, wie beispielsweise Magnesium, Aluminium oder Silicium mit einem inerten Füllmittel, wie beispielsweise .Mgo, Al₂Q₃ oder SiO₂ oxidiert wird. Zweckdienlicherweise stellen die Reaktionsprodukte der Oxidation dieser Elemente selbst feuerfeste Oxide dar. In den GB-PS 1 330 894 und 1 330 895 jüngeren Datums sind Flammsprühvorrichtungen und Verfahren beschrieben, bei welchen leicht oxidierbare Elemente einer sehr kleinen durchschnittlichen Korngröße (kleiner als 50 um) und mindestens eine

andere Substanz verwendet wird. Die Pul Vermischung wird vorzugsweise in sauerstoffangereicherter Luft oder insbesondere in Sauerstoff zu einer Lanze gefördert, wobei nach dem Austreten aus der Lanze die Pulvermischung entzündet wird. Es wird hier angegeben, daß nach langwieriger Forschung und Untersuchung erkannt wurde, daß die oxidierbaren Elemente eine durchschnittliche Teilchengröße kleiner als 30 Jim vorzugsweise kleiner als 10 μπι aufweisen sollten. Derartige kleine Teilchengrößen und die dazugehörigen großen spezifischen Oberflächen unterstützen eine schnelle Oxidation und Wärmeabgabe für das Schmelzen oder Oberflächenschmelzen der anderen Substanz. Es wird behauptet, daß bestimmte Sicherheitsrisiken vorhanden sind und daß es bevorzugt ist, eine Vorrichtung zu verwenden, welche eine automatische Sicherheitseinrichtung aufweist, um sichere Zustände zu schaffen, falls das Risiko der Rückschlagverbrennung besteht. Es wurde nun gefunden, daß ein derartiges Risiko tatsächlich besteht. Die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit einer derartigen Mischung in Sauerstoff ist erheblich größer als die normale Gasgeschwindigkeit, so daß ein Flammenrückschlag eine ständig vorhandene Gefährt ist. Hinzu kommt, daß die sehr kleine Teilchengröße des oxidierbaren Elementes in Verbindung mit der Vergrößerung des Risikos eines Flammrückschlags aufgrund der sehr großen Oberfläche zu einer sehr frühen Zündung im Vergleich zum _y Ausstoß der Teilchen aus der Spitze der Lanze führen kann. Diese Frühzündung führt zur Formation feuerfester Stoffe an oder in'der Spitze der Lanze und blockiert den Gasstrom. Obwohl dieses Verfahren und Vorrichtung zur wirtschaftlichen Anwendung gelangt ist, wurde gefunden, daß die Durchführung des Reparaturverfahrens häufig durch Flammrückschlag und durch Blockieren der Lanze unterbrochen wird, obwohl spezialisierte und erfahrene Mannschaften zur Durchführung verwendet wurden.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren und Vorrichtung vorgeschlagen, welche die obenstehenden Nachteile vermeiden. Entsprechend wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Schlammsprühen von feuerfesten Materialien vorgeschlagen, welches

dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem Speicher eine Mischung feinverteilten feuerfesten Oxids und ein oder mehrere feinverteilter Metall- oder Metalloidelemente gehalten werden, welche leicht zu feuerfesten Oxiden verbrennbar sind, wobei dieses Halten in einem Zustand partieller oder vollständiger Fluidisierung durch ein relativ inertes Gas erfolgt, daß die Mischung in ein relativ inertes Trägergas durch Mitnahme der Mischung in einem Strahl des Trägergases zugemessen wird, daß die resultierende Mischung in dem Trägergas dispergiert einer Lanze zugeführt wird und daß eine ausreichende Sauerstoffringe der Lanze im Bereich eines Auslasses für die Mischung zugeführt wird, um die Verbrennung der Elemente in der Mischung zu gestatten.

Durch die Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zum Flammsprühen von feuerfesten Materialien geschaffen, welche einen Material speicher, Einrichtungen zum Erzeugen einer partiell oder vollständigen Fluidisierung des Materials in dem Speicher, Einrichtungen zum Zumessen von Material aus dem Speicher durch Mitnähme in einem Strahl eines relativ inerten Trägergases, Einrichtungen zum Fördern der resultierenden Mischung zu einer Lanze und Einrichtungen zum Versorgen der Lanze mit Sauerstoff im Bereich eines Auslasses für das Material in dem Trägergas aufweist.

"\ Der Strahl des Trägergases kann zwischen axial zueinander ausgerichteten Einlaß- und Auslaßrohren ausgestoßen werden, die in dem Material spei eher angeordnet sind, wobei diese vorzugsweise oberhalb des Grundes des Speichers montiert sind und insbesondere im wesentlichen mittig in dem Speicher angeordnet sind. Es wird insbesondere bevorzugt, daß der Spalt zwischen den Einlaß- und Auslaßrohren verstellbar ist, um die Aufnahme von Material in dem Trägergas entsprechend den Anforderungen der Bedienungsperson der Anlage zu variieren. Andere Anordnungen zur Erzeugung des Strahles können jedoch ebenfalls Verwendung finden, wobei diese insbesondere eine Venturieinrichtung einschließen, bei welcher Material an einem oder mehreren Punkten im rechten Winkel zu dem Strahl eingeleitet wird. Eine derartige Venturieinrichtung kann außerhalb des Speichers montiert sein.

Obwohl das Material, welches in dem relativ inerten Trägergas transportiert wird, der Lanze direkt zugeführt werden kann, kann es von Vorteil sein, der Mischung aus Material und Gas ein zweites relativ inertes Gas zuzumisehen,ehe es der Lanze zugeleitet wird.

Zweckdienlicherweise ist die Mischung aus feuerfestem Oxid (Oxiden) und einem oder mehreren Metall- oder Metalloidelementen derart, daß die chemische Zusammensetzung nach der Oxidation im wesentlichen identisch zu der feuerfesten Ausmauerung, der Ofenauskleidung, der feuerfesten Blöcke usw. ist, welche repariert werden. Je nach der Verwendung der feuerfesten Stoffe gibt es eine erhebliche Menge feuerfester Oxide in der Praxis, welche zwischen sauren und basischen Steinen, Blöcken oder Oberzügen variieren. Die normalerweise verwendeten feuerfesten Stoffe bestehen prinzipiell aus Siliciumoxid, Tonerde oder Magnesit mit kleineren Mengen an anderen feuerfesten Oxiden, wie beispielsweise ZrSiO.

und Zr O₂ oder Komplexoxiden wie zum Beispiel Spinellen.Es stellt eine relativ einfache Sache dar, das Material zu analysieren, welches repariert werden soll und durch einfachen Versuch die Proportionen an oxidierbaren Elementen festzulegen, welche notwendig sind, um ein zufriedenstellendes Flammsprühen und eine identische Endzusammensetzung zu erreichen. Die Mischung kann eine kleine Menge anderer Komponenten enthalten, falls dies für die speziellen Zwecke gewünscht wird und kann beispielsweise Teilchen enthalten, welche einem Material einen hohen Widerstand gegen Abrieb und/oder eine höhere Wärmeleitfähigkeit geben,

Andererseits wurde jedoch in der Praxis gefunden, daß die Reparatur, obwohl sie die gleiche Zusammensetzung wie die Steine usw. aufweist, mit welchen Sie sich verbindet, unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweist und üblicherweise verschleißfester ist oder allgemein zäher ist als die vorhandene Auskleidung.

Eine zweckdienliche Quelle an feuerfesten Oxiden ist gebrochener oder zermahlener feuerfester Stein oder feuerfeste Auskleidung

der gleichen Zusammensetzung wie sie repariert werden soll. Bei-5

spielsweise in Karbonisierungsöfen werden die sogenannten Semi si Iica-oder Silicafeuersteine verwendet. Dieses Material ist an Ort und Stelle üblicherweise an dem Ort oder in der Anlage ver·* fügbar, wo die Reparatur durchgeführt werden soll. Pulverförmiges

Silicium, Aluminium und Magnesium sind überall auf dem Markt er-IO

hai ti ich und zwar in einer großen Vielzahl nomineller Teilchengrößen. Allgemein ist die Teilchengröße der Mischung nicht kritisch, es wird jedoch bevorzugt, daß das oxidierbare Element' in Teilchengrößen bis zu 152 pm verwendet wird. Nicht nur sind hierdurch die Kosten geringer, sondern es wird gleichzeitig eine geringere Freigabe der Wärme aus den größeren Teilchen erreicht, von der angenommen wird, daß hierdurch zur Lösung des Problems des Blockierens der Lanzenspitze beigetragen wird. Wenn pulverförmiges Silicium und Aluminium verwendet wird, liegt eine

zweckdienliche Teilchengröße bei bis 100 BS mesh und das feuer-20

feste Oxid weist zweckdienlicherweise eine größere Teilchengröße

auf, beispielsweise ca. 0,8 mm, obwohl größere Teilchengrößen ebenfalls verwendbar sind, insbesondere falls dies zu einer besseren Anpassung an die Rißgröße und die physikalischen Eigenschaften der zu reparierenden Auskleidung führt. 25

Obwohl das Ergebnis der durch die Anmelderin durchgeführten Versuche zeigte, daß die Mischung aus feuerfesten und oxidierbaren Elementen nicht in Luft verbrennt, kann sogar eine größere Sicherheit und Zuverlässigkeit erreicht werden, indem erfindungsgemäß 30

ein noch inerteres Gas verwendet wird, um das Material zu transportieren. Zweckdienliche, relativ inerte Gase schließen Stickstoff, Helium, Kohlendioxid, Luft ohne Sauerstoff, Luft und Mischungen dieser Gase ein.Falls ein relativ inertes Gas verwendet wird, um teilweise oder vollständig das Material in dem Speicher zu fluidisieren, besteht kaum die Gefahr von Staubexplosionen, trotz der Reaktionsfähigkeit der Metall- oder Metaliuidteilchen. Eine vollständige Fluidisierung ist nicht not-

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wendig, um die Vorteile der verbesserten Zufuhr und des Zumessens an Material zu erzielen, vorausgesetzt, daß ein ausreichender Gasstrom durch das Material vorhanden ist, um die Bewegung des Materials zu erleichtern.

Die Verwendung einer ersten Zufuhr relativ inerten Gases zum Zumessen des Materials und einer zweiten Zufuhr relativ inerten Gases für die weitere Dispersion des Materials und zum Transportieren des Materials zur Lanze ist vorgesehen, um eine ausgesprochen gute Steuerung und Flexibilität beim Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erreichen. Insbesondere wird hierdurch das Zünden einer Brennflamme an der Lanze bei Verwendung einer niedrigen Fördermenge an Material erleichtert, welche dann bis zu einer zweckdienlichen Strömungsmenge für die Reparatur des Substrats gesteigert werden kann. Darüberhinaus wird der Transport relativ grober Teilchen ebenfalls erleichtert.

Die Menge der in dem relativ inerten Gas geförderten Mischung liegt typischerweise in der Größenordnung von 0,1 kg in 50 Litern Gas bei Arbeitsdruck und eine Strömungsmenge von etwa 0,1 kg pro Minute ist typisch, wobei diese Größen für die Reparatur von Karbonisierungsöfen beispielsweise zweckdienlich sind. Es können jedoch auch größere Mengen verwendet werden, obwohl hierdurch die

Steuerung beim Plazieren der Mischung durch die Bedienungsperson 25

ungünstig beeinflußt werden kann.

Die verwendeten Gase können aus Druckzylindern oder Tanks zugeführt werden oder mittels Leitungen. Beispielsweise kann eine

__ Druckluftleitung verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Luft «30

trocken genug ist, um Probleme beim Verbacken des Pulvers im Material speicher oder sonst irgendwo in der Vorrichtung zu vermeiden.

^₅ Die Sauerstoffmenge, welche für die oben beschriebene, bevorzugte ■ Menge der Mischung in dem Gas zugeführt wird, liegt etwa bei dem Verhältnis von 2:1 bezogen auf das Volumen von Sauerstoff zur Gesamtmenge des Trägergases, was von der Temperatur der Reparatur-

-πι

zone abhängt. Vorausgesetzt, daß ausreichend Sauerstoff zugeführt wird, um eine kontinuierliche Verbrennung der Elemente aufrecht zu erhalten, muß jedoch kein reines Sauerstoffgas verwendet werden. 5

Vorzugsweise ist die Sauerstoffzuführleitung an ei nm ringförmigen Verteiler angeschlossen, welcher das erste Zufuhrrohr umgebend vorgesehen ist, so daß das in dem ersten Gasstrom dispergierte Material aus der Lanze mit einer umgebenden "Haut" aus Sauerstoff austritt. Andere Konfigurationen des Gasstromes können jedoch ebenfalls verwendet werden und es kann von Vorteil sein, ein wirbeiförmiges Strömungsbild zu erzeugen.

Aus Sicherheitsgründen bei der Handhabung von Sauerstoff wird be-

vorzugt, daß alle Metall rohre oder Fittinge in Berührungnit Sauerstoff oder sauerstoffreichem Gas nicht aus beruhigtem Stahl bestehen, sondern aus arsenfreiem Kupfer, rostfreiem Stahl oder Messing.

Wenn eine zweckdienliche Mischung der Zusammensetzung und der

Strömungsmengen von Trägergas und Sauerstoff erreicht ist, kann der Strahl oder Sprühstrahl, welcher aus der Lanze austritt, leicht durch Kontakt mit einer Heißen Wandung des Ofens oder Schmelzofens oder durch Kontakt mit einer Flamme gezündet werden. Der 25

Strahl oder Sprühstrahl wird unmittelbar in einen Flammsprühstrahl

aus feuerfestem Material umgewandelt und die Berührung des Flammsprühstrahls mit erodierten Flächenbereichen oder Rissen im Ofen oder Schmelzofen führt zum Schmelzen und Aufbau von geschmolzenen

oder gesinterten Teilchen, welche hier aufbrechen. Eine sehr fest 30

Verbindung zwischen den Wandungen des Ofens oder Schmelzofens und

dem aufgebauten feuerfesten Material wird hierdurch erreicht. Vorzugsweise wird der Flammsprühstrahl langsam über die zu repa-" rierende Fläche bewegt, um klumpenförmige Ansammlungen aufgrund zu

_o_ stark örtlich begrenzten Aufbaus an feuerfestem Material zu ver-35

meiden.

Es wurde gefunden, daß die Verbrennung der Mischung in einem bestimmten Abstand von der Spitze der Lanze erfolgt, wo eine aus-

reichende Durchmischung des Sauerstoffs mit der Mischung erzielt ist. Hierdurch wird irgendeine Verschmutzung der Lanzenspitze durch Anwachsen von feuerfestem Material vermieden und eine

kontinuierliche Arbeitsweise ist leicht erreichbar. 5

Es ist offensichtlich, daß, falls die Lanze über eine lange Zeitspanne in einer Umgebung hoher Temperatur verwendet wird, beispielsweise tief in einem Karbonisierungsofen, es vorteilhaft sein kann, die Lanze zu kühlen. Dies kann durch Zirkulieren von Wasser durch Rohre oder Spiral rohre in wärmeleitender Berührung mit den Speiserohren geschehen oder durch Zwangsluftkühlung oder Gaskühlung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher erläutert, in welcher eine Vorrichtung nach vorliegender Erfindung gezeigt ist.

Eine Charge von Schweißpulver 1 ist in einem Material speicher 2

enthalten, welcher leicht geöffnet werden kann, um Pulver nach-20

zufüllen. Nahe am, jedoch im Abstand vom Boden sind Stickstoffgaseunter druckführende Eingangs- und Auslaßleitungen 3 und 4 angeordnet, welche axial zueinander ausgerichtet sind und zwischen ihren Enden einen Spalt 5 definieren. Der Spalt kann in seiner

Größe durch eine einfache mechanische Anordnung verstellt werden, 25

welche auf der Außenseite des Behälters montiert ist, so daß die Fördermenge an Schweißpulver suspendiert im Gas in die Auslaßleitung durch eine Bedienungsperson eingestellt werden kann.

Zylinder mit komprimiertem Stickstoff 6 und komprimiertem Sauerstoff 7, welche zweckdienlicherweise auf einem Traggestell montiert sind, welches wahlweise auch den Materialspeicher aufnehmen kann, versorgen durch Reduzierventile 8 und Strömungsanzeiger, wie beispielsweise Rotameter 9 Stickstoff- und Sauer_o_ Stoffleitungen 10 und 11. Beide Leitungen werden durch Ventile und 13 im Bereich der Lanze, welche allgemein mit 14 bezeichnet ist, gesteuert, so daß die Bedienungsperson der Lanze eine im wesentlichen vollständige Steuerung Über die Gasströmungsmengen

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erhält. Die Sauerstoffleitung speist direkt eine von Hand gehaltene Mischkammer 15, welche ein Bestandteil der Lanze ist. Ein Teil der Stickstoffzuführung wird abgeleitet und in eine Kammer 16 unter dem Speicher 2 eingespeist und strömt durch eine große Anzahl von Öffnungen im Boden um die Füllung 1 teilweise zu fluidisieren. Der Stickstoffstrahl nimmt eine gesteuerte Menge an Schweißpulver auf und trägt diese in Dispersion durch die Auslaßleitung 4 zur Mischkammer 15. Die Mischkammer ist mit einer abnehmbaren Lanze 17 versehen, welche je nach Aufgabe und Zugänglichkeit des Reparaturortes im Ofen, Schmelzofen, Brennofen, Gießpfanne oder dergleichen gewählt werden kann.

In praktischen Versuchen bei der Reparatur von Substraten hoher

und niedriger (ca. 600° C) Temperatur wurde gefunden, daß eine Bedienungsperson effektive Reparaturen lediglich nach wenigen Minuten Einweisung durchführen kann. Nachdem die Reduzierventile eingestellt sind, variiert eine Verstellung des Ventils 12 in der Stickstoffleitung die Speisemenge des Pulvers zur Mischkammer

Eine anschließende Einstellung des Ventils 13 in der Sauerstoff-20

leitung ermöglicht es der Bedienungsperson das Verbrennungsverhalten des Pulvers beim Flammsprühen zu optimieren. Die Rotameter 9 dienen dazu, die Strömungsmengen an Stickstoff und Sauerstoff für die Bedienungsperson anzuzeigen, so daß diese den Vorgang

überwachen kann. Die Rotameter sind selbstverständlich derart ge-25

wählt, daß sie in ihrem Mittelbereich eine genaue Anzeige der allgemein als zweckdienlich erachteten Strömungsmengen liefern, wobei jedoch die Strömungsmengen an Stickstoff und Sauerstoff nicht im gleichen Bereich liegen.

Ein wesentliches Merkmal in Verbindung mit der Funktion und Anordnung dieser Ventile liegt darin, daß, falls ein Notfall auftritt oder vorhergesehen wird, die Bedienungsperson unmittelbar das Verfahren abschalten kann.

Für eine typische Reparatur einer gesprungenen oder erodierten Wandung aus Semisilicafeuerstein einer Ofenkammer besteht das Schweißpulver aus
9 Gewichtsprozent Aluminium
31 Gewichtsprozent Sfiiciumund

60 Gewichtsprozent zermahlenem Feuerstein gleicher Zusammensetzung.

Die metallischen Elemente sind auf 10 % minus 100 BSS gemahlen und der Feuerstein auf Teilchengrößen kleiner als 0,8 mm. Die Reaktionsfa'higkeit des Pulvers kann modifiziert werden, indem die Proportionen oder Anteile an Semisilica in der Mischung geändert werden. Ein anderes zweckdienliches Schweißpulver besteht aus 12 GewichtsprozentSilicium, 4 % Aluminium und 84 % Silicium-

oxid.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung wird der Spalt zwischen Einlaß- und Auslaßleitung auf 6,4 mm eingestellt und daß Speisesteuerventil eingestellt, um eine Strömungsmenge an Stickstoff von etwa 50 Litern pro Minute zu erzielen, wobei ein Eingangsdruck von 1,035 bar vorliegt. Die Sauerstoffzufuhr wird dann eingestellt,um 100 Liter pro Minute bei einem Druck von 1,104 bar, d. h. gegenüber dem Druck des Stickstoffs geringfügig positiv, zu liefern. Unter diesen Bedingungen liegt die Fördermenge an Pulver in der Größenordnung von 100 bis 120 g pro Minute, was bei einer gegebenen Kapazität von 5 kg für den Materialvorrat eine aktive Betriebszeit einer Stunde ergibt. Der aus der Lanze austretende Pulversprühstrahl wird durch Berührung mit einer heißen (800° C) Wandung des Karbonisierungsofen gezündet und wird dadurch zum Flammsprühstrahl, welcher, wenn er auf die bestimmte, zu reparierende Fläche gerichtet wird, einen glasartigen Feststoff ergibt, welcher chemisch mit der Oberfläche verbunden ist.

Die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung ist vergleichsweise einfach und zuverlässig und bedingt keine ausgebildeten Bedienungspersonen oder Wartungen mit hohen Anforderungen und ist

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insbesondere im Betrieb sicher. Leicht tragbare Einheiten können zu relativ geringen Kosten hergestellt werden, so daß einzelne Betriebsorte ihre eigenen Einheiten zur Reparatur von Fehlern erhalten können, ehe eine weitere Verschlechterung des Zustandes eintritt. Dies steht in krassem Gegensatz zu den wesentlichen wirtschaftlich angewendeten Flammsprühverfahren, bei denen ein Team erfahrener Bedienungspersonen erforderlich ist. Bei dem bekannten Verfahren muß mit großer Sorgfalt vorgegangen werden und viele Vorkehrungen hinsichtlich der Sicherheit getroffen werden, da das Schweißpulver in Sauerstoff transportiert wird·. Da ferner die Kosten des bekannten Verfahrens hoch sind, ist es üblich, es zu einer Ansammlung einer Anzahl von Beschädigungen kommen zu lassen, ehe die notwendigen Reparaturen durchgeführt werden.

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Im Vergleich mit bekannten Vorrichtungen ist die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mechanisch einfach ausgebildet und ermöglicht eine zuverlässige Versorgung der Lanze, ohne das ein Sieben oder eine Trennung der Teilchengrößen erforderlich ist.

Hinzu kommt, daß eine einzige Bedienungsperson sämtliche not-20

wendigen Parameter für eine erfolgreiche Reparaturarbeit steuern kann, was gleichzeitig bedeutet, daß die einzige Bedienungsperson leicht sämtliche Parameter steuern kann, welche für einen sicheren Betrieb notwendig sind und sich diese Bedienungsperson nicht auf

die Verständigung mit einem anderen Mann verlassen muß. Reparaturen 25

können unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls an kalten Substraten durchgeführt werden, falls der Sprühstrahl des Materials beispielsweise durch eine getrennte Flamme gezündet wird.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen

hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Flammsprühen von feuerfesten Materialien durch
Verbrennung von feinverteilten Metall- oder Metal Toi de!ementen
in Mischung mit einem feinverteilten feuerfesten Oxid, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in
einem Zustand einer vollständigen partiellen Fluidisierung durch ein relativ inertes Gas in einem Material speicher gehalten wird, daß die Mischung einem vergleichsweise inerten Trägergas durch
Mitnahme in einem Gasstrom zugemessen wird, daß die mitgenommene Mischung einer Lanze zugeführt wird und eine ausreichende Sauerstoffmenge in die Lanze im Bereich eines Auslasses für die
Mischung eingeführt wird, um die Verbrennung der Elemente zu gestatten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom des Trägergases zwischen axial zueinander ausgerichteten Einlaß- und Auslaßrohren in dem Material spei eher ausgestoßen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahne derMischung dadurch geändert wird, daß der Spalt zwischen den Eingangs- und Ausgangsrohren verstellt wird.

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4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der mitgenommenen Mischung bei etwa 0,1 kg pro 50 liiter Trä'gergas liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmenge der Mischung etwa 0,1 kg pro Minute beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas aus der aus Stickstoff, Helium, Kohlendioxid, Luft ohne Sauerstoff, Luft und Mischungen dieser Gase bestehenden Gruppe gewählt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Luft als

Trägergas verwendet wird und daß Sauerstoff zugeführt wird, um die Verbrennung zu unterstützen, wobei das Volumenverhältnis von Sauerstoff zu Luft etwa 2:1 beträgt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Materialspeicher (2), Einrichtungen (16) zur Erzeugung einer vollständigen oder partiellen Fluidisierung des Materials (1) in dem Speicher (2), Einrichtungen (12) zum Zumeßen von Material (1) aus dem Speicher (2) durch Mitnahme in einem Strahl eines relativ enerten Trägergases, Einrichtungen zum Fördern des mitgenommenen Materials (1) zu einer Lanze (14, 17) und Einrichtungen (13) aufweist, um Sauerstoff im Bereich des Auslasses der Lanze (14, 17) zuzuführen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl des Trägergases zwischen axial zueinander ausgerichteten Einlaß- und Auslaßrohren (3, 4) in dem Material speicher (2) ausgestoßen wird.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (5) zwischen den Einlaß" und Auslaßrohren (3, 4) verstell-

5 bar ist, um die Aufnahme des Materials (1) in dem Trägergas zu variieren.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Gases zur Erzeugung der

10 Fluidisierung und die Zufuhr zur Mitnahme des Materials (1) getrennt steuerbar sind.