NL8803083A

NL8803083A - Oppervlaktebehandeling van vuurvaste materialen.

Info

Publication number: NL8803083A
Application number: NL8803083A
Authority: NL
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1989-07-17
Also published as: JPH01196490A; ATA297688A; ZA889388B; IT1223890B; AT394361B; FR2624852A1; ES2010101A6; CA1321608C; BE1002784A3; MX170458B; AU2467588A; IT8867990A0; SE8804553L; KR890010523A; BR8805839A; IL88386A; FR2624852B1; AU612717B2; US5002805A; US5002910A

Description

* NL 35418-Kp/vD >1 §

Oppervlaktebehandeling van vuurvaste materialen <?

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bewerken van een vuurvaste materiaalstructuur. De uitvinding heeft tevens betrekking op een deeltjes-vormig mengsel, geschikt voor toepassing in een werkwijze voor 5 het bewerken van een vuurvaste materiaalstructuur.

Ofschoon de werkwijze volgens de uitvinding voor diverse doeleinden kan worden toegepast is deze van bijzondere waarde als een fase bij de vervaardiging van beschadigde vuurvaste materiaalstructuren.

10 Vuurvaste materiaalstructuren van diverse types, zo als metallurgische ovens, cokesovens en glassmeltovens worden beschadigd in verloop van hun bedrijfsleven.

Een dergelijke beschadiging kan bijvoorbeeld zich manifesteren als het "wegschuiven" van één of meer vuurvaste 15 materiaalblokken ten opzichte van de hoofdstructuur, hetgeen restulteert in een onregelmatig oppervlakteprofiel of in het scheuren van de vuurvaste materiaalstructuur. Het is in het algemeen wenselijk het ontworpen oppervlakteprofiel van de vuurvaste materiaalstructuur opnieuw te herstellen en het is 20 bovendien wenselijk verder wegglijden van de blok(ken) in kwestie te voorkomen en elke ruimte, die is achtergebleven door zijn of hun verplaatsing of scheuren op te vullen,- Teneinde deze doeleinden te bereiken kan het noodzakelijk of wsnselijk zijn elk uitstekend deel van de vuurvastemateriaal-25 structuur weg te snijden. Alternatief of als extra kan het noodzakelijk of wenselijk zijn een spiesleuf te maken in een weggeschoven blok en/of een nabijzijnde blok, zodat er een spie kan worden gevormd in of worden ingeschoven in de spiesleuf teneinde verder wegschuiven te voorkomen. Alternatief 30 of ernaast kan het noodzakelijk of wenselijk zijn een opening, die is achtergelaten door een dergelijk wegschuiven of scheuren te vergroten of te vormen voor de vorming of het inbrengen van een geschikte plug.

Een dergelijke beschadiging kan alternatief zijn 35 veroorzaakt door erosie van het materiaal van de vuurvaste materiaalstructuur, Een dergelijke erosie heeft de neiging een onregelmatig oppervlakteprofiel aan de structuur mee te 8803083Γ # - -- 2— / £ geven en het is vaak wenselijk dat oppervlakteprofiel te modificeren voorafgaande aan het uitvoeren van een reparatie aan de structuur.

Het kan noodzakelijk of wenselijk zijn een holte te 5 vormen of anderszins een vuurvaste materiaalstructuur te bekleden voor andere doeleinden.

Een vuurvaste materiaalstructuur kan vanzelfsprekend mechanisch worden bekleed, bijvoorbeeld onder gebruikmaking van een snijwiel, boor of een ander gereedschap, hetgeen be-10 paalde nadelen heeft voor de reparatie van vuurvast materiaal. Teneinde het vuurvaste materiaal te bewerken en een geschikt oppervlak achter te laten voor reparatie zal de bewerker gewoonlijk de te bewerken plaats zeer dichtbij moeten benaderen, hetgeen impliceert, dat die plaats een temperatuur dient te 15 hebben, die de bewerker kan verdragen gedurende de tijd, die nodig is voor het uitvoeren van de bewerking. Dit impliceert op zijn beurt, dat de vuurvaste materiaalstructuur dient te worden afgekoeld van zijn normale bedrijfstemperatuur, of dient een temperatuur te hebben, die ligt binnen de normale 20 werkingscyclus van de bedrijfstemperaturen. Bovendien dient het materiaal opnieuw te worden verhit na de bewerking en reparatie. In geval van industriële ovens van diverse types neemt een dergelijke afkoeling en opnieuw verhitting verscheidene dagen of zelfs enkele weken in beslag teneinde bescha-25 diging van de oven te voorkomen tengevolge van het samentrekken of uitzetten Van het vuurvaste materiaal, welke afkoeling en opnieuw verhitting dienovereenkomstig een aanzienlijk verlies in produktie van de oven met zich meebrengt.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het ver-30 schaffen van een werkwijze voor het bewerken van een vuurvaste materiaalstructuur, die kan worden uitgevoerd zonder elke maatregel voor het nemen van positieve stappen voor het teweegbrengen van een aanzienlijke en wel overwogen koeling van een dergelijke structuur vanaf een temperatuur, die dit 35 heeft tijdens normaal bedrijf om zodoende de noodzaak van lange koel- en verhittingsperioden te vermijden.

Volgens de uitvinding gaat het om een werkwijze voor het bewerken van een vuurvaste materiaalstructuur met het kenmerk, dat een brandbare gasstroom, die een mengsel van deel- 8883083Γ - 3 - % tjes met zich draagt, die bestaan uit deeltjes van één of meer element(en), die oxideerbaar is (zijn) onder vorming van één of meer vuurvaste materiaaloxiden (hierna "brandstofdeeltjes"· genoemd) en vuurvaste materiaaloxidedeeltjes , wordt gericht 5 tegen de te bewerken plek, waarbij men de brandstofdeeltjes laat branden of ze tot verbranding brengt, waarbij het mengsel voorts een vloeiïngsmiddel bevat, waarvan de vloei-ingswerking zodanig is, dat onder invloed van warmte, die vrij komt door verbranding van de brandstofdeeltjes, de vuur-10 vaste materiaalstructuur in die mate zacht wordt, dat de structuur bewerkt wordt door verwijdering of verplaatsing van materiaal daarvan onder de mechanische inwerking van de daarop gerichte stroom.

De onderhavige uitvinding verschaft derhalve een 15 werkwijze voor het bewerken van een vuurvaste mater taalstructuur, die kan worden uitgevoerd zonder de noodzaak van het nemen van positieve stappen voor het teweegbrengen van aanzienlijke en wel overwogen koeling van de structuur vanaf een temperatuur die er is tijdens normaal bedrijf, om zodoende de 20 noodzaak van een lange koel- èn verhittingsperiode te voorkomen en om zodoende de problemen, die zich kunnen voordoen tengevolge van krimpen of uitzetten van het vuurvaste materiaal te voorkomen of te verminderen. Zo is het bijvoorbeeld gewoonlijk mogelijk op een zodanige manier te werken, dat de 25 vuurvaste materiaalstructuur niet behoeft te worden afgekoeld of opnieuw te worden verhit via een overgangspunt op de dila-tometrische curve van het materiaal, waaruit de structuur gevormd is. Opgemerkt wordt, dat hoe hoger de temperatuur van de vuurvaste matertaalstructuur is des te efficiënter is de werk-30 wijze volgens de uitvinding. De werkwijze heeft het bijzondere voordeel, dat deze gemakkelijk toepasbaar is voor het bewerken van structuren, die een tamelijk hoge mate van vuurvastheid hebben, en/of die een verhoogde temperatuur hebben, die desalniettemin nogal laag is in verhouding tot de maxi-35 maal te tolereren bedrijfstemperatuur van het type vuurvast-materiaal, waaruit ze zijn vervaardigd.

De bewerkingswerkwijze kan worden toegepast gewoonweg voor het verwijderen van deeltjes van de vuurvaste materiaal structuren voor diverse doeleinden. Soms kan een vuur- 88 53 0 83 Τ' f - 4 - vaste materiaalstructuur zodanig geërodeerd zijn, dat het economischer of anderszins wenselijk is nog meer vuurvast materiaal te verwijderen teneinde ruimte te maken voor het plaatsen van een nieuw blok van het vuurvaste materiaal. Het 5 is soms nodig in de vuurvaste materiaalblokken gaten te snijden, bijvoorbeeld teneinde een sleutelblok in te brengen.

Soms valt een gewelfblok van een vuurvaste materiaalstructuur naar beneden van zijn oorspronkelijke positie om zodoende uit de vuurvaste materiaalstructuur te steken, waarbij het 10 noodzakelijk is een gedeelte van een dergelijk blok te verwijderen teneinde het profiel van de structuur te corrigeren. Deze procedures kunnen worden uitgevoerd met behulp van een bewerkingsmethöde volgens de uitvinding, omdat het vervloei-ingsmiddel ervoor zorgt, dat het te verwijderen materiaal 15 uit de vuurvaste materiaalstructuur in zachte of vloeibare toestand wordt gehouden, in welke toestand het materiaal kan worden verwijderd onder inwerking van de daarop gerichte stroom bij een minimale.verstoring van de normale werking van de structuur tengevolge van Ongewenste koeling.

20 Gevonden is, dat wanneer een vuurvaste materiaal structuur wordt bewerkt volgens de uitvinding het bewerkte oppervlak van die structuur een gewijzigde samenstelling heeft. De reden hiervoor is, dat niet al het zachte materiaal van het oppervlak wordt verwijderd en dat het zachte materi-25 aal materiaal omvat, dat tijdens de bewerking aan de gas-stroom werd blootgesteld, met inbegrip van het vervloeiïngs-middel. Vanwege de aanwezigheid van het vervloeiïngsmiddel kan het zacht geworden materiaal gemakkelijker erin vloeien en de eventueel in het oppervlak van de structuur aanwezige 30 scheuren opvullen. Dit heeft het voordeel dat de integriteit van het bewerkte oppervlak wordt verbeterd: gedeeltes van de . structuur tussen dergelijke scheuren worden op hun plaats verankerd, zodat zij minder gemakkelijk afvallen, terwijl de opgevulde scheuren niet langer zijn blootgesteld aan bijvoor-35 beeld de atmosfeer in de structuur, die zeer corrosief kan zijn.

In de uitvoeringsvormen volgens de uitvinding, die i de meeste voorkeur verdienen is de aard en hoeveelheid van het vervloeiïngsmiddel dat aanwezig is in het voor de bewerking 8803 083 ? i * - 5 - gebruikte mengsel zodanig, dat de smelt- of verwekingstempe-ratuur van het te verwijderen materiaal uit de vuurvaste materiaalstructuur tenminste 200°C minder is dan die van het vuurvaste materiaal van de te bewerken structuur. Dit heeft 5 het voordeel, dat de werkwijze zelfs gemakkelijker kan worden tbegepast voor het bewerken van structuren, die zijn vervaardigd van een tamelijk hoge vuurvastheidsgraad en/of die zich bevinden op een temperatuur, die tamelijk laag is vergeleken met de maximale te tolereren werkingstemperatuur van het 10 type vuurvast materiaal, waaruit ze zijn vervaardigd. Het is bijzonder voordelig een groot verschil te hebben tussen de verwekingstemperaturen van het te verwijderen materiaal en het materiaal in de kern van het blok, waaruit het materiaal dient te worden verwijderd teneinde de inwendige structuur 15 van het blok tijdens de bewerking te behouden. Dit zorgt ervoor, dat het werken in de praktijk gemakkelijker wordt, in het bijzonder wanneer de werking plaatsvindt op een buitenoppervlak van een blok van de vuurvaste materiaalstructuur. Gewoonlijk is er een toenemende temperatuursgradiënt vanaf 20 het buitenoppervlak naar het binnenoppervlak van het blok toe, waardoor de buitenkant van een dergelijk blok moeilijk te bewerken is,zodanig, dat zijn kernstructuur behouden blijft, tenzij er een dergelijk groot verschil is in verwekingstemperaturen .

25 Met voordeel is het te gebruiken vervloeiingsmiddel een vervloeiingsmiddel voor het vuurvaste materiaal van tenminste sommige van de vuurvaste materiaaloxidedeeltjes. Dit helpt bij het houden van het materiaal afkomstig van deze deeltjes en materiaal afkomstig van de vuurvaste materiaal-30 structuur in zachte of vloeibare toestand ten behoeve van verwijdering of vervanging.

De toepassing voor grote hoeveelheden vervloeiingsmiddel is niet noodzakelijk. De optimale hoeveelheid van het vervloeiingsmiddel evenals de optimale hoeveelheid brandstof 35 bleek afhankelijk te zijn van de vuurvastheid van de te bewerken structuur en zijn temperatuur. Het is bovendien wenselijk niet meer vervloeiingsmiddel te gebruiken dan noodzakelijk is voor het verkrijgen van het gewenste resultaat. Gevonden is derhalve, dat het vervloeiingsmiddel in het voor de 40 bewerking te gebruiken mengsel aanwezig is in een gewichts- *8 03 0 83 Γ - 6 - / verhouding van niet meer dan de helft van de brandstofdeeltjes en bij voorkeur in een gewichtsverhouding van niet meer dan. een derde van de brandstofdeeltjes.

Er kunnen diverse vervloeiïngsmiddelen worden gebruikt, 5 sommige waarvan het afhankelijk is van de te bewerken vuurvaste materiaalstructuur en de samenstelling van de te ver-sproeien vuurvaste materiaaloxidedeeltjes. Bij sommige voorkeursuitvoeringsvormen volgens de uitvinding is het vervloeiïngsmiddel een fluoride. Bij wijze van voorbeeld zijn 10 ammoniurabifluoride én magnesiumfluoride effectieve vervloei-ingsmiddelen voor een groot aantal vuurvaste materiaaloxide-mengsels. Alternatief of bovendien verdient het de voorkeur wanneer het vervloeiïngsmidde1 een verbinding is van een metaal anders dan een metaal dat een oxide heeft, dat in de ge-15 noemde vuurvaste materiaaloxidedeeltjes aanwezig is. zo kan bijvoorbeeld calciumcarbonaat worden gebruikt als een vervloeiïngsmiddel bij het werken met bepaalde aluminiumsilicaat-vuurvaste materialen, terwijl magnesiumcarbonaat kan worden gebruikt als vervloeiïngsmiddel wanneer er gewerkt wordt met 20 een groot aantal vuurvaste materiaalmengsels anders dan die waarin magnesiumoxide aanwezig is. Voor algemene doeleinden verdient het de voorkeur wanneer het vervloeiïngsmiddel tenminste één alkalimetaalzout is. Alkalimetaalzouten zijn goede vervloeiïngsmiddelen voor praktisch alle op het oog hebbende 25 vuurvaste materialen. Toepassing van van natriumzouten ver-dientom financiële redenen de voorkeur. Onder de alkalimetaalzouten die als vervloeiïngsmiddelen het meest effectief zijn, zijn die, die gekozen zijn uit boraat, sulfaat, carbo-naat en fosfaat, derhalve de toepassing:ervan verdient de 3 0 voorkeur.

Ter wille van het gemak waarmee het deeltjesvormige mengsel kan worden verstrooid en voor het bevorderen van het verkrijgen van het gewenste resultaat verdient het de voorkeur dat de gemiddelde deeltjesgrootte van de deeltjes van 35 het vervloeiïngsmiddel ligt tussen de helft en tweemaal de gemiddelde deeltjesgrootte van de vuurvaste materiaaloxidedeelt jes, en bij voorkeur tenminste 50 gew.% van de deeltjes van het vervloeiïngsmiddel met een deeltjesgrootte beneden 200 yam.

8803083.

κ.

- 7 - 5r

Zoals reeds vermeld is de bewerkingsmethode volgens de uitvinding bruikbaar voor het bijwerken van een vuurvaste materiaalstructuur of voor het snijden van een opening daarin.

Echter dient opgemerkt te worden dat de bewerkingsmethode bij-5 zondere voordelen heeft, wanneer deze worden uitgevoerd als een voorstap bij bepaalde reparaties van vuurvaste materialen en in het bijzonder bij dergelijke reparaties als die, welke zelf geschikt zijn om te worden uitgevoerd bij of vlakbij de normale bedrijfstemperatuur van een vuurvaste materiaalstruc-10 tuur.

Een dergelijke reparatietechniek is bekend onder de naam als keramisch lassen. Een dergelijk type methode is beschreven in het Britse octrooischrift nr. 1.330.894 en de Britse gepubliceerde octrooiaanvrage nr. GB 2.170.191 (beide 15 in naam van Glaverbel). Bij dergelijke keramische lasproces-sen wordt een samenhangende vuurvaste materiaalmassa gevormd op een oppervlak door het richten van een mengsel van vuurvaste materiaaldeeltjes en brandstofdeeltjes te zamen met zuurstof tegen het oppervlak. De gebruikte brandstofdeeltjes 20 zijn deeltjes waarvan de samenstelling en deeltjesgrootte-verdeling zodanig zijn, dat ze met de zuurstof exotherm kunnen reageren onder vorming van het vuurvaste materiaaloxi-de en onder vrijmaking van warmte, die nodig is voor het smelten van tenminste de oppervlakken van de aldus bewerkte 25 vuurvaste materiaaldeeltjes.

De onderhavige uitvinding heeft voorts betrekking op een keramische lasmethode, waarbij een samenhangende vuurvaste materiaalmassa wordt gevormd, die zich vasthecht aan een vuurvaste materiaalstructuur op een te lassen plaats door het 30 richten van een brandbare gasstroom, die een mengsel van deeltjes met zich draagt, die deeltjes van één of meer elementen zijn, die oxideerbaar zijn onder vorming van één of meer vuurvaste materiaaloxiden (hierna als "brandstofdeeltjeS' genoemd), terwijl de vuurvaste materiaaloxidedeeltjes tegen 35 dé plaats van de las en de brandstofdeeltjes tot verbranding worden gebracht dan wel men ze laat branden onder verweking of smelting van tenminste de oppervlakken van de vuurvaste materiaaloxidedeeltjes, zodat de genoemde samenhangende vuurvaste materiaalmassa wordt gevormd, die aan de structuur 88 03 083.’ f - 8 - hecht, met het kenmerk, dat in een voorgaande bewerkingsstap de lasplek wordt bewerkt onder toepassing van een vuurvaste materiaalbewerkingsmethode, als hier gedefinieerd.

In het algemeen verdient het de voorkeur de deeltjes 5 te verstrooien in aanwezigheid van een hoge concentratie zuurstof, bijvoorbeeld onder gebruikmaking van zuurstof van handelskwaliteit als dragergas. Vanwege de zeer hoge temperaturen in de keramische lasreactiezone kan een voldoende smelt of verweking van de vuurvaste materiaaldeeltjes worden 10 verkregen en het is derhalve mogelijk een zeer coherente vuurvaste materiaalmassa te vormen met goede vuurvastheid.

Een bijzonder voordeel van de keramische lasmetho-den is dat ze op de vuurvaste materiaalstructuur kunnen worden uitgevoerd terwijl deze zich praktisch bevindt op zijn 15 normale hete bedrijfstemperatuur. Dit heeft duidelijke voordelen in die zin, dat de "stilligperiode" van de te repareren structuur tot een minimum kan worden beperkt alsmede op de problemen tengevolge van de thermische krimp en uitzetting van het vuurvaste materiaal. Het lassen bij temperaturen 20 vlakbij: de bedrijf stemperatuur van de vuurvaste materlaadstructuur heeft ook voordelen voor de kwaliteit van de gevormde las. De lasreacties zijn in staat het oppervlak van de structuur zacht te laten worden of te doen smelten, zodat een goede verbinding wordt verkregen tussen het behan-25 delde oppervlak en de nieuw gevormde vuurvaste materiaal lasmassa.

Gebleken is, dat ofschoon het gewoonlijk mogelijk is een goede binding tussen de basis vuurvaste materiaal-structuur en de lasmassa te verkrijgen er zich toch bepaalde 30 problemen kunnen voordoen, die praktisch vermeden kunnen worden via een keramische lasmethode volgens de onderhavige uitvinding. Deze problemen vloeien voort uit één of twee basisoorzaken: de temperatuur van de lasplek op de vuurvaste materiaalstructuur en de temperatuur, die nodig is voor de 35 vorming van een samenhangende vuurvaste lasmassa en voor het verbinden van deze met de basisstructuur.

De normale temperatuur van de lasplek kan gewoonlijk te laag geweest zijn voor de vuurvaste materiaalstructuur om voldoende te worden verhit voor het zachtmaken ervan (hetgeen 85 03 083? 4 - 9 - * nodig is voor een goede verbinding) zonder dat het keramische lassproeisel voldoende lange tijd daarop aanwezig is. In verloop van tijd zal een groot deel van het versproeide materiaal opnieuw van de structuur loskomen en derhalve verloren raken» 5 Er zijn diverse mogelijke redenen voor een lage tem peratuur op de lasplek. Opgemerkt wordt, dat vuurvaste materialen van diverse samenstellingen en kwaliteiten voor diverse delen van veel vuurvaste materiaalstructuren worden gebruikt gewoonlijk afhankelijk van de bedrijfstemperatuur, die men 10 bij diverse plekken tegenkomt. Er wordt soms een vuurvast materiaal van een hoge kwaliteit gebruikt op een plek waar met het oog op de temperatuur men zou verwachten, dat dit geschikt zou zijn voor toepassing als een vuurvast materiaal van een lagere kwaliteit. Terwijl de heersende temperatuur 15 voldoende kan zijn voor de vorming van een sterk hechtende las op een dergelijk vuurvast materiaal van een lage kwaliteit zal dit niet voldoende zijn voor de vorming van een goede las op een vuurvast materiaal van een hogere kwaliteit. Als een bijzonder voorbeeld hiervan kunnen genoemd worden de 20 hondehokgewelven in glassmeltovens. Omdat de temperaturen, die normaliter heersen bij het hondehokgewelf van een in bedrijf zijnde glassmeltoven niet erg hoog zijn in verhouding tot de temperaturen, die men ergens anders in de oven tegenkomt kan men overwegen een vuurvast materiaal van nogal 25 lage kwaliteit gebruiken. Maar omdat de atmosfeer in dat gebied rijk is aan natriumdampen, afkomstig van de smeltmassa van de glasvormende materialen en derhalve zeer corroderend is, wordt het hondehokgewelf gewoonlijk uit een vuurvast materiaal van hoge kwaliteit, bekend als "Zac" gebruikt.

30 Een andere reden voor een lage temperatuur op de las plek kan gewoonlijk zijn, dat de lasplek zich bevindt aan de buitenkant van de structuur in plaats van binnenin. Dit veroorzaakt problemen ongeacht de kwaliteit van het te behandelen vuurvaste materiaal.

35 De voor de vorming van de las kan de vereiste tempe ratuur ook problemen met zich meebrengen in het bijzonder met het oog op de vorming van vuurvaste materialen uit een mengsel met tamelijk hoge kwaliteit. Het probleem is, dat in vele gevallen voor het waarborgen van het zacht worden van &8oms: - 10 - de vuurvaste materiaalstructuur teneinde een goede binding tussen de structuur en dé lasmassa te verkrijgen/ het oppervlak van de vuurvaste materiaalstructuur op een zeer hoge temperatuur dient te worden gebracht, welke temperatuur kan 5 liggen boven een overgangspunt op de dilatometrische curve van het vuurvaste materiaal, terwijl de bedrijfstemperatuur van het vuurvaste materiaal ligt beneden het overgangspunt.

Als gevolg hiervan kan er een verschil zijn in krimp over de binding tussen de nieuw gevormde vuurvaste materiaalmassa en 10 het basisvuurvaste materiaal naar mate de las afkoelt van zijn vormingstemperatuur tot zijn bedrijfstemperatuur, zelfs wanneer het basisvuurvaste materiaal en de nieuw gevormde massa praktisch identieke chemische samenstellingen hebben.

Als resultaat treden er spanningen op, waarbij de nieuw ge-15 vormde massa de neiging heeft van het basisvuurvaste materiaal af te scheuren en af te schilferen.

Het oppervlak van een vuurvaste materiaalstructuur die is bewerkt volgens de uitvinding heeft een gemodificeerde samenstelling, omdat niet al het zacht geworden materiaal uit 20 het bewerkte oppervlak is verwijderd. De aanwezigheid van een dunne oppervlaktehuid van het vuurvaste materiaal met daarin een vervloeiïngsmiddel, dat stevig gebonden is aan de basisvuurvaste materiaalstructuur kan in het bijzonder voordelig zijn wanneer het later wenselijk is een keramische lasmethode 25 uit te voeren teneinde verdere vuurvaste materiaalmassa op die plek af te zetten. Omdat de nieuwe oppervlaktehuid van het basisvuurvaste materiaal een vervloeiïngsmiddel bevat dient dit niet zo sterk te worden verhit teneinde het zacht te maken met het gevolg, dat het vuurvaste materiaal, dat zacht is 30 gemaakt volgens de keramische lasreacties en opbotst tegen dat oppervlak gemakkelijker kan worden gemengd met het materiaal aan dat oppervlak om zodoende de binding van het vuurvaste materiaal-lasmassa aan de basisstructuur te bevorderen. Gevonden werd voorts, dat het vervloeiïngsmiddel de neiging 35 heeft om gedispergeerd te worden in de vers afgezette lasmassa, zodat deze in het algemeen van lagere concentratie is en een minder:· nadelig effect op de vuurvastheid van de verkregen structuur heeft. Het gevolg hiervan is, dat het gehalte aan vloeimiddel aan het oppervlak/lasmassagrensvlak minder is 98 03083 Ο- - 11 - * dan verwacht en het mogelij-k is een overgangszone te verkrijgen tussen de originele structuur en de lasmassa, waardoor een goede binding wordt gewaarborgd en welke tegelijkertijd niet inboet aan vuurvastheid, hetgeen te verwachten zou zijn 5 door toepassing van het vervloeiïngsmiddel. De overgangszone kan inderdaad zeer dun zijn, zodat de kwaliteit van de binding tussen de structuur en de las verbeterd is zonder merkbare aantasting van de vuurvastheid van de nieuwe structuur.

Ofschoon het mogelijk zou zijn een bepaalde hoeveel-10 heid van een vervloeiïngsmiddel in het keramische lasmengsel op te nemen verdient zulks niet de voorkeur tenzij de daarmee gepaard gaande afname in de vuurvastheid van de lasmassa getolereerd kan worden. Afgezien hiervan is het gemakkelijk en effectief gebleken wanneer het mengsel van deeltjes, dat ge-15 bruikt wordt in de keramische lasbewerking één of meer van de voorkeurskenmerken hebben, zoals hierna nader beschreven met het oog op de brandstofdeeltjes en/of de vuurvaste mate-riaaldeeltjes van het vuurvaste materiaal bewerkingsmengsel.

Het is inderdaad bijzonder gunstig wanneer het meng-20 sel van deeltjes, dat wordt gebruikt in de keramische lasbewerking, praktisch dezelfde samenstelling heeft als die, die gebruikt wordt in de vuurvaste materiaalbewerkingsstap behalve, dat met de keramische lasbewerking het vervloeiïngsmiddel is weggelaten. Zo kan bijvoorbeeld het deeltjesvormige 25 mengsel, dat wordt opgesloten in de vuurvaste materiaalbewerkingsstap eenvoudigweg worden bereid door toevoeging van een geschikte hoeveelheid van een vervloeiïngsmiddel aan een hoeveelheid van het mengsel, dat in de keramische lasstap dient te worden gebruikt.

30 De deeltjesgrootte verdeling van de brandstofdeeltjes heeft een zeer belangrijk effect op het verloop van de ver-brandingsreacties ongeacht tijdens het bewerken van een vuurvaste materiaalstructuur of tijdens een keramisch lasproces.

Gebleken is, dat het gewenst is gebruik te maken van zeer 35 fijn verdeelde brandstofdeeltjes. Bij voorkeur heeft tenminste 50 gew.% van de brandstofdeeltjes een deeltjesgrootte beneden 50 ^im en met voordeel bij tenminste 80 gew.% van de brandstofdeeltjes een deeltjesgrootte heeft van beneden 50 jim.

Het verdient de voorkeur, dat tenminste 50 gew.% van de brand- 8803085.

0 - 12 - -ti stofdeeltjes een deeltjesgrootte heeft beneden 30 jim, terwijl voor optimale resultaten tenminste 80 gew.% van de brandstof-deeltjes een deeltjesgrootte heeft van beneden 30 ^im.

Diverse elementen kunnen worden gebruikt als brand-5 stof, waaronder magnesium en zirconium, maar het verdient de voorkeur wanneer de brandstofdeeltjes deeltjes van aluminium en/of silicium zijn, aangezien deze elementen een goed compromis bieden tussen doelmatigheid, gemak en veiligheid bij gebruik alsmede kosten. Het verdient in het bijzonder de 10 voorkeur gebruik te maken van een mengsel van aluminium en siliciumdeeltjes, bij voorkeur een mengsel, waarin meer silicium dan aluminium aanwezig is. Het aluminium, dat sneller brandbaar is, dient voor het handhaven van een reactiezone, waarin het silicium brandt, terwijl de verenigde ontwikkelde 15 warmte voor de beoogde doeleinden voldoende kan zijn.

De optimale hoeveelheid van de brandstofdeeltjes, die in het deeltjesvormige mengsel dient te worden opgenomen is afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden. Voor een gegeven bedrij fstemperatuur voor een bepaald vuurvast materiaal het 20 is*in het algemeen wenselijk meer brandstof op te nemen naar mate de kwaliteit van het vuurvaste materiaal hoger is. Even-het zeer is-'voor een gegeven vuurvast materiaal gunstig meer brandstof te nemen naar mate de bedrijfstemperatuur op de las of bewerkingplek lager is. Afhankelijk van de omstandigheden 25 kan het wenselijk zijn voor het mengsel, dat wordt gebruikt voor de bewerking, een enigszins hoger brandstofgehalte te hebben dan aanwezig is in een mengsel, dat wordt gebruikt' voor keramisch lassen. In het algemeen is gebleken, dat teneinde een bevredigende bewerkings- of keramische lasbewerking 30 te realiseren het zeer voldoende is in het te gebruiken mengsel brandstof op te nemen in een hoeveelheid tot 30 gew.% toe. Het is voordelig, wanneer de brandstofdeeltjes aanwezig zijn in een verhouding, die 30 gew.% van het gebruikte mengsel van de deeltjes niet overschrijdt. Dit heeft een economisch voor-35 deel, aangezien de brandstofdeeltjes het meest kostbare gedeelte van de gebruikte mengsels vormt. Gebleken is voorts, dat het opnemen van overmatige hoeveelheden brandstofdeeltjes een onverantwoorde toename van het risico met zich meebrengt in die zin, dat de ontstane reactie terug zou slaan langs het 8803083.

- 13- op spuit apparaat, hetgeen op zijn best tot stoppen van de bewerking of lasbewerking zou leiden en op zijn ergst een explosiegevaar voor het bedieningspersoneel zou opleveren.

Met voordeel zijn de genoemde brandstofdeeltjes 5 aanwezig in een hoeveelheid van niet minder dan 80 gew.% van het opgespoten mengsel van deeltjes. Dit is een bevredigend compromis tussen de hoeveelheid op te nemen brandstof en de tijdsduur gedurende welke de reactiezone heeft door te brengen op de te bewerken of te lassen plek. Het ligt van-10 zelfsprekend voor de hand, dat er meer brandstof nodig is voor het werken bij een lage temperatuur vuurvaste materialen van hoge kwaliteit en dat er minder gebruikt kan worden wanneer gewerkt wordt bij hoge temperatuur vuurvaste materialen van geringe kwaliteit.

15 De keuze van vuurvaste materiaaloxidedeeltj es voor het op te spuiten mengsel heeft een effect op de kwaliteit en hechting van de oppervlakte-afzetting, die wordt gevormd tijdens het lassen alsmede op de modificatie van het oppervlak van de vuurvaste materiaalstructuur, die bewerkt dient te 20 worden. Teneinde de problemen, die zich kunnen voordoen tengevolge van de verschillende thermische uitzetting of krimp van het oppervlak van de huid van de vuurvaste materiaalstruc-tuur of aan zijn scheidingsvlak met een lasafzetting te verminderen is het in het algemeen wenselijk dat het mengsel van 25 het oppervlak van de structuur niet noemenswaardig dient te worden gemodificeerd en dat de lasafzetting ook globaal dezelfde chemische samenstelling dient te hebben. Dit zorgt tevens voor een chemische verenigbaarheid tussen de afzetting en de structuur. Vanzelfsprekend kan er een perfecte overeen-30 stemming tussen de samenstellingen van het oppervlak en de daaronder liggende vuurvaste materiaalstructuur niet bereikt worden vanwege de opname van het vervloeilngsmiddel in dat oppervlak. Desalniettemin verdient het voor het verbeteren van de hechting en verenigbaarheid de voorkeur dat de vuur-35 vaste materiaaloxidedeeltj es deeltjes omvatten van tenminste het (de) voornaamste bestanddeel(en) van de vuurvaste materiaal structuur .

Volgens de voorkeursuitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding worden de genoemde vuurvaste ma- M 03 083.' - 14 - * ït teriaaldeeltjes gekozen uit oxiden van tenminste één aluminium chroom, magnesium, silicium en zirconium.

Met voordeel zijn de genoemde vuurvaste materiaal-oxidedeeltjes aanwezig in een hoeveelheid van niet minder dan 5 75 gew.% van het opgespoten mengsel van de deeltjes. Het is verrassend, dat dezelfde grote hoeveelheid oxidedeeltjes in aanmerking komen voor opname in een mengsel, dat aan de ene kant dient te worden gebruikt voor wat in essentie een methode is voor het verwijderen van vuurvast materiaal uit een 10 vuurvaste materiaalstructuur en aan de andere kant een proces voor het afzetten van vuurvast materiaal op dezelfde vuurvaste materiaalstructuur. Dit is desalniettemin het geval. De opname van dergelijke hoeveelheden vuurvast materiaaloxide heeft voordelen wat betreft het verminderen van het risico 15 van het terugdrijven van de bewerking of lasreacties, aangezien voor een gegeven hoeveelheid gebruikte brandstof het de neiging heeft de snelheid van de reactie voortzetting te verminderen.

De onderhavige uitvinding strekt zich uit tot een 20 deeltjesvormig mengsel, geschikt voor toepassing in een vuurvast materiaal bewerkingsmethode, zoals hier gedefinieerd en dienovereenkomstig omvat de uitvinding een deeltjesvormig mengsel, geschikt voor toepassing in een methode voor het bewerken van een vuurvaste materiaalstructuur, waarbij 25 het mengsel deeltjes bevat van tenminste één element, dat oxideerbaar is onder vorming van een vuurvast materiaaloxide (hierna als "brandstofdeeltjes genoemd" en vuurvaste materi-aaloxidedeeltjes, terwijl het genoemde mengsel verder een al-kalimetaalzout als vervloeiïngsmiddel bevat, waarbij de ver-30 vloeiïngswerking zodanig is, dat wanneer het mengsel wordt versproeid in een brandbare gasstroom en de brandstofdeeltjes worden verbrand, de vuurvaste materiaalstructuur zacht wordt tot een mate, dat de structuur bewerkt wordt door verwijdering of vervanging van het materiaal ervan onder de mecha-35 nische inwerking van de daarop botsende stroom.

Een dergelijk mengsel is zeer geschikt en effectief wanneer dit gebruikt wordt in een vuurvaste materiaalbewer-kingsmethode, bijvoorbeeld een methode, zoals hierboven gedefinieerd.

88030837 v . __________ 5 - 15 - *·

Zoals reeds vermeld heeft de deeltj esgrootteverde-ling van de brandstof deeltjes een belangrijke invloed op het verloop van de verbrandingsreacties, Bij voorkeur heeft tenminste 50 gew.% van de genoemde brandstofdeeltjes een deel-5 tjesgrootte beneden 50 ^tm en met voordeel tenminste 80 gew.% van de brandstofdeeltjes een deeltjesgrootte heeft beneden 50 ^im. Het verdient de voorkeur dat tenminste 50 gew.% van de genoemde brandstofdee11jes een deeltjesgrootte heeft beneden 30 jjm en voor optimale resultaten tenminste 80 gew.% 10 van de brandstofdeeltjes een deeltjesgrootte heeft van beneden 30 ^im.

Als brandstof kunnen diverse elementen worden gebruikt, waaronder magnesium en zirconium, maar het verdient de voorkeur, dat de brandstofdeeltjes deeltjes van aluminium 15 en/of silicium bevatten, aangezien deze elementen een goed compromis vormen tussen efficiëntie, gemak van gebruik en kosten. Het verdient in het bijzonder de voorkeur gebruik te maken van een mengsel van aluminium en siliciumdeeltjes, bij voorkeur een mengsel, waarin meer silicium aanwezig is dan 20 aluminium. Het aluminium, dat gemakkelijker brandbaar is, dient voor het handhaven van een reactiezone, waarin het silicium brandt, terwijl de verenigde opgewekte warmte voldoende kan zijn voor de beoogde doeleinden.

De optimale hoeveelheid brandstofdeeltjes, die in 25 het deeltjesvormige mengsel dient te worden opgenomen, is afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden, waaronder het mengsel gebruikt wordt, In het algemeen is gebleken, dat voor het verkrijgen van een bevredigende bewerking het zeer voldoende is in het op te spuiten mengsel in de brandstof op te nemen 30 in een hoeveelheid tot 30 gew.%. Bij voorkeur zijn de brandstof deeltjes aanwezig in een verhouding van niet meer dan 30 gew.% van het op te spuiten mengsel van de deeltjes. Dit heeft het economische voordeel, aangezien de brandstofdeeltjes het meest kostbare deel van het op te spuiten mengsel 35 vormen. Gebleken is voorts, dat de opname van grote hoeveelheden brandstofdeeltjes op onverantwoorde wijze het risico zou verhogen, dat tijdens toepassing de bewerkingsreacties langs het spuitapparaat terug zouden worden gedreven.

Mét voordeel zijn de genoemde brandstofdeeltjes aan- 8803 083.' φ - 16 - wezig in een hoeveelheid van niet minder dan 8 gew.% van het opgespoten mengsel van deeltjes. Dit vormt een bevredigend compromis tussen de hoeveelheid op te nemen brandstof en de tijdsduur, gedurende welke de bewerkingsreactiezone over de 5 te bewerken plek aanwezig is. Het zal vanzelfsprekend duidelijk zijn, dat voor het werken bij lage temperatuur vuurvaste materialen van hoge kwaliteit meer brandstof nodig is, terwijl er minder nodig is wanneer gewerkt wordt bij hoge temperatuur vuurvaste materialen van lage kwaliteit.

10 Met voordeel zijn de genoemde vuurvaste materiaal- oxidedeeltjes aanwezig in een hoeveelheid van niet minder dan 75 gew.% van het opgespoten mengsel van deeltjes. Het is verrassend, dat een dergelijke grote hoeveelheid oxidedeeltjes in aanmerking komt voor opname in een mengsel, dat gebruikt 15 wordt, hetgeen in wezen een proces of verwijdering van het vuurvaste materiaal uit een vuurvaste materiaalstructuur is. Dit is desalniettemin het geval. De te gebruiken vuurvaste materiaaldeeltjes blijken een soort afschuureffect te hebben op de te lassen plaats om zodoende het bewerkingsproces te 20 bespoedigen. Vanzelfsprekend worden sommige bespoten vuurvaste materiaaloxidedeeltjes zacht of ze smelten, zodat zij samensmelten met materiaal, dat verplaatst wordt uit het oppervlak van de vuurvaste materiaalstructuur en ze worden niet volledig verwijderd, zodat zij een oppervlaktehuidafzetting 25 op het bewerkte vuurvaste materiaal vormen.

De keuze van de vuurvaste materiaaloxidedeeltjes voor het op te spuiten mengsel heeft een effect op de kwaliteit en hechting van de gemodificeerde oppervlaktehuid, die . op de vuurvaste materiaalstructuur, die bewerkt is, achter-30 blijft. Teneinde de problemen, die gepaard gaan met verschillende thermische uitzetting of krimp van de afzetting en de vuurvaste materiaalstructuur te verminderen is het in het algemeen gewenst, dat de afzetting en de structuur globaal dezelfde chemische samenstellingen hebben. Dit geeft bovendien 35 een chemische verenigbaarheid tussen de afzetting en de . structuur. Klaarblijkelijk is er een perfecte overeenstemming tussen de samenstellingen van de oppervlakte-afzetting en de vuurvaste materiaalstructuur niet te bereiken vanwege de opname van het vervloeiingsmiddel in de afzetting. Het 8803083.

- 17 - deeltjesvormige mengsel volgens de uitvinding kan gebruikt worden voor het bewerken van diverse mengsels van vuurvaste materiaalstructuur en het verdient de voorkeur, dat de genoemde vuurvaste materiaaldeeltjes gekozen worden uit oxide 5 van tenminste één aluminium, chroom, magnesium, silicium en zirconium.

Het is niet nodig grote hoeveelheden vervloeiïngs-middel te gebruiken. De optimale hoeveelheid vervloeiïngs-middel bleek afhankelijk te zijn evenals de optimale hoe-10 veelheid brandstof van de vuurvastheid van de te bewerken structuur en zijn temperatuur. Het is ook gewenst gebruik te maken van een zo gering mogelijke hoeveelheid vervloeiïngs-middel als noodzakelijk is. Bovendien is gevonden, dat het de voorkeur verdient wanneer het vervloeiïngsmiddel in het 15 op te spuiten mengsel aanwezig is in een hoeveelheid van niet meer dan de helft van die van van de genoemde brandstof deeltjes, en bij voorkeur in een hoeveelheid van niet meer dan 1/3 van die van de brandstofdeeltjes.

Er zijn diverse vervloeiïngsmiddelen, die gebruikt 20 kunnen worden. Bij sommige voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding bevat het vervloeiïngsmiddel een fluoride. Alternatief of bovendien kan een dergelijk vervloeiïngsmiddel een alkalimetaalzout bevatten. Van de alkalimetaalzouten verdient de toepassing van een natriumzout de voorkeur om redenen van 25 de kosten. Onder de alkalimetaalzouten, die het meest effectief zijn als vervloeiïngsmiddelen, zijn die, die gekozen zijn uit boraat, sulfaat, carbonaat en fosfaat, en het gebruik ervan dientengevolge de voorkeur verdienen.

Ter wille van het gemak van het opspuiten van het 30 deeltjesvormige mengsel en teneinde het gewenste resultaat te bevorderen, verdient het de voorkeur dat de gemiddelde deeltjesgrootte van de deeltjes vervloeiïngsmiddel ligt tussen een half en twee keer de gemiddelde deeltjesgrootte van de vuurvaste materiaaloxidedeeltjes, terwijl bij voor-35 keur tenminste 50 gew.% van de deeltjes van het vervloei-ingsmiddel een deeltjesgrootte heeft van beneden 200 ^om.

Voorkeursuitvoeringsvormen volgens de uitvinding zullen thans nader worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

8803083.

* - 18 -

In de volgende beschrijving werd een apparaat voor het opspuiten van de mengsels van deeltjes gebruikt, dat beschreven is in het Britse octrooinr. 1.330*894.

Voorbeeld I

5 In een glassmeltoven, werd een blok "Zac" vuurvast materiaal verplaatst en er bestond een risico dat dit blok in de oven zou vallen. Dit "Zac" vuurvast materiaal heeft een globale samenstelling op gewichtsbasis van 10-15 % siliciumoxide, 40-55 % aluminiumoxide en 30-45 % zirkonium-10 oxide. Het was gewenst dit blok vast te maken aan een naburig blok, die uit muiliet werd gevormd. De normale bedrijfstempe-ratuur van de wand in dat deel van oven was enigszins lager dan 800°C. Teneinde de Zac-blok vast te maken werd besloten een holte in de mullietblok te snijden en deze op te vullen met 15 een vuurvaste materiaalmassa, die gevormd werd door keramisch lassen. Vanwege de special vorm van de Zac-blok was dit niet noodzakelijk daarin een opening te snijden.

Er werd een keramisch lasmengsel gevormd in de vorm van mengsel van deeltjes in de volgende samenstelling (ge-20 wichtsdelen):

Si 11

Al 9

Gestabiliseerd zirkoniumoxide 30 Alfa-aluminiumoxide (corundum) 45 (totaal 95) 25 De silicium en aluminium brandstofdeeltjes hadden een nominale maximale deeltjesgrootte beneden 45 ^um. De gemiddelde deeltjesgrootte van silicium was 6 ^um. Hierbij wordt de uitdrukking "gemiddelde deeltjesgrootte" gebruikt voor het aangeven van een deeltjesgrootte zodanig, dat 50 30 gew.% van de deeltjes een kleinere deeltjesgrootte heeft dan het gemiddelde. De gemiddelde deeltjesgrootte van het aluminium was 5 ^um. De gemiddelde deeltjesgrootte van zirkoniumoxide was 150 ^urn en die van aluminiumoxide was 100 ^um.

Dit keramische laspoedermengsel werd verdeeld in 35 twee porties, waarbij aan de ene als vervloeiïngsmiddel na-triumcarbonaat werd toegevoegd in een hoeveelheid, dat dat gedeelte 5 gew.% natriumcarbonaat bevatte. Dit werd gedaan teneinde een bewerkingspoedermengsel te vormen. De gemiddelde 8803083.

,5 - 19 - £ deeltjesgrootte van het natriumcarbonaat was soortgelijk aan die van het zirkoniumoxide.

Het bekledingspoedermengsel werd opgespoten tegen de te bewerken blokken in een stroom van zuurstof van commer-5 ciële kwaliteit onder gebruikmaking van een lans, zoals in het Britse octrooischrift nr. 1.303.894 beschreven» Ten gevolge van aanwezigheid van het vervloeiingsmiddel en ondanks de tamelijk lage bedrijfstemperatuur van het mulliet vuurvast materiaal is gebleken, dat het materiaal uit de mallietblok zeer 10 snel kon worden verwijderd onder vorming van een opening.

Wanneer de gewenste diepte van de opening bereikt is werd het poedermengsel, dat via de lans werd aangevoerd, vervangen door keramische waspoedermengsel zoals hierboven.

Dit was vanzelfsprekend hetzelfde mengsel als gebruikt werd 15 voor bewerken, maar minus het vervloeiingsmiddel. In afwezigheid van het vervloeiïngsmiddel bleek het extreem moeilijk te zijn meer materiaal uit de vuurvaste ma ter iaalstructuur te verwijderen. In tegenstelling daarmede werd een samenhangende lasmassa afgezet, die sterk hechte en een vulling 20 vormde, die er voor zorgde, dat er geen verdere verplaatsing van de Zac-blok plaatsvond. Het gemak, waarmee een dergelijke sterk hechtende lasmassa werd gevormd was nogal verrassend gezien de tamelijk hoge kwaliteit van het vuurvaste materiaal-mengsel van die lasmassa en de tamelijk lage omgevingstempe-25 ratuur op de werkplek. Deze sterke hechting kon ten dele worden toegeschreven aan de aanwezigheid van een dunne huid tussen de mullietblok en de lasmassa, die vervloeiïngsmiddel bevatte, dat van een eerdere bewerking is achtergebleven en dat tijdens de lasbewerking werd omgezet in een overgangs-30 laag tussen de blok en de lasmassa en bevorderde een binding daartussen.

Volgens een variant werd tussen de lasmassavulling en de Zac-blok bevorderd via een voorafgaande bewerking van de blok onder vorming van een huid daarop, die vervloeiïngsmid-35 del bevatte.

De gehele bewerking en reparatie kon gemakkelijk en zeer snel worden uitgevoerd, waarbij praktisch geen verlies van ovenproduktie optradt.

8803083.

•φ - 20 - «

Volgens een variant werd een gedeelte van het poeder-mengsel, dat gebruikt, werd in de keramische lasstap aangevuld met een verdere 5 gew.dln. corundum.

Voorbeeld II

5 Zac-blokken, die het uitwendige van een hondenhok- gewelf van een glassmeltoven’vormden bleken scheuren en barsten te vertonen, terwijl delen van deze Zac-blokken eruit vielen. Teneinde reparatie te realiseren werd het achtergebleven oppervlak van het gewelf eerst bewerkt onder gebruikmaking van 10 een bewerkingsmengsel uit voorbeeld 1. De bewerking resulteerde in het zachtmaken van los materiaal en zijn verwijdering uit het gewelf via mechanische inwerking in hoofdzaak ten gevolge van de opgespoten vuurvaste materiaaldeeltjes, terwijl het bovendien resulteert in de vorming van een oppervlakte-15 huid, die vervloeiïngsmiddel bevatte, omdat ten gevolge van zijn vloeibaarheid in staat was in te dringen en de achtergebleven scheuren praktisch op te vullen. Deze oppervlakte-huid was ook zeer efficiënt voor het teweegbrengen van een binding tussen de bewerkte gewelfstructuur, en een keramische 20 lasmassa, die vervolgens werd afgezet.

De keramische lasmassa werd opgebouwd door opspuiten van een poedermengsel met de volgende samenstelling:

Een eerste mengsel, "mengsel A" werd bereid uit 87 gew.% siliciumoxide, 12 % silicium en 1 % aluminium. Het sili-25 cium en het aluminium hadden, respectievelijke deeltjesgrootten zoals beschreven in voorbeeld 1, terwijl het siliciumoxide een gemiddelde deeltjesgrootte had van circa 450 ^um.

Een tweede mengsel, "mengsel B" werd bereid uit 45 gew.% corundum, 43 % gestabiliseerd zirkoniumoxide, 8 % 30 silicium en 4 % aluminium. Deze materialen hadden de respectievelijke deeltjesgrootte zoals in voorbeeld 1 gespecificeerd.

Deze twee mengsels "A" en "B" werden met elkaar vermengd in gelijke gewichtshoeveelheden onder vorming van een 35 keramisch laspoedermengsel, dat werd opgespoten onder vorming van een reparatielasmassa op het bewerkte hondenhokgewelf.

De verkregen lasmassa bleek heel goed te hechten aan 88 03 083^ . « - 21 - £· de Zac-blokken, die bewerkt zijn.

Volgens een proef is gebleken, dat het keramische 1asmengsel van voorbeeld X , dat wil zeggen een mengsel gelijk aan het bewerkingsmengsel, dat gebruikt wordt in dit 5 voorbeeld, echter zonder het vervloeiïngsmiddel zeer ongeschikt was voor voorbewerking van de hondenhokgewelfstructuur en bovendien dat het zeer lastig was een réparatielasmassa op te bouwen op de plek direct op de blokken, die werden behandeld met het mengsel zonder vervloeiïngsmiddel. Dit 10 was toe te schrijven aan de tamelijk lage bedrijfstempera-tuur van deze blokken en een zeer hoge graad van vuurvastheid. Beide van deze factoren gecombineerd werken tegen dergelijke zachtwording van het oppervlak van de blokken, hetgeen noodzakelijk is voor het bereiken van de beste 15 hechting tussen de basisvuurvaste materiaalstructuur en de afgezette lasmassa. Een uitstekende hechting tussen de las-massa en de bewerkte blokken aan de andere kant was tenminste voor een deel toe te schrijven aan de aanwezigheid van een oppervlaktehuid, die tamelijk veel vervloeiïngsmiddelen 20 bevatte, ten gevolge van bewerking, welke huid dienovereenkomstig gemakkelijker zacht werd. Verassenderwijze bleek de tussenlaag ten gevolge van de aanwezigheid van deze huid minder beïnvloed te worden door de vuurvastheid van de verkregen reparatie als verwacht. Aangenomen wordt, dat het 25 mengsel van die huid gemodificeerd werd tijdens afzetting van de lasmassa met het gevolg, dat het vervloeilngsmiddel breder verdeeld werd in de vuurvaste materiaalstructuur, zodat in de gerede reparatie de concentratie van het ver-vloeiïngsmiddel werd verlaagd, zodat geen noemenswaardig 30 nadelig effect op het verwekingspunt van het vuurvaste materiaal, waarin het werd opgenomen, heeft.

Voorbeeld III

In de s iliciumox ideblokken ontstonden er scheuren aan de buitenkant van een oven, waar de normale wandtempe-35 ratuur circa 450°C was, terwijl delen van de structuur afvielen.

De reparatie van een dergelijk gebrek is bijzonder 8803083.

a . · - 22 - lastig onder toepassing van de methoden uit de stand der techniek. De plek was te heet om daarbij gebruik te maken van de bekende nat-cementtechniek, doch te koud voor toepassing van de bekende keramische lastechnieken.

5 Teneinde de reparatie uit te voeren werd het wand- oppervlak, dat het réparatieterrein omgeeft, geïsoleerd, zodat de reparatieplek verhit werd tot een temperatuur van circa 750°C. De reparatieplek werd behandeld door het opspuiten van vuurvaste materiaalbehandelingspoeder via een 10 lans, terwijl de reparatie werd uitgevoerd onder toepassing van keramisch lassen.

Ten gevolge van de aard en de hoeveelheid vervloei-ingsmiddel aanwezig in het op te spuiten mengsel, de verwe-kingstemperatuur van het materiaal, dat van de reparatie-15 plek was verwijderd, door meer dan 200°C minder dan die van het siliciumoxide, waaruit de vuurvaste materiaalblokken waren vervaardigd. Dit maakte de verwijdering van materiaal uit die blokken mogelijk zonder verstoring van hun inwendige kernstructuur.

20 Voor de bereiding van het keramische laspoeder werd aan mengsel "A" van voorbeeld II nog eens een portie van 3 delen aluminium toegevoegd, waaraan voorts 5 delen natrium-carbonaat als vervloeiïngsmiddel werden bijgemengd onder vorming van een vuurvaste materiaalbewerkingspoeder.

25 De extra brandstof werd gebruikt vanwege de nogal lage temperatuur van de reparatieplek.

Voorbeeld IV

Het volgende is een geschikt poedermengsel volgens de onderhavige uitvinding voor toepassing voor de bewerking 30 van een aluminium vuurvaste materiaalstructuur volgens de werkwijze volgens de uitvinding.

Si 11

Al 9

Natriumcarbonaat 5 35 Alfa-aluminium (corundum) 75

De vermelde hoeveelheden zijn gewichtshoeveelheden, terwijl de diverse bestanddelen de in voorbeeld I beschreven deeltjesgroepen hebben.

8805083.

• ν' - 23 - # β

Hetzelfde mengsel, minus het vervloeiïngsmiddel en eventueel onder gebruikmaking van minder metallische brandstof, is geschikt voor toepassing in een volgende keramische lesmethode volgens dè uitvinding.

5 In een variant van de bewerkingsmethode volgens de uitvinding kan het natriumcarbonaat worden vervangen door calciumcarbonaat of magnesiumcarbonaat als vervloeiïngsmiddel .

In een andere variant van de werkwijze en samenstel-10 ling volgens de uitvinding wordt het natriumcarbonaatvervloei-ingsmiddel vervangen door natriumboraat, natriumsulfaat of natriumfosfaat.

Volgens een andere variant van de werkwijze en mengsels volgens de uitvinding wordt het poedermengsel zodanig 15 gevarieerd, dat rekening wordt gehouden met de samenstelling van de te behandelen vuurvaste materiaalstructuur, 8803 035.

Claims

1. Werkwijze voor het bewerken van een vuurvaste materiaalstructuur, met het kenmerk, dat een brandbare gasstroom bestaande uit een mengsel van deeltjes, die deeltjes van één of meer elementen bevatten, die geoxy- 5 deerd is of oxydeerbaar zijn onder vorming van één of meer vuurvaste materiaaloxyden (hierna "brandstofdeeltjes" genoemd) en vuurvaste materiaaloxydedeeltjes, wordt opgespoten tegen de te bewerken plek, terwijl de brandstofdeeltjes men laat verbranden of tot verbranding worden gebracht, waarbij het 10 mengsel verder een vervloeiïngsmiddel bevat, waarvan de vervloeiïngswerking zodanig is, dat ten gevolge van de warmte, die vrijkomt door verbranding van de brandstofdeeltjes, de vuurvaste materiaalstructuur in die zacht wordt, dat de structuur bewerkt wordt door verwijdering of verplaatsing 15 van materiaal daarvan onder de mechanische inwerking van de daarop terecht komende stroom.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aard en hoeveelheid van het vervloei-ingsmiddel in het op te spuiten mengsel zodanig is, dat de 20 smelt- of verwekingstemperatuur van het materiaal, dat van de vuurvaste materiaalstructuur dient te worden verwijderd, ten minste 200°C lager is dan die van het vuurvaste materiaal van de te bewerken structuur.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het 25 k e n m e r k, dat het vervloeiïngsmiddel een vervloeiïngsmiddel is voor het vuurvaste materiaal van ten minste een deel van de vuurvaste materiaaloxydedeeltjes.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het k e n m e r k, dat het vervloeiïngsmiddel in 30 het op te spuiten mengsel aanwezig is in een gewichtsverhouding van niet meer dan de helft van de genoemde brandstof-deeltjes.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel in het op te spui- 35 ten mengsel aanwezig is in een gewichtsverhouding van niet 8803083: » - 25 - fc meer dan eenderde van de brandstofdeeltjes.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel een fluoride is.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel een verbinding is van een metaal anders dan een metaal met een oxyde, dat in de vuurvaste materiaaloxydedeeltjes aanwezig is.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel ten minste één alkalimetaalzout bevat.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met h et kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel ten minste één 15 natriumzout bevat.

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel ten minste één alkalimetaalzout bevat gekozen uit boraat, sulfaat, carbonaat en fosfaat.

11. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, me t het kenmerk, dat de gemiddelde deeltjesgrootte van de deeltjes van vervloeiïngsmiddel ligt tussen een half maal en tweemaal de gemiddelde deeltjesgrootte van de vuurvaste materiaaloxydedeeltjes. 25

12« Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste 50 gew.% van de deeltjes vervloeiïngsmiddel een deeltjesgrootte hebben van beneden 200 ^um.

13. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat tenminste 50 gew.% van de brandstofdeeltjes een gemiddelde deeltjesgrootte heeft van beneden 50 ^um.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat ten minste 18 gew.% van de brandstofdeel- 35 tjes een gemiddelde deeltjesgrootte heeft van benden 50 urn.

15. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de brandstofdeeltjes 88030837 ΐ - 26 - deeltjes zijn van aluminium en/of silicium, .

16. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de brandstofdeeltjes aanwezig zijn in een hoeveelheid, die de 30 gew.% van het op te 5 spuiten mengsel van de deeltjes niet overschrijdt.

17. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, waarbij de brandstofdeeltjes aanwezig zijn in een hoeveelheid van niet minder dan 8 gew.% 10 ten opzichte van het op te spuiten mengsel van deeltjes.

18. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vuurvaste materiaaloxyde-deeltjes aanwezig zijn in een hoeveelheid van niet minder dan 75 gew.% van het op te spuiten mengsel van deeltjes.

19. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vuurvaste materiaaldeel-tjes gekozen worden uit oxyden van ten minste één van aluminium, chroom, magnesium, silicium en zirkonium.

20. Een keramische lesmethode, waarbij een samenhan- 20 gende vuurvaste massa wordt gevormd, die vast zit aan een vuurvaste matertaalstructuur op de te lassen plek, waarbij een brandbare gasstroom, die in een mengsel van deeltjes van één of meer elementen, die geoxydeerd is of oxydeerbaar is, onder vorming van één of meer vuurvaste materiaaloxyden 25 (hierna "brandstofdeeltjes" genoemd) en vuurvaste materiaaloxyden tegen de plek van de las, waarbij de brandbare deeltjes tot verbranding worden gebracht of men ze laat branden onder zacht maken of smelten van ten minste het oppervlakte van de vuurvaste materiaaloxydedeeltjes, zodat'de genoemde samenhan- 30 gende vuurvaste materiaalmassa wordt gevormd, die vastzit aan de structuur, met het kenmerk, dat in een voor-behandelingsstap de lasplek wordt behandeld volgens een vuurvaste materiaalbewerkingsmethode volgens de uitvinding volgens één der voorgaande conclusies.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, m e t h e t kenmerk, dat het mengsel van deeltjes wordt opgespoten in de keramische lasstap volgens één der voorgaande aspecten zoals gedefinieerd in conclusies 13-19. 8803083. y - 27 - *

22. Werkwijze volgens conclusie 20 of 21, met het kenmerk, dat het mengsel van deeltjes, dat in de keramische lasstap wordt opgespoten, praktisch dezelfde samenstelling heeft als het mengsel, dat wordt opgespoten in 5 de vuurvaste materiaalbewerkingstap, behalve dat in de keramische lasstap het vervloeiïngsmiddel wordt weggelaten.

23. Deeltjesvormig mengsel geschikt voor toepassing in een werkwijze voor het bewerken van een vuurvaste materi-aalstructuur volgens één der voorgaande conclusies 1-19, 10 waarbij het mengsel deeltjes van ten minste één element bevat, dat oxydeerbaar is onder vorming van een vuurvaste materiaal-oxyde (hierna "brandstofdeeltjes11 genoemd) en vuurvaste mate-riaaloxydedeeltjes, terwijl het mengsel voorts aan alkalime-taalzout als vervloeixngsmidde1 bevat, waarvan de vervleei- 15 ingswerking zodanig is, dat wanneer het mengsel wordt opgespoten in een brandbare gasstroom en de brandstofdeeltjes verbrand worden de vuurvaste materiaalstructuur eèn zodanige zachtheid bereikt, dat de structuur bewerkt wordt door verwijdering of vervanging van het materiaal daarvan onder een 20 mechanische inwerking van de daarop opgespoten stroom.

24. Mengsel volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat ten minste 50 gew.% van de brandstofdeel-tjes een deeltjesgrootte heeft van beneden 50 ^um.

25. Mengsel volgens conclusie 24, met h e t 25 kenmerk, dat ten minste 80 gew.% van de brandstofdeeltjes een deeltjesgrootte heeft van beneden 50 yum.

26. Mengsel volgens één der voorgaande conclusies 23-25, met het kenmerk, dat de brandstofdeel tjes van aluminium en/of silicium zijn.

27. Mengsel volgens één der voorgaande conclusies 23-26, met het kenmerk, dat de brandstofdeeltjes aanwezig zijn in een verhouding, die 30 gew.% van het opgespoten mengsel van deeltjes niet overschrijdt.

28. Mengsel volgens één der * voorgaande conclusies 35 23-27, met het kenmerk, dat brandstofdeeltjes aanwezig zijn in een hoeveelheid van niet minder dan 8-gew. % van het opgespoten mengsel van deeltjes. 8803 083. ί. - 28 -

29. Mengsel volgens één der voorgaande conclusies 23-28, met het kenmerk, dat de vuurvaste materiaal-oxydedeeltjes aanwezig zijn in een hoeveelheid van niet minder dan 75 gew.% van het opgespoten mengsel van deeltjes.

30. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 23-29, met het kenmerk, dat de vuurvaste mate-riaaldeeltjes gekozen worden uit oxyden van ten minste één van aluminium, chroom, magnesium, silicium en zirkonium.

31. Mengsel volgens één der voorgaande-'.conclusies 10 25-30, met het kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel aanwezig is in het op te spuiten mengsel in een gewichtsverhouding van niet meer dan de helft van de brandstof deelt jes .

32. Mengsel volgens conclusie 31, m e t h e t 15kenmerk, dat vervloeiïngsmiddel aanwezig . is in het opgespoten mengsel in een gewichtsverhouding van niet meer dan éénderde van de brandstofdeeltjes. voorgaande

33. Mengsel volgens één der^onclusies 23-32, met het k e n m e r k, dat het vervloeiïngsmiddel ten minste 20 één natriumzout bevat. ^voorgaande

34. Mengsel volgens één der conclusies 23-33, met het kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel een fluoride bevat.

35. Mengsel volgens één der voorgaande conclusies 23-25 33, met het kenmerk, dat het vervloeiïngsmiddel ten minste één alkalimetaalzout bevat, gekozen uit boraat, sulfaat, carbonaat en fosfaat.

36. Mengsel volgens één der voorgaande conclusies 23-35, met het kenmerk, dat de gemiddelde 30 deeltjesgrootte van de deeltjes van het vervloeiïngsmiddel ligt tussen een half en twee keer de gemiddelde deeltjesgrootte van de vuurvaste materiaaloxidedeeltjes.

37. Mengsel volgens één der voorgaande conclusies 23-36, met het kenmerk, dat ten minste 50 gew.% 35 van de vervloeiïngsmiddeldeetjes een deeltjesgrootte heeft van beneden 200 ^um. 88030837