專利名稱：生成耐火物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于在一表面上生成耐火物質(zhì)(refractorymass)的方法，該方法通過(guò)如下步驟實(shí)施從噴槍的噴嘴向表面噴涂存在于助燃載氣中的可氧化顆粒和耐火顆粒的混合物，以便所述氧化顆粒燃燒時(shí)產(chǎn)生足夠的熱軟化或至少熔化難熔顆粒的表面，進(jìn)而促使耐火物料的形成。本發(fā)明還涉及通過(guò)所述方法在一表面上形成耐火物質(zhì)的裝置，該裝置具有使所述顆粒與載氣流混合的設(shè)備和具有用以噴出顆粒的噴嘴的噴槍，以及把載氣和所夾帶顆粒輸送到噴槍噴嘴的加料管。
這種方法對(duì)于在耐火磚和其它表面上形成耐火涂層是有效的，特別適用于原地修理或加固爐襯。在某些情況下，當(dāng)爐正處于工作狀態(tài)時(shí)此法仍可應(yīng)用。該方法尤其適用于由于耐火材料與熔融金屬間的接觸而造成的燒蝕的修繕，例如鋼鐵工業(yè)中所使用的熔爐、鑄桶和轉(zhuǎn)爐等。
專利說(shuō)明書(shū)GB1，330，894(Glaverbel)號(hào)和GB2，035，524A(CoalIndnstry〔patents〕Limited)敘述了本領(lǐng)域先有的申請(qǐng)方案。
眾所周知，選用耐火顆粒的目的是使所形成的物質(zhì)具有所希望的耐火特性，例如，使待噴涂耐火顆粒與耐火襯底的化學(xué)組分一致，即在底基上形成高質(zhì)量的耐火層。盡管其它顆粒，例如鎂和鋯，也可用在要求所形成耐火材料具有特殊性能的場(chǎng)合中，但是硅和/或鋁是最常用的可氧化顆粒材料。當(dāng)然，也還有其它物質(zhì)可使用，但一般不推薦。已經(jīng)建議，應(yīng)使用平均粒經(jīng)低于50微米或甚至低于10微米的可氧化顆粒(GB1，330，894A)。
當(dāng)然，對(duì)于確保有足夠的氧氣以獲得所要求的燃燒程度這一要求是明確的，而且已推薦供給足夠過(guò)量的氧氣。例如，GB1，330，894A推薦使用氧氣做為載氣，在其實(shí)例中，規(guī)定每小時(shí)的加料速度為60公斤顆粒(混合在1200升氧氣中)和30kg顆粒(混合在480升氧氣中)。
通常希望所形成的耐火物質(zhì)中基本上不含有不易氧化的物質(zhì)(Still-oxidisablematerial)，因?yàn)檫@種物質(zhì)的存在通常會(huì)降低耐火物質(zhì)的質(zhì)量，必然導(dǎo)致在噴涂過(guò)程中尚未燃燒的物質(zhì)不能產(chǎn)生熱，結(jié)果造成了一定程度的浪費(fèi)，增加了不必要的工藝費(fèi)用。由于不易氧化的物質(zhì)當(dāng)它們摻埋在所形成的耐火物質(zhì)中時(shí)幾乎不能燃燒，它們必需在其軸跡周圍或暴露在正在噴涂的表面上燃燒。在使用中，噴射物質(zhì)的噴槍端部的噴嘴與正在形成耐火物質(zhì)的表面之間通常保持10～30厘米長(zhǎng)的距離，因而要求可氧化物質(zhì)應(yīng)非常迅速地燃燒。使用與富氧氣流混合很好的非常少量的可氧化顆粒能促進(jìn)這種迅速的燃燒。
為了增加所形成耐火物質(zhì)的耐火性，不含氣孔的耐火物質(zhì)最為理想。特別是如果使用期間該耐火物質(zhì)要與熔融金屬相接觸，則尤其應(yīng)該如此。使用大量載氣時(shí)，形成多孔耐火物質(zhì)的危險(xiǎn)就會(huì)增加。
為了在噴槍噴射時(shí)能迅速而有效地燃燒，加入非常少的與富氧氣流混合很好的可氧化顆粒最為有益，但是這也可能在通往噴槍噴嘴的加料管內(nèi)發(fā)生支持燃燒的情況。這將很明顯會(huì)阻礙工藝過(guò)程，并可能使所用設(shè)備受到損壞。如果火焰擴(kuò)展速度大于物質(zhì)從噴槍中噴出的速度，則在某些情況下會(huì)引起由噴嘴處開(kāi)始的逆燃。使用非常少量的可氧化顆粒、提高可氧化顆粒相對(duì)耐火顆粒的重量比，提高氧氣在載氣流中的比例，以及增大加料管直徑，這些都會(huì)使加料管里燃燒的危險(xiǎn)性增大。逆燃可能會(huì)采取比較緩和形式，僅造成噴槍噴嘴的阻塞，也可能采取嚴(yán)重的形式，正好返回到可氧化顆粒與氧載氣流混合的地點(diǎn)。為此，GB1，330，894A推薦使用具有各種安全部件的裝置，如GB1，330，895A(也以Glaverbel名義)所述。
GB2，035，524A提出通過(guò)加入可氧化顆粒到不會(huì)支持它們?nèi)紵妮d氣(推薦空氣)中和向噴槍中靠噴嘴處通入氧氣的方法來(lái)克服逆燃問(wèn)題。推薦并舉例說(shuō)明每小時(shí)的進(jìn)料速度為30公斤混合顆粒(在3000～6000升空氣中)，而供氧的體積流速為空氣體積流速的2～4倍。顯然，在不支持氧化的載氣中，突然發(fā)生的燃燒將不能逆向蔓延。另外，該說(shuō)明書(shū)還建議選擇稍大的可氧化顆粒(達(dá)152微米)可減輕噴槍頂部的阻塞問(wèn)題。的確，一般認(rèn)為在距離噴槍的某一段距離內(nèi)混合物不會(huì)燃燒，因?yàn)樵诖颂幯鯕馀c混合顆粒達(dá)到了充分的混合。于是，還存在著未燃燒的可氧化顆粒被摻入已形成的耐火物質(zhì)中的危險(xiǎn)。相對(duì)于所使用的顆粒量來(lái)說(shuō)，使用這樣大量的氣體還往往會(huì)促進(jìn)多孔耐火材料的形成。
按那些先有說(shuō)明書(shū)所規(guī)定的加料速度，必然使生成耐火物質(zhì)的積累速度相當(dāng)?shù)?。為了得到相?dāng)高的耐火物質(zhì)的積累速度，就必須使用一個(gè)以上的噴槍加料管，但這很不方便;或者增加加料管直徑，以便能供給大流量的顆?；旌衔?。用大直徑加料管還往往會(huì)增大加料管中發(fā)生燃燒的危險(xiǎn)，因?yàn)檫@很容易使火焰在大直徑管內(nèi)蔓延。
除了從噴槍噴嘴產(chǎn)生逆燃之外，還有另外一個(gè)重要的會(huì)產(chǎn)生燃燒的潛在因素，據(jù)估計(jì)，在顆粒被輸送時(shí)，它們相互碰撞或與加料管壁碰撞，這將產(chǎn)生熱，而且在能使正在形成的耐火物質(zhì)迅速積累所要求的高的載氣和顆粒速度下，這熱足以使可氧化顆粒自燃，特別是它們被富氧氣流載送時(shí)尤其如此。
本發(fā)明的目的在于提供一種通用方法，這種方法能以很高的物質(zhì)輸送速度使耐火物質(zhì)迅速積累加厚，同時(shí)使正在加料管中輸送的物質(zhì)的燃燒危險(xiǎn)降低到令人滿意的程度。
按照本發(fā)明，提供在表面形成耐火物質(zhì)的方法，該方法為從噴槍的噴嘴向表面噴出存在于助燃載氣中的可氧化顆粒和耐火顆粒的混合物，以便所述可氧化顆粒燃燒時(shí)產(chǎn)生足夠的熱來(lái)使耐火顆粒軟化或至少表面熔化，進(jìn)而形成耐火物質(zhì)，其特征在于所述顆?；旌衔锱c載氣流自行混合，沿加料管向噴槍的噴嘴供料，并在沿加料管至少一個(gè)位置處輸入氧氣，而且在到達(dá)噴嘴之前，在流向噴槍噴嘴的過(guò)程中使氧氣與載氣/顆?；旌衔锵嗷旌?。
與其它方法相比，按照本發(fā)明的方法能獲得較高的物質(zhì)輸送速度，逆燃和自燃的危險(xiǎn)性更小，同時(shí)，只要噴涂物質(zhì)一經(jīng)從噴槍噴嘴中噴出，它便可以高效率進(jìn)行燃燒，從而迅速獲得一種含有很少或不含未燃燒可氧化物質(zhì)的密實(shí)而耐久的耐火物質(zhì)。這種耐久的耐火物質(zhì)的迅速形成對(duì)于金屬加工中所使用的耐火裝置的維修具有特殊的意義，因?yàn)閷?duì)這種裝置所進(jìn)行的任何修理都應(yīng)在所規(guī)定的清理裝置的期限內(nèi)完成，以便不干擾加料、處理、卸料和再加料前的清理等正常操作循環(huán)。
與已知的從噴槍頂部供氧的方法相比，本發(fā)明的方法允許有輸入氧氣與顆粒混合的時(shí)間，這對(duì)已經(jīng)提到的有效燃燒是很有好處的。當(dāng)然，這意味著在某些情況下，在氧氣進(jìn)口處與噴槍噴嘴之間的加料管可能發(fā)生逆燃或自燃。然而，最初混合有顆粒的載氣流中并不需要含有使可氧化物質(zhì)燃燒所需要的全部氧氣，結(jié)果，在通入氧氣處之前的上游加料管中發(fā)生燃燒的可能性很小。對(duì)于一定的顆粒輸送速度，上游加料管段的氣體速度也能降低。這樣，這種方法就很容易以這樣一種方式來(lái)操作所要求的裝置的最敏感和最昂貴的部件，即顆粒與載氣流相混合的裝置可以免遭損害。所發(fā)生的任何逆燃或自燃也可以通過(guò)切斷供氧的方法得以制止。
在本發(fā)明的某些優(yōu)選的具體裝置中，所述載氣流由一種惰性氣體組成。這種惰性氣體在載氣流中的比例可很容易地調(diào)整到使上游加料管中通入氧氣處的逆燃或自燃的危險(xiǎn)很小，同時(shí)使顆粒噴出時(shí)產(chǎn)生高效燃燒。這種惰性氣體最好含有氮?dú)?。氮?dú)鈨r(jià)格便宜、獲取方便，因此，在本發(fā)明的某些具體裝置中，與顆粒相混合的載氣基本上全部由氮?dú)饨M成。然而，對(duì)最好的工藝操作來(lái)說(shuō)并不必需要與顆?；旌系妮d氣中不含有氧氣。確實(shí)，在本發(fā)明的某些優(yōu)選的具體裝置中，這種載氣中含有一定比例的氧氣，因?yàn)樗灰笊倭康亩栊詺怏w通入噴射混合物中，而且這樣將有利于形成質(zhì)量得已提高的耐火材料產(chǎn)品。這樣，惰性氣體氮最好是作為空氣中的一種組分而通入。最好，惰性氣體含量至少為混合有顆粒的載氣流的30%(以體積計(jì))。尤其推薦由50%(以體積計(jì))的氧氣和50%(以體積計(jì))的空氣所組成的載氣流(即約60%的氧氣和40%的氮?dú)?(在通入所述氧氣之前)。使用一種嚴(yán)格地講非惰性氣體也能帶來(lái)同樣的好處，而且它仍然具有抑制燃燒的性能，例如二氧化碳可用來(lái)減小或消除載氣首次與顆?；旌蠒r(shí)的支持燃燒的能力。
氧氣通入載氣流的地點(diǎn)(一處或多處)，對(duì)于顆粒混合物沿著剩余的通路流向噴槍噴嘴(如果沿噴槍有幾個(gè)不同的出口地點(diǎn)，則指最近的噴嘴)時(shí)載氣流與顆粒混合物相混合的程度有重要的影響。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了使噴射顆粒有效地燃燒所需的適宜的混合度可出現(xiàn)在小于一米的剩余管路長(zhǎng)度中，但為了促進(jìn)這種混合，最好在距噴槍噴嘴至少一米處將所述氧氣通入所述加料管中。
為了減少加料管中發(fā)生自燃的危險(xiǎn)，最理想的方法是應(yīng)至少將部分氧氣盡可能從下游加料管中通入并且又要能有足夠的剩余流路使組分互相混合。首先，這將有助于減短加料管的長(zhǎng)度，在加料管中，可氧化顆粒的燃燒會(huì)受到(或很容易受到)該管中氣體的支撐。此外，還應(yīng)注意到，在實(shí)際中將顆粒通入載氣的區(qū)段和噴槍之間的燃料管線并不是直線的。在通常用于與本發(fā)明有關(guān)的各種方法的裝置中，顆?；旌衔锸茄刂鴵闲约恿宪浌茌斔偷絿姌屩?。很顯然，在噴槍管的彎曲處，特別是銳彎處，將尤其會(huì)產(chǎn)生摩擦熱。因此，優(yōu)選的方法是將所述氧氣通入加料管或直接從噴槍底端之前通入。
盡可能在加料管下游至少將部分氧氣通入的另一個(gè)重要好處是能有足夠的剩余管路以供混合。在實(shí)際中，將供氣壓力提高到規(guī)定水平以上通常并不方便，而且這樣將會(huì)造成沿加料管的總壓力降受到限制。當(dāng)沿著順流方向移向加料管通入氧氣的位置對(duì)于一定的管線總壓力降來(lái)說(shuō)，這就能增大沿管線的質(zhì)量流量速度，從而提高耐火材料的生成速度。
在本發(fā)明的某些優(yōu)選的具體裝置中，至少要從兩個(gè)沿加料管的、在空間上相互分離的位置點(diǎn)將氧氣通入所述加料管中。這樣就要考慮到另外一個(gè)控制參數(shù)，以便能夠在一方面促進(jìn)混合，而另一方面減少產(chǎn)生逆燃和自燃的危險(xiǎn)并促進(jìn)流速提高，這兩者之間要很好地兼顧起來(lái)。
在本發(fā)明的最優(yōu)選具體裝置中，所述氧氣是靠近管壁通入加料管中的，這樣從一開(kāi)始就在顆粒和加料管壁之間形成一個(gè)套筒。當(dāng)然，該氧氣套筒將很快會(huì)與主載氣流相混合，但是，該套筒卻為正好在氧氣輸入處的下游加料管管壁和顆粒流之間的碰撞提供了一個(gè)局部阻擋層，這樣便減少了將產(chǎn)生的摩擦熱同時(shí)也阻礙了加料管中的自燃。
這樣氧氣可以通過(guò)分布在進(jìn)料管圓周上的一系列相互分離的噴口通入，但是最好以環(huán)形流的方式將所述氧氣通入所述加料管中，這樣就提供了更為均勻的氣體套筒。
在加料管橫截面增大的區(qū)段中將氧氣通入是有好處的。采用本發(fā)明的這一優(yōu)選方案特點(diǎn)可以在將氧氣通入載氣流中時(shí)不致在加料管中生成反壓力，因而不致造成顆粒流動(dòng)的中斷。采用這一特點(diǎn)還能夠使所述氧氣通入到與加料方向相平行的加料管中。由于這有助于促進(jìn)載流中顆?；旌衔锏牧鲃?dòng)，因而是一種優(yōu)選方案。
在本發(fā)明的最優(yōu)選的具體裝置中，所述顆粒是使用文丘里管輸入到所述載氣中的。這是一種平穩(wěn)而易于控制地通入顆粒的非常簡(jiǎn)單的方法。將文丘里管用于此目的，能夠連續(xù)地將顆粒輸入到載氣流中，而且沒(méi)有必要專為顆粒使用壓力容器。
已經(jīng)提到，在本發(fā)明方法的操作過(guò)程中可能出現(xiàn)的任何逆燃或自燃都可以用切斷供氧的方法使其停止。還可以用其它一些方法使這種燃燒停下來(lái)，但是要在人工控制下進(jìn)行。然而，本發(fā)明的具體裝置具有特殊的安全優(yōu)點(diǎn)，即加料管中的燃燒能自動(dòng)地停止。相應(yīng)的優(yōu)選方法是利用加料管中發(fā)生了燃燒或阻塞時(shí)所述加料管中反壓力的突然增大來(lái)終止加料管向噴槍的噴嘴輸入顆粒。在某些這樣的具體裝置中，正是利用這種壓力的增大來(lái)阻斷所述加料管的。很顯然，這將停止了向噴槍噴嘴的供料，而且通過(guò)在加料管中安裝一個(gè)與加料管的截面密封的滑動(dòng)配合的連接器，便可以極其簡(jiǎn)單的方法停止供料。這種連接器的阻斷阻力和管截面的調(diào)節(jié)很容易，能夠被由于加料管中的燃燒或加料管的阻塞所造成的任何明顯的壓力升高所克服。這種阻斷方法的本身是可以使用的，而且最好使用來(lái)停止將顆?；旌衔锿ㄈ胼d氣流中，和/或?yàn)榱朔乐顾貌牧系膿p耗而切斷將顆粒通入氣流。例如，這種阻斷作用可能會(huì)引起電氣控制線路的斷電。
按照另外一種方法，最好能利用加料管中發(fā)生燃燒或阻塞而使所述管中反壓力的突然增大來(lái)開(kāi)始向所述加料管中通入惰性氣體。這樣通入的惰性氣體將勢(shì)必窒息加料管中的任何燃燒，最好能用這種壓力的升高來(lái)推動(dòng)惰性氣體通入所述加料管以取代通入所述的氧氣。
本發(fā)明提供了適用于本說(shuō)明書(shū)所指定的完成本發(fā)明方法的裝置，這樣就提供了一個(gè)通過(guò)對(duì)著表面噴涂存在于助燃載氣中的可氧化顆粒和耐火顆?；旌衔锏姆椒ㄔ谒霰砻嫘纬赡突鹞镔|(zhì)的裝置。所述混合物存在于助燃載氣中，這樣可以在所述可氧化顆粒燃燒時(shí)產(chǎn)生足夠的熱，以便使耐火顆粒軟化或至少表面熔化，從而促進(jìn)耐火物質(zhì)的生成。該裝置包括將上述顆粒與載氣流相混合的設(shè)備以及將載氣和輸入的顆粒輸送到噴槍噴嘴中的加料管，這些顆粒是從噴嘴中噴射出的。該裝置的特征在于氧氣是借助于這種混合設(shè)備下游加料管中的一個(gè)或多個(gè)管口通入載氣/顆?；旌衔镏?，同時(shí)這個(gè)(或這幾個(gè))管口的位置至少要距噴槍噴嘴一米遠(yuǎn)。
如上所述，這是一個(gè)實(shí)施本發(fā)明方法的非常簡(jiǎn)單的裝置。通過(guò)選擇適宜的載氣流加料管中的燃燒危險(xiǎn)都可以限制在加料管中氧氣輸入管出口區(qū)，這樣就能使最敏感和最昂貴的設(shè)備部件，即顆粒與載氣流的混合設(shè)備避免損壞。與此同時(shí)，為了使氧氣與載氣流和顆粒完全混合，要保留足夠的管路長(zhǎng)度，以促進(jìn)它們從噴槍噴嘴噴出時(shí)能進(jìn)行有效的燃燒。還有，在加料管中所出現(xiàn)的任何燃燒都可以用切斷供氧的方法使其停止。
最好，在所述加料管上或直接在噴槍底端的前面有一個(gè)通氧管。這樣就使得噴槍的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，而又可以延遲至少部分氧氣向載氣/顆粒混合物中通入的時(shí)間。
在本發(fā)明的某些優(yōu)選的具體裝置中，至少要有兩個(gè)沿加料管并在空間上相分離的輸氧管。這樣便增強(qiáng)了該裝置的通用性，進(jìn)而在不同位置處通入氧氣、并有利于提高設(shè)備的安全性和效率。
這樣把輸氧管分布在沿所述加料管的整個(gè)圓周的至少一個(gè)位置上是有好處的。采用這種特點(diǎn)，可將所述氧氣輸入這樣的加料管中，從而在顆粒和加料管壁之間形成一個(gè)氣體套筒。當(dāng)然，該氣體套筒的氧氣將很很快與載氣主流相混合，但是它卻為恰好在氧氣輸入處的下游加料管管壁和顆粒流之間的碰撞提供了一個(gè)局部阻擋層，這樣便減少了將可能產(chǎn)生的摩擦熱，同時(shí)也阻礙了加料管中的自燃。
最好，這里至少有一個(gè)環(huán)形輸氧管，因?yàn)檫@樣可以促進(jìn)形成一個(gè)更為均勻的氣體套筒。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的具體裝置中，在所述加料管管橫截面增大的區(qū)段中至少要設(shè)置一個(gè)輸氧管。這種能在輸入氧氣時(shí)不在加料管中產(chǎn)生任何明顯的反壓力以致可能中斷顆粒沿加料管向噴槍的流動(dòng)。采用這一特點(diǎn)還勢(shì)必會(huì)使所述的氣體套筒延長(zhǎng)，這樣便增加了防止加料管中發(fā)生自燃的保護(hù)能力。
這個(gè)或至少這樣的輸氧管與所述加料管軸向平行是有利的。由于這樣造成了輸入氧氣促進(jìn)了載氣中顆粒的流動(dòng)，因而這是一種優(yōu)選的做法。
用以使所述顆粒與載氣流混合的所述設(shè)備最好由文丘里管組成。這是一種能使顆粒與載氣流以平穩(wěn)和易于控制的方法相混合的簡(jiǎn)單設(shè)備。將文丘里管用以此目的，能夠?qū)㈩w粒連續(xù)地輸入載氣流中，而不需要為這些顆粒而使用壓力容器。
尤其可取的是，所提供的設(shè)備對(duì)加料管中出現(xiàn)燃燒或阻塞而使所述加料管中反壓力突增都很敏感，從而停止所述顆粒沿加料管向噴槍噴嘴輸送。由于提供了使管中燃燒自動(dòng)停止的設(shè)備，因而帶來(lái)了操作安全的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)所述顆粒供給的終止可以通過(guò)終止所有沿加料管的流動(dòng)，或停止向載氣中供送顆?；旌衔飦?lái)實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的某些優(yōu)選的具體裝置中，這種對(duì)壓力敏感設(shè)備能有效阻斷所述加料管。這將終止向噴槍噴嘴的一切顆粒供給，并可以極為簡(jiǎn)單的方法達(dá)到這個(gè)目的。最好，這種壓力敏感設(shè)備由兩個(gè)管狀件組成。第一個(gè)管狀件可在第二個(gè)管狀件中滑動(dòng)，該設(shè)備在兩個(gè)管之間施加一所要求的閉合壓力，以阻止它們分離直到加料管中的壓力增大到足以引起這種阻斷。例如，裝配時(shí)可在加料管中安裝一個(gè)連接器，它可與加料管的截面進(jìn)行密封滑動(dòng)配合。這樣的連接器分離阻力和管截面可很容易地調(diào)整，以便能夠適應(yīng)正常工作而又能為加料管中的燃燒或阻塞所形成的任何明顯的壓力升高所克服。
另一方面，該裝置能最好包括一個(gè)惰性氣體源，并安裝一臺(tái)對(duì)表征加料管中的燃燒或阻塞的所述加料管中的反壓力的突增很敏感的設(shè)備，將該惰性氣體源與所述加料管連接起來(lái)。這種壓力敏感設(shè)備最好能切斷所述氧氣向所述加料管輸入和借助一個(gè)或幾個(gè)輸氧管使惰性氣體源與所述加料管接通。按照這種方法，無(wú)論是減少供氧氣，還是增加供惰性氣體(或者同時(shí)采用兩種方法)，都可以使載氣變成不助燃的氣體，因而這種經(jīng)改變的載氣將不再在加料管中起助燃作用。
參照如下示意圖，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選木嚀遄爸米黿舷晗傅拿枋觶渲校

圖1為說(shuō)明將顆粒原料沿加料管輸入噴槍的具體裝置示意圖。
圖2為將補(bǔ)充氣體輸入加料管和加料管連接器組合件的橫截面視圖。
圖3為安裝著安全斷流器的加料管連接器部件橫截面視圖。
圖4為具體的噴槍裝置示意橫截面視圖。
在圖1中，帶有噴嘴O的噴槍1用于對(duì)著表面噴涂存在于助燃載氣中的可氧化顆粒和耐火顆粒的混合物，以便在所述可氧化顆粒燃燒時(shí)生成足夠的熱量使耐火顆粒軟化或至少表面熔化，從而在所述表面上形成耐火物質(zhì)。將符合要求的待噴射顆?；旌衔?送到加料斗3中，該加料3中有一個(gè)底部敞口的錐形斗4，還裝有可繞垂直軸6轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌槳5，平板7依靠加料斗3中錐斗4開(kāi)口下面的垂直軸6來(lái)支持，并且在錐斗4的外側(cè)裝有一個(gè)刮刀8，以便將物料從平板上刮落到流料槽9中，然后進(jìn)入文丘里管10中。載氣流沿著管11被送到文丘里管10中，以便將待噴出的粒料帶入撓性加料軟管12，該軟管由文丘里管10通向加料管連接器13、第二段撓性進(jìn)料管14和噴槍1。還設(shè)置有氧氣源15，它通過(guò)閥16和撓性的補(bǔ)充氣體供給管17與連接器13接通，以便使氧氣到達(dá)噴槍噴嘴O之前先輸入加料管12，13，14和1中的載氣/顆?；旌衔镏?。與閥16相連接的還有惰性氣體(例如氮?dú)?源18、必要時(shí)，有選擇地將氮?dú)馑偷竭B接器13中，一般取代來(lái)自氧源15的氧氣。
在這個(gè)具體裝置的另一變型中，省去了第一段撓性加料軟管14，而直接將連接器13與噴槍1底端連接在一起。
圖2較詳細(xì)地說(shuō)明了連接器13及其連接方法，連接器13無(wú)論是在撓性加料軟管12和14之間，還是在噴槍1的底端，都可以以這種方法與加料管連接。連接器13包括一個(gè)外套管19，為了與補(bǔ)充氣體供給管17連接，外套管19上又焊接了一段螺紋管20。外套管19的一端加工有內(nèi)螺紋21，以便與襯套23的一端22相連接，襯套23的另一端24插接到從文丘里管10引出的撓性加料軟管12中，各種顆粒是在文丘里管10中混合到載氣流中的。襯套23的另一端24的內(nèi)表面呈圓錐形，一般使來(lái)自撓性軟管12的物料平穩(wěn)流動(dòng)并通過(guò)連接器13。撓性軟管12可以以任何一種所希望的方式固定在襯套23的另一端24上。將內(nèi)套管25的進(jìn)口處固定在襯套23的螺紋端22之中，以便與外套管19之間形成環(huán)隙26，后者并通過(guò)外套管19中的孔27與螺紋管20接通。內(nèi)套管25的內(nèi)表面基本上與襯套23的圓錐形內(nèi)表面光滑貫通，目的同樣是為了促進(jìn)流動(dòng)平穩(wěn)。在內(nèi)套管25的出口處，連接器13的內(nèi)表面將確定待噴出顆粒的流動(dòng)通道。在連接器13內(nèi)表面的整個(gè)區(qū)段28中的直徑和橫截面積變大了，這樣可以平穩(wěn)地過(guò)渡到下游撓性軟管段14的內(nèi)表面。在橫截面積增大的區(qū)段28中，環(huán)隙26終止于與連接器13同軸配準(zhǔn)的環(huán)形口29處。這樣能把氧氣輸入載氣流中，并在加料管中不產(chǎn)生例如像可能引起顆粒流動(dòng)中斷的某些的反壓力，而且這也勢(shì)必會(huì)促進(jìn)載氣流中顆?；旌衔锏牧鲃?dòng)。此外，采用這樣一種結(jié)構(gòu)，可將氧氣輸入到加料管中，以便在顆粒和加料管管壁之間形成氣體套筒。當(dāng)然，該氣體套筒中的氧將很快與主載氣流混合在一起，但是，它卻正好在氧氣輸入處的加料管下游管壁與顆粒流增加的碰撞提供了一個(gè)局部阻擋層，這樣便減少了將產(chǎn)生的摩擦熱，同時(shí)也阻礙了加料管中的自燃。
外套管19的出口處30加工有外螺紋，以便擰上套管31，推入下游的撓性軟管14或噴槍1，漁套管31進(jìn)行配合，并且用一個(gè)壓緊環(huán)33將加料管圓周上的撓性O(shè)型環(huán)32壓緊到套管31或噴槍1上。通過(guò)O型環(huán)32所施加的壓緊力將下游撓性加料軟管14或噴槍1與連接器13固定。O型環(huán)32所施加的壓緊力可以調(diào)節(jié)，以便加料管中反壓力的突然和足夠的增大(表明進(jìn)料管或噴槍噴嘴中發(fā)生了燃燒或阻塞)將引起的連接器13和由撓性軟管14或噴槍1組成的下游加料管之間接口處的加料管阻斷，這樣就終止了顆粒向噴嘴處的輸入。另一方面，這些壓緊力應(yīng)能確保由軟管14和噴槍1所組成的加料管下游的工作。
在后面這種情況下，當(dāng)反壓力突燃增大，加料管的阻斷可以通過(guò)安裝如圖3所示的另外一個(gè)連接器來(lái)保證。
在圖3中，加料軟管，例如12或14，可以在要求串接連接器的位置處(一般為34處)當(dāng)噴嘴管中偶然出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)能自動(dòng)地切斷加料管。被切開(kāi)的加料軟管的兩個(gè)斷端以端一端對(duì)接墓叵擋逶詮芙油 6中(圖中只表示出一部分)。O型環(huán)37環(huán)繞在加料管12、14的一部分上，借助于套管38迫使它與這段加料管相連，套管38可以擰到管接頭36的第一階螺紋39上，以便施加所希望的壓緊力。定位套管40緊緊地套在加料軟管上，套在軟管上的保持器41有許多小孔42、可以將其擰到管接頭36的第二階螺紋43上，以便把兩個(gè)套管封在其中。保持器41對(duì)加料軟管的末端來(lái)說(shuō)，有足夠的長(zhǎng)度以使管接頭36的管頭伸進(jìn)去。如果加料管12，14，1中的壓力升高到足以克服O型環(huán)37壓緊作用的程度，那么加料管的一端將滑出管接頭36，而且將被保持器41一端的定位套管40的參與而截留在保持器中。載氣可以通過(guò)保持器中的小孔42從加料管中逃逸，這樣沿加料的原料供給也就中止了。當(dāng)一直允許氣體逃逸的同時(shí)，為了防止火焰從這些小孔42中噴出，需要的話，可以在保持器41外面裹覆一層石棉或類似的具有抗燃和透氣性能的材料。該連接器可以與加料軟管12、14的斷頭截面線35相對(duì)稱。另外一個(gè)方法是，用另外一設(shè)備(此處未標(biāo)出)將其它的加料管部分牢固地固定在管接頭36上。在本裝置的一個(gè)變型中(此處未標(biāo)出)，管接頭36構(gòu)成了噴槍1的配合端面，因而成為通向噴槍噴嘴O的加料管的一部分，物料將從噴嘴處噴出。
圖4具體描繪了一個(gè)帶有一個(gè)用于噴射存于載氣中的顆?；旌衔锏膰娮?的噴槍裝置1。噴槍1有一個(gè)主接管43，它以與圖示裝置的噴槍軸成40°的角度斜插到噴槍底端44中，目的在于與加料軟管連接，符合要求的顆粒混合物由加料軟管輸入到載氣中。這種載氣可由氧氣、惰性氣體的混合物組成。補(bǔ)充進(jìn)料接管45穿入噴槍1的底端44，以便能使全部氧氣沿噴槍1輸入到其噴嘴0。輸入氧氣的量應(yīng)是能使通過(guò)接管43輸入的混合物中的氧化顆粒有效燃燒。在圖示的裝置中，噴槍由底端44到噴嘴0的總長(zhǎng)度為3米，而補(bǔ)充進(jìn)料接管45伸入到噴槍中的長(zhǎng)度為75厘米。噴槍1中所保留的進(jìn)料管的長(zhǎng)度應(yīng)足以保證由補(bǔ)充進(jìn)料管45輸入的氧氣在到達(dá)噴槍噴嘴O之前與顆粒和主載氣充分混合。
本發(fā)明的各種實(shí)施例如下實(shí)施例1當(dāng)堿性耐火磚砌筑的爐壁溫度在1000℃以上時(shí)，用噴槍將一種顆?；旌衔飮娡吭跔t壁上，形成一覆蓋層。雜質(zhì)顆?；旌衔镉?2%的鎂氧、4%的硅和4%的鋁(以上%均以重量計(jì))組線，噴涂時(shí)用載氣輸送。所使用的氧化鎂粒經(jīng)為100微米～2毫米。硅和鋁每一種顆粒的粒經(jīng)均低于10微米。硅的比表面為4000厘米2/克，而鋁的比表面為6000厘米2/克。
三種顆粒的混合物在文丘里管10中以每小時(shí)970Kg的速度輸入到載氣流中。通過(guò)文丘里管的載氣中，含有50%的空氣(以體積計(jì))，其余為氧氣。另一種混合載氣含有60%的氧氣和40%的氮?dú)?，其輸入速度為每小時(shí)175標(biāo)米3。
連接器13處，補(bǔ)充氧氣輸入到通向噴槍的加料管中的速度為每小時(shí)110標(biāo)米3。
該連接器位于噴槍的底部，而噴槍的長(zhǎng)度約3米。
這種方法使混合物的燃燒有很好的連續(xù)性，因而能以很快的沉積速度形成一種低孔隙率、高質(zhì)量的耐火材料，而且在加料管中發(fā)生燃燒的危險(xiǎn)性很小。
在本實(shí)例的第一個(gè)變型中，通過(guò)文丘里管的是混合載氣，輸入速度也為每小時(shí)175標(biāo)米3，它由相同部分的氮?dú)夂脱鯕饨M成。這種變型也提供了極好的結(jié)果。
在本實(shí)例的第二個(gè)變型中，通過(guò)文丘里管的是載氣，輸入速度也為每小時(shí)1753標(biāo)米，它由氮?dú)饨M成。獲得的效果也很好。
實(shí)施例2
在用矽磚(主要呈鱗石英型)砌造的爐壁上發(fā)現(xiàn)了大量的裂縫。當(dāng)爐壁溫度為1150℃時(shí)，使用噴槍噴涂一種顆?；旌衔?，以修補(bǔ)這些裂縫，該顆?；旌衔镉?7%的二氧化硅、12%的硅和1%的鋁(%均以重量計(jì))組成，噴涂時(shí)由載氣輸送。所使用的二氧化硅由三份方石英和二份鱗石英組成并以100微米～2毫米的粒經(jīng)的顆粒組成。硅和鋁每一種顆粒的平均粒經(jīng)小于10微米、硅和鋁兩種顆粒的比表面分別為4000厘米2/克和6000厘米2/克。
這三種顆粒的混合物在文丘里管10中以每小時(shí)600公斤的速度輸入到載氣中。通過(guò)文丘里管的載氣是空氣，輸入速度為每小時(shí)170標(biāo)米3。
同樣以每小時(shí)1703標(biāo)米的速度，將補(bǔ)充氧氣輸入由連接器通向噴槍的撓性軟管中。
該連接器的位置距噴槍底部約2米。
這種方法也可使混合物的燃燒連續(xù)性很好，因而以很快的沉積速度形成一種低孔隙率、高質(zhì)量的耐火物質(zhì)、而且沿管線向文丘里管的逆燃危險(xiǎn)性很小，在文丘里管中各種顆粒首次被輸入到載氣流中。
實(shí)施例3在電熔的CorhartZac(商標(biāo))磚(由鋯英石、氧化鋁和二氧化硅組成)溫度處于1200℃以上時(shí)，用噴涂顆?；旌衔锏姆椒ㄔ谶@種磚表面沉積出均勻的耐火材料層。
所使用的該顆?；旌衔锖?5%(以重量計(jì))的鋯英石、53%的與硅和鋁混合在一起的氧化鋁，該混合物的硅含量為8%、鋁含量為4%。
氧化鋁和鋯英石的粒徑為50微米～500微米，而硅和鋁的顆粒粒徑和實(shí)施例1相同。
這些顆粒從噴槍中噴出的速度為每小時(shí)750Kg。通過(guò)文丘里管的載氣為氬氣，供氣速度為每小時(shí)150標(biāo)米。
以每小時(shí)50標(biāo)米3的流量，在第一個(gè)連接器13處，將氧氣輸入通向噴槍的加料管中，該連接器正好位于文丘里管10的出口處。借助于第二個(gè)連接器13，以每小時(shí)150標(biāo)米的速度將補(bǔ)充氧氣輸入到噴槍底部的加料管中。
按照本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行操作，從沉積速度和所形成的耐火材料的質(zhì)量來(lái)評(píng)價(jià)，給出的結(jié)果都是很好的，而且管中向文丘里管逆燃的危險(xiǎn)性很小。在文丘里管中，各種顆粒首次輸入到載氣流中。
權(quán)利要求
1.一種在一表面上生成耐火物質(zhì)的方法，該方法通過(guò)如下步驟實(shí)施從噴槍噴嘴向該表面噴涂存在于助燒載氣中的可氧化顆粒和耐火顆粒的混合物，以便所述可氧化顆粒燃燒時(shí)產(chǎn)生足夠的熱，使耐火顆粒軟化或至少表面熔化，進(jìn)而促使耐火物質(zhì)的形成，其特征在于所述顆粒的混合物本身與一載氣流混合，沿著一管線輸送到噴槍噴嘴，而氧氣也在沿著這條管線的至少一個(gè)位置處輸入到該管線中；當(dāng)氧氣流向噴槍噴嘴時(shí)，在到達(dá)噴嘴之前，它與載氣/顆?；旌衔锵嗷旌希焕盟黾恿瞎苤邪l(fā)生燃燒或阻塞時(shí)所述加料管中反壓力的突然增大來(lái)作為指示終止沿該加料管將所述顆粒輸送到噴槍噴嘴中。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中這種壓力突然增加是用來(lái)阻斷所述加料管。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其中使用所述加料管中發(fā)生燃燒或阻塞的所述加料管中反壓力的突然增大來(lái)作為指示將惰性氣體輸送到所述加料管中。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其中利用這種壓力的增大來(lái)開(kāi)始將惰性氣體輸送到所述加料管中以取代輸送所述氧氣。
5.在一表面生成耐火物質(zhì)的裝置，其操作過(guò)程為對(duì)著該表面噴涂存在于一助燃載氣中的可氧化顆粒和耐火顆粒的混合物，以便當(dāng)所述可氧化顆粒燃燒時(shí)，產(chǎn)生足夠的熱使耐火顆粒軟化或至少表面熔化，進(jìn)而促使耐火物質(zhì)的生成，該裝置由使所述顆粒與載氣流混合的設(shè)備和將載氣及其所載送的顆粒輸送到它們將由這里被噴射出的噴槍噴嘴的加料管組成，其特征在于提供了設(shè)備，以便借助于這種混合設(shè)備的所述下游管線中的一個(gè)或一個(gè)以上的管口，將氧氣輸送到載氣/顆粒混合物中，而且該管口至少距噴槍噴嘴一米;提供了一個(gè)對(duì)于所述加料管中出現(xiàn)了燃燒或阻塞以致加料管中反壓力突然增大很敏感的設(shè)備，目的在于終止所述顆粒沿加料管向噴槍噴嘴的輸送。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述裝置，其中這種壓力敏感設(shè)備包括可在第二個(gè)管狀件中滑動(dòng)的第一個(gè)管狀件和為在這樣兩個(gè)管狀件之間施加一所要求的壓緊壓力的設(shè)備，該壓緊壓力的目的在于防止兩管狀件擲?，直至加料管中惦y沽υ齟蟮階鬩允顧欠擲搿
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述裝置，其中該裝置包括一個(gè)惰性氣體源和一個(gè)對(duì)于所述加料管中出現(xiàn)了燃燒或阻塞以致加料管中反壓力突然增大很敏感的設(shè)備，并將這種惰性氣體源與所述加料管接通。
全文摘要
在一表面上成型耐火物質(zhì)時(shí)，將存在于助燃載氣中的可氧化顆粒和耐火顆粒的混合物從噴槍1的噴嘴向該表面噴涂，以便可氧化顆粒燃燒產(chǎn)生足夠的熱，軟化或至少熔化難熔顆粒的表面，使耐火物料成形。顆粒2的混合物自身與載氣流混合，例如，使用噴管10，沿12、14向噴槍的噴嘴供料，并將氧氣引入這種加料管于至少一位置，在它流向噴嘴口但在到達(dá)出口之前最好離噴槍噴嘴至少一米使氧氣與載氣/顆?；旌衔锘旌?，借助連接器13加入氧氣。
文檔編號(hào)B05B7/14GK1034055SQ8810789
公開(kāi)日1989年7月19日 申請(qǐng)日期1986年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1985年9月7日
發(fā)明者萊昂·菲利普·莫蒂特, 埃米利安·烏洛達(dá)斯基 申請(qǐng)人:格拉沃貝爾公司