[发明专利]陶瓷焊补方法及相应设备

说明书

本发明涉及一种陶瓷焊补工艺，由耐熔材料颗粒与燃料颗粒组成的混合物从焊枪一端的出口处借助气流喷向作业面，在该面上燃料颗粒在一反应区燃烧，产生出热以软化或熔化已喷出的耐熔材料颗粒而形成粘结耐熔焊团。本发明还涉及到一种陶瓷焊补设备，供耐熔材料颗粒及燃料颗粒的混合物从焊枪一端的出口借助气流喷向作业面，在该表面上的燃料颗粒即在一反应区燃烧，产生出热以软化或熔化已喷出的耐熔材料颗粒而形成粘结耐熔焊团，具体的说，此种陶瓷焊补装置包括一焊枪，该焊枪则具有喷出陶瓷焊补混合粉的出口。

陶瓷焊补工艺主要用以焊补各种型式加热炉中经涮蚀或损坏的耐火材料炉衬。

在工业生产上惯用的陶瓷焊补工艺中，是把一种含有耐火材料颗粒及燃料颗粒的陶瓷焊补粉，置于载运气体流中喷向待修补的耐熔件表面，此种载运气体流的大部或全部为氧气。上述耐熔件表面当它基本上是处于其自身工作温度（可在800°～1300℃或更高）时进行修补为最好。这样做的优点在于不需等待该修补件冷却或再度加热而使停炉时间减至最少，可以避免由于此种冷却与再加热使耐熔件中因热应力而引起的种种问题，同时还提高了陶瓷焊补反应的效率，使燃料颗粒能在反应区朝向作业面燃烧，并在该处形成一种或数种耐熔材料的氧化物，而且释放出足以使已喷射出的耐熔材料颗粒的表面软化或熔化的热量，从而得以在焊枪对准的修补地点形成高质量的焊熔修补团。有关这类陶瓷焊接方法的叙述可查阅英国专利说明书GB1330894及GB2110200-A。

业已得知作业面的反应区至陶瓷焊补粉喷出处的喷枪出口的距离，即工作距离，由于种种原因是至关重要的。如果此工作距离太短，将导致焊枪尖端伸入反应区，结果可使耐熔材料沉积在焊枪一端，会有堵住出口的危险。还存在着反应可能反向蔓延入焊枪的危险，虽然这种可能性可以在很大程度上避免，方法是保证载运气体流流出焊枪的速度大于反应传播的速度。还有一种可能性是由于焊枪紧邻反应区而引起过热，这或许会使之再触及作业面、而堵塞焊枪出口。另一方面，要是工作距离太远，陶瓷焊粉流将可能喷出要求范围外，以致反应不集中而降低效率，增加喷射粉从作业面回弹、使焊补质量不高，甚至有使反应失败的危险。

从焊枪出口至作业面的优选距离决定于多种因素。例如，当焊枪出口的直径为12-13mm，操作时陶瓷焊补粉的喷出量为60-120公斤/小时时，则此优选距离为5-10cm。这样的优选距离很少超过15cm。

由于在修补点常遇到高温，作业面及炉衬其它部分恒强烈地辐射可见光，又由于反应区本身处于炽热状态、致使难以直接观察焊枪出口，而这种困难程度随焊枪长度的增大而加剧。事实上，尚未见有长达10米的焊枪，也未知有焊补操作者能在直接观察的视界外进行焊补。

本发明的目的在于提供一种工艺与相应设备，使焊补操作者能更易控制陶瓷焊枪出口与焊补点之间的距离。

按照本发明，是在下述的陶瓷工艺中，即在使一种由耐熔材料颗粒及燃料颗粒组成的混合物在气流中从焊枪一端出口喷向一作业面，在该表面处燃料颗粒于一反应区内燃烧，产生出热使已喷出的耐熔颗粒软化或熔化，从而形成一种粘结耐熔补焊团的工艺中，提供了一种监测从焊枪出口至该反应区之间距离的方法，其特征是由一台摄象机监测此反应区以及此反应区与焊枪出口间的至少一部分距离，同时可以发出电子信号指示焊枪出口与反应区间的距离（工作距离）。

本发明还包括有用来从焊枪一端出口处，将耐熔材料颗粒与燃料颗粒组成的混合物于气流中喷向一作业面的陶瓷焊补设备，在此作业面上，燃烧颗粒在一反应区燃烧，产生出热来软化或熔化已喷射出的耐熔材料颗粒，从而形成粘结耐熔焊补团，此设备的特征是，此种设备还包含有：监测从喷枪口到反应区距离（工作距离）的监测装置，这种监测装置则包括有一摄象机用以监测反应区及从反应区至焊枪出口之间的至少一部分距离;还包括一个发出电子信号以指示工作距离的装置。

借助本发明的方法及设备，显然焊补操作者容易利用所产生的电子信号控制从陶瓷焊的出口至焊补点的反应区之间的距离，从而可以较好地保证连续性地获得最优的焊补条件。令人惊异的是，在高热及高亮度的加热炉工作温度环境中，使用摄象机装置也可获得指示工作距离的控制电子信号。

在本发明的几个最佳实施方案中，是用一种固体电视摄象机（CCD摄象机）来监测反应区及反应区与焊枪出口间的至少一部分距离。该摄象机可以做得相当小，易于操作，也极便于发出上述指示工作距离的电子信号。当前市售的多种CCD摄象机的另一优点是对陶瓷焊补反应区发射出各种波长的光特别敏感。