APARATO PARA LA APLICACIÓN POR PROYECCIÓN O GUNITADO DE UN MATERIAL REFRACTARIO Y BOQUILLAS PARA ELLO.

Aparato para la aplicación por proyección o gunitado de un material refractario y boquillas para ello. CAMPO DEL INVENTO El presente invento se refiere a un aparato para aplicar material y más en particular a un dispositivo de gunitado (proyección por empuje de aire a alta presión) para aplicar por proyección o gunitado refractarios monolíticos. ANTECEDENTES DEL INVENTO Los dispositivos para aplicar por proyección o gunitado que proyectan un material sobre un sustrato objetivo para producir o reparar revestimientos refractarios son en general conocidos. Dos métodos de aplicar por proyección o gunitado muy usados para fabricar y reparar revestimientos de refractario son conocidos como el tipo de gunitado (aplicación por proyección o gunitado en seco a alta presión) y el tipo shotcrete (aplicación por proyección o gunitado con cañón o manguera de material en húmedo). A diferencia de otros métodos de colada, estos métodos de aplicación por proyección o gunitado no requieren un "encofrado" para producir revestimientos refractarios y permiten la fácil aplicación incluso sobre formas irregulares o donde el encofrado sea difícil de construir. En consecuencia, los métodos de aplicación por proyección o gunitado han sido muy usados en la fabricación y en la reparación de revestimientos de refractario, en particular, en hornos tales como un alto horno, estufa caliente, horno eléctrico, convertidor, cuchara de colada, artesa refractaria, horno de oxígeno básico y horno de recalentamiento. En un método de aplicación por proyección o gunitado, un material en polvo seco a ser "disparado" es alimentado neumáticamente a través de una tubería flexible de transporte hasta un conjunto de boquilla, en donde se añade agua para producir un material de aplicación por proyección o gunitado muy viscoso, húmedo con buenas propiedades de adherencia. El material aplicado por proyección o gunitado es proyectado a través del conjunto de boquilla de modo que el material se adhiere y cura sobre la parte de pared del horno, con lo que se fabrica o se repara un revestimiento de horno refractario. El método de aplicación por proyección o gunitado en seco no requiere premezclado del material con el agua y puede por lo tanto ser llevado a cabo rápidamente y con breve tiempo de aviso para su preparación, y se reduce al mínimo la labor de limpieza del equipo. Una ventaja adicional sobre otros métodos de fabricación o de reparación de revestimiento del horno incluyen no tener que usar un molde de revestimiento, haciendo con ello posible una reducción del coste y mejorando el rendimiento del trabajo, y hace posible la reparación del revestimiento de hornos tanto calientes como fríos. Sin embargo, una desventaja del método de aplicación por proyección o gunitado en seco es la de que es difícil humedecer por completo y mezclar a fondo el material y la corriente de agua al ser éste transportado a través de la lanza, tubería o boquilla de aplicación por proyección o gunitado. Esto es particularmente cierto para tuberías de aplicación por presión cortas (de menos de aproximadamente 1,5 metros). En estas situaciones, una falta de mezclado a fondo da por resultado una homogeneidad y densidad inferiores a las óptimas y deseables para la masa aplicada, un aumento del desperdicio de material debido al rebote del agregado y deficiente adherencia de la masa y frecuentemente un excesivo goteo de material por la tubería. Además, cuando se requiera un cambio de dirección en el flujo del material aplicado por proyección o gunitado en seco, el material tiende a salir de la boquilla en una corriente "dividida" no homogénea, en donde parte de la corriente es muy seca mientras que la otra parte es excesivamente húmeda, fenómeno que es independiente de cualquier control del agua que se intente. Un problema asociado con el secado excesivo o la humidificación deficiente del material aplicado por proyección o gunitado que es aplicado por proyección o gunitado sobre el objetivo, es que una parte del material no se adhiere al sustrato y origina una pérdida de partículas desviadas (conocido como "rebote") que disminuye el tanto por ciento de adherencia del material aplicado por proyección o gunitado a la pared del horno, afectando así a la calidad y a la durabilidad de una masa de refractario del horno. Para superar el problema asociado con los métodos de aplicación por proyección o gunitado con una boquilla, se desarrollaron métodos de aplicación por proyección o gunitado en húmedo. Los métodos de aplicación por proyección o gunitado en húmedo producen refractarios que tienen una calidad más uniforme y mejores propiedades físicas que las obtenidas por el método de aplicación por proyección o gunitado en seco, y se usan en general para producir estructuras monolíticas de alta densidad. En el método de aplicación por proyección o gunitado en húmedo, se produce un material de aplicación por proyección o gunitado mezclando para ello un material seco con agua en un dispositivo de mezclar separado, antes de su entrega a un dispositivo de aplicación por proyección o gunitado en seco. El material en polvo seco es previamente humedecido con agua en una mezcladora y después bombeado mediante una bomba de entrega a través de una tubería flexible de transferencia a un dispositivo de aplicación por proyección o gunitado, el cual proyecta el material de aplicación por proyección o gunitado sobre un objetivo, usando para ello aire comprimido. Usualmente, se añade un agente de fraguado al material de aplicación por proyección o gunitado, en la boquilla, antes de que el material de aplicación por proyección o gunitado sea proyectado sobre una estructura de pared de horno. Sin embargo, el método de aplicación por proyección o gunitado en húmedo tiene también sus propios inconvenientes, por cuanto es necesario mezclar el material seco con agua en un vaso separado, hasta que se obtenga una consistencia adecuada. Por consiguiente, un material de aplicación por proyección o gunitado en húmedo se mezcla antes de ser suministrado por la bomba de entrega a un dispositivo de aplicación por proyección o gunitado, lo que requiere equipo adicional, por ejemplo, sistemas de mezcladora y de entrega, y mano de obra, si se compara con el método de aplicación por proyección o gunitado en seco por boquilla. Además, es importante 2   controlar con precisión la cantidad de agua para el material de aplicación por proyección o gunitado en el método de aplicación por proyección o gunitado en húmedo, para mantener la apropiada consistencia. Como resultado, se requiere destreza por parte del operador de aplicación por proyección o gunitado en húmedo, para mantener la cantidad correcta de agua para una composición deseable. Si se usa demasiado poca agua, puede producirse el bloqueo o el fraguado prematuro del material de aplicación por proyección o gunitado en la bomba o en la tubería de entrega. A la inversa, si se usa una cantidad de agua excesiva, puede tener lugar la separación de los agregados de partículas gruesas y polvo fino que estén contenidos en el material de aplicación por proyección o gunitado a ser rociado, originando capas de refractario desiguales y de deficiente calidad. Una desventaja adicional del método de aplicación por proyección o gunitado en húmedo ("shotcrete") está en la logística de la mezcladora y de la bomba. Una cierta cantidad del material que se proyecta permanece en la tubería de entrega y en la boquilla, dando lugar a un desperdicio de material y a mayores costes de mano de obra para el vaciado y la limpieza del equipo. Además, a diferencia del método de aplicación por proyección o gunitado en seco, el cual puede ser empleado en aplicaciones en caliente para reparar paredes de hornos a elevadas temperaturas (por ejemplo, por encima de 1096 grados C), los intentos de usar el método de aplicación por proyección o gunitado en húmedo para reparar refractarios a elevadas temperaturas no han resultado muy satisfactorios. Lo expuesto en lo que antecede ilustra las limitaciones conocidas que existen en los actuales métodos y dispositivos para recubrir refractario. Es evidente que sería ventajoso proporcionar una alternativa dirigida a superar una o más de las limitaciones expuestas en lo que antecede. En consecuencia, se proporciona un aparato alternativo para la aplicación por proyección o gunitado de un material, que incluye las características que se exponen más detalladamente aquí en lo que sigue. En la Patente de los Estados Unidos 5976682 se describe una boquilla de aplicación por proyección o gunitado convencional para material fusible refractario. SUMARIO DEL INVENTO De acuerdo con el presente invento, se proporciona un aparato para la aplicación por proyección o gunitado de un material, tal como se define en las reivindicaciones.... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para la aplicación por proyección o gunitado de refractarios monolíticos, incluyendo el aparato una tubería flexible de entrega de material (20) para proporcionar un material refractario monolítico en polvo humedecido con agua, una entrada de agua (10) en comunicación de fluido con la tubería flexible de entrega de material para proporcionar agua para humedecer el material refractario monolítico en polvo, una boquilla (1) para dar salida al material refractario monolítico humedecido, estando el aparato caracterizado porque: * la boquilla (1) que tiene un paso interior (100) definido por un miembro tubular interior (110) que tiene un extremo de entrada (102) dentro del cual ha de ser introducido el material refractario monolítico humedecido, y un extremo de salida (103) desde el cual ha de ser rociado el material refractario monolítico humedecido; * teniendo la boquilla un paso exterior (200) definido por un miembro tubular exterior (210) dispuesto alrededor del miembro tubular interior, teniendo el paso exterior un extremo de entrada (202) para introducir un gas a ser hecho pasar a través del paso exterior e incidir sobre el material refractario monolítico humedecido al pasar el material refractario monolítico humedecido a través de, y salir por, el paso interior; y * una pluralidad de ranuras pasantes (106) situadas circunferencialmente en el miembro tubular interior cerca del extremo de entrada (102), en que los extremos de dos ranuras pasantes adyacentes se solapan entre sí, en que el paso interior y el paso exterior están en comunicación de fluido a través de la pluralidad de ranuras pasantes. 2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además una cámara de mezclado dispuesta entre y en comunicación de fluido con la tubería flexible de entrega de material y la boquilla, y que tiene al menos una entrada para introducir un gas de mezcla. 3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el que la entrada de agua comprende un anillo de al menos una lumbrera de inyección de agua. 4. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la boquilla comprende además un extremo hueco provisto de pestaña y dispuesto alrededor del extremo de entrada del paso interior, teniendo el extremo hueco provisto de pestaña al menos una lumbrera de entrada de aire que conecta el extremo de entrada del paso exterior con una fuente del gas que ha de ser hecho incidir sobre el material humedecido. 5. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la boquilla comprende además un extremo provisto de pestaña hueca dispuesto alrededor del extremo de entrada del paso interior, teniendo el extremo provisto de pestaña hueca múltiples lumbreras de entrada de aire que conectan el extremo de entrada del paso exterior con una fuente del gas a ser hecho incidir sobre el material humedecido. 6. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el miembro tubular exterior que define el paso exterior es más largo que el miembro tubular interior que define el paso interior, estando situado el miembro tubular exterior de tal modo que el paso exterior se extiende más allá del extremo de salida del paso interior. 7. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el miembro tubular interior comprende al menos una abertura a través y cerca de su extremo de salida, conectando con ello los pasos interior y exterior de la boquilla 8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la al menos una abertura está formando un ángulo de aproximadamente 30 grados con respecto a un eje geométrico longitudinal del miembro tubular interior. 9. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una cámara de mezclado en comunicación de fluido con el extremo de entrada del paso interior. 10. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara de mezclado está en comunicación de fluido con una fuente de gas de mezcla. 11. Un método de aplicación de refractarios monolíticos a una superficie de pared interior de un horno usando un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes. 12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11 en el que el horno está todavía caliente. 6   7   8   9