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Verfahren zum Brennen und Sintern von feuerfesten Massen und
Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens
Das Brennen von feuerfesten Massen, z. B. Magnesit oder Dolomit, bereitet vielfach Schwierigkeiten wegen der erforderlichen hohen Brenntemperatur, der Neigung dieser Massen zum Zerfall in den verschie- denen Phasen des Vorwärm- und Brennprozesses und derGefahr desAnbackens dieser Massen am Ofenfutter des Brennofens. Man hat schon vielfach versucht, die Sintertemperatur durch Zusatz eines Flussmittels, z. B. Eisenchloridlösung, zum Brenngut herabzusetzen.
Es ist auch bereits bei einem Verfahren zur Herstellung von elektrisch isolierenden Überzügen aus chemisch reinen Grundstoffen vorgeschlagen worden, als Flussmittel eine chemische Verbindung zu be- nutzen, die nicht in den Grundstoff eindringt, sondern bei geringer Erwärmung lediglich die Oberfläche angreift und bei Sintertemperatur verdampft, so dass sich nur eine an der Oberfläche verschmolzene, als
Isolierung dienende Schutzschicht bildet. Dieses Verfahren eignet sich aber nicht zur Sinterung von feuer- festen Materialien, da es kein Flussmittel für das Kernmaterial bildet und deshalb nicht in das Gut infil- trieren kann, um gleichzeitig die Sintertemperatur des Kernmaterials herabzusetzen.
Nach einem weiteren Verfahren zum Herstellen dicht gebrannter keramischer Massen ist es ausserdem bekannt, dem vorgemischten Gut bei Ausschluss von Quarz und Feldspat als Grund- oder Zusatzstoff Sin- termittel zuzuführen, wobei der beigemischte Anteil zwischen 10 - 30 % liegen soll. Dieser allzu grosse
Anteil von 10 bis 30 % vernichtet die Feuerfestigkeit des Sintergutes. Ausserdem wird mit der Beimischung des Sintermittels kein Schutz der Oberfläche erzielt, weil sie sich nicht auf die Oberfläche als Schutz- schicht legt.
Ferner ist ein Verfahren zum Binden und bzw. oder Sintern keramischer Massen bekannt geworden, bei dem Zusätze von Binde- und Sintermitteln lose zu dem Gut zugegeben werden. Diese nicht gebun- denenZusätze anFlussmitteln werden in das feuerfeste Futter des Ofens infiltriert und setzen dessen Sinter- temperatur und Feuerbeständigkeit herab. Die Lebensdauer des feuerfesten Ofenfutters wird so stark ver- ringert. Darüber hinaus ergibt sich dabei keine Schutzschicht auf dem Gut und es ist auch keine genü- gende Herabsetzung der Temperatur des Sinterbeginns an der Oberfläche des Gutes gewährleistet.
Nach einem andern bekannten Verfahren wird ein Flussmittel in feinverteilter Form zunächst dem ebenfalls feinverteilten Brenngut zugemischt, dann zu Granalien, Briketts. od. dgl. geformt und anschlie- ssend dem Ofen aufgegeben. Dieses Verfahren hat aber einen sehr erheblichen Nachteil, zumal wenn als
Brenn- oder Sinterofen ein Drehrohrofen verwendet wird. Bei der Behandlung des Gutes im Drehrohrofen zerfallen die Granalien schon in der Anwärmzone und im ersten Teil der Kalzinierzone, d. h. in dem Sta- dium, in dem die Granalien noch nicht eine genügende Festigkeit haben. Es entsteht daher recht viel
Schutt. Dieser feinkörnige Schutt kommt nun in der Sinterzone in innige Berührung mit der Ofenwan- dung, Das in dem Schutt ebenfalls in feinster Form vorhandene Flussmittel greift dann die Ofenwandung an.
Die Folge ist, dass die Innenseite des Ofenfutters verklebt und es zur Bildung von Ansätzen, zur Ring- bildung usw. kommt.
Hier setzt nun die Erfindung ein, die sich zum Ziel gesetzt hat, zu erreichen, dass das Flussmittel nur mit dem Brenngut inReaktion tritt, d. h., dass eine gleichzeitige Reaktion des Flussmittels mit dem Ofen- futter des Drehrohrofens als Brennofen vermieden wird. Um dies zu erreichen, schlägt das erfindungsge- mässe Verfahren vor, das Flussmittel erst nach der Formgebung des Brenngutes zu Granalien usw. auf dieses
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aufzubringen, d. h. das Brenngut in Form von Schotter, körnigem Granulat, Briketts od. dgl. mit einem Schutzüberzug aus dem Flussmittel zu versehen. Das Flussmittel ist dann zunächst ausschliesslich in dem von ihm um jede einzelne Granalie gebildeten Schutzüberzug konzentriert.
Die Konzentrierung und die frühzeitige Erwärmung des Flussmittels im Vorglühprozess hat zur Folge, dass die Reaktion zwischen dem Flussmittel und dem übrigen Gut frühzeitiger und auch heftiger eintritt. Der um jede einzelne Granalie gelegte und im Vorglühprozess zu einer festen Schale werdende Schutzüberzug unterbindet daher den Zerfall der Granalien. Dies bedeutet gegenüber den bekannten Verfahren einen ganz erheblichen Vorteil. Die Granalien kommen mit dem Ofenfutter der Sinterzone des Drehrohrofens erheblich weniger in innige Berührung, u. zw. schon deswegen, weil sich die Granalien wegen ihrer Grösse nicht in den Fugen der Ausmauerung festsetzen können. Damit wird auch der Angriff des Flussmittels auf die feuerfeste Ausmauerung des Ofens unterbunden und es können keine Anbackungen an der Ausmauerung eintreten.
Die Herstellung eines solchen Schutzüberzuges kann z. B. in der Weise erfolgen, dass die Körner des Brenngutes zunächst durch Tauchen, Wälzen, Besprühen od. dgl. mit dem Flussmittel, z. B. Eisenstaub, Rotschlamm usw., überzogen werden, dann werden diese Körner getrocknet und so weit vorgekühlt, dass das Flussmittel eine feste Schale um die Brenngutkörner bildet, wobei das Flussmittel bereits zum Teil in diese Körner infiltriert. Bei Rohdolomit und Magnesit wird dieser Vorgang dadurch unterstützt, dass die bei der Entsäuerung des Gutes entstehenden Poren das Einfiltrieren des Flussmittels begünstigen.
Der Schutzüberzug zeitigt bei Magnesit und Dolomit noch den weiteren Vorteil, dass die sonst vorhandene Neigung zum Absplittern von feinsten staubförmigen Teilen, die bis zu 40 % der Rohgutmenge betragen können, fast ganz unterbunden wird.
Damit der Abrieb des Flussmittels vor dem Vorglühen verhindert wird, ist es zweckmässig, das Trocknen und Anwärmen des Gutes bis zur Glühtemperatur in ruhendem Zustand durchzuführen, was z. B. auf einem gasdurchlässigen Förderband, einem Wanderrost od. dgl. möglich ist, während der eigentliche Brenn-und Sinterprozess in einem nachgeschalteten Drehrohrofen erfolgt.
Wie die Versuche ergeben haben, ist bei dem Verglühen bei Temperaturen bis 9000 C bereits eine solche Bindung zwischen der Flussmittelschutzhaut und dem Rohgut eingetreten, dass der Abrieb im nachfolgenden Drehrohrofen-Brennprozess auf ein Mindestmass begrenzt ist, so dass auch kein nennenswerter Übertritt des Flussmittels in das Ofenfutter mehr erfolgen kann. Auch durch den Fortfall von losem feinkörnigem Sintergut wird die Ansatzneigung im Drehrohrofen weiter vermindert.
Durch die gleichmässige Infiltration des Flussmittels wird der für die Sinterbarkeit erforderliche Anteil an diesem Mittel wesentlich herabgesetzt und damit die Qualität des erbrannten Sintergutes bei gleichzei- tigerWärmeersparnis verbessert. Eine weitere Herabsetzung des Wärmebedarfs wird dadurch erreicht, dass der Staubverlust beim Brennprozess vermindert und demnach die aufgewendete Wärme besser ausgenutzt wird. Ausserdem wird die Staubbelästigung durch die Abgase ganz wesentlich vermindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Brennen und Sintern von feuerfesten Massen, wie Magnesit, Dolomit od. ähnl.
Stoffen, denen zur Herabsetzung der Sintertemperatur Flussmittel zugefügt werden, unter Verwendung eines Drehrohrofens als Sintereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Massen erst in Form von kör- nigem Granulat, Briketts oder sonstigen groben Stücken gebracht, dann mit Sintermittel überzogen und zur Bildung eines festen Schutzüberzuges vorgeglüht und darauf zum Sintern in den Fertigbrennofen gegeben werden.