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Feuerfester Formkörper, vorzugsweise in Steinform, und damit hergestelltes Mauerwerk
Die Erfindung betrifft einen feuerfesten Formkörper, vorzugsweise in Steinform, für den Aufbau der
Auskleidung von Stahlschmelzöfen, insbesondere von Siemens-Martin-Öfen, welcher Körper aus einzel- nen, in beschränkter Anzahl vorhandenen Abschnitten vergleichbarer Grösse von sich im Feuer verschieden verhaltenden feuerfesten Stoffen besteht.
Es ist bereits ein Mauerwerk für metallurgische Öfen vorgeschlagen worden, das aus in wechselnder
Folge angeordnetenbasischen und neutralen Steinen besteht. Es kann sich dabei z. B. um die abwechselnde
Aufeinanderfolge von Magnesit- oder Dolomitsteinen und von Chromit-oder Chrommagnesitsteinen han- deln. Ein ähnlicher Gedanke, jedoch in Beschränkung auf Ofengewölbe, ist in dem Vorschlag zu erkennen,
Chrommagnesitsteine mit Magnesitchromsteinen abwechseln zu lassen. Es ist auch bereits erkannt worden, dass die günstigen Wirkungen derartiger gemischter Mauerwerksteile dann besser in Erscheinung treten, wenn die einzelnen Steine relativ kleine Abmessungen haben (bei Drehrohröfen z. B. in Form von Platten mit einer Dicke von etwa 2 bis 3 cm).
Ferner ist es bekannt, Feuerraumdecken aus Rippensteinen und von diesen getragenen Zwischenfeldsteinen einer andern Zusammensetzung aufzubauen.
Gegen derartige Mauerwerksteile bestehen jedoch noch mehrere Einwände. So ist die Mauerungsarbeit unter Verwendung relativ dunner feuerfester Körper mit einem entsprechend hohen Aufwand an Handarbeit verbunden, die Zahl der Mörtelfugen bzw. Zwischenlagebleche steigt bei kleinen Formaten entsprechend an. In jedem Fall ist es nötig, dem Maurer zwei verschiedene Steinsorten an den Arbeitsplatz zu liefern, was ebenfalls umständlich ist und auch oft des herrschenden Raummangels wegen zu Schwierigkeiten fflhrt.
Schliesslich unterscheiden sich die beiden zu verlegenden Steinarten rein äusserlich gesehen nur wenig voneinander, so dass die Einhaltung der gewünschten wechselnden Folge eine gewisse Aufmerksamkeit erfordert.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, einen feuerfesten Körper so aufzubauen, dass in einen äusseren Rahmenteil aus feuerfestem Material einzelne Einsatzkörper aus einem andern basischen Material eingesetzt werden, welche senkrecht zur Feuerseite des Ofens, in dem sie verwendet werden, angeordnet sind. Ein solcher Mehrstoffkörper kann die übliche Grösse eines feuerfesten Steines aufweisen und wird dennoch die Vorteile besitzen, die sich aus der Auflösung der Normalformate in relativ dUnnere Platten ergeben ; auch wird der Verbrauch an Mörtel bzw. Zwischenlageblechen nicht grösser sein als bei Verwendung von Steinen in Normalformat und es wird an der Arbeitsstelle nur eine einzige Steinart vorhanden sein.
Gegen diese Steine besteht jedoch der Einwand, dass ihre Herstellung sehr umständlich ist und dass ihre Haltbarkeit der nicht ausreichenden Verbindung zwischen dem Rahmenstein und den Einsatzsteinen wegen herabgesetzt ist, zumal die mechanische Festigkeit solcher Steine zufolge der Rahmenform des Grundkörpers relativ sehr gering ist.
Nach einem andern, jedoch nicht zum vorveröffentlichten Stand der Technik zählenden Vorschlag sind im Inneren von Mehrstoffkörpern mit parallel zur Richtung des Temperaturgefälles verlaufenden Abschnitten Metalleinlagen so vorgesehen, dass sie zwischen je zwei unterschiedlichen Abschnitten vorhanden sind.
Praktische Versuche haben ergeben, dass Verbundformkörper, die aus einzelnen Abschnitten in einer der eingangs genannten Art entsprechenden Anordnung bestehen, sich günstig verhalten, was sich als Erhöhung der Lebensdauer ausdrückt Erfindungsgemäss ist nun festgestellt worden, dass sich weitere Verbesserungen im Verhalten eines solchen Formkörpers erzielen lassen, wenn mindestens einer der Stein-
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abschnitte zur Gänze oder überwiegend aus einem feuerfesten basischen bis neutralen Stoff besteht, der durch einen Schmelzvorgang verdichtet worden ist, und dass die Berührungsflächen der einzelnen Abschnitte in Richtung des Temperaturgefälles im Stein verlaufen.
Durch die deutsche Patentschrift Nr. 596365 ist ein Verbundkörper bekanntgeworden, der aus einem i geschmolzenen Teil und einem gewöhnlichen gebrannten Teil besteht. Verbundkörper dieser Art werden zur Auskleidung der Schmelzwanne von Glasschmelzöfen empfohlen, u. zw. soll dieser feuerfeste Körper einen gegen den zerstörenden Angriff des geschmolzenen Gases beständigen oberflächlichen Überzug aufweisen. Das geschmolzene Material bildet eine Schutzschicht, die somit mit der Schmelze in Berührung kommen-soll. Die Trennschicht zwischen diesem aus geschmolzenem und nachher erstarrtem Material und dem feuerfesten Körper verläuft senkrecht zur Richtung des Temperaturgefälles, was jedoch einen Wesensunterschied zum vorliegenden Formkörper bildet.
Die Erfindung fusst auf der Erwägung, dass aus der Schmelze gegossene feuerfeste Stoffe, insbesondere Schmelzmagnesia, sich namentlich ihres dichten Gefüges wegen durch grosse Feuerfestigkeit und Beständigkeit gegen Angriffe verschiedenster Art (Schlacken, Gase, Stäube) auszeichnen, aber eben dieser Gefügebeschaffenheit wegen eine wenig befriedigende Temperaturwechselbeständigkeit zeigen. Dieser Übelstand wird nun im Sinne der Erfindung dadurch beseitigt, dass im feuerfesten Stein od. dgl. jene Zone (oder Zonen), die dem schmelzgegossenen Teil benachbart sind, aus gekörntem Material bestehen, welches imstande ist, Formänderungen des dichten Körpers zu folgen bzw. diese auszugleichen.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass schon die Verwendung von schmelzgegossenem Material an sich, also auch wenn es nachträglich gekörnt wurde, eine Qualitätsverbesserung gegenüber früher vorgeschlagenen Mehrstoffkörpern bietet, vorausgesetzt nattirlich, dass die zweckentsprechende Abstimmung der einzelnen Abschnitte des fertigen Körpers aufeinander eingehalten ist.
Obgleich es zweckmässig ist, die einzelnen Abschnitte des vorliegenden Formkörpers aus chemisch unterschiedlichem Material aufzubauen, liegt es doch auch im Rahmen der Erfindung, die Steinabschnitte aus chemisch gesehen gleichem Material auszuführen, aber das unterschiedliche physikalische Verhalten dieser Abschnitte durch eine unterschiedliche physikalische Beschaffenheit derselben herbeizuführen, also beispielsweise indem ein Abschnitt als dichter Formkörper gegossen ist, wogegen der andere zwar aus einem Material derselben chemischen Zusammensetzung besteht, aber unter Einhaltung bestimmter Körnungsmassnahmen aufgebaut ist. Die in letzterem Fall anzuwendenden Bindemittel, die üblicher Art sein mögen, sollen im Rahmen dieser allgemeinen Erwägungen ausser Betracht bleiben.
Es ist zweckmässig, zwischen den einzelnen Steinabschnitten Metalleinlagen anzuordnen und den Stein als Ganzes oder'überwiegend in einen Blechmantel einzuschliessen, Wie an sich bekannt, können die Einlagen mit dem Aussenmantel verbunden sein. Da ein Verpressen vorgefertigter, insbesondere gegossener feuerfester Formkörper mit einem äusseren Blechmantel nicht möglich ist, empfiehlt es sich, die genannten Formkörper in einen zuvor hergestellten Blechkasten einzuschichten und in diesem zu fixieren, was z. B. durch aus dem Mantel herausgebogene Zungen geschehen kann, die in Vertiefungen des feuerfesten Körpers einrasten.
Der Blechmantel kann, falls eine hinreichende Fixierung zwischen ihm und seinem Inhalt vorgesehen ist, der Aufhängung der erfindungsgemässen Steine - etwa in einer Hängedecke - dienen oder man lässt, wie an sich bekannt, im Formkörperoberteil seitlich zugängliche Vertiefungen frei, in welche Hängeglieder eingreifen. Selbstverständlich kann jede andere Art von Aufhängeeinrichtungen angewendet werden.
Die gepressten, unter Einhaltung von Körnungsmassnahmen erhaltenen Steinteile können auch in gebrannter Form angewendet werden.
Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens besteht darin, zwischen wenigstens einer Wand des Blechmantels und dem diesem benachbarten Steinabschnitt eine ausbrennbare Einlage, z. B. aus Pappe, anzuordnen. Der Vorteil dieser Massnahme besteht in einem vereinfachten Aufbau des Mauerwerks, indem
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Neues, feuerfeste Körper mit solchen Auflagen zu vereinigen, doch hat man diese Massnahme bei Blechmantelsteinen bisher nicht vorgesehen. Ein weiterer Vorteil dieser Einlagen besteht im vorliegenden Fall darin, dass die Steinabschnitte im Blechkasten besser fixiert werden und dadurch auch die Blechzwischenlagen zwischen diesen Abschnitten besser gehalten werden, falls man es nicht vorzieht, die Zwischenlagen mit dem Blechmantel fest zu verbinden.
Soweit es sich um die Verarbeitung von pressfähigen, feuerfesten Mischungen handelt, können die bezüglichen Formkörper mit einem zweckmässig U-förmigen Blechmantel verpresst werden, wenn der Raum innerhalb desselben, der für den gegossenen Teil bestimmt ist, durch Verwendung von Kernen freigehalten wird, die zuerst in den in der Form befindlichen Blechmantel gelegt und nach Füllen der Form und
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Durchführung des Pressvorganges aus dem so erhaltenen Formkörper entnommen werden, wozu sie einen hinreichenden Anzug in den in der Pressrichtung verlaufenden Begrenzungsflächen besitzen müssen,
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richtet sich besonders nach Fabrikationserwägungen ; in der Regel wird sie gering sein, etwa 2-4, und nur selten mehr.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfester Formkörper, vorzugsweise in Steinform, für den Aufbau der Auskleidung von Stahlschmelzöfen, insbesondere von Siemens-Martin-Öfen, welcher Körper aus einzelnen, in beschränkter Anzahl vorhandenen Abschnitten vergleichbarer Grösse von sich im Feuer verschieden verhaltenden feuerfesten Stoffen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Steinabschnitte zur Gänze oder überwiegend aus einem feuerfesten basischen bis neutralen Stoff besteht, der durch einen Schmelzvorgang verdichtet worden ist, und dass die Berührungsflächen der einzelnen Abschnitte in Richtung des Temperaturgefälles im Stein verlaufen.