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Feuerfester Verbundstein und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf einen feuerfesten Verbundstein und Verfahren zu seiner Herstellung.
Verbundsteine, d. s. Steine, die aus zwei oder mehreren Teilen aus verschiedenem Material aufgebaut sind, werden in weitem Umfang für die Zustellung von gewissen Teilen von Industrieöfen und insbesondere für die Auskleidung von Drehrohröfen, z. B. rotierenden Zementbrennöfen, verwendet.
Die Herstellung der bekannten Verbundsteineerfolgt am zweckmässigsten durch Verpressen von übereinander-oder nebeneinanderliegenden Steinmaterialien unterschiedlicher Zusammensetzung in einer Pressform, wobei die Ausgangsstoffe, also die verschiedenen einzelnen feuerfesten Materialien, schichtweise in die Pressform eingebracht werden, so dass sie die Pressform in einem zur Herstellung des fertigen Steines ausreichenden Masse ausfüllen, und hierauf das gesamte Material zum Stein verpresst wird. Die bisher bekannten Verbundsteine haben jedoch im allgemeinen den Nachteil, dass sie gegen Absplitterungsbrüche und Rissbildungen viel zuwenig widerstandsfähig sind und sich solche Brüche bzw.
Risse, wenn sie einmal aufgetreten sind, nahezu ungehindert zumindest über einen grossen Teil des Steines fortpflanzen und dadurch zu einem vorzeitigen Verschleiss desselben führen.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, Verbundsteine zu schaffen, die gegenüber den bisher bekannten Verbundsteinen eine wesentlich bessere Widerstandsfähigkeit gegen Absplitterungsbrüche und Rissbildungen entwickeln und demnach eine beträchtlich erhöhte Lebensdauer aufweisen.
Es wurde nun gefunden, dass das angeführte Ziel einer erhöhten Widerstandsfähigkeit gegen Absplitterungsbrüche und Rissbildungen dadurch erreicht werden kann, dass in die Steine Einlagen bestimmter Art eingebracht werden, die von den verwendeten feuerfesten Materialien verschieden sind.
Demgemäss bildet den Gegenstand der Erfindung ein feuerfester Verbundstein aus mindestens zwei verschiedenen, miteinander verpressten feuerfesten Materialien, die durch eine Metallplatte, die sich zumindest über den überwiegenden Teil der Grenzflächen der feuerfesten Materialien erstreckt, voneinander getrennt sind, wobei der Stein mindestens an einer Seitenfläche eine mitverpresste Aussenplatte aus oxydierbarem Metall, die vorzugsweise U-förmig ausgebildet ist, hat und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Aussenplatte eine U-förmige Innenplatte zur Trennung der verschiedenen feuerfesten Materialien voneinander aufweist. Vorzugsweise hat der Stein an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnete mitverpresste Aussenplatten, die jede eine U-förmige Innenplatte aufweisen.
In allen Fällen sollen die U-förmigen Innenplatten jeweils mit ihrer Basis mit der zugehörigen Aussenplatte verbunden sein. Bei Vorliegen von zwei U-förmigen Innenplatten erstrecken sich diese von den Aussenplatten gegeneinander in das Steininnere und lassen zwischen ihren Enden einen Zwischenraum frei.
Das Verfahren zur Herstellung des feuerfesten Verbundsteines gemäss der Erfindung erfolgt in an sich bekannter Weise unter Verwendung einer Pressform, in welche die feuerfesten Materialien eingebracht und miteinander verpresst werden, und besteht in seinem Wesen darin, dass auf den Boden einer Pressform eine vorzugsweise U-förmige Aussenplatte aufgelegt wird, die eine U-förmige Innenplatte mit sich in der Pressform nach oben erstreckenden Schenkeln aufweist, dann in den Raum zwischen den Schenkeln und ausserhalb von diesen die verschiedenen feuerfesten Materialien eingebracht werden und hierauf der Inhalt der Pressform, gegebenenfalls zusammen mit einer der auf dem Boden der Pressform angeordneten Aussenplatte gegenüberliegenden Aussenplatte zum Stein verpresst wird.
Gemäss einer Ausführungsform dieses Verfahrens weist die der auf dem Boden der Pressform angeordneten Aussenplatte gegenüberliegende Aussenplatte gleichfalls eine U-förmige Innenplatte auf, deren Schenkel sich gegen die Schenkel der andern Innenplatte erstrecken.
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also z. B. in Form von gebranntem bzw. gesintertem oder geschmolzenem Gut, in die Pressform in Form eines Rohpresslings bzw. ungetrockneten Grünlings eingebracht werden ; ein solcher Grünling ist noch verformbar und kann daher auch beim Pressen seine Form noch ändern. In allen Fällen erfolgt, wenn dies erforderlich ist, eine Trocknung der fertigen Steine.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, in welchen beispielsweise einige mögliche Ausführungsformen der Verbundsteine gemäss der Erfindung dargestellt sind, näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt : Fig. l im Querschnitt einen Verbundstein gemäss der Erfindung mit einer U-förmigen Aussenplatte und einer mit dieser verbundenen U-förmigen Innenplatte, sowie einer der U-förmigen Aussenplatte gegenüberliegend angeordneten ebenen Aussenplatte, zusammen mit der für die Herstellung dienenden Pressform. Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. l und stellt in einem Querschnitt nach der Linie IN - IL in Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform dar, bei welcher auch die ebene Aussenplatte mit einer U-förmigen Innenplatte verbunden ist. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III - III in Fig. 2, wobei die Pressform weggelassen ist.
Bei der Herstellung von Verbundsteinen gemäss der Erfindung von der in Fig. l dargestellten Form wild auf den Bodenstempel 35 einer Pressform mit den Seitenwänden 36 eine U-förmige metallische Aussenplatte 28 mit einer Basis 30 und mit Schenkeln 32 und 33 in der Art aufgebracht, dass sich ihre Schenkel 32 und 33 entlang der Formseitenwände 36 nach oben erstrecken. Mit der Basis 30 der U-förmigen Aussenplatte ist eine U-förmige metallische Innenplatte 22 mit einer Basis 23 und Schenkeln 24 und 25 mit Hilfe der Basis 23, z. B. durch Schweissung bei 26, verbunden.
Dann wird in die U-förmige Innenplatte 22 ein feuerfestes Material 27'und ausserhalb der U-förmigen Innenplatte in den übrigen Raum der Pressform ein davon verschiedenes feuerfestes Material 27 eingebracht ; schliesslich wird auf die gesamte feuerfeste Masse in der Pressform oben eine ebene metallische Aussenplatte 20 aufgelegt und hierauf zum Stein verpresst. Auf diese Weise wird ein Verbundstein erhalten, bei welchem die beiden verschiedenen feuerfesten Materialien nur am oberen Ende der U-förmigen Innenplatte miteinander in Berührung kommen. Der Stein ist an seinen Seitenflächen praktisch zur Gänze mit Metall ummantelt und zwischen der U-förmigen Aussenplatte 28 und der ebenen Aussenplatte 20 sind lediglich schmale Streifen 34 von feuerfestem Ma- terial freigelassen.
Die Fig. 2 und 3 beziehen sich auf eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. l, mit der Abweichung, dass in diesem Falle auch die ebene Aussenplatte, die hier mit 20" bezeichnet ist, eine U-förmige Innenplatte 22" mit einer Basis 23" und Schenkeln 24"und 25"aufweist. Die ebene Aussenplatte 20"ist mit der Basis 23" der U-förmigen Innenplatte 22" bei 26", z. B. durch Verschweissen, verbunden urd hat ihre U-förmige Innenplatte 22" in der Weise angeordnet, dass deren Schenkel 24"und 25"den
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liegen an den Seitenwänden 36 der Pressform an. Im Falle dieses Steines ist nur die untere U-förmige Innenplatte 22'von dem einen feuerfesten Material 27'erfüllt, wogegen der gesamte übrige Teil des Steines aus feuerfestem Material 27 der andern Art besteht.
Zwischen den Schenkeln der U-förmigen unteren Innenplatte 22'und den Schenkeln der oberen U-förmigen Innenplatte 22" befindet sich ein schmaler, von feuerfestem Material 27 erfüllter Zwischenraum 40. An den Seitenflächen des fertigen Steines liegt ebenso wie bei dem Stein gemäss Fig. 1 ein schmaler Streifen 34 von feuerfestem Material frei.
Sowohl bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1, als auch bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 2 und 3 erstreckt sich die U-förmige Innenplatte 22 bzw. erstrecken sich die U-förmigen Innenplatten 22' und 22" zweckmässig über mindestens 80% der Steinlänge ; die Innenplatten sind aber wünschenswerterweise etwas kürzer als die Steinlänge und kürzer als die Aussenplatte 20 bzw. die Aussenplatten 20" und 28', so dass an den Enden, wo keine Innenplatte mehr ist, Anteile aus feuerfestem Material 38 freiliegen.
Als Materialien für den Aufbau der Verbundsteine gemäss der Erfindung können beispielsweise basische oder neutrale feuerfeste Stoffe, wie Magnesit und Magnesitchrom oder Chrommagnesit und Magnesitchrom oder Magnesit und Dolomit, z. B. stabilisierter Dolomit, oder Magnesit und Forsterit, miteinander verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf Verbundsteine aus basischen oder neutra- len Materialien beschränkt, sondern hat in gleicher Weise prinzipiell auch für Steine auf saurer Grundlage bzw. für Steine aus sauren Materialien einerseits und basischen bzw. neutralen Materialien anderseits
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Geltung.
Durch die Verwendung von U-förmigen Innenplatten in den Verbundsteinen gemäss der Erfindung wird gegenüber Steinen ansonst gleicher Art in praktisch allen Fällen die Widerstandsfähigkeit gegen die Fortpflanzung von Absplitterungsbrüchen und Rissbildungen wesentlichverstärkt und damit die Lebensdauer der Steine beträchtlich erhöht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfester Verbundstein aus mindestens zwei verschiedenen, miteinander verpressten feuerfesten Materialien, die durch eine Metallplatte, die sich zumindest über den überwiegenden Teil der Grenzflächen der feuerfesten Materialien erstreckt, voneinander getrennt sind, wobei der Stein mindestens an einer Seitenfläche eine mitverpresste Aussenplatte aus oxydierbarem Metall, die vorzugsweise U-förmig ausgebildet ist, hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenplatte (28) eine U-förmige Innenplatte (22) zur Trennung der verschiedenen feuerfesten Materialien (27, 27') voneinander aufweist.
2. Feuerfester Verbundstein nachAnspruch l mit an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen angeordneten mitverpressten Aussenplatten, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aussenplatte (28', 20") eine U. ; förmige Innenplatte (22, 22") aufweist.