AT376416B - Verfahren zum einpassen von feuerfesten formkoerpern mit annaehernd vertikalen passflaechen in heisse ofenauskleidungen und feuerfeste masse zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einpassen von feuerfesten Formkörpern mit annähernd vertikalen Passflächen in heisse Ofenauskleidungen und eine feuerfeste Masse zur Durchführung des Verfahrens. 



   In der feuerfesten Auskleidung heissgehender Industrieöfen   und-gefässe   treten immer wieder Stellen oder Bereiche auf, die einem rascheren Verschleiss unterliegen als das umgebende Mauerwerk. Solche voreilend verschleissende Bereiche sind beispielsweise der Boden bei bodenblasenden Konvertern,   z. B.   OBM-Konvertern, Abstichblöcke von Sauerstoffkonvertern, der in die Auskleidung einer Giesspfanne eingesetzte Spülstein und die Herzstücke der Deckel von Elektrolichtbogenöfen. 



  Es ist üblich, die voreilend verschlissenen Auskleidungsteile im Zuge einer Heissreparatur zu entfernen und durch Einpassen von kleineren oder grösseren Formkörpern oder von vorgefertigten Bauteilen zu ersetzen. 



   Dabei tritt häufig das Problem auf, dass zwischen dem verbleibenden heissen, teilweise noch rotglühenden Mauerwerk und dem neu eingesetzten kalten Formkörper ein mehr oder weniger breiter Spalt freibleibt, der mit Masse oder Mörtel ausgefüllt werden muss. Diese Füllung muss in vielen Fällen,   z. B.   bei einem bodenblasenden Konverter oder beim Ersatz eines Spülsteines in einer Pfanne, gegen Metallinfiltration möglichst dicht sein ; weiters soll sie womöglich nicht schneller verschleissen als der neu eingefügte Formkörper. Ein nachträgliches Füllen dieses Spaltes durch Ausgiessen, Ausspritzen, Torkretieren   od. dgl.   ist nicht immer möglich und, falls einer dieser Methoden doch angewendet wird, ist die Füllung nicht optimal, so dass diese Fuge voreilend verschleisst. 



   Man hat daher immer wieder versucht, die Fuge schon beim Einbringen des Formkörpers mit einer Masse oder einem Mörtel möglichst vollständig zu füllen. Dazu ist es jedoch erforderlich, dass die aufgebrachte Masse an der zumeist vertikalen Passfläche des einzusetzenden Formkörpers ohne abzurutschen haftet, bis der Formkörper,   z. B.   der OBM-Konverter-Boden, an dem gewünschten Ort fixiert ist. Da die herkömmlichen Massen und Mörtel ein solches Haften in der erforderlichen Schichtdicke nicht aufwiesen, hat man bei kleineren Formkörpern das Abrutschen der aufgetragenen Masse durch Umwickeln mit Manschetten aus Papier oder Plastikfolie verhindert. Auch das Anbringen von Drahtgittern und Manschetten aus Metallblech wurde schon versucht.

   Abgesehen vom zusätzlichen Material- und Arbeitsaufwand, den das Anbringen dieser Hilfsmittel erforderte, waren sie nicht immer verlässlich. So kam es   z. B.   zum Aufreissen oder Abbrennen der Manschetten an dem rauhen und heissen Mauerwerk und dadurch zum Abfall der Fugenfüllmasse. Bei grossen Formkörpern, wo das Gewicht der aufzutragenden Masse bis etwa eine Tonne betragen kann, war es auch mit den vorgenannten Hilfsmitteln bisher nicht möglich, die gesamte Masse an den vertikalen Passflächen zu halten. 



   Für Mörtelmassen wurde gemäss AT-PS Nr. 256692 und DE-AS 1646452 das feuerfeste Grundmaterial in sehr feiner Körnung unter 0, 06 mm bzw. unter 0, 3 mm angewendet, um die Ausbildung enger Mörtelfugen zu ermöglichen, was im Gegensatz zur vorgenannten Problematik steht, wonach eine Mörtelmasse in erheblicher Schichtdicke aufgebracht werden soll. 



   Aus der AT-PS Nr. 258775 sind insbesondere als Spritzmassen empfohlene feuerfeste Massen bekannt, die aus feuerfestem Material, z. B. Magnesia mit mindestens 90 Gew.-% MgO, in einer zur Erzielung maximaler Packung und Dichte geeigneten Körnung sowie aus 1 bis 5   Gew.-%   Kaliumtripolyphosphat und 0 bis 3   Gew.-%   eines Plastifizierungsmittels,   z. B.   des Carboxymethylderivats von Guargummi, bestehen. Auch aus DE-AS 1270472, DE-AS 1571599 und AT-PSNr. 233457 sind feuerfeste Spritzmassen für Reparaturzwecke sowie aus DE-OS 2815094 eine feuerfeste Masse zum Fliessgiessen bekannt, die aus feuerfestem Grundmaterial, wie Magnesia, Chromit oder Mischungen derselben, bestehen und Natriumsilikat und/oder Alkalitripolyphosphate, z. B.

   Natriumtripolyphosphat, als Bindemittel sowie Plastifizierungsmittel, wie Bentonit oder Carboxymethylzellulose, enthalten. 



   Diese Vorveröffentlichungen geben jedoch keinen Hinweis auf die vorliegende Problemstellung und auf deren Lösung. Das Einpassen von Formkörpern in heisse Ofenauskleidungen durch Aufbringen einer Fugenfüllmasse in einer Schichtdicke von etwa 5 bis 8 cm auf die vertikalen Passflächen auch grosser Formkörper wurde bisher nicht in Betracht gezogen. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, das Einpassen von feuerfesten Formkörpern in heisse Ofenauskleidungen nur mittels einer Masse ohne weitere eingebrachte Hilfsmittel zu bewerkstelligen 

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 und eine dafür geeignete feuerfeste Masse zu schaffen, die unter Wasserzusatz in der vorgenannten grossen Schichtdicke an vertikalen oder annäherend vertikalen Wänden auftragbar ist und dort ohne abzurutschen haftet und die beim Einpassen von feuerfesten Formkörpern in heisse Ofenund Gefässauskleidungen im Zuge einer Heissreparatur eine möglichst verschleissfeste und gegen Metallinfiltration dichte Füllung des zwischen dem eingesetzten Formkörper und dem verbleibenden heissen Mauerwerk bestehenden Spaltes ermöglicht. 



   Die Lösung dieser Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, dass auf die Passflächen der Formkörper eine mit einem Wasserzusatz in der Grössenordnung von etwa 20   Gew.-%,   bezogen auf die trockene Masse, angerührte feuerfeste, plastische Masse, die aus einem in der Körnung von 0 bis 5 mm, vorzugsweise 0 bis 3 mm, vorliegenden feuerfesten Grundmaterial mit scharfkan- 
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 glas, und 3, 5 bis 5   Gew.-%   eines Plastifizierungsmittels,   z. B.   ein Zelluloseäther, wie Carboxymethylzellulose, besteht, in einer Schichtdicke von etwa 5 bis 8 cm aufgetragen wird und die Formkörper sodann in die Ofenauskleidung eingesetzt werden. 



   Das feuerfeste Grundmaterial besteht vorzugsweise aus Sinter- oder Schmelzmagnesia. Je nach dem in der zu reparierenden Auskleidung angewandten Material können aber auch andere feuerfeste Grundmaterialien, wie Chromit, Mischungen von Magnesia und Chromit, Dolomit, Forsterit, Mullit, Korund u. a., eingesetzt werden. Von wesentlicher Bedeutung zur Erzielung der angestrebten Wirkung, das Abrutschen der Masse von der mit ihr versehenen Fläche zu vermeiden, ist dabei die Form des feuerfesten Korns. 



   Dieses Korn soll möglichst nicht rund sein, sondern soll eine scharfkantig-splittrige Kornform mit relativ grosser Oberfläche aufweisen. Ein solches Korn kann durch Zerkleinerung grober Körnung,   z. B.   von im Schachtofen gebrannter Magnesia, gewonnen werden, wobei beim Zerkleinerungsvorgang auf die Erhaltung der scharfkantigen, splittrigen Kornform zu achten ist und Mahlungen, die zu einer runden Kornform führen, zu vermeiden sind. 



   Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von eisenarmen Naturmagnesiten, die ein stengeliges Gefüge aufweisen, das auch beim Sinterbrand erhalten bleibt und eine stengelige Kornform des Sintermaterials ergibt. Bei einem typischen Grundmaterial dieser Art besteht der über 0, 5 mm liegende Anteil beispielsweise zu mehr als 35   Gew.-%,   vorzugsweise zu etwa 40 bis 60   Gew.-%     aus länglichen Körnern,   bei denen das Verhältnis Länge : Durchmesser mehr als 3 : 1, vorzugsweise etwa 5 : 1, beträgt. 



   Abgesiebtes Korn von im Drehofen gebrannter Magnesia, das   z. B.   für Giessmassen mit guten Fliesseigenschaften eingesetzt wird, ist dagegen wegen seiner runden Kornform für die Zwecke der Erfindung nicht geeignet. 



   Im Interesse einer verschleissfesten Fugenfüllung empfiehlt sich der Einsatz von eisenarmer Magnesia mit einem Fe02-Gehalt unter   1, 5 Gew.-%,   vorzugsweise unter 1   Gew.-%,   und mit möglichst wenig   tiefschmelzenden   Nebenphasen. 



   Als Bindemittel, die bei Wasserzugabe eine viskose Lösung ergeben, welche "klebend" wirkt und zusammen mit dem feuerfesten Korn mit relativ grosser Oberfläche eine Plastizität der 
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   Um der Fugenfüllmasse eine ausreichende Plastizität zu verleihen, muss sie mit relativ viel Wasser verarbeitet werden. Um das Wegrinnen des Wassers aus der Masse zu verhindern, wird der Masse ein das Wasser haltender Zusatz beigegeben. Als solche Wasserhalter, auch Plastifizierungsmittel genannt, eignen sich am besten Substanzen auf der Basis von Zelluloseäther, die unter verschiedenen Namen auf dem Markt erhältlich sind,   z. B.   Carboxymethylzellulose, oder auch andere Carboxymethylderivate. Die Wasserhalter liegen in der erfindungsgemässen Masse in einer Menge von 3, 5 bis 5   Gew.-%   vor. 



   Die Anwendung des Verfahrens und der Fugenfüllmasse nach der Erfindung kommt bei jeder Zwischenreparatur eines im heissen Zustand befindlichen Mauerwerks in Betracht, die unter Einsatz von Formkörpern oder vorgefertigten Bauteilen erfolgt, wobei bei grossen Formkörpern 

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 oder Bauteilen, wie   z. B.   bei der Erneuerung des Bodens eines bodenblasenden Konverters, der Reparatur des Abstichs von Sauerstoffblaskonvertern mit vorgefertigten Rohren oder beim Austausch des Herzstücks eines Elektrolichtbogenofens, die Vorteile der erfindungsgemässen Masse besonders augenscheinlich sind. Dabei wird die Masse mit relativ viel Wasser angerührt,   z.

   B.   mit einem Wasserzusatz in der Grössenordnung von 20   Gew.-%,   bezogen auf die trockene Masse, und kann sodann auf die Passflächen der einzusetzenden Formkörper in einer Schichtdicke von etwa 5 bis 8 cm aufgetragen werden. Diese Masseschicht haftet während des Einbringens in die zu reparierende Stelle selbst an vertikalen oder leicht konischen. Passflächen, ohne dass es zu einem Abrutschen kommt. 



   Die nach der Erfindung vorgesehenen Binde- und Plastifizierungsmittel sowie der Wasserzusatz in der Grössenordnung von 20   Gew.-%   sichern eine thixotrope Konsistenz der angerührten Masse, die über längere Zeit, z. B. 1 bis 1 1/2 h, beständig bleibt. Die Eigenstabilität der mit Wasser angerührten Masse ist so gross, dass sie sich nicht absetzt oder zu rinnen anfängt. 



   Der relativ grosse Wasserzusatz von etwa 20   Gew.-%,   bezogen auf die trockene Masse, ist erforderlich, da ein Teil des Wassers beim Einbringen in den heissen Ofen zufolge der Einwirkung der Ofenhitze verdampft und da dann noch genügend Wasser zur Sicherung der thixotropen Konsistenz und zum Aufbau der chemischen Bindung vorhanden sein muss. 



   Erst durch die Auswahl des feuerfesten Grundmaterials mit scharfkantiger, splittriger oder stengeliger Kornform in Kombination mit den Bindemitteln und den Wasserhaltern in der Menge von 3, 5 bis 5 Gew.-% wurde eine Masse geschaffen, die unter Wasserzusatz in grosser Schichtdicke an vertikalen Wänden auftragbar ist und dort ohne abzurutschen haftet. 



   Beispiel 1 : 
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Eisenarme Sintermagnesia   0-0, 1   mm 30 Gew.-%   NasP3Oi. 0-0, 1   mm 3   Gew.-%  
Carboxymethylzellulose 0-0, 1 mm 4   Gew.-%  
Die Sintermagnesia wies ein stengeliges Korngefüge auf. In der Kornfraktion 1, 0 bis 3, 0 mm,   d. h.   in der Kornfraktion, die auf einem 1, 0 mm-Sieb zurückbleibt und durch ein   3, 0   mm-Sieb hindurchgeht, wiesen rund 50   Gew.-%   der Körner ein Verhältnis Länge : Durchmesser von etwa 5 : 1 auf ; beispielsweise befanden sich in dieser Kornfraktion längliche Körner mit 4 mm Länge und 0,8 mm Durchmesser mit 2, 5 mm Länge und 0,5 mm Durchmesser. 



   Beispiel 2 :
Eisenarme Schmelzmagnesia 1,   0-3, 0   mm 40   Gew.-%  
Eisenarme Schmelzmagnesia 0,   1-1, 0   mm 22   Gew.-%  
Eisenarme Schmelzmagnesia   0-0, 1   mm 30   Gew.-%  
Natronwasserglas fest   (Si02 : Na20   =   3,   5 :   1)     0-0, 2   mm   3, 5 Gew.-%  
Carboxymethylzellulose 0-0, 1 mm   4, 5 Gew.-%  
Die Körner der Schmelzmagnesia wiesen eine scharfkantig-splittrige Kornform auf. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Einpassen von feuerfesten Formkörpern mit annähernd vertikalen Passflächen in heisse Ofenauskleidungen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Passflächen der Formkörper eine mit einem Wasserzusatz in der Grössenordnung von etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die trockene Masse, angerührte feuerfeste, plastische Masse, die aus einem in der Körnung von 0 bis 5 mm, vorzugsweise 0 bis 3 mm, vorliegenden feuerfesten Grundmaterial mit scharfkantiger, splittriger EMI3.2 B.3, 5 bis 5 Gew.-% eines Plastifizierungsmittels, z.

   B. ein Zelluloseäther, wie Carboxymethylzellulose, besteht, in einer Schichtdicke von etwa 5 bis 8 cm aufgetragen wird und die Formkörper sodann in die Ofenauskleidung eingesetzt werden. <Desc/Clms Page number 4>

   2. Feuerfeste Masse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der über 0, 5 mm liegende Anteil ihres feuerfesten Grundmaterials zu mehr als 35 Gew.-%, vorzugsweise zu etwa 40 bis 60 Gew.-%, aus länglichen Körnern besteht, bei denen das Verhältnis Länge : Durchmesser mehr als 3 : 1, vorzugsweise etwa 5 : 1, beträgt.

   3. Feuerfeste Masse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste Grundmaterial aus eisenarmer Sinter- oder Schmelzmagnesia besteht.