DD287248A5 - THERMAL RADIATION ACTIVE COVERING METHOD AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

THERMAL RADIATION ACTIVE COVERING METHOD AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Download PDF

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DD287248A5
DD287248A5 DD33211889A DD33211889A DD287248A5 DD 287248 A5 DD287248 A5 DD 287248A5 DD 33211889 A DD33211889 A DD 33211889A DD 33211889 A DD33211889 A DD 33211889A DD 287248 A5 DD287248 A5 DD 287248A5
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DD
German Democratic Republic
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coating composition
composition according
active coating
thermal radiation
radiation active
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Application number
DD33211889A
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German (de)
Inventor
Ulrich Morgenstern
Frank Borrmann
Wolfram Klinger
Wolfgang Tschirswitz
Volker Krasselt
Peter Hillme
Elke Gross
Hubert Pacholik
Original Assignee
Brennstoffbaukombinat Freiberg,De
Staatliche Energieinspektion,De
Veb Stahl- Und Walzwerk "W. Florin" Hennigsdorf,De
Veb Bergbau- Und Huettenkombinat "Albert Funk",De
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Abstract

wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse; Beschichtung; vitrokeramische Matrix; Temperaturbehandlung; feuerfeste Auskleidung; Industrieöfen; Feuerungen; Wärmetauscher; absorptionsaktiver Feststoffanteil; Silikatglas; feuerfeste Füllstoffe; Mineralisatoren; kolloide Lösung; Solheat radiation active coating composition; coating; vitroceramic matrix; Temperature treatment; refractory lining; furnaces; furnaces; Heat exchanger; absorption-active solid content; Silicate glass; refractory fillers; Mineralizers; colloidal solution; Sol

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse für Beschichtungen i:nd Verfahren zu deren Herstellung für die Innenflächen der Auskleidung von Industrieöfen, Feuerräumen von Feuerungen, metallurgischen Gefäßen, Wärmetauschern und sonstigen Wärmeübertragungsanlagen sowie Brennerstein- ode. Strahlungselemente und sonstige im Innenraum derartiger Anlagen befindlichen Elemente. Die zur wärmestrahlungsaktiven Beschichtung geeigneten Wärmeaggregate sind in allen Bereichen der Industrie, der Landwirtschaft, des Bauwesens und der Dienstleistungen vorhanden.The invention relates to a heat-radiation-active coating composition for coatings and to a method for the production thereof for the inner surfaces of the lining of industrial furnaces, furnace fireboxes, metallurgical vessels, heat exchangers and other heat transfer systems and burner stones. Radiation elements and other elements located in the interior of such systems. The heat-active coating units are available in all sectors of industry, agriculture, construction and services.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Wärmeanwendungsanlagen, wie beispielsweise Industrieöfen, Feuerungen, metallurgische Gefäße und bestimmte Arten vonHeat application systems, such as industrial furnaces, furnaces, metallurgical vessels and certain types of Wärmetauschern besitzen eine feuerfeste Auskleidung aus Formstein-Mauerwerk, monolithischer oder Blockzustellung in Ein-Heat exchangers have a refractory lining made of masonry masonry, monolithic or block infeed

oder Mehrschichtbauweise.or multi-layer construction.

Bei der neuerdings angewendeten Leichtbauwelse kommt Fasermaterial in Form von Matten, Platten, Streifen und Modulen inIn the recently applied lightweight catfish fiber material comes in the form of mats, plates, strips and modules in

verschiedenen Stärken zur Anwendung. Bekannt geworden ist auch die Tapezierung von Innenflächen der bestehendendifferent strengths for use. Also known is the wallpapering of inner surfaces of the existing

Auskleidung in Schwerbauweise mit diesen Faserelementen zum Zweck der zusätzlichen Wärmeisolation und damitHeavyweight lining with these fiber elements for the purpose of additional heat insulation and thus Enorgleelnspar. mg, die Insbesondere bei diskontinuierlichem Ofenbetrieb und bei öfen mit häufig wechselndemEnorgleelnspar. mg, in particular in batch furnace operation and in furnaces with frequently changing Ofentemperaturregime sehr effektiv ist, da neben der Wandverlustsenkung noch ein geringerer Speicherwärme- undOven temperature regime is very effective, since in addition to the loss of wall loss even lower storage heat and Beharrungswärmeveriust (geringerer Trägheitsverlust infolge schnelleren Regelverhaltens) sowie geringerer Verschleiß derPersistence heat loss (lower inertia loss due to faster control behavior) and less wear of the Feuerfestauskleidung auftritt und Leistungssteigerungen der Aggregate möglich sind.Refractory lining occurs and performance increases of the aggregates are possible. Das Strahlungsemissionsvermögen der meisten in diesen Wärmeanlagen für die Feuerfestauskleidung eingesetzten feuerfestenThe radiation emissivity of most refractories used in these refractory liners Baustoffe Hegt im Hochtemperaturbereich bei einem Emissionsvermögen kleiner gleich 0,7. Das EmissionsvermögenIn the high-temperature range, building materials have an emissivity of less than or equal to 0.7. The emissivity

alumosilikatischer Fasererzeugnisse liegt unter 0,4 (teilweise unter 0,3).aluminosilicate fiber products is less than 0.4 (in some cases less than 0.3).

Bei der Lösung nach DE-AS 1302596 werden Überzüge, die eine Glasphase bilden, aus einem Stoffgemisch hergestellt,In the solution according to DE-AS 1302596, coatings which form a glass phase are produced from a mixture of substances,

bestehend aus Kalziumfluorid, Silizium- und Kalziumoxid, Natriumkarbonat, Natriumfluorid, Natriumsilikat sowie Siliziumkarbidund/oder Molybdänkarbid und/oder Graphit.consisting of calcium fluoride, silicon and calcium oxide, sodium carbonate, sodium fluoride, sodium silicate and silicon carbide and / or molybdenum carbide and / or graphite.

Nach SU-UHS 881506 wird eine Fritte aus Fe2O3 und einem hohen Anteil an Flußmitteln aufgetragen (die Schicht hat einenAccording to SU-UHS 881506 a frit of Fe 2 O 3 and a high proportion of flux is applied (the layer has a Emissionsgrad nahe 0,9).Emissivity close to 0.9). Beiden Lösungen haftet der Nachteil an, daß sie relativ dick aufgetragen werden (größer 2mm), wodurch große Mengen nötigBoth solutions have the disadvantage that they are applied relatively thick (greater than 2mm), which requires large amounts

sind und ein Auftrag auf Fasern nicht möglich ist. Ein weiterer entscheidender Nachteil besteht im Glasurcharakterare and an order on fibers is not possible. Another decisive disadvantage is the glass character

(Flußmittelanteil größer 50%) dieser Überzüge. Sie besitzen ein enges Schmelzintervall und es kann bei Überhitzung (auch nurörtlich) zum Abfließen der Schicht kommen.(Flux more than 50%) of these coatings. They have a narrow melting interval and overheating (even localized) can cause the layer to run off.

Weiterhin ist eine Wandauskleidung für Heizöfen zur weiteren Verbesserung der wirtschaftlichen Energieausnutzung bekanntFurthermore, a wall lining for heaters to further improve the economic use of energy is known

(DE-PS 3016377), wo zwischen einem bindemittelhaitlgen SiC-Überzug und der Innenseite der Heizofenwand eine Schicht auseinem anorganischen faserförmlgen wärmisolierender Material angeordnet ist. Dieser SiC-Überzug hat den Nachteil, daß das(DE-PS 3016377), where between a binder-containing SiC coating and the inside of the heating furnace wall, a layer of an inorganic fibrous heat-insulating material is arranged. This SiC coating has the disadvantage that the

SiC bei oxiderendor Atmosphäre und hohen Temperaturen mit Sauerstoff oxidiert und nicht beständig ist.SiC is oxidized with oxygen in oxideric atmosphere and high temperatures and is not stable. Nach der Lösung von DD-WP 206522 werden feuerfeste Auftragsmassen aus metallurgischer Schlacke bestimmterAfter the solution of DD-WP 206522 refractory coating compositions of metallurgical slag certain Zusammensetzung oder Chromerz oder SiC-Materlal sowie Füllstoffe und Bindemittel verwendet, die in einer Schichtstärke vonComposition or chromium or SiC Materlal and fillers and binders used in a layer thickness of

2 bis 5mm aufgebracht werden, wodurch Wärmespannungen auftreten und die Gefahr des Abplatzens besteht, große Mengennötig sind, sowie nicht auf Fasermaterial angewendet werden können.2 to 5mm are applied, whereby thermal stresses occur and there is a risk of chipping, large quantities are needed, and can not be applied to fiber material.

Weiterhin ist bekannt, daß bindemittelhaltige Metalloxidüberzüge auf Zunderbasis ohne (DD-WP 223803) und mit feuerfestenIt is also known that binder-containing metal oxide coatings on a scale basis without (DD-WP 223803) and with refractory Zuschlagstoffen aus Tonerde und/oder Magnesit (DD-WP 224099) zur Anwendung kommen.Aggregates of alumina and / or magnesite (DD-WP 224099) are used. Damit werden Emissionsgrade um 0,93 erreicht. Während diese Schicht auf massiven feuerfesten Zustellungen gute ErgebnisseThis achieves emissivities of 0.93. While this layer on solid refractory liners gives good results

bringt, kommt es bei der Anwendung auf Fasermaterial, je nach Faserart, -struktur und -konfektionierung sowieDepending on the type, structure and manufacture of the fibers, fiber material may be used

Ofenbedingungen bei Temperaturen oberhalb 1100°C zu Abplatzungen.Oven conditions at temperatures above 1100 ° C to flaking.

Generell ist festzustellen, daß die bekannten Überzugsmassen mit hohem Emissionsgrad für Feuerfestauskleidungen, insbesondere auf oxidischer Basis, infolge zu hoher Sprödigkeit zu Abplatzungen neigen. Besonders schwerwiegende Schäden werden bei modernen Leichtzustellungen aus Feuerfestfasern beobachtet.In general, it should be noted that the known coating compositions with a high emissivity for refractory linings, especially on oxidic basis, tend to flaking due to high brittleness. Particularly serious damage is observed in modern lightweight deliveries of refractory fibers.

Die glasige Matrix bekannter Überzüge verändert sich im Verlaufe des Einsatzes, so daß die Strahlungsaktivität nachläßt und so die Betriebsparameter der Wärmeanlage in unerwünschter Weise verändert werden, wobei gleichzeitig der EnergieverbrauchThe glassy matrix of known coatings changes in the course of use, so that the radiation activity decreases and so the operating parameters of the heat system are changed in an undesirable manner, at the same time the energy consumption

anwächst. Nicht selten wird sogar ein Abtropfen des Überzuges mit bekannter glasiger Matrix von der Ofenwand oder die Resorption durch das poröse Untergrundmaterial beobachtet.increases. Not infrequently even a dripping of the coating with known glassy matrix from the furnace wall or the absorption by the porous background material is observed.

Die strahlungsaktiven Oxide der bekannten Überzugsmassen werden in ihrer Wirkung durch GlasphasenübsrgängeThe radiation-active oxides of the known coating compositions are effective in their Glasphasenübsrgänge

beeinträchtigt. Wird zur Ausschaltung dieses Nachteiles der Glasphasenanteil bekannter Überzüge minimal gehalten, so ist dies mit dem Nachteil beschriebener Abplatzneigung verbunden, weil die Elastizität verlorengeht und weil eine Anpassung der Wärmedehnung des Überzuges an das Untergrundmaterial nicht mehr möglich ist.impaired. Is to eliminate this disadvantage, the glass phase content of known coatings minimized, this is associated with the disadvantage of Abplatzneigung described because the elasticity is lost and because an adjustment of the thermal expansion of the coating to the substrate material is no longer possible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist eine wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse und das Verfahren zu deren Herstellung für verschleißfeste Beschichtungen zur Intensivierung des Strahlungswärmeüberganges, zur Verringerung der Wand-, Speicher-, Beharrungswärme· und Abgasverluste sowie des Verschleißes der feuerfesten Auskleidung, insbesondere bei Faserzustellung bzw. Fasertapezierung, wodurch eine dauerhafte Verbesserung des Wirkungsgrades durch Senkung des Energieverbrauches und längere Verfügbarkeit der Anlagen sowie Leistungssteigerung erreicht wird.The aim of the invention is a heat-radiation-active coating composition and the process for their preparation for wear-resistant coatings for intensifying the radiant heat transfer, to reduce the wall, storage, Beharrungswärme · and exhaust gas losses and wear of the refractory lining, especially in fiber delivery or Fasertapezierung, creating a permanent improvement in efficiency is achieved by reducing energy consumption and longer availability of equipment and performance improvement.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse für Beschichtungen für die feuerfeste Auskleidung von Wärmeanwendungsanlagen mit einem Strahlungsemissionsgred bis nahe 1,0 von Beginn der Betriebsweise der Anlage an für Anwendungstemperaturan bis über 1800 K herzustellen, die nach dem Auftrag auf die entsprechenden Oberflächen in einer Stärke von gleich oder kleiner 1,0mm, vorzugsweise unter 0,5 mm, auch bei intermittierender thermischer Belastung, insbesondere auf Fasererzeugnissen, durch entsprechende Viskosität, Oberflächenaktivität der Bestandteile, Spinellausbildung und Anpassung der wärmephysikalischen Eigenschaften, insbesondere der Ausdehnung an den Trägerbaustoff, eine hohe Elastizität und Haftfähigkeit in einem breiten Temperaturintervall, hohen Schutz gegen Abrieb und durch das Versiegeln der mikroporösen feuerfesten Oberfläche eine hohe Verschleißfestigkeit bei der Anwendungstemperatur aufweist.The invention has for its object to produce a heat radiation active coating composition for coatings for the refractory lining of heat application systems with a Strahlungsemissionsgred to near 1.0 from the beginning of the operation of the plant at an application temperature to about 1800 K, which after application to the corresponding surfaces in a thickness of equal to or less than 1.0 mm, preferably less than 0.5 mm, even with intermittent thermal stress, in particular on fiber products, by appropriate viscosity, surface activity of the constituents, spinel formation and adaptation of the thermal physical properties, in particular the expansion of the carrier building material, a high elasticity and adhesiveness in a wide temperature range, high protection against abrasion and by sealing the microporous refractory surface has a high wear resistance at the application temperature.

Bei Auftrag auf Fasererzeugnissen wird gleichzeitig die Nachschwindung auf der Feuerseite gemindert. Erfindungsgemäß wirft die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Beschichtung eine vitrokeramiäche Matrix aufweist und das absorpticnsaktive vitrokeramische Grundgemisch aus einer trockenen und einer flüssigen Komponente besteht, wobei die trockene Komponente der Überzugsmischung sich zusammensetzt aus:When applied to fiber products, the post-shrinkage on the firing side is simultaneously reduced. According to the invention, the object is achieved by the coating having an vitroceramic matrix and the absorptive-active vitroceramic base mixture consisting of a dry and a liquid component, the dry component of the coating mixture being composed of:

a) 8bis 95Ma.-% absorptionsaktivem Feststoffanteil bestehend aus:a) 8 to 95 Ma .-% absorption-active solid content consisting of:

- 5 bis 100Ma.-%feinteiligem Eisenoxid und/oder Eisenoxid-Gemischen, vorzugsweise im Minteralbestand des Zunders von Eisen und/oder Eisenlegierungen und/oder Ferroschlacke (erstarrter flüssiger Zunder) und/oder Eisenorz und/oder Eisenerzkonzentrat und/oder schwarzmetallurgischer Ofenflugstaub- 5 to 100Ma .-% of finely divided iron oxide and / or iron oxide mixtures, preferably in Minteralbestand the scale of iron and / or iron alloys and / or ferro-slag (solidified liquid scale) and / or iron ore and / or iron ore concentrate and / or black metallurgical Ofenflugstaub

- 0 bis 60 Ma.-% feinteilige chromoxidhaUige Verbindungen (gerechnet als Cr2O3), vorzugsweise Chromit und/oder Chromit-Periklas und/oder chromoxidhaltige Sekundärrohstoffe- 0 to 60% by weight of finely divided chromium oxide-containing compounds (calculated as Cr 2 O 3 ), preferably chromite and / or chromite periclase and / or chromium oxide-containing secondary raw materials

- 0 bis 30 Ma.-% feingepulverte, leicht oxidierbare Legierungen wie FeCr und/oder FeMn und/oder FeSi und/oder SiMn oder0 to 30% by weight of finely powdered, easily oxidizable alloys such as FeCr and / or FeMn and / or FeSi and / or SiMn or

- 0 bis 60 Ma.·% feinteilige Kohlenstoffverbindungen, wie Karbide (z. B. Siliziumkarbid) und/oder Graphit und/oder Ruß und/oder Anfallstoffe mit hohem Kohlenstoffgehalt,From 0 to 60 Ma.% Of finely divided carbon compounds, such as carbides (eg silicon carbide) and / or graphite and / or carbon black and / or high carbon contents,

b) 0,5 bis 25 Ma.-% Glas, vorzugsweise feinzerkleinerter Silikatglasbruch und/oder Glasurfritten und/oder Stoffe auf der Basis natürlicher und/oder synthetischer Alkali- und/oder Erdalkaliverbindungen und/oder Borverbindungen,b) 0.5 to 25% by weight of glass, preferably finely comminuted silicate glass breakage and / or glaze frits and / or substances based on natural and / or synthetic alkali and / or alkaline earth compounds and / or boron compounds,

c) 0 bis 87 Ma.-% feuerfeste Füllstoffe, bestehend aus feinzerkleinertem Porzellan- und/oder Cordieritkeramikbruch und/oder AI2O3" und/oder alumosilikatische und/oder MgO-Verbindungen und/oder Forsterit in Form von Partikeln und/oder feinporösen Granulaten und/oder von anorganischen Faserschnipseln, wobei diese feuerfesten Bestandteile teilweise oder vollständig aus dem Material der Feuerfestzustellung bestehen, auf die der Überzug aufgebracht wird, vorzugsweise aus Sekundärmaterial,c) 0 to 87% by weight refractory fillers consisting of finely comminuted porcelain and / or cordierite ceramic fracture and / or Al 2 O 3 "and / or aluminosilicate and / or MgO compounds and / or forsterite in the form of particles and / or finely porous granules and / or inorganic fiber chips, these refractory components consisting partly or wholly of the material of the refractory lining to which the coating is applied, preferably of secondary material,

d) 0,1 bis 15 Ma.·% feinstgemahlene Mineralisatoren wie ZrO2, ZrSiO4, TiO2, ZnO, Fluoride, Sulfide, Phosphate einzeln oder in Mischung zur Stimulierung der Vitrokerammatrixbildungd) 0.1 to 15 Ma ·% finely ground mineralizers such as ZrO 2 , ZrSiO 4 , TiO 2 , ZnO, fluorides, sulfides, phosphates alone or mixed to stimulate Vitrokerammatrixbildung

in einer Körnung von mindestens 90Ma.-% kleiner gleich 0,3mm.in a grain size of at least 90Ma .-% less than or equal to 0.3mm.

Die flüssige Komponente beinhaltet Wasser und/oder kolloide Löjungen (Sol), vorzugsweise eine Kieselsol-NatriumpolyphosphJt-Mischung und/oder Dispersions· und/oder Suspensions- und/oder Bindemittel, vorzugsweise einen Gleitbinder auf Kieselsoibasis.The liquid component includes water and / or colloidal sols (Sol), preferably a silica sol-sodium polyphosphide mixture and / or dispersing and / or suspending and / or binding agents, preferably a silica-based lubricating binder.

Trockene und flüssige Komponente werden vor dem Auftrag cuf eine entsprechend der Auftragstechnologie geeignete Konsistenz gemischt und in einer Schichtdicke von gleich oder kleiner 1 mm, vorzugsweise unter 0,5mm, im Ein- oder Mehrfachauftrag auf die kalte oder noch warme zu beschichtende Oberfläche aufgebracht.Dry and liquid components are mixed before application cuf a suitable according to the application technology consistency and applied in a layer thickness of equal to or less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm, in single or multiple application to the cold or still warm surface to be coated.

Die erfindungsgemäße Zweikomponenten-Vitrokeram-Mischung kann kostengünstig auf Mörtelkonsistenz gebracht werden und als Fugenschicht zwischen feuerfesten Bauelementen, wie Formsteine oder Blöcke, vorzugsweise auf Forsterit· oder Chromit- oder Chromit/Periklas- oder Magnesiaferrit-Basis, dienen.The two-component Vitrokeram mixture according to the invention can be cost-effectively brought to mortar consistency and serve as a joint layer between refractory components, such as blocks or blocks, preferably on forsterite or chromite or chromite / periclase or Magnesiaferrit base.

Dieser Mischung mit Mörtelkonsistenz können bis zu 20Ma.-% kurze Keramikfasern und/oder feinporöse Granulate zugemischtThis mixture with mortar consistency can be up to 20Ma .-% short ceramic fibers and / or finely granular granules mixed

werden.become.

Die erfiridungsgemäße Überzugsmasse wird nach dem Aufbringen auf die Feuerfestauskleidung oder als Fugenschicht zwischenThe erfiridungsgemäße coating composition is after application to the refractory lining or as a joint layer between

feuerfesten Elementen einer definierten Wärmebehandlung zur Ausbildung der Vitrokerammatrix unterzogen.subjected to refractory elements of a defined heat treatment for the formation of the Vitrokerammatrix.

Erfindungsgemäß erfolgt die Wärmebehandlung zur Ausbildung der Vitrokerammatrix im Temperaturbereich von 800 bisAccording to the invention, the heat treatment to form the Vitrokerammatrix in the temperature range of 800 to

1700°C bei Haltezeiten von mindestens 1 Stunde.1700 ° C with holding times of at least 1 hour.

Die erfindungsgemäßen Überzüge mit vitrokeramischer Matrix sind überraschend abplatzfest, auch nach intermittierendemThe inventive coatings with vitroceramic matrix are surprisingly spalling, even after intermittent

thermischen Betrieb und zeichnen sich durch eine hohe Elastizität in allen Temperaturbereichen der Anwendung aus.thermal operation and are characterized by a high elasticity in all temperature ranges of the application.

Offenbar wird das durch die Vielzahl der Störstellen an den Krisiallgrenzen der Vitrokerammatrix bewirkt. :n Abtropfen wie beiApparently, this is caused by the large number of defects at the Krisiallgrenzen the Vitrokerammatrix. : drip off as at

bekannten strahlungsaktiven Massen mit Glasmatrix tritt nicht «in. Die hohe Strahlungsaktivität der erfindungsgemäßenknown radiation-active materials with glass matrix does not occur. The high radiation activity of the invention

Massen zeichnet sich über den gesamten Anwendungszeitraum durch hohe Konstanz aus.Masses is characterized by high consistency over the entire period of application. Ausschlaggebend für die genannten Vorteile gegenüber bekannten strahlungsaktiven Massen ist die erfindungsgemäßDecisive for the stated advantages over known radiation-active masses is the invention

gebildete vitrokeramische Matrix im Überzug. Die Emission der in den Überzug eingebetteten bekannten strahlungsaktivenformed vitroceramic matrix in the coating. The emission of embedded in the coating known radiation active

Oxide wird Überraschendeerweise nicht behindert, sondern noch aktiviert. Die einmal gebildete vitrokeramische Matrix zeichnetOxide is surprisingly not hindered, but still activated. The once formed vitroceramic matrix records

sich über den genannten Anwendungsbereich'des Überzuges, selbst bei Temperaturen über der Bildungstemperetur derbeyond the stated range of application of the coating, even at temperatures above the formation temperature of the coating

Vitrokerammatrix, durch eine hohe Stabilität aus.Vitrokerammatrix, characterized by high stability. Die Anpassung der Wärmedehnung des strahlungsaktivnn Überzuges an den Untergrund erfolgt in bekannter Weise über dieThe adaptation of the thermal expansion of the strahlungsaktivnn coating to the substrate in a known manner on the Rohmischungsbestandteile der erfindungsgemäßen Überzugsmasse.Raw mixture components of the coating composition according to the invention. Ausführungsbeispieleembodiments

Die erfindungsgemäßo wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse für Beschichtungen mit vitrokeramischer Matrix von Feuerfestauskleidungen und das Verfahren zu deren Herstellung wird nachstehend anhand von vier Ausführungsbeispielen näher erläutert.The heat radiation active coating composition according to the invention for coatings with vitroceramic matrix of refractory linings and the process for their production will be explained in more detail below with reference to four exemplary embodiments.

Beispiel 1example 1 Die trockene Komponente der Überzugsmischung mit der Zusammensetzung:The dry component of the coating mixture having the composition:

Masse in %Mass in% Mischungsanteilmixing ratio ZrSiO4 ZrSiO 4 Körnung in mmGrain size in mm 3030 Walzenzundermill scale Glasurfritte*)Frit *) kleiner 0,3less than 0.3 1717 Glühzundermill scale KleinerO,1Klei Nero, 1 66 FeSi 90FeSi 90 kleiner 0,1less than 0.1 1,51.5 ZeolithbasaltmehlZeolithbasaltmehl kleiner0,03kleiner0,03 3636 Schamottmehl IxChamomile flour Ix kleiner 0,1less than 0.1 vitrokoramisches Grundgerüst:Vitrokoramic skeleton: 1,51.5 kleiner 0,03less than 0.03 88th kleiner 0,05less than 0.05

* Segerformel der GIe.urfritte 0,42 Na3O 0,03 K,0* Seger formula of glaze 0.42 Na 3 O 0.03 K, 0

0,18CaO 0,47AI2O] 3,44SiO1 0,68B]O1 0.18 CaO 0.47Al 2 O] 3.44 SiO 1 0.68 B] O 1

0,27 ZnO 0,08 MgO 0,02 BaO0.27 ZnO 0.08 MgO 0.02 BaO

wird bis zum Erreichen der Farbkonsistenz mit Wasser und 5Ma.-% (bezogen auf trockene Komponente) Kieselsolgleitbinder G1 versetzt und auf die Flammenbegrenzungsflächen und die übrige zum Ofenraum gerichtete Oberfläche eines großformatigen Strahlungselemente aus Feuerbeton F15 im Einfachauftrag in einer Stärke von ca. 0,4mm aufgespritzt. Nach dem Aufheizen und einer Wärmebehandlung bei 1150°C und 4 h Haltezeit bildet sich die vitrokeramische Matrix der Beschichtung vollständig aus. Der Emissicnügrad der Beschichtung ist größer 0,95 und bleibt über die gesamte Ofenreise stabil. Der Überzug widersteht Ofentemperaturen von 135O0C1 ist frei von Abp!atzungen und neigt nicht zum Abtropfen.is mixed until reaching the color consistency with water and 5Ma .-% (based on dry component) silica sol G1 and the flame boundary surfaces and the remaining directed to the furnace chamber surface of a large radiation elements made of fireproof F15 single application in a thickness of about 0.4mm sprayed. After heating and heat treatment at 1150 ° C and 4 h hold time, the vitroceramic matrix of the coating is completely formed. The emission level of the coating is greater than 0.95 and remains stable over the entire oven travel. The coating resists oven temperatures of 135O 0 C 1 is free from waste and does not tend to drip.

Beispiel 2Example 2 Für eine Hubbiikenofenauskleidung aus Korundbeton wird ein Gemisch (trockene Komponente) aus:For a Hubbiikenofen lining made of corundum concrete is a mixture (dry component) of:

Masse in %Mass in% Mischungsanteilmixing ratio ZrSiO4 ZrSiO 4 Körnung in mmGrain size in mm 2222 Glühzundermill scale Quarzglasmehlquartz flour kleiner 0,1less than 0.1 3030 Chromerz (ca. 50% Cr2O3)Chrome ore (about 50% Cr 2 O 3 ) kleiner 0,1less than 0.1 00 MullitmehlMullitmehl kleinerO,1klei nero, 1 55 Schamottmehl IxChamomile flour Ix kleiner 0,1less than 0.1 33 Bindetonball clay kleiner 0,05less than 0.05 vitrokeramisches Grundgerüst:vitroceramic skeleton: 22 kleiner 0,03less than 0.03 88th kleiner 0,04less than 0.04

mit Wasser versetzt und auf Farbkonsistenz verrührt. NachZugabe von 2Ma.-% Sulfidablauge ist die Masse verarbeitungsfähig. Der Auftrag erfolgt mittels Spritzpistole in einer Stärke von ca. 0,4mm. Gegebenenfalls, je nach Deckungsgrad und Oberflächenbeschaffenheit der Auskleidung, wird nach Antrocknung ein zweites Mal gespritzt.mixed with water and stirred for color consistency. After addition of 2Ma .-% sulfide waste liquor, the mass is workable. The application is carried out by means of a spray gun in a thickness of about 0.4 mm. If necessary, depending on the degree of coverage and surface condition of the lining, it is sprayed a second time after drying.

Nach einer Temperaturbehandlung von 14000C und 2 h Haltezeit bildet sich die vitrokeramische Matrix der Beschichtung aus. Die Beschichtung ist bis über 155O0C beständig und gegenüber Temperaturwechseln abplatztest. Der Emissionsgrad der Ofenwände beträgt 0,93.After a temperature treatment of 1400 0 C and 2 h holding time forms the vitroceramic matrix of the coating. The coating is resistant to over 155O 0 C and flake test against temperature changes. The emissivity of the furnace walls is 0.93.

Beispiel 3Example 3

Auf die Innenflächen der Auskleidung eines Herdwagenofens mit intermittierendem Betrieb werden Faserplatten mit einer Dicke von 40mm angebracht. Anschließend wird die Oberfläche mit der erfindungsgemäßen Überzugsmischung beschichtet. Die trockene Komponente der Überzugsmischung setzt sich zusammen aus:On the inner surfaces of the lining of a hearth furnace with intermittent operation, fibreboards with a thickness of 40mm are applied. Subsequently, the surface is coated with the coating mixture according to the invention. The dry component of the coating mixture is composed of:

Masse in %Mass in% Mischungsanteilmixing ratio Glasurfritte (entsprechend Bsp. 1)Glaze frit (corresponding to example 1) Körnung in mmGrain size in mm 6161 Glühzundermill scale ZrSiO4 ZrSiO 4 kleinerO,1klei nero, 1 1616 CordieritbruchmehlCordieritbruchmehl kleiner 0,08less than 0.08 99 Schamottmehl IxChamomile flour Ix kleiner0,01kleiner0,01 99 chromoxidstabilisierte Faserschnipselchromium oxide-stabilized fiber shreds (Faserlänge kleiner 10mm)(Fiber length less than 10mm) vitrokeramisches Grundgerüst:vitroceramic skeleton: 4,54.5 kleiner 0,05less than 0.05 0,50.5 kleiner 0,03less than 0.03

Diese Bestandteile werden mit Kieselsolgloitbinder G1 vor dem Auftrag auf Farbkonsistenz gebracht.These ingredients are brought to color consistency with silica solbloit binder G1 before application. Der Auftrag erfolgt im Ein- oder Mehrfachauftrag bis zu einer Dicke von 0,3mm.The order is made in single or multiple orders up to a thickness of 0.3mm. Anschließend wird die Beschichtung getrocknet und einer Temperaturbehandlung von 12000C, 6h zur Ausbildung derSubsequently, the coating is dried and a temperature of 1200 0 C, 6h to form the Vitrokerammatrix unterzogen. Durch die Beschichtung wird die Faserauskleidung erosionsbeständig und strahlungsaktivVitroceram matrix subjected. The coating makes the fiber lining erosion-resistant and radiation-active

(Emissionsvermögen gleich 0,94). Die Auskleidung ist Temperaturwechseln gegonüber beständig und läuft nicht ab. Die(Emissivity equals 0.94). The lining is resistant to temperature changes and does not run off. The

Resorption wird nachhaltig unterdrückt.Absorption is sustainably suppressed. Beispiel 4Example 4 Die trockene Komponente, bestehend aus:The dry component, consisting of: Masse In % Mischungsanteil Körnung in mmMass In% Mixing ratio Grain in mm

5 Walzenzunder klelnerO,35 mill scale klelnerO, 3

4 Glühzunder kleiner 0,24 Glühzunder smaller 0.2

2 OfenflugstaubvonE-Schmelzöfen kleinerO.OS2 oven airborne dust fromE-melting furnaces smaller O.OS

2 Quarzglasmehl kleiner 0,052 quartz glass powder less than 0.05

1 ZrSiO4 kleiner 0,031 ZrSiO 4 less than 0.03

86 Seewassermagnesia kleiner 0,386 seawater magnesia less than 0.3

wird mit ca. 2 Ma.-% Sulfidablauge und Wasser auf Schlicker- bzw. Mörtelkonsistenz gebracht und kann mit oder ohne Zugabe von Faserschnipseln oder feinporösem Granulat als Mörtel für Magnesit- und/oder Chromerzsteine, beispielsweise für die Zustellung in Drehrohröfen, Verwendung finden.is brought to about 2 wt .-% sulfide liquor and water on Schlicker- or mortar consistency and can be used with or without the addition of fiber chips or finely porous granules as mortar for magnesite and / or chrome ore stones, for example for delivery in rotary kilns.

Claims (15)

Patentansprüche:claims: 1. Verfahren zur Herstellung einer wärmestrahlungsaktiven Überzugsmasse für Beschichtungen von Feuerfestauskleidungen mit einem Strahlungsemissionsgrad bis nahe 1,0 sowie hoher Warmhaft- und Abriebfestigkeit und Elastizität in einem breiten Temperaturintervall auch bei intermittierender thermischer Belastung für die Innenflächen von Industrieöfen, Feuerungen, Brennkammern, metallurgischen Gefäßen, Wärmetauschern und sonstigen Wärmeübertragungsanlagen zur Erhöhung der Effektivität der Wärmeübertragung und des Verschleißschutzes unter Verwendung bekannter Auftragsverfahren, gekennzeichnet dadurch, daß ein vitrokeramisches Grundgemisch mit absorptionsaktiven Feststoffanteilen und wahlweise feuerfesten Füllstoffen und einer flüssigen Komponente homogenisiert, auf eine Feuerfestzustellung aufgebracht und einer Wärmebehandlung von 8000C bis 17000C bei Haltezeitn von mindestens 1 Stunde unterzogen wird, bis aus dem vitrokeramischen Grundgomisch eine vitrokeramische Matrix in der Beschichtung entsteht.1. A process for the preparation of a heat radiation active coating composition for coatings of refractory linings with a radiation emissivity close to 1.0 and high heat and abrasion resistance and elasticity in a wide temperature range even with intermittent thermal stress on the inner surfaces of industrial furnaces, furnaces, combustion chambers, metallurgical vessels, Heat exchangers and other heat transfer systems to increase the efficiency of heat transfer and wear protection using known application methods, characterized in that homogenized a vitroceramic base mixture with absorption active solids and optionally refractory fillers and a liquid component, applied to a refractory lining and a heat treatment of 800 0 C to 1700 0 C is subjected to a holding time of at least 1 hour, until the vitroceramic basic gomic a vitroceramic Ma trix is formed in the coating. 2. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse unter Verwendung bekannter absorptionsaktiver Feststoffanteile und feuerfester Füllstoffe, gekennzeichnet dadurch, daß ein vitrokeramisches Grundgemisch, bestehend aus2. Radiation active coating composition using known absorption-active solid components and refractory fillers, characterized in that a basic vitroceramic mixture consisting of - 0,5 bis 25Ma.-% Silikatglas und- 0.5 to 25Ma .-% silicate glass and - 0,1 bis 15Ma.-%feinstgemahlener Mineralisatoren
mit
0.1 to 15% by weight of very finely ground mineralizers
With
3. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der absorptionsaktive Feststoffanteil aus3. thermal radiation active coating composition according to claim 2, characterized in that the absorption-active solid content of 4. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Eisenoxid und/oder Eisenoxidgemisch im Mineralbestand des Zunders von Eisen und/oder Eisenlegierungen und/oder Ferroschlacke und/oder Eisenerz und/oder Eisenerzkonzentrat und/oder schwarzmetallurgischer Ofenflugstaub liegt.4. thermal radiation active coating composition according to claim 2 and 3, characterized in that the iron oxide and / or iron oxide mixture in the mineral population of the scale of iron and / or iron alloys and / or ferro-slag and / or iron ore and / or iron ore concentrate and / or black metallurgical Ofenflugstaub lies. 5. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die chromoxidhaitigen Verbindungen vorzugsweise Chromit und/oder Chromit-Periklas und/oder chromoxidhaltige Sekundärrohstoffe sind.5. thermal radiation active coating composition according to claim 2 and 3, characterized in that the chromium oxide-containing compounds are preferably chromite and / or chromite periclase and / or chromium oxide-containing secondary raw materials. - 5 bis 100Ma.-%feinteiligem Eisenoxid und/oder Eisenoxid-Gemischen und- 5 to 100Ma .-% finely divided iron oxide and / or iron oxide mixtures and - 0 bis eOMa.-^ofeinteiligechromoxidhaltige Verbindungen und- 0 to eOMa .- ^ Of einteiligechromoxidhaltige compounds and - 0 bis 30Ma.-% feingepulverte, leicht oxidierbare metallische Legierungen oder0 to 30 Ma .-% finely powdered, easily oxidizable metallic alloys or - 0 bis 60Ma.-% feinteilige Kohlenstoffverbindungen besteht.- 0 to 60Ma .-% finely divided carbon compounds. . 6. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die leicht oxidierbaren metallischen Legierungen FeCr und/oder FeMn und/oder FeSi und/oder SiMn sind., 6. thermal radiation active coating composition according to claim 2 and 3, characterized in that the easily oxidizable metallic alloys FeCr and / or FeMn and / or FeSi and / or SiMn. 7. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Kohlenstoffverbindungen Karbide und/oder Graphit und/oder Ruß eingesetzt sind.7. thermal radiation active coating composition according to claim 2 and 3, characterized in that are used as carbon compounds carbides and / or graphite and / or carbon black. 8. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Glas vorzugsweise feinzerkleinerter Silikatglasbruch und/oder Glasurfritten und/oder Stoffe auf der Basis natürlicher und/oder synthetischer Alkali- uid/oder Erdalkaliverbindungen und/oder Borverbindungen eingesetzt sind.8. thermal radiation active coating composition according to claim 2, characterized in that preferably glass as finely comminuted silicate glass and / or glaze frits and / or substances based on natural and / or synthetic alkali metal uid / or alkaline earth metal compounds and / or boron compounds are used. - 8 bis 95 Ma.-% absorptionsaktiven Feststoffanteilen und- 8 to 95% by mass of absorption active solids and - 0 bis 87 Ma.-% feuerfesten Füllstoffen0 to 87% by weight of refractory fillers homogen gemischt ist, wobei die Einscizstoffe eine Körnung von mindestens 90Ma.-% gleich kleiner 0,3 mm aufweisen und mit einer flüssigen Binderkomponente von 1 bis 40 Ma.-%, bezogen auf die trockenen Bestandteile, und bedarfsweise Wasser, angemacht wird.is homogeneously mixed, wherein the Einscizstoffe have a grain size of at least 90Ma .-% equal to less than 0.3 mm and with a liquid binder component of 1 to 40 wt .-%, based on the dry ingredients, and if necessary, water, is made. 9. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die feuerfesten Füllstoffe aus feinzerkleinertem Porzellan- und/oder Cordierit-Keramikbruch und/oder AI2O3- und/oder alumosilikatischen und/oder MgO-Verbindungen und/oder Forsterit besteht.9. thermal radiation active coating composition according to claim 2, characterized in that the refractory fillers of finely divided porcelain and / or cordierite ceramic fracture and / or AI2O3 and / or aluminosilicate and / or MgO compounds and / or forsterite. 10. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß die feuerfesten Füllstoffe in Form von Partikeln und/oder feinporösen Granulaten und/oder Faserteilchen zur Anwendung kommt.10. thermal radiation active coating composition according to claim 2 and 9, characterized in that the refractory fillers in the form of particles and / or finely porous granules and / or fiber particles is used. 11. Wärmestrahlungsaktivo Überzugsmasse nach Anspruch 2,9 und 10, gekennzeichnet dadurch, daß die feuerfesten Füllstoffe teilweise oder vollständig aus dem Material der Feuerfestzustellung besteht, auf die der Überzug aufgebracht wird, vorzugsweise aus Sekundärmaterial.11. thermal radiation active coating composition according to claim 2, 9 and 10, characterized in that the refractory fillers consists partially or completely of the material of the refractory lining, to which the coating is applied, preferably of secondary material. 12. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Mineralisatoren ZrÖ2, ZrSiOi, T1O2, ZnO, Fluoride, Sulfide, Phosphate oder Mischungen daraus sind.12. thermal radiation active coating composition according to claim 2, characterized in that the mineralizers ZrÖ2, ZrSiOi, T1O2, ZnO, fluorides, sulfides, phosphates or mixtures thereof. 13. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die flüssige Komponente Wasser und/oder eine kolloide Lösung (Sol), vorzugsweise eine Kieselsol-Natriumpolyphosphat-Mischung und/oder Dispersions- und/oder Suspensions- und/oder Bindemittel, vorzugsweise einen Gleitbinder auf Kieselsolbasis, beinhaltet.13. thermal radiation active coating composition according to claim 2, characterized in that the liquid component is water and / or a colloidal solution (sol), preferably a silica sol-sodium polyphosphate mixture and / or dispersion and / or suspension and / or binder, preferably a Glide binder based on silica sol. 14. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 2 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß die erfindungsgemäße Zweikomponenten-Vitrokeram-Mischung auf Mörtelkonaistenz gebracht und als Fugenschicht zwischen feuerfesten Bauelementen, wie Formsteine oder Blöcke, vorzugsweise auf Forsterit- oder Chromit- oder Chromit/Periklas- oder Periklas- oder Magnesiaferrit-Basis zur Anwendung kommt.14, heat radiation active coating composition according to claim 2 to 13, characterized in that the two-component Vitrokeram mixture according to the invention brought to mortar consistency and as a joint layer between refractory components, such as blocks or blocks, preferably on forsterite or chromite or chromite / periclase or periclas or Magnesiaferrit base is used. 15. Wärmestrahlungsaktive Überzugsmasse nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, daß der erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Vitrokeram-Mischung mit Mörtelkonsistenz bis zu 20 Ma. · % kurze Keramikfasern und/oder feinporöse Granulate zugemischt werden.15. thermal radiation active coating composition according to claim 14, characterized in that the two-component Vitrokeram mixture according to the invention with mortar consistency up to 20 Ma. ·% Short ceramic fibers and / or finely porous granules are mixed.
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