DE1471295B2 - Feuerfeste masse zur auskleidung von hochtemperaturoefen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Masse zur eine basische, feuerfeste Masse zur Auskleidung von

Auskleidung von Hochtemperaturöfen, insbesondere Hochtemperaturöfen, z. B. von basischen Sauerstoff-

zum Aufspritzen auf erhitzte Ofenwandungen mit- stahlöfen, insbesondere zum Aufspritzen auf erhitzte

tels Spritzpistole, die im wesentlichen aus nicht- Ofenwandungen mit Hilfe einer Spritzpistole, mit

sauren, feuerfesten Partikeln, einem verkokbaren 5 einem Gehalt an nichtsauren, feuerfesten Partikeln,

Pechbindemittel und einem wasserlöslichen, kalthär- einem verkokbaren Pechbindemittel und einem was-

tenden Bindemittel, wie Alkalisilikat, Alkaliphosphat, serlöslichen, kalthärtenden Bindemittel anzugeben,

Tetranatriumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, die sich bei Anwendung im Vergleich zu bisher be-

Aluminiumphosphat, Magnesiumchlorid, Magnesium- kannten feuerfesten Massen durch eine wesentlich

sulfat, Chromverbindungen, Abfallsulfitlaugen, Li- ίο geringere Nebel- und/oder Rauchbildung, eine bes-

gninsulfonaten, Kohlehydraten oder Borverbindun- sere Haftung und Festigkeit, eine höhere Dichte und

gen besteht. einen geringeren Abprall auszeichnet.

Es sind bereits zahlreiche, in Spritzvorrichtungen Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß verwendbare feuerfeste Massen bekannt. Hierzu ge- sich die gestellte Aufgabe bei Verwendung eines verhören beispielsweise zahlreiche basische, feuerfeste 15 kokbaren Pechbindemittels mit einem relativ hohen Massen mit einem Gehalt an einem kohlenstoffhalti- Erweichungspunkt und einer Teilchengröße innergen Bindemittel, wie Teer oder Pech (vgl. deutsche halb bestimmter vorgegebener Grenzen lösen läßt.
Patentschriften 281 207 und 469 863 sowie die bri- Gegenstand der Erfindung ist somit eine feuertische Patentschrift 792 257), gegebenenfalls im Ge- feste Masse zur Auskleidung von Hochtemperaturmisch mit wasserlöslichen Bindemitteln (vgl. öster- 20 öfen, insbesondere zum Aufspritzen auf erhitzte reichische Patentschrift 209 791). Zur Verwendung Ofenwandungen mittels Spritzpistole, die im wesent- -^ in feuerfesten Massen geeignete wasserlösliche Binde- liehen aus nichtsauren, feuerfesten Partikeln, einem 0 · mittel sind ebenfalls bekannt und beispielsweise in verkokbaren Bindemittel und einem wasserlöslichen, den deutschen Patentschriften 245 869, 416 766, kalthärtenden Bindemittel, wie Alkalisilikat, Alkali-879 971 und 912 911 sowie in den Literaturstellen 25 phosphat, Tetranatriumpyrophosphat, Natriumtri- »Glas-Email-Keramo-Technik«, 1962, S. 11 bis 16, polyphosphat, Aluminiumphosphat, Magnesium- und »Journal of the American Cer. Soc«, 1950, chlorid, Magnesiumsulfat, Chromverbindungen, Ab-S. 239 bis 241, beschrieben. fallsulfitlaugen, Ligninsulfonaten, Kohlehydraten

Nachteilig an den bekannten, in Form von Spritz- oder Borverbindungen besteht, welche dadurch gemischungen verwendbaren, feuerfesten Massen ist je- 30 kennzeichnet ist, daß die Masse 0,5 bis 5 Gewichtsdoch, daß sie beim Aufspritzen auf eine Oberfläche prozent kalthärtendes Bindemittel und 2 bis 12 Geeine Nebel- und/oder Rauchbildung verursachen, nur wichtsprozent Pechbindemittel enthält, wobei das eine unzureichende Haftung besitzen und zum Ab- Pechbindemittel einen Erweichungspunkt von minprallen neigen. Ferner lassen die Dichte und Festig- destens 93° C und eine Teilchengröße zwischen keit der bekannten feuerfesten Massen an den damit 35 0,147 und 4,699 mm aufweist,
beaufschlagten Wandstellen sehr zu wünschen übrig. Eine feuerfeste Masse gemäß der Erfindung eignet

Die Nebelbildung tritt in dem Zwischenraum zwi- sich insbesondere zur Verwendung in Form einer sehen der Austrittsstelle an den Düsen der Spritzvor- Spritzmischung zum Auskleiden von Hochtemperarichtung und der Auftreffstelle an der auszukleiden- turöfen, z. B. von basischen Sauerstoff stahlöfen und den Ofenwand ein und rührt daher, daß die feuer- 40 elektrischen Stahlschmelzöfen, sowie insbesondere festen Massen in der Luft (zwischen Spritzvorrich- zum Ausbessern beschädigter Auskleidungen solcher tung und Ofenwand) in Form feinster Teilchen ge- Hochtemperaturöfen. Eine feuerfeste Masse gemäß wissermaßen suspendiert werden. Die Rauchbildung der Erfindung eignet sich jedoch auch zum Verpres- \ A ist dagegen auf eine Verschwelung, Verkokung oder sen zu Bausteinen oder Ziegeln. Schließlich eignet ein Abbrennen des kohlenstoffhaltigen Bindemittels 45 sich eine feuerfeste Masse nach der Erfindung auch auf der heißen Ofenwand zurückzuführen. Die Nebel- noch zur Verwendung in Form einer Stampf- oder und/oder Rauchbildung kann hierbei so heftig sein, Gießmischung.

daß die Bedienungsperson an der Beobachtung des In einer feuerfesten Masse gemäß der Erfindung Spritzvorgangs gehindert und/oder die Atmungs- werden als nichtsaure, feuerfeste Partikeln basische organe der Bedienungsperson übermäßig gereizt oder 50 oder neutrale Stoffe, wie totgebrannte Magnesia oder beeinträchtigt werden. Periklas, totgebrannter Magnesit, Chromit, Magnesia-Unter »Abprallen« ist zu verstehen, daß die feuer- spinelle, totgebrannter Dolomit oder mit Siliciumfeste Masse beim Auftreffen auf die auszukleidende dioxyd stabilisierter Dolomit, bei welchem minde-Ofenwandung zurückprallt und auf den Boden des stens ein Teil des CaO mit Siliciumdioxid unter BiI-Ofens fällt. Dies hat einen Verlust an der jeweils 55 dung von Tri- oder Dicalciumsilikat umgesetzt ist, verwendeten feuerfesten Masse sowie einen Zeitver- oder Mischungen hiervon verwendet. Enthält ein lust zur Korrektur der mangel- oder fehlerhaften solches körniges Material freies CaO, so sollte es Auskleidung zur Folge. mit Hilfe einer solchen Spritzvorrichtung appliziert

Wenn die auf eine Ofenwand aufgebrachte feuer- werden, in welcher lediglich an der Düse bzw. unfeste »Auskleidung« eine unzureichende Haftung 60 mittelbar vor dem Aufblasen auf eine heiße Ofenoder eine lediglich geringe Dichte und Festigkeit wand Wasser zugemischt wird, um auf diese Weise aufweist, so wird dadurch deren Lebensdauer und/ eine erhebliche Hydratation des CaO-Bestandteils zu oder Feuerfestigkeit erheblich beeinträchtigt. Der- vermeiden. Bei der Bereitung einer feuerfesten Masse artige schlecht haftende Auskleidungen fallen ent- zur Herstellung von Auskleidungen hoher Beständigweder durch ihr eigenes Gewicht oder bei der Ein- 65 keit gegen Schlackeneinwirkung und großer Feuerwirkung von Schlacke, der Ofeninhaltsstoffe oder festigkeit werden als feuerfeste Partikeln Vorzugsstaubführender Gase ab. weise Periklaspartikeln verwendet, welche mindestens

Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, 97% MgO enthalten.

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Das in einer feuerfesten Masse gemäß der Erfin- So lange sie jedoch einen Erweichungspunkt von dung enthaltene Pechbindemittel soll in fester Form mindestens 93° C aufweisen, sind auch andere Pechvorliegen, bindemittel in feuerfesten Massen gemäß der Erfin-

Wird die feuerfeste Masse gemäß der Erfin- dung verwendbar.

dung in Form einer Spritzmischung auf heiße 5 Feuerfeste Massen gemäß der Erfindung können Ofenflächen oder -auskleidungen aufgebracht, so als wasserlösliche, kalthärtende Bindemittel, bezogen soll das darin enthaltene, verkokbare Pechbindemit- auf das Gesamttrockengewicht der feuerfesten Masse, tel, wie bereits angegeben, eine Teilchengröße zwi- 0,5 bis 5,0 Gewichtsprozent eines Alkaliphosphats, sehen 0,147 und 4,699 mm besitzen, Wird die feuer- vorzugsweise Tetranatriumpyrophosphat oder Nafeste Masse gemäß der Erfindung in Form einer io triumtripolyphosphat; Magnesiumchlorid oder -sulfat Spritzmischung auf kalte Oberflächen aufgebracht, oder einer Chromverbindung, beispielsweise einer so soll das darin enthaltene Pechbindemittel Vorzugs- Chromverbindung des in der USA.-Patentschrift weise eine Teilchengröße von 4,699 mm und kleiner 2 537 013 beschriebenen Typ; Abfallsulfitlauge; eines aufweisen. Zur Bereitung feuerfester Massen gemäß Ligninsulfonats; eines Kohlehydrats, wie Stärke, Meder Erfindung, welche in Form von Stampf- oder 15 lasse, Dextrin, Gummi u. dgl.; Aluminiumphosphat; Gießmischungen verwendet oder zu Bausteinen oder einer Borverbindung u. dgl. enthalten. Bei der Berei-Ziegeln ausgeformt werden sollen, wird das verkok- tung von feuerfesten Massen gemäß der Erfindung bare Pechbindemittel vorzugsweise in einer Teilchen- zur Verwendung als Stampf- oder Gießmischungen größe unter 0,147 mm verwendet, wobei etwa 70 °/o werden, bezogen auf den Gesamtansatz, 0,5 bis des Pechbindemittels eine Teilchengröße von kleiner 20 3,5 Gewichtsprozent wasserlösliches, kalthärtendes als 0,044 mm besitzen sollen. Bindemittel verwendet. Magnesiumchlorid oder -sul-Das verkokbare Pechbindemittel wird in feuer- fat reagieren mit in der Mischung enthaltener, feinfesten Massen gemäß der Erfindung in einer Menge verteilter Magnesia unter Bildung einer Sorelvon 2 bis 12%, vorzugsweise von 5 bis 8%, bezo- Zementbindung.

gen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Mischung 25 Vorzugsweise enthält eine feuerfeste Masse gemäß bzw. des jeweiligen Ansatzes, eingesetzt. Das Pech- der Erfindung als wasserlösliches, kalthärtendes bindemittel wird bei der Bereitung einer feuerfesten Bindemittel 1,5 bis 5% eines Alkalisilikats, insbe-Masse gemäß der Erfindung vorzugsweise zuletzt in sondere Natriumsilikat. Zweckmäßig wird hierbei ein den Ansatz eingearbeitet, wobei beim Durchmischen Natriumsilikat verwendet, welches ein Verhältnis darauf geachtet werden soll, daß die Pechteilchen 30 Na₂O : SiO₂ von 1:1,4 bis 1: 3,22 aufweist. Hervornicht zu wesentlich kleineren Teilchen zerbrochen ragende Ergebnisse erzielt man bei Verwendung einer bzw. zerrieben werden. Aus diesem Grunde soll so- Mischung von Natriumsilikaten mit einem Gesamtmit lediglich eine kurzzeitige, leichte Durchmischung verhältnis Na₂O : SiO₂ von etwa 1:1,8.
des Ansatzes erfolgen. Eine hervorragend verspritzbare feuerfeste Masse Der Erweichungspunkt des verkokbaren Pech- 35 gemäß der Erfindung enthält als wasserlösliches, bindemittels beträgt, wie bereits erwähnt, mindestens kalthärtendes Bindemittel eine Natriumsilikat-93°C, vorzugsweise mindestens 149° C. Ein in einer mischung, bestehend aus 0,3 bis 0,6% Natriumsilifeuerfesten Masse gemäß der Erfindung besonders kat mit einem Verhältnis Na₂O : SiO₂ von 1:1, und gut geeignetes Kohlenteerpech besitzt einen Erwei- 1 bis 5%, vorzugsweise 1,5 bis 2,5% Natriumsilikat chungspunkt zwischen 149 und 160° C. Ein solches 40 mit einem Verhältnis Na.,O: SiO₂ von 1:3,22. Das Kohlenteerpech besitzt die im folgenden angegebe- Alkalisilikatbindemittel kann in einer feuerfesten nen Parameter. Vorzugsweise soll ein solches Koh- Masse gemäß der Erfindung auch durch eines oder lenteerpech einen hohen Kohlenstoffgehalt, d. h. mehrere der genannten wasserlöslichen, kalthärteneinen Kohlenstoffgehalt von mindestens 50% auf- den Bindemittel ersetzt sein oder gegebenenfalls in weisen. Das in einer feuerfesten Masse gemäß der 45 Mischung mit einem oder mehreren derselben verErfindung verwendbare, harte bzw. einen höheren wendet werden.

Erweichungspunkt aufweisende Pechbindemittel Es ist ferner vorteilhaft, feuerfesten Massen gemäß kann in Form von Flocken oder als Teilchen anderer der Erfindung, insbesondere, wenn sie in Form von Form, insbesondere in den genannten Größenberei- Spritzmischungen verwendet werden sollen, ein Piastichen verwendet werden. 50 fizierungsmittel, beispielsweise plastischen Ton oder Ein bevorzugtes Pechbindemittel besitzt folgende Bindeton, z. B. Bentonit, oder ein anderes Plastifi-Parameter: zierungsmittel, beispielsweise einen organischen _ . Weichmacher, z. B. Methylzellulose (des unter der ürweicnungspunlct Handelsbezeichnung Methocel vertriebenen Typs) in (bestimmt nach der _Λ,_ηΟΓΛ 55 einer Menge von 0,05 bis 4% einzuverleiben. Wird cube-m-air-methode) 149 bis 160° C _{dn organi}*_cher Weichmacher des Methylzellulose-Benzolunlösliches 30 bis 40 Gewichts- typs u. dgl. verwendet, so ist es zweckmäßig, diesen

prozent ^m einer Menge von 0,05 bis 1% zu verwenden.

Minimalverkokungswert Wird dagegen ein plastischer Bindeton, wie Bentonit,

(bestimmt nach der ^6o oder ein anderer quellender bzw. bindender Ton als

Conradson-Methode) 55 Gewichtsprozent Plastifizierungsmittel verwendet, so soll dessen Menge

1 bis 4% betragen. Vorzugsweise wird ein solcher

Maximales Destillat _{Ton in} pulverisierter Form zugesetzt.

^{bei300 c} 1 Gewichtsprozent Ein Vorteil der Verwendung einer feuerfesten

Maximales Destillat ^6s Masse gemäß der Erfindung besteht darin, daß das

bei 355° C 5 Gewichtsprozent genannte Natriumsilikat bzw. ein anderes kalthärtendes Bindemittel auf der auszukleidenden Fläche nach

Minimaldichte 1,30 dem Aufspritzen rasch härtet und eine hohe Anfangs-

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haftung besitzt. Die Haftung der feuerfesten Masse Die hierbei erhaltene feuerfeste Masse wurde mit gemäß der Erfindung an der auszukleidenden Fläche einer üblichen Spritzvorrichtung, in welcher ein bzw. Wand wird ferner noch durch die Anwesenheit Strom der in Luft suspendierten Mischung einer Vereines der genannten Plastifizierungsmittel gefördert. düsungsanlage zugeführt und dort mit Wasser ge-Während der Erwärmung im Ofen erweicht das harte, 5 tränkt wird, in feuchtem Zustand auf eine heiße in einer feuerfesten Masse gemäß der Erfindung Ofenwand aufgeblasen. Die im Ofen aufgespritzte gleichmäßig dispergierte Pechbindemittel und fließt feuerfeste Masse besaß eine gute Haftung, gute in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teil- Festigkeit und eine lange Lebensdauer,
chen. Bei weiterer Erwärmung bzw. Erhitzung auf Bei einem weiteren Spritzversuch, bei welchem noch höherer Temperaturen verkokt das Pechbinde- io eine entsprechende feuerfeste Masse, welche jedoch mittel, wobei Kohlenstoffbindungen zwischen den an Stelle der 5% Pechflocken der angegebenen Teilfeuerfesten Partikeln selbst und, bei Ausbesserungs- chengröße 8% der Pechflocken mit einer Teilchenmischungen, auch zwischen den feuerfesten Partikeln größe von (im wesentlichen) kleiner als 0,147 mm und der auszubessernden oder zu reparierenden enthielt, unter entsprechenden Bedingungen verwen-Grundfläche entstehen. Diese besonders festen Koh- 15 det wurde, kam es beim Aufspritzen der Masse auf lenstoffbindungen werden beim Inkontaktkommen eine heiße Wandung zu einer übermäßigen Rauchmit Schlacken nicht benetzt. und Nebelbildung, so daß die Bedienungsperson

Ein weiterer Vorteil der Verwendung feuerfester das Aufbringen des Materials nicht beobachten

und ein Pechbindemittel mit einer Teilchengröße zwi- kennte.

sehen 0,147 und 4,699 mm enthaltender Massen ge- 20 Bei Spritzmischungen sollen die Pechteilchen oder

maß der Erfindung besteht darin, daß sie sich her- -flocken zweckmäßig eine Teilchengröße von (im

vorragend auf Ofenwandungen höherer Temperatu- wesentlichen) größer als 0,147 mm besitzen, wäh-

ren aufspritzen, d. h. heiß verspritzen lassen. Hierbei rend sie bei Gieß-, Stampf- und Bausteinmischungen

ist eine höchstens geringfügige Nebel- und/oder in vorteilhafter Weise eine Teilchengröße von weni-

Rauchbildung zu beobachten. Der Abprall ist gering 25 ger als 0,147 mm aufweisen sollen.

und die Haftung an der Wandung sehr gut. Bei Ver- Bei der Herstellung eines Ansatzes einer feuer-

Wendung einer feuerfesten Masse gemäß der Erfin- festen Masse des beschriebenen Typs werden die

dung ist ferner der Material verlust infolge Herabfal- Einzelbestandteile innig miteinander vermischt; die

lens der aufgespritzten Auskleidung auf den Boden Mischzeit soll jedoch nicht länger als notwendig aus-

gering. 30 gedehnt werden, da die Pechflocken sehr spröde

Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer feuer- sind und eine übermäßige Zerkleinerung möglichst

festen Masse der Erfindung besteht darin, daß sie zu vermeiden ist. Das Vermischen der Einzelbestand-

nach Zumischung von Wasser zur Durchfeuchtung teile soll bei Raumtemperatur, jedenfalls aber bei

der Teilchen verspritzt werden kann und das Auf- einer Temperatur unterhalb 54° C durchgeführt

bringen und Härten der siliziumhaltigen oder der 35 werden. In der Regel reichen längstens 3 Minuten

anderen genannten wasserlöslichen, kalthärtenden zum Durchmischen großer Ansätze, beispielsweise in

Bindemittel ermöglicht. Die Verwendung einer feuer- der Größenordnung von etwa 1360 kg, in einem

festen Masse gemäß der Erfindung in Form einer Kollergang aus.

Spritzmischung gestattet somit nicht nur ein saubere- Wird die feuerfeste Masse gemäß der Erfindung

res, sondern auch ein wirtschaftlicheres Arbeiten. Auf 40 in Form einer Spritzmasse verarbeitet, so wird sie

Grund der Anwesenheit eines harten Pechbindemit- in eine übliche Spritzpistole (beispielsweise in eine

tels bildet sich beim Erhitzen nach dem Aufbringen Ridley-Spritzpistole der Firma Ridley und Co., Los

eine große Menge an fixiertem Kohlenstoff bzw. Angeles, Kalifornien) eingefüllt, in üblicher Weise an

Koks, wodurch eine hervorragende Festigkeit ge- der Verdüsungsstelle mit Wasser gemischt und auf

währleistet ist. 45 die auszukleidende bzw. auszubessernde Ofenober-

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher fläche getrieben. Die Verspritzbarkeit ist gut, d. h.,

veranschaulichen. die feuerfeste Masse gemäß der Erfindung läßt sich

Be^- ο i e 1 1 ^{aus emer} Spritzpistole, ohne diese zu verstopfen und/

P oder zu tropfen, verspritzen. Die Haftung an der

Zu feuerfestem, körnigem Periklas der folgenden 50 Ofenwandung ist sehr gut und der Abprall sehr geZusammensetzung: SiOo 5,60%; Fe₉O₃ 0,37%; ring, was in zahlreichen Spritzversuchen mit feuer-Al₂O₃ 0,18%; CaO 1,00% und (aus der Differenz festen Massen gemäß der Erfindung beobachtet werberechnet) MgO 92,85%, von welchem 4% eine den konnte.

Teilchengröße von größer als 2,362 mm, 16% eine Bei der Herstellung von Baustein-, Stampf- oder

Teilchengröße zwischen 1,168 und 2,362 mm, 27,3% 55 Gießmischungen mit Bindemitteln des beschriebenen

eine Teilchengröße zwischen 0,417 und 1,168 mm, Typs werden vorzugsweise nichtsaure, feuerfeste

21,1% eine Teilchengröße zwischen 0,147 und Stoffe verwendet, die bei weiterem Wasserzusatz

0,417 mm und 22,3 % eine Teilchengröße von kleiner praktisch nicht hydratisierbar sind. Beispiele für

als 0,147 mm besaßen, wurden 5% Pechflocken des solche Stoffe sind Periklas, totgebrannter Magnesit

beschriebenen Typs mit einem Erweichungspunkt 60 bzw. totgebrannte Magnesia, Chromit, Magnesia-

zwischen 149 und 160° C, maximal 5 Gewichtspro- spinelle sowie Mischungen solcher teilchenförmiger

zent des bei einer Temperatur von 355° C über- Stoffe.

gehenden Destillats und einer Teilchengröße zwi- Feuerfeste Massen gemäß der Erfindung eignen

sehen (im wesentlichen) 0,147 und 4,699 mm, sowie sich insbesondere zum Auskleiden verschiedener

ferner 2% Bentonit, 0,4% Natriumsilikat mit einem 65 Teile von Öfen bzw. Konvertern oder »Birnen«, in

Verhältnis von Na₂O : SiO₂ von 1: 1 und 1,9 % Na- welchen ein basisches Sauerstoffstahlverfahren durch-

triumsilikat mit einem Verhältnis von Na₉O : SiO₂ geführt wird. Die feuerfesten Massen gemäß der Er-

von 1:3,22 zugemischt. findung eignen sich jedoch auch zum Auskleiden

elektrischer Stahlschmelzöfen mit neutraler oder reduzierender Ofenatmosphäre.

Gemäß einer Ausführungsform werden feuerfeste Massen gemäß der Erfindung zweckmäßig (auf die auszukleidende Fläche) aufgespritzt, wobei sie eine hervorragende Haftung zeigen. Die durch Aufspritzen hergestellte Auskleidung zeigt eine gute chemische Beständigkeit, beispielsweise gegen den Angriff von geschmolzener Schlacke oder geschmolzenem Metall.

Werden feuerfeste Massen gemäß der Erfindung als Stampf- oder Gießmischungen verwendet, so zeigen sie beim Einbrennen im Ofen eine gute Stabilität, d. h. sie neigen höchstens geringfügig zum Bruch, zum Abfallen und zur Volumenänderung. In der Regel werden bei der Herstellung von Bausteinen oder beim Stampfen höhere Preßdrücke, beispielsweise mindestens 352 kg/cm² bevorzugt, um möglichst gute Dichte- und Festigkeitseigenschaften zu erreichen.

Beispiel 2

Zu Periklasteilchen einer entsprechenden durchschnittlichen chemischen Zusammensetzung wie im Beispiel 1, von welchen 50% eine Teilchengröße zwischen 1,168 und 9,525 mm, 20% eine Teilchengröße zwischen 0,147 und 0,833 mm und 23% eine Teilchengröße von kleiner als 0,147 mm besaßen, wurden, bezogen auf das Trockengewicht der gesamten Bestandteile, 5% pulverisiertes Pech einer Teilchengröße von (im wesentlichen) kleiner als 0,147 mm und mit einem Erweichungspunkt zwischen 149 und 163⁰C, 2% Natriumtripolyphosphat und etwa 4% Wasser zugegeben, worauf die erhaltene Masse gründlich durchmischt und unter einem Druck von 702 kg/cm² zu Bausteinen einer Größe von 22,9 · 7,6 · 11,4 cm ausgeformt wurde. Die Schüttdichte des Endprodukts betrug, nachdem es über Nacht bei einer Temperatur von 150⁰C getrocknet worden war, durchschnittlich 2,675 kg/dm³. Nach dem Verkoken bei einer Temperatur von 85O⁰C besaß das Endprodukt eine Schüttdichte von 2,656 kg/dm³. Nach dem Trocknen bei einer Temperatur von 150⁰C betrug die Kaltbruchfestigkeit des Endprodukts 252,6 kg/cm², während sie nach dem Verkoken 393,7 kg/cm² betrug.

Beispiel 3

Entsprechende Periklasteilchen, wie sie im Beispiel 2 beschrieben sind, von welchen jedoch 41 % eine Teilchengröße zwischen 1,168 und 9,525 mm, 23,1% eine Teilchengröße zwischen 0,147 und 0,833 mm und 28,9 % eine Teilchengröße von kleiner als 0,147 mm besaßen, wurden, wie im Beispiel 2 beschrieben, gründlich mit dem Pech, dem Natriumtripolyphosphat und dem Wasser vermischt. Die erhaltene Mischung wurde hierauf unter Verwendung eines Druckluftwerkzeuges mit einem Luftdruck von 36,3 atü in der Druckleitung in eine Form eines Durchmessers von 30,5 cm und einer Tiefe von 30,5 cm eingestampft. Das Endprodukt besaß eine durchschnittliche Schüttdichte von 2,585 kg/dm³.

Bei einer Prüfung auf Schlackenerosion unter simulierten Betriebsbedingungen in einem basischen Sauerstoffstahlofen im Versuchsmaßstab wurde ein Verlust von lediglich 28,1 % festgestellt. Im Gegensatz dazu zeigte ein handelsüblicher, mit Teer gebundener und Periklas enthaltender Dolomitbaustein unter entsprechenden Versuchsbedingungen einen Verlust von 40%.

Beispiel 4

S Mit körnigem, zu 98% aus Magnesiumoxyd, zu 0,5% aus Siliciumdioxyd und zum Rest aus Aluminiumoxyd, Kalk und anderen Verunreinigungen bestehendem Periklas. von welchem 46,5% eine Teilchengröße zwischen 1,168 und 9,525 mm, 24,5%

ίο eine Teilchengröße zwischen 0,147 und 0,833 mm und 22,5% eine Teilchengröße von kleiner als 0,147 mm besaßen, wurden 5% des im Beispiel 2 beschriebenen Pechs, 1,5% Kieserit (Magnesiumsulfat, wasserfrei) und etwa 4% Wasser gründlich vermischt, worauf die erhaltene Mischung, wie im Beispiel 2 beschrieben, zu Bausteinen ausgeformt wurde. Die in der beschriebenen Weise hergestellten Bausteine besaßen, nachdem sie über Nacht bei einer Temperatur von 15O⁰C getrocknet worden waren, eine¹ durchschnittliche Schüttdichte von 2,784 kg/dm³.

Bausteine der angegebenen Zusammensetzung sind

besonders vorteilhaft, weil sie sich durch eine hohe Feuerfestigkeit und eine besonders gute chemische Beständigkeit, beispielsweise gegen die Einwirkung von Schlacke in basischen Sauerstoffstahlöfen auszeichnen.

In der vorliegenden Beschreibung sowie in den Patentansprüchen stellen die Angaben »Teile« oder »Prozente« Gewichtsangaben dar. Die Zusammensetzung der jeweiligen feuerfesten Materialien ist gemäß der üblichen Praxis angegeben, und zwar so, als ob die verschiedenen Bestandteile als einfache Oxide vorlagen. So ist beispielsweise der »Magnesia« Anteil als Magnesiumoxid (MgO) und der »Kieselsäure«-Anteil als Siliciumdioxid (SiO₂) angegeben, obwohl diese Bestandteile tatsächlich mindestens teilweise in Form von Verbindungen untereinander oder mit anderen Bestandteilen der Mischungen, beispielsweise in Form von Magnesiumorthosilikat, vorliegen können.

Wie bereits ausgeführt, hat sich die Anwesenheit eines Gemisches von Natriumsilikaten mit einem Gesamtverhältnis von Na₂O: SiO₂ von etwa 1:1,8 in einer feuerfesten Masse gemäß der Erfindung als sehr günstig erwiesen. Bisweilen hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, feuerfesten Massen gemäß der Erfindung ein oberflächenaktives Mittel, beispielsweise in einer Menge, bezogen auf den Ansatz, von 0,004 bis 0,12 Gewichtsprozent einzuverleiben. Dies führt dazu, daß sich die Dichte der aufgebrachten Masse erhöht.

Wenn auch in den Ausführungsbeispielen als feuerfeste Partikeln nur Magnesia oder Periklas — die sich in zum Auskleiden von Stahlöfen verwendbaren feuerfesten Massen als besonders vorteilhaft erwiesen haben — verwendet wurden, dürfte es doch selbstverständlich sein, daß auch andere feuerfeste Partikeln an Stelle von oder in Mischung mit Magnesia eingesetzt werden können. Zum Auskleiden von Öfen, wie basischen Sauerstoffstahlöfen oder elektrischen Schmelzofen, werden oft feuerfeste Massen bevorzugt, in denen der feuerfeste Bestandteil im wesentlichen aus teilchenförmigem, gebranntem Dolomit besteht. In solchen feuerfesten Massen kann der feuerfeste Bestandteil bevorzugt im wesentlichen aus einem größeren Anteil solcher Dolomitpartikeln mit einer Teilchengröße von größer als 0,417 mm und einem geringeren Anteil an Magnesiapartikeln

mit einer Teilchengröße von kleiner als 0,417 mm bestehen (vgl. USA.-Patentschrift 2 943 240).

Sollen die feuerfesten Massen gemäß der Erfindung zur Herstellung von Bausteinen verwendet werden, so werden sie vorzugsweise mit 2 bis 5 % Flüssigkeit befeuchtet. Sollen die feuerfesten Massen gemäß der Erfindung in Form von Stampfmischungen bzw. Gießmischungen verwendet werden, so setzt man ihnen vorzugsweise 4 bis 5 bzw. größere Mengen, d. h. bis zu 10% Flüssigkeit zu. In den genannten Fällen bedeuten die Prozentangaben Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Ansatzes. Die im Einzelfall zuzusetzende Flüssigkeitsmenge bestimmt sich nach der üblichen Praxis.

Die bereits genannten, bevorzugten Teilchengrößen der in feuerfesten Massen gemäß der Erfindung, die in Form von Spritzmischungen verwendet werden sollen, enthaltenen Pechbindemittel können für andere Mischungstypen variiert werden. So können beispielsweise in Bausteinmischungen Pechbindemittel einer Teilchengröße von größer als 4,699 mm und vorzugsweise von kleiner als 0,147 mm verwendet werden.

Die beschriebenen, kalthärtenden oder chemischen Bindemittel entfalten in der Kälte, insbesondere jedoch nach dem Trocknen, ihre Wirksamkeit. Die Trocknung kann gegebenenfalls durch Erhitzen auf eine Temperatur von 150⁰C bis zur Trockene erfolgen. Zu den als kalthärtende oder chemische Bindemittel bezeichneten Bindemitteln gehören sowohl diejenigen chemischen Bindemittel, die nach herrschender Meinung in der Mischung zu neuen und zementartigen Bestandteilen reagieren als auch solche Bindemittel, die mehr als Klebstoffe wirken und schließlich auch noch andere Verbindungen, die dem Fertigprodukt eine »Kaltfestigkeit« verleihen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Feuerfeste Masse zur Auskleidung von Hochtemperaturöfen, insbesondere zum Aufspritzen auf erhitzte Ofenwandungen mittels Spritzpistole, die im wesentlichen aus nichtsauren, feuerfesten Partikeln, einem verkokbaren Pechbindemittel und einem wasserlöslichen, kalthärtenden Bindemittel, wie Alkalisilikat, Alkaliphosphat, Tetranatriumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, Aluminiumphosphat, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Chromverbindungen, Abfallsulfitlaugen, Ligninsulfonaten, Kohlehydraten oder Borverbindungen, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse 0,5 bis 5 Gewichtsprozent kalthärtendes Bindemittel und 2 bis 12 Gewichtsprozent Pechbindemittel enthält, wobei das Pechbindemittel einen Erweichungspunkt von mindestens 93° C und eine Teilchengröße zwischen 0,147 und 4,699 mm aufweist.

2. Masse nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Partikeln aus gebrannten Dolomitteilchen bestehen.

3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Partikeln aus Periklasteilchen mit einem Gehalt von mindestens 97 % MgO bestehen.

4. Masse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pechbindemittel einen Erweichungspunkt von mindestens 149° C aufweist.

5. Feuerfeste Masse nach Anspruch 1 zum Aufspritzen auf eine erhitzte Ofenwandung mittels Spritzpistole, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtsauren feuerfesten Partikeln im wesentlichen aus gebrannten Dolomitteilchen einer Teilchengröße von größer als 0,417 mm und gegebenenfalls geringeren Mengen Magnesiateilchen, mit einer Teilchengröße von kleiner als 0,417 mm bestehen und das Pechbindemittel vorzugsweise einen Erweichungspunkt von mindestens 149° C aufweist.

6. Feuerfeste Masse nach Anspruch 1 zum Aufspritzen auf erhitzte Innenwände von Öfen mittels einer Spritzpistole, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Partikeln vorzugsweise aus Magnesiateilchen bestehen, daß das Pechbindemittel, vorzugsweise Kohlenteerpech, einen Erweichungspunkt von 149 bis 160⁰C aufweist, daß das kalthärtbare Bindemittel aus 1,5 bis 5 % Natriumsilikat mit einem durchschnittlichen Verhältnis von Na₂O: SiO₂ von ungefähr 1:1 bis 1:1,8 besteht und daß" 1 bis 4% Bentonit zugesetzt sind.