DE1671040C - Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Steinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchsatzes die Steine herausnehmen würde, sobald Herstellung von feuerfesten Steinen durch Verformen sie äußerlich ebgekühlt, innerlich aber noch warm eines Gemisches von feinverteilten Teilchen eines sind, dann wird der ganze Stein weich und verformt feuerfesten Stoffes mit einem Bindemittel auf der sich.

Basis von Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur, 5 Demgegenüber ist es nach dem Verfahren der Erbei welcher das Bindemittel eine höhere Plastizität findung möglich, bei gesteigerter Kapazität der Heraufweist, Entlüften des Gemisches durch Vibrieren, Stellungsvorrichtung Steine zu erzeugen, die sich beim Fest-und Einstampfen oder Niederdruckstoßpressen Abkühlungsvorgang in ihrer Form nicht ändern, und anschließendes Abkühlen der geformten Steine. Diese Umstände sind insbesondere bei Stahlwerken Zahlreiche Versuche τατ Herstellung von Steinen io vorteilhaft, bei denen Ausideidungen mit großen Abaus Doiomit und Mag .„,it oder aus einem Gemisch messungen hergestellt werden müssen. Bislang war derselben wurden in den letzten Jahren durchgeführt, es notwendig, zur Erzielung der nötigen Dicke der insbesondere zur Lösung der zahlreichen Probleme, Auskleidungen zwei oder drei Reihen von Steinen die das Frischen mit Sauerstoff in der Stahlindustrie, zu verwenden. Bei Steinen, die nach d*?™ Verfahren insbesondere für Konverter, Kaldoöfen usw. gestellt 15 der Erfindung hergestellt sind, fallen diese Nachteile hat. jedoch weg.

Die Lösung dieser Aufgabe ist besonders schwierig, Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein

weil in den Eisenhüttenöfen die Temperaturen sehr Gemisch eines feinverteilten basischen Stoffes mit hoch ansteigen, wobei sich insbesondere in den Kon- dem Bindemittel bei einer Temperatur, bei welcher vertern zum Frischen mit Sauerstoff und in den ao letzteres eine ausreichende Plastizität aufweist, ver-Kaldoöfen Schlacken mit einem Eisengehalt von formt, so daß die Ausgangsstoffe verschiedener mehr als 30°/o bilden, die flüssig sind und in die Korngrößen, die das feuerfeste Material bilden, sich Poren der Auskleidungssteine eindringen. gut unter Zurücklassung eines sehr geringfügigen

Im allgemeinen weisen die in der Stahlindustrie Hohlraumes absetzen. Weiterhin wird das heiße Ge- oder für die Stahlindustrie erzeugten Steine eine 15 misch Vibrationen und/eder wiederholtem Fest-Porosität (Volumenverhältnis der Poren) von 3 bis stampfen, gegebenenfalls Niederdruckstoßpressen, 4 ⁰Zo auf. ausgesetzt, so daß die Luft fast vollständig entweicht.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Her- Der Vorgang kann in den Formen, in weiche das stellung von basischen Ziegeln mit einer bestimmten Gemisch gegossen wird, durchgeführt werden. Es Form, die im folgenden als »Steine« bezeichnet wer- 30 wurde festgestellt, daß die sich im zu verfprmenden den. Diese Steine sollen eine weitaus niedrigere Poro- Gemisch befindende Luft die Ursache zahlreicher sität als die bekannten Steine aufweisen, so daß sie Unzulänglichkeiten ist, weil einerseits dabei eine während zahlreicher Vergießungen eine gute Be- höhere Porosität der Steine entsteht, andererseits die ständigkeit haben. Dabei sollen die Steine weitaus mit der Luft mitgeführte Feuchtigkeit hauptsächlich länger als die bekannten Steine gelagert werden kön- 35 den Dolomit und auch das Magnesiumoxyd beeinnen, ohne daß ein Zersetzen oder eine Zerbröckelung trächtigt. Es konnte festgestellt werden, daß beim erfolgt. Pressen von Steinen infolge der sich zwischen den

Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher da- Teilchen des Gemisches befindenden feuchten Luft durch gekennzeichnet, daß die Steine während des Wasser kondensiert wird, welches beim Pressen den Abkühlens zur Verhinderung der Deformation durch 40 Dolomit zersetzt Außerdem führt Feuchtluft zu einer eine entsprechende Vorrichtung zusammengehalten hohen Porosität der Steine,
werden. Aus diesem Grunde ist es besonders vorteilhaft,

Aus der deutschen Patentschrift 1 057 942 und den Dolomit oder das Magnesiumoxyd nach Herausder deutschen Auslegeschrift 1 167 246 ist es zwar nehmen aus dem Sinterofen in Gegenwart sehr bereits bekannt, Versätze aus feuerfesten Stoffen und 45 trockener Luft zu mahlen.

Kohlenwasserstoffen, wie Teer υ. dgl., in der Wärme Das Gemisch wird fest in die Formen entweder

zu verformen. Aus der Monografie von Budnikow, durch kräftiges Vibrieren unter hydraulischem Druck »Technologie der keramischen Erzeugnisse«, VEB- oder durch Hochdruckpressen gedrückt. Ebenfalls ist Verlag der Technik, Berlin, 1953, S. 36V365, ist es es möglich, das Material in die Formen durch mehauch bekannt, die warme Masse in Formen oder 50 rere Niederdruckpreßstöße oder durch wiederholtes Schalungen u. dgl. einzustampfen. Feststampfen zu drücken. Auf diese Weise n-erden

Diese Druckschriften beschreiben aber nur die Steine mit der höchsten Dichte und mit der niedrigüblichen technologischen Maßnahmen bei der Her- sten Porosität erhalten.

stellung von feuerfesten Körpern und liefern darüber Anschließend müssen die so hergestellten Steine

hinaus keine Anregungen für die Lösung der vor- JS nach dem Verdichten bis zum Erhalt einer ausstehend beschriebenen Probleme. Insbesondere sind reichenden Härte bzw. einer entsprechenden Formin diesen Druckschriften keine Hinweise vorhanden, bestündigkeit bei dem Herausnehmen aus der Form die auf die Beseitigung der Deformationserscheinun- abgekühlt werden. Bs ist besonders wichtig, eine ausgen bei der Abkühlung schließen ließen. Die nach reichende Abkühlung des Gemisches von feuerfesten diesen in diesen Druckschriften beschriebenen Maß- &> Stoffen und des Bindemittels noch in der Form nahmen hergestellten Steine müssen nämlich so lange durchzuführen, so daß das Bindemittet aushärten in den Vertiefungen der Form gehalten werden, bit kann, wobei bei dem Herausnehmen der Steine at» sie auch im Inneren genügend abgekühlt sind. Hier- den Formen keine Deformation erfolgt. Et ist emp^ durch werden die Vertiefungen der Form viel zu fehtenswert, die Steine (briquet de champ) to zu lange in Anspruch genommen, so daß die Produk- es pressen, daß nach dem Herausnehmen aus der Form tionsteistung der Herstellungsvorrichtung für die alle die gleiche Dicke aufweiten, to daß eine reget' feuerfesten Steine wirtschaftlich völlig unbefriedigend mäßige Schichtdicke der Auskleidung von Indtutriewird. Wenn man andererseits zur Steigerung des öfen erreicht werden kann. Infolge der Abkühlung

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der Bindemittel, insbesondere von Bindemitteln mit ebenfalls verbessert werden, wenn der Dolomit sofort

einem hohen Pechgehalt, ist es möglich, Steine mit nach dem Herausnehmen aus dem Sinterofen zur

einer ausreichenden Härte zu erhalten, so daß das Anwendung kommt.

Heiausnehmen aus der Form ohne Beeinträchtigung Es ist besonders vorteilhaft, warmen, gesinterten

der geometrischen Form der Steine durchgeführt 5 Dolomit, insbesondere vor dem Abfall der Tempe-

werden kann. ratur desselben auf unter 100° C, 7¹I verwenden.

Nach dem Herausnehmen der Steine aus den For- Auf diese Weise kann keine Kondensation der Luftmen unter einer entsprechenden Abkühlung der feuchtigkeit erfolgen, wobei sich kein kondensiertes Außenflächen ohne Beeinträchtigung der geometri- Wasser bildet, welches sich mit dem Dolomit verschen Form derselben, müssen die Steine in eine i° binden und somit die Qualität der Steine beeinträch-Aufnahmevorrichtung oder in eine sogenannte tigen könnte.

falsche Form eingeführt werden, wo die Abkühlung Zur Erreichung vorgenannter Temperatur können

vervollständigt wird. Für die Produktion in großem — wie schon erwähnt — warme Ausgangsstoffe zur

Umfang ist vorgenannter Abkühlungsvorgang un- Anwendung kommen. Ebenfalls ist es möglich, die-

umgänglich notwendig, um die Einrichtung zur Her- 15 selben in einer Vorrichtung, beispielsweise in einem

stellung von Steinen nicht allzu lange für die Ab- Ofen oder einem Wärmeschrank, vor dem Kneten

kühlung de: Formen außer Betrieb zu setzen, was zu erwärmen. Das Erwärmen kann auch während

/ur Senkung der Produktionskapazität führen würde. des Knetens in einer gesonderten Vorrichtung oder

Beim Einführen der Steine in die Aufnahme- nach dem Kneten durchgeführt werden oder noch

vorrichtung oder in die sogenannte falsche Form muß 2° vorteilhafter durch Anwendung beider vorgenannter

die Abkühlung genügend lange fortgesetzt werden, Methoden. Auf diese Weise ist es möglich, das Ge-

damit die Temperatur im Kern der Steine ausreichend misch die ganze Zeit, von der Herstellung desselben

sinkt, damit keine Deformationen erfolgen. Sollte bis zur Verformung, auf einer geeigneten Temperatur

dies nicht der Fall sein, würden die Steine aus der zu halten.

Form mit kalten Oberflächen, jedoch mit einem 25 Besondere Vorsichtsmaßnahmen müssen zur Entwarmen Kern herausgenommen werden, wobei an- fernung der Luftfeuchtigkeit ergriffen werden. Insschließend eine Erwärmung der Außenseiten und besondere müssen zur Erwärmung von Dolomit oder somit eine Deformation die Folge wären. An Stelle des Gemisches von Dolomit mit Teer Vorrichtungen von parallelen Oberflächen würden die Steine an- zur Entlüftung oder zum Rauchabzug vorgesehen schwellen, so daß keine regelmäßigen Schichten beim 30 sein, die zum Ablassen des Wasserdampfes dienen, Auskleiden der öfen mehr es.eicht werden können. welcher noch im Dolomit enthalten ist oder sich Die Aufnahmevorrichtung oder die falsche Form noch in der Luft befindet, die mit dem Dolomit wähmuß kräftig mittels Luft oder flüssiger Kühlmittel rend der Erwärmung oder des Knetens desselben abgekühlt werden, so daß die fertigen Steine während mit Teer in Berührung kommt,
der Lagerung oder des Transportes nicht deformiert 35 Nach der Zubereitung d^s Gemisches unter vorwerden können. genannten Bedingungen bei einer geeigneten Tem-

AIs feuerfestes Material kann insbesondere gesin- peratur wird die für jeden Siein erforderliche Menge

terter Dolomit oder gesintertes Magnesiumoxyd oder durch Wiegen dosiert, so daß die Ausmaße jedes

ein Gemisch derselben zur Anwendung kommen. Das Steines nach dem Pressen desselben die gleichen

zu verformende Gemisch kann aus 88 bis 96 Ge- 40 sind.

wichtsprozent gesintertem Dolomit oder gesintertem Das Wiegen kann manuell oder automatisch er-

Magnesiumoxyd oder einem Gemisch derselben be- folgen, so daß die Gewichtsschwankungen bei Stei-

stehen, wobei die feineren Teilchen Magnesiumoxyd nen, die ein Gewicht von 10 bis 50 kg aufweisen,

und die gröberen Teilchen Dolomit darstellen. Die nur etwas mehr als 10 g betragen. Insbesondere kann

Korngröße des feuerfesten Materials wird in Ab- 45 die Waage mittels eines kleinen Förderers konti-

hängigkeit der zur Anwendung kommenden Stoffe, nuierlich mit dem Gemisch gespeist werden, wobei

insbesondere durch die geometrischen Formen der- die Geschwindigkeit desselben am Ende des Wiege-

selben bestimmt. Im allgemeinen besteht das Gemisch Vorganges geringer ist, so daß während des An-

aus 25 bis 60⁰Zo Teilchen, die kleiner als 2 mm sind, haltens des Förderers beim Erreichen des genauen

welche für sich 20 bis 60°,Ό staubfeine Teilchen (die 50 Gewichtes nur noch eine unwesentliche Menge des

durch das Sieb von 0,08 mm passieren) enthalten, Gemisches in die Formen kommt,

und 25 bis 75 %> Teilchen, die größer als 2 mm Das so hergestellte und dosierte Gemisch wird in

lind. die Formen einer Presse eingeführt, in welcher die

Der Rest des Gemisches kann aus 4 bis 12Ge- Formen sehr fest gepreßt werden, so daß kompakte

wichvsprozent eines Bindemittels auf der Basis von 55 Steine mit optimalen Eigenschaften erhalten werden,

bei der Steinkohlen- oder Erdöldestillation erhal- Die Restporosität darf höchstens 1 Gewichtsprozent

tenen Kohlenwasserstoffen bestehen. Vorgenanntes betragen.

Bindemittel kann 40 bis 80«/· Pech enthalten, wobei Zur Erreichung vorgenannter Dichte wird das sich der Rest aus ölen besteht. Reines Pech kann eben- in den Formen befindende Gemisch Vibrationen ausfalle zur Anwendung kommen. 60 gesetzt, so daß sich die Teilchen absetzen und die

Dem Gemisch können eventuell auch geringe Men- Luft während des Pressens leichter entfernt werden

gen anderer Stoffe, beispielsweise Eisen, Tonerde, kann. Die Vibrationen können auf das Gemisch

Kohle, Kunststoffe oder Weichmacher, die üblicher- durch die Wandungen der Formen übertragen wer-

weise bei der Herstellung von Steinen verwendet den, insbesondere beim vertikalen Pressen des

werden, zugesetzt werden. ej Bodens, der Seiten oder des oberen Teiles der For-

Die Feuer- und Lagerbeständigkeit von Steinen men, die die Funktion einer Druckplatte Übernehmen,

aus gesintertem Dolomit steigt mit dem Sinterungs- Ebenfalls ist es möglich, am Ende der Verformung

grad derselben an. Vorgenannte Merkmale können ein Pressen unter Vakuum oder ein mehrfaches Pres-

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sen mit unterschiedlicher Preßkraft oder nach einem vorbestimmten Zyklus vorzunehmen.

Zur Verhinderung der Deformation der Steine nach dem Herausnehmen derselben aus den Formen werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Steine zuerst in den Formen abgekühlt. Zu diesem Zweck können beispielsweise in den Wandungen der Formen Vorrichtungen zum Abkühlen mit einem flüssigen Kühlmittel, beispielsweise mit Wasser, oder durch Luftumwälzung vorgesehen sein.

Die so verformten Steine müssen genügend lang mit den abgekühlten Wandungen der Formen in Berührung stehen, so daß sie nach dem Herausnehmen aus der Form ihre endgültige Form behalten. Nach einer anderen Methode werden die Steine in einem zweiten Vorgang weiter abgekühlt. In Abhängigkeit von der Temperatur der Masse, der Art des Bindemittels und der Korngröße der feuerfesten Stoffe beträgt die Abkühlung in den F.;rmen im ersten Fall 3 bis 15 Minuten und im zweiten Fall 15 Sekunden bis 3 Minuten.

Zur Erhöhung der Produktivität der Verformungseinrichtung wird im vorgenannten zweiten Fall das Herausnehmen aus den Formen sehr schnell vorgenommen, und zwar nach der Abkühlung der Oberfläche der Steine durch Berühren mit den Wandungen. Es ist jedoch hervorzuheben, daß die Abkühlung nur oberflächlich erfolgt, wobei de^r Kern der Steine noch warm und weich ist. Die so erreichte Abkühlung ist jedoch ausreichend, um einer Deformation der Steine für kurze Zeit nach dem Herausnehmen derselben aus den Formen vorzubeugen. Die Oberflächen der Steine werden jedoch langsam erwärmt und erweicht, so daß sie zur Deformation neigen.

Erfindungsgemäß wird die kurze Zeit, während welcher die oberflächig abgekühlten Steine nach dem Herausnehmen aus den Formen noch test sind, dazu verwendet, um die Steine in eine Aufnahmevorrichtung einzuführen, in welcher die Abkühlung ohne Deformation derselben vervollständigt wird.

Die Aufnahmevorrichtung kann eine sogenannte falsche Form darstellen, welche aus vier oder, noch einfacher, nur aus zwei steifen Platten, beispielsweise aus Stahl- oder Aluminiumblech oder aus Holzbrettern besieht. Die Platten werden in einem bestimmten Abstand von den zwei gegenüberliegenden Flächen der Steine gehalten, wobei die Vorrichtung auf einen abgekühlten oder nicht abgekühlten T'sch gelegt wird. Die so genannten falschen Formen können eine einfache, leichte und billige Bauart haben; sie werden durch entsprechende Mittel jeder Art abgekühlt, so daß sie sehr leicht wieder in Betrieb genommen werden können.

Die Fertigerzeugnisse können mit einem Schutzanstrich, beispielsweise auf der Basis von Pech oder Teer, versehen werden.

Es konnte festgestellt werden, daß eine besondere Erhöhung der Qualität der Fertigerzeugnisse durch Anwendung von gesintertem Dolomit mit einem viel höheren Sinterungsgrad als üblich erreicht werden kann. Dabei kann auch geschmolzener Dolomit zur Anwendung kommen. Der Dolomit (oder der Dolomit im Gemisch mit Magnesiumoxyd) wird mit Teer vermischt, In diesem Fall können die Formen aus Graphit bestehen.

.Sollte der Dolomit in einem Flammofen oiler in einem LicrUbogciiofcn geschmolzen werden, so kann ein höherer Prozentsatz an Verunreinigungen, wie Kieselerde upd Tonerde, beispielsweise von 1 bis 3 »/o für SiO₂ und Al₂O₃ zusammen hingenommen werden, obwohl die Anwendung eines möglichst reinen Dolomits üblicherweise vorzuziehen wäre. Es ist hervorzuheben, daß die Anwendung van geschmolzenem Dolomit große Vorteile im Vergleich mit sehr gut gesintertem Dolomit mit sich bringt.

Jedenfalls kann die Abkühlung der warmen Steine sowohl bei Anwendung von gesintertem wie auch von geschmolzenem Dolomit durchgeführt werden.

Prinzipiell kann die Abkühlung durch Umwälzung von Kaltluft in einer Kammer, in welcher sich die Steine befinden, erfolgen. Ebenfalls ist es möglich, die Abkühlung in einem sich auf einem Förderer befindlichen Gehäuse vorzusehen, wobei sie während des Transportes der Steine im Gehäuse erfolgt.

Manchmal ist es ·.,-sonders vorteilhaft, Vorrichtungen vorzunehmen, bei denen die Steine aus den Formen vor dem Erreichen einer entsprechenden Härte nicht herausgenommen werden können. In diesem Fall können Pressen oder andere Druckvorrichtungen für Steine mit einer endlosen Kette vorgesehen sein, auf welcher sich zahlreiche Formen befinden. Die Dolomit- oder Magnesiumoxydsteine werden gepreßt und verbleiben in den Formen, bis sie mit Luft oder einem anderen Gas, eventuell mit Wasser oder einem anderen flüssigen Kühlmittel, entsprechend abgekühlt sind.

Eine andere Lösung besteht darin, daß die Dolomit- oder Magnesiumoxydsteine in Formen unbeweglich in der Verformungseinrichtung angeordnet sind. Beim Herausnehmen der Steine aus der Einrichtung werden dieselben in andere Formen zur Abkühlung eingeführt, in welchen die geometrische Form der Steine aufrechterhalten wird. Die Abkühlung erfolgt ebenfalls durch die umgebende Luft oder Kaltluft oder eventuell durch den Kreislauf eines flüssigen Kühlmittels in den Wandungen der Kammer oder des Förderurs, in welchen sich die Steine befinden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Steinen durch Verformen eines Gemisches von feinverteilten Teilchen eines feuerfesten Stoffes mit einem Bindemittel auf der Basis von Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur, bei welcher das Bindemittel eine höhere Plastizität aufweist, Entlüften des Gemisches durch Vibrieren, Fest- und Einstampfen oder Nicderdnickstoßpresscn und anschließendes Abkühlen der geformten Steine, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine während des Abkühlens zur Verhinderung der Deformation durch eine entsprechende Vorrichtung zusammengehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verformende Mischung in Hohlforrncn, deren Wandungen mit Abki'ihlvorrichtungen verschen sind, gegossen wird, daß die Abkühlung während und nach dem Verformen so lange vorgenommen wird, bis die Steine endgültig ihre Form nach dem Herausnehmen aus der Form behalten oder bis sie an ihrer Oberflache eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um

aus den Formen herausgenommen und in eine Aufnahmevorrichtung, in welcher die Abkühlung vervollständigt wird, eingeführt zu werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahme- vorrichtung mindestens zwei steife Platten in einem entsprechenden Abstand zur Anwendung kommen und daß ti« gegen die entgegengesetzten Fliehen eines Steines gedrückt werden.

4. Verfahren flMh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daB das Gemisch aus 88 bis 96 Gewichtsprozent fein* vertelltem, gesintertem Dolomit oder feinverteilt tem, gesintertem Magnesiumoxyd oder einem Gemisch derselben mit 4 bis 12 Gewichtsprozent is

eines Bindemittels auf der Basis von bei der Steinkohlen- oder Erdöldestillation erhaltenen Kohlenwasserstoffen besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern des Dolomils bzw. des Magnesiumoxyds auf ein Maximum gebracht wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß geschmolzener Do> loinit oder geschmolzenes Magnesiumoxid odet ein Gemisch derselben zur Anwendung kommt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bet Beginn des Verformungsprozesses dk Temperatur 80 bis 300° C beträgt.