DE19602378A1 - Verfahren zur Zustellung eines Hochofens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustellung eines Hochofens mit einer Feuerfestauskleidung.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung eines speziellen Feuerbetons

Nach dem Stand der Technik werden zur Zustellung von Hochöfen feuerfeste Steine verwendet, mit denen die Hochofeninnenwan­ dung oberhalb der Blasformenebene ausgemauert wird. Mit einer derartigen Zustellung werden Haltbarkeiten von vier Jahren und mehr erreicht.

Bei dieser Zustellungsart besteht aufgrund der hohen Fugenzahl zwischen den einzelnen Feuerfeststeinen jedoch die Gefahr, daß Segmente der Ausmauerung in den Ofen fallen können.

Ein weiteres Problem einer gemauerten Zustellung besteht dar­ in, daß die die Hochofenwandung durchgreifenden Kühlkästen aufgrund der vorgegebenen Steinform nicht eng genug ummauert werden können. Die Kühlkästen werden daher häufig mit Stampf­ masse eingebettet, die zwar eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf­ weist, aber aufgrund ihrer niedrigen Druckfestigkeit nur eine sehr geringe Haltbarkeit aufweist.

Insbesondere bei einer erneuten Zustellung nach einer erfolg­ ten Ofenreise ist das Ummauern der Kühlkästen problematisch, da diese aus leicht verformbarem Kupfer bestehen und nach einer Ofenreise häufig verformt, verzogen oder hochgedrückt sind.

Die Ausmauerung der Hochofeninnenwandung erfolgt üblicherweise zonenorientiert, d. h. je nach chemisch-physikalischem Angriff in den unterschiedlichen Zonen des Hochofens kommen jeweils Steine zum Einsatz, die bzgl. ihrer Haltbarkeit an den unter­ schiedlichen chemisch-physikalischen Angriff angepaßt sind.

Neben den oben erwähnten Problemen ist ein weiterer Nachteil beim Ausmauern der Zustellung darin zu sehen, daß der Hochofen vergleichsweise lange außer Betrieb gesetzt werden muß.

Eine weitere Zustellungsmethode besteht in dem Aufbringen von Spritzmassen, wobei jedoch neben einem erhöhten Materialver­ brauch durch herabfallende Spritzmasse eine vergleichsweise geringe Haltbarkeit von nur ca. 1,5 Jahren erreichbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zustellung eines Hochofens zu schaffen, bei dem die erzeugte Feuerfestauskleidung eine verbesserte Haltbarkeit aufweist, höhere Ringspannungen aufgenommen werden können und die Anbin­ dung der Feuerfestauskleidung an die Kühlkästen verbessert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Feuerfestausklei­ dung zumindest bereichsweise aus einem monolithisch abbinden­ den Feuerbeton besteht, der in angemachtem Zustand hinter einer Schalung vor der Innenwandung des Hochofens eingebracht, insbesondere im Pump-Gießverfahren vergossen wird.

Durch den z. B. hydraulisch abbindenden Feuerbeton, der hinter einer vorbereiteten Schalung vergossen wird, entsteht eine monolithische Zustellung mit bzgl. des Hochofenumfanges und der jeweils abgegossenen Höhe sehr homogenen Eigenschaften. Die monolithische Zustellung weist gegenüber fertig gebrannten Feuerfeststeinen bei gleicher Zusammensetzung bzw. gleicher Qualität eine höhere Temperaturwechselbeständigkeit sowie eine bessere Abriebfestigkeit im heißen und im kalten Zustand auf. Die Anbindung der Feuerfestzustellung an die Kühlformen er­ folgt fugenlos, so daß eine sehr gleichmäßige Kühlung erfolgen kann. Schließlich können aufgrund der fehlenden Fugen die auftretenden Ringspannungen im Inneren der Feuerfestausklei­ dung kompensiert werden, ohne daß die Gefahr von Rißbildungen oder einem Herauslösen von Zustellungssegmenten besteht.

Der zur Bildung der monolithischen Zustellung verwendete Feu­ erbeton wird vor dem Vergießen hinter die Schalung vorzugs­ weise mit einer dynamischen Zähigkeit von weniger als 10⁴ milli Pascal sec angemacht. Durch diese vergleichsweise nied­ rige dynamische Zähigkeit kann nämlich auf ein Verdichten bzw. Entlüften der vergossenen Masse beispielsweise mit Hilfe von Vibratoren verzichtet werden, so daß auch die Stabilität der verwendeten Schalung gering sein kann, da diese nur dem hydro­ statischen Druck des flüssigen Feuerbetons widerstehen muß. Dadurch wird eine besondere Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erreicht.

Um die niedrige dynamische Zähigkeit der frisch angemachten Masse ohne Verwendung zu großer Wassermengen, die eine Vermin­ derung der Kaltdruckfestigkeit und Erhöhung der Porosität zur Folge hätte, zu erreichen, kann dem Feuerbeton vor dem Vergie­ ßen ein Verflüssigungsmittel zugegeben werden. Dies kann z. B. ein Salz der Acrylsäure oder ein Acrylsäurederivat sein. Der­ artige Mittel erhöhen die Fließgeschwindigkeit des angemachten Feuerbetons, verbessern seine Selbstentlüftung und haben kei­ nen nachteiligen Einfluß auf die chemische bzw. physikalische Haltbarkeit des abgebundenen Betons.

Weiterhin kann es sinnvoll sein, dem Feuerbeton vor dem Ver­ gießen Mittel zur Einstellung der Abbindegeschwindigkeit zu­ zusetzen. Diese Abbindegeschwindigkeit hängt nämlich u. a. von der Umgebungstemperatur bzw. der Temperatur der angemachten Masse ab. Sie sollte jeweils so groß sein, daß die vorgegebene Arbeitsgeschwindigkeit eingehalten werden kann, insbesondere dann, wenn die Zustellung durch zonenweises Vergießen erfolgt.

Als geeignete Mittel zum Verzögern der Abbindegeschwindigkeit können organische Säuren, z. B. Zitronensäure, eingesetzt werden, während Mittel zur Beschleunigung des Abbindens basi­ sche Komponenten sind. Die Abbindegeschwindigkeit sollte so eingestellt sein, daß sich je nach den örtlichen Verhältnissen eine Abbindezeit von ca. einer Stunde ergibt.

Von wesentlichem Einfluß auf die Abbindegeschwindigkeit und die spätere chemische und physikalische Resistenz ist auch der Zement- bzw. CaO-Anteil des angemachten Gemisches. Er sollte nicht über 3 Gewichtsprozent liegen.

Auch sollte, wie bereits erwähnt, die Wasserzugabe zur Her­ absetzung der dynamischen Zähigkeit so niedrig liegen, daß der spätere abgebundene Feuerbeton eine Gesamtporosität von weni­ ger als 20 Volumenprozent aufweist. Eine derartig niedrige Porosität wird beispielsweise bei einem Wasserzusatz von weni­ ger als 8 Gewichtsprozent erreicht.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise ein zonenweiser Verguß nacheinander durchgeführt. Hierdurch kann der maximal auf die Schalung wirkende Druck begrenzt und eine vergleichsweise preiswerte Schalung verwen­ det werden. Nach dem Abgießen einer Zone, deren vertikale Höhe z. B. bei einem Meter liegt, wird dann unter Berücksichtigung der einzuhaltenden Abbindezeit die nächsthöhere Zone abgegos­ sen.

Dabei können für die unterschiedlichen Zonen verschiedene Feuerfestqualitäten eingesetzt werden, deren Zusammensetzung z. B. den Feuerfestqualitäten entsprechen kann, die in Tafel 5 "Stahl und Eisen" 115, Seite 45, angegeben sind. Diese Feu­ erfestqualitäten sind an die in den entsprechenden Zonen herr­ schenden chemisch-physikalischen Verschleißbedingungen ange­ paßt.

Insgesamt sind durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Verwendung des speziellen Feuerbetons wesent­ lich längere Standzeiten der Hochofenzustellung zu erwarten. Diese Vorhersage läßt sich aufgrund der bisher durchgeführten, umfangreichen Laboruntersuchungen machen.

Erwähnt werden sollte noch, daß das neue Zustellungsverfahren auch dann anwendbar ist, wenn noch Reste der ursprünglichen Zustellung vorhanden sind. Ein vollständiges Herausbrechen der ursprünglichen Feuerfestauskleidung ist daher nicht erforder­ lich.

Durch das neuartige Verfahren kann nicht nur der Betrieb des Hochofens wirtschaftlicher gestaltet werden, auch die Umwelt wird durch das Einsparen des Brennvorganges der üblicherweise verwendeten Feuerfeststeine entlastet.

Claims (10)

1. Verfahren zur Zustellung eines Hochofens mit einer Feuer­ festauskleidung, dadurch gekennzeich­ net, daß die Feuerfestauskleidung zumindest bereichs­ weise aus einem monolithisch abbindenden Feuerbeton be­ steht, der in angemachtem Zustand hinter einer Schalung vor der Innenwandung des Hochofens eingebracht, insbeson­ dere im Pump-Gießverfahren vergossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Feuerbeton vor dem Vergießen mit einer dynamischen Zähigkeit von weniger als 10⁴ milli Pascal sec angemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Feuerbeton vor dem Vergie­ ßen ein Verflüssigungsmittel, insbesondere ein Salz der Acrylsäure oder ein Acrylsäurederivat, zugesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Feuerbeton vor dem Vergießen Mittel zur Einstellung der Abbindegeschwindig­ keit zugesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Feuerbeton eine Ze­ mentmenge zugesetzt wird, aus der sich ein CaO-Anteil von weniger als 3 Gewichtsprozent ergibt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzugabe zu dem angemachten Feuerbeton derart begrenzt wird, daß der abge­ bundene Feuerbeton eine Gesamtporosität von weniger als 20 Volumenprozent aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergießen des ange­ machten Feuerbetons hinter Schalung nacheinander zonen­ weise durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vertikale Höhe der nacheinander abgegossenen Zonen zwischen 0,5 und 2 m liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für unterschiedliche Zonen bzgl. ihrer Zusammensetzung unterschiedliche Feuer­ betone verwendet werden.

10. Verwendung eines Feuerbetons mit einer im angemachten Zustand eingestellten dynamischen Zähigkeit von weniger als 10⁴ milli Pascal sec und einer im abgebundenen Zustand eingestellten Gesamtporosität von weniger als 20 Volumen­ prozent als hinter Schalung vergossene Feuerfestzustellung eines Hochofens.