DE2019554C3

DE2019554C3 - Schnellhärtendes Teerbindemittel zur Herstellung von Stichlochstopf- und Rinnenauskleidungsmassen für die Eisen- und Stahlerzeugung

Info

Publication number: DE2019554C3
Application number: DE19702019554
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr. 4100 Duisburg Collin; Rolf Dr. 4102 Homburg Mueller; Juergen Dr. 4130 Moers Smits
Original assignee: Ruetgerswerke AG
Current assignee: Ruetgers Germany GmbH
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1970-04-23
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2019554A1; DE2019554B2

Description

An Rinnenauskleidungs- und besonders an Stichlochstopfmassen wird die Anforderung gestellt, daß sie unter den beim Hochofenbetrieb gegebenen Temperaturbedingungen möglichst rasch aushärten. Andererseits sollen solche Massen in einem niederen Temperaturbereich, der sich bis etwa 150° C maximal erstrecken kann, jedoch lagerfähig sein und plastisch bleiben.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Teerbindemittel, das im Gemisch mit Sand und Gesteinsmehlen zu Stichlochstopf- und Rinnenauskleidungsmassen verarbeitet werden kann, die den beschriebenen Anforderungen genügen.

Es sind schnellhärtende Massen für Auskleide- und Dichtungszwecke bekannt Diese Massen bestehen aus Gesteinsmehlen, Pech oder Teer und Resolen. Die Herstellung darf nur kalt erfolgen, da sonst der Härtungsprozeß bei den Resolen einsetzt Verwendet man gemahlenes Pech, so wird die Mischung wegen der schlechten Benetzung der Resole nicht homogen. Bei Verwendung von Teeren gestaltet sich die Verarbeitung bei Normaltemperatur infolge großen Kräfteaufwandes und langer Mischzeiten schwierig.

Ein weiterer Nachteil der Resole enthaltenden Massen ist die begrenzte Lagerfähigkeit. Bereits nach einer Woche Lagerzeit ist der bei Zimmertemperatur bereits einsetzende Härtungsprozeß der Resole so weit gediehen, daß die Massen steif und nicht mehr verformbar geworden sind.

Gemäß der Erfindung werden Bindemittel bereitgestellt, die im Gemisch mit Sanden oder Gesteinsmehlen wie Quarzit, Kleb- oder Formsand, Kaolin oder Ton, auch mit Gemischen davon, weiterhin gegebenenfalls mit Feinkohle, Stichlochstopf- und Rinnenauskleidungsmassen ergeben, die bei den entsprechenden Anwendungstemperaturen schnell aushärten und gute Lagerfähigkeit haben. Wegen der Temperaturstabilität des Bindemittels bis etwa 150⁰C kann die Herstellung der Massen warm erfolgen, was die Arbeitsweise vereinfacht und eine gute Homogenität gewährleistet

Gegenstand der Erfindung ist ein schnellhärtendes Teerbindemittel zur Herstellung von Stichlochstopf- und Rinnenauskleidungsmassen für die Eisen- und Stahlerzeugung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus 60 bis 95 Gew.% Teer und 40 bis 5 Gew.% eines

ίο Gemisches von Novolak mit Hexamethylentetramin und/oder Paraformaldehyd besteht, wobei letzteres Gemisch, bezogen auf Novolak, 1—20 Gew.% Hexamethylentetramin und/oder Paraformaldehyd enthält
Als Teer wird ein solcher mit einem Siedebeginn von 180° C oder ein Gemisch aus 30 bis 70 Gew.% bituminösen Destillationsrückständen mit einem Erweichungspunkt von 30 bis 130⁰C KS, vorzugsweise von 65 bis 110⁰CKS, und 70 bis 30 Gew.% eines damit verträglichen Öles im Siedebereich von 180 bis 450° C bevorzugt Die bituminösen Destillationsrückstände sind Steinkohienteerpcche oder vorzugsweise phcnolhaltige Rückstände, wie Phenolpeche oder Braunkohlenteerpeche Die Erweichungspunkte der erfindungsgemäß verwendeten Novolake liegen zwischen 50 und 125° C, vorzugsweise zwischen 90 und 110⁰C Der Zusatz von Hexamethylentetramin oder Paraformaldehyd oder eines Gemisches beider Stoffe beträgt vorzugsweise 2 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Novolaks. Den Teeren bzw. Teermi-

*> schungen werden bei einer Temperatur von 75 bis 150⁰C die Novolake zugemischt Bei Anwendung von

Paraformaldehyd empfiehlt sich für die Verarbeitung

ein Temperaturbereich um 100⁰C

Zur Herstellung des Bindemittels wird der Novolak

mit dem Teer in einem Temperaturbereich bis etwa 140° C unter kräftigem Rühren vermischt und anschließend die entsprechende Menge Hexamethylentetramin, Paraformaldehyd oder ein Gemisch der beiden Stoffe ebenfalls unter Rühren zugegeben.

Die Herstellung von Stichlochstopf- oder Rinnenauskleidungsmassen mit solchen Bindemitteln erfolgt am besten ebenfalls bei erhöhter Temperatur, etwa bei 100⁰C. Dabei wird die der gewünschten Plastizität entsprechende Menge an Bindemittel mit dem Gesteins-

⁴^ mehl oder Gesteinsmehlgemisch und gegebenenfalls mit Feinkohle vermischt.

Die erfindungsgemäßen Bindemittel waren nach längerem Erhitzen im Bereich 100 bis 130° C noch so dünnflüssig wie im ursprünglichen Zustand. Die daraus

^w hergestellten Massen blieben nach 2stündiger Temperaturbehandlung bei 50⁰C genau so plastisch wie vorher. Eine Temperaturbehandlung bei 150⁰C über 30 Minuten, wie sie in der Praxis wohl selten vorkommen dürfte, ergab nahezu die gleiche Plastizität der Massen wie beim ursprünglichen Material.

Dagegen wurde nach einer I5minütigen Temperaturbehandlung bei 250° C eine eindeutige Erhärtung der Massen festgestellt

Beispiel 1

Zu 85 Gew.% eines Teeres, bestehend je zur Hälfte aus Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungspunkt (KS) von 69°C und einem aromatenreichen Öl mit einem Siedebereich zwischen 200 und 410⁰C, werden ⁶^ 14,7 Gew.% Novolak mit einem Erweichungspunkt von 91°C bei einer Temperatur von 100 bis 110°C unter kräftigem Rühren gegeben. Es weroen 03 Gew.% Hexamethylentetramin zugesetzt.

20 Gew,% dieses Bindemittels werden mit 70 Gew.% Kaolin (im Körnungsbereich unter J mm) und 10 Gew.% Feinkohle vermischt und verknetet. Es entsteht eine plastische Masse, deren Konsistenz nach 2 Stunden bei 50°C und 30 Minuten bei 150⁰C nicht nennenswert verändert war. Nach 15 Minuten bei 250° C war die Masse erhärtet und formstabil auch im heißen Zustand.

Beispiel 2

Zu 90 Gew.% des unter Beispiel 1 beschriebenen Teeres werden 9,5 Gew.% mit einem Erweichungspunkt von 91 °C bei 100 bis 110°C zugegeben und gut vermischt. Anschließend werden 0,5 Gew.% Hexamethylentetramin zugesetzt

15 Gew.% dieses Bindemittels werden mit 75 Gew.% Kaolin und 10 Gew.% Feinkohle vermischt und verknetet Dabei wird eine weiche, krümelige Masse erhalten, deren Konsistenz nach 2stündiger Temperaturbehandlung bei 50°C und 30minütiger Temperaturbehandlung bei J 50"C nicht nennenswert verändert war. Nach 20 Minuten bei 300°C war die Masse erhärtet

Beispiel 3

Zu 90% eines Teeres, bestehend aus 40% Steinkohlenteerpech (Erweichungspunkt 69"CKS) und 60% eines aromatischen Öles mit einem Siedebereich von 200 bis 400° C werden 93% Novolak mit einem Erweichungspunkt von 91° C gegeben und die beiden

10

15

20

Komponenten bei 100 bis 11O⁰C gut vermischt

Dazu kommen anschließend 0,05Gew,% Hexamethylentetramin und 0,05 Gew.% Paraformaldehyd.

75 Gew.% Kaolin und 10 Gew,% Feinkohle ergeben mit 15 Gew.% dieses Teerbindemittels eine plastische Masse, die nach einer Temperaturbehandlung bei 150° C nach 30 Minuten keine nennenswerte Veränderung der Konsistenz zeigte. Nach 15 Minuten bei 250° C war die Masse bereits stark erhärtet

Beispiel 4

Zu 90 Gew.% eines Teeres, bestehend aus 40 Gew.% Phenolpech mit einem Erweichungspunkt von 86° C KS und einem aromatenreichen öl mit einem Siedebereich zwischen 200 und 410° C werden 9,8 Gew.% Novolak mit einem Erweichungspunkt von 91 °C bei einer Temperatur von 100 bis 110°C unter kräftigem Rühren gegeben. Es werden 0,2 Gew.% Hexamethylentetramin zugesetzt

15 Gew.% dieses Bindemittels werden mit 75 Gew.% Kaolin und 10 Gew.% Feinkohle vermischt und verknetet Es entsteht eine plastische Masse, deren Konsistenz nach 2 Stunden bei 50⁰C und 30 Minunten bei 150⁰C nicht nennenswert verändert war. Nach 15 Minuten bei 250°C war die Masse erhärtet

Die in den Beispielen beschriebenen Massen wurden in einen auf 400⁰C vorgeheizten Ofen gebracht Ohne sich zu entzünden, ergaben sich nach 10 Minuten vollkommen durchgehärtete Massen.

Claims

Patentansprüche:

1. Schnellhärtendes Teerbindemittel zur Herstellung von Stichlochstopf- und Rinnenauskleidungsmassen für die Eisen- und Stahlerzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 60 bis 95Gew.% Teer und 40 bis 5Gew.% eines Gemisches von Novolak mit Hexamethylentetramin und/oder ParaformaJdehyd besteht, wobei letzteres Gemisch, bezogen auf Novolak, 1 bis 20 Gew.% Hexamethylentetramin und/oder Paraformaldehyd enthält

2. Schnellhärtendes Teerbindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teer einen Siedebeginn von 180° C aufweist, oder ein Gemisch aus 30 bis 70 Gew.% bituminösen Destillationsrückständen mit einem Erweichungspunkt von 30 bis 130⁰C KS, vorzugsweise von 65 bis 110⁰C KS, und 70 bis 30 Gew.% eines damit verträglichen Öles im Siedebereich von 180 bis 450⁰C ist.

3. SchiieüSiärtendes Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bituminösen Destillationsrückstände Steinkohlenteerpeche oder vorzugsweise phenolhaltige Rückstände, wie Phenolpeche oder Braunkohlenteerpeche, sind.

4. Schnellhärtendes Teerbindemittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Novolak einen Erweichungspunkt von 50 bis 125° C₁ vorzugsweise 90 bis 110° C, hat