DE2246339A1 - Thermisch beanspruchungsgerechtes, schnell verlegbares steinformat fuer die hochtemperaturzone von drehrohroefen, hergestellt aus teergebundenen hochbasischen sinterprodukten, wie dolomit, magnesit oder deren mischungen - Google Patents

Description

• Thermisch beanspruchungsgerechtes, schnell verlegbares Steinformat für die Hochtemperaturzone von Drehrohröfen, hergestellt aus teergebundenen hochbasischen Sinterprodukten, wie Dolomit, Eagnesit oder deren Mischungen.
• Die Erfindung betrifft die Formgebung eines beanspruchungegerechten Keilsteines, der noch nicht keramisch, chemisch oder hydraulich, sondern teergebunden ist, hergestellt.aus Sinterprodukten, wie Dolomit, Magnesit oder deren Mischungen für Drehrohröfen, die zum Brennen von Kalk, Zement, Dolomit, Magnesit und dergleichen eingesetzt werden.
• Der Zweck der Feuerfestfutter ist, den Betrieb von Drehrohröfen überhaupt zu ermöglichen, da der Stahlmantel derselben durch die Ausmauerung vor hohen Flammentemperaturen geschützt wird. Entsprechend der Temperaturhöhe und dem Temperaturverlauf werden in Drehrohröfen unterschiedliche Steinqualitäten vermauert, die in der eigentlichen Flammenzone hochbasische Qualitäten sind, wie Dolomit, Magnetit oder deren Mischungen. In Richtung Ofeneinlauf werden mit fallenden Temperaturen Schamotte, Feuerleichtstein u.a. Isolierqualitäten verlegt.
• Hier soll nur von der Hochtemperaturzone in Drehrohröfen gesprochen werden, bei denen in diesen Zonen vorwiegend hochbasische Qualitäten, wie Dolomit, Magnesit und deren Mischungen zum Einsatz kommen.
• Der Patentgedanke besteht darin, der Beschädigung des Ofenfutters infolge Wärme ausdehnung entgegenzuwirken. Nicht gesprochen werden soll über die chemische Beanspruchung des Futters oder die mechanische, z.B. durch Abrieb.
• Die thermische Beanspruchung des Ofenfutters wirkt sich zerstören in achsialer und radialer Richtung aus.
• Diesen Beanspruchungen versucht man mit verechiedenen Mitteln entgegenzuwirken: 1. indem die Steine vermörtelt werden, d.h. die Stoß- und Lagerfugen mit einem weichen Mörtelbett versehen werden, das die Ausdehnung der Steine abfangen soll. Dabei keramisiert der Mörtel, wenn der Ofen genügend aufgeheizt ist und gibt dem Futter Halt; 2. bei mörtelfreien Futtern durch Einlegen von Radial-Pugenblechen. Beim Aufheizen sollen diese flachgedrückt werden, dadurch Ausdehnungeraum freigeben und gleichzeitig im weiteren Ofenbetrieb sich mit den Steinen verbinden durch Entstehung von Magnesioferrit; 3. werden zusätzlich noch der Ausdehnung raumgebende Stoffe, wie Asbestplatten, in Radialfugen eingelegt; 4o soll Ausdehnungsraum geschaffen werden durch Einlegen von Ausbrennpappen, meist in Stoßfugen, oft aber auch auf der Flammenseite der Lagerfugen.
• Da die Drehrohrofenfutter überwiegend nur einschichtig aufgebaut sind, herrscht in denselben eine sehr hohe Temperaturdifferenz zwischen der Heißseite (Flammenseite) und der Kaltseite (Ofenmantelseite). Bei Öfen ohne Ansatz in der Sinterzone oder bei Kalköfen in der Entsäuerungszone liegen Steinoberflächentemperaturen bei ca 150000 und kaltseitig bei ca 3500cm Daraus ist ersichtlich, daß der Stein sich auf der heißen Innenseite wesentlich stärker ausdehnen will als auf der Faltseite.
• Die lineare wärmeausdehnung von Stahl, Dolomit und Magnesit ist fast die gleiche, (s. auch Zeitschrift: Zement-Kalk-Gips, Nr. 12; Dezember 1966, Seite 582 und 583). Gibt man auf der heißen Seite, um Kantenpressungen zu vermeiden, die volle Ausdehnung vor, entsteht kaltseitig in den Stoßfugen jeweils eine Lücke. Bei Außerbetriebnahmen des Ofens besteht dann die Gefahr, daß das Futter achsial zusaininenrutscht und große Feuerfestlücken entstehen, die eine Futterreparatur wieder notwendig machen.
• Ist radial die Mörtelfugenstärke nicht richtig gewählt oder der Mörtel keramisiert zu früh, kommt es auch hier zu Kantenpressungen, die zur Steinzerstörung führen können. Keramisiert der Mörtel zu spät, rieselt er aus den Fugen heraus und lockert den Futters verband.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl der Beeinflussungsfaktoren der Ausdehnungsverhältnisse zu reduzieren und ein sehr einfaches und nontageschnelles Futter für Rochtemperatur-Drehrohröfen herzustellen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß am einfachsten dadurch gelöst, daß in den Stoßfugen die Steine im Ofen auf der Kaltseite knirsch gegeneinander verlegt werden, während auf der Innenseite des Futters die Steine mindestens eine Öffnung freilassen müssen, die der Ausdehnungsdifferenz von ca 115000 entspricht.
• Da die Steine auch in den Radialfugen sowohl mörtelals auch einlageblechfrei verlegt werden sollen, müssen aber die Achsialfugen noch weiter geöffnet werden, und zwar um einen Betrag, der die in Radialrichtung verdrängte Feuerfestmasse noch aufnehmen kann. Solche Steine können nicht aus keramisierten, hydraulichen, chemischen oder kunststoffgebundenen Steinen hergestellt sein, sondern müssen eine weiche Bindung haben, die vorwiegend in Form von Stahlwerksteer oder anderen organischen Stoffen zur Verfügung steht. Die obigen harten Steine mit sehr hoch eingebrachter Kaltdruckfestigkeit würden eine Massenverdrängung bei Knirschverlegung ohne Rißschäden nicht überstehen.
• Teergebundene Steine erzeugen beim Aufheizen des Ofens, ähnlich wie teergetauchte, bei unvollkommener Verbrennung der Teeröle gelbliche, sichtbare Rauchschwaden. Zwecks umweltschutzfreundlicher Gestaltung müßtea diese Steine bereits mit abdestillierten Teerölen angeliefert werden.
• Stehen nur hochbasische Qualitäten mit hoher Sintertemperatur zur Verfügung und ist trotz-der Sinterpunktherabsetzung durch den Stahlwerksteer keine feuerseitige Sinterung der Steine gegeben, müßten diese vorher mit sinterpunkterniedrigenden Stoffen, die Be203 und SiO2 enthalten, versetzt werden.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darrn, daß statt eines arbeitsaufwendig verlegten Futters, infolge von Vermörtelung der Fugen bzw. Blecheinlagen und Einlegen der Ausbrenn- und Dehnungsstoffe, nur noch die Keilsteine in den vorher auf den Durchmesser bezogenen Verhältnis eingelegt werden brauchen. Bisher mußte mit großer Sorgfalt die Dehnungsvorgabe im Futter verlegt werden. Die neue Futtermontage ermöglicht ein sehr schnelles und unkompliziertes Verlegen des Ofenfutters, das sehr wünschenswert ist, um die öfen früher in Betrieb nehmen zu können. Die Schnelligkeit der Verlegung wird dadurch noch erhöht, daß die Steine fast keine Abweichung vom Soll-Maß haben. Diese Abweichungen entstehen vorwiegend beim Brand im Tunnelofen. Außerdem wird die Anfahrwärme des Ofens nunmehr der Keramisierung gutgeschrieben und die nicht unerheblichen Keramisierungskosten in Tunnelöfen entfallen. Diese obigen Futter sind sehr schnell anzufahren und erlauben kürzere Inbetriebnahme als bisher üblich, ohne den Sinterzonenstein, auf den die Inbetriebnahme nur zugeschnitten ist, qualitativ zu schädigen.
• Die Inbetriebnahme von Feuerleicht- Schamette- oder Korundfuttern in den anschließenden Ofenzonen ist problemlos, da die Wärmeausdehnungskoeffizienten hier um ca die Hälfte niedriger liegen als bei hochbasi-@chen Futtern.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt und wird in Folgendem näher beschrieben.
• Bild 1 zeigt im Achsialschnitt die verlegten Steine vor der Aufheizung, mantelseitig knirsch, heiße Seite mit Dehnungslücke, die sowohl die achsiale Dehnung der Steine aufnimmt als auch die radiale Massenverdrängung.
• Bild 2 zeigt die gleichen Steine in aufgeheiztem Zustand.
• Bild 3 gibt die teergebundenen Steine ohne jegliche Vermörtelung und Verblechung und Ausbrennatoffen im Radialachnitt wieder.
• Fig. 2 zeigt die bisherige Zustellungßweise keramisierter Steine.
• Bild 4 zeigt die vermörtelt oder in bestimmten periodischen Abständen mit Ausbrennpappe versehenen Stoßfugen.
• Bild 5 der gleichen Figur zeigt, daß in den Lager-oder Radialfugen Vermörtelungen, Blecheinlagen, Ausbrenn- oder Ausdehnungsstoffe enthalten sind.

Claims (5)

Patentanspruche

1. Thermisch beanspruchungsgerechtes Steinformat, insbesondere Keilsteine für die Zustellung von Sinter- und Entsäuerungszonen von Drehrohröfen aus nicht keramisch, chemisch oder hydraulich, sondern teergebundenen Sintern aus Dolomit, Magnetit oder deren Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine in der Weise geformt sind, daß nach dem Einbau im Ofen anstelle der Stoßfugen keilförmige Pugen entstehen, die der Temperaturbeaufschlagung entsprechen und die lineare achsiale Ausdehnung der Steine voll kompensieren, schnellstens verlegbar sind und ohne Mörtel, Fugenbleche, Ausdehnungsstoffe und Ausbrennstoffe zugestellt werden.

2. Steinformate und Steinqualitäten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine mit keilförmigen Stoßfugen versehen sind, die zusätzlich auch noch die radiale Ausdehnung der Steine aufnehmen können.

3. Steinformate und Steinqualitäten, nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Fugen Volumen aufweisen, die mindestens zwischen der linearen Ausdehnung und der linearen plus radialen Ausdehnung liegen.

4. Steinformate und,Steinqualitäten, wie nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei hochbasischen Qualitäten, die aus sehr reinen Dolomiten oder Magnesiten hergestellt werden und trotz der sinterpunkterniedrigenderen Teerbeigaben nicht oberflächlich keramisieren, zusätzlich sinterungsfördernde Stoffe, die Fe203 und SiO2 enthalten, beigemischt werden.

5. Steinformate und Steinqualitäten, wie nach Anspruch 1 - 4, um das Anfahren der Öfen umweltschutzfreundlicher zu gestalten, dadurch gekennzeichnet, daß bei den teergebundenen Qualitäten nach dem Presevorgang die Teeröle abdestilliert werden, so daß vom Bindeteer nur noch der freie Kohlenstoff übrigbleibt.