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Kohlenstoff enthaltendes hitzebeständiges Material und aus diesem
gefertigte monolytische, durch Verdichten erzeugte Gegenstände, Formstücke oder
Blöcke für unter erhöhten Temperaturen arbeitende Industrieanlagen Erfindungsgegenstand
ist ein Kohlenstoff enthaltendes hitzebeständiges Material und aus diesem gefertigte
monolytische, durch Verdickten erzeugte Gegenstände, Auskleidungen, Formstücke oder
Blöcke für unter erhöhten Temperaturen arbeitende Industrieanlagen, vor allem der
Schwarz- und Buntmetallurgie.
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Hitzebeständige monolytische Formstücke, die aus Kohlenstoff erzeugtem
oder Kohlenstoff enthaltendem Material gefertigt sind, werden in vielen Industrieöfen
und
in deren Hilfsanlagen häufig verwendet.
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Kohlenstoff enthaltendes hitzebeständiges Material, das einen hohen
Kohlenstoffgehalt besitzt, besteht üblicherweise aus metallurgischem oder Gießereikoks
oder aus Pech- oder Oelkoks. Manche Kohlenstoff enthaltenden Materialien bestehen
aus kalziniertem Anthrazit, welcher mit metallurgischem oder Gießereikoks gemischt
ist. In diesem Fall wird als Bindemittel ein Kohlenstoff enthaltendes Bindemittel
verwendet, welches aus Steinkonlenteer, Pech oder deren Kombination besteht. Ein
Nachteil dieser Kohlenstoff enthaltenden Materialien ist es, daß ihre Verarbeitung
schwierig ist. Beim Stampfen oder Pressen müssen sie auf eine genau bestimmte Temperatur
erhitzt werden. Sie können bei Wärme auf einem hoch erwärmten Träger überhaupt nicht
verarbeitet werden. Man kann zum Beispiel während des Betriebes, das ist in warmem
Zustand, nicht verdichtete Verkleidungen von Abstichrinnen ausbessern oder anfertigen.
Es kommt nämlich bei diesem Material zu einem vorzeitigen Verkoken des flüssigen
Kohlenstoffbindemittels und so zu einem Entwerten des Materials, zu einem Verlust
der Bindeeigenschaften und zu unerträglichen hygienischen Verhältnissen.
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Kohlenstoff enthaltende hitzebeständige Mischungen, welche ausser
der Kohlenstoffkomponente auch weitere, Kohlenstoff nicht enthaltende Komponenten
besitzen, haben als Kohlenstoffkomponente metallurgischen oder Gießereikoks, allfällig
auch Graphit oder Siliziumkarbid. In manchen Fällen wird eine Kombination von
Graphit
mit Siliziumkarbid, allfällig von Graphit mit Kohlenstoff nicht enthaltendem Gestein
verwendet, meist Schamotteschiefer oder Quarzsand. Als Bindemittel wird bei diesem
Kohlenstoff enthaltenden Material Lehm oder hartes Pech verwendet. Für ein Material
für Hochofenrinnen-wird als Bindemittel Pech oder eine Kombination von Lehm mit
hartem Steinkohlenpech verwendet.
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Der håuptsächlich Kohlenstoff enthaltende Rohstoff ist in diesem Fall
metallurgischer Koks.
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Ein Vorteil von Kohlenstoff enthaltendem Material ist die Möglichkeit
seines Mischens und Verarbeitens mit Wasser. Ein Materiäl dieser Art muß vor dem
Verarbeiten nicht erwärmt werden und es können auch bei Hitze während des vollen
Betriebes Verkleidungen ausgebessert werden. IhrNachteil ist eine niedrigere Festigkeit
und herabgesetzte Verschleißwiderstandsfähigkeit, eine hohe Neigung zum Schrumpfen
und zu einem Zerstören des monolytischen Zusammenhanges durch Risse und so auch
eine herabgesetzte Dauerhaftigkeit der Verkleidung.
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Die erwähnten Nachteile werden in hohem Maß beseitigt oder wesentlich
verringert durch das hitzebeständige, Kohlenstoff enthaltende Material der vorliegenden
Erfindung.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines festen, dauerhaften,
wenig schrumpfenden Materials für Auskleidungen.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß das Material
in
trockenem wasserfreien Zustand dem Gewicht nach 10 bis 99 kalzinierten Anthrazit
oder Thermoanthrazit oder deren Mischung und 1 bis 50X eines mit Wasser mischbaren
Bindemittels enthält, wobei dieses Material noch bis zu 40 Kohlenstoff enthaltendes
Zusatzmaterial in Form von Graphit, Siliziumkarbid oder metallurgischem, Gießerei-,
Pech- oder Oelkoks oder deren Kombination und/oder bis zu 30 inertes, kohlenstoffreies
Quarz-oder Alumosilikatzusatzmaterial enthält.
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Als kalzinierter Anthrazit oder Thermoanthrazit wird ein unter Wärme
verarbeiteter Anthrazit verstanden, dessen Gehalt an flüssigen Stoffen nicht 2 übersteigt.
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Als mit Wasser mischbares und verarbeitungsfähiges Bindemittel wird
Lehm oder Steinkohlenpech oder deren Mischung verstanden, oder ein chemisch aktives
Bindemittel, wie zum Beispiel flüssiges oder festes pulverförmiges Wasserglas, flüssige
oder feste Phosphatbindemittel, das ist zum Beispiel Orthophosphorsäure, primäres
Aluminiumorthophosphat, sekundäres Ammoniumorthophosphat und andere, entweder allein
oder als Mischung mit Lehm oder Lehm und hartem Steinkohlenpech.
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Der Kohlenstoff enthaltende Zusatz kann Gießerei-, metallurgischer,
Pech- oder Oelkoks sein, allfällig Graphit, Siliziumkarbid oder eine Mischung dieser
Komponenten. Als inerte Füllung kann zum Beispiel Quarzsand, Quarzmahlgut oder Quarzsplitt,
gebrannter Schiefer, Mullit oder ein anderer hoch lehmhaltiger Magerstoff oder deren
Kombination Verwendung finden.
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Die Hauptkomponenten sind Anthrazit oder Ghermoanthrazit und ein mit
Wasser mischbares Bindemittel. Zum Zwecke der Anpassung der Eigenschaften des Materials
oder aus wirtschaftlichen Gründen kann diesen Hauptkomponenten noch ein Kohlenstoff
enthaltender Zusatz und/oder ein inerter Zusatz beigefügt werden.
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Es wird so ein Kohlenstoff enthaltendes Material der erwähnten Zusammensetzung
erzielt, das dem Gewicht nach in trockenem Zustand beispielsweise enthält: a) 10
bis 99% kalzinierten Anthrazit oder Thermoanthrazit oder derer Mischung und 1 bis
50 eines mit Wasser mischbaren Bindemittels; b) 10 bis 99 kalzinierten Anthrazit
oder Thermoanthrazit oder deren Mischung, 1 bis 50 eines mit Wasser mischbaren Bindemittels
und 0 bis 40% Kohlenstoff enthaltender Zugabe; c) 10 bis 99 kalzinierten Anthrazit
oder Thermoanthrazit oder deren Mischung, 1 bis 50 eines mit Wasser mischbaren Bindemittels
und 0 bis 30 kohlenstofffreie Zugaben; d) 10 bis 99 kalzinierten Anthrazit oder
Thermoanthrazit oder deren Mischung, 1 bis 50 eines mit Wasser mischbaren Bindemittels,
0 bis 40% Kohlenstoff enthaltende Zugaben und 0 bis 30 kohlenstoffreie inerte Zugaben.
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Das erwähnte Material ist zum Fertigen von hitzebeständigen,
Kohlenstoff
enthaltenden, durch Verdichten erzeugten Gegenständen und Auskleidungen von thermischen
Industrieanlagen, vor allem in der Schwarz-und Buntmetallurgie bestimmt. Es eignet
sich zum Fertigen, Reparieren und Unterhalten von Hochofenrinnen, Schlackenabscheider
inbegriffen, zum Reparieren und Fertigen von Abstichrinnen, Siphonen und Werden
von Kaltwind- und Heißwindkupolöfen und dergleichen. Es kann durch Stampfen, Vibration
und Torkretieren in kaltem und warmem Zustand verarbeitet werden.
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Seine Zusammensetzung sichert eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen
den Einfluß von Schlacken, des flüssigen Metalles und gegen Oxidationswirkungen
des Luftsauerstoffes, eine hohe Raumbeständigkeit und eine Möglichkeit eines Verarbeitens
mit Wasser ohne Erwärmen.
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Deshalb ist auch seine hohe Widerstandsfähigkeit an der Anwendungsstelle
bei vorzüglicher Verarbeitungsmöglichkeit in kaltem und warmen Zustand gesichert.
Seine Dauerhaftigkeit ist bei Vergleich mit bestehenden Arten von kohlenstoffhaltlgem
Material,zum Beispiel bei Anwendung an Abstichrinnen von Hochöfen, zwei- bis dreifach.
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Einige Beispiele für Zusammensetzungen von hitzebeständigem kohlenstoffhaltigem
Material in Gewichtsprozenten sind folgende: 1. 75 kalzinierter Anthrazit einer
Korngröße 0 bis 10 mm, 25% hitzebeständiger fein gemahlener Lehm 0 bis 0,5 mm; 2.
55 kalzinierter Anthrazit 0 bis 5 mm, 15 fein gemahlener Lehm 0 bis 0,5 mm, 30%
hartes Steinkohlenpech 0 bis 0,5 mm;
3. 80% kalzinierter Anthrazit
0 bis 5 mm, 100 fein gemahlener Lehm 0 bis 0,5 mm, 10% festes pulverförmiges Wasserglas
einer Korngröße unter 0,5 mm; 4. 30 kalzinierter Anthrazit 0 bis 10 mm, 10% hitzebeständiger
Lehm 0 bis 0,5 mm, 30% hartes Steinkohlenpech 0 bis 1 mm und 30% metallurgischer
Koks; 5. 40 kalzinierter Anthrazit 0 bis 10 mm, 15% fein gemahlener Lehm 0 bis 0,2
mm, 25% hartes Steinkohlenpech 0 bis 1 mm, 20% hitzebeständiger Schiefer 0 bis 2
mm; 6. 30% kalzinierter Anthrazit 0 bis 5 mm, 30 fein gemahlener Lehm, 30f Pechkoks
und 10% Quarzsand 0 bis 1 mm; 7. 60% kalzinierter Anthrazit 0 bis 10 mm, 10 festes
Wasserglas 0 bis 0,5 mm, 20% Gießereikoks 0 bis 5 mm, 10 hitzebeständiger Schiefer
0 bis 2 mm.