DE2536867C2 - Monolithisches feuerfestes kohlenstoffhaltiges Verbundfutter für Abstichrinnen und Auskleidungen von Industrieöfen - Google Patents

Monolithisches feuerfestes kohlenstoffhaltiges Verbundfutter für Abstichrinnen und Auskleidungen von Industrieöfen

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Description

A. aus einer unteren nicht aktiven Schicht besteht, die sich zusammensetzt aus im
a) 70—99 Gew.-% eines kohlenstoffhaltigen feuerfesten Materials aus Anthrazit und/ oder Thermoanthrazit und/oder Koks und/oder Graphit, wovon 1—99Gew.-% kalzinierter Anthrazit und/oder Thermoanthrazit sind, und
b) 1—30Gew.-% eines flüssigen organischen Bindemittels auf der Basis von Teer und/oder Pech und
B. aus einer oberen auswechselbaren Schicht besteht, die sich zusammensetzt aus
c) 40—99 Gew.-% einer kohlenstoffhaltigen, mit Wasser verarbeitbaren Masse, die aus 1—99Gew.-% kohlenstoffhaltigem Material, nämlich kalziniertem Anthrazit, Ther- 25 A. moanthrazit, Koks, Steinkohle, Graphit, Siliziumkarbid und deren Mischungen, und einem kohlenstofffreien Material, nämlich verschiedenen siliziumhaltigen Stoffen, Korund und deren Mischungen, und so
d) 1— 60Gew.-% Lehm, Hartpech, Wasserglas, Sulfat- oder Phosphatbindemittel und deren Mischungen.
Betrieb wenig verläßlich und nicht genügend dauerhaft. Forderungen, die an feuerfeste Auskleidungen von neuartigen Hochöfen von einem Inhalt von über !000 mJ gestellt werden, kann dieses Material nicht befriedigen.
Der größte Nachteil der derzeitigen monolithischen Futter von Abstichrinnen von Hochöfen ist deren Volumenunbeständigkeit. Dadurch entsteht eine Neigung zu Rißbildungen. Durch diese Risse erfolgt ein Eindringen des Metalles tief in das Futter und die Auskleidung der Rinnen. Es kommt so zu einer vorzeitigem Zerstörung des Futters und zu einer Gefahr für die Betriebsfähigkeit der Rinnen. Es müssen deshalb oft umfangreiche, kostspielige und sehr mühsame Reparaturen des feuerfesten Futters ausgeführt werden.
Eine wesentliche Besserung dieses Zustandes in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht wird durch die vorliegende Erfindung erzielt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Futter erhöhter Dauerhaftigkeit aus relativ preiswerten Materialien zu schaffen, das nicht zur Rißbildung neigt.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Verbundfutters besieht darin, daß es
Die Erfindung betrifft ein monolithisches feuerfestes kohlenstoffhaltiges Verbundfutter für Anordnungen, die der Hitze ausgesetzt sind, insbesondere für Abstichrinnen und Auskleidungen von Industrieöfen.
Ein üblicher Bestandteil feuerfester Auskleidungen von Abstichrinnen ist ein monolithisches kohlenstoffhaltiges Futter. Dieses Futter wird aus gestampfter kohlenstoffhaltiger Masse mit einem Kohlenstoffgehalt von 10 bis 70 Gewichtsprozenten und einer Dicke von 5 bis 100 cm je nach der Ofenart und der Beschaffenheit der feuerfesten Auskleidung hergestellt. Das Futter wird auf eine Ziegeluntermauerung aufgestampft, die üblicherweise aus Schamotteziegeln ausgeführt ist, in manchen Fällen aus Ziegeln aus Siliziumkarbid oder aus Formsteinen aus Graphitosiliziumkarbid.
Zum Bilden derartiger Futter werden kohlenstoffhaltige Massen verwendet, die aus metallurgischem Koks, Graphit oder gemahlener Kohle erzeugt werden. In letzter Zeit kommen auch kostspieligere Materialien, insbesondere Stampfmaterialien auf der Basis von Graphit, Korund, Siliziumkarbid und Siliziumnitrid zur Anwendung. Als Bindemittel wird bei diesem Material Lehm, Hartpech oder eine Mischung von Lehm und bo Hartpech verwendet.
Futter aus kohlenstoffhaltigem Material auf der Basis von Graphit, Siliziumkarbit bzw. Siliziumnitrid sind sehr teuer und ihr Anwendungsbereich deshalb beschränkt. Üblicherweise verwendete Futter aus kohlenstoffhalti- b5 gern Material, die aus metallurgischem Koks erzeugt werden, ähnlich wie kohlenstoffhaltige Futter mit Zugabe von Graphit oder gemahlener Kohle, sind im aus einer unteren nicht aktiven Schicht besteht, die sich zusammen aus
a) 70—99Gew.-% eines kohlenstoffhaltigen feuerfesten Materials aus Anthrazit und/oder Thermoanthrazit und/oder Koks und/oder Graphit, wovon 1—99Gew.-% kalzinierter Anthrazit und/oder Thermoanthrazit sind, und
b) 1—30Gew.-% eines flüssigen organischen Bindemittels auf der Basis von Teer und/oder Pech und
B. aus einer oberen auswechselbaren Schicht besteht, die sich zusammensetzt aus
c) 40—99 Gew.-% einer kohlenstoffhaltigen, mit Wasser verarbeitbaren Masse, die aus 1—99Gew.-% kohlenstoffhaltigem Material, nämlich kalziniertem Anthrazit, Thermoanthrazit, Koks, Steinhohle, Graphit, Siliziumkarbid und deren Mischungen, und einem kohlenstofffreien Material, nämlich verschiedenen siliziumhaltigen Stoffen, Korund und deren Mischungen, und
d) 1—60Gew.-% Lehm, Hartpech, Wasserglas, Sulfat- oder Phosphatbindemittel und deren Mischungen.
Kalzinierter Anthrazit und Thermoanthrazit ist ein solcher Anthrazit, der durch Hitze auf einen Gehalt unter 2% von flüchtigen Bestandteilen verarbeitet wurde. Als Koks kann Gießerei-, metallurgischer, Pechoder Rohölkoks, bzw. deren Mischungen verwendet werden. Als chemisch aktive Zugaben kann Natriumoder Kaliumwasserglas in flüssiger oder fester Form, Bindemittel auf der Basis von Aluminium- oder Magnesiumsulfat, bzw. Phosphat, vor allem Phosphorsäure, Aluminiumphosphate und alkalische Phosphate verwendet werden. — Unter nicht aktiver Schicht ist eine nicht reaktive Schicht verstanden.
Das so bereitete kohlenstoffhaltige Futter hat gegenüber bestehenden Futtern, Auskleidungen und Stampffuttern eine Reihe bedeutsamer technischer und wirtschaftlicher Vorteile. Im Vergleich mit Ziegelauskleidungen und Untermauerungen sichert das monolithische Verbundfutter eine Fugenlosigkeit, eine vollkommene Undurchlässigkeit für flüssiges Metall und
Schlacke, große Haltbarkeit und Dauerhaftigkeit und eine Möglichkeit leichter Reparaturen mittels monolithischer nichtgeformter Materialien. Im Vergleich mit bestehenden einschichtigen monolithischen Futtern bietet das kohlenstoffhaltige Verbundfutter in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und Ausführung die folgenden technischen Vorteile:
a) In erster Linie sichert es eine vollkommene Undurchlässigkeit des flüssigen Metalls und der Schlacke in die untere Futterschicht und so eine außerordentlich hohe Betriebssicherheit der betreffenden Erzeugungsanordnung. So können zum Beispiel an Abstichrinnen auf diese Weise praktisch vollkommen Fälle von Havariedurchbrüchen des flüssigen Metalls und ein übliches Vorkommen von mit Metall gefüllten Vertiefungen verhindert werden.
b) Eine erhöhte Dauerhaftigkeit der unteren Schicht, dank deren Schutz vor dem Luftsauerstoff und dem flüssigen Metall durch die obere Schicht eine erhöhte Dauerhaftigkeit der oberen Schicht wegen einer intensiveren Wärmeabfuhr durch die untere Schicht erzielt wird. Durch diesen Effekt, der durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung und Ausführung des Futters gegeben ist, wird eine wesentlich höhere Dauerhaftigkeit erzielt als bei Anwendung von selbständigen nicht miteinander verbundenen Schichten. Die Dauerhaftigkeit der unteren Schicht wird so zum Beispiel an den Haupthochofenrinnen auf 10 bis 30 Betriebsmonate verlängert, das ist auf das zehn- bis fünfzigfache und die Dauerhaftigkeit der oberen Schicht bis auf das zweifache.
c) Das flüssige Metall, soweit es durch die obere Schicht durchdringt, wird an der Grenze beider Schichten aufgefangen und bildet flache Gußstücke und kann bei der Reparatur der oberen Schicht leicht entfernt werden. Das Entfernen von Resten der gebrauchten oberen Schicht ist gleichfaJls dank der zweischichtigen Ausführung sehr leicht. Meist kann dies anstatt des bisherigen mühsamen und anstrengenden Herausbrechens mittels pneumatischer Hammer durch Ausblasen mittels Druckluft ausgeführt werden.
Die erhöhte Verläßlichkeit im Betrieb, die erhöhte Dauerhaftigkeit und ein leichtes Entfernen des Metalls ' und der Reste des abgenutzten Stampffutters der oberen Schicht ermöglichen eine wesentliche Herabsetzung des Arbeitsaufwandes und des Verbrauches von feuerfestem kohlenstoffhaltigem Material und eine Verbesserung der Arbeitshygiene und Sicherheit beim ■" Fertigen und Instandhalten der erfindungsgemäßen Futter. Die Anwendung dieses Futters an Hochofen-Abstichrinnen ermöglicht gleichzeitig wegen des herabgesetzten Arbeitsaufwandes bei deren Instandhalten ein häufigeres Abstechen und ein Erhöhen der Erzeugungs- > kapazität von Hochofeneinheiten.
Das Erzielen dieser bedeutungsvollen technischen und wirtschaftlichen Eigenschaften ist dabei an die erfindungsgeinäße Zusammensetzung und Ausführung des Futters gebunden. An einschichtigen Futtern kann -" man diesen Effekt selbständig weder mit der einen, noch mit der anderen Art des Materials erzielen.
Die folgenden Ausführungsbeispiele des kohlenstoffhaltigen Verbund-Futters erläutern näher das Wesen der Erfindung ohne diese jedoch zu begrenzen.
-> 1. Die untere Schicht besteht aus einem Material, das 25% Thermoanthrazit, 60% metallurgischen Koks und 15% Hochtemperaturteer enthält.
Die obere Arbeitsschicht ist aus einem Material gefertigt, das 30% metallurgischen Koks, 30% !(l Schamotteschiefer (gebrannte Schamotte), 10% feuerfesten Ton und 30% Hartpech enthält.
2. Die untere Grundschicht besteht aus einem Material, das 85% kalzinierten Anthrazit, 15% flüssiges Steinkohlenpech enthält.
Die obere Arbeitsschicht ist aus einem Material gefertigt, das 45% metallurgischen Koks, 30% Ton und 25% Hartpech enthält.
3. Die untere Grundschicht besteht aus einem Material, das 60% kalzinierten Anthrazit, 20% Graphit und 20% flüssiges Steinkohlenpech enthält.
Die obere Arbeitsschicht ist aus einem Material geferiigt, das 70% kalzinierten Anthrazit, 20% Ton und 10% festes Natriumwasserglas enthält.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Monolithisches feuerfestes kohlenstoffhaltiges Verbundfutter für Anordnungen, die der Hitze ausgesetzt sind, insbesondere für Abstichrinnen und Auskleidungen von industrieöfen, dadurch gekennzeichnet, daß es
DE2536867A 1974-09-30 1975-08-19 Monolithisches feuerfestes kohlenstoffhaltiges Verbundfutter für Abstichrinnen und Auskleidungen von Industrieöfen Expired DE2536867C2 (de)

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