DE2549506B1 - Verwendung eines Saeurekitts als Korrosionsschutz fuer heissen Medien ausgesetzten Metalloberflaechen,insbesondere Stahloberflaechen - Google Patents

Description

Insbesondere in der Stahlindustrie besteht bei Hochofenwinderhitzern, und zwar einerseits beim Stahlmantel des Winderhitzers (Cowper), andererseits bei den vom Winderhitzer zum Hochofen führenden Heißwindleitungen das Problem, daß die heißen und aggressiven Cowpergase und Kondensate in starkem Maße Korrosionsschäden am Stahl herbeiführen. Dieses Problem konzentriert sich insbesondere in Form der Spannungsrißkorrosion an den Schweißnähten.

Dieses Problem ist den Hochofenwerkern nicht neu. Es sind im Stand der Technik auch schon eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, um die bestehenden Schwierigkeiten zu überwinden. So wird in der DT-AS 19 55 063 vorgeschlagen, zwischen der Stahlinnenfläche und dem feuerfesten Mauerwerk eine metall- oder wärmebeständige Kunststoffolie anzuordnen. In der DT-OS 22 06 207 wird der Vorschlag gemacht, anstelle der Folie einen zweiten Stahlmantel vorzusehen, und zwar derart, daß zwischen den beiden Stahlmänteln ein Raum entsteht, in welchen Gas eingeführt werden kann. Das Gas soll keine korrosiven Bestandteile enthalten. Eine andere Weiterentwicklung ist in der DT-OS 24 10 657 beschrieben, wobei als Folie eine Verbundfolie aus hochwärmestabilisiertem Polyolefin vorgeschlagen wird.

Ein anderer Vorschlag geht dahin, als Korrosionsschutz auf die gefährdeten Innenflächen des Metalls, insbesondere Stahl, einen Säurekitt aufzuspritzen (Merkblatt Oberflächentechnik HOECHST, Säurekitt, Aus. Sept. 1974, A 1187¹D). Der dort als Korrosionsschutz vorgeschlagene Säurekitt soll z. B. nach Art des Schamotte-Spritzverfahrens in einer Stärke von 10—25 mm in Form nahtloser Beschichtung auf die gefährdeten Stahlflächen aufgetragen werden. Es ist bekannt, daß diese Säurekitte Quarzsand, Silikatbinder und Härter enthalten. Der Quarzsand kann als reines S1O2 vorliegen; in der Regel wird man sich aber der in der Natur vorkommenden Quarzsand-Vorkommen bedienen. Als Binder wird üblicherweise ein Natriumoder Kalium-Silikatbinder eingesetzt. Der trockene Säurekitt enthält etwa 2-7% Silikatbinder; der Zusatz des Härters ist auf diese Menge abgestimmt; der Rest ist im wesentlichen Quarzsand.

Ausgehend von dem zuletztgenannten Korrosionsschutz für heiße, aggressive Medien liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Korrosionsschutz zu entwickeln, der die Dehnungs- und Schwindungsbelastungen der Stahlbleche und des Feuerfestmaterials aufgrund von Temperaturschwankungen besser aufnimmt. Dieses Problem ist besonders bei Hoch-Winderhitzern und den zugehörigen Heißwindleitungen gravierend, da aufgrund des technischen Ablaufs in diesem Verwendungsfall erhebliche Temperaturschwankungen auftreten. So werden bei der Aufheizperiode Temperaturen bis über 1450° C in der Kuppel des Winderhitzers erreicht, worauf nach dem Umschalten in der Windperiode durch die Aufheizung des kalten Windes oder bei Stillständen ein erheblicher Temperaturabfall erfolgt.
Überraschenderweise stellte sich heraus, daß die Haltbarkeit der Korrosionsschutzschicht bei dem angegebenen Verwendungszweck und insbesondere im Falle starker Temperaturschwankungen, erheblich verbessert werden kann, wenn 10—40 Vol% der Gesamtquarzmenge durch feuerfeste Materialien in Hohlkugelform ersetzt werden. Bevorzugt 15—35 Vol%, insbesondere aber 22 — 28 Vol°/o, der Gesamtquarzmenge ersetzt.

Feuerfeste Materialien in Hohlkugelform gehören in anderem Sachzusammenhang zum Stand der Technik.

So ist in der DT-AS 10 86 614 ein feuerfester, gesinterter Verbundkörper beschrieben, der zur Wärmeisolierung eine Schicht aus feuerfestem Material in Hohlkugelform enthält. Weiterhin ist dieser Druckschrift zu entnehmen, daß es seit langem bekannt ist, hohlkugelartige Körner aus feuerfestem Material herzustellen. So werden als Material für die Herstellung der Hohlkugeln Tonerde, Quarz, Tonerde-Quarz-Mischungen und ähnliche feuerfeste Materialien erwähnt.
Erfindungsgemäß ist als feuerfestes Material in Hohlkugelform vorzugsweise Korund (Hohlkugelkorund) vorgesehen.

Zur Erläuterung bleibt festzuhalten, daß das in Hohlkugelform zugegebene, feuerfeste Material der Volumenmenge entspricht, die dem vorbekannten Säurekitt in Form von Quarzsand entnommen wurde. Dieses bedeutet mit anderen Worten, daß die Stärke der aufzutragenden Schicht sich nicht verändert, wohl aber die Struktur. Die Schichtstärke beträgt in der Praxis zwischen 5 und 15 mm. Schon bei Schichtstärken bis zu 8 mm werden sehr gute Werte erzielt.

Die besonderen Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind darin zu sehen, daß der vorgeschlagene Säurekitt flexibler gegenüber Temperaturschwankungen ist, so daß die Bewegungen des Feuerfestmaterials und des Stahlmantels besser aufgefangen werden. Offenbar wirkt die Schicht damit nicht nur als Korrosionsschutz, sondern als Dämmschicht für die Bewegungen, die durch die Temperaturschwankungen hervorgerufen werden. Die Schicht hat somit eine gute Flexibilität.

Außerdem hat sich gezeigt, daß diese Schicht eine geringere Empfindlichkeit gegen Nachfeuchten aufweist. Der vorbekannte Säurekitt feuchtet nach dem Verspritzen stark nach, so daß es beim Überkopfarbeiten, z. B. in der Kuppel des Winderhitzers, zu einem Abfallen, Abrollen oder Abrutschen der aufgespritzten Partie kommen kann. Dieses Nachfeuchten, das auch unter dem Wort »Ionisierungs-Effekt« bekannt ist, trifft beim Anmeldungsgegenstand in erheblich geringerem Umfange zu.

Das erfindungsgemäße Korrosionsschutzmittel wird bevorzugt für den Stahlmantel eines Hochofenwinderhitzers und für das zugehörige Heißwindleitungssystem verwendet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert:

Zum Schutz der Kuppel und des oberen Teils des Schachtes eines Hochofenwinderhitzers wurde ein erfindungsgemäßes Korrosionsschutzmittel verwendet aus Quarzsand, einem Natrium-Silikatbinder, einem üblichen Härter und Hohlkugelkorund mit folgender Zusammensetzung:

70 Vol°/o Quarzsand, 4 Vol% Natrium-Silikatbinder, 1 Vol% Härter und 25 Vol% Hohlkugelkorund. Der Durchmesser des verwendeten Hohlkugelkorunds lag zwischen ca. 0,06 und 2 mm. Der größte Anteil des Hohlkugelkorundes hatte einen Durchmesser von etwa 1 mm.

Das Korrosionsschutzmittel wurde im Spritzverfahren mit einer Rotormaschine, die kontinuierlich nach dem Revolversystem arbeitet, auf die Stahlflächen ohne Ankerung aufgetragen.

Hierbei wird das trocken vorliegende Mittel erst kurz vor dem Aufspritzen mit Wasser gemischt.

Die zu schützenden Flächen wurden kontinuierlich ohne Trennfugen mit dem Korrosionsschutzmittel bedeckt, wobei die Schichtdicke etwa 8 mm betrug. Das aufgespritzte Mittel war bei einer Blechtemperatur von etwa 20° C nach etwa 12 Stunden abgebunden. Anschließend wurde die weitere Zustellung eingebracht, die aus zwei Isolierschichten und einer Feuerfestschicht bestand.

Der beschriebene Hochofenwinderhitzer erreicht in der Heizperiode im Bereich der Kuppel und des oberen Schachtes eine Temperatur von etwa 1450-1500° C, während in der Windperiode in den beschriebenen Bereichen die Temperatur auf etwa 1050° C zurückgehrt. Trotz dieser Temperatur- und der damit verbundenen Druckunterschiede, die zur allmählichen Auflockerung der feuerfesten Zustellung führen und damit korrodierenden Medien den Zutritt zum Blechmantel ermöglichen, konnten nach einjähriger Benutzungsdauer Schäden bisher nicht festgestellt werden.

Die zugehörigen Heißwindleitungen vom Winderhitzer zum Hochofen wurden ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel ausgespritzt sowie mit zwei Isolierschichten und einer Feuerfestschicht zugestellt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Säurekitts, welcher Quarzsand, Silikatbinder und Härter enthält, als Korrosionsschutz für heißen Medien ausgesetzten Metalloberflächen, insbesondere Stahloberflächen, wobei 10—40 Vol% der Gesamtquarzmenge durch feuerfeste Materialien in Hohlkugelform ersetzt sind.

2. Verwendung eines Säurekitts nach Anspruch 1, wobei 22 bis 28 Vol% der Gesamtquarzmenge ersetzt sind.

3. Verwendung eines Säurekitts nach Anspruch 1 oder 2, dessen in Hohlkugelform vorliegendes, feuerfestes Material aus Korund besteht.

4. Verwendung eines Säurekitts nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für den Stahlmantel eines Hochofen-Winderhitzers.