DE2701029A1 - Verfahren zur in-situ-herstellung monolithischer feuerfestauskleidungen - Google Patents

Description

Meissner & Meissner

PATENTANWALTSBÜRO <£ ERLIN — MÜNCHEN PATENTANWÄLTE

DIPL-INQ. W. MEISSNER (BLN) DIPl .-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-INQ. H.-J. PRESTING (BLN)

1 BERLIN 33, HERBERTSTR. 22

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unter Zeichen Berlin, dm JA IAM 1977

33(Γ>-Η\7-74-14 "*· ^JH"'

Dresser Industries, Inc., The Dresser Building, Elra and Akard Streets, Dallas, Texas 75 Ζ?Λ, USA

Verfahren zur in-situ-IIeratollunr- monolithischer Feuerf es tau «kl eidun r r,cn

beanspruchte Priorität: USA Ser. ΐ.ο. 64-9,°8ß vom 15. 1. 1976

/zusammen fassung:

Verfahren zur Herstellung einer Ansatzmusse aus nichtbasischer feuerfester Spritzmischunf zur Formung eines feuerfesten Monolithen am Ort seiner Verwendung durch Mischen von nichtbasischem Feuerfestaggre^at und Oalziumaluminat- -Zement mit etwa o,5 bis 23 '$ CZementbasis) Oalziumchlorid- -hydrat und Abmischen des erhaltenen Ansatzes mit './asser sur Erreichung der Sprit;zfähi^keit.

Monolithische oder monolithbildende Feuerfestraaterialien sind spezielle Mischungen oder Gemenge aus trockenen, körnigen oder steifen plastischen Feuerfestmaterialien, mit welchen faktisch fu<renfreie Auskleidungen gebildet v/erden. Sie umfassen einen v/eiten Bereich von mineralischen Zusammensetzungen und variieren stark in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften. In verschiedenen Ofentypen

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BORO MÖNCHEN:	TELEX:	I TELEQRAMM:	TELEFON)	BANKKONTO:	POSTSCHECKKONTO:
• MÖNCHEN 31	1-858 44	INVENTION	BERLIN	BERLINER BANK AQ.	W. MEISSNER, BLN-W
8T. ANNASTR. 11	INVEN A	BERLIN	OOT/Rflt N ST	BERLIN 81	122 83-109
TEL.: 0S9/22 M 44			Dnii/nm μ ν	1095716000

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worden monolithische Feuorfestmeterialien vorteilhafter o.ls Zic''-olkonstrulttionen -.ngewendst. Durch ihre Anwendung kann cine ϋ\ΐΌη tin α tell et ion er/pljjen, wobei Verzögerungen bei IIerstellung d(;r speziellenVuubpreschaltet bleiben. Häuf ic sind die schwierigen Arbeiten des Zulegens von Steinen bzw. Ziegeln, begleitet von Konstruktionsschwächen, eliminiert. Die Massen sind far die Aufrecht erhaltung der Öfen von pro Ii er Bedeutung. Wesentliche Reparaturen können unter minimalem Zeitverlust und in einigen Fällen so^ar während des Betriebs ausgeführt werdon.

Spritzmischungcn bestehen nua granulierten Feuerfestmaterialieii, ill e speziell aiii¹ All ΓΙιιΊ Hi'jUMr¹; rnit Luftsotzpistolen herzest ο t.1.1: v/erden. Im a.l.lgonml Htm gibt es zwei Typen von Spritzmisctimii;on, zieht man llu'n iudunt'ri ollen Anwendungen in Betracht; solche von hoher Dichte und Festigkeit, die sich durch Beständigkeit p-epenüber Hitze, chemischem Angriff und mechanischer Abnutzung auszeichnen, und solche von pjerinfrerer Dichte und Festigkeit, die hauptsächlich für Isolationszwecke bestimmt sind. Die Mischungen werfen mit hoher Geschwindigkeit und Druck aus den Pistolen versprüht oder gespritzt ("runnod") und bilden homogene und dichtpepackte Auckleidunp;en, die im wesentlichen frei von Schichtungsrissen sind.

Grundlegend gibt es zwei Typen von Luftsetzpistolen, die trocken und die naß arbeitenden. Mit der trockenen Pistole wird das trockene Geraisch gleichmäßig mit Wasser angefeuchtet, während es im Laufe der Spritzoperation durch die Düse tritt. Zur Verwendung in der nassen Pistole wird das Material mit \7asser innerhalb der Kammer der Pistole gemischt, bevor es zur Düse befördert wird. Spritzmischungen 3tehen im allgemeinen in trockener Form zur Verfügung. Einige besitzen die Eigenschaft, an der Luft, andere unter Wärme zu erhärten.

Eine3 der schwerwiegendsten Probleme beim Spritzen eines Feuerfestmaterials sind die hohen Verluste durch solches Feuerfestmaterial, das von einer Wand oder Seite, auf welche es

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werden soll, zurückprallt. Dieser Vorlust wird in der Technik "rebound" (Rüclcpi'all) r-?en:.nnt. Ein Rückprallvorlust, dor bis zu 5o oder 60 ',b reicht, isc nicht nur unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten unerwünscht, sondern führt auch zu einor bedeutenden Änderung dnr Chemie des Monolithe:], wodurch normalerweise die Feuerfestigkeit herabgesetzt wird.

Eine der Aufraben der vorlienenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfallrons zur in-situ-IIerstellunrr monolithischer Feucrfestaußlcleidunfren durch Spritzen.

Eine weitere der Erfindung zu r;r undo.Tier en de Aufgabe bosteht durin, verbesserte Verfahren zum Spritzen von Fouerfootmaterial mit verhältnismäßig goränßom Rückprall anzuheben.

Eine v/eitere Aufgabe der Erfindung; besteht in der Schaffung; verbesserter Verfahren zum Spritzen von Feuerfestmaterialien, wobei die günstigen Eigenschaften dieses Materials denen von Materialien p)leicher chemischer Zusammen so t zum: im wesentlichen entsprechen, dio durch andere Verfahren in Stellung Rebracht wex'den.

Erfindungspemä^ v/ird ein Verfahren zum Spritzen eines Feuerfestmaterials am Ort seiner Verwendung, um unter minimalem Rückprall einen feuerfesten Monolithen zu bilden, vorgeschlagen. Ein geeignetes, nach Größe klassiertes nichtbasisches Feuerfestmateriul wird hergestellt und mit einem Calziumalurainat-Zernent vermischt. Zu diesem Feuerfestremisch werden etwa o,5 bis 23 #, bezogen auf das Gewicht des Zementes, Calziufiichlorid-hydrat yec^eben. Die erhaltene Ansatzmasse mit senüfsend wäürinjem Material v;ird getempert, um ein Spritzen zu ermöglichen; das erhaltene Gemisch wird am Verwendunprsort gespritzt. Es wurde gefunden, duli die Verwendung; von Oalziumchlorid-hydrat (GaOl^ . ;iI_;jO) in Spritzmischunden die Rückp in 1 liver lust e um bio IMl V* fl horabootzt.

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o einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das Fouerrer-it Λ1 O₇ und SiO,, als JTuuptkomponenten und ist das

Gulziumciilorid-hyd'rat in Hennen von etwa ο,5 bis 15 ^i bszo.'cui auΓ dao Gewicht des Zementes, enthalten.

Das nichtbasischo l'Ouerf ecta >;r rep-at kann auü calzinierter Tonerde, tafelförmiger Tonerde, calziniertem Kaolin, calziniurtem Bauxit, Kyanit, Pyrophyllit, calzinierten Tonen, Brßnnton, Bindeton, Kombinationen dieser Materialien und Galziunialuminat-Somcnt beratenen. Der Calziumalurninat-Zement kann ein beliebiger im Handel verfügbarer Zement, von hoher bic n-erinprer Reinheit, sein. Ein Beispiel für die chemische Analyse verwendbarer CaI ziumaluminat-Z einen te ist folgende: o,1 tf SiO.,, 79 # Al_p0₅, o,3 ^ FeO und Fe^, 18 % OaO, o,4 f, MrrO und o,5 % Gesamtalkalien. Ein weiterer neei°;neter Zement zeifTt z.B. folr.ende typische Analyse: 9,o7 >"j SiO.,, 39 $ Al₂O.,, 12 % Fe. ,O₇, 3S $ OaO und 1 # MfcO.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teil- und Pro ζ ent angaben sind Gev/ichtsteile bzw. -prozente. Das meiste des Materials einer ,jeden Mischung wurde klassiert und durch ein Sieb von etwa 4,77 nun lichter Maschenweite (-4 mesh, Tyler Standard Sieve Series) presiebt. Etwa 6o # des Materials unter 4,77 rom war größer als o,2o8 mm (+ 55 mesh) und etwa 4o $ kleiner als o,2o8 mm (-65 mesh).

Meh&re Ansätze der Fouex'festmischunp wurden hergestellt und nrroßenmäßiß klassiert. Das Feuerfestapgrep-at enthielt als Hauptkomponenten (bezogen auf die Oxidanalyse) etwa 37 % Al₀O-, und 39 % SiOp mit kloinoron Mengen Kalk, Titandioxid, Eisenoxltlf Magnesiumoxl il lind ΛI H MI lon. Die Mischungen enthielten ein (Inraenge aus den oben nnnunnbon nichtbasischen Feuerfesta^iaOiraten und Calziuniuluinlnutj-Zement. Zu ,jedem Gemisch wurden die in Tab. I angegebonen variierenden Prozent^ehalte an Galziurachlorid-hydrat zusammen mit 5 # V/asser zum Vorfeuchten gegeben, ausgenommen die Gemische J und K, welche 3,5 % enthielten. Jedes Gemisch wurde auf eine Testtafel gespritzt; Ergebnisse und physikalische Eigenschaften faßt Tab. I zusammen.

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T::.bollo I

I Ii sei tun r-tihuz eichnun ρ; Λ

C Λaiurichlorid-hydrat ( 'Δ einen tbasis, CaCl. -. . 1I..O)

ο, 54

o,9-

Tafel«	11	In	11	4,'^o	VJoIl en	11	14
Ruckpi'ü 1.1 :	4	Ί	4	0,1		6	q
liückoral.L, 'Jj	4	G	19	0,1	T;	H
üoritzei; ionschaf ten:
ν/..sserbereich:		on fr	en fj;	mittel	weit
Haterialfluß:	mit	nut	r:ut	pmt	(TUt
Staubverhalton:	rerinp:	rerin-·· p-erinr1;	n;erinr;:	florin';;
Aussehen d. Tafel	schleclit schlecht	Γ-Tut	rrut
Kalkrohalt d. Tafel	4,65	4,1?	4,ο
Chlorgehalt d. Tafel	0,0	0,1	0,1

Physikalische Eigenschaften nach Trocknen 18 Stdn. bei 11ο C:

Schüttdichte, (Hittel aus 5 Mossr·)

]>ruchmodul, kp/cin (Mittel aus 3 Messp,·.)

2,144

Γ:,11ί·:

Kaltbicechfestiskeit, 416,13 44.5,0 '-46,75 kp/cm'"( Mittel aus 3)

89,98 75, ^ 71,71 47,1 74,B7 155,57

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Tabelle I (Fortsetzung)

F OH IJ K

— —· — — m-t ti

,8'i 3,ii'| 6,8Γ 15,o U₁C) I¹Li₁

	11	1o	11	1o	1o
5	9	5	5	6	1o
7	0	7	12	1o	9

weit weit weit weit weit weit

put put per in L,- gut foil; put

gering per. r;er. per. per. ·Ρ^ΘΓ· (cer. a

r;ut ausftez.auspez.ausrrez.ausgez.auspez. (auspez.=ausp;ezeichnei)

0,1 0,3 0,6 1,23

2,o 2,o32 2,o8 2,2o8

1 58,35 7o,3 62,57 2o5,9^263,63^13,54- 1-21,1

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Die obigen Ergebnisse zeißen, daU der Zusatz von Calziumchlcrid-hydrat zum am Verwendunpsort «^espx'itzten Feuerfestar:p;reßat den Riickprallverlust wesentlich herabsetzt, vergleicht man mit einem gespritzten Apiprepat ohne Hydrat zusatz.

In einem weiteren Beispiel wurden zu einem tafelförmige Tonerde und Calziurnaluminat-Zement enthaltenden Gemisch o,67 # Calziumchlorid-hydrat, bezogen auf das Gewicht des Zementes, gegeben; das Gemisch wurde mit 4- % V/asser vorgefeuchtei; und auf eine Tafel gespritzt. Der Rückprallverlust für dieses Gemisch betrug nur 15 #, verglichen mit einem 3i?#iron Verlust für ein identisches Gemisch ohne den Calziumchlorid-hydrat-Zusatz,

Die Verwendung von Calziumchlorid-hydrat als Spritzhilfsmittel beschleunigt die Erhärtung des Zementes und v/ird mit dem üblichen Alterungsprozeß dispensiert.

Durch die im einzelnen beschriebene Erfindung und ihre genügend ausgeführten Besonderheiten sollte der auf dem Gebietbewanderte Fachmann die Lehren der Erfindung p;emäß den folgenden Ansprüchen nacharbeiten können.

Patentansprüche

Claims (1)

1. Fat en tan spräche:

   1. Verfahren zum Spritzen eines Feuerfosijmatorials

   an seinem Verwendunr;sort unter minimalen U'lckprall,] um einen J cuerf eutcn Monolith zu bilden, v/obei man einen fouorf eisten Hi.terialamiatz aus nichtbasischem Feuerfestapfre-rat und OaI-ziuinaluninut-Zeracnt herstellt und tempert, dadurch '-okennzeichnet, daß man etwa o,5 bia Γ:5 #, bezogen auf dar; Gewicht des Zementes, Calziurachlorid-hydrat mit dem feuerfesten Materialansatz mischt und den erhaltenen Ans ..tz spritzt.

   '<■:. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch Gekennzeichnet, daß man das Calziurachlorid-hydrat in einer Menre zwischen etwa o,5 und 15 #» bezogen auf das Gewicht des Zementes, verwendet,

   3. Vex'fiJiren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Fouerfesta^rerrat verwendet, welches Al-,0^, und/oder SiO. _i als Hauptkomponenten, bezogen auf die Oxidanalyse, enthält.

   4. Verfahren zur Herstellunp; eines Materialansatses aus einex^ nichtbasischen Feuerfestspritzrnischunn; zur Bildung eines feuerfesten Monolith am Ort seiner Verwendung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein nichtbasisches Feuerfest- und Calziumaluminat-Zement mit etwa o,5 bis_L

   bezogen auf das Gewicht des Zementes,Vund dann den erhaltenen Ansatz nib V/asser mischt, um den Materialansatz spritzen zu können.

   *). Verfahren Hum MpI¹I liflon nltioo Fouorfostnaterials

   am Ort seiner Verwendung uiibop tiiLniiiialom Rückprall, um einen feuerfesten Monolith zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß man nichtbasisches Feuerfestagpjrepat und Oalziumalurninat-Zement mit etwa o,5 bis 25 #, bezogen auf das Gewicht des Zementes, Öalziumchlorid-hydrat mischt, den erhaltenen Ansatz mit r;enü-Rend wä.'irigem Temperungsmittol zum Spritzen mischt und das erhaltene Gemisch am Verwendungsort spritzt.

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   °°^PY ORKaINAL INSPECTBD

   S. Monolithische nichtbasischo Fouerfcakausklei-

   dun<;:, rcbildoi; am Ort ihrer Vorwcndunr durch Spritstechnikon untej.· minimalem Rückprall, daduz'cli ^©kennzeichnet, doSj diese Auskleidung aus einem H. ι tori al an sat 3 ^coildoi; wird, dsr in wesontlichon aus nichtbasiüchem Foue.vfocJüar^ror'rat, Culziuaialuminat-Zenent und o,5 bis -.:5 ;^» buzoren auf das Gev/icht des Zcraontoü, Oalziurachlorid-hydraj beütoht.

   7· Auskleidung: nach Anopruch G, dadurch f-okonn-

   seichnet, daß das Feuerfcsta^rereit al3 TIauptkomponenten Al₀O₇ und SiO.., bezogen auf die Oxidanalyse, enthält.

   8. Auskleidung nach Anspruch 6, dadurch p-ekenn-

   zeichnet, daß das Calziumchlorid-hydrat in einer Mom-je zwischen etwa o,5 und 15 #» bezogen auf das Gewicht des Zementes, enthalten ist.

   ■III·

   Dipl.-ing. P. ^ Ifidssncr

   709829/0925 °°^PY ORfOINAL INSPECTED