DE2810686C2

DE2810686C2 - Tränkmasse für hochbasische Feuerfesterzeugnisse, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung

Info

Publication number: DE2810686C2
Application number: DE19782810686
Authority: DE
Inventors: Hubert 6630 Saarlouis Hennrich
Original assignee: Oel- und Lackwerke G Meguin 6630 Saarlouis De GmbH; Dolomitwerke 5603 Wuelfrath GmbH; Oel und Lackwerke G Meguin 6630 Saarlouis GmbH; Dolomitwerke GmbH
Current assignee: Oel- und Lackwerke G Meguin 6630 Saarlouis GmbH
Priority date: 1978-03-11
Filing date: 1978-03-11
Publication date: 1986-03-13
Also published as: DE2810686A1

Description

40—60% Paraffin,

20—30% Cumaronharz oder methylierte Paraffinketten, stellenweise mit Naphthenringen, enthaltendes Kunstharz mit einem Erweichungspunkt von etwa 100⁰C und

20—30% Polyäthylen, Polypropylen und/oder mit Polyvinylacetat copolymerisiertes Polyäthylen

enthält.

8. Verfahren zum Herstellen einer Tränkniasse nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die nächsthöher schmelzende Komponente in bereits geschmolzene niedriger schmelzende Komponente bzw. Komponenten eingemischt wird.

9 Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der niedriger schmelzenden Komponente bzw. Komponenten nach dem Schmelzen der höher schmelzenden Komponente bzw. Komponenten eingemischt und mit Wärme der bereits geschmolzenen Mischung zum Schmelzen gebracht wird.

10, Verwendung einer Tränkmasse nach einem der Ansprüche 1 —7 oder einer nach Anspruchs oder 9 hergestellten Tränkmasse zum Haltbarmachen von hochbasischen Feuerfesterzeugnissen, insbesondere Dolomitsteinen.

Die Erfindung betrifft eine Trankmasse fur hochbasische Feuerfesterzeugnisse, insbesondere Dolomitsteine, aus thermoplastischem, aliphatischem Kohlenwasserstoff, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Hochbasische Feuerfesterzeugnisse bedürfen einer wasserdampfdichten Schutzschicht wenn sie nicht innerhalb von Stunden infolge Hydration mit dem Wasserdampf der Luft zerfallen sollen. Üblich ist eine Tränkung in Teer, die bei trockener Lagerung eine Haltbarkeit von immerhin mehreren Monaten vermittelt.

Diese Teertränkung wird immer deutlicher als gesundheitsschädlich, vor allem krebsfördernd, erkannt. Davon ist nicht nur der mit der Herstellung und Verarbeitung der betreffenden Erzeugnisse befaßte Personenkreis betroffen. Bei der Inbetriebnahme eines mit derartigen Erzeugnissen neu zugestellten <-ietallurgischen Ofens, Behälters od. dgl. verflüchtigen sich zunächst die Teerbestandteile und ziehen damit auch die Umgebung in Mitleidenschaft. Das Problem ist umso größer, ais die teergetränkten Erzeugnisse einen erheblichen Anteil der Feuerfestprodukte insgesamt ausmachen.

Es sind seit langem vielerlei Versuche mit anderen Tränkungsmitteln unternommen worden, z. B. auf der Grundlage von Öl, Stearinsäure, Wachs, Pulverlack oder Kunstharz.

Die Imprägnierung mit einem Harz behandelt die DE-OS 25 28 183. Sie bringt den Vorschlag, ein thermoplastisches Harz zu verwenden, das durch Entfernen der bei 100 Torr unter 200⁰C siedenden Fraktion aus einem bestimmten Ölprodukt erhalten wird und einen Gehalt an in Benzol unlöslicher Fraktion von unter 10% aufweist. Das Harz kann ggf. auch in einem Lösungsmittel gelöster Form in die Poren des feuerfesten Materials infiltriert werden. Damit wird, wie in der Offeniegungsschrift angegeben, die Aufgabe gelöst, die Schlackenfestigkeit und die Zerfallsbeständigkeit des feuerfesten Materials im Vergleich zu den bekannten Imprägnierungsmitteln zu verbessern. Für die Verbesserungen gegenüber Steinkohlenteerpech sind zahlreiche Vergleichsergebnisse angegeben. Mit Blick auf die Schlakker.festigkeit ist ein hoher Kohlenstoffgehalt als Charakteristikum des vorgeschlagenen Harzes genannt. Betreffs der die Zerfallsbeständigkeit beeinflussenden Eigenschaften des Imprägniermittels werden ein Erweichungspunkt von 50—100⁰C und eine Schmelzviskosität von unter 200 cP bei 250⁰C wie auch die Möglichkeit der Lösung des Harzes in einem Lösungsmittel als vorteilhaft hervorgehoben. In bezug auf die eingangs am Teer kritisierte, gesundheitliche Verträglichkeit und auf die Frage krebsfördernder Auswirkungen ist über das vorgeschlagene Harz nichts gesagt.

Alle Versuche haben bisher nirgends zum Ersatz des Teers geführt. Der Teer blieb der einzige Stoff, der alle hier erforderlichen Eigenschaften vereint: Dampfdichtheit; Bildung einer, auch an Kanten, ununterbrochenen Oberflächenhaut; geeignete Eindringtiefe, genügend zur Bildung und Verankerung der durchgehenden Oberflächenhaut und zur Bildung einer dichten Schicht von Sicherheit gewährender Dicke, aber den Kern frei lassend; Alkalibeständigkeit; genügend Elastizität noch bei niedrigen Temperaturen; genügend Festigkeit noch bei hohen Temperaturen; Wirtschaftlichkeit u. a. m.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dem Teer möglichst gleichwertiges, aber gesundheitlich unschädliches Tränkungsmittel bereitzustellen.
Gemäß der Erfindung erfüllt diesen Zweck eine

Tränkmasse, die mit der aus der DE-OS 25 28 183 bekannten Masse die eingangs bezeichneten Merkmale gemeinsam hat, aber aus einer Mischung von mindestens zwei thermoplastischen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen besteht, die einen Erweichungspunkt zwischen UO und 140⁰C aufweist Vorzugsweise liegt der Erweichungspunkt zwischen 120 und 130⁰C. Besonders geeignet ist eine Mischung, die sich ganz oder zum größeren Teil aus Komponenten zusammensetzt, die einen Erweichungspunkt teils unter 110⁰C und teils über 140⁰C aufweisen.

Die diesen Vorschlägen zugrunde liegende Vorstellung ist den aus einer Mischung aromatischer und damit karzinogener Kohlenwasserstoffe bestehenden Teer in aliphatischen und damit unschädlichen Kohlenwasserstoffen nachzubilden. Diese Nachbildung kann selbstverständlich nicht vollständig sein und braucht es auch nicht. Es genügt wenn die differenzierte Mischung des Teers aus zahlreichen Fraktionen vereinfacht wird auf eine Mischung aus jwei Komponenten geeigneter Auswahl, wie vorstehend angegeben.

Als die eine, niedriger schmelzende. Komponente wird insbesondere Paraffin vorgeschlagen. Paraffin ist kostengünstig und auch mit seinen Eigenschaften für den Zweck geeignet Durchaus möglich sind aber über Paraffin hinaus die bei Raumtemperatur festen Mineralölfraktionen und/oder -rückstände schlechthin.

Als die andere, höher schmelzende. Komponente kommen insbesondere Polyäthylen, Polypropylen und/ oder mit Polyvinylacetat copolymerisiertes Polyäthylen in Betracht. Acrylharze z. B. dürften ebenso möglich sein, sind aber teurer.

Um eine differenziertere Mischung zu erhalten, die auch aus Herstellungsgründen vortei"' aft ist, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine dritte Komponente vorgeschlagen, deren Erweichungspunkt dazwischen liegt vorzugsweise aber noch unter 110⁰C. Hierfür kommt ein Cumaronharz in Frage oder ein methylierte Paraffinketten, stellenweise mit Naphthenringen, enthaltendes Kunstharz mit einem Erweichungspunkt von etwa 100⁰C. Diese Komponente könnte grundsätzlich auch an die Stelle des Paraffins treten.

Es versteht sich, daß man sich sowohl mit der qualitativen Auswahl als auch mit der quantitativen Zusammensetzung der ausgewählten Stoffe nach deren Eigenschaften einerseits und den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts andererseits richten wird, die sich dann als ein Zwischenwert aus allem ergeben. So verleiht zum Beispiel das Polyäthylen, vor allem in Kombination mit dem erwähnten Kunstharz aus methylierten Paraffinketten, dem Erzeugnis die gewünschte Dampfdichtheit, die bei Paraffin allein zu wünschen übrig läßt. Der Beitrag des Paraffins zu der angestrebten Eigenschaftskombination ist sein Penetriervermögen, mit dem man die gewünschte Eindringtiefc herbeiführen kann; im übrigen ist das Paraffin unter dem Kostengesichtspunkt Streckmittel. Selbstverständlich ist Alkalibeständigkeit eine wichtige Anforderung, und Verträglichkeit der ausgewählten Stoffe miteinander ist unerläßlich. Ferner sollten alle Komponenten möglichst weitgehend gesättigt sein, um unerwünschte Reaktionen und Veränderungen des Erzeugnisses zumindest gering zu halten, wenn es sich bei seiner Verwendung lange im schmelzflüssigen Zustand befindet. Auch herstellungstechnische Eigenschaften können Bedeutung haben, worauf noch eingegangen wird.

Als eine unter den vorstehenden Gesichtspunkten geeignete Rezeptur kann

40—60% Paraffin,

20—30% Cumaronharz oder methylierte Paraffinketten, stellenweise mit Naphthenringen, enthaltendes Kunstharz mit einem Erweichungspunkt von etwa 100° C und

20—30% Polyäthylen, Polypropylen und/oder mit Polyvinylacetat copoiymerisiertes Polyäthylen

angegeben werden.

ίο Als Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Tränkmasse wird vorgeschlagen, daß jeweils die nächsthöher schmelzende Komponente in bereits geschmolzene niedriger schmalzende Komponente bzw. Komponenten eingemischt wird.

Die Schmelze ist dann ihrer Natur nach dem neu hinzukommenden Stoff bereits so nahe wie möglich, was dessen Auflösung und Aufschmelzung, bei der niedrigstmöglichen Temperatur, erleichtert und beschleunigt In dieser Beziehung hat das erwähnte Kunstharz aus methylierten Paraffinketten eine weitere, wichtige, Bedeutung. Es wirkt als Lösungsvermittler für das Polyäthylen, das sich in einer reinen Paraffinschmelze nur schwerer und bei höherer Temperatur auflösen bzw. aufschmelzen ließe. Letzteres würde außerdem eine noch viel stärkere Überhöhung gegenüber dem Erweichungspunkt des geschmolzenen Materials bedeuten; der Erweichungspunkt von reinem Paraffin liegt niedriger als der der Mischschmelze.

Ferner ist es vorteilhaft, einen Teil der niedriger schmelzenden Komponente bzw. Komponenten nach dem Schmelzen der höher schmelzenden Komponente bzw. Komponenten einzumischen und mit Wärme der bereits geschmolzenen Mischung zum Schmelzen zu bringen.

Auf diese Weise kann am Ende des Mischvorgangs die Schmelze binnen kurzem auf eine niedrigere Temperatur gebracht werden, so daß die Stoffe der größten Temperaturbelastung nur verhältnismäßig kurzzeitig ausgesetzt sind.

Im folgenden ist als Ausführungsbeispiel die Herstellung einer erfindungsgemäßen Tränkmasse konkret beschrieben:

100 kg Paraffin (übliches raffiniertes Handelsprodukt in Form von Platten) mit einem Erweichungspunkt von etwa 80⁰C werden zum Schmelzen gebracht und weiter auf 120° C erhitzt.

Dem geschmolzenen Paraffin werden 100 kg eines handelsüblichen methylierte Paraffinketten, stellenweise mit Naphthenringen, enthaltenden Kunstharzes mit einem Erweichungspunkt von etwa 100° C zugegeben.

Die Zugabe des flockenförmigen Materials geschieht auf normale Art portionsweise unter Verrühren. Die Mischung wird dann weiter erhitzt auf 140 bis 150° C.

Nun werden 100 kg handelsübliches Polyäthylen in Form von Grieß oder Granulat zugegeben, wiederum portionsweise unter Verrühren. Das Material hat einen Erweichungspunkt von etwa 160° C, löst sich jedoch in der etwas kühleren Schmelze. Die Auflösung vollzieht sich erst sehr zögernd, schließlich aber, unter geringfügiger Schaumbildung, ganz schnell und vollständig. Man erhält eine klare Flüssigkeit.

In diese werden schließlich noch einmal 100 kg Paraffin eingerührt, wobei sich die Schmelze abkühlt.

Das so erhaltene Produkt kann abgegossen und erstarren gelassen werden, kann aber auch unmittelbar als Tauchbad verwendet werden. Beispielsweise werden aus dem Brand kommende, noch 140— 150⁰C heiße Dolomitsteine etwa 4 min in das Bad getaucht und dabei bis

in etwa 10 mm Tiefe geiränkL Die damit geschaffene dichte Schicht sichert ausreLhende Lagerfähigkeit. Der Verbrauch an Tränkmasse beträgt etwa 2% des Steingewichts.

Sowohl bei der Herstellung der Tränkmasse und beim 5 Tauchen als auch später beim Verbrennen des Tränkmaterials während des ersten Aufheizens der getränkten Steine entstehen keine gesundheitsschädlichen
Gase. Die Geruchsbelästigung ist sehr gering.

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Claims

Patentansprüche:

1. Tränkmasse für hochbasische Feuerfesterzeugnisse, insbesondere Dolomitsteine, die einen thermoplastischen, aliphatischen Kohlenwasserstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mischung von mindestens zwei thermoplastischen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen besteht, die einen Erweichungspunkt zwischen 110 und 140⁰C aufweist

2. Tränkmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Erweichungspunkt zwischen 120 und 130° C aufweist.

3. Tränkmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich ganz oder zum größeren Teil aus Komponenten zusammensetzt, die einen Erweichungspunkt teils unter 110⁰C und teils über 140° C aufweisen.

4. Tränkmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ais Komponente mit Erweichungspunkt unter HO⁰C Paraffin aufweist.

5. Tränkmaste nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente mit Erweichungspunkt unter 110⁰C ein Cumaronharz oder ein methylierte Paraffinketten, stellenweise mit Naphthenringen, enthaltendes Kunstharz mit einem Erweichungspunkt von etwa 100° C aufweist.

6. Tränkmasse nach einem der Ansprüche 3—5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente mit Erweichungspunkt über 14O⁰C Polyäthylen, Polypropylen und/oder mit Polyvinylacetat copolyme-.rsiertes Polyäthylen enthält.

7. Tränkmasse nach einem der Ansprüche 4—6, dadurch gekennzeichnet, daß sie