DE2901889A1

DE2901889A1 - Verfahren zur herstellung feuerfester steine

Info

Publication number: DE2901889A1
Application number: DE19792901889
Authority: DE
Inventors: Takao Hirose; Osamu Kato; Minoru Nagai; Hiroaki Takashima; Seiichi Uemura; Syunichi Yamamoto
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; Nippon Oil Corp
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; Eneos Corp
Priority date: 1978-01-18
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DE2901889C2; GB2015987A; US4229221A; GB2015987B

Description

Verfahren zur Herstellung feuerfester Steine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerfester Steine, insbesondere von Schamott ziegeln, wie sie zum Ausgleiten von Schach- oder Hochöfen bzw. Konvertern zur Stahlherstellung und Gefäßen zur Aufnahme von flüssigem Stahl Verwendung finden.

Unter den verschiedenen feuerfesten Steinen sind solche bekannt, die kohlenstoffhaltige Materialien als Binder enthalten oder mit derartigen kohlenstoffhaltigen Materialien getränkt bzw. imprägniert sind. Hierbei findet Steinkohlenteerpech als Binder oder als Imprägnierungsmittel Verwendung. Da Steinkohlenteerpech jedoch eine große Anzahl für den menschlichen Körper nachteiliger Substanzen enthält, wie z.B. stickstoffhaltige und sauerstoff haltige Komponenten, ergeben sich gesundheitliche Probleme für mit der Herstellung und der Verwendung von derartigen feuerfesten Steinen beschäftigte Personen. Außerdem ist es notwendig, das Steinkohlenteerpech mit Anthrazenöl oder Kreosotöl zu verdünnen, um die Verarbeitbarkeit zu erleichtern.

909829/0931

Fs/ai

Durch

AK8P-1PU6

V- 29Ü1889

Durch das Einarbeiten dieser Mittel wird die Toxität noch weiter vergrößert. Es besteht daher ein großes Bedürfnis, Steinkohlenteerpech durch harmlose Stoffe zu ersetzen.

Durch die JP-OS 51-115512 ist es bekannt, durch Entasphaltierung von Rohöl erzeugten Asphalt oder ein durch Erhitzen von Rohöhlasphalt auf 350 C bis 450 C erzeugtes Produkt als Binder oder Imprägnierungsmittel zu verwenden. Wenn jedoch feuerfeste Steine unter Verwendung von asphalthaltigen Bindern, z. B. zum Auskleiden von einem Konverter verwendet wird, der im Betrieb sehr harten Bedingungen ausgesetzt ist, ergeben sich verhältnismäßig geringe Bindungskräfte im "Vergleich zu Steinkohlenteerpech, womit der Widerstand gegen das Eindringen von Schlacke sehr gering ist, so daß derartige Steine praktisch

15 nicht einsetzbar sind.

Es sind auch bereits Substanzen als Binder oder Imprägnierungsmittel bekannt, die beim Erhitzen und Polymerisieren von in einem Dampfkrackverfahren aus Petroleum gewonnenem Schweröl

20 entstehen (JP-OS 51-10811, 51-10816, 51-114409). Obwohl

die Schwierigkeiten und Nachteile, die sich aus der Verwendung von Steinkohlenteer ergeben, damit sich teilweise eliminieren lassen, erreicht man jedoch keine befriedigenden Ergebnisse, insbesondere bezüglich der Schlackenfestigkeit und Widerstandsfähigkeitund insbesondere bezüglich des Schwunds, wie sich später noch aus den Vergleichsbeispielen ergibt.

Wenn außerdem das bei diesem Verfahren verwendete Schweröl in einem Schritt erhitzt wird, sind Kohlen st off ablagerungen im Reaktionsgefäß während der Wärmebehandlung nicht zu vermeiden. Damit ist es unmöglich, ein solches wärmebehandeltes Produkt kontinuierlich in einem industriellen Verfahren vorteilhaft herzustellen. _Wenn

909829/0931

Wenn andererseits beabsichtigt wird, Teerpech in einem Verfahrensschritt einer Wärmebehandlung zu unterziehen, so ergeben sich die nachfolgenden Nachteile:

Als Binder für feuerfeste Steine verwendetes Pech soll einen hohen Anteil von Festkohlenstoff enthalten, und zwar wegen der mit der Verkokung verbundenen Probleme. Ferner sollVier Erweichungspunkt in einem Bereich zwischen 60 C und 100 C liegen, damit das Pech möglichst gut zu verarbeiten ist. Pech,

^q ' welches zum Imprägnieren von feuerfesten Steinen benutzt wird, soll ebenfalls einen hohen Anteil von Festkohlenstoff enthalten, um die Schlackenwiderstandsfähigkeit zu verbessern,und soll ferner bei Raumtemperatur flüssig sein oder aber einen Erweichungspunkt haben, der unterhalb 100 C liegt. Wenn man aber ein Pech mit hohem Festkohlenstoffgehalt durch eine Wärmebehandlung in einem einzigen Schritt aus .schwerem Restöl zu erhalten versucht, ergibt sich ein höherer Erweichungspunkt, womit es schwierig wird, dieses Pech als Binder zu benutzen. Wenn z. B. schweres Restöl mit einem Anteil von mehr als 50 %

_on Festkohlenstoff wärmebehandelt wird, liegt der Erweichungs-

punkt des sich daraus ergebenden Pechs unvermeidbar über 100 C und steigt bis zu 150 C an. Ein Pech mit den gewünschten Eigenschaften läßt sich auf diese Weise nicht gewinnen.

„, Durch die JP-PS 46 -2417 ist es bekannt, schweres Restöl

einer Wärmebehandlung zu unterziehen und daraus Pech zu gewinnen, das einen Siedepunkt von mehr als 400 C hat, jedoch ist der Erweichungspunkt des erhaltenen Pechs verhältnismäßig hoch, und zwar zwischen 23 C und 250 C.

Selbst bei einer Wärmebehandlung in zwei Verfahrensschritten,

wie dies durch die JP-OS 48-73045 bekannt ist, ergibt sich ein Pech mit einem Erweichungspunkt, der sehr hoch, und

909829/093 1 ^zwar

T901889

zwar zwischen 172 C und 215 C liegt, dabei wird das schwere Restöl in einem ersten Verfahrens schritt mit einem Druck von 20 bis 200 kg/cm , einer Wärmebehandlung bei 400°C bis 600°C für eine Zeit von etwa 10 bis 1200 Sek. unterzogen. Danach werden die leichteren Öle, welche bei Temperaturen unter 400 C verdampfen, entfernt und in einem dritten Schritt einer weiteren Wärmebehandlung bei einer niederen Temperatur zwischen 300 C und 480 C sowie einem Druck zwischen atmosphärischem Druck

und 50 kg/cm für 1 bis 10 Stunden vorgenommen. 10

Als Mittel, um den Erweichungspunkt von Pech einzustellen, wurde vorgeschlagen,, leichtere Öle, wie z. B. Gasöl, oder auch ein schweres Öl dem Pech mit hohem Erweichungspunkt beizumengen (JP-PS 43-30073). Wenn jedoch diese kohlenstoffhaltigen Öle in das Pech eingearbeitet werden, vergasen diese beim Glühen bzw. Brennen der Steine, so daß sich diese rasch ausdehnen und ihre Form ändern, wobei auch unerwünschte Hohlräume entstehen können und schließlich die Gefahr von Brüchen innerhalb des Produktes entsteht. Schließlich ist es auch durch die JP-OS 49-35420 bekannt, schweres Öl einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 350 C und 470 C unter Druck zu unterziehen und die leichteren Komponenten oder Öle zu eliminieren, um den Erweichungspunkt notwendigenfalls einzustellen. Das heißt, der Erweichungspunkt kann in Abhängigkeit von dem Anteildes

25 leichteren Öles und der Art und Weise wie es entfernt wird

eingestellt werden, jedoch verhindert das Vorhandensein leichter oder leichtflüchtiger Komponenten im Teerpech die Qualität der Verformbarkeit. Ein Pech für die praktische Verwendung enthält keine wesentlichen Fraktionen mit Siedetemperaturen geringer als 400 C. Der Erweichungspunkt von Teerpech, wie es aus schwerem Öl gewonnen wird, mit einem Siedepunkt über 400 C nimmt wesentlich zu, wie dies aus der JP-PS 48-73 405 hervorgeht.

909829/0931

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von feuerfesten Steinen mit einem Pech zu schaffen, das die vorausstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist, wobei diese feuerfesten Steine besonders widerstandsfähig gegen Schlacke und von langer Lebensdauer sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das durch nachfolgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: schweres Restöl mit einem Siedepunkt von mehr als 150 C, wie es beim thermischen Kracken von kohlen wasser stoff haltigem Rohöl erhalten wird, wird als Ausgangsmaterial einem Rührkessel einer ersten Stufe zugeführt; der Druck im Rührkessel wird auf

2
einen Wert von mehr als 2 kg/cm bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 300 C und etwa 600 C gehalten; die Verweilzeit des Ausgangsmaterials im Rührkessel der ersten Stufe beträgt mehr als 15 Minuten» das in der ersten Stufe wärmebehandelte Öl wird kontinuierlich abgezogen und in einen Rührkessel einer zweiten Stufe eingespeist; die Temperatur im Rührkessel der zweiten Stufe wird auf einem Wert zwischen etwa 370 C und 450 C gehalten; die Verweilzeit des wärmebehandelten Öls in der zweiten Stufe beträgt zwischen 30 Min. und 10 Stunden;, das in der zweiten Stufe nachbehandelte Öl wird kontinuierlich abgezogen und einer Destillationseinrichtung zugeführt, um leicht flüchtige Bestandteile zu entfernen und ein Teerpech zu schaffen; das Teerpech wird dann zur Herstellung der feuerfesten Steine verwendet.

Nach einem derartigen Verfahren hergestellte feuerfeste Steine können sowohl durch Vermischen von feuerfesten Materialien mit dem Teerpech und durch Ausformen von ungebrannten feuerfesten Steinen als auch durch Imprägnieren von gebrannten feuerfesten Steinen hergestellt werden.

909829/0931

4 88

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der aus einer Fig. bestehenden Zeichnung, welche in schematischer Darstellung eine Anlage zur Herstellung von feuerfesten Materialien

zeigt.

Bei der Erfindung findet ein schweres Restöl als Ausgangsmaterial Verwendung, das bei einer Temperatur von mehr als 150 C siedet

10 und als Nebenprodukt bei der Herstellung von Olefinen, beim

thermischen Kracken bzw. beim Dampf-Kracken eines kohlenwasserstoffhaltigen Rohöls anfällt. Dabei werden leichtere Kohlen Wasserstoffe wie Naphtha, Kerosin usw. in der Regel als kohlenwasserst off halt ige s Rohöl benutzt, wobei das Kracken

15 in einem Temperaturbereich von etwa 600 C bis etwa 1000 C

durchgeführt wird. Als schweres Restöl wird in diesem Zusammenhang ein Öl betrachtet, dessen Siedepunkt über 150 C und vorzugsweise über 200 C liegt.

Das gewünschte Ziel wird nicht wirtschaftlich erreicht, wenn die Reaktionsbedingungen der ersten Stufe, d. h. gewisse vorgegebene

Toleranzbereiche nicht eingehalten werden. So soll der Druck

2 im ersten Rührkessel über einem Druck von etwa 2 kg/cm und

2
zwischen etwa 2 bis 30 kg/cm bzw. vorzugsweise zwischen 5 bis

25 20 kg/cm liegen. Im Hinblick auf den Druck muß dieser aus

reichend groß sein, um vom Ausgangsmaterial stammende Öldämpfe innerhalb des Rührkessels dicht einzuschließen. In Abhängigkeit von den Notwendigkeiten während des Verfahrensablaufes kann ein höherer Druck Verwendung finden, wobei für diesen Fall ein erhöhter Außendruck unter Verwendung eines Edelgases oder dergl. vorgesehen sein kann. Wenn jedoch das Verfahren mit einem geringeren als vorgeschriebenen

Druck

909829/0931

Druck abläuft, so ζ. B. unter atmosphärischem Druck nimmt die Ausbeute ab, wobei Schwierigkeiten durch sich niederschlagenden Kohlenstoff auftreten und der Erweichungspunkt für das in der zweiten Verfahrens stufe erzeugte Pech ansteigt. Diese Erscheinung läßt sich theoretisch noch nicht erklären.

Der Rührkessel der ersten Stufe muß auf einer Temperatur

oo °

von etwa 300 C bis etwa 360 C und vorzugsweise 330 C

bis 350 C gehalten werden. Das gewünschte Ergebnis wird selbst dann erreicht, wenn die Temperatur innerhalb der angegebenen

10 Grenzen schwankt, jedoch ist es vorzuziehen, die Optimal--

temperatur konstant zu halten. Bei Temperaturen unter 300 C sind nicht zufriedenstellende Ergebnisse zu erwarten. Bei Temperaturen, die über 360 C liegen, ist eine Kohlenstoff ablagerung im ersten Rührkessel zu erwarten, wodurch ein

l·⁵ kontinuierlicher Betrieb erschwert wird. Die Verweilzeit des schweren Restöls als Ausgansmaterial im ersten Rührkessel liegt über 15 Minuten und beträgt vorzugsweise etwa 1 Stunde bis 5 Stunden. Bei einer Verweilzeit von weniger als 15 Minuten ergeben sich keine zufriedenstellenden Ergebnisse.

Das in der ersten Verfahrens stufe bearbeitete Öl wird in einen zweiten Rührkessel eingespeist. Die Betriebstemperaturen dieses Kessels liegen etwa zwischen 370 C und etwa 450 C und vorzugsweise zwischen 390 C und 430 C. Eine Optimierung des Verfahrens erhält man durch die Konstanthaltung der Temperatur auf die in dem angegebenen Bereich liegende und für die verwendete Anlage zu ermittelnde Optimaltemperatur. Bei Temperaturen unter 370 c ergibt sich ein Pechprodukt, dessen Eigenschaften keine Verbesserungen gegenüber bekannten Pechprodukten zeigen.

Wenn die Temperatur über 450 C liegt, erhält man ein Produkt, dessen Eigenschaften näher bei Koks als bei Pech liegen und für kommerzielle Zwecke kaum brauchbar ist. Die mittlere Verweilzeit des zu bearbeitenden Öls im Rührkessel der zweiten

909829/09 31 stufe

^ΑΚ6Ρ-^1!

^9Ο1889

Stufe kann beliebig in Abhängigkeit von der gewählten Betriebstemperatur eingestellt werden. Es werden Verweilzeiten zwischen 30 Minuten und 10 Stunden als geeignet angesehen, wobei Verweilzeiten zwischen 1 Stunde und 5 Stunden vorzuziehen sind. Der Betriebsdruck ist keinen besonderen Beschränkungen unter

worfen und liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von

2 2 2

2 kg/cm bis 20 kg/cm und vorzugsweise zwischen 5 kg/cm

2
und 15 kg/cm . Bei diesen Werten ergeben sich die geringsten

Schwierigkeiten und die günstigste Ausbeute. 10

Das gewünschte Teerpech ergibt sich, indem die flüchtigeren Elemente in der zweiten Bearbeitungsstufe entfernt werden. Hierfür kann ein beliebiges Verfahren Verwendung finden, jedoch findet in der Regel eine Vakuumdestillation mit einer kontinu-

15 ierlichen Selbstverdampfung Anwendung. Unter dem Begriff

"flüchtigeren Öl" wird in diesem Zusammenhang eine leichte Fraktion mit einem über etwa 400 C liegenden Siedepunkt verstanden, d. h. das erzeugte Teerpech umfaßt im wesentlichen schwerflüchtige Öle mit einem über 400 C liegenden Siedepunkt.

Wenn die ungebrannten feuerfesten Materialien durch Mischen von Teerpech mit dem feuerfesten Material und durch Ausformen hergestellt werden, bzw. wenn die gebrannten feuerfesten Materialien durch Ausfüllen der offenen Poren mit Teerpech imprägniert werden, dann soll der Anteil des flüchtigeren Öles _so gering sein, daß das Produkt davon nicht beeinträchtigt wird. Dies ist in der Regel der Fall, wenn in dem fertigen Teerpech der Anteil des flüchtigen Öles unter etwa 5% liegt.

Das schwere RestÖl als Ausgangsmaterial wird in der Regel auf 3Q eine bestimmte Temperatur vorerhitzt, bevor es in den Rührkessel

der ersten Stufe eingespeist wird. Unter dem Begriff "bestimmte Temperatur" ist hierbei etwa die Temperatur des Rührkessels

oder 909829/0931

-y AK8P-IPO0

^λΛ 2UO 1889

oder eine etwas höher liegende Temperatur zu verstehen. Die Vorerhitzung des Ausgangsmaterials kann in beliebiger Weise erfolgen, wobei dieses durch Heizrohre geführt und auf die vorgesehene Temperatur direkt erhitzt wird. Wenn nach

dem Rührkessel der ersten Stufe Öl abgenommen wird, kann

dieses rezirkulierte und erhitzte Öl zu dem Ausgangsmaterial hinzugemischt werden, um die gewünschte Temperatur einzustellen. Es ist auch möglichb e ide Verfahren miteinander zu koppeln. Schließlich kann auch das Rohmaterial im Rührkessel

Jq selbst durch das Vorsehen entsprechender Heizeinrichtungen

erhitzt werden.

Das im Rührkessel der ersten Stufe bearbeitete schwere Restöl wird anschließend einem Rührkessel der zweiten Stufe zuge-15 führt. Das Öl wird für diesen Fall ebenfalls vorherhitzt, wobei

dieselben Verfahren, wie voraus stehend erwähnt, Verwendung finden können.

Der für die Erhitzung des schweren Restöles bzw. des bearbeiteten Öles auf die gewünschte Temperatur, indem dieses

durch Heizrohre transportiert wird, unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn dies innerhalb von etwa 15 Minuten möglich ist. Wenn für den Temperaturr anstieg mehr als 5 Minuten benötigt werden, ist es erforderlich, 25 die Länge der Heizrohre zu vergrößern oder eine extrem niedere

Transportgeschwindigkeit zu benutzen. Dies ist jedoch unwirtschaftlich.

Das Teerpech gemäß der Erfindung hat normalerweise einen Anteil an Pestkohlenstoff von etwa 25 % und mehr und ist bei etwa 20 C flüssig bzw. hat einen Erweichungspunkt, der unterhalb 100 C liegt. Ein solches Teerpech wird in vorteilhafter Weise als Binder bei der Herstellung feuerfester

90982 9/0931 ^^

Steine oder zum Imprägnieren bereits gebrannter feuerfester Materialien benutzt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die kontinuierliche Herstellung von Teerpech in einer speziellen zweistufigen Anlage, wobei sich keine Kohlenstoffablagerungen in den beiden Rührkesseln der ersten und zweiten Stufe ergeben. Auch für den Fall der Vor erhitzung ist mit keinen Kohlenstoffniederschlägen in

den Heizrohren zu rechnen. 10

Die erwähnten Rührkessel sind in der Lage, eine völlige Durchmischung der darin enthaltenen Stoffe zu gewährleisten und bestehen in der Regel aus Behältern mit Flügelrühr wer ken. Die einzelnen Teile sind zweckmäßigerweise aus Stahl hergestellt.

Während der Wärmebehandlung in dem Rührkessel erhält man eine homogene, gleichförmige Durchmischung der Reaktionsmaterialien, wobei die Behandlungszeit beliebig kurz oder lang sein kann. Da die Temperaturüberwachung verhältnismäßig ein-

fach ist, kann die Bearbeitungstemperatur im wesentlichen konstant gehalten werden. Daraus ergibt sich eine im wesentlichen gleichförmige Bearbeitung, so daß das Endprodukt ebenfalls im wesentlichen gleichförmige Eigenschaften hat, d. h. mit einer sehr hohen reproduzierbaren Ausbeute zur Verfügung steht. Die Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren, wobei die Reaktion in Rohrleitern stattfindet, sind ganz offensichtlich, da bei diesen Rohrleitern häufig Schwierigkeiten dadurch entstehen, daß der Materialtransport behindert wird und sich kochende Bereiche ausbilden, was zu ungleichförmiger Ausbeute führt. Diese Nachteile werden durch die Erfindung mit zwei hintereinander geschalteten Rührkesseln eliminiert, wobei auch die Ablagerung von Kohlenstoff verhindert wird. Dies ist bei dem bekannten Stand

der

909829/0931

AK8F-1SC6

der Technik nicht der Fall. Obwohl dies theoretisch nicht begründet werden kann, scheint bei den herkömmlichen Verfahren eine Modifizierung von im schweren Restöl enthaltenen Komponenten in eine anfänglich in Benzol lösbare Substanz oder in ausge-

5 fälltem Kohlenstoff stattzufinden. Diese in Benzol lösbaren

Komponenten treten unerwarteterweise am Anfang der Reaktion auf. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden diese Komponenten offensichtlich im ersten Verfahrensschritt in stabilere Substanzen umgewandelt, z. B. durch Isomerisierung,

10 und stabil gehalten, wie dies auch in der zweiten Verfahrens

stufe der Fall ist, so daß ein Niederschlag von Kohlenstoff vermieden wird. Aus der Tatsache, daß 15 Minuten und mehr in der ersten Ve rf ahrens stufe benötigt werden, kann man schließen, daß diese Zeit für die Umwandlung dieser Komponenten

15 in stabilere Komponenten benötigt wird. Das dabei entstehende

Teerpech ist sowohl als Binder zur Herstellung von feuerfesten Steinen als auch zur Imprägnierung solcher Steine bestens geeignet.

Die grundsätzlichen erforderlichen Eigenschaften für einen Binder, damit Kohlenstoff bindungen entstehen, sind eine hohe Karbonisationsausbeute und eine hohe Kohlenstoffbindungskraft. Zur Kennzeichnung wird im ersten Fall der Festkohlenstoffanteil und im zweiten Fall der $ -Kunstharzanteil benutzt. Für Steinkohlen-

25 teerpech wurden große Anstrengungen gemacht, um den Anteil beider Stoffe im Binder zu vergrößern.

Es hat sich jedoch nunmehr gezeigt, daß in vielen Fällen je nach der Art des verwendeten Binders oder des Einsatzes die charakteristischen Eigenschaften des Binders nicht notwendigerweise durch

die oben genannten Größen bestimmt werden. Das heißt, es ist sehr schwierig, die Bindereigenschaften aufgrund des Fest-

kohlen-

909829/0931

/JC8P-1903

kohlenstoff ante ils und des β -Kunstharzanteils zu beschrei ben. Deshalb können durchaus Fälle auftreten, daß ein Binder mit denselben Festkohlenstoff ante ilen und β -Kunstharzanteilen ein völlig abweichendes Verhalten zeigt, je nach der Eigenschaft und der Form des Kohlenstoffs bei der Karbonisation

bzw. der Eigenschaft des β-Kunstharzes.

Unabhängig davon, ob ein Steinkohleteerpech oder ein Petroleum binder vorliegt, handelt es sich um sehr komplexe Mischungen

10 mit einer großen Vielzahl von Einzelkomponenten. Man sollte

beachten, daß die entsprechende Beziehung zwischen der Eigenschaft des Binders und dem Festkohlenstoffanteil oder β -Kunstharzanteil im gewissen Umfang nur in den Eigenschaften existiert, die bezüglich der Zusammensetzung und der chemi-

l5 sehen Struktur einander sehr ähnlich sind.

Die durch die Verwendung solcher Binder gewonnene Eigenschaft der feuerfesten Steine oder Materialien besteht hauptsächlich in der Verbesserung der Lebensdauer. Obwohl der

20 Faktor, der dies bestimmt, so kompliziert ist, daß es fast

unmöglich ist, z. B. für den Fall der Auskleidungeines Konvertes, dies genau zu bestimmen, ist erkennbar, daß das Eindringen von Schlacke in das feuerfeste Material verhindert wird. Um dies zu erreichen sind Kohlenstoff oder Kohlenstoffbindungen im feuerfesten Material notwendig. Im praktischen Betrieb kann jedoch das Vorhandensein von Sauerstoff und Kohlendioxid nicht unbeachtet bleiben. Der Unterschied der Abbrandgeschwindigkeit von feuerfesten Materialien, der sich aus dem Sauerstoff oder dem Kohlendioxid, verglichen mit dem durch die Verwendung des Binders gebildeten Kohlenstoffs, ist ein weiterer wichtiger Faktor, der auf die Lebensdauer des feuerfesten Materials parallel zur mechanischen Festigkeit Einfluß hat.

909829/0931

Der Grund, warum die "Verwendung von Petroleumbindern von Einfluß für die Verlängerung der Lebensdauer des feuerfesten Materials ist, konnte bisher nicht ermittelt werden, es wird jedoch angenommen, daß einige spezifische Reaktionen unter dem Einfluß der anfänglichen Bildung von benzolunlöslichen Substanzen ablaufen, und daß sich daraus die Vergrößerung der Lebensdauer bzw. Standzeit des feuerfesten Materials ableitet.

Das Verfahren zur Herstellung von Teerpech wird anhand der

Fig. beschrieben, nach der schweres Restöl 1 über eine Leitung a

einem Erhitzer 2 zugeführt wird und nach dem Erhitzen über eine Leitung b in den Rührkessel 3 der ersten Stufe eingespeist wird.In diesem Rührkessel 3 wird das Gemisch mit Hilfe eines Flügelrades 11 intensiv vermischt. Der Rührkessel 3

15 der ersten Stufe wird unter einem konstanten Druck gehalten,

welcher mit Hilfe eines Druckventils 5 eingestellt wird. Ein Teil des behandelten Öles der ersten Stufe wird über eine Leitung H mit Hilfe einer Pumpe 4 zum ersten Erhitzer zurückgeführt und mit dem zugeführten schweren Restöl vermischt. Das in der ersten Stufe bearbeitete Öl wird kontinuierlich vom Rührkessel 3 abgezogen und über eine Leitung c in den zweiten Erhitzer 6 eingespeist. Darin wird das bearbeitete Öl auf eine bestimmte vorgegebene Temperatur gebracht und über die Leitung d dem Rührkessel 7 der zweiten Stufe zugeführt. In diesem Rührkessel ist ein Flügel rad 12 angeordnet, das für eine vollständige Durchmischung des Inhaltes sorgt. Der-zweite Rührkessel wird mit Hilfe eines Ventils 9 auf einem konstanten Druck gehalten. Ein Teil des bearbeiteten Öles wird aus dem zwe iten Rührkessel über die Pumpe 8 abgezogen und über die Leitung i zurück zum zweiten Erhitzer gespeist, um in diesem mit dem von der ersten Stufe aus zugeführten Öl vermischt zu werden.

909829/0931

AK8P-1906

Aus der zweiten Stufe wird kontinuierlich Öl abgezogen und über eine Leitung e einem Flash-Destillationsturm 10 zugeführt, der über die Leitung f Teerpech 13 abgibt.

Das auf diese Weise erhaltene Teerpech wird mit feuerfesten Materialien vermischt. Diese feuerfesten Materialien können aus natürlich vorkommendemDolomit-, synthetischem Dolomit oder magnesiumoxidhaltigen Materialien bestehen, und zwar sowohl in der in der Natur vorkommenden als auch in einer industriell hergestellten Form. Diese Materialien können auch als Gemisch Verwendung finden. Dem Gemisch wird zusätzlich eine geringe Menge Kohlenstoff in Form von Graphit oder dergleichen zugegeben. Die Teilchengröße der feuerfesten Materialien liegt normalerweise unter 1 cm und vorzugsweise etwa zwischen 6 mm bis 0,1 mm, dabei sind unterschiedliche Teilchengrößen

in Vermischung von besonderem Vorteil.

Die Vermischung des Teerpechs mit den feuerfesten Materialien erfolgt in einem heizbaren Knetmischer. Die Temperatur der Mischung unterliegt keinen besonderen Restriktionen, jedoch sind Temperaturen vorzuziehen, bei denen eine völlige Durchknetung sichergestellt und eine schädliche Entmischung vermieden wird. Günstige Temperaturen liegen etwa zwischen 100 C und 250 C, wobei der Anteil des Teerpechs in der

25 Größenordnung von üblicherweise 2 bis 20 Gewichtsteilen

und vorzugsweise 4 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtteile der feuerfesten Materialien beträgt.

Das Teerpech nach dem speziellen Verfahren gemäß der Er-30 findung hat besonders günstige Eigenschaften als Binder

und kann ohne weitere Behandlung zur Imprägnierung der

feuerfesten

909829/0931

feuerfesten Materialien Verwendung finden. Überdies hat das Teerpech einen besonders günstigen tiefliegenden Erweichungsbereich mit entsprechenden Viskositäten. Daher kann es ohne Viskositätsverminderer verwendet werden, die üblicherweise aus Kohlenstoffölen, schweren Ölen oder Gasölen usw. bestehen. Damit werden auch Einflüsse zurückgedrängt, die eine Verschlechterung der feuerfesten Steine im Betrieb mit sich bringen aufgrund der Zerfallprodukte aus derartigen Zuschlagsstoffen. In einem gewissen Umfang können derartige Zuschlagsstoffe jedoch auch Verwendung finden, wenn die Anforderungen an die feuerfesten Steine dies zulassen. Das geknetete Gemisch wird dann ausgeformt, und zwar entsprechend der Größe der benötigten Steine. Die Festigkeit der feuerfesten Steine kann durch ein Sintern vor der Benutzung bei Temperaturen von etwa 250 C bis etwa 400 C erhöht werden.

Das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltene Teerpech kann auch zum Imprägnieren von gebrannten feuerfesten Steinen Verwendung finden. Hierunter versteht man vorzugsweise Steine, die in Öfen oder Konvertern eingebaut werden, in welchen sie mit dem geschmolzenen Roheisen oder Stahl bzw. anderen geschmolzenen Metallen in Berührung kommen. Für diesen Zweck werden gebrannte dolomithaltige Ziegel, gebrannte magnesiumoxidhaltige Ziegel, gebrannte aluminiumoxidhaltige Ziegel sowie gebrannte magnesiumoxid-spinellhaltige Ziegel usw. verwendet. Diese feuerfesten Steine mit dolomit-, magnesiumoxid- oder aluminium oxidhaltigen Komponenten werden mit kohlenstoffhaltigen Komponenten, Klebrigmachern und Bindern als Zu Schlags stoffe bei hohen Temperaturen gebrannt bzw. gesintert. In Verbindung mit der Erfindung ist es vorteilhaft, dolomithaltige oder dolomit magnesiumoxid-haltige Ziegel zu verwenden, da diese eine verhältnismäßig große Offenporigkeit zeigen, in welche ohne vorherige

909829/0931

^X/-At' AK8P. 190O₂₉Q₁

-W-

herige Behandlung das geschmolzene Metall eindringen kann und eine rasche Erosion auslöst. Sie sind daher für einer· Langzeiteinsatz kaum verwendbar. Mit Hilfe der Erfindung werden diese offenporigen Steine imprägniert, um die Poren mit dem Teer-

^ pech zu füllen. Das Imprägnieren kann in derselben Weise erfolgen, wie dies mit Steinkohlenteer üblich ist. Die feuerfesten Steine werden normalerweise vorerhitzt und in ein Imprägnierungsbad gebracht, um unter Vakuum entgast zu werden. Anschließend wird das geschmolzene Teerpech eingefüllt, um die offenen Poren

2Q unter atmosphärischem Druck oder erhöhtem Druck zu füllen.

Die Imprägnierungstemperatur ist nicht kritisch. Sie kann etwa zwischen 20 C und 250 C liegen. Es ist eine Temperatur vorzuziehen, bei der die Viskosität des Teerpechs 2x10 Pas

j5 oder weniger beträgt, damit das Teerpech leicht in den ge

brannten feuerfesten Ziegel eindringen kann. Bei höheren Temperaturen, z.B. in der Nähe von etwa 300 C, verändern sich die Eigenschaften des Teerpechs und entsprechend der Imprägnierung, so daß derartige Temperaturen vermieden

20 werden sollten.

Nachfolgend.wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

25 Beispiele 1-2

Als Ausgangsmaterial wird ein schweres Restöl verwendet, wie es als Nebenprodukt beim Dampfkracken von Naphtha anfällt. Die- Eigenschaften dieses Materials sind in der Tabelle I angegeben. Beim Zuführen des schweren Restöls in den Rührkessel der ersten Stufe wird dieses während des Transports in den Zuleitungsrohren auf die vorgeschriebene Temperatur erhitzt. Der Rührkessel wird seinerseits auf einem bestimmten vorgeschriebenen

909829/0931

-yr- jq^, ak8p-1906

benen Druck gehalten und ferner wird die Verweilzeit im Kessel durch eine Niveauüberwachung geregelt.

Das kontinuierlich vom Rührkessel der ersten Stufe abgezogene

5 wärmebehandelnde . Zwischenprodukt wird während des

Transports durch einen Röhrenerhitzer auf die vorgeschriebene Temperatur erhöht und nach dem Einleiten in den Rührkessel der zweiten Stufe einer weiteren Wärmebehandlung bei einem vorgeschriebenen Druck und einer bestimmten Verweilzeit weiterbehandelt. Die Verweilzeit wird ebenfalls durch eine Niveauregelung festgelegt. Nach der abschließenden Wärmebehandlung wird das fertige Produkt aus dem zweiten Rührkessel abgezogen und in einen Flash-Destillationsturm eingespeist, der bei einer Temperatur von etwa 250 C und einem Druck von etwa 70 mmHg arbeitet. Nach dem Abdestillieren des flüchtigeren Öles mit einem Siedepunkt von etwa 400 C und weniger ist am Boden des Destillationsturmes das Teerpech als Endprodukt abnehmbar. Die Verfahrensbedingungen in der ersten und zweiten Bearbeitungsstufe sowie die physikalischen Eigenschaften des

2o erhaltenen Teerpechs sind aus der Tabelle II entnehmbar.

Die Verfahrenszeit betrug etwa um 150 Stunden nach dem Einspielen auf stationäre Temperaturen sowohl für das erste als auch für das zweite Beispiel. Es wurden lediglich geringe Verunreinigungen bezw. Verschmutzungen in dem Röhrenerhitzer und dem Rührkessel festgestellt, die jedoch keinerlei nachteilige Einflüsse auf den Verfahrensablauf hat.

Vergleichsbeispiele 1-2

³⁰ Zum Vergleich mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird

ein herkömmliches Verfahren betrachtet.

909829/0931

>/) AK8P-1906

°~ 2301889

Als Ausgangsmaterial wird ein schweres Restöl über einen Röhrenerhitzer zum Anheben der Temperatur in eine Reaktionskammer kontinuierlich eingespeist. Nach einer Wärmebehandlung bei einem vorgeschriebenen Druck und einer Niveaukontrolle wird

5 die Temperaturbehandlung für eine bestimmte vorgegebene Ver

weilzeit durchgeführt. Danach wird das wärmebehandelte Produkt einem Flash-Destillationsturm zugeführt und das Teerpech in der im Beispiel 1 erwähnten Weise abgezogen. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle II angegeben. Es läßt sich jedoch fest-

10 stellen, daß beim Vergleichbeispiel 1 nach 10 Betriebsstunden

bereits eine Verstopfung des Röhrenerhitzers infolge Verkohlung auftrat, nachdem sich eine stationäre Betriebstemperatur eingestellt hatte. Beim Vergleichsbeispiel 2 betrug die Verweilzeit, nachdem die Temperatur den stationären Zustand erreicht hatte,

15 150 Stunden.

Vergleichsbeispiel 3

Das Teerpech wurde mit demselben Verfahrensablauf wie in Beispiel 1 erzeugt, jedoch mit einer veränderten Temperatur

im Rührkessel der ersten Stufe, in welchem die Temperatur

auf einen Wert von etwa 240 C gehalten wurde. Unter diesen Umständen wurde das Verfahren 18 Stunden nach dem Erreichen einer stationären Temperatur abgebrochen, da der Röhrenerhitzer

verstopft war. Die Ergebnisse sind ebenfalls aus der Tabelle

2 entnehmbar.

Tabelle

909829/0931

AK8F-19C3

Tabelle I

Eigenschaften des Ausgangsmaterials

Spez. Gewicht (15°C/4°C)

1.047

Festkohlenstoff (%)	IBP 5%	4.2
Destillations- charakteristika	10%	156(⁰C) 179
	20%	195
	30%	208
	40% .	218
	50%	235
	60%	269
	70%	312
	346

Tabelle II

909829/09 31

Tabelle II

co ο co CX) NJ

co co

Bezeichnung der Beispiele	Verfahrensbedingungen in Stufe I	Druck (Kg/cm²)	Verweil zeit '(h)	Verfahrensbedingungen in Stufe II	Druck (Kg/cm²)	Verweil zeit (h)	Benzolun lösliche Komp. (⁰Jo)	Ausbeute [⁰Io)
Beispiel 1 Beispiel 2 Vergleichs - beispiel Beispiel 1 1 Beispiel 2 Beispiel 3	Temperatur <°C)	15 17 15	2 1 2	Temperatur (°C)	12 10 12 10 12	2 1 2 1 2	2.5 10 0 7.5	46 45 35 50 36
310 . 350 240	400 400 400 330 400

CO

OD OJ iß

co

CD

-is-■?■ · ^-¹SPSo ιββ9

Das in jedem Fall erhaltene Teerpech wurde mit einem Anteil von 5 Gewichtsprozent als Binder benutzt. Dazu wurde es mit 35 Gew. -% körnigem Dolomit mit eine_r Teilchengröße zwischen 0, 6 und 5, 0 mm bei einer Temperatur von 135 C in einem erhitzten Knetmischer verarbeitet. Dieser Masse wurden weitere 65 Gew. -% feinpulverisiertes Magnesiumoxid mit einer Teilchengröße kleiner 0, 6 mm beigemischt. Nach dem Kneten erfolgte das Ausformen der feuerfesten Steine in einer Presse und anschließend das Backen der Steine bei etwa 320°C für etwa 12 Stunden, um ungebrannte feuerfeste Steine zu erhalten. Die Schrumpfung der feuerfesten Steine in einem praktischen Ofeneinsatz ergibt sich aus der Tabelle III.

Vergleichsbeispiel 4

15 Bei diesem Beispiel wurde ein Gemisch aus Steinkohlenteer

und 5 % Kreosotöl als Verdünnungsmittel bei sonst gleichbleibenden Voraussetzungen benutzt. Die sich daraus ergebenden Werte sind ebenfalls in der Tabelle III wiedergegeben.

Tabelle III

	Ur sprungs- größe (mm)	Rest größe (mm)	Verlust (mm)
Beispiel 1	700	217	483
Beispiel 2	700 .	225	475
Vergleichsbeispiel 1	700	164	536
Vergleichsbeispiel 2	700	75	625
Vergleichsbeispiel 3	700	173	527
Vergleichsbeispiel 4	700	195	505

Beispiel 3

909829/0931

AKLP-Ii¹O 6

Beispiel 3

Als Ausgangsmaterial wird schweres Restöl wie Beispiel 1 wärmebehandelt, und zwar in einer Apparatur, wie sie in der Fig. dargestellt ist. Beim Transport durch den ersten Erhitzer 2 wird die Temperatur des über die Leitung a mit einem Rohrdurchmesser von etwa 21, 7 mm zugeführten schweren Restöls auf eine Temperatur von etwa 355 C angehoben. Anschließend wurde das Öl in den ersten Rührkessel 3 eingespeist, der eine Kapazität von 300 1 hat und in seinem Aufbau so gestaltet ist, daß sich während des Rührens

10 keine Beruhigungszonen ausbilden. Während der Verweilzeit

von etwa 3 Stunden erfolgte die weitere Bearbeitung des schweren Restöls für eine Zeitdauer von 3 Stunden, wobei die Temperatur auf etwa 350 C und der Druck auf einem Wert von etwa 20 kg/cm mit dem Ventil 5 gehalten wurde. Die Fließgeschwindigkeit im ersten Erhitzer wurde auf etwa 2 m pro Sekunde eingestellt, indem aus dem ersten Erhitzer über die Leitung h und die Zirkulationspumpe 4 teilbehandeltes Öl rezirkuliert wurde.

Das von dem ersten Rührkessel abgezogene Öl wurde im zweiten Erhitzer 6 über die Leitung c zugeführt und in diesem die Temperatur auf 410 C erhöht. Anschließend wurde das Öl kontinuierlich in den Rührkessel 7 der zweiten Stufe eingespeist, der eine Kapazität von 30Q 1 hat. In dem zweiten Rührkessel erfolgte die Bearbeitung auf einer gleichbleibenden Temperatur von etwa 405 C bei einem

2
Druck von etwa 15 kg/cm , welcher durch das Ventil 9 eingestellt

wurde. Die Arbeitsweise der Rührkessel der ersten und zweiten Stufe sind gleich. In dem zweiten Erhitzer wurde eine Fließgeschwindigkeit von 2 m pro Sekunde durch rezirkuliertes Öl aus dem Rührkessel der zweiten Stufe aufrechterhalten, welches über 3Q die Leitung i und die Zirkulationspumpe 8 zugeführt wurde. Nach einer Verweilzeit von etwa 3 Stunden wird das vom zweiten Rührkessel abgegebene bearbeitete Öl dem Flash-Destillationsturm

909829/09 31

x\K8P-19C6

2901883

turm 10 über die Leitung e zugeführt, indem ein Druck von etwa 60 mm Hg aufrechterhalten wurde. In diesem Destillationsturm werden kontinuierlich die Fraktionen herausdestilliert, die einen Siedepunkt wesentlich unter 400 C haben, so daß das gewünschte Teerpech als Ausgangsprodukt an der Leitung f zur Verfügung steht. Die sich ergebenden Eigenschaften für das erhaltene Teerblech sind aus der Tabelle IV entnehmbar.

Vergleichsbeispiel5

Bei diesem Beispiel wird die in der Fig. dargestellte Anlage im wesentlichen unter den gleichen Bedingungen verwendet, jedoch wird das über die Leitung c dem zweiten Erhitzer 6 zugeführte Öl auf eine Temperatur von 410 C erhöht. Im

₁ _ übrigen erfolgte dieselbe Arbeit wie beim Beispiel 3. Am

Ausgang des Destillationsturms erhält man ein Teerpech, dessen charakteristische Eigenschaften aus der Tabelle IV entnehmbar sind.

Die Herstellung ungebrannter feuerfester Steine erfolgt in derselben Weise wie beim Beispiel 1, jedoch wird Magnesiumoxid mit einer Teilchengröße von 0, 7 bis 5, 0 mm als Grobpartikel und feinpulverisiertes Magnesiumoxid sowie ein Anteil von 8 Gew. -% feinpulverisierten Graphits verwendet. Die auf diese Weise hergestellten ungebrannten feuerfesten Steine wurden teilweise neben der Schlackengrenze an der Einlaufseite eines Sauer stoffkonverters angebracht. Nach 50 Ladevorgängen wurde die Abnutzung des feuerfesten Materials verglichen, wobei sich die in Tabelle IV angegebenen Ergebnisse zeigten.

Aus dieser Tabelle ist zu entnehmen, daß der Verlust, d. h. die Abnutzung für die ungebrannten feuerfesten Steine sehr klein ist,

909829/0931

AK8P-190G

und daß das feuerfeste Material ausgezeichnete Eigenschaften erkennen läßt.

Tabelle IV

	Ausbeute an Teerpech (%)	Benzol unlösliche Komponenten (%)	(mm)	Beispiel 3	Vergleichs- hai spiel 5
j	Physikalische Eigenschaften des Teerpechs	Festkohlenstoff (%)	(mm)	48	35
	Erweichungspunkt (°C)	(mm)	23 55	36 46
		84	90
	geringer Nie	2. Heizrohr
Eignung für Dauerbetrieb	derschlag von	nach 13 Std.
	Kohlenstoff	verstopft.
	nach 14 Taget
Ursprungsgröße	Betrieb
Restgröße	700	700
Verlust	250	190
	450	510

Beispiele 4-5

Als Ausgangsprodukt wird ein schweres Restöl verwendet, das als Nebenprodukt beim Dampf kracken von Naphtha entsteht. Die Eigenschaften dieses Produktes sind aus Tabelle I entnehmbar. Nach dem Erwärmen auf eine vorgegebene Temperatur in einem Röhrenerhitzer und einer Verarbeitung in einem Rührkessel einer ersten Stufe zur vollständigen Vermischung und Wärmebehandlung

909829/0931

wurde das behandelte Öl nach einer vorgegebenen Verweilzeit einem zweiten Rührkessel über einen Röhrenerhitzer zugeführtund in
diesem erncnt eine Wärmebehandlung bei einem vorgeschriebenen Druck für eine vorgegebene Verweilzeit unterzogen. Dieses

behandelte Öl wurde in einem Flash-Destillationsturm bei 250 C und einem Druck von 120 mm Hg einer Destillation unterzogen. Nach dem Abdestillieren eines flüchtigen Öles mit einem Siedepunkt von 400 C oder weniger ergab sich ausgangsseitig am De sf illation sturm ein Teerpech, dessen physikalische Eigenschäften aus der Tabelle 5 entnehmbar sind. Der Verfahrensablauf wurde für eine Zeitdauer von 150 Stunden durchgeführt, nachdem sich eine stationäre Temperatur eingestellt hatte. Als Ergebnis war lediglich ein leichter Niederschlag in den Röhrenerhitzern und in den Erhitzern festzustellen, jedoch hatte dies keinen Einfluß auf den Betriebsablauf.

Vergleichsbeispiele 6 und 7

Eine herkömmliche einstufige Anlage wurde mit den Verfahren gemäß der Erfindung verglichen. Dabei wurde von einem Rohmaterial gemäß dem Beispiel 4 ausgegangen, das über einen Röhrenerhitzer in eine Reaktionskammer bei gleichzeitiger Erhitzung auf eine vorgeschriebene Temperatur eingespeist wurde. In der Reaktionskammer erfolgte die Wärmebehandlung bei vorgegebenem Druck für eine vorgegebene Verweildauer.

25 Danach wurde das Wärmebehandelte Öl einem Flash-Destillationsturm zugeführt, aus dem ein Teerprodukt entsprechend dem
Beispiel 4 abgezogen wurde. Die Ergebnisse sind in der TabelleV dargestellt. Man kann erkennen, daß bei dem Vergleichsbeispiel 6 eine Verkokung auftrat und die Röhrenerhitzer nach 13 Betriebs-

3Q stunden bei einer stationären Temperatur verstopft waren. Beim Vergleichsbeispiel 7 wurde nach dem Erreichen einer stationären Temperatur eine Betriebszeit von 80 Stunden vorgesehen.

909829/0931

ΑΚβΡ-190β_29018β9

Vergleichsbeispiel 8

Das Teerpech wurde bei einer Temperatur in dem ersten Reaktions kessel von etwa 240 C in derselben Weise erhalten wie beim Beispiel 4. Die Ergebnisse sind in der Tabelle V wiedergegeben. Auch bei diesem Beispiel ergab sich eine Verstopfung des Röhrenerhitzers.

Tabelle V

909829/0931

Tabelle V

CD O CD

Verfahrensbedingungen in Stufe I

Tenxperatur

Druck

(Kg/cm²)

Verweilzeit

Verfahrensbedingungen in Stufe II

Temperatur

(⁰C)

Druck

(Kg/cm²)

Verweilzeit

(h)

Benzolunlösliche
Komp.

Ausbeute

O CD CO

Beispiel 4 Beispiel 5

Vergleichsbeispiel Beispiel 6

Beispiel 7 . Beispiel 8

310 340

240

15 12

15

400 410

4Q0 330 400

12
8

12
10
12

1
2

2.2

2.4

9
O
7

47 46

39 50 40

AK8±--19G6

Mit den auf diese Weise hergestellten Teerpechen wurden gebrannte Dolomitziegel imprägniert. Die gebrannten Dolomitziegel bestanden aus einem Dolomitmaterial mit einer Porosität von etwa 13 %. Diese Ziegel wurden auf 200 C erwärmt und anschließend in das Imprägnierbad gegeben. Nach einer Entgasung wurden das jeweilige Teerpech auf 200 C erhitzt und in die feuerfesten Ziegel unter Druck eingepreßt. Die auf diese Weise erhaltenen feuerfesten Ziegeln hatten Eigenschaften, die in der Tabelle VI wiedergegeben sind. Als Vergleichsbeispielwurde ein Gemisch aus Steinkohlenteer und 10 % Kreosotöl als Verdünnungsmittel gemäß dem Beispiel 4 zugegeben. Die Qualität der sich daraus ergebenden feuerfesten Ziegel ist ebenfalls aus der Tabelle VI entnehmbar. Man erkennt, daß auf diese Weise feuerfeste Ziegel zu produzieren sind, die ausgezeichnete Eigenschaften haben.

Tabelle VI

	Ursprungs - größe (mm)	Restgröße (mm)	Verlust (mm)
Beispiel 4	650	234	416
Beispiel 5	650	238	412
Vergleichsbeispiel 6	650	180	470
Vergleichsbeispiel 7	650	63	582
Vergleichsbeispiel 8	650	191	459
Vergleichsbeispiel 9	650	210	440

Beispiel 6

Ein Ausgangsmaterial gemäß Beispiel 4 wurde einer Anlage gemäß der Darstellung zugeführt. Dabei wurde das schwere

Rest-

9098 29/0931

AK8P-190Ö

₉ AK8P-190Ö

Restöl auf eine Temperatur von 355 C im ersten Erhitzer 2 erwärmt und anschließend kontinuierlich in den Rührkessel 3 der ersten Stufe eingespeist. Dieser Rührkessel wurde auf einer Temperatur von 350 C und auf einem Druck von etwa 20 kg/cm mit Hilfe des Ventils 5 gehalten. Die Fließgeschwindigkeit des Öls im ersten Erhitzer betrug etwa 2 m pro Sekunde aufgrund der Rezirkulation des wärmebehandelten Öls aus dem ersten Rührkessel 3 über die Leitung h ,mit Hilfe der Zirkulationspumpe 4. Das wärmebehandelte Öl wurde aus dem ersten Rührkessel über einen zweiten Erhitzer 6, in welchem eine Temperaturerhöhung auf 410 C erfolgte, dem Rührkessel 7 der zweiten Stufe zugeführt. In diesem erfolgte eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 405 C und einem Druck von 15 kg/cm , der mit Hilfe des Ventils

9 aufrechterhalten wurde. Die Wärmebehandlung im ersten und

zweiten Rührkessel erfolgte bei ständigem Rühren in gleicher

Weise. Die Strömungsgeschwindigkeit im zweiten Erhitzer wurde ebenfalls auf 2 m/sec gehalten, indem vom Ausgang des Rührkessels der zweiten Stufe über die Leitung i und die Srkulationspumpe 8 wärmebehandeltes Öl rezirkuliert wurde. Nach einer Verweilzeit von 3 Stunden wurde das wärmebehandelte Öl aus dem Rührkessel der zweiten Stufe abgezogen und dem Flash-Destillationsturm 10 zugeführt. Bei einem Druck von 110 mm Hg wurden kontinuierlich Fraktionen abdestilliert, deren Siedepunkt im wesentlichen niedriger als 400 C ist, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten.

Die Eigenschaften des erhaltenen Teerpechs ergeben sich aus der Tabelle VII.

Vergleichsbeispiel 10

Ein schweres Restöl wurde in den zweiten Erhitzer über die Leitung 10 eingeleitet, um dessen Temperatur auf 410 C zu erhöhen. Anschließend wurde das Öl in dem zweiten Rührkessel unter Beibehaltung derselben Bedienung wie beim Beispiel 6 wärmebehandelt. Die Eigenschaften des sich ergebenden Pro-

909829/0931

Γ- ο) AK8P-1906

duktes sind in Tabelle VII angegeben.

Unter Verwendung des erhaltenen Teerpechs wurden ungebrannte feuerfeste Steine hergestellt, wobei dasselbe Herstellungsverfahren wie beim Beispiel 1 Anwendung fand,

jedoch Magnesiumoxid mit einer Partikelgröße von 0, 7 bis 6 mm als grobkörnige Partikel und feinpulverisiertes Magnesiumoxid als feinkörnige Partikel zusammen mit 8 Gew. -% feinpulverisierten Graphits Verwendung fanden. Die Imprägnierung

erfolgte in der bereits beschriebenen Weise. Die Magnesiumziegel wurden in herkömmlicher Weise präpariert und hatten eine Porosität von etwa 13^8 %. Die Imprägnierung der Steine wurde nachtiena in Beispiel 4 beschriebenen Verfahren ausgeführt.

Diese imprägnierten Steine wurden in der Nähe der Schlackenlinie auf der Einlaufseite eines Sauerstoffkonverters mit einer Kapazität von 180 t versuchsweise neben herkömmlichen Steinen plaziert. Die Abnutzung nach 600 Ladevorgängen an den imprägnier 20 ten feuerfesten Steinen wurde verglichen und die Ergebnisse in der Tabelle VII wiedergegeben.

Aus der Tabelle VII kann man entnehmen, daß sich eine Verbesserung ergibt für ungebrannte feuerfeste Steine, wie sie «ε mit Hilfe der Erfindung hergestellt wurden. Die Abnutzungserscheinungen sind äußerst gering, d. h. die Eigenschaften deifeuerfesten Steine sind sehr gut verglichen mit den Steinen des Vergleichsbeispiels 10.

Tabelle VII

909829/0931

AK8P-1906

Tabelle VE

	Beispiel 6	Vergleichs- tipispipl 1 0
Ausbeute an Teerpech (%)	50	39
Ben zolunlö sliche Komponenten (%) Eignung für Dauer betrieb	2.1 geringer Nieder schlag von Kohlen stoff nach 14 Tagen Betrieb	8 2>. Heiz jahr nach 15 Std. ver stopft
Ursprungsgröße (mm)	650	650
Restgröße (mm)	250	188
Verlust (mm)	400	462

909829/0931

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung feuerfester Steine, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - schweres Restöl (1) mit einem Siedepunkt von mehr als 150 C, wie es beim thermischen Kracken von kohlenwasserstoff haltigem Rohöl erhalten wird, wird als Ausgangsmaterial einem Rührkessel (3) einer ersten Stufe zugeführt; -der Druck im Rührkessel (3) wird auf einen Wert von mehr

2
als 2kg/cm bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen

etwa 300 C und etwa 600 C gehalten;

- die Verweilzeit des Ausgangsmaterials im Rührkessel (3) der ersten Stufe beträgt mehr als 15 Minuten; -das in der ersten Stufe wärmebehandelte Öl wird kontinuierlich abgezogen und in einen Rührkessel (7) einer zweiten Stufe eingespeist;

-die Temperatur im Rührkessel der zweiten Stufe wird auf einem Wert zwischen etwa 370 C und 450 C gehalten; -die Verweilzeit des wärmebehandelten Öls in der zweiten Stufe beträgt zwischen 30 Min. und 10 Stunden; -das in der zweiten Stufe nachbehandelte Öl wird kontinuierlich abgezogen und einer De st illations einrichtung zugeführt, um leicht flüchtige . Bestandteile zu entfernen und ein Teerpech zu schaffen; -das Teerpech wird dann zur Herstellung der feuerfesten Steine verwendet. 909829/0931

-2 - AK8F-1SC6

29ü 1889

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, -daß das Teerpech mit feuerfesten Materialien vermischt und die ungebrannten feuerfesten Steine ausgeformt werden.

3. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Teerpech zum Imprägnieren gebrannter feuerfester Steine Verwendung findet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, -daß das Teerpech im wesentlichen Schwerölbestandteile mit einem Siedepunkt über 400 C enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, -daß in den feuerfesten Materialien zumindest dolomithaltige

15 Materialien oder magnesiumoxid-haltige Materialien enthalten sind.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

als feuerfest gebrannte Steine gebrannte Magnesiumoxid-Dolomit _?(1 enthaltende Steine, gebrannte Aluminiumoxid enthaltende Steine oder gebrannte Magnesiumoxid-Spinell enthaltende Steine Verwendung finden.

909829/0931