DE2940371A1 - Verfahren zur auskleidung der innenwand eines ofens oder einer aehnlichen einrichtung - Google Patents
Verfahren zur auskleidung der innenwand eines ofens oder einer aehnlichen einrichtungInfo
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Description
29A0371
Verfahren zur Auskleidung der Innenwand eines Ofens oder einer ähnlichen Einrichtung
UNION SIDERURGIQUE DU NORD ET DE L1EST DE LA FRANCE,
abgekürzt: "USINOR"
030018/0681
Diese Erfindung geht auf die Mitarbeit von Herrn MAISONNAVE, Abteilungsingenieur des Uerks Dünkirchen der Antragstellerin,
zurück und betrifft Öfen, deren Wandungen innen gewöhnlich mit Feuerfest- oder Halbfeuerfest-Materialien ausgekleidet
sind.
Der Unterhalt der Öfen, in denen bei mittleren oder hohen
Temperaturen abrasive Chargen durchgesetzt werden, wie dies in Vertikalöfen für Kalk, Dolomit, Chamotte, Magnesit etc.,
jedoch auch in Horizontal-Drehrohröfen zur Zementherstellung
und anderen, und noch stärker bei Hochöfen der Fall ist, erfordert ein häufiges Instandsetzen der Feuerfestauskleidungen,
da sie außergewöhnlich starken Beanspruchungen ausgesetzt sind.
In bestimmten, besonders verschleißanfälligen Zonen kommt es
vor, daß diese Auskleidungen bis auf das Mantelblech zerstört sind, und zwar nach sehr kurzer Zeit, jedenfalls aber
früher, als das übrige Mauerwerk verschlissen ist. Um ein zu häufiges Erneuern der Auskleidungen zu vermeiden, wurden
daher zahlreiche Reparaturverfahren entwickelt.
Bei einem dieser Verfahren zieht man die Charge ganz oder zum Teil ab und spritzt pneumatisch einen geeigneten Feuerfestbeton
auf die Ofenwände, und zwar vom Ofeninneren aus.
Die Nachteile eines solchen Verfahrens sind in der Unterbrechung des Ofenbetriebs, in einem zusätzlichen Verbrauch
bzw. Einsatz an Charge und auch in der Schwierigkeit der Durchführung der Reparatur zu sehen.
Ein zweites Verfahren besteht in der mechanischen, pneumatischen oder sonstigen Injektion - von außen und durch zu
diesem Zweck eingelassene Öffnungen - eines nicht geformten
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Feuerfestgemisches. Man hofft, daß dieses, an der Wandung
haftende Material, mit der Charge auf eine gewisse Tiefe ein Konglomerat bildet, das die Uandung eine gewisse Zeit lang
schützen kann. Allgemein haben diese Auskleidungen eine kurze Lebensdauer, was sich ohne weiteres durch ihren geringen
Haftuideretand gegenüber dem Mitreißeffekt der sich bewegenden Charge erklären läßt, der an den bei diesem l/erfahren
ausgeprägten Unebenheiten angreift.
Zuletzt wurde ein Verfahren vorgestellt, bei dem die genannten Nachteile zum Teil dadurch abgemildert werden sollen,
daß man ein verhältnismäßig flüssiges Produkt wie oben in den Ofen einspritzt, jedoch unter Einsatz entsprechender
Geräte. Mit dieser Lösung wird das Haften des Materials auf der Uand verbessert, obwohl der Nachteil des Einschlusses von
Bestandteilen der Charge bestehenbleibt und das Produkt nur unzulänglich verteilt wird. Außerdem wird, da man ein flüssigeres Gemisch braucht, das rasche Abbinden behindert, vor
allem dann, wenn nur ein geringes Uärmepotential verfügbar ist.
Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der verschiedenen
bekannten und oben beschriebenen Verfahren auszuschalten.
Sie betrifft ein Reparatur- und Erneuerungsverfahren, das bis zum vollständigen Neueinbringen der Feuerfestauskleidung eines Ofens oder einer ähnlichen Einrichtung geht und
wobei zunächst ein erstes Produkt in den Ofen injiziert wird, das dazu bestimmt ist, mit der Charge eine durchgehende,
provisorische Fläche gegen die auszukleidende Uandung zu bilden. Anschließend wird unter Druck zwischen diese Lage
und die Ofenwandung ein zweites Produkt injiziert, das die endgültige Auskleidung bilden soll.
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In dieser zweiten Phase wird der Vorteil der Komprimierbarkeit der Charge insofern ausgenutzt, als das Auskleidungsprodukt sie ausreichend weit von der Wandung zurückdrUckt
und den so entstandenen Zwischenraum ausfüllt.
Die Erfindung wird übrigens nachstehend mehr im Einzelnen beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die als Beispiel beigefügt wurde und deren einzige Abbildung ein Schema
zur Veranschaulichung des Verfahrens der Erfindung ist.
Auf dieser Zeichnung ist das Wandelement eines Ofens zu sehen, wobei es sich z. B. um einen Hochofen handeln kann,
bestehend aus einem äußeren Stahlmantel (i), der mit einer Feuerfestauskleidung (2) beschichtet ist, die - wie im Bereich 2 a dargestellt - vollständig zerstört sein kann.
Öffnungen (3)zur Injektion des Verarbeitungsmaterials sind in die Wandung eingelassen. Im Ofen befindet sich eine
Charge (4), deren Art sich natürlich nach dem Verwendungszweck des betreffenden Ofens richtet.
Zum Schutz, zur Reparatur oder Erneuerung der Ofenauskleidung wird nach der Erfindung folgendermaßen vorgegangen:
Zunächst wird durch die Öffnungen (3) und mit einer geeigneten - mechanischen, pneumatischen oder sonstigen - Vorrichtung ein erstes Produkt (5) injiziert, das dazu bestimmt
ist, allmählich und im Verlauf des Einbringens die poröse Außenfläche der Charge nahe der Qfenwandung zu verfüllen,
und zwar so, daß das Ganze später als Verschalung gegen das Ofeninnere dient, wenn das endgültige Auskleidungsprodukt
eingebracht wird.
Dieses erste Produkt kann natürlich, je nach Anwendungsbedingungen, vonjsehr unterschiedlicher Zusammensetzung sein.
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Bevorzugt enthält es ein warm härtendes Bindemittel (hydraulisch abbindend, mineralisch, organisch, tonerdehaltig oder
ähnlich), um die Temperatur der Charge auszunutzen.
Diese Zusammensetzung ist im allgemeinen billig, da es weder
nötig noch wünschenswert ist, daß sie außergewöhnliche mechanische Kennwerte aufweist.
Zu den als nicht limitierendes Beispiel genannten Materialien, die mit Hilfe einer pneumatischen Spritzmaschine durch eine
auf der Abbildung sichtbare Düse (6) eingebracht werden können, gehört ein hydraulisch abbindender Mörtel folgender
Zusammensetzung:
- Granulate 0 - 2 mm 600 bis 900 kg
- Portland-Zement oder Schmelzzement 100 bis 400 kg für eine Tonne Gemisch.
Die Granulate können sehr unterschiedlicher Natur sein und nach örtlichen Gegebenheiten und Verfügbarkeiten ausgewählt
werden, z.B.: Chamotte, expandierte Tonerde, Silikatsand, gemahlene Ziegelabfälle etc·· Sie können jedoch auch den
Bestandteilen der Charge selbst entnommen werden, beim Hochofen z.B. Granulatschlacke, Erzschlacke oder Sinter. In
allen Fällen wird die Körnung des Gemisches so gewählt, daß es ohne weiteres pneumatisch transportiert werden kann und
nach dem Abbinden eine ausreichend feste Struktur ergibt·
Übrigens hat die pneumatische Injektion zwei nicht zu übersehende Worteile· Zunächst erlaubt sie, aus genügender Entfernung ein sehr wenig Flüssigkeit, d. h. nur das zum Abbinden nötige Minimum, enthaltendes Produkt zu injizieren.
Zum zweiten - zumindest dann,wenn die Charge einen brennbaren Bestandteil, etwa Koks, enthält - bewirkt die Transportluft
einen örtlichen Verbrennungsvorgang,der eine die Arbeiten begünstigende Wärmemenge freisetzt.
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-Z-
Nachdem so viel Zeit v/ergangen ist, daß die zwischen Ofenwandung
und Charge liegende Übergangsfläche wieder eine ausreichende Temperatur erreicht und/oder das eingespritzte
Produkt genügend abgebunden hat, kann mit der eigentlichen, unter Druck durchzuführenden Einspritzung des zweiten Produkts
(7) begonnen werden.
Das zweite produkt ist ein mörtel mit nach Möglichkeit verhältnismäßig
hoher Viskosität, der bei einer den örtlichen Gegebenheiten angepaßten Temperatur abbindet und möglichst
fest an der Ofenwandung haftet.
Unter der Einwirkung des mit 2 bis 10 bar durch die Spritzmaschine
(z.B. eine Pumpe) beaufschlagten Druckes gleitet dieser Mörtel zwischen die Ofenwand und die eingebundene
Charge und drückt diese entsprechend der Stärke der eingebrachten Mörtelschicht zurück. Die Schichtdicke hängt von
der durch jede Öffnung (3) eingeführten Mörtelmenge ab.
Solange der Mörtel flüssig ist, reicht die Druckwirkung aus, um die durch die Schicht (5) eingebundene Charge in dem
nötigen Maß zurückzudrängen, wobei der tatsächliche Druck im Ofeninnern den Ofenmantel nicht stärker als bei Normalbetrieb
beansprucht.
Eine Hohlräume aufweisende und schwach verdichtete Charge ist für den vorgesehenen Zweck ausreichend komprimierbar
(höchstens einige %)·
Als endgültige Auskleidung kann ein Mörtel folgender Zusammensetzung
verwendet werden:
Mineralischer Anteil (feuerfest) 40 bis 75 Gew. %
Keramischer Binder (Ton + Zuschläge) 5 bis 30 "
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Der mineralische Anteil kann aus beliebigen feuerfesten oder halbfeuerfesten Materialien bestehen, speziell aus
Chamotte (tonhaltig, mit hohem oder sehr hohem Aluminagehalt), Korund, Silika, Siliziumcarbid, kalziniertem Anthrazit, Graphit, Magnesit etc.· Bei den Harzen handelt es
sich bevorzugt um Phenolharze.
Dieser Mörteltyp hat den Worteil eines mäßigen Preises und
einer veränderbaren Viskosität durch Abuandlung der relativen Teer- und Harz-Anteile im Verhältnis zu den festen
Anteilen, je nach örtlichen Bedingungen.
Ebenso kann die Abbindezeit verkürzt werden, indem man dem
Harz Polymerisations-Beschleuniger zusetzt, während sich der Charakter der endgültigen keramischen Verbindung durch
Zusatz von Keramisierungsmitteln beeinflussen läßt.
Mit dem beschriebenen Verfahren ist bei jedem Einspritzvorgang eine ueitestgehend einheitliche und homogene Verteilung der endgültigen Mörtelauekleidung auf der behandelten
Ofeninnenuand möglich.
Die unterschiedlich starke - je nach Abstimmung der verschiedenen Größen, vor allem je nach Injektionsmenge - Auskleidungsschicht kann auf einer im großen und ganzen ebenen
Fläche bis zu 5 m abdecken. In der Praxis wird man jedoch kleinere Flächen auskleiden wollen, wobei die Öffnungen (3)
so nahe wie möglich beieinanderliegen· In einem solchen Fall läßt sich die richtige Verteilung des Endmörtels oft
an seinem Hervortreten neben denjenigen Öffnungen feststellen, die der Öffnung, durch die gerade eingespritzt
wird, benachbart sind.
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Durch die mühelose Verteilung lassen sich auch Flächen mit
hervorstehenden Abschnitten spritzen, z. B. Kühlkasten.
Die genannte Schicht, die möglichst eine Stärke zwischen 5
und 10 cm haben soll, haftet fest an den Wandungen; ihr Betriebsverhalten, gemessen anhand der Schnelligkeit des Verschleißes, reicht vollauf fUr die praktischen Anforderungen
aus, vor allem, nachdem die Auskleidung teilweise oder über ihre gesamte Dicke keramisiert ist. Die hohe Haltbarkeit ist
auch auf das gute Haftvermögen des Endmörtels auf der Uandung zurückzuführen; das Haftvermögen wiederum ist weitgehend das Ergebnis des Einspritzdrucks.
Dieses Verfahren ist in allen Öfen anwendbar, die eine zu
verarbeitende Charge enthalten. Um ein nicht limitierendes Beispiel anzuführen, bedeutet dies, daß das Verfahren für
einen Horizontal-Drehrohrofen (Zementofen) anwendbar ist,
wenn man die Arbeiten fortlaufend jeweils in dem Abschnitt des Qfenumfangs durchführt, der von Charge bedeckt ist,
wobei der Ofen stillgesetzt wird.
Natürlich sind mit diesem Verfahren zahlreiche Varianten möglich, je nach Art der Feuerfestauskleidung des Ofens,
nach verarbeiteter Charge, nach Betriebstemperaturen in den einzelnen Ofenzonen oder nach Ofenhöhe.
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Claims (4)
1. Verfahren zur Instandhaltung, Reparatur oder Erneuerung der Feuerfestauskleidung eines Ofens oder einer ähnlichen
Einrichtung, wonach zwischen Feuerfestauskleidung und im Ofen enthaltener Charge ein Schutzmaterial eingespritzt wird
und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst ein erstes Produkt injiziert, das eine Zwischenschicht zwischen
Charge und Auskleidungsprodukt bilden soll, und anschließend nach ausreichend langer Wartezeit das eigentliche Schutzmaterial zwischen diese Zwischenschicht und die Ofenwandung
einspritzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem ersten Produkt um einen Mörtel handelt, der
die poröse Fläche zwischen Wand und Charge ausfüllt und sich mit der Charge verbindet und z. B. einen hydraulisch abbindenden Zementbinder sowie verschiedene Granulate aus inertem Feuerfestmaterial enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem zweiten Produkt um einen Nortel handelt,
der sehr.fest auf der Wandung haftet, bei niedriger Temperatur abbindet und anschließend hochtemperaturest ist,
nach dem Erhitzen organische, chemische oder keramische Verbindungen eingeht und in hohem Maße Feuerfestgranulate
enthält, deren Charakter auf die zu behandelnde Fläche abgestimmt ist und der zum Beispiel folgende Zusammensetzung
haben kann:
- Mineralischer Anteil (feuerfest) 40 - 75 Gew. %
- Keramischer Binder (Ton + Zuschläge) 5-30 Gew. %
-
Kohlenstoffanteil (Teer u. Pech) 10 - 30 Gew. %
-
Organischer Binder (Harze) 10 - 40 Gew. %
- 11 -
030018/0681 original inspected
4. Auskleidung eines Ofens oder einer ähnlichen Einrichtung,
hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer
ersten Schicht (5) besteht, die der im Ofen enthaltenen Charge anhaftet, sowie aus einer zweiten Schicht (7), die
die Feuerfestauskleidung (2) des Ofens schützt.
030018/0681
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