DE3211056C2 - Feuerfeste Erzeugnisse und deren Verwendung - Google Patents

Feuerfeste Erzeugnisse und deren Verwendung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein nicht-wäßriges thermoplastisches Bindemittel für feuerfeste Stoffe aus einem harzartigen Erdölrückstand mit einem Erweichungspunkt im Bereich von 38 bis 65 ° C und einer Unlöslichkeit in Benzol von weniger als 2 und mit einem bevorzugten fixierten Kohlenstoffgehalt zwischen 30 und 40. Beschrieben werden auch feuerfeste Materialien, die damit hergestellt wurden.

Description

Ein üblicherweise verwendetes nicht-wäßriges, thermoplastisches Bindemittel für feuerfeste Erzeugnisse ist Steinkohlenteer. Die Vorteile der Verwendung von Steinkohlenteer für diesen Zweck liegen in seinem niedrigen Preis und ferner darin, daß er leicht verarbeitet werden kann. Ein Nachteil der Verwendung von Steinkohlenteer als Bindemittel für feuerfeste Erzeugnisse besteht jedoch darin, daß beim nachfolgenden Erhitzen der Erzeugnisse Dämpfe gebildet werden und es ist nachgewiesen worden, daß diese Dämpfe sowohl toxisch als auch karzinogen sind.
Aus der CA-PS 5 43 639 sind feuerfeste Erzeugnisse aus Steinkohleteer bekannt, wobei der Erweichungspunkt des Steinkohleteers zwischen etwa 30 und 700C liegt Weiterhin sind aus der US-PS 29 52 605 feuerfeste Auskleidungen mit Teerprodukten bekannt Beispielsweise wird Pech für diesen Zweck verwendet Aus der DE-OS 29 22464 sind aromatische Petroleumharze mit einem vorzugsweise Erweichungspunkt von 50 bis 1600C bekannt und schließlich werden in der DE-OS 24 52 674 spezielle Pechbindemittel auf Basis von Pech, wasserlöslichen Harzen und organischen Lösungsmitteln vorgeschlagen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein feuerfestes Erzeugnis mit einem harzartigen, nicht-wäßrigen, thermoplastischen Bindemittel aus Petroleumrückstand, der einen Erweichungspunkt von 38 bis 65° C aufweist, aufzuzeigen, welches bei der Verarbeitung keine nachteiligen
Dämpfe bildet
Diese Aufgabe wird durch ein feuerfestes t .veugnis gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst
Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht somit darin, daß der Petroleumrückstand weniger als 2%
Benzolunlösliches enthält
Das nicht-wäßrige thermoplastische Bindemittel gemäß der Erfindung weist bei einer bevorzugten Ausführungsform einen fixen Kohlenstoffgehalt von 30 bis 40% auf. Falls erforderlich, kann der Gehalt an fixem Kohlenstoff durch Zusatz von kohlenstoffhaltigen Materialien zu der feuerfesten Mischung erhöht werden. Vorzugsweise soll jedoch der Gehalt an solchen Kohlenstoffzusätzen nicht über 3 Gew.-% der feuerfesten Mischung betragen.
Die Bezeichnung »harzartiger Petroleumrückstand« bezieht sich auf die Stoffe, die zurückbleiben, wenn ein Ausgangsmaterial, wie Kondensate von Glaslagerstätten, Naphtha oder Kerosin, zur Herstellung von Ethylen mit Hilfe von Wasserdampf oder katalytisch gekrackt und die Leuchtpetroleumfraktionen bzw. Fraktionen mit einem Siedepunkt von unter 338° C entfernt werden. Dieses Material wird mitunter auch als Ethylenkrackrückstand bezeichnet Hinsichtlich der chemischen Struktur unterscheidet es sich von Steinkohlenteerpech dadurch, daß die aromatischen Ringe stärker alkyliert sind und fast keine Verbindungen auf der Basis von Kresylen und stickstoffhaltige Verbindungen, wie Pyridine und Chinoline, vorhanden sind.
Das feuerfeste Material und das Bindemittel können in heißem oder in kaltem Zustand miteinander vermischt werden. Vorzugsweise wird die Viskosität des Bindemittels durch Verwendung eines viskositätsregelnden Mittels eingestellt.
Als viskositätsregelndes Mittel können verschiedene Lösungsmittel verwendet werden, doch werden für diesen Zweck vorzugsweise aromatische Lösungsmittel benutzt. Beispiele für solche aromatischen Lösungsmittel sind aromatische Petroleumöle, Xyloldestillationsrückstände, Styrolmonomere und Styroldestillationsrückstände. Die Vermischung des harzartigen Bindemittels aus Peroleumrückständen und dem viskositätsregelnden Mittel zur Einstellung einer geeigneten Viskosität kann entweder in der Wärme oder in der Kälte durchgeführt werden.
Eine zufriedenstellende Viskosität für das harzartige Bindemittel aus Petroleumrückstand bei 60°C beträgt 030 bis 0,50 Pa · s. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß um so mehr Lösungsmittel zum Erreichen einer geeigneten Viskosität erforderlich ist, je höher der Erweichungspunkt des harzartigen Bindemittels ist. die einstellung des Lösungsmittelgehaltes zwecks Erreichung einer brauchbaren Viskosität liegt im Rahmen des Könnens eines Fachmannes auf diesem Gebiet.
Vorzugsweise liegen der harzartige Petroleumrückstand und der viskositätsregelnde Stoff zusammen in einer Menge von 21 bis 24 Gew.-%, bezogen auf das feuerfeste Material, vor.
Für die erfindungsgemäßen feuerfesten Erzeugnisse s gibt es eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Sie können für eine Zustellung der Abstichlöcher, der Abstichrinnen und der Rast bzw. des Herdes von Hochöfen verwendet werden. Ferner können sie in Sondererzeugnissen, wie Stampf- und Vibrationsmassen für die Zustellung der Abstichrinnen, der Schlackenformen, des Eisenabstiches, der Rast und des Herdes von Hochöfen, verwendet werden. Wenn sie für die Herstellung von kohlenstoffhaltigen Steinen, wie Steinen für Gefäße für die Stahlerzeugung oder Gießpfannen für die Eisenhüttenindustrie, verwendet werden, ist es wünschenswert, zusätzlich ein Harz von der Novolak-Phenol-Type und/ oder Hexamethylentetramin zu verwenden.
Die Erfindung vird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert
Beispiel 1
Es wurde von einer feuerfesten Mischung der folgenden Zusammensetzung ausgegangen.
Material
Gew.-%
gebrannter, feuerfester Ton 15
roher, plastischer Ton 27
Koksgrus 25
Sand 13
anders Stoffe 20
30
35
Dieser Mischung wurden 1,5 Gew.-°/o eines kohlenstoffhaltigen Stoffes und 21 bis 24 Gew.-% einer Lösung eines harzartigen Petroleumrückstandes zugesetzt. Die Lösung des Petroleumrückstandes wurde durch Vermischen von harzartigem Petroleumrückstand mit einem Erweichungspunkt von 44"C, 33,7% fixem Kohlenstoff und weniger als 2% Benzolunlöslichem mit etwa 21,0 bis 23,0% aromatischem Petroleumöl hergestellt, wobei eine Lösung mit einer Viskosität von 0,45 Pa · s bei 6O0C erhalten wurde; diese Lösung enthielt 26,6% fixen Kohlenstoff und weniger als 10% insgesamt an Destillaten bei 270° C.
Ein Material dieser Zusammensetzung wurde in der Praxis unter Erhalt günstiger Ergebnisse für die Zustellung des Abstichloches in zwei Hochöfen in Form einer nicht-wäßrigen Mischung erprobt.
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Claims (11)

Patentansprüche:
1. Feuerfestes Erzeugnis mit einem harzartigen nicht-wäßrigen thermoplastischen Bindemittel aus Petroleumrückstand, der einen Erweichungspunkt von 38 bis 65°C aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er weniger als 2% Benzolunlösliches enthält
2. Feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel einen C/h-Anteil von 30 bis 40% aufweist
3. Feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen viskositätsregelnden Stoff enthält
4. Feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der viskositätsregelnde Stoff ein aromatisches Lösungsmittel ist
5. Feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das aromatische Lösungsmittel aus der Gruppe aromatisches Petroleumöl, Xyloldestillationsrückstände, Styrolmonomere und Styroldestillationsrückstände ausgewählt ist
6. Feuerfestes Erzeugnis nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der harzartige Petroleumrückstand und der viskositätsregelnde Stoff zusammen in einer Menge von 21 bis 24 Gew.-%, bezogen auf das feuerfeste Material, vorliegen.
7. Feuerfestes Erzeugnis nach einem der Ansprücks 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß es einen kohlenstoffhaltigen Zusatz in einer Menge enthält die nicht über 3 Gew.-%, bezogen auf das feuerfeste Material, beträgt
8. Feuerfestes Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein Harz des Novolak-Phenol-Typs enthält.
9. Feuerfestes Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Hexamethylentetramin enthält.
10. Verwendung eines feuerfesten Erzeugnisses nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für ein Hochofenabstichloch oder als Auskleidung für die Abstichrinnen eines Hochofens.
11. Verwendung eines feuerfesten Erzeugnisses nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Stampf- oder Vibrationsmassen für die Zustellung der Abstichrinnen, der Schlackenformen und des Eisenabstiches von Hochöfen.
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