DE3331850A1

DE3331850A1 - Verfahren zur herstellung von feuerfesten verbundbloecken oder -steinen

Info

Publication number: DE3331850A1
Application number: DE19833331850
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Lepere
Original assignee: Dr C Otto & Co 4630 Bochum GmbH; Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1983-09-03
Filing date: 1983-09-03
Publication date: 1985-04-04
Also published as: DE3331850C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
feuerfesten Verbundsteinen zur Auskleidung von Industrieöfen.
Zur Einsparung von Energie und Rohstoffen ist es erforderlich, die feuerfesten Auskleidungen von Industrieöfen genau auszulegen. Durch Abschalten und erneutes Anfahren der Anlagen hervorgerufene Temperaturwechsel führen insbesondere bei Verwendung von Feuerleichtsteinen häufig zu Schäden. Da einerseits Feuerleichtsteine eine gute Dämmwirkung haben, andererseits jedoch empfindlich gegen Temperaturwechselbeanspruchungen sind, ist es erforderlich, derartig ausgebildete Anlagen behutsam auf- und abzuheizen.
Eine derartige kapazitätsbedingte Fahrweise bedeutet eine erhebliche Belastung für die feuerfeste Auskleidung.
Es ist bekannt, feuerfeste Auskleidungen zusätzlich feuerseitig mit keramischen Fasern zu bekleben. Keramische Fasern zeichnen sich durch eine sehr hohe Temperaturwechselbeständigkeit aus und sind daher in der Lage, die oben erwähnten Schäden von Feuerleichtsteinen weitgehend fernzuhalten. Die zusätzliche Isolierung mit einer Schicht aus keramischen Fasern, die ein geringes spezifisches Gewicht hat, führt darüber hinaus zu einer Reduzierung der Zwischenwandtemperatur, so daß die Speicherwärme der feuerfesten Wand oder Decke erheblich herabgesetzt wird und beil der zyklischen Fahrweise derartiger Öfen erhebliche Energiemengen eingespart werden können.
Als nachteilig hat sich erwiesen, daß die auf die Steine aufgeklebten keramischen Fasern oder Fasermatten nicht dauerhaft an den Ofenwänden haften, sondern sich häufig schon nach kurzer Betriebszeit ablösen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Steinunterlage der Kleber und die Faser unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben, so daß es infolge unterschiedlicher Schwindungen zum Abreißen oder Ablösen der Fasermatten kommt.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, einen feuerfesten Isolierverbundblock mit guter Wärmeisolierung und hoher Temperaturwechselbeständigkeit so auszubilden, daß ein Ablösen oder Abreißen der aufgebrachten Isolierung vermieden wird.
Ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Verbundblöcken oder -steinen, bei dem ein übliches feuerfestes Gemisch in die gewünschte Form gebracht, der Rohling getrocknet und anschließend gebrannt wird, besteht die Erfindung darin, daß auf wenigstens eine der Oberflächen des Rohlings ein aus einem feuerfesten Schlicker bestehender Kleber aufgebracht und auf die mit dem Kleber beschichtete Oberfläche eine aus keramischen Fasern bestehende Beschichtung von gleicher Größe wie die Oberfläche aufgedrückt wird, worauf der so gebildete Verbundstein getrocknet und gebrannt wird. Das Brennen erfolgt bei den für das feuerfeste Gemisch üblichen Temperaturen.
Die Erfindung sieht ferner vor, daß der als Kleber benutzte-Schlicker die gleiche Zusammensetzung hat wie das feuerfeste Gemisch und Zusätze von üblichen organischen oder mineralischen Bindemitteln, sowie geeigneten Plastifizierern enthält und daß der feuerfeste Stein und der Kleber den gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die qualitative Zusammensetzung des Schlickers entspricht somit der Steinzusammensetzung, während die quantitative Zusammenstellung der einzelnen Komponenten innerhalb bestimmter Grenzen so variiert werden kann, daß der Stein und der Bindeschlicker den gleichen Ausdehnungskoeffizienten erhalten. Erfindungsgemäß kann die aus keramischen Fasern bestehende Beschichtung aus einer Matte, einem Filz oder einem anderen Formteil bestehen, wobei die Stärke der Beschichtung, die auf die mit dem Kleber versehene Ober- fläche aufgedrückt wird, dem 0,3 bis 3-fachen der Stärke des Rohlings entspricht.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Herstellung von Verbund-Feuerleichtsteinen verwendet werden, deren Fertigung durch Verformen einer Mischung aus Korund, Ton, Naphthalin und Wasser erfolgt, worauf der Rohling getrocknet und anschließend auf eine oberhalb des Naphthalin-Siedepunktes liegende Temperatur erhitzt wird, um das Naphthalin auszutreiben und Poren zu bilden. Dabei sieht die Erfindung vor, daß der als Kleber benutzte Schlicker die'gleiche Zusammensetzung hat wie das zur Herstellung des Feuerleichtsteines benutzte Gemisch, jedoch kein Naphthalin enthält.
Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung führt zu einem Verbundblock oder -stein, mit dem Ofenauskleidungen hergestellt werden können, deren Isolierschicht sich nicht ablöst oder abreißt. Es ermöglicht die Herstellung von Leicht konstruktionen für einen diskontinuierlichen Betrieb, da der Feuerleichtstein mit seiner relativ schlechten Temperaturwechselbeständigkeit über die aufgebrachte Faserschicht vor einer schroffen Temperatur abschreckung geschützt wird. Gleichzeitig wird der Feuerleichtstein auch in umgekehrter Richtung vor zu schnellem Aufheizen geschützt. Das Verbundmaterial gemaß vorliegender Erfindung eignet sich für Ofenaggregate, die über das Wochenende abgestellt werden. Selbst eine Überbeanspruchung der Faser unter weitgehender Aufhebung ihrer Eigenschaften gewährleistet durch die Isolationswirkung der Feuerleichtsteine noch einen genügenden Schutz der Ofenarmaturen.
Der Verbundblock kann zur Herstellung neuer Öfen, für Hängedeckenkonstruktionen, z.B. von Hubbalken oder Stoßöfen, sowie zum Umrüsten bestehender Anlagen benutzt werden.
Die Auswahl der keramischen Fasermatten oder -filze bzw.
der daraus hergestellten Formteile hängt von der Anwendungstemperatur ab. Reine Tonerdefasern, Mischfasern oder ! mit Chrom- oder Zirkonzusätzen stabilisierte Fasern haben sich als geeignet erwiesen. Die Stärke der keramischen Beschichtung hängt von dem zu schützenden feuerfesten Material ab.
Ausführungsbeispiel: Zur Fertigung eines quaderförmigen Verbund-Feuerleichtsteines wird eine übliche Mischung zur Herstellung von Feuerleichtsteinen, die aus Korund, Ton, Naphthalin und Wasser besteht, in die gewünschte Form gebracht und der Rohling anschließend getrocknet. Im Anschluß daran wird der Rohling auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb des Naphthalin-Siedepunktes liegt, um das Naphthalin auszutreiben und die Porenbildung zu ermöglichen. Nach dem Abkühlen wird der Kleber aufgebracht, der aus einem Schlicker, d.h. der wässrigen Suspension eines Gemisches, besteht, das die gleiche Zusammensetzung hat wie das Grundmaterial zur Herstellung des Feuerleichtsteines, jedoch ohne Naphthalin.
I Anschließend wird eine vorbereitete Fasermatte entsprechen der Größe auf eine der beiden großen Oberflächen des Steins unter geringem Preßdruck aufgedrückt, der so gebildete Verbundkörper getrocknet und bei Temperaturen O O zwischen 1000 und 1500 C gebrannt.
Der Kleber kann vollflächig oder punkt- oder gitterförmig aufgetragen werden. Selbstverständlich können statt der einen Oberfläche auch beide großen Oberflächen des Steines oder aber je nach der Art des Einbaus auch eine oder mehrere andere Flächen mit einer keramischen Beschichtung versehen werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Verbundblöcken oder -steinen I P a t- e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Verbundblöcken oder -steinen, bei dem ein zu deren Fertigung übliches feuerfestes Gemisch in die gewünschte Form ge bracht, der Rohling getrocknet und anschließend gebrannt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß auf wenigstens eine der Oberflächen des Rohlings ein aus einem feuerfesten Schlicker bestehender Kleber aufgebracht und auf die mit dem Kleber beschichtete Oberfläche eine aus keramischen Fasern bestehende Beschichtung von gleicher Größe wie die Oberfläche aufgedrückt wird, worauf der so gebildete Verbundstein getrocknet und gebrannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kleber benutzte Schlicker die gleiche Zusammen setzung hat wie das feuerfeste Gemisch und Zusätze von üblichen organischen oder mineralischen Bindemitteln, sowie geeigneten Plastifizierern enthält und daß der feuerfeste Stein und der Kleber den gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung, die auf die Oberfläche aufgedrückt wird, aus einer Matte, einem Filz oder einem anode ren Formteil aus keramischen Fasern besteht.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Beschichtung, die auf die mit dem Kleber versehene Oberfläche aufgedrückt wird, dem 0,3 bis 3-fachen der Stärke des Rohlings entspricht.
5. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 zur Herstellung von Verbund-Feuerleichtsteinen durch Ver- 1 formen einer Mischung aus Korund, Ton, Naphthalin und Wasser, Trocknen und anschließendes Erhitzen des Rohlings auf eine oberhalb des Naphthalin-Siedepunktes liegende Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kleber benutzte Schlicker die gleiche Zusammensetzung hat wie das zur Herstellung des Feuerleichtsteines benutzte Gemisch, jedoch ohne Naphthalin.