DE3331850C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Verbundblöcken oder -steinen zur Aus­ kleidung von Industrieöfen.

Zur Einsparung von Energie und Rohstoffen ist es erforder­ lich, die feuerfesten Auskleidungen von Industrieöfen ge­ nau auszulegen. Durch Abschalten und erneutes Anfahren der Anlagen hervorgerufene Temperaturwechsel führen ins­ besondere 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 feuer­ seitig mit keramischen Fasern zu bekleben. Dabei werden die Fasern, z. B. in Form von Fasermatten, ähnlich wie Tapeten auf die fertigen Ofenwände aufgebracht. Keramische Fasern zeichnen sich durch eine sehr hohe Temperaturwechselbeständigkeit aus und sind daher in der Lage, die obenerwähnten Schäden von Feuerleicht­ steinen weitgehend fernzuhalten. Die zusätzliche Iso­ lierung 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 bei der zyklischen Fahr­ weise derartiger Öfen erhebliche Energiemengen einge­ spart werden können.

Als nachteilig hat sich erwiesn, 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 Fasern unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben, so daß es infolge unterschiedlicher Schwingungen zum Abreißen oder Ablösen der Fasermatten kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem feuerfeste Verbundblöcke oder -steine mit erhöhter Temperaturwechselbeständigkeit herstellbar sind.

Ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung von feuer­ festen Verbundblöcken oder -steinen, bei dem ein übliches feuerfestes Gemisch geformt, getrocknet und anschließend gebrannt wird, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf wenigstens eine der Oberflächen des Rohlings ein feuer­ fester Schlicker aufgebracht und auf die mit dem Schlicker beschichtete Oberfläche von gleicher Größe wie die Ober­ fläche aufgedrückt wird, worauf der so gebildete Ver­ bundblock oder -stein getrocknet und gebrannt wird.

Das Brennen erfolgt bei den für das feuerfeste Gemisch üblichen Temperaturen.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß ein Schlicker ver­ wendet wird, der die gleiche Zusammensetzung hat wie das feuerfeste Gemisch und Zusätze von üblichen orga­ nischen oder mineralischen Bindemitteln sowie geeigneten Plastifizierern enthält und daß der feuerfeste Block oder Stein und der Schlicker den gleichen Ausdehnungs­ koeffizienten 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. Die aus keramischen Fasern bestehende Beschichtung kann aus einer Matte, einem Filz oder einem anderen Formteil aus keramischen Fasern bestehen, wobei die Dicke der Beschichtung, die auf die mit dem Kleber versehene Ober­ fläche aufgedrückt wird, dem 0,3- bis 3fachen der Dicke des Rohlings entspricht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Herstellung von Verbund-Feuerleichtsteinen verwendet werden, deren Fertigung durch Formen einer Mischung aus Korund, Ton, Naphthalin und Wasser erfolgt, worauf der Rohling getrock­ net 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 herge­ stellt werden können, deren Isolierschicht sich nicht ab­ löst oder abreißt. Es ermöglicht die Herstellung von Leicht­ konstruktionen für einen diskontinuierlichen Betrieb, da der Feuerleichtstein mit seiner relativ schlechten Tem­ peraturwechselbeständigkeit über die aufgebrachte Faser­ schicht vor einer schroffen Temperaturabschreckung ge­ schützt wird. Gleichzeitig wird der Feuerleichtstein auch in umgekehrter Richtung vor zu schnellem Aufheizen ge­ schützt. Die gemäß vorliegender Erfindung her­ gestellten Blöcke oder Steine eigenen sich für Ofenaggregate, die über das Wochenende abgestellt werden. Selbst eine Überbeanspruchung der Fa­ ser unter weitgehender Aufhebung ihrer Eigenschaften ge­ währleistet durch die Isolationswirkung der Feuerleicht­ steine noch einen genügenden Schutz der Ofenarmaturen. Die Verbundblöcke können zur Herstellung neuer Öfen, für Hängedeckenkonstruktionen, z. B. von Hubbalken oder Stoß­ öfen, sowie zum Umrüsten bestehender Anlagen benutzt wer­ den.

Die Auswahl der keramischen Fasermatten oder -filze bzw. der daraus hergestellten Formteile hängt von der Anwen­ dungstemperatur ab. Reine Tonerdefasern, Mischfasern oder mit Chrom- oder Zirkonzusätzen stabilisierte Fasern haben sich als geeignet erwiesen. Die Dicke der keramischen Be­ schichtung hängt von dem zu schützenden feuerfesten Ma­ terial ab.

Ausführungsbeispiel:

Zur Fertigung eines quaderförmigen Verbund-Feuerleicht­ steines 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 auszu­ treiben und die Porenbildung zu ermöglichen. Nach dem Ab­ kühlen 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, je­ doch ohne Naphthalin.

Anschließend wird eine vorbereitete Fasermatte entsprechen­ der Größe auf eine der beiden großen Oberflächen des Steins unter geringem Preßdruck aufgedrückt, der so ge­ bildete Verbundkörper getrocknet und bei Temperaturen 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 meh­ rere andere Flächen mit einer keramischen Beschichtung versehen werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Verbundblöcken oder -steinen, bei dem ein üblches feuerfestes Gemisch ge­ formt, getrocknet und anschließend gebrannt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß auf wenigstens eine der Oberflächen des Rohlings ein feuerfester Schlicker aufgebracht und auf die mit dem Schlicker beschichtete Ober­ fläche eine aus keramischen Fasern bestehende Beschichtung von gleicher Größe wie die Oberfläche aufgedrückt wird, worauf der so gebildete Verbundblock oder -stein getrocknet und gebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlicker verwendet wird, der 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 Block oder Stein und der Schlicker den gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die mit dem Schlicker beschichtete Oberfläche des Rohlings eine Matte, ein Filz oder ein anderes Formteil aus keramischen Fasern aufgedrückt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung von Verbund-Feuerleichtsteinen durch Formen eines Rohlings aus einer Mischung aus Korund, Ton, Naphthalin und Wasser sowie Trocknen und anschließendes Erhitzen des Rohlings auf eine oberhalb des Naphthalin-Siedepunktes liegende Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlicker ver­ wendet wird, der die gleiche Zusammensetzung hat wie das zur Herstellung des Feuerleichtsteines benutzte Gemisch, jedoch ohne Naphthalin.