DE3537729A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von feuerfestem material - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von feuerfestem material

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von feuerfestem Material, das eine pulverförmige feuerfeste Substanz und Bindemittel enthält und eine spritzfähige Aufschlämmung bildet.
Bei in letzter Zeit verwendeten Verfahren zum Aufbringen von Auskleidungen an Eisenrinnen für Gebläseöfen, Hochöfen oder Behälter für geschmolzenes Roheisen ist das Gießen das wesentliche Verfahren zur Erhöhung der Arbeitseffizienz, zur Verkür-
BAD ORIGINAL
rid ft '.'1-
zung der Zeit zum Aufbringen und zur Kostensenkung. Gießverfahren bringen jedoch Nachteile mit sich, wie den mühsamen Arbeitsvorgang beim Mischen von monolithischen feuerfesten Materialen in großen Mischern und deren Aushärten an Ort und Stelle sowie lange Aushärtungs- und Trocknungszeiten. Um diese Probleme von Gießverfahren auszuräumen, wird größere Aufmerksamkeit auf Spritzverfahren gerichtet.
Bei dem Auftragen von Auskleidungen ist es üblich geworden, ein Spritzverfahren für gießfähige feuerfeste Materialien unter Einsatz von Aufschlämmungen zu verwenden, in welchem Aufschlämmungen als Bindemittel aufgespritzt und dabei in einer Spritzdüse einem mit einem Lösungsmittel vorgemischten Zuschlagstoff zugesetzt werden. Ein solches Verfahren ist in der Veröffentlichung "Refractories", April 1981, herausgegeben von The Technical Association of Refractories, Japan, beschrieben.
Ferner ist es üblich geworden, ein Spritzverfahren bei einem sogenannten Aufschlämmungs-Mischsystem einzusetzen, das eine Spritzmischung feuerfester Materialien verwendet, vgl. die japanische Patentanmeldung Nr. 192 572/83. Dabei werden Aufschlämmungen mit feuerfesten Stoffen gleichmäßiger Körnung gemischt und mit einer Spritzdüse aufgespritzt. Im Vergleich zu konventionellen trockenen Spritzverfahren sind die oben vorgeschlagenen Verfahren insofern überlegen, als der Wassergehalt beim Aufbringen extrem gesenkt und damit der Füllgrad bzw. die Fülldichte des zu beaufschlagenden Körpers gesteigert werden können. Außerdem ist es möglich, einen qualitativ ebenso hochwertigen Körper zu bekommen wie bei Schwingungs- oder Gießverfahren.
Da die Aufschlämmungen, wie sie bei Spritzverfahren der erwähnten Aufschlämmungs-Mischsysteme benutzt werden, Bindemittel und ggf. Tonerdezement enthalten, verschlechtert sich die Viskosität der Aufschlämmung im Lauf der Zeit. Deshalb ist eine längere Lagerung unmöglich, und
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im allgemeinen wird die Aufschlämmung erst an der Einsatzstelle eingestellt, wenn sie aufgespritzt wird. Dies ist jedoch problematisch, weil große Mischvorrichtungen zur Regulierung bzw. Einstellung an der Einsatzstelle benötigt werden.
Daher werden bei diese Art von Spritzvorrichtungen Maßnahmen ergriffen, so daß Wasser für jede kleine Charge in der Größenordnung von 10-30 kg mit pulverförmigem feuerfestem Material und flüssigem oder pulverförmigem Bindemittel gemischt wird. Die gleichmäßige Vermengung erfolgt durch das Verrühren der Chargen mit einem kleinen Handmischer. Die so an Ort und Stelle eingestellte • Aufschlämmung wird in einen mit Druckluft beaufschlagten Versorgungsbehälter gefüllt, der bei einem konventionellen Spritzverfahren verwendet wird, und anschließend mit einem Luftdruck in der Größenordnung von etwa 5-6 kg/cm2 über einen Schlauch bzw. eine Leitung einer Spritzdüse zugeführt.
Bei den bekannten Vorrichtungen zum Zuführen von Aufschlämmungen wird nicht nur eine längere Zeit benötigt, um die Mischung am Einsatzort einzustellen, was einen schlechten Wirkungsgrad mit sich bringt, auch das Einstellen selbst ist sehr mühsam, so daß die Effizienz des Spritzverfahrens von der Einstellzeit der Aufschlämmung stark beeinflußt wird.
Außerdem schwankt bei der Druckluftbeaufschlagung der Spritzdüse mit einer derart hochviskosen Flüssigkeit, wie z.B. einer Aufschlämmung, die zugeführte Menge infolge : von Druckänderungen im Düseninnenraum, so daß auch Schwankungen im Mischungsverhältnis mit den feuerfesten Bestandteilen hervorgerufen werden, die wiederum die Qualität der aufgespritzten Schicht beeinflussen.
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Schließlich ist das bekannte Verfahren insofern nachteilig, als nach dem Aufbringen mit den Spritzverfahren eine längere Zeit aufgewendet werden muß, um den Druckluft-Versorgungsbehälter zu reinigen.
5
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen in wirtschaftlicher Weise eine gleichmäßige Vermischung der Aufschlämmung und deren Aufbringung durch Aufspritzen gewährleistet ist.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren angegeben, das folgende Merkmale umfaßt:
Zunächst wird eine pulverförmige feuerfeste Substanz mit dem Bindemittel zu einer Aufschlämmung vermengt; die Aufschlämmung wird in einen Vorratsbehälter eingefüllt und aus diesem bedarfsabhängig mit einstellbaren Druck abgepumpt und einer Spritzeinrichtung zugeführt; die Aufschlämmung wird in der Spritzeinrichtung mit einem feuerfesten Zuschlagstoff versetzt und anschließend die so gebildete Mischung ausgetragen; zugleich mit dem Abpumpen der Aufschlämmung zur Spritzeinrichtung wird neue Aufschlämmung zubereitet und nachgefüllt; der Austrag aus der Spritzeinrichtung ist durch Steuerung des Abpumpdrukkes der Aufschlämmung einstellbar.
Ferner wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung angegeben, die sich dadurch auszeichnet, daß im oberen Bereich der Vorrichtung eine Mischvorrichtung angeordnet ist, die von einem Rahmen getragen ist und die Aufschlämmung einstellt, daß im unteren Bereich der Vorrichtung eine Pumpvorrichtung angeordnet ist, die die Aufschlämmung unter Druck fördert und einer Spritzdüse zuführt und daß die Mischvorrichtung und die Pumpvorrichtung miteinander in Wirkverbindung stehen, so daß das Einstellen und Nachfüllen sowie das Abfördern der Aufschlämmung zugleich stattfinden.
Weiterbildende Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügte einzige Figur der Zeichnung näher beschrieben.
Wie in der Seitenansicht im Längsschnitt der Zeichnung ,. dargestellt, besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer Aufschlämmungs-Mischvorrichtung 1, die die Aufschlämmungen einstellt, und einer Pumpvorrichtung 2, welche die Aufschlämmungen mit einer Pumpe unter Druck fördert , wobei beide Vorrichtungen 1 und 2 in Wirkverbindung miteinander stehen, bei einer speziellen Ausführungsform übereinander angeordnet sein können.
Die Mischvorrichtung 1 ist im oberen Bereich eines Rahmens 3 angeordnet und dem Verwendungszweck entsprechend konstruiert, z.B. mit einem Rührwerk 6, beispielsweise mit einer Schnecke auf einer sich drehenden Welle 5 ausgerüstet, die von einem Elektromotor 4 angetrieben wird. Jede "■"· handelsübliche Mischvorrichtung der angegebenen Art ist verwendbar, sofern sie mit einer Schütteinrichtung 7, ggf. mit Schieber, zur Entleerung der Aufschlämmung ausgestattet ist.
Im oberen Bereich der Mischvorrichtung 1 ist zur Einleitung oder Aufgabe des feuerfesten pulverförmigen Materials ein Trichter 8 vorgesehen, der an seiner Außenseite mit einem Rüttler 9 versehen ist, um die Beschickung mit dem pulverförmigen Material zu erleichtern. Außerdem ist ein Zumeßtank 10 für flüssiges Bindemittel so angeordnet, daß durch Öffnen oder Schließen eines Ventils 11, z.B. eines Magnetventils, eine gewünschte Menge an flüssigem Bindemittel eingelassen werden kann.
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Die Pumpvorrichtung 2 steht mit der Mischvorrichtung 1 derart in Wirkverbindung, daß ein Trichter oder Behälter 13 zum Aufnehmen der Aufschlämmung zusammen mit einer Druckförderpumpe 12 direkt unterhalb der Schütteinrichtung 7 angeordnet ist. Die Druckförderpumpe 12 wird z.B. durch einen für einstellbare Drehzahlen ausgelegten Motor 14 mit Untersetzungsgetriebe angetrieben. Durch Regelung bzw. Steuerung des einstellbaren Motors 14 kann die Drehzahl der Druckförderpumpe 12 geändert und dadurch eine vorgegebene Menge an Aufschlämmung ausgetragen werden.
Ein Auslaß 15 der Druckförderpumpe 12 steht über eine Leitung 16 mit einer Aufschlämmungszuführung 18 in Verbindung, die mit einer Spritzdüse 17 gekoppelt ist. Die Spritzdüse 17 ist an ihrer Einlaßseite über eine Zuschlagstoffleitung 19 mit einer hier nicht gezeichneten Materialzuführeinrichtung verbunden. Das feuerfeste Material, das unter Druck durch die Leitung 19 von der Materialzuführeinrichtung zur Spritzdüse 17 gefördert wird, wird dort in einem vorgegebenen Verhältnis der Aufschlämraung zugesetzt und mit dieser gemischt, die ihrerseits von der Pumpvorrichtung 2 über die Leitung 16 zugeführt wird.
Selbstverständlich kann die Zumischung der Aufschlämmung unter Berücksichtigung der Eigenschaften des . zu' verwendenden Spritzmaterials eingestellt werden. Außerdem ist ein Druckmeßgerät 20, z.B. ein Manometer mit einem Druckpunkt als Sicherheitseinrichtung, z.B. in Form eines Überdruckschalters, so in der Nähe des Auslasses 15 angeordnet, daß beim Überschreiten eines vorher eingestellten Druckes in der ausgetragenen Aufschlämmung der einstellbare Motor 14 gestoppt wird.
Ein Bedienungspult 21 ist so eingerichtet und angeordnet, daß die. Mischvorrichtung 1 und die Pumpvorrichtung- 2 gemeinsam gesteuert bzw. das Mischen, Fördern und Austragen der Aufschlämmung durch Schalterbetätigung gleichzeitig vorgenommen werden können.
Beim Auftragen durch Aufspritzen mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird eine vorgegebene Menge an flüssigem Bindemittel aus dem Zumeßtank 10 zugemessen. Gesteuert durch das Magnetventil 11 läuft das flüssige Bindemittel dann in die Mischvorrichtung 1, in der sich das vom Motor 4 angetriebene Rührwerk 6 dreht. Das feuerfeste pulverförmige Material, das ebenso in einer bestimmten gewünschten Menge zugemessen worden ist, wird über den Trichter 8 in die Mischvorrichtung 1 eingelassen. Das flüssige Bindemittel und das feuerfeste pulverförmige Material werden in der Mischvorrichtung 1 durch das Rührwerk 6 bzw. die Rührschnecke durcheinandergewirbelt und ergeben so durch vielfache Turbulenzen und Teilchenkollisionen die gleichmäßig durchmischte Aufschlämmung.
Die so eingstellte Aufschlämmung wird über die am unteren Ende der Mischvorrichtung 1 ggf. mittig angeordnete Schütteinrichtung 7 mit Schieber in den Trichter 13 als Vorratsbehälter und damit auch in die Druckförderpumpe 12 ausgetragen. Anschließend läuft der einstellbare Motor 14 an.
Durch Steuerung des einstellbaren Motors 14 und damit auch des Förderdruckes der Druckförderpumpe 12 wird die Ausgabe der Aufschlämmung in der gewünschten Menge erreicht. Die Aufschlämmung wird über die Leitung 16 der Aufschlämmungzuführung 18 der Spritzdüse 17 zugeführt, wobei die Drehzahl der Druckförderpumpe 12 gleichzeitig gesteuert wird, und das feuerfeste Material, das unter Druck vom nicht gezeichneten Materialzuführungstank zugesetzt wird, wird mit der Aufschlämmung in einem bestimmten Verhältnis vermischt, und zwar in Abhängigkeit von der gewünschten und zu erzielenden Qualität des Materials.
Auch wenn die Aufschlämmung im Trichter 13 noch nicht vollständig aufgebraucht ist, wird schon die nächste Aufschlämmung in der Mischvorrichtung 1 angemischt und über die Pumpvorrichtung 2 zugeführt, so daß ein effizientes und kontinuierliches Spritzverfahren gewährleistet ist. Selbst
-ir- M
wenn eine so hochviskose Flüssigkeit wie eine Aufschlämmung unter Druck ausgetragen wird, ist es möglich, auch bei Druckänderungen innerhalb der Spritzdüse 17 die Menge der ausgetragenen Aufschlämmung konstant zu halten. Dies wird erreicht, da die Flüssigkeit unter Druck mit einer Pumpe und nicht mit Druckluft gefördert wird; dies führt zu einer gleichbleibenden hohen Qualität der aufgespritzten Schicht.
Beispiel
Im folgenden wird ein Beispiel für den Einsatz der Vorrichtung zum Mischen und Pumpen von Aufschlämmungen bei Anwendung auf ein Spritzdrucksystem für einen Behälter für geschmolzenes Roheisen angegeben.
Mischvorrichtung
Fassungsvermögen des Tanks für flüssiges Bindemittel
30 1
Fassungsvermögen der Mischvorrichtung
100 1 (200 kg)
Leistung des Mischermotors
Drehzahl des Rührwerks
15 kW
500 min"
Pumpvorrichtung
Fassungsvermögen des Behälters zur Aufnahme der Aufschlämmung
100 1
Austrittsdruck
2-6 kg/cm2
Austrittsdurchsatz der Aufschlämmung
3 - 30 l/min,
AX
Wie oben im einzelnen beschrieben, wird gemäß der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen und Einstellen von Aufschlämmungen und eine damit verbundene Pumpvorrichtung angegeben, die derart ausgebildet sind, daß sie in beiden Richtungen in Wirkverbindung stehen. Das bedeutet, daß in der einen Richtung ausgetragen werden kann, während in der anderen Richtung ein Aufstauen zur Bevorratung der Aufschlämmung möglich ist. *· Die Aufschlämmung kann daher zugleich eingestellt und unter Druck gefördert werden und dabei ist es möglich, in 4 bis 5 Minuten eine Menge von 100 1 Aufschlämmung wirkungsvoll abzumischen. Dem gegenüber werden bei herkömmlichen Einrichtungen 20 bis 3 0 Minuten benötigt, um 100 1 abzumischen, wobei es dann noch aufwendig ist, die Aufschlämmung in einen druckluftgespeisten Tank abzufüllen.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Fördereinrichtungen mit Pumpen anstelle von Druckluft besteht darin, daß sogar bei DruckSchwankungen innerhalb der Spritzdüse die ausgetragene Menge der Aufschlämmung konstant gehalten werden kann. Dadurch ist das Zuführungs- und Mischungsverhältnis der Aufschlämmung stabil, und infolgedessen ist auch die Qualität der gespritzten Schicht stabil, so daß man einen gleichmäßigen Auftrag bzw. eine entsprechende Auskleidung erhält.
BAD

Claims (6)

Meissner. Boi te-& Partner I';iiei.Uinv.iik- tiuropjiur Patent Attorneys München ■ Bremen Meissner. lS"iie A: Partner. I' ΛΐίαΛ S(>»6 24. D-SfJl'f' München Mv Anmelder: SHINAGAWA REFRACTORIES CO., LTD, 2-1, Ohtemachi 2-chome Dr. Eugen Popp Dipl.-lng., Dipt -Wirtsch.-Ing. WolfE.SajdaDipi-i'hys. Dr. Ulrich Hrabal Uipl.-Chem. Hans Meissner Dipi.-ing.(bis 1980) Erich BoKeDipl.-Ιημ. Chiyoda-ku Tokyo JapanUnser Zeichen Our re I.BÜRO MUNCHEN/MUNICH OFFICE Widenmayerslraße 48 Postfach/RO. Box 860624 D-8000 München 86 Telefon: (089) 222631 Telex: 5213222 epod Telekopierer:(089)22172Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Your :ef. Your !euer ofB/YAG-103-DEDatum Date23. Oktober 1985 Sj/gb Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von feuerfestem Material Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von feuerfestem Material, das eine pulverförmig feuerfeste Substanz und Bindemittel enthält und und eine spritzfähige Aufschlämmung bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst eine pulverförmige feuerfeste Substanz mit dem . Bindemittel zu einer Aufschlämmung vermengt wird, daß die Aufschlämmung in einen Vorratsbehälter eingfüllt und aus diesem bedarfsabhängig mit einstellbarem Druck abgepumpt und einer Spritzeinrichtung zugeführt wird,
BAD ORtGlNAL
_ O —
daß die Aufschlämmung in der Spritzeinrichtung mit einem feuerfesten Zuschlagstoff versetzt und anschließend die so gebildete Mischung ausgetragen wird, daß zugleich mit dem Abpumpen der Aufschlämmung zur Spritzeinrichtung neue Aufschlämmung zubereitet und nachgefüllt wird,
und daß der Austrag aus der Spritzeinrichtung durch Steuerung des Abpumpdruckes der Aufschlämmung einstellbar ist.
10
2. Vorrichtung zur Herstellung von feuerfestem Material, das eine pulverförmige feuerfeste Substanz und Bindemittel enthält und eine spritzfähige Aufschlämmung bildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß im oberen Bereich der Vorrichtung eine Mischvorrichtung (1) angeordnet ist, die von einem Rahmen (3) getragen ist und die Aufschlämmung einstellt, daß im unteren Bereich der Vorrichtung eine Pumpvorrichtung (2) angeordnet ist, die die Aufschlämmung unter Druck fördert und einer Spritzdüse (17) zuführt:,- und daß die Mischvorrichtung (1) und die Pumpvorrichtung (2) miteinander in Wirkverbindung stehen, so da3 das Einstellen und Nachfüllen sowie das Abfordern der Aufschlämmung zugleich stattfinden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischvorrichtung (1) ein Rührwerk (6) aufweist, das von einem ersten Motor (4) angetrieben ist, daß die Pumpvorrichtung (2) eine Druckförderpumpe (12) aufweist, welche von einem zweiten Motor (14) angetrieben ist,
und daß die beiden Motoren (4, 14) unabhängig voneinander angetrieben und steuerbar sind.
BAD ORIGINAL
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischvorrichtung (1) eine Zumeßeinrichtung (10) zur Vorgabe einer definierten Menge an Bindemittel aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischvorrichtung (1) in ihrem unteren Bereich eine verschließbare Schütteinrichtung (7) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpvorrichtung (2) eine Druckmeßeinrichtung (20) aufweist, die mit dem Motor (14) der Pumpvorrichtung (2) gekoppelt ist und über dessen Drehzahl die Förderleistung der Pumpverrichtung (2) steuert.
BAD ORiUiNAL
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