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Verfahren zur Herstellung von hochfeuerfesten Bauteilen für Schmelzöfen
Bei der Herstellung feuerfester Bauteile für Schmelzöfen geht man bisher derart
vor, daß man aus geformten Stücken, z. B. Steinen, ein Mauerwerk aufführt, wobei
ein feuerfester Mörtel zum Verbande bzw. zum Ausfüllen der Fugen benutzt wird. Auch
hat man aus uiiaeformtem, stückigem Rohmaterial, wie Schiefer, Chromerz, Ouarzschieferstein,
Wände usw. hergestellt. Diese Stücke werden in eine feinkörnige Masse eingelagert.
Durch Stampfen dieser Masse in einer Schalung erzielt man glatte Flächen. Diesem
letzten Verfahren entsprechend hat man auch kleinere Bauteile, wie z. B. Steine,
unter Benutzung von Formen hergestellt. Bei allen bekannten. Verfahren wurde stets
erreicht, daß stückige bzw. körnige Teile und feinkörnige Stoffe, z. B. Mörtel und
Bindestoff, die Aufgabe, dein Feuer bzw. mechanischen Angriffen Widerstand zu leisten,
gemeinsam erfüllten.
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Mit der Erfindung wird ein völlig neuer Weg beschritten. Es werden
die Anforderungen, die man an feuerfeste Bauteile stellt, von verschiedenen Stoffen
für sich erfüllt; so wird z. B. die Standsicherheit bzw. Widerstandsfähigkeit gegen
thermische und mechanische Beanspruchungen von dem einen Teil des feuerfesten Bauteiles
gewährleistet, die Dichte von einem anderen.
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Das vorliegende Verfahren zur Herstellung von hochfeuerfesten Bauteilen
für Schmelzöfen besteht darin, daß aus hochfeuerfesten, in an sich bekannter Weise
aus dem Schmelzfluß stückig oder geformt hergestellten Blökken, beispielsweise aus
Karborundum, Korund, Magnesia, Sillimänit oder in der Hauptsache Chrom- und Magnesiaverbindungen,
die gegebenenfalls auch Tonerde enthalten, bestehenden Massen ein selbsttragendes
Skelett errichtet wird, dessen Hohlräume durch Ausfüllung mit einem Baustoff, der
die gleiche Zusammensetzung wie das Skelett oder aber geringere Feuerfestigkeit
aufweist, wie z. B. Magnesit, Dolomit bzw. Mischungen aus diesen, abgedichtet werden.
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Das aus dem Schmelzfluß erhaltene stückige, feuerfeste Erzeugnis besitzt
eine wesentlich größere thermische Widerstandsfähigkeit und Standfestigkeit bei
hohen Temperaturen als der gleiche Stoff in fein gemahlenem Zustand, der die Verwendung
des Stoffes in Form von Mörtel gestattet. Erfindungsgemäß wird die bessere Widerstandsfähigkeit
des stückigen Gutes dadurch ausgenutzt, da dieses die Hauptbeanspruchung auszuhalten
hat.
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Für allerhöchste Beanspruchung benutzt man zum Aufbau des selbsttragenden
Skelettes Massen im erkalteten stückigen Zustand, die in der Hauptsache aus Chrom-
und Magnesiuniverbindungen, gegebenenfalls auch Tonerde enthaltend, bestehen und
die durch Zusammenschmelzen bei hohen Temperaturen erhalten worden sind. Gerade
solche Massen zeichnen sich, im stückigen Zustand aus dem Schmelzfluß erzeugt, durch
außerordentlich hohe Standfestigkeit bei hohen Temperaturen unter Druckbelastung,
gleichzeitig durch große Widerstandsfähigkeit gegen chemische
Angriffe
aus, während die Feuerfestigkeit desselben Stoffes in feiner Form wesentlich geringer
ist.
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Derartige bei hohen Temperaturen, zweckmäßig auf elektrischem Wege,
erschmolzenen Massen haben beispielsweise folgende Zusammensetzung: Neben Magnesiumoxyd
und Aluminiumoxyd ist Chromoxyd bis etwa 35 °/o vorhanden, der Kieselsäuregehalt
ist unter 15 °!o. wobei innerhalb dieser Grenzen mit höherem Si0= Gehalt auch ein
höherer Cr20g Gehalt vorhanden ist.
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Das neue Verfahren ist zur Herstellung von Bauteilen jeder Art bestimmt,
z. B. zur Herstellung von .Wänden, Platten, Blöcken usw. Zwecks Durchführung des
Verfahrens wird aus hochfeuerfesten, stückigen Körpern ohne regelmäßige Gestalt
oder aus hochfeuerfesten, regelmäßig geformten Körpern ein selbsttragendes Skelett
errichtet. Man schichtet z. B. die stückigen Körper lagenweise aufeinander und füllt
dann die Hohlräume mit Dichtungsmasse aus oder errichtet aus den Körpern das gesamte
Skelett für den herzustellenden Bauteil. Bei Verwendung regelmäßig gestalteter Körper
können diese im Verband z. B. als Fachwerk gesetzt werden. In größere Hohlräume
des Skeletts werden zweckmäßig kleinstückige oder grobkörnige hochfeuerfeste Körper
wieder zu einem selbsttragenden Skelett aufgeschichtet.
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Die Abdichtung des Skeletts durch Ausfüllen der Skeletthohlräume mit
Dichtungsmasse kann beispielsweise durch Ausgießen mit im geschlossenen Zustand
befindlichen Massen erfolgen, wozu das Skelett mit einer geeigneten Schalung umgeben
wird. Das Abdichten kann andererseits auch durch Ausstampfen, Torkretieren oder
Ausgießen mit aus feuerfesten Stoffen aufbereiteter Masse mörtelartiger Konsistenz
erfolgen. Zur Bereitung solcher mörtelartigen Massen kann gleiches Gut wie für den
Skelettbau, aber in fein gemahlenem Zustande verwendet werden.
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Zur dichtenden Ausfüllung der Hohlräume kann man ferner Tonerdezement
oder Magnesia, Stoffe, die bekanntlich selbst abbinden, ferner Chromerz oder solche
Stoffe enthaltende Massen benutzen; gegebenenfalls unter weiterer Verwendung anorganischer
oder organischer Bindemittel. Chromerz verwendet man vorzugsweise bei einem Skelett
aus erschmolzenen chrom- und magnesiahaltigen Körpern.
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Da lediglich der Skelettbau die Bedingung zu erfüllen -hat, bei hohen
Temperaturen standfest zu sein, ist die geringere Feuerfestigkeit der Dichtungsmasse
nicht schädlich. Wenn letztere bei hohen Temperaturen erweicht, wird sie von den
einzelnen Körpern des Skeletts angesaugt und wirkt dadurch auf diese noch schützend,
indem angreifenden Schlacken der unmittelbare Zutritt zu den Körpern des Skelettbaues
versperrt wird.
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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen nach dem Verfahren hergestellte
Mauerwerke. Fig. i zeigt ein Mauerwerk aus unregelmäßig gestalteten Körpern im Schnitt,
Fig.2 dasselbe Mauerwerk in Vorderansicht.
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Fig.3 bis 5 zeigen einen Skelettbau aus geformten und unregelmäßig
gestalteten Körpern, Fig.6 und 7 Skelettbau aus geformten Körpern, die im Verband
gesetzt sind, und selbsttragenden Skelettaufbau in den Hohlräumen des Hauptskeletts.
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In den Figuren sind d unregelmäßig gestaltete, e regelmäßig- gestaltete'
hochfeuerfeste Körper, b die mit Dichtungsmasse ausgefüllten Hohlräume, c Stampfmasse
nach üblichen Verfahren als Ofensohle, d Ziegelgrundmauerwerk.
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Durch die Erfindung wird ein neuer Weg zur Herstellung bei hohen Temperaturen
feuerfester Bauteile gewiesen. Es wird ermöglicht, Bauteile herzustellen, die den
höchsten Beanspruchungen ' gewachsen sind bezüglich Feuerfestigkeit, Standfestigkeit
bei höheren .Temperaturen und Schlackenangriffen, gleichgültig welcher Art sie sind.