NL1005019C2 - Mortel voor het metselen van een vuurvaste constructie en daarmee verkregen vuurvaste constructie. - Google Patents

Description

Mortel voor het metselen van een vuurvaste constructie en daarmee verkregen vuurvaste constructie.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op mortel voor het 5 metselen van een vuurvaste constructie, zoals een oven, omvattende een bindmiddel en vulstoffen, waarbij de vulstoffen omvatten een fractie deeltjes met in hoofdzaak regelmatige omtrek, die tijdens het metselen hun vorm behouden.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit DE-A-2.755.298, die met FR-10 A-2.374.276 overeenkomt. Hier is sprake van het bij schacht- en draai ovens toepassen van een mortel, die is voorzien van metalen kogels met een diameter tussen 1,5 en 4 mm. Deze metalen kogels blijven lang in de mortel aanwezig, hetgeen tot problemen leidt wanneer de mortel bij verhitting van de oven onder invloed van de uitzetting van de ovenste-1 5 nen wordt samengedrukt.

Uit JP-59 069 478 en DE-A-897 674 lijkt het gebruik van een mortel met korrels van een vuurvast materiaal bekend te zijn.

Een mortel voor het metselen van een vuurvaste constructie wordt verder genoemd in de octrooipublicatie WO 95/14202. Daarin wordt een 20 roterende verbrandingsoven beschreven die bedreven moet worden op temperaturen tussen 850°C en 1500°C. Daarbij worden vuurvaste stenen gebruikt die bijzonder hard en zodanig van structuur en samenstelling zijn dat voldoende chemische en mechanische resistentie wordt verkregen voor de in dergelijke ovens verbrande stoffen. Om eveneens de 25 eigenschappen van het materiaal aanwezig in de voegen tussen de stenen voldoende te laten zijn, wordt voorgesteld om uitgaande van de pas gemetselde constructie door het verhitten deze onder een aanzienlijke druk te brengen waardoor verdichting plaatsvindt. Gebleken is dat om optimale verdichting te verkrijgen het ten eerste noodzakelijk is dat 30 de voeg bij het metselen over de hele lengte daarvan volledig met de betreffende mortel gevuld wordt. Bovendien is het van belang gebleken dat een zeer nauwkeurig gedefinieerde hoeveelheid mortelmateriaal in de voeg aangebracht wordt. Indien deze hoeveelheid materiaal te klein is, d.w.z. de voegbreedte te gering is, zal de gewenste verdichting 35 van de (gedeeltelijk) uitgeharde mortel onvoldoende zijn. Anderzijds is een te grote voegbreedte eveneens niet acceptabel.

Voor het metselen van dergelijke vuurvaste constructies worden stenen gebruikt die een gewicht van ongeveer 20 kg kunnen hebben.

1005019 2

Dergelijke vuurvaste stenen zijn door hun gewicht en omvang moeilijk te manipuleren waardoor het zelfs voor zeer ervaren metselaars moeilijk is de voorgeschreven voegbreedte voortdurend te handhaven.

In de Europese octrooiaanvrage 0 103 365 wordt voorgesteld af-5 standhoudernokken toe te passen. Ondanks de aanwezigheid van deze afstandhoudernokken is de voegbreedte nog steeds niet bepaald omdat buitenbegrenzing van de afstandhoudernokken gelijk ligt met het verlengde van het overige (tapse) deel van de vuurvaste steen.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding in middelen te voor-10 zien waarmee ook onder moeilijke metselomstandigheden gegarandeerd kan worden dat de voegbreedte of -dikte naar wens is, zodat gewaarborgd wordt dat voldoende mortelmateriaal aanwezig is in de vuurvaste constructie zodat optimale verdichting optreedt.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven mortel verwezenlijkt 15 doordat de gemiddelde diameter van die deeltjes ligt tussen 1,0 en 4,0 mm en minder dan 5 vol.% (betrokken op het totale volume van de mortel) van dergelijke deeltjes aanwezig is en dat de deeltjes bij verhitting ten minste gedeeltelijk verdwijnen, zoals door uiteenvallen.

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag aan de mortel een 20 zeer geringe fractie deeltjes met een regelmatige omtrek zoals bolvormig toe te voegen, welke tijdens het metselen als afstandhouder dienen. Deze deeltjes moeten verhoudingsgewijs sterk zijn, zodat voorkomen wordt dat deze door het gewicht van de vuurvaste stenen verbrijzeld worden. In de praktijk is gebleken dat bij het metselen dergelij-25 ke deeltjes voor contact van wand tot wand tussen twee aangrenzende vuurvaste stenen zorgen. Daardoor kan door het bepalen van de diameter van de deeltjes nauwkeurig de voegbreedte vastgelegd worden.

Het is mogelijk voor de deeltjes een kunststofmateriaal, zoals kunststofkorrels, toe te passen dat bij verhitting van de vuurvaste 30 constructie uiteenvalt en verdwijnt. Omdat minder dan 5 vol.% van dergelijke kunststofdeeltjes aanwezig is en bij voorkeur minder dan 0,5 vol.% aanwezig is, heeft de zo ontstaande poreusheid geen effect op de kwaliteit van het metselwerk. De hierboven beschreven kunststof-korrels kunnen elk in de stand der techniek bekend materiaal omvatten. 35 Een materiaal dat bijzonder goed bleek te voldoen bestaat uit kunst-stofkorrels op POM (polyoxymethyleen)(acetaat)-basis.

Het is echter eveneens mogelijk deeltjes toe te passen welke onderdeel blijven van het metselwerk. Indien bijvoorbeeld korunddeeltjes 1005019 3 toegepast worden die aan het bovenstaande voldoen, zullen deze na verhitting aanwezig blijven.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het metselen van een vuurvaste constructie zoals een oven, waarbij aan 5 elkaar grenzende stenen met gebruik van de hierboven beschreven mortel gehecht worden.

De uitvinding heeft bovendien betrekking op een vuurvaste constructie zoals een oven, omvattende een aantal aan elkaar gemetselde vuurvaste stenen, waarbij zich in de voeg tussen de stenen een vuur-10 vast uitgeharde mortel bevindt. In dit uitgeharde mortel kunnen hetzij de permanent achterblijvende hierboven beschreven afstandhouderdeel-tjes aanwezig zijn, hetzij bij toepassing van een kunststof de daarmee overeenkomende holten.

De hierboven beschreven mortel wordt bij voorkeur toegepast in een 15 vuurvaste constructie voor een zich ringvormig uitstrekkende oven waarbij vuurvaste stenen met dubbele tapsheid toegepast worden zoals beschreven wordt in de hierboven beschreven aanvrage WO 95/14202. Daarbij bestaat het taps toelopende deel uit twee onderdelen, zijnde een hoofddeel en een verder taps toelopend deel. Het hoofddeel loopt 20 zodanig taps dat een reeks ringvormig aangebrachte stenen zoveel mogelijk gesloten is, d.w.z. dat de begrenzingsvlakken tussen twee stenen in hoofdzaak recht zijn. Het verder taps toelopende deel voorziet in een extra voeg nabij het vrije begrenzingsoppervlak van de vuurvaste stenen en de verbrandingsruimte in de oven. In dit verdere tapse deel 25 dat een voeg met grotere afmeting begrenst dan het hoofddeel, vindt met name de hierboven beschreven bij voorkeur zoveel mogelijk gestuurde verdichting van de (gedeeltelijk) uitgeharde mortel/uitgeharde mortel plaats, waardoor de hierboven beschreven optimale kwaliteiten van het oppervlak verkregen worden. Voor details van een dergelijke 30 constructie wordt uitdrukkelijk verwezen naar WO 95/14202 dat door verwijzing daarnaar in deze specificatie opgenomen is.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij tonen: 35 Fig. 1 een perspectivisch detail van een vuurvaste constructie, bestaande uit enkele tegen elkaar gemetselde vuurvaste stenen; en

Fig. 2 een detail van fig. 1.

In fig. 1 is een aantal vuurvaste stenen 1 getoond van een ring- 1005019 4 vormige oven. Deze oven kan elke in de stand der techniek bekende constructie omvatten en is bij voorkeur cirkelvormig uitgevoerd en maakt tijdens bedrijf een draaiende beweging om de verblijftijd van de lading te beheersen. Daarbij worden alle delen van het vuurvaste mate-5 riaal gelijkmatig aan de in de oven heersende omstandigheden onderworpen .

Elke vuurvaste steen 1 heeft zijwanden 2 waarbij de zijwanden van aangrenzende stenen aan elkaar gemetseld worden. Met 3 is een voorwand aangegeven, d.w.z. dat deel van de vuurvaste steen dat in hoofdzaak 10 aan het milieu binnen de vuurvaste constructie onderworpen wordt. 4 geeft de achterwand aan welke in het algemeen hetzij direct hetzij een tussenliggende voering door een stalen constructie of ander pantser ondersteund zal worden.

In zijwanden 2 is een messing/groef-constructie aangebracht waar-15 bij de groef met 6 aangegeven is en het uitstekende deel met 5.

Zoals uit fig. 1 blijkt zijn zijwanden 2 van een dubbele tapsheid voorzien. Het eerste deel met hoofdtapsheid is met 7 aangegeven. Deze tapsheid is zodanig dat het verlengde van de vlakken gaande door deel 7 van alle begrenzingen tussen twee stenen 1 samenkomt in de hartlijn 20 van de oven. Een deel met verdere tapsheid is aanwezig en dit is met 8 aangegeven. Doordat dit deel verder taps toeloopt zal voeg 10 een grotere breedte hebben dan voeg 9.

Voor bepaalde toepassingen wordt er bijvoorbeeld de voorkeur aan gegeven dat voeg 9 een in hoofdzaak constante breedte van 2 mm heeft 25 terwijl voeg 10 uitgaande van 2 mm uitloopt tot ongeveer 3,6 mm. Gebleken is dat in bepaalde toepassingen en bepaalde mortels onder dergelijke omstandigheden bij bepaalde temperatuurtrajecten optimale verdichting van het zich in voeg 10 bevindende uitgeharde mortelmate-riaal plaatsvindt bij het eerste verhitten van de oven. Een dergelijke 30 optimale verdichting is van belang voor de chemische resistentie van materiaal 10. Gebleken is dat om een dergelijke optimale verdichting te verkrijgen de voegbreedte in voeg 10 nauwkeurig gedefinieerd moet worden. Deze definitie hangt ten zeerste samen met de breedte van voeg 9. Gebleken is dat indien men in staat is de breedte van voeg 9 te be-35 heersen automatisch de verdichting in de voeg 10 juist zal zijn.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt beheersing van de voegbreedte verwezenlijkt door het in mortelmateriaal 13 (zie fig. 2) aanbrengen van een kleine fractie bij voorkeur cirkelvormige deeltjes 1 00 5 0 19 5 dat als afstandhouder dient. Begrepen dient te worden dat in de figuren de voegbreedte niet op schaal getekend is met betrekking tot de onderlinge verhouding van voeg 9 en 10 alsmede met betrekking tot de voegbreedte ten opzichte van de afmetingen van de vuurvaste stenen.

5 Hetzelfde geldt voor fig. 2. Bovendien is het aantal getoonde deeltjes 14 aanzienlijk groter dan in de praktijk toegepast zal worden. Immers gebleken is dat indien tussen 0,01 en 1,0 vol.% van dergelijke deeltjes 14 toegepast wordt in optimale afstandhoudende eigenschappen voorzien wordt.

10 Indien bijvoorbeeld korundmateriaal of ander vuurvast materiaal gebruikt wordt dat in het algemeen deel uit kan maken van de mortel, is het slechts noodzakelijk dat een bepaalde fractie daarvan met de grootste afmeting aan de hierboven beschreven voorwaarden voldoet, d.w.z. de betreffende gemiddelde diameter heeft.

15 Voor de metselaar is het bijzonder eenvoudig om uitgaande van een kant-en-klaar gemengde mortel waarin de deeltjes 14 aanwezig zijn (eventueel met toevoeging van water) of bij het zelf bereiden vervolgens de metselwerkzaamheden uit te voeren.

Bij het bereiden van de mortel is het bovendien van belang dat het 20 soortelijk gewicht van de toegepaste deeltjes 14 niet wezenlijkt afwijkt van het overige materiaal van de mortel, zodat bezinken of opdrijven zoveel mogelijk voorkomen wordt. Echter zal bij een kant-en-klare mortel op de bouwplaats in het algemeen vermenging met water plaatsvinden en tijdens dit mengen zullen eventueel opgedreven of 25 bezonken deeltjes alsnog uniform gemengd worden met het materiaal. Hetgeen na het metselen plaatsvindt, is niet van belang omdat de deeltjes 14 ingeklemd zijn tussen de begrenzingsvlakken van twee tegen elkaar liggende vuurvaste stenen. De metselaar dient er uitsluitend voor te zorgen dat voldoende mortelmateriaal in de voeg ingebracht 30 wordt. Gebleken is dat tijdens het metselen vanzelf een "hard" punt ondervonden wordt waardoor de metselaar weet dat aangrenzende stenen 1 dragen via de deeltjes 14.

Deeltjes 14 kunnen elk in de stand der techniek bekend materiaal omvatten zoals korund. Het is echter ook mogelijk hiertoe kunststoffen 35 of metalen, zoals aluminium, te gebruiken. Van belang is wel dat de hardheid en mechanische sterkte van de deeltjes 14 zodanig is dat deze tijdens het metselen niet wezenlijk deformeren of verbrijzelen.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van een voorkeursuit- 1005019 6 voering beschreven is, dient begrepen te worden dat daaraan talrijke wijzigingen aangebracht kunnen worden zonder buiten het bereik van de onderhavige aanvrage te geraken. Zo is het niet absoluut noodzakelijk dat de hierboven beschreven dubbeltapse steen toegepast wordt terwijl 5 tevens de uitvinding bij niet ringvormige constructies toepasbaar is.

1005019

Claims (10)

1. Mortel voor het metselen van een vuurvaste constructie, zoals 5 een oven, omvattende een bindmiddel en vulstoffen, waarbij de vulstoffen omvatten een fractie deeltjes met in hoofdzaak regelmatige omtrek, die tijdens het metselen hun vorm behouden, met het kenmerk, dat de gemiddelde diameter van die deeltjes ligt tussen 1,0 en 4,0 mm en minder dan 5 vol.% (betrokken op het totale volume van de mortel) van 10 dergelijke deeltjes aanwezig is en dat de deeltjes bij verhitting ten minste gedeeltelijk verdwijnen, zoals door uiteenvallen.

2. Mortel volgens conclusie 1, waarbij de deeltjes kunststofkor-rels omvatten.

3. Mortel volgens conclusie 1 of 2, omvattende minder dan 0,5 15 vol.% deeltjes (betrokken op het totale volume).

4. Mortel volgens conclusie 2 of 3, waarbij de kunststofkorrels korrels op POM-basis zijn.

5. Mortel voor het metselen van een vuurvaste constructie, zoals een oven, omvattende een bindmiddel en vulstoffen, waarbij de vulstof- 20 fen omvatten een fractie deeltjes met in hoofdzaak regelmatige omtrek, die tijdens het metselen hun vorm behouden, met het kenmerk, dat de gemiddelde diameter van die deeltjes ligt tussen 1,0 en 4,0 mm en minder dan 5 vol.% (betrokken op het totale volume van de mortel) van dergelijke deeltjes aanwezig is, en dat de deeltjes na verhitting van 25 de constructie deel van het metselwerk uitmaken.

6. Werkwijze voor het metselen van een vuurvaste constructie zoals een oven, omvattende het aan elkaar metselen van vuurvaste stenen (1) onder toepassing van de mortel volgens een van de voorgaande conclusies.

7. Vuurvaste constructie zoals een oven, omvattende een aantal aan elkaar gemetselde vuurvaste stenen (2), waarbij zich in de voeg (9, 10. tussen de stenen een vuurvast uitgeharde mortel (13) bevindt, welk uitgeharde mortel omvat een fractie deeltjes (14) met een in hoofdzaak regelmatige omtrek, waarbij de gemiddelde diameter ligt tussen 1,0 en 35 4,0 mm en minder dan 1 vol.% (betrokken op het totale volume) van dergelijke deeltjes aanwezig is.

8. Vuurvaste constructie zoals een oven, omvattende een aantal aan elkaar gemetselde vuurvaste stenen (1), waarbij zich in de voeg (9, 10050 19 10. tussen de stenen een vuurvast uitgeharde mortel (13) bevindt, welk vuurvast uitgeharde mortel omvat holten met een gemiddelde diameter tussen 1,0 en 4,0 mm en minder dan 5 vol.% (betrokken op het totale volume) van dergelijke holten aanwezig is.

9. Vuurvaste constructie volgens conclusie 7 of 8, waarbij de vuurvaste stenen taps lopende stenen omvatten die als beschermende bekleding in de oven aangebracht worden, welke oven een ringvormige gedaante heeft en waarbij de taps lopende delen van de stenen omvatten een taps hoofddeel (7) en een taps verder deel (8), waarbij het tapse 10 hoofddeel zodanig is uitgevoerd dat de gewenste ringvörm van de constructie verkregen wordt en het tapse verdere deel aan de binnenzijde van de voering een vergroting van de voeg (9) tussen aangrenzende stenen verschaft.

10. Vuurvaste constructie volgens conclusie 9, waarbij het vuur-15 vaste uitgeharde mortel omvat het soort met aanzienlijk korundaandeel omvattende ten minste 70% aluminium alsmede oxiden van een of meer van de volgende elementen: silicium, titaan, zirkoon, natrium, chroom, magnesium en fosfor. ******** 10050 19