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Feuerfester, ungebrannter Stein, insbesondere Hängestein, und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen feuerfesten ungebrannten Stein, insbesondere einen Hängestein, der aus voneinander getrennt angeordneten Materialien verschiedenartiger Beschaffenheit aufgebaut ist, und Ver- fahren zu seiner Herstellung. Unter der Bezeichnung"ungebrannter Stein"ist dabei im Sinne der übli- chen Definition ein nur getrockneter Stein, der als solcher erstmals bei seiner Verwendung gebrannt wird, zu verstehen. Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf Steine auf der Grundlage von gebranntem Ma- gnesit und/oder Chromit.
Es ist bereits bekannt, zur Auskleidung von Drehrohröfen feuerfeste Steine zu verwenden, die aus zwei Teilen mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften bestehen, nämlich einem besonders feuer- festen Teil, der gegen das heisse Ofeninnere zu liegen kommt, und einem wärmeisolierenden Teil, der an den Ofenmantel angrenzt. Diese Steine werden auf die Weise hergestellt, dass entweder zwei durch gesonderte Pressvorgänge erhaltene Steinteile miteinander durch eine feuerfeste Zement-oder Mörtel- masse, z. B. auf der Basis von Ton mit einem Gehalt an Wasserglas, verbunden werden oder aber der eine der beiden Steinteile vorgeformt, dann in eine Pressform eingebracht und in dieser gemeinsam mit dem feuerfesten Material für den zweiten Steinteil verpresst wird.
Auf alle Fälle liegt demnach, welches Verfahren bei der Herstellung dieser Steine auch immer angewandt wird, ein Stein mit zwei Schichten vor, deren Grenzfläche horizontal verläuft. Bei Steinen ähnlicher Art sind die einzelnen Steinteile durch Vorspringe auf dem einen Teil und entsprechende Ausnehmungen auf dem zweiten Teil, gegebenenfalls unter zusätzlicher Anwendung von feuerfesten Zementen an den Berührungsflächen, miteinander vereinigt.
Ferner sind aus Teilen verschiedener physikalischer Eigenschaften aufgebaute feuerfeste Verbundsteine bekannt, die dadurch erhalten werden, dass die als Ausgangsstoffe verwendeten verschiedenen einzelnen feuerfesten Stoffe schichtweise in eine Pressform eingebracht werden, so dass diese Stoffe die Form in einem zur Herstellung des fertigen vollständigen Steines ausreichenden Masse ausfüllen, worauf die Verfestigung des Formeninhalts in einem einzigen Pressvorgang zwecks Erzielung eines monolithischen Steines vorgenommen wird. Die einzelnen, den Stein bildenden Materialschichten können dabei unter Ausbildung von verzahnt ineinander übergehenden Übergangszonen angeordnet sein. Auch bei diesen Steinen liegt ein praktisch horizontaler Übergang zwischen den Materialschichten vor.
Die angeführten Verbundsteine können zu einem grossen Teil sowohl in gebranntem als auch in ungebranntem Zustand verwendet werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich nur auf ungebrannte Verbundsteine. Ganz allgemein kann in diesem Zusammenhang gesagt werden, dass sich in ungebrannten Steinen während ihrer Verwendung im Ofen entsprechend der Temperatur bzw. dem in den Steinen herrschenden Temperaturgefälle verschiedene Zonen ausbilden, die letzten Endes ein Absplittern bzw. Abreissen von Steinpartien zur Folge haben. Dieser Umstand ist insbesondere bei Deckensteinen und hier vor allem bei aufgehängten Deckensteinen von Bedeutung. Es konnte festgestellt werden, dass das Abfallen von Steinstücken nicht während des ersten Teiles der Ofenreise, sondern immer erst beim ersten Abstellen des Ofens auftritt.
Zu diesem Zeitpunkt liegt in der Regel eine Steinstärke von etwa 200 mm vor. Auf Grund dieser Feststellung wird nun vorausgesetzt, dass der in einer Entfernung von etwa 200 mm vom kalten Steinende liegende Bereich eine besonders gefährliche Zwischenzone darstellt, und es wird in Weiterverfolgung dieses Gedankenganges vorgeschlagen, die genannte Zwischenzone zu verstärken. Gemäss
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der Erfindung wird diese Verstärkung dadurch bewirkt, dass in der Zwischenzone des Steines ein vorge- formtes StUck, das im folgenden als EinpressstUck bezeichnet wird, aus gebranntem, feuerfestem Mate- rial angeordnet wird.
Beispielsweise kann erwähnt werden, dass im Falle von ungebrannten Steinen auf der Grundlage von Magnesit, Chromit oder Mischungen dieser Stoffe das gebrannte Einpressstuck zweck- mässig aus Sinter-oder Schmelzmagnesia, Chromit, Magnesitchrom oder Chrommagnesit bestehen kann.
Die Herstellung solcher Steine erfolgt auf die Weise, dass das den ungebrannten, feuerfesten Steinkörper bildende Material zusammen mit dem vorgebildeten Einpressstuck in einer Pressform gemeinsam verpresst wird, so dass zwischen dem ungebrannten Steinkörper und dem durch Pressdruck darin eingeformten Ein- pressstück ein sehr fester Zusammenhalt bewirkt wird. Bei einer besonderen Ausführungsform des Steines gemäss der Erfindung bildet eine Fläche des Einpressstückes einen Teil einer Fläche des Steinkörpers und schliesst demnach mit dieser Steinfläche bündig ab.
Steine dieser Art lassen sich am zweckmässigsten auf die Weise herstellen, dass das Einpressstück auf den Boden einer Pressform aufgelegt, dann in die Press- form loses feuerfestes Material eingebracht und zusammen mit dem Einpressstück verpresst wird. Solche
Steine können auch dadurch erhalten werden, dass das Einpressstück in den entsprechend vorgeformten Steinkörper aus ungebranntem Material unter Anwendung eines Klebemittels oder feuerfesten Zements eingebracht wird, doch haben derartige Steine keineswegs die mechanische Festigkeit bzw. den festen
Zusammenhalt wie Steine, bei welchen durch gemeinsames Verpressen des Steinkörpermaterials mit dem EinpressstUck eine innige Verbindung dieser beiden Steinteile miteinander bewirkt worden ist.
Die innige
Verbindung der Steinteile kann dadurch noch verbessert werden, dass das Einpressstück konisch, vorzugs- weise doppelt-konisch, ausgebildet ist oder Verzahnungen oder ähnliche Konturen aufweist, so dass selbst bei einem starken Verschleiss der Steine ein Herausfallen der Einpressstücke oder ein Abrutschen der mür- ben Steinteile der'Zwischenzone weitgehend verhindert wird.
Die Herstellung von Steinen, bei welchen das Einpressstück nicht mit einer Steinseitenfläche bündig abschliesst, ist insoferne schwieriger, als ein blosses Verpressen des feuerfesten Materials mit einem darin allseitig eingeschlossenen EinpressstUck häufig zu einem Bruch desselben führt. Dieser Nachteil kann jedoch praktisch zur Gänze vermieden werden, wenn mit dem Einpressstück ein daran angrenzendes, in der Pressform darunter liegendes Metallstück verpresst wird.
Zu diesem Zweck wird auf den Boden der für die Steinherstellung verwendeten Pressform oder gegebenenfalls auf eine den Boden bedeckende dünne Schicht von feuerfestem Material zuerst ein dem betreffenden Querschnitt des EinpressstUckes zumindest entsprechendes Metallstück, d. h. also ein Metallstück von gleichen oder zweckmässig grösseren Dimensionen in bezug auf die die Berührungsfläche mit dem Einpressstück bildende Fläche, insbesondere aus Eisen oder kohlenstoffhaltigem Stahl, z.
B. in kompakter Form oder in Form eines U mit nach unten gerichteten Schenkeln (umgekehrte U-Form), gelegt und auf dieses dann das Einpressstbck aufgelegt, worauf die Pressform mit feuerfestem Material gefüllt wird und das Verpressen erfolgt. Die auf diese Weise hergestellten Steine enthalten somit neben dem in ihrem Inneren befindlichen Einpressstück gegen die Steinoberfläche zu noch ein Metallstück. Dieses schliesst, wenn es bei der Steinherstellung direkt auf den Boden der Pressform aufgelegt wurde, im Falle einer kompakten Form mit der Steinoberfläche bündig ab, wogegen es im Falle der Ausbildung in Form eines umgekehrten U eine Ausnehmung in der Steinoberfläche darstellt.
Zur besseren Verankerung im Steinmaterial soll das Metallstück Zungen, Lappen oder ähnliche Vorsprünge aufweisen und/oder konisch ausgebildet sein ; ferner kann es, um eine gute Abstützung des Einpressstückes zu ermöglichen, Ansätze haben, die das Einpressstuck umgreifen bzw. umranden.
Es ist jedoch auch möglich, bei der Verpressung des feuerfesten Materials mit dem Einpressstlick auf den Boden der Pressform als Unterlage für das Einpresssttick ein verhältnismässig dunnes Metallstück aufzulegen, es nach erfolgter Verpressung zum Stein aus dem Stein zu entfernen und die auf diese Weise gebildete Ausnehmung mit einer feuerfesten Mörtel- oder Zementmasse auszufüllen, so dass als Ergebnis ein Stein mit einem Einpressstück, aber ohne Metalleinlage vorliegt.
Aus dem oben Vorgebrachten ist ersichtlich, dass in Anbetracht der Lage der besonders zu beachtenden Zwischenzone vor allem im Falle von Hängesteinen, insbesondere im Falle der sogenannten Laschenoder Lochsteine, das sind Steine, deren Aufhängung mit Hilfe einer am kalten Steinende angebrachten Aufhängelasche oder einer durch den Stein in seinem oberen Ende seitlich hindurchgehenden Durchbohrung bewirkt wird, das EinpressstUck nahe dem kalten Steinende angeordnet sein soll. Bei Lochsteinen kann das Einpressstück gegebenenfalls die erforderliche Durchbohrung zum Aufhängen aufweisen.
Durch die Verwendung von Steinen gemäss der Erfindung wird es möglich, ein Abfallen bzw. Absplittern von Steinstücken bei ungebrannten Steinen weitestgehend auszuschalten und damit die ungebrannten Steine in dieser Hinsicht den gebrannten Steinen praktisch gleichwertig zu machen. Die Steine gemäss der Erfindung lassen sich ferner aber auch ohne Schwierigkeiten und ohne Gefahr eines Zerdrückens
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oder Zerbrechens der Einpressstücke herstellen und die Einpressstücke brauchen nur eine verhältnismässig geringe Grösse aufzuweisen-im Falle von Normalsteinen sind z. B. Einpressstucke einer Grösse von 30 x 40 x 150 mm durchaus ausreichend -, so dass die Steine verhältnismässig billig sind.
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf einige in der Zeichnung veranschaulichte Ausführungsbeispiele von Steinen näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen gemäss der Erfindung mit einem gebrannten Einpressstück versehenen Stein. Die Fig. 2a und 2b sind Querschnitte nach der Linie II-II in Fig. 1 und zeigen zwei verschiedene Anordnungen des Einpressstückes im Steinkörper, wobei gemäss Fig. 2a ein mitverpresstes Metallstück im Stein vorliegt, und Fig. 3 zeigt ein doppelkeilig ausgebildetes Einpressstück.
Der in Fig. 1 veranschaulichte Stein ist mit Aussenplatte und Innenplatten bewehrt, wobei aus Gründen deutlicherer Darstellung in der Zeichnung nur der mit feuerfestem Material erfüllt Raum des ungebrannten Steinkörpers, nicht aber das feuerfeste Material selbst dargestellt ist. Der ungebrannte
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che 6 bzw. 7 mit einer Aussenplatte ummantelt. Am Stein kann oben, also am kalten Steinende 6, in geeigneter Weise und Lage eine Aufhängelasche 8 angeordnet sein. In den ungebrannten Steinkörper ist in seinen oberen Teil ein gebranntes Einpressstück 9 eingeformt. Dieses Einpressstück liegt beim dargestellten Ausführungsbeispiel in einem kleinen Abstand a vom kalten Ende des Steines und erstreckt sich nicht ganz bis zur mittleren Höhe des Steines nach unten.
Unterhalb des Einpressstückes 9 sind im feuerfesten Material des ungebrannten Steinkörpers an zwei einander gegenüberliegenden Aussenplatten vertikale Innenplatten 10 angeordnet, von denen jeweils zwei einander in einer Ebene im feuerfesten Material des ungebrannten Steinkörpers unter Freibleiben eines kleinen Abstandes 11 zwischen ihren inneren Kanten gegenüberliegen.
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rungsbeispielen die Form eines Parallelepipeds, dessen vordere Fläche nach Fig. 2a innerhalb des Steinkörpers 1 und nach Fig. 2b in der Ebene der Vorderfläche 3 des ungebrannten Steinkörpers 1 liegt.
Gemäss Fig. 2a ist anschliessend an das Einpressstück 9 gegen die Seitenflächen 3 des ungebrannten Steinkörpers zu und mit dieser bündig abschliessend ein Metallstück 16 angeordnet, das seitlich Zungen 17 zur
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per einfach direkt auf den Boden der Form aufgelegt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine besondere Ausführungsform des EinpressstUckes, bei welchem jeweils zwei einander gegenüberliegende Flächen in Längsrichtung des Steines gegeneinander geneigt sind. Beim Einpressstück nach Fig. 3 sind z. B. die vordere und hintere Fläche 12 und 13 von unten nach oben konvergent, wogegen die beiden Seitenflächen 14 und 15 von oben nach unten konvergieren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfester, ungebrannter Stein, insbesondere Hängestein, vorzugsweise auf der Grundlage von Magnesit und/oder Chromit, der aus voneinander getrennt angeordneten Materialien verschiedenartiger Beschaffenheit aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das den ungebrannten, feuerfesten Steinkörper (1) bildende Material durch Pressdruck ein vorgebildetes Stück (Einpressstück ; 9) ans gebranntem, feuerfestem Material eingeformt ist.