DE3013561A1

DE3013561A1 - Feuerfester koerper und verfahren zum abdecken der kalten stirnflaeche eines feuerfesten steines

Info

Publication number: DE3013561A1
Application number: DE19803013561
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Alan Mazur
Original assignee: General Refractories Co
Current assignee: General Refractories Co
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1980-04-09
Publication date: 1980-10-23
Also published as: JPS55137481A; SE442673B; BR8002190A; MX154657A; CA1142205A; FR2454072B1; IT1130382B; GB2046418B; AR220977A1; AU5720980A; DE3013561C2; FR2454072A1; GB2046418A; US4261154A; ZA801554B; JPS61133798U; IT8021071A0; SE8002647L; SE442673C; AU540974B2

Description

HOFFMANN · ΕΓ-ΟΙ-Ε & ."PAl^

FAT 13-&TAK. VP-ΑΪ/ΓΕ DR. TNG. E. H-O FEMANNl(1930-ra«) . DIPl.-lN-G. W.EITLE · DR.RER.NAT. K. HOf FMANN - DIPt.-tNG. W. LEHN

BI-P.t.-tNG. K.FOCti&CE - DR. RER. NAT. B. HAHSEPi ARAB E LlASTRASS E 4 (5TERNH-AUS) · D-BOO(T MDNCHEN. Bl · -TEtEFOW (Ot?X W10B7 ^ TEtEX 05-29«? [PATH E»

33 T 85 o/kHi/gr

GENERAL REFRACTORIES COMPANY, BALA CYNV7VD, PA. / USA

Feuerfester Körper und Verfahren zum Abdecken der kalten Stirnfläche eines feuerfesten Steines

Die Erfindung betrifft einen feuerfesten Körper mit einer äußex'en Hülle, welche die kalte Stirnfläche eines feuerfesten Steines bedeckt, wobei der Körper insbesondere zum Auskleiden von Öfen verwendet wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zutu besseren Abdichten der kalten Stirnfläche eines feuerfesten Steines.

In der Stahlindustrie hat man festgestellt, daß sich Mag-"nesit-Kohlenstof f-Steine bei ihrer Verwendung an den sogenannten "Hot-Spots" von Elektroöfen in den Schlackenzonen und den Seitenwänden besser verhalten und billiger sind: als

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die zuvor verwendeten schmelzgegossenen Materialien. Insbesondere ergaben Magnesit-Kohlenstoff-Steine eine gleiche oder größere Anzahl Schmelzen, als ein schmelzgegossenes Material und brauchen dabei zur Instandhaltung erheblich weniger gespritzt zu werden.

Ein störendes Problem bestellt jedoch darin, daß die kalte Stirnfläche eines Magnesit-Kohlenstoff-Steines bei Betriebstemperaturen oberhalb etwa 538⁰C (1000⁰F) in Gegenwart von Sauerstoff oxidiert. Bei noch höheren Temperaturen zerkrümme It der oxidierte Stein, weil er nicht mehr das ursprüngliche Kohlenstoff-Teer-Bindungssystem enthält, und dadurch findet ein Verschleiß der· Steinauskleidung am kalten Ende, d.h. am verborgenen Ende, statt. Man benötigt mehr Steinlänge und das erhöht die Kosten pro Tonne Stahl.

Ein verschleiß der inneren Auskleidung, der für das menschliche Auge nicht sichtbar ist, ist natürlich für die Stahlarbeiter außerordentlich gefährlich. Weil es ein solcher innerer, verborgener Verschleiß unmöglich macht, genau festzustellen, wieviel von der Ofenauskleidung noch übrig geblieben ist, kann die Bedienung des Ofens auch nicht mehr visuell feststellen, wie lange eine spezielle Auskleidung noch halten wird. Aus konstruktiven Gründen ist es schwierig, die Luftinfiltration in das Gebiet zwischen der kalten Stirnfläche der Steine und dem Mantel des Elektroofens auszuschließen'. Im Betrieb verwerfen sich die Ofenmäntel häufig, sodaß ein satter Stoß des Ofenmauerwerkes unmöglich wird. Häufig beginnt das Zurückweichen des Mauerwerkes am oberen Rand des Ofens, wodurch die obersten Steißlagen besonders durch Oxidation beschädigt werden. Aus vexschiedenen Gründen haben die Mantel außerdem häufig zahlreiche Löcher.

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Davon überzeugt, daß die Luftinfiltration unvermeidbar ist, haben Fachleute den Versuch .unternommen, das Problem der Oxidation an der kalten Stirnfläche dadurch zu lösen, daß sie die kalten Stirnflächen von feuerfesten Steinen, wie Magnesit-Kohlenstoff-Steinen, chemisch oder mechanisch abdichteten. Verschiedene Formen von chemischen Überzügen, Abdichtungen und Pulvern haben jedoch die Lebensdauer von Magnesit-Kohlenstoff-Steinen nicht befriedigend erhöht.

Bei dem Versuch, den Kontakt zwischen der Luft und der kalten Stirnfläche eines feuerfesten Steines mechanisch zu vermindern, hat man schon eine Blechplatte an der kalten Stirnfläche eines Steines verwendet und zusätzlich eine Blechummantelung um zwei oder mehr der angrenzenden Seitenflächen angebracht. Spalten zwischen dem Blech und der Ummantelung an den Kanten der kalten Enden ermöglichen aber den Zutritt von oxidierender Luft, unabhängig davon, ob der Blechmantel gleichzeitig mit oder nach dem Verpressen des Steines angebracht wurde. Dieses Verfahren zum Abschirmen der kalten Enden ist deshalb noch nicht voll befriedigend.

Man hat auch schon die Verwendung von Aluminium- oder Stahlfolien zum Umhüllen der Steinenden vor dem Blechummanteln als Möglichkeit ins Auge gefaßt. Die vorhersehbaren Betriebstemperaturen am kalten Ende übersteigen aber den Schmelzpunkt von Aluminium, während Stahlfolien deshalb nicht vorteilhaft sind, weil sich die Arbeiter daran schneiden. Infolgedessen haben die Fachleute, um die Kosten pro Tonne Stahl zu vermindern, sehr intensiv nach einem Stein gesucht, der am kalten Ende weniger empfindlich gegenüber Oxidation ist.

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Die vorliegende Erfindung löst die Probleme und behebt die Nachteile des Standes der Technik dadurch _f daß sie eine wirksamere Abdichtung der kalten Stirnfläche eines feuerfesten Steines, insbesondere von solchen, welche oxidierbare Additive enthalten, vorsieht. Die Erfindung ist insbesondere auf die Vermeidung von- Luftspalten an den Kanten der kalten Stirnflächen eines feuerfesten Steines ausgerichtet. Durch die wirksamere Verhinderung einer Oxidation wird durch die Erfindung die Menge an feuerfesten Steinen, die pro Tonne hergestellten Stahls benötigt wird, vermindert und dadurch verringern sich die Kosten pro Tonne Stahl.

Im weitesten Sinne betrifft die Erfindung einen feuerfesten Körper aus einem feuerfesten Stein mit einem rechteckigen Querschnitt und einer heißen und einer kalten Stirnfläche, die jeweils parallel zu dem rechteckigen Querschnitt sind und mit zv/ei Paaren einerander gegenüberliegenden Seitenflächen; sowie Vorrichtungen zum Ummanteln der kalten Stirnfläche und wenigstens zwei der angrenzenden Seitenflächen, wobei die ummantelungsmittel ein Winkelblech, welches zwei anliegende Winkelplatten an den Seitenflächen berührt und wenigstens ein planer Teil fest verbunden mit und normal zu dem Winkelblech ist, einschließt, und die Ummantelungsmittel wenigstens eine Stoßstelle zwischen der berührten Seitenoberfläche und der kalten Stirnfläche bedecken.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abdichten der kalten Stirnfläche eines feuerfesten Steines mit einem rechteckigen Querschnitt und mit einer heißen und einer kalten Stirnfläche, die sich beide parallel zum· rechteckigen Querschnitt befinden und einem ersten und einem zweiten Paar einander gegenüberliegenden Seitenflächen und ist durch folgende Stufen gekennzeichnet:

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Ummanteln der kalten Stirnfläche und wenigstens zweier angrenzender Seitenflächen mit Metallblechen, wobei die Ummantelungsstufe die Schritte einschließt, einen planen Teil eines Bleches, welches eine der anliegenden Seitenflächen bedeckt, zu verlängern und die Stoßstelle der einen Seitenfläche und der kalten Stirnfläche mit dem planen Teil abzudecken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwendet man zwei Winkelbleche, wobei die Bleche plane Teile in Form von Laschen haben, welche den gesamten Umfang der Kaltseitenfläche umhüllen. Man kann an der kalten Stirnfläche ein einzelnes Blech verwenden, welches die Laschen überlappen, oder die planen Teile können in Form von rechtwinkligen Dreiecken oder Rechtecken zum Abdecken der gesamten kalten Stirnfläche vorliegen.

Die vorgehende allgemeine und die folgende ausführliche Beschreibung sind nur beschreibend und beispielhaft und Modifizierungen, die weder vom Geist noch von der Aufgabe der vorliegenden Erfindung abweichen, sind für den Fachmann naheliegend. Die einen Teil der Beschreibung darstellenden Figuren geben Ausführungsformen der Erfindung wieder und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.

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Fig. 1 ist eine Perspektive ausgezogene Darstel

lung einer dreiseitigen Ummantelung nach einer Aus füh rungs form der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein Blech, aus dem

die Winkelbleche von Fig. 1 und 3 gebildet werden«

Fig. 3 ist eine Perspektive_r ausgezogene Ansicht

einer ersten 5-seitigen Ummantelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung..

Fig. 4 zeigt eine Ansicht der kalten Stirnfläche

gemäß der Aus füh rungs form von Fig. 3,.

Fig. 5 ist eine Perspektive, ausgezogene Ansicht

einer zweiten 5-seitigen Ummantelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf ein Blech zur Bil

dung des Winkelbleches von Fig. 5.

Fig. 7 ist eine Perspektive, ausgezogene Ansicht

einer dritten 5-seitigen Ummantelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf ein Blech zur Bildung

des Winkelbleches gemäß der Ausführungsform von Fig. 7.

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Nachfolgend werden nun die einzelnen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die in den Zeichnungen beispielhaft wiedergegeben werden, erläutert:

Feuerfeste Körper, wie solche zum Auskleiden von Öfen, liegen im allgemeinen in Form von Steinen mit rechteckigen Querschnitten und mit einer heißen und einer kalten Stirnfläche, die sich jeweils parallel zu dem rechteckigen Querschnitt befinden, und zwei Paaren einander gegenüberliegenden Seitenflächen, vor.

Erfindungsgemäß werden Vorrichtungen zum Ummanteln der kalten Stirnfläche und wenigstens zweier daran anliegender Seitenflächen vorgesehenr wobei die Ummantelurigsmittel ein Winkelblech, das zwei daran anliegende Winkelbleche der Seitenflächen berührt und mit wenigstens einem planen Teil, der mit dem Winkelblech verbunden und zu diesem normal ist, einschließt und wobei die Umraantelungsmittel wenigstens eine Schnittlinie zwischen einer berührten Seitenfläche und der kalten Stirnfläche bedecken. Wie in Fig. 1 gezeigt wird, schließen die Ummantelungsmittel ein Winkelblech 70, das zwei anliegende Bleche 62 und 64 an den Seitenflächen des feuerfesten Steines 66 berührt und wenigstens einen planen Teil 72, verbunden mit und normal zu dem Winkelblech 70 ein, wobei die Ummantelungsmittel wenigstens eine Stoßstelle zwischen einer berührten Seitenfläche 62 oder 64 und der kalten Stirnfläche 60 bedecken.

Fig. 1 stellt eine dreiseitige Ummantelungsform der Erfindung zum Abdichten der kalten Stirnfläche 60 des feuerfesten Steines 66 dar. Gemäß dieser Ausführungs form der Erfindung bestehen die Ummantelungsmittel aus Winkelblechen 70 und einem Metallabschlußblech 76 mit annähernd den gleichen Abmessungen wie die kalte Stirnfläche 60.

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Das Abschlußblech 76 ist in Berührung mit der kalten Stirnfläche 60. Das Winkelblech 70, das als Blech in Fig. 2 gezeigt wird, hat zwei miteinander verbundene Wände 78 und 80, die im wesentlichen normal zueinander stehen und die so angebracht sind, daß sie die Angrenzenden an den Flächen 62 und 64 des feuerfesten Steines 66 berühren. Das Winkelblech 70 hat auch die planen Teile, "vorzugsweise verlängerte Laschen 72, an einer Endkante 82 an jeder der Wände 78 und 80. Die Laschen 72 stehen in einem Winkel von etwa 90° zu den Wänden 78 und 80, mit denen sie jeweils verbunden sind.

Vorzugsweise sind die Laschen 72 am Abschlußblech 76 befestigt. Dieses Befestigen kann durch Schweißen, Nieten oder durch Kombinationen oder gleichwertige Mittel erfolgen. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Laschen 72 und das Abschlußblech 76 miteinander die zwei Stoßstellen 74 zwischen den Seitenflächen 62 und 64 und der kalten Stirnfläche 60 abdecken.

Die Laschen 72 bilden somit eine Verkröpfung um einen Teil des Umfanges der kalten Stirnfläche 60 des feuerfesten Steines 66 und überlappen das Abschlußblech 76. Die Laschen 72 dienen zumindest auch dazu, das Abschlußblech 76 gegen die kalte Stirnfläche 60 zu halten. Das Winkelblech 70 kann weiterhin durch bekannte Mittel an dem feuerfesten Stein 66 befestigt sein, z.B. durch Verschweißen, Mitverpressen, Vernieten, Verkleben, Vermörteln oder durch Kombinationen oder Äquivalente davon.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt wird, hat das Winkelblech 70 vorzugsweise eine L-Form. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, haben die Wände 78 und 80 des Winkelbleches 70 vorzugsweise annähernd die gleichen Abmessungen wie die an den Seiten 62 und 64 des feuerfesten Steines 66 Anliegenden.

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Vorzugsweise wird das Winkelblech 70 aus Stahl einer Stärke im Bereich von 0,45 bis 1,2 mm hergestellt.

Wie bekannt ist, dient das Winkelblech 70 als Wärmeleiter. Da jedoch der Hauptzweck des Abschlußbleches 76 darin besteht, die kalte Stirnfläche 60 des feuerfesten Steines 66 abzudichten und nicht dax"in_r als Wärmeleiter zu dienen, kann das Abschlußbleeh 76 aus einem dünneren Blech als das Winkelblech 70 hergestellt werden. Die Stärke des Abschlußbleches 76 liegt vorzugsweise im Bereich von O_r25 bis O_r3? mm.

Wenn fur den Betrieb eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit erforderlich ist, kann zumindest ein überlappendes Winkelblech 70 verwendet werden. Um eine solche Überlappung zu erzielen, kann man durch in der Fachwelt bekannte Mittel ein anderes Winkelblech. 70 so anbringen, daß es überlappend die Wände 78 und 80 des darunterliegenden Winkelbleches 70 berührt. Die Laschen 72 des überlappenden WinkeIbleches 7O, die in einem Winkel von etwa 9O zu den Wandert 78 und SO, an denen sie jeweils angebracht sind, stehen, liegen über den Laschen 72 des an den feuerfesten Stein 66 befestigten Winkelbleehes 70.

Eine derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schließt

verschiedene 5-seitige Ummantelungsanordnungen ein. Fig. 3 ι

zeigt eine perspektivische ausgezogene Ansicht einer solchen 5-seitigen Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf die Kaltseite der Ausführungsform von

Fig. 3. Bei dieser Ausführungsform schließt das Ummantelungs- \

mittel das Abschlußbleeh 76 und zwei Winkelbleche 70 ein« r

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Das Abschlußblech 76 befindet sich in Berührung mit der kalten Stirnfläche 60. Wie Fig. 3 zeigt, sind zwei Winkelbleche 70, die jeweils aus dem in Fig. 2 gezeigten Blech gebildet wurden und die in Kombination ein erstes und ein zweites Paar einander gegenüberliegende Seitenwandungen 78 und 80 und Laschen 72 an einer Endkante 82 jeweils mit dem ersten und zweiten Paar der einander gegenüberliegenden Seitenflächen 62 und 64 des feuerfesten Steines 66 angebracht.

Um das erste und zweite Paar der einander gegenüberliegenden Seitenflächen 62 und 64 des feuerfesten Steines 66 zu umhüllen, sind zwei Winkelbleche 70 an die erwähnten Seitenflächen des feuerfesten Steines durch im Stand der Technik bekannte und bewährte Mittel, wie Verkleben, Verschweißen, Vernieten, Mitverpressen oder durch eine Kombination oder Äquivalente dieser Mittel, befestigt.

Die Laschen 72 der Winkelbleche 70, die in einem Winkel von etwa 90° hinsichtlich der Wandungen 78 und 80, an denen sie jeweils angebracht sind, stehen, bilden um den Umfang der kalten Stirnfläche 60 des feuerfesten Steines 66 eine Verkröpfung und umhüllen einen Teil des Umfanges der kalten Stirnfläche 60 des feuerfesten Steines 66. Die Laschen 72 liegen über dem in Berührung mit der kalten Stirnfläche 60 befindlichen Abschlußblech 76.

Vorzugsweise sind die Laschen 72 am Abschlußblech 76 befestigt. Das Befestigen kann durch Schweißen, Nieten oder durch irgendeine Kombination oder durch Äquivalente davon erfolgen. Gewünschtenfalls können das Abschlußblech 76 oder die anderen Elemente der Ummantelung an dem feuerfesten Stein durch an sich bekannte Mittel befestigt werden. Fig.

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zeigt grafisch das Abdichten der kalten Stirnfläche 60 und aller vier Stoßstellen 74 zwischen den einander gegenüber- j

liegenden Seitenflächenpaaren 62 und 64 und der kalten ί

Stirnfläche 60. <

Eine zweite 5-seitige Ausführungsform der Ummantelung nach der Erfindung ist in Fig. S gezeigt. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform schließen die Ummantelungsmittel ein Winkelblech 70 der vorher beschriebenen Art und ein zwei- ; tes Winkelblech 86, das aus einem Blech gemäß Fig. 6 geformt wurde, ein. In Fig. 5 wird gezeigt, daß die zwei Winkelbleche 70 und 86, die in Kombination ein erstes und ein zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenwandungen 78 und 80 bilden, in Berührung mit dem ersten und zweiten Paar der einander gegenüberliegenden Seitenflächen 62 und 64 des feuerfesten Steines 66 angebracht sind. Vorzugsweise sind die angrenzenden Seitenkanten 84 des Winkelbleches 70 und des zweiten Winkelbleches 86 aneinander befestigt.

Das zweite Winkelblech 86 hat die Laschen 72 an den Endkanten 82 der Wand 80 und einen rechtwinkligen Vorsprung 88 ; an der Endkante 82 der Wand 78, wobei der rechtwinklige Vorsprung 88 ungefähr die gleichen Abmessungen hat wie die kalte Stirnfläche 60 des feuerfesten Steines 66. Beide Vorsprünge 72 und 88 stehen in einem Winkel von annähernd _? 90° zu den Wänden 80 und 78, wobei die Lasche 72 des zweiten ; Winkelbleches 86 über dem rechtwinkligen Vorsprung 88 liegt. j Die Laschen 72 des Winkelbleches 70 stehen ebenfalls in einem Winkel von etwa 90° zu den Wänden 78 und 80, an denen sie sich jeweils befinden und umhüllen einen Teil des Umfanges der kalten Stirnfläche 6O und liegen über dem rechtwinkligen Vorsprung 88. Die Vorsprünge 88 und 72 umhüllen somit vollständig die kalte Stirnfläche 60 des feuerfesten Steines 66.

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Vorzugsweise sind die Laschen 72 am rechtwinkligen Vorsprung 88 befestigt.

Eine dritte 5-seitige Ausführungsform der Ummantelung gemäß der Erfindung wird in der ausgezogenen perspektivischen Darstellung von Fig. 7 gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung schließt das Ummantelungsmitte1 ein Winkelblech 70 und ein drittes Winkelblech 90, das aus einem Blech, das in Fig. 8 gezeigt wird, gebildet wurde, ein. Das dritte Winkelblech 90 und das Winkelblech 70, das aus dem Blech gemäß Fig. 2 geformt wurde und die in Kombination ein erstes und ein zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenwandungen 78 und 80 aufweisen, sind in Berührung mit den ersten und zweiten Paaren der einander gegenüberliegenden Seitenflächen 62 und 64 des feuerfesten Steines 66 angebracht.

Um die ersten und zweiten Paare der einander gegenüberliegenden Seitenflächen 62 und 64 des feuerfesten Steines 66 zu ummanteln, sind die Winkelbleche 70 und 90 an den Seitenflächen des feuerfesten Steines befestigt.

Das dritte Winkelblech 90 hat dreieckige Vorsprünge 92, die sich an den Endkanten 82 der Wände 78 und 80 befinden.

Vorzugsweise bilden die dreieckigen Vorsprünge 92 rechtwinklige Dreiecke, wie in Fig. 8 gezeigt wird. Die Hypotenusen der dreieckigen Vorsprünge 92 treffen an der Schnittlinie 94 der Wandungen 78 und 80 des Winkelbleches 90 zusammen. Die dreieckigen Vorsprünge 90 stehen in einem Winkel von etwa 90° zu den Wandungen 78 und 80, an denen sie jeweils angebracht sind, um dadurch in Berührung mit der kalten Stirnfläche 60 des feuerfesten Steines 66 zu kommen. Die Laschen 72 des Winkelbleches 70 stehen ebenfalls in einem Winkel von

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etwa 90° zu den Wandungen 78 und 80, an denen sie sich jeweils befinden, um einen Teil des Umfanges der kalten Stirnfläche 60 zu umhüllen und um über den dreieckigen Vorsprüngen 92 zu liegen. Die Vorsprünge 92 und 72 umhüllen somit vollständig die kalte Stirnfläche des feuerfesten Steines 66. Vorzugsweise sind die Laschen 72 an den dreieckigen Vorsprüngen 92 befestigt.

Vorzugsweise wird das dritte Winkelblech 90 auch aus einem Stahl einer Stärke im Bereich von 0,45 bis 1,2 mm hergestellt.

Hinsichtlich der 5~seitigen ümmantelungsausführungsform der Erfindung, wie sie in den Fig. 3, 5 und 7 gezeigt wird, können gewisse Anwendungen eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit notwendig machen und dadurch wird dann die Ummantelung des feuerfesten Steines 66 durch weitere Winkelbleche erforderlich. Zum Beispiel kann bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform dies dadurch erzielt werden, daß man die Wände des Winkelbleches 70 mit wenigstens einem Paar von äußeren UmmantelungsbIechen 70 überlagert, wie in Fig. 9 gezeigt.

In Kombination hat jedes Paar der in Fig» 9 gezeigten äusseren UmmantelungsbIeehe vier zusammenhängende Wände 78 und 80, welche die vier zusammenhängenden Wände 78 und 80 der Winkelbleche 70 überlagern. Die äußeren Ummantelungsbleche 70 haben auch die Laschen 72 an einer Kante 82 der jeweiligen Wände 78 und 80, und die Laschen 72 stehen in einem Winkel von etwa 90° zu den Wänden 78 und 80, an denen sie jeweils angebracht sind, und liegen über den Laschen 72 des Winkelbleches 70.

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Erfindungsgemäß wird nicht nur ein feuerfester Körper mit einer besseren Oxidationsbeständigkeit an der kalten Stirnfläche gezeigt und ein Verfahren zum Abdichten der kalten Stirnfläche eines feuerfesten Steines, wodurch die Kosten pro Tonne Stahl vermindert werden, sondern die Erfindung bietet auch wichtige Herstellungsvorteile. Zum Beispiel benötigt die 5-seitige ümmantelungsanordnung, bei welcher durch Laschen der Umfangsteil des Abschlußbleches abgedeckt wird, keinerlei physikalische oder chemische Mittel, wie Schweißen. Verkleben oder Nieten, um das Abschlußblech an der kalten Stirnfläche des feuerfesten Steines zu befestigen. Dadurch wird insbesondere das Problem vermieden, das Abschlußblech am feuerfesten Stein durch solche Maßnahmen zu befestigen, wie durch Anbringen von Presseneinlagen am kalten Ende des feuerfesten Steines, in welche Laschen, die sich an dem Abschlußblech befinden, einrasten können. Außerdem kann man nach dem Stanzen und Biegen der Bleche diese entweder in einer 3- oder 5-seitigen ümmantelungsanordnung anwenden, wodurch sich geine größere Flexibilität in bezug auf die für. beide Anordnungen erforderliche Lagerhaltung an Blechen ergibt.

Da der Hauptzweck des Abschlußbleches darin besteht, die kalte Stirnfläche das Steines gegen Oxidation abzudichten und nicht als WarmsIelter zu dienen, kann das Abschlußblech aus einem dünneren Blech hergestellt werden als die mit Lafichen versehenen Bleche, wodurch die Herstellkosten gesenkt v/crdoDc Kiii weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die plp.nnL· Voixprüu'je oder Laschen, an den bei der 5-seitigen /JiOi-hrtuig verwendetem mit zwei Vorsprüngen versehenen Blechen, dar /hjeoen der Bleche an der Oberfläche des feuerfesten i'-Awi i:'--^r: l.enohluunigen.

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Die Tatsache, daß die Abschlußbleche auf jede beliebige Größe zugeschnitten werden können, ermöglicht ebenfalls eine größere Flexibilität bei der Lagerhaltung der Abschlußbleche.

Beispiel

Ein Laboratoriumsversuch wurde zur Auswertung des jeweiligen Wirkungsgrades der verschiedenen mechanischen und chemischen Mittel, wie sie zur Verhinderung der Oxidation der kalten Enden von feuerfesten Steinen entwickelt worden waren, durchgeführt. Verschiedene Probekörper von GRX-356, einem von General Refractories Company hergestellten Magnesit-Kohlenstoff-Stein, wurden auf Längen· von 12,7 cm (5 inch) geschnitten und in Flachlage in einem Paneel verlegt. Um die Wirkungsweise eines Elektroofens zu simulieren, wurde das Mauerwerk 72 Stunden lang auf 165O°C (3000⁰F) erhitzt und die kalte Stirnfläche der feuerfesten Steine der Umgebungsluft ausgesetzt.

Beschichtungen, wie Teer, Natriumsilikat, GLASS H, hergestellt von der FMC Inorganic Chemical Div., mit einer chemischen Zusammensetzung wie Natriumpolyphosphat, und Borsäure sind zum Abdichten der kalten Stirnflächen von Steinen gegen das Eindringen von Sauerstoff vorgeschlagen worden. Wenn solche Beschichtungen einzeln auf die Kaltseiten von GRX-356-Steinproben aufgebracht wurden, so stellte man eine Oxidationsbeständigkeit fest, die nicht besser war als bei einem unb eh an del ten GIiX-35 C-Stein.

Die Verwendung von Sauerstoff-"Gettern" mit einer bevorzugten Affinität zu Sauerstoff ist gleichfalls zur Verminderung

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der Oxidation öer kalten Enden vorgeschlagen worden. Infolgedessen wurden einige Proben mit Kombinationen aus pulverisiertem Stahl und pulverisiertem Glas beschichtet, wie dies in Tabelle 1 gezeigt wird.

Tabelle 1

BEHANDLUNGSKOMBINATIONEN VON GRX-356-STEINEN, BESCHICHTET MIT PULVERISIERTEM STAHL/GLAS

Stein	Behandlung	Beschichtungsdicke	cm	(0,060 Zoll)
GRX-356	Stahlpulver (80 mesh)	0,153	cm	η
GRX-356	Stahlpulver (80 mesh)	0,153	cm	■I
GRX-356	Stahlpulver (80 mesh) plus 25% pulverisiertes Glas	0,153	cm	η
GRX-356	Stahlpulver (80 mesh) plus 25% pulverisiertes Glas	0,153	cm	{0,022 Zoll)
GRX-356	pulverisiertes Glas	0,055	cm
GRX-356	pulverisiertes Glas	0,055

80 mesh = 0,1777 mm

Alle diese Behandlungen erwiesen sich als unwirksam, um eine Oxidation zu verhindern.

Es wurden dann Steine, die an drei Seiten, einschließlich der kalten Stirnfläche, mit einem Blech ummantelt waren, geprüft. Obwohl durch die Blechummantelung theoretisch eine sehr wirksame Verhinderung der Oxidation erwartet werden konnte, kam Luft aufgrund der beim Ummanteln notwendigerweise gebildeten Spalten in der Blechummantelung mit dem

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Stein in Berührung und dadurch wurde eine maximale Wirkung gegen eine Oxidation der kalten Stirnfläche verhindert. Auch durch Mitverpressen der Bleche bei der Steinherstellung wäre eine v/irksame Lösung des Problems denkbar, wenn man von der Tatsache absieht, daß Spalten auch bei einer solchen Ausführungsform unvermeidbar sind.

Übliche 5-seitige, nachträglich ummantelte Steine, wurden geprüft, aber durch die Spalten wurde eine gewisse Oxidation der kalten Enden möglich. Es wurde festgestellt, daß Stahlfolien wirksam die Oxidation der kalten Enden verhindern können, aber die Verwendung von Stahlfolien ist wegen der Verletzungsgefahr für die Arbeiter durch Schnitte völlig ungeeignet.

Wendet man dagegen die erfindungsgemäße Lehre an, so wird die Oxidation des kalten Endes an einem Stein viel wirksamer verhindert als durch übliche nachträgliche Ummantelung oder durch das übliche Mitverpressen der Bleche bei der Steinherstellung. Außerdem werden, im Gegensatz zu St aiii folien, die Arbeiter durch die erfindungsgemäße äußere Ummantelung nicht gefährdet.

030043/0843 BAD ORIGINAL

L e e r s e

ite

Claims

'HOFFMANN · BlTJ.K Λ DK. ING. E. HOFFMANN (1930-197*) . DIPL-IN G. W.EIUE . D R. Rt R. NAT. K. HOF FMAN U · D!PL.-ING.W. LEHN D ΙΠ,-I N G. K. FOCHSLE · DR. P. E R. NAT. B. HANStN ARABELLASTRASSE t (STERNHAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 · TElE FON (0Ii1J 9110B7 · TELEX CI5-29Ä19 (PATH E) 33 185 o/km/gr GENERAL REFRACTORIES COMPANY, BALA CYNWYD, PA. / USA Feuerfester Körper und Verfahren zum Abdecken der kalten Stirnfläche eines feuerfesten Steines PATENTAN SP RÜCHE

1. Feuerfester Körper, gekennzei chnet durch

einen feuerfesten Stein (66) mit rechteckigem Querschnitt und einer heißen und einer kalten Stirnfläche (60), die jeweils parallel zurr, rechteckigen Querschnitt verlaufen, und zwei Paaren gegenüberliegenden Seiten

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und Vorrichtungen zum Abdecken der kalten Stirnfläche (60) und wenigstens zweier anliegender Seitenflächen, wobei die Abdeckung ein Winkelblech (70) einschließt, welches zwei der besagten, aneinanderstoßenden Seitenflächen berührt und wenigstens einen planen Teil hat, der normal zum besagten Winkelblech steht und von diesem ein integrierender Bestandteil ist, wobei die Abdeckung wenigstens eine Stoßstelle (74) zwischen einer berührten Seitenfläche und dem besagten kalten Ende (60) bedeckt.

2. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckung auch ein Abschlußblech (76) enthält, das annähernd die gleichen Abmessungen wie die kalte Stirnfläche (60) hat und bei welchem der plane Teil das Abschlußblech (76) überlappt,

3. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet , daß das Abschlußblech (76) durch den planen Teil der Abdeckung mit der kalten Stirnfläche (60) in Kontakt steht.

4. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der plane Teil der Abdeckung eine verlängerte Lasche (72) ist.

5. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (72) mit dem Abschlußblech verbunden ist.

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%■

6. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß die Abdeckung einschließt:

ein Winkelblech (70), bestehend aus zwei Wänden (78, 80), die im wesentlichen normal zueinander angeordnet sind, wobei die Wände (78, 80) in Berührung stehen mit anliegenden Wänden von jeweils zwei Paaren der gegenüberliegenden Seitenflächen, wobei das Winkelblech (70) Laschen (72) an jeweils einer Kante der Wände (78, 80) aufweist, die eine Verkröpfung um einen Bereich des Umfanges der kalten Stirnfläche des feuerfesten Steines (66) bilden, wobei die Laschen (72) in einem Winkel von etwa 90° zu den Wänden (78, 80), an welchen sie angebracht sind, vorstehen und dadurch einen Bereich des umfanges der kalten Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) umhüllen, und

ein Abschlußblech ($6), das die gleichen Abmessungen wie die kalte Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) hat, wobei die Laschen (72) das Abschlußblech überlagern.

7. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Abschlußblech (76) in Berührung mit der kalten Stirnfläche (70) durch die Laschen (72) gehalten wird.

8. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß weitere Vorrichtungen zum Befestigen des Abschlußbleches (76} an die kalte Stirnfläche (60) vorgesehen sind.

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9. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Laschen (72) am Abschlußblech (76) befestigt sind.

10. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Winkelblech (70) und das Abschlußblech (76) aus Stahl bestehen.

11. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der feuerfeste Stein (66) ein oxidierbares Additiv enthält.

12. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckung einschließt:

zwei Winkelbleche (70), die in Kombination ein erstes und ein zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenwände (78, 80) haben, wobei die Seitenwände das besagte erste und zweite Paar von gegenüberliegenden Seitenflächen berühren, und die Winkelbleche (70) an einer der Kanten der Wände Laschen (72) aufweisen, die eine Verkröpfung um den Umfang der kalten Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) bilden und wobei die Laschen (72) in einem Winkel von etwa 90° zu der Wand (78, 80), an v/elcher sie jeweils angebracht sind, stehen, und einen Teil des Umfanges der kalten Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) umhüllen und

ein Abschlußblech (76), das die gleichen Abmessungen wie die kalte Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines

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(66) hat, wobei die Laschen (72) das Abschlußblech (76) überlappen.

13. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Abschlußblech (76) in Berührung mit der kalten Stirnfläche (60) mittels der Laschen (72) gehalten wird.

14. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß weitere Vorrichtungen zum Befestigen des Abschlußbleches (76) an die kalte Stirnfläche (60) vorgesehen sind.

15. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Laschen (72) am Abschlußblech (76) befestigt sind.

16. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Winkelbleche (70) und die Abschlußbleche (76) aus Stahl sind.

17. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der feuerfeste Stein (66) außerdem ein oxidierbares Additiv enthält.

18. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckung einschließt:

zwei Winkelbleche die in Kombination ein erstes und zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenwände haben.

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wobei die Wände ein erstes und ein zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenflächen berühren und eines der Winkelbleche Laschen an einer Kante von jeweils einer der Wände hat und eine Verkröpfung um einen Bereich des Durchmessers der kalten Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) bildet und das zweite Winkelblech (86) Laschen bzw." Vorsprünge (72, 88) an einer Kante von jeweils einer Wand aufweist, wobei einer der Vorsprünge (88) des zweiten Bleches (86) annähernd die gleichen rechteckigen Abmessungen aufweist wie die kalte Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66), und alle Laschen bzw. Vorsprünge (72, 88) in einem Winkel von etwa 90° zu den Wänden (78, 80), an denen sie sich jeweils befinden,' stehen und dadurch die kalte Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) umhüllen, und der rechtwinklige Vorsprung (88) des zweiten Winkelbleches (86) in Berührung mit der kalten Stirnfläche (60) steht, und die anderen Laschen (72) den rechtwinkligen Vorsprung (88) überlagern.

19. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß der rechtwinklige Vorsprung (88) in Berührung mit der kalten Stirnfläche (60) durch die anderen Laschen (72) gehalten wird.

20. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß weitere Vorrichtungen zum Befestigen des Abschlußbleches (76) an die kalte Stirnfläche (60) vorgesehen sind.

21. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß der rechtwinklige Vorsprung (88) an den Laschen (72) befestigt ist.

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22. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Winkelbleche (70, 86) und das Abschlußblech (76) aus Stahl sind.

3. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß der feuerfeste Stein (66) ein oxidierbares Additiv enthält.

24. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckvorrichtung einschließt:

zwei Winkelbleche, die in Kombination ein erstes und zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenwände aufweisen, wobei die Wände ein erstes und ein zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenflächen berühren und eines der Winkelbleche Laschen an einer Kante von jeweils einer Wand aufweist und eine Verkröpfung um einen Teil des ümfanges der kalten Stirnfläche des feuerfesten Steines bildet und die Laschen in einem Winkel von etwa 90° zu der Wand, an v/elcher sie jeweils angebracht sind, stehen und einen Teil des Umfanges der kalten Stirnfläche des feuerfesten Steines umhüllen und das zweite Winkelblech (90) dreieckförmige Vorsprünge (92) an jeweils einer Kante (82) der Wände (78, 80) aufweist, und die Vorsprünge (92) in einem Winkel von 90° zu den Wänden (78, 80), an welchen sie jeweils angebracht sind, stehen, und die kalte Stirnfläche (60) berühren und die dreieckigen Vorsprünge (92) über der kalten Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) liegen.

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25. Feuerfester Körper gemäß. Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die dreieckigen Vorsprünge (92) in Berührung mit der kalten Stirnfläche (60) durch die Laschen (72) des einen Winkelbleches gehalten werden.

26. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß weitere Vorrichtungen zum Befestigen der dreieckigen Vorsprünge (92) in Berührung mit der kälten Stirnfläche (6a) vorgesehen sind.

27* Feuerfester Körper gemäß Anspruch 24^ dadurch gekennzeichnet , daß die dreieckigen Vorsprünge (92) an den Laschen (72) des ersten Winkelbleches befestigt sind.

28. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzei chnet , daß die Winkelbleche und das Abs-ch lußblech aus- Stahl sind.

29. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß der feuerfeste Stein (66 > außerdem ein oxidierbares Additiv enthält.

30. Feuerfester Körper gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn ze i chnet , daß die Abdeckung einschließt:

zwei Winkelbleche, die in Kombination ein erstes und zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenwände

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aufweisen,-wobei die Seitenwände ein erstes und zweites Paar einander gegenüberliegender Seiten berühren; eines der Winkelbleche Laschen an einer Kante an jeweils einer Wand hat und eine Verkröpfung um einen Bereich des Umfanges der kalten Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) bildet und die Laschen in einem Winkel von etwa 90 zu den Wänden, an welchen sie jeweils befestigt sind, stehen, und einen Teil des ümfanges der kalten Stirnfläche des feuerfesten Steines bedecken, und das zweite Winkelblech (90) Vorsprünge (92) in Form von rechtwinkligen Dreiecken hat, deren Hypotenusen sich an den Stoßstellen der Wände der zweiten Winkelplatte (90) treffen, und die Vorsprünge (92) in einem Winkel von etwa 90 zu der Wand, an welcher sie sich befinden, stehen und die kalte Stirnfläche (60) berühren und die-^ Vorsprünge (92) in Form eines rechtwinkligen Dreieckes die kalte Stirnfläche (60) des feuerfesten Steines (66) bedecken.

31. Feuerfester Körper gemäß Ansprüchen 12, 18 oder 24, dadurch gekennzeichnet , daß sie wenigstens ein Paar äußere ümmantelungsbleche (70) in Kombination ein erstes und ein zweites Paar einander gegenüberliegender Seitenwände hat und diese Wände über den ersten und zweiten Paaren der gegenüberliegenden Seitenwände der zwei Winkelbleche liegen, und die äußeren ümmantelungsbIeehe Laschen an einer Kante an jeder der Wände hat und diese Laschen in einem Winkel von etwa 90°, in bezug auf die Wände, an denen sie sich befinden, stehen, und die Laschen der Winkelbleche überlagern.

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32. Verfahren zum Abdichten der kalten Stirnfläche eines feuerfesten Steines mit einem rechtwinkligen Querschnitt und einem heißen und einem kalten Ende, jeweils parallel zum rechtwinkligen Querschnitt, und einem ersten und einem zweiten Paar einander gegenüberliegender Seiten, gekennzeichnet durch folgende Stufen:

Ummanteln der kalten Stirnfläche und mindestens zweier anstoßender Seitenflächen mit Blechen, wobei besagte Ummantelungsstufe die Schritte der Verlängerung eines planen Teiles von einem der Ummantelungsbleche einer der anstoßenden Seitenflächen und das Abdecken der Stoßkante der einen Seitenfläche und der kalten Stirnfläche mit dem planen Teil einschließt.

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