DE3023229A1 - Feuerfest-ausmauerung von drehrohroefen, insbesonderefuer die zementherstellung - Google Patents
Feuerfest-ausmauerung von drehrohroefen, insbesonderefuer die zementherstellungInfo
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Description
Refratechnik GmbH, Rudolf-Winkel-Straße 1 ,
D-34OO Göttingen
Feuerfest-Ausmauerung von Drehrohröfen, insbesondere
für die Zementherstellung
Die Erfindung betrifft eine Feuerfest-Ausmauerung von Drehrohrofen, insbesondere für die Zementherstellung, mit einer Vielzahl im wesentlichen quaderförmiger,
einlagig im wesentlichen fugenlos verlegter pyroplastischer Feuerfesteine, deren Heißbiegefestigkeit
bei 14000C nach DIN <
5 N/mm und
^ 0,5 N/mm ist, die bei Wechseltemperatur 1000/ 14OO°C,24h, Druck konstant, nach DIN ein Druckfließen
von 0,01 - 0,0%/h zeigen und deren Nachwachsen/Nachschwinden bei 1500°C sich nach DIN auf
0 - 0,8% beläuft.
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130062/0139
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Te!ekop./Telecop.: (08Q) 2215 69 R X. 400 Telegr. / Cables: Telepatent München Telex: 523937 jus d (code: forbo)
Te!ekop./Telecop.: (08Q) 2215 69 R X. 400 Telegr. / Cables: Telepatent München Telex: 523937 jus d (code: forbo)
HC)J-HMtKT * BGKHMFKT
Feuerfest-Ausmauerungen dieser Art, bei denen beispielsweise
pyroplastische Feuerfeststeine verwendet werden, die durch die Firma Refratechnik GmbH
als basische Steinqualität unter der Bezeichnung PERILEX-80 geliefert werden, haben sich für die
Sinter- und Übergangszonen normal beanspruchter Drehrohröfen durchaus bewährt. Charakteristischerweise
zeigen derartige Feuerfest-Ausmauerungen gute
Elastizitätseigenschaften, die in der Fachsprache als "Pyroplastizität" bezeichnet werden. Derartige Pyroplaststeine
zeigen aber bei Verwendung in modernen Drehrohröfen höherer Beanspruchung wegen zu geringer
thermischer und chemischer Resistenz vorzeitige Verschleißerscheinungen, die sich in einer nahezu
gleichmäßigen Abtragung der Ausmauerung niederschlagen, so daß ihrer Verwendbarkeit bei derartigen
Drehrohröfen Grenzen gesetzt sind.
Verwendet man andererseits in den Sinter- und Übergangs zonen von Drehrohröfen höherer Beanspruchung
thermisch und chemisch höher resistente Feuerfeststeine, wie sie beispielsweise durch die Firma
Refratechnik unter den Bezeichnungen PERILEX-85, PERILEX-95 oder MACHRCMEX ~95 geliefert werden, so
treten zwar die vorstehend beschriebenen Abtragungserscheinungen, die auf chemischen Verschleiß oder
thermische Überlastung zurückzuführen sind, nicht mehr auf, jedoch zeigen sich bei Verwendung dieser
nicht-pyroplastischen Feuerfeststeine andere Verschleißerscheinungen,
die im wesentlichen auf ein in mehreren Stufen erfolgendes Abplatzen der Steinköpfe
zurückzuführen sind. Dieses Abplatzen wird offenbar bei der starken Ausdehnung der feuerseitigen
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Steinbereiche dadurch verursacht, daß diese "Hartsteine" wegen ihrer verhältnismäßig geringfügigen
Elastizität bei der angestrebten, im wesentlichen fugenlosen Verlegung nicht nachgeben können, so
daß also die Druckbeanspruchung zu den Abplatzvorgängen
führt.
Es ist bereits versucht worden (DE-AS 23 62 946; DE-AS 27 55 298), derartigen Abplatz-Verschleißerscheinungen
dadurch zu begegnen, daß zwischen den einzelnen Hartsteinen Dehnfugen freigelassen werden, die mit
einem Material in Form metallischer Einlagen oder auch eines speziellen Mörtels ausgefüllt werden,
welche bei den im Drehrohrofen auftretenden Temperaturen einen Volumenschwund erleiden und hierdurch
die Aufnahme der Wärmedehnung der Hartsteine ermöglichen, jedoch haben sich diese Lösungsversuche
durchweg nicht sonderlich bewährt, weil das Fugenmaterial nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit
herausfällt, insbesondere bei wiederholtem Abkühlen und Anfahren des Ofens, woraufhin dann die Dehnungsfugen Abgriffsflächen für eine rasche chemische
und thermische Abnutzung der Feuerfeststeine bilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feuerfest-Ausmauerung der gattungsgemäßen Art zu
schaffen, welche unter Beibehaltung der bekannten Vorteile pyroplastischer Feuerfeststeine deren Verwendung
auch für hochverschleißfeste Ausmauerungen von Drehrohrofen hoher Beanspruchung gestattet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pyroplaststeine eine Matrix bilden, in die
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bOEHMEKT Si BOHHMERT
eine Vielzahl feuerfester Hartkernsteine eingebettet ist, deren Heißbiegefestigkeit bei 1400°C
2
nach DIN>5 N/mm ist, die bei Wechseltemperatur 1000/14000C, 24h, Druck konstant, nach DIN ein Druckfließen von <0,01%/h zeigen und deren Nachwachsen/Nachschwinden bei 1500°C nach DIN O - 05% beträcrt.
nach DIN>5 N/mm ist, die bei Wechseltemperatur 1000/14000C, 24h, Druck konstant, nach DIN ein Druckfließen von <0,01%/h zeigen und deren Nachwachsen/Nachschwinden bei 1500°C nach DIN O - 05% beträcrt.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung zeichnet
sich dadurch aus, daß die Form und Größe der Hartkernsteine im wesentlichen mit derjenigen der Pyroplaststeine
übereinstimmen.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die Hartkernsteine derart in die Pyroplaststeininatrix eingebettet
sind, daß sie einander nicht berühren, wobei natürlich auch vorgesehen sein kann, daß die Pyroplaststeine
und die Hartkernsteine im Schachbrettverbund verlegt sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor,
daß wenigstens ein Teil der Pyroplaststeinmatrix aus Magnesitchromsteinen mit einem MgO-Gehalt
von mehr als 50 und weniger als 80 Gew.-% besteht. Auch kann vorgesehen sein, daß wenigstens ein Teil
der Pyroplaststeinmatrix aus Magnesitsteinen mit einem MgO-Gehalt von mindestens 80 Gew.-% und
weniger als 98 Gew.-% besteht. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist bei mindestens
einem Teil der Pyroplaststeine das Chromerz mindestens teilweise durch MgO · Al-O^-Spinell ersetzt.
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BOtHMERT *τ BGEHMERT
Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß
die Gefügematrix der Pyroplaststeine im wesentlichen durch Silikate, wie C„S, Forsterit und/oder Monticellit,
sowie durch ferritische Phasen, wie C2F, C.AF und/oder MF, gebildet ist. Die Erfindung
schlägt ferner vor, daß das vorhandene Chromerz sowie der vorhandene Spinell der Pyroplaststeine überwiegend
in der gröberen Kornfraktion des Steingefüges vorliegen.
In weiterer Ausbildung der Zusammensetzung der Hartkernsteine kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen
sein, daß wenigstens ein Teil der Hartkernsteine Magnesitchromsteine mit einem MgO-Gehalt von mehr
als 60 Gew.-% und weniger als 80 Gew.-% sind. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß
wenigstens ein Teil der Hartkernsteine Magnesitsteine mit einem MgO-Gehalt von mindestens 80 Gew.-%
und weniger als 9 8 Gew.-% sind.
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei wenigstens einem Teil der Hartkernsteine das Chromerz
mindestens teilweise durch MgO · Al 0 -Spinell ersetzt ist. Die Feuerfest-Ausmauerung nach der
Erfindung kann sich weiterhin auch dadurch auszeichnen, daß die Gefügematrix der Hartkernsteine
im wesentlichen durch MgO-Chromerz-Mischkristalle (MgO-Chromerzspinell) gebildet ist.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung schlägt vor,
daß das vorhandene Chromerz sowie der vorhandene Spinell der Hartkernsteine überwiegend in der
feineren Kornfraktion des Steingefüges vorliegen. Schließlich kann erfindungsgemäß auch vorgesehen
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Air
BOEHMcRT & BOfZHMERT
sein, daß die silikatischen Phasen der Hartkernsteine, wie C2S, Forsterit, Mervenit und/oder
Monticellit, im Steingefüge verteilt vorliegen.
Die Lösung der obengenannten Aufgabe gelingt mit anderen !'Torten erfindungsgemäß in überraschend einfacher
Weise dadurch, daß in eine aus pyroplastisehen,
also bei den im Ofen anstehenden Temperaturen elastischen Feuerfeststeinen bestehende Pyroplaststeinmatrix
Hartkerne eingebettet v/erden, mit dem Effekt, daß die bei den anstehenden Ofentemperaturen nur
wenig elastischen Hartkerne im wesentlichen aufgrund ihrer hohen thermischen und chemischen Resistenz
sowie Abriebfestigkeit die Verschleißeigenschaften in günstiger Weise bestimmen, während die Pyroplaststeinmatrix
übermäßige mechanische Beanspruchungen der druckempfindlichen Hartkernsteine verhindert,
indem sie die bei den anstehenden Ofentemperaturen auftretenden Ausdehnungserscheinungen elastisch
aufnimmt.
Charakteristischerweise liegt bei den Hartkernsteinen also das Chromerz bzw. der MgO · Al3O -Spinell
vornehmlich in den feineren Fraktionen vor, wodurch sich bei den auftretenden hohen Brenntemperaturen
von über 17000C eine MgO-Chromerzmischkristallbildung
ergibt, welche die feuerfeste Matrix der Steine bildet. Die Gefügematrix der Hartkernsteine
wird durch den feuerfesten MgO-Chromerzspinell gebildet, der durch Reaktion im Festzustand
zwischen MgO und feingemahlenem Chromerz bei den anstehenden hohen Temperaturen entsteht.
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■ . M
BOfillMERT-Si BGKHMERT
Demgegenüber liegt das Chromerz bzw. der Spinell bei den Pyroplaststeinen überwiegend in den gröberen
Fraktionen vor und dient lediglich zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit, während die
Gefügematrix in der oben angegebenen Weise vor allem durch Silikate sowie ferritische Phasen gebildet
wird. Die Brenntemperaturen hierfür liegen im Bereich von 1400 bis 16OO°C.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der
AusführungsbeispieIe anhand der schematischen
Zeichnung im einzelnen erläutert sind.
Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung
zeigt dabei ein Ausführungsbeispiel der Drehofen-Ausmauerung nach der Erfindung in schematischer
Draufsicht von der Längsachse eines Zement-Drehrohrofens aus.
Wie die Zeichnung erkennen läßt, besteht die Drehofen-Ausmauerung
aus einer Vielzahl quaderförmiger Pyroplaststeine 1O sowie einer Vielzahl von Hartkernsteinen
12, wobei die Pyroplaststeine 10 einerseits und die Hartkernsteine 12 andererseits hier
schachbrettartig verlegt sind. Beispiele für die Pyroplaststeine 1O einerseits und die Hartkernsteine
12 andererseits sind im folgenden beschrieben:
Beispiel 1: Hartkernstein
SiO2 | 3-, | 5 | Gew.-% | _ | 7 | _ | 39 |
Al2O3 | 8, | 15 | Gew.-% | 130062 | 7 0 | 1 | |
Fe2°3 | 4, | 5 | Gew,-% | ||||
/ISL
!-OFHMERT & BCEHMERT
MgO 72 | ,75 | . 5% | Gew. - |
CaO 1 | ,60 | ca. | Gew.- |
Cr2O3 9 | ,0 | Gew. - | |
Periklas ca. | 60% | ||
Spinellphasen ca | . 30% | ||
Forsterit ca | |||
Monticellit | 5% |
3 Rohdichte 2,94 g/cm
Offene Porosität 18,17%
2 Kaltdruckfestigkeit 45 N/mm Heißbiegefestigkeit bei 1400°C 4 N/mm
Druckfließen bei Wechseltemperatur 1000/1400°C 24h 0,002%
Nachwachsen/Nachschwinden bei 1500 C +0,3%
SiO2 | 4,3 | Gew.-% |
Al2O3 | 12,7 | Gew.-% |
Fe2°3 | 7,0 | Gew.-% |
MgO | 59,7 | Gew.-% |
CaO | 1,3 | Gew.-% |
Cr2°3. | 14,6 | Gew.-% |
Periklas | ca. | 50% |
Spinellphasen | ca. 40% | |
Forsterit ca. | 5% | |
Monticellit ca. 5% |
Rohdichte 3,05 g/cm
Offene Porosität 17% Kaltdruckfestigkeit 53 N/mm2
Heißbiegefestigkeit bei 1400uC 11 N/min2
Druckfließen bei Wechseltemperatur 1000/1400°C 24h +0,006?
Nachwachsen/Nachschwinden bei 1500°C + 0,4%
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/Ii
BOFHMEKT & BGHtIMHRT
SiO2 | 1,22 | Gew.-% |
Al2O3 | 2,52 | Gew,-% |
Fe2O3 | 7,01 | Gew.-% '■ |
MgO | 82,4 | Gew.-% |
CaO | 2,7 3 | Gew.-% |
Cr2O | 3,14 | Gew.-% |
Periklas ca. 75%
Spinellphasen, incl. Magnesiumferrit 20%
C-MS9 ca. 5%
3
Rohdichte 2,89 g/cm
Rohdichte 2,89 g/cm
Offene Porosität 19,5%
Kaltdruckfestigkeit 44 N/mm
Heißbiegefestigkeit bei 1400°C 0,8 N+mm
Druckfließen bei Wechseltemperatur 1000/14000C 24h -O,O25i
Nachwachsen/Nachschwinden bei 1500 C -0,5%
SiO2 | 2,8 | Gew.-% |
Al2O3 | 5,35 | Gew.-% |
Fe2O3 | 3,90 | Gew.-% |
MgO | 89,55 | Gew.-% |
CaO | 0,4 | Gew.-% |
Cr2°3 | 5,05 | Gew.-% |
Periklas | ca. 70% | |
Spinell | ca. 20% | |
Forsterit ca. f | ||
5% | ||
Monticellitspuren |
Rohdichte 2,9 g/cm
130062/0139
At
kOhHMRFT *z fJüi-'HVIFRT
Offene Porosität 21%
Kaltdruckfestigkeit 37 N/mm2
Heißbiegefestxgkeit bei 14OO°C 0,8 N/mm2 Druckfließen bei Wechseltemperatur 1000/140O0C 24h -0,016i
Nachwachsen/Nachschwinden bei 15OO°C -0,10%
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der
Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung
in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
- 10 -
130062/0139
BOEHMhIRT & BOI".' iMHKT
R 1226
BE ZUGS Z EICHENLISTE
10 Pyroplaststein
12 Hartkernstein
12 Hartkernstein
130062/0139
Leersei te
Claims (15)
- BOhHMHRT *z BOHHMERTR 1226ANSPRÜCHEΓ-,
'jylFeuerfest-Ausmauerung von Drehrohröfen, insbesonderefür die Zementherstellung, mit einer Vielzahl im wesentlichen quaderförmiger, einlagig im wesentlichen fugenlos verlegter pyroplastischer Feuerfeststeine, deren Heißbiegefestigkeit bei 14000C nach DIN-^ 5 N/mm und -^ 0,5 N/mm ist, die bei Wechseltemperatur 1000/ 1400°C,24h, Druck konstant, nach DIN ein Druckfließen von 0,01 - 0,05%/h zeigen und deren Nachwachs en/Nachschwinden bei 1500 C sich nach DIN auf 0 - 0,8% beläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyroplaststeine (10) eine Matrix bilden, in die eine Vielzahl feuerfester Hartkernsteine (12) eingebettet ist, deren Heißbiegefestigkeit bei 1400°C nach DIN > 5 N/mm ist, die bei Wechseltemperatur 1000/14000C, 24h, Druck konstant, nach DIN ein Druckfließen von ■ζ" 0,01 %/h zeigen und deren Nachwachsen/Nachschwinden bei 1500°C nach DIN O - 0,5% beträgt. - 2. Feuerfest-Ausir.auerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form und Größe der Hartkern-130062/0139BOhHMfLRI Sz BO1-:! IMFRTsteine (12) im wesentlichen mit derjenigen der Pyroplaststeine (10) übereinstimmen.
- 3. Feuerfest-Ausmauerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartkernsteine (12) derart in die Pyroplaststeinmatrix (10) eingebettet sind, daß sie einander nicht berühren.
- 4. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyroplaststeine (10) und die Hartkernsteine (12) im Schachbrettverbund verlegt sind.
- 5. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Pyroplaststeinmatrix aus Magnesitchromsteinen (10) mit einem MgO-Gehalt von mehr als 50 und weniger als 80 Gew.-% besteht.
- 6. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Pyroplaststeinmatrix aus Magnesitsteinen(10) mit einem MgO-Gehalt von mindestens 80 Gew.-% und weniger als 9 8 Gew.-% besteht.
- 7. Feuerfest-Ausmauerung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einem Teil der Pyroplaststeine (1O) das Chromerz mindestens teilweise durch MgO · A1_O .,-Spinell ersetzt ist.
- 8. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefügematrix der Pyroplaststeine (10) im wesentlichen durch Silikate, wie C2S, Forsterit und/oder Monticellit, sowie130082/0139BOhHMBRI & BOEHMFRTdurch ferritische Phasen, wie C2F, C.AF und/oder MF, gebildet ist.
- 9. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vorhandene Chromerz sowie der vorhandene Spinell der Py roplaststeine (10) überwiegend in der gröberen Kornfraktion des Steingefüges vorliegen.
- 10. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Hartkernsteine (12) Magnesitchromsteine mit einem MgO-Gehalt von mehr als 60 Gew.-% und weniger als 80 Gew.-% sind.
- 11. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Hartkernsteine (12) Magnesitsteine mit ■ einem MgO-Gehalt von mindestens 80 Gew.-% und weniger als 98 Gew.-% sind.
- 12. Feuerfest-Ausmauerung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens einem Teil der Hartkernsteine (12) das Chromerz mindestens teilweise durch MgO · Al 0.,-Spinell ersetzt ist.
- 13. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefügematrix der Hartkernsteine (12) im wesentlichen durch MgO-Chromer z-Mi schkr istalle (MgO-Chromerzspinell) gebildet ist.
- 14. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der AnsprücheBOKJIMhRT10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das vorhandene Chromerz sowie der vorhandene Spinell der Hartkernsteine (12) überwiegend in der feineren Kornfraktion des Steingefüges vorliegen.
- 15. Feuerfest-Ausmauerung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die silikatischen Phasen der Hartkernsteine (12), wie C2S, Forsterit Mervenit und/oder iMonticellit, im Steingefüge verteilt vorliegen.-A-
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3023229A DE3023229A1 (de) | 1980-06-21 | 1980-06-21 | Feuerfest-ausmauerung von drehrohroefen, insbesonderefuer die zementherstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3023229A DE3023229A1 (de) | 1980-06-21 | 1980-06-21 | Feuerfest-ausmauerung von drehrohroefen, insbesonderefuer die zementherstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3023229A1 true DE3023229A1 (de) | 1982-01-14 |
Family
ID=6105090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3023229A Withdrawn DE3023229A1 (de) | 1980-06-21 | 1980-06-21 | Feuerfest-ausmauerung von drehrohroefen, insbesonderefuer die zementherstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3023229A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4729974A (en) * | 1984-12-13 | 1988-03-08 | Didier-Werke Ag | Magnesia and spinel refractory brick |
EA029992B1 (ru) * | 2016-07-20 | 2018-06-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ви Холдинг" | Вращающаяся печь с переменным диаметром для переработки окисленных никелевых руд |
CN108613555A (zh) * | 2013-12-20 | 2018-10-02 | 魁北克9282-3087公司(加钛顾问公司) | 用于冶炼矿物的冶金炉和改装现有的耐火层的方法 |
-
1980
- 1980-06-21 DE DE3023229A patent/DE3023229A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4729974A (en) * | 1984-12-13 | 1988-03-08 | Didier-Werke Ag | Magnesia and spinel refractory brick |
CN108613555A (zh) * | 2013-12-20 | 2018-10-02 | 魁北克9282-3087公司(加钛顾问公司) | 用于冶炼矿物的冶金炉和改装现有的耐火层的方法 |
EA029992B1 (ru) * | 2016-07-20 | 2018-06-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ви Холдинг" | Вращающаяся печь с переменным диаметром для переработки окисленных никелевых руд |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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8130 | Withdrawal |