DE3201531A1 - "gebrannter magnesia- und magnesiachromstein mit fugenschicht und verfahren zu seiner herstellung" - Google Patents
"gebrannter magnesia- und magnesiachromstein mit fugenschicht und verfahren zu seiner herstellung"Info
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- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
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- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
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Description
- 3 - 07.01.1982
KXR/Sa/Mi. PA 3130
DIDIER-WERKE A.G. Lessingstrasse 16 - 18
6200 Wiesbaden
6200 Wiesbaden
"Gebrannter Magnesia- und Magnesiachromstein mit
Fugenschicht und Verfahren zu seiner HerstelLung"
Die Erfindung betrifft einen gebrannten Magnesia- und Magnesiachromstein
mit Fugenschicht und das Verfahren zu seiner Herstellung für die Zustellung von feuerfestem Mauerwerk insbesondere
bei Zementdrehrohröfen.
Bei der Zustellung von feuerfestem Mauerwerk aus gebrannten Magnesia- und Magnesiachromsteinen ist zur Verminderung auftretender
hoher thermomechanischer Spannungen im Betrieb für die
Kompensation der Steindehnung Sorge zu tragen. Zur Kompensation der Dehnung werden besondere Fugenbaustoffe, wie feuerfester
Mörtel, Asbestplatten, verschiedene Arten von Stahlblechen und Pappe verwendet. Die Herstellung des Mauerwerks mit diesen Fugenbaustoffen
ist einerseits aber umständlich, zeitaufwendig in der
Anwendung, gesundheitsgefährlich und andererseits technisch nicht
ausreichend wirksam.
Nach der DE-PS 908 466 ist ein basischer feuerfester Stein mit einer fest haftenden MörteiIschicht bekannt, die im Fall des ungebrannten
Steins mit dem Material der Steinmischung in einem gemeinsamen Pressvorgang geformt wird und im Fall des gebrannten
Steins in Form eines plattenförmigen Elements auf den bereits gebrannten
Stein aufgebracht werden muß (Anspruch 1, 8, 9 und Seite 2, Z. 96 - 111). Der gebrannte Stein ist zwar vorteilhaft in der
Anwendung, es bedarf aber eines hohen Aufwandes und einer Vielzahl von Arbeitsschritten zur Herstellung der insbesondere für
die Dehnungskompensation des Mauerwerks vorgesehenen Mörtelplatte
und zur nachfolgenden Herstellung des Steines, bestehend aus
Steinkörper und Mörtelplatte.
Die Aufgabe nach der Erfindung ist in dem Stein der eingangs
genannten Art zu sehen, der zur Aufnahme der Wärmedehnung des Mauerwerks ohne die bisherigen Nachteile geeignet sein soll.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Fugenschicht aus
Material auf der Basis von Tonerdesilikat besteht und mit dem
Stein durch Sinterung verbunden ist. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Fugenschicht einen gegenüber dem Stein
geringeren Verformungsmodul und eine Stärke von etwa 1 - 2 mm
hat.
Mit dem Stein nach der Erfindung ist in vorteilhafter Weise eine
verläßliche Handhabung und ein stabiles Ofenmauerwerk mit ausreichend
vorgegebener Dehnungskompensation verbunden. Aus der Bestimmung der Spannung gegen die Längenänderung beim Druckversuch
wird der Verformungsmodul erhalten. Der geringe VerformungsmoduL
der Fugenschicht ist bei der Bestimmung am Stein mit Fugenschicht gegenüber dem Stein ohne Fugenschicht deutlich
feststellbar.
Das Verfahren nach der Erfindung sieht vor, daß aus einer keramische
Fasern und organischejBindemitteI enthaltenden Mischung
eine Fasermatte geformt, diese bis auf einen Rest von Feuchtigkeit getrocknet und mit der Mischung für den Stein als Auflage
für den Stein zusammen verpresst, getrocknet und gebrannt wird. Vorteilhaft wird von einer Mischung aus 100 Gewichtsteilen keramische
Fasern, 2 bis 5 Gewichtstei len feuerfestem Ton oder
Betonit, organischem Binder und Wasser ausgegangen. Die Formung der Fasermatte kann in bekannter Weise durch Absaugen der
Flüssigkeit der wässrigen Mischung durch ein Sieb nach dem Vakuumformerfahren vorgenommen werden. Die Fasermatte sollte
bis auf eine Restfeuchte von 0,5 - 3 Gewichtsprozent getrocknet
werden. Bei der Verpressung der Steinmischung mit der Fasermatte wird letztere etwa auf 10 - 20 % ihrer ursprünglichen
Stärke vermindert. Bei dem für die Formgebung von grobkeramischen unplastischen feuerfesten Mischungen üblichen Pressdruck
erhält die Fasermatte bereits die der Fugenschicht etwa entsprechende Stärke und eine Zunahme der Stärke durch Nachfedern
im Anschluss an dem Vorgang des Pressens tritt praktisch nicht ein.
Der Brand des mit der Fugenschicht versehenen Steins bei vorzugsweise
1400 - 1750 C führt zu einem Stein, der mit einer gleichmäßigen festen und zur Aufnahme der Steindehnung im Betrieb
geeigneten Fugenschicht ausgestattet ist.
Der Stein nach der Erfindung und das Verfahren zu seiner Herstellung
werden durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert .
Für die Fasermatte werden handelsübliche keramische Fasern mit
47 Gew.-% und mit 95 Gew.-% Al.,0, verwendet, die etwa bis zu
Temperaturen von 1300 bzw. 17QO0C und als Fasermischung bei dazwischen
liegenden maximalen Temperaturen einsetzbar sind. Der Durchmesser der Fasern liegt bei 2-5 pm und die Länge bei
2-5 cm. Als bekannter feinkörniger feuerfester Zuschlag wird Bentonit und für den Einsatz bei den höheren Temperaturen eine
Mischung von feuerfestem Ton und Tonerde mit einem Al?0, zu
SiO_-Verhä Itnis entsprechend dem Mullit zugefügt. Als organisches
Bindesmittel dient nach den Beispielen Kartoffelstärke.
Die Mischung mit den Komponenten wird in der Weise erhalten, daß in einem Rührwerk zunächst die keramische Faser in Wasser
dispergiert und danach der feinkörnige Zuschlag und das organische Bindemittel zugesetzt wird und etwa 20 Minuten gemischt
wird. Die Mischung wird auf ein Siebgewebe in einer Menge von 100 oder 200 l/m Siebfläche gegossen und nach dem Vakuumformverfahren
zu einer Fasermatte mit rund 50 Gew.-% Feuchtigkeit geformt. NAch der Trocknung bei 150 C/8 Stunden liegt eine
Fasermatte mit etwa 0,8 Gew.-% Restfeuchtigkeit und einer Matten·
— 6 —
dicke von etwa 10 bzw. 20 mm vor. Weitere Angaben zur Fasermatte sind der TabeLLe 1 mit den Beispielen 1 - 3 zu entnehmen.
kg | 10 | 5 | 10 |
kg | 5 | ||
kg | 0.5 | 0.5 | |
kg | 0.5 | 0.5 | |
kg | 0.5 | 0,5 | 500 |
500 | 500 | 0,16 | |
0,22 | 0,19 | ||
Keramische Faser, 47 Gew.-% Al-O,
keramische Faser, 95 Gew.-% AIpQ,
Bentoni t
keramische Faser, 95 Gew.-% AIpQ,
Bentoni t
Ton-Tonerde Gemisch
70 Gew.-% Al2O3
Katoffelstärke
Wasser Liter
Rohdichte (trockene Matte g/cm
Die Mischung für den Magnesiachromstein besteht in üblicher Weise
aus der abgestuften feuerfesten Körnung von Magnesiasinter und
Chromerz und der Lösung von Sulfitablauge als Bindemittel, wobei
der Anteil der feuerfesten Körnung unter 0,1 mm etwa 30 Gew.-%
beträgt. Verwendet werden eine Seewassermagnesia mit 98 Gew.-%
MgO und jeweils etwa 1 Gew.-% CrO und SiO-,, ein eisenreicher Magnesiasinter
mit etwa 90 Gew.-% MgO, 3 Gew.-% CaO, 1 Gew.-% SiOp,
7 Gew.-% Fe-jO, und ferner ein grobkörniges Chromerz mit 37 Gew.-%
Cr?03, 5 % SiOp und ein Chromerzkonzentrat mit 46 Gew.-% Cr-O,,
1 Gew.-% SiOp. Die
Ie 2 zu entnehmen.
Ie 2 zu entnehmen.
1 Gew.-% SiOp. Die weiteren Angaben der Mischungen sind der Tabel·
In der Pressform wird die gewichtsmäßig dosierte Mischung des Magnesiachromsteins
mit der darüber gelegten zugeschnittenen Fasermatte (20 mm Stärke) zu einem Steinkörper verpresst. Bei der Dosierung
der Mischung des Magnesiachromsteins muß ausgehend vom
Steinkörper mit gleichem Volumen doch ohne die zugesetzte Fasermatte die Einwaage in bekannter Weise geändert werden. Die
durch Pressen mit einer bis 2 mm dicken Fugenschicht versehenen Steine werden getrocknet und im Tunnelofen gebrannt. Die gebrann-
ten Steine haben eine fest haftende poröse versinterte Fugenschicht
von bis 2 mm Stärke. In der Tabelle 2 sind die Beispiele
10 - 13 aufgeführt, die verschiedene Steinkörper mit verschiedenen
Fugenschichten und angewendeten verschiedenen Brenntemperaturen
zeigen. Während nach dem Beispiel 10 und 12 eine dicht versinterte, spröde und sich zum Teil als feste Platte vom eigentlichen
Steinkörper ablösende Fugenschicht erhalten wurde, führte die Anwendung der zweckmäßig auf die Brenntemperatur des
Steins abgestimmte Zusammensetzung der Fasermatte der Beispiele
11 und 13 zu einer fest am Stein haftenden porösen nachgiebigen Fugenschi cht.
Beispiel IJ IJ VZ 13
Magnesiachromstein Mischung 1 χ χ
Magnesiachromstein Mischung 2
Seewassermagnesia Gew.-%
Seewassermagnesia Gew.-%
eisenreicher Magnesiasinter
Gew.-%
grobkörniges Chromerz Gew.-%
Chromerzkonzentrat Gew.-% 20 20
Fasermatte nach Tabelle 1
Bei spiel 1 χ
2 xx
Brenntemperatur Stein C
Rohdichte Stein ohne Fugenschicht
Die Eignung der Fugenschicht zur Kompensation der Dehnung im Ofenmauerwerk
beim Stein nach den Beispielen 11 und 13 wird durch einen Druckversuch an zylindrischen Prüfkörpern belegt. Jeweils
zwei Prüfzylinder mit 50 mm Durchmesser und 12,5 mm mittlerer
Durchbohrung werden aufeinandergesetzt, so daß sie sich zumindest
über eine Fugenschicht berühren, und in einer Druckeinrichtung
90 | X | X | |
10 | 80 | 80 | |
90 | |||
10 | |||
1500 | 1750 | X | |
1500 | 2,95 | 3,00 | 1750 |
2,95 | 3,00 | ||
wird an den eingespannten Prüfkörpern die Spannung gegen die
Längenänderung bestimmt. Gegenüber Prüfkörpern ohne eingeschaltete Fugenschicht wird bei Prüfkörpern mit der Fugenschicht
nach der Erfindung zunächst eine etwa 10-fache höhere Längenänderung gefunden, die z.B. bei einer Druckspannung von 10 N/mm
Werte im Bereich von 800 bis lOOOyum erreicht. In diesem Verhalten
zeigt sich der geringe Verformungsmodul der Fugenschicht gegenüber dem eigentlichen Steinkörper. Oberhalb der Druckspannung
von z.B. 10 N/mm tritt mit zunehmender Zusammendrückung der Fugenschicht entsprechend der Beendigung der Kompensation
der Spannung durch die Fugenschicht das bekannte Spannungs-DehnungsverhaLten
des basischen gebrannten Steinkörpers auf. Bei weiter steigendem Druck würde dann im Druckversuch der
Bruch des Steins eintreten.
In der Figur 1 ist das Ergebnis von zwei Druckversuchen an zylindrischen
Prüfkörpern wiedergegeben, wobei im ersten Fall Prüfkörper
ohne und im zweiten Fall Prüfkörper mit der eingeschalteten Fugenschicht nach der Anmeldung eingesetzt wurde.
Claims (7)
1.. Gebrannter Magnesia- und Magnesiachromstein mit Fugenschicht
für die Zustellung von feuerfestem Mauerwerk insbesondere bei bei Zementdrehrohröfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fugenschicht
aus Material auf der Basis von Tonerdesilikat besteht
und mit dem Stein durch Sinterung verbunden ist.
2. Gebrannter Magnesia- und Magnesiachromstein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fugenschicht einen gegenüber
dem Stein geringeren VerformungsmoduL und eine Stärke von
etwa 1 bis 2 mm hat.
3. Verfahren zur Herstellung der Fugenschicht nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer keramische
Faser und organisches Bindemittel enthaltenden Mischung eine Fasermatte geformt, diese bis auf einen Rest von Feuchtigkeit
getrocknet und mit der Mischung für den Stein als Auf-Lage für den Stein zusammen verpresst, getrocknet und gebrannt
wird.
4. Verfahren zur Herstellung der Fasermatte nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß von einer Mischung aus 100 Gewichtsteilen keramische Fasern, 2 bis 5 Gewichtsteilen feuerfesten
Ton oder Betonit, organischem Binder und Wasser ausgegangen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet/ daß die
Fasermatte bis auf eine Restfeuchte von 0,5 bis 3 Gew.-% get rocknet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die
Fasermatte beim Verpressen etwa auf 10 - 20 % ihrer ursprünglichen Stärke zusammengepresst wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stein bei 1400 bis 1750 C gebrannt wird.
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ES518619A0 (es) | 1983-10-01 |
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