DE3246937A1

DE3246937A1 - Feuerfeste formteile und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3246937A1
Application number: DE19823246937
Authority: DE
Inventors: James Forbes Reddingmuirhead Stirlingshire Corsar; John Richardson Bonnybridge Taylor
Original assignee: Gr Stein Refractories Ltd
Current assignee: Gr Stein Refractories Ltd
Priority date: 1981-12-31
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1983-07-07
Also published as: GB2114559A

Description

Andrejewski, Honice & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung betrifft feuerfeste Formteile, insbesondere derartige Formteile, welche aufgrund ihrer Verwendung eine gesteuerte Durchlässigkeit aufweisen müssen.

Es gibt verschiedene Einsatzgebiete für feuerfeste Formteile, bei denen die Möglichkeit gegeben sein muß, ein Gas durch das feuerfeste Material hindurchzuleiten.' So gibt es beispielsweise sogenannte poröse Stopfen oder poröse Düsen, welche am Ende einer metallurgischen Lanze befestigt werden, und es gibt die Bettplatten bei Wirbelschichtanlagen. Bisher führte die Herstellung derartiger feuerfester Formteile entweder zu. einer ungesteuerten oder unkontrollierbaren Durchlässigkeit oder es waren äußerst kostenaufwendige technische Verfahren erforderlich, bei denen ein Brand bei hoher Temperatur erforderlich sein kann.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein durchlässiges feuerfestes Formteil zu schaffen, welches preiswert herstellbar sein soll und dennoch eine praktisch vollgesteuerte Durchlässigkeit besitzt.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines richtungsabhängig porösen oder durchlässigen feuerfesten Formteiles ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in das feuerfeste Material Stränge aus. niedrigschmelzendem Material, mit einem vorgegebenen Durchmesser, in einer vorgegebenen Anzahl und in einer vorgegebenen Orientierung eingebettet werden und das aus dem feuerfesten Material mit den eingebetteten Strängen anschließend geformte Formteil alsdann bei

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einer derartigen Niedertemperatur getrocknet wird, daß die Stränge aus niedrigschmelzendem.Material herausschmelzen und ein gewünschtes Maß an richtungsabhängiger Porosität oder . Durchlässigkeit im Formteil hinterlassen.

Die Stränge aus niedrigschmelzendem Material, bei denen es sich um Einzelstränge oder Mehrfachstränge handeln kann, können einzeln im feuerfesten Material angeordnet werden oder sie können auch nach Art eines Metzwerkes oder Geflechtes miteinander verbunden werden. Dabei können diese Stränge einzeln mehrfach oder auch miteinander verbunden durch die gesamte Länge des Formteiles hindurchlaufen, sodaß ein Gas durch das Formteil in ganzer Länge hindurchgeleitet werden kann. Alternativ können die Stränge auch innerhalb des Formteiles zum Ende eines im Formteil befestigten Gaseinlaßrohres hin konvergieren.

Das niedrigschmelzende Material der Stränge kann eine niedrigschmelzende Legierung sein, doch wird vorzugsweise ein niedrigschmlezender Kunststoff wie ein organisches Polymer, z.B. Polyäthylen oder Polypropylen verwendet.

Die Erfindung erlaubt daher die Verwendung von ungebrannten feuerfesten Produkten mit hoher Dichte, welche einem speziellen Einsatz entsprechend speziell ausgewählt werden können. So können Tone oder Lehm, gebrannt und ungebrannt, ebenso verwendet werden sie Andalusit, Bauxit, Masse mit hohem Aluminiumoxidgehalt, Aluminiumoxid (Tonerde), Alumosilikate, MuIlit, Zirkonerde, Zirkoniurnsilikat, Magnesia, Chrom, Dolomit

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-found deren Mischungen. Vorzugsweise wird ein Tieftemperaturbinder verwendet wie ein hydraulischer Binder oder ein chemisch erhärtender Binder, 2.B. Kalziumaluminat-Bindemittel oder eines einer Anzahl von chemischen Bindemittelsystemen wie Phosphatsalze oder alkalische Silikatbinder.

Das richtungsabhängig poröse oder durchlässige feuerfeste Formteil kann als Lanze oder als Düse für eine Lanze dienen. Es kann auch irgendein Gußblock sein,, wo richtungsabhängige Porosität oder Durchlässigkeit gefordert wird, wobei diese Blöcke mit Metall, z.B. Draht oder Stahlfasern, verstärkt sein können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert; es zeigt

Fig.l eine Draufsicht auf eine Düse für eine-metallurgische Lanze; ■ ·

Fig.2 einen Schnitt durch.Fig.l längs der Linie H-II; und

Fig.3 ein Metallrohr der Düse mit Kunststoffsträngen vor der Einbettung in das. feuerfeste Material der Düse.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Düse 1, die am Ende einer metallurgischen Lanze (nicht dargestellt) befestigt werden soll, besitzt einen Körper 2, der aus einem feuerfesten Beton hergestellt ist, welcher zu 70-faO Gew.-% aus

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tafeliger Tonerde, zu 10-20 Gew.-$ aus geschmolzener Tonerde, zu 5-15 Gew.-% aus Bindemittel mit hohem Aluminiumoxidgehalt und bis zu 5 Gew.-^ aus Stahlfasern besteht'. Dieser Körper 2 ist um ein hohles Metallrohr j5 gegossen, dessen äußeres, aus dem Gußkörper herausragt und· ein Gewinde -4 aufweist, mit dem das Ganze mit einer Lanze verschraubt werden kann»

Wie Fig. j5 zeigt, trägt das Metallrohr > ursprünglich ein im allgemeinen konisch geformtes Kunststoffgeflecht 5* z.B. aus Polyäthylen, welches in der Bohrung am einen Ende des Rohres 3 befestigt ist. Dieses Kunststoffgeflecht 5 wird zusammen mit dem Rohr 3 mit dem feuerfesten Material umgössen.

Nach dem Guß läßt man das feuerfeste Material abbinden und trocknet das Ganze dann bei annähernd 2Ö0°C. Bei dieser Temperatur schmilzt das Kunststoffgeflecht 5 aus und hinterläßt eine Anzahl von richtungsabhängigen Poren oder Kanälen 6, die sich von der Bohrung des Rohres 3 bis zur Stirnfläche des feuerfesten Körpers erstrecken..Diese· Poren oder Kanäle haben einen gesteuerten Durchmesser, der. durch den Durchmesser der das Geflecht 5 bildenden Stränge bestimmt wird.

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Claims

Andrejewski, Honke & Partner

Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Kar! Gerhard Masch

Anwaltsakte:

59 750/Ti-th

4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Posrf. 100254 16." Dezember 1982

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung GR-STEIN REFRACTORIES LIMITED Genefax House, Tapton Park Road, Sheffield, SlO 3FJ, England

Feuerfeste Formteile und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Patentansprüche:

1> Feuerfestes Formteil mit richtungsabhängiger Porosität oder Durchlässigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Reihe von durch Schmelzung von in das Formteil eingebetteten Strängen aus niedrigschmelzendem Material beim Trocknungsvorgang des Formteiles entstandenen, in einer gewünschten Richtung verlaufenden Poren oder Kanälen (6) aufweist.

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2. Verfahren zur Herstellung eines richtungsabhängig porösen oder durchlässigen feuerfesten Formteiles, dadurch gekennzeichnet, daß in das feuerfeste Material Stränge aus niedrigschmelzendem Material mit einem vorgegebenen Durchmesser, in einer vorgegebenen Anzahl und in einer vorgegebenen Orientierung eingebettet werden und das aus dem feuerfesten Material mit den eingebetteten Strängen anschließend geformte Formteil alsdann bei einer derartigen Niedertemperatur getrocknet wird, daß die Stränge aus niedrigschmelzendem Material herausschmelzen und ein gewünschtes Maß an richtungsabhängiger Porosität oder Durchlässigkeit im Formteil hinterlassen.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge aus Einzelsträngen oder einzeln im feuerfesten Material angeordneten Mehrfachsträngen bestehen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge, in Einzel- oder Mehrfachsträngen, nach Art eines Netzwerkes miteinander verbunden sind.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge sich vorn einen Ende des Formteiles zum gegenüberligenden Ende erstrecken und dadurch ein Gasstrom durch das gesamte Formteil hindurchführbar ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge derart im Formteil angeordnet werden, daß sie innerhalb des Formteiles zu einer Stelle konvergieren, an welcher das Ausströmende eines im Formteil befestigten Gaseinlaßrohres liegt.

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7· Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge aus einer niedrigschmelzenden Legierung hergestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge aus Kunststoff mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis l>, dadurch gekennzeichnet, daß das Porrr.teil aus ungebranntem feuerfestem Material hergestellt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß dem feuerfesten Material ein Bindemittel für niedrige Temperaturen beigemischt wird.

11. Lanzendüse, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem vorzugsweise zylindrischen feuerfesten Formteil (2) besteht, in welchem ein mit dem vorderen Ende einer Lanze verbindbares Rohrstück (3) mit einem in seinem Ausströmende befestigten, im allgemeinen konisch verlaufenden Netzwerk (5) aus niedrigschmelzendem Strangmaterial koaxial eingebettet ist und dieses Netzwerk bei der Trocknung des Formteiles unter Aussparung einer Anzahl von Gasdurchlässen (6) herausgeschmolzen ist, welche von der Bohrung des Rohrstückes zur Stirnfläche des Formteiles verlaufen.

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