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Stehende Muffel für die Zinkverhüttung Gegenstand der Erfindung ist
eine stehende Muff ei mit Außenbeheizung zur Reduktion von zinkhaltigem Gut.
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Gemäß der Erfindung ist die Muffel aus vielen kleinen, sorgfältig
aneinandergefügten Steinen mit ebenen Stoßfugen aufgebaut, die aus einem chemisch
indifferenten, hoch wärmeleitenden Stoff von geringem Ausdehnungskoeffizienten,
wie z. B: Siliciumearbid, bestehen. Die Fügen sind mit 'dünnen Lagen eines Dichtungsmittels,
z. B. feinkörnigen Siliciumcarbids mit Zusatz von etwas Ton,. ausgefüllt, das bei
der Arbeitstemperatur stärker plastisch wird als die. Steine und diese nicht zu
einem Monolithen verbindet.. Die Steine sind höchstens gleich, zweckmäßig geringer
als die Steintiefe bzw. die Wanddicke der Muffel, um die senkrechten Fugen möglichst
kurz zu halten.
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Diese Bedingungen sind als notwendig für stehende Muffeln von großen
Abmessungen erkannt worden.
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Man hat bisher stehende Muffeln für die Zinkverhüttung, wenn ihre
Höhe gering war (t bis 1,5 in), aus einem zylindrischen Stück, bei größerer Höhe
aus mehreren aufeinandergesetzten Hohlzylindern hergestellt, die durch geeignete
Bindemittel miteinander verkittet wurden. Erst neuerdings wieder sind Muffeln dieser
letzteren Art vorgeschlagen worden, die bis- zu 3-m hoch geplant waren.; sie sind
aus übereinandergestülpten Tonrohren mit muffenartigem Rand zusammengesetzt.
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Es liegt auf der Hand, daß für Muffeln von großem Fassungsraum, 'd.
h. von 7 bis t o m Höhe und entsprechender lichter Weite, Ton, oder Schamotte wegen
geringer Festigkeit bei hoher Temperatur nicht in Betracht kommen kann. Dazu kommt,
daß die ringförmigen oder zylindrischen Aufbauteile durch die in ihnen beim Anhitzen
und Abkühlen auftretenden Spannungsdifferenzen dem Reißen so sehr ausgesetzt sind,
daß ein dauernder Betrieb solcher Muffeln nicht ohne fortgesetzte Reparaturen durchzuführen
wäre.
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Gegen die Verwendung gemauerter Muffeln bestand ein zum Teil gerechtfertigtes
Vorurteil. Die Hauptschwierigkeit machten die senkrechten Fugen zwischen den Steinen,
die, ungleich den waagerechten Fugen, nicht durch das Gewicht der Barüberliegenden
Teile abgedichtet werden und, je höher sie sind, um so leichter ,durch Korrosion
undicht werden. Bedenken erregte ferner mit Recht die Verbindung der die Muffeln
zusammensetzenden Steine zu einem monolithischen Gebilde, bei dem wieder ein Reißen,
d. h. Und.ichtwerden, zu befürchten war: Bedenken erregte endlich
die
geringe Wärmeleitfähigkeit der bekannten feuerfesten Steine, wenn eine hohe Muffel
von entsprechender Wandstärke von außen beheizt werden sollte. Wie gefunden, wurde,
führt nur die Vereinigung der eingangs angeführten Mittel zum Erfolg.
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Es wurde festgestellt, daß; um eine freie Ausdehnung und Zusammenziehung
der einzelnen Mauerteile zu gewährleisten, die Steine mit einfachen glatten Stoßflächen
aneinanderstoßen müssen. Um Ausdehnung und Zusammenziehung möglichst gering zu halten,
muß ein feuerfester Baustoff von möglichst geringem Ausdehnungskoeffizienten verwendet
werden, der mit Rücksicht auf die Außenbeheizung eine möglichst gute Leitfähigkeit
besitzen muß. Gut geeignet ist das als Baustoff für Zinkmuffeln bereits vorgeschlagene
Siliciumcarbid, daneben auch Zirkonsilicat und Aluminiumoxyd. Wesentlich ist ferner
die Verwendung eines Mörtels, der bei der Arbeitstemperatur stärker plastisch wird
als die Steine, diese also nicht zu einem Monolithen verbindet, sondern ihnen eine
gewisse Beweglichkeit in der Wärme läßt. Geeignet hierzu ist wieder ein Mörtel aus
Siliciumcarbid mit - Tonzusatz, der durch Wasser gerade so plastisch gemacht wird,
daß er unter Druck fließt, aber nach dem Verdampfen des Wassers in der Fuge einen
Körper aus Siliciumcarbid zurückläßt.
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Die Siliciumcarbidsteine behalten auch nach zweimaligem Brand ihre
Form genügend bei, werden aber zweckmäßig noch mit Sand abgeschliffen, wobei auch
noch alle etwa durch den Glasurüberzug verdeckten Fehler zum Vorschein kommen. Sie
werden genau sortiert, je zwölf zu einem Ring zusammengesetzt und die Fugen mit
dem beschriebenen Mörtel ausgestrichen. Dann werden zwei oder drei starke eiserne
Drähte herumgelegt, deren Enden zusammengedreht werden, um die Steine fest gegeneinander
zu drücken. Aus den zusammengesetzten Ringteilen wird dann die Muffel aufgebaut;
zwischen die Ringteile wird der gleiche Mörtel eingebracht. Dann werden die Spanndrähte
abgenommen. Bei einer Muffelhöhe von io m: und einem Außendurchmesser von 8o cm
ergibt sich eine Wandstärke von 13,5 cm. Zwecks Verkürzung der senkrechten Fugen
werden in diesem Falle Steine von etwa 6 cm Höhe verwendet.
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Selbstverständlich können die Ringteile auch anderen als kreisförmigen
Querschnitt haben. Dank den ebenen Stoßfugen können sie sich frei ausdehnen, ohne
sich gegenseitig zu stören; ein kreisförmiger Ringteil kann bei der Arbeitstemperatur
einen elliptischen Querschnitt annehmen, ein benachbarter Ringteil sich in anderer
Weise verziehen, da der plastisch gewordene Mörtel sie unabhängig voneinander macht.
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Durch den Aufbau aus einfachen Steinen wird die Herstellung solcher
Muffeln wesentlich verbilligt, gleichzeitig aber auch (las Undichtwerden oder Reißen
wesentlich eingeschränkt.