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Basischer feuerfester Stein und Verfahren zu seiner Herstellung Die
Erfindung betrifft einen basischen feuerfesten Stein, insbesondere für den Gebrauch
in Öfen, mit einem zweimal abgewinkelten, oxydierbaren, metallenen Distanzglied,
das an drei aneinanderstoßenden Seitenflächen des Steines anliegt und an denn Stein
während seiner Formung in einer Preßform angebracht wird. Die Erfindung besteht
darin, daß das Distanzglied einen gegenüber der Preßform schmäleren Mittelteil und
zwei anschließende, an der Preßform vor dem Formen schräg anliegende Seitenteile
enthält und unter dem zum Formen angewendeten Preßdruck mit seinen Seitenteilen
der Preßform angepaßt wird.
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An dem Stein kann auch während seiner Formung ein zweites oxydierbares,
metallenes Distanzglied angebracht werden, das mindestens an die von dem ersten
Distanzglied nicht berührte Seitenfläche des Steines anliegt.
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Um die Menge des in den Distanzgliedern verwendeten, oxydierbaren
Metalls zu verringern oder daran zu sparen, können diese auch nach Wunsch eine unzusammenhängende
Oberfläche haben, d. h. es können Teile davon, z. B. durch Anbringen von Durchbrechungen
an in geringen Abständen über ihre Oberfläche verteilten Stellen, entfernt sein.
Nach einer abgeänderten Ausführungsart können zum gleichen Zweck an Stelle der genannten
Distanzplatten mit unzusammenhängender Oberfläche Distanzglieder aus oxydierbarem,
metallenem Gitter- oder Netzwerk verwendet werden.
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Die Distanzglieder können passende Vorsprünge oder Lappen tragen,
die während der Formung des
feuerfesten Steines in diesen eingebettet
und mit ihm verzahnt werden.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird zur Herstellung eines
basischen, feuerfesten Steines ein Verfahren angewendet, das gleichzeitiges Formen
des Steines und Herstellen einer Formverbindung zwischen diesem und einem zweimal
abgewinkelten oxydierbaren, metallenen Distanzglied umfaßt, das im wesentlichen
drei aneinanderstoßende Seiten des Steines ganz bedeckt. Nach dem Verfahren wird
als Ausgangsform für das Distanzglied ein plattenartiger Teil benutzt, der eine
Mittelfläche und Seitenteile hat, die vor dem Formen an den Flanken der Preßform
schräg anliegen, also leicht nach außen gespreizt sind, wobei der Preßdruck beim
Formen genügend groß ist, um das Distanzglied an die rechtwinkelige Gestalt der
Preßform anzupassen.
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Während die beste Anwendung des Steines nach der Erfindung bei basischen
Ofenhängedecken liegt, kann dieser auch in Ofenwänden entweder mit oder ohne Aufhängung
gebraucht werden.
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Die Zeichnung stellt Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar.
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Die Fig. i und 2 stellen Schnittansichten einer Formpresse dar.
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Fig. i zeigt die Preßplatten oder Stempel in getrennter Stellung nahe
dem Beginn des Preßvorganges, und Fig. 2 zeigt sie beisammen bei Vollendung des
Preßvorganges; Fig. 3, 4 und 5 sind je eine Stirn-, Rück- und Seitenansicht eines
auch in Fig. i dargestellten U-förmigen, plattenartigen Teiles, der auf die untere
Preßplatte oder den unteren Stempel zu liegen kommt; Fig. 6, 7 und 8 sind je eine
Stirn-, Vorder- und Seitenansicht einer flachen Distanzplatte von der in Fig. i
und 2 dargestellten Form, weiche Distanzplatte beim Formen mit der oberen Preßplatte
oder dem oberen Stempel in Verbindung steht; Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht
eines fertigen Hängedeckensteines in einer den Fig. i und 2 entsprechenden Ausführung,
und Fig. io, i i und 12- sind Ansichten mit der Darstellung abgeänderter Bauarten
der Distanzplatten oder -einheiten.
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Fig. i und 2 zeigen eine Formpresse, worin der obere Stempel beweglich
ist, während der untere es nicht sein muß. Die Presse, die von beliebiger Art, mechanisch
oder hydraulisch, sein kann, enthält einen oberen Stempel io, einen unteren i i,
Formflanken oder Abdeckungen 12 und Führungen 13 für den oberen Stempel.
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Nach Wunsch kann man die Form tiefer als dargestellt machen und auf
die Führungen 13 veruic'hten. Selbstverständlich könnte die Formpresse auch
waagerecht statt senkrecht bewegliche Preßplatten oder Stempel haben, ferner kann
an Steile des oberen Stempels sich der untere oder sowohl der obere als auch der
untere bewegen.
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Der in der Presse herzustellende Stein ist ein im wesentlichen rechteckiger,
feuerfester Stein, der beim Formen ein Paar an ihm angebrachte Distanzplatten trägt.
Am fertigen Stein nach Fig. 2 und 9 zeigt die eine mit 2o bezeichnete Distanzplatte
U-Gestalt, bei der die Arme oder Seitenteile 21 des U rechtwinklig zum Mittelteil
22 stehen. Betrachtet man den fertigen Stein so, daß er auf einer seiner Breitseiten
liegt, z. B. auf der unteren Seite in Fig. 2, so bedeckt der Mittelteil des U diese
Breitseite, und seine Arme oder Seitenteile 21 ragen aufwärts, und zwar nur etwas
weniger als die ganze Höhe der entsprechenden Schmalseite des Steines, während die
Enden des Steines unbedeckt bleiben. Die andere, zweite Distanzplatte 30, ist eine
ebene Platte, die die ganze oder fast die ganze andere Breitseite des Steines bedeckt.
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Bei der Herstellung des Steines wird als Ausgangsform ein plattenartiger
Teil von U-förmiger Gestalt benutzt, dessen Innenwinkel zwischen dem Mittelteil
des U und den seitlich anschließenden Armen, wie in Fig. 3 dargestellt, den Betrag
von 9o° hinreichend überschreiten. Dadurch wird das Innenmaß zwischen den Armen
21 am oberen Ende des U das entsprechende Maß am Unterteil 22 des U um etwa
3 mm übersteigen und das Außenmaß zwischen den Armen 21 am oberen Ende des U die
innere Weite der Preßform um 3 mm oder mehr übertreffen. Für den plattenartigen
Teil von U-Form in Fig. 3 sind die gleichen Bezugsziffern wie für die U-förmigen
Distanzplatten in Fig.2 und 9 verwendet. Bei dem ursprünglichen plattenartigen Teil
2o ist derMittelteil hinreichend schmäler als die Preßform, damit er in die Form
eingelegt werden kann und eine leichte Neigung der Arme des U von den anliegenden
Kanten des Mittelteiles nach außen gegen die Seitenwände der Form zugelassen wird.
Indem das Außenmaß am oberen Ende des U zwischen den Armen etwas größer als die
Weite der Form gemacht wird, werden beim Einlegen des genannten plattenartigen Teiles
in die Form (in dieser Lage ist es in Fig. z dargestellt) die Arme an ihren oberen
Enden leicht zusammengedrückt, wodurch der U-Oberteil an den Seitenwänden der Form
haftet. Wenn der Hohlraum der Form mit feuerfestem Baustoff gefüllt wird, hindert
dieses stramme Passen im U-Oberteil den Baustoff, zwischen die Außenfläche der U-Arme
und die anstoßenden Vertikalwände der Form einzudringen. Durch diese Vorsichtsmaßnahme
wird das Formen erleichtert, eine Runzelbildung am Baustoff der Distanzplatten während
des Pressens des Steines wird vermieden, und es kann eine Abnutzung an den Seitenwänden
der Form innerhalb der für Abweichungen in den Steinmassen zulässigen Toleranz hingenommen
werden.
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Für das Formen des Steines kann, wie in Fig. i dargestellt ist, der
plattenartige Teil 2o in seiner ursprünglichen Gestalt nach Fig.3 zuerst in die
Form eingelegt werden, wobei die Arme 21 des U hochstehen und nach außen geneigt
sind und sein Mittelteil 22 auf dem Unterstempel i i ruht. Hierauf kann der Hohlraum
der Form innerhalb und oberhalb des U mit einer passend bemessenen Deschickung von
basischer Steinmischung 31 gefüllt
werden, die zunächst lose liegt.
Die zweite, flache Distanzplatte, 30, wird an der Stirnfläche des Oberstempels io
angebracht und dort in geeigneter Weise gehalten, z. B. durch Verwendung eines Magnets
an dem Stempel oder durch Saugwirkung mittels in dem Stempel vorgesehener Kanäle
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Die Ausgangsform des plattenartigen Teiles 2o muß vorher aus dem gewünschten
Metallblech auf passende Größe geschnitten und dann auf die in Fig. 3, 4 und 5 dargestellte
Form gebracht werden.
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Bei dem Preßvorgang werden Oberstempel und Unterstempel io, i i relativ
zueinanderbewegt, um einen Preßdruck auf die Mischung auszuüben und den Stein innerhalb
des von den Distanzplatten gebildeten, schachtelähnlichen Raumes zu formen, wie
in Fig.2 dargestellt. Der Preßdruck wird mittels jeder der Distanzplatten ausgeübt,
die mit der Steinmasse verzahnte Vorsprünge oder Lappen 2o', 30' haben, welche in
den Steinkörper fest eingebettet werden. Die U-förmige Platte 20 kann diese Vorsprünge
an den Seiten 21 des U tragen, während die flache Platte 30 sie in
zwei in ihrer Längsrichtung mit Abstand gleichlaufenden Reihen (Fig. 7 und 9) aufweisen
kann. Die Dicke der Ausgangsform des plattenartigen Teiles 20 und der Formgebungsdruck
müssen so bemessen sein, daß dieser Teil am Ende des Preßvorganges sich der Gestalt
der Form angepaßt hat. Wenn der Stein im Gebrauch aufgehängt oder in sonstiger Weise
mit sogenannten Hängeeisen verwendet werden soll, kann einer der Formstempel, z.
B. io, einen Vorsprung 40 für das Formen eines Hakenloches 41 und Hängee.isenschlitzes
42 (Fig. 9) tragen, in die ein Hängeeisen eingreift. Indessen ist der Gebrauch von
Hängeeisen nicht immer notwendig, und Hakenausnehmungen können weggelassen werden,
wo Steine von gewöhnlicher Form herzustellen sind.
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Die Steinmischung kann Chromit und/oder Magnesia enthalten. Es ist
wesentlich, daß der feuerfeste Baustoff von basischer Beschaffenheit ist, da saure
feuerfeste Stoffe, wie z. B. Kieselsäure (Quarz), mit den metallenen Distanzplatten,
wenn sie oxydiert sind, reagieren und flüssige Schlacken bilden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Formen des Steines und das
Aufbringen des metallenen Distanzgliedes unter 'hohem Druck vorzunehmen, mindestens
unter rund 35o kg/cm2, vorteilhaft etwa 700 kg/cm2.
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Die Fig. 3 bis 5 zeigen die Ausgangsform des plattenartigen Teiles
20 und die Fig. 6 bis 8 die Distanzplatte 3o. Die Distanzplatten sind so, wie sie
bei der Fertigstellung des Steines erscheinen, in Fig. 9 wiedergegeben. Der Mittelteil
22 der U-förmigen Distanzplatte 2o liegt vorzugsweise an der hinteren Breitseite
des mit 5o bezeichneten Steines, wobei die Arme 21 des U an den Seitenflächen des
Steines angebracht sind, während die zweite, flache Distanzplatte, 3o, an der vorderen
Breitseite des Steines 5o erscheint. Die in die Steinmasse eingreifenden. Vorsprünge
oder Lappen 20', 3o', die als gestanzt und aus den Distanzplatten nach innen gebogen
dargestellt sind, sind, wie aus Fig. 9 erkennbar, in die Seitenflächen und in die
vordere Breitseite des Steines eingebettet. In das obere Ende der Distanzplatte
30 ist eine Ausnehmung 5 i eingeschnitten, um das erwähnte Hängeeisen an
die hierfür bestimmte Ausnehmung 41 heranzubringen.
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Die Erfindung ist auf das Formen normaler feuerfester Steine in der
beschriebenen Bauart mit Distanzplatten anwendbar. Steine dieser Art sind z. B.
bei Ofenwänden von Nutzen. Andererseits können Ofenwände auch aus Steinen mit zum
Einsetzen von Hängeeisen geeigneter Ausbildung hergestellt werden, besonders in
solchen Fällen, in denen die Steine mit von Gurtkonstruktionen des Ofens getragenen
oder herabhängenden Hängeeisen verbunden sind, wie es z. B. bei Öfen mit offenem
Herd der Fall ist. Wenn es die Umstände erfordern, können die Steine in abwechselnder
Folge mit feuerfesten Steinen ohne Distanzplatten benutzt werden.
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Wo hier der Ausdruck Stein gebraucht wird, soll darunter jede geeignete
Block- oder sonstige Form inbegriffen sein, die nach Wunsch irgendeinen passenden
Umriß für den Eingriff einer verwendeten besonderen Hängeeisentype hat. Bei Verwendung
eines Hängeeisens ist, wo erforderlich, auch ein entsprechender Umriß der einen
oder anderen Distanzplatte vorzusehen.
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Die metallenen Distanzplatten können in der Dicke so bemessen werden,
daß sie die gewünschten Mengen oxydierbaren Metalls an der Steinoberfläche ergeben.
In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, die Menge des in den Distanzplatten
verwendeten, oxydierbaren Metalls zu verringern oder daran zu sparen, indem die
zusammenhängende Metallplatte durch eine durchbrochene Metallplatte, wie in Fig.
io und i i dargestellt, ersetzt wird oder indem an ihre Stelle eine metallene Einheit
aus Gitter- oder Netzwerk tritt, das aus Draht besteht, wie in Fig. 12 dargestellt.
Solche Ersatzausführungen von Platten oder Einheiten mit unzusammenhängender Oberfläche
an Stelle der zusammenhängenden Platten können in der gleichen Weise behandelt werden,
wie es im Zusammenhang mit der lezteren Bauart oben gezeigt wurde.
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Nach Fig. io hat die durchbrochene metallene Distanzplatte 6o kreisförmige
Löcher 61, die im wesentlichen über die ganze Plattenfläche in dichter Folge verteilt
sind. Nach Fig. i i hat die Distanzplatte 62 eine Reihe von ähnlich verteilten schlitzartigen
Durchbrechungen 63. Die metallene Distanzeinheit 64 nach Fig. 12 besteht aus einem
Netzwerk von in einer ebenen Fläche angeordneten Drähten. Die Drähte können von
rundem, quadratischem, länglichem oder anderem Querschnitt sein. Der Zwischenraum
zwischen den einander kreuzenden Drähten ergibt Öffnungen 65, die über die ganze
Fläche der Einheit in dichter Folge verteilt sind. Bei Anbringung jeder dieser Einheiten
gemäß Fig. io, i i und 12 mit unzusammenhängender Oberfläche dringt beim Formen
des Steines die feuerfeste Masse in die Durchbrechungen oder Öffnungen 61, 63 oder
65 ein und kann bis zur Ebene der äußeren Oberfläche der Platte oder Einheit hindurchtreten.
Auf
diese Weise wird eine Verzahnung der Platte oder Einheit mit der feuerfesten Masse
erreicht, so daß die Anwendung von Vorsprüngen oder Lappen überflüssig werden kann,
wenngleich Teile dieser Art an den Platten oder Einheiten der Fig. i o, ii und i2
nach Wunsch vorgesehen werden können. Die Bauart mit unzusammenhängender Oberfläche
ist in diesen Figuren in Verbindung mit ebenen Platten gezeigt; sie kann aber auch
im Fall der U-förmigen Distanzplatten oder -einheiten nach der Erfindung angewendet
werden.
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Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung eines basischen
feuerfesten Steines. Dieses besteht darin, daß zugleich das Formen des Steines und
die Herstellung einer Formverbindung zwischen diesem und einem Paar oxydierbarer
Distanzglieder, einem zweimal abgewinkelten und einem flachen, bewirkt wird, die
die Seiten des Steines im wesentlichen ganz bedecken. Das Verfahren wird so durchgeführt,
daß für das abgewinkelte bzw. U-förmige Distanzglied eine Platte oder ein Element
mit einem Mittelteil und von dessen seitlichen Kanten ausgehenden, leicht nach außen
gespreizten, schräg gegen die Flanken der Preßform anliegenden Seitenteilen verwendet
und der Preßdruck genügend groß bemessen wird, um das Distanzglied an die rechtwinkelige
Gestalt der Preßform anzupassen.