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Herdzustellung für Siemens-Martinöfen Für die Zustellung von Herdren
der Siemens-Martinöfen und ähnlicher hochbeanspruchter Schmelzöfenwird allgemein
eine feuerfesteStampfmasse benutzt, die aus Sintermagnesia oder gebranntem Dolomit
oder aus Gemischen beider Stoffe besteht.
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Um eine gegen mechanische Beanspruchung widerstandsfähige Herdsohle
zu erzielen, werden diese gekörnten hochfeuerfesten Stoffe meist mit flüssigen Bindemitteln,
wie Teer, Melasse oder Lösungen anorganischer Salze, beispielsweise Wasserglas oder
Emulsionen in Wasser, beipielsweise Kalkmilch, in; Mengen bis zu ro0/a versetzt,
in den kalten, Ofen eingebracht und dort die Sehüttung durch. Stampfen verdichtet.
Man gibt den hochfeuerfesten: Stoffen auch geringe Mengen leichter schmelzender
Stoffe, wie Siemens-Martrinofenschlacke, zu, um ein Festwerden, des Herdes durch
die bei Erhitzung auf die Betriebstemperatur eintretende Bildung von Schmelzbrücken
aus dem Zusatzstoff zwischen den Körnern des hochfeuerfesten Stoffes zu erleichtern.
Oftmals geschieht die Zustellung derart, dä.B Sintermagnesia schichtenweise eingebracht
und Lage für Lage eingesintert wird. Auch hierbei wird der Sintermagnesia zwecks
Erleichterung des Einsinterns ein leichter schmelzender Stoff, wie beispielsweise,
Siemens-Marüinofenschlacke, zugemischt. Die zugesetzten
Sintermittel
beeinträchtigen aber die. Feuerfestigkeit der Stampfmasse und damit die Haltbarkeit
des Herdes. Die wässerigen Bindemittel erfordern ein mit größter Sorgfalt durchzuführendes
Austrocknen, um die Gefahr des Hydratisierens der feuerfesben Stoffe zu beseitigen.
Ein entsteh°ades pulverförmiges Hydrat zerstört den Kornaufbau der Masse und deren
Festigkeit. Es tritt dann di° Gefahr eines Durchbruches der Schmelze, auf. Andererseits
ist das Arbeiten mit nichtwässerigen Bindemitteln, wie beispielsweise wasserfreiemTeer,
sehr lästig.
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Man hat ferner vorgeschlagen, zur Herstellung eines Futters für Konverter
und andere metallurgische 'Öfen zerkleinerten gesinterten Dolomit mit gemahlenem
Hartpech zu mischen und in c'er Bodenform bzw, in Formen zu verdicht°n (dzutsche
Patentschrift 469 863). Die Verwendung von Hartpech als Zusatz zu Stampfmassen hat
jedoch vielfache Nachteile. Beim Lagern der Masse backt diese bei höherer Temperatur
leicht zusammen. Hartpech hat überdies ein verhältnismäßig großes Erweichungsintervall,
so daß schon bei niedrigen Ofentemperaturen (etwa 4oo° C) ein unerwünschtes Weichwerden
der Stampfmass,e eintritt. Schließlich wird Hartpech bei niedrigen Temperaturen,
z. B. im Winter, spröde, so daß eine Verdichtung der Masse unter solchen Bedingungen
auf Schwierigkeiten stößt. Aus diesen Gründen geht ein neuerer Vorschlag (deutsche
Patentschrift 75o 65o) dahin, Auskleidungen für heißgehende Ofen aus gebrannteni
und zerkleinertem Dolomit ohne Zusatz von Sintermitteln oder Bindemitteln zu erstellen,
wobei dier Dolomit in Mehl- und Reiskornform trocken in der Kälte auf den Boden
und die Wände geschichtet, dann die Schicht gestampft und anschließend der Ofen
in Betrieb genommen wird. Infolge der besonderen Eigenschaft des Dolomits, sich
beim Stampfen zu einer kompakten Masse zu verdichten, ist es in dieser Weise möglich,
einem festen und harten Herd zu erstellen, der ohne vorhergehendeEinsinterung schondie
erstenSchmelzen gut übersteht. Das Einstampfen solcher Herde ist jedoch sehr zeitraubend,
und die dabei auftretende starke Staubentwicklung ist gesundheitsgefährdend.
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Versuche, Herde durch Einstampfen von geeignet gekörnter Sintermagnesia
ohne Mitverwendung von Sintermitteln und Bindemitteln (ähnlich wie bei Verwendung
von Dolomit) zu erstellen, sind fehlgeschlagen, weil gekörnte Sintermagnesia die
den Dolomit auszeichnende Eigenschaft, sich beim Stampfen zu einer kompakten Schicht
zu verdichten, nicht in dem Ausmaß besitzt, welches zur Erzielung einer solchen
Herdzustellung erforderlich wäre. Auch bei sehr langer Stampfzeit kann eine gute,
g1eichmäß,ige Verdichtung nicht erzielt werden, da das für den Aufbau des Herdes
notwendige Grobkorn während des Stampfens zu einem erheblichen Teil an die Oberfläche
wandert, so daß der verdichtete Herdteil im wesentlichen aus Feinkorn; besteht.
Dieses neigt aber stark zum Schwinden und führt unter der Einwirkung der Betriebstemperatur
zur Reißbildung. Zufolge der schlechten Verdichtbarkeit der Sintermagnesia lassen
sich ferner Herdböschungen nicht einstampften.
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Die Erfindung ermöglicht es, mit der für die Zustellung von Herden
stofflich in hervorragender Weise geeigneten Sintermagnesia dichte und harte, d.
h. gegen mechanische Einwirkungen widerstandsfähige Herde zu erstellen, ohne daß
die Festigkeit herabsetzende Sintermittel angewendet werden müssen oder durch Anwendung
wässeriger flüssiger Bindemittel Hydratisierungen auftreten können, wobei auch das
lästige Arbeiten mit wasserfreien flüssigen Bindemitteln, wie wasserfreiem Teer
oder Pech, vermieden wird. überdies gestattet die Erfindung auch die Zustellung
von Herden unter Verwendung von gebranntem Dolomit ohne schädigende Staubentwicklung.
Sowohl bei Verwendung von Sintermagnesia als auch bei Verwendung von gebranntem
Dolomit im Rahmen des Verfahrens der Erfindung wird eine °rh,eblic'he Abkürzung
des Zeitaufwandes, welcher für das Einstampfen benötigt wird, erreicht.
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Die Erfindung besteht im Wesen darin, daß dem gekörnten basischen
feuerfesten Material, z. B. Sintermagnesia oder gebranntem Dolomit, Zellpech (das
ist der Trockenrückstand von: Sulfitablauge) in Mehlfeinheit ohne Mitverwendung
von anorganischen Bindemitteln zugesetzt wird. Zellpech wirkt infolge seiner bei
normaler Temperatur vorhandenen, geringen Plastizität beim Stampfen der Masse als
Dämpfung und schließt ein elastisches Verhalten der Körner des feuerfesten Stoffes
aus. Die aus Sintermagnesit, Sinterdolomit usw. und dem Zusatzstoff nach der Erfindung
bestehende Stampfmasse wird beim Einstampfen unter Einschluß aller Korngrößen rasch
und in. hohem Maße verdichtet. Die Einstampfzeit beträgt nur etwa ein Viertel der
Zeit, die bei Dolomiteinstampfung ohne Bindemittel erforderlich ist, wobei beim
Einstampfen nur sehr wenig Staubentwickelt wird. Besonders eignet sich das durch
Eindampfen oder Versprühen im Vakuum gewonnene, leicht wasserlösliche Zellpech,
das eine gewisse Hygroskopizität besitzt, als Zuschlagtoff zum feuerfesten Material.
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Infolge der Hygroskopizität des Zellpeches sind die pulverförmigen
Teilchen mit einer Wasserhaut umgeben, so daß die Teilchen schwach klebend wirken
und gleichzeitig ein gutes Gleiten der Körner in die Zwischenräume bewirkt wird.
Der analytisch feststellbare Wassergehalt soll aber etwa o,5 °/a nicht überschreiten.
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Nach der Erfindung hergestellte Herde aus Sintermagnesi.t übertreffen
in ihrer Haltbarkeit die ohne Bindemittel hergestellten Dolomitherde und sind den
eingesinterten Magnesitherden vollkommen gleichwertig. Eine Absonderung des Grobkornes
tritt beim Stampfen nicht ein; infolge der guten Verdichtung können auch. Herdböschungen
gestampft werden.
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Die Menge des Zellpechpulvers, zweckmäßig unter o, i mm Korngröße,
richtet sich nach dem Kornaufbau der Stampfmasse. Je größer der Feinkornanteil ist,
um so geringer ist die Menge an
Zellpech, die als Zusatz benötigt
wird. Die zugesetzte Menge an Zellpech soll im allgemeinen io°/a der Menge des feuerfesten
Stoffes nicht überschreiten.
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Um eine möglichst dichte Packung der einzelnen Körnungen des feuerfesten
Materials zu erzielen, wird der Kornaufbau so gewählt, daß die Siebzusammensetzung
den bekannten Kurven entspricht, die für dichteste Packung auf Grund theoretischer
und empirischer Grundlagen aufgestellt wurden. Als besonders zweckmäßig hat sich
erwiesen, den Anteil an mehlfeiner Körnung, das sind korngrößer unter o,ogmm, in
Höhe von 2o bis 4o% der Gesamtmenge des feuerfesten Stoffes zu halten. Wird auch
das Zellpech in dieser Feinkörnung gehalten und der Feinkornmasse eingemischt, so
wird eine besonders rasche und gute Verdichtung erzielt.
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Sollen Seitenwände von Öfen oder andere formreiche Ofenteile aus Stampfmasse
nach der Erfindung hergestellt werden und reicht die trocken beigemischte Zellpechmenge
nicht zur Formhaltung aus, so kann ein ganz geringer Wasserzusatz gegeben werden.
Schon o,5"/o, Wasserzusatz, auf die Stampfmasse bezogen, erhöht die Formhaltung
sehr wesentlich. Über 3o/0 Wasserzusatz braucht man nicht zu gehen. Ein geringer
Wassergehalt bis etwa 1,5 % bringt noch keine Hydratationsgefahr, da das Wasser
vom Zellpech festgehalten. wird. Bei größerem Wasserzusatz, der aber nur in Ausnahmefällen
anzuwenden ist, muß allerdings eine vorsichtige Trocknung der geformten Ofenteile
vor der Inbetriebnahme des Ofens erfolgen: Die erfindungsgemäßen Stampfmassen können
aus Sintermagnesda, geschmolzener Magnesia oder nur bis zur Entsäuerung gebrannter
Magnesia sowie aus gebranntem Dolomit und dergleichen basischen feuerfesten Stoffen,
sowie Gemischen solcher, hergestellt werden. Alle diese Stampfmassen lassen sich
sowohl für die Zustellung vön Herden für Siemens-Martinöfen als auch für
andere Ofenteile, beispielsweise Brennerwände u. dgl., dieser Ofenart sowie anderer
Ofenarten verwenden.
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Der Zusatz an Zellpech wirkt sich auch vorteilhaft bei gebranntem
Dolomit aus. Setzt man Zellpech gekörntem gebranntem Dolomit zu oder einer Mischung
vonSdntermagnesia mit sintergebranntem Dolomit, so wird die an sich vorhandene Verdichtungsmöglichkeit
des Dolomits stark erhöht. Die Verdichtung erfolgt außerdem rascher und nur unter
geringer Staubentwicklung beim Einstampfen.