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Feuerfester, chemisch gebundener Stein mit metallischen Drahteinlagen
Die Erfindung bezieht sich auf vorzugsweise basische, feuerfeste, chemisch gebundene
Steine mit metallischen Drahteinlagen, wie sie zur Auskleidung von metallurgischen
Öfen, etwa Siemens-Martin-Öfen, verwendet werden. Die Erfindung bezweckt eine solche
Ausgestaltung derartiger Steine, daß sich diese während der ersten Ofenreise gut
miteinander verbinden, ohne daß es hierzu der bekannten Verwendung gesonderter,
metallischer Zwischenlagen oder mit den Steinen eine Einheit bildender Auflagen
aus Blech bedarf, mit deren Verwendung ein relativ großer Metallverbrauch verbunden
ist.
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Es ist bekannt, der das Ausgangsmaterial des Steines bildenden Masse
metallische, vorzugsweise eiserne oder' eisenoxydische Zuschlagstoffe; meist in
Form von Drahtstücken, Kügelchen- od. dgl., beizugeben, was weniger der Herbeiführung
einer guten Bindung der Steine untereinander als mehr der Erzielung eines ausreichenden
Metalloxydgehaltes dient. Ferner ist es bekannt, einen chemisch gebundenen Stein
mit Einlagen aus perforiertem Metall oder Drahtnetz zu versehen, die man auch aus
dem Steinprofil vorstehen lassen kann, um so eine Aufhängevorrichtung für den Stein
zu schaffen (vgl. britische Patentschrift Nr. 638 767). Ferner ist es bekannt, den
Stein nicht nur allseitig mit einer Blechhülle zü umgeben, sondern es wurde auch
schon vorgeschlagen, diese Hülle nur bereichsweise vorzusehen und die Steine dann
so zu vermauern,
daß alle Steinfugen wenigstens durch eine Lage
dieser Blechauflagen gebildet werden. Gemäß einem nicht zum vorveröffentlichten
Stand der Technik gehörigen Vorschlag kann man auch nur die Kanten der Steine, vorzugsweise
die Längskanten, mit einer Verstärkungsauflage aus Metall versehen. Es ist ferner
bekannt, feuerfeste Steine mit Einlagen geradliniger Stäbe oder Drähte herzustellen.
Wenn von den älteren Vorschlägen abgesehen wird, die durch bloße Zuggabe von losen
Eisenstückchen zur Steinmasse einen größeren Eisenoxydgehalt derselben anstrebten,
so zielen die neueren Vorschläge hauptsächlich auf die Herstellung einer guten Verfrittung
der Steine untereinander sowie auf einen Schwundausgleich ab, der sich durch die
bei Überführung von Eisen inEisenoxyd au;ftretendeir Volumenvergrößerung ergibt.
Diese Aufgabe wird zwar gut gelöst, jedoch mit einem relativ größen Verbrauch an
Eisen, das in teurer Blech- oder Drahtgewebeform benötigt wird.
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Erfindungsgemäß wird nun ein feuerfester, chemisch gebundener Stein
auf Magnesitbasis mit metallischen Drahteinlagen vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß jede Einlage aus einem Draht- oder Bandstück besteht, die mit einem Teile
im äußersten Kantenbereich des. Steines angeordnet ist, vorzugsweise aber nur an
zwei diagonal gegenüberliegenden Längskanten, welche Einlage außerdem solche Formgebung
- aufweist, daß eine Verankerung der Einlage in der Steinmasse gewährleistet ist.
Es ist gefunden worden, daß sich so eine für die meisten Fälle vollkommen ausreichende
eisenoxydische Verbindung benach= barter Steine erzielen läßt, weil auch bei diagonaler
Anordnung der Einlagen die Möglichkeit gegeben ist, im Steinverband in jeder Steinecke
eine Eiseneinlage vorzusehen, wenn die Steine entsprechend verlegt werden, worauf
noch genauer eingegangen werden wird. Die im vorliegenden Fall verwendeten Einlagen
können Band- oder Drahtprofil aufweisen, so daß sogar mit gewöhnlichem Eisendraht
(von etwa 3 bis 5 mm Dicke) oder Eisenbandmaterial eine sehr gute Verkettung benachbarter
Steine gewährleistet ist, dabei aber der Vorteil bekannter Eiseneinlagen mit fabrikatorisch
sehr einfachen Mitteln erzielt wird, wie dies noch klar ersichtlich werden wird.
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Es sei bemerkt, daß auch die österreichische PatentschriftNr. 175
83'4, dieriichtizum vorveröffentlichten Stand der Technik gehört, Einlagen in einem
ungebrannten feuerfesten Stein, insbesondere Magnesitstein, empfiehlt, und zwar
in Form einer im Steininneren eingebetteten Bewehrung, die ein dreidimensionales,
vom Steinmaterial wiederholt durchsetztes Gebilde ist. Es ist auch vorgeschlagen
worden, diese Einlage zum Teil bis an die Außenfläche des Steines zu verlängern,
wodurch sich eine äußere, auch in den Steinkanten vorhandene Bewehrung ergibt. Zweck
dieser Einlagen ist aber nicht eine metallsparende, namentlich auf die Kanten des
Steines abgestellte Einlage, die auch nicht aus Draht oder, Bandmetall; sondern
aus einem Drahtgeflecht, Streckmetall oder anderem viel Metall verbrauchenden Gebilde
besteht.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden im folgenden an Hand der schematischen
Zeichnungen erläutert, in denen Fig. i und :2 drahtförmige Einlagen, die in zwei
diagonal gegenüberliegenden Steinkanten angeordnet und durch Verbindungsglieder
zu einem diagonal im Stein liegenden geschlossenen Rahmen ergänzt sind, in der einfachsten
Ausführung, Fig. 3 eine solche Einlage in Rahmenform und die Fig. 4 bis 5 abgeänderte
Ausführungsbeispiele zeigen; Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer durch Verwendung eines
Metallbandes erhaltenen Einlage und Fig. 7 die. bei der Vermauerungsart der vorliegenden
Steine auftretende Verkittung derselben. In Fig. i ist der Einfachheit halber nur
eine einzige Einlage i dargestellt. Sie besteht aus einem 3 bis S mm dicken Eisendraht,
dessen Enden, wie bei 2 ersichtlich, zwecks besserer Verankerung in der Steinmasse
umgebogen sind. Diese hakenförmigen Enden können ungefähr in der Richtung der punktiert
gezeichneten Diagonalen 3 der strichpunktiert angedeuteten Diagonalebene 3-4 des
Steines verlaufen.
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Gemäß Fig. 2 sind zwei Einlagen 5, die in diagonal gegenüberliegenden
Längskanten des Steines angeordnet sind, durch parallel zu den Schmalseiten des
Steines und diagonal zu diesen verlaufende Quereinlagen 6 zu einem geschlossenen
Rahmen gestaltet, wobei die Stoßstellen 7 der Rahmenenden durch Schweißung gebildet
werden. Ausbiegungen in Form von Kröpfungen (6') oder in Form von Ösen (6") können
vorgesehen werden, um die Verankerung der Einlage im Stein zu verbessern.
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Entsprechend -der Fing. 3 bildet eine Mehrzahl von Stäben 8 mit Verbindungsstücken
9 ein räumliches oder planes Einlagengebilde, in dem der Draht z. B. nach Art einer
Wendel mäander- oder zickzackförmig verläuft. Dieses Gebilde liegt mit einem ungefähr
ebenen Mittelteil parallel zu den größeren Begrenzungsflächen des Steines etwa in
der Mitte des Steines, mit seinen Enden in Steinkanten. Verwendet man solche Steine
zum Aufbau einer gewölbten Ofendecke, so verläuft der Gewölbedruck ungefähr senkrecht
zu den größeren Steinflächen. Im Zuge des ersten Brandes spaltet sich der Stein
längs der durch die Einlage vorgestellten Ebene in zwei plattenartige, ungefähr
gleiche Teile. So geformte, d. h. plattenartige Steine zeigen geringe Neigung zur
Bildung von Abplatzungen, woraus sich eine Erhöhung der Lzbensdauer des Gewölbes
ergibt. Die Enden der Einlagen können hakenförmig umgebogen sein, derart, daß die
Umbiegungen :2 gegen das Steininnere weisen.
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Um zu gewährleisten, daß die Einlage im Zuge der Steinherstellung
tatsächlich in den Mittelbereich des fertigen Steines zu liegen kommt, kann das
Gebilde Umbiegungen oder Fortsätze 2', 2"
(Fig. 3) erhalten, deren
Höhe so bemessen ist, daß die Mittelteile der Einlage schon beim Einbringen, wenn
sie auf dem Boden der noch leeren Preßform aufruhen, in der endgültig gewünschten
Lage festgehalten werden.
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Gemäß Fig. 4 ist die Einlage in Form eines dachförmigen Rahmens io
ausgeführt, während Fig. 5 eine Einlage in Form einer Art Wendel a i zeigt. In beiden
Fällen ist die Anordnung von Kröpfungen, Ösen od. dgl., die zur Verankerung dienen,
etwa gemäß 6', 6" der Fig. 2 nicht ausgeschlossen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig.6 erläutert die Ausführung einer
Einlage unter Verwendung eines Metallbandes 12; auch hier ist ohne weiteres ersichtlich,
daß sich dieser Gedanke in mannigfacher Hinsicht abwandeln läßt.
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Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß Steine, die an je zwei diagonal gegenüberliegenden
Längskanten Teile der erfindungsgemäßen Einlagen enthalten, bei Vermauerung »voll
auf Fuge« je sechs Zonen 13 ausbilden, in welchen sie untereinander durch
das Metalloxyd verkittet sind. Diese Art der Verkittung hat sich in der Praxis für
viele Anwendungszwecke als völl ausreichend erwiesen.
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Das Haftvermögen der erfindungsgemäßen Einlagen im Stein ist in der
Regel vollkommen ausreichend. Steine, die aus Gemengen von Chromit und Magnesit
bestehen, werden zweckmäßig mit eisernenEinlagen versehen, jedoch liefert beispielsweise
auch Aluminium gute Ergebnisse, welches Metall sich für reine Yfagnesitsteine allerdings
weniger empfiehlt. Auch andere Metalle kommen in Betracht, beispielsweise Kupfer,
das. sich bei Steinen, die zur Auskleidung von Kupferraffinerieöfen bestimmt sind,
bewährt. Die Temperaturwechselbeständigkeit der erfindungsgemäßen Steine ist nicht
schlechter als die jener Steine, die gemäß den bisherigen, eingangs behandelten
Vorschlägen beschaffen sind. Wichtig ist auch, daß das im Zuge der ersten Ofenreise
abfließende überschüssige Metall oberflächlich an der Stirnseite in Form oxydischer
Verbindungen erstarrt, welcher Überzug bei Verwendung der Steine in Zementbrennöfen
wegen der damit verbundenen Begünstigung der Ansatzbildung erwünscht ist.
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Mit Bezug auf die Dimensionierung der Einlagen sei bemerkt, daß diese,
falls zu dünn gewählt, sich beim Preßvorgang in unerwünschter Weise deformieren
und natürlich -auch unter Umständen zu wenig Oxyd erzeugen, während zu dicke Einlagen
röhrenförmig ausschmelzen, wobei das überschüssige Metall abtropft.
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Obgleich die Zeichnungen, der Einfachheit halber, die Erfindung an
Hand prismatischer Steine erläutern, ist doch leicht einzusehen, daß diese Form
der Einlagen, insbesondere auch bei Formsteinen, besonders solcher großer Abmessungen;
von Vorteil ist; in diesem Fall ist ja die Herstellung der eingangs genannten Blechmäntel
u. dgl. besonders schwierig. Ein großer Vorteil der vorliegenden Einlagen liegt
somit auch darin, daß sie jeder Flächenkrümmung des Formsteines leicht angepaßt
werden können.