-
Hochfeuerfestes Ofenfutter Die Erfindung betrifft ein Futter für Drehäfen,
wie Zementdrehöfen, Insbesondere solche mithöchsterBeanspruchung durch@angreifende
Stoffe.
-
Feuerfeste Auskleidungen von Industrieöfen aller Art sind einer mehr
oder weniger starken Abnutzung unterworfen. Für Öfen, in denen die höchsten Beanspruchungen
herrschen, also außergewöhnlich hohe Temperaturen, mechanische Einwirkungen und
vor allem chemisch einwirkende Stoffe, wie Schlacke u. dgl., ist es bisher noch
nicht möglich gewesen, ein 'Futter zu schaffen, welches allen Anforderungen in ausreichendem
Maße genügte.
-
Es ist zwar gelungen, feuerfeste Steine herzustellen, welche sehr
hohe Feuerfestigkeit besitzen, also den reinen Hitzebeanspruchungen genügen. Das
allein ist aber nicht ausreichend. Sehr wesentlich ist vor allem für fast alle Verwendungszwecke
- von feuerfesten Baustoffen eine entsprechende chemische Widerstandsfähigkeit.
-
Feuerfeste Stoffe, die gegen chemische Angriffe völlig widerstandsfähig
sind, sind bisher unbekannt. Vielmehr können die meisten feuerfesten Baustoffe,
die bisher zur Auskleidung von Feuerungen dienen, bis zu einem gewissen Grade mit
den verschiedensten Angriffsstoffen in Wechselwirkung treten. Man hat sich deshalb
darauf beschränkt, die chemische Widerstandsfähigkeit der feuerfesten Steine durch
physikalisch mechanische Maßnahmen zu verbessern. Insbesondere hat man sich bemüht,
die Angriffsfläche eines feuerfesten Futters möglichst klein und dicht zu gestalten,
um so den chemischen Angriffen einen großen Widerstand entgegensetzen zu können.
-
Die beabsichtigte Wirkung ist jedoch nur unvollkommen zu erreichen
gewesen; denn selbst so dicht wie irgend möglich gestaltete, auf keramischem Wege
hergestellte feuerfeste Körper besitzen immer noch eine Porigkeit von etwa 1o bis
25 °/o, welche genügt, um eindringenden Schlackenteilchen, Gasen und Dämpfen Einlaß
in das Innere des Steines zu gewähren und zu einer Durchdringung mit Schmelz- oder
Schlackenstoffen zu führen, -die eine große Tiefe erreicht. Auch bei chemisch sehr
widerstandsfähigen Baustoffen erfolgt dadurch nach kürzerer oder längerer Zeit
eine
völlige Verdichtung und Verglasung, die ein schalenartiges Abplatzen der gesinterten
oder verklinkerten Steinteile nach sich zieht.
-
Nur durch Vergießen feurig flüssiger Massen hat man praktisch dichte
Stoffe herstellen können, bei welchen also eine Schlackendurchdringung unterbunden
war. Diese haben sich aber mit wenigen Ausnahmen kaum bewährt und sind in den allermeist°n
Fällen wegen der außerordentlich geringen Temperaturwechselbeständigkeit nicht verwendbar.
-
Es ist auch bereits bekannt gewesen, poröse hochfeuerfeste Steine
als Innenbekleidung von Öfen zu verwenden; aber nur in ganz beschränktem Umfang
an Stellen, wo sie nicht der Einwirkung hoher Temperaturen und chemischen Angriffen
gleichzeitig ausgesetzt sind.
-
Ganz im Gegenteil zu allen bisherigen Erfahrungen wurde nun überraschenderweise
gefunden, daß in ihrer Masse und an ihrer Oberfläche porige oder beim Brennen. porig
werdende Steine und Stampfmassen mit mindestens 35 °`o Gesamtporenraum zur Auskleidung
.der Sinterzone von Drehöfen, insbesondere von Zementdrehöfen, Verwendung finden
können.
-
Es handelt sich also bei der Erfindung um die grundsätzlich neuartige
Erkenntnis, die Ausmauerung von besonders chemisch und thermisch beanspruchten Stellen
der Drehöfen, nämlich der Sinterzone, absichtlich porig zu halten oder zu gestalten,
mit einer Porigkeit, wie sie sich nicht durch den üblichen Kornaufbau ergibt, sondern
durch besondere herausbrennende oder Poren hinterlassende Zusatzmittel zur Ausbildung
kommt.
-
Porige, feuerfeste Steine sind zwar bekannt, jedoch nicht für schlackenbeanspruchte
Ausmauerungen. Für diese galt bisher ausnahmslos die Regel, daß möglichst dichte,
wenig porige, feuerfeste Massen zu verwenden seien. Es sind sogar besondere Vorschriften
gegeben worden, wie zunächst porige Steine durch Zusatz von Flußmitteln oder besondere
Vorbehandlung für die chemischem Angriff ausgesetzten Stellen dicht zu machen sind.
-
Es ist zwar auch schon vorgeschlagen worden, poröse Steine mit dichter
Oberfläche für das Gitterwerk von Regeneratoren zu verwenden. Abgesehen von dem
Umstand, daß die hier angewandten Steine an ihrer Oberfläche nicht porös waren,
sind auch die Stellen, an denen diese Steine angewandt werden sollten, nicht einseitig
durch hohe Temperaturen und geschmolzene Massen beansprucht, vielmehr von allen
Seiten von den Feuerungsgasen und dem Flugstaub gleichmäßig umspült und dienen hier
nicht als tragendes Ofenmauerwerk.
-
Die neue Regel der Verwendung besonders poriger, feuerfester Steine
und Stampfmassen bezieht sich sowohl auf fertig gebrannte als auch auf ungebrannte
Steine und Ausstampfmassen. Sie gilt auch für die feuerfesten Mörtel, die zum Einmauern
entsprechender Steine dienen, damit eine völlige Gleichmäßigkeit des Ofenfutters
erreicht wird.
-
Zur Erzielung der erstrebten höheren Porigkeit wird die bekannte Zugabe
verbrennlicher Körper oder von Verbindungen, die durch Gasentwicklung Poren erzeugen
(Metalle, in der Hitze flüchtige Stoffe, Schaum), angewandt.
-
Grundstoffe dieser neuartigen feuerfesten Steine, Massen und Mörtel
für hohe Temperaturen und chemischen sowie Schlackenangriffen ausgesetzte Ausfütterungen
können Schamotte, Silika, Tonerde, Magnesia, Chromoxyd, Karbide und andere bekannte,
für feuerfeste Zwecke in Frage kommende Oxyde und Oxydgemische sein. .
-
Beispielsweise haben Schamottesteine mit einer Porigkeit von 35'1"
entsprechend porige Korund- und Magnesitsteine, ein ganz unerwartet günstiges Verhalten
gezeigt. Ein Schamottefutter mit etwa 45 ob, Raumporigkeit hat sich in einem
Zementdrehofen mehrere Jahre gehalten, während die bisher bekannten besten Ausfütterungsstoffe
in demselben Zementdrehofen schon nach drei Monaten vollkommen zerstört waren.
-
Die ganz überraschende, allen bisherigen Anschauungen zuwiderlaufende
Beständigkeit der porigen, feuerfesten Steine gegen geschmolzene Massen und Schlackenangriff
an den bezeichneten Stellen dürfte ,mit :dem ganz andersartigen Zusammenwirken mit
Schmelzstoffen zusammenhängen. Die Schmelz- und Schlackenmasse dringt bis zu einer
gewissen, verhältnismäßig geringen Tiefe in die Oberflächenschicht ein und erstarrt
dort. Dadurch wird verhütet, daß sich der schlackendurchsetzte Teil der Ausfütterung
in seinem ganzen physikalischen Zustand gegenüber dem darunter liegenden Teil ändert.
Die porigen, Schlacke nur an der Oberfläche enthaltenden Steine bleiben elastisch,
führen nicht zum Abplatzen und werden nur nach und nach aufgezehrt. Da dieses Abschmelzen
so langsam geht, können nie Ausfütterungen dünner als bisher gewählt werden, und
dadurch wird neben allen anderen Vorteilen auch noch eine Ersparnis an Steinmasse
für die Ausfütterung und an Gewicht erzielt. Die Ausfütterung eines Zementdrehofens
wird also einerseits durch das geringere, mit der höheren Porigkeit zusamenhängende
Raumgewicht, andererseits durch die kleineren, jetzt möglichen Dickenabmessungen
leichter, Steinmassemenge und Preis werden geringer, der Ofen selbst wird weniger
belastet.
Besonders bemerkenswert ist, daß bei diesen Steinen infolge
ihres besonderen Verhaltens gegenüber -den Schlackenstoffen selbst die mit hoher
Porigkeit vielfach einhergehende geringere Festigkeit nicht stört, so daß gewissermaßen
die Porigkeit so weit erhöht werden kann, daß gerade noch befriedigeide Stein-oder
Massenfestigkeit bestehenbleibt. Schließlich bedingt die wärmehaltende Fähigkeit
der porigen Steine, daß besöndere Wärmedämmung ,durch HinbeTmauerwng entbehrlich
wird; es werden also durch .denselben Stoff, der den feuerfesten und Verschlackungsschutz
bietet, auch Strahlungsverluste vermieden und ein übermäßiges Heißwerden der Ofenumkleidung
verhindert.