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Dokumentenidentifikation DE19723577A1 10.12.1998
Titel Gepreßter feuerfester keramischer Stein
Anmelder Didier-Werke AG, 65189 Wiesbaden, DE
Erfinder Kaune, Harald, Dipl.-Ing., 47803 Krefeld, DE;
Endres, Hans-Georg, Dr.Ing., 47057 Duisburg, DE;
Stüsser, Dieter, 47269 Duisburg, DE
Vertreter Becker und Kollegen, 40878 Ratingen
DE-Anmeldedatum 05.06.1997
DE-Aktenzeichen 19723577
Offenlegungstag 10.12.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.12.1998
IPC-Hauptklasse F27D 1/00
IPC-Nebenklasse F27D 1/04   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen gepreßten feuerfesten keramischen Stein zur Zustellung von Industrieöfen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen gepreßten feuerfesten keramischen Stein zur Zustellung von Industrieöfen.

Üblicherweise werden Industrieöfen, insbesondere für metallurgische Anwendungen, also zum Beispiel Konverter, Elektroöfen oder Stahlgießpfannen, zumindest abschnittweise aus feuerfesten Steinen gemauert.

Dies gilt insbesondere für solche Bereiche der genannten Öfen, die einem besonderen mechanischen oder korrosiven Verschleiß unterliegen.

Die Verlegung der Steine erfolgt dabei überwiegend "knirsch", das heißt, ohne zwischengeschaltete Mörtelfuge.

Bereits bei der Zustellung, insbesondere aber nach einem längeren Einsatz besteht vor allem in den vorgenannten Problemzonen die Gefahr, daß sich der Steinverbund zumindest partiell lockert und damit die Gefahr besteht, daß einzelne Steine innerhalb des Steinverbundes verrutschen oder herausfallen.

Um dies zu vermeiden, ist es aus der Praxis bekannt, die Steinflächen, die im Steinverbund gegen eine benachbarte Steinfläche anliegen, mit einem Blech zu bekleben. Unter thermischer Last kommt es zu einer Verzunderung der Bleche und damit zu einer Verklebung und zu einer Verbindung benachbarter Steinoberflächen.

Das Verrutschen beziehungsweise Herausfallen der Steine aus dem Steinverbund kann damit zwar weitestgehend vermieden werden. Das Bekleben der Steine mit Blechen stellt jedoch einen erheblichen herstellungstechnischen Aufwand dar, so daß der Erfindung die Aufgabe zugrundeliegt, eine vereinfachte Möglichkeit aufzuzeigen, die Steine im Steinverbund sicher zu positionieren.

Dabei geht die Erfindung von folgender Überlegung aus:

Nach dem Verpressen der Steine, gegebenenfalls mit anschließender Temperung und/oder anschließendem Brand, sind die Oberflächen der Steine relativ glatt. Dies erleichtert zwar das Setzen der Steine im Steinverbund (Mauerwerk), hat aber den oben beschriebenen Nachteil, daß die Haftreibung zwischen benachbarten Steinoberflächen relativ gering ist und insbesondere unter thermischen, mechanischen und metallurgischen Belastungen ein Verrutschen der Steine gegeneinander nicht immer zuverlässig zu verhindern ist.

Ausgehend von dieser Überlegung liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß eine "Aufrauhung" der entsprechenden Oberflächenabschnitte (unter Wahrung der gewünschten Steingeometrie) im Steinverbund zu einer Art "Verzahnung" benachbarter Steinoberflächen führt, so daß die Steine untereinander besser in ihrer jeweiligen Position gehalten und gegen Verrutschen oder Herausrutschen gesichert werden können.

Grundsätzlich wäre es möglich, die entsprechenden Oberflächen des gepreßten Steins mechanisch aufzurauhen, beispielsweise durch "Sandstrahlen".

Im Sinne einer optimierten "Planheit" der entsprechenden Steinoberflächen sowie zur Verineidung einer Querschnittsminderung der Steine erscheint eine Beschichtung der Steinoberflächen (nach dem Verpressen des Steins) mehrfache Vorteile aufzuweisen.

Über eine entsprechende Beschichtung wird der jeweilige Stein "geringfügig größer", was seine Verankerung im Steinverbund fördert. Eine Beschichtung läßt sich leicht und mit hoher Präzision auf die gewünschten Oberflächen aufbringen. Dabei wird die Ebenheit der jeweiligen Steinoberfläche in keiner Weise beeinträchtigt. Die gewünschte "Oberflächenrauhigkeit" kann durch Auswahl einer entsprechenden Körnung des Beschichtungsmaterials individuell eingestellt werden.

Dies vorausgeschickt betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform einen gepreßten feuerfesten keramischen Stein zur Zustellung von Industrieöfen, der auf solchen Oberflächen, die nach der Zustellung gegen eine korrespondierende Oberfläche eines benachbarten Steins anliegen, eine Rauhigkeit aufweist, die größer ist also die Rauhigkeit dieser Oberfläche unmittelbar nach dem Verpressen des Steins.

Dabei kann - wie ausgeführt - die rauhe Oberfläche von einem körnigen feuerfesten keramischen Material gebildet werden, das über ein Bindemittel auf der Steinoberfläche verankert ist.

Die Herstellung eines solchen Steins erfolgt beispielsweise wie nachstehend beschrieben:

Der feuerfeste keramische Stein wird zunächst auf konventionelle Art und Weise zum Beispiel in einer hydraulischen Presse oder isostatisch gepreßt. Nach dem Verpressen weist der Stein relativ glatte Oberflächen auf.

Die Oberflächen, die später (nach der Vermauerung) gegen korrespondierende Oberflächen benachbarter Steine anliegen, werden anschließend wie folgt nachbehandelt:

Auf die Oberflächen wird eine Art Schlicker aus einem Bindemittel und einem körnigen Feuerfestmaterial aufgebracht, beispielsweise durch Aufspritzen oder Aufpinseln.

Während das Bindemittel-beispielsweise aus Bitumen, Pech, einem feuerfesten Klebstoff oder einem Kunstharz (beispielsweise Phenolharz, Furanharz oder dergleichen) bestehen kann, sollte das körnige Feuerfestmaterial auf jeden Fall mit dem Matrixmaterial des feuerfesten Steins "chemisch verträglich" sein.

Im einfachsten Fall besteht die feuerfeste Körnung aus demselben Werkstoff wie das feuerfeste Matrixmaterial des Steins. Ebenso ist es aber denkbar, die feuerfeste Körnung aus einem Material auszuwählen, welches mit dem Feuerfestmaterial des Steins spinellbildend ist.

Auch ein gegenüber dem Matrixmaterial des Steins inertes Feuerfestmaterial für die Körnung der Beschichtung liegt im Rahmen der Erfindung.

Je nach Anwendungsbereich kann der so auf einer oder mehreren Oberflächen beschichtete Stein anschließend getempert und/oder gebrannt werden.

Beispielsweise bei Verwendung eines Kunstharzes als Bindemittel und anschließender Temperung kommt es zu einer Vercrackung des Harzes und damit zu einer äußerst stabilen Verankerung des feuerfesten körnigen Beschichtungsmaterials auf der Steinoberfläche

Die so hergestellten erfindungsgemäßen Steine werden anschließend auf konventionelle Art und Weise zugestellt, zum Beispiel im Hutbereich eines Konverters.

Durch die gegenüber den gepreßten Steinoberflächen deutlich rauheren beschichteten Oberflächen werden die einzelnen Steine im Steinverbund sicher gehalten. Ein Verrutschen einzelner Steine beziehungsweise ein Herausfallen von Steinen wird zuverlässig verhindert. Insbesondere unter thermischer Last kommt es unter Verwendung der beschriebenen Steine zu einer Verzahnung der rauhen Steinoberflächen und damit sogar zu einer zusätzlichen Stabilisierung des Steinverbundes im Vergleich zum Stand der Technik.


Anspruch[de]
  1. 1. Gepreßter feuerfester keramischer Stein zur Zustellung von Industrieöfen, dadurch gekennzeichnet, daß er auf solchen Oberflächen, die nach der Zustellung gegen eine korrespondierende Oberfläche eines benachbarten Steins anliegen, eine Rauhigkeit aufweist, die größer ist als die Rauhigkeit dieser Oberfläche unmittelbar nach dem Verpressen des Steins.
  2. 2. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhen Oberflächen von einem körnigen feuerfesten keramischen Material gebildet werden, das über ein Bindemittel auf der Steinoberfläche verankert ist.
  3. 3. Stein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige feuerfeste keramische Material mit dem feuerfesten Matrixmaterial des Steins gleich, spinellbildend oder gegenüber diesem inert ist.
  4. 4. Stein nach Anspruch 2, bei dem die Verankerung des körnigen feuerfesten keramischen Materials auf der Steinoberfläche aus einem nach Temperung vercrackten kohlenstoffhaltigen Bindemittel besteht.
  5. 5. Stein nach Anspruch 4, bei dem das kohlenstoffhaltige Bindemittel aus Pech, Bitumen oder Kunstharz besteht.






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