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Dokumentenidentifikation DE10326711A1 13.01.2005
Titel Trocknungsverfahren
Anmelder Besitzgesellschaft Jacob GmbH & Co. KG, 66333 Völklingen, DE
Vertreter Schneiders & Behrendt Rechts- und Patentanwälte, 44787 Bochum
DE-Anmeldedatum 11.06.2003
DE-Aktenzeichen 10326711
Offenlegungstag 13.01.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.01.2005
IPC-Hauptklasse F27D 1/00
IPC-Nebenklasse F27D 1/16   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen der feuerfesten Auskleidungsmasse (2) eines metallurgischen Gefäßes (1). Zur gezielten Einwirkung von Wärmeenergie (6) auf die feuerfeste Auskleidungsmasse (2) zum Zwecke der Austreibung des überschüssigen Wassers und des gebundenen Kristallwassers schlägt die Erfindung vor, daß die Beheizung der Auskleidungsmasse (2) von der der Gefäßwand (5) zugewandten Seite her erfolgt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen der feuerfesten Auskleidungsmasse eines metallurgischen Gefäßes, bei welchem die auf die metallische Gefäßwand aufgebrachte Auskleidungsmasse zum Zwecke des Trocknens beheizt wird.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, daß insbesondere Beton als feuerfeste Auskleidungsmasse zur Auskleidung von metallurgischen Gefäßen Verwendung findet. Diese Gefäße dienen der Aufnahme von flüssigen Metallen, die sodann in dem metallurgischen Gefäß be- oder verarbeitet werden. Um eine Reduzierung der Wärmeverluste herbeizuführen und auch um thermische Spannungen zwischen der metallischen Gefäßwand und dem Beton auszugleichen, geht man dazu über, Isoliermaterial zwischen die metallische Gefäßwand und den Beton einzubringen.

Die Herstellung des zur Auskleidung verwendeten Betons erfolgt dabei derart, daß zunächst eine Trockenmasse mit Wasser versetzt und anschließend homogen vermischt wird. Diese feuchte, fließfähige Masse wird unter Verwendung von Schablonen oder Formen in die vorgesehene Auskleidungsform gebracht. Das zugegebene Wasser wird teilweise genutzt, um gemeinsam mit dem in der Trockenmasse vorliegenden Zementanteil Hydratphasen zu bilden, die zur Verfestigung führen. Das zur Abbindung nicht verbrauchte, d. h. überschüssige Wasser sowie das eingebundene Kristallwasser muß dagegen mittels einer thermischen Behandlung ausgetrieben werden. Üblicherweise erfolgt dies durch Anwendung von thermischer Energie, die in Form von aufgewärmter Luft oder einer Flamme auf das verfestigte Bauteil einwirkt und so aus dem Wasser eine Dampfphase bildet, die über sich bildende Kanäle aus dem verfestigten Bauteil entweicht.

Nachteilig bei dieser Form der thermischen Behandlung ist, daß die entstehende Wasserdampfphase nur entgegen der Richtung der Wärmeströmung austreten kann, da in der anderen Richtung ein Austreten durch das Isoliermaterial bzw. durch die metallische Gefäßwand erschwert wird oder auch unmöglich ist.

Dem kann nur begegnet werden, indem der entstehende Dampfdruck größer als die durch die Energiequelle erzeugte Wärmeströmung ist. Dadurch kann es jedoch wiederum zur Bildung von Rissen und Abplatzungen in dem Beton kommen, die die mechanische Widerstandskraft des Betons wesentlich verringern können.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen der feuerfesten Auskleidungsmasse eines metallurgischen Gefäßes bereitzustellen, welches in der Lage ist, die auf die metallische Gefäßwand aufgebrachte Auskleidungsmasse derart zu beheizen, daß die bei der Trocknung entstehende Wasserdampfphase nicht entgegen der Richtung der Wärmeströmung austritt.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Beheizung der Auskleidungsmasse von der der Gefäßwand zugewandten Seite her erfolgt.

Die Grundidee der Erfindung ist es, den in Folge der Beheizung auftretenden Wärmestrom in Richtung des Austritts der Wasserdampfphase zu lenken. Auf diese Weise erfolgt die Verfestigung der Auskleidungsmasse, beispielsweise des Betons, von innen nach außen, so daß die entstehende Wasserdampfphase die noch relativ weiche Auskleidungsmasse ungehindert passieren und sodann aus derselben austreten kann. Hohe Dampfdrücke innerhalb der Auskleidungsmasse treten so nicht auf und die Bildung von Gefügeschädigungen wird vermieden. Die mechanische Festigkeit wird dadurch deutlich gesteigert.

Hierzu ist es beispielsweise möglich, daß die Beheizung mittels einer unter der Auskleidungsmasse angeordneten elektrischen Widerstandsheizung erfolgt. Elektrische Widerstandsheizungen, in denen ein elektrischer Strom durch Heizelemente fließt, können problemlos zwischen die Auskleidungsmasse und das Isoliermaterial eingebracht werden. Hierdurch verteuert sich die Herstellung des metallurgischen Gefäßes nur unwesentlich.

In der Auskleidungsmasse können sogenannte Sintervorgänge erzeugt werden. Hierzu wird nach Austreiben der Wasserdampfphase die elektrische Energie in geregelter Form deutlich erhöht. Die Auskleidungsmasse sintert so von innen nach außen. Für diese Anwendung ist es demnach sinnvoll, daß die elektrische Widerstandsheizung eine Temperatur zwischen 800°C und 1200°C erzeugen kann.

Zweckmäßigerweise wird die elektrische Widerstandsheizung gegen die metallische Gefäßwand wärmeisoliert. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die elektrische Widerstandsheizung nicht oder nur gering auf die metallische Gefäßwand Wärme abstrahlt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Patentanspruchs 5, wonach zwischen der metallischen Gefäßwand und der Auskleidungsmasse eine elektrische Widerstandsheizung angeordnet ist.

Zweckmäßigerweise besteht die elektrische Widerstandsheizung aus auf die der metallische Gefäßwand aufbebrachten Isolierplatten, die auf ihrer der Auskleidungsmasse zugewandten Seite mit elektrischen Widerstandsheizelementen versehen sind. Dies hat den Vorteil, daß die elektrischen Widerstandsheizungen zusammen mit den Isolierplatten in das metallurgische Gefäß zum Zwecke der Trocknung der Auskleidungsmasse eingebracht werden können.

Es erweist sich als vorteilhaft, die elektrischen Widerstandheizelemente als auf die Isolierplatten aufgebrachte metallische Leiter auszubilden. Metallische Leiter als Ohm'sche Widerstände eignen sich, elektrische Energie in thermische Energie umzuwandeln.

Zweckmäßigerweise bestehen die metallischen Leiter aus Metallband. Metallbänder bieten den Vorteil, daß sie der Geometrie der Isolierplatten leicht angepaßt werden können.

Auch können die metallischen Leiter aus Bahnen von auf die Isolierplatten aufgebrachter elektrisch leitender Paste bestehen. Mit elektrisch leitenden Pasten lassen sich besonders gut große Flächen der Isolierplatten mit Heizelementen versehen.

Metallurgische Gefäße haben eine großflächige Gefäßwandung. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll, daß die metallische Gefäßwand flächendeckend mit einer Vielzahl von Isolierplatten versehen ist, deren metallische Leiter elektrisch miteinander verbunden sind.

Vorteilhafterweise bestehen die Isolierplatten aus wärmeisolierenden und elektrisch isolierenden Mineralfasern. Die Verwendung von Isolierplatten aus wärmeisolierenden und elektrisch isolierenden Mineralfasern bietet sich an, da Mineralfasern über gute mechanische, elektrisch und thermisch isolierende Eigenschaften verfügen. Alternativ kommen auf organische Formen, z. B. Cellulosefasern in Frage.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 Metallurgisches Gefäß gemäß der Erfindung;

2 Isolierplatten gemäß der Erfindung.

1 zeigt ein metallurgisches Gefäß 1 mit einer feuerfesten Auskleidungsmasse 2. Bei der Auskleidungsmasse 2 kann es sich insbesondere um Beton handeln. Das metallurgische Gefäß 1 dient beispielsweise der Aufnahme von flüssigen Metallen, die in dem metallurgischen Gefäß 1 be- und verarbeitet werden. Die Isolierplatten 3 sind dabei mit metallischen Leitern 4 derart versehen, daß die metallischen Leiter sich an der Seite befinden, an welcher die feuerfeste Auskleidungsmasse 2 aufgebracht ist. Der metallische Leiter 4, der auf der Isolierplatte 3 befestigt ist, wird mit elektrischer Energie gespeist. Durch den elektrischen Widerstand des metallischen Leiters 4 wird Wärmeenergie 6 erzeugt, die gezielt auf die feuerfeste Auskleidungsmasse 2 einwirkt. Auch ist für die Erzeugung der Wärmeenergie 6 eine Widerstandsheizung einsetzbar, in denen ein elektrischer Strom durch ein Heizelement fließt, das aus einem Heizmaterial (z.B. Graphit oder Widerstandsdraht) besteht. Der Ohm'sche Widerstand erzeugt Wärme, die von dem Heizelement abstrahlt. Die metallische Gefäßwand 5 ist flächendeckend mit einer Vielzahl von Isolierplatten 3 versehen, deren metallische Leiter 4 elektrisch miteinander verbunden sind.

Die in 2 gezeigten Isolierplatten 3 können aus elastischen, wärmeisolierenden und elektrisch isolierenden Mineralfasern bestehen. Dabei sind die Isolierplatten 3 mit metallischen Leitern 4 versehen. Die metallischen Leiter 4 können wiederum als Metallbänder ausgebildet sein. Dabei ist es möglich, daß zur Auskleidung von großen metallurgischen Gefäßen mehrere Isolierplatten 3 mit aufgebrachten metallischen Leitern 4 nebeneinander aufgebracht sind. Dabei muß sichergestellt sein, daß die metallischen Leiter 4 mittels eines leitenden Kontakts 7 miteinander verbunden sind.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Trocknen der feuerfesten Auskleidungsmasse (2) eines metallurgischen Gefäßes (1), bei welchem die auf die metallische Gefäßwand (5) aufgebrachte Auskleidungsmasse (2) zum Zwecke des Trocknens beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Auskleidungsmasse (2) von der der Gefäßwand (5) zugewandten Seite her erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung mittels einer im Bereich der Grenzfläche der feuerfesten Auskleidungsmasse (2) auf der Gefäßwand (5) zugewandten Seite angeordneten elektrischen Widerstandsheizung erfolgt.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstandsheizung Temperaturen zwischen Umgebungstemperatur und deutlich über 1200°C erzeugt.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstandsheizung gegen die metallische Gefäßwand (5) wärmeisoliert wird.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine elektrische Widerstandsheizung im Bereich der Grenzzone der Auskleidungsmasse (2) auf der der Gefäßwand (5) zugewandten Seite angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstandsheizung aus auf die metallische Gefäßwand (5) aufgebrachten Isolierplatten (3) besteht, die auf ihrer der Auskleidungsmasse (2) zugewandten Seite mit elektrischen Widerstandsheizelementen versehen sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Widerstandsheizelemente als auf die Isolierplatten (3) aufgebrachte metallische Leiter (4) ausgebildet sind
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Leiter (4) aus Metallband bestehen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Leiter (4) aus Bahnen von auf die Isolierplatten (3) aufgebrachter elektrisch leitender Paste bestehen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Gefäßwand (5) partiell bis hin zu flächendeckend mit einer Vielzahl von Isolierplatten (3) versehen ist, deren metallische Leiter (4) elektrisch miteinander verbunden sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatten (3) aus wärmeisolierenden und elektrisch isolierenden anorganischen Fasern (z.B. Mineralfasern) bestehen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatten (3) aus wärmeisolierenden und elektrisch isolierenden organischen Fasern (wie z.B. Cellulosefasern) bestehen.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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