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Verfahren und Mörtel zum Einbau von Kühlkästen in das Mauerwerk von
Hochöfen od. dgl. Schachtöfen Aufgabe der bei Schachtöfen aller Art, insbesondere
bei Hochöfen, verwendeten Kühlkästen ist, eine gute, tiefgreifende Kühlung der feuerfesten
Auskleidung des Ofens zu erzielen. Dies erfordert einen guten Kontakt zwischen-Kühlkasten
und Mauerwerk,, denn nur bei inniger Berührung des Kühlkastens mit dem Mauerwerk
ist eine gute Kühlwirkung gewährleistet.
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Mit Rücksicht- auf die durch die Herstellung bedingten Maßtoleranzen
einmal der feuerfesten Steine und zum anderen der Kühlkästen werden die Aussparungen
im Mauerwerk stets größer bemessen als die Kühlkästen, die nach Aufbau des Mauerwerkes
in dessen Aussparungen eingebaut werden. Auch werden die Kühlkästen und das umgebende
Mauerwerk oft so konstruiert; daß die Kühlkästen notwendigenfalls ausgebaut und
durch neue Kästen ersetzt -werden können. Aus diesem Grund wurden schon Kühlkästen
mit schräg zulaufenden Seitenflächen versehen; wodurch der Ausbau und Einbau erleichtert
werden. Abrundungen der vorderen Kanten- dienen dem _gl@ichen Zweck. In vielen Fällen
folgen die Umkleidungssteine den schräg zulaufenden Außenflächen nicht, so daß der
Abstand zwischen Kühlkasten-Oberfläche und umgebendem Steinmauerwerk am Ende des
Kühlkastens größer ist als am Anfang.
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Durch alle diese Maßnahmen wird die innige Berührung zwischen Kühlkästen
und umgebendem Mauerwerk beeinträchtigt, wenn nicht sogar verhindert. Die Wirkung
der Kühlkästen wird dadurch stark vermindert. Weiter treten bekanntlich durch die
Spalten zwischen Mauerwerk und Kühlkästen Gase aus dem Ofeninneren aus, die eine
Beeinträchtigung der Bedienungsmannschaften hervorrufen. Die in diesen Gasen enthaltenen
Stoffe, z. B. Zink, Alkalien, Kohlenstoff, lagern sich in den Spalten ab und können
eine frühzeitige Zerstörung des Mauerwerkes verursachen.
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Es ist bekannt, die Spalten zwischen Kühlkasten und Mauerwerk durch
Masse oder Mörtel auszufüllen. Es ist jedoch nur sehr schwer möglich, die Spalten
um den ganzen Kühlkasten völlig dicht und fest mit Masse oder Mörtel zu füllen,
so daß auch dann, wenn die Spalten mit Masse und Mörtel gefüllt sind, der Wärmeabfluß
vom Mauerwerk zum Kühlkasten immer schlechter ist, als wenn der Kühlkasten dicht
an dem Mauerwerk anliegt. Auch zerrieseln die bisher für diesen Zweck verwandten
Massen und Mörtel nach einiger Zeit, wodurch neuer Hohlraum entsteht, der wiederum
den Wärmeabfluß aus dem Mauerwerk zum Kühlkasten behindert.
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Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, zum Einbau der Kühlkästen in
das Mauerwerk von Hochöfen oder dergleichen Schachtöfen beim Aufbau. des-Mauerwerkes
einen Mörtel zu verwenden, der hochwärmeleitende Stoffe enthält. -Beim Einbau der
Kühlkästen während des Aufbaues des Mauerwerkes können die Spalten zwischen dem
Mauerwerk und dem Kühlkasten leicht völlig und fest und dicht mit Mörtel gefüllt
werden. Die hochwärmeleitenden Stoffe in dem verwandten Mörtel gleichen die schlechtere
Wärmeleitfähigkeit eines Mörtels gegenüber einem feuerfesten Stein aus. Da der Mörtel
kalt abbindet, zerrieselt er nicht.
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Durch die Erfindung werden also die durch leere oder nicht völlig,
dicht und fest gefüllte Spalten zwischen Mauerwerk und Kühlkasten sowie durch die
gegenüber den Steinen schlechtere Wärmeleitfähigkeit der bisher für diesen Zweck
verwandten Mörtel und die durch das Zerrieseln dieser Mörtel bedingten Nachteile
vermieden und die Kühlwirkung der Kühlkästen auf das Mauerwerk beträchtlich verbessert.
Für die Aussparungen, in die die Kühlkästen eingebaut werden, sind aber auch keine
Formsteine mit abgeschrägten Flächen mehr erforderlich, unabhängig von der Form
der Kühlkästen.
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Als hochwärmeleitende Stoffe können Graphit, Siliziumcarbid, Metallpulver
usw. verwandt werden. Ganz besonders eignen sich Metalldrehspäne.
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Der notwendige Anteil des Mörtels an hochwärmeleitenden Stoffen hängt
von der Temperatur, die das Mauerwerk im Höchstfall erreichen darf, von der Art
des zugesetzten hochwärmeleitenden Stoffes usw. ab. Je höher z. B. die Wärmeleitfähigkeit
des beigemischten, hochwärmeleitenden Stoffes ist, desto geringer kann sein Anteil
am Mörtel sein. Der notwendige Anteil muß daher von Fall zu Fall ermittelt werden.
Er muß mindestens so groß sein, daß die
Wärmeleitfähigkeit der Masse
hoch genug ist, eine ausreichende Kühlung des Mauerwerkes zu gewährleisten und soll
nicht unter 5% der Gesamtmasse liegen.
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Als kaltabbindende Mittel eignen sich insbesondere solche Bindemittel,
die für kaltgebundene, feuerfeste Massen und Steine verwandt werden, z. B. Zement,
Magnesiumsulfat. Um zu vermeiden, daß der Mörtel zu fest am Kühlkasten haftet und
dessen gegebenenfalls erforderlicher Ausbau dadurch erschwert wird, kann in weiterer
Ausbildung der Erfindung der Kühlkasten vor dem Einbau oder Wiedereinbau mit einer
dünnen Schicht eines Stoffes, vorteilhaft einem Wachs, überzogen werden, dessen
Schmelztemperatur oberhalb der Temperatur liegt, die die Kühlkästen üblicherweise
erreichen, auch bei gelegentlichen, kurzfristigen Störungen in der Kühlwasserzufuhr.
Ist ein defekter Kühlkasten dann zu ersetzen, so genügt eine Erwärmung oberhalb
dieser Temperatur, um die Haftung zwischen- Mörtel und Kühlkasten aufzuheben. Der
Kühlkasten läßt sich dann ohne größere Schwierigkeiten herauslösen und ersetzen.
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Es sind wärmeleitende Bauteile bekannt, die aus einem Gespinst von
Aluminiumfäden und einem Bindemittel bestehen und die gegebenenfalls noch Aluminiumdraht,
Aluminiumgitter usw. enthalten können. Solche Bauteile eignen sich jedoch nicht
zum Einmörteln von Kühlkästen in ein Mauerwerk von Hochöfen usw.
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Die Erfindung ist in den beiden Figuren beispielsweise dargestellt.
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Fig.1 ist ein senkrechter Schnitt durch das Mauerwerk eines Hochofens
und durch einen in dieses eingebauten Kühlkasten in der Längsachse dieses Kühlkastens,
Fig.2 ein waagerechter Schnitt durch das gleiche Mauerwerk in Höhe der Mitte des
Kühlkastens.
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In den Figuren ist 1 derKühlkasten und2 das Mauerwerk, welches aus
einzelnen Steinen errichtet ist. In dem Spalt 3 zwischen dem Kühlkasten 1 und dem
Mauerwerk 2 wurde beim Aufbau des Mauerwerkes 2 eine Mörtelschicht eingebracht aus
einem kaltabbindenden Mörtel, der hochwärmeleitende Stoffe enthält. 4 ist der Panzer
des Hochofens.