DE3940575A1 - Verfahren zur haltbarkeitssteigerung von feuerfesten gefaesszustellungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Haltbarkeits­ steigerung von feuerfesten Gefäßzustellungen durch den Schrägeinbau der feuerfesten Steine.

In der metallurgischen Verfahrenstechnik sind die Gefäße, in denen sich Metallschmelze befindet, mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen, um die Stahlkonstruktionen vor hohen Temperaturen zu schützen. Diese feuerfesten Zustellungen aus einer oder mehreren Schichten feuerfester Steine gleicher oder verschiedener Qualitäten, finden sich in den Reaktorgefäßen für die metallurgischen Prozesse selbst, wie auch in den Transportgefäßen und den Nachbehandlungs­ aggregaten. Beispielsweise können in diesem Zusammenhang die Stahl­ erzeugungskonverter nach den verschiedenen Sauerstoff-Blasverfahren, Herdöfen, Roheisen- und Stahltransportpfannen, einschließlich der Pfannen für die Sekundärmetallurgie, sowie Kohlegasreaktoren und Gefäße für die verschiedenen Schmelzreduktionsprozesse angeführt werden.

Bei den meistens rotationssymmetrischen Gefäßformen baut man die Aus­ mauerung in Form von Steinringen aus handelsüblichen, in einer Richtung keilförmigen Formaten, ein. Bei diesen Steinformaten handelt es sich bevorzugt um die sogenannten Querwölber oder Ganzwölber. Dabei sind die Steinhöhen gleich, und auf diese Weise können zylindrische Gefäße Ring für Ring problemlos zugestellt werden.

Bei konisch sich verjüngenden Behältern oder schrägen Gefäßteilen, treten bei der beschriebenen ringweisen Steinverlegung, abhängig vom Neigungswinkel, Abtreppungen auf, die mit zunehmender Stufenbreite einen erhöhten Mauerungsverschleiß bewirken. Beispielsweise können Steinköpfe aus dem Mauerungsverband herausfallen, aufgrund von Rissen parallel zur heißen Seite der feuerfesten Steine.

Diesen Nachteil bei der Ausmauerung geneigter bzw. sich verjüngender Wandbereiche hat die Fachwelt erkannt, und es gibt Vorschläge zur Vermeidung oder mindestens zur Verringerung der Stufenbreite bei den Abtreppungen von Ring zu Ring. So ist beispielsweise bekannt, die Steine in konischen Wandbereichen, der Wandneigung folgend, schräg zu verlegen. Dazu eignen sich unter anderem Steine mit Haltevor­ richtungen, meistens Metallbügel verschiedener Ausführungen. Die US-Patentschrift 32 74 742 beschreibt ein derartiges System, und in der Radex-Rundschau, Heft 4, 1960, ab Seite 239, werden die sogenann­ ten Ferroclipsteine für die Aufhängung in gekrümmten Wandbereichen der Siemens-Martin-Öfen erläutert.

Ausführlich wird die Ausmauerung kegelstumpfähnlicher Wand­ konstruktionen in der DE-AS 26 07 598 dargestellt. Dieser Vorschlag besteht darin, ringförmig angeordnete, gegenüber der Horizontalen geneigt verlaufende, keilförmige Steine einzusetzen, deren Nei­ gungswinkel 5 bis 30° beträgt, und darin, daß die aneinanderliegenden Seitenflächen der Steine vertikal verlaufen.

Diese letztgenannte Zustellart hat in der Praxis Eingang gefunden, insbesondere weil hier die handelsüblichen Keilformate schräg gelegt werden und die dabei sich öffnenden, vertikalen Fugen unberücksichtigt bleiben oder mit Mörtel gefüllt werden. Diese Zustelltechnik ist vorteilhaft und kostengünstig gegenüber einem Einbau von Sonder­ formaten, wie den genannten Steinen mit Haltebügeln oder Kugelwölbern.

In der Betriebspraxis haben sich jedoch auch Nachteile bei der Anwendung dieser bekannten Ausmauerungstechniken, beispielsweise nach dem Vorschlag der DE-AS 26 07 598 ergeben. Hauptsächlich erweisen sich die Formsteine, auch Konsolsteine genannt, mit denen die horizontale Verlegung der Steinringe in den gewünschten Neigungswinkel herbeige­ führt wird, als Schwachstelle in der Ausmauerung. Es ergeben sich mit fortschreitender Einsatzzeit im Bereich dieser Konsolsteine voreilende Verschleißbereiche. Der bekannte Vorschlag, den einen Konsolsteinring durch bis zu fünf Anpassungslagen entsprechend geschnittener oder vorgeformter Steine zu ersetzen, wobei jeder Stein mindestens eine Schräge von 10° aufweist, ergab hinsichtlich des voreilenden Ver­ schleißes auch keine erkennbare Verbesserung.

Neben dem erhöhten Verschleiß der Konsolsteine, erweisen sich weiterhin die abrupten Winkeländerungen in der Linienführung der Gefäßausmauerung, beim Übergang von der waagerechten in die schräge Steinanordnung, als nachteilig. Auch die Anpassung der Steinlagen an die vom Stahlmantel der Gefäße vorgegebene Kontur gestaltete sich schwierig mit nur einer Formsteinlage.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, die Nachteile der bekannten Ausmauerungen für geneigte oder konische Wände, nämlich den voreilenden Verschleiß der Feuerfest-Steine im Übergangsbereich von der waagerechten in die schräge Steinverlegung, deutlich zu verbessern oder ganz zu vermeiden und darüber hinaus eine günstigere Anpassung der Mauerung an die Gefäßkontur zu erlauben und weichere Übergänge von der waagerechten zur schrägen Steinverlegung zu ermöglichen, um damit insgesamt die Haltbarkeit der feuerfesten Gefäßausmauerung zu steigern.

Diese Aufgabe ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Schräglage der Steine durch mehrere Lagen maschinenpreßfähiger Umlenksteine, mit bekannter, gleichmäßiger Dichte, schrittweise herbeigeführt wird.

Demgemäß ist der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Haltbar­ keitssteigerung von feuerfesten Gefäßzustellungen durch den Schrägein­ bau der feuerfesten Steine, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglage der Steine durch mehrere Lagen maschinenpreßfähiger Umlenksteine mit bekannter, gleichmäßiger Dichte schrittweise herbeigeführt wird.

Gegenstand der Erfindung sind ferner Umlenksteine aus beliebigen, handelsüblichen, maschinenpreßfähigen Grundformaten, die zur Her­ beiführung einer Schräglage der Steine gemäß dem Verfahren zur Haltbarkeitssteigerung von feuerfesten Gefäßzustellungen dadurch gekennzeichnet sind, daß der Neigungswinkel einer Steinfläche, bezogen auf die gegenüberliegende Steinfläche der Umlenksteine, 0.5° bis 5°, vorzugsweise ca. 2° bis 3°, beträgt.

Überraschenderweise hat der Schrägeinbau feuerfester Steine in metallurgische Gefäße nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu deutli­ chen Haltbarkeitsverbesserungen geführt, die über den erwarteten Rahmen weit hinausgingen. Zunächst war beabsichtigt, durch den geneigten Einbau der Steine in schräge Wandbereiche, beispielsweise einem konisch sich verjüngenden oberen Konverterbereich, dem sogenann­ ten Konverterhut, die Stufenbreite der getreppten Steinringe zu verringern, um damit Abplatzungen zu verhindern und voreilende Verschleißstellen zu vermeiden. Es hat sich aber herausgestellt, daß der schräge Einbau der Steine zu unerwartet geringeren Verschleißraten führte. Während bei waagerechtem Einbau der Steinringe sich mittlere Verschleißraten, ohne Berücksichtigung der voreilenden Verschleißstel­ len, von ca. 1.8 mm pro Charge einstellen, reduzierten sich diese Werte bei 19° Schräglage der Steinringe um 28% auf 1.3 mm pro Charge.

Eine mögliche Erklärung für diese hohe Haltbarkeitssteigerung bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, kann wahrscheinlich darin gesehen werden, daß die Beanspruchungsrichtung der schrägliegenden Steine, von ihrer heißen Seite aus gesehen, günstiger in bezug auf die Steinpreßrichtung ist. Dieses überraschende Ergebnis bestätigt sich auch beim Schrägeinbau der Steine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Badzone metallurgischer Gefäße, beispielsweise im unteren Konus von Konvertern für die Stahlerzeugung. Auch hier konnte die Haltbarkeit der feuerfesten Zustellung um ca. 25% gesteigert werden.

Ein weiteres, wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Schräglage der Ausmauerung mit handelsüblichen Steinen schrittweise, bevorzugt mit kleinen Winkeländerungen, in jeder Umlenk­ steinlage herbeizuführen. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, die Winkeländerungen für jede Umlenksteinlage kleiner als 5° zu halten. Zum Beispiel kann eine Schräglage von insgesamt 20° für eine Ausmauerung aus handelsüblichen Steinen mit sechs bis zehn Umlenksteinlagen hergestellt werden.

Aus dieser schrittweisen Einstellung der Gesamtschräglage geneigt eingebauter, handelsüblicher Steine gemäß der Erfindung, ergeben sich überraschende Vorteile und deutliche Haltbarkeitssteigerungen in sonst kritischen und häufig voreilend verschleißenden Ausmauerungsbereichen. Während mit der bekannten Methode, durch einen oder wenige Formstein­ ringe eine geneigte Steineinbaulage zu erreichen, es zwangsläufig zu abrupten Winkeländerungen in der feuerfesten Zustellung kommt, gelingt es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, weichere Übergänge zu schaffen. Beispielsweise wird die Schräglage von 0 auf 20° über acht Umlenksteinlagen und damit auf eine Ausmauerungshöhe von ca. 800 mm verteilt. Dagegen vollzieht sich bei der bekannten Zustellungsart diese Winkeländerung von Steinlage zu Steinlage, d. h. von der waagerechten Steinanordnung geht man direkt in die geneigte Steinver­ legung über. Diese spontane Winkeländerung der Steinanordnung führt in der Innenkontur der Gefäßausmauerung zu entsprechend harten Übergän­ gen. Da aber in diesen Übergangszonen bei den Ausmauerungen metallur­ gischer Gefäße, in denen stark turbulente Metallbadströmungen und hohe Abgasströmungsgeschwindigkeiten auftreten, voreilender Feuerfest-Ver­ schleiß zu beobachten ist, wird angenommen, daß sich an diesen Stellen ungünstige Strömungsbilder, zum Beispiel Wirbel, ergeben, die diesen voreilenden Verschleiß der feuerfesten Materialien bewirken. Dieser Nachteil der bekannten Zustelltechnik wird mit dem Verfahren gemäß der Erfindung überwunden. Durch die auf viele Steinlagen verteilte Winkeländerung ergeben sich in den Innenkonturen der Ausmauerung weiche Übergangszonen, die wahrscheinlich in den metallurgischen Gefäßen die Strömungsverhältnisse günstig beeinflussen und somit zu einer deutlich verbesserten Mauerungshaltbarkeit in diesen kritischen Gefäßzonen beitragen.

Überraschenderweise konnte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch der häufig an den bekannten Form- bzw. Konsolsteinringen beobachtete, voreilende Verschleiß, der sich von Fall zu Fall lochartig zeigt, vollständig vermieden werden. Wie nachträglich durchgeführte, genauere Untersuchungen an den Konsolsteinen ergeben haben, zeigen sich an diesen teilweise handgestampften Steinformaten schlechtere technologi­ sche Werte im Vergleich zu den üblichen maschinengepreßten Steinforma­ ten. Zum einen sind die gemessenen absoluten Werte für die Rohdichte und die Kaltdruckfestigkeit der Konsolsteine geringer und zum anderen ändern sich diese Daten noch über den Steinquerschnitt. Häufig finden sich an der Schmalseite der Steine, also der Keilspitze, höhere Meßwerte im Vergleich zu den Werten an der breiten Steinseite, also der Keilbasis. Es wird angenommen, daß diese unterschiedlichen techno­ logischen Eigenschaften den lokal auftretenden Vorverschleiß dieser Keil- bzw. Konsolsteine bewirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt demgegenüber den Einsatz von Umlenksteinen mit einem geringen Neigungswinkel von kleiner 5°, hauptsächlich von ca. 2° bis 3°, und somit ist es möglich, diese Umlenksteine wie die üblichen Steinformate auf den bekannten Stein­ pressen zu fertigen. Selbst die erforderlichen Anderungen an den Preßformen sind für die kleinen Neigungswinkel wenig aufwendig und mit geringen Kosten durchzuführen.

Untersuchungen an diesen maschinengepreßten Umlenksteinen haben, im Vergleich zu den entsprechenden handelsüblichen Formaten, über den gesamten Steinquerschnitt die gleichen technologischen Daten mit der bekannten Streuung ergeben. Wahrscheinlich ist dies der Grund, warum beim betrieblichen Einsatz dieser Umlenksteine in den Gefäßaus­ mauerungen auch keinerlei diskrete, voreilende Verschleißbereiche mehr auftreten.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung läßt sich die Schräglage für den Einbau der handelsüblichen Formate durch eine entsprechende Anzahl von Umlenksteinlagen, beispielsweise von zwei bis 25 Umlenksteinlagen, je nach gewünschter Gesamt-Schräglage, herbeiführen. Es kann aber auch ohne Nachteil zwischen den Umlenksteinlagen mit einer oder mehreren Steinlagen aus handelsüblichen Steinen, z. B. mit Querwölbern, bei der Ringverlegung gearbeitet werden. Diese Kombination von Steinlagen aus Umlenksteinen und handelsüblichen Formaten erlaubt eine besonders langsame Überführung von der beispielsweise waagerechten Steinver­ legung in den Schrägeinbau der Steinlagen. Schließlich erlaubt diese erfindungsgemäße Kombination von Umlenksteinlagen mit Lagen aus handelsüblichen Steinen auch gezielt Anderungen in der Schräglage bei der Steinverlegung. Zum Beispiel kann durch zwei Umlenksteinlagen eine Schräglage von 5° für den Einbau einer beliebigen Anzahl von Lagen handelsüblicher Steine erreicht werden, und anschließend läßt sich durch weitere Umlenksteinlagen diese Schräglage verstärken.

Es liegt selbstverständlich im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens, durch Umlenksteine mit gegenläufigem Neigungswinkel, der ebenfalls kleiner als 5° ist, die Schräglage der eingebauten handelsüblichen Steine wieder schrittweise aufzuheben. Bei dieser Rückführung des Schrägeinbaus feuerfester Steine kann natürlich auch mit Lagen handelsüblicher Formate zwischen den Umlenksteinlagen gearbeitet werden.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung, bei dem die Schräglage der Steine durch mehrere Lagen maschinenpreßfähiger Umlenksteine schritt­ weise herbeigeführt wird, kann man die Anpassung der Ausmauerung an die durch die Stahlblechummantelung vorgegebenen Gefäßkonturen in gewissen Grenzen steuern. Dabei haben sich für das feuerfeste Material allmähliche Übergänge von einer Schräglage in eine andere oder, wie häufiger angewendet, von der waagerechten Einbaulage in eine Schräg­ lage im Vergleich zu abrupten Winkeländerungen bei der Steinverlegung als haltbarkeitsverbessernd herausgestellt. Beispielsweise ließ sich in einem Konverter das Verschleißbild der Ausmauerung im Übergangs­ bereich vom unteren Konus in den zylindrischen Wandteil auf sehr vorteilhafte Weise verbessern. Bei der bekannten Zustellung mit waagerechten Parallelogrammsteinringen im unteren Konus und üblichen Querwölbersteinringen im Zylinder, erfolgte die Winkeländerung von ca. 30° aus dem konischen in den zylindrischen Teil abrupt. Als typisches Verschleißbild zeigte sich bei dieser Konverterzustellung ein vor­ eilender Steinverbrauch in diesem Übergangsbereich, der so aussah, als würde sich der zylindrische Gefäßbereich in den unteren Konus hinein verlängern, und etwa 6 bis 10 Lagen unter der ersten Zylindersteinlage lag der größte Steinverschleiß, der dann zur Außerbetriebnahme des Gefäßes führte. Durch den Einbau von acht Umlenksteinlagen, beginnend mit dem Konverterbodenniveau, und der damit erreichten 20° Schräglage für die Verlegung der handelsüblichen Querwölber im unteren Konus, sowie der anschließenden allmählichen Rückführung dieser Schräglage durch acht Umlenksteinlagen mit umgekehrtem Neigungswinkel zum waagerechten Einbau des Zylindermauerwerks, konnte mit dieser Zustel­ lung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das bis dahin typische Verschleißbild mit der bekannten Steinverlegung durchgreifend geändert werden. Es zeigte sich nunmehr ein gleichmäßiger Verschleiß in diesem bis dahin kritischen Übergangsbereich, der schließlich zu einer Haltbarkeitssteigerung der gesamten Zustellung von ca. 25% führte.

Bei der Ausmauerung eines Eisenbadreaktors für die Durchführung von Versuchen zur Schmelzreduktion hat sich das Verfahren gemäß der Erfindung als besonders flexibel und anpassungsfähig bei Änderungen der Ausmauerungsinnenkontur, ohne Berücksichtigung der äußeren Gefäß­ form, herausgestellt. Gewünschte Änderungen der Gefäßinnenform, bei diesem liegenden, zylindrischen Konvertergefäß, konnten durch entspre­ chende Veränderungen der Ausmauerung erreicht werden. Zum Beispiel erlaubte der Schrägeinbau von Steinlagen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren konische Verjüngungen in diesem zylindrischen Gefäß, um beispielsweise den Bereich für die Eisenschmelze in dem Konverter zu verkleinern. Durch die schrittweise Herbeiführung der angestrebten Schräglage der handelsüblichen Steine mit mehreren Umlenksteinlagen, ließen sich diese Änderungen der Gefäßinnenkontur in vorteilhafter Weise durchführen.

Der Umlenkstein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte nur Neigungswinkel der einen Steinfläche, bezogen auf die gegenüberliegende Steinfläche, von 0.5° bis maximal knapp 5° auf­ weisen. Bevorzugt wird ein Neigungswinkel in der Größenordnung von 2° bis 3°. Diese geringen Neigungswinkel erlauben es, wie bereits berichtet, die Umlenksteine auf den bekannten Pressen herzustellen. Es werden somit sehr gleichmäßige technologische Werte über den gesamten Steinquerschnitt erreicht. In dieser Hinsicht sind die Umlenksteine in ihren chemischen und technologischen Erzeugungsdaten gleichwertig mit den handelsüblichen Steinformaten. Für einen typischen Umlenkstein bei ringförmiger Vermauerung, also einem Querwölber im Grundformat, beträgt das Differenzmaß zwischen der schmalen und der breiten Steinseite bei einem Neigungswinkel von etwa 2.8° und einer Steinlänge von 500 mm, etwa 25 mm, und bei einer Steinlänge von 900 mm ergeben sich für dieses Differenzmaß 40 mm, bei einem Neigungswinkel von ca. 2.5°.

Grundsätzlich ist es für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beliebig, ob dieses Differenzmaß zur Erzielung des Neigungswinkels bei dem Umlenkstein der Höhe seines Grundformates hinzugerechnet oder davon abgezogen wird. Zum Beispiel beträgt die Steinhöhe bei den Konverterquerwölberformaten bevorzugt 100 mm, und bei einer Steinlänge von 500 mm kann das Differenzmaß von 25 mm zur einseitigen Erhöhung der Steinhöhe von 125 mm oder zur Erniedrigung auf 75 mm führen. In der Praxis haben sich Umlenksteine mit Steinhöhen von 100 mm in der Steinmitte als besonders zweckmäßig herausgestellt. Bei diesen Umlenksteinen berücksichtigt man das gesamte Differenzmaß jeweils zur Hälfte an den gegenüberliegenden Steinseiten bei der Steinerzeugung. Bei den Steinringen aus Umlenksteinen mit 100 mm Steinhöhe in der Steinmitte, wird es ohne Nachteile möglich, in einem Steinring die Neigungswinkel der Umlenksteine zu ändern bzw. auch im Steinring handelsübliche Formate mit Umlenksteinen zu kombinieren. Es liegt im Sinne der Erfindung, in Teilbereichen von Steinringen auf diese Weise Steinschräglagen herbeizuführen. Beispielsweise können dadurch günstige Voraussetzungen in der Ausmauerung für den Einbau von Düsen, die die Ausmauerung durchdringen, eingestellt werden.

Durch den Schrägeinbau von üblichen, keilförmigen Steinformaten öffnen sich die Fugen zwischen den Steinen einer Lage keilförmig. Zum Beispiel gehen in einem waagerecht angeordneten, geschlossenen Ring aus vielen Querwölberformaten bei seiner geneigten Verlegung die senkrechten Fugen zwischen den einzelnen Steinen keilförmig auf. Die Basisbreite dieser sich keilförmig öffnenden Fuge beträgt beispiels­ weise 3 mm bei einem um 20° geneigt angeordneten Querwölber mit der gebräuchlichen Steinhöhe von 100 mm. Die sich einseitig öffnenden Fugen haben in der Praxis überraschenderweise zu keinerlei Schwierig­ keiten geführt. Sowohl bei der Verlegung mit üblichen Mörteln oder beim Einsatz trockener Fugenfüller, beispielsweise Dolomit- oder Magnesitmehl, sowie auch bei der Steinverlegung ohne jeden Fugenfül­ ler, haben sich bei den Ausmauerungen unterschiedlicher Aggregate keinerlei Nachteile durch die sich öffnenden, keilförmigen Fugen ergeben. Es liegt somit im Sinne der Erfindung, beim Schrägeinbau handelsüblicher Steinformate keine besonderen Maßnahmen, die über die üblichen bekannten Verlegetechniken mit und ohne Fugenfüller hinaus­ gehen, zu ergreifen.

Selbstverständlich ist die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung unabhängig von der eingesetzten Steinqualität. Es können sämtliche bekannten Steinqualitäten beliebiger chemischer Zusammenset­ zung, Bindung und Dichte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden. Beispielsweise können dies Schamottesteine oder Steine höherer Feuerfestigkeit, wie Sillimanit, Mullit, bis hin zu Korundsteinen unterschiedlicher Qualitäten, sein. Besonders vorteil­ haft lassen sich Steinqualitäten mit größerer Wärmeausdehnung, wie beispielsweise Dolomit- und/oder Magnesitsteine unterschiedlicher Qualitätsstufen mit keramischer, Pech- oder Kunstharzbindung, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einbauen. Dolomitsteine und hauptsächlich Magnesitsteine, auch mit unterschiedlichen Kohlenstoffanreicherungen bis hin zu 22% Restkohlenstoffanteil, lassen sich erfolgreich zum Beispiel in den Konverter für die Stahlerzeugung nach dem Verfahren gemäß der Erfindung verlegen.

Zur Ausmauerung der Reaktionsgefäße für die Schmelzreduktion und die Kohlevergasung, hat sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft herausgestellt. Es können neben den genannten Stein­ qualitäten auch keramisch gebundene Magnesit-Chrom-Steine unterschied­ licher Sinterqualität, schmelzgegossene feuerfeste Baustoffe und Picrochromit-Steine zum Einsatz kommen. Ebenso erwiesen sich Steine mit Blechummantelung als geeignet.

Mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist es gelungen, in überraschender Weise die Haltbarkeit von feuerfesten Gefäßzustellungen durch den Schrägeinbau der feuerfesten Steine zu steigern. Die Schräglage der Steine wird dabei schrittweise durch Umlenksteine herbeigeführt, die auf üblichen Steinpressen, aufgrund ihres geringen Neigungswinkels von kleiner 5°, problemlos herstellbar sind. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden weiterhin lokal voreilende Ver­ schleißstellen in den Umlenksteinlagen vermieden, und durch die allmähliche schrittweise Herbeiführung der Steinschräglage ergeben sich, in den kritischen Übergangszonen bei bekannter Zustelltechnik, nunmehr weichere Übergänge mit erhöhter Haltbarkeit. Die gesteigerte Flexibilität bei der Anpassung von Gefäßausmauerungen an die vorge­ gebene Stahlblechkontur und auch bei der Einstellung von Gefäßinnen­ konturen unabhängig vom Stahlblechmantel, sind weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von nichteinschränkenden Beispielen und Abbildungen erläutert.

Fig. 1 zeigt den Schnitt durch einen Gefäßbereich, der nach den Lehren des erfindungsgemäßen Verfahrens zugestellt ist.

Fig. 2 zeigt einen Umlenkstein.

Der in Fig. 1 dargestellte Schnitt durch die eine Hälfte eines Teilbereiches eines rotationssymmetrischen Trommelreaktors zeigt das Stahlblech 1 und den zweischichtigen Aufbau der feuerfesten Ausmaue­ rung. Sie besteht aus der Isolierschicht 2 und der Verschleißschicht 3. Das halbseitig dargestellte Gefäßteil besteht aus einem zylind­ rischen Abschnitt mit dem großen Innendurchmesser 4 von 3 m und dem zweiten zylindrischen Bereich mit dem kleineren Innendurchmesser 5 von 2.2 m. Verbunden sind diese beiden zylindrischen Gefäßbereiche durch ein konisches Zwischenstück mit einem Neigungswinkel 6 von 20°.

Die Verschleißsteine 7 in dem größeren zylindrischen Teil sind Querwölber mit einer Steinlänge von 500 mm, gemischt aus den Formaten 50/36 und 50/60 für jede Ringlage. Daran schließen sich acht Lagen von Umlenksteinen 8 an, die in ihrem Grundformat ebenfalls Querwölber sind, jedoch in Achsrichtung des Gefäßes eine zweite Keiligkeit von ca. 3° aufweisen. Daran schließen sich vier Lagen von üblichen Querwölbern 9 an. Diese Querwölber entsprechen genau den Formaten 7, jedoch wird pro Ring ein anderes Mischungsverhältnis wegen des abnehmenden Durchmessers eingesetzt. Dann folgen wiederum acht Lagen von Umlenksteinen 10, deren Keiligkeit in Gefäßachsrichtung ebenfalls 3° beträgt, jedoch in umgekehrter Richtung wie bei den Umlenksteinen 8. Anschließend wird die Wand des kleineren zylindrischen Teils mit Querwölbern 11 gleicher Typen wie die Querwölber 7, jedoch in einem angepaßten Mischungsverhältnis, zugestellt.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen, folgt die Ausmauerung der Gefäßkontur in einer gut angepaßten, weichen Linienführung. Die sonst üblichen Abtreppungen von Ring zu Ring im konischen Bereich der Wand entfallen.

Fig. 2 zeigt als Beispiel einen Umlenkstein, der von einem Querwölbergrundformat, beispielsweise einem Konverterstein mit der üblichen Formatbezeichnung 50/36, ausgeht. Die Abmessungen für das Querwölbergrundformat sind für die Markierungsziffern in Fig. 2, 13 132 mm, 14 und 15 jeweils 100 mm, 16 168 mm und die Länge 17 500 mm. Für den Umlenkstein bleiben im dargestellten Fall die Abmessungen 13, 14, 16 und 17 gleich. Die Dimension 15 erhöht sich gemäß 19 um 26 mm und ergibt dann eine Höhe 18 von 126 mm. Daraus ergibt sich ein Neigungwinkel 21 von 3°.

Mit einem solchen Umlenkstein wird bei ringweiser Verlegung demgemäß eine Schräglage pro Ring von 3° erreicht.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Umlenkstein ist der keilförmige Anteil 19 auf die ursprüngliche Querwölberhöhe 14 und 15 aufgebracht. Selbstverständlich läßt sich mit dem gleichen Ziel auch die Höhe 14 oder 15 um den Betrag 19 verringern.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung im Sinne des erfindungsge­ mäßen Verfahrens besteht darin, die ursprüngliche Steinhöhe 14 bzw. 15 in der Steinmitte 20 beizubehalten und den gesamten Keilbetrag 19 zu gleichen Teilen auf die Höhe 14 und 15 zu verteilen. Das bedeutet bei dem dargestellten Querwölberformat, die Höhe 14 um 13 mm zu verringern und die Höhe 15 um 13 mm zu erhöhen. Steine dieser vorteilhaften Dimensionierung erlauben es, Umlenksteine in einem geschlossenen Steinring mit handelsüblichen Querwölbern zu kombinieren und auf diese Weise nur Teilbereiche eines Ringes mit Steinschräglage zu verlegen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Haltbarkeitssteigerung von feuerfesten Gefäßzustellungen durch den Schrägeinbau der feuerfesten Steine, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglage der Steine durch mehrere Lagen maschinenpreßfähiger Umlenksteine, mit bekannter, gleichmäßi­ ger Dichte, schrittweise herbeigeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Umlenksteine mit einem Neigungswinkel von kleiner 5° eingebaut werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit den Umlenksteinen Schräglagen von mit Steinen zugestellten Gefäßausmauerungen herbeigeführt und/oder die Neigung der Steinlagen geändert und/oder die Schräge der Steinlagen wieder aufgehoben werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer oder mehreren Umlenk­ steinlagen, Steinlagen aus den bekannten handelsüblichen Stein­ formaten eingebaut werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit Steinlagen aus Umlenksteinen und/oder einer Kombination aus Umlenksteinlagen mit Lagen han­ delsüblicher Steinformate, die Ausmauerung der durch den Stahl­ blechmantel des Gefäßes vorgegebenen Gefäßform angepaßt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Steinlagen aus Umlenksteinen und/oder einer Kombination aus Umlenksteinlagen mit Lagen handels­ üblicher Steinformate, eine gewünschte innere Gefäßkontur, unabhän­ gig von Stahlmantel des Gefäßes, hergestellt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei konischen, gerundeten oder in beliebiger Kurvenform sich im Durchmesser ändernden rotations­ symmetrischen Gefäßformen die Umlenksteine in einer oder in mehreren Ringlagen mit oder ohne Zwischenlagen aus Steinringen handelsüblicher Formaten eingebaut werden.

8. Umlenksteine aus beliebigen handelsüblichen, maschinen­ preßfähigen Grundformaten, die zur Herbeiführung einer Schräglage der Steine, gemäß dem Verfahren zur Haltbarkeitssteigerung von feuerfesten Gefäßzustellungen, eingebaut werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Neigungswinkel einer Steinfläche, bezogen auf die gegenüberliegende Steinfläche der Umlenksteine, 0.5° bis 5°, vorzugsweise ca. 2° bis 3°, beträgt.