Die Fabrikation der feuerfesten Steine

115 Pages·1905·4.055 MB·German

by  Friedrich Wernicke (auth.)

Die Fabrikation
der feuerfesten Steine.
Von
Friedrich Wernicke.
Berlin.
Verlag von Julius Springer.
1905.
ISBN -13: 978-3-642-90564-3 e-ISBN-13: 978-3-642-92421-7
DOI: 10.1007/978-3-642-92421-7
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1905
Alle Rechte, insbesondere das der
Ubersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.
Seinem verehrten Lehrer der Eisenhüttenkunde
Herrn Geheimen Bergrat
Professor Dr. Hermann Wedding-Berlin
gewidmet
vom Verfasser.
Vorwort.
Die Herstellung der feuerfesten Steine ist einem großen Teile
der Techniker, welche täglich auf ihre Benutzung ang'ewiesen sind,
wenig bekannt und daraus haben sich manche Mißstände ergeben.
Dem Verfasser ist in seiner Tätigkeit als Fabrikant im Verkehr mit
der Kundschaft oft angedeutet, daß eine kleinere Arbeit über die
Herstellung der feuerfesten Materialien nach mancher Richtung hin
aufklärend und nicht zuletzt zum Nutzen der feuerfesten Industrie
selbst wirken würde, Er hat sich deshalb bemüht, in der vorliegenden
Schrift, gestützt auf langjährige eigene Erfahrungen und auf die
gelegentlichen l\litteilungen befreundeter Fachleute, eine kurze Dar
stellung der einzelnen Fabrikationszweige rein aus der Praxis heraus
zu geben, und darin nur das zu schildern, was er in seiner eigenen
Tätigkeit als da~ Beste kennen gelernt hat, bezw, was ihm von be
währten Kollegen als solches mitgeteilt ist j die angeführten
Maschinenfabriken sind nur beispielsweise genannt. Theoretische Be
trachtungen sind nach Möglichkeit vermieden, ebenso schien es über
flüssig, die Untersuchungsmethoden der Rohmaterialien zu bringen,
da diese in anderen Werken, z. B, in den Schriften von SEEGER,
BISCHOF etc. ausführlich zu finden sind. Auf die Beigabe von Ab
bildungen ist deshalb verzichtet, weil das Buch in erster Linie für
den in der Praxis stehenden Techniker geschrieben ist, für den in
den meisten Fällen die gebrachten Beschreibungen genügen werden,
und der reichlich Gelegenheit hat, sich durch den Augenschein genauer
zu unterrichten, als es durch Skizzen der Fall sein kann.
Der Verfasser hat sich einer möglichst sachlichen Kürze
befleißigt, weil ihm bekannt ist, daß der von morgens bis
abends in seinem Betriebe tätige Techniker wenig geneigt ist, sich
mit dem Studium umfangreicher Bücher zu beschäftigen, und er
hofft auch dadurch seiner Arbeit eine freundlichere Aufnahme zu
sichern.
VI Vorwort.
Allen denen, welche die Arbeit mit Rat und Tat freundlichst
unterstützt haben, sei auch an dieser Stelle bestens gedankt. Ebenso
wird der Verfasser für weitere Anregungen und Mitteilungen aus
dem Gebiete der feuerfesten Industrie, sei es aus den Kreisen der
Fabrikanten oder der Verbraucher der einzelnen Produkte, stets dank
bar sein. Denjenigen, welche sich eingehender für die nachstehend
beschriebenen Anlagen und Arbeitsmethoden interessieren, stellt er
seinen technischen Rat zur Verfügung.
Ober kassel, Siegkreis, im April 1905.
Friedrich Wernicke,
Fabl'ikdirektor.
Inhaltsverzeichnis.
Seite
Einleitung· . . . . . . . . . . . 1
Die Fabrikation der Dinassteine 3
A. Die Rohmaterialien 3
1. Der Quarzit . 3
2. Der Kalk . . . 7
B. Die Anlagen und Einrichtungen für die Fabrikation 9
C. Die Herstellung der Dinassteine . . . . . .. . . .. 21
D. Dinassteine ans Kalk und Sand nach dem Patent HOHAK 32
Die Fabrikation der Schamottesteine . 34
A. Die Rohmaterialien . . . . . . . . 34
B. Die Vorbereitung der Rohmaterialien· 45
C. Das Brennen der Tone zu Schamotte . 46
D. Die Einrichtungen zum Mahlen und Mischen der Roh-
materialien· . . . . . . . . . . . . 49
E. Die Zusammensetzung der 1VIischungen 52
F. Die Vorbereitung der Mischungen zum Formen 61
G. Das Formen der Steine . 62
H. Das Trocknen der Steine 69
J. Das Brennen der Steine . 70
Die Fabrikation der ßauxitsteine 78
" " Schmelztiegel 80
" " Magnesitsteine 84
Kohl enst offstei ne 89
" Dolomitsteine und -masse· 95
Pudding-, Glenboig- und Karborundumsteine 99
Die feuerfesten Mörtel .......... . 101
Die Behandlung der feuerfesten Materialien· 104
Einleitung.
Alle Anlagen, welche in der Technik zum Rösten, Glühen,
Brennen und Schmelzen benutzt werden, sowie die Gefäße, welche
zur Aufnahme schmelzender oder geschmolzener lHassen dienen,
werden mit wenigen Ausnahmen unter Verwenclung feuerfester
lHaterialien hergestellt.
Die Wahl der letzteren ist in jedem Falle von der Art des
vorzunehmenden Prozesses abhängig, und zwar sowohl von der
dabei entwickelten Temperatur, wie von clen während des Prozesses
wirkenden mechanischen und chemischen Einflüssen.
Die feuerfesten Materialien kommen entweder als Gesteine in
der Natur vor und brauchen dann nur noch durch äußerliche Be
arbeitung in bestimmte Formen gebracht zu werden, oder sie werden
künstlich aus den in der Natur vorkommenden mineralischen Roh
stoffen hergestellt. Das letztere ist bei der weitaus größeren Menge
der Fall und soll in den nachfolgenden Kapiteln beschrieben
werden.
Nach den hauptsächlich zu ihrer Herstellung benutzten Roh
materialien teilt man die feuerfesten Steine ein in:
Quarzithaltige Dinassteine,
Tonhaltige Schamottesteine, Bauxitsteine
und Schmelztiegel,
lHagnesithaltige lHagnesitsteine,
Kohlenstoffhaltige Kohlenstoffsteine,
Dolomithaltige Dolomitsteine und -masse.
Dinassteine benutzt man zum Bau von Martinöfen und Glas
öfen, an den Stellen, wo sie ohne Unterbrechung den höchsten
Temperaturen ausg'esetzt sind und nur in sogen. trockener Hitze mit
der Flamme selbst in Berührung kommen. Sie sind gegen saure
Schlacken widerstandsfähig.
Die Verwendung der Schamottesteine ist je nach ihrer Zu
sammensetzung eine sehr vielseitige. lHan kann wohl sagen, daß
Wernicke, Fabrikation der feuerfesten Steine. 1
2 Einleitung.
sie mit wenigen Ausnahmen iiberall da mit Vorteil benutzt werden,
wo nicht die Anwendung von Dinassteinen geboten ist. Es ist nm
in jedem Falle nötig, die Anforderungen genau zu kennen, welche
an die Schamottes teine in den einzelnen Betrieben gestellt werden
miissen, um danach die Herstellung der einzelnen Qualitäten vor
zunehmen, und grade hierfür ist das Zusammenarbeiten des Kon
sumenten mit dem Produzenten, auf welches in dem Kapitel "Die
Zusammensetzung der Mischungen" näher eingegangen wird, im
beiderseitigen Interesse dringend zu empfehlen.
Jlilagnesitsteine werden schon ihrer hohen Kosten wegen nur
für ganz besondere Zwecke verwendet, bei denen es darauf an
kommt, ein den höchsten Temperaturen widerstehendes sehr basisches
Ofenbaumaterial zu benutzen, oder wo dasselbe sehr starken An
griffen durch Alkalien ausgesetzt ist.
Kohlenstoffsteine finden eine ausgedehntere Anwendung beim
Bau des Bodens, des Gestelles und der Rast von Eisenhochöfen,
sowie für elektrische Schmelzöfen.
Dolomitsteine benutzt man ausschließlich im Thomasstahl
werksbetriebe, und stellt hier das Futter der DoJomitbrennöfen und
der Konverter aus einzelnen Steinen oder aus Dolomitmasse her,
und fertigt aus der letzteren die Konverterböden an.
Die Fabrikation der Dinassteine.
A. Die Rohmaterialien.
1. Der Quarzit.
Der Quarzit ist zwar ein sehr weit verbreitetes Mineral, doeh
haben sieh bis jetzt nur verhältnismäßig wenige Lager als brauehbar
zur Herstellung guter Dinassteine erwiesen. Das hauptsäehliehste
Vorkommen,' welehes hierfür Verwendung findet, liegt in der
Rostinger Heide am Nordostabfall des Siebengebirges und im Ge
biete zwisehen Sieg, Rhein und Lahn, wo der Quarzit aus einer
Menge einzeln liegender Brüehe gefördert wird. Aber aueh hier
ist seine Qualität eine sehr versehiedene, und durehaus nieht alle
Brüehe liefern ein Material, welehes den höehsten Temperaturen im
Martinofen genügenden Widerstand leistet, während aus anderen
Brüehen hergestellte Steine hier in kurzer Zeit wegsehmelzen.
Dem steht auffallend gegenüber, daß einige Fabriken einen
in der Praxis sehr gut bewährten Dinasstein aus einem Roh
material anfertigen, 'welehes andere naeh ihren Erfahrungen für
unbrauehbar halten.
Die Frage, aus welehen Gründen sieh ein Quarzit zur Her
stellung bester Dinassteine brauehbar erweist, ein anderer nieht,
ist bis jetzt noeh nieht genügend beantwortet. Geologisehe Unter
suehungen, Dünnsehliffe, ehemisehe Analysen und Feuerfestigkeits
bestimmung'en haben noeh keine ausreiehende Erklärung gegeben.
Die diesbezüg'liehen Gutaehten von ehemisehen Laboratorien sind
mit großer Vorsieht aufzunehmen, und vorläufig kann nur ein in
größerem Maßstabe ausgeführter Versueh, der sieh auf längere
Beobaehtung der fertigen Steine im lVlartinofen erstreeken muß,
Auskunft geben, ob man einen Quarzit verwenden darf oder nieht.
Die Ausführung dieser Versuehe ist wieder mit großen Sehwierig
keiten verbunden, denn die Hüttenwerke werden ihre teuren Martin
öfen nur sehr selten zu größeren Versuehen zur Verfüg'ung stellen,
1*
4 Die Fabrikation der Dinassteine.
deren Ausfall unter Umständen große Betriebsstörungen und
Reparaturkosten verursacht. Versuche im kleinen mit einzelnen
Steinen haben aber nur geringeren Wert.
Ein guter Quarz enthält durchschnittlich 97,5 Ofo Si02,
1,5% AI20s, 0,5% Fe20S und besitzt einen Schmelzp+un kt gleich
Seegerkegel 35 bis 36. Ein geringer Gehalt an Al 0 Fe 0 ist
2 3 2 3
anscheinend notwendig, um daraus beste Dinassteine herstellen zu
können, doch soll derselbe 2% nicht übersteigen.
Man benutzt zur Dinasfabrikation nur den als festes Gestein,
Quarzit, vorkommenden Quarz; reiner Quarzsand und Quarzkiesel
haben sich als unbrauchbar erwiesen.
Ein sächsisches vVerk war im Besitze eines bedeutenden, aus
Sand und Kies bestehenden Quarzlagers. Die von einem Fachlabora
torium untersuchte Durchschnittsprobe des Lagers zeigte folgende
Zusammensetzung: ,~
Gl°ühverlust 0,30 Ofo
Si 2, 98,34 "
Al 0,3 1,02 "
2
Fe20g 0,02 "
Sa. : 99,68 Ofo.
Der Schmelzpunkt lag bei Seegerkegel 35, die Probe zeigte
im Feuer ein 'Vachsen von nur 0,9% ,
Aus diesem Rohmaterial hergestellte Dinassteine zeigten bei
der Untersuchung folgende Zusammensetzung:
Glühverlust 0,18 Ofo
Si02• 94,83 "
A1203 2)5 "
Fe20;} 0,42 "
CaO. 2,48 "
Sa.: 100,06 Ofo.
Der Schmelzpunkt lag bei Seegerkegel 34; bis zum Schmelzen
von Kegel 17 erhitzt, zeigten die Steine ein 'Vachsen von 2,2%;
das mit den Untersuchungen betraute Fachlaboratorium bezeichnete
das Rohmaterial iu einem ausführli~hen Gutachten als vorzüglich
geeignet zur Dinasfabrikation.
Der Besitzer ließ sich dadurch verleiten, die Fabrikation auf
zunehmen, ohne erst Versuche in größerem Maßstabe anzustellen
und die Steine in verschiedenen Betrieben von Eisenhütten und
Glasfabriken in den dortigen Öfen auf ihren praktischen Wert