Die Erfindung betrifft einen Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, insbesondere aus Steinwolle, bestehend aus einem Formstein, der aus mit zu¬ mindest einem Bindemittel gebundenen Mineralfasern aus produktionsbedingten Reststoffen und/oder rückgebauten Mineralfaser-Dämmstoffen. Die Erfindung be¬ trifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers für die Erzeugung ei- ner zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, insbesondere aus Steinwolle, bei dem ein Formstein aus mit zumindest einem Bindemittel gebundenen Mineralfasern aus produktionsbeding¬ ten Reststoffen und/oder rückgebauten Mineralfaser-Dämmstoffen gepresst wird, bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mi¬ neralfasern, insbesondere aus Steinwolle, unter Verwendung von produktionsbe¬ dingten Reststoffen und/oder rückgebauten Mineralfaser-Dämmstoffen.

Bei der Herstellung von Dämmstoffe aus Mineralfasern werden glasig erstarrte Mineralfasern mit geringen Mengen an zumeist organischen Bindemitteln zu elas¬ tisch-federnden Dämmstoffen in Form von Platten und/oder Bahnen verbunden, wobei die Platten in der Regel von einer endlosen Bahn aus Mineralfasern abge¬ trennt werden. Als Bindemittel werden beispielsweise bei thermisch beständigen Dämmstoffen organisch modifizierte Silane, Wasserglas oder auch Phosphatbin- dem eingesetzt.

Handelsüblich werden Dämmstoffe aus Glaswolle oder Steinwolle unterschieden. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zwischen diesen beiden Dämmstoff- Sorten ist deren unterschiedliche Temperaturbeständigkeit. Aufgrund ihrer che- mischen Zusammensetzung schmelzen Glaswolle-Dämmstoffe bereits bei Tem¬ peraturen < ca. 700 ⁰ C, während sogenannte Steinwolle-Dämmstoffe einen Schmelzpunkt nach DIN 4102 Teil 17 von > 1000 ⁰ C aufweisen.

Dämmstoffe aus Steinwolle können ausschließlich aus Gesteinen wie Diabas oder Basalt hergestellt werden, wobei Kalkgestein und/oder Dolomit als korrigie¬ renden Zuschlägen hinzugefügt werden können. Diese Zuschläge können auch vollständig oder teilweise durch Hochofenschlacken und/oder andere Schlacken aus der Eisenindustrie ersetzt werden.

Ein weiteres Ausgangsmaterial für die Herstellung von Dämmstoffen aus Mineral¬ fasern stellt sogenannte Schlackenwolle dar, die aus basischen Hochofenschla¬ cken mit silikatischen Korrektur-Zuschlägen erschmolzen werden. Auch diese Schlackenwollen erfüllen die Kriterien nach DIN 4102 Teil 17.

Rohstoffe für die Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern sind in den letz¬ ten Jahren knapper und insbesondere teurer geworden. Die Hersteller dieser Dämmstoffe sind daher auch durch Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetze gefor- dert, alternative Rohstoffquellen aufzutun. In verschiedenen Industriezweigen an¬ fallende Abfallstoffe können als sogenannte Sekundärrohstoffe bei der Herstel¬ lung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, insbesondere bei Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern eingesetzt werden.

Die Rohstoffe für die Herstellung der Dämmstoffe aus Mineralfasern werden mit vorzugsweise hochwertigem Gießereikoks als Primärenergieträger in Kupolöfen aufgeschmolzen. Kupolöfen sind an ihren Innenwandungen glatt ausgebildete Schachtöfen mit über ihre Höhe gleichbleibenden Innendurchmessern von ca. 0,9 m bis ca. 2,5 m und Höhen von ca. 4 m bis ca. 6 m. Als Aufgabegut werden die zu schmelzenden und zu zerfasernden Rohstoffe und ein Primärenergieträger in den Kupolofen eingefüllt, wobei üblicherweise Koks als Primärenergiet'räger mit einem Anteil von ca. 12 bis ca. 17 Masse-%. des Aufgabegutes verwendet wird. Die Rohstoffe weisen Durchmesser von ca. 80 mm bis ca. 200 mm auf. Hinsicht¬ lich der Größen und Korngrößenverteilung der Rohstoffe und des Kokses wird ein enges Kornspektrum angestrebt, um den Strömungswiderstand der Schüttung niedrig zu halten.

Das Aufgabegut aus Rohstoffen und Koks wird periodisch als Schüttung über ei¬ ne Gattierungsanlage in möglichst gleichmäßiger Verteilung in den Kupolofen ge¬ schüttet.

Sowohl die Rohstoffe wie auch der Koks sind bruchrauh und weisen deshalb kei¬ ne regulären Formen auf, so dass sich das Porenvolumen und die Porengrößen in der Schüttung laufend ändern. Um eine Vorstellung von den Anteilen der bei¬ den Hauptkomponenten in der Schüttung zu geben, wird von idealisierten kugel¬ förmigen Körpern mit Durchmessern von jeweils 120 mm ausgegangen. Bei ei- nem Masseanteil als Koks mit einer Rohdichte von 1.900 kg/m ³ ausgebildeten

Energieträger von 12 % und einem als Gestein mit einer Rohdichte von 3.000 kg/m ³ ausgebildeten Rohstoff kommen somit fünf Gesteinskörper auf einen Ener¬ gieträger. Durch die beträchtlichen Unterschiede im spezifischen Gewicht des Energieträgers und des Rohstoffs werden die Kokspartikel bei der Gattierung leicht von den schwereren Gesteinspartikeln weggedrückt. Es kommt somit zu

Separationen des Aufgabegutes, bei denen die Gesteinspartikel vom Rohstoff ge¬ trennt werden. Hierdurch wird der Schmelzvorgang negativ beeinträchtigt, soweit diese Separationen zu einer annähernd vollständigen Trennung des Aufgabegu¬ tes führen. Diese Separationen können in engen Grenzen durch eine Vergröße- rung der Korngröße des Primärenergieträgers kompensiert werden.

Für den Schmelzvorgang ist eine Zufuhr von Luft erforderlich, die über ca. 4 bis 20, gleichmäßig über den Umfang des Schachtofens verteilt angeordnete Wind¬ formen mit Drücken bis ca. 10 kPa im Gegenstrom in den Kupolofen eingeblasen wird. Der Kupolofen weist obere Ofenbereichen auf, in denen ein leichter Unter¬ druck erzeugt und aufrechterhalten wird.

Die Gattierungsanlage schließt den Kupolofen nach oben hin ab und ermöglicht eine kontrollierte Abführung der Abgase, die unter anderem CO-Gas enthalten. Die Abgase werden einer nachgeschalteten Reinigungs- und Nachverbrennungs¬ anlage zugeführt, so dass der Energiegehalt der Abgase in einer nachfolgenden Brennkammer genutzt und gleichzeitig schädliche Verbindungen, beispielsweise durch Oxidierung oder Zerstörung in weniger bis unschädliche Verbindungen um¬ gewandelt werden. Die für die nachträgliche Verbrennung erforderliche Energie

wird beispielsweise in Form von Erdgas zugeführt. Der Energieinhalt der erhitzten Abgase wird jeweils über Wärmetauscher sowohl zur Vorwärmung der Abgase vor der Brennkammer, im wesentlichen aber zur Erhitzung der zuzuführenden Luft genutzt. Die Luft wird üblicherweise in Kombination mit Abgas-Reinigungs- anlagen auf Temperaturen um ca. 600 ⁰ C, durch zusätzliche Heiz-Vorrichtungen bis maximal ca. 800 °C aufgeheizt. Ein hieraus entstehender Heißwind kann zu¬ sätzlich mit Sauerstoff angereichert werden. Vielfach aber werden Sauerstoff- Düsen direkt in einer Verbrennungsebene auf dem Umfang des Kupolofens ver¬ teilt angeordnet. Diese Sauerstoff-Düsen können kontinuierlich wirken oder durch regelmäßiges Öffnen und Schließen impulsartig auf die Primärenergieträger ein¬ wirken. Die Sauerstoff-Düsen können auf verschiebbaren Lanzen angeordnet sein.

Der Primärenergieträger verbrennt im Bereich des Bodens des Kupolofens. Die Verbrennung endet in einer Zone etwa 0,5 m oberhalb der Windformen. In dieser,

Temperaturen von > 1500 ⁰ C aufweisenden Zone ist der Sauerstoff der Verbren¬ nungsluft aufgebraucht. Oberhalb dieser Zone schließt sich ein Bereich geringer Höhe, beispielsweise < 1 m an, in der eine Temperatur bis ca. 1000 ⁰ C erreicht wird. Es ist grundsätzlich vorteilhaft, den Bereich hoher und sehr hoher Tempera- turen oberhalb der Windformen auf eine geringe Höhe zu begrenzen, um soge¬ nanntes Oberfeuer zu vermeiden.

Durch die hohen Temperaturen schmelzen die in einer Höhe von bis zu 1 m ober¬ halb der Windformen angeordneten Gesteine an bzw. auf und geben ihren Ener- gieinhalt in den Bereich oberhalb dieser Zone an das in diesem Bereich angeord¬ nete Aufgabegut ab, so dass die Bestandteile des nachrutschenden Aufgabegu¬ tes vorgewärmt werden.

Die als stückige Rohstoffe verwendeten Gesteine und/oder Schlacken dürfen bei erhöhten Temperaturen ebenso wenig plastisch erweichen, wie der Energieträ¬ ger, da hierdurch der Strömungswiderstand der Schüttung erhöht und die Schmelzleistung drastischen reduziert würde. Als Folge könnte sich der Kupolo¬ fen zusetzen. Die Bestandteile der Schüttung müssen daher zumindest bis zu Temperaturen von ca. 1000 ⁰ C formbeständig sein.

Die voranstehend beschriebene Temperaturverteilung im Kupolofen setzt daher träge reagierende Energieträger voraus, die erst nach Erreichen eines bestimm¬ ten Temperaturniveaus abbrennen. Brennstoffe wie Stein- und Braunkohlen, die bei niedrigen Temperaturen viele flüchtige Bestandteile abgeben und somit Ober¬ feuer begünstigen, werden als hier prinzipiell nicht geeignet angesehen; dasselbe gilt im übrigen auch für Kokssorten, wie sie beispielsweise für den Hausbrand ver¬ wendet werden.

Als Folge der Boudouard-Reaktion C _(S ) + CO ₂ (g) → CO _(g ) werden rund 30 % der in den Gesteinen enthaltenen Eisenoxide zu metallischem Eisen reduziert und als Roheisenschmelze auf dem Boden des Kupolofens gesammelt, so dass diese zumeist zwei- bis dreimal pro Tag durch eine verschließbare Öffnung in einer Bo¬ denklappe bzw. einer hier vorhandenen feuerfesten Ausmauerung abgelassen wird.

Die voranstehend beschriebenen Kupolöfen werden zudem wegen der notwendi¬ gen Reinigungen der nachgeschalteten Produktionsanlagen zumeist im Wochen¬ rhythmus herunter gefahren, wobei der verbliebene Inhalt des Kupolofens, beste- hend aus der Schmelze und mehr oder weniger angeschmolzenen oder verbrann¬ ten Bestandteilen des Aufgabegutes durch die dazu geöffnete Bodenklappe ent¬ fernt werden kann.

Auf der Roheisenschmelze schwimmt die spezifisch leichtere, silikatisch ausge- bildete Schmelze, in die unter anderem auch Aschebestandteile des Primärener¬ gieträgers eingeschmolzen sind. Durch einen zwischen den Windformen und dem Boden des Kupolofens befindlichen, als Siphon ausgebildeten Auslauf wird die Höhe der bis auf ca. 155O ⁰ C aufgeheizten silikatischen Schmelze konstant gehal¬ ten und in einem weitgehend gleichmäßigen Massenstrom auf eine dem Kupolo- fen nachgeschaltete Zerfaserungsvorrichtung geleitet.

Als Zerfaserungsvorrichtung können beispielsweise Kaskaden-Zerfaserungs- maschinen verwendet werden. Es ist aber auch ein Düsen-Blas-Verfahren be¬ kannt, bei dem die Schmelze über Düsen ausgeblasen und zerfasert wird. Sowohl

beim Düsen-Blas-Verfahren, als auch bei der Verwendung von Kaskaden-Zer- faserungsmaschinen werden neben den Mineralfasern auch erhebliche Anteile nichtfaseriger Partikel erzeugt, die in Übereinstimmung mit den Mineralfasern nach dem Abkühlen in Glasform vorliegen. Die gröberen dieser häufig kugeligen und stengeligen Partikel können von der Masse der Mineralfasern abgetrennt werden. Dennoch enthalten derart hergestellte Dämmstoffe ca. 25 bis 30 Masse- % nichtfaserige Partikel < 125 μm.

Die Mineralfasern werden nach ihrem Austritt aus der Zerfaserungsvorrichtung auf eine Fördereinrichtung als endlose Dämmstoffbahn abgelegt. Diese Dämm¬ stoffbahn wird in nachfolgenden Bearbeitungsstationen bearbeitet, beispielsweise gefaltet und/oder komprimiert. Ferner werden die Ränder der Dämmstoffbahn in Längsrichtung besäumt.

Bei der Besäumung der endlosen Dämmstoffbahn und, durch die Produktion von

Ausschuss sowie durch die Rücknahme beschädigter Dämmstoffe fallen größere Abfallmengen an. Die innerbetrieblich anfallenden Abfälle werden gebrochen und aufgemahlen und in dieser Form mit fein- bis mittelkörnigen Gesteinen, Abfallstof¬ fen, Recyclingstoffen oder sonstigen Zuschlägen sowie mit Bindemitteln vemischt und zu Formkörpern verpresst. Geeignete Abfall- oder Recyclingstoffe, die hier zu sogenannten Sekundärrohstoffen verarbeitet werden, sind beispielsweise Hoch¬ ofen- oder Stahlwerksschlacken und/oder Schlacken aus den Steinkohle-Kraft¬ werken in Form sogenannten Schmelzkammergranulaten. Sonstige Zuschläge können Aluminiumoxidträger, wie beispielsweise calcinierter Rohbauxit oder auf- bereitete Schlacken, Krätzen und Stäube aus der Aluminiumindustrie sein.

Als Bindemittel dienen zumeist hydraulisch erhärtende Bindemittel, wie beispiels¬ weise Portlandzemente, insbesondere feingemahlene frühhochfeste Typen der Portlandzemente, hochhydraulische Kalke und/oder latent hydraulische Stoffe, wie beispielsweise calcinierte Klärschlämme, Aschen aus der Tierkörperbeseiti¬ gung, Rückstände aus Entschwefelungsanlagen von Wanderrostkessel zur Pa¬ pierverbrennung mit entsprechenden Anregern, wie beispielsweise gebranntem Kalk.

Die Formkörper können bis ca. 45 Masse-% Dämmstoffabfälle aufweisen, die a- ber wegen ihrer wasserabweisenden Eigenschaften, insbesondere der mit Mine¬ ralölen imprägnierten Oberflächen der Mineralfasern keine feste Verbindungen mit den Bindemitteln der Formkörper eingehen, so dass der Anteil an Bindemitteln erhöht werden muss, um lager- und transport-, insbesondere schüttfähige Form¬ körper zu erhalten.

Weiterhin müssen relativ grobe, wenn auch absolut gesehen feinkörnige Ge¬ steins- oder Schlackekomponenten < 10 mm als Stützkorn eingesetzt werden. Dadurch wird zum einen die erforderliche Menge an Bindemitteln mit ca. 10 bis ca. 20 Masse-% Portlandzement oder äquivalent wirkender Bindemittel auf ein wirtschaftliches Niveau begrenzt und zum anderen erhalten die Formkörper eine ausreichende Gesamt-, insbesondere eine genügende Kantenfestigkeit.

Es wird eine Druckfestigkeit > 0,8 N/mm ² , vorzugsweise jedoch > 1 N/mm ² der

Formkörper angestrebt. Die Formkörper werden deshalb auf Rohdichten von ca. 1.200 bis ca. 2.000 kg/m ³ , bevorzugt auf Rohdichten von ca. 1.450 bis ca. 1.700 kg/m ³ verdichtet.

Die Formkörper enthalten organische Bestandteile, insbesondere in Form von sehr fein verteilten organischen Bindemitteln, die bereits bei relativ niedrigen Temperaturen pyrolisiert werden, so dass ihr Energieinhalt für den eigentlichen Schmelzprozess im Kupolofen nicht direkt nutzbar ist, aber in den Rauchgasreini¬ gungsanlagen bzw. den damit gekoppelten Aufheizanlagen zur Erwärmung der Verbrennungsluft mit entsprechenden Wirkungsgraderhöhungen zumindest dem

Gesamtsystem erhalten bleibt.

Die porösen, mit Mikrorissen durchsetzten Formkörper nehmen leicht Wasser auf, so dass sie gegen Niederschläge und damit auch vor der Einwirkung tiefer Tem- peraturen geschützt werden sollten. Die Trocknung der Formkörper erfolgt unter atmosphärischen Bedingungen, wenn auch vorzugsweise unter Schutzdächern. Die Erwärmung und Verdampfung des Anteils an freiem Wasser in Formkörpem unter normalen Lagerungsbedingungen in der Größenordnung von ca. 7 bis 15 Masse-% und das Austreiben von durch Hydratisierung von Zementminerale ge-

bundenem Kristallwasser erfordert entsprechende Zusatzmengen an Koks oder anderen Energieträgem. Die Wasserdampfbildung kann zwar den Wärmeüber¬ gang in den oberen Bereichen des Kupolofens verbessern, hat aber auch uner¬ wünschte Nebenwirkungen auf den Gashaushalt. Der Wasserdampf belastet nachgeschaltete thermische Abluftreinigungsanlagen.

In der praktischen Umsetzung werden zum Pressen der Formkörper aus relativ trockenen Massen die in der Baustoffindustrie weit verbreiteten Beton-Pflaster¬ stein-Pressen verwendet. Wegen der höheren Lagestabilität des Pflasters und aus optischen Gründen weisen Beton-Pflastersteine häufig einen hexagonalen

Querschnitt auf. Der Abstand der parallelen Seitenflächen zueinander und die Höhe der Beton-Pflastersteine beträgt ca. 100 mm.

Form, Größe und Gewicht entsprechend ausgebildeter Formkörper sind zum ei- nen für die Behandlung in den bestehenden Förder- und Lagereinrichtungen ge¬ eignet und wirken sich zum anderen nicht ungünstig auf den Strömungswider¬ stand der Schüttung im Kupolofen aus. Die Einzelgewichte der Formkörper sind zudem ähnlich wie die Kokspartikel, so dass sich Separationen in der Schüttung vermeiden lassen.

Die Formkörper sollten sich hinsichtlich ihres Schmelzverhaltens nicht wesentlich von den grobstückigen homogenen natürlichen Gesteinen unterscheiden und so¬ mit bei erhöhten Temperaturen nicht plastisch erweichen oder bei niedrigen Tem¬ peraturen schmelzende Eutektika bilden. Beides kann aber als lokale Erschei- nung innerhalb der Formkörper erwünscht sein.

Die Formkörper werden dem Kupolofen zumeist zusammen mit grobstückigen Anteilen der Schüttung und dem äquivalent dimensionierten Primärenergieträger Koks aufgegeben. Die Formkörper können eine Würfelform mit Kantenlängen von beispielsweise 80 mm bis ca. 150 mm oder in entsprechenden Ziegelformaten, beispielsweise Normalformat oder Doppelformat nach DIN 105 ausgebildet sein. Größere Formkörper erfordern generell längere und damit unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten häufig zu lange Trocknungszeiten.

Außerdem besteht während der Ofenreise die Gefahr, dass der bei der Dehydra- tation der in der Zementmatrix enthaltenden Hydrosilikate, -aluminate und -ferro- aluminate freiwerdende Wasserdampf bei einem zu dichten und damit wenig per¬ meablen Haufwerk den Formkörper zu früh von innen her sprengen würde. Dabei würden insbesondere die feinkörnigen Bestandteile durch die Verbrennungsluft bzw. die Rauchgase aus dem Ofen herausgeblasen werden.

Für die Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern können auch auf Wal¬ zenpressen hergestellte, aus mit Polysacchariden gebundenen Massen beste- hende Formkörper geeignet sein, wobei deren Anteil an der Ofencharge aber deutlich begrenzt ist, während zementgebundene Formkörper mit geeigneten Zu¬ sammensetzungen, natürliche Gesteine nahezu vollständig als Bestandteil einer Schüttung substituieren können.

Der als Primärenergieträger zu verwendende feste Hochtemperaturkoks, insbe¬ sondere der beispielhaft genannte Gießereikoks ist allgemein und im besonderen in den benötigten Kornklassen knapp und deshalb verhältnismäßig teuer und dar¬ über hinaus starken Preisschwankungen des Weltmarkts ausgesetzt.

Aus diesem Grund wird versucht, zumindest einen Teil dieses Kokses durch ge¬ eignete kohlenstoffhaltige Abfallstoffe aus anderen Industriezweigen, insbesonde¬ re durch beispielsweise ascharmen Petrolkoks zu ersetzen. Petrolkoks wird unter anderem für die kathodische Auskleidung sowie für die Anoden von Aluminium- Schmelzöfen verwendet. Sinngemäß gilt das auch für andere grobstückige koh- lenstoffhaltige Rückstände aus der Kohledestillation in Form von amorphem Koh¬ lenstoff bis hin zu kristallinem Graphit, die keine flüchtigen Bestandteile mehr ent¬ halten. Dabei können sogar Bestandteile mit einem Durchmesser zwischen 50 mm und 80 mm in Kauf genommen werden, wenn deren Anteile limitiert bleiben.

Nachfolgend werden weitere mögliche Ersatzstoffe beschrieben:

Koksabrieb oder andere feinkörnige kohlenstoffhaltige Rückstände mit mittleren Korndurchmessern von ca. 0,2 bis ca. 3 mm, die arm an flüchtigen Bestandteilen sind, können in untergeordneten Mengen zusammen mit anderen Abfallstoffen

und Bindemitteln vermischt, zu den bereits erwähnten Formsteinen verpresst werden.

Schwelkoks aus Braunkohle oder Steinkohle, der bei rund 500 ⁰ C verkokt wird, kann wegen der hohen Gehalte an flüchtigen Bestandteilen nicht direkt eingesetzt werden. Die Freisetzung von gasförmigen Bestandteilen einschließlich hoher Dampfmengen, das Aufblähen der Kohlen bei erhöhten Temperaturen und der dabei eintretende Festigkeitsabfall schließen auch die direkte Verwendung von Stein- oder Braunkohlen in brikettierter oder pellettisierter Form aus.

Kohlenstoffsteine oder entsprechende Massen sind feuerfeste Baustoffe, die zu¬ nächst mit Teerpech gebunden werden. Bei hohen Temperaturen werden flüchti¬ gen Bestandteile ausgetrieben, so dass hieraus gebrochene Partikel der feuerfes¬ ten Baustoffe bzw. eines Ausbruchs weitgehend wie Koks- und Graphitpartikel behandelt werden können.

Mit Teer gebundener basischer Dolomit, Magnesia, bzw. gebundene Chrom- Magnesia-Steine und Stampfmassen enthalten nach einem Verschwelen der flüchtigen Bestandteile den gebildeten Graphit in Poren.

Industriepellets aus konditionierter naturbelassener Biomasse bestehen aus Holz und/oder Mischungen mit anderen nachwachsenden Rohstoffen, wie Schalen, pflanzlichen Rückständen. Diese Biomassen werden beispielsweise als Pellets mit Briketts oder sonstigen Formkörpern, mit Korngrößen bis ca. 30 mm ver- presst.

Schwarzschiefer sind Sedimentgesteine Bekannt ist beispielsweise Posidonien- schiefer, der nach der als Leitfossil betrachteten Muschel Posidonia Bronni be¬ nannt ist. Posidonienschiefer der Lias-Formation in Süd-Deutschland können ca. 10 Masse-%, in einigen Horizonten bis zu 20 Masse-% organisches Material ent¬ halten, das wiederum zu 80 - 90 % in Form sogenannter Kerogene vorliegt.

Kerogene sind hochmolekulare, gleichzeitig hochpolymere Kohlenwasserstoff- Verbindungen, aus denen beim Erhitzen niedermolekulare Stoffe mit erdölartigen

Eigenschaften entstehen. Bei sehr hohen Drücken kann sich auch in katalyti- schen Reaktionen Erdgas bilden. Aufgrund der Genese sind jedoch auch relativ hohe Anteile an Schwefelkies (Pyrit) vorhanden. Organischen Bestandteile bren¬ nen in Meilern aus gebrochenen Gesteinen in Form eines Schwelbrands ab, da- bei kann auslaufendes Öl gewonnen werden. Diese Form der Ölgewinnung kann auch in Schachtöfen erfolgen, in denen der Abbrand von oben nach unten durch eine gleichgerichtete Führung der Verbrennungsluft gesteuert wird. Diese fälschli¬ cherweise als Ölschiefer bezeichneten Kalkgesteine und Mergel werden derzeit für die Herstellung von Portlandölschieferzement verwendet. Das Gestein wird in Wirbelschichtöfen verbrannt. Der Heizwert des Schiefers wird bei einem durch¬ schnittlichen Gehalt an organischer Substanz von 11 ,2 Masse-% mit ca. 3900 kJ/m ³ angegeben. Im Vergleich dazu betragen die Heizwerte von Steinkohle ca. 29.300 kJ/kg, von Braunkohle ca. 8.000 kJ/kg. Der feingemahlene Ausbrand ist latent-hydraulisch bis hydraulisch und ergibt nach dem gemeinsamen Aufmahlen mit Portlandzementklinker einen rotbraun gefärbten Zement, dessen Festigkeits¬ niveau allerdings geringer ist als das normaler Portlandzemente. Feingemahlener Schiefer wird zusammen mit Kalkgestein, Quarzsand und Ton im Drehrohrofen zu Zementklinker gebrannt, wobei naturgemäß hier die Sulfidgehalte in dem Schiefer für das Produkt nicht nachteilig sind. Die feingemahlenen ausgebrannten Gestei- ne wurden als verfestigende Zuschläge bei der Herstellung von Bauplatten oder

Porenbeton verwendet.

Feuerfeste Baustoffe werden mit Wassergläsern oder Phosphatbindern gebun¬ den. Kohlenstoffhaltige feuerfeste Baustoffe in Form von Formkörpern oder Stapfmassen werden mit Steinkohlenteer gebunden, wobei die flüchtigen Be¬ standteile entweder durch einen Erhitzungsprozess oder durch vorsichtiges Erhit¬ zen am Ort der Verwendung ausgetrieben werden.

Aus der AT-PS 38 685 ist ein Verfahren zur Herstellung von Briketts bekannt, die sich als Zusatzbrennstoff von mineralischem Material bei der Herstellung von

Schlackenwolle eignen und Koks- und/oder Kohlepartikel sowie ein hydraulisches Bindemittel enthalten, wobei die Briketts mindestens 8% des Trockengewichts Bindemittel enthalten und die in den Briketts enthaltenen feinen Koks- und/oder Kohlepartikel eine Körngröße von mehr als 2 mm aufweisen und ferner als weite-

ren Bestandteile feine oxidhaltige, mineralische Partikel mit einer Korngröße unter 2 mm aufweist. Als Bindemittel ist Portlandzement in einer Menge von 8 bis 35% des Trockengewichts des Briketts vorgesehen. Die oxidhaltigen mineralischen Partikel sind aus den Stoffen Sand, Schlacke, Steinstaub, Flugasche, KaIk- Steinstaub, Dolomitstaub, Siliziumdioxid, Schlackenwolle-Sägemehl oder beliebi¬ gen anderen, bei der Schlackenwolle anfallenden Abfallstoffen ausgewählt.

Weiterhin ist aus der DE 195 25 022 A1 ein verheizbarer, fester Formkörper und en Verfahren zu seiner Herstellung bekannt, dessen Hauptbestandteile Koksteil- chen und Zement sind. Die Koksteilchen sind durch Koksgrus gebildet.

Die vorbekannten Formkörper sind aber nur bedingt zum Ersatz der Primärener¬ gieträger bzw. des Rohstoffs geeignet, da ihre Festigkeit aufgrund der verwende¬ ten Materialien bzw. der Massenanteile zu einem nicht ausreichend abriebfesten bzw. formstabilen Formkörper führen.

Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, einen gattungsgemäßen Formkörper zu schaffen, der die Nachteile der aus dem Stand der Technik be¬ kannten Formkörper nicht aufweist und insbesondere über eine hohe Festigkeit im Hinblick auf Abrieb und Bruch aufweist. Es ist ferner A u f g a b e der Erfin¬ dung ein Verfahren zur Herstellung eine gattungsgemäßen weiterzubilden, mit dem Formkörper mit den voranstehend genannten hohen Festigkeiten im Hinblick auf Abrieb und Bruch in einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sind.

Gemäß einer ersten L ö s u n g ist bei einem gattungsgemäßen Formkörper vor¬ gesehen, dass der Formstein eine Umhüllung aus einem Bindemittel aufweist, die voll- oder teilflächig auf zumindest einer Außenfläche des Formsteins angeordnet ist.

Nach einer zweiten alternativen und/oder ergänzenden L ö s u n g ist vorgese¬ hen, dass der Formstein als Füllung in einer tragfähigen und/oder temperaturbe¬ ständigen Ummantelung angeordnet ist.

Die Erfindung ist daher im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Form¬ körper aus einem Formstein und einer Umhüllung und/oder einer Ummantelung besteht, so dass der Formstein ergänzend in einfacher Weise gegen Abrieb ge¬ schützt ist. Die Umhüllung bzw. Ummantelung umgibt den Formstein vorzugswei- se vollständig.

Erfindungsgemäß kann der Formstein somit mit einer Schicht aus einem Binde¬ mittel, insbesondere einer dünnen Schicht eines Zementleims überzogen sein. Diese Schicht verhält sich beim Aufprall des Formkörpers im wesentlichen zäh elastisch und neigt nur im unmittelbaren Deformationsbereich zum Abplatzen.

Beim Aufheizen der Formkörper können sowohl der Wasserdampf wie auch die verschwelenden organischen Bestandteile entweichen, ohne Sprengwirkungen zu entfalten. Die Schicht Zementleim auf dem Formstein be- oder verhindert auch die Oxidation des Primärenergieträgers durch das bei der Reduktion der Eisen- oxide gebildete Kohlendioxid CO ₂ . Die dünne Schicht Zementleim kann durch Zu¬ sätze an gemahlenen Mineralfasern mitsamt den zerkleinerten nichtfaserigen Par¬ tikeln, die gegebenenfalls darin enthalten sind, verstärkt werden. Deren Anteil wird in Bezug auf die Bindemittel auf maximal 20 Masse-%, vorzugsweise jedoch < 8 Masse-% begrenzt.

Mit Hilfe einer verstärkten Schicht auf dem Formstein, kann beispielsweise die Reaktionsfähigkeit des Primärenergieträgers verzögert werden, so dass der Ab- brand in tieferen Bereichen des Kupolofens erfolgt und das Entstehen von Ober¬ feuer zumindest abgemindert wird. Dazu kann der Formstein nachträglich in eine geeignete bindemittelhaltige Schlämme getaucht oder diese Schlämme aufge¬ sprüht werden.

Das Bindemittel ist vorzugsweise in einer dünnen Schicht voll- oder teilflächig auf dem Formstein angeordnet.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bindemittel aus Wasserglas-, Phosphatbinder, Phosphatzement als Mischung aus Metalloxiden mit Phosphor¬ säure und/oder organisch modifizierten Silanen besteht. Insbesondere ist das

Bindemittel als Überzug bei einer kohlenstoffhaltigen Fraktion aus Hochtempera¬ turkoks, Petrolkoks, Pechkoks und/oder Graphit vorgesehen.

Es besteht alternativ die Möglichkeit, dass der umhüllten Formstein in die Um- mantelung eingesetzt ist, um die Festigkeit des Formkörpers weiter zu verbes¬ sern. Diese Alternative hat sich insbesondere dann als vorteilhaft erwiesen, wenn der Formstein ein Volumen hat, dass kleiner ist, als das Volumen der Umhüllung, so dass Relativbewegungen des Formsteins zur Ummantelung zu einem Abrieb des Formsteins führen würden.

Beispielsweise kann der Formstein eine kohlenstoffhaltige Fraktion mit zumindest zwei Körngrößenklassen aufweisen, von denen eine Korngrößenklasse zumin¬ dest 50 Masse-% ausmacht, die eine Korngröße ≤ 25 mm aufweist und somit Zwischenräume ausfüllt, die zwischen den Partikeln der Korngrößenklasse ≥ 25 mm angeordnet sind. Hierbei ist die Packungsdichte von ≥ 1.250 kg/m ³ von Be¬ deutung, da diese Packungsdichte durch einen Pressvorgang erzielt wird, bei dem sich in Verbindung mit der Korngrößenverteilung sich ein Formkörper her¬ stellen lässt, der durch seine Abrieb- und Formfestigkeit für den genannten Einsatzzweck in besonderem Maße geeignet ist. Dieser Formstein ist mit einer Umhüllung beschichtet oder in eine Ummantelung eingesetzt, wie es nachfolgen¬ der detailliert beschrieben wird.

Beim Brechen von frisch hergestelltem Koks entstehen ca. 50 Masse-% feinkör¬ nige Anteile an, die aber als feinkörnige Bestandteile für den Betrieb eines Kupo- lofens nicht nutzbar sind. Durch die Merkmalskombination der feinkörnigen Frak¬ tion des Kokses oder eines anderen festen kohlenstoffhaltigen Primärenergieträ¬ gers, beispielsweise feuerfester Ausbruchsstoffe oder anodische Auskleidungen von Schmelzöfen oder Elektrodenmaterial mit gröberen kohlenstoffhaltigen Parti¬ keln, die ein Stützgerüst zur Aufnahme der feinkörnigen Fraktion bilden, ist es möglich, einen schüttfähigen und abriebarmen Formkörper zu schaffen, der ins¬ besondere als Primärenergieträger für die Herstellung von Mineralwolle- Schmelzen einsatzfähig ist.

Da der Primärenergieträger im Feuer lange standfest sein muss, ist ein thermisch stabiles Bindemittel vorzusehen. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass Portlandzemente einschließlich Portlandölschieferzemente, Tonerdeschmelzze¬ mente sowie latenthydraulische Stoffe mit entsprechenden Anregern als Bindemittel für Hochtemperaturkoks- oder Graphitfraktionen verwendet werden können. Die Auswahl der Bindemittel hängt auch von der gewünschten Festigkeitsentwicklung der Formkörper ab, wobei die Tonerdeschmelzzemente sehr schnell ausreichend hohe Festigkeiten entwickeln, was unter Umständen ihren wesentlich höheren Preis rechtfertigen kann.

Koks- und Graphitpartikel mit Korngrößen < 50 mm, vorzugsweise < 25 mm wer¬ den dazu intensiv mit den hydraulischen Bindemitteln vermischt. Die Korngrößen¬ verteilung der kohlenstoffhaltigen Fraktion wird so gewählt, dass die gröberen Be¬ standteile ein Stützgerüst bilden, während die feineren Partikel nur soweit die Zwischenräume auffüllen, dass sich eine ausreichende Packungsdichte und damit ein tragfähiger Formkörper ergibt, der aber gleichzeitig eine gewisse Permeabilität aufweist. Es ist hierbei vorteilhaft, eine kohlenstoffhaltige Fraktion mit einem brei¬ ten Korngrößenspektrum unterschiedliche Korngrößenklassen zu verwenden und diese in entsprechenden Abstufungen und unterschiedlichen Anteilen zu mischen, um daraus die entsprechenden Formkörper zu pressen.

Der Mischvorgang kann zweistufig erfolgen, indem erst die kohlenstoffhaltigen Partikel mit Portlandzement, gegebenenfalls unter Zusatz redispergierbarer Netz¬ mittel und/oder haftvermittelnder und festigkeitserhöhender redispergierbarer Kunststoffe vermischt werden, bevor anschließend Anmachwasser in der nächs¬ ten Mischstufe hinzugefügt wird. Der Zementanteil beträgt ca. 12 bis ca. 30 Mas- se-%, vorzugsweise < 25 Masse-%.

Die kohlenstoffhaltige Fraktion wird anschließend zu Formsteinen verpresst. Die Rohdichten dieser Formsteine betragen mehr als ca. 1250 kg/m ³ . Durch eine Er¬ höhung des Zementanteils kann die Rohdichte gesteigert werden.

Die kohlenstoffhaltige Fraktion kann feinkörnig ausgebildet sein und aus Koks, Graphit und/oder kohlenstoffhaltigen Verbindungen, insbesondere feuerfesten

Ausbruchstoffen oder anodischen Auskleidungen von Schmelzöfen und/oder vor¬ zugsweise verbrauchtem Elektrodenmaterial bestehen.

Das Bindemittel ist thermisch stabil ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Portlandzement, Portlandölschieferzement, Tonerdeschmelzzement und/oder la¬ tenthydraulischen Stoffen mit Anregern, insbesondere freien Kalk enthaltende Stoffe, beispielsweise Kalkhydrat oder Zement.

Gemäß den voranstehenden Erläuterungen ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, dass die kohlenstoffhaltige Fraktion und/oder das Bin¬ demittel redispergierbare Netzmittel, beispielsweise oberflächenaktive Substan¬ zen und/oder haftvermittelnde und/oder festigkeitserhöhende redispergierbare Kunststoffe, wie beispielsweise Acrylat, Styrolacrylat und/oder Copolymerisate aufweist.

Die kohlenstoffhaltige Fraktion ist vorzugsweise mit 12 bis 30 Masse-%, insbe¬ sondere mit 15 bis 25 Masse-% Bindemittel gebunden, so dass die hervorragend Schmelzeigenschaften im Bereich eines Kupolofens bei diesem Formkörper er¬ halten bleiben.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass neben der koh¬ lenstoffhaltigen Fraktion und dem Bindemittel ein Stützkorn mit einer Korngröße von weniger als 25 mm, insbesondere von weniger als 10 mm in einem Anteil von weniger als 30 Masse-% enthalten ist. Gemäß einer Weiterbildung dieses Merk- mals ist vorgesehen, dass das Stützkorn aus für die Erzeugung einer zu zerfa¬ sernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineral¬ fasern, insbesondere aus Steinwolle, geeignetem Gestein und/oder aus Sekun¬ därrohstoffen besteht. Diese Ausgestaltung stellt eine möglichst rückstandsfreie Aufschmelzung sicher, wobei Bestandteile des Primärenergieträgers in die Schmelze übergehen und zur Bildung der Mineralfasern beitragen.

Für die Herstellung erfindungsgemäßer Formkörper ist Schwelkoks insofern ge¬ eignet, dass sein Anteil auf < 30 Masse-% des Gießereikokses oder des Graphits bzw. eines Gemenges aus beiden, begrenzt bleiben kann und das Stützgerüst

aus festem dichten Hochtemperaturkoks oder Graphit, gegebenenfalls ergänzt durch Stützkorn aus Gesteinen oder vergleichbaren Sekundärstoffen, besteht.

Wegen der anzustrebenden Homogenität der Formkörper und der Verteilung der Bindemittel kann der beispielsweise würfelförmige Formkörper Kantenlängen bis ca. 300 mm aufweisen. Als vorteilhaft haben sich Kantenlängen von ca. 200 bis 250 mm erwiesen, da die Formkörper bei derartigen Kantenlängen noch ausrei¬ chend formstabil sind und auch unter Temperatureinwirkung nicht im Kupolofen zerfallen.

Um einen Formkörper mit hoher Festigkeit und gutem Verbrennungsverhalten zu schaffen ist vorgesehen, dass die kohlenstoffhaltige Fraktion mit dem Bindemittel und dem gegebenenfalls vorhandenen Stützkorn und/oder der gegebenenfalls vorhandenen Umhüllung als Füllung in einer tragfähigen und/oder temperaturbe- ständigen Ummantelung angeordnet ist.

Die auf diese Weise mit hydraulischen Bindemitteln gebundene kohlenstoffhalti¬ gen Fraktion kann auf diese Weise mit rohstoffhaltigen, d.h. die gewünschte Schmelze bildenden Massen zusammen einen Formkörper bilden. Hierbei kön- nen sich spezielle Formgebungen der Formkörper aus dem Primärenergieträger und dem Rohstoff vorteilhaft auf den Schmelzvorgang auswirken. Derartige Formgebungen werden nachfolgend noch beschrieben. Die Formkörper können auch aus natürlichen Gesteinen und/oder sonstigen Sekundärrohstoffen, gegebe¬ nenfalls mit Anteilen von Primärenergieträgern und geeigneten Bindemitteln be- stehen.

Es ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Umman¬ telung einen Hohlraum mit einem Volumen aufweist, das größer ist, als das Vo¬ lumen der Füllung, welche die kohlenstoffhaltige Fraktion umfasst, wobei das Vo- lumenverhältnis von einem Anteil von in der kohlenstoffhaltigen Fraktion enthalte¬ nen, bei Erwärmung flüchtigen Bestandteilen abhängig ist. Durch diese Ausges¬ taltung wird eine Beschädigung oder Zerstörung der Ummantelung durch eine Ausdehnung der Füllung und/oder durch Gasdruck vermieden.

Vorzugsweise ist die Füllung in brikettierter Form oder als Schüttung in der Um- mantelung angeordnet ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ummante- lung zumindest in Teilbereichen eine Luftdurchlässigkeit für die kontrollierte Ent¬ gasung der Füllung aufweist, um einen zu hohen Druck in der Ummantelung zu vermeiden. Ein derartiger Druck könnte zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Ummanteiung führen, so dass eine kontrollierte Energieabgabe bzw. ein kon¬ trolliertes Schmelzen des Rohstoffs nicht möglich ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ummantelung aus einer Ge¬ steinsfraktion, insbesondere aus für die Erzeugung einer zu zerfasernden minera¬ lischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, vorzugs¬ weise aus Steinwolle, geeignetem Gestein und/oder Sekundärrohstoffen besteht, die mit hydraulischen Bindemitteln gebunden sind. Diese Ausgestaltung stellt ei¬ nen Formkörper bereit, der sowohl als Primärenergieträger, als auch als Rohstoff¬ träger dient.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Ummantelung eine Außenmantelfläche auf- weist, auf der eine, insbesondere feinkörnige Gesteine und/oder Mineralfasern aufweisende Überzugsschicht aus hydraulischen Bindemitteln angeordnet ist.

Die Ummantelung weist gemäß einem weiteren Merkmal eine Öffnung auf, die mit einem Deckel verschließbar ist. Bei dieser Ausgestaltung ist eine getrennte Ferti- gung von Ummantelung und Füllung möglich, die anschließend miteinander ver¬ bunden werden. Es können somit unterschiedliche Füllungen in die Ummantelun¬ gen eingebracht werden, um unterschiedliche Anforderungen des Schmelzpro¬ zesses zu berücksichtigen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ummante¬ lung aus haufwerkporigem Mörtel und/oder Beton mit Zuschlägen aus Gesteinen, Schlacken und/oder Mineralfasern besteht, wobei die Zuschläge mit hydraulisch erhärtenden Bindemitteln, insbesondere mit Portlandzement gebunden sind. Eine

derart ausgebildete Ummantelung weist eine hohe Abriebfestigkeit auf und ist für die schüttende Beaufschlagung eines Kupolofens in besonderem Maße geeignet.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die hydraulisch erhärtenden Bindemittel teilweise durch hydraulisch abbindende oder latent hydraulische Sekundärrohstof¬ fe bzw. durch latent hydraulische Puzzolane, Tuffen mit Anregern, insbesondere freien Kalk enthaltende Stoffe, beispielsweise Kallkhydrat oder Zement, substitu¬ iert sind.

Als vorteilhaft hat sich eine Geometrie der Ummantelung erwiesen, bei der die

Ummantelung eine Länge und/oder einen Durchmesser aufweist, deren Verhält¬ nis zueinander 1 : 1 , vorzugsweise 1 ,2 : 1 bis 2,5 : 1 beträgt.

Um eine vorteilhafte Ausrichtung der zu schüttenden Formkörper im Kupolofen zu erzielen, bei der die Formkörper in vorgesehener Weise im Kupolofen angeordnet sind, ist vorgesehen, dass die Ummantelung und/oder der Formstein einen Schwerpunkt aufweist, der aussermittig auf der Längsachse des Formkörpers angeordnet ist.

Der vollständige und feste Einschluss der Füllung in der Ummantelung wird da¬ durch erzielt, dass der vorzugsweise aus einem mit dem Material der Ummante¬ lung übereinstimmenden Material ausgebildete Deckel nach dem Einfüllen der Füllung mit derselben verpresst ist.

Eine Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass die Ummantelung eine

Ausnehmung aufweist, die der Aufnahme des Deckels dient.

Zur Steuerung des Schmelzprozesses ist es in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der Deckel zumindest eine Sollbruchstelle aufweist, an der der Deckel bei einem bestimmten Druck zerbricht.

Weiterhin zur gezielten Steuerung des Schmelzprozesses dient das vorteilhafte Merkmal, dass die Ummantelung zumindest zwei Kammern zur Aufnahme unter¬ schiedlicher Füllungen aufweist.

Bei dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Kammern durch eine Wandung aus gemahlenen Mineralfasern und/oder aus mit dem Material der Ummantelung übereinstimmenden zementgebundenen Pressmassen getrennt sind.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kammern quer zur Längsachse der Um¬ mantelung unterteilt sind. Ferner kann die Erfindung dadurch weitergebildet wer¬ den, dass die Ummantelung durch parallel zur Längsachse verlaufende Stege in einzelne Kammern unterteilt ist.

Zur Regulierung des Gasdruckes in der Ummantelung kann gemäß einem weite¬ ren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, dass die Ummantelung im Bereich einer Wandung eine Lochscheibe oder zumindest eine Öffnung aufweist, über die flüchtige Bestandteile austreten können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Füllung und/oder die Ummantelung rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Füllung und/oder die Ummante- lung einen zylindrischen oder prismenförmigen Querschnitt sowie vorzugsweise eine gewölbte bis halbkugelförmige Stirnfläche und eine der Stirnfläche gegenü¬ berliegend angeordnete Aufstandfläche haben. Sowohl die Lagerung, als auch die Ausrichtung der Formkörper im Kupolofen sind hierdurch in besonders vorteil¬ hafter Weise beeinflussbar.

Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Füllung und/oder die Ummantelung die Form eines rhombischen Disphenoiden aufweisen.

Für die Herstellung des Formkörpers und insbesondere der Ummantelung und des Formsteins können anstelle von hydraulisch abbindenden Stoffen auch Was¬ serglas-, Phosphatbinder, Phosphatzemente als Mischungen aus Metalloxiden mit Phosphorsäure sowie organisch modifizierte Silane als Bindemittel Vorzugs-

weise in Verbindung mit Hochtemperaturkoks; Petrolkoks; Pechkoks oder Graphit eingesetzt werden, die feste Oberflächen aufweisen.

Die verstärkte Oberflächenschicht der beschriebenen, als Füllung verwendbaren Formsteine bildet den Übergang zu der tragfähigen und temperaturbeständigen

Ummantelung, wobei die Ummantelung und die Füllung im Sinne von Klein- Reaktoren zu verstehen sind. Diese Klein-Reaktoren können neben bei hohen Temperaturen vorbehandelten Kohlen insbesondere Primärenergieträger enthal¬ ten, die bei der Erwärmung flüchtige Stoffe frei setzen und sich dabei aufblähen. Derartige Reaktionen sind bei der Gestaltung der Ummantelungskörper und dem jeweiligen Füllgrad zu berücksichtigen.

Die frei werdenden flüchtigen Bestandteile können wegen der Intensivierung der Energieübertragung auf die Rohstoffpartikel den Schmelzvorgang wesentlich in- tensivieren oder einen Teil der Primärenergieträger in der Ofenschüttung erset¬ zen. Die energiehaltigen flüchtigen Bestandteilen werden im oberen Teil des Ku¬ polofens abgezogen und in einer nachgeschalteten Brennkammer verbrannt. Der Energieinhalt dient letztlich der Vorwärmung der Verbrennungsluft.

In diese Ummantelung können verschiedene Primärenergieträger als Formsteine, in gebundener, beispielsweise in brikettierter Form, oder als feinkörnige Schüt¬ tung eingebracht werden. Für die Bindung von Formsteinen, die in den Ummante¬ lungen verwendet werden sollen, kommen neben den bereits erwähnten anorga¬ nischen und organischen Bindemitteln naturgemäß Feinkohle bei der Brikettie- rung oder Steinkohlenteerpech in Frage. Weiterhin können Polysaccharide, Me¬ lasse oder dergleichen verwendet werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen¬ den Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungs- formen der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;

Figur 2 eine zweite Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;

Figur 3 eine dritte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;

Figur 4 eine vierte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Draufsicht;

Figur 5 eine erste Ausführungsform eines Formsteins in Seitenansicht;

Figur 6 den Formstein gemäß Figur 5 in Draufsicht;

Figur 7 eine zweite Ausführungsform eines Formsteins in Seitenansicht;

Figur 8 den Formstein gemäß Figur 7 in Draufsicht;

Figur 9 eine dritte Ausführungsform eines Formsteins in geschnitten dar¬ gestellter Seitenansicht;

Figur 10 eine vierte Ausführungsform eines Formsteins in geschnitten dargestellter Seitenansicht;

Figur 11 eine fünfte Ausführungsform eines Formsteins in geschnitten dargestellter Seitenansicht;

Figur 12 den Formstein gemäß Figur 11 in Draufsicht;

Figur 13 eine sechste Ausführungsform eines Formsteins in geschnitten dargestellter Seitenansicht;

Figur 14 den Formstein gemäß Figur 13 in Draufsicht;

Figur 15 eine siebte Ausführungsform eines Formsteins in Draufsicht;

Figur 16 eine fünfte Ausführungsform eines Formkörpers in Draufsicht;

Figur 17 den Formkörper gemäß Figur 16 in geschnitten dargestellter Sei- tenansicht entlang der Schnittlinie VXII - XVII in Figur 16;

Figur 18 den Formkörper gemäß Figur 16 in geschnitten dargestellter Sei¬ tenansicht entlang der Schnittlinie VXIII - XVIII in Figur 16;

Figur 19 eine achte Ausführungsform eines Formsteins in Draufsicht;

Figur 20 den Formstein gemäß Figur 19 in geschnitten dargestellter Sei¬ tenansicht entlang der Schnittlinie XX - XX in Figur 19 und

Figur 21 eine sechste Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht.

Figur 1 zeigt einen Formkörper 1 , der als Primärenergieträger für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, insbesondere aus Steinwolle verwendbar ist. Der Formkörper

1 besteht aus einem Formstein 1' aus einer mit einem Bindemittel gebundenen feinkörnigen und kohlenstoffhaltigen Fraktion. Die kohlenstoffhaltige Fraktion hat eine maximale Korngröße von 50 mm, wobei zumindest die Hälfte der kohlen¬ stoffhaltigen Fraktion eine Korngröße < 25 mm aufweist. Bei dem Formstein 1 ' ist vorgesehen, dass die gröberen Bestandteile der kohlenstoffhaltigen Fraktion ein nicht näher dargestelltes Stützgerüst bilden, während die feineren Bestandteile mit einer Korngröße < 25 mm die Zwischenräume im Stützgerüst ausfüllen. Die kohlenstoffhaltige Fraktion und das Bindemittel weisen eine Packungsdichte von 1.250 kg/m ³ auf.

Der Formkörper 1 ist im Querschnitt rund ausgebildet und hat an seinem einen Ende 2 einen konischen Abschnitt 3.

Figur 1 zeigt weiterhin eine Ummantelung 4, die einen Aufnahmeraum 5 aufweist, in den der Formstein vollständig eingesetzt ist, so dass Innenwandungsflächen 6 des Aufnahmeraums 5 möglichst voilflächig an der Außenwandung 7 des Form¬ steins V anliegen.

Die Ummantelung 4 ist zylindrisch ausgebildet und weist eine umlaufende Wand 8 und einen sich quer zur Längsrichtung der Wand 8 erstreckenden Boden 9 auf. Der Boden 9 hat eine gegenüber der Wand 8 vergrößerte Materialstärke und weist darüber hinaus eine konische Vertiefung 10 auf, die entsprechend dem ko- nischen Abschnitt 3 des Formsteins ausgebildet ist. Zwischen den freien Enden der Wand 8 ist ein Deckel 11 angeordnet, der den Aufnahmeraum 5 oberhalb des Formsteins V verschließt. Der Formstein 1' stellt somit eine Füllung 12 dar.

Die Ummantelung 4 besteht aus Gesteinsfraktionen und/oder Sekundärrohstof- fen, die bei der Herstellung von Mineralfaserdämmstoffen im Zuge des Herstel¬ lungsprozesses als beispielsweise Abschnitte, fehlerhafte Produkte oder derglei¬ chen anfallen. Des Weiteren können derartige Sekundärrohstoffe auch im Zuge des Recyclings rückgebauter Mineralfaserdämmstoffe zur Verfügung stehen.

Die Ummantelung 4 weist eine hohe mechanische und thermische Stabilität bei gleichzeitig hoher Luftdurchlässigkeit auf. Die Gesteinsfraktionen und/oder Se¬ kundärrohstoffe sind durch hydraulische Bindemittel miteinander gebunden.

Die Luftdurchlässigkeit der Ummantelung 4 ermöglicht eine kontrollierte Entga- sung des sich innerhalb des Aufnahmeraums 5 befindenden, die Füllung 12 dar¬ stellenden Formsteins 1 ', der als Energieträger in einem Schmelzprozess in ei¬ nem nicht näher dargestellten Kupolofen dient.

Die kontrollierte Entgasung des Formsteins 1' erfolgt über die Wand 8, den De- ekel 11 und den Boden 9. Hierdurch wird verhindert, dass der sich gegebenenfalls unter Temperatureinwirkung ausdehnende Formstein Y die Ummantelung 4 mit erhöhtem Gasdruck beaufschlagt, so dass es zu einer Beschädigung der Um¬ mantelung 4 kommt. Ein regulierter Gasdruck innerhalb der Ummantelung 4, bei¬ spielsweise der Expansionsdruck von Kohle, Niedertemperaturkoks oder anderen

Energieträgern dient demgegenüber zur Abstützung der Ummantelung 4. Die Festigkeit der Ummantelung 4 kann demzufolge verringert werden, um die Um¬ mantelung 4 derart luftdurchlässig auszubilden, dass eine verzögerte Energieab¬ gabe des Formsteins 1' möglich ist.

Ergänzend kann die Ummantelung 4 auf der Wand 8, dem Boden 9 und/oder dem Deckel 11 eine dünne Schicht eines nicht näher dargestellten hydraulischen Bin¬ demittels aufweisen. Dieses hydraulische Bindemittel kann durch feinkörnige Ge¬ steinsfraktionen oder Sekundärrohstoffe, nämlich insbesondere Abfallfasern ver- stärkt sein. Eine derartige Schicht kann durch Tauchen oder Sprühen der Um¬ mantelung 4 aufgebracht werden.

Die Ummantelung 4 wird als einseitig offener Körper gepresst. Anschließend wird der Formstein 1 ' in den Körper der Ummantelung 4 eingesetzt und die Ummante- lung 4 durch den Deckel 11 verschlossen.

Der Deckel 11 weist umlaufend einen Vorsprung 13 auf, der in eine korrespondie¬ rend ausgebildete Ausnehmung 14 in der Innenwandungsfläche 6 der Ummante¬ lung 4 eingreift. Die Ausnehmung 14 kann beispielsweise als Hinterschneidung ausgebildet sein, die im Bereich eines oberen Randes der Ummantelung 4 mit ei¬ ner Friktions-Spindelpresse eingebracht ist.

Neben den voranstehend angegebenen Materialien kann die Ummantelung 4 auch aus haufwerkporigem Mörtel bzw. Beton bestehen, wobei Zuschläge aus Gesteinen, Schlacken und Mineralfaserabfällen sowie hydraulisch erhärtende

Bindemittel, beispielsweise Portlandzemente vorgesehen sein können. Die hyd¬ raulisch erhärtenden Bindemittel können durch hydraulisch abbindende oder la¬ tent-hydraulische Sekundärrohstoffe, respektive latent-hydraulische Puzzolane oder Tuffe mit entsprechenden Anregern zumindest teilweise substituiert werden, wenn eine ausreichend lange Lagerzeit zur Erhärtung gewährt wird.

Wie voranstehend ausgeführt, ist die Wand 8 mit einer geringeren Wandstärke ausgebildet, als der Boden 9. Die Materialstärke des Deckels 11 entspricht der Materialstärke der Wand 8. Grundsätzlich ist die Wandstärke auf die erforderliche

Festigkeit des Formsteins V und der Ummantelung 4 abgestimmt, wobei insbe¬ sondere der Transport und die Lagerung der Kombination aus Formstein V und Ummantelung 4 sowie auf die Beanspruchungen während der Ofenreise Rück¬ sicht zu nehmen ist. Die Ausgestaltung des Bodens 9 mit der konischen Vertie- fung 10 in Kombination mit dem konischen Abschnitt 3 des Formsteins 1' sowie der hohen Packungsdichte führt dazu, dass sich die Kombination aus Ummante¬ lung 4 und Formstein 1 ¹ insbesondere bei der Schüttung in den nicht näher dar¬ gestellten Kupolofen in gewünschter Weise ausrichtet, so dass die Kombination aus Formstein 1 ' und Ummantelung 4 im Wesentlichen in der in Figur 1 darge- stellten Ausrichtung in der Schüttung angeordnet wird.

Die in Figur 1 dargestellte Kombination aus Formstein 1 ' und Ummantelung 4 hat ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 1 :1. Durch eine Veränderung die¬ ses Verhältnisses bis hin zu 2,5 : 1 können die voranstehend beschriebenen Ef- fekte hinsichtlich der Ausrichtung im Kupolofen weiter verbessert werden.

Der voranstehend beschriebene und dargestellte Formstein 1', der aus einem Primärenergieträger, beispielsweise Koks oder einer sonstigen kohlenstoffhalti¬ gen Fraktion bestehen kann, ist vorgeformt und gepresst. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Primärenergieträger oder eine andere kohlenstoffhaltige

Fraktion in mehreren Stufen als lose Schüttung bis zu einer bestimmten Höhe in die Ummantelung 4 einzufüllen und dort zu verpressen. Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, den Primärenergieträger bzw. die kohlenstoffhaltige Frak¬ tion vollständig in die Ummantelung 4 zu schütten und anschließend zu verpres- sen, bevor in beiden Fällen der Deckel 11 dadurch gebildet wird, dass eine Mör¬ tel/Beton-Mischung einer mit der Ummantelung 4 übereinstimmenden Zusam¬ mensetzung abschließend eingefüllt und mit dem Primärenergieträger bzw. der kohlenstoffhaltigen Fraktion und der Ummantelung 4 verpresst wird. Der Deckel 11 kann alternativ eine von der Ummantelung 4 abweichende Zusammensetzung aufweisen. Durch die voranstehend dargestellte Vorgehensweise werden sämtli¬ che Komponenten auf die durch die Art der Stoffe und ihre Korngrößenverteilung mögliche und angestrebte Rohdichte verdichtet.

Die Ausnehmung 14 am oberen Rand der Ummantelung 4 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Deckel 11 aus einer im Vergleich zur Wand 8 bzw. Boden 9 geringer permeablen Pressmasse oder einer gießfähigen und abschließend stark schwindenden Masse ausgebildet ist. Durch die formschlüssige Verbindung zwi- sehen dem Deckel 11 und der Ummantelung 4 wird verhindert, dass der Deckel

11 bei den unterschiedlichen Beanspruchungen während der Lagerung, dem Transport und der Beschickung des Kupolofens von der Ummantelung 4 getrennt wird. Der Deckel 11 kann darüber hinaus derart dimensioniert sein, dass er unter thermischen Belastungen, nämlich bei zu großem Innendruck aufreißt, aber nicht aus seiner Verankerung in der Ummantelung 4 herausfällt. Diesbezüglich kann der Deckel 11 eine nicht näher dargestellte Sollbruchstelle haben. Der Deckel 11 verhindert derart das Herausfallen des Formsteins V oder einer damit vergleich¬ baren Schüttung aus der Ummantelung 4.

Die Kombination aus dem Formstein V und der Ummantelung 4 stellt einen soge¬ nannten Klein-Reaktor dar, dessen Energieabgabe auf die Temperaturvertei¬ lungskurve über die Höhe des Kupolofens abgestimmt ist. Die flüchtigen Bestand¬ teile des Formsteins V werden erst nach ausreichender Durchwärmung der Um¬ mantelung 4 und bevorzugt über den Boden 9 und die Wand 8 abgegeben. Hier- durch werden diese erst in einem Bereich des Kupolofens verbrannt, in dem ein

Überschuss an Sauerstoff vorliegt, so dass eine vollständigere Verbrennung er¬ folgen kann. Von Vorteil ist hierbei eine Reduzierung des freien Wassers im Formstein 1 ' sowie in der Ummantelung 4.

Neben den bereits voranstehend erwähnten Energieträgern Kohle, Koks, Graphit,

Aktivkohle oder Russ können auch Holzabfälle, Rinde, Altholz, Späne und Stäube aus der Holz- und Papierverarbeitung, Spanplattenspäne und -schnipsel, Papier¬ schnipsel, Erdnussschalen, Baumwollstängel in brikettierter Form als Formstein 1' oder Füllung 12 eingesetzt werden.

In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform eines Formkörpers 1 mit einem Form¬ stein 1' dargestellt, der zweiteilig ausgebildet ist und Abschnitte aufweist, wobei zwischen den Abschnitten des Formsteins 1' eine Trennschicht 15 angeordnet ist, die sich quer zur Längsachse der Ummantelung 4 erstreckt und an die Innenwan-

dungsfläche 6 der Ummantelung 4 anschließt. Die beiden Abschnitte des Form¬ steins 1 ', weiche durch die Trennschicht 15 voneinander getrennt sind, können identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Zusammensetzung des Primärenergieträgers oder einer alternativen kohlen- stoffhaltigen Fraktion.

Weiterhin ist in Figur 2 im Unterschied zur Figur 1 ein abweichend ausgebildeter Deckel 11 zu erkennen, der im Querschnitt im Wesentlichen T-förmig ausgebildet ist, so dass der Deckel auf einer Stirnfläche 16 der Wand 8 der Ummantelung 4 aufliegt, während ein mit dem Innendurchmesser der Ummantelung 4 überein¬ stimmender Abschnitt 17 dichtend in den Aufnahmeraum 5 der Ummantelung 4 eingreift.

Ergänzend zu einer reibschlüssigen Verbindung des Deckels 11 mit der Wand 8 der Ummantelung 4 kann auch eine formschlüssige Verbindung gemäß Figur 1 vorgesehen sein, wobei dann ein entsprechender Vorsprung 13 und eine ent¬ sprechende Ausnehmung 14 in die Innenwandungsfläche 6 bzw. den Deckel 11 integriert sind.

Der Formstein 1' kann aus einem pelletisierten, brikettierten oder in anderer Form verpressten Energieträger bestehen und durch gebrochene Kerogene enthalten¬ den Schiefer und/oder gemahlene Dämmstoff-Abfälle gestreckt und somit in sei¬ ner Reaktionsfähigkeit gebremst sein. Ein ähnlicher Effekt ist durch die Trenn¬ schicht 15 erzielt, welche den Formstein T in zwei Abschnitte unterteilt. Die Trennschicht 15 führt somit zu einer Kombination aus einem Formstein 1' und ei¬ ner Ummantelung 4, bei der die Ummantelung 4 einen Mehrkammeraufbau auf¬ weist.

Neben der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, den Aufnahmeraum 5 der Ummantelung 4 auch in weitere Kammern zu unterteilen.

Es wird diesbezüglich auf die Figur 4 verwiesen, die eine im Querschnitt polygo¬ nal ausgebildete Ummantelung 4 aufweist, deren Aufnahmeraum 5 durch recht¬ winklig zueinander ausgerichtete Trennwände 18 in vier Kammern unterteilt ist, die jeweils einen Teil eines Formsteins V aufnehmen. Die einzelnen Teile des

Formsteins 1' können wiederum identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein, wobei insbesondere unterschiedliche Zusammensetzungen der einzelnen Teile des Formsteins V vorgesehen sein können.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines in einer Ummantelung 4 ange¬ ordneten Formsteins Y, wobei zu erkennen ist, dass im Unterschied zur Ausfüh¬ rungsform gemäß Figur 1 der Boden 9 als Lochplatte mit Entgasungsöffnungen 19 ausgebildet und formschlüssig in eine Öffnung der Ummantelung 4 eingesetzt ist. Zu diesem Zweck weist der Boden 9 im Bereich seines Randes einen umlau- fenden Vorsprung 20 auf, der in eine korrespondierende Ausnehmung 21 der

Wand 8 eingreift. Der Vorsprung 20 und die Ausnehmung 21 sind im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet, um das Einsetzen des Bodens 9 in die Ummantelung 4 zu erleichtern.

Neben den Entgasungsöffnungen 19 im Boden ist eine weitere Entgasungsöff¬ nung 19 im Deckel 11 angeordnet, dessen Ausgestaltung im Übrigen mit dem Deckel 11 gemäß Figur 2 übereinstimmt. Die Entgasungsöffnung 19 im Deckel 11 ist zentrisch angeordnet. Es ist zu erkennen, dass die im Deckel 11 und im Boden 9 zentrisch angeordneten Entgasungsöffnungen 19 konisch ausgebildet sind und sich zum Formstein 1' hin verengen. Demgegenüber sind die im Boden 9 außer¬ mittig angeordneten Entgasungsöffnungen zylindrisch ausgebildet. Über die Ent¬ gasungsöffnungen 19 ist ein definiertes Entgasen des Formsteins 1' möglich, um den Gasdruck innerhalb der Ummantelung 4 zu regulieren. Der voranstehend be¬ reits beschriebene und in der Ummantelung 4 angeordnete Formstein 1 ' wird nachfolgend näher erläutert, soweit dieser Formstein V selbstverständlich auch ohne Ummantelung 4 als Primärenergieträger für die Erzeugung einer zu zerfa¬ sernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineral¬ fasern, insbesondere aus Steinwolle verwendbar ist.

Die bisher beschriebenen und genannten Rohstoffe, wie auch der Koks weisen aufgrund ihrer jeweiligen inneren Struktur und des angewendeten Aufbereitungs¬ verfahrens irreguläre Formen auf. Die Schmelze bildenden Roh- und Sekundär¬ rohstoffe sowie die Primärenergieträger können vollständig oder in wesentlichen Teilen in Form von Formkörpern 1 in den Kupolofen eingebracht werden. Die

Formgestaltung dieser individuellen schmelzstoffhaltigen Formkörper 1 und die der energietragenden Formsteine V können in Form, Größe, Gewicht und Festig¬ keit unterschiedlich sein, wobei eine Abstimmung aufeinander möglich ist. Hierbei spielt die Form des Kupolofens, die Verteilung der Formkörper 1 im Ofen, der Transport der Formkörper 1 zum Ofen und die Beschickungsart eine wesentliche

Rolle. Die Formkörper 1 werden hierbei mechanisch belastet und sollen insbe¬ sondere abrieb- und bruchfest ausgebildet sein.

In den Figuren 5 und 6 ist ein Formstein V in einer Seitenansicht (Figur 5) und in einer Draufsicht (Figur 6) dargestellt. Der Formstein 1 ' ist doppel-pyramiden- stumpfförmig ausgebildet und besteht aus einem Primärenergieträger. Der Form¬ stein 1 ' weist einen quaderförmigen Mittelbereich 22 mit quadratischer Grundflä¬ che auf. Beiderseits des Mittelbereichs 22 sind pyramidenstumpfförmige Elemen¬ te 23 angeordnet, wobei ein pyramidenstumpfförmiges Element 23 aus einem Primärenergieträger und das weitere pyramidenstumpfförmige Element 23 aus einem Schmelze bildenden Stoff bestehen können.

Die pyramidenstumpfförmigen Elemente 23 haben quadratische Stirnflächen 24.

Abweichend von der dargestellten Ausgestaltung kann der Formstein 1 ' auch ei¬ nen Mittelbereich in Form einer Kreisscheibe aufweisen, wobei die Elemente 23 dann kegelstumpfförmig ausgebildet sein können.

Der Formstein 1 ' gemäß den Figuren 5 und 6 stellt eine einfache geometrische Form dar, mit der sich Hybridformen realisieren lassen, indem gebundene Ener¬ gieträger mit Schmelze bildenden Stoffen verbunden sind.

In den Figuren 7 und 8 sind weitere Ausführungsformen eines rotationssymmetri¬ schen Formsteins 1 ' dargestellt. Im Vergleich zur Ausführungsform gemäß den Figuren 5 und 6 sind die Elemente 23 mit konkaven Flächen ausgebildet. Insbe¬ sondere in Figur 8 ist zu erkennen, dass die Elemente 23 einen runden oder po¬ lygonalen Querschnitt aufweisen, sich jeweils aber bis zu einer Stirnfläche 24 erstrecken. Durch diese Ausgestaltung werden die Randbereiche des Formsteins 1 ' mit erhöhter Kantenfestigkeit ausgebildet. Der Formstein V kann ergänzend ei-

ne parallel zur Längsachse verlaufende Öffnung 25 aufweisen, die der Entgasung des Formsteins 1 ' bzw. Durchströmung des Formsteins 1 ' dient.

Darüber hinaus dienen auch die konkav ausgebildeten Flächen der Elemente 23 der Verbesserung der Entgasung und Durchströmung einer in einem nicht näher dargestellten Kupolofen angeordneten Schüttung aus Formkörpern 1 , da durch die konkav ausgebildeten Flächen ein dichtes Anliegen benachbarter Formsteine 1 ' nicht möglich ist.

In Figur 9 ist ein Formstein V zylindrischer Ausgestaltung dargestellt, der einen

Mittelabschnitt 26 hat, der als einschaliger Rotationshyperboloid ausgebildet ist. Beiderseits des Mittelabschnitts 26 ist ein kreisrunder Scheibenabschnitt 27 an¬ geordnet, wobei die Materialstärke der Scheibenabschnitte 27 identisch oder un¬ terschiedlich ausgebildet sein kann, um beispielsweise eine Orientierung des Formsteins V bei der Einbringung des Formsteins 1' als Schüttung in den Kupolo¬ fen herbeiführen zu können.

Eine einfache Ausgestaltung eines Formsteins 1' ist in Figur 10 dargestellt. Hier¬ bei handelt es sich um einen Formstein V mit rundem oder polygonalem Quer- schnitt, wobei der Formstein V insbesondere aus gebundenen Hochtemperatur¬ koks und/oder Graphit ausgebildet ist. Zur besseren Durchströmung einer aus derartigen Formsteinen 1' aufgebauten Schüttung in einem Kupolofen ist vorge¬ sehen, dass der Formstein 1' eine in seiner Längsrichtung verlaufende Öffnung 25 aufweist. Ein derartiger Formstein 1' kann selbstverständlich auch aus ande- ren Energieträgem und insbesondere auch aus Schmelze bildenden Materialien aufgebaut, insbesondere gepresst werden. Figur 11 zeigt eine weitere Ausfüh¬ rungsform eines Formsteins 1', der einen runden oder polygonalen Querschnitt haben kann. Der Formstein 1' gemäß Figur 11 hat zwei Scheibenabschnitte 27 und einen Mittelabschnitt 26, wobei der Durchmesser bzw. die Breite des Mit- telabschnitts 26 geringer ist, als der Durchmesser bzw. die Breite der Scheiben¬ abschnitte 27. Die Scheibenabschnitte 27 haben an ihrem dem Mittelabschnitt 26 zugewandten Ende eine Schrägfläche 28, wobei der Mittelabschnitt 26 zentrisch zu den Scheibenabschnitten 27 ausgerichtet ist.

Quer zur Längsachse des Mittelabschnitts 26 ist eine Öffnung 25 vorgesehen, die wiederum der Verbesserung der Durchströmbarkeit einer aus derartigen Form¬ steinen V gebildete Schüttung in einem Kupolofen dient.

Figur 12 zeigt einen Formstein V mit polygonalem oder kreisrundem Querschnitt, der aus mehreren Scheiben 29, 30 und 31 besteht, wobei die Scheiben 29, 30 und 31 konzentrisch zueinander angeordnet sind und unterschiedliche Durch¬ messer bzw. Breiten aufweisen, so dass sich ein treppenförmiger Aufbau des Formsteins V ergibt. Die Scheiben 29 bis 31 weisen einen umlaufenden Rand- wulst auf, der die Kantenfestigkeit der Scheiben 29 bis 31 erhöht. Durch diesen

Randwulst wird ferner auch die Lage eines derartigen Formsteins 1 ' innerhalb ei¬ ner Ofenschüttung stabilisiert. Zentrisch kann der Formstein 1 ' wiederum eine Öffnung 25 zur Verbesserung der Durchströmbarkeit des Formsteins 1' bzw. eine aus mehreren Formsteinen 1 ' gebildeten Schüttung in einem Kupolofen aufwei- sen. Derartige Öffnungen 25 dienen auch der Verbesserung der Wärmeübertra¬ gung, da der Formstein V durch die Öffnungen auch von innen erwärmt wird. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, mehr als eine Öffnung 25 in ei¬ nem entsprechenden Formstein V vorzusehen. Über die Öffnung 25 kann weiter¬ hin Feuchtigkeit aus dem Formstein 1' entweichen.

In den Figuren 13 und 14 ist eine weitere Ausführungsform eines Formsteins 1' dargestellt, wobei die Figur 14 eine Draufsicht und die Figur 13 eine geschnitten dargestellte Seitenansicht des Formsteins V gemäß Figur 14 zeigt. Der Formstein 1' gemäß den Figuren 13 und 14 ist im Querschnitt im Wesentlichen elliptisch ausgebildet und besteht aus einem hinsichtlich seiner Dichte homogenen Körper oder aus einem Körper mit partiell unterschiedlicher Masse.

In seinem Mittelbereich weist der Formstein V eine Öffnung 25 zu den voranste¬ hend bereits dargestellten Zwecken auf. Neben der dargestellten elliptischen Ausgestaltung des Formsteins V sind auch weitere Formgebungen bis hin zu Ro¬ tationsellipsoiden möglich. Der Vorteil derartiger Formsteine 1 ' mit elliptischem Querschnitt besteht darin, dass derartige Formsteine 1 ' in einer stabilen Flachla¬ gerung im Kupolofen angeordnet werden können. Daher sind die Öffnungen 25

bei derartigen Formsteine Y auch rechtwinklig zur Längserstreckung der Form¬ steine 1 ' ausgerichtet.

Figur 15 zeigt eine weitere einfache Ausführungsform eines Formsteins 1', der sich in besonderer Weise für die hier in Rede stehende Verwendung eignet. Der

Formstein Y gemäß Figur 15 hat die an sich bekannte Form eines Hausbrandbri¬ ketts und ist daher gut Stapel- und transportfähig. Durch seine Formgebung bilden mehrere Formsteine Y eine hochdurchlässige Schüttung in einem Kupolofen. Ei¬ ne weitere Ausführungsform eines Formsteins Y ist in den Figuren 16 bis 18 dar- gestellt. Dieser Formstein 1' eignet sich insbesondere für das Einsetzen in den

Kupolofen und kann sowohl als Hybridformkörper, wie auch als monolithischer Formstein 1', d.h. primär Schmelze bildend oder als Energieträger ausgebildet sein. Der Formstein 1' weist sechs Flächen 32 auf, in denen Gasführungskanäle 33 ausgebildet sind. Die Gasführungskanäle 33 sind zur Flächen 32 hin geöffnet und verbinden jeweils gegenüberliegend angeordnete und parallel zueinander ausgerichtete Flächen 32.

Die großen Oberflächen 32 weisen jeweils vier Gasführungskanäle 33 auf, von denen jeweils zwei parallel verlaufend ausgerichtet sind. In den als Schmalseiten ausgebildeten Flächen 32 sind jeweils zwei Gasführungskanäle 33 ausgebildet.

Im Bereich von Kreuzungspunkten der rechtwinklig zueinander ausgerichteten Gasführungskanäle 33 der als große Oberflächen ausgebildeten Flächen 32 sind darüber hinaus Bohrungen 34 angeordnet, die beispielsweise einen ovalen, run- den oder kleeblattförmigen Querschnitt aufweisen. Die Bohrungen 34 verbinden gegenüberliegende Flächen 32 miteinander.

Der Formstein Y gemäß den Figuren 16 bis 18 kann eine Höhe zwischen 50 und 500 mm und Seitenlängen zwischen 150 und 500 mm aufweisen. Vorzugsweise weist der Formstein 1' gemäß den Figuren 16 bis 18 eine quadratische Grundflä¬ che auf, wobei in Figur 16 die Umhüllung ergänzend als eine an den Flächen 32 anhaftende Beschichtung 35 aus beispielsweise einem Bindemittel, wie insbe¬ sondere ein Zementleim dargestellt ist. Das Bindemittel kann ergänzend gemah¬ lene Dämmstofffasern aufweisen, um die Abriebfestigkeit des Formkörpers 1 zu

erhöhen. Gemäß Figur 16 ist diese Beschichtung 35 lediglich im Bereich einer Hälfte auf den als Schmalseiten ausgebildeten Flächen 32 des Formsteins 1 ' an¬ geordnet. Die Beschichtung 35 dient somit ebenfalls zu einer Verlagerung des Schwerpunktes des Formkörpers 1 , so dass der Formkörper 1 bei der Beauf- schlagung eines Kupolofens in bestimmter Anordnung ausgerichtet wird.

In den Figuren 19 und 20 ist eine weitere Ausführungsform eines Formsteins 1 ' dargestellt, der im Bereich seiner beiden großen Oberflächen 36 im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgebildete Nuten 37 aufweist. Diese Nuten 37 die- nen wiederum der Führung von Luft und Gas während dem Schmelzprozess in¬ nerhalb des Kupolofens. Im Übrigen ist der Formstein 1 ' gemäß den Figuren 19 und 20 quaderförmig ausgebildet.

Schließlich zeigt Figur 21 ein Element 39, welches einen Formkörper 1 in einer Ummantelung 4 aufweist, wobei die Ummantelung 4 mit dem darin angeordneten

Formstein 1 ' ein Zentralelement 38 bildet, an welches kleinere Elemente 40 über Stege 41 angeschlossen sind.

Die kleineren Elemente 40 entsprechen in ihrem Aufbau dem Zentralelement 38 und haben demzufolge ebenfalls einen Formstein 1' in einer Ummantelung 4. Die

Ummantelung 4 besteht jeweils aus einer Schmelze bildenden Masse, während der Formstein V einen Energieträger darstellt. Mit einer Vielzahl von Elementen 39 gemäß Figur 21 lässt sich eine sehr permeable Ofenfüllung herstellen.