AT128643B

AT128643B - Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse.

Info

Publication number: AT128643B
Authority: AT
Original assignee: Scheidhauer & Giessing Ag
Priority date: 1925-06-22
Filing date: 1926-06-21
Publication date: 1932-06-10

Description

Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten, säurefesten und sonstigen Erzeugnissen, welche mit Ton gebunden sind.

Es ist üblich, diese Erzeugnisse in der Weise herzustellen. dass die Schamotte oder ein anderes Magerungsmittel zunächst mehr oder weniger feinkörnig gemahlen und mit mehr oder weniger grossen Mengen Bindetons vermischt wird. Unter Zugabe von Wasser wird dann die ziemlich fette Masse innig durchmischt und zu Steinen oder andern Gegenständen geformt, welche getrocknet und gebrannt werden.

Je nach dem besonderen Verwendungszweck besteht das Magerungsmittel aus vorge-
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Korborund, Zirkon, Magnesit oder irgendwelchen andern für Tonbindung geeigneten Stoffen.

Erfahrungsgemäss ist es bei der'üblichen Herstellung aller obengenannten Erzeugnisse aber sehr schwierig und praktisch kaum zu erreichen, das mehr oder weniger grobkörnige Magerungsmittel und den Bindeton vollkommen gleichmässig zu durchmischen. Die ungleichmässige Verteilung beider Mischungskomponenten bewirkt, dass an den einzelnen Stellen des Steines eine unterschiedliche Schwindung eintritt, welche ein Verziehen der äusseren Form zur Folge hat. Auch ist das chemische und physikalische Gefüge des Steines ungleichmässig, wodurch die Widerstandsfähigkeit des Steines gegen hohe Temperaturen, schroffen Temperaturwechsel, chemische Angriffe und mechanische Beanspruchungen bei hohen Temperaturen herabgesetzt ist.

Selbst wenn durch zeitraubende mid kostspielige Verlängerung des Mischprozesses eine einigermassen gleichmässige Durchmischung erreicht ist. so bleibt doch infolge der erforderlichen grossen Mengen des zuzusetzenden Bindetons und Anmachewassers als Übelstand eine sehr erhebliche Nachschwindung sowohl beim Trocknen wie auch beim Brennen bestehen. Gewöhnlich werden die Magerungsmittel der Mischung vor dem Mahlen kalziniert oder gebrannt, S0 -dass sie beim Brennen des Steines zum zweiten Male gebrannt werden und deshalb einen höheren Umwandlungsgrad und damit andere physikalische Eigenschaften erreicht haben als der'nur einmal gebrannte Bindeton.

Je grösser der Prozentsatz von Bindeton im Steine ist, desto grösser ist die ungünstige Wirkung der obenerwähnten Unterschiede zwischen den beiden Mischmgs- komponenten. Bei der Verwendung hodhfeuerfester Magerungsmittel, wie Korund oder Quarzit, wird zudem die Feuerfestigkeit des Erzeugnisses durch einen erheblichen Prozentgehalt an Bindeton wesentlich herabgesetzt. Die Feuerfestigkeit von Korund entspricht beispielsweise S. K. 42, während die besten Bindetone höchstens eine Feuerfestigkeit von S. K. 35 erreichen.

Ferner kommt in Betracht, dass feuerfeste Erzeugnisse aus billigen Magerungsmitteln, wie gemahlene Steinbrocken oder Kapselscherben, deren Preis unter dem des Bindetons liegt, durch den bisher erforderlichen erheblichen Zusatz von Bindeton stark verteuert werden.

Die Erfindung bezweckt, eine gute Bindung der Magerungsmittel bei der Herstellung tongebundener Erzeugnisse unter Anwendung möglichst geringer Tonmengen zu erzielen. Dies ist erfindungsgemässe dadurch erreicht, dass der Bindeton in verflüssigtem Zustande mit-den

Magerungsmitteln zu einer verhältnismässig trockenen. mageren Masse gemischt wird. welche durch mechanische Einwirkungen, wie Schlagen, Stampfen oder Pressen, verformt und sodann gebrannt wird.

Es ist an sich bekannt, Ton beispielsweise, durch einen geringen Zusatz von freiem Alkali oder Soda in flüssigen Zustand überzuführen, bzw. die Plastizität von Tonen allgemein durch ähnlich wirkende Zusätze zu erhöhen. Auch verwendet man bereits verflüssigten Ton als Bindemittel bei giessbaren keramischen Massen, welche in gewöhnlich aus Gips bestehende saugfähige Formen gegossen und nach einer langen Trockenzeit gebrannt werden.

Während man aber bisher verflüssigten Ton nur angewendet hat, um mittels entsprechend grosser Mengen des flüssigen Tones keramische Massen von breiiger oder flüssiger Konsistenz zu gewinnen. wird gemäss der Erfindung verflüssigter Ton zum erstenmal zur Bindung von Magerungsmitteln in solchen Mengen verwendet, dass die gewonnene Masse nicht mehr giessfähig, sondern mager und verhältnismässig trocken ist und etwa krümelige Konsistenz aufweist, so dass sie nur durch mechanische Einwirkungen, wie Schlagen, Stampfen oder Pressen, formbar ist.

Bei der Anwendung des durch die Überführung in flüssigen Zustand weitgehend aufgeschlossenen feindispersen Tones als Bindemittel zur Herstellung magerer keramischer Massen benötigt man nur eine sehr geringe Menge von Bindeton und erzielt gleichzeitig ohne Schwierigkeit eine durchaus gleichmässige Verteilung des Bindetones in der Mischung.

Versuche haben ergeben, dass an Stelle der grossen Mengen von Bindeton, wie z. B.

25-35 /o des Massegewichtes, welche nach dem üblichen Herstellungsverfahren erforderlich waren, jetzt ein sehr geringer Tonzusatz, der je nach Art des Bindetones und des beim Verformen der Steine angewendeten Druckes bis auf 2-5 /o des Massegewichtes verringert werden kann, genügt. um tongebundene Erzeugnisse herzustellen, deren Güte in vieler Hinsicht die Qualität der nach den bisher üblichen Methoden hergestellten Erzeugnisse übersteigt.

Die Gesamtschwindung des neuen Erzeugnisses wird durch den geringen Zusatz von Bindeton erheblich vermindert, und die Gleichmässigkeit des Gefüges ist durch die gute Verteilung des giessbaren Tonschlickers in der Mischung wesentlich erhöht.

Ferner ist die Feuerfestigkeit, insbesondere der Erzeugnisse aus hochfeuerfesten Magerungsmitteln, wie z. B. Korund, infolge des geringen Gehaltes an Bindeton bedeutend verbessert.

Die geringfügigen Zusätze von Alkalien, welche zum Überführen des Bindetones in den giessfähigen Zustand erforderlich sind, vermögen die durch den geringen Tongehalt erzielten günstigen Resultate nicht zu beeinträchtigen, da sie nur bis zu etwa l-l/s% der Bindetonmenge, also nur kleine Bruchteile eines Prozentes der gesamten Masse, betragen.

Durch die Herstellung von feuerfesten Erzeugnissen aus Quarzit nach dem neuen Verfahren erhält man tongebundene Silikasteine, welche den kalkgebundenen Silikasteinen im Hinblick auf Verbandsfestigkeit, Druckfestigkeit, Feuerbeständigkeit und hohen Kieselsäuregehalt vollkommen gleich und bezüglich der Beständigkeit gegen schroffen Temperaturwechsel sogar infolge der vorzüglichen Homogenität überlegen sind.

Der im kolloidalen Zustand dem gemahlenen Quarzit beigemengte Tonschlicker bildet eine Art von künstlichem Basalzement mit dem feinen Quarzitmehl, welches sich beim Brennen schnell umwandelt und auch die Umwandlung der kleineren und grösseren Quarzitkörner in die andern Modifikationen der Kieselsäure, nämtich in Cristohalit und Tridymit, begünstigt und beschleunigt. Deshalb erlaubt das neue Herstellungsverfahren die Verwendung von chemisch reinen Quarziten oder andern hochkieselsäurereichen Stoffen ohne Basalzement, wie z. B. Quarz. kiesel, Sanden u. dgl., zur Herstellung erstklassiger Silikasteine.

Bisher war es praktisch unmöglich, eine kleine Menge von Bindeton mit grossen Mengen von gemahlenem Quarzit, Schamotte od. dgl. so gleichmässig zu mischen, dass eine gute Bindung der sich berührenden Körner in der Masse erzielt werden konnte. Durch die Hinzu- fügung des Bindetones zu der Masse in Form eines Schlickers werden die Magerungsmittel derselben völlig von einer ausserordentlich dünnen Schicht Bindetones umhüllt. Unter Umständen kann hiebei der in giessbaren Zustand übergeführte Bindeton durch Zugabe einer grösseren Wassermenge, als zum Vergiessen eines Tonschlickers eigentlich erforderlich ist, in dünnflüssigeren Zustand übergeführt werden. Das im Überschuss zugesetzte Wasser kann, so weit es notwendig ist, dann der fertigen Mischung vor dem Verformen durch bekannte Mittel, beispielsweise Wärme, wieder entzogen werden.

Nach diesem Verfahren kann man ohne Gefährdung der gleichmässigen Durchmischung bis auf viel geringere Zusätze von Bindeton herah- gehen, als dies bisher für möglich gehalten wurde, ohne dass damit die Gleichmässigkeit der Durchmischung oder die gute Bindung der sich berührenden Körner in derselben beein- trächtigt wird.

Zur Verformung der Massen, welche in der beschriebenen Weise durch Mischung von
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anderstossenden Körner der Masse erzielt wird. Die Masse kann z. B. in Formen gestampft oder geschlagen oder in irgendeiner hydraulischen Presse unter hohem Druck gepresst werden.

Je höher der Pressdruck ist, mit welchem die Masse verformt wird, desto besser ist die Bindewirkung der dünnen Tonschlickerschicht, welche jedes Korn umgibt.

Nach dem Trocknen werden die geformten Erzeugnisse bei geeigneter Temperatur gebrannt, um eine gründliche Sinterung des Bindetones zu erzielen.

Auf diese Weise hergestellte feuerfeste Steine haben praktisch ein chemisch und physikalisch vollkommen gleichartiges Gefüge. Sie weisen ein Minimum an Porosität und Trocken-sowie Brennschwindung auf. Trotzdem besitzen sie eine ausgezeichnete Verbandsfestigkeit, und ihre Druckfestigkeit ist sowohl bei gewöhnlicher als auch erhöhter Temperatur grösser als bei feuerfesten Erzeugnissen, die nach dem üblichen Verfahren hergestellt sind.

Infolge der Verminderung innerer Spannungen ist auch die Beständigkeit gegen Temperatur- schwankungen bedeutend erhöht.

Bei der Verwendung von billigen Magerungsmitteln, z. B. gemahlenen Steinbrocken oder Kapselscherben, hat der Zusatz von geringen Mengen giessbaren Tonschlickers zwecks Bindung gemäss der Erfindung eine wesentliche Verbilligung der Massekosten zur Folge. wegen der Verringerung des auf den teueren Bindeton entfallenden Kostenanteiles.

Wird die Verformung von gemäss der Erfindung hergestellten Massen unter hohem Druck vorgenommen, so haben die Formlinge nach dem Trocknen eine so hohe mechanische Festigkeit, dass sie den Transport und die Weiterverarbeitung ebenso gut aushalten wie gebrannte Steine.

Die unter hohem Druck hergestellten Formlinge können deshalb in die Öfen in unge- branntem Zustande eingebaut werden, sofern die verwendeten Magerungsmittel bei den Ofentemperaturen raumbeständig sind. Eine weitere Voraussetzung für die Verwendung von unge-
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des verwendeten Bindetons erreichen. Auf diese Weise wird das Brennen der Steine durch die Hitze der Öfen, in welchen sie verwendet werden, bewirkt. Das ist möglich, weil die Brennschwindung der nach dem neuen Herstellungsverfahren hergestellten und unter hohem Druck verformten Steine so gering ist, dass sie praktisch vernachlässigt werden kann.

Eine besondere Ausführungsform des neuen Verfahrens besteht darin, dass der Bindeton nicht für sich allein giessbar gemacht und dann mit der gesamten Menge der gemahlenen Magerungsmittel gemischt wird, sondern mit einem Teil des Magerungsmittels zusammen zu dem Giessschlicker verarbeitet und dann derselbe mit dem Rest des Magerungsmittels vermengt wird.

Hiebei kann entweder so verfahren werden, dass ein Gemisch von Ton und Schamotte oder Quarzit oder einem andern gemahlenen Magerungsmittel zusammen giessbar gemacht oder aber zunächst der Ton aufgelöst und dem Tonschlicker dann ein solcher Teil des gemahlenen Magerungsmittels zugegeben wird, dass das Gemisch noch giessfähig ist.

Die Hinzufügung eines Teiles des gemahlenen Magerungsmittels schon bei der Zurichtung des Giessschlickers bietet den Vorteil, dass die hinzugefügten Körner von Schamotte, Quarzit, Korund u. dgl. beim Arbeiten des Rührwerkes eine zerreibende Wirkung auf den Bindeton ausüben und so dessen Auflösung erleichtern und beschleunigen, wodurch ein wesentlicher Teil der Rührarbeit und damit Zeit, Geld und Energie gespart werden.

Derjenige Teil der Magerungsmittel, welcher in dem Giessschlicker schwebt, umhüllt sich zu dem bereits während der Zurichtung des Giessschlickers sehr vollständig mit feinsten Tonteilchen, wodurch ein Teil der späteren Mischarbeit erspart wird. Vorzugsweise setzt man die feinsten Fraktionen des Magerungsmittels in der beschriebenen Weise dem Tonschlicker zu.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindeton in dem bekannten, z. B. durch alkalisch oder ähnlich wirkende Zusätze erzielten. verflüssigten Zustand mit einer solchen Menge der als Magerungsmittel dienenden gemahlenen Schamotte gemischt wird, dass eine magere, nicht giessbare Masse entsteht, die durch Schlagen, Stampfen, Pressen od. dgl. verformt und sodann gebrannt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Magerungsmittel an Stelle von Schamotte gemahlener Quarzit od. dgl. mit dem verflüssigten Bindeton in solchem Verhältnis gemischt wird, dass eine magere, nicht giessbare Masse entsteht. die durch Schlagen, Stampfen, Pressen od. dgl. verformt und sodann gebrannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass als Magerungsmittel an Stelle von Schamotte gemahlene, geschmolzene Tonerde-künstlicher oder natürlicher Korund- mit dem verflüssigten Bindeton in solchem Verhältnis gemischt wird, dass eine magere, nicht <Desc/Clms Page number 4> giessbare Masse entsteht, die durch Schlagen, Stampfen, Pressen od. dgl. verformt und sodann gebrannt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2und 3. dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle von Schamotte, Quarzit oder Korund gemahlener Cyanit, Chromit, Karborund, Zirkon. Magnesit oder ein anderer für Tonbindung geeigneter unplastischer Stoff mit dem verflüssigten Bindeton in solchem Verhältnis gemischt wird, dass eine magere, nicht giessbare Masse entsteht, die durch Schlagen, Stampfen, Pressen od. dgl. verformt und sodann gebrannt wird.

5. Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung sehr geringer Bindetonmengen der verflüssigte Bindeten durch Zugabe von mehr Wasser, als zur Verflüssigung des Tones notwendig ist, so dünnflÜssig gemacht wird. dass bei Mischung der Masse eine vollständige Umhüllung der Schamottekörner gesichert ist. wonach das überschüssige Wasser, soweit dies für die Verformung der Masse durch Schlagen, Stampfen oder Pressen notwendig ist, nach Beendigung der Mischung entfernt wird.

6. Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung sehr geringer Bindetonmengen der verflüssigte Bindeton durch Zugabe von mehr Wasser, als zur Verflüssigung des Tones notwendig ist. so dünnflüssig gemacht wird, dass bei Mischung der Masse eine vollständige Umhüllung der Körner des aus Quarzit oder andern hochkieselsäurehaltigen Stoffen bestehenden Magerungsmittels gesichert ist, wonach das überschüssige Wasser, soweit dies für die Verformung der Masse durch Schlagen, Stampfen oder Pressen notwendig ist, nach Beendigung der Mischung entfernt wird.

7. Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass dem Bindeton vor, bei oder nach seiner Überführung in den verflüssigten Zustand zunächst nur ein Teil der gemahlenen Schamotte, u. zw. vorzugsweise die feineren Fraktionen der letzteren, hinzugefügt wird, dann diese Mischung mit dem Rest des gemahlenen Magerungsmittels vermengt wird, wonach die Masse durch Schlagen, Stampfen oder Pressen verformt und sodann gebrannt wird.

8. Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bindeton vor, bei oder nach seiner Überführung in den verflüssigten Zustand zunächst nur ein Teil des gemahlenen Quarzites oder anderer hochkieselsäurehaltiger Stoffe. u. zw. vorzugsweise deren feine Fraktionen, hinzugefügt wird, dann diese Mischung mit dem Rest der gemahlenen Magerungsmittel vermengt wird, wonach die Masse durch Schlagen, Stampfen oder Pressen verformt und sodann gebrannt wird.

9. Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die zur Raumbeständigkeit vorgebrannte oder gesehmolzene Schamotte in geeigneter Weise gekörnt und mit einer geringstmöglichen Menge verflüssigtem Bindetons gemischt wird, worauf diese Mischung durch Pressen unter hohem Druck verformt und die Formlinge in ungebranntem Zustande zum Bau von Öfen u. dgl. verwendet werden.

10. Verfahren zur Herstellung tongebundener Erzeugnisse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bis zur Raumbeständigkeit vorgebrannter Quarzit oder vorgebrannte andere EMI4.1 verflüssigtem Bindeton vermischt werden, worauf diese Mischung durch Pressen unter hohem Druck verformt und die Formlinge in ungebranntem Zustande zum Bau von Öfen u. dgl. ver- wendet werden.