AT138392B - Verfahren zur Herstellung von Silikasteinen. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von Silikasteinen. 



   Es ist längst bekannt, dass sich die Umwandlung von Quarz in Cristobalit und Tridymit durch
Zusatz gewisser Stoffe wie sie beispielsweise in dem Buche von R. Niederleuthner, Wien 1928, S. 104 oben, einzeln angeführt sind, beschleunigen lässt. Aber auch bei Anwendung dieser Mittel war es noch nicht möglich, Silikasteine, welche nur oder fast nur aus Tridymit bestehen und keinen nicht umgewan- delten Quarz mehr enthalten, in technisch brauchbarer Form herzustellen. Es war zwar bekannt, dass von diesen Stoffen die Oxyde von Alkalien die Umwandlung des Quarzes in Tridymit am meisten fördern bzw. beschleunigen. Aber die nur mit Zusatz von Alkalioxyd hergestellten Silikasteine erwiesen sieh trotz des hohen Tridymitgehaltes für die Technik nicht als brauchbar, weil sie keine genügende Festigkeit besassen und leicht zerbröckelten. 



   Gemäss vorliegender Erfindung erfolgt die Herstellung von dauerhaften und für die Praxis brauch- baren Silikasteinen dadurch, dass der kalkhaltigen Silikamasse ein Gemenge von Alkalien und einem andern Oxyde, beispielsweise Eisenoxyd, Magnesia u. dgl., zugesetzt wird, wobei anderseits tonerde- haltige Stoffe vermieden werden sollen. Bei Anwendung dieses Verfahrens entsteht eine dünnflüssige
Schmelze, welche in die feinsten Poren und Spaltrisse der Quarzkristall eindringt und ein festes Gefüge des Steins herbeiführt. Die Gegenwart von Tonerde würde die Schmelze dickflüssig machen und die
Wirkung beeinträchtigen. Selbstverständlich bedarf es des Zusatze3 von Alkali od dgl. nicht, soweit diese schon in freier Form, d. h. nicht an Tonerde gebunden, in der Masse vorhanden sind.

   Meist aller- dings sind diese Stoffe, soweit sie vorhanden sind, an Tonerde gebunden und daher nicht oder kaum wirksam. 



   Durch Anwendung des Verfahrens, bei dem zum erstenmal die Schmelze im Stein gleichzeitig ausser Quarz und Kalk noch Alkali und ein oder mehrere weitere Oxyde, wie Eisenoxyd und bzw. oder
Magnesia enthielt, ist es den Anmeldern erstmalig gelungen, technisch brauchbare Tridymitsteine herzu- stellen, wie sie der Raumbeständigkeit wegen von der Technik, insbesondere für den Bau von Koksöfen, schon lange verlangt wurden. 



   Nach diesem Verfahren gelingt es, schon bei den in der Technik üblichen Brenntemperaturen von etwa 1400  C den ganzen Quarz der Silikarohmasse in Tridymit überzuführen. 



   Es hat sich nun herausgestellt, dass dieses Verfahren nicht nur zur Herstellung von Tridymitsteinen brauchbar ist, sondern auch zur Herstellung von Silikasteinen, die nicht völlig in Tridymit umgewandelt sind. Gegenüber dem bisher in der Technik üblichen Verfahren zur Herstellung von Silikasteinen kann hier der Vorteil ausgenutzt werden, die Umwandlung des Quarzes, die bei den bisher üblichen Verfahren bei Temperaturen von über   14000 vorgenommen   werden musste, bei viel tieferen Temperaturen vorzu- nehmen. Die umwandelnde Kraft der oben beschriebenen Mischung ist so stark, dass die Brenntemperatur je nach Grad der gewünschten Umwandlung um mehrere Hundert Grad gesenkt werden kann.

   So genügt es, zur Herstellung gewöhnlicher Silikasteine von spezifischem Gewicht von   2'40   eine Brenntemperatur von etwa   11500 innezuhalten.   Der Grad der Umwandlung von Quarz in Tridymit steigt mit der Brenn- temperatur, so dass bei Gegenwart von etwa 1% Natriumoxyd damit gerechnet werden kann, dass die
Umwandlung bei 1400 , höchstens   14500 vollständig   beendet ist. Der Stein ist dann quarzfrei. Durch
Erhöhung oder Verminderung der Flussmittelmenge kann die Menge des umgewandelten Quarzes geregelt werden. Für völlig umgewandelte Steine (Tridymitsteine) genügt schon eine Brenntemperatur von   1375 .   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



  Man kann aber auch durch Zugabe von sehr wenig Flussmittel, z. B. 0'1-0-3% Alkalioxyd mit etwas Eisenoxyd, bei hohen Temperaturen die Umwandlung des Quarzes zur Herstellung gewöhnlicher Silikasteine gegenüber dem bisherigen Zustand weiter treiben oder schneller bewirken. 



   Die Umwandlung des Quarzes der Rohmasse durch die angegebenen Oxyde kann noch wirksamer gestaltet werden dadurch, dass man sie in nicht wasserlöslicher Form zugibt. Gibt man das Alkali in Form der gewöhnlichen wasserlöslichen Salze zu, so wird, es beim Trocknen mit dem im Formling vorhandenen Wasser an die Oberfläche des Steines ziehen und sich hier anreichern oder sogar ausblühen. 



  Das Innere des Steines kann hiedurch an Alkali verarmen, so dass die Umwandlung leidet. Diesen Übelstand kann man dadurch beheben, dass man die Flussmittel, z. B. Eisenoxyd und Alkalioxyd, in unlöslicher Form zusetzt. Bei ersterem ist das leicht. Letzteres kann als unlösliches Salz, z. B. Natriumsiliciumfluorid oder als eine Fritte aus Soda, Eisenoxydul und Kieselsäure, zugegeben werden. Man kann auch Kalk miteinschmelzen, was aber nicht nötig ist. Besonders die Fritte wandelt gut um, während   Natriumsiliciumfluorid weniger   gut umwandelt, auch wenn Eisenoxyd oder ein anderes Oxyd zugegen ist. 



  Die Anwendung eines wasserunlöslichen Gemisches der als Umwandler benutzten Oxyde oder ihrer Verbindungen verbürgt gleichmässige Umwandlung und gleichmässige Beschaffenheit des Steines. 



   Das Verfahren kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden : Eine Silikarohmasse, welche aus   30% Fels quarzit   von 2 bis   0'06 mm, 30% Felsquarzit   von   0'06   bis 0 mm und   40%   Quarzmehl besteht, wird mit   2% Sulfitlauge, 2% Kalk, 1-5% Natriumoxyd   in Form von Soda und 1-5% Eisenoxyd angemacht, getrocknet, verformt und 20 Stunden bei Segerkegel 14 gebrannt. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Silikasteinen aus kalkhaltigen Silikarohmassen, dadurch gekennzeichnet, dass beim keramischen Brand, welcher zweckmässig bei Temperaturen zwischen 1150 und 1400  erfolgt, als Flussmittel neben Alkalioxyd ein anderer Stoff, z. B. Eisenoxyd oder Magnesia, zugesetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steigerung der Temperatur und des Flussmittelzusatzes die Quarzfreiheit des Endproduktes gesteigert wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussmittel in wasserunlöslicher Form, z. B. als eine Fritte aus Alkalioxyd, Eisenoxyd und Kieselsäure, zugesetzt werden.