AT152696B

AT152696B - Abschreckfeste keramische Erzeugnisse, insbesondere feuerfeste Steine.

Info

Publication number: AT152696B
Authority: AT
Inventors: Kamillo Dr Ing Konopicky
Original assignee: Kamillo Dr Ing Konopicky
Priority date: 1935-01-21
Filing date: 1935-07-04
Publication date: 1938-03-10

Description

Abschrcddeste lieramische Erzeugnisse, insbesondere feuerfeste Steine.

Die Erfindung bezieht sich auf keramische Erzeugnisse aller Art, die grossen und plötzlichen Temperaturschwankungen unterworfen sind, insbesondere auf feuerfeste Steine. Es ist bekannt, dass die Abschreckung keramischer Erzeugnisse infolge der dabei auftretenden starken Spannungen leicht zu Rissen und damit zur Zerstörung der Erzeugnisse führt. Man hat bisher in der keramischen Industrie, insbesondere in jener der feuerfesten Produkte, bereits versucht, eine erhöhte Abschreckfestigkeit durch sorgfältige Wahl der Korngrössenverteilung oder auch durch entsprechende Zusätze zu dem Material zu erzielen.

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die keramischen Erzeugnisse zur Erhöhung der Abselhreckfestigkeit durch Trennfläehen wabenartig unterteilt. Diese wabenartig unterteilten abschreckfesten keramischen Erzeugnisse können erfindungsgemäss auf verschiedene Weise hergestellt werden.

Man kann beispielsweise die Zellen in entsprechender Grösse vorformen, die Oberfläche dieser Zellen mit dem Material der Trennschicht versehen und dann die so vorbearbeiteten Zellen mit oder ohne Zusatz von mehligen Anteilen zum endgültigen Erzeugnis formen, wobei es für den Effekt nicht ausschlaggebend ist, wenn während der endgültigen Verformung ein unwesentlicher Teil der Trennflächen zerstört wird. Man kann aber auch ein wabenartiges Gebilde aus oxydierbaren Metall-oder aus Metalloxyd-Folien während der Formgebung in das Erzeugnis hineinarbeiten.

Der Abstand der einzelnen Trennfläche des wabenartigen Gebildes hängt selbstverständlich von der Natur und dem Aufbau der feuerfesten Grundmasse ab. Es konnte beobachtet werden, dass die geschilderte günstige Wirkung auf die Abschreckfestigkeit vorhanden ist, wenn der Abstand der Trennfläche der Zellen zirka 0-8-0-5 mm beträgt. Man kann daher das wabenartige Gebilde der Trennflächen auch so erzielen, dass das Grobkorn der keramischen Masse durch eine Zwischenschicht von der übrigen Masse isoliert wird.

Bei der Herstellung des absehreckfesten keramischen Erzeugnisses wird also das Grobkorn zuerst mit dem Material der Trennfläche umhüllt und hierauf mit den feineren Anteilen vermischt und die Masse in üblicher Weise weiter verarbeitet.

Allgemein müssen bei der Herstellung der abschreckfesten keramischen Erzeugnisse als Material der Trennfläche solche Stoffe oder Gemische verwendet werden, welche bei den Temperaturen des Herstellungsbrandes oder der Verwendung im Betriebe eine geringere Zugfestigkeit als die Grundmasse besitzen oder aber durch Wachsen während des Brandes dieser eine Druckvorspannung verleihen und keinesfalls während des Brennens oder bei der Gebrauchstemperatur mit dem Grundmaterial oder Anteilen davon leiehtschmelzende oder leichtsinternde Verbindungen eingehen bzw. selbst leicht sintern oder schmelzen. Die Dicke der die einzelnen Trennfläche bildenden Schicht ist für jeden einzelnen Fall durch Vorversuche zu bestimmen.

Zumeist ist der Wunsch vorhanden, die Menge des Materials der Trennfläche möglichst gering zu halten ; allerdings darf man nicht eine zu geringe Schichtdicke wählen, da sonst die Abschreckfestigkeit zurückgeht. Auch ist es wie beim Einarbeiten eines wabenartigen Gebildes während der Verformung notwendig, eine gewisse Dicke der Trennfläche (z. B. 0-1 mm) einzuhalten, um dem wabenartigen Gebilde die notwendige mechanische Festigkeit zu verleihen.

Die Anwendung der hier geschilderten Erfindung wird sich zumeist in zwei Fälle teilen :
1. Man wird bei der Herstellung von absehreckfesten keramischen Erzeugnissen, z. B. von Magnesit-oder Chromerzsteinen, bei richtiger Wahl des Verhältnisses Grobkorn zu Mittelkorn zu Feinkorn das Grobkorn mit Stoffen umhüllen, welche Trennfläche ergeben. Durch diese Zwischen-

schichten wird gewissermassen das. Grobkorn gegenüber der übrigen Masse isoliert.

Als Substanz der Trennschichten kommen beispielsweise in Betracht : für gesinterte oder geschmolzene MagnesiaAluminiumverbindungen oder diese enthaltende Gemische und/oder Chromverbindungen ; für Chromerz- Magnesia-oder Magnesiaverbindungen bzw. diese enthaltende Gemische und/oder Aluminiumververbindungen sowie Talk oder ähnliche Magnesiumsilikate.

Um ein verlässliches Haften am Grobkorn zu erzielen, kann man die Substanz der Zwischenschicht gemeinsam mit organischen oder anorganischen, indifferenten Bindemitteln (z. B. abbindende Magnesiagemische) auf das Grobkorn aufbringen ; bei gesinterter oder geschmolzener Magnesia kann man auch durch Fällen aus Aluminiumsalzlösungen die Substanz der Zwischenschicht aufbringen.

Das umhüllte Grobkorn wird dann mit der durch Vorversuche als zweckmässig bestimmten Menge Fein-und manchmal auch etwas Mittelkorn versetzt. Die chemische Natur des Grobkorn muss natürlich nicht mit jener der übrigen Masse identisch sein. Im allgemeinen ist es zweckmässig, wenn das Grobkorn 50-80% der Gesamtmasse bildet.

Man kann aber auch die Trennfläche so herstellen, dass man Zellen vorformt, diese mit dem Material der Trennschicht einhüllt und dann mit oder ohne Zusatz von Mehl verformt. Die Formgebung der einzelnen Zellen kann z. B. auf Fallstempelpressen oder Strangpressen erfolgen.

2. Schliesslich kann man auch ein bienenwabenartiges Gebilde aus Metall-oder Metalloxydfolien in die Form einlegen und mit der gekörnten Masse gemeinsam verpressen. Als Stoffe hiefür kommen beispielsweise in Frage Aluminiumfolie oder Aluminiumoxydfolie für eisenreiche gebrannte Magnesite und Eisenfolie oder Eisenoxydfolie für eisenarme gebrannte Magnesite. Aluminiumoxyd-oder Eisenoxydfolien können z. B. dadurch hergestellt werden, dass feinstes Aluminiumoxyd oder Eisenoxyd in einen organischen Film eingebettet wird und so zur Verwendung kommt. Allgemein soll bei der Herstellung mit einem im Material verbleibenden wabenartigen Gebilde dieses aus einem Stoff bestehen, welcher bei den in Betracht kommenden Betriebstemperaturen eine geringere Zugfestigkeit besitzt als die Grundmasse oder aber durch Wachsen während des Brandes der Grundmasse eine Druckvorspannung verleiht.

Für Chromerz-oder Chromerzmagnesiasteine ist ein wabenartiges Gebilde aus Aluminium-oder Aluminiumoxydfolie besonders geeignet.

Die Gestalt der einzelnen Zellen des wabenartig unterteilten Erzeugnisses kann beliebig sein, man wird jedoch aus Gründen der einfachen technischen Herstellung kreisförmige, sechseckige oder quadratische Querschnitte der Zellen bevorzugen.

Auch erfolgt die Unterteilung zweckmässig derart, dass die Hauptachse der Zellen des wabenartigen Gebildes im fertigen Erzeugnis in der Richtung des durch die Abschreckung entstehenden Wärmeflusses liegt. Vorzugsweise wählt man einen Querschnitt der einzelnen Zellen von 2 bis 10 cm.

Innerhalb dieser Grenzen ist der Querschnitt je nach dem jeweiligen Stoff verschieden und durch Versuche zu ermitteln. Die Tiefe der wabenartigen Unterteilung im Grundmaterial richtet sich zum Zeil nach der Art desselben, allerdings auch nach der Grösse des Formkörpers. Für feuersfete Normalsteine ist zumeist eine Tiefe von 2 bis 4 cm entsprechend. Es ist natürlich empfehlenswert, eine Grundmasse
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richtige Wahl der Korngrössenverteilung oder durch entsprechende Zusätze.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung seien an Hand der Zeichnung beschrieben :
Der in Fig. 1 dargestellte feuerfeste Stein wird folgendermassen hergestellt : In die Form einer hydraulischen Presse werden vorgeformte zylindrische Körper a aus eisenreichem Sintermagnesit
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mit feinst verteiltem Aluminiumoxyd eingestäubt wird. Hierauf wird die restliche Menge desselben Sintermagnesits eingeschüttet und in üblicher Weise gepresst, getrocknet und gebrannt. Nach dem Brand ist der Stein in entsprechender Tiefe durch ein feines wabenartiges Gebilde von Aluminiumoxyd auf der der Abschreckung ausgesetzten Seite unterteilt.

Bei der Herstellung des Steines nach Fig. 2 wird in die Pressform ein wabenartiges Gebilde mit rechteckigem Zellenquerschnitt von 6 cm2 bei 3 cm Zellentiefe aus 0-15 mm starkem Eisenblech gelegt. Darauf wird zerkleinerter, totgebrannter, eisenarmer Magnesit eingeschüttet und in üblicher Weise verpresst, getrocknet und gebrannt. Derartige Steine verbinden mit einer für totgebrannten eisenarmen Magnesit beträchtlichen Festigkeit eine sehr gute Absehreckfestigkeit.

Der Stein nach Fig. 3 wird wie folgt hergestellt : Ungefähr je 100 a Chromerz-Magnesiamasse werden in Aluminiumfolie eingewickelt ; die entstandenen kugelartigen Gebilde werden in die Pressform eingelegt, worauf die restliche Menge der gleichen Masse eingeschüttet wird.

PATENT-ANSPRÜCHE : l. Abschreokfeste keramische Erzeugnisse, insbesondere feuerfeste Steine, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Vermeidung von Spannungsrissen durch Trennflächen, beispielsweise wabenartig, unterteilt sind.

Claims

2. Verfahren zur Herstellung abschreckfester keramischer Erzeugnisse nach Anspruch 1 zwecks Erzielung feuerfester Steine, Stampfmassen und Mörtel mit hoher Abschreckfestigkeit aus Massen, die Chromerz, geschmolzene Magnesia oder andere hochfeuerfeste Stoffe enthalten und aus einem <Desc/Clms Page number 3> Gemisch grober und feiner Körner bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Grobkorn durch eine hochschmelzende, schwer sinternde und keine leiehtschmelzende Verbindungen eingehende Zwischenschicht von der übrigen Masse isoliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht umhüllende Stoffe verwendet werden, die aus spinellhaltigen oder spinellbildenden Stoffen bestehen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als umhüllende Stoffe Magnesiasilikate, wie Talk, verwendet werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der umhüllende Stoff EMI3.1

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung abschreckfester Magnesitsteine oder-massen das grobe Magnesitkorn mit Sesquioxyden oder diese liefernden Substanten, wie Aluminiumhydroxyd, oder mit spinellhaitigen oder diese liefernden Substanzen umkleidet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz der Zwischenschicht gemeinsam mit abbindender Magnesia oder magnesiahaltigen Gemischen auf das Grobkorn aufgebracht wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das grobe Magnesitkorn mit einer Lösung eines Aluminiumsalzes, vorzugsweise Aluminiumsulfat oder Aluminiumnitrat. angefeuchtet wird, wodurch auf der Oberfläche Aluminiumhydroxyd niedergeschlagen wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung abschreckfester Chromerzsteine, Massen od. dgl. das grobe Chromerzkorn mit MgO enthaltenden oder liefernden oder/und Al203 enthaltenden oder liefernden oder Spinell enthaltenden oder liefernden Substanzen umhüllt wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung abschreckfester Chromerzsteine,-massen od. dgl. das grobe Chromerzkorn mit Talk oder ähnlichen Magnesiasilikaten umhüllt wird.

11. Abschreckfeste keramische Erzeugnisse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse der Zellen des wabenartigen Gebildes in der Richtung des durch die Abschreckung entstehenden Wärmeflusses liegt.

12. Erzeugnisse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Querschnitt der einzelnen Zellen zwischen 2 und 10 cm liegt.

13. Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen nach den Ansprüchen 1, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die abschreckfesten keramischen Erzeugnisse durch Zusammenfügen von vorgeformten Zellen hergestellt werden.

14. Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen nach den Ansprüchen 1, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die abschreckfesten Erzeugnisse durch Einarbeiten eines wabenartigen Gebildes bei der Formgebung hergestellt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein wabenartiges Gebilde aus nicht verbrennbaren Materialien, wie Aluminiumfolie oder Aluminiumoxydfolie, für eisenreiche gebrannte EMI3.2

16. Verfahren zur Herstellung abschreckfester Chromerz- oder Chromerz-Magnpsiasteine nach den Ansprüchen 1 und 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein wabenartiges Gebilde aus Aluminiumoder Aluminiumoxydfolie in die Chromerz enthaltende Masse eingearbeitet wird.