AT153189B - Verfahren zur Herstellung feuerfester Produkte aus magnesiumorthosilikathaltigen Naturstoffen, insbesondere Olivinen. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung feuerfester Produkte aus magnesiumorthosilikathaltigen Naturstoffen, insbesondere Olivinen. 



   Durch das Stammpatent Nr. 146499 ist ein Verfahren zur Herstellung feuerfester Produkte aus magnesiumorthosilikathaltigen Naturstoffen, insbesondere Olivinen, durch Brennen von Gemischen von körnigem und/oder stückigem und von pulverigem Olivingestein unter Vermeidung des Schmelzens geschützt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass Gesteine verarbeitet werden, welche neben Magnesiumorthosilikat und Eisenorthosilikat noch beträchtliche Mengen von andern Mineralien enthalten, mit der Massgabe, dass der Gehalt des zu verarbeitenden Gesteins an Olivin mindestens 70 Gew.-% (entsprechend etwa   60% Magnesiumorthosilikat),   der Gehalt an Eisen, berechnet als FeO, nicht mehr 
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 mehr als etwa   20%, an   monoklinem Pyroxen nicht mehr als etwa   10%,   vorzugsweise nicht mehr als   5%,

     und an Feldspat nicht mehr als etwa   10%,   vorzugsweise nicht mehr als 2%, beträgt. 



   Bei Durchführung des Verfahrens des Stammpatentes hat sich gezeigt, dass beim Brennen ein Teil des in den oberen Körnern vorhandenen Eisens, z. B. in Form von   MgFea04     oder FeOs   oder als Mischkristalle und gegebenenfalls noch andere Verbindungen an die Oberflächen der Olivinkörner treten. Bei hohen Temperaturen, insbesondere in reduzierender Atmosphäre, geben diese Eisenverbindungen leicht Sauerstoff ab. Hiedurch und wohl auch noch durch sonstige Veränderungen der Oberflächenschicht der Körner kann der mechanische Zusammenhalt der Olivinkörner geschädigt werden. 



   Es wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, dass bei Zuschlag von feinverteilten Chromverbindungen oder chromhaltige Naturprodukten derartige Störungen nicht auftreten und noch erhebliche anderweitige Vorteile erzielt werden. Diese Wirkungen dürften in erster Linie darauf beruhen, dass bei Gegenwart von Chromverbindungen in dem Feinmaterial der Mischung die an die   Oberflächenschicht   der Olivinkörner tretenden Eisenverbindungen Gelegenheit haben, Verbindungen oder Mischkristalle zu bilden, welche bei hohen Temperaturen eine bessere Verkittung der Olivinkörner bewirken. Zur Erzielung dieser Wirkungen ist es erforderlich, dass die Chromverbindungen im Verhältnis zu den gröberen Olivinkörnern des Ansatzes so fein gepulvert sind, dass sie die Oberfläche der Olivinkörner in dünner Schicht bedecken können.

   Mit Vorteil wird man derart verfahren, dass man 
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 feinmaterial entsprechen und gegebenenfalls noch feiner sind. Im erstgenannten Falle kann man z. B. derart vorgehen, dass man das als Feinmaterial in die Mischung einzuführende Olivingestein zusammen mit den chromhaltige Stoffen vermahlt und dieses Feinmaterial mit dem grobkörnigeren Olivinmaterial in passenden Mengenverhältnissen mischt. 



   Der Erfolg dürfte in erster Linie darauf   zurückzuführen   sein, dass bei Gegenwart von Chromverbindungen diese mit den an die   Oberflächenschicht   der   Olivinkörner   tretenden Eisenverbindungen solche Verbindungen oder Mischkristalle bilden, welche eine bessere Verkittung der Olivinkörner bewirken. Nach Ansicht des Erfinders dürften sich beim Brennen der Mischungen an den Oberflächen der Olivinkörner vorzugsweise chromhaltige Spinelle bilden, welche einerseits eine ausgezeichnete Verkittung der einzelnen Olivinkörner bewirken, anderseits befähigt sind, diese verkittende Wirkung auch bei Einwirkung verhältnismässig sehr hoher Temperaturen, u. zw. auch bei Druckbeanspruchungen, aufrechtzuerhalten. 
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 haltiger Verbindungen, z.

   B. derart, dass durch den Zuschlag nur etwa   1-3%   an   Crama   in den Baustoff eingeführt werden. Mitunter treten bereits bei Einführung von   0'3% Cr2O3   Wirkungssteigerungen deutlich in   Erscheinung.   In allen Fällen hat sich die Einführung von etwa 10%   Crama   in den Baustoff als ausreichend erwiesen, um den Verkittungseffekt zu gewährleisten. Man kann zwar auch grössere Mengen anwenden. Hiedurch findet aber eine Verbesserung des Verkittungseffektes nicht mehr statt. 



   Zur Einführung des Chroms in den Baustoff werden vorzugsweise chromreiche Verbindungen oder Stoffe verwendet. 



   Man kann z. B. so vorgehen, dass man lösliche Chromverbindungen, welche fixe Alkalien nicht enthalten, wie Chromnitrat, Chromsulfat, chromsaure Salze des Ammoniums in der   Anmacheflüssigkeit   
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 bindungen oder Stoffe gemeinschaftlich zur Anwendung bringen. 



   Neben den chromhaltige Stoffen kann man den Mischungen übliche Bindemittel, u. zw. sowohl organische, wie anorganische oder auch Binder beider Art der im Stammpatent genannten Art in den dort genannten Mengenverhältnissen zusetzen. 

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   Infolge der verkittenden Wirkung der Chromverbindungen kann man einen Teil der sonst anzuwendenden anorganischen Bindemittel durch die erfindungsgemäss in feinverteilter Form anzuwendenden chromhaltige Verbindungen oder Stoffe ersetzen. Schliesslich kann man den Mischungen auch noch sonst in der Keramik übliche Zusatzstoffe, wie z. B. Verbindungen des Aluminiums, Siliciums, Titans, wie Korund, Spinell, Titankarbid in geringen Mengen, z. B. solchen von etwa 0-3 bis   2%   zusetzen. 



  Ebenso können reaktionsbesehleunigende Mittel, wie z. B. Borsäure oder borsaure Salze in geringen Mengen zugefügt werden. 



   Die Wirkung der in feinverteilter Form in das Baumaterial eingeführten Chromverbindungen oder chromhaltige Stoffe äussert sich in der Vergrösserung der Druckfestigkeit des Baustoffes bei gewöhnlicher und bei erhöhter Temperatur, in einer Abnahme der Porosität von beispielsweise   23%   auf   18%, sowie   in einer verbesserten Temperaturwechselbeständigkeit. Bemerkt sei, dass nach den Erfahrungen des Anmelders gleichgute Wirkungen durch den natürlichen Olivingesteinen beiwohnende Verunreinigungen an chromhaltige Stoffen nicht erzielt werden. 



   Beispiele :
1. Als Ausgangsmaterial dient ein olivinreiches Gestein mit folgendem Mineralbestand :
85   Gew.-% Olivin   (enthaltend 7% FeO),
5 Gew.-% monoklinen Pyroxens,
5 Gew.-% Serpentin,
3   Gew.-% Magnesiumhornblende,  
1 Gew.-% Chromeisenstein,
1 Gew.-% Anorthit. 



   Das Gestein wird auf folgende Korngrössen zerkleinert :
70   Gew.-% zwischen l und   8 mm Durchmesser,
30 Gew.-% feiner als   1 mm,   hievon mindestens die Hälfte feiner als   0'1 mm.   



   Zu dem Gestein werden 4 Gew.-% eines Chromeisensteines, enthaltend 53%   Cr203,   40% Eisenoxyd,   3% MgO, 4% Si02   in feingemahlenem Zustand zugefügt (Korngrösse unter   0'1   mm). Als Bindemittel wird eine wässrige Lösung von Celluloseablauge angewandt. Bei einem Druck von 150   kg/cm2   werden Formsteine gepresst, getrocknet und bei 1300  C oxydierend gebrannt. 



   2. Unter Verwendung des gleichen Olivingesteins und des gleichen Arbeitsverfahrens wie im Beispiel 1 angeführt, wird als Zusatz an Stelle von Chromeisenstein eine Menge von 1 Gew.-% Chromhydroxyd angewandt, mit einem Gehalt an Cr203 von etwa   85%, 15% H2O.   Das Chromhydroxyd wird mit einer 10% igen Melasselösung zu einem Brei verrieben, welcher auf 1   Gew.-Teil   Chromhydroxyd 6   Gew.-Teile   Melasselösung enthält. Mit dieser Anmacheflüssigkeit wird das in beschriebener Weise zerkleinerte Olivingestein sorgfältig gemischt, sodann wird diese Masse, wie oben, zur Herstellung von Formsteinen oder von Stampfmassen angewandt. 



   3. Das Rohmaterial und die Arbeitsweise sind wie bei Beispiel   1,   jedoch wird der Zusatz von Chrom in Form einer chromhaltige Lösung zugegeben, indem als Anmachelösung eine 15% ige Lösung von Ammonium-Chromat angewandt wird, in einer Menge von 8 Gew.-% des zerkleinerten Olivingesteins. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung feuerfester Produkte aus magnesiumorthosilikathaltigen Naturstoffen, insbesondere Olivinen, durch Brennen von Gemischen von körnigem und/oder stückigem und von feinpulverigem Olivingestein unter Vermeidung des Schmelzens nach dem Stammpatent Nr. 146499, dadurch gekennzeichnet, dass Olivingesteine der im Stammpatent gekennzeichneten Art unter Zusatz von feinverteilten Chromverbindungen oder chromhaltige Naturprodukten mit der 
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Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlag der chromhaltige Stoffe in Form wässriger Lösungen von Chromverbindungen erfolgt.