AT158500B - Verfahren zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse. - Google Patents

Description

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   Die hohe Feuerfestigkeit des Magnesiumoxyds und seine grosse Widerstandsfähigkeit gegen den Angriff basischer Schlacken ist bekannt und hat ihm seit langer Zeit einen hervorragenden Platz unter den feuerfesten Baustoffen verschafft. Auch ist es bekannt (österr. Patentschrift Nr. 106485), zur Herstellung von keramischen   Magnesia-bzw. Kalkmagnesiamassen   besonders hoehter Dichte und Feinporigkeit Mischungen von Magnesia enthaltenden Massen und Titansäurehydrat, das aus ganz oder teilweise kolloidalen Lösungen von Titansäure bzw. Titansalzen gefällt ist, zu plastischen Massen zu verkneten, diese zu verformen und dann sinternd zu brennen. Geht man bei der Herstellung der dortigen hoehplastisehen Magnesin- bzw. Dolomitziegel von eisenhaltigen Rohstoffen aus, so entsteht dabei also in gewissen Grenzen ein Dreistoffsytem   MgO-TiOz-FeO   bzw.

   FeO3 möglichst hohen   MgO-Gehaltes (90-100%).   



   Den günstigen Eigenschaften der bekannten Magnesitsteine stehen aber gewisse Nachteile gegen- über, deren Beseitigung Ziel der Erfindung ist : Das Magnesiumoxyd weist einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf und infolgedessen besitzen die Magnesitsteine nur eine sehr geringe Wider-   standsfähigkeit gegen plötzlich   auftretende Temperaturwechsel. Man hat diese durch Zusatz von Tonerde oder Tonerde liefernden Stoffen, durch geeignete Korngrössenauswahl und andere   Massnahmen   zu bekämpfen versucht, bei denen, wie gefunden wurde, offenbar eine Neubildung von Spinell   Al,---     Mg''0   in den Magnesitsteinen eintrat.

   Folgerichtig führt dann auch die Entwicklung der magnesiahaltigen feuerfesten Erzeugnisse unter gleichzeitiger Ausnutzung der bekannten guten und Vermeidung 
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 seits geben. 



     Überraschenderweise wurde   nun gefunden, dass man zu feuerfesten Erzeugnissen   noch grösserer     Temperaturwechselbeständigkeit   gelangt, wenn man Masseversätze mit Gehalten von   85-15  o MgO   (das teilweise durch   CaO   ersetzt werden kann), 5-75% TiO2 und 0-40%   FeO   bzw.   Fera   bis zur möglichst weitgehenden Misehkristallbildung in der Masse brennt. Man erhält also z. B. feuerfeste Stoffe von noch grösserer Stabilität als der des Magnesiumaluminats Al2MgO4 bzw. -chromits Cr2MgO4, wenn man zu einer Spinellbauart   ABO   übergeht, die nicht mehr aus dreiwertigen Ionen   A...     (z.   B.   AI'"   
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   Ein reiner Spinell dieser Bauart ist das verhältnismässig leicht entstehende Magnesiumtitanat   Mg2Ti04,   dessen Schmelzpunkt zu 1885  C bestimmt wurde. Dieser Spinell vermag an Stelle von   Mg-   auch Fe--und Mn--in beliebiger,   Ca## dagegen   nur in   beschränkter   Menge ohne Gitterstörung aufzunehmen. Dies ist technologisch von ausserordentlicher Wichtigkeit, weil man dadurch nicht nur auf die Anwendung von   künstlichem   oder   natürlichem   Titandioxyd, beispielsweise Rutil, beschränkt ist, sondern auch die bekannteren eisenhaltigen Titanmineralien, beispielsweise den in abbauwürdigen Lagerstätten auftretenden Ilmenit FetiO3, anwenden kann.

   Anderseits ist man   bezüglich des Ma-   gnesiumoxyds nicht nur auf die Anwendung von reinen Magnesiten, kaustisch oder sintergebrannter Magnesia und anderer magnesiumoxydliefernder Verbindungen   beschränkt,   sondern vermag auch sonst nicht abbauwürdige eisenreichere Magnesite, darüber hinaus sogar Dolomite, für derartige Erzeugnisse zu verwenden.

   Dass man für die Verformung jedweden Zustand der Rohstoffe benutzen kann, sei nur nebenbei bemerkt ; so kann beispielsweise eine Einbindung kaustisch gebrannten Magnesits oder Dolomits mit Hilfe von Magnesiumehloridlauge erfolgen ; die Titansäure kann in Form von in der Hitze zersetzliehen Titanverbindungen, etwa Titandioxydhydrat, eingeführt werden u. a. m. 
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 man die Menge des Magnesiumoxyds über ein Mol hinaus, unter gleichzeitigem oxydierendem Brand, so tritt folgende Reaktion ein : 
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   Es entstehen zwei Spinelle, nämlich der Magnesiumtitanspinell und der unter dem Namen Magnoferrit bekannte, ebenfalls sehr stabile Eisenmagnesiumspinell. Geeignete Herstellungs-und Brennbedingungen vorausgesetzt, bilden beide Spinelle sogar einheitliche Mischkristalle.

   Eine noch weitere Steigerung des Magnesiumoxydgehaltes führt schliesslich zu einer besonderen Art Magnesiasteine, die durch Anwesenheit des Titanspinells eine bei gewöhnlichen Magnesiasteinen bisher unbekannte Temperaturwechselbeständigkeit aufweisen. 



  Aber auch eine Verringerung des Magnesiumoxydgehaltes bewirkt nur eine fortlaufende Eigenschaftsveränderung. Die Grenze der Verminderung des Magnesiumoxydgehaltes in vorzugsweise aus MgO und Ti02 bestehenden Massen dürfte bei etwa 30% MgO liegen, wobei dann in den Massen unter Umständen die Bildung von Geikielith MgO. Ti02 eintreten kann. Gegebenenfalls kann eine Masse dieser Zusammensetzung mit beliebigen Mengen Ilmenit versetzt werden, so dass sich bei geeigneten Herstellungs- und Brennverhältnissen Misehkristalle zwischen Geikielith und Ilmenit bilden. Derartige Massen sind sehr säure-und sehlackenbeständig, haben aber nicht mehr die hohe Feuerfestigkeit des Spinells. 



  Zur besonderen Steigerung gewisser Eigenschaften, beispielsweise der Temperaturwechselbeständigkeit, hat sich bei den hier beschriebenen Massen ein Versatz nach verschiedenen Korngrössenklassen, beispielsweise unter Fortlassung mittlerer Korngrössen, als zweckmässig erwiesen. Ferner kann auch ein Zusatz von andern Spinellen oder mit den Versatzbestandteilen spinellbildenden Oxyden, beispielsweise Tonerde und tonerdehaltigen oder-bildenden Substanzen, vorteilhaft sein. 



  Zur Erzielung einer möglichst weitgehenden Kristallisation hat sich der Zusatz von Mineralisatoren oder Kristallisatoren bekannter Art als vorteilhaft gezeigt. 



  PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse aus Massen des Dreistoffsystems MgO- Ti02- - FeO bzw. Fe203, dadurch gekennzeichnet, dass die keramischen Körper aus einem Masseversatz mit Gehalten von 85-15% MgO, ho TiO, 0-40% FeO bzw. Fe, 0, wobei das MgO teilweise durch CaO ersetzt sein kann, geformt und bis zur möglichst weitgehenden Mischkristallbildung in der Masse gebrannt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem aus Magnesiumoxyd und Titandioxyd bestehenden Masseversatz geformten Körper bis zur möglichst weitgehenden Bildung des Spinells MgTiO in der Masse gebrannt werden.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Masseversatz, bei dem das Magnesiumoxyd teilweise durch Eisenoxyd oder Caleiumoxyd einzeln oder gemeinsam ersetzt ist, bestehenden geformten Körper bis zur möglichst weitgehenden Bildung des einheitlichen Mischkristalls (Mg, Fe, Ca) 2' Ti04 in der Masse gebrannt werden.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Masseversatz aus eisenoxydhaltigen Titanmineralien mit Magnesiumoxydzusätzen bestehenden geformten Körper bis zur Überführung des Titandioxyds in Mg2Ti04 und des vorhandenen Eisens in Fe2Mg04 und bis zur möglichst weitgehenden Bildung eines einheitlichen Mischkristalls aus beiden Spinellen gebrannt werden.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Magnesit oder Dolomit in Gegenwart von titandioxydhaltigen oder-liefernden Stoffen gesintert, in an sich bekannter Weise zu Steinen verformt und gebrannt wird.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Masseversatz aus Magnesiumoxyd und Titandioxyd bestehenden geformten Körper bis zur möglichst weitgehenden Bildung der Kristallphase des Geikieliths gebrannt werden.

   7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Masseversatz, bei dem das Magnesiumoxyd teilweise durch Eisenoxyd ersetzt ist, bestehenden geformten Körper bis zur möglichst weitgehenden Bildung eines einheitlichen Mischkristalls (Mg, Fe) Tri03 gebrannt werden.

   8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Masseversatz mit einem Gehalt an calciumhaltigen oder-liefernden Stoffen und Titandioxyd bestehenden geformten Körper bis zur neben der Bildung eines Mischkristalls von (MgO, FeOTiO einhergehenden möglichst weitgehenden Überführung des Caleiumoxyds in die kubisch kristallisierende Kristallphase des Perowskit CaTi03 gebrannt werden.

   9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Massen ein Zuschlag anderer Spinelle oder mit den Versatzbestandteilen spinellbildender Oxyde, beispielsweise Tonerde und tonerdehaltige oder-bildende Substanzen, beigegeben wird.