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Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter, aus Magnesit bestehender oder Magnesit enthaltender Formkörper geringer Porosität
Bei der Herstellung feuerfester Steine, z. B. von Magnesit-, Chrommagnesit-, Magnesitchromstei- nen ist es im allgemeinen üblich, die Grundstoffe in verschiedenen Körnungen zu verwenden, wobei bisher der Anteil an einer Korngrösse über 0, 5 mm Korndurchmesser überwog. Nach bekannten Methoden werden Anteil und Grösse der Körner abgestuft, um ein Endprodukt möglichst geringer Porosität zu erhalten.
Den auf diese Art erzielten Porositäten ist aber nach unten eine Grenze gesetzt, da es einerseits mit den üblichen technischen Hilfsmitteln nicht möglich ist, eine vollkommen dichte Packung der Körnung zu erreichen und anderseits die Körner selbst eine Eigeriporositât besitzen.
Nach bekannten Verfahren wurde eine weitergehende Porositätsminderung dadurch erreicht, dass man die feuerfesten Rohstoffe schmilzt und diese Schmelze entweder zu dichten Formsteinen vergisst oder aber die so erhaltenen, erkaltete, sehr dichten Formlinge körnt, welche besonders dichten Körner man dann nach bekannter Art zu Ziegeln verpresst. Die Herstellung dichter Formlinge durch Schmelzen erfordert aber besondere kostspielige Anlagen'und bedingt hohe Erzeugungskosten.
Die Erfindung zeigt einen neuen Weg, feuerfeste, gebrannte aus Magnesit bestehende oder Magnesit enthaltende Formkörper geringer Porosität herzustellen, wozu von mehlfeinen Grundstoffen ausgegangen wird, die trocken zu Formlingen verpresst und gebrannt werden. Erfindungsgemäss wird als mehlfeine gebrannte Magnesitkomponente zerkleinerter Sintermagnesit verwendet.
Es ist bereits ein Verfahren zur Erzeugung von geformten, feuerfesten, aus Magnesit bestehenden Gegenständen- beschrieben worden, worlach totgebrannter Magnesit fein gemahlen gegebenenfalls mit Flussmitteln versetzt und sodann unter Verwendung eines pflanzlichen oder tierischen Öles zu einer plastischen Masse verarbeitet wird. Aus dieser Masse werden Körper geformt, die alsdann gebrannt werden. Der Sinn dieses Verfahrens liegt darin, die Porosität durch Auswahl eines geeigneten Bindemittels, hier eben des Öles, gegenüber jenen Massen herabzusetzen, die als Bindemittel Teer verwenden. Man war dabei der Auffassung, dass Teer einen porösen, kokshaltigen Ziegel hinterlasse, was bei Verwendung von Öl nicht der Fall sein soll.
Da nach diesem älteren Verfahren nicht trockene Massen verarbeitet werden, kann es schon aus diesem Grunde nicht zu so dichten Körpern führen, wie dies nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich ist.
Ein anderer älterer Vorschlag geht dahin, kaustisch gebrannte Magnesia mit maximal 2 lo Flussmit- tel fein zu mahlen, zu pressen und die Presslinge zu brennen.'Das'Pressen der fein gemahlenen Magnesia erfolgt so, dass unter ziemlich reichlicher Wasserzugabe brikettiert und der Formkörper bei 1500-1600 gesintert wird. Anschliessend wird gekörnt, gemahlen und klassiert und unter Beigabe von Mehl als Bindemittel zu Steinen verarbeitet. Es wird also, was einen wesentlichen Unterschied gegenüber dem vorliegenden Verfahren vorstellt, von kaustisch gebranntemMagnesit ausgegangen. Der spätere Sinterbrand beseitigt die dem kaustischen Magnesit anhaftende Porosität nicht mehr in dem Masse, wie dies der Fall ist, wenn schon primär von Sinter ausgegangen wird.
Ferner ist es bekannt, Ziegel aus gebranntem Magnesit so herzustellen, dass gebrannte Magnesia tein gemahlen, sodann geglüht, mit einem ändern Bindemittel als Wasser (etwa mit Petroleum) angemacht und bei Temperaturen über 15500 C gebrannt wird.
Zusammenfassend kann also gesagt werden, dass man nicht daran gedacht hat, mehlfeinen Sinterma-
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gnesit trocken zu Formlingen zu pressen und diese sodann zu brennen, d. h. es ist nicht erkannt worden, dass es für die Porosität des Enderzeugnisses einen bedeutenden Unterschied ausmacht, ob von kaustisch
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(Gluhverlust 5 - 7 0/0)wird, oder ob man, wie im Sinne der Erfindung, von sintergebranntem Magnesit ausgeht (Glühverlust zirka 0, 1 0/0) und trocken weiterverarbeitet.
Unter praktisch trocken wird im vorliegenden Falle ein Feuchtigkeitsgehalt von maximal 1 Gew. -0/0 verstanden, gegenüber üblichen Feuchtigkeistgehalten von 3-6 10.
Die Tatsache, dass man erfindungsgemäss Formkörper sehr geringer Porosität erhält, kann wie folgt erklärt werden : a) Durch die vielfache Zerteilung des an sich schon sehr dichten Ausgangskornes beim Mahlen werden vorhandene Risse und Poren zum grossen Teil unwirksam, d. h. die ursprüngliche Eigenporosität des Kornes wird fast ganz zum Verschwinden gebracht. b) Beim Verdichten von feuchten Massen entsteht zusätzlicher Porenraum, sobald die Pressfeuchtigkeit beim Trocknen und Brennen verdampft, bzw. zusätzliche Bindemittel verflüchtigt sind.
Da erfindungsgemäss die Masse trocken verpresst wird, entfällt dieses zusätzliche Porenvolumen. c) Die beim Brennen eines trocken gepressten Pulverformlings feststellbare Verdichtung lässt sich durch einen Rekristallisationsvorgang erklären ; offenbar können die bekannten chemischen Umwandlungen beim Brennen der vergrösserten Oberfläche des Pulvergemisches wenig schneller und vollständiger verlaufen als bei üblichen gröberen Korngemischen.
Die Anwendung dieser Erscheinung, dichte Steinkörper durch Verwendung von feingemahlene
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Erzeugnisse führen :
1. Man kann den geformten Steinkörper geringer Porosität unmittelbar als feuerfesten Ziegel herstellen oder
2. man zerkleinert den dichten Steinkörper und verwendet seine besonders dichten Körner zur Herstellung von Steinen nach bekannten Herstellungsmethoden, also insbesondere unter Einhaltung von Körnungsmassnahmen, um so zu chemisch gebundenen als auch gebrannten Erzeugnissen zu kommen.
Die Schwierigkeit, grössere Formlinge, insbesondere Formsteine aus nur mehlfeinen Grundstoffen herzustellen, liegt hauptsächlich im Pressvorgang, welcher daher besondere Massnahmen erfordert. Um das Auftreten von Pressfehlern zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Pressmasse nach einer'entsprechenden Vorentlüftung, z. B. im Vakuum, zu grösseren Formlingen, vorzugsweise Formsteinen zu verpressen. Zur Erreichung eines besonders dichten und festen Steines ist es vorteilhaft, Pressdrücke über 1200 kg/cm2 zu verwenden.
Strebt man hingegen kleinere Steinkörper an, um sie zu zerkleinern und so ein besonders dichtes Ausgangsmaterial für die übliche Steinherstellung zu gewinnen, so verpresst man die Pressmasse zu kleineren Formlingen, die sich besonders in Pillen- und Brikettform gut bewährt haben. Es besteht auch die Möglichkeit, die so erzeugten dichten Steinkörper gekörnt oder ungekörnt mit Feinstmehl des Ausgangsmaterials (unter 0, 5 mm Korndurchmesser) nach bekannten Methoden zu Steinen zu verarbeiten.
Die nach diesen beschriebenen Methoden erzeugten Formlinge besitzen Porositätswerte, die beträchtlich unter denen üblicher Erzeugungsart liegen, differieren jedoch, wie z. B. bei Messreihen von Magnesitproben etwas unterschiedlicher Zusammensetzung gefunden wurde, von Ausgangsstoff zu Ausgangsstoff.
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<tb>
<tb> 90,2 <SEP> go <SEP> MgO
<tb> 6. <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Fe
<tb> 0, <SEP> 7 <SEP> % <SEP> Sis <SEP> 2 <SEP>
<tb> 2,6 <SEP> % <SEP> CaO
<tb> 0,5 <SEP> % <SEP> Al2O3
<tb>
bei verschiedenen Pressdrücken, wobei die Werte gebräuchlicher Erzeugnisse gleicher Zusammensetzung in Klammer als Vergleichswerte angegeben sind.
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<tb>
<tb> Pressdruck <SEP> Porosität <SEP> Raumgewicht
<tb> 1200 <SEP> kg/cm2 <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> (18.
<SEP> 21) <SEP> 3, <SEP> 33 <SEP> (2, <SEP> 9) <SEP>
<tb> 2000 <SEP> kg/cm <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 42 <SEP>
<tb>
(Pressdrücke um 2000 kg/cm2 sind bisher in der Steinherstellung nicht gebräuchlich gewesen).
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter, aus Magnesit bestehender oder Magnesit enthaltender Formkörper geringer Porosität, wobei von mehlfeinen Grundstoffen ausgegangen wird, die trokken zu Formlingen verpresst und gebrannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass als mehlfeine gebrannte Magnesitkomponente zerkleinerter Sintermagnesit verwendet wird..