AT207307B - Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Magnesitprodukten niedriger Wärmeleitfähigkeit, insbesonders des Isolierteiles von Verbundkörpern - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Magnesitprodukten niedriger   Wärmeleitfähigkeit,   insbesonders des Isolierteiles von Verbundkörpern 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Magnesitprodukten, die sich durch ein gegenüber dem Bekannten verbessertes Wärmeisoliervermögen auszeichnen. Im besonderen schafft die Erfindung ein Verfahren, gemäss welchem zur Erreichung dieses Zieles von einem Magnesit ausgegangen werden kann, der bisher zur Erzeugung von hochwertigen, feuerfesten Produkten als wenig geeignet angesehen wurde. Ein solches Material ist beispielsweise ein   relativ eisenarmer   Magnesit, wie er z. B. für die Lagerstätten Oberdorf, Steiermark, charakteristisch ist.

   Magnesite solcher Zusammensetzung wurden bisher für die Herstellung hochfeuerfester Produkte als mindergeeignet angesehen und die bezüglichen Versuche, die mit solchen Rohstoffen angestellt worden sind, haben diese Auffassung bestätigt. 



   Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, zwecks Erzeugung von gebrannten, feuerfesten Produkten auf Magnesitbasis, insbesondere   Formkörpern,   von einem Satz auszugehen, welcher vorwiegend einen Sinter verarbeitet, der dadurch erhalten wurde, dass der Rohmagnesit bei jener Temperatur, aber nicht wesentlich unterhalb derselben, gebrannt worden ist, bei der noch keine oder nur eine geringfügige Verdichtung durch Rekristallisation eingetreten ist.

   Durch diese Massnahme wird, wie eingehende Untersuchungen der Erfinderin gezeigt haben, folgendes erreicht :
Wenn man einen Rohmagnesit bis zu einer Temperatur brennt, bei der eine nennenswerte Rekristallisation der Periklaskristalle noch nicht eingetreten ist, so sind die einzelnen Körner von zahlreichen Rissen und Spalten durchzogen, die offenbar von der Entsäuerung des Karbonates und der nachfolgenden Wärmebehandlung herrühren. Diese parallel den Kristallflächen des Karbonates angeordneten Risse und Spalte verlaufen zum Grossteil im Korninneren, wodurch eine beträchtliche Kornporosität hervorgerufen wird.

   Da diese Spalte und Risse der einzelnen Körner grösstenteils untereinander nicht verbunden sind, bilden sie einen beträchtlichen Porenraum, welcher die   Gesamtporosität   des Materials stark erhöht, jedoch die Gasdurchlässigkeit kaum vergrössert. Dies bewirkt ein bedeutendes Absinken der Wärmeleitfähigkeit dieses Materials, das somit für Isolierzwecke bestens geeignet wird. 



   Setzt man demgegenüber den Brand des Rohmagnesits bei höheren Temperaturen fort, so nimmt die Rissehäufigkeit der Körner stark ab, da ein Wachsen der Periklaskristalle einsetzt, und es bleiben schliesslich nur mehr jene Risse zurück, welche das Material zwischen den Körnern durchziehen. Da gleichzeitig eine deutliche Rückbildung der Periklaskristalle eingesetzt hat, ist das Material dichter geworden und dessen   Isoliervermögen entsprechend zurückgegangen.   



   Als normale Brenntemperatur des Rohmagnesits kann man eine Temperatur von etwa 1500 bis 17000 C ansehen. Zufolge des geringen Eisengehaltes des oben genannten Oberdorfer Magnesits setzt die   Rekristal-   lisation später ein und dies bedeutet, dass man eisenarmen Magnesit unter Anwendung normaler Brenntemperaturen nur in einen Sinter   überführen   kann, wie er sich für die Herstellung der vorliegenden Steine oder Massen eignet. Es ist jedoch zu bemerken, dass man derartigen, bisher als minderwertig angesehenen Magnesit für die vorliegenden Zwecke noch nicht verarbeitet hat.

   Würde man hingegen von einem eisenreichen Magnesit ausgehen, wie er beispielsweise für die Lagerstätte Veitsch charakteristisch ist, so würde man   unter Anwendung der normalen BrenntemperatUren von 1500 bis 17000 C keinen Fortschritt   im Sinne der Erfindung erreichen ; es zeigt sich vielmehr, dass man in diesem Falle Spitzenbrenntemperaturen von nur etwa 13000 C anwenden darf, um zu einem Sinter zu kommen, der den gleichen Aufbau zeigt, wie   dervorbeschriebene eisenarme Oberdorfer Sinter,   der bei Temperaturen von 1500 bis 17000 gebrannt wurde. 

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   Die bezügliche, weiter unten noch ziffernmässig charakterisierten Porositäten und Wärmeleitzahlen von feuerfesten Magnesitsteinen, die aus einem Sinter erzeugt wurden, dessen Prand nur bis zum Beginn der Rekristallisation getrieben worden ist, lassen sich damit erklären, dass die vorhin genannten, bis in das Innere des   Magresitskornes   reichenden Risse und Spalte sich nicht zu Kanälen ergänzen, die den gesamten Stein durchziehen. Es handelt sich also darum, dass für das Isolationsvermögen eines gebrannten Steines, wie sich gezeigt hat, nicht so sehr die Porosität an sich entscheidend ist, als vielmehr der Umstand, ob die Poren untereinander in Verbindung stehen oder nicht.

   Des weiteren ist es wichtig, dass das Material beim Verpressen und gegebenenfalls nochmaligen Brand, also im Zuge der Weiterverarbeitung, insbesondere der Steinherstellung, die hohe Konrporosität nicht verliert und es hat sich gezeigt, dass ein nur   bis zum Beginn der Rekristallisation gebrannter Sinter auch diese Forderung erfüllt. Es ist einzusehen,   dass die üblichen angewendeten Methoden zur   Erhöhung   der Porosität, die entweder darin bestehen, dass man dem Steinsatz Ausbrennstoffe oder Schaumbildner oder einen gewissen Gehalt an Rohkarbonaten zusetzt,   (deren COl -Anteil   im Zuge des Brandes ausgetrieben wird), die hier als wesentlich erkannten Vorteile nicht   zu bieten vermögen.

   Die Verbrennungsprodukte der Ausbrennstoffe bzw. die Kohlensäure des Karbonates,    müssen ja im Zuge des zweiten Brandes den Stein verlassen, was notwendigerweise zur Ausbildung von Kanälen führt, die das gesamte Steingefüge durchziehen. Die Folge davon ist eine erhöhte Gasdurchlässigkeit, welche die   Wärmekonvektion   fördert. 



   Nach Vorstehendem ist es von Wichtigkeit, von einem Rohstoff auszugehen, der nennenswerte Peri-   klas-Rekristallisation   erst bei relativ hohen Temperaturen zeigt. Ist dies nämlich der Fall, so können erfindungsgemässe Isoliersteine, die unter Verwendung eines nur bis zum Rekristallisationsbeginn gebrannten Sinters erzeugt worden sind, in Brennaggregaten herkömmlicher Art, d. h. solchen gebrannt werden, die Brenntemperaturen von etwa 1500 bis   1700    C anbieten. So   hergestelle   Isoliersteine sind auch noch bei Betriebstemperaturen von 17000 geeignet.

   Grundsätzlich soll jedoch die Betriebstemperatur des Endproduktes die Rekristallisationstemperatur nicht oder nur unwesentlich überschreiten, um einen nachträglichen Verschluss der Kanäle, die nach obigem für die schlechte   Wärmeleitfähigkeit   massgeblich sind, hintanzuhalten. 



   Die Erfindung kann mit Vorteil nicht nur zur Erzeugung feuerfester Formkörper   mitguterwärmedäminung   verwendet werden, sondern ist auch für die Herstellung loser Massen von Bedeutung, welche als Isoliermaterial verwendet werden oder zu Mörteln oder   Stampfkörpern   verarbeitet werden und eine gute   Wärmeiso -   lation gewährleisten sollen. Ferner ist die Erfindung zur Herstellung von gebrannten Verbundsteinen, insbesondere Zweischichtensteinen vonBedeutung.

   Wenn man dabei von einem Rohmagnesit mit relativ hoher Rekristallisationstemperatur ausgeht, so ist es möglich, die Brenntemperatur so hoch anzusetzen, wie dies für die Erzielung einer widerstandsfähigen Verschleissschicht erwünscht ist, ohne dass durch die hohe Brenntemperatur die guten Isoliereigenschaften des porösen Teiles des Zweischichtensteines verlorengehen. 



   Vorstehendes festgehalten, kann man also sagen, dass man Magnesit in gebranntem Zustand von etwa folgender Zusammensetzung verwenden soll : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> MgO <SEP> über <SEP> 90 <SEP> 0/0
<tb> FeO <SEP> unter <SEP> 3 <SEP> 0/0
<tb> Siq <SEP> etwa <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> %
<tb> CaO <SEP> unter <SEP> 2 <SEP> 0/0
<tb> 
 
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 gen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung je nach   gegebenen Sintereigenschaften grundsätzlich auf   jedweden Rohmagnesit anwendbar ist, da man es in der Hand hat, den Sinterbrand so zu   lenken. dass   jene Temperatur nicht überschritten wird, ab welcher eine nennenswerte Rekristallisation eintritt. 



   In diesem Zusammenhang verdient es als besonderer Vorteil der Erfindung hervorgehoben zu werden,   dass   ein Ausgangssatz mit relativ hohem Rekristallisationspunkt, also ein Satz, der unter Verwendung von   isenarmem   Sinter erhalten wurde, normale Brenntemperaturen verträgt, ohne dass dadurch die günstige Beschaffenheit seiner Poren leidet. Durch Verwendung derartiger Ausgangsstoffe kann man Verbundsteine leistellen.   die aus einem hochporösen, wärmeisolierenden Teil und einem hochwertigen Verschlei@teil   beste- 
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   Auf Grund der Untersuchungen der Erfinderin hat sich herausgestellt, dass man ausgezeichnete Produkte erhält, wenn man einen Steinsatz verarbeitet, welcher zumindest 60% des   erfindungsgemäss herge-   stellten Sinters enthält, der in einer Körnung von 0 bis 1, 7 mm vorliegt. Der Rest des Steinsatzes, jedoch zu maximal 40%, kann in bekannter Weise aus Rohmagnesit, insbesondere aus durch Flotation gewonnenem Rohmagnesit, bestehen, der jedoch eine Körnung von unter 0, 2 mm aufweisen soll. 



   Poröse Magnesitmassen sind bisher hauptsächlich dadurch erzeugt worden, dass man entweder Porenbildner, wie z. B. Sägespäne und Graphit zugesetzt hat, welche während des Brandes ausbrennen und ein zusätzliches Porenvolumen erzeugen, oder Schaumstoffe oder aber Rohmagnesit beigibt, aus dem das   CO-   während des Brandes ausgetrieben wird. Es ist jedoch üblich, wie dies z. B. aus einem Vorschlag der Er- 
 EMI3.1 
 



  Es hat sich aber gezeigt, dass im Rahmen der Erfindung durch Zumischen von Rohmagnesit in feiner Mahlung und hier insbesondere die Verwendung von Flotationsrohmagnesit zu dem eingangs beschriebenen minderwertigen Sintermagnesit ein besseres Endprodukt erzeugt wird, als bei Anwendung in grober Mahlung. 



   Es folgen einige Ausführungsbeispiele für die Herstellung feuerfester Steine durch Übliche Verarbeitung (Pressen, Brennen bei etwa 16500 C) eines Ausgangssatzes wie angegeben : 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> Beispiel <SEP> l <SEP> : <SEP> 100 <SEP> % <SEP> eisenarmes <SEP> Sintermehl <SEP> 0-1, <SEP> 7 <SEP> mm
<tb> Porigkeit <SEP> : <SEP> 40 <SEP> Vol <SEP> %
<tb> Wärmeleitzahl: <SEP> @ <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> Kcal/m, <SEP> h, <SEP> o <SEP> C <SEP> bei <SEP> 7000 <SEP> C
<tb> Druckfeuerbeständigkeit: <SEP> t <SEP> = <SEP> 15600 <SEP> C
<tb> tao <SEP> = <SEP> 1600 C
<tb> tb <SEP> = <SEP> 1680 C
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 80% <SEP> eisenarmes <SEP> Sintermehl <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 1,7 <SEP> mm
<tb> 20% <SEP> Flotationsrohmagnesit <SEP> 0-0, <SEP> 2 <SEP> mm
<tb> Porigkeit <SEP> : <SEP> 44,8 <SEP> Vol <SEP> %
<tb> Wärmeleitzahl <SEP> :

   <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> Kcal/m, <SEP> h, <SEP> 0 <SEP> C <SEP> bei <SEP> 7000 <SEP> C
<tb> Druckfeuerbeständigkeit: <SEP> to <SEP> = <SEP> 16000 <SEP> C
<tb> t <SEP> = <SEP> 16700 <SEP> C <SEP> 
<tb> tub <SEP> > <SEP> 17500C
<tb> 
 
In sämtlichen Ausführungsbeispielen besass das Sintermehl von der Körnung 0 - 1, 7 mm folgende Analyse :

   
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> MgO <SEP> 93, <SEP> 82%
<tb> SiO2 <SEP> 1, <SEP> 84 <SEP> 010 <SEP> 
<tb> Fetus <SEP> 1,24 <SEP> % <SEP> 
<tb> Al2O3 <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> lu <SEP> 
<tb> CaO <SEP> 1, <SEP> 69 <SEP> %
<tb> Glv. <SEP> 0, <SEP> 96 <SEP> %
<tb> 
 
 EMI3.4 
 
 EMI3.5 
 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> mm <SEP> war <SEP> :MgO <SEP> 44, <SEP> 18 <SEP> % <SEP> 
<tb> 5102 <SEP> O, <SEP> 33 <SEP> go <SEP> 
<tb> Fe2O3 <SEP> 3,96 <SEP> %
<tb> Al2O <SEP> 0, <SEP> 25%
<tb> CaO <SEP> 1, <SEP> 29 <SEP> 0/0 <SEP> 
<tb> Glv. <SEP> 49, <SEP> 99 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
 
 EMI3.6 

Claims (1)

1. VerfahrenPATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Magnesitprodukten niedriger Wärmeleitfähigkeit, insbesondere des Isolierteiles von Verbundkörpern, dadurch gekennzeichnet,da@ vorwiegend ein Sinter verarbeitet wird, der durch Brennen von Rohmagnesit bei einer Temperatur, aber nicht wesentlich unterhalb derselben erhalten wurde, bei der noch keine oder nur eine geringfügige Verdichtung durch Rekristallisation eingetreten ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sinter verarbeitet wird, der durch Brennen eines kristallinen Rohmagnesits erhalten wurde, dessen chemische Analyse einen MgO-Gehalt von nicht weniger als 901a und einen Fe203-Gehalt von nicht mehr als ungefähr 2% zeigt.

   3. Verfahren nachAnspruch 1 oder 2, zur Erzeugung von Magnesitformkörpern, dadurch gekennzeich- net, dass ein Steinsatz verarbeitet wird, der zumindest 60% Sinter enhält und in einer Körnung von 0 bis l, 7 mm vorliegt.

   4. Verfahren nachAnspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest des Steinsatzes zu maximal 400/0 in an sich bekannter Weise aus Rohmagnesit besteht, der jedoch eine Körnung von unter 0, 2 mm Korndurchmesser aufweist.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohmagnesit als Flotationsmagnesit vorliegt.