AT255956B - Feuerfester, ungebrannter, basischer Stein - Google Patents

Description

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  Feuerfester, ungebrannter, basischer Stein 
Die Erfindung betrifft einen feuerfesten, ungebrannten, basischen Stein, vorzugsweise auf der Grundlage von Magnesia oder Magnesia und Chromit, mit einem Gehalt an Borverbindungen im feuerfesten Satz. 



   Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen ungebrannten Stein der angeführten Art zu schaffen, der im Vergleich mit üblichen ungebrannten Steinen eine   erhöhte Temperaturwechselbeständigkeit   aufweist. 



   Es wurde gefunden, dass dieses Ziel dann erreicht werden kann, wenn in den für den Aufbau der Steine verwendeten feuerfesten Satz Borverbindungen in bestimmten Mengen eingebracht werden und gleichzeitig in an sich bekannter Weise eine Bindung auf der Basis von Magnesiazement oder Sulfitablauge, vorzugsweise in Form des Magnesiumsalzes von Sulfitablauge bzw. Ligninsulfosäure, vorliegt. 



  Die hier verwendete Bezeichnung"Bindung auf der Basis von Magnesiazement" ist dabei dahingehend zu verstehen, dass dem feuerfesten Satz als Bindemittel Magnesiumsulfat und/oder Magnesiumchlorid als solche oder gegebenenfalls Schwefelsäure und/oder Salzsäure, die diese Verbindungen durch Umsetzung mit der Magnesia des feuerfesten Materials ohne Einführung von Fremdionen bilden können, zugesetzt werden. Demnach bezieht sich die Erfindung auf einen feuerfesten, ungebrannten, basischen Stein, vorzugsweise auf der Grundlage von Magnesia oder Magnesia und Chromit, insbesondere einen Magnesitstein, mit einer Bindung auf der Basis von Magnesiazement, vorzugsweise Magnesiumsulfat, oder Sulfitablauge, vorzugsweise des Magnesiumsalzes von Sulfitablauge bzw. Ligninsulfosäure, und 
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   Die erhöhte Temperaturwechselbeständigkeit der ungebrannten Steine gemäss der Erfindung ergibt sich aus den im folgenden angeführten Ergebnissen von Vergleichsversuchen, bei welchen die Temperaturwechselbeständigkeit (TWB) von Steinen ansonst gleicher Zusammensetzung mit und ohne Zusatz von Borverbindungen nach Erhitzen bei Temperaturen von 1000 bis 16000C bestimmt wurde. 
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    8% Kieserit oder Sulfitablauge als Bindemittel aufgebaut15000C   10 und bei 1600 C gleichfalls 10 Abschreckungen von 950 auf etwa 3500C (Radentheiner Methode) aus. 



   Bei Verwendung des ansonst gleichen Steines ohne einen Zusatz von Borverbindungen ergab sich bei gleichen Versuchsbedingungen eine wesentlich   schlechtere TWB ; dieser Stein   hielt nach Zwischenglühen bei den angeführten Temperaturen nur 20,15, 12,8, 6,4 und 2 Abschreckungen von 950 auf etwa 3500C aus. 

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   Ein Gehalt von 1, 2ulo an Borverbindungen, berechnet als   Bau3, in   den Steinen gemäss der Erfindung stellt insoferne einen Höchstwert dar, als mit steigendem   Bz 03 -Gehalt die Druckfeuerbeständigkeit   (DFB) im Gegensatz zur Temperaturwechselbeständigkeit immer schlechter wird. Zu hohe   B 0-Gehalte   sind daher aus Gründen einer Erniedrigung der DFB nicht tragbar. Der angeführte Wert von   1, 2%   an Borverbindungen, berechnet als   B 0, bewirkt   in Steinen, die ein der Verbindung Dikalziumsilikat entsprechendes Kalk-Kieselsäure-Verhältnis aufweisen, noch keine Schädigung, doch ist selbst in diesem Fall ein Höchstgehalt von 1% an Borverbindungen zu empfehlen.

   Bei Verwendung einer Sintermagnesia mit einem Gehalt an leichter schmelzbaren Stoffen, wie Monticellit, soll der   B   Gehalt der Steine niedriger sein und im allgemeinen 0,   8%   nicht überschreiten bzw. zwischen 0,6 und 0,8 liegen. 



   Es kann hier festgehalten werden, dass gebrannte Steine mit verschiedenen Borgehalten bereits in grosser Anzahl bekannt sind. Einer dieser bekannten Steine auf der Grundlage von gebrannter Magnesia enthält je nach seinem Kalkgehalt 2-12% an Borverbindungen (österr. Patentschrift Nr. 5543), ein weiterer gebrannter Stein, der gegen ein durch Einwirkung von Dikalziumsilikat bedingtes Zerrieseln beständig ist, enthält als Stabilisatoren Borverbindungen in solchen Mengen, dass der Gehalt an    bu03   mindestens   0,     6-llo   beträgt, wobei die Borverbindungen zum Teil im Versatz vorliegen und zum andern Teil durch Imprägnieren eingebracht sein können (österr. Patentschrift Nr. 193784). 



   Ferner ist auch schon vorgeschlagen worden, für die Zustellung von Regeneratoren von Industrie- öfen, insbesondere Glaswannenöfen, Magnesitsteine mit einem Gehalt von 0, 1 bis 0, 5% an Borverbindungen, berechnet als   B 0, zu   verwenden, wobei die Borverbindungen vorzugsweise nur im feuerfesten Satz vorliegen, die Steine eine Bindung auf der Basis von Magnesiazement aufweisen und auch ungebrannt sein können (österr. Patentschrift Nr. 225364).

   Eine weitere Art von ungebrannten feuerfesten Steinen auf der Grundlage von Magnesia mit einem Gehalt an Borverbindungen und gegebenenfalls einer Magnesiazementbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einerseits feuerfeste Teilchen aus Magnesia, Mischungen von mindestens 15% Magnesia mit Chromerz, Mischungen von Magnesia mit 5-75% Olivin und Mischungen von Magnesia mit 1 - 25% Tonerde enthält, wobei die Magnesia eine totgebrannte Magnesia ist, in der an sich nach einer unter Zusatz von Wasser erfolgten Verformung beim Trocknen Risse auftreten würden, und anderseits dem feuerfesten Satz vor der Formgebung Borverbindungen in einer Menge von 0, 02 bis   0,30tel0,   berechnet    alsBO , in Abwesenheit von wasserlöslichen   Chromverbindungen zugesetzt sind (österr. Patentschrift Nr. 223996).

   Bei einer Verwendung von Borverbindungen in einer Menge von unter 0, 5%, berechnet als   BÖ, in   ungebrannten Steinen lässt sich jedoch noch keine zufriedenstellende Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit erreichen. Schliesslich ist in neuerer Zeit ein ungebranntes, feuerfestes Material vorgeschlagen worden, das aus feinteiliger Magnesia, etwa   0,     25-5, 0%   einer Borverbindung, berechnet als Bound einer Chromverbindung, die, berechnet als   CrO, mit   Bezug auf die als B203 berechnete Menge Borverbindung in einem Verhältnis von 3 : 1 bis 1 :

   1, 5 vorhanden und in der Anmachflüssigkeit löslich ist, besteht (deutsche Auslegeschrift   1059 823).   Dieses Material, das eine Zementmasse darstellt und dann, wenn eine Höchstfestigkeit angestrebt wird, vorzugsweise mindestens 0, 67%    BZ03 und   zum Erhalten ausgezeichneter Ergebnisse 1,   00/0 Ba enthalten   soll, kann entweder für sich allein, also ohne Zusätze, als Mörtel oder Zement eingesetzt werden oder aber als Bindemittel bei der Herstellung von feuerfesten Körpern oder Stampfmassen, in denen körnige Zuschlagstoffe verwendet werden, benutzt werden, wobei es bei Verwendung als Bindemittel vorzugsweise etwa   10 - 500/0   des gesamten Gemenges ausmachen kann.

   Die Borverbindung hat dabei den Zweck, Risse und ähnliche Erscheinungen des Schrumpfens oder Quellens beim Trocknen des Materials zu verhindern, und höhere Anteile an Chromverbindungen sollen es ermöglichen, bei höheren Brenntemperaturen grössere Festigkeiten zu erhalten. In diesem Material und in allen mit Hilfe desselben hergestellten Erzeugnissen liegen demnach neben feinverteilter Magnesia Chromverbindungen und Borverbindungen immer gleichzeitig vor und eine Bindung auf der Grundlage von Magnesiazement oder Sulfitablauge ist nicht vorhanden.

   Als Beispiele für Steine werden Olivinsteine mit 
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 wendbare, basische, feuerfeste Steine, die eine Magnesiazementbindung oder Sulfitablaugebindung haben und neben dieser nur Borverbindungen, u. zw. in Mengen von über 0,5 bis 1, 2%, vorzugsweise etwa 0,6 bis 0,   8%,   berechnet als    Ö , enthalten,   aber von Chromverbindungen, die in der Anmachflüssigkeit löslich sind, also von wasserlöslichen Chromverbindungen, frei sind.

   Durch die alleinige Verwendung der Borverbindungen in den angegebenen Mengen und ausschliesslich im feuerfesten Satz, also nicht auch in Form einer Imprägnierung der bereits geformten Steine, in Kombination mit einer Magnesiazementbindung oder Sulfitablaugebindung wird gemäss der Erfindung die Temperaturwechselbe- 

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 ständigkeit von basischen Steinen beträchtlich   erhöht ; ferner   wird auch die Gefahr einer Verschlechterung der Feuerfestigkeit und gegebenenfalls sonstiger Eigenschaften, die beim Einbringen einer Mehrzahl von Fremdstoffen, insbesondere wasserlöslichen Chrom- und Aluminiumverbindungen, verursacht werden kann, vermieden. 



   Die Steine gemäss der Erfindung sind für eine Zustellung von Industrieöfen und metallurgischen Gefässen aller Art geeignet und können gewünschtenfalls auch eine Metallummantelung aufweisen. Besonders gut sind sie für eine Verwendung in Gewölben brauchbar, da in Gewölben bzw. Decken von Öfen eine besonders hohe TWB erwünscht ist. Sie können ferner auch in Form von an sich bekannten grossformatigen Blöcken eingesetzt werden bzw. zu solchen Blöcken zusammengebaut sein. Die im vorliegenden Zusammenhang verwendete Bezeichnung" Stein" soll demnach nicht nur feuerfeste Steine der üblichen kleineren Dimensionen, sondern in weiterer Linie auch grossformatige feuerfeste Steine und durch Stampfen oder Rütteln bzw. Vibrieren erhaltene oder aus einzelnen Steinen aufgebaute grossformatige Blöcke umfassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Feuerfester, ungebrannter, basischer Stein, vorzugsweise auf der Grundlage von Magnesia oder Magnesia und Chromit, mit einer Bindung auf der Basis von Magnesiazement, insbesondere Magnesiumsulfat, oder Sulfitablauge, vorzugsweise in Form des Magnesiumsalzes der Ligninsulfosäure, und einem Gehalt an Borverbindungen im feuerfesten Satz, dadurch gekennzeichnet, dass er über 0, 5 bis 1, 20/0, vorzugsweise etwa 0, 6-0, 8%, an Borverbindungen, berechnet als BP3'enthält.