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Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Formkörpern aus gebranntem Dolomit
Feuerfeste Formkörper z. B Steine, Blöcke und Konverterböden, welche durch Pressen, Stampfen,
Rütteln u. dgl. aus gebranntem und anschliessend gebrochenem bzw. gekörntem Dolomit hergestellt wer- den, haben bekanntlich wegen ihres Calciumoxydanteiles eine nur auf wenige Tage beschränkte Luft- lagerbeständigkeit, weil die Feuchtigkeit aus der Luft das Calciumoxyd hydratisiert, was zum Zer- bröckeln und Zerrieseln des Formkörpers führt. Zur Verbesserung der Lagerbeständigkeit ist es bekannt, den Formkörper noch einmal bei Temperaturen von 15000 C und mehr über eine Zeitdauer von durch- schnittlich 24 h zu erhitzen, wobei die Körnungen miteinander versintern und eine dichtere Oberfläche erhalten, die nicht mehr so schnell von der Luftfeuchtigkeit hydratisiert wird.
Derartige Steine erhal- ten durch diesen zweiten Brand gleichzeitig eine ausreichende Kaltdruckfestigkeit. Die Lagerbeständigkeit beträgt durchschnittlich 1 bis 2 Monate. Sie kann durch zusätzliches Tauchen in Teer oder Pech auf
3 höchstens auf 4 Monate erhöht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anwendung des zweiten Brandes zu vermeiden und dennoch feuerfeste Formkörper auf der Basis von gebranntem Dolomit zu erzeugen, die eine Kaltdruckfestigkeit von wenigstens 200 kg/cm aufweisen und gleichzeitig eine hohe Luftlagerbeständigkeit besitzen.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1025776 ist ein Verfahren zur Rekarbonatisierung gepresster Dolomitformkörper bekannt. Beim Einsatz dieser Produkte in feuerfesten Zustellungen zeigte sich, dass im Temperaturbereich um 9000 C, wie eigentlich zu erwarten war, die Druckfestigkeit nachlässt, weil in diesem Temperaturbereich das CO. ausgetrieben wird. Der Stein verliert daher vorübergehend seine Festigkeit, und es kann zum Zusammenfall der Zustellung führen. Allerdings wird etwa bei 1200 bis 13000 C der Sinterprozess einsetzen, wobei der Stein dann durch keramische Bindung wieder verfestigt wird.
Um diesen kritischen Temperaturbereich um 9000 C zu überbrücken, wird erfindungsgemäss bei dem Verfahren zur Herstellung dieser Formkörper aus gebranntem Dolomit, welcher zwecks Erzielung frischer Bruchflächen gebrochen und in geeignetem Kornaufbau zu Formkörpern unter Drucken von mindestens 300 kg/cm ! verdichtet wird, so vorgegangen, dass die Formkörper bei Temperaturen zwischen 4 ;) 0 und 8000 C mit Kohlendioxyd oder kohlendioxydenthaltenden Gasen bis zu einer Kohlendioxydaufnahme der Formkörper von mindestens 0, 3 Gew.-% begast und darauf in Teer, pechhaltigen Teer oder Pech bzw. in teer-oder pechähnliche Stoffe mit einem Erweichungspunkt von mehr als 400 C getaucht werden. Wenn man die Steine im Anschluss an die Begasung in Teer bzw.
Pech taucht, zeigte sich, dass das organische Bindemittel den kritischen Bereich von 900 C überbrücken hilft. Während des Aufheizens der Steine in Industrieöfen, beispielsweise in Konvertern, beginnt nämlich im Bereich von etwa 3000 C eine Verkokung und Zersetzung des organischen Bindemittels, wobei sich zwischen den einzelnen Dolomitkörnern ein verfestigendes Koksgerüst bildet.
Wenn nun im Bereich um 9000 C die Entgasung einsetzt, übernimmt dieses Koksgerüst die Festigkeitseigenschaften bis zum Beginn der Sinterung bei etwa 13000 C. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass sich die Festigkeitswerte, wie sie sich aus der CO-Begasung einerseits und der Teertauchung
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Beispiel <SEP> 1 <SEP> Beispiel <SEP> 2 <SEP> Beispiel <SEP> 3 <SEP> Beispiel <SEP> 4 <SEP> Beispiel <SEP> 5
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<tb> Gepresste
<tb> Formkörper <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 20 <SEP> 1 <SEP> 20 <SEP> 2 <SEP> 70 <SEP> 1 <SEP> 25 <SEP> 2
<tb> mitCO
<tb> begast <SEP> 55 <SEP> 35 <SEP> 70 <SEP> 40 <SEP> 140 <SEP> 40 <SEP> 420 <SEP> 45 <SEP> 90 <SEP> 48
<tb> in <SEP> Teer <SEP> mehr <SEP> als
<tb> getaucht <SEP> 260 <SEP> 180 <SEP> 450 <SEP> t <SEP> 240 <SEP> 290 <SEP> 197 <SEP> 560 <SEP> 147 <SEP> 310 <SEP> 218
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Beispiel l :
Frisch gebrochener Sinterdolomit mit einem Litergewicht von 1720 g/l bezogen auf 5 bis 12 mm, mit einem Kornaufbau entsprechend 50% Körnung =0, 3 bis 1,5 mm und 50% = 1, 5 bis 3 mm wurde mit einem Pressdruck von 800 kg/cm zu einem Formkörper mit Normalziegelformat verpresst. Die Festigkeit dieses Formkörpers betrug 15 kg/crn. Anschliessend wurde er bei 600 bis 6500C in Kohlensäureatmosphäre 1 h behandelt. Die Kohlensäureaufnahme betrug 1, 00/0. Seine Kaltdruckfestigkeit betrug 55 kg/cm. Der erhaltene Formkörper wurde anschliessend in 1500 C heisses Weichpech getaucht, dessen Erweichungspunkt 500 C war. Der so erzeugte Körper hat eine Kaltdruckfestigkeit von 260 kg/m2. Seine Luftlagerbeständigkeit betrug mehr als 6 Monate.
Beispiel 2 : Frisch gebrochener Sinterdolomit gemäss Beispiel 1 wurde mit einem Kornaufbau von 30% 0 bis 0,3 mm, 301o 0, 3 bis 1, 5 mm, 201o 1, 5 bis 3 mm und 20% 3 bis 5 mm mit einem Pressdruck von 1200 kg/cm2 zu einem Formkörper mit Normalziegelformat verpresst. Die Festigkeit dieses Form-
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den Gasgemisch behandelt. Die Kohlensäureaufnahme betrug nach dem Abkühlen 1, 9 Gew.-10, die Kaltdruckfestigkeit des begasten Formkörpers betrug 70kg/cm. Er wurde anschliessend bei 1600 C in Stahlwerksteer mit einem Erweichungspunkt von 1000 C getaucht. Danach stieg die Kaltdruckfestigkeit auf 450 kg/cm2 und die Luftlagerbeständigkeit betrug mehr als 8 Monate.
Beispiel 3 : Im Schachtofen erzeugter, weitgehend weichgebrannter Dolomit, der in der Körnung 5 bis 12 mm ein Litergewicht von 920 g/l besitzt, wird zerkleinert und anschliessend eine Korn- mischung hergestellt, welche aus 50% 0,3 bis 1,5 mm und 50% 1,5 bis 3 mm besteht, die dann mit einem Druck von 800 kg/cm zu Normalsteinen verpresst wird. Diese Normalsteine werden bei 600 bis 6500 C 15 h mit Kohlensäure behandelt.
Die erhaltenen Steine haben eine Druckfestigkeit von 420 kg/cm2 und einen Kohlensäuregehalt
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dem zerfallen sie bereits innerhalb eines einzigen Tages ; durch eine Tauchung ohne vorherige CO-Be- handlung wird eine Luftlagerbeständigkeit von 3 Tagen erreicht.
Beispiel 4 : Ein ebenfalls im Schachtofen erzeugter härter gebrannter Dolomit, der in der Kör- nung 5 bis 12 mm ein Litergewicht von 1350 g/l besitzt, wird in gleicher Weise wie in Beispiel 3 behandelt und zu Normalsteinen verpresst. Diese Normalsteine werden bei 600 bis 6500 C 8 h mit Kohlensäure behandelt. Die erhaltenen Steine haben eine Druckfestigkeit von im Mittel 140 kg/cm2 und einen Kohlensäuregehalt von 5, 20/0. Die Luftlagerbeständigkeit beträgt 40 Tage. Durch Tauchung in Pech oder Teer wird die Luftlagerbeständigkeit auf 197 Tage und die Kaltdruckfestigkeit auf 290 kg/cm2 erhöht. Demgegenüber haben die ohne Kohlensäure behandelten Presskörper nur eine Druckfestigkeit von 20 kg/cm2, ausserdem zerfallen sie bereits nach zwei Tagen.
Beispiel 5 : Ein aus gleichen Gewichtsteilen erzeugtes Gemisch von im Drehofen hergestelltem Sinterdolomit mit einem Litergewicht (Körnung 5 bis 12 mm) von 1720 g/l und von im Schachtofen erzeugten teilweise weich-bis teilweise hartgebranntem Dolomit mit einem Litergewichtvon 1220 g/l wird in gleicher Weise behandelt wie Beispiel 3 und zu Normalsteinen verpresst. Diese werden bei 600 bis 6500 C 7 h mit Kohlensäure behandelt. Die erhaltenen Steine haben eine Druckfestigkeit von 90 kg/cmz und einen Kohlensäuregehalt von 8,2% Die Luftlagerbeständigkeit beträgt 48 Tage. Nach Tauchung in Pech oder Teer wird die Luftlagerbeständigkeit auf 218 Tage und die Kaltdruckfestigkeit auf 310 kg/cm erhöht.
Demgegenüber haben die Presslinge vor der CO-Behandlung eine Druckfestigkeit von nur 25 kg, ausserdem zerfallen sie bereits nach 2 Tagen.
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