Verfahren zur Herstellung von durch Brennen in feuerfeste, wesentlich aus Magnesiumorthosilikat bestehende Erzeugnisse überführbare Stoffgemische aus magnesiumsilikatreichen Stoffen und magnesiumreichem Material. Es ist bekannt, im wesentlichen aus Alag- nesiumorthosilikat bestehende feuerfeste Bau stoffe durch Brennen von Gemischen magne- siumorthosilikatreicher Stoffe, z.
B. Olivin, oder von zur Bildung von Magnesiumortho- silikat befähigten Stoffen, z. B. Serpentin, oder Stoffen beider Art mit magnesiumrei- chen Stoffen, wie z. B. Magnesit oder Mag nesiumogyd, welche gegebenenfalls noch Zu schläge anderer Stoffe, z. B. Chromite, ent halten, herzustellen.
Bei der Durchführung dieser Verfahren, bei welchen als magnesiumreiches Material möglichst reiner Magnesit verwendet wurde, hat sich gezeigt, dass die Eigenschaften der Produkte nicht immer voll befriedigten, und dass insbesondere die mechanische Festigkeit derselben mitunter zu wünschen übrig liess, auch wenn der Brennvorgang bei verhältnis mässig hohen Temperaturen durchgeführt wurde.
Eingehende Versuche haben ergeben, dass diese Schwierigkeiten überwunden und Pro dukte von ausgezeichneten Eigenschaften, insbesondere erheblich verbesserten mechani schen Festigkeiten, erhalten -werden, wenn man magnesiumreiches Material, vorzugs weise Magnesit, anwendet, welches beträcht liche Mengen von Kalk, z.
B, in. gebranntem Zustand 3 bis 30 %, vorzugsweise 5 bis 25 Kalk (Ca0), enthält und dabei die Gesamt menge des in die Produkte einzuführenden Kalkes so bemisst, dass sie Gehalte von etwa 0,8 bis 6 % an Ca0 aufweisen.
Auf Grund dieser Erkenntnis erfolgt die Herstellung von durch Brennen in feuerfeste, wesentlich aus Magnesiumorthosilikat be stehende Erzeugnisse überführbare Stoff gemische aus magnesiumsilikatreichen Stof fen und magnesiumreichen Stoffen, z. B.
Magnesit, derart, dass magnesiumreiche Stoffe, welche betächtliche Mengen von Kalk enthalten, verwendet werden und die Gesamtmenge des Kalkes so bemessen wird, dass der Gehalt der Produkte an Kalk nach erfolgtem Brennen derselben etwa 0,8 bis 6 % Ca0 beträgt.
Gegen die Anwendung kalkreichen Mag nesits bestanden schwerwiegende fachmän nische Hemmungen. Wenn man nämlich magnesiumsilikatreiche Stoffe, wie Olivin, in der bisher üblichen Weise unter Zuschlag von möglichst reinem kalkarmen Magnesit auf feuerfeste Produkte verarbeitet und hier bei Kalk als Binder verwendet, so erhält man schlechtere Produkte als bei Verwendung anderer Bindemittel. Hinzu kommt, dass nach bekannten Vor schriften brauchbarer Sintermagnesit nicht mehr als 4 % Ca0,
in Ausnahmefällen höch stens bis zu 5 % Ca0 enthalten darf (vergl. z. B. R. Banko, "Der Magnesit und seine Verarbeitung", Seite 3, Leipzig 1932). Roh magnesite, welche beim Brennen höhere Kalkgehalte liefern, werden in der Praxis als unverwendbar auf die Halde geworfen.
Die Erfindung gestattet nun, feuerfeste Pro dukte aus Magnesiumsilikaten mit der Mass gabe herzustellen, dass an Stelle des teuren reinen Magnesits die bisher als unbrauchbar angesehenen kalkreichen Magnesite verwen det werden, und dabei noch besondere Vor teile zu erzielen.
Für die Durchführung vorliegenden Ver fahrens kann Rohmagnesit oder kaustisch gebrannter Magnesit oder totgebrannter (sin- tergebrannter) Magnesit verwendet werden. Der Kalkgehalt des Magnesits kann ein der artiger sein, dass der Magnesit im totgebrann- ten Zustand etwa 3 bis 30 % Ca0 enthält.
Auch Magnesite, welche infolge der An wesenheit von Stoffen, wie Dolomit oder Calcit oder beider, hohe Kalkgehalte, z. B. solche von etwa 15 bis 25 % besitzen, können verwendet werden. Auch andere magnesium- reiche Stoffe, welche genügend Kalk enthal ten, wie zum Beispiel gewisse Brucite oder kalkhaltige geschmolzene Magnesia, können verarbeitet werden.
Als magnesiumsilikatreiche Stoffe kom men für die Durchführung des Verfahrens in erster Linie magnesiumorthosilikatreiche Na turprodukte, wie Oliyingesteine und derglei chen in Betracht, und zwar vorzugsweise solche, deren Gehaltan Eisen, berechnet als Fe0 <B>15%,</B> vorzugsweise<B>10%,</B> nicht über steigt; z. B. ein Olivingestein von der Zu sammensetzung 49% Mgo, 42% Si02, 7 Fe0, Rest übliche Verunreinigungen, ge gebenenfalls auch einige Bruchteile eines Prozentes an Kalk.
Auch Gemenge von Olivin und Magne- siumsilikaten, welche ärmer an Magnesium sind als das im Olivin vorhandene Magne- siumorthosilikat, können mit Vorteil ver arbeitet werden.
Es kommen also zum Bei spiel magnesiumorthosilikatreiche Naturpro dukte, wie Olivine und dergleichen, welche Beimengungen oder Zuschläge von Magne- siumhydrosilikaten, wie Talk, Serpentin und dergleichen und gegebenenfalls auch gewisse Mengen von weniger feuerfesten Verbindun gen, wie z. B. Pyroxene, enthalten, in Be tracht.
Auch synthetisch hergestelltes Mag nesiumorthosilikat kann verarbeitet oder mit verarbeitet werden. .Schliesslich kommen als magnesiumsilikatreiche Ausgangsstoffe noch Magnesiumhydrosilikate selbst, und zwar vorzugsweise Serpentin, in Betracht: Die magnesiumsilikathaltigen Ausgangs stoffe können einer Vorreinigung oder Auf bereitung oder Calcinierung unterworfen werden.
Der Magnesit wird vorteilhaft in feinver teilter Form angewandt, z. B. derart, dass er durch ein Sieb mit 0;2 mm Maschenweite hindurchgeht. In gegebenen Fällen hat sich die gemeinschaftliche Anwendung von Mag nesiten verschiedenen Kalkgehaltes als vor teilhaft erwiesen. Den Gemischen von Mag nesiumsilikat und Magnesit können übliche Zusätze, wie Bindemittel;' Plastifizierungs- mittel, Mineralisatoren, einverleibt werden.
Die Gemische können als Stampfmasse, Mör tel oder dergleichen verwendet werden, oder in Formkörper, z. B. Steine, übergeführt werden, wobei im. allgemeinen die Anwen dung hoher Pressdrucke vorteilhaft ist. Das Brennen kann in üblicher Weise erfolgen.
<I>Beispiel 1:</I> 80 Gewichtsteile eines auf passende Korn grösse zerkleinerten Olivingesteines von der Zusammensetzung 48,9 % Mg0, 40,9 % Si02, <B>7,7%</B> Fe0, <B>0,7%</B> A1203, <B>0,3%</B> Cr203, 0,2 Ca0 und<B>0,6%</B> gebundenes Wasser wurden mit 20 Gewichtsteilen eines feinpulverigen totgebrannten Magnesits von der Zusammen setzung<B>80,8%</B> Mg0, <B>5,8%</B> Ca0, <B>6,7%</B> Si02, 6,
5 % A1203 und Fe2O3 und 0,2 % Glühver- lust innig vermischt. Die etwa 1,4% Ca0 enthaltende Mischung wurde nach Anfeuch ten mit Hilfe von Pressdrucken von etwa 300 kg/em@ auf Steine verformt und diese nach viertägigem Trocknen zwischen 50 und <B>150'</B> C bei Temperaturen von etwa 1480' C gebrannt. Die gebrannten Steine zeigten bei gewöhnlicher Temperatur eine Druckfestig keit von 260 kg/em2.
Bei der Herstellung von Formstücken, welche in ungebranntem Zustand in Ofen, Feuerungen und dergleichen eingebaut und dort gebrannt werden sollen, empfiehlt sich die Zugabe zeitweiliger Binder.
<I>Beispiel 2:</I> 80 Teile eines auf passende Korngrösse gebrachten Olivingesteins mit der Zusam mensetzung gemäss Beispiel 1 werden mit 20 Teilen totgebrannten; feinpulverigen Magne- sits von der Zusammensetzung <B>57,6%</B> MgO, <B>25%</B> Ca0, <B>7,8%</B> Si02, 9,1% A1203 und FeA und 0,5 % Glühverlust vermischt.
Dem Ansatz, welcher etwa 5,2% Ca0 (5% aus dem Magnesit und 0,2% aus dem Olivin- gestein) enthält, wird ein zweiteiliger Binder, z. B. 4 % Natriumbisulfat und 2 % Kaolin zugefügt. Aus derartigen Mischungen her gestellte Steine und dergleichen können un gebrannt gehandhabt und versandt werden, weil sie eine Druckfestigkeit von etwa 380 kg/emz aufweisen.
Die nachstehende Tabelle zeigt die Ab hängigkeit der Festigkeit von gebrannten Produkten aus Olivin und totgebranntem Magnesit und ihrem Kalkgehalt. Der für die Vergleichsversuche benutzte Olivin hat die Zusammensetzung gemäss Beispiel 1, die Magnesitsorte A entsprach der des Beispiels 1, die Magnesitsorte B der des Beispiels 2.
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Man kann zum Beispiel auch derart ver fahren, dass man Magnesiumhydrosilikate oder hochgradig serpentinisierte oder steati- tisierte Olivingesteine durch Mischen mit passenden Mengen von Magnesiumogyd, z. B.
kaustisch gebranntem Magnesit, in Zwischen produkte überführt und die im wesentlichen aus Magnesiumorthosilikat bestehenden Zwi schenprodukte in geeigneter Körnung mit pulverigen kalkhaltigen, magnesiumreichen Stoffen, insbesondere totgebranntem Magne- sit, erfindungsgemäss verarbeitet. Man kann aber auch Magnesiumhydrosilikate und der gleichen Stoffe, wie z.
B. Serpentin; unmit telbar mit kalkhaltigem, magnesiumreichen Material, z. B. kalkreichem Magnesiumogyd, auf feuerfeste Produkte verarbeiten.
<I>Beispiel 3:</I> Ein Serpentingestein von der Zusammen- setzung Mg0 37,4%, Si02 40,2% Fe0 und i Fe,03 '6,4 % . A120, 1;4 % (Glühverlust 14,2 jo) wird bei 1450' C oder höher calci- niert und auf passende Korngrösse gebracht.
7 0 Gewichtsteile des zerkleinerten Serpentin- gesteins werden mit 30 Teilen totgebrannten Magnesits (gemäss Beispiel l) gemischt, die Mischung auf .Formkörper verarbeitet, diese bei 125 C getrocknet und bei 1480 C ge brannt. Die erhaltenen Produkte besitzen einen Kalkgehalt von etwa 1,74%. Ihre Ei genschaften entsprechen etwa nach den Bei spielen 1 und 2 erhältlichen Erzeugnissen.
Den Mischungen von Magnesiumsilikaten und kalkhaltigen magnesiumreichen Stoffen können mit Vorteil noch andere feuerfeste Stoffe, z. B. Chromite (Chromeisenstein und verwandte Spinelle), zugesetzt werden. Der Chromitzuschlag kann zum Beispiel etwa 10 bis 50 Gewichtsprozente der Mischung be tragen.
Ausgezeichnete Produkte werden zum Beispiel erhalten, wenn man eine Mi schung von 50 % Olivingestein, 40 % Chrom erz und<B>10%</B> totgebrannten Magnesits der in Beispiel 2 gegebenen Zusammrpsetzung, oder eine Mischung von<B>70%</B> Olivitigestein, <B>10%</B> Chromerz und 20% eines totgebrannten Magnesits der in Beispiel 1 gegebenen Zu sammensetzung, oder eine Mischung von 70 % Olivin,
20% Chromerz und<B>10%</B> totgebrann- ten Magnesits der in Beispiel 1 genannten Zusammensetzung verarbeitet.