CH334243A - Gemisch zur Erzeugung kieselsäurehaltiger, feuerfester Massen für die Herstellung von Bauteilen von Industrieöfen - Google Patents

Description

      Gemisch    zur Erzeugung kieselsäurehaltiger, feuerfester Massen für     die    Herstellung  von Bauteilen von Industrieöfen    Die Erfindung betrifft ein Gemisch zur  Erzeugung     kieselsäurehaltiger,    feuerfester Mas  sen für die Herstellung von Bauteilen von  Industrieöfen, welches dadurch gekennzeich  net ist, dass es vorwiegend aus gemahlenem  Quarzgut und     Zirkonsilikat    besteht.  



  Es hat sich erwiesen, dass ein solches     Ge-          miseh    sich sowohl für die Erzeugung von  Massen zur Bildung von Bausteinen, die, ge  brannt oder ungebrannt, zum Aufbau von  Industrieöfen oder Teilen von solchen be  stimmt sind, als auch für die Erzeugung von  Massen, die unmittelbar zur Bildung von Tei  len von Industrieöfen an der Baustelle, z. B.       Gewölbeteilen,    ganzer Auskleidungen, sehr gut  eignet.  



  Quarzgut und     Zirkonsilikat    enthalten ge  wöhnlich nur geringe Mengen von     schmelz-          punkterniedrigenden        Flussmitteln.    Insbeson  dere liegen in diesen Ausgangsstoffen nur ge  ringe Mengen von Tonerde vor, deren Anteil  beim. Quarzgut etwa 0,2%, beim     Zirkonsilikat     etwa 0,4% nicht übersteigt.

   Schon durch ihre  Reinheit gewähren diese beiden Ausgangs  stoffe die     Erreichung    der höchstmöglichen  Feuerfestigkeit der Masse.     Zirkonsilikat    liegt  ausserdem bereits als Ausgangsstoff praktisch  voll in kristalliner Phase vor, während Quarz  gut bei starker Erhitzung voll zu     Cristobalit          entglast.    Ein aus diesen beiden Stoffen be  stehendes     CTemiseh        ergibt.deshalb    eine Masse    bzw. einen Stein fast ganz aus kristalliner  Phase. Das Wesentliche ist jedoch die Er  kenntnis, dass sich gemahlenes Quarzgut und       Zirkonsilikat    im     Gemisch    beim Erhitzen fest  verkitten.

   Bei hohen Temperaturen, etwa  1600  C; tritt eine starke     Rekristallisation    und  eine Sammelkristallisation des     Zirkonsilikates     ein, wodurch eine feste Einbindung des aus  dem Quarzgut gebildeten     Cristobalites    ein-,  tritt. Es entsteht so ein festes Gefüge des  Steines bzw. der Masse.  



  Die aus der durch Vermischen von ge  mahlenem Quarzgut und     Zirkonsilikat    gebil  deten Masse hergestellten Steine bleiben beim .  Herstellungsbrand praktisch raumbeständig,  und sie wachsen bei späterer Erhitzung nicht  nach. Sie besitzen keine oder nur eine äusserst  geringe Glasphase, die praktisch vernachlässigt  werden kann. Aber auch nach einem über den  Schmelzpunkt des reinen     Cristobalites    hinaus  gehenden Erhitzen tritt kein Abschmelzen  oder Abtropfen des     Steines    ein, infolge der  hohen Viskosität der geschmolzenen Kiesel  säure, die in einem Netzwerk des hochfeuer  festen     Zirkonsilikates    eingebettet ist.

   Die  Feuerfestigkeit der aus dem genannten Ge  misch erzeugten     Masse    liegt daher sehr hoch;  sie steht etwa 50  C über der der besten     Sili-          katsteine.    Dadurch halten die aus dem er  findungsgemässen Gemisch hergestellten Steine  der Einwirkung höherer Betriebstemperaturen      stand, so dass die mit solchen Steinen erstell  ten'Öfen bzw. Ofenteile erhöhte Leistungen er  bringen lassen.  



  Durch die Verwendung des erfindungs  gemässen Gemisches werden demnach Lei  stungssteigerungen in Öfen mit Zustellung  saurer Steine dort ermöglicht, wo höchst  wertige basische Steine z. B. wegen Gefahr  einer Verschmutzung des zu verarbeitenden  Gutes, beispielsweise Glasschmelzen, nicht ver  wendet werden, können.  



  Zur Herstellung des erfindungsgemässen  Gemisches wird gekörntes Quarzgut vorteil  haft mit fein zerkleinertem     Zirkonsilikat    innig  vermischt. Hierbei     wird        Zirkonsilikat    am  besten in einer     Feinmahlung    eingebracht, die  unter der kleinsten Korngrösse des Quarzgutes       liegt.    Das Quarzgut kann in einer einheit  lichen Korngrösse oder in mehreren Korn  grössen, zweckmässig im Bereich von     0,5--4    mm  Korndurchmesser; zugegeben werden. Man  kann aber- auch grössere     Quarzgutkörner    wäh  len.

   Das     Zirkonsilikat    dagegen wird. vorteil  haft als fein gemahlenes Gut in einer Korn  grösse von höchstens 0,1 mm in einer solchen  Menge zugemischt, dass praktisch die Quarz  gutkörner vom Feinmehl des     Zirkonsilikates     eingehüllt werden. Gegebenenfalls über diese       yIenge    hinaus noch zugegebenes     Zirkonsilikat     kann man, ebenfalls in gröberer Körnung von  etwa     0,1-4    mm     beimischen.    Die Gesamtkör  nung wird dabei so abgestimmt, dass eine mög  lichst dichte     Körnungspackimg    eintritt.

   Ein  beispielsweises Gemisch ist folgendes:  70 Raumteile Quarzgut in einer Körnung  von     0,5-4    mm, 30 Raumteile     Zirkonsilikat    in  Körnung von höchstens 0,1 mm.  



  Ein anderes Gemisch enthält beispielsweise  40 Raumteile Quarzgut in Körnung von       0,5-4    mm, 30 Raumteile     Zirkonsilikat    in Kör  nung von 0,1-4 mm     und    30 Raumteile     Zirkon-          silikat    in     Feinstmählung    mit Korngrössen von  höchstens 0,1 mm.  



  Die nach dem zweiten Gemischbeispiel her  gestellten, bei etwa 1600  C gebrannten Steine  hatten bei 1000  C eine thermische Ausdeh  nung von nur 0,85%, gegenüber 1,3=1,4% bei       Silikatsteinen.    Die Steine     zeigten    kein Nach-    wachsen und besassen beim     Druckerweichungs-          versuch    ein     Erweichungsintervall    zwischen ;  t. -Punkt und     t"    -Punkt von 70  C, und zwar  zwischen 1680  C und 1750  C.  



  Je nach dem zu erfüllenden Zweck der  Steine bzw. der. Masse kann man das Mi  schungsverhältnis zwischen Quarzgut und     Zir-    ;       konsilikat    in geeigneten Grössen halten. Man  kann einerseits bis 90% Quarzgut nehmen  oder anderseits 90%     Zirkonsilikat        einbringen.     Bei Gemischen mit weniger als 20%     Zirkon-          silikat    ist es jedoch zweckmässig, noch ein an  deres Bindemittel, z. B. etwas Kalk, zuzu  setzen. Nur keine Tonerde soll mit dem Binde  mittel eingebracht werden, da diese die Bil  dung. einer niedrig schmelzenden Glasphase  verursacht.

   Bei Kalkzusatz bis zu 3 % der  Masse     erfolgt.    noch eine zusätzliche Verfesti  gung durch.     Troekensinterung    zwischen Kalk  und Kieselsäure bei niederen Temperaturen.  Man kann dann die Brenntemperatur, die ohne  Kalkzusatz bei etwa 1600  C liegt, erheblich,  bis auf etwa 1450  C, herabsetzen. Die groben       Quarzgutkörner    besitzen eine träge     Entgla-          sungstendenz,    so dass sie auch nach einem  Brande bei 1450  C noch als Quarzgut erhalten  bleiben.

   Solche Steine haben eine sehr ge  ringe thermische Ausdehnung, die bei 1000  C  etwa 0,3<B>%</B> nicht überschreitet, und sie. zeigen  bei einer Erhitzung auf Temperaturen zwi  schen 200-300  C praktisch keinen     Cristobalit-          effekt,    so dass sie     temperaturwechselbeständig     sind. Diese Steine können deshalb plötzliches  Erhitzen überstehen, ohne     Abplatzungen    oder       Cxefügerisse    zu erleiden. Sie sind daher beson  ders für Heissreparaturen von Industrieöfen  geeignet. Zur besseren Formhaltung der  Steine im ungebrannten Zustand kann der  Masse noch ein formhaltendes Bindemittel zu  gesetzt werden, z.

   B.     Sulfitablauge.    An Stelle  von Kalk wird mit Vorteil Kalkhydrat zuge  setzt.  



  Die aus dem erfindungsgemässen Gemisch       hergestellten    Steine eignen sich ausser für  Glasschmelzöfen auch für     Siemens-Martin-          Öfen,    Elektroöfen und dergleichen, insbeson  dere für den     Gewölbet.eil    solcher Öfen. Da  die Steine nicht nachwachsen und auch ihre      thermische Ausdehnung gering ist, können  bei der Planung der Öfen die bei Verwendung  anderer Baustoffe, z. B.     Silikatsteine,    notwen  digen, erheblich breiten Dehnfugen auf ein  äusserst geringes Mass reduziert, bei kleineren       Mauerwerksabmessungen    überhaupt wegge  lassen werden, was einen erheblichen ofenbau  technischen Vorteil bedeutet.

   Das Nichtauf  treten von Spannungen in ihrem Gefüge, selbst  bei Temperaturgefällen, macht die aus dem  erfindungsgemässen Gemisch hergestellten  Steine besonders geeignet für     -Siemens-Martin-          Öfen,    bei denen die Steine sowohl in den  heissen Köpfen als auch in den weniger heissen       Cxewölbeteilen    spannungsfrei bleiben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gemisch zur Erzeugung kieselsäurehaltiger, feuerfester Massen für die Herstellung von Bauteilen von Industrieöfen, dadurch gekenn zeichnet, dass es vorwiegend aus gemahlenem Quarzgut und Zirkonsilikat besteht. UNTERANSPRÜCHE 1. Gemisch nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Zirkonsilikates in einer unter der feinsten Körnung des Quarzgutes liegenden h'einmah- lung in ihm enthalten ist. 2.

   Gemisch nach.Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Körnung des Quarzgutes 0,5-4 mm und die Körnung mindestens der Hälfte des Zir- konsilikates höchstens 0,1 mm beträgt. 3. Gemisch nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, dass es mindestens 20 Volumprozent Zir- konsilikat einer Körnung von höchstens 0,1 mm enthält. 4. Gemisch nach Patentanspruch und.

   Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass ein Teil des in ihm enthaltenen Zir- konsilikates eine Körnung von 0,1-4 mm auf weist. 5. Gemisch nach Patentanspruch lind Un teransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass Quarzgut und Zirkonsilikat in einem Verhältnis von wenigstens 10 Raumteilen Quarzgalt auf 90 Raumteile Zirkonsilikat bis höchstens 90 Raumteilen Quarzgut auf 10 Raumteile Zirkonsilikat in ihm enthalten sind. 6.

   Gemisch nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, dass es Kalk enthält. 7. G emisch nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, dass es Kalkhydrat enthält. B. Gemisch nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1. bis 7, dadurch gekennzeich net, dass ihm ein formhaltendes, beim Erhitzen des Gemisches sich neutral verhaltendes Binde mittel zugesetzt ist.