DD200019A1 - Verfahren zur herstellung von basischen feuerfestmaterialien - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von basischen Feuerfestmaterialien. Das Ziel ist die Verwendung herkoemmlicher Rohstoffe Sintermagnesia und Chromerz ohne aufwendige Reinigung und ohne Erhoehung des verfahrensbedingten Energiebedarfs. Die Aufgabe besteht im Auffinden einer Moeglichkeit zur Erhoehung der Gefuegefestigkeit und VErschleissfestigkeit der basischen Feuerfestmaterialien. Die Aufgabe wird geloest durch die Zugabe von Stoffen kalziumsilikatischer Zusammensetzung bis zu 10 Masse-% in feingemahlenem Zustand zum ueblichen Rohstoffgemisch bei guter Verteilung.

Description

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!Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von basischen Feuerfestmaterialien

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung grob* keramischer basischer Feuerfestmaterialien, insbesondere Magnesitchromsteine und -massen, die zur Auskleidung von Industrieöfen zum Beispiel in der Zementindustrie verwendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bereits bekannt, basische Feuerfestmaterialien herzustellen. Üblicherweise werden dazu Sintermagnesia und Chromerz in bestimmten Körnungen vermischt, die Mischung angefeuchtet und zu Formkörpern verpreßt_e Diese Formkörper werden nach Vortrocknen bei Temperaturen von mindestens 1870 K gebrannt.

Dieses Verfahren hat folgende Nachteile: Die erforderliche Gefügefestigkeit wird infolge nicht ausreichender Sinterreaktionen bei Brenntemperaturen von 1870 K nicht erreicht© Infolgedessen ist die- Verschleißfestigkeit der so produzierten Steine im Industrieofeneinsatz nicht optimal· Es ergeben sich sowohl Zerstörungen des Industrie ofenf utters durch Bruch infolge mechanischer Beanspruchung als auch ein starker Verschleiß durch zonenai'tiges Abplatzen infiltrierter Steinrandzonen_β Bekannterweise wird diesen Nachteilen durch folgende

technische Maßnahmen entgegengewirkt:

- Brennen der feuerfesten Steine bei höheren Temperaturen (größer 2000 K), sogenannte Hochbrandsteine

- Vorbrennen eines ungeformten Gemisches aus Sintermag" nesia und Chromerz (sogenannter Simultansinter) bei Tem" peraturen höher als 1870 K

- Einsatz von besonders reinen Ausgangsstoffen in Verbindung mit Hochtemperaturbrand (größer 1900 K) ·

Diese technischen Maßnahmen sind zwar ausreichend, erfordern aber in jedem ]?alle bedeutend höheren Energieaufwand verbunden mit erheblichen Investitionen für die erforderlichen Brennöfen, weil die üblicherweise verwendeten Tunnelöfen' einen derartigen Hochtemperaturbrand nicht ermöglichen_e Bei Einsatz besonders reiner Ausgangsstoffe erhöhen sich die Rohstoffkosten bedeutend» '

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren anzugeben, das im wesentlichen mit herköEimlichen sov?ie einheimischen bzw» Sekundärrohstoffen arbeitet, eine aufwendige Reinigung derselben vermeidet und den yerfahrensbedingten Energiebedarf in Grenzen hält« -

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine wesentlich verbesserte Gefügefestigkeit durch Intensivieren der beim Brennen ablaufenden Sinterprozesse zu erzielen und technologisch unkompliziert die Forderungen der TGL 23161/02 "Periklas-Chromit-Steine" zu erfüllen«.

Die-Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch.gelöst, daß dem üblichen Rohstoffgemisch wahrend der Aufbereitung bis zu etwa 10 Massel eines Stoffes von kalziumsilikatischer Zusammensetzung mit einem Schmelzpunkt kleiner 187P K zugesetzt wird» Dieser Zusatz muß durch die Aufbereitung gut im Gemisch verteilt werden, wosu er in feingemahlenem Zustand zugegeben Y^erden muß_e Das Wesentliche der

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Erfindung besteht in der Zugabe eines normalerweise als Flußmittel wirkenden Stoffes zu einem feuerfesten Material zur Erhöhung der Gefügefestigkeit und Verschleißfestigkeit. Das steht im Gegensatz zu traditionellen Auffassungen, nach denen dieser Effekt durch das Streben nach immer reineren Ausgangsstoffen und immer höheren Temperaturen erreicht wird, Flußmittel dagegen zu vermeiden sind. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis der Grundlagenforschung, daß die Reaktion einer kalziumsilikatischen Schmelze mit Sintermagnesia zu bei Reaktionstemperaturen festen Neubildungen mit höherem Schmelzpunkt führt.

^·" ' Bei dem dargelegten Verfahren wird beim Brand durch einen irreversiblen chemischen Reaktionsprozeß das Hochtemperatursystem feste Peuerfestausgangsstoffe - schmelzflüssiger Zuschlagstoff in ein Gefüge überführt, in dem die Ausgangsstoffe Periklas und Chromerz durch neugebildete feste Kalziummagnesiuin-Silikate innig verbunden sind. Bei • genügend homogener Verteilung des Zuschlagstoffes enthält der feuerfeststein nach dem Brand keine unterhalb 1650 K schmelzbaren Bestandteile mehr.

Die Menge an gefügeverfestigenden Neubildungen soll ein Optimum darstellen. Deshalb ist der Anteil des Zuschlagstoffes je nach Art und Reaktionsintensität zu variieren.

r'¹) Intensiv reagierende, niedrigviskose Schmelze bildende Zuschläge müssen niedriger dosiert werden als höherviskose Schmelzbildner,

Pressen und Brennen erfolgt entsprechend der zur Zeit für basische MC1-Steine angewendeten Technologie, Damit wird die als· Ziel der Erfindung genannte erforderli-... ehe" Gefügefestigkeit bei 1870 K ohne Temperaturerhöhung,, ohne hochreine Ausgangsstoffe und ohne Vorbrand erreicht. Gleichfalls wird der weitere Nachteil der traditionellen Steine, ihre nicht optimale Verschleißfestigkeit durch zo~ . . nenartiges Abplatzen von durch Infiltration verdichteten Randzonen gemindert. Der Stein besitzt einerseits bereits verdichtetes Gefüge und setzt andererseits durch die Kalziumsilikatdosierung einem kalziumreichen Ofengut größeren

Widerstand entgegen_β

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei spiel näher erläutert werden_o

78 Masse% Sintermagnesia der Körnung 0-1 mm, 20 Masse% Chromerz der Körnung O- 1 mm und 2 % glasig-granulierte Phosphorofenschlacke mit einem CaO/SiOp^Verhältnis von etwa 1 in Zementmahlfeinheit werden intensiv gemischt und diese Mischung unter Anfeuchten mit der gleichen Menge einer Mischung aus 80 Massel Sintermagnesia der Körnung 1 - 5 mm und 20 Masse% Chromerz der Körnung 1 - 5 mm vermengte Diese Masse wird bekannterweise zu Formsteinen verpreßt, getrocknet und im Tunnelofen bei 1870 K gebrannt. Die Steine weisen eine gegenüber traditionellen Magnesit-· Chrom-Erzeugnissen höhere Kaltdruckfestigkeit auf. Mikroskopisch ist nachweisbar, daß sich die zugegebene Phosphorofenschlacke homogen verteilt und vollständig zu Kalzium-Magnesium-Silikaten umgesetzt hat» Die Sintermagnesia'" und Chromerzkörner werden unter Ausbildung von Reaktionsbereichen zu einem festen Gefüge verbunden«

Die technisch-ökonomischen Vorteile des Verfahrens bestehen in der Erhöhung des sehr wesentlichen Qualitätsparameters Kaltdruckfestigkeit ohne Beeinträchtigung der Heißeigenschaften« Das bedeutet eine Verlängerung der Futterstandzeiten in Industrieöfen_β Dieser Effekt wird erreicht ohne zusätzliche EnergieaufWendungen und unter Einsatz einheimischer Sekundärrohstoffe bei gleichzeiti- ger Erhöhung der·Gebrauchswerteigenschaften bei gleichbleibender Qualität der Ausgangsrphstoffe_β . . . . '· ;

Claims (3)

-5- 23 195 6 2 Patent an Sprüche

1· Verfahren zur Herstellung von basischen Feuerfestmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß einem Rohstoffgemisch aus Sintermagnesia und Chromerz während der Aufbereitung kalziumsilikatische Stoffe mit einem Schmelzpunkt kleiner 1870 E dergestalt zugesetzt werden, daß sie sich gut im Gemisch verteilen.

2· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz bis zu etwa 10 Masse% beträgt und bei der Aufbereitung der Masse in gemahlenem Zustand zugegeben wird«

3* Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoff vorzugsweise glasig-granulierte Phosphorofenschlacke mit CaO/SiOp-Verhältnis von etwa 1 verwendet wird·