DD250632A3 - Koalienschamottestein mit guten thermomechanischen eigenschaften - Google Patents
Koalienschamottestein mit guten thermomechanischen eigenschaftenInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von hochwertigen Kaolinschamottesteinen mit guten thermomechanischen Eigenschaften, die fuer die Zustellung von pyrotechnischen Anlagen eingesetzt werden koennen. Erfindungsgemaess werden Kaolinschamotte der Kornfraktionen 0 bis 1 mm, 1 bis 2,5 mm, feiner Schmelzkorund und ein Bindeton mit hohem Anteil an aktivem Quarz gemischt, nach dem Trockenverfahren gepresst und bei Temperaturen um Pk 150 gebrannt. Dabei reagiert der feinkoernige Quarz des Bindetones mit dem feinen Schmelzkorund zu Mullit. Diese Bindung verleiht dem Kaolinschamottestein eine gute Druckfeuerbestaendigkeit und hohe mechanische Festigkeit. Der Bindeton hat folgende mineralogische Zusammensetzung: Kaolinit 254,0% Quarz474,0% Glimmer mit Illit253,0%
Description
Diese Erfindung betrifft die Herstellung von Kaolinschamottesteinen mit guten thermomechanischen Eigenschaften für die Zustellung von pyrotechnischen Anlagen mit einer Formsteinausmauerung.
Bekannt sind Kaolinschamottesteine auf der Basis von dicht gesinterter und w.eniger dicht gesinterter Kaolinschamotte, wobei als Bindemittel Kaolin eingesetzt wird. Dabei werden die entsprechenden Kaolinschamottekörnungen (Kornfraktionen 1 bis 3mm, kleiner 1 mm, kleiner 0,2 mm) mit dem Kaolin gemischt und nach dem Trockenpreßverfahren auf hydraulischen oder Spindelpressen abgeformt. Das Pressen von mit Kaolin gebundenen Massen ist jedoch sehr problematisch, da Kaolin durch die ausgeprägte Blättchenstruktur starke Lagenbildung in den Preßlingen bedingt. Die Preßbarkeit ist zumeist nur dadurch gewährleistet, daß ein Teil des Bindekaolins als Schlicker zugegeben wird und maximale Preßdrücke nicht überfahren werden. Außerdem ist die Kantenfestigkeit derfrischen Preßlinge sehr gering, weshalb keine automatische Steinabnahme von den Pressen erfolgen kann. Weiterhin bekannt ist die Bindung der Kaolinschamotte mit Mischbindern aus üblichen feuerfesten Bindetonen und Tonerde. Dabei werden die kaolinschamottekörnungen in der herkömmlichen Weise mit dem Mischbinder gemischt und nach dem Trockenpreßverfahren abgeformt. Die oben erwähnten Preßschwierigkeiten werden durch dieses Verfahren eliminiert. Da der Mischbinder jedoch in feinster Form in den Versatz eingebracht werden muß, ist als zusätzliche technologische Stufe die Feinstaufmahlung des Mischbinders notwendig.
Außerdem ist die Herstellung hochwertiger Schamotteerzeugnisse bekannt, bei der eine Mischung aus dicht gesinterter Kaolinschamotte mit einem Binder aus herkömmlichen feuerfesten Bindeton und/oder Kaolin, feinstem Korund und einer SiO2-haltigen Suspension nach dem Trockenpreßverfahren abgeformt wird. Die Herstellung der SiO2-haltigen Suspension erfordert jedoch ebenfalls einen erhöhten technologischen Aufwand, da sie durch eine Naßmahlung hochaktiviert werden muß.
Ziel der Erfindung sind Kaolinschamottesteine mit guten thermomechanischen Eigenschaften, die mit den zur Fertigung von Tonschamottesteinen üblichen Verfahrensschritten und preßtechnischen Eigenschaften der Massen hergestellt werden können.
Das Ziel der Erfindung wird erreicht, indem für die Herstellung der hochwertigen Schamottesteine ein feuerfester Bindeton mit einem hohen Anteil an feinstem Quarz und feiner Schmelzkorund eingesetzt wird. Dieser Bindeton wird in der für die Feuerfestindustrie üblichen Weise durch Trockenmahlung kleiner-1 mm vorzugsweise kleiner 0,5mm, aufbereitet. In Mischaggregaten werden die in der Korngröße definierten Kaolinschamottekörnungen mit dem feinkörnig aufbereiteten Ton und dem feinen Schmelzkorund in der Anlieferungsform unter Zugabe von Wasser und Sulfitablauge gemischt und nach dem Trockenpreßverfahren auf hydraulischen oder Spindelpressen abgeformt. Nach der Trocknung werden die Steine vorzugsweise um Temperaturen von Pk 150 gesintert. Diese Verfahrensschritte sind identisch mit denen für die Herstellung von Tonschamotteoder Korund-Schamottesteinen, ein zusätzlicher verfahrenstechnischer Aufwand ist nicht nötig.
Der Quarz, der in feinster Form in dem Bindeton vorliegt, reagiert bei der Sintertemperatur um Pk 150 mit dem feinkörnigen Schmelzkorund zu Mullit (3 AI2O3 2 SiO2).
Dadurch wird eine thermisch und mechanisch sehr stabile Bindematrix erzeugt. In Verbindung mit der ebenfalls stabilen Kaolinschamotte, die vorzugsweise nur im Grobkornbereich einzusetzen ist, entsteht ein feuerfestes Produkt, daß sich durch hohe Druckfestigkeiten bei Raumtemperatur und gute thermische Eigenschaften, wie verbesserte Druckfeuerbeständigkeit und gute Temperaturwechselbeständigkeit auszeichnet. Außerdem kann auf eine Feinmahlung der Kaolinschamotte verzichtet werden, da der Schmelzkorund gleichzeitig die Funktion der Fraktion kleiner 0,2 mm übernimmt.
Ausführungsbeispiel 1
In einem Mischaggregat, vorzugsweise ein Gegenstromschnellmischer werden 45% Kaolinschamotte, Kornfraktion 1-2,5mm 30% Kaolinschamotte, Kornfraktion 0-1 mm 5% Normalkorund NKF oder NKF-G nach TGL 8783
gegeben, gemischt und anschließend mit 2% Sulfitablauge zur Verbesserung der Grünfestigkeit derfrischen Preßlinge und 0,3% Wasser versetzt. Danach werden 10% Bindeton mit hohem Anteil an aktivem Quarz und 10% herkömmlicher feuerfester Bindeton untermischt. Der Bindeton mit hochaktivem Quarz zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:
Glühverlust 6,5 ±1,0%
SiO2-Gehalt 69,3 ±3,0%
AI2O3-Gehalt 19,5 ±2,0%
TiO2-Gehalt . 1,1 %; max. 1,3%
Fe2O3-Gehalt 0,8%; max. 1,0%
Na2O-u.K2O-Gehalt 1,68%; max. 1,9%
Mineralaufbau
Kaolinit 25 ±4,0%
hochaktiver Quarz 47 + 4,0 %
Glimmerm, lllit 25 ±3,0%
sonst. Minerale 2 ±1,0
Die fertig gemischte Masse wird zu den hydraulischen oder Spindelpressen überführt und dort mit einem spezifischen Preßdruck von mindestens 50MPa zu den entsprechenden Formsteinen verarbeitet. Die Formsteine werden getrocknet und anschließend bei Temperaturen um Pk150 gebrannt. Die resultierende Steinqualität wird durch folgende Werte charakterisiert:
AI2O3+ TiO2-Gehalt 40-41%
Fe2O3-Gehalt 1,7%
Rohdichte 2,15 bis 2,25 g/cm3
Offene Porosität 15 bis 20%
Kaltdruckfestigkeit 40 bis 75 MPa
Druckfeuerbeständigkeit TA 1 490-1 52O0C
Ausführungsbeispiel 2
In einem Mischaggregat, vorzugsweise Gegenstromschnellmischer werden 45% Kaolinschamotte, Kornfraktion 1-2,5mm 25% Kaolinschamotte, Kornfraktion 0-1 mm 10% Normalkorund NKF oder NKF-G
gegeben, gemischt und mit 4% Sulfitablaugeschlicker versetzt. Anschließend werden 15% des Bindetones mit hohem Anteil an aktivem Quarz nach Ausführungsbeispiel 1 und 5% herkömmlicherfeuerfester Bindeton untermischt. Formgebung und Abbrand erfolgen wie im Ausführungsbeispiel 1. Die Steinqualität hat folgende Gütewerte:
AI2O3+ TiO2-Gehalt 42,5-43,5%
Fe2O3-Gehalt 1,7%
Rohdichte 2,20 bis 2,30 g/cm3
Offene Porosität 15 bis 20%
Kaltdruckfestigkeit 45 bis 80 MPa
Druckfeuerbeständigkeit TA1500-15300C
In einem Mischaggregat, vorzugsweise Gegenstromschnellmischer werden 45% Kaolinschamotte, Kornfraktion 1-2,5mm 10% Kaolinschamotte, Kornfraktion 0-1 mm 25% Normalkorund NKF oder NKF-G
gegeben, gemischt und mit 4% Sulfitablaugeschlicker versetzt. Anschließend werden 20% des Bindetones mit hohem Anteil an aktivem Quarz nach Ausführungsbeispiel 1 untermischt. Formgebung und Abbrand erfolgen wie in Ausführungsbeispiel Folgende Gütewerte wurden erreicht:
AI2O3+ TiO2-Gehalt 51-52%
Fe2O3-Gehalt 1,7%
Rohdichte 2,30 bis 2,40 g/cm3
Offene Porosität 15 bis 20%
Kaltdruckfestigkeit 50 bis 90 MPa
Druckfeuerbeständigkeit TA 1 560-1 600°C
Claims (1)
- Kaolinschamottestein mit guten thermomechanischen Eigenschaften bestehend aus 10 bis 20% Bindeton mit hohem Anteil an aktivem Quarz, 0 bis 15% Schlämmkaolin und/oder herkömmlichen Bindeton, 5 bis 25% feinkörnigem Schmelzkorund und 55-75% Kaolinschamotte,gekennzeichnet dadurch, daß der Bindeton mit hohem Anteil an aktiven Quarz folgende mineralogische Zusammensetzung aufweist:Kaolinit 25 ±4%hochaktiver Quarz 47 ±4%Glimmer 25 ±3%
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