DD290773A7 - PORCELAIN SINTERED MATERIAL OF HIGH STRENGTH AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

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DD290773A7
DD290773A7 DD31416588A DD31416588A DD290773A7 DD 290773 A7 DD290773 A7 DD 290773A7 DD 31416588 A DD31416588 A DD 31416588A DD 31416588 A DD31416588 A DD 31416588A DD 290773 A7 DD290773 A7 DD 290773A7
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DD31416588A
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Inventor
Joachim Wiegmann
Carl-Heinz Horte
Guenter Kranz
Walter Liebschwager
Original Assignee
Zi Fuer Anorganische Chemie,De
Keramische Werke Hermsdorf - Tridelta Ag,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff, der wegen seiner hohen Festigkeit und seines porzellanartigen Eigenschaftsbildes vorteilhaft in der Hochspannungsisolationstechnik sowie im Apparate- und Behaelterbau eingesetzt werden kann. Weiterhin wird ein Herstellungsverfahren beschrieben. Der Rohstoff besteht aus 55-97% quarzarmen Tonen oder Kaolinen und 3 bis 45% Hartmineralen mit Korngroeszen der Mischung zu 90% und 10 mm, wobei kein Fluszmittel gesondert zugesetzt wird. Der gebrannte Werkstoff wird durch bestimmte Gefuegemerkmale gekennzeichnet. Man erhaelt den neuen Werkstoff ueber ein Verfahren, bei dem ein Teil der Primaermasse vorgesintert und verdichtet und mit dem Rest durch Mischung und Mahlung verschlickert wird, und wobei nach der Formung und Trocknung zuerst in oxidierender und dann in reduzierender Atmosphaere gearbeitet wird.{Sinterwerkstoff; Festigkeit; Hartminerale; Isolatoren; Hochspannungsisolatoren; Behaelterbau; Porzellan; Biegefestigkeit; Tonerde; Korund}The invention relates to a material that can be used advantageously in high-voltage insulation technology as well as in apparatus and container construction because of its high strength and its porcelain-like property pattern. Furthermore, a manufacturing method will be described. The raw material consists of 55-97% quartz-poor clays or kaolins and 3 to 45% hard minerals with grain sizes of the mixture to 90% and 10 mm, with no added Fluszmittel separately. The fired material is characterized by certain Gefuegemerkmale. The new material is obtained by a process in which a part of the primary mass is pre-sintered and densified and the remainder is leached by mixing and grinding, and after the shaping and drying work is carried out first in an oxidizing and then in a reducing atmosphere {sintered material; Strength; Hard minerals; Insulators; High voltage insulators; Container; Porcelain; Flexural strength; alumina; Corundum}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft porzellanartige Werkstoffe hoher Festigkeit, eus denen unter Nutzung des porzollananalogon Elgenschaftsblldes und der hohen Festigkeit vorteilhaft Erzeugnisse für die Hochspannungslsolationstochnlk, den Apparate· und Behälterbau herzustellen sind. Die Erfindung betrifft weiterhin Herstellungsverfahren für den entsprechenden Werkstoff bzw. die goformten Erzeugnisse, wobei die plastische Formgebung der aus den verwendeten Rohstoffen aufbereiteten Masse die wesentliche Formungsmothode Ist.The invention relates to porcelain-like materials of high strength, eus which are advantageous to produce products for Hochspannungslsolationstochnlk, apparatus and container construction using the porzollananalogon Elgenschaftsblldes and the high strength. The invention further relates to production processes for the corresponding material or the molded products, wherein the plastic shaping of the prepared from the raw materials used mass is the essential shaping method.

Bekannte technische LöeunyonWell-known technical Löeunyon Porzellanwerkstoffe werden In Anbetracht Ihrer guten Gebrauchseigenschaften, wie Gasdichtholt, Härte, Korrosions· undIn view of their good working properties, such as gas tightness, hardness, corrosion and porcelain materials are considered Chomikalienbeständigkeit, Isolationsvormögen, elektrische Durchschlagsfestigkeit usw. In zunehmendem Maße auch fürChomikalienbeständigkeit, Isolungsvormögen, electrical breakdown resistance, etc. Increasingly also for

technische Anwendungen eingesetzt, Da für die konstruktive Gestaltung bei derartigen Einsatzfällen die Werkstoffestigkeit eineentscheidende Rolle spielt, hat man sich seit langem bemüht, die Festigkeit von Porzellan zu steigern, um günstigereTechnical applications are used, since the material strength plays a crucial role in the structural design in such applications, it has long been an effort to increase the strength of porcelain to cheaper

Konstruktionen und Materialeinsparungen zu ermöglichen.Constructions and material savings. Ausgehend von einer Rohstoffgrundzusammensetzung für Porzellane, die Kaoline und gegebenenfalls Tone als plastischeStarting from a basic raw material composition for porcelains, the kaolins and optionally clays as plastic Komponenten, Quarz, vorwiegend als Magerungsmittel, und Feldspat, vor allem als Flußmittelträger und daneben auch alsComponents, quartz, mainly as a leaning agent, and feldspar, especially as a flux carrier and besides as well Magerungsmittel, mit Mengenverhältnissen von größenordnungsmäßig 2:1:1 aufweist, wurden Verbesserungen derMeans of leanage, with proportions of the order of 2: 1: 1, have been improved Festigkeiten vor allem dadurch erreicht, daß Quarz »Is Rohstoffkomponente in steigendem Maße durch AI2O3-Rohstoffe,Strengths achieved mainly by the fact that quartz »Is raw material component increasingly by Al 2 O 3 raw materials,

bisweilen auch durch Zirkonrohstoffe ersetzt wurde. Man kann die auf diese Weise realisierten Lösungen so zusammenfassen,daß bei plastisch geformten Porzellankörpern, die ohno AI2O3-Zusatz, gemäß dor genannten Basiszusammensetzung, hergestelltwurden, Biegefestigkeiten um 80 bis 100MPa erreicht werden.sometimes replaced by zirconium raw materials. It is possible to summarize the solutions realized in this way so that flexural strengths of 80 to 100 MPa are achieved in the case of plastically shaped porcelain bodies which have been prepared without the addition of Al 2 O 3 according to the basic composition mentioned.

Mit einer Substitution der Rohstofikomponenten, insbesondere des Quarzes, durch AI2O3 mit Anteilen bis zu 40 MassenanteilenWith a substitution of the raw material components, in particular quartz, by Al 2 O 3 with proportions of up to 40 parts by mass

in % konnten die Biegefestigkeiten bis auf etwa 200MPa gesteigert werden, wobei sich mit einer gewissen Streuung ein nahezulinearer Zusammenhang zwischen AI2O3-Zusatz und Biegefestigkeit erkennen läßt.In%, the flexural strengths could be increased up to about 200 MPa, whereby with a certain scattering a close-to-linear relationship between Al 2 O 3 addition and flexural strength can be recognized.

Jüngere Entwicklungen zur Erzielung höchster Festigkeiten bei Porzellanwerkstoffen zeichnen sich dadurch aus, daß der AI2O3-Recent developments to achieve the highest strength in porcelain materials are characterized by the fact that the Al 2 O 3 - Rohstoffeinsatz noch über den Bereich von 40 Massenanteilen in % hinaus erhöht wird, wie etwa in den Patenten US 4183760Raw material usage is still increased beyond the range of 40% by mass, as in US Pat. No. 4,183,760

(1977), DE AS 2932914 (1979), EP122970 (1982), SU 718425 (1978), SU 724417 (1977), wobei der Bereich bis etwa65 Massenanteile in %Tonerderohstoifeinsatz erschlossen wird. Da mit dieser Erhöhung des Tonerdeeinsatzes der Bereicheinfacher Komponentensubstitutionen bei den allgemein bekannten Grundversätzen überschritten wird, enthalten diebekanntgemachten Lösungen noch verschiedene zusätzliche Maßnahmen, durch die die Verarbeitung und Werkstoffbildunganalog zur bekannten Porzellanherstellung trotz der abweichenden Grundzusammensetzung möglich wird.(1977), DE AS 2932914 (1979), EP122970 (1982), SU 718425 (1978), SU 724417 (1977), disclosing the range of up to about 65 parts by weight in% toner feedstock. As this increase in alumina use exceeds the range of simple component substitutions in the well-known parent offsets, the known solutions still contain various additional measures that make possible the processing and material formation analogous to known porcelain manufacture, despite the differing basic composition.

Entsprechende zusätzliche Maßnahmen sind:Corresponding additional measures are:

- Verwendung spezieller Tonerden mit definierten Korngrößen oder Oberflächenparametern (z.B. SU 724471) bzw. spezielle Mahlbehandlung der Tonerde (z.B. US 4183760)Use of special clays with defined grain sizes or surface parameters (e.g., SU 724471) or special grinding treatment of the clay (e.g., US 4183760)

- Verwendung spezieller Feldspatkombinationen in besonders feinteiliger Form als Flußmittelkomponenten (z. B. US 4183760), SU 724471, EP 122970)Use of special feldspar combinations in particularly finely divided form as flux components (eg US Pat. No. 4,183,760), SU 724471, EP 122970)

- Anwendung besonderer Zusätze, die vor allem eine Verbesserung im Verhalten der beim Sintern gebildeten Schmelzphase bewirken sollen, wie z. B. BaO bzw. andere Erdalkalloxide oder Oxide der Seltenen Erden. (DE /· S 2932914, SU 718425).- Application of special additives, which should mainly cause an improvement in the behavior of the melt phase formed during sintering, such as. B. BaO or other alkaline earth oxides or oxides of rare earths. (DE / S 2932914, SU 718425).

Nachteile der genannten Lösungen sind:Disadvantages of the solutions mentioned are:

der hohe Anteil der zur Erzielung entsprechender Festigkeiten einzusetzenden Tonerderohstoffe bei Berücksichtigung des für keramische Tonerden hohen Preisniveaus, der hohe Zerkleinerungsaufwand für die Überführung der feldspathaltigen Rohstoffe in die benötigte feinteilige Form bzw. die Kosten, die die Vorwendung der speziellen Zusätze und ihre Verarbeitung in den zugehörigen Massen verursachen.the high proportion of the clay raw materials to be used to obtain the corresponding strengths, taking into account the high price level for ceramic clays, the high comminution costs for transferring the feldspar-containing raw materials into the required finely divided form or the costs associated with the preparation of the specific additives and their processing in the associated Cause masses.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, die Herstellung hochfester Porzellanwerkstoffe für technische Anwendungen wesentlich ökonomischer zu gestalten.It is an object of the invention to make the production of high-strength porcelain materials for technical applications much more economical.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Änderung von bestimmten Verfahrensparametern und der Rohstoffzusammensetzung neue hochfeste Porzellanwerkstoffe und ein neues Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der neue Sinterwerkstoff ausgehend von einer innigen Mischung aus den KomponentenThe invention has for its object to provide by changing certain process parameters and the raw material composition new high-strength porcelain materials and a new manufacturing process for it. According to the invention the object is achieved in that the new sintered material, starting from an intimate mixture of the components

- 55 bis 97 Massenanteile in % quarzarme Tone und/oder Kaoline, die insgesamt einen Anteil an - durch die Summe Σ (Fe2O3 + FeO + CaO + MgO-K2O + Na2O) charakterisierten Flußrnittelkomponenten zwischen 4,5 und 7,5 Massenanteile in % in Form von Glimmer-, lllit-, Illit-Smectit-Wechsellagerungs- und/oder Chlorit-Mineralen neben Mineralen der Kaolinitgruppe beinhalten und- 55 to 97 parts by mass in% quartz-poor clays and / or kaolins, which together account for a proportion of - characterized by the sum of Σ (Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO-K 2 O + Na 2 O) Flussernittelkomponenten between 4.5 and 7.5% by mass in the form of mica, lllite, illite-smectite intercalated and / or chlorite minerals in addition to kaolinite group minerals, and

- 3 bis 45 Massenanteile in % Hartminerale mit einer Härte von ä7 der Mohs'schen Skala und einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8 · 10"8K"1, wovon mindestens etwa 3 Massenanteile in % Tonerde sind, durch Brennen erhalten wird, wobei die Mischung durch folgende Merkmale noch genauer charakterisiert ist:3 to 45 mass fractions in% hard minerals having a Mohs scale hardness of 7 and having a coefficient of thermal expansion below about 8 x 10 -8 K -1 , at least about 3 mass% of which is alumina, being obtained by firing; Mixture characterized by the following features in more detail:

- Anteil an Quarz in der Mischung unter 12 Massenanteile in %- proportion of quartz in the mixture below 12 mass%

- Anteil an Flußmittelkomponenten ausgedrückt als Summe Σ (Fe2O3 + FeO + CaO + MgO + Na2O + K2O) über 3,5 Massenanteile in % und- content of flux components expressed as sum Σ (Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO + Na 2 O + K 2 O) over 3.5 mass% and%

- Anteil der Partikeln aller Rohstoffkomponenten mit einer Korngröße unter 10μιη mehr als 90 Massenanteile in %;- Proportion of particles of all raw material components with a particle size below 10μιη more than 90% by mass in%;

und Gefüge und Eigenschaften des Workntoftos durch folgende Werte gekennzeichnet sind:and structure and properties of the Workntoftos are characterized by the following values:

- Porenanteil maximal etwa 14 Volumonantellt» In %,- maximum pore content about 14 volumonantells »in%,

- Zahl der Poren mit einem kugeläquivelenten Durchmesser von über 5Mm weniger als 6% der Gesamtporen- number of pores with a spherical equivalent diameter greater than 5 μm less than 6% of the total pore size

- Gesamtanteil an kristallinen Komponenten mehr als 45 Massenantelle In %,- Total content of crystalline components more than 45 mass% In%,

- Anteil an Inhomogenitäten - In Form zusammenhängender einphasiger Bereiche mit einer lateralen Ausdehnung von über 10μιη -weniger als etwa 6% auf beliebigen Prüfkörper oder Erzeugnisse voll durchquerenden Schnittflächen- proportion of inhomogeneities - in the form of contiguous single-phase areas with a lateral extent of more than 10μιη - less than about 6% on any test specimens or products fully crossing cut surfaces

- Biegefestigkeit, gemessen an stabförmlgen Prüfkörpern entsprechend TGL 20470 mindestens etwa 160MPa.Bending strength, measured on rod-shaped specimens according to TGL 20470, at least about 160 MPa.

Als quarzarme Tone oder Kaoline können dabei auch solche Rohstoffe genutzt werden, die für sich genommen mehr als 12% Quarz und/oder Flußmlttelantelle ausgedrückt als Summe Σ (Fe2Oj + FeO + CaO + MgO + K]O + Na2O) unter 4,5 bzw. überAs quartz-poor clays or kaolins, it is also possible to use those raw materials which, taken by themselves, have more than 12% of quartz and / or flux of iodine as sum Σ (Fe 2 O 2 + FeO + CaO + MgO + K) O + Na 2 O) 4,5 or over

7,5 Massenanteile in % enthalten, wenn die entsprechenden Fehl- oder Üborschußanteile durch andere Ton- oder Kaolinrohstoffe kompensiert werden und dadurch die für die Gesamtmischung genannten Richtwerte für Quarzanteil, Flußmittelanteil und Korngrößenaufbau eingehalten werden. Dadurch können Insbesondere auch solche Tone oder Kaoline eingesetzt werden, die bislang z. B. wegen zu hohen Eisenoxidgehaltes für die Porzellanherstellung nicht genutzt wurden. Unter BerückslcUlpiTig der erfindungsgemäßen, zunächst oxidierenden und dann reduzierenden Brennbehandlung, Ist die Verwendung von Ton- oder Kaolinrohstoffen mit Gehalten an silicatisch gebundenen Eisenoxiden zwischen 2 und 5% sogar vorteilhaft, da sie eine Herabsetzung der Sintertemperaturen im erfindungsgemäßen Bereich mit der Ausbildung der zur Dichtsinterung benötigten Menge Schmelzphaso bewirken. Die erfindungsgemäß als Rohstoffe einzusetzenden Hartminerale sind insbesondere Tonerde, vorwiegend in Form von Korund, oder Zirkon. Es können jedoch auch andere mineralische Komponenten wie Sillimanit oder Topas, gegebenenfalls in vorgebrannter Form, sein. Sie sind für sich genommen oder im Zusammenhang mit der Herstellung der innigen Mischung vorzugsweise so zu zerkleinern, daß der dM-Wert ihrer Kornverteilung unter etwa 5μιη bleibt. Die Hartminerale sollen, im Gegensatz zum Quarzanteil der Ton- und Kaolinkomponenten, wesentlich zum Anteil der kristallinen Komponenten im Gefüge des gebrannten Werkstoffes und damit zur Erhöhung der Werkstoffestigkeit beitragen. Wegen des letztgenannten Gesichtspunktes Ist es auch erforderlich, daß die Hartmineralkomponenten erfindungsgemäß einen mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8· 10"6K"1 aufweisen. In Kombination mit der begrenzten Korngröße wird durch den niedrigen Ausdehnungskoeffizienten erreicht, daß die Hartmineralkomponenten gut und ohne Ausbildung von durch thermische Verspannungen bedingten Rissen in das Werkstoff gefüge eingebunden werden und damit eine Festigkeitssteigerung bewirken. Demgemäß resultiert für einen erfindungsgemäßen Werkstoff mit der Erhöhung des Hartmineralgehaltes in der Rohstoffmischung im allgemeinen auch eine höhere Festigkeit und, wenn die Summe der eingesetzten Hartmineralanteile etwa 40 Massenantelle in % beträgt, erreicht die Festigkeit erfindungsgemäß mindestens 250MPa. Ein Hartmineraleinsatz von mindestens 3 Massenanteile in % in Form von Tonerde hat sich als notwendig erwiesen, um Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung der einzusetzenden Ton- und Kaolinrohstoffe die Mindestfestigkeit von 160MPa zu sichern. Erfindungsgemäß müssen mindestens 90% der Mineralpartikeln aller Rohstoffkomponenten in der primär hergestellten Mischung eine Korngröße unter 10μιη aufweisen. In Kombination mit den erfindungsgemäßen Anteilen an Flußmittelkomponenten sowie Brennbedingungen sichert die genannte Korngrößenbegrenzung die Dichtsinterung des Werkstoffes und verhindert gleichzeitig die Ausbildung von Inhomogenitäten, die festigkeitsmindernd wirken.Contain 7.5% by mass if the corresponding defective or excess fractions are compensated by other clay or kaolin raw materials, thereby respecting the guidelines for quartz content, flux content and particle size structure given for the total mixture. As a result, in particular, such clays or kaolins can be used, the previously z. B. were not used because of high iron oxide content for porcelain production. Taking into account the initially oxidizing and then reducing firing treatment according to the invention, the use of clay or kaolin raw materials with contents of silicatically bound iron oxides between 2 and 5% is even advantageous, since they require a lowering of the sintering temperatures in the range according to the invention with the formation of the density sintering Effect amount of melt phase. The hard minerals to be used according to the invention as raw materials are in particular alumina, predominantly in the form of corundum, or zirconium. However, it may also be other mineral components such as sillimanite or topaz, optionally in prefired form. They are taken alone or, in connection with the preparation of the intimate mixture, preferably to be comminuted so that the d M value of their particle distribution remains below about 5 μm. In contrast to the quartz content of the clay and kaolin components, the hard minerals should contribute significantly to the proportion of crystalline components in the microstructure of the fired material and thus to the increase in material strength. Because of the last-mentioned aspect it is also required that the hard mineral components have the invention have a mean coefficient of thermal expansion less than about 8 x 10 "6 K '1. In combination with the limited grain size is achieved by the low expansion coefficient, that the hard mineral components well and without formation of thermal stresses caused by cracks are integrated into the material structure and thus cause an increase in strength. Accordingly, for a material according to the invention with the increase of the hard mineral content in the raw material mixture generally results in a higher strength and, if the sum of the hard mineral shares used is about 40 mass% in%, the strength reaches according to the invention at least 250MPa. A hard mineral use of at least 3% by mass in the form of alumina has proven to be necessary in order to ensure the minimum strength of 160 MPa in connection with the inventive composition of the clay and kaolin raw materials to be used. According to the invention, at least 90% of the mineral particles of all raw material components in the mixture produced primarily must have a particle size below 10μιη. In combination with the proportions of flux components according to the invention and firing conditions, said grain size limitation ensures the density sintering of the material and at the same time prevents the formation of inhomogeneities which have a strength-reducing effect.

Die neuen porzellanartigen Werkstoffe für technische Anwendungen haben für die Anwendungsgebiete anpaßbare Festigkeiten bei einem im Vergleich zu bekannten technischen Lösungen niedrigen Einsatz von Tonerderohstoff und/oder anderem Hartmineralrohstoff. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verwendung gesonderter feinzerkleinerter Feldspatrohstoffe und spezieller Zusätze bei der Herstellung entsprechender Werkstoffe vermieden wird und daß die Ausgangsmasse für die Herstellung der Werkstoffe zu einer plastischen Formgebung auch großformatiger Erzeugnisse geeignet ist und störende Effekte durch Texturerscheinungen mit nachfolgender Deformation oder Rißbildung der Formkörper vermieden werden können. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von porzellanartigeh Sinterwerkstoffen durch Aufbereiten einer Rohmasse, Formung, Trocknung und Brennen das dadurch gekennzeichnet ist, daß 55 bis 97 Massenanteile in % quarzarmer Ton und/oder Kaoline, die insgesamt einen Anteil an - durch die Summe Σ (Fe2O3 + FeO + CaO + MgO + K2O + Na2O) charakterisierten- Flußmittelkomponenten zwischen etwa 4 und 7,5 Massenanteile in % hauptsächlich in Form von Glimmer-, lllit-, Illit-Smectit-Wechsellagerungs- und/oder Chlorit-Mineralen neben Mineralen der Kaolinitgruppe enthalten und etwa 3 bis 45 Massenanteile ln.% Hartminerale mit einer Härte über 7 der Mohs'schen Skala und einem mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8 · 10"6K"1 wovon mindestens etwa 3 Massenanteile in % Tonerde sind, gegebenenfalls unter Flüssigkeitszusatz zu einer innigen Mischung mit einem Anteil an Partikeln unter 10pm von mehr als 90 Massenanteile in %, einem Querzanteil von weniger als 12 Massenanteile in % so aufbereitet wird, daßsie keine Aggregationen oder Agglomerationen der jeweiligen Mineralkomponenten mehrenthält, daß ein Teil von etwa 10 bis 50% der vorgenannten Mischung zu Sekundärpartikeln mit niedriger Porosität agglomeriert wird und die Sekundärpartikeln durch eine Versinterung im Temperaturbereich zwischen 1000 und 12000C so verdichtet werden, daß ihre spezifische Oberfläche 20% bis 2% von der der Primärmasse beträgt, daßThe new porcelain-type materials for technical applications have adaptable strengths for the application areas with a low use of clay raw material and / or other hard mineral raw material compared to known technical solutions. Another advantage is that the use of separate finely comminuted Feldspatrohstoffe and special additives in the production of appropriate materials is avoided and that the starting material for the production of materials for plastic shaping of large-sized products is suitable and disturbing effects of textural phenomena with subsequent deformation or cracking the shaped body can be avoided. Another essential feature of the invention is a method for the production of porcelain-like sintered materials by processing a raw material, shaping, drying and firing which is characterized in that 55 to 97 parts by mass in% quartz-poor clay and / or kaolins, the total of a share of - the sum of Σ (Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO + K 2 O + Na 2 O) characterized flux components between about 4 and 7.5% by mass, mainly in the form of mica, IIIt, illite smectite. Wechsellagerungs- and / or chlorite minerals in addition to minerals of the kaolinite group and about 3 to 45 parts by mass of In.% hard minerals with a hardness of about 7 Mohs' scale, and an average coefficient of thermal expansion less than about 8 x 10 "6 K" 1 of which at least about 3 mass fractions in% alumina, optionally with liquid addition to an intimate mixture with a proportion of particles below 10pm of more than 90% by mass in, a % of transverse fraction of less than 12% by mass is treated so that it no longer contains any aggregations or agglomerations of the respective mineral components, that a part of about 10 to 50% of the aforementioned mixture is agglomerated to secondary particles with low porosity and the secondary particles by a sintering in the temperature range be compressed between 1000 and 1200 0 C so that their specific surface is 20% to 2% of that of the primary mass, that

- 50 bis 90%der Primärmasse und 50 bis 10%der vorgesinterten Sekundärpartikeln durch Mischung und Mahlung unterZusatz von Flüssigkeit, die gegebenenfalls gelöste Beimengungen von Gleitmitteln, Verflüssigungsmitteln und/oder Bindemitteln enthält- zu einer plastisch oder steifplastisch formbaren Verarbeitungsmasse aufbereitet werden,- 50 to 90% of the primary mass and 50 to 10% of the pre-sintered secondary particles are prepared by mixing and grinding with the addition of liquid containing any dissolved admixtures of lubricants, liquefiers and / or binders to a plastically or rigid plastic molding processable mass,

daß dannthat then

- aus der Verarbeitungsmasse nach an sich bekannten Verfahren Gegenstände geformt, getrocknet und gegebenenfalls mit einer Rohglasurschicht versehen werden,- molded articles from the processing mass according to known methods, dried and optionally provided with a Rohglaze layer,

daß schließlichthat finally

- die Gegenstände zur Beseitigung C-haltiger Beimengungen bis auf maximal 850°C in oxidierender Atmosphäre aufgeheizt werden, anschließend in reduzierender Atmosphäre weiter erhitzt werden und sie endlich durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 1150°C und 1350°C in den Werkstoff umgewandelt werden, wobei die erforderliche Sintertemperatur und -dauer von der konkreten Zusammensetzung der Primärmasse abhängt und durch die minimale Porenmenge und -größe des Werkstoffes charakterisiert ist.- the objects for the removal of C-containing admixtures are heated to a maximum of 850 ° C in an oxidizing atmosphere, then further heated in a reducing atmosphere and they are finally converted into the material by heating to a temperature between 1150 ° C and 1350 ° C, wherein the required sintering temperature and duration depends on the specific composition of the primary mass and is characterized by the minimum pore size and size of the material.

Als Hartminorale werden Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Tonerde (Korund) oder Zirkon In Mischung mit Tonerde eingesetzt, wobei der bevorzugte Mengenanteil Im Bereich von 5 bis 40 Massenanteile In %, Insbesondere von 10 bis 30 Massenanteile it> % liegt. Die Aufbereitung der auch als Primärmasse bezeichneten innigen Rohstoffmischung wird zweckmäßig In rorm eine, Naßmahlung unter Zusatz von Flüssigkeit Insbesondere von Wasser vorgenommen. Sie kann auch In mehreren Stufen erfolgen, was Insbesondere vorteilhaft Ist, wenn der Hanminoralanteil Im Anlieferungszustand noch eine zu grobe Kornverteilung aufweist.Preferred hard minerals in connection with the process according to the invention are alumina (corundum) or zirconium mixed with alumina, the preferred proportion being in the range from 5 to 40 parts by mass in%, in particular from 10 to 30 parts by mass it>%. The preparation of the referred to as primary mass intimate raw material mixture is expedient In r orm a, wet grinding with the addition of liquid in particular made of water. It can also be done in several stages, which is particularly advantageous if the Hanminoralanteil in the delivery state still has a coarse grain distribution.

Es kann dann der Hartmineralanteil, gegebenenfalls unter Zusatz eines Teiles der erfindungsgomäßen Ton· oder Kaolinkomponenten und Flüssigkeit bis zum Erreichen der erforderlichen Kornfeinheit vorgemahlen werden und die Mahlcharge erst danach mit dem Rest der Rohstoffkomponenten vermischt werden. Als Flüssigkeit für die Aufbereitung wird vorzugsweise Wasser angewandt, kann aber auch eine wäßrige Lösung von an sich bekannten anorganischen oder organischen Verflüssigungsmitteln oder eine andere im allgemeinen mit Wasser mischbare Flüssigkeit oder Lösung eingesetzt werden, wenn dies z. B. zum Erreichen einer bei hoher Feststoffkonzentration noch fließfähigen Suspension oder zum Erreichen einer besseren Mahlbarkelt der Rohstoffe oder zum Erreichen einer leichteren Abtrennung der Flüssigkeit von der Primärmasse nach vollzogener inniger Mischung zweckmäßig ist.The hard mineral fraction, optionally with the addition of a part of the clay or kaolin components according to the invention and liquid, can then be premilled until the required grain fineness is reached and the batch of milled material is then mixed with the remainder of the raw material components. Water is preferably used as the liquid for the treatment, but it is also possible to use an aqueous solution of per se known inorganic or organic liquefying agents or another generally water-miscible liquid or solution, if this is required, for example. B. to achieve a high solids concentration still flowable suspension or to achieve a better Mahlbarkelt the raw materials or to achieve easier separation of the liquid from the primary mass after completed intimate mixture is appropriate.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von agglomerierten Sekundärpartikoln niedriger Porosität aus einem Anteil von etwa 10 bis 60 Masseoantelle in % der aufbereiteten Primärmasse und die nachfolgende Vorsinterung der Agglomerate im Temperaturbereich zwischen 1 ü00 und 1200°C, wodurch sie in ohne Mahlung nicht mehr aufteilbare Aggregate umgewandelt werden. Für die erfindungsgemäße Agglomeration zu Sekundärpartikeln wird vorzugsweise die Sprühtrocknung, vorteilhafter Weise ausgehend von einer durch Verflüsslgerzusatz fließfähigen Suspension hohen Festetoffgehaltes der Primärmasse oder eine ähnliche Granulationsmethode, angewandt. Eine andere bevorzugte Lösung zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Sokundärpartikeln ist das Gießen einer Folie aus einer Suspension der Primärmasse nach an sich bekannten Verfahren, die Trocknung und die Zerkleinerung der Folie zu den gewünschten Sekundärpartikeln. Noch eine andere vorteilhafte Methode zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Sekundärpartikeln besteht im Extrudieren der durch einen Flüssigkeitsanteil plastisch verformbaren Primärmasse zu einem Strang, der gegebenenfalls bereits folienartlci ist oder anderenfalls noch zu einer Folienform ausgewalzt werden kann, sowie die nachfolgende Trocknung und Zerkleinerung zu den erforderlichen Sekundärpartikeln.An essential feature of the method according to the invention is the production of agglomerated secondary particles of low porosity from a proportion of about 10 to 60 Masseoantelle in% of the treated primary mass and the subsequent pre-sintering of the agglomerates in the temperature range between 1 and 1200 ° C, whereby they do not without grinding more divisible aggregates are converted. For the agglomeration according to the invention into secondary particles, it is preferable to use spray-drying, advantageously starting from a suspension of high solids content of the primary mass or a similar granulation method which is flowable by liquefaction additive. Another preferred solution for producing the Sokundärpartikeln invention is the casting of a film of a suspension of the primary mass according to known methods, the drying and the comminution of the film to the desired secondary particles. Yet another advantageous method for producing the secondary particles according to the invention consists in extruding the plastically deformable by a liquid moiety primary mass into a strand, which may already be folienartlci or otherwise even rolled into a sheet form, and the subsequent drying and crushing to the required secondary particles.

Das Vorsintern der Sekundärpartikeln erfolgt zweckmäßigerweise in loser Schüttung in Brennkapseln oder Ähnlichem bei Temperaturen zwischen 10000C und 1200°C vorzugsweise zwischen 1050°C und 1150°C, wobei die Dauer der Behandlung so einzurichten ist, daß die spezifische Oberfläche der vorgesinterten Sekundärpartikeln zwischen 20% bis 2 % von der der Primärmasse liegt. Durch diese Behandlung wird erreicht, daß die Sekundärpartikeln nur noch durch Mahlung oder ähnliche mechanische Beanspruchung aufteilbar sind, daß jedoch noch eine gute Zerkleinerungsfähigkeit erhalten bleibt und daß die Sekundärpartikeln, die zusammen mit der Primärmasse zum Werkstoff verarbeitet werden, nicht zur Ausbildung von Inhomogenitäten im Werkstoffgefüge führen.The pre-sintering of the secondary particles is advantageously carried out in bulk in fuel capsules or the like at temperatures between 1000 0 C and 1200 ° C, preferably between 1050 ° C and 1150 ° C, the duration of the treatment is set up so that the specific surface of the presintered secondary particles between 20% to 2% of the primary mass is. By this treatment it is achieved that the secondary particles are divisible only by grinding or similar mechanical stress, however, that still a good comminution capability is maintained and that the secondary particles, which are processed together with the primary mass to the material, not for the formation of inhomogeneities in the material structure to lead.

Ein weiteres wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahren ist die Aufbereitung einer plastisch oder steifplastisch formbaren Verarbeitungsmasse aus 50 bis 90 Massenanteile in % der Primärmasse und 50 bis 10 Massenanteile in % der vorgesinterten Sekundärpartikeln unter Zusatz von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, - die gegebenenfalls noch gelöste Beimengungen von an sich bekannten Gleitmitteln, Verflüssigungsmitteln und/oder Bindemitteln enthält-durch Mischung und Mahlung. Durch diesen erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird erreicht, daß die für sich genommen sehr feintellige, gegebenenfalls zur Ausbildung störender Formgebungstexturen neigende, hohe Trocken- und Brennschwindung und damit hohe Rißempfindlichkeit zeigende Primärmasse einen genügenden Anteil gröberer Partikeln in Form der zerkleinerten vorgesinterten Sekundärpartikeln zugeführt erhält, die die genannten nachteiligen Eigenschaften aufheben, ohne daß sie zur Ausbildung von Insbesondere die Festigkeit mindernden Inhomogenitäten im Werkstoffgefüge führen. Der jeweils einzusetzende Anteil an vorgesinterten Sekundärpartikeln richtet sich einerseits nach den konkreten Bedingungen der Formgebung und andererseits nach der Korngrößenverteilung und insbesondere dem Hartmineralanteil der Primärmasse. Im allgemeinen wird bei höherem Hartmineralgehalt der Primärmasse oin geringerer Anteil vorgesinterter Sekundärpartikeln eingesetzt. Die Verarbeitungsmasse sollte jeweils so beschaffen sein, daß die daraus geformten Körper nach dem Trocknen weniger als etwa 45 Volumenanteile in % Poren aufweisen.Another essential feature of the method according to the invention is the treatment of a plastically or rigidly plasticizable molding compound from 50 to 90 parts by mass in% of the primary mass and 50 to 10 parts by mass in% of pre-sintered secondary particles with the addition of liquid, in particular water, - the admixtures of known lubricants, liquefiers and / or binders contains-by mixing and grinding. By this method step according to the invention it is achieved that the in itself very feintellige, possibly prone to the formation of disturbing shaping textures, high dry and Brennschwindung and thus high cracking sensitivity showing primary mass receives a sufficient amount of coarser particles in the form of crushed pre-sintered secondary particles supplied to those mentioned abolish adverse properties, without that they lead to the formation of particular strength-reducing inhomogeneities in the material structure. The proportion of pre-sintered secondary particles to be used depends on the one hand on the specific conditions of the shaping and on the other hand on the particle size distribution and in particular on the hard mineral content of the primary mass. In general, with a higher hard mineral content of the primary mass, a smaller proportion of presintered secondary particles is used. The processing mass should in each case be such that the bodies formed therefrom after drying have less than about 45 volume percentages in% pores.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die geformten, getrockneten und gegebenenfalls rohglasierten Gegenstände zum Beseitigen gegebenenfalls in ihnen enthaltener organischer Bestandteile bis zu einer Temperatur von maximal 850°C vorzugsweise bis in den Temperaturbereich zwischen 7000C und 75O0C in oxidierender Atmosphäre erhitzt werden und anschließend in reduzierender Atmosphäre weiter erhitzt werden und sie schließlich im Temperaturbereich zwischen 115O0C und 13500C vorzugsweise zwischen 12000C und 13000C in den erfindungsgemäßen Werkstoff umgewandelt werden, der durch das Erreichen der minimalen Porenmenge und -größe charakterisiert Ist, Mit der erfindungsgemäßen Einstellung der Brennatmosphäre wird erreicht, daß mit dem erfindungsgemäßen Anteil an Flußmittelkomponenten eine zur Dichtsinterung ausreichende Schmelzphasenmenge gebildet wird und daß die Größe der Poren nicht den erfindungsgemäßen Bereich überschreitet.Another feature of the method according to the invention is characterized in that the shaped, dried and possibly raw glazed articles for eliminating optionally contained in them organic ingredients up to a temperature of at most 850 ° C, preferably into the temperature range between 700 0 C and 75O 0 C in are heated in an oxidizing atmosphere and then further heated in a reducing atmosphere and they are finally converted in the temperature range between 115O 0 C and 1350 0 C preferably between 1200 0 C and 1300 0 C in the material according to the invention, by reaching the minimum amount of pores and - Is characterized with the adjustment of the firing atmosphere according to the invention is achieved that with the proportion of flux components according to the invention sufficient for sintering density melt phase amount is formed and that the size of the pores not the invention Berei ch exceeds.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die gesamte Primärmasse unter Zusatz von Flüssigkeit und an sich bekannten Verflüssigungsmitteln sowie gegebenenfalls Bindemitteln zu einem sprühfähigen Schlicker aufbereitet wird, daß zur Herstellung von SekundärpaitikelnA particularly advantageous embodiment of the method according to the invention is that the entire primary mass is treated with the addition of liquid and known liquefying agents and optionally binders to a sprayable slip that for the production of Sekundärpaitikeln

- ein Teil des Sprühschlickers durch Sprühtrocknern, Wirbelschichtgranulieren oder ein ähnliches Verfahren in ein Granulat überführt wird,a part of the spray slurry is transferred into a granulate by spray drying, fluidized bed granulation or a similar process,

- wiederum ein Teil des Granulates durch Vorsintern verdichtet wird,- In turn, a portion of the granules is compacted by pre-sintering,

- das verdichtete Granulat direkt oder vorgemahlen gegebenenfalls unter weiterer Vermahlung den sprühfähigen Schlickern beigemischt wird und- The compacted granules is added directly or pre-ground optionally with further grinding the sprayable slips and

- der erhaltenen Mischung unter Rühren bis Kneten soviel getrocknetes Granulat zugegeben wird, daß eine plastisch oder steifplastisch formbare Verarbeitungsmasse resultiert, die 50 bis 90 Massenanteile in % der ursprünglich verschlickerton Primärmasse und 50 bis 10 Massenanteile in % des vorgesinterten und zerkleinerten Granulats enthält, die wie angegeben zum Sinterwerkstoff weiterverarbeitet wird.the mixture obtained is added, with stirring until kneading, with dried granules so as to give a plastically or rigidly plasticizable molding compound containing from 50 to 90 parts by weight of the originally oversaturated primary mass and from 50 to 10 parts by weight of the presintered and comminuted granules, such as specified to the sintered material is further processed.

Die Bemessung des Anteiles Schlicker, der durch Sprühtrocknen In ein Granulat zu überführen Ist, richtet sich dabei nach dem Flüsslgkeltsgoholt des Schlickers und dem für die Formgebung der schließlich hergestellten Verarbeitungsmasse erforderlichen Flüssigkeitsgehalt. Werden beispielsweise 100kg einer Knetmasse mit 20% Flüssigkeitsanteil benötigt, so muß der über den Schlicker eingebrachte Flüssigkeitsanteil 20kg betragen. Wird der Primörmassoschlicker mit einem Flüssigkeitsgehalt von 40% eingesetzt, so entspricht der benötigte Flüssigkeitsanteil 60kg Schlicker In dem gleichzeitig 30kg der Primärmasse enthalten sind. Soll der Anteil vorgesinterten Sprühgranulates in der Verarbeitungsmas&e 26 % betragen und beträgt der Masseverlust des Sprühgranulates beim Vorsintern 10%, so werden zur Erzeugung von 20kg vorgesinterten Granulates 22,222kg Primärmasse oder 37,037 kg Primörmasseschlickor benötigt. Weitere 30kg der Primärmasse entsprechend 50 kg Schlicker werden dann in Form des ungebrannten Sprühgranulates zur Plastifizierung der geeignet vorgemahlenon Mischung aus Primärmasseschlicker und vorgesinterten Granulat in einer Kneteinrichtung zugesetzt. Für die Aufbereitung der 100 kg Knetmasse müssen also ohne Berücksichtigung etwaiger Verluste 137,037 kg Sprühschllcker hergestellt werden, von denen 87,037 kg mittels eines Sprühtrockners zu einem geeigneten Granulat zu agglomerieren sind.The dimensioning of the proportion of slip, which is to be converted into granules by spray drying, depends on the liquid content of the slip and the liquid content required for the shaping of the finally produced processing mass. If, for example, 100 kg of a plasticine with 20% liquid content is required, then the liquid fraction introduced via the slurry must be 20 kg. If the Primormassoschlicker is used with a liquid content of 40%, the required liquid content corresponds to 60kg Schlicker In the same 30kg of the primary mass are included. If the proportion of pre-sintered spray granules in the processing system is 26% and the mass loss of the spray granules during pre-sintering is 10%, then 22.222 kg primary mass or 37.037 kg primary mass slag are required to produce 20 kg pre-sintered granules. Another 30 kg of the primary mass corresponding to 50 kg of slip are then added in the form of the unfired spray granules for plasticizing the suitably pre-ground mixture of primary slurry and presintered granules in a kneader. For the preparation of the 100 kg plasticine so 137,037 kg spray must be made without consideration of any losses, of which 87.037 kg are to agglomerate by means of a spray dryer to a suitable granules.

Ausführungsbolspiele · .Implementing Bolt Games ·.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, wobei sie nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Eine Übersicht über die eingesetzten Rohstoffe, ihre chemische Zusammensetzung und den Körnungsaufbau, mit dem sie in die Primärmasse eingearbeitet wurden, geben die den Beispielen nachgestellten Tabellen.The invention is further illustrated by the following examples, which is not limited to these examples. An overview of the raw materials used, their chemical composition and the grain structure with which they were incorporated into the primary mass are given in the tables following the examples.

Beispiel 1example 1

Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist mit dem Einsatz von nur 5%Tonorde einen niedrigen Anteil an Hartmineralen auf, die Primärmasse ist durch den hohen Anteil an Ton B extrem feinteilig und der Anteil an Flußmittelkomponenten im Werkstoff ist mit über 6 Massenanteile in % relativ hoch.This composition of the invention has a low content of hard minerals with the use of only 5% of clay, the primary mass is extremely finely divided by the high proportion of clay B and the proportion of flux components in the material is relatively high with over 6% by mass.

Die Zusammensetzung der Primärmasse warThe composition of the primary mass was

85 Massenanteilo in %Ton 8 10 Massenanteile in % Kaolin S 5 Massonanteile in % Tonerde I.85% by weight in% Clay 8 10% by weight of kaolin S 5% by mass of clay Clay I.

Eine dieser Zusammensetzung entsprechende Mischung der Rohstoffe wurde mit einem Zusatz von 0,85 Massenanteile in % Natriumpolyphosphat (NaPo3In als Verflüssigungsmittel versehen und unter Zusatz von Wasser in einer Kugelmühle (Verhältnis Kugeln:Schlicker = 1:1)4 Stunden lang zu einem Sprühschllcker mit 60 Massenanteile in % Feststoffgehait homogenisiert. Mit Hilfe eines Zerstäubungstrockners mit Tellerradzerstäuber wurde der Schlicker zu einem Sprühgranulat agglomeriert. Das Granulat hatte eine Kornverteilung mit dM = 50pm. Das der Primärmasse entsprechende getrocknete Granulat hatte eine spezifische Oberfläche von 36m2/g. Das Gram.lat wurde In loser Schüttung 2h lang auf 11000C erhitzt. Die Granulatschüttung war danach noch leicht zerdrückbar und rieselfähig und hatte eine spezifische Oberfläche von 2,8 mVg. 40 Masseteile des so vorgebrannten Granulats und 60 Masseteile der oben angegebener, Rohstoff mischung wurden zusammen mit 150 Masseteilen Wasser in einer Kugelmühle (Mahlkugeln:Schlicker = 1:1)2 Stunden lang gemahlen und homogenisiert. Die resultierende Verarbeitungsmasse wies folgende Kennwerte der Kornverteilung auf:A mixture of the raw materials corresponding to this composition was provided with an addition of 0.85 parts by mass in% sodium polyphosphate (NaPo 3 I n as liquefying agent and with the addition of water in a ball mill (ratio balls: slurry = 1: 1) for 4 hours to a The slip was agglomerated into a spray granulate with the aid of a spray dryer with crown wheel atomizer The granules had a particle size distribution of d M = 50 pm The dried granules corresponding to the primary mass had a specific surface area of 36 m 2 / g. The Gram.lat was heated in bulk for 2 h at 1100 0 C. The granulate was then still easily crushable and free-flowing and had a specific surface area of 2.8 mVg., 40 parts by weight of the granules thus vorgebrannten and 60 parts by weight of the above stated, raw material Mixture was combined with 150 parts by weight of water in a K Ball mill (grinding balls: slurry = 1: 1) milled and homogenized for 2 hours. The resulting processing mass had the following characteristics of the particle size distribution:

d,e = 0,1 pm d50 = 0,93 μπ\ d84 =d, e = 0.1 pm d 50 = 0.93 μπ \ d 8 4 =

Der Schlicker wurde abgepreßt und mit einer Feuchte von 23% auf einer Vakuumstrangpresse zu Prüfstäben verarbeitet. Die Trockenbiegefostigkeit der Stäbo betrug 5,8MPa, ihre Gesamtporosität lag bei 37%. Die Stäbe wurden in einer Muffel mit Atmosphären-Steuerung gebrannt, wobei bis 75O0C mit Luft gespült wurde und nach einer Übergangsperiode, in der CO2 eingeleitet wurde, ab 8000C eine reduzierende Atmosphäre gehalten wurde. Das Verdichtungsmaximum lag zwischen 12000C und 1250°C bei einer relativen Dichte (Rohdichte/Reindichte) von durchschnittlich 90%. Die im Bereich des Verdichtungsmaximums gebrannten Stäbe hatten einen Mittelwert der Biegefestigkeit von 158MPa. Als kristalline Phase enthielten sie 47-48 Massenanteile in % Mullit nach röntgenographischer Bestimmung. Die Anwesenheit von Quarz, Cristobalit oder Korund war nicht mehr sicher nachzuweisen.The slurry was squeezed and processed to test bars with a humidity of 23% on a vacuum extruder. The Stäbo's dry bending viscosity was 5.8 MPa, with a total porosity of 37%. The bars were fired in a muffle with atmospheric control, was flushed to 75O 0 C with air and, after a transitional period, was fed to the CO 2, from 800 0 C, a reducing atmosphere was maintained. The maximum density was between 1200 0 C and 1250 ° C at a specific density (bulk density / true density) of 90% on average. The bars fired at the area of the compression maximum had a mean bending strength of 158 MPa. As a crystalline phase they contained 47-48% by weight of mullite by X-ray determination. The presence of quartz, cristobalite or corundum was no longer safe to prove.

Beispiel 2Example 2

Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist den kombinierten Einsatz von Korund und Zirkon als Hartminerale auf. Die Zusammensetzung der Primärmasse war:This composition according to the invention has the combined use of corundum and zirconium as hard minerals. The composition of the primary mass was:

75 Massenanteile in %Ton B 10 Massenanteile in % Kaolin S 5 Massenanteile in % Tonerde Il 10 Massenanteile in % Zirkon75 mass fractions in% Clay B 10 mass fractions in% kaolin S 5 mass fractions in% alumina Il 10 mass fractions in% zirconium

Da die Tonerde und der Zirkonrohstoff im Anlieferungszustand noch Anteile zu grober Partikel bzw. Partikelaggregate enthielten, wurden sie zusammen mit dem Kaolin in den entsprechenden Mengenanteilen einer lOstündigen Vormahlung unter Wasserzusatz in einer !'ugelmühlo unterzogen. Zur Herstellung eines Sprühschlickers mit 60 Massenanteile in % Feststoffgehalt wurde danach der Torianteil (Ton B) und 0,85 Massenanteile in % Natriumpolyphosphat als Verflüssigungsmittel zugegebenSince the alumina and the zirconium raw material contained in the delivery state still shares to coarse particles or particle aggregates, they were subjected together with the kaolin in the appropriate proportions of a lOstündigen Vormahlung with the addition of water in a'mugelmühlo. For the preparation of a spray slip with 60 mass fractions in% solid content then the Torianteil (clay B) and 0.85 parts by mass in% sodium polyphosphate was added as a liquefying agent

und der Schlicker durch 3stündlge Mahlung homogenisiert. Granulatherstellung und Kornverteilung des Granulats entsprechenand the slurry is homogenized by grinding for 3 hours. Granule production and grain distribution of the granules correspond

Beispiel 1. Das getrocknete Granulat hatte eine epezlflscho Oberfläche von 3O1BmVg. Es wurde 2 h lang auf 11300C erhitzt undExample 1. The dried granules had a surface area of epezlflscho 3O 1 BMVg. It was heated to 1130 0 C for 2 h and

hatte danach elno spezifische Oberfläche von 2,BmVg.thereafter had elno specific surface of 2, BmVg.

Zur Herstellung der Verarbeitungsmasse wurden 67 Massetelle der oben angegebenen Primärmasse Zusammensetzung undFor the preparation of the processing mass were 67 mass of the above-mentioned primary mass composition and

33 Massetelle des gebrannten Granulates gemischt und gemahlen.'33 Massetelle of the fired granules mixed and ground. '

Dies erfolgte In der Weise, daß 0,67 · 10 <= 6,7 Massetelle Kaolin S, 0,67 6 = 3,35 Massetelle Tonerde und 0,67 · 10 = 6,7This was done by making 0.67 x 10 6 grains of kaolin S, 0.67 g of 3.35 g of clay, and 0.67 x 10 6 .7 Masseteile Zirkon unter Wasserzusatz zunächst wieder 10h lang vorgemahlttn wurden. Danach wurdenParts of zirconium with the addition of water were first pre-milled for 10 hours. After that were

0,67 · 76 = 60,25 Masseteile Ton Bund33 Masseteile gebrannten Sprühgranulates sowie weiteres Wasser zugefügt und in einer0.67 · 76 = 60.25 parts by weight of clay Bund33 parts by weight of fired sprayed granules and further water added and in one

Kugelmühle 2 h lang gemahlen und homogenisiert. Die resultierende Verarbeitungsmasse wies folgende Kennwerte derBall mill ground for 2 hours and homogenized. The resulting processing mass had the following characteristics of Kornverteilung auf:Grain distribution on:

die = 0,1 \xm d6o = 1,0μηιthe = 0,1 \ xm d 6 o = 1,0μηι

Die Weiterverarbeitung der Verarbeitungsmasse erfolgte wie im Beispiel 1 angegeben. Die Ziehfeuchte lag bei 23,5%, die Trockenbiegefestlykelt der prüfetöbe betrug 5,2MPa bei einer Gesamtporosität von 38%. Das Verdichtungsmaximum mit einer relativen Dichte von 89% wurde beim reduzierenden Brand bei 12S0°C erreicht. Die Biegefestigkeit der Prüfstäbe betrug im . Mittel 167 MPa. Der Werkstoff enthielt als röntgonographlsch bestimmbare kristalline Phasen 42-43 Massenanteile in % Mullit und ca. 10 Massenanteile in % Zirkon.The further processing of the processing mass was carried out as indicated in Example 1. The drawdown moisture was 23.5%, the dry flexing strength of the test specimens was 5.2 MPa with a total porosity of 38%. The compression maximum with a relative density of 89% was reached at the reducing fire at 12S0 ° C. The flexural strength of the test bars was. Mean 167 MPa. The material contained 42-43 mass fractions in% mullite and about 10 mass fractions in% zirconium, which can be determined by X-ray analysis.

Beispiel 3Example 3 Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist einen mittleren Anteil an Hartmineralkomponenten in Form von TonerdeThis composition according to the invention has an average content of hard mineral components in the form of alumina

und einen geringen Anteil an FlußmiUelkomponenten auf.and a small proportion of FlußmiUelkomponenten.

Die Zusammensetzung der Primärmasse warThe composition of the primary mass was

30 Massenanteile in % Kaolin C 17 Massenanteile in % Kaolin D 33 Massenanteile in % Ton A 20 Massenanteile in % Tonerde I30 mass fractions in% kaolin C 17 mass fractions in% kaolin D 33 mass fractions in% clay A 20 mass fractions in% clay I

Eine dieser Zusammensetzung entsprechende Mischung wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, einerseits unter Zusatz von 0,8 Massenanteile in % Natriumpolyphosphat und Wasser zu einem Sprühschlicker mit 60 Massenanteile in % Feststoffgehalt aufbereitet, und zu Sprühgranulat bzw. bei 1050°C gebranntem Sprühgranulat weitervererbeitet. Das Sprühgranulat hatte getrocknet eine spezifische Oberfläche von 26mVg, bei 10500C gebrannt eine solche von 5 mVg. Andererseits wurden 55 Mengenteile der angegebenen Rohstoffmischung und 45 Mengenteile des gebrannten Granulats wie in Beispiel 1 angegeben unter Wasserzusatz zur Herstellung der Verarbeitungsmasso 2 Stunden lang in der Kugelmühle gemahlen, danach entwässert, und bei einer Verarbeitungsfeuchte von 28% auf der Vakuumstrangpresse zu Prüfkörpern gezogen. Die Verarbeitungsmasse wies dabei folgende Kennwerte der Kornverteilung auf:A mixture corresponding to this composition was, as described in Example 1, on the one hand prepared with the addition of 0.8 parts by weight in% sodium polyphosphate and water to a Sprühschlicker with 60 parts by mass in% solids content, and further processed to spray granules or at 1050 ° C sprayed granules. The spray granules had dried, a specific surface area of 26mVg, at 1050 0 C such burned by 5 MVG. On the other hand, 55 parts by mass of the specified raw material mixture and 45 parts by volume of the fired granules were ball milled for 2 hours as described in Example 1 with the addition of water to produce the processing massecuite, then dewatered, and drawn on the vacuum extruder to test specimens at a processing moisture of 28%. The processing compound had the following characteristics of the particle size distribution:

die = d50= d84 = ie = d 50 = d 84 =

Die Trockenbiegefestigkeit der Prüfkörper, die eine Gesamtporosität von 43% hatten, lag im Durchschnitt bei 5MPa. Der Brand der Prüfkörper erfolgte analog zu Beispiel 1 wobei das Verdichtungsmaximum zwischen 12000C und 1250°C lag und eine relative Dichte von 89% erreicht wurde. Die Biegefestigkeit der bis zum Verdichtungsmaximum gebrannten Prüfkörper betrug im Durchschnitt 207 MPa. Der Werkstoff enthielt dabei nach röntgenographischer Bestimmung 62 bis 63% Mullit und etwa 7,5% Korund.The dry bending strength of the specimens, which had a total porosity of 43%, averaged 5 MPa. The fire of the test specimens was carried out analogously to Example 1 wherein the compression maximum between 1200 0 C and 1250 ° C and a relative density of 89% was reached. The flexural strength of the test pieces fired to the compression maximum was on average 207 MPa. According to X-ray determination, the material contained 62 to 63% mullite and about 7.5% corundum.

Beispiel 4Example 4 Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist einen erhöhten Anteil an Hartmineralkomponenten in Form von Tonerde aufThis composition according to the invention has an increased proportion of hard mineral components in the form of alumina

und die Verarbeitungsmasse wird erfindungsgemäß aus Sprühschlicker, Sprühgranulat und vorgebranntem Sprühgranulatüber einen Knetprozeß hergestellt.and the processing mass is prepared according to the invention from spray slurry, spray granules and preground spray granules via a kneading process.

Die Zusammensetzung der Primärmasse war:The composition of the primary mass was:

34.5 Massenanteile in % Kaolin C34.5 mass fractions in% kaolin C

24.6 Massenanteile in % Kaolin D 14,8 Massenanteile in % Ton A 26,1 Massenanteile in % Tonerde Il24.6% by weight of kaolin D 14.8% by weight of clay Clay A 26.1% by weight Clay clay Il

Da die Tonerde im Anlieferungszustand noch zahlreiche, gröbere Partikelaggregate enthielt, wurde sie zusammen mit der Tonkomponente einer 8stündigen Vormahlung unter Wasserzusatz in einer Kugelmühle unterzogen. Anschließend wurdon, zur Herstellung eines Sprühschlickers mit 60 Massenanteile in % Feststoffgehfilt, die beiden Kaolinkomponenten ein Zusatz von 0,79 Massenanteile in % Natriumpolyphosphat als Verflüssigungsmittel sowie ein entsprechender Anteil Wasser hinzugefügt und das ganze zur Homogenisierung weitere 4 Stunden in der Kugelmühle gemahlen. Ein Teil des so hergestellten Schlickers wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu einem Sprühgranulat verarbeitet. Das getrocknete Sprühgranulat hatte eine spezifischeSince the alumina still contained numerous, coarser particle aggregates in the delivery state, it was subjected together with the clay component to an 8-hour pre-grinding with the addition of water in a ball mill. Then wurdon, for making a Sprühschlickers with 60 mass% solids gehpfilt, the two Kaolin added an addition of 0.79 parts by mass in% sodium polyphosphate as liquefying agent and a corresponding amount of water and the whole ground for homogenization for a further 4 hours in the ball mill. A portion of the slurry thus prepared was processed as described in Example 1 to a spray granules. The dried spray granules had a specific one

Oberfläche von 18 m'/g. Ein Teil des Granulates wurde wie in Beispiel 1 beschrieben bei 1100"C vorgebrannt. Es hatto danach eine spezifische Oberfläche von 1,4m2/g.Surface of 18 m '/ g. A portion of the granules were prefired at 1100 ° C. as described in Example 1. It then had a specific surface area of 1.4 m 2 / g.

40 Mas«etello des vorgebrannten Granulate und 33,3 Massetolle des Sprühschlickere (enthaltend 20 Masseteile der Primärmasse wurden sodann unter Zusatz von 12,4 Massetelle Wasser in einer Kugelmühle (Verhältnis MahlkugehSchllcker => 1:1) Ch gemahlen. Der gesamte Mahlschlicker wurde in einen Kneter überführt, in den dann nach und nach 40 Masseteile trockenen Sprühgranulats eingetragen wurden. Es resultierte eine Vororboitungsmasso mit einer Feuchte von etwa 20%, die sich gut auf der Vakuumstrangprosse verarbeiten ließ. Der Feststoffanteil der Vornrboitungsmasse bestand dabei zu 60% aus der Prlmärmasso und zu 40% aus vorgebranntem Granulat. Die Kornverteilung der Verarbeitungsmasse wies dabei folgende Kennwerte auf:The mass of the preformed granules and 33.3 mass rolls of the spray slurry (containing 20 parts by mass of the primary mass were then ground with the addition of 12.4 mass parts of water in a ball mill (ratio of grinding powder => 1: 1) 40 parts by weight of dry sprayed granules were gradually introduced into a kneader, resulting in a pre-boring machine with a moisture content of about 20%, which could be processed well on the vacuum extruder and 40% preburned granules. The particle size distribution of the processing compound had the following characteristics:

dte = 0,2ftpm d6o = 3,3 μιτ> d34 = 18μιηd te = 0.2ftpm d 6 o = 3.3 μιτ> d 34 = 18μιη

Die stranggezogenen Prüfkörper hatten nach dem Trocknen noch eine Gesamtporosität von 35% und wiesen eine Trockenbiegefestigkeit von 6,1 MPa auf. Der Brand der Prüfkörper erfolgte wie In Beispiel 1 beschrieben, wobei das Vordichtungsmaximum mit einer relativen Dichte von 88% Im Temperaturbereich zwischen 125O0C und 13000C lag. Der Durchschnittswert dor Biegefestigkeit der bis zu Verdichtungsmaximum gebrannten Stäbe lag bei 251 MPa. Der Werkstoff enthielt als röntgenographlsch bestimmbare kristalline Phasen 25-26 Massenanteile in % Korund und 41-43 Massenanteile In % Mullit. Daneben waren noch Andeutungen für geringe Anteile an Cristobalit zu erkennen, die jedoch sicher unter 1 Massenanteile in % blieben.The extruded specimens still had a total porosity of 35% after drying and had a dry flexural strength of 6.1 MPa. The fire of the specimens was carried out as described in Example 1, wherein the Vormichtungsmaximum with a relative density of 88% in the temperature range between 125O 0 C and 1300 0 C. The average value of flexural strength of the rods fired to maximum compression was 251 MPa. The material contained 25-26 parts by mass in% corundum and 41-43 parts by mass in% mullite, which can be determined by X-ray analysis. In addition, hints for small amounts of cristobalite were to be recognized, but certainly remained below 1% by mass in%.

Beispiel 5Example 5

Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet einen relativ hohen Anteil von Hartmineralkomponenten in Form von Tonerde und einen geringen Flußmittelanteil.This composition according to the invention comprises a relatively high proportion of hard clay components in the form of alumina and a low proportion of flux.

Die Zusammensetzung der Primärmasse war:The composition of the primary mass was:

5 Massenanteile in % Kaolin D 15 Massenanteile in % Kaolin S 40 Massenanteile in % Ton B 40 Massenanteile in % Tonerde Il5 mass fractions in% kaolin D 15 mass fractions in% kaolin S 40 mass fractions in% clay B 40 mass fractions in% alumina Il

Die Herstellung der Verarbeitungsmasse erfolgte analog zum Beispiel 4, wobei der Tonerdeanteil gemeinsam mit dem Ton vorgemahlen wurde und der Gesamtversatz in einen Sprühschlicker überführt wurde. Das getrocknete Sprühgranulat hatte eine spezifische Oberfläche von 23mVg. Das bei 115O0C vorgebrannte Granulat hatto eine spezifische Oberfläche von 1,9mVg. In die Veratbeitungsmasse gingen 75Massenanteile in % der Frimärmasse und 25 Massenanteile in % vorgenannten Sprühgranulates ein. Die Kornverteilung der Verarbeitungsmasse ist durch folgende Kennwerte zu charakterisieren:The production of the processing mass was carried out analogously to Example 4, wherein the proportion of clay was pre-ground together with the clay and the total offset was transferred to a Sprühschlicker. The dried spray granules had a specific surface area of 23mVg. The pre-baked at 115o C 0 granulate hatto a specific surface area of 1,9mVg. In the processing mass, 75% by mass of the fricut mass and 25% by mass of the above-mentioned spray granules were included. The particle size distribution of the processing mass is characterized by the following characteristics:

die = 0,1 μιτι d50 = 2,2 pm d84 = 17μηιthe = 0.1 μιτι d 50 = 2.2 pm d 8 4 = 17μηι

Die Ziehfeuchte für die Verarbeitungsnasse betrug etwa 19%. Bei einer Gesamtporosität von 38% hatten die getrockneten Prüfkörper eine Biegefestigkeit von 5,3MPa. Das Verdichtungsmaximum mit einer relativen Dichte von 88% wurde bei reduzierendem Brand zwischen 1250 und 13000C erreicht. Die Biegefestigkeit der Prüfstäbe betrug dabei im Mittel 297 MPa. Der Werkstoff enthielt als röntgenographisch bestimmbare kristalline Phasen 32-33 Massenanteile in % Korund und 35-37 Massenanteile in % Mullit. Andeutungsweise war ein geringer Anteil (< 1 %) Cristobaiit vertreten.The drawdown for the processing wet was about 19%. At a total porosity of 38%, the dried specimens had a flexural strength of 5.3 MPa. The compression maximum with a relative density of 88% was achieved with reducing fire between 1250 and 1300 0 C. The flexural strength of the test bars was on average 297 MPa. The material contained as x-ray detectable crystalline phases 32-33 parts by mass in% corundum and 35-37 parts by mass in% mullite. By way of indication, a small proportion (<1%) of Cristobaiit was represented.

Kornverteilung der Rohstoffe (μηι)Grain distribution of raw materials (μηι)

Cl1CCl 1 C d«,d " d84d 8 4 KaolinCKaolinC 0,50.5 2,92.9 7,47.4 Kaolin DKaolin D < 0,1<0.1 0,60.6 8,08.0 KaolinSkaolin <0,1<0.1 0,320.32 3,03.0 Ton ASound A < 0,1<0.1 0,130.13 0,530.53 Ton BTone B <0,1<0.1 0,140.14 0,540.54 Tonerde IClay I 0,460.46 0,950.95 1,81.8 Tonerdell*Toner Dell * 1,51.5 2,72.7 55 Zirkon»zircon " 1,91.9 5,75.7 10,310.3

* Die angegebene Kornverteilung gilt für den mit der Aufbereitung der PrimSrmasse erreichten Mahlzustand.* The specified particle size distribution applies to the grinding state achieved with the preparation of the PrimSrmasse.

QVQV SIO]SIO] AI2O3 Al 2 O 3 TIO,TIO, Fo2OiFo 2 oi CaOCaO MgOMgO K2OK 2 O -9- 290 773-9- 290 773 12,112.1 48,248.2 35,435.4 0,760.76 1,331.33 0,100.10 0,250.25 1,881.88 6,866.86 63,563.5 22,622.6 0,230.23 1,481.48 0,220.22 1,411.41 3,973.97 Na2O ZrO2 Na 2 O ZrO 2 8,568.56 54,3654.36 28,1328.13 0,290.29 1,051.05 0,280.28 1,761.76 4,964.96 0,050.05 Chemische Zusammensetzung' der RohstoffeChemical composition of the raw materials 11,911.9 60,160.1 32,132.1 1,381.38 2,942.94 0,280.28 0,420.42 0,930.93 0,040.04 12,412.4 48,148.1 31,631.6 2,502.50 2,692.69 0,320.32 0,440.44 1,961.96 0,050.05 KaolinCKaolinC 0,270.27 0,190.19 Rostrust n.b.n.d. <0,01<0.01 0,030.03 0,050.05 0,010.01 0,090.09 Kaolin DKaolin D 0,180.18 0,190.19 Restrest < 0,01<0.01 0,020.02 n.n.N. N. <0,01<0.01 <0,01<0.01 0,100.10 KaollnSKaollnS 0,080.08 Ton ASound A 0,24 ·' -0.24 · '- Ton BTone B Tonerde IClay I TonerdellDell toner Zirkonzircon (flotlertor(flotlertor

Feinsand) 0,14 33,2 0,48 0,12 0,10 0,10 n.b. 0,03 0,02 64,5Fine sand) 0.14 33.2 0.48 0.12 0.10 0.10 n.b. 0.03 0.02 64.5

1. Porzellanartiger Sinterwerkstoff hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohstoff vor dem Brennen folgende Komponenten aufweist1. porcelain-like sintered material of high strength, characterized in that the raw material before firing has the following components

66 bis 97 Massenanteile In % quarzarmo Tone und/oder Kaoline, die Insgesamt einen Anteil an durch die Summe von (Fe2Oe + FeO + CaO + MgO -H K2O + Na2O) charakterisierten Flußmlttelkomponenten zwischen etwa 4 und etwa 7,5 Massenanteile In % enthalten, wobei die Flußmittelkomponenten hauptsächlich In Form von Glimmer-, IHIt-, Illit-Smectlt-Wechsellagerungs- und/oder Chlorlt-Mlneralen neben Mineralen der Kaolinitgruppe vorliegen, und 3 bis 45 Massenanteile In % Hartminerale mit einer Härte von über 7 der Mohs'schen Skala und einem mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8 · 10""0K"1, wovon mindestens etwa 3 Massenanteile in % Tonerde sind, in Form einer innigen Mischung, wobei die Mischung66 to 97 parts by mass In% quartz-poor clays and / or kaolins, which in total account for a proportion of flux elements characterized by the sum of (Fe 2 Oe + FeO + CaO + MgO-HK 2 O + Na 2 O) between about 4 and about 7, 5% by mass, in which the flux components are predominantly in the form of mica, IHIt, illite-Smectlt-Wechsellagerungs- and / or Chlorlt Mlneralen next to minerals of the kaolinite group, and 3 to 45 parts by mass In% hard minerals with a hardness of about 7 of Mohs scale and having an average coefficient of thermal expansion below about 8 x 10 -6 " 0 K -1 , of which at least about 3 parts by mass are alumina, in the form of an intimate mixture, the mixture

- insgesamt weniger als 12 Massenanteile In % Quarz und einen Anteil an Flußmlttelkomponenten - ausgedrückt als Summe Σ- In total less than 12 mass fractions In% quartz and one component of flux component - expressed as sum Σ

(Fe2O3 + FeO + CaO + MgO + K2O + Na2O)-VOn über 3,5 Massenanteile in % aufweist und über 90 Massenanteile in % der Partikeln der Rohstoffkomponenten in einer Korngröße unter 10Mm enthält; und daß das Gefüge des Werkstoffes nach dem Brennen(Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO + K 2 O + Na 2 O) -VOn has over 3.5% by mass and contains more than 90% by mass of the particles of the raw material components in a particle size below 10 μm; and that the structure of the material after firing

- einen Porenanteil von maximal etwa 14 Volumenanteile In % aufweist, wobei die Zahl der Poren mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von übor 5 pm unter 5 Volumenanteile in % der Gesamtporen liegt,a percentage of pores of at most about 14 parts by volume in%, the number of pores having a sphere-equivalent diameter of more than 5 μm being less than 5 parts by volume in% of the total pores,

- einen Gesamtanteil an kristallinen Komponenten von über etwa 45 Massenanteile in % enthält,contains a total content of crystalline components of more than about 45% by mass,

- Inhomogenitäten in Form von zusammenhängenden einphasigen Bereichen mit einer lateralen Ausdehnung von mehr als 10μιη zu weniger als 10% auf beliebigen Schnittflächen aufweist,Having inhomogeneities in the form of coherent single-phase regions with a lateral extent of more than 10 μm to less than 10% on any cut surfaces,

und daß die Festigkeit des Werkstoffes gemessen als Biegefestigkeit an stabförmigen Prüfkörpern, in Abhängigkeit vom Anteil der eingesetzten Hartmineralkomponente mindestens etwa 150 MPa beträgt.and that the strength of the material is measured as the bending strength of rod-shaped test specimens, depending on the proportion of the hard mineral component used at least about 150 MPa.

2. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß2. sintered material according to claim 1, characterized in that

- als Hartmineral eine keramische Tonerde verwendet wird, die zu mehr als 85% aus Korund besteht, in Primärkristallite aufgeteilt ist, die ihrerseits einen dBo-Wert der Kornverteilung von unter etwa 5pm haben- As a hard mineral, a ceramic clay is used, which consists of more than 85% of corundum, is divided into primary crystallites, which in turn have a d B o value of the particle size distribution of less than about 5pm

und daß der Tonerdeanteil in Abhängigkeit von der erforderlichen Werkstoffestigkeit 3 bis 45 Massenanteile in % der Gesamtzusammensetzung beträgt.and that the proportion of clay in the clay, depending on the required strength of the material, is 3 to 45 parts by mass in% of the total composition.

3. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,3. sintered material according to claim 1 and 2, characterized

- als weiteres Hartmineral Zirkon als Sand oder ein entsprechendes Aufbereitungsprodukt mit einem Zirkonanteil von mehr als 90% eingesetzt wird, und der d60-Wert seiner Kornverteilung unter 5 pm liegt.- Is used as a further hard mineral zirconium as sand or a corresponding treatment product with a zirconium content of more than 90%, and the d 60 value of its particle size distribution is less than 5 pm.

4. Sinterwerkstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,4. sintered material according to claim 3, characterized

- daß der Zirkonanteil in Abhängigkeit von der erforderlichen Werkstoffestigkeit bis 35 Massenanteile in % beträgt.- That the zirconium, depending on the required material strength to 35% by mass in mass.

5. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit des Werkstoffes, gemessen als Biegefestigkeit an stabförmigen Prüfkörpern, bei einem Hartmineralanteil von über etwa 40% mindestens 250MPa beträgt.5. sintered material according to claim 1, characterized in that the strength of the material, measured as flexural strength of rod-shaped specimens, at a hard mineral content of about about 40% is at least 250MPa.

6. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Hartmineralen im Bereich von 5 bis 40 Massenanteile in % liegt, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 30 Massenanteile in %.6. sintered material according to claim 1, characterized in that the proportion of hard minerals in the range of 5 to 40 parts by mass in%, preferably in the range of 10 to 30 parts by mass in%.

7. Verfahren zur Herstellung porzellanartiger Sinterwerkstoffe hoher Festigkeit durch Aufbereitung einer Rohmasse, Formung, Trocknung und Brennen, dadurch gekennzeichnet, daß ein6 Primärmasse, bestehend aus den Rohstoffkomponenten7. A process for the production of porcelain-like sintered materials of high strength by processing a raw material, shaping, drying and firing, characterized in that ein6 primary mass, consisting of the raw material components

55 bis 97 Massenanteile in % quarzarme Tone und/oder Kaoline, die insgesamt einen Anteil an durch die Summe von (Fe2O3 + FeO + CaO + MgO + K2O + Na2O) charakterisierten Flußmittelkomponenten zwischen etwa 4 und etwa 7,5 Massenanteile in % enthalten, wobei die Flußmlttelkomponenten hauptsächlich in Form von Glimmer-, HMt-, Illit-Smectit-Wechsellagerungs- und/oder Chlorit-Mineralen neben Mineralen der Kaolinitgruppe vorliegen, und 3 bis 45 Massenanteile in % Hartminerale mit einer Härte von über 7 der Mohs'schen Skala und einem mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8 · 10~eK~1, wovon55 to 97 mass fractions in% quartz-poor clays and / or kaolins, the total of a proportion of by the sum of (Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO + K 2 O + Na 2 O) characterized Flußmittelkomponenten between about 4 and about 7 , 5% by mass, the flux components being present mainly in the form of mica, HMt, illite-smectite intercalated and / or chlorite minerals besides kaolinite group minerals, and 3 to 45% by mass of hard minerals having a hardness of 7 the Mohs scale, and an average coefficient of thermal expansion less than about 8 x 10 ~ e ~ K 1, of which

- aus der Verarbeitungsmasse nach an sich bekannten Verfahren Gegenstände geformt, getrocknet und gegebenenfalls mit einer Rohglasurschicht versehen werden, und- molded articles from the processing mass according to known methods, dried and optionally provided with a Rohglasurschicht, and

- die Gegenstände zur Beseitigung C-haltiger Beimengungen bis auf maximal 85O0C in oxidierender Atmosphäre aufgeheizt werden, anschließend in reduzierender Atmosphäre weiter erhitzt werden und schließlich durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 115O0C und 135O0C in den Werkstoff umgewandelt werden, wobei die erforderliche Sintertemperatur und -dauer von der konkreten Zusammensetzung der Primärmasse abhängt und durch die minimale Porenmenge und -größe des Werkstoffes charakterisiert ist.- The objects for the removal of C-containing admixtures are heated to a maximum of 85O 0 C in an oxidizing atmosphere, then further heated in a reducing atmosphere and finally be converted by heating to a temperature between 115O 0 C and 135O 0 C in the material, said the required sintering temperature and duration depends on the concrete composition of the primary mass and is characterized by the minimum pore size and size of the material.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Hartmineralien im Bereich von 5 bis 40, vorzugsweise von 10 bis 30 Massenanteile in % liegt.8. The method according to claim 7, characterized in that the proportion of hard minerals in the range of 5 to 40, preferably from 10 to 30 parts by mass in%.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmineralien Korund (AI2O3) und/oder Zirkon (ZrSiO^ sind.9. The method according to claim 7, characterized in that the hard minerals are corundum (Al 2 O 3 ) and / or zirconium (ZrSiO ^ are.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasser, niedrigen Alkoholen, wasserlöslichen Ketonen und entsprechenden wäßrigen Lösungen und daß sie vorzugsweise Wasser ist.10. The method according to claim 7, characterized in that the liquid is selected from the group consisting of water, lower alcohols, water-soluble ketones and corresponding aqueous solutions and that it is preferably water.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterverarbeitung zu Sekundärpartikeln durch Sprühtrocknung oder ähnliche Granulierprozesse erfolgt.11. The method according to claim 7, characterized in that the further processing to secondary particles by spray drying or similar granulation takes place.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Gegenstände durch bis zu einer Temperatur zwischen 7000C und 75O0C in einer oxidierenden Atmosphäre erfolgt, vorzugsweise durch ausreichende Frischluftzufuhr, daß beim weiteren Erhitzen der Gegenstände im Temperaturbereich oberhalb 8000C eine reduzierende Atmosphäre insbesondere durch Einstellung eines Überschusses an CO und/oder H2 in den Brenngasen eingestellt wird und daß diese Atmosphäre bis zum Erreichen einer Temperatur zwischen 12000C und 13000C gehalten wird.12. The method according to claim 7, characterized in that the heating of the objects by up to a temperature between 700 0 C and 75O 0 C takes place in an oxidizing atmosphere, preferably by sufficient supply of fresh air that upon further heating of the objects in the temperature range above 800 0 C is set a reducing atmosphere, in particular by adjusting an excess of CO and / or H 2 in the fuel gases and that this atmosphere is maintained until reaching a temperature between 1200 0 C and 1300 0 C.

13. Verfahren nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Primärmasse unter Zusatz von an sich bekannten Verflüssigungsmitteln und gegebenenfalls Binde- und Gleitmitteln zu einem sprühfähigen Schlicker aufbereitet wird, und zur Herstellung von Sekundärpartikeln13. The method according to claim 7, characterized in that the entire primary mass is treated with the addition of known liquefying agents and optionally binders and lubricants to a sprayable slurry, and for the production of secondary particles

- ein Teil des Sprühschlickers durch Sprühtrocknen, Wirbelschichtgranulieren oder ein ähnliches Verfahren in ein Granulat überführt wird,a part of the spray slurry is transferred into a granulate by spray drying, fluidized bed granulation or a similar process,

- wiederum ein Teil des Granulates durch Vorsintern verdichtet wird,- In turn, a portion of the granules is compacted by pre-sintering,

- das verdichtete Granulat direkt oder vorgemahlen gegebenenfalls unter weiterer Vermahlung dem sprühfähigen Schlicker beigemischt wird und- The compacted granules are mixed directly or pre-ground optionally with further grinding the sprayable slurry and

- der erhaltenen Mischung unter Rühren bis Kneten soviel getrocknetes Granulat zugegeben wird, daß eine plastisch oder steifplastisch formbare Verarbeitungsmasse resultiert, die 50 bis 90% der ursprünglich verschlickerten Primärmasse und 50 bis 10% des vorgesinterten und zerkleinerten Granulats enthält, die wie angegeben zum Sinterwerkstoff weiterverarbeitet wird.- The resulting mixture is added with stirring to kneading so much dried granules that a plastically or rigid plastic moldable processing mass results, which contains 50 to 90% of the originally segregated primary mass and 50 to 10% of the presintered and comminuted granules, which further processed as indicated to the sintered material becomes.

14. Verfahren nach Anspruch 7 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Sekundärpartikeln aus der durch Flüssigkeitszusatz plastisch verformbaren oder gießfähigen Primärmasse durch Foliengießen, Folienziehen oder Folienwalzen erfolgt, wobei die erhaltene Folie getrocknet, gebrochen und durch Vorsintern verdichtet wird.14. The method according to claim 7 or 13, characterized in that the preparation of the secondary particles from the plastically deformable by liquid additive or pourable primary mass by film casting, film drawing or film rolling, wherein the resulting film is dried, broken and compacted by presintering.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft porzellanartige Werkstoffe hoher Festigkeit, eus denen unter Nutzung des porzollananalogon Elgenschaftsblldes und der hohen Festigkeit vorteilhaft Erzeugnisse für die Hochspannungslsolationstochnlk, den Apparate· und Behälterbau herzustellen sind. Die Erfindung betrifft weiterhin Herstellungsverfahren für den entsprechenden Werkstoff bzw. die goformten Erzeugnisse, wobei die plastische Formgebung der aus den verwendeten Rohstoffen aufbereiteten Masse die wesentliche Formungsmothode Ist.The invention relates to porcelain-like materials of high strength, eus which are advantageous to produce products for Hochspannungslsolationstochnlk, apparatus and container construction using the porzollananalogon Elgenschaftsblldes and the high strength. The invention further relates to production processes for the corresponding material or the molded products, wherein the plastic shaping of the prepared from the raw materials used mass is the essential shaping method.

Bekannte technische LöeunyonWell-known technical Löeunyon Porzellanwerkstoffe werden In Anbetracht Ihrer guten Gebrauchseigenschaften, wie Gasdichtholt, Härte, Korrosions· undIn view of their good working properties, such as gas tightness, hardness, corrosion and porcelain materials are considered Chomlkalienbeständigkeit, Isolatlonsvormögon, elektrische Durchschlagsfestigkeit usw. in zunehmendem Maße auch fürChomlkalienbeständigkeit, Isolatlonsvormögon, electrical breakdown, etc., increasingly for

technische Anwendungen eingesetzt, Da für die konstruktive Gestaltung bei derartigen Einsatzfällen die Werkstoffestigkeit eineentscheidende Rolle spielt, hat man sich seit langem bemüht, die Festigkeit von Porzellan zu steigern, um günstigereTechnical applications are used, since the material strength plays a crucial role in the structural design in such applications, it has long been an effort to increase the strength of porcelain to cheaper

Konstruktionen und Materialeinsparungen zu ermöglichen.Constructions and material savings. Ausgehend von einer Rohstoffgrundzusammensetzung für Porzellane, die Kaoline und gegebenenfalls Tone als plastischeStarting from a basic raw material composition for porcelains, the kaolins and optionally clays as plastic Komponenten, Quarz, vorwiegend als Magerungsmittel, und Feldspat, vor allem als Flußmittelträger und daneben auch alsComponents, quartz, mainly as a leaning agent, and feldspar, especially as a flux carrier and besides as well Magerungsmittel, mit Mengenverhältnissen von größenordnungsmäßig 2:1:1 aufweist, wurden Verbesserungen derMeans of leanage, with proportions of the order of 2: 1: 1, have been improved Festigkeiten vor allem dadurch erreicht, daß Quarz »Is Rohstoffkomponente in steigendem Maße durch AI2O3-Rohstoffe,Strengths achieved mainly by the fact that quartz »Is raw material component increasingly by Al 2 O 3 raw materials,

bisweilen auch durch Zirkonrohstoffe ersetzt wurde. Man kann die auf diese Weise realisierten Lösungen so zusammenfassen,daß boi plastisch goformten Porzellankörpern, die ohno AI2O3-Zusatz, gemäß der genannten Basiszusammensetzung, hergestelltwurden, Biegefestigkeiten um 80 bis 100MPa erreicht werden.sometimes replaced by zirconium raw materials. The solutions realized in this way can be summarized in such a way that flexural strengths of about 80 to 100 MPa are achieved for plastically molded porcelain bodies which have been prepared without the addition of Al 2 O 3 according to the stated basic composition.

Mit einer Substitution der Rohstofikomponenten, insbesondere des Quarzes, durch AI2O3 mit Anteilen bis zu 40 MassenanteilenWith a substitution of the raw material components, in particular quartz, by Al 2 O 3 with proportions of up to 40 parts by mass

in % konnten die Biegefestigkeiten bis auf etwa 200MPa gesteigert werden, wobei sich mit einer gewissen Streuung ein nahezulinearer Zusammenhang zwischen AI2O3-Zusatz und Biegefestigkeit erkennen läßt.In%, the flexural strengths could be increased up to about 200 MPa, whereby with a certain scattering a close-to-linear relationship between Al 2 O 3 addition and flexural strength can be recognized.

Jüngere Entwicklungen zur Erzielung höchster Festigkeiten bei Porzellanwerkstoffen zeichnen sich dadurch aus, daß der AI2O3-Recent developments to achieve the highest strength in porcelain materials are characterized by the fact that the Al 2 O 3 - Rohstoffeinsatz noch über den Bereich von 40 Massenanteilen in % hinaus erhöht wird, wie etwa in den Patenten US 4183760Raw material usage is still increased beyond the range of 40% by mass, as in US Pat. No. 4,183,760

(1977), DE AS 2932914 (1979), EP122970 (1982), SU 718425 (1978), SU 724417 (1977), wobei der Bereich bis etwa65 Massenanteile in %Tonerderohstoifeinsatz erschlossen wird. Da mit dieser Erhöhung des Tonerdeeinsatzes der Bereicheinfacher Komponentensubstitutionen bei den allgemein bekannten Grundversätzen überschritten wird, enthalten diebekanntgemachten Lösungen noch verschiedene zusätzliche Maßnahmen, durch die die Verarbeitung und Werkstoffbildunganalog zur bekannten Porzellanherstellung trotz der abweichenden Grundzusammensetzung möglich wird.(1977), DE AS 2932914 (1979), EP122970 (1982), SU 718425 (1978), SU 724417 (1977), disclosing the range of up to about 65 parts by weight in% toner feedstock. As this increase in alumina use exceeds the range of simple component substitutions in the well-known parent offsets, the known solutions still contain various additional measures that make possible the processing and material formation analogous to known porcelain manufacture, despite the differing basic composition.

Entsprechende zusätzliche Maßnahmen sind:Corresponding additional measures are:

- Verwendung spezieller Tonerden mit definierten Korngrößen oder Oberflächenparametern (z.B. SU 724471) bzw. spezielle Mahlbehandlung der Tonerde (z.B. US 4183760)Use of special clays with defined grain sizes or surface parameters (e.g., SU 724471) or special grinding treatment of the clay (e.g., US 4183760)

- Verwendung spezieller Feldspatkombinationen in besonders feinteiliger Form als Flußmittelkomponenten (z. B. US 4183760), SU 724471, EP 122970)Use of special feldspar combinations in particularly finely divided form as flux components (eg US Pat. No. 4,183,760), SU 724471, EP 122970)

- Anwendung besonderer Zusätze, die vor allem eine Verbesserung im Verhalten der beim Sintern gebildeten Schmelzphase bewirken sollen, wie z. B. BaO bzw. andere Erdalkaltoxide oder Oxide der Seltenen Erden. (DE /· S 2932914, SU 718425).- Application of special additives, which should mainly cause an improvement in the behavior of the melt phase formed during sintering, such as. B. BaO or other alkaline earth oxides or oxides of rare earths. (DE / S 2932914, SU 718425).

Nachteile der genannten Lösungen sind:Disadvantages of the solutions mentioned are:

der hohe Anteil der zur Erzielung entsprechender Festigkeiten einzusetzenden Tonerderohstoffe bei Berücksichtigung des für keramische Tonerden hohen Preisniveaus, der hohe Zerkleinerungsaufwand für die Überführung der feldspathaltigen Rohstoffe in die benötigte feinteilige Form bzw. die Kosten, die die Vorwendung der speziellen Zusätze und ihre Verarbeitung in den zugehörigen Massen verursachen.the high proportion of the clay raw materials to be used to obtain the corresponding strengths, taking into account the high price level for ceramic clays, the high comminution costs for transferring the feldspar-containing raw materials into the required finely divided form or the costs associated with the preparation of the specific additives and their processing in the associated Cause masses.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, die Herstellung hochfester Porzellanwerkstoffe für technische Anwendungen wesentlich ökonomischer zu gestalten.It is an object of the invention to make the production of high-strength porcelain materials for technical applications much more economical.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Änderung von bestimmten Verfahrensparametern und der Rohstoffzusammensetzung neue hochfeste Porzellanwerkstoffe und ein neues Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der neue Sinterwerkstoff ausgehend von einer innigen Mischung aus den KomponentenThe invention has for its object to provide by changing certain process parameters and the raw material composition new high-strength porcelain materials and a new manufacturing process for it. According to the invention the object is achieved in that the new sintered material, starting from an intimate mixture of the components

- 55 bis 97 Massenanteile in % quarzarme Tone und/oder Kaoline, die insgesamt einen Anteil an - durch die Summe Σ (Fe2O3 + FeO + CaO + MgO-K2O + Na2O) charakterisierten Flußrnittelkomponenten zwischen 4,5 und 7,5 Massenanteile in % in Form von Glimmer-, lllit-, Illit-Smectlt-Wechsellagerungs- und/oder Chlorit-Mineralen neben Mineralen der Kaolinitgruppe beinhalten und- 55 to 97 parts by mass in% quartz-poor clays and / or kaolins, which together account for a proportion of - characterized by the sum of Σ (Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO-K 2 O + Na 2 O) Flussernittelkomponenten between 4.5 and 7.5% by mass in the form of mica, lllite, illite smectite intercalated and / or chlorite minerals besides minerals of the kaolinite group, and

- 3 bis 45 Massenanteile in % Hartminerale mit einer Härte von ä7 der Mohs'schen Skala und einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8 · 10"6K"1, wovon mindestens etwa 3 Massenanteile in % Tonerde sind, durch Brennen erhalten wird, wobei die Mischung durch folgende Merkmale noch genauer charakterisiert ist:- 3 to 45% by mass hard minerals with a hardness of AE7 the Mohs scale and a thermal expansion coefficient less than about 8 x 10 "6 K" 1, which are at least about 3% by mass clay, obtained by baking, wherein the Mixture characterized by the following features in more detail:

- Anteil an Quarz in der Mischung unter 12 Massenanteile in %- proportion of quartz in the mixture below 12 mass%

- Anteil an Flußmittelkomponenten ausgedrückt als Summe Σ (Fe2O3 + FeO + CaO + MgO + Na2O + K2O) über 3,5 Massenanteile in % und- content of flux components expressed as sum Σ (Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO + Na 2 O + K 2 O) over 3.5 mass% and%

- Anteil der Partikeln aller Rohstoffkomponenten mit einer Korngröße unter 10μσι mehr als 90 Massenanteile in %;- Proportion of particles of all raw material components with a particle size below 10μσι more than 90% by mass in%;

und Gefüge und Eigenschaften des Workntoftos durch folgende Werte gekennzeichnet sind:and structure and properties of the Workntoftos are characterized by the following values:

- Porenanteil maximal etwa 14 Voiumonantellti In %,- maximum pore content about 14 voiumonantellti in%,

- Zahl der Poren mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von über δμηη weniger als 6% der Gesamtporen- number of pores with a sphere-equivalent diameter of over δμηη less than 6% of the total pore

- Gesamtanteil an kristallinen Komponenten mehr als 45 Massenantelle In %,- Total content of crystalline components more than 45 mass% In%,

- Anteil an Inhomogenitäten - In Form zusammenhängender einphasiger Bereiche mit einer lateralen Ausdehnung von über 10μιη -weniger als etwa 6% auf beliebigen Prüfkörper oder Erzeugnisse voll durchquerenden Schnittflächen- proportion of inhomogeneities - in the form of contiguous single-phase areas with a lateral extent of more than 10μιη - less than about 6% on any test specimens or products fully crossing cut surfaces

- Biegefestigkeit, gemessen an stabförmlgen Prüfkörpern entsprechend TGL 20470 mindestens etwa 160MPa.Bending strength, measured on rod-shaped specimens according to TGL 20470, at least about 160 MPa.

Als quarzarme Tone oder Kaoline können dabei auch solche Rohstoffe genutzt werden, die für sich genommen mehr als 12% Quarz und/oder Flußmittelanteile ausgedrückt als Summ« Σ (FöA + FeO + CaO + MgO + KjO + Na2O) unter 4,5 bzw. überAs quartz-poor clays or kaolins and those resources can be used here, which in themselves more than 12% quartz and / or Flußmittelanteile expressed as Summ "Σ (FöA + FeO + CaO + MgO + KIO + Na 2 O) is below 4.5 or over

7,5 Massenanteile in % enthalten, wenn die entsprechenden Fehl- oder Üborschußanteile durch andere Ton- oder Kaolinrohstoffe kompensiert werden und dadurch die für die Gesamtmischung genannten Richtwerte für Quarzanteil, Flußmittelanteil und Korngrößenaufbau eingehalten werden. Dadurch können Insbesondere auch solche Tone oder Kaoline eingesetzt werden, die bislang z. B. wegen zu hohen Eisenoxidgehaltes für die Porzellanherstellung nicht genutzt wurden. Unter Berücksichtigung der erfindungsgemäßen, zunächst oxidierenden und dann reduzierenden Brennbehandlung, Ist die Verwendung von Ton- oder Kaolinrohstoffen mit Gehalten an silicatlsch gebundenen Eisenoxiden zwischen 2 und 5% sogar vorteilhaft, da sie eine Herabsetzung der Sintertemperaturen im erfindungsgemäßen Bereich mit der Ausbildung der zur Dichtsinterung benötigten Menge Schmelzphaso bewirken. Die erfindungsgemäß als Rohstoffe einzusetzenden Hartminerale sind insbesondere Tonerde, vorwiegend in Form von Korund, oder Zirkon. Es können jedoch auch andere mineralische Komponenten wie Sillimanit oder Topas, gegebenenfalls in vorgebrannter Form, sein. Sie sind für sich genommen oder im Zusammenhang mit der Herstellung der innigen Mischung vorzugsweise so zu zerkleinern, daß der dM-Wert ihrer Kornverteilung unter etwa 5μπι bleibt. Die Hartminerale sollen, im Gegensatz zum Quarzanteil der Ton- und Kaolinkomponenten, wesentlich zum Anteil der kristallinen Komponenten im Gefüge des gebrannten Werkstoffes und damit zur Erhöhung der Werkstoffestigkeit beitragen. Wegen des letztgenannten Gesichtspunktes Ist es auch erforderlich, daß die Hartmineralkomponenten erfindungsgemäß einen mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8· 10"6K"1 aufweisen. In Kombination mit der begrenzten Korngröße wird durch den niedrigen Ausdehnungskoeffizienten erreicht, daß die Hartmineralkomponenten gut und ohne Ausbildung von durch thermische Verspannungen bedingten Rissen in das Werkstoff gefüge eingebunden werden und damit eine Festigkeitssteigerung bewirken. Demgemäß resultiert für einen erfindungsgemäßen Werkstoff mit der Erhöhung des Hartmineralgehaltes in der Rohstoffmischung im allgemeinen auch eine höhere Festigkeit und, wenn die Summe der eingesetzten Hartmineralanteile etwa 40 Massenantelle in % beträgt, erreicht die Festigkeit erfindungsgemäß mindestens 250MPa. Ein Hartmineraleinsatz von mindestens 3 Massenantelle in % in Form von Tonerde hat sich als notwendig erwiesen, um im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung der einzusetzenden Ton- und Kaolinrohstoffe die Mindestfestigkeit von 160MPa zu sichern. Erfindungsgemäß müssen mindestens 90% der Mineralpartikeln aller Rohstoffkomponenten in der primär hergestellten Mischung eine Korngröße unter 10μιη aufweisen. In Kombination mit den erfindungsgemäßen Anteilen an Flußmittelkomponenten sowie Brennbedingungen sichert die genannte Korngrößenbegrenzung die Dichtsinterung des Werkstoffes und verhindert gleichzeitig die Ausbildung von Inhomogenitäten, die festigkeitsmindernd wirken.Contain 7.5% by mass if the corresponding defective or excess fractions are compensated by other clay or kaolin raw materials, thereby respecting the guidelines for quartz content, flux content and particle size structure given for the total mixture. As a result, in particular, such clays or kaolins can be used, the previously z. B. were not used because of high iron oxide content for porcelain production. Taking into account the inventive, first oxidizing and then reducing firing treatment, the use of clay or kaolin raw materials with contents of silicate bound iron oxides between 2 and 5% even advantageous because they require a reduction of the sintering temperatures in the range of the invention with the formation of the density sintering Effect amount of melt phase. The hard minerals to be used according to the invention as raw materials are in particular alumina, predominantly in the form of corundum, or zirconium. However, it may also be other mineral components such as sillimanite or topaz, optionally in prefired form. They are taken alone or, in connection with the preparation of the intimate mixture, preferably to be comminuted so that the d M value of their particle distribution remains below about 5μπι. In contrast to the quartz content of the clay and kaolin components, the hard minerals should contribute significantly to the proportion of crystalline components in the microstructure of the fired material and thus to the increase in material strength. Because of the last-mentioned aspect it is also required that the hard mineral components have the invention have a mean coefficient of thermal expansion less than about 8 x 10 "6 K '1. In combination with the limited grain size is achieved by the low expansion coefficient, that the hard mineral components well and without formation of thermal stresses caused by cracks are integrated into the material structure and thus cause an increase in strength. Accordingly, for a material according to the invention with the increase of the hard mineral content in the raw material mixture generally results in a higher strength and, if the sum of the hard mineral shares used is about 40 mass% in%, the strength reaches according to the invention at least 250MPa. A hard mineral use of at least 3% by mass in the form of alumina has proven to be necessary in order to ensure the minimum strength of 160 MPa in connection with the composition according to the invention of the clay and kaolin raw materials to be used. According to the invention, at least 90% of the mineral particles of all raw material components in the mixture produced primarily must have a particle size below 10μιη. In combination with the proportions of flux components according to the invention and firing conditions, said grain size limitation ensures the density sintering of the material and at the same time prevents the formation of inhomogeneities which have a strength-reducing effect.

Die neuen porzellanartigen Werkstoffe für technische Anwendungen haben für die Anwendungsgebiete anpaßbare Festigkeiten bei einem im Vergleich zu bekannten technischen Lösungen niedrigen Einsatz von Tonerderohstoff und/oder anderem Hartmineralrohstoff. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verwendung gesonderter feinzerkleinerter Feldspatrohstoffe und spezieller Zusätze bei der Herstellung entsprechender Werkstoffe vermieden wird und daß die Ausgangsmasse für die Herstellung der Werkstoffe zu einer plastischen Formgebung auch großformatiger Erzeugnisse geeignet ist und störende Effekte durch Texturerscheinungen mit nachfolgender Deformation oder Rißbildung der Formkörper vermieden werden können. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von porzellanartigeh Sinterwerkstoffen durch Aufbereiten einer Rohmasse, Formung, Trocknung und Brennen das dadurch gekennzeichnet ist, daß 55 bis 97 Massenanteile in % quarzarmer Tpn und/oder Kaoline, die insgesamt einen Anteil an - durch die Summe Σ (Fe2O3 + FeO + CaO + MgO + K2O + Na2O) charakterisierten- Flußmittelkomponenten zwischen etwa 4 und 7,5 Massenanteile in % hauptsächlich in Form von Glimmer-, lllit-, Illit-Smectit-Wechsellagerungs- und/oder Chlorit-Mineralen neben Mineralen der Kaolinitgruppe enthalten und etwa 3 bis 45 Massenanteile ln% Hartminerale mit einer Härte über 7 der Mohs'schen Skala und einem mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8 · 10'6K'1 wovon mindestens etwa 3 Massenanteile in % Tonerde sind, gegebenenfalls unter Flüssigkeitszusatz zu einer innigen Mischung mit einem Anteil an Partikeln unter 10pm von mehr als 90 Massenanteile in %, einem Querzanteil von weniger als 12 Massenanteile in % so aufbereitet wird, daßsie keine Aggregationen oder Agglomerationen der jeweiligen Mineralkomponenten mehrenthält, daß ein Teil von etwa 10 bis 50% der vorgenannten Mischung zu Sekundärpartikeln mit niedriger Porosität agglomeriert wird und die Sekundärpartikeln durch eine Versinterung im Temperaturbereich zwischen 1000 und 1200"C so verdichtet werden, daß ihre spezifische Oberfläche 20% bis 2% von der der Primärmasse beträgt, daßThe new porcelain-type materials for technical applications have adaptable strengths for the application areas with a low use of clay raw material and / or other hard mineral raw material compared to known technical solutions. Another advantage is that the use of separate finely comminuted Feldspatrohstoffe and special additives in the production of appropriate materials is avoided and that the starting material for the production of materials for plastic shaping of large-sized products is suitable and disturbing effects of textural phenomena with subsequent deformation or cracking the shaped body can be avoided. Another essential feature of the invention is a process for producing porcelain-like sintered materials by processing a raw material, shaping, drying and firing which is characterized in that 55 to 97 parts by mass in% quartz-poor Tpn and / or kaolins, the total of a proportion of - the sum of Σ (Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO + K 2 O + Na 2 O) characterized flux components between about 4 and 7.5% by mass, mainly in the form of mica, IIIt, illite smectite. Contain about 3 to 45 mass fractions in% hard minerals with a hardness above 7 of the Mohs scale and an average coefficient of thermal expansion below about 8 · 10 ' 6 K' 1, of which at least about 3 mass fractions in% alumina, optionally with the addition of liquid to an intimate mixture with a proportion of particles below 10pm of more than 90 mass% % transverse fraction of less than 12% by mass is treated so that it no longer contains any aggregations or agglomerations of the respective mineral components, that a portion of about 10 to 50% of the aforementioned mixture is agglomerated to secondary particles with low porosity and the secondary particles by sintering in the temperature range be compacted between 1000 and 1200 "C so that their specific surface is 20% to 2% of that of the primary mass that

- 50 bis 90%der Primärmasse und 50 bis 10% der vorgesinterten Sekundärpartikeln durch Mischung und Mahlung unterZusatz von Flüssigkeit, die gegebenenfalls gelöste Beimengungen von Gleitmitteln, Verflüssigungsmitteln und/oder Bindemitteln enthält- zu einer plastisch oder steifplastisch formbaren Verarbeitungsmasse aufbereitet werden,- 50 to 90% of the primary mass and 50 to 10% of the pre-sintered secondary particles are prepared by mixing and grinding with the addition of liquid containing any dissolved admixtures of lubricants, liquefiers and / or binders to a plastically or rigid plastic molding processable mass,

daß dannthat then

- aus der Verarbeitungsmasse nach an sich bekannten Verfahren Gegenstände geformt, getrocknet und gegebenenfalls mit einer Rohglasurschicht versehen werden,- molded articles from the processing mass according to known methods, dried and optionally provided with a Rohglaze layer,

daß schließlichthat finally

- die Gegenstände zur Beseitigung C-haltiger Beimengungen bis auf maximal 850°C in oxidierender Atmosphäre aufgeheizt werden, anschließend in reduzierender Atmosphäre weiter erhitzt werden und sie endlich durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 1150°C und 1350°C in den Werkstoff umgewandelt werden, wobei die erforderliche Sintertemperatur und -dauer von der konkreten Zusammensetzung der Primärmasse abhängt und durch die minimale Porenmenge und -größe des Werkstoffes charakterisiert ist.- the objects for the removal of C-containing admixtures are heated to a maximum of 850 ° C in an oxidizing atmosphere, then further heated in a reducing atmosphere and they are finally converted into the material by heating to a temperature between 1150 ° C and 1350 ° C, wherein the required sintering temperature and duration depends on the specific composition of the primary mass and is characterized by the minimum pore size and size of the material.

Als Hartminorale werden Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Tonerde (Korund) oder Zirkon In Mischung mit Tonerde eingesetzt, wobei der bevorzugte Mengenanteil Im Bereich von 5 bis 40 Massenantelle In %, Insbesondere von 10 bis 30 Massenantelle in % liegt. Die Aufbereitung der auch als Primärmasse bezeichneten Innigen Rohstoffmischung wird zweckmäßig In rorn\ oinei Naßmahlung unter Zusatz von Flüssigkeit Insbesondere von Wasser vorgenommen. Sie kann auch In mehreren Stufen erfolgen, was Insbesondere vorteilhaft Ist, wenn der Hanminoralanteil Im Anlieferungszustand noch eine zu grobe Kornverteilung aufweist.As hard minerals, alumina (corundum) or zirconium mixed with alumina are preferably used in connection with the process according to the invention, the preferred proportion being in the range from 5 to 40% by mass In%, in particular from 10 to 30% by mass. The preparation of also referred to as the primary mass Innigen raw material mixture is expediently in r orn \ oinei wet grinding with the addition of liquid in particular made of water. It can also be done in several stages, which is particularly advantageous if the Hanminoralanteil in the delivery state still has a coarse grain distribution.

Es kann dann der Hartmineralanteil, gegebenenfalls unter Zusatz eines Teiles der erflndungsgomäßen Ton- oder Kaolinkomponenten und Flüssigkeit bis zum Erreichen der erforderlichen Kornfeinheit vorgemahlen werden und die Mahlcharge erst danach mit dem Rest der Rohstoffkomponenten vermischt werden. Als Flüssigkeit für die Aufbereitung wird vorzugsweise Wasser angewandt, kann aber auch eine wäßrige Lösung von an sich bekannten anorganischen oder organischen Verflüssigungsmitteln oder eine andere im allgemeinen mit Wasser mischbare Flüssigkeit oder Lösung eingesetzt werden, wenn dies z. B. zum Erreichen einer bei hoher Feststoffkonzentration noch fließfähigen Suspension oder zum Erreichen einer besseren Mahlbarkelt der Rohstoffe oder zum Erreichen einer leichteren Abtrennung der Flüssigkeit von der Primörmosse nach vollzogener Inniger Mischung zweckmäßig ist.It is then the hard mineral content, optionally with the addition of a part of Erflndungsgomäßen clay or kaolin and liquid components are pre-ground until the required grain fineness and the Mahlcharge are then mixed with the rest of the raw material components. Water is preferably used as the liquid for the treatment, but it is also possible to use an aqueous solution of per se known inorganic or organic liquefying agents or another generally water-miscible liquid or solution, if this is required, for example. B. to achieve a high solids concentration still flowable suspension or to achieve a better Mahlbarkelt the raw materials or to achieve an easier separation of the liquid from the Primörmosse after consummate Inniger mixture is appropriate.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von agglomerierten Sekundärpartikoln niedriger Porosität aus einem Anteil von etwa 10 bis 60 Masseoantelle in % der aufbereiteten Primärmasse und die nachfolgende Vorsinterung der Agglomerate im Temperaturbereich zwischen 1 ü00 und 1200°C, wodurch sie in ohne Mahlung nicht mehr aufteilbare Aggregate umgewandelt werden. Für die erfindungsgemäße Agglomeration zu Sekundärpartikeln wird vorzugsweise die Sprühtrocknung, vorteilhafter Weise ausgehend von einer durch Verflüsslgerzusatz fließfähigen Suspension hohen Feststoffgehaltes der Primärmasse oder eine ähnliche Granulationsmethode, angewandt. Eine andere bevorzugte Lösung zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Sokundärpartikeln ist das Gießen einer Folie aus einer Suspension der Primärmasse nach an sich bekannten Verfahren, die Trocknung und die Zerkleinerung der Folie zu den gewünschten Sekundärpartikeln. Noch eine andere vorteilhafte Methode zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Sekundärpartikeln besteht Im Extrudieren der durch einen Flüssigkeitsanteil plastisch verformbaren Primärmasse zu einem Strang, der gegebenenfalls bereits folienartici ist oder anderenfalls noch zu einer Folienform ausgewalzt werden kann, sowie die nachfolgende Trocknung und Zerkleinerung zu den erforderlichen Sekundärpartikeln.An essential feature of the method according to the invention is the production of agglomerated secondary particles of low porosity from a proportion of about 10 to 60 Masseoantelle in% of the treated primary mass and the subsequent pre-sintering of the agglomerates in the temperature range between 1 and 1200 ° C, whereby they do not without grinding more divisible aggregates are converted. For the agglomeration according to the invention into secondary particles it is preferred to use spray-drying, advantageously starting from a suspension of high solids content of the primary mass or a similar granulation method which is flowable by liquefier addition. Another preferred solution for producing the Sokundärpartikeln invention is the casting of a film of a suspension of the primary mass according to known methods, the drying and the comminution of the film to the desired secondary particles. Yet another advantageous method for producing the secondary particles according to the invention consists in extruding the by a liquid portion plastically deformable primary mass into a strand, which may already be folienartici or otherwise even rolled into a sheet form, and the subsequent drying and comminution to the required secondary particles.

Das Vorsintern der Sekundärpartikeln erfolgt zweckmäßigerweise in loser Schüttung in Brennkapseln oder Ähnlichem bei Temperaturen zwischen 10000C und 12000C vorzugsweise zwischen 10500C und 1150°C, wobei die Dauer der Behandlung so einzurichten ist, daß die spezifische Oberfläche der vorgesinterten Sekundärpartikeln zwischen 20% bis 2 % von der der Primärmasse liegt. Durch diese Behandlung wird erreicht, daß die Sekundärpartikeln nur noch durch Mahlung oder ähnliche mechanische Beanspruchung aufteilbar sind, daß jedoch noch eine gute Zerkleinerungsfähigkeit erhalten bleibt und daß die Sekundärpartikeln, die zusammen mit der Primärmasse zum Werkstoff verarbeitet werden, nicht zur Ausbildung von Inhomogenitäten im Werkstoffgefüge führen.The pre-sintering of the secondary particles is advantageously carried out in bulk in Brennkapseln or the like at temperatures between 1000 0 C and 1200 0 C, preferably between 1050 0 C and 1150 ° C, the duration of the treatment is set up so that the specific surface of the pre-sintered secondary particles between 20% to 2% of the primary mass is. By this treatment it is achieved that the secondary particles are divisible only by grinding or similar mechanical stress, however, that still a good comminution capability is maintained and that the secondary particles, which are processed together with the primary mass to the material, not for the formation of inhomogeneities in the material structure to lead.

Ein weiteres wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahren ist die Aufbereitung einer plastisch oder steifplastisch formbaren Verarbeitungsmasse aus 50 bis 90 Massenanteile in % der Primärmasse und 50 bis 10 Massenanteile in % der vorgesinterten Sekundärpartikeln unter Zusatz von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, - die gegebenenfalls noch gelöste Beimengungen von an sich bekannten Gleitmitteln, Verflüssigungsmitteln und/oder Bindemitteln enthält-durch Mischung und Mahlung. Durch diesen erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird erreicht, daß die für sich genommen sehr feinteilige, gegebenenfalls zur Ausbildung störender Formgebungstexturen neigende, hohe Trocken- und Brennschwindung und damit hohe Rißempfindlichkeit zeigende Primärmasse einen genügenden Anteil gröberer Partikeln in Form der zerkleinerten vorgesinterten Sekundärpartikeln zugeführt erhält, die die genannten nachteiligen Eigenschaften aufheben, ohne daß sie zur Ausbildung von Insbesondere die Festigkeit mindernden Inhomogenitäten im Werkstoffgefüge führen. Der jeweils einzusetzende Anteil an vorgesinterten Sekundärpartikeln richtet sich einerseits nach den konkreten Bedingungen der Formgebung und andererseits nach der Korngrößenverteilung und insbesondere dem Hartmineralanteil der Primärmasse. Im allgemeinen wird bei höherem Hartmineralgehalt der Primärmasse oin geringerer Anteil vorgesinterter Sekundärpartikeln eingesetzt. Die Verarbeitungsmasse sollte jeweils so beschaffen sein, daß die daraus geformten Körper nach dem Trocknen weniger als etwa 45 Volumenanteile In % Poren aufweisen.Another essential feature of the method according to the invention is the treatment of a plastically or rigidly plasticizable molding compound from 50 to 90 parts by mass in% of the primary mass and 50 to 10 parts by mass in% of pre-sintered secondary particles with the addition of liquid, in particular water, - the admixtures of known lubricants, liquefiers and / or binders contains-by mixing and grinding. By this method step according to the invention it is achieved that the very finely divided, possibly prone to the formation of disturbing shaping textures, high dry and burning shrinkage and thus high cracking sensitivity showing primary mass receives a sufficient amount of coarser particles in the form of crushed pre-sintered secondary particles supplied to the said abolish adverse properties, without that they lead to the formation of particular strength-reducing inhomogeneities in the material structure. The proportion of pre-sintered secondary particles to be used depends on the one hand on the specific conditions of the shaping and on the other hand on the particle size distribution and in particular on the hard mineral content of the primary mass. In general, with a higher hard mineral content of the primary mass, a smaller proportion of presintered secondary particles is used. The processing mass should in each case be such that the bodies formed therefrom after drying have less than about 45 volume percent In% pores.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die geformten, getrockneten und gegebenenfalls rohglasierten Gegenstände zum Beseitigen gegebenenfalls in ihnen enthaltener organischer Bestandteile bis zu einer Temperatur von maximal 850°C vorzugsweise bis in den Temperaturbereich zwischen 7000C und 75O0C in oxidierender Atmosphäre erhitzt werden und anschließend in reduzierender Atmosphäre weiter erhitzt werden und sie schließlich im Temperaturbereich zwischen 115O0C und 13500C vorzugsweise zwischen 12000C und 13000C in den erfindungsgemäßen Werkstoff umgewandelt werden, der durch das Erreichen der minimalen Porenmenge und -größe charakterisiert Ist. Mit der erfindungsgemäßen Einstellung der Brennatmosphäre wird erreicht, daß mit dem erfindungsgemäßen Anteil an Flußmittelkomponenten eine zur Dichtsinterung ausreichende Schmelzphasenmenge gebildet wird und daß die Größe der Poren nicht den erfindungsgemäßen Bereich überschreitet.Another feature of the method according to the invention is characterized in that the shaped, dried and possibly raw glazed articles for eliminating optionally contained in them organic ingredients up to a temperature of at most 850 ° C, preferably into the temperature range between 700 0 C and 75O 0 C in are heated in an oxidizing atmosphere and then further heated in a reducing atmosphere and they are finally converted in the temperature range between 115O 0 C and 1350 0 C preferably between 1200 0 C and 1300 0 C in the material according to the invention, by reaching the minimum amount of pores and - size is characterized. With the adjustment of the firing atmosphere according to the invention it is achieved that with the proportion of flux components according to the invention a melt phase amount sufficient for the sintering is formed and that the size of the pores does not exceed the range according to the invention.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die gesamte Primärmasse unter Zusatz von Flüssigkeit und an sich bekannten Verflüssigungsmitteln sowie gegebenenfalls Bindemitteln zu einem sprühfähigen Schlicker aufbereitet wird, daß zur Herstellung von SekundärpaitikelnA particularly advantageous embodiment of the method according to the invention is that the entire primary mass is treated with the addition of liquid and known liquefying agents and optionally binders to a sprayable slip that for the production of Sekundärpaitikeln

- ein Teil des Sprühschlickers durch Sprühtrocknern, Wirbelschichtgranuliuren oder ein ähnliches Verfahren in ein Granulat überführt wird,a part of the spray slurry is converted into granules by spray dryers, fluidized bed granulators or a similar process,

- wiederum ein Teil des Granulates durch Vorsintern verdichtet wird,- In turn, a portion of the granules is compacted by pre-sintering,

- das verdichtete Granulat direkt oder vorgemahlen gegebenenfalls unter weiterer Vermahlung den sprühfähigen Schlickern beigemischt wird und- The compacted granules is added directly or pre-ground optionally with further grinding the sprayable slips and

- der erhaltenen Mischung unter Rühren bis Kneten soviel getrocknetes Granulat zugegeben wird, daß eine plastisch oder steifplastisch formbare Verarbeitungsmasse resultiert, die 50 bis 90 Massenanteile in % der ursprünglich verschlickerton Primärmasse und 50 bis 10 Massenanteile in % des vorgesinterten und zerkleinerten Granulats enthält, die wie angegeben zum Sinterwerkstoff weiterverarbeitet wird.the mixture obtained is added, with stirring until kneading, with dried granules so as to give a plastically or rigidly plasticizable molding compound containing from 50 to 90 parts by weight of the originally oversaturated primary mass and from 50 to 10 parts by weight of the presintered and comminuted granules, such as specified to the sintered material is further processed.

Die Bemessung des Anteiles Schlicker, der durch Sprühtrocknen In ein Granulat zu überführen Ist, richtet sich dabei nach dem Flüsslgkeltsgoholt des Schlickers und dem für die Formgebung der schließlich hergestellten Verarbeitungsmasse erforderlichen Flüssigkeitsgehalt. Werden beispielsweise 100kg einer Knetmasse mit 20% Flüssigkeitsanteil benötigt, so muß der über den Schlicker eingebrachte Flüssigkeitsanteil 20kg betragen. Wird der Primörmassoschlicker mit einem Flüssigkeitsgehalt von 40% eingesetzt, so entspricht der benötigte Flüssigkeitsanteil 60kg Schlicker In dem gleichzeitig 30kg der Primärmasse enthalten sind. Soll der Anteil vorgesinterten Sprühgranulates in der Verarbeitungsmas&e 26 % betragen und beträgt der Masseverlust des Sprühgranulates beim Vorsintern 10%, so werden zur Erzeugung von 20kg vorgesinterten Granulates 22,222kg Primärmasse oder 37,037 kg Primörmasseschlickor benötigt. Weitere 30kg der Primärmasse entsprechend 50 kg Schlicker werden dann in Form des ungebrannten Sprühgranulates zur Plastifizierung der geeignet vorgemahlenon Mischung aus Primärmasseschlicker und vorgesinterten Granulat in einer Kneteinrichtung zugesetzt. Für die Aufbereitung der 100 kg Knetmasse müssen also ohne Berücksichtigung etwaiger Verluste 137,037 kg Sprühschllcker hergestellt werden, von denen 87,037 kg mittels eines Sprühtrockners zu einem geeigneten Granulat zu agglomerieren sind.The dimensioning of the proportion of slip, which is to be converted into granules by spray drying, depends on the liquid content of the slip and the liquid content required for the shaping of the finally produced processing mass. If, for example, 100 kg of a plasticine with 20% liquid content is required, then the liquid fraction introduced via the slurry must be 20 kg. If the Primormassoschlicker is used with a liquid content of 40%, the required liquid content corresponds to 60kg Schlicker In the same 30kg of the primary mass are included. If the proportion of pre-sintered spray granules in the processing system is 26% and the mass loss of the spray granules during pre-sintering is 10%, then 22.222 kg primary mass or 37.037 kg primary mass slag are required to produce 20 kg pre-sintered granules. Another 30 kg of the primary mass corresponding to 50 kg of slip are then added in the form of the unfired spray granules for plasticizing the suitably pre-ground mixture of primary slurry and presintered granules in a kneader. For the preparation of the 100 kg plasticine so 137,037 kg spray must be made without consideration of any losses, of which 87.037 kg are to agglomerate by means of a spray dryer to a suitable granules.

Ausführungsbolspiele · .Implementing Bolt Games ·.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, wobei sie nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Eine Übersicht über die eingesetzten Rohstoffe, ihre chemische Zusammensetzung und den Körnungsaufbau, mit dem sie in die Primärmasse eingearbeitet wurden, geben die den Beispielen nachgestellten Tabellen.The invention is further illustrated by the following examples, which is not limited to these examples. An overview of the raw materials used, their chemical composition and the grain structure with which they were incorporated into the primary mass are given in the tables following the examples.

Beispiel 1example 1

Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist mit dem Einsatz von nur 5%Tonorde einen niedrigen Anteil an Hartmineralen auf, die Primärmasse ist durch den hohen Anteil an Ton B extrem feinteilig und der Anteil an Flußmittelkomponenten im Werkstoff ist mit über 6 Massenanteile in % relativ hoch.This composition of the invention has a low content of hard minerals with the use of only 5% of clay, the primary mass is extremely finely divided by the high proportion of clay B and the proportion of flux components in the material is relatively high with over 6% by mass.

Die Zusammensetzung der Primärmasse warThe composition of the primary mass was

85 Massenanteilo in %Ton 8 10 Massenanteile in % Kaolin S 5 Massonanteile in % Tonerde I.85% by weight in% Clay 8 10% by weight of kaolin S 5% by mass of clay Clay I.

Eine dieser Zusammensetzung entsprechende Mischung der Rohstoffe wurde mit einem Zusatz von 0,85 Massenanteile in % Natriumpolyphosphat (NaPo3In als Verflüssigungsmittel versehen und unter Zusatz von Wasser in einer Kugelmühle (Verhältnis Kugeln:Schlicker = 1:1)4 Stunden lang zu einem Sprühschllcker mit 60 Massenanteile in % Feststoffgehait homogenisiert. Mit Hilfe eines Zerstäubungstrockners mit Tellerradzerstäuber wurde der Schlicker zu einem Sprühgranulat agglomeriert. Das Granulat hatte eine Kornverteilung mit dM = 50pm. Das der Primärmasse entsprechende getrocknete Granulat hatte eine spezifische Oberfläche von 36m2/g. Das Gram.lat wurde In loser Schüttung 2h lang auf 11000C erhitzt. Die Granulatschüttung war danach noch leicht zerdrückbar und rieselfähig und hatte eine spezifische Oberfläche von 2,8 mVg. 40 Masseteile des so vorgebrannten Granulats und 60 Masseteile der oben angegebener, Rohstoff mischung wurden zusammen mit 150 Masseteilen Wasser in einer Kugelmühle (Mahlkugeln:Schlicker = 1:1)2 Stunden lang gemahlen und homogenisiert. Die resultierende Verarbeitungsmasse wies folgende Kennwerte der Kornverteilung auf:A mixture of the raw materials corresponding to this composition was provided with an addition of 0.85 parts by mass in% sodium polyphosphate (NaPo 3 I n as liquefying agent and with the addition of water in a ball mill (ratio balls: slurry = 1: 1) for 4 hours to a The slip was agglomerated into a spray granulate with the aid of a spray dryer with crown wheel atomizer The granules had a particle size distribution of d M = 50 pm The dried granules corresponding to the primary mass had a specific surface area of 36 m 2 / g. The Gram.lat was heated in bulk for 2 h at 1100 0 C. The granulate was then still easily crushable and free-flowing and had a specific surface area of 2.8 mVg., 40 parts by weight of the granules thus vorgebrannten and 60 parts by weight of the above stated, raw material Mixture was combined with 150 parts by weight of water in a K Ball mill (grinding balls: slurry = 1: 1) milled and homogenized for 2 hours. The resulting processing mass had the following characteristics of the particle size distribution:

d,e = 0,1 pm d50 = 0,93 μπ\ d84 =d, e = 0.1 pm d 50 = 0.93 μπ \ d 8 4 =

Der Schlicker wurde abgepreßt und mit einer Feuchte von 23% auf einer Vakuumstrangpresse zu Prüfstäben verarbeitet. Die Trockenbiegefostigkeit der Stäbo betrug 5,8MPa, ihre Gesamtporosität lag bei 37%. Die Stäbe wurden in einer Muffel mit Atmosphären-Steuerung gebrannt, wobei bis 75O0C mit Luft gespült wurde und nach einer Übergangsperiode, in der CO2 eingeleitet wurde, ab 8000C eine reduzierende Atmosphäre gehalten wurde. Das Verdichtungsmaximum lag zwischen 12000C und 1250°C bei einer relativen Dichte (Rohdichte/Reindichte) von durchschnittlich 90%. Die im Bereich des Verdichtungsmaximums gebrannten Stäbe hatten einen Mittelwert der Biegefestigkeit von 158MPa. Als kristalline Phase enthielten sie 47-48 Massenanteile in % Mullit nach röntgenographischer Bestimmung. Die Anwesenheit von Quarz, Cristobalit oder Korund war nicht mehr sicher nachzuweisen.The slurry was squeezed and processed to test bars with a humidity of 23% on a vacuum extruder. The Stäbo's dry bending viscosity was 5.8 MPa, with a total porosity of 37%. The bars were fired in a muffle with atmospheric control, was flushed to 75O 0 C with air and, after a transitional period, was fed to the CO 2, from 800 0 C, a reducing atmosphere was maintained. The maximum density was between 1200 0 C and 1250 ° C at a specific density (bulk density / true density) of 90% on average. The bars fired at the area of the compression maximum had a mean bending strength of 158 MPa. As a crystalline phase they contained 47-48% by weight of mullite by X-ray determination. The presence of quartz, cristobalite or corundum was no longer safe to prove.

Beispiel 2Example 2

Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist den kombinierten Einsatz von Korund und Zirkon als Hartminerale auf. Die Zusammensetzung der Primärmasse war:This composition according to the invention has the combined use of corundum and zirconium as hard minerals. The composition of the primary mass was:

75 Massenanteile in %Ton B 10 Massenanteile in % Kaolin S 5 Massenanteile in % Tonerde Il 10 Massenanteile in % Zirkon75 mass fractions in% Clay B 10 mass fractions in% kaolin S 5 mass fractions in% alumina Il 10 mass fractions in% zirconium

Da die Tonerde und der Zirkonrohstoff im Anlieferungszustand noch Anteile zu grober Partikel bzw. Partikelaggregate enthielten, wurden sie zusammen mit dem Kaolin in den entsprechenden Mengenanteilen einer lOstündigen Vormahlung unter Wasserzusatz in einer !'ugelmühlo unterzogen. Zur Herstellung eines Sprühschlickers mit 60 Massenanteile in % Feststoffgehalt wurde danach der Torianteil (Ton B) und 0,85 Massenanteile in % Natriumpolyphosphat als Verflüssigungsmittel zugegebenSince the alumina and the zirconium raw material contained in the delivery state still shares to coarse particles or particle aggregates, they were subjected together with the kaolin in the appropriate proportions of a lOstündigen Vormahlung with the addition of water in a'mugelmühlo. For the preparation of a spray slip with 60 mass fractions in% solid content then the Torianteil (clay B) and 0.85 parts by mass in% sodium polyphosphate was added as a liquefying agent

und der Schlicker durch 3stündlge Mahlung homogenisiert. Granulatherstellung und Kornverteilung des Granulats entsprechenand the slurry is homogenized by grinding for 3 hours. Granule production and grain distribution of the granules correspond

Beispiel 1. Das getrocknete Granulat hatte eine epezlflscho Oberfläche von 3O1BmVg. Es wurde 2 h lang auf 11300C erhitzt undExample 1. The dried granules had a surface area of epezlflscho 3O 1 BMVg. It was heated to 1130 0 C for 2 h and

hatte danach elno spezifische Oberfläche von 2,BmVg.thereafter had elno specific surface of 2, BmVg.

Zur Herstellung der Verarbeitungsmasse wurden 67 Massetelle der oben angegebenen Primärmasse Zusammensetzung undFor the preparation of the processing mass were 67 mass of the above-mentioned primary mass composition and

33 Masseteile des gebrannten Granulates gemischt und gemahlen.'33 parts by weight of the fired granules mixed and ground.

Dies erfolgte In der Weise, daß 0,67 · 10 <= 6,7 Massetelle Kaolin S, 0,67 6 = 3,3B Massetelie Tonerde und 0,67 · 10 = 6,7This was done by making 0.67 x 10 6 grains of kaolin S, 0.67 g of 3.3B mass of clay, and 0.67 x 10 6 .7 Masseteile Zirkon unter Wasserzusatz zunächst wieder 10h lang vorgemahlttn wurden. Danach wurdenParts of zirconium with the addition of water were first pre-milled for 10 hours. After that were

0,67 · 76 = 60,26 Masseteile Ton Bund33 Masseteile gebrannten Sprühgranulates sowie weiteres Wasser zugefügt und in einer0.67 · 76 = 60.26 parts by weight of clay bund33 parts by weight of fired sprayed granules and further water added and in one

Kugelmühle 2 h lang gemahlen und homogenisiert. Die resultierende Verarbeitungsmasse wies folgende Kennwerte derBall mill ground for 2 hours and homogenized. The resulting processing mass had the following characteristics of Kornverteilung auf:Grain distribution on:

die = 0,1 \xm d6o = 1,0μηιthe = 0,1 \ xm d 6 o = 1,0μηι

Die Weiterverarbeitung der Verarbeitungsmasse erfolgte wie im Beispiel 1 angegeben. Die Ziehfeuchte lag bei 23,5%, die Trockenblegefestiykeit der prüfetöbe betrug 5,2MPa bei einer Gesamtporosität von 38%. Das Verdichtungsmaximum mit einer relativen Dichte von 89% wurde beim reduzierenden Brand bei 12S0°C erreicht. Die Biegefestigkeit der Prüfstäbe betrug im . Mittel 167 MPa. Der Werkstoff enthielt als röntgenographisch bestimmbare kristalline Phasen 42-43 Massenanteile in % Mullit und ca. 10 Massenanteile in % Zirkon.The further processing of the processing mass was carried out as indicated in Example 1. The drawdown moisture content was 23.5%, the dry peel strength of the test specimens was 5.2 MPa with a total porosity of 38%. The compression maximum with a relative density of 89% was reached at the reducing fire at 12S0 ° C. The flexural strength of the test bars was. Mean 167 MPa. The material contained as x-ray detectable crystalline phases 42-43 mass fractions in% mullite and about 10 mass fractions in% zirconium.

Beispiel 3Example 3 Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist einen mittleren Anteil an Hartmineralkomponenten in Form von TonerdeThis composition according to the invention has an average content of hard mineral components in the form of alumina

und einen geringen Anteil an Flußmittelkomponenten auf.and a low level of flux components.

Die Zusammensetzung der Primärmasse warThe composition of the primary mass was

30 Massenanteile in % Kaolin C 17 Massenanteile in % Kaolin D 33 Massenanteile in % Ton Λ 20 Massenanteile in % Tonerde I30 mass fractions in% kaolin C 17 mass fractions in% kaolin D 33 mass fractions in% clay Λ 20 mass fractions in% alumina I

Eine dieser Zusammensetzung entsprechende Mischung wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, einerseits unter Zusatz von 0,8 Massenanteile in % Natriumpolyphosphat und Wasser zu einem Sprühschlicker mit 60 Massenanteile in % Feststoffgehalt aufbereitet, und zu Sprühgranulat bzw. bei 1050°C gebranntem Sprühgranulat weiterverarbeitet. Das Sprühgranulat hatte getrocknet eine spezifische Oberfläche von 26mVg, bei 10500C gebrannt eine solche von 5 mVg. Andererseits wurden 55 Mengenteile der angegebenen Rohstoffmischung und 45 Mengenteile des gebrannten Granulats wie in Beispiel 1 angegeben unter Wasserzusatz zur Herstellung der Verarbeltungsmasso 2 Stunden lang in der Kugelmühle gemahlen, danach entwässert, und bei einer Verarbeitungsfeuchte von 28% auf der Vakuumstrangpresse zu Prüfkörpern gezogen. Die Verarbeitungsmasse wies dabei folgende Kennwerte der Kornverteilung auf:A mixture corresponding to this composition was, as described in Example 1, treated on the one hand with the addition of 0.8 parts by weight in% sodium polyphosphate and water to a Sprühschlicker with 60 parts by mass in% solid content, and further processed to spray granules or at 1050 ° C sprayed granules. The spray granules had dried, a specific surface area of 26mVg, at 1050 0 C such burned by 5 MVG. On the other hand, 55 parts by mass of the specified raw material mixture and 45 parts by volume of the fired granules were ball-milled for 2 hours as described in Example 1 with addition of water to prepare the Verbarmentungsmasso, then dehydrated, and drawn on the vacuum extruder to test specimens at a processing moisture of 28%. The processing compound had the following characteristics of the particle size distribution:

die = d50= d84 = ie = d 50 = d 84 =

Die Trockenbiegefestigkeit der Prüfkörper, die eine Gesamtporosität von 43% hatten, lag im Durchschnitt bei 5 MPa. Der Brand der Prüfkörper erfolgte analog zu Beispiel 1 wobei das Verdichtungsmaximum zwischen 12000C und 1250°C lag und eine relative Dichte von 89% erreicht wurde. Die Biegefestigkeit der bis zum Verdichtungsmaximum gebrannten Prüfkörper betrug im Durchschnitt 207 MPa. Der Werkstoff enthielt dabei nach röntgenographischer Bestimmung 62 bis 63% Mullit und etwa 7,5% Korund.The dry bending strength of the specimens, which had a total porosity of 43%, averaged 5 MPa. The fire of the test specimens was carried out analogously to Example 1 wherein the compression maximum between 1200 0 C and 1250 ° C and a relative density of 89% was reached. The flexural strength of the test pieces fired to the compression maximum was on average 207 MPa. According to X-ray determination, the material contained 62 to 63% mullite and about 7.5% corundum.

Beispiel 4Example 4 Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist einen erhöhten Anteil an Hartmineralkomponenten in Form vonTonerde aufThis composition according to the invention has an increased content of hard mineral components in the form of clays

und die Verarbeitungsmasse wird erfindungsgemäß aus Sprühschlicker, Sprühgranulat und vorgebranntem Sprühgranulatüber einen Knetprozeß hergestellt.and the processing mass is prepared according to the invention from spray slurry, spray granules and preground spray granules via a kneading process.

Die Zusammensetzung der Primärmasse war:The composition of the primary mass was:

34.5 Massenanteile In % Kaolin C34.5 mass fractions In% kaolin C

24.6 Massenanteile in % Kaolin D 14,8 Massenanteile in % Ton A 26,1 Massenanteile in % Tonerde Il24.6% by weight of kaolin D 14.8% by weight of clay Clay A 26.1% by weight Clay clay Il

Da die Tonerde im Anlieferungszustand noch zahlreiche, gröbere Partikelaggregate enthielt, wurde sie zusammen mit der Tonkomponente einer 8stündigen Vormahlung unter Wasserzusatz in einer Kugelmühle unterzogen. Anschließend wurden, zur Herstellung eines Sprühschlickers mit 60 Massenanteile in % Feststoffgehfilt, die beiden Kaolinkomponenten ein Zusatz von 0,79 Massenanteile in % Natriumpolyphosphat als Verflüssigungsmittel sowie ein entsprechender Anteil Wasser hinzugefügt und das ganze zur Homogenisierung weitere 4 Stunden in der Kugelmühle gemahlen. Ein Teil des so hergestellten Schlickers wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu einem Sprühgranulat verarbeitet. Das getrocknete Sprühgranulat hatte eine spezifischeSince the alumina still contained numerous, coarser particle aggregates in the delivery state, it was subjected together with the clay component to an 8-hour pre-grinding with the addition of water in a ball mill. Subsequently, to produce a spray slip with 60 mass fractions in% solids, the two kaolin components were added an addition of 0.79 parts by mass in% sodium polyphosphate as liquefying agent and a corresponding amount of water and the whole was ground for homogenization for a further 4 hours in the ball mill. A portion of the slurry thus prepared was processed as described in Example 1 to a spray granules. The dried spray granules had a specific one

Oberfläche von 18 m'/g. Ein Teil des Granulates wurde wie in Beispiel 1 beschrieben bei 11004C vorgebrannt. Es hatto danach eine spezifische Oberfläche von 1,4m2/g.Surface of 18 m '/ g. Part of the granules were prefired at 1100 ° C. as described in Example 1. It then has a specific surface area of 1.4 m 2 / g.

40 Mas jeteile des vorgebrannten Granulate und 33,3 Massetolle des Sprühschlickere (enthaltend 20 Masseteile der Primärmasse wurden sodann unter Zusatz von 12,4 Masseteile Wasser in einer Kugelmühle (Verhältnis MahlkugeliSchllcker => 1:1) Dh gemahlen. Der gesamte Mahlschlicker wurde in einen Kneter überführt, in den dann nach und nach 40 Massetaiie trockenen Sprühgranulats eingetragen wurden. Es resultierte eine Vororboitungsmasso mit einer Feuchte von etwa 20%, die sich gut auf der Vakuumstrangpresse verarbeiten ließ. Der Feststoffanteil der Verorbeitungsmasee bestand dabei zu 60% aus der Prlmärmasso und zu 40% aus vorgebranntem Granulat. Die Kornverteilung der Verarbeitungsmasse wies dabei folgende Kennwerte auf:40 parts of the preformed granules and 33.3 parts of the slurry (containing 20 parts by weight of the primary mass were then ground with the addition of 12.4 parts by weight of water in a ball mill (ratio of grinding ball screw => 1: 1), ie In the course of which 40 massages of dry sprayed granules were gradually added, resulting in a pre-boring machine with a moisture content of about 20%, which could be processed well on the vacuum extruder 40% from pre-fired granules The particle size distribution of the processing mass had the following characteristics:

du = 0,28μηη d60 " 3,3 μιτ> dS4 = 18μιηdu = 0.28μηη d 60 " 3.3 μιτ> d S 4 = 18μιη

Die stranggezogenen Prüfkörper hatten nach dem Trocknen noch eine Gesamtporosität von 35% und wiesen eine Trockenbiegefestigkeit von 6,1 MPa auf. Der Brand der Prüfkörper erfolgte wie In Beispiel 1 beschrieben, wobei das Vordichtungsmaximum mit einer relativen Dichte von 88% Im Temperaturbereich zwischen 125O0C und 13000C lag, Der Durchschnittswert dor Biegefestigkeit der bis zu Verdichtungsmaximum gebrannten Stäbe lag bei 251 MPa. Der Werkstoff enthielt als röntgenographlsch bestimmbare kristalline Phasen 25-26 Massenanteile in % Korund und 41-43 Massenanteile In % Mullit. Daneben waren noch Andeutungen für geringe Anteile an Cristobalit zu erkennen, die jedoch sicher unter 1 Massenanteile In % blieben.The extruded specimens still had a total porosity of 35% after drying and had a dry flexural strength of 6.1 MPa. The fire of the test specimens was carried out as described in Example 1, wherein the Vormichtungsmaximum with a relative density of 88% in the temperature range between 125O 0 C and 1300 0 C, the average value of the flexural strength of the burned to maximum compression bars was 251 MPa. The material contained 25-26 parts by mass in% corundum and 41-43 parts by mass in% mullite, which can be determined by X-ray analysis. In addition, hints for small amounts of cristobalite were to be recognized, but certainly remained below 1% by mass in%.

Beispiel 5Example 5

Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet einen relativ hohen Anteil von Hartmineralkomponenten in Form von Tonerde und einen geringen Flußmittelanteil.This composition according to the invention comprises a relatively high proportion of hard clay components in the form of alumina and a low proportion of flux.

Die Zusammensetzung der Primärmasse war:The composition of the primary mass was:

5 Massenanteile in % Kaolin D 15 Massenanteile in % Kaolin S 40 Massenanteile in % Ton B 40 Massenanteile in % Tonerde Il5 mass fractions in% kaolin D 15 mass fractions in% kaolin S 40 mass fractions in% clay B 40 mass fractions in% alumina Il

Die Herstellung der Verarbeitungsmasse erfolgte analog zum Beispiel 4, wobei der Tonerdeanteil gemeinsam mit dem Ton vorgemahlen wurde und der Gesamtversatz in einen Sprühschlicker überführt wurde. Das getrocknete Sprühgranulat hatte eine spezifische Oberfläche von 23mVg. Das bei 1150"C vorgebrannte Granulat hatto eine spezifische Oberfläche von 1,9mVg. In die Veraibeitungsmasse gingen 75Massenanteile in % der Frimärmasse und 25 Massenanteile in % vorgenannten Sprühgranulates ein. Die Kornverteilung der Verarbeitungsmasse ist durch folgende Kennwerte zu charakterisieren:The production of the processing mass was carried out analogously to Example 4, wherein the proportion of clay was pre-ground together with the clay and the total offset was transferred to a Sprühschlicker. The dried spray granules had a specific surface area of 23mVg. The granules pre-fired at 1150 ° C. had a specific surface area of 1.9mVg., 75% by mass of the fricutaceous mass and 25% by mass of the above-mentioned sprayed granules were incorporated into the dressing mass.

die = 0,1 μιτι d50 = 2,2the = 0.1 μιτι d 50 = 2.2

Die Ziehfeuchte für die Verarbeitungsnasse betrug etwa 19%. Bei einer Gesamtporosität von 38% hatten die getrockneten Prüfkörper eine Biegefestigkeit von 5,3MPa. Das Verdichtungsmaximum mit einer relativen Dichte von 88% wurde bei reduzierendem Brand zwischen 1250 und 13000C erreicht. Die Biegefestigkeit der Prüfstäbe betrug dabei im Mittel 297 MPa. Der Werkstoff enthielt als röntgenographisch bestimmbare kristalline Phasen 32-33 Massenanteile in % Korund und 35-37 Massenanteile in % Mullit. Andeutungsweise war ein geringer Anteil (< 1 %) Cristobalit vertreten.The drawdown for the processing wet was about 19%. At a total porosity of 38%, the dried specimens had a flexural strength of 5.3 MPa. The compression maximum with a relative density of 88% was achieved with reducing fire between 1250 and 1300 0 C. The flexural strength of the test bars was on average 297 MPa. The material contained as x-ray detectable crystalline phases 32-33 parts by mass in% corundum and 35-37 parts by mass in% mullite. As an indication, a small proportion (<1%) of cristobalite was represented.

Kornverteilung der Rohstoffe (μηι)Grain distribution of raw materials (μηι)

d,ed, e djodjo de,de, KaolinCKaolinC 0,50.5 2,92.9 7,47.4 Kaolin DKaolin D <0,1<0.1 0,60.6 8,08.0 KaolinSkaolin <0,1<0.1 0,320.32 3,03.0 Ton ASound A <0,1<0.1 0,130.13 0,530.53 Ton BTone B <0,1<0.1 0,140.14 0,640.64 Tonerde IClay I 0,460.46 0,950.95 1,81.8 Tonerdell*Toner Dell * 1,51.5 2,72.7 55 Zirkon*zircon * 1,91.9 5,75.7 10,310.3

* Die angegebene Kornverteilung gilt für den mit der Aufbereitung der PrimSrmasse erreichten Mahlzustand.* The specified particle size distribution applies to the grinding state achieved with the preparation of the PrimSrmasse.

QVQV SIO]SIO] AI2O3 Al 2 O 3 TIO2 TIO 2 Fo2OjFo 2 Oj CaOCaO MgOMgO K2OK 2 O — 9 —- 9 - 290 773290 773 12,112.1 48,248.2 35,435.4 0,760.76 1,331.33 0,100.10 0,250.25 1,881.88 6,866.86 63,563.5 22,522.5 0,230.23 1,481.48 0,220.22 1,411.41 3,973.97 Na2ONa 2 O ZrO2 ZrO 2 8,568.56 54,3654.36 28,1328.13 0,290.29 1,051.05 0,280.28 1,761.76 4,964.96 0,050.05 __ Chemische Zusammensetzung' der RohstoffeChemical composition of the raw materials 11,911.9 50,150.1 32,132.1 1,381.38 2,942.94 0,280.28 0,420.42 0,930.93 0,040.04 - 12,412.4 48,148.1 31,631.6 2,502.50 2,692.69 0,320.32 0,440.44 1,961.96 0,050.05 -- KaolinCKaolinC 0,270.27 0,190.19 Rostrust n.b.n.d. <0,01<0.01 0,030.03 0,050.05 0,010.01 0,090.09 -- Kaolin DKaolin D 0,180.18 0,190.19 Restrest < 0,01<0.01 0,020.02 n.n.N. N. <0,01<0.01 <0,01<0.01 0,100.10 __ KaollnSKaollnS 0,080.08 __ Ton ASound A 0,240.24 Ton BTone B 0,140.14 33,233.2 0,480.48 0,120.12 0,100.10 0,100.10 n.b.n.d. 0,030.03 Tonerde IClay I TonerdellDell toner 0,020.02 64,564.5 Zirkonzircon (flotlertor(flotlertor Feinsand)Fine sand)

Claims (14)

1. Porzellanartiger Sinterwerkstoff hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohstoff vor dem Brennen folgende Komponenten aufweist1. porcelain-like sintered material of high strength, characterized in that the raw material before firing has the following components 66 bis 97 Massenanteile In % quarzarmo Tone und/oder Kaoline, die Insgesamt einen Anteil an durch die Summe von (Fe2Oe + FeO + CaO + MgO -H K2O + Na2O) charakterisierten Flußmittelkomponenten zwischen etwa 4 und etwa 7,6 Massenanteile In % enthalten, wobei die Flußmittelkomponenten hauptsächlich in Form von Glimmer-, IHIt-, Illlt-Smectlt-Wechsellagerungs- und/oder Chlorlt-Mlneralen neben Mineralen der Kaolinitgruppe vorliegen, und 3 bis 45 Massenanteile In % Hartminerale mit einer Härte von über 7 der Mohs'schen Skala und einem mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8 · 10""0K"1, wovon mindestens etwa 3 Massenantelle In % Tonerde sind, In Form einer innigen Mischung, wobei die Mischung
~ insgesamt weniger als 12 Massenantelle In % Quarz und einen Anteil an Flußmittelkomponenten - ausgedrückt als Summe Σ
66 to 97 parts by mass In% quartz-poor clays and / or kaolins, which in total account for a proportion of flux components characterized by the sum of (Fe 2 Oe + FeO + CaO + MgO-HK 2 O + Na 2 O) between about 4 and about 7, 6 wt% In%, with the flux components being present mainly in the form of mica, IHIt, Illlt-Smectlt alternating storage and / or chlorite groups besides minerals of the kaolinite group, and 3 to 45 mass% In% hard minerals with a hardness of over 7 of Mohs scale and having an average coefficient of thermal expansion below about 8 × 10 -5 K- 1 , of which at least about 3 mass% are alumina, in the form of an intimate mixture, wherein the mixture
~ total less than 12 mass elements In% quartz and a proportion of flux components - expressed as sum Σ
(Fe2O3 + FeO + CaO + MgO + K2O + Na2O)-VOn über 3,5 Massenanteile in % aufweist und über 90 Massenanteile In % der Partikeln der Rohstoffkomponenten in einer Korngröße unter(Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO + K 2 O + Na 2 O) -VOn has over 3.5 parts by mass in% and over 90 parts by mass In% of the particles of the raw material components in a particle size below 10Mm enthält;
und daß das Gefüge des Werkstoffes nach dem Brennen
Contains 10mm;
and that the structure of the material after firing
- einen Porenanteil von maximal etwa 14 Volumenanteile in % aufweist, wobei die Zahl der Poren mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von über 5pm unter 5 Volumenanteile in % der Gesamtporen liegt,- has a maximum pore content of about 14% by volume, the number of pores having a sphere-equivalent diameter of more than 5 μm being less than 5% by volume in% of the total pores, - einen Gesamtanteil an kristallinen Komponenten von über etwa 45 Massenanteile in % enthält,contains a total content of crystalline components of more than about 45% by mass, - Inhomogenitäten in Form von zusammenhängenden einphasigen Bereichen mit einer lateralen Ausdehnung von mehr als 10μιη zu weniger als 10% auf beliebigen Schnittflächen aufweist,Having inhomogeneities in the form of coherent single-phase regions with a lateral extent of more than 10 μm to less than 10% on any cut surfaces, und daß die Festigkeit des Werkstoffes gemessen als Biegefestigkeit an stabförmigen Prüfkörpern, in Abhängigkeit vom Anteil der eingesetzten Hartmineralkomponente mindestens etwa 150 MPa beträgt.and that the strength of the material is measured as the bending strength of rod-shaped test specimens, depending on the proportion of the hard mineral component used at least about 150 MPa.
2. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß2. sintered material according to claim 1, characterized in that - als Hartmineral eine keramische Tonerde verwendet wird, die zu mehr als 85% aus Korund besteht, in Primärkristallite aufgeteilt ist, die ihrerseits einen dB0-Wert der Kornverteilung von unter etwa 5μηη haben- As a hard mineral, a ceramic clay is used, which consists of more than 85% of corundum, is divided into primary crystallites, which in turn have a d B0 value of the particle size distribution of less than about 5μηη und daß der Tonerdeanteil in Abhängigkeit von der erforderlichen Werkstoffestigkeit 3 bis 45 Massenanteile in % der Gesamtzusammensetzung beträgt.and that the proportion of clay in the clay, depending on the required strength of the material, is 3 to 45 parts by mass in% of the total composition. 3. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,3. sintered material according to claim 1 and 2, characterized - als weiteres Hartmineral Zirkon als Sand oder ein entsprechendes Aufbereitungsprodukt mit einem Zirkonanteil von mehr als 90% eingesetzt wird, und der d60-Wert seiner Kornverteilung unter 5 pm liegt.- Is used as a further hard mineral zirconium as sand or a corresponding treatment product with a zirconium content of more than 90%, and the d 60 value of its particle size distribution is less than 5 pm. 4. Sinterwerkstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,4. sintered material according to claim 3, characterized - daß der Zirkonanteil in Abhängigkeit von der erforderlichen Werkstoffestigkeit bis 35 Massenanteile in % beträgt.- That the zirconium, depending on the required material strength to 35% by mass in mass. 5. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit des Werkstoffes, gemessen als Biegefestigkeit an stabförmigen Prüfkörpern, bei einem Hartmineralanteil von über etwa 40% mindestens 250MPa beträgt.5. sintered material according to claim 1, characterized in that the strength of the material, measured as flexural strength of rod-shaped specimens, at a hard mineral content of about about 40% is at least 250MPa. 6. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Hartmineralen im Bereich von 5 bis 40 Massenanteile in % liegt, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 30 Massenanteile in %.6. sintered material according to claim 1, characterized in that the proportion of hard minerals in the range of 5 to 40 parts by mass in%, preferably in the range of 10 to 30 parts by mass in%. 7. Verfahren zur Herstellung porzellanartiger Sinterwerkstoffe hoher Festigkeit durch Aufbereitung einer Rohmasse, Formung, Trocknung und Brennen, dadurch gekennzeichnet, daß e\r\e Primärmasse, bestehend aus den Rohstoffkomponenten7. A process for producing porcelain-like sintered materials of high strength by processing a raw material, shaping, drying and firing, characterized in that e \ r \ e primary mass, consisting of the raw material components 55 bis 97 Massenanteile in % quarzarme Tone und/oder Kaoline, die insgesamt einen Anteil an durch die Summe von (Fe2O3 + FeO + CaO + MgO + K2O + Na2O) charakterisierten Flußmittelkomponenten zwischen etwa 4 und etwa 7,5 Massenanteile in % enthalten, wobei die Flußmittelkomponenten hauptsächlich in Form von Glimmer-, HMt-, Illit-Smectit-Wechsellagerungs- und/oder Chlorit-Mineralen neben Mineralen der Kaolinitgruppe vorliegen, und 3 bis45 Massenanteile in % Hartminerale mit einer Härte von über7 der Mohs'schen Skala und einem mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 8· 10"8K"1, wovon55 to 97 mass fractions in% quartz-poor clays and / or kaolins, the total of a proportion of by the sum of (Fe 2 O 3 + FeO + CaO + MgO + K 2 O + Na 2 O) characterized Flußmittelkomponenten between about 4 and about 7 , 5% by mass, with the flux components being present mainly in the form of mica, HMt, illite-smectite interchangeable and / or chlorite minerals besides minerals of the kaolinite group, and 3 to 45% by mass of hard minerals having a hardness greater than 7 Mohs scale and a mean thermal expansion coefficient below about 8 x 10 -8 K -1 , of which mindestens etwa 3 Massenanteile In % Tonerde sind gegebenenfalls unter Flüssigkeitszusatz zu einer Innigen Mischung mit einem Anteil an Partikeln unter lOpm von mehr als 90 Massenantelle In %, einem Quarzanteil von weniger als 12 Massenantelle In % so aufbereitet wird, daß sie keine Aggregationen oder Agglomerationen der Jeweiligen Mineralkomponenten mehr enthält daßAt least about 3% by weight of alumina are optionally treated with liquid addition to an intimate mixture having a proportion of particles below 10 pm of more than 90% by mass In%, a quartz content of less than 12% by mass in such a way that they do not aggregate or agglomerate Each mineral component contains more that - ein Teil der Primärmasse von 10 bis 60 Massenahteile In % zu Sekundärpartikeln mit niedriger Porosität agglomeriert wird,a part of the primary mass of 10 to 60 parts by mass is agglomerated in% to secondary particles with low porosity, - die Sekundärpartikeln durch eine Vorsinterung Im Temperaturbereich zwischen 10000C und 12000C so verdichtet werden, daß Ihre sepzlflsche Oberfläche 20% bis 2% von der der- The secondary particles are densified by a pre-sintering in the temperature range between 1000 0 C and 1200 0 C so that their sepzlflsche surface 20% to 2% of the ' Primärmasse beträgt,
daß
'Primary mass is,
that
- 50 bis 90 Massenanteile in % der Primärmasse und 50 bis 10 Massenantelle in % der vorgesinterten Sekundärpartikeln durch Mischung und Mahlung unter Zusatz von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, - die gegebenenfalls gelöste Beimengungen von Gleitmitteln, Verflüssigungsmitteln und/oder Bindemitteln enthält, - zu einer plastisch oder steifplastisch formbaren Verarbeitungsmasse aufbereitet werden,- 50 to 90 parts by mass in% of the primary mass and 50 to 10 Massenantelle in% of pre-sintered secondary particles by mixing and grinding with the addition of liquid, especially water, - optionally dissolved admixtures of lubricants, liquefiers and / or binders contains - plastically or rigidly plastically mouldable processing mass be processed - aus der Verarbeitungsmasse nach an sich bekannten Verfahren Gegenstände geformt, getrocknet und gegebenenfalls mit einer Rohglasurschicht versehen werden, und- molded articles from the processing mass according to known methods, dried and optionally provided with a Rohglasurschicht, and - die Gegenstände zur Beseitigung C-haltiger Beimengungen bis auf maximal 85O0C in oxidierender Atmosphäre aufgeheizt werden, anschließend in reduzierender Atmosphäre weiter erhitzt werden und schließlich durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 115O0C und 135O0C in den Werkstoff umgewandelt werden, wobei die erforderliche Sintertemperatur und -dauer von der konkreten Zusammensetzung der Primärmasse abhängt und durch die minimale Porenmenge und -größe des Werkstoffes charakterisiert ist.- The objects for the removal of C-containing admixtures are heated to a maximum of 85O 0 C in an oxidizing atmosphere, then further heated in a reducing atmosphere and finally be converted by heating to a temperature between 115O 0 C and 135O 0 C in the material, said the required sintering temperature and duration depends on the concrete composition of the primary mass and is characterized by the minimum pore size and size of the material.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Hartmineralien im Bereich von 5 bis 40, vorzugsweise von 10 bis 30 Massenanteile in % liegt.8. The method according to claim 7, characterized in that the proportion of hard minerals in the range of 5 to 40, preferably from 10 to 30 parts by mass in%. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmineralien Korund (AI2O3) und/oder Zirkon (ZrSiO^ sind.9. The method according to claim 7, characterized in that the hard minerals are corundum (Al 2 O 3 ) and / or zirconium (ZrSiO ^ are. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasser, niedrigen Alkoholen, wasserlöslichen Ketonen und entsprechenden wäßrigen Lösungen und daß sie vorzugsweise Wasser ist.10. The method according to claim 7, characterized in that the liquid is selected from the group consisting of water, lower alcohols, water-soluble ketones and corresponding aqueous solutions and that it is preferably water. 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterverarbeitung zu Sekundärpartikeln durch Sprühtrocknung oder ähnliche Granulierprozesse erfolgt.11. The method according to claim 7, characterized in that the further processing to secondary particles by spray drying or similar granulation takes place. 12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Gegenstände durch bis zu einer Temperatur zwischen 7000C und 75O0C in einer oxidierenden Atmosphäre erfolgt, vorzugsweise durch ausreichende Frischluftzufuhr, daß beim weiteren Erhitzen der Gegenstände im Temperaturbereich oberhalb 8000C eine reduzierende Atmosphäre insbesondere durch Einstellung eines Überschusses an CO und/oder H2 in den Brenngasen eingestellt wird und daß diese Atmosphäre bis zum Erreichen einer Temperatur zwischen 12000C und 13000C gehalten wird.12. The method according to claim 7, characterized in that the heating of the objects by up to a temperature between 700 0 C and 75O 0 C takes place in an oxidizing atmosphere, preferably by sufficient supply of fresh air that upon further heating of the objects in the temperature range above 800 0 C is set a reducing atmosphere, in particular by adjusting an excess of CO and / or H 2 in the fuel gases and that this atmosphere is maintained until reaching a temperature between 1200 0 C and 1300 0 C. 13. Verfahren nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Primärmasse unter Zusatz von an sich bekannten Verflüssigungsmitteln und gegebenenfalls Binde- und Gleitmitteln zu einem sprühfähigen Schlicker aufbereitet wird, und zur Herstellung von Sekundärpartikeln13. The method according to claim 7, characterized in that the entire primary mass is treated with the addition of known liquefying agents and optionally binders and lubricants to a sprayable slurry, and for the production of secondary particles - ein Teil des Sprühschlickers durch Sprühtrocknen, Wirbelschichtgranulieren oder ein ähnliches Verfahren in ein Granulat überführt wird,a part of the spray slurry is transferred into a granulate by spray drying, fluidized bed granulation or a similar process, - wiederum ein Teil des Granulates durch Vorsintern verdichtet wird,- In turn, a portion of the granules is compacted by pre-sintering, - das verdichtete Granulat direkt oder vorgemahlen gegebenenfalls unter weiterer Vermahlung dem sprühfähigen Schlicker beigemischt wird und- The compacted granules are mixed directly or pre-ground optionally with further grinding the sprayable slurry and - der erhaltenen Mischung unter Rühren bis Kneten soviel getrocknetes Granulat zugegeben wird, daß eine plastisch oder steifplastisch formbare Verarbeitungsmasse resultiert, die 50 bis 90% der ursprünglich verschlickerten Primärmasse und 50 bis 10% des vorgesinterten und zerkleinerten Granulats enthält, die wie angegeben zum Sinterwerkstoff weiterverarbeitet wird.- The resulting mixture is added with stirring to kneading so much dried granules that a plastically or rigid plastic moldable processing mass results, which contains 50 to 90% of the originally segregated primary mass and 50 to 10% of the presintered and comminuted granules, which further processed as indicated to the sintered material becomes. 14. Verfahren nach Anspruch 7 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Sekundärpartikeln aus der durch Flüssigkeitszusatz plastisch verformbaren oder gießfähigen Primärmasse durch Foliengießen, Folienziehen oder Folienwalzen erfolgt, wobei die erhaltene Folie getrocknet, gebrochen und durch Vorsintern verdichtet wird.14. The method according to claim 7 or 13, characterized in that the preparation of the secondary particles from the plastically deformable by liquid additive or pourable primary mass by film casting, film drawing or film rolling, wherein the resulting film is dried, broken and compacted by presintering. mindestens etwa 3 Massenanteile In % Tonerde sind gegebenenfalls unter Flüssigkeitszusatz zu einer Innigen Mischung mit einem Anteil an Partikeln unter lOpm von mehr als 90 Massenantelle In %, einem Quarzanteil von weniger als 12 Massenantelle In % so aufbereitet wird, daß sie keine Aggregationen oder Agglomerationen der Jeweiligen Mineralkomponenten mehr enthält daßAt least about 3% by weight of alumina are optionally treated with liquid addition to an intimate mixture having a proportion of particles below 10 pm of more than 90% by mass In%, a quartz content of less than 12% by mass in such a way that they do not aggregate or agglomerate Each mineral component contains more that - ein Teil der Primärmasse von 10 bis 60 Massenahteile In % zu Sekundärpartikeln mit niedriger Porosität agglomeriert wird,a part of the primary mass of 10 to 60 parts by mass is agglomerated in% to secondary particles with low porosity, - die Sekundärpartikeln durch eine Vorsinterung Im Temperaturbereich zwischen 10000C und 12000C so verdichtet werden, daß Ihre sepzlflsche Oberfläche 20% bis 2% von der der- The secondary particles are densified by a pre-sintering in the temperature range between 1000 0 C and 1200 0 C so that their sepzlflsche surface 20% to 2% of the ' Primärmasse beträgt,
daß
'Primary mass is,
that
- 50 bis 90 Massenanteile in % der Primärmasse und 50 bis 10 Massenantelle in % der vorgesinterten Sekundärpartikeln durch Mischung und Mahlung unter Zusatz von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, - die gegebenenfalls gelöste Beimengungen von Gleitmitteln, Verflüssigungsmitteln und/oder Bindemitteln enthält, - zu einer plastisch oder steifplastisch formbaren Verarbeitungsmasse aufbereitet werden,- 50 to 90 parts by mass in% of the primary mass and 50 to 10 Massenantelle in% of pre-sintered secondary particles by mixing and grinding with the addition of liquid, especially water, - optionally dissolved admixtures of lubricants, liquefiers and / or binders contains - plastically or rigidly plastically mouldable processing mass be processed
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19516867A1 (en) * 1995-05-09 1996-11-14 Wulff Karl Heinz Low density, high strength sintered construction materials prodn.
CN108046781A (en) * 2017-12-31 2018-05-18 河南祥盛陶粒有限公司 High-strength ceramsite sand preparation process

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