DD300289A7

DD300289A7 - Feuerbeton zur herstellung von auskleidungsteilen fur siliciumcarbid-reaktionssinterofen

Info

Publication number: DD300289A7
Application number: DD33709290A
Authority: DD
Inventors: Detlef Hinze; Hans-Rainer Chudak; Bernd Weise; Helmut Hilmer; Karsten Tellert
Original assignee: Veb Feuerfestwerke Wetro
Priority date: 1990-01-15
Filing date: 1990-01-15
Publication date: 1992-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Feuerbeton zur Herstellung von Ofenauskleidungsteilen fuer Siliciumcarbid-Reaktionssinteroefen. Erfindungsgemaesz wird einem Feuerbeton, bestehend aus grob-, mittel- und feinkoernigem Siliciumcarbid, einem plastischen Bindemittel in Form von geschlaemmtem Kaolin, feingemahlener Tonerde und pyrogener Kieselsaeure in Form des Anfallproduktes der Entstaubungsanlage der Ferrosiliciumproduktion zusaetzlich ein Filterstaub, der bei 2 000 K 4 Stunden in nichtoxidierender Atmosphaere behandelt wurde und einen Anteil von 63 bis 67 * Siliciumcarbid arteigener Bindung, 18 bis 22 * Siliciumdioxid und 13 bis 17 * Kohlenstoff enthaelt, zugegeben und mittels eines Kieselsols mit einem SiO2-Anteil von 30 % in bekannter Weise zu Ofenauskleidungsteilen verarbeitet und im Siliciumcarbid-Reaktionssinterofen eingesetzt.{Feuerbeton; Ofenauskleidung; Siliciumcarbid-Reaktionssinteroefen; Tonerde; amorphes SiO2; Filterstaub; Siliciumcarbid, arteigener Bindung; Kohlenstoff; Mullit; Festigkeit; chemische Resistenz; Standzeiterhoehung}

Description

Die Erfindung betrifft einen Feuerbeton zur Herstellung von Ofenauskleidungsteilen, insbesondere Siliciumcarbid-Reaktionsinteröfen.

Charakterisierung ''ns bekannten Standes der Technik

Siliciumcarbid-Formkörper werden zur Reaktionssinterung um ein als Widertitandsheizer dienendes Kohlerohr gebündelt und in Reaktionsmischungen, die im wesentlichen als Siliciumcarbid, Siliciumdioxid und Koks bestehen und bei 2200K ein Silicium enthaltenes Gas abgeben, eingebettet.

Bekannt sind zur räumlichen Begrenzung des Reaktionsraumes lose Schüttungen, bestehend aus Siliciumcarbid, Siliciumdioxid und kohlenstoffhaltigen Materialien. Diese haben, wie im DD-PS 282447 beschrieben, Nachteile.

Es ist weiterhin bekannt, Ofenauskleidungsteile für Reaktionssinteröfen aus tonerdezementgebundenen Korundbetonen einzusetzen. Diese haben den Nachteil, mit dem vorliegenden Reaktionssinterjiemisch bei den beschriebenen Ofentemperaturen nach kurzer Zeit niedrigschmelzende Verbindungen zu bilden, die die feuerfeste Auskleidung zerstören. Außerdem besitzen sie keine ausreichende Druck- und Abriebfestigkeit, und die Temperaturwechselbsständigkeit ist unbefriedigend.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines Feuerbetons für Ofenauskleidungsteile von Siliciumcarbid-Reaktionvsinteröfen, der die Nachteile der bekannten technischen Lösungen beseitigt und sich durch eine hohe thermische und chemische Beständigkeit gegenüber dem Reaktionssintergemisch beim Sinterprozeß sowie eine sehr hohe Temperaturwechselbeständigkeit und Kaltdruckfestigkeit auszeichnot.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fouerbeton zur Herstellung von Ofenauskleidungsteilen für Siliciurncarbid-Reaktionssinteröfen anzugeben, der die Zielstellung erreicht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einem Stoffgemenge, bestehend aus grob-, mittel- und feinkörnigem Siliciumcarbid, einem plastischen Bindemittel in Form von geschlämmtem Kaolin, feingemahlener Tonerde mit einer Mahlfeinheit von 98% kl einer 0,04 mm und pyrogener Kies slsäure in Form des Anfallproduktes der Entstaubungsanlage der Ferrosiliciumproduktion, zusätzlich 10-20Ma.-% eines Filterstaubes, der bei 2200K l Stunden in nichtoxidierendor Atmosphäre behandelt wurde und einen Anteil von 65 ± 2% Siliciumcarbid arteigener Bindung, 20 ±2% Siliciumdioxid und 15 ±2% Kohlenstoff enthält, zugesetzt wird. Das trocken in einem Mischaggregat homogenisierte Stoffgemenge wird mit Kieselsol mit einem SiO₂-Anteil von 30% versetzt, fertig gemischt und mittels ülilicher Betonfertigteiltechnologie auf einem Rütteltisch in Stahlformen zu Ofenauskleidungsteilen abgeformt. Nach dem Ausscnalen werden die Ofenauskleidungsteile bei ca. 5O⁰C getrocknet. Die getrockneten Ofenauskleidungsteile werden in den Siliciumcarhid-Reaktionssinterofen eingebaut und zum Einsatz gebracht.

Teile des Siliciumdioxids des Filterstaubes sowie das amorphe Siliciumdioxid der pyrogenen Kieselsäure und des Ki6selsols reagieren bei der eisten Reaktionssinterung mit der feingemahlenen Tonerde zu Mullit. Die sich ausbildende Mullitbindemstrix verleiht dem Ofenauskleidungsteil ein dichtes Gefüge, hohe Kaltdruckfestigkeit und Heißbiegefest'gkeit sowie eine gute Druckfeuerbeständigkeit und eine hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit. Die Anteile von Siliciumcarbid arteigener Bindung, Siliciumdioxid und Kohlenstoff des Filterstaubes erhöhen auf Grund ihrer gegenüber dem Reak'ionssintergemisch arteigenen stofflichen Charakteristik die chemische Beständigkeit der eingesetzten Ofenauskleidungsteile und verbessern damit wesentlich die Standzeit von Siliciumcarbid-Reaktionssinteröfen gegenüber allen anderen bekannten technischen Lösungen.

Ausführungsbelsplel

In ein Mischaggregat, vorzugsweise einen Zwangsmischer, werden

35Ma.-% Siliciumcarbid, Kornfraktion 1 bis 2,5 mm 10Ma.·% Siliciumcarbid, Kornfraktion 1 bis 0,5 mm 10Ma.-% Siliciumcarbid, Kornfraktion 0,2 bis 0,5mm 8Ma.-% Siliciumcarbid, Kornfraktion 0,2 bis 0,1 mm 5Ma.-% geschlämmter Kaolin

15Ma.-% feingemahlene Tonerde, Mahlfeinheit mind. 98% kleiner 0,04mm 2 Ma.-% pyrogene Kieselsäure in Form des Anfallproduktes der Entstaubungsanlage der Ferrosiliciumproduktion

und 15Ma.-% des erfindungsgemäßen Filterstaubes, der bis 2 200 K4 hin nicht oxidierender Atmosphäre

behandelt wurde und folgende Zusamnensetzung aufweist: 65 Ma.-%Siliciumc,irbid arteigener Bindung 20 Ma.-% Siliciumdioxid 15Ma.-%Kohlenstoff

gegeben, trocken homogenisiert und mit einem Kieselsol mit einem SiOj-Anteil von 30%, im Verhältnis 12 Teile Trockenmasse zu 1 Teil Kieselsol versetzt und fertig gemischt.

Der angemachte Feuerboton wird anschließend in einer auf einem Rütteltisch aufgespannten Form verarbeitet, 12 Stunden bei Raumtemperatur luftgetrocknet, die vorgetrockneten Getonformteile entschalt und nochmals 24 Stunden bei einer Temperatur von ca. 50⁰C an Luft getrocknet. Die so hergestellten Ofenauskleidungsteile besitzen eine ausreichende Grünfestigkeit, die eine problemlose Handhabung bei der Zustellung von Siliciumcarbid-Reaktionssinteröfen gestattet.

Nach der ersten Reaktionssinterung besitzt der Feuerbeton nachfolgende Gütewerte:

Kaltdruckfestigkeit 90MPa

Offene Porosität 16%

Rohdichte 2,56g/cm³

Druckfeuerbeständigkeit >1700°C

Temperaturwechselbeständigkeit > 50 Abschreckungen.

Nach 40 Reaktionssinterungen weisen die Ofenauskleidungsteile noch keine Risse auf. Die Festigkeit war ebenfalls unbeeinträchtigt geblieben, und es traten keine Masseverluste und Gefügeveränderung6n durch chemische Reaktionen auf.

In Betracht gezogene Druckschriften: DD 282 447 DD 261 355 DD 235 479

Claims

Feuerbeton zur Herstellung von Ofenauskleidungsteilen für Reaktionssinteröfen, bestehend aus 58 bis 68 Ma.-% grob-, mittel- und feinkörnigem Siliciumcarbid, 5 Ma.-% plastischem Bindemittel in Form von geschlämmten Kaolin, 15 Ma.-% feingemahlener Tonerde, mit einer Mahlfeinheit von mind. 98% kleiner 0,04mm und 2 Ma.-% pyrogene Kieselsäure in Form des Anfallproduktes der Entstaubungsanlage der Ferrosiliciumproduktion, hergestellt in bekannter Weise durch Einsatz eines Kieselsols mit einem SiO₂-Anteil von 30%, gekennzeichnet dadurch, daß zusätzlich 10 bis 20Ma.-% eines Filterstaubes, der 4 Stunden bei 2200K in nichtoxidierender Atmosphäre behandelt wurde und eine Zusammensetzung von 63 bis 67 Ma.-% Siliciumcarbid arteigener Bindung, 18 bis 22 Ma.-% Siliciumdioxid und 13 bis 17Ma.-% Kohlenstoff besitzt, dem Feuerbeton zugegeben wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung