DE10054125A1 - Feuerfester Förmkörper sowie Versatz und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Feuerfester Förmkörper sowie Versatz und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Versatz, insbesondere zum Herstellen eines feuerfesten Formkörpers, dessen Komponenten im wesentlichen im Dreistoffsystem MgO-Al¶2¶O¶3¶-SiO¶2¶ liegen, aufweisend zumindest DOLLAR A a) eine relativ grobkörnige Resistorkornkomponente, deren Zusammensetzung im Bereich des Zusammensetzungsdreiecks Periklas (MgO) - Spinell (MgAl¶2¶O¶4¶) - Forsterit (Mg¶2¶SiO¶4¶) einschließlich der Konoden liegt; DOLLAR A b) einen Schmelzphasenbildner, dessen Zusammensetzung im Dreistoffsystem MgO-Al¶2¶O¶3¶-SiO¶2¶, jedoch außerhalb des Zusammensetzungsdreiecks Periklas (MgO) - Spinell (MgAl¶2¶O¶4¶) - Forsterit (Mg¶2¶SiO¶4¶), liegt; DOLLAR A c) eine feinkörnige feuerfeste Komponente einer Zusammensetzung, die im Dreistoffsystem MgO-Al¶2¶O¶3¶-SiO¶2¶ liegt und unter Einsatzbedingungen im wesentlichen nicht mehr der aus dem Schmelzphasenbildner gebildeten Schmelze reagiert.
Description
Die Erfindung betrifft einen feuerfesten Formkörper sowie einen
Versatz und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Feuerfeste Werkstoffe, die bei der Auskleidung von Ofengefäßen
und Ofenräumen verwendet werden, unterliegen häufig einer hohen
chemisch-korrosiven Belastung durch Alkalisalze einer komplexen
Zusammensetzung. Diese chemisch-korrosive Belastung herrscht
insbesondere in einem Temperaturintervall von 700 bis 1300 Grad
Celsius.
Die Herkunft der Salze ist dabei komplex. So setzen sowohl das
Brenngut als auch die Brennstoffe oft Alkalien frei. Diese Alka
lien bilden bekanntermaßen dünnflüssige Salze im entsprechenden
Temperaturintervall und sind in den meisten feuerfesten bzw.
keramischen Systemen als Fließmittel, d. h. Schmelzpunkterniedri
ger wirksam.
In der Zementindustrie beispielsweise stammen die Alkalien zu
einem Teil aus den - insbesondere tonhaltigen - Rohstoffen.
Ferner ist die Alkalienbelastung durch die heute verwendeten
Brennstoffe erheblich gestiegen. Insbesondere wurde beim Brennen
des Zementklinkers in Drehrohröfen ein Wechsel des Brennstoffs
von relativ sauberem Erdgas und Öl auf minderwertigere Kohlen
sowie Abfallbrennstoffe wie Gummireifen, Altöle, Kunststoffe und
Lösungsmittel vollzogen. Diese Brennstoffe haben den Vorteil,
daß sie bei einem ausreichenden Energiegehalt günstig sind und
zudem bei den in den Drehrohröfen herrschenden Temperaturen
diese Reststoffe gleichzeitig thermisch entsorgt werden. Der
chemisch-korrosive Verschleiß durch volative Stoffe, wie kom
plexe Alkalisalze, die beim Verbrennen entweichen bzw. gebildet
werden hat sich jedoch drastisch erhöht. Diese chemisch-korrosiven,
komplexen Salze bestehen im wesentlichen aus: K+, Na+, O2-,
SO3 2-, Cl-, OH-, F-, S2-. Je nach molarem Verhältnis bestehen die
entstehenden chemischen korrosiven Salze im wesentlichen aus den
Einzelkomponenten: K2SO4, Na2SO4, KCl, NaCl. Einen weiteren Ein
fluß auf die Zusammensetzung dieser Salze hat der Sauerstoff
partialdruck sowie das molare Verhältnis von Alkalioxiden zu SO3.
Bei niedrigem Sauerstoffpartialdruck beispielsweise liegen Sul
fide, bei hohem die entsprechenden Sulfate vor. Bei einem mola
ren Verhältnis von Alkalioxid zu SO3 von unter 1 tritt neben
Alkalisulfat Alkalihydroxid auf, bei einem molaren Verhältnis
von über 1 neben Alkalisulfat auch SO2/SO3.
Der Temperaturbereich von 700 bis 1300°C ist deshalb besonders
kritisch, da sich die Alkalisalze, die oberhalb von 1300°C
üblicherweise flüchtig sind, in dem angegebenen Temperaturinter
vall auf der feuerfesten Auskleidung niederschlagen und diese
dort infiltrieren und korrodieren. Unter der Wirkung des Tempe
raturgradienten erfolgt diese Infiltration und Korrosion sehr
tiefgründig, in vielen Fällen sogar bis zum metallischen Ofen
mantel. Besonders stark belastet ist deshalb beispielsweise bei
einem Drehrohrofen der Ofenabschnitt bzw. die feuerfeste Aus
kleidung des Ofenabschnitts, in dem Temperaturen von 700 bis
1300°C bestehen. Die Korrosionsvorgänge sind zum einen die
Infiltration, wobei durch die Infiltration durch die Alkalisalze
das Gefüge verdichtet und versprödet wird und zudem eine Auf
lockerung der Bindung durch den Kristallisationsdruck herbei
geführt wird. Hieraus resultiert ein vorzeitiger Verschleiß
durch Heißabrieb und Abplatzungen. Ferner wird durch die Erhö
hung der thermischen Leitfähigkeit in Verbindung mit den zuvor
beschriebenen Verschleißmechanismen eine schädliche Überhitzung
des metallischen Ofenmantels möglich.
Zudem findet eine chemische Korrosion statt, bei der die Infil
trate mit den primären Phasen der feuerfesten Auskleidung unter
Neubildung sekundärer Phasen mit niedrigerem Schmelzpunkt, ins
besondere Schmelzpunkten unter dem eigentlichen Anwendungs
schmelzpunkt, reagieren. Ferner können Volumenexpansionen
beobachtet werden. Insgesamt findet der Verschleiß durch chemi
sche Korrosion dann durch Abschmelzen, Heißabrieb und ebenfalls
Abplatzungen statt.
Eine theoretische Möglichkeit, die Infiltration feuerfester
Steine zu minimieren und ihre Korrosionsbeständigkeit sowie
Verschleißfestigkeit, insbesondere Abriebfestigkeit, zu verbes
sern, ist, ein möglichst dichtes Werkstoffgefüge vorzusehen. Ein
dichtes Werkstoffgefüge hat jedoch grundsätzlich eine verringer
te Temperaturwechselbeständigkeit zur Folge, so daß eine hohe
Temperaturwechselbeständigkeit und eine gleichzeitige hohe Dich
te und damit Verschleißresistenz nicht miteinander vereinbar
sind.
In anderen Bereichen der Feuerfest-Industrie, beispielsweise bei
der Herstellung von Steinen für Glaswannen, wird zur Herabset
zung der Porosität das feuerfeste Material schmelzgegossen,
wobei eine Porosität unter 5% erreichbar ist. Diese Technologie
ist jedoch auf wenige Werkstoffe beschränkt, da hierbei, wegen
der Erzeugung der Schmelzphase, hohe Prozeßtemperaturen notwen
dig sind. Zudem können derartige feuerfeste Werkstoffe nur in
Bereichen mit geringer Temperaturwechselbeanspruchung eingesetzt
werden.
Ferner besteht die Möglichkeit, feinste Pulver durch Sinterung
so hoch zu verdichten, daß theoretisch eine Porosität ausge
schlossen werden kann. Eine großtechnische Erzeugung derartiger
feuerfester Formkörper ist jedoch wegen der extrem hohen Brenn
schwindung, der extrem hohen Mahl- und Zerkleinerungskosten und
der extrem aufwendigen Herstellung so gut wie ausgeschlossen.
Zudem ist es im Bereich der Stahlherstellung bekannt, feuerfeste
Produkte mit Porenfüllern, insbesondere kohlenstoffhaltigen
Porenfüllern, zu tränken. Dies läßt sich jedoch nicht in allen
Bereichen der Anwendung feuerfester Werkstoffe verwirklichen und
ist zudem kostenintensiv.
Auch der Einsatz von Zusätzen zum Zwecke einer Volumenzunahme
während des Sinterns sowie der sogenannte LANOX-Prozeß, bei dem
eine Metalloxidation aus der Schmelzphase stattfindet, sind sehr
kostenintensiv und nicht in allen Bereichen anwendbar.
Für die Auskleidungen von Zementdrehrohröfen werden bis Tempera
turen (Materialtemperaturen) von 1100°C Schamottesteine, bis zu
1300°C tonerdereiche Steine und oberhalb von 1300°C Magnesia
steine eingesetzt, wobei zur Verbesserung der Temperaturwechsel
beständigkeit es bekannt ist, dem Magnesiastein Chromerz, Spi
nell oder Zirkonoxid zuzusetzen.
Das Verhältnis von CaO zu SiO2 ist bei den Steinen auf Magnesia
basis so eingestellt, daß neben Periklas auch Silikate wie Mer
winit (C3MS2) oder Belit (C2S) anwesend sind. Alternativ werden
oberhalb von 1300°C gebrannte Dolomitsteine eingesetzt, die im
wesentlichen aus CaO und MgO (Periklas) bestehen.
Alle diese Steinsorten weisen gegenüber der Infiltration und
chemischen Korrosion den Nachteil auf, daß durch die hohe offene
Porosität von 14 bis 22 Vol.% und bis zu 30 Vol.% bei wärme
dämmenden Schamotte- und Spezialsteinen nur ein äußerst mangel
hafter Infiltrationswiderstand vorhanden ist. Ein weiterer gra
vierender Nachteil ist die chemische Reaktionsbereitschaft der
mineralischen Steinkomponenten mit den infiltrierenden Salz
schmelzen. So reagieren die Schamotte- und tonerdereichen Steine
mit dem K2O/Na2O-Anteil der Infiltrate je nach Al2O3/SiO2-Verhält
nis zu Feldspatvertretern, Feldspäten oder zu β-Korund. Die
Folge sind Vorverschleiß durch Abplatzungen. Die Magnesia- und
Dolomitsteine reagieren mit SO3 2-, S- und CO2 zu Sulfaten, Sulfi
ten, Karbonaten und Spurriten, dies insbesondere der CaO-Anteil
unterhalb von 1200 bzw. 900°C. Die gebildeten, wenig feuerfe
sten Reaktionsprodukte sind beispielsweise C4A3.SO3, 2C2S.CaCO3,
2C2S.CaSO4, K2SO4.2CaSO4. Auch dies führt zur Versprödung und
damit zu vorzeitigem Verschleiß durch Heißabrieb bzw. durch
Abplatzungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen feuerfesten Versatz bzw.
feuerfeste Formkörper zu schaffen, der unter den genannten kor
rosiven Bedingungen und in dem angegebenen Temperaturintervall
einen erhöhten Infiltrationswiderstand aufweist, nicht mit den
komplexen Salzschmelzen reagiert und zudem eine gute Tempera
turwechselbeständigkeit aufweist.
Die Aufgabe wird mit einem Versatz, insbesondere für einen feu
erfesten Formkörper mit den Merkmalen des Anspruch 1 und einen
feuerfesten Formkörper mit den Merkmalen des Anspruch 20 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils hiervon abhän
gigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ferner ist es eine Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen des
feuerfesten Formkörpers zu schaffen. Die Aufgabe wird mit den
Merkmalen des Anspruch 37 gelöst, vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den davon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird anhand von Figuren beispielhaft erläutert. Es
zeigen dabei
Fig. 1 das Dreistoffsystem MgO-Al2O3-SiO2;
Fig. 2 das Dreistoffsystem gemäß Fig. 1 mit der einge
zeichneten chemischen Zusammensetzung des Grob
kornanteils;
Fig. 3 das Dreistoffzustandsdiagramm gemäß Fig. 1 mit
der eingezeichneten chemischen Zusammensetzung
des Schmelzphasenbildners;
Fig. 4 das Dreistoffzustandsdiagramm gemäß Fig. 1 mit
der eingezeichneten chemischen Zusammensetzung
des Fein- bzw. Mehlanteils;
Fig. 5 das Dreistoffzustandsdiagramm nach Fig. 1 mit den
eingezeichneten, bevorzugten chemischen Zusammen
setzungsbereichen des Schmelzphasenbildners;
Fig. 6 das Gefüge eines erfindungsgemäßen, feuerfesten
Formkörpers in einer grob schematisierten Dar
stellung;
Fig. 7 das Gefüge gemäß Fig. 6 in einer rasterelektro
nenmikroskopischen Aufnahme.
Erfindungsgemäß weist der einsatzbereite, feuerfeste Werkstoff
eine grobkörnige, feuerfeste metalloxidische Komponente, eine
feine, feuerfeste metalloxidische Komponente und eine
Schmelzphase bzw. einen Schmelzphasenbildner auf. Der feuerfeste
Werkstoff bzw. Formkörper weist nach dem Brand eine offene Poro
sität von < 10 Vol.% auf. Die Zusammensetzung des feuerfesten
Werkstoffs befindet sich im Dreistoffsystem MgO-Al2O3-SiO2 (Fig.
1).
Die chemische Zusammensetzung des Grobkornanteils, welcher als
sog. Resistorkomponente wirkt, liegt im Bereich des Zusammen
setzungsdreiecks Periklas (MgO)-Spinell (MgAl2O4)-Forsterit
(Mg2SiO4) einschließlich der Konoden, wie sie im Dreistoffzu
standsdiagramm (Fig. 2) ersichtlich sind. Für die Praxis bedeu
tet dies, daß beispielsweise Sinter- und/oder Schmelzmagnesia
und/oder Sinter-/Schmelzspinell und/oder Forsterit (insbesondere
in Form von Olivin) sowie jede beliebige Kombination dieser
Rohstoffe die Resistorkomponente ausbilden kann.
Der Schmelzphasenbildner weist eine chemische Zusammensetzung
auf, welche alle Kombinationen der Oxide MgO, Al2O3 und SiO2
umfaßt, außer denjenigen, deren Zusammensetzung innerhalb des
Zusammensetzungsdreiecks Periklas (MgO)-Spinell (MgAl2O4)-For
sterit (Mg2SiO4) liegt (Fig. 3). Bevorzugt werden solche Zusam
mensetzungen, wie sie im Dreistoffzustandsdiagramm (Fig. 5)
dargestellt sind. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines
Schmelzphasenbildners, der aufschmilzt und anschließend glas
artig erstarrt. Nach dem Abkühlen sind die Werkstoffporen voll
ständig oder teilweise mit einer Glasphase ausgefüllt.
Der Schmelzphasenbildner kann als eine mechanische Mischung der
entsprechenden Rohstoffe vorliegen, wobei diese Rohstoffe auch
gemeinsam vermahlen werden können, sofern ihre Mahlbarkeit nicht
so unterschiedlich ist, daß sich die jeweiligen Rohstoffe in
gröberen bzw. feineren Kornfraktionen jeweils anreichern und
somit eine Entmischung bzw. eine inhomogene Mischung resultie
ren.
Ferner können die den Schmelzphasenbildner bildenden Rohstoffe
zerkleinert, vorgesintert und nachzerkleinert werden und in
dieser Form verwendet werden. Ferner kann der Schmelzphasenbild
ner in Form einer sog. Fritte verwendet werden, d. h. die Roh
stoffe werden bereits zu einer Schmelze verarbeitet, homogeni
siert und anschließend abgekühlt und granuliert. Bei der Ver
wendung einer derartigen Fritte ist von Vorteil, daß derartige
Fritten einen relativ geringeren Schmelzenergieaufwand benöti
gen.
Entspricht ein natürlich vorkommendes Mineral in der Zusammen
setzung dem gewünschten Schmelzphasenbildner, können auch der
artige natürliche Mineralien verwendet werden, wobei auch sog.
Sinterrohstoffe wie Cordierit, Schamotte oder Mullit eingesetzt
werden können.
Die Phasenzusammensetzung des erfindungsgemäßen Werkstoffes bzw.
der Resistorkomponente und der Schmelzphase sind so gewählt, daß
- bei benachbarter Anordnung der Schmelze zu den Kontaktstellen
der Resistorkörner oder im Bereich der größten Annäherung zwi
schen Resistorkörnern - zwischen der Resistorkomponente und der
Schmelzphase lokal, vorzugsweise im Kontaktbereich Resistorkorn-
Resistorkorn eine chemische Reaktion zwischen Schmelzphase und
Resistorkomponente ablaufen kann, d. h. die Resistorkomponente
und die Schmelzphase stehen in einem thermodynamischen Ungleich
gewicht; bei diesen chemischen Reaktionen im Kontaktbereich
Korn-Korn werden dabei jedoch feuerfeste Verbindungen bzw. Pha
sen gebildet. Hierdurch kommt es zu einer Ausbildung von Brücken
zwischen den Resistorkörnern. Die Resistorkomponente und der
Schmelzphasenbildner sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß
die Zusammensetzung der neu gebildeten Phasen im Zusammenset
zungsbereich bzw. -dreieck Periklas (MgO)-Spinell (MgAl2O4)-For
sterit (Mg2SiO4) liegen. Hierdurch entstehen im Bereich der
Kontaktstellen der Körner der Resistorkomponente bzw. im Annähe
rungsbereich dieser Körner, sofern der Abstand nicht zu groß
ist, Verwachsungen. Infolge dieser Verwachsungen ist die Ver
bindung der Grobkörner der Resistorkomponente untereinander
erheblich verbessert, wodurch auch die mechanische und thermome
chanische Festigkeit des Werkstoffs deutlich erhöht wird (Fig.
6, 7).
Zudem wird ein Fein- bzw. Mehlanteil in den Werkstoff einge
führt, welcher die Aufgabe hat, durch die Erhöhung der Kornpac
kungsdichte zu einer höheren Verdichtung des Werkstoffs zu füh
ren. Hierdurch wird der Schmelzgehalt erniedrigt, da auch mit
der erzielten höheren Kornpackungsdichte ein Schritt hin zur
vollständigen Gefügeverdichtung getan wird. Ferner kann über den
Fein- bzw. Mehlanteil die Viskosität der Schmelze eingestellt
werden, wenn dies erwünscht ist.
Der Feinanteil und der Schmelzphasenbildner sind erfindungsgemäß
derart aufeinander abgestimmt, daß der Feinanteil und der
Schmelzphasenbildner nicht unter Bildung von neuen Phasen mit
einem größeren spezifischen Volumen reagieren. Eine derartige
Volumensteigerung würde zur Auflockerung des Werkstoffgefüges
führen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der den Feinanteil
ausbildende Rohstoff und der Schmelzphasenbildner derart aufein
ander abgestimmt sind, daß die beiden Komponenten in einem ther
modynamischen Gleichgewicht stehen. Als besonders vorteilhaft
hat sich gemäß der Erfindung herausgestellt, wenn der Feinanteil
eine Zusammensetzung aufweist, die im Bereich der Konode Spinell
(MgAl2O4)-Forsterit (Mg2SiO4) einschließlich der beiden Mineral
phasen liegt (Fig. 4). Vorzugsweise liegt die Zusammensetzung
auf der Konode einschließlich der beiden genannten Minerale.
Dabei hat es sich insbesondere gezeigt, daß ein hoher Spinell
anteil eine Reduzierung der für die Verdichtung des Werkzeug
gefüges notwendigen Menge der Schmelzphase bewirkt.
Als besondere vorteilhafte Zusammensetzung des gesamten Werk
stoffs hat sich die folgende chemisch pauschale Zusammensetzung
erwiesen:
MgO: 25-71 Masse-%
Al2O3: 20-66 Masse-%
SiO2: 9-32 Masse-%
MgO: 25-71 Masse-%
Al2O3: 20-66 Masse-%
SiO2: 9-32 Masse-%
Ferner wird die Kornverteilung des Werkstoffs so gewählt, daß
eine möglichst hohe Kornpackung erreicht wird. Die erfindungs
gemäß erforderlichen Kornverteilungen und -anteile sind dabei
wie folgt gewählt:
- - Resistorkomponente: 10 bis 90 Gew.% < 0,3 mm, vorzugsweise 30 bis 80 Gew.% < 0,3 mm, wobei ein Kornband von 0,5-6,5 mm, insbesondere 1-6 mm, bevorzugt 1-2 mm angestrebt ist;
- - Feinkornanteil: 5 bis 80 Gew.% < 0,2 mm, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.% < 0,2 mm;
- - Schmelzphasenbildner: 5 bis 70% < 0,2 mm, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.% < 0,2 mm.
Es hat sich herausgestellt, daß zur Verbesserung der Festigkeit
bei hohen Temperaturen (Druckerweichen) ein Zusatz von MgO-Mehl
zum Feinanteil (< 20 Gew.-% bezogen auf den Feinanteil) besonders
vorteilhaft ist.
Ferner konnte herausgefunden werden, daß der Zusatz von sog.
funktionellen Zusätzen vorteilhaft ist, wobei derartige funktio
nelle Zusätze insbesondere sind: SiC, ZrO2, AlN, AlON, Si3N4,
SiAlON, Cr, Cr2O3, Al, Mg, C.
Diese Zusätze tragen zur Verbesserung der Korrosionsbeständig
keit, der Temperaturwechselbeständigkeit, der Abriebfestigkeit,
dem Druckerweichen und der Brennschwindung bei. Überraschenderweise
hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, durch den
Zusatz von SiC die Brennschwindung des Werkstoffs zu steuern und
voreinzustellen. So kann durch eine Variierung des SiC-Gehalts
von 0 bis 20% die Brennschwindung zwischen 5% und -2% (d. h.
Wachsen) gesteuert werden. Es ist somit gelungen, durch die
Auswahl der Rohstoffe und den Zusatz von SiC eine vorher nicht
mögliche Dimensionsstabilität zu schaffen.
Zudem ist es überraschend möglich, ähnlich wie bei Glaskerami
ken, jedoch mit einem völlig anderen chemischen System, die
Temperaturwechselbeständigkeit dadurch zu verbessern, daß die
Temperaturdehnung des erfindungsgemäßen Werkstoffes auf die zu
erwartenden Einsatzbedingungen eingestellt werden kann und durch
eine spezielle Auswahl der Rohstoffe wärmedehnungsbedingte Fe
stigkeitsverluste auszuschalten.
Insofern kann durch eine Abstimmung der Rohstoffe und der jewei
ligen Wärmedehnungen der Rohstoffe die Wärmedehnung des feuerfe
sten Materials bzw. Formkörpers auf ein Maß reduziert werden,
daß in den Temperaturintervallen, in denen Temperaturwechsel
stattfinden, die dadurch hervorgerufene Dehnungen und Schrump
fungen derart weit reduziert werden, daß die Temperaturwechsel,
auch wiederholt, ohne Schädigung überstanden werden.
Die Grundstoffe, die den erfindungsgemäßen feuerfesten Werkstoff
ausbilden sind dabei derart aufeinander abgestimmt, daß feuerfe
ste Mineralphasen vorhanden sind, die mit den komplexen Salz
schmelzen im Einsatz nicht chemisch reagieren. Dies sind v. a.
Spinell und Forsterit sowie, in eingeschränktem Maße, Periklas,
der im erfindungsgemäßen Werkstoff durch Spinell und Forsterit
umhüllt (eingebettet) ist, wobei der Silikatanteil des Periklas
erfindungsgemäß vorzugsweise aus Forsterit und nicht aus Merwi
nit oder Belit besteht.
Es hat sich weiterhin überraschend gezeigt, daß der erfindungs
gemäße feuerfeste Werkstoff temperaturwechsel- und spannungs
wechselbeständig ist, wobei erstmals der technologische Widerspruch
zwischen hoher Temperaturwechselbeständigkeit einerseits
und hoher Dichtigkeit andererseits überwunden wurde. Ursache
hierfür ist, daß erfindungsgemäß der Phasenbestand aus Mineral
phasen besteht, die solche Unterschiede in ihrem thermischen
Ausdehnungskoeffizient aufweisen, daß sich ihre thermischen
Ausdehnungskoeffizienten teilweise kompensieren und daß zudem
für die Festigkeit ungefährliche Mikrorisse im Werkstoffgefüge
entstehen. Diese Mikrorisse können aber die Temperatur- und
Spannungswechsel-Beständigkeit günstig beeinflussen.
Die Eigenschaften der in den Grundstoffen vorliegenden Minera
lien sind im folgenden dargelegt:
Um aus den zuvor beschriebenen Grundstoffen den erfindungsgemä
ßen Werkstoff bzw. Formkörper herzustellen sind mehrere Verfah
rensabläufe möglich.
Zur Herstellung eines Formkörpers können die Bestandteile in den
bereits ausgeführten Anteilen miteinander gemischt werden, wobei
die Resistorkomponente, der Feinstanteil und der Schmelzphasen
bildner sowie ggf. Preßhilfsmittel und Binder, wie beispiels
weise Sulfitlauge, miteinander gemischt und anschließend gepreßt
werden. Die gepreßten Grünlinge werden anschließend bei 90 bis
150°C, beispielsweise 18 bis 30 Stunden lang getrocknet. Nach
dem Trocknen werden die Formlinge bei 1200 bis 1600°C ein bis
zehn Stunden, insbesondere jedoch in der kurzen Brenndauer von
ein bis fünf Stunden gebrannt.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahrensgang wird der nach
obigem Ablauf hergestellte Formkörper nach dem Brennen mit dem
Glasbildner nachinfiltriert. Hierbei wird der Glasbildner in
einem geeigneten flüssigen Medium als Emulsion bzw. Suspension
vorgelegt und die bereits gebrannten Formkörper werden in diese
Emulsion eingetaucht, wobei hierbei Druck angewendet werden
kann. Darüber hinaus können die Formkörper auch vorher einem
Vakuum ausgesetzt werden und anschließend die Tränkung, bei
spielsweise durch Fluten der Vakuumkammer, durchgeführt werden.
Die derart nachgetränkten Formkörper werden einem erneuten
Nachtrocknungsvorgang unterzogen, um die Feuchtigkeit aus dem
Infiltrat auszutreiben, worauf sich ein relativ kurzer Brand
anschließen kann, um die Glasphase auszubilden und fest im Po
rengefüge zu verankern. Es ist ferner möglich, anstelle eines
erneuten Brandes diese Schmelzphasen erst durch die Temperaturen
am Einsatzort zu erzeugen.
Das Füllen der Werkstoffporen kann auch durch Infiltration mit
einem geschmolzenen Glas durch Wirkung der Kapillarkräfte erfol
gen. Dazu wird z. B. eine Schicht aus einem vorgemischten bzw.
vorgesinterten bzw. vorgeschmolzenen Glasbildner auf die hori
zontale Steinoberfläche plaziert und bei hohen Temperaturen zum
Schmelzen gebracht. Durch Wirkung der Kapillarkräfte füllen sich
die Werkstoffporen mit der Schmelzphase. Diese Vorgehensweise
hat den Vorteil, daß eine vollständige Porenfüllung in einem
Prozeßschritt möglich ist. Auch ist das Füllen der Poren von
ungebrannten Steinen möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sieht vor, die Bestandteile Resistorkorn, Feinstan
teil und Schmelzphasenbildner zu mischen, wobei jedoch der
Schmelzphasenbildner höchstens in der Menge zugesetzt wird, die
nötig ist, um eine optimale Ausfüllung aller Leerräume zu erhal
ten, jedoch möglichst kein Schmelzphasenbildner zwischen den
Resistorkörnern befindlich ist. Eine derart hergestellte, quasi
an Schmelzbildner "untersättigte" Mischung wird anschließend,
wie zuvor beschrieben, gebrannt und getrocknet und anschließend
dem Nachtränkungsschritt, wie bereits beschrieben, unterworfen.
Bei diesem Verfahren ist von Vorteil, daß derartig hergestellte
Formkörper eine höhere Kaltdruckfestigkeit aufweisen, da durch
das partielle Fehlen einer Schmelzphase im Bereich der Resistor
kornkontaktstellen an diesen Kontaktstellen fest-fest Sinterre
aktionen zwischen den Resistorkörnern stattfinden, die eine
höhere Kaltdruckfestigkeit ermöglichen. Im fertigen Produkt
weist ein solcher Formkörper somit Bereiche auf, in denen in den
Kontaktbereichen keine Schmelze, dafür jedoch eine fest-fest
Sinterbrücke entstanden ist, während in Bereichen, in denen
Schmelze anwesend war, eine "Naßsinterung" über die Schmelzphase
erfolgte, so daß die bereits beschriebenen Brücken in der
Schmelzphase ausgebildet worden sind.
Um eine maximale Druckfestigkeit zu erlangen und dennoch, zu
mindest in den äußeren Bereichen, eine hohe Dichtheit des Stei
nes zu bewirken, ist es darüber hinaus möglich, die Resistorkom
ponente und das Feinstkorn miteinander zu mischen, ggf. unter
Zusatz von Preßhilfsmitteln zu verpressen, zu trocknen und zu
brennen und diesen, eine für Feuerfeststeine übliche Porosität
aufweisenden Formkörper anschließend einer Nachtränkung zu un
terwerfen, wie sie bereits beschrieben wurde. Auch diese Nach
tränkung umfaßt einen Trocknungsschritt, wobei auch mehrere Trän
kungs-/Trocknungsschritte nacheinander durchgeführt werden kön
nen, um den Tränkungsgrad zu erhöhen. Derartige Formkörper kön
nen anschließend einem erneuten Brand unterworfen werden oder
erst unter Einsatzbedingungen - in situ - nachgebrannt werden.
Bei den erfindungsgemäß hergestellten Formkörpern hat sich her
ausgestellt, daß - unabhängig von dem beschriebenen Herstel
lungsverfahren, jedoch insbesondere und besonders ausgeprägt bei
nachgetränkten Formkörpern - die Steine auch im gemauerten Ver
bund untereinander durch die Anwesenheit der Schmelzphase eine
dichte Oberfläche ergeben, so daß ein derartiges Mauerwerk auch
in den Fugen relativ infiltrationsresistent ist. Dies wird dar
auf zurückgeführt, daß der Schmelzphasenbildner feuerseitig
zähflüssig aufschmilzt und durch Oberflächenspannung die Fugen
überbrückt, wobei dies nur feuerseitig stattfindet und die
Schmelzen dabei von der Feuerseite wegführend eine immer höhere
Viskosität aufweisen, so daß diese feuerseitige "Verkittung"
nicht so tief reicht, daß der Steinverbund durch einen zu star
ren Verbund bzw. erstarrte Schmelze zwischen den Steinen last
wechselempfindlich werden würde. Mit zunehmendem Abrieb bzw.
Verschleiß der feuerfesten Ausmauerung wird jedoch der zähflüs
sige Schmelzespiegel, der in der Fuge feuerseitig anwesend ist,
immer weiter in Richtung Ofenmantel getrieben, so daß für die
gesamte Einsatzzeit eine solche "Verkittung" gewährleistet ist.
Es ist somit erfindungsgemäß erstmals gelungen, einen tempera
turwechselbeständigen, dichten feuerfesten Werkstoff zu schaf
fen, der in einem Temperaturbereich von 700 bis 1300°C einge
setzt werden kann und der bei einer hohen mechanischen Festig
keit und Abriebbeständigkeit zudem sehr temperaturwechselbestän
dig ist und der Infiltration und dem chemischen Verschleiß durch
aggressive Medien hervorragend widersteht.
Dabei ist von Vorteil, daß das erfindungsgemäße Verfahren bzw.
der erfindungsgemäße Werkstoff mit einer einfachen Technologie
auf vorhandenen Anlagen mit gängigen Feuerfestrohstoffen her
stellbar ist, wobei der Werkstoff bei niedrigen Brenntemperatu
ren von 1400 bis 1500 Grad Celsius und einer sehr kurzen Brenn
dauer von ein bis fünf Stunden herstellbar ist.
Dabei konnten überraschenderweise die sich bisher ausschließen
den Eigenschaften der hohen Beständigkeit gegen Alkaliinfiltra
tion und Korrosion durch die hohe Dichte und niedrige Porosität
einerseits sowie ein flexibles Gefüge und damit eine hohe TWB
auf der anderen Seite in einem feuerfesten Werkstoff vereinigt
werden.
Mögliche Einsatzgebiete für diesen neuen Werkstoff sind die
Zementindustrie, die Glasindustrie - insbesondere in mittleren
Lagen der Regenerativkammern, Müllverbrennungsanlagen, Tiegel
für die Aluminiumindustrie, Schmelzöfen der Nicht-Eisenmetallindustrie
sowie die chemische Industrie in Anlagen mit hohen
Anforderungen an Gasdichtigkeit sowie der Bau von Abgasanlagen
wie Schornsteinen etc.
Die Erfindung wird anhand einiger Beispiele erläutert:
Es wurde ein Versatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit-Schamotte, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 23.0 Masse-%
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit-Schamotte, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 23.0 Masse-%
Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in
einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden
unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem
Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei
1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn
werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 2.3 (DIN EN 993)
Rohdichte (g/cm3) 2.89 (DIN EN 993)
KDF (MPa) 77 (DIN EN 9935)
Brennschwindung (%) 5.0
TWB < 20 (DIN pr EN 993-11)
Gasdurchlässigkeit (pm2) 0.0 (DIN EN 993-4)
Alkaliinfiltration 1.7%
Offene Porosität (%) 2.3 (DIN EN 993)
Rohdichte (g/cm3) 2.89 (DIN EN 993)
KDF (MPa) 77 (DIN EN 9935)
Brennschwindung (%) 5.0
TWB < 20 (DIN pr EN 993-11)
Gasdurchlässigkeit (pm2) 0.0 (DIN EN 993-4)
Alkaliinfiltration 1.7%
Die Alkaliinfiltration wurde wie folgt bestimmt:
Ein Keramiktiegel mit einem Stück der zu untersuchenden Werk
stoffprobe (ca. 20 g) wurde mit einem Gemisch aus K2CO3 und Na2SO4
(1 : 1) gefüllt und mit einem Deckel abgedeckt. Der Tiegel wurde
dann bei 1000°C 4 h lang gebrannt. Die Alkaliinfiltration wurde
aus der Gewichtsdifferenz der Probe vor und nach dem Test bezo
gen auf das Ausgangsgewicht der Probe in Prozent ermittelt.
Zum Vergleich wurde dem Alkaliinfiltrationstest ein handelsübli
cher Magnesia-Spinell-Stein unterzogen. Die Steineigenschaften
und die Testergebnisse waren wie folgt:
Offene Porosität 18% (DIN EN 993)
Rohdichte 2.85 g/cm3 (DIN EN 993)
Kaltdruckfestigkeit 70 MPa (DIN EN 9935)
Brennschwindung 1%
TWB < 20% (DIN pr EN 993-11)
Alkaliinfiltration 22%
Offene Porosität 18% (DIN EN 993)
Rohdichte 2.85 g/cm3 (DIN EN 993)
Kaltdruckfestigkeit 70 MPa (DIN EN 9935)
Brennschwindung 1%
TWB < 20% (DIN pr EN 993-11)
Alkaliinfiltration 22%
Aus der Gegenüberstellung der Eigenschaften des erfindungsgemä
ßen Formkörpers und des handelsüblichen Magnesia-Spinell-Steines
werden die Vorzüge des neuentwickelten Werkstoffes deutlich. Der
neue Stein zeichnet sich durch eine sehr geringe offene Porosi
tät und somit durch sehr geringe Werte der Alkaliinfiltration
aus. Hervorzuheben ist, daß der erfinderische Stein trotz der
geringen offenen Porosität eine sehr gute TWB aufweist.
Es wurde ein Versatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Magnesia-Aluminium-Spinell (66% Al2O3), Kornfraktion 0.5-1 mm, Anteil 40.0 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0,09 mm, Anteil 10.0 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (66% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 40.0 Masse-%
Schmelzbildner Quarzmehl, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 10 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (66% Al2O3), Kornfraktion 0.5-1 mm, Anteil 40.0 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0,09 mm, Anteil 10.0 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (66% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 40.0 Masse-%
Schmelzbildner Quarzmehl, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 10 Masse-%
Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in
einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden
unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem
Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei
1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn
werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 1.2
Rohdichte (g/cm3) 2.95
KDF (MPa) 178
Brennschwindung (%) 6.0
TWB 1-2
Gasdurchlässigkeit (pm2) 0.0
Alkaliinfiltration 2.3%
Offene Porosität (%) 1.2
Rohdichte (g/cm3) 2.95
KDF (MPa) 178
Brennschwindung (%) 6.0
TWB 1-2
Gasdurchlässigkeit (pm2) 0.0
Alkaliinfiltration 2.3%
Es wurde ein Versatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Olivin, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 45 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 45 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 10 Masse-%
Olivin, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 45 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 45 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 10 Masse-%
Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in
einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden
unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem
Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei
1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn
werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 2.1
Rohdichte (g/cm3) 2.84
KDF (MPa) 69
Brennschwindung (%) 3.0
TWB < 20
Offene Porosität (%) 2.1
Rohdichte (g/cm3) 2.84
KDF (MPa) 69
Brennschwindung (%) 3.0
TWB < 20
Es wurde ein Versatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Olivin, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 41.6 Masse-%
Olivin, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 20.9 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 20.9 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 16.6 Masse- %
Olivin, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 41.6 Masse-%
Olivin, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 20.9 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 20.9 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 16.6 Masse- %
Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in
einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden
unter einem Preßdruck von 110 MPa Steine hergestellt. Nach dem
Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei
1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn
werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 3.7
Rohdichte (g/cm3) 2.67
KDF (MPa) 65
Brennschwindung (%) 4.8
Offene Porosität (%) 3.7
Rohdichte (g/cm3) 2.67
KDF (MPa) 65
Brennschwindung (%) 4.8
Um die Brennschwindung zu reduzieren, wurde dem Versatz ein
Aluminiumpulver zugesetzt.
Der Versatz setzte sich wie folgt zusammen:
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 37.9 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78%, Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 37.9 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit-Schamotte, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 22.7 Masse-%
Aluminiumpulver, Kornfraktion < 0.045 mm, Anteil 1.5 Masse-%
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 37.9 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78%, Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 37.9 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit-Schamotte, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 22.7 Masse-%
Aluminiumpulver, Kornfraktion < 0.045 mm, Anteil 1.5 Masse-%
Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in
einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden
unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem
Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei
1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn
werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 3.8
Rohdichte (g/cm3) 2.82
KDF (MPa) 71
Brennschwindung (%) 1.4
TWB < 20
Offene Porosität (%) 3.8
Rohdichte (g/cm3) 2.82
KDF (MPa) 71
Brennschwindung (%) 1.4
TWB < 20
Um die TWB zu verbessern, wurde dem Versatz ein feines monokli
nes Zirkonoxidoxid zugesetzt.
Die Mischung setzte sich wie folgt zusammen:
Magnesia-Aluminium-Spinell (66% Al2O3), Kornfraktion 0.5-1 mm, Anteil 36.4 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 9.1 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (66% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 36.4 Masse-%
Schmelzbildner Quarzmehl, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 9.1 Masse-%
Zirkonoxid, monoklin, Kornfraktion < 10 um, Anteil 9.0 Masse-% Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei 1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 5.6
Rohdichte (g/cm3) 2.93
KDF (MPa) 195
Brennschwindung (%) 4.5
TWB < 20
Magnesia-Aluminium-Spinell (66% Al2O3), Kornfraktion 0.5-1 mm, Anteil 36.4 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 9.1 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (66% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 36.4 Masse-%
Schmelzbildner Quarzmehl, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 9.1 Masse-%
Zirkonoxid, monoklin, Kornfraktion < 10 um, Anteil 9.0 Masse-% Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei 1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 5.6
Rohdichte (g/cm3) 2.93
KDF (MPa) 195
Brennschwindung (%) 4.5
TWB < 20
Es wurde ein Versatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 47.5 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 26.6 Masse-%
Sintermagnesia Mehl, Kornfraktion < 0.1, Anteil 3.7 Masse-%
Schmelzbildner - vorgeschmolzenes MAS-Glas (20.5% MgO, 17.5% Al2O3, 62.0% SiO2), Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 22.2 Masse-%
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 47.5 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 26.6 Masse-%
Sintermagnesia Mehl, Kornfraktion < 0.1, Anteil 3.7 Masse-%
Schmelzbildner - vorgeschmolzenes MAS-Glas (20.5% MgO, 17.5% Al2O3, 62.0% SiO2), Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 22.2 Masse-%
Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in
einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden
unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem
Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei
1500°C, 2 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn
werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 6.7
Rohdichte (g/cm3) 2.90
KDF (MPa) 73
Brennschwindung (%) 3.0
Gasdurchlässigkeit (pm2) 0.0
Offene Porosität (%) 6.7
Rohdichte (g/cm3) 2.90
KDF (MPa) 73
Brennschwindung (%) 3.0
Gasdurchlässigkeit (pm2) 0.0
Es wurde ein Versatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 60 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 20 Masse-%
Sintermagnesia, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 5.2 Masse-%
Sinteralumina, Kornfraktion < 0.045 mm, Anteil 4.4 Masse-%
SiC, Kornfraktion < 0.125 mm, Anteil 10.4 Masse-%
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 60 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 20 Masse-%
Sintermagnesia, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 5.2 Masse-%
Sinteralumina, Kornfraktion < 0.045 mm, Anteil 4.4 Masse-%
SiC, Kornfraktion < 0.125 mm, Anteil 10.4 Masse-%
Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in
einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden
unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem
Trocknen bei 100°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei
1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn
werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 8.2
Rohdichte (g/cm3) 2.80
KDF (MPa) 83
Brennschwindung (%) -1.6 (Wachsen)
TWB < 20
Offene Porosität (%) 8.2
Rohdichte (g/cm3) 2.80
KDF (MPa) 83
Brennschwindung (%) -1.6 (Wachsen)
TWB < 20
Es wurde ein Versatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit-Schamotte, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 23.0 Masse-%
Cr2O3, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 5.0 Masse-%
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit-Schamotte, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 23.0 Masse-%
Cr2O3, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 5.0 Masse-%
Die Komponenten wurden mit 4 Masse-% Sulfitlauge als Binder in
einem Zwangsmischer homogen gemischt. Aus der Mischung wurden
unter einem Preßdruck von 130 MPa Steine hergestellt. Nach dem
Trocknen bei 110°C, 24 h, wurden die Steine einem Brand bei
1450°C, 5 h unterzogen. Nach dem Brand wurden folgende Kenn
werte ermittelt:
Offene Porosität (%) 2.3
Rohdichte (g/cm3) 2.89
KDF (MPa) 77
Brennschwindung (%) 5.0
TWB < 20
Offene Porosität (%) 2.3
Rohdichte (g/cm3) 2.89
KDF (MPa) 77
Brennschwindung (%) 5.0
TWB < 20
Der Stein zeigt eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber
den Schlacken aus der Verhüttung von Kupfererzen.
Es wurde ein Versatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 38.5 Masse-%,
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit-Schamotte, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 23.0 Masse-%
Sintermagnesia, Kornfraktion 1-2 mm, Anteil 38.5 Masse-%,
Magnesia-Aluminium-Spinell (78% Al2O3), Kornfraktion < 0.09 mm, Anteil 38.5 Masse-%
Schmelzbildner Cordierit-Schamotte, Kornfraktion < 0.1 mm, Anteil 23.0 Masse-%
Die Komponenten wurden mit 15 Masse-% Wasserglas angemacht und
als eine herkömmliche Stampfmasse verarbeitet. Nach dem Trocknen
bei 110°C, 24 h, war derart hergestellte feuerfeste Zustellung
einsatzbereit.
Es wurde ein hochgebrannter Magnesia-Spinell-Stein mit folgenden
typischen Eigenschaften verwendet:
Al2O3: 10%
Fe2O3: 0.5%
CaO: 1%
MgO: 88%
Porosität offen: 18%
Kaltdruckfestigkeit: 60 N/mm2
Al2O3: 10%
Fe2O3: 0.5%
CaO: 1%
MgO: 88%
Porosität offen: 18%
Kaltdruckfestigkeit: 60 N/mm2
Dieser Stein wurde in einen Ofen eingebracht und ein pulveriger
Schmelzphasenbildner der folgenden chemischen Zusammensetzung
auf eine plane, horizontale Oberfläche des Steins aufgebracht:
MgO: 20.5 Gew.-%
Al2O3: 17.5 Gew.-%
SiO2: 62 Gew.-%
MgO: 20.5 Gew.-%
Al2O3: 17.5 Gew.-%
SiO2: 62 Gew.-%
Der feuerfeste Formkörper wurde zusammen mit dem Schmelzphasen
bildner über eine Dauer von zwei Stunden bei 1450°C gehalten,
wobei sich der Schmelzphasenbildner verflüssigte und eine Infil
tration durch Schwerkraft und Kapillarität erfolgte. Nach der
angegebenen Behandlungszeit wurde der Formkörper dem Ofen ent
nommen und bei ruhender Luft abgekühlt.
Der derart schmelzphaseninfiltrierte Stein war homogen und zeig
te folgende Kennwerte im Vergleich zum nicht-infiltrierten Refe
renzstein:
Magnesia-Spinell-Stein Nicht schmelzphaseninfiltriert | |
Magnesia-Spinell-Stein schmelzphaseninfiltriert | |
Porosität offen 18% | 6% |
Kaltdruckfestigkeit 60 N/mm2 | 160 N/mm2 |
TWB < 20 | < 20 |
Die Gegenüberstellung dieser Ergebnisse zeigt, daß eine signifi
kante Absenkung der offenen Porosität auf ein Drittel des Ur
sprungswertes und somit eine starke Gefügeverdichtung stattge
funden hat. Zudem kann ein deutlicher Anstieg der Kaltdruckfe
stigkeit erzielt werden. Die schmelzphasen-infiltrierten Steine
weisen dabei eine gute TWB auf.
Eine derartige Gefügeverdichtung ist preßtechnisch nicht zu
erzielen.
Claims (70)
1. Versatz, insbesondere zum Herstellen eines feuerfesten
Formkörpers, dessen Komponenten im wesentlichen im Drei
stoffsystem MgO-Al2O3-SiO2 liegen, aufweisend zumindest
- a) eine relativ grobkörnige Resistorkornkomponente, deren Zusammensetzung im Bereich des Zusammensetzungsdrei ecks Periklas (MgO)-Spinell (MgAl2O4)-Forsterit (Mg2SiO4) einschließlich der Konoden liegt;
- b) einen Schmelzphasenbildner, dessen Zusammensetzung im Dreistoffsystem MgO-Al2O3-SiO2, jedoch außerhalb des Zusammensetzungsdreiecks Periklas (MgO)-Spinell (MgAl2O4)-Forsterit (Mg2SiO4), liegt;
- c) eine feinkörnige feuerfeste Komponente einer Zusammen setzung, die im Dreistoffsystem MgO-Al2O3-SiO2 liegt und unter Einsatzbedingungen im wesentlichen nicht mit der aus dem Schmelzphasenbildner gebildeten Schmelze reagiert.
2. Versatz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischung aus der Resistorkornkomponente, dem
Schmelzphasenbildner und der feinen Komponente eine pau
schale chemische Zusammensetzung von
MgO: 25-71 Masse-%,
Al2O3: 20-66 Masse-%,
SiO2: 9-32 Masse-%
aufweist, die sich zu 100 Masse-% ergänzen, jedoch ohne rohstoff- oder fertigungsbedingte Nebenbestandteile, die zuzüglich 30 Masse-% betragen können.
MgO: 25-71 Masse-%,
Al2O3: 20-66 Masse-%,
SiO2: 9-32 Masse-%
aufweist, die sich zu 100 Masse-% ergänzen, jedoch ohne rohstoff- oder fertigungsbedingte Nebenbestandteile, die zuzüglich 30 Masse-% betragen können.
3. Versatz nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die feinkörnige bzw. mehlartige Feuerfestkomponente eine
Zusammensetzung aufweist, die im wesentlichen auf der Kono
de Spinell (MgAl2O4)-Forsterit (Mg2SiO4) einschließlich der
beiden Mineralphasen liegt.
4. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
zudem Preßhilfsmittel enthalten sind.
5. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
Stampfhilfsmittel und/oder Spritzhilfsmittel enthalten
sind.
6. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
Bindemittel und/oder Antioxidantien enthalten sind.
7. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
funktionelle Zusätze, insbesondere zur Einstellung der
Wärmedehnung und/oder Schwindung und/oder Temperaturwech
selbeständigkeit wie SiC, ZrO2, AlN, AlON, Si3N4, SiAlON,
Cr, Cr2O3, Al, Mg, C, und Si vorhanden sind.
8. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
daß der Schmelzphasenbildner bei den Einsatztemperaturen
von 700 bis 1300°C eine Schmelze bildet.
9. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Feinanteil und der Schmelzphasenbildner derart aufein
ander abgestimmt sind, daß der Feinanteil und der
Schmelzphasenbildner bei den Einsatztemperaturen von 700
bis 1300°C nicht unter Volumenvergrößerung reagieren.
10. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kornverteilung der Resistorkornkomponente und/oder des
Feinanteils und/oder des Schmelzphasenbildners derart ge
wählt sind, daß eine möglichst hohe Kornpackung erreicht
wird.
11. Versatz nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Resistorkornkomponente eine Kornverteilung von 10 bis
90 Gew.% < 0,3 mm, vorzugsweise 30 bis 80 Gew.% < 0,3 mm
aufweist.
12. Versatz nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Resistorkomponente ein Kornband von 0,5-6,5 mm, ins
besondere 1-6 mm, bevorzugt 1-2 mm aufweist.
13. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Feinkornanteil ein Kornband von 5 bis 80 Gew.% < 0,2 mm,
vorzugsweise 10 bis 60 Gew.% < 0,2 mm aufweist.
14. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner ein Kornband aufweist, bei dem 5
bis 70% < 0,2 mm, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.% < 0,2 mm
vorliegt.
15. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner als eine mechanische Mischung der
entsprechenden, ihn ausbildenden Rohstoffe vorliegt.
16. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner als Fritte aus den erschmolzenen
Rohstoffen vorliegt.
17. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner vorgesintert vorliegt.
18. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner in Form von natürlichen Mineralien
und/oder sog. Sinterrohstoffen wie Cordierit, Schamotte
oder Mullit vorhanden ist.
19. Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner ein Schmelzphasenbildner ist, der
nach dem Aufschmelzen glasartig erstarrt.
20. Feuerfester Formkörper, insbesondere hergestellt aus einem
Versatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü
che, wobei der Formkörper zumindest im wesentlichen auf
weist
- a) eine relativ grobkörnige Resistorkomponente, deren Zusammensetzung im Bereich des Zusammensetzungsdrei ecks Periklas (MgO)-Spinell (MgAl2O4)-Forsterit (Mg2SiO4) einschließlich der Konoden liegt;
- b) eine feinkörnige bzw. mehlförmige feuerfeste Komponen te einer Zusammensetzung, die im Dreistoffsystem MgO- Al2O3-SiO2 liegt und
- c) zumindestens teilbereichsweise eine Schmelzphase im Gefüge vorhanden ist, deren Zusammensetzung im Drei stoffsystem MgO-Al2O3-SiO2 liegt.
21. Formkörper nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schmelzphase im Formkörper im wesentlichen homogen
gleichverteilt angeordnet ist.
22. Formkörper nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schmelzphase in den Randzonen des Schmelzkörpers an
geordnet ist.
23. Formkörper nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schmelzphase in den Kontaktbereichen der Resistorkörner
angeordnet ist.
24. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
23,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Körnern der grobkörnigen Resistorkomponente
fest-fest Sinterbrücken vorhanden sind.
25. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
24,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Körnern der Resistorkornkomponente über die
vorhandene Schmelzphase naß-naß Sinterbrücken vorhanden
sind.
26. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
25,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Porosität < 10%, vorzugsweise < 6% ist.
27. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
26,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Resistorkornkomponente der Schmelzphasenbildner und die
feine Komponente bzw. Mehlkomponente zusammen eine pauscha
le chemische Zusammensetzung von 25 bis 71 Masse-% MgO, 20
bis 60 Masse-% Al2O3 und 9 bis 32 Masse-% SiO2 aufweist, die
sich zu 100 Masse-% ergänzen, jedoch ohne rohstoff- oder
fertigungsbedingte Nebenbestandsteile, die zuzüglich 30
Masse-% betragen können.
28. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
27,
dadurch gekennzeichnet, daß
die feinkörnige bzw. mehlartige Komponente eine Zusammen
setzung aufweist, die im wesentlichen auf der Konode Spi
nell (MgAl2O4)-Forsterit (Mg2SiO4) einschließlich der
beiden Mineralphasen liegt.
29. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
28,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper Bindemittel und/oder Antioxidantien enthält.
30. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
29,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper funktionelle Zusätze, insbesondere zur Ein
stellung bzw. Steuerung der Wärmedehnung und/oder Schwin
dung und/oder Temperaturwechselbeständigkeit wie SiC, ZrO2,
AlN, AlON, Si3N4, SiAlON, Cr, Cr2O3, Al, Mg, C, und Si ent
hält.
31. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
30,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schmelzphase des Formkörpers bei Temperaturen von 700
bis 1300°C flüssig ist.
32. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
31,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Resistorkornkomponente eine Kornverteilung von 10 bis
90 Gew.-% < 0,3 mm, vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-% < 0,3 mm
aufweist.
33. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
32,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Resistorkomponente in einem Kornband von 0,5 bis 6,5 mm,
insbesondere 1 bis 6 mm, bevorzugt 1 bis 2 mm liegt.
34. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
33,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Feinkornanteil ein Kornband von 5 bis 80 Gew.-% < 0,2 mm,
vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% < 0,2 mm aufweist.
35. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
34,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schmelzphase unreagiert aus Cordierit, Schamotte oder
Mullit ausgebildet ist.
36. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis
35,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner unterhalb 700°C glasartig er
starrt im Formkörper vorliegt.
37. Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten Formkörpers,
insbesondere eines Formkörpers nach einem oder mehreren der
Ansprüche 20 bis 36, insbesondere unter Verwendung eines
Versatzes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine relativ grobkörnige Resistorkornkomponente, deren
Zusammensetzung im Bereich des Zusammensetzungsdreiecks
Periklas (MgO)-Spinell (MgAl2O4)-Forsterit (Mg2SiO4)
liegt einschließlich der Konoden mit einer feinkörnigen
bzw. mehlförmigen feuerfesten Komponente einer Zusammen
setzung, die im Dreistoffsystem MgO-Al2O3-SiO2 liegt, ggf.
unter Zusatz von Preßhilfsmitteln und Bindemitteln vermischt,
anschließend verpreßt, ggf. getrocknet und an
schließend gebrannt wird.
38. Verfahren nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mischung aus Resistorkorn und Mehl ein Schmelzphasen
bildner, dessen Zusammensetzung im Dreistoffsystem MgO-
Al2O3-SiO2, jedoch außerhalb des Zusammensetzungsdreiecks
Periklas (MgO)-Spinell (MgAl2O4)-Forsterit (Mg2SiO4)
liegt, zugesetzt wird.
39. Verfahren nach Anspruch 37 und/oder 38,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner in einer Menge zugesetzt wird, die
ausreicht, die Hohlräume, die sich in einem Gefüge aus
Resistorkorn und Feinstanteil bilden, auszufüllen.
40. Verfahren nach Anspruch 37 und/oder 38,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner in einer Menge zugesetzt wird, die
unter der liegt, die benötigt würde, die Hohlräume in einem
Gefüge aus Resistorkorn und Feinstanteil aufzufüllen.
41. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 40,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper nach dem Pressen, ggf. unter Anwendung von
Unter- oder Überdruck mit einer Schmelzphasenbildneremul
sion oder einer Schmelzphasenbildnersuspension getränkt
wird.
42. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 41,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper nach dem Pressen und/oder nach dem Brennen
in eine Schmelzphasenbildnersuspension und/oder -emulsion
eingetaucht wird.
43. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 42,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper vor oder beim Brennen mit einer geschmolze
nen Glasphase getränkt wird.
44. Verfahren nach Anspruch 43,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Glasbildner auf einer horizontalen Steinoberfläche
vorgelegt wird und bei hohen Temperaturen zum Schmelzen
gebracht wird, wobei durch die Wirkung der Kapillarkräfte
die Formkörperporen mit der Schmelzphase gefüllt werden,
wobei die horizontale Steinoberfläche in Einbaulage des
Formkörpers einer feuerseitigen Fläche entspricht.
45. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 42,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischung bei < 50 MPa gepreßt wird.
46. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 45,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper nach dem Pressen bei 80 bis 200°C getrock
net wird.
47. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 46,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper bei 1300 bis 1700°C gebrannt wird.
48. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 47,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper nach dem Trocknen und/oder Brennen nachge
tränkt und/oder nachgetaucht und ggf. nachgetrocknet und/-
oder nachgebrannt wird.
49. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 48,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper zumindest im Bereich in dem sich die Steine
kontaktieren mit dem Schmelzbildner nachbeschichtet wird.
50. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 49,
dadurch gekennzeichnet, daß
als feinkörnige bzw. mehlartige Feuerfestkomponente eine
Komponente verwendet wird, die eine Zusammensetzung auf
weist, die im wesentlichen auf der Konode Spinell (MgAl2O4)
-Forsterit (Mg2SiO4) einschließlich der beiden Mineralpha
sen liegt.
51. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 50,
dadurch gekennzeichnet, daß
Preßhilfsmittel verwendet werden.
52. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 51,
dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Mischen Stampfhilfsmittel und/oder Spritzhilfs
mittel zugesetzt werden.
53. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 52,
dadurch gekennzeichnet, daß
Bindemittel und/oder Antioxidantien zugesetzt werden.
54. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 53,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Steuerung bzw. Einstellung der Wärmedehnung und/oder
Schwindung und/oder Temperaturwechselbeständigkeit funktio
nelle Zusätze wie SiC, ZrO2, AlN, AlON, Si3N4, SiAlON, Cr,
Cr2O3, Al, Mg, C und Si zugesetzt werden.
55. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 54,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Schmelzphasenbildner zugesetzt wird, der bei Temperatu
ren von 700 bis 1300°C aufschmilzt.
56. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 55,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Feinanteil und der Schmelzphasenbildner derart aufein
ander abgestimmt zugesetzt werden, daß der Feinanteil und
der Schmelzphasenbildner bei den Einsatztemperaturen von
700 bis 1300°C nicht unter Volumenvergrößerung reagieren.
57. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 56,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kornverteilung der Resistorkomponente und des Feinan
teils und/oder des Schmelzphasenbildners derart gewählt
werden, daß eine möglichst hohe Kornpackung erzielt wird.
58. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 57,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Resistorkornkomponente mit einer Kornverteilung von 10
bis 90 Gew.-% < 0,3 mm, vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-% < 0,3 mm
verwendet wird.
59. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 58,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Resistorkornkomponente mit einem Kornband von 0,5 bis
6,5 mm, insbesondere 1 bis 6 mm, bevorzugt 1 bis 2 mm ver
wendet wird.
60. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 59,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Feinkornanteil mit einem Kornband von 5 bis 80 Gew.-%
< 0,2 mm, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% < 0,2 mm verwendet
wird.
61. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 60,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner mit einem Kornband von 5 bis 70 Gew.-%
< 0,2 mm, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% < 0,2 mm ver
wendet wird.
62. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 61,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner als eine mechanische Mischung der
ihn ausbildenden Rohstoffe verwendet wird.
63. Verfahren nach Anspruch 62,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner pelletiert, brikettiert oder ta
blettiert verwendet wird.
64. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 63,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner als Fritte aus den erschmolzenen
Rohstoffen verwendet wird.
65. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 64,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner aus den ihn ausbildenden Rohstof
fen vorgesintert und anschließend zugesetzt wird.
66. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 65,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelzphasenbildner in Form von natürlichen Mineralien
und/oder sog. Sinterrohstoffen wie Cordierit, Schamotte
oder Mullit verwendet wird.
67. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 66,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Schmelzphasenbildner ein Schmelzphasenbildner verwendet
wird, der nach dem Aufschmelzen glasartig erstarrt.
68. Verwendung eines Versatzes nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 19 als Stampfmasse.
69. Verwendung eines Versatzes nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 19 als feuerfester Mörtel oder feuerfester
Beton.
70. Verwendung eines Versatzes nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 19 als Spritzmasse.
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