Verfahren zum Herstellen Von Silikasteinen Die Herstellung von Silikasteinen
durch Brennen eines mit einem Binder versetzten, Ferrosilicum und Glasfluß bildende
Substanzen enthaltenden Gemenges von Quarzkies und feinem Quarzsand ist bekannt.Method of making silica stones The manufacture of silica stones
by firing a bindered ferrosilicon and glass flux forming
Mixtures of quartz gravel and fine quartz sand containing substances are known.
Vorliegender Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, durch Brennen
eines mit einem Binder versetzten Gemenges von Quarzkies und feinem Quarzsand Silikasteine
herzustellen, die bei einem Druckerweichungsbeginn von 1680 bis 1700° C geringere
Porositäten aufweisen, als sie bisher erreicht werden konnten. Die meisten handelsüblichen
Silikasteine haben Porenvolumina zwischen 21 und 261/o. Die Praxis zeigt, daß die
Lebensdauer von Silikastein.en, z. B. in der Stahlindustrie, erheblich steigt, wenn
das Porenvolumen möglichst niedrig liegt, da bei geringem Porenvolumen die innere
Korrosion der Steine durch eindringende Fremdstoffe verzögert wird. Mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren gelingt es, Porenvolumina unter 17 % zu erreichen.The present invention is based on the object by burning
a mixture of quartz gravel and fine quartz sand and silica stones mixed with a binder
to produce the lower at a pressure softening start of 1680 to 1700 ° C
Have porosities than could previously be achieved. Most of the off-the-shelf
Silica stones have pore volumes between 21 and 261 / o. Practice shows that the
Lifespan of silica stones, e.g. B. in the steel industry, increases significantly if
the pore volume is as low as possible, since with a low pore volume the inner
Corrosion of the stones is delayed by penetrating foreign matter. With the invention
The process succeeds in achieving pore volumes below 17%.
Durch die deutsche Patentschrift 555 767 und die österreichische Patentschrift
138 392 sind Verfahren bekanntgeworden, bei welchen die Quarzumwandlung katalytisch
beschleunigt und in bestimmte Richtung gelenkt werden soll. Zu diesem Zweck wird
unter anderm tonerdefreies Alkalioxyd eingesetzt, um eine dünnflüssige Schmelze
zu erzielen. Mit einer Alkaliverbindung als glasflußbildender Substanz kann die
vorliegender Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht gelöst werden.By the German patent specification 555 767 and the Austrian patent specification
138 392 processes have become known in which the quartz conversion is catalytic
should be accelerated and steered in a certain direction. To this end, will
among other things alumina-free alkali oxide is used to create a thin liquid melt
to achieve. With an alkali compound as a glass flux-forming substance, the
The object on which the present invention is based cannot be achieved.
Das Verfahren der Erfindung beruht auf der Verwendung von zwei verschiedenen
Bindern. Der erste Binder [b] besteht aus Calciumhydroxyd und Eisenoxyd und einer
geringen Menge Ferrosilicium; die Kombination von Calciumhydroxyd und Eisenoxyd
ist bekannt. Das dieser Kombination zugesetzte Ferrosilicium wirkt der bleibenden
Dehnung der Silikasteine entgegen und gleichzeitig in Richtung einer Verringerung
des Porenvolumens. Schon nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 752 150
wird der zur Herstellung der Silikasteine dienenden Masse gemahlenes Ferrosilicium
zugesetzt. Es wurde indes gefunden, daß für die Zwecke vorliegender Erfindung die
zugesetzte Menge Ferrosilicium nicht zu groß sein darf, da sonst eine Erniedrigung
der Druckerweichungstemperatur entsteht. Es wurde gefunden, daß dieser Binder [b]
zweckmäßig aus 1,5 % Ca0, 1,0% Fe203 und 0,5'% Ferrosilicium mit einem Si-Gehalt
von 90 % besteht; geringe Abweichungen von diesen Werten sind ohne schädliche Wirkung,
so kann der Si-Gehalt des Ferrosiliciums bis zu etwa 60 % heruntergehen. Wenn lediglich
dieser Binder in einer Menge von etwa 3 9/o der Gesamtmasse verwendet wird, kann
man aus Quarzkies und Quarzsand bereits einen durchaus festen Silikastein mit hoher
Druckerweichungstemperatur herstellen. Das, Porenvolumen dieser Steine wird aber
bei der üblichen Brenntemperatur von SK 14 bis 15 oberhalb von 200/0 liegen.The method of the invention relies on the use of two different ones
Binders. The first binder [b] consists of calcium hydroxide and iron oxide and one
small amount of ferro-silicon; the combination of calcium hydroxide and iron oxide
is known. The ferrosilicon added to this combination acts as the permanent one
Stretching of the silica stones counteracts and at the same time in the direction of a decrease
the pore volume. Already according to the procedure of the German patent specification 752 150
the mass used to manufacture the silica bricks is ground ferro-silicon
added. It has been found, however, that for the purposes of the present invention
added amount of ferro-silicon must not be too large, otherwise a decrease
the pressure softening temperature arises. It was found that this binder [b]
expediently from 1.5% Ca0, 1.0% Fe203 and 0.5% ferro-silicon with an Si content
of 90%; minor deviations from these values have no harmful effect,
for example, the Si content of ferro-silicon can go down to about 60%. If only
this binder is used in an amount of about 3 9 / o of the total mass
From quartz gravel and quartz sand you already have a solid silica stone with a high
Establish pressure softening temperature. That, the pore volume of these stones will be
at the usual firing temperature of SK 14 to 15 are above 200/0.
Verwendet man aber gleichzeitig noch einen zweiten, aus einer Mischung
glasbildender Stoffe bestehenden Binder [c], der einen Erweichungspunkt von 200
bis 400° C unterhalb der höchsten Brenntemperatur des Silikasteines hat, und zwar
nur in der geringen Menge voll 0,4 bis 1 % der Gesamtmasse, so gelingt es, aus [a]
etwa 96% Quarz und den Bindern [b] und [c] ohne Schwierigkeit Silikasteine mit einem
Porenvolumen von weniger als 17 % herzustellen. Der zweite Binder erhält noch vorzugsweise
eine geringe Menge Alkali, z. B. in Form von 0,05 % Lithiumoxyd, beigemischt.But if you use a second one at the same time, from a mixture
existing binder [c] of glass-forming substances, which has a softening point of 200
up to 400 ° C below the highest firing temperature of the silica stone, namely
only in the small amount full 0.4 to 1% of the total mass, it is possible to obtain from [a]
about 96% quartz and the binders [b] and [c] without difficulty using silica stones
Produce pore volume of less than 17%. The second binder still receives preferential
a small amount of alkali, e.g. B. in the form of 0.05% lithium oxide, added.
Die Wirkung des zweiten Binders besteht im wesentlichen darin, daß
bereits vor dem Einetzen der stärksten Quarzdehnung durch den sich bildenden Glasfluß
unter gleichzeitig beschleunigter Quarzumwandlung eine so starke Verkittung der
Quarzteilchen eintritt, daß bei Erreichung der höchsten Brenntemperaturen der Stein
bereits so weit in sich verfestigt und umgewandelt ist, daß das Porenvolumen sich
auf die gewünschten niedrigen Werte einstellt.The effect of the second binder is essentially that
even before the onset of the greatest expansion of the quartz due to the glass flux that is being formed
with accelerated quartz transformation at the same time, such a strong cementation of the
Quartz particles occur that when the highest firing temperatures are reached, the stone
is already solidified and transformed in itself to such an extent that the pore volume increases
to the desired low values.
Der zweite Binder [c] besteht aus der Mischung eines Fluorids des
Zinks oder Bleis, Borsäure, Aluminiumoxyd, Bariumoxyd und Lithiumoxyd. Es werden
solche Mengen eingesetzt, daß im fertigen Stein maximal nicht mehr als 0,15% Aluminiumoxyd,
Borsäure und Zink- bzw. Bleifluorid und nicht mehr als 0,5'% Bariumoxyd und 0,05
% Lithiumoxyd enthalten sind. Im allgemeinen wird man noch unter diesen Mengen bleiben
können, vorzugsweise verwendet man nur 0,469/o des zweiten Binders.
Um
eine ganz gleichmäßige Verteilung dieser geringen Menge des zweiten Binders in der
zu brennenden Steinmasse zu erreichen, werden die einzelnen Komponenten mit so viel
feinstem Quarzsand oder Quarzmehl gemischt, daß 100 Gewichtsteile- der Mischung
84,54 Gewichtsteile Quarzmehl und 15,50 Gewichtsteile des Binders enthalten; hiervon
kommen 3 bis 4 Gewichtsteile auf 96 bis 97 Gewichtsteile eines Gemenges aus Quarzsand-
und Quarzkies zur Anwendung, wobei zu beachten ist, daß 3 Gewichtsteile zu 2,54
Gewichtsteilen aus Quarzsand besteben, die der gesamten Silikamasse zuzurechnen
sind. Das Ansetzen der Steinmasse erfolgt in der Weise, daß zunächst der z. B. aus
1,5 0/11 Ca O oder auch, Ca(O H).2, 1,00% Fe20, und 0,519/o FeSi bestehende erste
Binder [b] und 3 19/o der Mischung aus dem zweiten Binder [c] und feinstem Quarzsand
bzw. Quarzmehl trocken und dann unter Zusatz von so viel Wasser gemischt wird, daß
die erforderliche Preßfeuchtigkeit vorhanden ist, worauf dieses Gemisch mit einem
Gemenge von z. B. 64,5 0/11 Quarzkies, 4% Quarzmehl und 25,5% Feinsand gemischt
wird, wobei der Quarzkies zweckmäßigerweise zur Hälfte aus Quarzkies von 0 bis 1
mm Körnung und zur Hälfte aus 1 bis 2 mm Körnung besteht. Man. kann aber auch so
vorgehen, daß man sowohl den ersten wie auch den zweiten Binder bzw. die Mischung
aus dem zweiten Binder, und feinstem Quarzsand bzw. Quarzmehl mit der erforderlichen
Wassermenge ansetzt und dann mit der Silikamasse vermischt. Als Preßmittel setzt
man schließlich noch 0,7 bis 1 Q/o Sul'fitablauge zu. -The second binder [c] consists of a mixture of a fluoride des
Zinc or lead, boric acid, aluminum oxide, barium oxide and lithium oxide. It will
such amounts are used that in the finished stone no more than 0.15% aluminum oxide,
Boric acid and zinc or lead fluoride and not more than 0.5% barium oxide and 0.05
% Lithium oxide are contained. In general one will stay below these amounts
can, preferably only 0.469 / o of the second binder is used.
Around
a very even distribution of this small amount of the second binder in the
to achieve burning stone mass, the individual components are with so much
finest quartz sand or quartz powder mixed that 100 parts by weight of the mixture
Contain 84.54 parts by weight of powdered quartz and 15.50 parts by weight of the binder; of this
3 to 4 parts by weight to 96 to 97 parts by weight of a mixture of quartz sand
and quartz gravel for use, it being noted that 3 parts by weight to 2.54
Parts by weight of quartz sand are added to the total silica mass
are. The preparation of the stone mass takes place in such a way that initially the z. B. off
1.5 0/11 Ca O or also, Ca (O H) .2, 1.00% Fe20, and 0.519 / o FeSi existing first
Binder [b] and 3 19 / o of the mixture of the second binder [c] and the finest quartz sand
or quartz flour dry and then mixed with the addition of so much water that
the required moisture is present, whereupon this mixture with a
Mixture of z. B. 64.5 0/11 quartz gravel, 4% quartz powder and 25.5% fine sand mixed
is, with the quartz gravel expediently half of quartz gravel from 0 to 1
mm grain size and half of 1 to 2 mm grain size. Man. but can also be like that
proceed that one has both the first and the second binder or the mixture
from the second binder, and the finest quartz sand or quartz powder with the required
Amount of water and then mixed with the silica mass. As a pressing means sets
one finally adds 0.7 to 1 Q / o sulphite waste liquor. -