DE1145985B

DE1145985B - Process for converting non-plastic starting materials suitable for the manufacture of refractory products into malleable or thixotropic masses

Info

Publication number: DE1145985B
Application number: DED22348A
Authority: DE
Inventors: Dr Eduard Steinhoff
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1956-02-18
Filing date: 1956-02-18
Publication date: 1963-03-21

Description

Verfahren zur Überführung von unplastischen, für die Herstellung feuerfester Erzeugnisse geeigneter Ausgangsstoffe in bildsame oder thixotrope Massen Bekannt ist, daß alle unplastischen Stoffe bei hinreichender Kornfeinheit, nach Zusatz von nur geringen Mengen Wassers, in den bildsamen oder thixotropen Zustand übergeführt werden können.Process for the transfer of non-plastic, for the manufacture of refractory Products of suitable starting materials known in malleable or thixotropic masses is that all non-plastic materials with sufficient grain fineness, after the addition of only small amounts of water, transformed into the malleable or thixotropic state can be.

Es wurde schon versucht, diese Eigenart der urplastischen Stoffe zur Herstellung körniger Massen auszunutzen. So wurde bereits Kieselgur, mit geringen Wassermengen versetzt, durch Kneten in eine bildsame Masse übergeführt und dann, mit Ausbrenn-Stoffen oder vorgebranntem Kieselgur versetzt, nach bekannten Verfahren weiterverarbeitet. Auch andere voluminöse Stoffe, wie Tonerde oder Magnesia, ließen sich nach Zusatz geringer Wassermengen durch Kneten in einen hochbildsamen Zustand überführen.Attempts have already been made to establish this peculiarity of the primordial plastic materials Take advantage of the production of granular masses. So was already diatomaceous earth, with low Added amounts of water, converted into a malleable mass by kneading and then, mixed with burn-out substances or pre-burned kieselguhr, according to known processes further processed. Other voluminous substances, such as clay or magnesia, were also left after adding small amounts of water by kneading in a highly sculptural state convict.

Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß eine gleichmäßige Bildsamkeit solcher Massen in ihrer Gesamtheit nur durch Kneten der Masse über einen langen Zeitraum und auch dann noch nicht vollständig zu erreichen ist. Es ist bisher nicht gelungen, die Grunderkenntnisse der Bildsamkeit oder Thixo@tropie für eine großtechnische Aufbereitung urplastischer Ausgangsstoffe nutzbar zu machen.However, this method has the disadvantage that a uniform formability such masses in their entirety only by kneading the mass over a long period of time Period and even then cannot be fully achieved. It is not yet succeeded in applying the basic knowledge of malleability or thixo @ tropie for a large-scale technical To make the processing of primordial raw materials usable.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem urplastische, für die Herstellung feuerfester Erzeugnisse geeignete Ausgangsstoffe im Großbetrieb in kurzer Zeit in eine Masse mit in ihrer Gesamtheit gleichmäßigen Bildsamkeit oder Thixotropie übergeführt werden können. Erreicht wird dies dadurch, daß erfindungsgemäß die aus groben oder/und feinen Körnern bestehenden Ausgangsstoffe, die mindestens 3011/o Feinstkorn von 0 bis 0,09 mm Durchmesser enthalten, mit Wasser angefeuchtet werden und fortlaufend unter Druck in den keilförmig sich verengenden Spalt eingeführt werden, der von den gegeneinandergekehrten Flächen zweier koaxialer Rotationskörper gebildet wird, von denen mindestens einer um die Achse rotiert.The invention relates to a method with the urplastic, for Manufacture of refractory products suitable starting materials in large-scale operations in a short time Time into a mass with in its entirety uniform malleability or thixotropy can be transferred. This is achieved in that, according to the invention, the coarse and / or fine-grained raw materials that are at least 3011 / o Contains fine grain from 0 to 0.09 mm in diameter, moistened with water and continuously inserted under pressure into the wedge-shaped narrowing gap that of the mutually facing surfaces of two coaxial bodies of revolution is formed, of which at least one rotates around the axis.

Bei diesem Verfahren werden von den in dem keilförmig sich verengenden Spalt befindlichen, durch die Druckeinwirkung gegen die Flächen der Rotationskörper gepreßten und gehaltenen Massen deren ursprünglich zusammenliegende Körnchen fortlaufend abgetrennt, voneinander getrennt, als solche zueinander verschoben bzw. zueinander umgelagert und ineinandergedrückt. Dabei wird das Wasser praktisch völlig gleichmäßig in der Masse verteilt. Die einzelnen Körnchen überziehen sich mit einer dünnen Wasserhaut, zu deren Bildung geringe Mengen Wasser ausreichen. Bei Verwendung von mehreren zueinander unterschiedlichen Ausgangsstoffen werden diese gleichzeitig miteinander, praktisch gleichmäßig, vermischt. Die so erhaltene Masse ist in ihrer Gesamtheit völlig gleichmäßig, bildsam oder thixotrop. Sie kann als solche unmittelbar verarbeitet werden. Aus ihr hergestellte Formlinge können sofort getrocknet und anschließend gebrannt werden, da ein Verziehen beim Trocknen und Brennen praktisch nicht eintritt. Die Reaktionen im festen Zustand vor und während des Brennens laufen in einer nach der Erfindung aufbereiteten Masse viel schneller und gleichmäßiger ab als in den bekannten keramischen Massen. Auch stellt sich das Gleichgewicht zwischen den auftretenden Phasen sowie zwischen den sich bildenden Verbindungen schnell und praktisch vollkommen ein, was bei den bekannten keramischen Erzeugnissen nicht der Fall ist.In this procedure, the wedge-shaped narrowing of the Gap located by the pressure applied against the surfaces of the rotating body pressed and held masses their originally coherent granules continuously separated, separated from one another, as such shifted to one another or to one another rearranged and pressed into one another. The water becomes practically completely even distributed in the crowd. The individual grains are covered with a thin layer of water, small amounts of water are sufficient for their formation. When using several to each other different starting materials, these become at the same time with each other, practically evenly, mixed. The mass obtained in this way is completely uniform in its entirety, malleable or thixotropic. As such, it can be processed immediately. the end The briquettes you produce can be dried immediately and then fired, since there is practically no warping during drying and firing. The reactions in the solid state before and during firing run in one according to the invention prepared mass is removed much faster and more evenly than in the known ceramic Crowds. There is also the balance between the phases occurring as well between the connections that are formed quickly and practically perfectly what is not the case with the known ceramic products.

Mit der in der erfindungsgemäßen Weise erhaltenen hochbildsamen Masse (im folgenden als Masse 1 bezeichnet) kann auch grobköriges Material als Magerungsmittel vermischt und die so hergestellte Masse (im folgenden als Masse 2 bezeichnet) dann unmittelbar als solche verwandt oder auch zu Gegenständen, z. B. Steinen, verformt werden. Als Magerungsmittel kann dabei ein aus der Masse 1 bestehendes, durch Brennen dieser Masse und Zerkleinern des gebrannten Gutes gewonnenes Material dienen. Auf diese Weise können stofflich einheitliche keramische Massen und Formkörper hergestellt werden. Wendet man auf ein aus grobkörnigen Magerungsmitteln und der Masse 1 bestehendes Gemenge, gegebenenfalls nach Zusatz geringer Mengen Wasser, nochmals das erfindungsgemäße Verfahren an, wird eine bildsame oder thixotrope Masse 2 erhalten, in der Magerungsmittel und Masse 1praktisch vollkommen gleichmäßig verteilt sind und die als plastische Masse verformt werden. kann. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrensfür dieses Massegemenge-wird jedes einzelne Magerungsmittelkom mit einer dünnen Schicht aus bildsamem oder thixotropem Material der Masse 1. umhüllt. Diese Hüllen sind Träger der, bildsamen oder thixotropen Eigenschaften der ganzen; Masse 2.With the highly pictorial mass obtained in the manner according to the invention (hereinafter referred to as mass 1) coarse-grained material can also be used as a leaning agent mixed and the mass produced in this way (hereinafter referred to as mass 2) then directly related as such or to objects, e.g. B. stones, deformed will. A leaning agent consisting of the mass 1 by burning can be used This mass and crushing of the fired material are used. on In this way, ceramic masses and molded bodies that are uniform in terms of substance can be produced will. If one turns to one consisting of coarse-grained leaning agents and the mass 1 Mixture, if necessary after adding small amounts Water, again the method according to the invention, a malleable or thixotropic mass 2 is obtained, in which the lean agent and mass 1 are practically completely evenly distributed and which are deformed as a plastic mass. can. When carrying out the invention Procedure for this amount of mass-each individual lean-weight product with a thin layer of malleable or thixotropic material of the mass 1. enveloped. These Shells are carriers of the plastic or thixotropic properties of the whole; Dimensions 2.

Weiter wurde gefunden, daß jedes Korngemisch beliebiger. Zusammensetzung, mit Wasser nur engefeuchtet, durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in eine bildsame oder thixotrope Masse übergeführt werden kann; in der die einzelnen Korngrößen und die stofflich voneinander verschiedenen oder auch gleichen., Körner praktisch völlig gleichmäßig verteilt sind, ,,Wenn in dem Korngemisch ein genügend großer Feinstanteil vorhanden ist. Die Vermischung der femstköiiiigen Anteile miteinander und mit der Feuchtigkeit=zu,einer bildsamen oder thixotropen; praktisch homogenen Masse 1 und das Umhüllen der gröberen Körnungen mit dieser Masse 1 zur Masse 2 geschieht -dabei gleichzeitig. Ein gesonderter Arbeitsgang zuj Vermischung der Masse 1 mit den gröberen Körnungen erübrigt sieh.It was also found that every grain mixture is arbitrary. Composition, only tightly moistened with water, can be converted into a malleable or thixotropic mass by using the method according to the invention; in which the individual grain sizes and the materially different or even identical grains are practically completely evenly distributed, if there is a sufficiently large fine fraction in the grain mixture. The mixing of the femstköiiiigen parts with each other and with the moisture = to, a plastic or thixotropic; practically homogeneous mass 1 and the coating of the coarser grains with this mass 1 to mass 2 happens - at the same time. A separate operation for mixing the mass 1 with the coarser grains is unnecessary.

An Hand eines Betspieles wird, die Erfindung näher erläutert. Zirkonsilikat, als Körnungsgemisch mit 23,0% von 4 bis 0,5 mm Durchmesser, 17,0 % von 0,5 bis 0,09 mm Durchmesser, 6,7% von 0,09.bis 0;03 mm Durchmesser, 11,5 % von 0,03, bis 0,02 mm Durchmesser, 17,0% von 0;02 bis 0,01 mm Durchmesser, 11,0 % von 0,01 bis 0,005 mm Durchmesser, 13,8% kleiner als 0;005 mm Durchmesser wurde mit 1011/o seines Gewichtes mit Wasser angefeuchtet und in der erfindungsgemäßen Weise aufbereitet. Die erhaltene Masse war in ihrer Gesamtheit völlig gleichmäßig bildsam oder thixotrop und konnte unmittelbar zu Steinen verformt werden.The invention is explained in more detail using a bet game. Zirconium silicate, as a grain mixture with 23.0% from 4 to 0.5 mm in diameter, 17.0% from 0.5 to 0.09 mm diameter, 6.7% from 0.09 to 0.03 mm diameter, 11.5% from 0.03 to 0.02 mm diameter, 17.0% from 0.02 to 0.01 mm diameter, 11.0% from 0.01 to 0.005 mm diameter, 13.8% smaller than 0.005 mm diameter was 1011 / o of its weight moistened with water and prepared in the manner according to the invention. The received In its entirety, the mass was malleable or thixotropic and could can be immediately deformed into stones.

Die Erfindung ermöglicht, beliebige in der Natur vorkommende oder künstlich hergestellte umplastische Ausgangsstoffe, beispielsweise Korund, Quarzit, Siliciumcarbid, Spinell usw. allein oder in Mischungen miteinander, in bildsame oder thixotrope Massen zu überführen und aus diesen keramische Erzeugnisse; wie feuerfeste Massen und Steine, herzustellen.The invention enables any naturally occurring or artificially produced umplastic starting materials, e.g. corundum, quartzite, Silicon carbide, spinel, etc., alone or in mixtures with one another, in plastic or to transfer thixotropic masses and ceramic products from them; how refractory masses and bricks.

Die zuzusetzende Wassermenge richtet sich nach Art und Korngröße der Ausgangsstoffe. Sehr porösen, wasseraufsaugenden Stoffen muß etwas mehr Wasser zugesetzt werden, als dichten. Sehr feinkörnige Stoffe benötigen infolge ihrer größeren Oberfläche mehr Wasser als grobkörnige. In allen Fällen soll jedoch die Masse nur mit einer solchen Wassermenge angefeuchtet werden, die ausreicht, um die Körner mit einer dünnen, filmartigen Wasserhaut zu überziehen: Den Ausgangsstoffen können. neben bzw. an Stelle von Wasser Stoffe zugesetzt werden, die eine Verbesserung der Bildsamkeit oder der Thixotropie bewirken, beispielsweise Elektrolyte, Benzol, Xylol.The amount of water to be added depends on the type and grain size of the Raw materials. Very porous, water-absorbent materials have to be added a little more water be than poetry. Very fine-grained materials need due to their larger surface more water than coarse-grained ones. In all cases, however, the mass should only be with one be moistened with such an amount of water that is sufficient to treat the grains with a to coat thin, film-like water layer: The starting materials can. Next or instead of water, substances are added which improve the plasticity or cause thixotropy, for example electrolytes, benzene, xylene.

Die Korngröße der Ausgangsstoffe richtet sich nach der Art dieser Stoffe und nach dem Verwendungszweck der Masse. Als allgemeine Richtlinie gilt, daß nicht weniges, als etwa 30 % der Ausgangs-Stoffe in Korngröße von 0 bis 0,09 mm Durchmesser vorliegen sollen: Die Verformung der aufbereiteten Masse kann nach den bekannten Formgebungsvedahren für plastische Massen oder durch Rütteln geschehen. Durch leichtes-Rütteln wird. die Masse fließfähig; der geformte Gegenstand kann nach Aufhören des Rüttelns sofort entfarmt werden.The grain size of the starting materials depends on the type of these Substances and according to the purpose of the mass. As a general guideline, that not less than about 30% of the starting materials in grain size from 0 to 0.09 mm diameter should be present: The deformation of the prepared mass can after the known shaping methods for plastic masses or done by shaking. By gently shaking the. the mass flowable; the molded article can be disarmed immediately after shaking has stopped.

Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eignen sich alle Einrichtungen, in denen die Ausgangsstoffe fortlaufend unter Druck in einem keilförmig sich verengenden Spalt der Einwirkung von gegeneinandergekehrten Flächen zweier koaxialer Rotationskörper ausgesetzt sind, von denen mindestens einer um die Achse rotiert, beispielsweise Vorrichtungen ähnlich einer Telleroder Kegelmühle.All devices are suitable as a device for carrying out the process, in which the starting materials are continuously under pressure in a wedge-shaped narrowing Gap of the action of mutually facing surfaces of two coaxial bodies of revolution are exposed, at least one of which rotates around the axis, for example Devices similar to a plate or cone mill.

Ein Beispiel für eine Vorrichtung, zur Iimehfuhrang des Verfahrens zeigt die Zeichnung: Die Vorrichtung für sich ist aber nicht Gegenstand der Erfindung. Von den gegeneinandergekehrten Flächen zweier koaxialer Rotationskörper, dem um die Achse 1 a rotierenden Kegel l und dem feststehenden kegelförmigen Mantel 2 wird der von der Guteintrittsseite her sich keilförmig verengende Spalt 3 gebildet: Die aus dem Fülltrichter 4 austretenden Ausgangsstoffe werden mit Hilfe der Transportschnecke 5, die einen eigenen, von dem des Kegels 1 unabhängigen Antrieb 5 a besitzt, unter Druck in den Spalt 3 eingeführt und in ihrer Lage zwischen den Rotationskörpern gehalten. Infolge der stetigen Verengungen des Spaltes 3 und der Vergrößerung der beiden gegeneinandergekehrten Wirkflächen wird durch den rotierenden Kegel l ein allmähliches Erfassen der Ausgangsstoffe zum Abtrennen ihrer Körnchen; dabei zum Ende des Spaltes 3 bis oder nahezu bis zur Größe ihres einzelnen Kornes; und für die abgetrennten Körnchen ein durch den wesentlich verlängerten Weg vielfach wiederholtes und damit zur Erreichung des angestrebten neuen Gefüges ausreichendes Verschieben und Durcheinanderdrücken dieser Körnchen bewirkt. Dadurch werden Schichtenbildungen von mehr oder weniger aufgeschlossenen Messeteilchen vermieden. Die Körnchen überziehen sich dabei mit einer dünnen Wasserhaut. Bei Verwendung von mehreren zueinander unterschiedlichen Ausgangsstoffen erfolgt eine vollkommene Vermischung ihrer einzelnen Körner miteinander und untereinander. Bei Ausgangsstoffen unterschiedlicher Korngröße umhüllen die feiest und feinkörnigen Anteile die gröberen Körnungen.An example of a device for implementing the method is shown in the drawing: However, the device in itself is not the subject of the invention. From the mutually facing surfaces of two coaxial rotating bodies, the cone l rotating about the axis 1 a and the stationary conical casing 2, the wedge-shaped narrowing gap 3 from the material inlet side is formed: The starting materials emerging from the hopper 4 are conveyed with the aid of the screw conveyor 5, the own from which the cone 1 has a 5 independent drive, introduced under pressure into the gap 3 and held in position between the rotating bodies. As a result of the steady narrowing of the gap 3 and the enlargement of the two oppositely facing active surfaces, the rotating cone 1 gradually grips the starting materials for separating their granules; at the end of the gap 3 up to or almost up to the size of their individual grain; and for the separated granules a shifting and pushing of these granules through one another which is repeated many times over the substantially longer path and thus sufficient to achieve the desired new structure. This avoids the formation of layers of more or less exposed particles. The granules are covered with a thin layer of water. If several different starting materials are used, their individual grains are completely mixed with one another and with one another. In the case of raw materials of different grain sizes, the finest and fine-grained fractions envelop the coarser grains.

Die so restlos in, den bildsamen oder thixotropen ,Zustand übergeführte homogene Masse wird aus dem Spalt 6 gedrückt und fällt von der über die Mantelflache 2 ein geringes Stück hinausragenden Kegelffäche 1 in einen Behälter. Die Querschnittsbreite des Spaltes 6 kann durch Verschieben der beiden Wirkflächen zueinander bemessen werdet. Sie soll so groß sein; daß bei Ausgangsstoffen mit unterschiedlicher Korngröße das größte Korn durch den Spalt hindurchgeht, ohne im Sinne von Mahlen zerkleinert zu werden.The so completely transferred into the plastic or thixotropic state homogeneous mass is pressed out of the gap 6 and falls from over the jacket surface 2 a small piece protruding conical surface 1 into a container. The section width of the gap 6 can be dimensioned by moving the two active surfaces relative to one another will. She should be so big; that with starting materials with different grain sizes the largest grain passes through the gap without being crushed in the sense of grinding to become.

Soll mit der Vorrichtung nur eine Masse 1 aus feinstkömigen Stoffen hergestellt werden und besitzen die Ausgangsstoffe ganz oder teilweise zu große Kerndurchmesser, kann die Vorrichtung gleichzeitig als Zerkleinerungsvorrichtung dienen, indem der Spalt 6 möglichst eng, d. h. auf die Größe des in der Masse angestrebten Feinstkornes, eingetellt wird. Auf ihrem Wege durch die Vorrichtung werden dann die groben Körner zertrümmert und gleichzeitig das erhaltene Korngemisch miteinander und mit der zugesetzten Flüssigkeit in eine bildsame oder thixotrope, praktisch vollkommen homogene Masse 1 übergeführt.The device should only have a mass 1 of fine-grained substances are produced and have the starting materials in whole or in part too large Core diameter, the device can also be used as a shredding device serve by the gap 6 as narrow as possible, d. H. on the size of what is striven for in the crowd Fine grain, is set. On their Paths through the device the coarse grains are then smashed and at the same time the grain mixture obtained with each other and with the added liquid in a malleable or thixotropic, practically completely homogeneous mass 1 transferred.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for transferring primordial plastic, for the production of refractory products from suitable raw materials in plastic or thixotropic masses, characterized in that they consist of coarse and / or fine grains existing starting materials that contain at least 30.1 / o of fine grain from 0 to 0.09 mm Diameter included, moistened with water and continuously under pressure be introduced into the wedge-shaped narrowing gap that of the mutually facing Surface of two coaxial bodies of revolution is formed, of which at least one rotated around the axis.

2. The method according to claim 1, characterized in that the malleable or thixotropic mass with the addition of coarser material again according to Claim 1 is mixed. Publications considered: German patent specification No. 326 841. In. Older patents considered: German Patent No. 1067 720.