DE1446993A1

DE1446993A1 - Feuerfester Zement

Info

Publication number: DE1446993A1
Application number: DE19641446993
Authority: DE
Inventors: Braunwarth Victor August; Phillips Norman Will Frederick; Nickle Alexander Gordon
Original assignee: Aluminium Laboratories Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1963-12-23
Filing date: 1964-12-17
Publication date: 1968-11-21
Also published as: US3274008A; NL6414997A; OA00927A; BE657134A; GB1092655A; CH443110A

Description

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Dr.ExpL

ALUMINIUM LABORATORIES LIMITED

Montreal, Quebec, Kanada

Feuerfester Zement.

Die Erfindung betrifft aluminiumoxydhaltige feuerfeste Zemente oder Mörtel und Verfahren zur Herstellung derselben.

Beim Bau von Konverteröfen zur Verwendung beim Subhalogenid-Destillationsverfahren zur Gewinnung von metallischem Aluminium werden feuerfeste Auskleidungen aus Aluminiumoxyd mit einem Aluminiumoxydgehalt von etwa 99 i° verwendet. Obwohl feuerfeste Steine aus Aluminiumoxyd, die mehr als 99 i° Aluininiumoxyd' enthalten, im Handel erhältlich sind, hat die Herstellung eines zufriedenstellenden Zements für solche Steine bisher beträchtliche Schwierigkeiten bereitet. Bei Zementen von geringerer Reinheit, beispielsweise bei solchen, die mit einem Bindemittel aus Calciumaluminat oder Aluminiumphosphat hergestellt werden, haben die Neigung, sich unter bestimmten Bedingungen zu zersetzen und können bei dem Verfahren

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zu Verunreinigungen beitragen oder mager werden.

Es wurde bereits vorgeschlagen, für einige Zwecke Zemente herzustellen, die aus einer Masse aus feinverteiltem Aluminiumoxyd mit einer Teilchengrösse im Bereich von etwa 1 Mikron bis zu etwa o,l mm lichte Maschenweite (etwa 15o Mesh) und einem Aluminiumsalz, z.B. Aluminiumchlorhydrat, in wässriger Lösung als Bindemittel bestehen. Es wurde in der Tat festgestellt, daß durch die Verwendung von Aluminiumsalzen (die sich beim Brennen zersetzen und Aluminiumoxyd sowie flüchtige Verbindungen ergeben) nach dem Brennen Zemente mit einer Reinheit oberhalb 99 7° hergestellt werden können, da die flüchtigen Bestandteile der Bindemittelsalze beim Brennen abgetrieben werden. Die Bindefestigkeit solcher Zemente mit feuerfesten Steinen aus Aluminiumoxyd ist jedoch unerwünscht niedrig, sofern nicht das Brennen bei einer Temperatur geschieht, die ausreicht, eine keramische Bindung herbeizuführen. Eine andere vorgeschlagene Zementzusammensetzung, die durch eine Lösung aus Aluminiumphosphat als Bindemittel mit feinverteiltem Aluminiumoxyd gebildet wird, erreicht zwar eine angemessene Bindefestigkeit bei verhältnismässig niedrigen Brenntemperaturen, jedoch läßt das Phosphat beim Brennen einen verunreinigenden Rückstand zurück, der die Reinheit des gebrannten Zements auf einen Wert herabsetzt, der wesentlich unter dem gewünschten Mindestgehalt an Aluminiumoxyd von 99 7° liegt.'

Durch die Erfindung werden feuerfeste Zemente zur Verwendung mit

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einer wässrigen Lösung eines Aluminiumsalzes als Bindemittel geschaffen, die durch eine Grundmasse aus Aluminiumoxydteilchen gebildet werden, welche bestimmte besondere Teilehengröusefraktionen aufweist. Es wurde festgestäilt, daß der erfindunfsgeriiiisse Zenient,- der sorgfältig sortierte Alumiriiumoxyd-Teilchengrossefralttionenmit bestimmten . Aluminiümsalzbindemi'tteln enthält, fcueri'es'te Zemente mit einer Reinheit von mehr als y? V° Aluniiniumoxyd nach dein Brennen ergibt, die". ■-sehr hohe' Bindef estig'keiten bei vexhältnisinäßsig niedx'igen ' Brenntemperaturen haben, wie es zur Auskleidung von KonVertertffen erwünscht ist

Die den erf indungs^emässen Alumiriiuinoxyd-Zementffiassei; einverleibten· Aluminiumoxydteilchen sind i:u'wesentlichen gekennzeichnet durch einen Gehalt an JUünnniumoxydteilohen,¹ die kleiner sind alt; o,o44 ™ lichtö Liasohenweite (525 i'esh) nach dem'$yler-Sieb\siits (the -standard United , States scale)), wovon ein kleinerer Aiitcii AluininiuHiox./idteilchen - ■ von kolloidaler oder Submikrörigredsei¹ d»h. kleiner als 1 I;ikrön, sind, während ein grösserer Anteil'¹ f^ifeh^n zvii^pr,cheh etvia 1 unti etv.a 44 Mikron sind (wel(L letzterer Wert def Llasehenzahl 525 entspricht). Dieser grössere Anteil kann entweder im wesentlichen ganz aus "eilchen be-.· stehen, die'kleiner sind als 44 Mikron■(Laschenzahl - 325 )» oder auch einen Gehalt Un grösseren Teilchen bis zu etwa o,2 nn lichte -.aschenweite (65 Mesh)'(die übliche obere Grenze der Teilchengrösse bei feuerfesten Zementen) oder eine !Feilchengrösse haben, die sogar noch etwas oberhalb des letztgenannten Wertes liegt. In jedem Falle ist der,_L kleinere Anteil aus Submikronteilchen derart, daß er mindestens etwa 1 Gewichtsprozent der> Gesamtteilchen und mindestens etwa; 2 -y* des uen

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an Teilchen, die kleiner als 44 Mikron (- 325 Mesh) sind. Im Gegensatz dazu enthielten die bisher vorgeschlagenen Aluminiumoxydzemente vernachlässigbare Mengen von Submikrongrösseteilchen.

Hochreine Submikron-Aluminiumoxydteilchen, die für die erfindungsgemässen Zusammensetzungen geeignet sind, können durch eine Anzahl verschiedener bekannter Terfahren hergestellt werden, bei denen gewöhnlich eine direkte Kondensation der Teilchen aus der Gasphase erfolgt. Beispielsweise können Submikron-Aluminiumoxydteilchen hergestellt werden durch Verbrennen von metallischem Aluminium, durch eine Hochtemperaturhydrolyse von gasförmigem Aluminiumtrichlorid mit Wasserdampf, durch Kondensation von Aluminiumoxyddampf, der durch Verdampfen von Aluminiumoxyd erhalten wird, durch das Auffangen der Abgase, die als Webenprodukt der thermischen Reduktion von aluminiumhaltigen Erzen in einem elektrischen Ofen erhalten werden, oder durch Verbrennen von Aluminiummonochlorid in Luft.

Bei einer beispielsweisen Verwendung von Zementgemischen mit einer Grundmasse aus Aluminiumoxydteilchen, welche die vorangehend beschriebenen Submikron- und anderen Teilchengrössefraktionen enthält, und einer wässerigen Aluminiumsalzlösung wird der Zement im ungebrannten Zustand als Mörtel beim Legen der feuerfesten Steine aufgebracht und dann an Ort und Stelle gebrannt (einer Beheizung unterzogen). Diese Beheizung hat zur Folge, daß sich das Aluminiumsalz zersetzt oder pyrolysiert wird, wobei ein aluminiumhaltiger Rückstand erhalten wird, welcher das Bindemittel.des gebrannten Zements

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bildet. Das Verfahren zum Zementieren feuerfester Steine»besteht daher im wesentlichen darin, daß das Gemisch aus Zementbestandteilen gebildet wird (vorzugsweise dadurch, daß zuerst die Submikron-Aluminiumoxydteilchen mit der Aluminiumsalzlösung gemischt und dann aufeinanderfolgend Aluminiumoxydteilchenfraktionen von grösserer Teilohengröase zugesetzt werden), die Steine gelegt werden, dieses Gemisch als Zement benutzt wird und dann die auf diese V/eise erhaltene feuerfeste Auskleidung gebrannt wird, um das Salz zu pyrolysieren.

Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemässen Zementzusammensetzungen dürften der Gegenwart der Submikron-Aluminiumoxydteilchen in Mischung mit grösseren Teilchen von - 44 Mikron (- 525 Mesh) und mit dem Aluminiumsalzbindemittel zuzuschreiben sein. Mit anderen V/orten, die Verwendung der Submikrongrös set eilchen mit den anderen Zementbestandteilen ergibt feste Zemente, welche hohe Bindefestigkeiten bei verhältnismässig niedrigen Brenntemperaturen erreichen und diese hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen beibehalten. Im allgemeinen läßt sich feststellen, daß die Verwendung von nur 2 <fa Submikrongrösae-Aluiainiumoxyd (bezogen auf die Menge der Äluininiumoxydteilchen von - 325 Mesh) eine wesentlich verbesserte Bindefestigkeit ergibt und daß grössere Mengen der kleineren Anteile aus Submikrongrösse-Aluminiumoxyd zu einer noch weiteren Verbesserung der Bindefestigkeit führen. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Submikrongrösse-Aluminiumoxyd in den erfindungsgemässen Zusammensetzungen zwisohen etwa 5 - 25 ?6 oder sogar bis zu etwa 4° $ des Gesamtaluminiumoxyds kleiner als 44 Mikron (- 325 Mesh).

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Es ist ferner vorzuziehen, aaß der Submikrongrösse-Aluminiumoxydbestandteile des Zements zwei Fraktionen von jeweils verschiedenen Submikronteilehen-Grössenbereichen enthält (oder daß die Submikronteilchen in der Teilchengrösse über einen Bereich von Submikronabmessungen sortiert sind). Es ist wünschenswert, als eine der beiden Submikrongrösse-Fraktionen einen Anteil von Teilchen zu verwenden, deren Teilchengrösse kleiner als etwa 0,05 Mikron ist, während die andere Submikronfraktion durch grössere Teilchen (unter 1 Mikron als obere Grenze gebildet wird. Vorzugsweise hat die letztere Fraktion einen Teilchengrössebereich unter etwa o,2 Mikron.

Die Bindefestigkeit, die bei einer gegebenen Brenntemperatur durch eine erfindungsgemässe Zementzusammensetzung erreicht wird, hängt von einer Anzahl Faktoren, einschließlich der Grössenbereiche der verschiedenen Teilehenfraktionen, der relativen Anteile jeder in der Zusammensetzung vorhandenen Fraktion, der Masse je Volumeiieinheit (einschließlich des Volumens sowohl der offenen als auch der 'geschlossenen Poren) der Teilchen und von dem als Bindemittel verwendeten Aluminiumsalz ab· Der besondere Anteilebereich der Submikron— grösse-Aluminiumoxydteilchen, welche eine optimale Bindefestigkeit für eine gegebene Zementzusammensetzung ergibt, hängt von den Grösseeigenschaften der Submikronteilchen selbst und von der Masse je Volumeneinheit der Teilchen ab, die grosser als 1 Mikron sind.

Es wird angenommen, daß die mit den erfindungsgemässen Zusammensetzungen erzielten Vorteile durch den Umstand bedingt sind, daß die AIu-

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miniumoxydteilchen in ihrer Grosse und in ihren Anteilen so bemessen sind, daß jede feinere Fraktion in die Zwischenräume der grösseren Fraktionen paßt. Wenn die Zusammensetzung, die ein Aluminiumsalz-■bindemittel enthält, gebrannt wird, bildet das sich zersetzende Bindemittelsalz aluminiumhaltige Teilchen an Ort und Stelle, welche dazu dienen, die Masse zusammenzuhalten. Diese letzteren Teilchen, die aus dem ursprünglich in Lösung befindlichen Material entstehen, sind vermutlich von subkolloidaler Dimension und offenbar eine Teilchengrössefraktion, die noch feiner als der Submikrongrössebestandteil des Ausgangszementgemisches ist. Es wird angenommen, daß sie die Zwischenräume der Submikronteilchenfraktion (und noch ungefüllte öffnungen in und zwischen den grösseren Teilchen) füllen, so daß nur noch sehr wenig Löcher oder öffnungen im gebrannten Zement bleiben.

Es wird daher angenommen, daß der Anteil an Submikrongrösse-Aluminiumoxydteilchen, der eine optimale Bindefestigkeit für eine gegebene Zementzusammensetzuni: ergibt, derjenige Anteil ist, der ausreicht, die Zwischenräume (einschließlich offener Poren) des Gehalts an grösseren (+ 1 Mikron) - 44 Mikron (- 325 liesh) Teilchen in der Zusammensetzung zu füllen. Dieser optimale Anteil an Submikrönteilchen ist verhältnismässig klein, wenn die + 1 llikronteilchen eine hohe Schüttdichte (Masse je Volumeneinheit) haben, da sehr v/enig offene Poren vorhanden sind, und grosser, wenn die Schüttdichte der grösseren Teilchen geringer ist. Daher nimmt im allgemeinen die Zementbindefestigkeit mit dem zunehmenden Anteil an Submikronteilchen zu, bis der optimale Anteil erreicht ist, bei welchem der Anteil

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an Submikrongrösse-Aluminiumoxyd derart ist, daß die Poren und Zwischenräume der grösseren -44 Mikronteilchen (- J25 Mesh-Teilchen) vollständig ausgefüllt sind. Gleichzeitig ist es, da die grösseren Teilchen einzeln fester als äquivalente Mengen von Submikrongrösse-Aluminiumoxyd sind, vorzuziehen, daß der Anteil an ,Submikrongrösse-Aluminiumoxyd nicht grosser als notwendig ist_f um die Poren und Zwischenräume solcher grösserer Teilchen zu füllen.

Wenn ein Gehalt an grösseren Teilchen im Bereich von + o,o44 m^m lichte Maschenweite (+ 325 Mesh) bis etwa o,o2 mm lichte Maschenweite (65 Mesh) dem Zement einverleibt wird, bildet die -0,044 mm Maschenweite (- 325 Mesh)-Fraktion vorzugsweise mindestens etwa 25 Gewichtsprozent des Gesamtkörpers an Aluminiumoxydteilchen.

Es ist vorzuziehen, als Bindemittel ein wasserlösliches Aluminiumsalz zu verwenden, das sich beim Brennen zersetzt und Aluminiumoxyd und flüchtige Verbindungen ergibt, die während des Brennvorgangs abgetrieben werden. Es ist eine Anzahl solcher Salze bekannt, beispielsweise Aluminiumnitrat, Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorhydrat und Aluminiumchlorid. Die beiden letztgenannten Salze werden besonders bevorzugt, da sie eine besonders hohe Bindefestigkeit ergeben.

Die vorangehend beschriebenen Aluminiumoxyd-Zementzusammensetzungen haben besondere Vorteile zur Verwendung als Mörtel zum Legen von Aluminiumoxydsteinen. Sie können ferner vor dem Brennen mit Alu-

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miniumoxyd oder anderen feuerfesten Teilchen gemischt werden, die gröber als o,2 mm lichte Maschenweite (65 Mesh) sind, um andere Arten von feuerfesten Zusammensetzungen z.B. gießbare feuerfeste Stoffe zu erhalten, die wiederum den Vorteil einer hohen Bindefestigkeit haben, die bei verhältnismässig niedrigen Brenntemperaturen infolge der Gegenwart des Submikrongrösse-Aluminiumoxyds im Zement erreicht werden. Die Erfindung umfaßt daher ferner feuerfeste Zusammensetzungen mit Zuschlagen von + o,2 mm lichte Maschenweite (+ 65 Mesh), feuerfesten Teilchen die durch die vorangehend beschriebenen Zemente haftend miteinander verbunden sind. In Zusammensetzungen der letzterwähnten Art hängt der bevorzugte Mindestanteil an - 0,044 mm lichte Maschenweite (- 325 Mesh)-Teilchen im Gesamtteilchenkorper, ein-,schließlich Teilchen von + o,2 mm lichte Maschenweite (+ 65 Mesh), von der Art des Zuschlags von + o,2 mm lichte Maschenweite (+ 65 Mesh) und insbesondere von der oberen Teilchengrössegrenze der den Zuschlag bildenden Teilchen, die ihrerseits unter Berücksichtigung der Dicke oder des Querschnitts des zu formenden feuerfesten Körpers gewählt wird. Die voranstehend gegebenen theoretischen Erwägungen, d.h. hinsichtlich der Verwendung der Teilchen in sortierten Grossen und Anteilen mit dem Ziel, die Zwischenräume jeder Fraktion von grösseren Teilohen im wesentlichen zu füllen, um optimale Bindefestigkeiten zu erzielen, dürften auf diese Zusammensetzungen einschließlich der Teilchen von + o,2 Bm lichte Maschenweite (+ 65 Mesh) sowie auf die vorangehend beschriebenen Zemente zutreffen.

Hierbei ist au erwähnen, daß die voranstehend gegebenen Aluminiumoxyd-

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zemente besondere Beispiele für die erfindungsgemässen feuerfesten Zusammensetzungen sind. Im weiteren Sinne ist die Erfindung auch auf feuerfeste Zemente und andere Zusammensetzungen der vorangehend beschriebenen Art gerichtet, (d.h. mit einem Gehalt an feuerfesten Teilchen von - o,o44 mm lichte Maschenweite (- J25 Mesh) einschließlich eines geringeren Anteils an Submikron-Äluminiumoxydteilchen und eines,Bindemittels, das durch eine wässerige Aluminiumsalzlösung gebildet wird,)) bei welchen einige oder alle der feuerfesten Teilchen, die grosser als 1 Mikron sind, durch feuerfeste Stoffe aus Aluminiumoxyd oder andere feuerfeste Stoffe als Aluminiumoxyd von geringer Reinheit gebildet werden. Bei diesen letzteren Zusammensetzungen ergibt wiederum der Einschluß von Submikron-Aluminiumoxydteilchen eine höhere Bindef estigkeit bei vergleichsweise niedrigen Brenntemperaturen. Die voranstehend gegebenen Erwägungen hinsichtlich der Teilchengrössebereiche und -Anteile treffen auf diese Zusammensetzungen sowie auf die hochreinen Aluminiumoxydzemente zu.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigern

Pig. 1 ein Dreieoksdiagramm, welches die Bereiche der relativen Anteile von J Aluminiumoxyd-Teilchengrössefrakt ionen in bestimmten erfindungsgemässen Zementzusammensetzungen aus gebranntem Aluminiumoxyd zeigen und die angegebenen Werte- für den Bruchmodul haben und

Fig. 2 ein Diagramm mit rechtwinkeligen Koordinaten, welches die Be-

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ziehung zwischen den relativen Anteilen der Aluminiumoxyd-Teilchengrössefraktionen und dem Bruchmoäul für bestimmte "beispielsweise Aluminiumoxyd-Zementzusammensetzungen gemäß der Erfindung zeigt.

Bei den beispielsweisen Ausführungsformen, auf welche sich die Zeichnungen "beziehen, wird dasAluminiumoxyd durch ein ternäres Gemisch aus drei Aluminiumoxyd-Teilchengrössefraktionen gebildet, welche für die Zwecke der Beschreibung nachfolgend als Aluminiumoxyd I, Aluminiumoxyd II und Aluminiumoxyd III bezeichnet werden. Von diesen drei Fraktionen sind zwei (nämlich Aluminiunnä und Aluminiumoxyd II) im Submikronteilchengrössenbereich.

Im besonderen ist das Aluminiumoxyd I ein sehr feines kolloidales Aluminiumoxyd mit einem Teilchengrössebereich zwischen o,ol und 0,04 Mikron. Dieses Material hat einen Oberflächenbereich von i?o - loo qm je Gramm, was durch die Verfahren bestimmt wird, die von S. Brunauer, P.H. Emmett, und E. Teller, in einem Aufsatz mit dem Titel "Adsorption of Gases in Multi-Molecular Layers" 16 J. Am. Chem. Society 309 - 319 (I938) beschrieben wurden. Ein Beispiel dieses kolloidalen Materials ist das Produkt, das im Handel von der Cabot Garbon Corporation unter der Bezeichnung "Alon C" erhältlich ist.

Das AJuminiumoxyd II ist ein gröberes kolloidales Aluminiumoxyd in einem Teilchengrössebereich zwischen 0,05 Mikron und o,2 Mikron mit einem Oberflächenbereich von etwa Io qm je Gramm, der durch die vorerwähnten Verfahren bestimmt wird. Dieses Aluminiumoxyd II bildet eine wichtige Zwischenfraktion zwischen dem feinen kolloidalen Aluminium-

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oxyd I und dem nachfolgend beschriebenen verhältnismässig groben Aluminiumoxyd III. Bei den nachfolgend gegebenen besonderen Beispielen wurde das verwendete Aluminiuiaoxyd II als aluminiumhaltiger Dampf aus der direkten thert.isehen Eeduktion von Aluminiumerz mit Kohlenstoff in einem elektrischen Ofen erhalten. Ein solches Produkt ist ein fein verteiltes Aluminiumoxid, etwas zxisammengebackt, innerhalb des erforderlichen Teilchengrössenbereiches,

Aluminiumoxid III ist ein fein verteiltes Aluminiumoxyd mit einer Teilchengrösse von - o,o44 nrni lichte Haschenv/eite (-325 Mesh), von dem loo -°/> kleiner als 45 Kikron und "etwa 5 °ß feiner als 2 !,iikron sind. Diese Fraktion bildet die Grundmasse des Zementgemisches. Aluminiumoxyd von diesem Teilchengrössenbereich ist in einem Bereich von Schüttdichten zwischen etwa 1,28 g/ccm (etwa 8o lb/cu.ft) und etwa 2,24 g/ccm {I4© lb/cu.ft) leicht erhältlich. Es ist vorzuziehen, für das erfindungsgemässe Aggregat vermahlenes hochdichtes Aluminiumoxyd zu verwenden, das durch Hochtemperaturbrennen oder durch Schmelzen erzeugt wird, da solche Aluminiumoxydarten feste gesunde Teilchen ergeben. Ein Beispiel eines solchen Materials ist vermahlenes "Tabular"-Aluminiumoxyd mit einer Teilchengrösse von o,o44 nun lichte Maschenweite (- 325 Mesh), wie es im Handel von der Aluminium Company of America erhältlich ist. Andere Aluminiumoxydaften können ebenfalls verwendet werden, jedoch ist, wenn die Teilchen an sich schwächer sind, und der erhaltene Zement schwächer, und wenn die Teilchen poröser sind, sind grössere Mengen der feinen Aluminiunoxydfraktionen erforderlich, um die gewünschten Ergebnisse

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in der Zusammensetzung zu erzielen, als wenn ein solches Jiochdichtes Aluminiumoxyd verwendet wird. Mit anderen Porten, die Menge des erforderlichen Submikronaluminiumoxyds hängt von der Schüttdichte des Aluminiumoxyds III-Bestandteil des Zements ab. Im folgenden wird jedoch-auf das bevorzugte vermahlene hochdichte Aluminiumoxyd als Aluminium III-Fraktion Bezug genommen. ..........

Ein hochreiner feuerfester Aluminiumoxydzement als Beispiel für die erfindungsgemässen Zusammensetzungen kann dadurch hergestellt werden, daß mit einer Grundmasse aus Aluminiumoxydteilchen, welche die verschiedenen vorangehend beschriebenen Fraktionen enthält, ein geeigneter Anteil einer gesättigten Lösung von Aluminiumchlorid gemischt wird, das etwa 35 7° Al Cl, enthält. Diese Lösung kann mit der vorerwähnten Masse aus Aluminiumoxydteilchen mit einem Anteil von etwa 2o - 25 Gewichtsteilen Aluminiumchloridlösung· auf loo Gewichtsteile Aluminiumoxyd vermischt werden.

Die relativen Anteile von Aluminiumoxyd I, Aluminiumoxyd II und Aluminiumoxyd III i* Zement werden mit Rücksicht auf die gewünschte Bindefestigkeit für den gebrannten Zement gewählt. Ein bevorzugter Bereich für solche relativen Anteile ist in Fig. 1 graphisch dargestellt, irelche den Bruchmodul verschiedener Zementzusammensetzungen mit mehreren verschiedenen-relativen Gewichtsanteilen der Aluminiumoxyd-Teil chengrössefraktionen I, II und III zeigt» In Fig. 1 stellt die linke Spitze des Dreiecksdiagramms einen Teilchenkörper dar, der 80 # Aluminiumoxyd III und 2o <$> Aluminiumoxyd I enthält. Die

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obere Spitze des Dreiecks stellt einen Teilchenkörper dar, der U

loo fo Aluminiumoxyd III enthält, während die rechte Spitze des ||

Dreieckdiagramms einen Teilchenkörper darstellt, der 80 "/o Aluminiumoxyd III und 2o γό Aluminiumoxyd II enthält»

)i

Die in der graphischen Barstellung angegebenen Werte für den Bruchmodul sind wie bestimmt für Zementzusammensetzungen aus einem Teilchenkörper aus Aluminiumoxyd I, Aluminiumoxyd II und Aluminiumoxyd III mit einer Aluminiumchloridlösung als Bindemittel, welche Lösung die vorerwähnte Konzentration und die vorerwähnten Anteile hat, und nach dem Brennen des Zements auf eine Temperatur von 700 C. Die in der graphischen Darstellung angegebenen spezifischen Modulwerte wurden empirisch mit gebrannten Zementen von den angegebenen Zusammensetzungen durch das folgende Verfahren bestimmt} v

Zwei dichte Steine aus 99 i° Aluminiumoxyd in Form von Korundstücken, "die je auf etwa 25 mm χ 38 mm χ 63 mm (etwa 1 ·* χ 1 l/2 " χ 2 l/2 ") geschnitten waren, wurden zwischen ihren 25 mm χ 38 mm ( 1 " χ 1 l/2 ") Flächen (die ungeschnitten waren, d.h. mit ihren bei der Herstellung entstandenen Flächen) mit der besonderen zu prüfenden Zementzusammensetzung miteinander verkittet. Die Steine wurden -auf zwei parallele Schienen, deren Abstand etwa 75 mm ( 3 ") betrug, wobei die Zementfuge auf der 25 mm (l ") Fläche aufgebracht wurde, durch eine dritte Schiene aufgelagert, die zwischen (in'der Mitte) den erwähnten parallelen Schienen angeordnet war. Der Bruchmodul wurde berechnet aus der Formel

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wobei R » der Bruchmodul ausgedrückt in englischen Pfund je zoll (psi);

L χ= Spannweite zwischen den beiden tragenden Schienen in Zoll} W = Last auf der dritten Schiene, ausgedrückt in englischen Pfund j

b = Breite der Mörtelfuge, ausgedrückt in Zoll und d μ Tiefe der Mörtelfuge, ausgedrückt in Zoll..

Die in der graphischen Darstellung der Fig. 1 angegebenen Zahlenwerte stellen die auf diese Weise bestimmten besonderen Bruchmodulwerte dar. Die äussere gestrichelte Linie Io stellt den Bereich der relativen Anteile der drei Äluminiumoxydfraktionen im Zement dar, welche die Zementzusammensetzungen (gemischt mit Aluminiumchlorid-

lösung) darstellen, welche einen Bruchmodul von mindestens 49 kg/cm (7oo psi) beim Brennen mit einer Temperatur von 7oo C erreicht. Die gestrichelten Linien 11 und 12 begrenzen die Bereiche solcher rela-

tiver Anteile, welche Zemente mit einem Bruchmodul von 63 kg/cm bzw. 77 kg/cm (9°o bzw. lloo psi) unter solchen Bedingungen ergeben.

Itfie sich aus Fig. 1 ergilrt, wird für das angegebene Bindemittel und die angegebene Brenntemperatur eine Zementzusammensetzung, welohe eine Bindefestigkeit erreicht, die einem Bruchmodulwert von min-

destens etwa 49 kg/cm (7°o psi) entspricht, durch einen Körper aus Aluainiumoxydteilchen erhalten, der im wesentlichen aus Alumi-

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niümoxyd I, Aluminiumoxyd II und llüminiumoxyd III in den folgenden annähernden Anteilen"besteht j - · .

Aluminiumoxyd I etwa 2 - etwa 8 Gewichtsprozent, Aluminiumoxyd II etwa 5 - etwa 12 Gewichtsprozent und ' ■ ■ Aluminiumoxyd III etwa 83 - etwa 95 Gewichtsprozent. · ' -

Diese Werte bilden einen bevorzugten Bereich relativer Anteile der angegebenen Aluminiumoxyd-'-i-eilchenfraktionen-für Zementzusammenr-. Setzungen, die nach der Erfindung gebildet werden und diese enthal-· ten. ' ■·■_'■ ■.-... . ;

Mit solchen Zusammensetzungen werden bei Verwendung einer Aluminiumchloridlösung als Bindemittel und mit einem Körper aus Aluminiumoxydteilchen, der aus Aluminiumoxyd I, Aluminiumoxyd II und Aluminiumoxyd III in dem angegebenen bevorzugtehBereich der relativen Anteile besteht, sehr höhe Bindefestigkeiten bei bemerkenswert niedrigen . Brenntemperaturen erzielt. Es wurde festgestellt, daß diese Zemente eine beträchtliche Festigkeit beim Trocknen in der Luft entwickeln und nahezu volle Festigkeit beim Erhitzen auf etwa 2oo' C erreichen. Ausserdem erhöht sich, wenn diese Zemente bis etwa 125o C gebrannt werden, die' Festigkeit durcli die Bildung einer keramischen Bindung. Gleichzeitig hat der gebrannte Zement eine Zusammensetzung, die mehr als 99"% "AiTi'miniüiii'öxyd> enthält,-da sich die Aluminiumchlorid-Binde^ mi ttellösung' -beim Brennen zersetzt und Aluminiurnoxyd . sowie flüchtige Verbindun^eif-'(yra-s'ser und·^ Salzsäure) ergibt. Die Temperatur -vpn 125o°C,

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welche für das Entstehen einer keramischen Bindung erforderlich ist, ist für ein Material aus Aluminiumoxyd von solcher Reinheit ungewöhnlich niedrig.

Die Werte der relativen Anteile an Aluminiumoxyd I, II und III in den vorangehend beschriebenen Zementen, welche den bevorzugten Bereich der proportionalen Zusammensetzung bilden, wurden durch die Bruchmodulwerte für eine Zusammensetzung mit einem Aluminiumchloridbindemittel bestimmt. Es wurde festgestellt, daß die Grosse der Bruchmodulwerte, welche mit einer besonderen proportionalen Zusammensetzung des Körpers aus Aluminiumoxydteilchen erzielt werden, bis zu einem gewissen Grade von der Art des verwendeten Bindemittels abhangt, so daß die in der graphischen Darstellung gegebenen Werte sich verändern können, wenn andere Salze als Bindemittel benutzt werden. Der Bereich der bevorzugten Werte für die relativen Teile an Aluminiumoxyd I, Aluminiumoxyd II und Aluminiumoxyd III bleiben jedoch unabhängig von dem verwendeten Bindemittel die gleichen.

Die Beziehung zwischen dem Submikrongrösse-Aluminiumoxydgehalt und { der Bindefestigkeit ergibt sich ferner, aus 3Pig. 2, in welcher der Bruchmodul (der bei einer Brenntemperatur von 7o° C erreicht wird) über dem Gesamtsubmikrongrösse-Aluminiumoxydgehalt für Zemente aufgetragen ist, die. aus ternär en Gemischen der vorangehend beschriebenen AluminiUHOxydβ I, II und III mit einem Aluminiumohloridbinde-

■ mittel bestehen· Me in.Pig. 2 aufgetragenen Werte wurden mit bestimmten bavJöEzugten ternär en Gemischen erhalten, bei welchen die Submifcrongrösseteilchen teilweise Aluminiumoxyd I und teilweise AIu-

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miniumoxyd II sind. Aus der graphischen Darstellung ergibt sich der Umstand, daß eine Verbesserung durch die Einverleibung von mindestens einer geringen Menge Submikrongrösse-Aluminiumoxyd zusammen mit einer grosseren Menge gröberen Aluminiumoxyds in einem Teilchengrössebereich von - o,o44 inm lichte Maschenweite (- 3²5 Mesh) erzielt wird. Bei anderen besonderen Gemischen sowohl mit Submikrongrösseteilchen als auch mit anderen Teilchen in dem vorstehend angegebenen allgemeinen Bereich dürfte die aufgetragene Linie nicht so steil ansteigen und sogar einen nach unten gerichteten Teil aufweisen, zeigt jedoch trotzdem eine wesentliche Verbesserung im Bruchmodul des fertigen (gebrannten) Produkts gegenüber Aluminiumoxydzementen, die kein Submikrongrösse-Aluminiumoxyd enthalten.

Um eine zusätzliche Festigkeit für Zementzusammensetzungen mit einem solchen Körper aus Aluminiumoxydteilchen und einem Aluminiumsalzbindemittel zu erhalten, kann dem Teilchenkörper eine weitere Fraktion von Aluminiumoxydtexlchen in einem Teilchengrössenbereich einverleibt werden, der im allgemeinen gröber als der vorstehend für Aluminiumoxyd III angegebene ist. Ein Beispiel einer aolchen weiteren Fraktion, die hier als Aluminiumoxyd IV bezeichnet wird, ist ein feinverteiltes Aluminiumoxyd in dem folgenden Teilchengrössebereich ι

- 3oo Mikron - 95 Gewichtsprozent

- loo Mikron . 75 " "

- 37 Mikron 4o " "

2 Mikron nicht mehr als 2 Gewichtsprozent.

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Wie im Falle von Aluminiumoxyd III wird diese letztere Fraktion, wenn sie einverleibt wird, zweckmässig durch ein vermahlenes hochdichtes Aluminiumoxyd gebildet, das durch Hochtemperaturbrennen oder durch Schmelzen hergestellt wird und für das beispielsweise vermahlenes "Tabular°-Aluminiumoxyd von -o,25o mm lichte iiaschenweite (- 6o Mesh), das im Handel von der Aluminium Company of America bezogen werden kann, verwendet werden kann. Es können auch Aluminiumoxyde mit anderen physikalischen Eigenschaften verwendet werden, jedoch ist auch in diesem Falle, wenn die Teilchen schwächer sind als das genannte hochdichte Produkt, der erhaltene Zement schwächer, und wenn die Teilchen poröser sind, sind grössere Mengen der feinen Grossen erforderlich, als wenn das hochdichte Material als Aluminiumoxyd IV-Fraktion verwendet wird. Im allgemeinen sind in Zementzusammensetzungen mit Aluminiumoxyd IV (oder einem äquivalenten Aluminiumoxyd mit verhältnismässig groben Teilchen als Bestandteil) die Aluminiumteilchen, welche kleiner als o»o44 nua Maschenweite (325 Mesh) sind, vorzugsweise mit einem solchen Anteil vorhanden, daß sie mindestens etwa 25 i° der Teilchengesamtmasse bilden.

Es kann ein weiterer Zusatz von noch gröberem Alumxniumoxyd, z.B. eine Fraktion aus einer Teilchengrösse im Bereich von etwa o,25o mm lichte Masohenweite nach unten (von etwa 60 Mesh aufwärts) einverleibt werden, um zusätzliche Festigkeit für die Zusammensetzungen für bestimmte Zwecke, z.B. für ein gießbares feuerfestes Material, asu erhalten. Auch dieses Aluminiumoxyd ist vorzugsweise von hoher

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Dichte, beispielsweise von der gleichen allgemeinen Art wie die AIuminiumoxyde III und IV.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend einige besondere Beispiele gegeben, in welchen auf Aluminiumoxyd-Teilchengrössefraktionen I, II, III und IV nach den vorstehend gegebenen Definitionen Bezug genommen wird (alle in den Beispielen angegebenen Anteile sind als Gewichtsanteile zu verstehen und jeder in den Beispielen II bis IV angegebene Bruchmodulwert stellt den Mittelwert aus mehreren Prüfungen dar)»

Beispiel I

Es wurde ein Aluminiumoxyd-Zementgemisch dadurch hergestellt, daß aufeinanderfolgend zugesetzt wurden 7 Gewichtsteile Aluminiumoxid I, 12 Teile Aluminiumoxyd II, 81 Teile Aluminiumoxyd III und 6o Teile Aluminiumoxyd IV auf 32 Teile Aluminiumchloridlösung mit einer Konzentration von 35 ^- Von diesem Gemisch wurde festgestellt, daß es nach dem Brennen einen Aluminiumoxydgehalt, über 99 i° hat. Die bei dieser Zusammensetzung bei verschiedenen Brenntemperaturen erreichte Bindefestigkeit ist in der folgenden Tabelle angegeben, wobei die Bruchmodulwerte durch das vorstehend angegebene Verfahren bestinmit wurdeni

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Brenntemperatur

luftgetrocknet "bei Raumtemperatur loo C

4oo C 7oo°C Io oo C lloo°C 125o°C 13oo°C

Bruchmodul	psi
kg/cm	(275)
19,25	(5oo)
35	(I2oo)
84	(900)
63	(looo)
7o	(I2oo)
84	(looo)
7o	(lloo+)
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Beispiel II

Eine erste Zusammensetzung A wurde dadurch hergestellt, daß aufeinanderfolgend zugesetzt wurden 4>2 Teile Aluminiumoxyd I, 11,1 Teile Aluminiuaoxyd II, 47,2 Teile Aluminiumoxyd III und 37»5 Teile AIuffliniumoxyd IT auf 22,2 Teile Aluminiumchloridlösung (32 Baume, etwa 34 Gewichtsprozent Aluminiumchlorid, das I66 g je Liter oder 13 Gewichtsprozent wasserlösliches Aluminiumoxyd ergibt). Zu Tergleichszweoken wurde eine Zusammensetzung B hergestellt, die kein Aluminiumoxyd I oder II, 57 Teile Aluminiumoxyd III, 43 Teile Aluminiumoxyd IV und 25ι7 Teile der gleichen Aluminiumchloridlösung enthielt. Zum weiteren Vergleich wurde eine Zementzusammensetzung C hergestellt, die 75 Teile feinverteiltes'Aluminiumoxyd mit einer Teilchengrösse von - 0,104 ■■ lichte Maschenweite (- I50 Mesh) und 25 Teile sogenannten

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"Alufflina Slip", d.h. feinverteiltes Aluminiumoxyd mit einer Teilchengrösse von - 3oo Mesh vermischt mit 24 Teilen der gleichen Aluminiumchloridlösung enthielt, jedoch nicht mehr als vernachiässigbare Mengen Aluminiumoxyd von Submikronteilchengrösse.

Jede dieser Zusammensetzungen wurde auf eine Temperatur von 7°° C gebrannt und nach dem vorangehend beschriebenen Verfahren wegen des ,. Bruchmoduls geprüft. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle? zusammengeht 1

Zua ammens e t zung

A B C

Wie sich aus der vorstehenden Tabelle ergibt, erreichte die in der erfindungsgemässen Weise hergestellte Zusammensetzung A nach dem
Brennen eine Bindefestigkeit, die mehrere Male höher als diejenige der Vergleichszusammerisetzungen B und C ist, welche im wesentlichen kein SubmikrongrÖsse-Aluminiumoxyd enthielten.

Bruchmodul	psi
kg/cm	(920)
64,40	(loo)
7	(28o)
19,60

Beispiel III
Es wurde eine Zementzusammensetzung D dadurch hergestellt, daß die

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gleichen Mengen Äluminiumoxydteilohen wie bei der Zusammensetzung A einem Gemisch von 6,3 Teilen 'teasser und 15 Teilen handelsüblicher Aluminiumchlorhydratlösung zugesetzt wurde. i>ie letztere Lösung, die eine Konzentration von etwa 5o > Al(OH)[-Dl hatte, ergab 198 g Al je Liter und 111 g Cl je Liter, bei einer Dichte von 1,33 g J^e Milliliter (woraus sich die Formel Al_o(0H)_c ,_cGl_{n QC} ergibt, während die Feststoffe etwa 625 g je Liter betragen), was etwa 374 g je Liter oder 28 Gewichtsprozent wasserlösliches Aluminiumoxyd ergibt.

Zum Zwecke des Vergleichs wurde eine Zusammensetzung E hergestellt, welche die gleichen Mengen Aluminiumoxydteilchen wie die Zusammensetzung C, 12 Teile V/asser und 5 Teile handelsübliches festes Aluminiumchlorhydrat enthielt. *

Die Bindefestigkeiten dieser beiden Zusammensetzungen wurden nach dem Brennen bei 7oo C durch das vorangehend beschriebene Bruchmodul-Prüfverfahren ermittelt und sind zum Vergleich in der folgenden Tabelle angegeben»

Zusammensetzung

Bruchmodul	psi
kg/cm	(88o)
61, 6o	(25o)
17,5o

Auch hier hat die nach der Erfindung hergestellte ZusammensetsruRg p eine wesentlich höhere Festigkeit als die Zusammensetzung, welche

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kein. Submikron-Aluminiumoxyd enthält.

Beispiel IV

Zur Bestimmung der relativen Wirksamkeit verschiedener Bindemittelsalzlösungen mit den erfindungsgemässen Äluminiumoxydteilchenzusammenset.zungen wurde eine Zement zusammensetzung F dadurch hergestellt, daß die gleichen Mengen Aluminiumoxydteilchen die bei der Zusammensetzung A 23j8.Teilen Aluminiumsulfatlösung mit einer Dichte von 1,31 g je Milliliter, die etwa 17 7<> wasserlösliches Aluminiumoxyd ergab, zugesetzt wurden. Eine zweite Zusammensetzung G wurde hergestellt, welche die gleichen Mengen Aluminiumoxyd wie die Zusammensetzung B und 26,3 Teile der gleichen. Aluminiumsulfatlösung enthielt. Eine weitere Zusammensetzung H wurde dadurch hergestellt* daß aufeinanderfolgend die gleichen Mengen Aluminiumoxydteilchen wie bei der Zusammensetzung A 23,8 Teilen Aluminiumnitratlösung zugesetzt wurden, weiche durch Auflösen von Aluminiunmitratkristallen in Wasser zur Bildung einer nominell gesättigten Lösung mit einer Dichte von 1,34 g je Milliliter hergestellt wurde. Ferner wurde eine Zusammensetzung J hergestellt, welche die gleichen Mengen Aluminiumoxydteilchen wie die Zusammensetzung Bund 25*7 Teile der Aluminiumnitratlösung enthielt.

Jede dieser Zusammensetzungen wurde bei einer Temperatur von 700 C gebrannt und der Bruchmodul des gebrannten Zements festgestellt. Die Bindefestigkeit dieser ^ementzusammensetzungen sind in der folgenden

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Tabelle angegeben und mit den Festigkeiten verglichen, welohe durch die Zusammensetzungen A und B erhalten werden.

Zusammensetzung F G H J A D

Wie aus diesen Ergebnissen erkennbar ist, führt das Vorhandensein von Submikrongrösse-Aluminiumoxyd in den Zusammensetzungen F und H zu einer wesentlichen Verbesserung der Bindefestigkeit im Vergleich zu den Zusammensetzungen G- und J, bei denen keine solchen Teilchengrössefraktionen vorgesehen sind.

Bindemittel	Bruchmodul	psi (400)
Aluminiumsulfat	kg/cm*" 28	(55)
Aluminiumsulfat	5,71	(2oo)
Aluminiumni trat	14	(129)
Aluminiumni t rat	9,o3	(920)
Aluminiumc hlori d	64,4o	(880)
Aluminiumchlorhydrat	6l,6o

Beispiel V

Es wurde festgestellt, daß die folgenden fünf Körper aus Aluminiumoxydteilchen Zemente von annähernd gleicher Festigkeit bei einer gegebenen Bindemittellösung und einer gegebenen Brenntemperatur ergeben 1

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<fo - 1 54 1 - Io # Io -

, Mikron- Mikron- Mikron-

Gemisen Teilchen Teilchen Teilchen

37	62	1
29	7o	1
2o	59	21
13	25	62
2o	38	42

Bei den Gemischen 1 und 2 wurde für die 1-44 Mikron-Teilchen ein Material aus etwa 98 °/o - Io Mikron-Teilchen, 2 °/o -1 Mikron-Teilchen verwendet. Bei dem Gemisch 3 waren die +1 Mikron-Teilchen ein Gemisch aus dem letzteren Material und einem herkömmlichen teilchenförmigen Aluminiumoxyd von -o_to44 mm lichte Hasohenveite {-325 Mesh). Das +1 Mikron-Aluminiumoxyd im Gemisch 4 war ein herkömmliches teilchenförmiges Aluminiumoxyd von -o,o44 mm lichte Maschenweite (-325 Mesh) mit einer Schüttdichte von 1,954 g/ccm (122 lh/cu.ft-)und das im Gemisch 5 ^war ein anderes herkömmliches teilchenförmiges JLLiiminiumoxyd mit einer lichten Maschenweite von -0,044 mm (-325 Mesh) mit einer Schüttdichte von 1,714 g/ccm (I07 lb/cu.ft.).

Jeder dieser Zemente erreichte eine hohe Bindefestigkeit bei niedrigen Brenntemperaturen.

Patentansprüche t

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Claims

P a t e η t a n s ρ r u c h" e :

1. Zementzusammensetzung zur Vermischung mit einer wässrigen Lösung eines Aluminiumsalzes zur Herstellung eines feuerfesten Zements, der gebrannt werden kann, zur Verbindung von Aluminiunioxydst einen, gekennzeichnet durch einen Körper aus Aluminiumoxydteilchen mit einem wesentlichen Anteil aus Aluminiumoxydteilchen von -o,o44 m^ffl lichteTiaschehweite (-325 ^esh) enthaltend einen geringeren Anteil an Aluminiumoxydteilchen, die kleiner als 1 ilikron sind, welcher kleinere Anteil nicht weniger als 2 Gewichtsprozent mit einer Grosse von -0,044 mm lichte Ilaschenweite (-J25 l~esh) bildet.

2. Zementzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ,Körper aus Aluminiumoxydteilchen von einer Grosse von -o,2o8 nun lichte ilaschenweite (-65 Mesh) und einen wesentlichen Anteil an Teilchen mit einer Grosse von -0,044 mm lichte llaschenweite (-325 Mesh) enthaltend einen kleineren Anteil an Aluminiumoxydteilchen, die kleiner als 1 Mikron sind, welcher kleinere Anteil nicht weniger als 1 Gewichtsprozent der Zusammensetzung bildet.

3. Zementzusammensetzunö nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Teilchen mit einer Grosse von -o,o44 nun lichte lüasohenweite (-325 Mesh) mindestens 25 Gewichtsprozent der Zusammensetzung beträgt.

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4» Zementzusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumoxydteilchen, die kleiner als 1 Mikron sind, mindestens 5 Gewichtsprozent des Gehalts an Aluminiumoxydteilchen mit einer Grosse von -0,044 mm lichte Maschenweite (-J25 Mesh) bilden.

5· Zementzusammensetzung nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumoxydteilchen, die kleiner.als 1 Mikron sind, aus einer ersten Fraktion kleiner als 0,05. i^ikron und aus einer zweiten Fraktion zusammengesetzt sind, die grosser als die erste Fraktion, jedoch kleiner als o,2 Mikron ist.

6. Zementzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest der Zusammensetzung eine dritte Fraktion bildet, die im wesentlichen ganz aus Aluminiumoxydteilchen im Grössenbereich von -0,044 mm lichte Maschenweite (-325 Mesh), jedoch grosser als ein Mikron sind, zusammengesetzt ist, welche drei Fraktionen in ihren Anteilen so bemessen sind, daß nach der Vermischung mit einer wässrigen Lösung von Aluminiumchlorid und nach dem Brennen bei 7oo C der gebrannte Zement einen Bruchmodul von mindestens 49 kg/ cm (700 psi) hat.

7· Zementzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 75 - 93 Gewichtsprozent Aluminiumoxydteilchen von hoher Schüttdichte und einer Teilchengrcsse von -o,o44 mm lichte kaschenweite (-325 Keslr

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jedoch nicht grosser als 1 Mikron, 3 - 2o Gewichtsprozent AIu-

miniumoxydteilchen von einer Grosse zwiachen o,o5 und o,2 ^ikron

und 2-8 Gewichtsprozent Aluminiumoxydteilchen mit einer GrÖ3se zwischen o,ol und 0,04 Mikron.

8. Zementzusammensetzung nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumoxydteilchen mit einer wässrigen Lösung eines Aluminiumsalzes vermischt sind, das sich "beim Brennen zersetzt und Aluminiumoxyd sowie flüchtige Verbindungen ergibt.

9· Zementzusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumsalz in Form von Aluminiumchlorid "bzw. Aluminiumchlorhydrat verwendet worden ist.

Io. Verfahren zum Verbinden von hochreinen feuerfesten Aluminiumoxydsteinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zementzusamme'nsetzung nach den Ansprüchen 1-7» hei welcher die Aluminiumoxydteilchen von mindestens 99 foiger Reinheit sind, mit einer wässrigen Lösung eines Aluminiumsalzes vermischt wird, das sich beim Brennen zersetzt und Aluminiumoxyd sowie flüchtige Verbindungen ergibt, und die Aluminiumoxydsteine mit einer Schicht aus einer solchen Zementgemischzusammensetzung zwischen benachbarten Steinen gelegt

werden und das auf diese Weise erhaltene Gebilde auf mindestens

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-Jo-

2οο C erhitzt wird, um die Festigkeit des Zements zu entwickeln·

11. Verfahren nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Gebilde "bei einer Temperatur von mindestens 125o C gebrannt wird, um in der Zementzusammensetzung eine keramische Bindung zu entwickeln.

12. Aluminiumoxyd-Zementzusammensetzung, gekennzeichnet durch sortierte Aluminiumoydteilchen, im wesentlichen wie vorangehend beschrieben.

IJ. Gebrannter feuerfester Zement, gekennzeichnet durch eine gebrannte Masse aus Aluminiumoxydteilchen, welche miteinander durch ein pyrolysiertes Aluminiumsalz verbunden sind, das durch Mischen einer Zementzusammensetzung nach den Ansprüchen 1-7 ^mit einer wässrigen Lösung eines lluminiumsalzes, vorzugsweise Aluminiumohlorid oder Aluminiumchlorhydrat und Erhitzen des Gemisches auf eine Temperatur gebildet worden ist, die ausreicht, das Aluminiumsalz zu pyrolysieren·

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