DE1471239B2 - Feuerfester moertel zum verbinden gebrannter basischer feuerfester formkoerper - Google Patents

Feuerfester moertel zum verbinden gebrannter basischer feuerfester formkoerper

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DE1471239B2 DE19641471239 DE1471239A DE1471239B2 DE 1471239 B2 DE1471239 B2 DE 1471239B2 DE 19641471239 DE19641471239 DE 19641471239 DE 1471239 A DE1471239 A DE 1471239A DE 1471239 B2 DE1471239 B2 DE 1471239B2
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Description

1 2
Die Erfindung betrifft feuerfeste Mörtel zum Ver- einen verbesserten feuerfesten Mörtel zu schaffen, der
binden gebrannter basischer, feuerfester Chromerz-, ! insbesondere für das Vermauern basischer gebrann-
Magnesit-, Magnesit-Chrom- und Chrom-Magnesit- ter Formkörper und insbesondere derjenigen des
Steine. ' Chromerz-Magnesiumoxid-Typs geeignet ist. Eine
Unter einem Stein oder einem Formkörper der 5 weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe Chromerz-Magnesiumoxid-Type ist ein derartiges Pro- besteht darin, einen Mörtel der angegebenen Art dukt zu verstehen, bei dem der Chromerzgehalt auf speziell für das Vermauern von Formkörpern der ander Gewichtsgrundlage über dem Magnesiumoxid- gegebenen Zusammensetzung zu schaffen, die in gehalt liegt. Allgemein weisen handelsübliche Form- Kupferkonvertern angewandt werden und mit dem körper dieser Art 80 bis 60% Chromerz und 20 bis io geschmolzenen Metall in Berührung kommen.
40% Magnesiumoxid in den Ansätzen, aus denen Der erfindungsgemäße Mörtel ist nun dadurch gedieselben hergestellt werden, auf. kennzeichnet, daß derselbe aus einer Mischung von
Ein guter Mörtel sollte eine annehmbare Verarbeit- Chromerz, grünem Chromsesquioxid und gegebenen-
barkeit (so daß dsrselbe mit der Kelle verarbeitet falls Magnesiumoxid, mit etwa 10% eines Bindemittels
werden kann), Widerstandsfähigkeit gegen Verschleißen 15 besteht, das Bindemittel aus 7,5 bis 9 Teilen Natrium-
und Reißen während des Verarbeitens oder Auftragen silikat oder Natriumdichromat oder Natriumsulfat
mit der Maurerkelle, gute Haftfähigkeit oder Anhaften oder Alkaliphosphat zusammen mit 1 bis 1,5 Teilen
an den Formkörpern aufweisen, die durch denselben plastischem Ton und gegebenenfalls bis zu 1 Teil
an Ort und Stelle gehalten werden sollen, und weiter- handelsüblicher Stärke zusammengesetzt ist, die Mi-
hin sollte ein derartiger Mörtel gute mechanische 20 schung insgesamt 50 bis 70% Cr2O3 auf der Basis
Festigkeit aufweisen, nachdem das damit hergestellte der Oxidanalyse enthält, das Verhältnis von Cr2O3
Mauerwerk auf die Arbeitstemperaturen erhitzt wird. zu MgO der Mischung größer als 3: 1 ist, wobei so-
Die meisten bekannten Mörtel weisen alle oder die wohl etwaige im Chromerz enthaltende Magnesia als
meisten der angegebenen Eigenschaften wenigstens in auch die zugesetzte Magnesia eingeschlossen ist, und
einem annehmbaren Ausmaß auf. 25 sich der Chromerzgehalt auf 10 bis 75 % der Gesamt-
Eine weitere wichtige Eigenschaft, die guter Mörtel mischung beläuft.
besitzen sollte, ist die Fähigkeit, dem geschmolzenen Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich
Metall, Schlacke und Ofendämpfen zu widerstehen, ; aus den Unteransprüchen.
mit denen derselbe bei dem Arbeiten des Ofens in Be- . Ein für die erfindungsgemäßen Zwecke besonders
rührung kommt. Es ist höchst zweckmäßig, daß die 30 geeignetes Chromerz stellt ein türkisches Chromerz
Widerstandsfähigkeit des Mörtels gegenüber diesen der folgenden beispielsweisen chemischen Analyse dar: Materialien wenigstens genauso gut wie diejenige der
Steine oder Formkörper ist, mit denen zusammen der Kieselerde (SiO2) 2,5 %
Mörtel angewandt wird. So werden z. B. in Kupfer; Tonerde (Al2O3) 14,1 %
konvertern allgemein Formkörper aus Chromerz- 35 Eisenoxid (Fe2O3) —
Magnesiumoxid wenigstens als ein Teil der Ausklei- Eisenoxid (FeO) 13,5
dung angewandt, der mit dem geschmolzenen Metall Chromoxid (Cr2O3) 50,0
in Berührung kommt. Calciumoxid (CaO) 0,2
Es ist insbesondere ein Verfahren zum Binden feuer- Magnesiumoxid (MgO) 18,6
fester Materialien bekanntgeworden (USA.-Patent- 4° ■"■''.
schrift 2 537 013), bei dem lösliche Chromverbindun- Gegebenenfalls kann eine geringe Menge Magnegen angewandt werden. Wenn zwar diese löslichen siumoxid (MgO) in dem Mörtel angewandt werden, Chromverbindungen während des Erhitzens bzw. jedoch muß das Verhältnis Cr2O3: MgO auf der GeBrennens in unlösliche Chromverbindungen über- wichtsgrundlage über etwa 3 :1 liegen,
gehen, so besteht doch ein wesentlicher Unterschied 45 ■: Die feuerfesten Komponenten des Mörtels, auszu dem Erfindungsgegenstand darin, daß erfin- schließlich der die Bindung bildenden Bestandteile, dungsgemäß eine feste Chromverbindung in Form sollten wenigstens 55 Gewichtsprozent Cr2O3 auf der von Chromsesquioxid zur Anwendung kommt. Es Grundlage der Oxidanalyse enthalten. Es müssen ist weiterhin bekanntgeworden (USA.-Patentschrift wenigstens 12% dieses Cr2O3 ein hochreines Produkt 2 965 505), eine synthetische feuerfeste, chroment- 5° (wenigstens etwa 97 % Cr2O3) der Pigmentsorte in haltende Masse zu schaffen, die ein plastisches Chrom- Form von grünem Chromsesquioxid sein,
erz enthält. Feuerfeste Massen nach den genannten Eine bevorzugte erfindungsgemäße Mörtelmasse bcbeiden Veröffentlichungen enthalten zwar Chrom- steht aus 30 Gewichtsprozent der Pigmentsorte des Verbindungen, jedoch nicht in der erfindungsgemäß grünen Chromsesquioxides und etwa 60 % türkischem vorgesehenen Weise. 55 Chromerz, 9% eines ausgewählten Bindemittels, wie
Es ist weiterhin bekanntgeworden, Chromerz- Natriumsilikat der angegebenen Art und 1 % eines
Magnesiumoxid-Massen mit entsprechenden Binde- Kugelton-Weichrnachers. Gegebenenfalls können bis
mitteln und je nach Zweck bestimmten Kornaufbau zu etwa 1 % einer handelsüblichen Stärke od. dgl.,
als Mörtel zu verwenden (Tonindustrie-Zeitung, 1939, wie Maisstärke, zugesetzt werden. Weitere Beispiele
S. 617 bis 619). Dieselben enthalten 10 bis 20% Chrom- 60 sind im folgenden angegeben:
oxid, etwa 20 % kaustisches Magnesiumoxid und 60 Wenn auch Natriumsilikat als Bindemittel bevorzugt
bis 70% Chromerz. Wenn auch derartige Produkte ist, können auch andere einschlägige Bindemittel, wie
als Mörtel angewandt werden können, ist doch deren sie auf dem Gebiet der feuerfesten Steine üblich sind,
Schlackenfestigkeit unzureichend. Dies bedeutet, daß angewandt werden. So können z. B. wasserlösliche
derartige Produkte dort nicht in Anwendung kommen 65 Chromate, wie Natriumchromat, wasserlösliche SuI-
können, wo ein feuerfestes Mauerwerk mit flüssiger fate, wie Natriumsulfat, angewandt werden, wenn eine
Schlacke in Berührung kommt. geringe Menge an Magnesiumoxid vorliegt. Es sind
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, weiterhin alkalische Phosphate bekannt, die zusammen
mit Chromerz enthaltenden feuerfesten Materialien geeignet sind. , ;.
Der Kugelton, das Natriumsilikat und die Pigmentsorte des grünen Chromsesquioxides liegen alle mit einer Teilchengröße kleiner als einer lichten Maschenweite von 0,044 mm vor. Bezüglich des Chromsesquioxides kann dessen Teilchengröße auch in Mikron ausgedrückt werden, d. h., praktisch alle Teilchen weisen einen Durchmesser von kleiner als 1 Mikron auf. Der Chromerzbestandteil (und gegebenenfalls auch eine geringe Menge des Magnesiumoxides) liegen insgesamt mit einer Teilchengröße kleiner als einer lichten Maschenweite von 0,59 mm entsprechend vor, und der Hauptanteil derselben weist eine Teilchengröße größer als eine lichte Maschenweite von 0,105 mm auf. Es läßt sich somit sagen, daß das Chromerz zu angenähert 40% (im folgenden sind die Teilchengrößen ausgedrückt in lichter Maschenweite abgekürzt durch mm LM. wiedergegeben) mit +0,21mm und 60% —0,21 mm LM. vorliegt. Es ist bevorzugt, daß praktisch die Gesamtmenge des Chromerzes größer als 0,044 mm vorliegt, es können jedoch bis zu etwa 20 bis 30 % mit —0,044 mm vorliegen.
Eine beispielsweise Größenverteilung des Chromerzes ist im folgenden wiedergegeben: 100%
ίο = -0,59 mm LM., 40 bis 50% +0,21 mm LM. 60 bis 50% +0,044 mm LM. (bis zu 20 bis 30% können jedoch —0,044 mm LM. sein).
Im folgenden werden eine Reihe Mörtelanalysen wiedergegeben, die einerseits der erfindungsgemäßen Zusammensetzung entsprechen und andererseits außerhalb der erfindungsgemäßen Zusammensetzung liegen.
Chromerz Chrom-
sesquioxid		 Mörtelanalyse Cr2O3 Oxidanalyse
MgO		 Cr2O3=MgO
Verhältnis
Gemisch 9,09
18,18
27,27
36,36
45,45 ■
54,54
63,63
60
70
50,9
60,9
70,9
80,9		 63,63
54,54
45,45
36,36
27,27
18,18
9,09
40
30
40
30
20
10		 Magnesia
98% MgO		 67,7
63,6
59,1
54,54
50,0
45,45
40,9
70
65
65,45
60,45
55
50,45		 19,87
21,56
23,25
24,94
26,63
28,32
30,01
11,15
13
9,5
11,3
13
15		 3,42
2,95
■■- 2,54 :
2,18 ■■■··
1,87 ■
1,6
1,36
6,27
5,0
6,89
5,35
4,26
3,36
A*
B*
C
D
E
F
G
H*
I*
J*
K*
L*
M 		18,18
18,18
18,18
18,18
18,18
18,18
18,18
0
0
0
0
0
0
* Erfindungsgemäße Gemische.
Die Tabelle enthält keine Bestandteile mit Ausnahme von Chromerz, Chromsesquioxid und Magnesia. Die Oxidanalyse wird hierdurch nicht berührt.
Bei verschiedenen Untersuchungen werden unterschiedliche Anteile der Ansatzbestandteile, wie weiter unten angegeben, im trockenen Zustand etwa 5 Minuten in einem kleinen Mischer vermischt und sodann weitere 5 Minuten in dem gleichen Mischer unter Wasserzusatz vermischt. Das Wasser wird in ausreichender Menge zugesetzt, um etwa 20 Gewichtsprozent Wasser pro 100 Teile des Trockengemisches zu ergeben.
Diese Anteile an Wasser und Trockenbestandteilen werden als typisch für das Erfordernis erachtet, ein Mörtelgemisch dieser Art in eine geeignete verarbeitbare Konsistenz zu überführen. Die verschiedenen Ansätze werden zum Verbinden von Hälften identischer Prüfstücke angewandt. Jedes Prüfstück stellt einen Formkörper mit Abmessungen von 11,5 ■ 11,5 · 6,35 cm dar (eine Hälfte eines Formkörpers mit einer nominalen Länge von 23 cm), der in zwei Hälften zerlegt worden ist. Die zwei Stücke werden sodann mit den verschiedenen Gemischen verbunden. Der Prüfstein besteht aus etwa 80 Teilen Chromerz (Philippinen-Erz) und etwa 20 Teilen Magnesiumoxid und ist bei einer Temperatur von 16000C gebrannt worden. Die Mörtelverbindung beläuft sich auf eine Dicke von etwa 3,2 mm.
Die miteinander mit den verschiedenen Gemischen der Mörtel verbundenen Prüfstücke werden in einen Ofen gebracht, wobei eine obere Oberfläche mit einem Winkel von etwa 30° relativ zu der Waagerechten oder dem Boden des Ofens, geneigt angeordnet ist und werden so orientiert, daß geschmolzene Schlacke in die Mörtelverbindung benachbart zu dem oberen Ende eintropfen und längs der Verbindungsstelle nach unten laufen kann. Ein derartiger Schlackentest wird in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 1370°C in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, die dadurch aufrechterhalten wird, daß in den Ofenherd Koks eingebracht wird, der stündlich frisch aufgefüllt wird. Die Schlacke ist eine Kupferkonverter; schlacke und besitzt angenähert die folgende Analyse auf der Oxidanalysengrundlage:
Kieselerde (SiO2) .27,0%
Tonerde (Al2O3) .'... 5,0%.,
Eisenoxid (Fe2O3) 61,0%
Chromoxid (Cr2O3) — ,
Calciumoxid (CaO) 1,5% . ; ·!
Magnesiumoxid (MgO) 1,0% ·
Kupferoxid (CuO) 1,5 % '! '"
. Schwefel (S) 0,5% J
Natriumoxid (Na2O) 1,0 % '
Kaliumoxid (K2O) ,. 1,0% .'■ ..'
Lithiumoxid (Li2O) .... ...... 0,5%.'..,
: .-, ■ ioo,o% v.·:.
■ Es wird eine Gruppe von Gemischen hergestellt, die die unten angegebene Zusammensetzung aufweist, jii denen jedoch die angegebenen Komponenten in ein Korn verformt, gebrannt und sodann zerkleinert werden, um die gewünschte Größenklassierung für den Mörtel zu erzielen.
Tabelle I
Vorcalciniertes Korn
Kornherstellung
Zunehmender Cr2O3-Gehalt C ID I E
Pigmentsorte Chromoxid ...
Kaustisches Magnesiumoxid*
Türkisches Chromerz
70 7o 20 7o
ίο 7o 60 7o
20 »/ο
20 7o
50 7o
20 7o
30 7o
40 7o 20 «/ο
40 %
30% 20% 50%
20% 20% 60%
10% 20% 70%
Das Magnesiumoxyd besteht zu 98 % aus MgO, der restliche Anteil ist Glühverlust, SiO2, Al2O3 und Fe2O3
Die Bestandteile des Korns A bis G werden ver- Tabelle II
mischt und sodann über Nacht (etwa 12 Stunden) Mörtelgemische
bei etwa 1200C getrocknet, in Knüppel mit Abmessun- Körner A bis G 90,9 %
gen von etwa 2,5 -10-23 cm verpreßt und bei 17400C 20 Natriumsilikat 7,5 %
gebrannt. Die erhaltenen gebrannten Knüppel werden Kugelton-Weichmacher 1,5 7o
sodann vermählen, bis praktisch die Gesamtmenge Stärke 0,17o
durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von
0,21 mm hindurchtritt und wenigstens 80 7o —0,105 mm Die erhaltenen Mörtelgemische werden zum Ver-
LM. +0,044 mm LM. ist. Die erhaltenen vermahlenen 25 binden von Formen in der oben beschriebenen Weise
Materialien werden mit Kugelton, Stärke und Na- angewandt, den Test mit tropfender Schlacke unter-
triumsilikat unter Erhalten des folgenden Gemisches worfen, und · die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind
vermischt. in der Tabelle III wiedergegeben:
Tabelle III
A* B C D E F G
Tropfender Schlackentest auf Mörtel bei 13700C
Korrosion 		sehr
gering
2,5		 gering
2,5		 mäßig
10,0		 e
12,5		 rheblic
15,0		 h
15,0		 sehr
stark
17,5
Tiefe der Korrosion an der Verbindungsstelle, mm ..
* Es wird etwa die gleiche Schlackenmenge auf jedes Probestück aufgetropft.
Die Gemische A, B und C der Tabellen I, II und III geben erfindungsgemäße Mörtel wieder. Die Tabelle IV beschreibt zwei weitere geprüfte Gemische.
Tabelle V
Tabelle IV H I
Kernherstellung 40%
60%		 30%
70%
Chromoxid
Türkisches
Chromerz
Diese Gemische werden vermischt, getrocknet, in Formkörper verformt und in praktisch der gleichen Weise gebrannt, wie es weiter oben erläutert ist. Die erhaltenen gebrannten Formkörper werden vermählen und mit Natriumsilikat, Kugelton und Stärke in der gleichen Weise und den gleichen Anteilen, wie oben erläutert, vermischt, wobei den angegebenen Gemischen in ihrer Gesamtmenge noch 7,5 7o des Bindemittels zugesetzt werden und für das Verbinden der Hälften ähnlicher Prüfstücke angewandt werden. Die Prüfstücke werden dem tropfenden Schlackentest unterworfen. Die hierbei erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle V angezeigt:
Tropfender Schlackentest
auf Mörtelverbindungen bei 1350° C		 H I
Korrosion
Tiefe der Korrosion an der
Verbindungsstelle, cm 		gering
0		 gering
0
Es wird eine weitere Reihe Prüfungen durchgeführt, bei denen kein Vorcalcinieren oder Brennen des Chromoxides und grünen Chromsesquioxides ausgeführt wird. Die untersuchten Gemische sind in der Tabelle VI zusammengefaßt:
Tabelle VI
Geprüftes
Mörtelgemisch
Chromoxid
Türkisches Chromoxid
Natriumsilikat
Kugelton-Weichmacher
Stärke
J K L
40% 30% 20%
50,9% 60,9% 70,9%
7,5% 7,5% 7,5%
■1,5% 1,5% 1,5%
0,1% 0,1% P.1 %
10%
80,9% 7,5%
1,5%
0,1%
Die Mörtel J, K, L und M werden zum Verbinden der Hälften von Prüfstücken angewandt und dem tropfenden Schlackentest in der oben beschriebenen Weise unterworfen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle VII zusammengefaßt:
Tabelle VII
Tropfender Schlackentest
bei 1350°C
Korrosion
Tiefe der Korrosion
an der Verbindungsstelle, mm
sehr gering
1,25
gering
1,25
erheblich
1,00
Die obige Prüfung zeigt die bemerkenswerte Wider-Standsfähigkeit der erfindungsgemäßen Mörtel gegenüber dem Eindringen und der Korrosion, wie sie durch Kupferkonverterschlacke verursacht wird. Die Prüfung zeigt, daß das Chromerz und das grüne Chromsesquioxid (gegebenenfalls mit Magnesiumoxid) vorgesintert und vor dem Vermischen mit Bindemitteln vermählen werden können oder ein direktes Vermischen mit den Bindemitteln ausgeführt werden kann. Unabhängig von der Anwendung eines vorgesinterten Materials sollte das gesamte Mörtelmaterial praktisch durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm hindurchgehen, 20 bis 30 % mit einer lichten Maschenweite von 0,21 mm zurückgehalten werden, und der restliche Anteil sollte kleiner sein als eine lichte Maschenweite von 0,21 mm entsprechend. Etwa 20 bis 50°/0 des Gesamtgemisches können kleiner sein als eine lichte Maschenweite von 0,044 mm.
Wenn auch der erfindungsgemäße Mörtel insbesondere bei basischen Formkörpern der Chromerz, Magnesiumoxidtype zweckmäßig, ist, kann der Mörtel ebenfalls bei anderen basischen Formkörpern aus Magnesiumoxid oder Magnesit oder vollständig aus Chromerz bestehen und Magnesiumoxid-Chromerz angewandt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Feuerfester Mörtel zum Verbinden gebrannter, basischer, feuerfester Chromerz-, Magnesit-, Magnesit-Chrom- und Chrom-Magnesit-Steine, dadurchgekennzeichnet, daß der Mörtel aus einer Mischung von Chromerz, grünem Chromsesquioxid, und gegebenenfalls Magnesiumoxid, mit etwa 10% eines Bindemittels besteht, das Bindemittel aus 7,5 bis 9 Teilen Natriumsilikat oder Natriumdichromat oder Natriumsulfat oder Alkaliphosphat zusammen mit 1 bis 1,5 Teilen plastischem Ton und gegebenenfalls bis zu 1 Teil handelsüblicher Stärke zusammengesetzt ist, die Mischung insgesamt 50 bis 70% Cr2O3 auf der Basis der Oxidanalyse enthält, das Verhältnis von Cr2O3 zu MgO der Mischung größer als 3:1 ist, wobei sowohl etwaige im Chromerz enthaltene Magnesia als auch die zugesetzte Magnesia eingeschlossen ist, und sich der Chromerzgehalt auf 10 bis 75% der Gesamtmischung beläuft.
2. Mörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Chromsesquioxid 10 bis 40% der Gesamtmischung beträgt.
3. Mörtel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bestandteile kleiner als 0,59 mm und 20 bis 30% der Bestandteile größer als 0,2 mm sind.
4. Mörtel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 50% der Bestandteile kleiner als 44 μ sind.
5. Mörtel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Chromerz, das Chromsesquioxid und gegebenenfalls die Magnesia in Form von vorgesinterten Körnern in der Mischung vorliegen.
6. Mörtel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Chromsesquioxid eine Größe von im wesentlichen unter 44 μ hat.
109 508/265
DE19641471239 1963-10-01 1964-08-18 Feuerfester Mörtel zum Verbinden gebrannter, basischer, feuerfester Formkörper Expired DE1471239C3 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3815903C1 (en) * 1988-05-10 1989-10-26 Radex-Heraklith Industriebeteiligungs Ag, Wien, At Joint filler for refractory ceramic parts
AT393994B (de) * 1985-04-30 1992-01-10 Wiehe Plastmaschinenwerk Schwenkvorrichtung fuer die spritzeinheit einer spritzgiessmaschine

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DE1471239A1 (de) 1969-02-06
DE1471239C3 (de) 1974-11-14
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