DE1471359A1

DE1471359A1 - Feuerfeste Masse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1471359A1
Application number: DE19631471359
Authority: DE
Inventors: Cherry Carl J; Jacobs Louis J
Original assignee: S Obermayer Co
Current assignee: S Obermayer Co
Priority date: 1962-10-03
Filing date: 1963-02-11
Publication date: 1969-06-04
Also published as: GB1025662A; BE625650A; LU42867A1; US3197315A; SE300380B; ES283075A1

Description

Feuerfeste Masse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Masse und ein Verfahren zu ihrer Herstellung und Benutzung, und insbesondere die Herstellung einer feuerfesten Masse, die nicht klebrig ist und frei fliesst, sodass sie als Spritzmasse benutzt werden kann, aber nach Benetzung mit Wasser während des Spritzens Eigenschaften annimmt, die sie dazu geeignet machen, zu einem stabilen feuerfesten Gegenstand mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit gebrannt zu werden.

Die Haupteigenschaft für eine spritzbare Masse ist, dass sie nicht klebrig ist und frei fliesst, sodass sie vor dem Spritzvorgang verpackt, gelagert und behandelt werden kann, ohne zu verklumpen. Wenn die Masse aber verspritzt oder aufgestampft ist, muss sie sich vor dem Brennen zu einem Rohzustand verfestigen, in dem sie formfest ist.

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Sehliesslich muss sie nach, dem Trocknen und Brennen eine hitzebeständige Masse bilden, die für ihre Umgebung und ihren Gebrauch geeignete chemische und physikalische Eigenschaften aufweist.

Durch die Erfindung wird.eine solche verspritzbare
Masse hauptsächlich dadurch erreicht, dass in die zusammengemischte feuerfeste Masse eine relativ feine
feuerfeste Komponente eingemischt wird, welche vorher mit einer Fettsäure als Schmiermittel überzogen ist,
sodass die sich ergebende Gesamtmischung nicht klebrig, aber gut fliessend und ausserdem mit Wasser benetzbar ist, sodass sich eine Gesamtmasse mit unübertroffenen feuerbeständigen Eigenschaften ergibt.. Bei einem bevorzugten Vorgang wird eine erste relativ grobe feuerfeste Mischung mit einer anorganischen Säure überzogen, sodass eine klebrige Masse entsteht? dann wird eine relativ feine feuerfeste Komponente hinzugefügt, um die Klebrigkeit der Masse herabzusetzen; und schliesslich wird eine mit einer Fettsäure überzogene relativ feine feuerfeste Komponente hinzugefügt, sodass sich
die gewünschte freifliessende-Spritzmasse ergibt. Im Gebrauch wird die so gebildete Masse während des Spritzens oder Stampfens mit Wasser vermischt und wird von diesem währenddessen gut benetzt, sodass sich eine zusammenhängende Masse bildet, die zu dem endgültigen
hitzebeständigen Körper gebrannt werden kann.

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Dementsprechend ist es ein Hauptziel der Erfindung, eine verbesserte feuerfeste Spritzmasse zu schaffen, indem eine mit Fettsäure überzogene feuerfeste Komponente als Schmiermittel benutzt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Zusammensetzung einer feuerfesten Spritzmasse und zur Verwendung der Masse zu schaffen, bei dem sich in wirtschaftlicher Weise ein monolitischer feuerfester Körper von hoher Qualität ergibt, der durch gute Rohfestigkeit, geringe Schrumpfung, vernachlässigbare Rückprallverluste, ausgezeichnete Springfestigkeit oder Wärmeschockfestigkeit, Härte und Abriebfestigkeit, Volumenstabilität, hohe Scherfestigkeit sowie ausgezeichnete Schlacke-,und Sedimentfestigkeit gekennzeichnet ist.

Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.

Die Erfindung soll anhand, der Zusammensetzung und der Benutzung einer feuerfesten Masse mit hohem Tonerdegehalt beschrieben werden, wie sie zum Auskleiden oder zur Reparatur von Öfen durch Ausspritzen oder Ausstampfen benutzt wird. Die als Beispiel gewählte Masse besteht aus folgenden Grundmaterialient

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25 -	70$
10 -	35$ _
5 -	35$
5 -	15$
1 -	8$
0,1 -	0,5$

Gebrannte Tonerde von 6 mm bis 10 Maschen pro Zoll Körnung

Gebrannte Tonerde von 100 bis 525
Maschen pro Zoll Körnung

Rohkyanit von 30 bis 40 Maschen pro Zoll Körnung

Kaolin

85$ige Phosphorsäure

Borsäure

mit Fettsäure überzogene gebrannte

Tonerde 0,5-5$

Der Mischungsbereich für die Zusammensetzung der mit Fettsäure überzogenen gebrannten Tonerde beträgt:

Gebrannte Tonerde von 100 bis 325

Maschen pro Zoll Körnung ' 85 - 99,5$

Fettsäuremischung 0,5 - 15$

Vorzugsweise besteht die genannte Fettsäuremischung aus Palmitinsäure oder Stearinsäure, oder Mischungen dieser beiden Säuren, obwohl äquivalente Mengen anderer Fettsäuren und Metallsalze davon sich befriedigend verhalten. Zum Beispiel wurden stearinsaures Aluminium und Zink als geeignet befunden.

Ein Spritzmaterial dieser allgemeinen Zusammensetzung wird in drei Grundschritten hergestellt: zunächst wird, eine relativ grobe, klebrige Mischung dadurch gebildet,

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dass die relativ grobe Komponente, nämlich die gebrannte Tonerde mit 6 mm bis 10 Maschen pro Zoll Körnung, das Kyanit und das Kaolin mit dem Säurebinder, nämlich der Phosphorsäure und der Borsäure, vermischt; anschliessend wird die relativ feine Komponente, nämlich die gebrannte Tonerde mit 100 bis 325 Maschen pro Zoll Körnung, hinzugefügt, um die Klebrigkeit der Mischung herabzusetzen} und schliesslich wird die vorher überzogene relativ feine feuerfeste Komponente, nämlich die mit Fettsäure überzogene gebrannte Tonerde mit 100 bis 325 Maschen pro Zoll Körnung hinzugefügt, um eine nicht klebrige und freifliessende Spritzmasse zu erhalten.

Die überzogene relativ feine feuerfeste Komponente wird dadurch gebildet, dass die Tonerde mit der angegebenen Menge an Fettsäure gemischt wird, die Mischung über den Schmelzpunkt der Fettsäure hinaus erhitzt wird, sodass die Tonerde mit der Fettsäure gründlich überzogen und imprägniert wird, und die Mischung abgekühlt wird, ehe sie den übrigen Komponenten in der beschriebenen Weise hinzugefügt wird.

Die auf diese Weise hergestellte Spritzmasse verklumpt nicht und ist praktisch nicht klebrig, sodass sie ohne weiteres in einen Verpackungssaek fliesst. Zum Gebrauch wird der Inhalt des Sackes in den Einfülltrichter einer üblichen Spritzeinheit eingefüllt, aus der das Material ohne weiteres durch eine unter Druck befindliche Spritzdüse

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fliesst, wo die Masse mit Wasser gemischt und gegen eine Wand oder andere Oberfläche oder einen feuerfesten Bau gespritzt wird.

!Durch die Hinzufügung von Wasser an der Düse ergibt sich ein klebriges Material, welches zusammenhält, sodass sich eine dichte, porenfreie, monolitische, feuerfeste Konstruktion von hoher Qualität und Wirtschaftlichkeit bildet. Das Spritzmaterial mit hohem Tonerdegehalt, welches auf diese Weise angebracht ist, hat geringe Schrumpfung, gute Rohfestigkeit, und ist, nach Trocknen und Brennen, sehr hoch belastbar. Der Abprallverlust ist wegen der Klebrigkeit der benetzten Masse vernachlässigbar.

Die feuerfeste Spritzmasse mit hohem Tonerdegehalt kann in jede gewünschte Form gespritzt werden, um eine Ofenauskleidung oder einen Teil einer Ofenauskleidung zu bilden. Die entsprechend der beschriebenen Zusammensetzung hergestellte, verspritzte Auskleidung ist weiss, glatt und frei von Fugen, die normalerweise zum Auseinanderbrechen von gemauerten Ofenauskleidungen durch Schlackenangriffe und Wärme spalte beitragen. Nach dem Brennen wird die verspritzte Masse sehr hart und sehr fest und hat ausgezeichnete Spalt- oder Wärmeschockfestigkeit, Härte und Abriebwiderstand, Schubfestigkeit, Volumenstabilität und Schlacke- und Sedimentkorrosionsfeßtigkeit.

Bin spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wie folgt zusammengesetzts 9Ö9823/0860

Beispiel I

Gebrannte Tonerde von 6 Maschen pro Zoll

Körnung 53,20$

Gebrannte Tonerde von 325 Maschen pro

Zoll Körnung 23,80$

Rohkyanit von 35 Maschen pro Zoll Körnung 8,88$

Kaolin 8,12$

85$ige Phosphorsäure 3,18$

Borsäure 0,15$

Überzogene gebrannte Tonerde von 325

Maschen pro Zoll Körnung ' 2,67$

100,00$

Das Material wird in der-folgenden Weise in einen geeigneten Mischer eingegeben» die gebrannte Tonerde von 6 Maschen pro Zoll Körnung, das Rohkyanit, die Phosphorsäure, die Borsäure und das Kaolin werden 2 Minuten durchgemischt und dann wird die gebrannte Tonerde mit 325 Maschen pro Zoll Körnung unter Rühren während zwei weiteren Minuten hinzugefügt. Die überzogene gebrannte Tonerde mit 325 Maschen pro Zoll Kgrnung wird dann unter Rühren während einer weiteren Minute hinzugefügt, woraufhin die fertige Mischung aus dem Mischer herausgenommen und in geeignete Papierbehälter zur Verschickung an den Verwendungsplatz gebracht wird.

Die überzogene gebrannte Tonerde mit 325 Maschen pro Zoll Körnung wird durch Mischen in einem von aussen beheizten Bandmischer der folgenden Komponenten hergestellt!

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Gebrannte Tonerde von 525 Maschen pro Zoll Körnung 98,36$ Fettsäuremischung 1>64?6

Die Mischung wird auf etwas über 150° 0 erhitzt (der Schmelzpunkt der !Fettsäuremischung) und wird abgekühlt, ehe sie in dem Mischer mit den übrigen Komponenten eingefüllt wird. Vorteilhafterweise besteht diese Fettsäuremischung aus 93$ Palmitinsäure, 6$ Stearinsäure und Vf> Oleinsäure.

Wenn die Komponenten dieses Beispiels ohne die überzogene gebrannte Tonerd.e von 325 Maschen pro Zoll Körnung gemischt werden, ist das sich ergebende Material klebrig und neigt zur Klumpenbildung, sodass es nicht zum Verspritzen geeignet ist. Durch die Hinzufügung der überzogenen gebrannten Tonerde von 325 Maschen pro Zoll Körnung zeigt die sich ergebende Mischung keine Klebrigkeit und fliesst frei, sodass die Spritzmasse leicht in und durch die üblichen Spritzeinrichtungen fliesst, die von Ofenbauern benutzt werden.

Die beschriebene Spritzmasse wird dann bei 110° C getrocknet, sodass sich die feuerfeste Konstruktion ergibt. Dieses Material zeigte vernachlässigbare Spaltverluste unter der Prüfung C-180-52 der American Society for Testing Materials für hochbelastbare plastische feuerfeste Platten. Diese Prüfung wird durchgeführt, indem das zu prüfende

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Material 24- Stunden auf 1500° C erhitzt wird, dann abgekühlt und für 10 Minuten auf 1455° C erhitzt wird und schliesslich 10 Minuten mit einem Nebel aus Wasser und luft gekühlt wird. Die ganze Prüfung besteht aus 12 Zyklen von Erhitzen und Abkühlen, wie beschrieben. Obwohl die meisten feuerfesten Konstruktionen mit hohem Tonerdegehalt unter dieser Prüfung leicht springen,zeigte die beschriebene Mischung vernachlässigbare Spaltverluste unter den Prüfbedingungen.

Selbstverständlich braucht dasfmit Fettsäure überzogene feine Material nicht notwendigerweise Tonerde zu sein, wie beschrieben, es können auch Kieselerde, gebrannter Ton, Kalk, Magnesia, Olivin oder Chrome verwendet werden. Die überzogene Tonerde wurde erwähnt, weil sie gut zu feuerfesten Tonerdemassen passt, die zur Beschreibung der Erfindung ausgewählt wurden.

Patent ansprüche:

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Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer nicht klebrigen, freifliessenden feuerfesten Masse, die als Spritzmasse geeignet ist, bestehend aus folgenden Schritten» Überziehen einer rela-.t tiv groben feuerfesten Mischung mit einer Säuremischung, sodass eine klebrige Masse gebildet wird; Hinzufügen einer relativ feinen feuerfesten Komponente, um die Klebrigkeit der Mischung herabzusetzen} und Hinzufügen einer mit Fettsäure überzogenen relativ feinen feuerfesten Komponente.

2. Verfahren zur Herstellung einer nicht klebrigen, freifliessenden Tonerde-Spritzmischung, bestehend aus folgenden Schritten« Überziehen einer feuerfesten Tonerde-Mischung von 6 mm bis 10 Maschen pro Zoll Körnung mit einer Mischung anorganischer Säuren, um eine klebrige Mischung zu bilden? Hinzufügen eines ersten Teils von Tonerde von 100 bis 325 Maschen pro Zoll Körnung, um die Klebrigkeit der Mischung herabzusetzen? und Hinzufügen eines zweiten Teils Tonerde von 100 bis 525 Maschen pro Zoll Körnung, die mit einer Fettsäuremischung als Schmiermittel überzogen isti

3. Feuerfeste Spritzmasse mit einem Gehalt von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent eines feingemahlenen feuerfesten Materials,-welches mit Fettsäure überzogen ist und dabei 0,50 bis 15,0 Gewichtsprozente Fettsäure enthält.

4. Feuerfeste Spritzmasse mit hohem Tonerdegehalt, welche eine

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erste relativ grobe Phase aus gesäuerter Tonerde von 0,6 mm bis 10 Maschen pro Zoll Körriung und eine zweite relativ feine Phase von Tonerde von 100 bis 325 Maschen pro Zoll Körnung und 0,5 bis 5 Gewichtsprozent eines Schmiermittels aus mit Fettsäure überzogener Tonerde von 100 bis 325 Maschen pro Zoll Körnung enthält, in dem 0,5 bis 15,0 Gewichtsprozent Fettsäure enthalten sind.

5. Eine nicht klebrige, freifliessende feuerfeste Spritzmasse, bestehend aus* relativ grober Tonerdemischung, die mit einer Mischung anorganischer Säuren überzogen ist; einer ersten relativ feinen Tonerdemischungj und einer zweiten relativ feinen Tonerdeinischung, wobei die letztere mit einer Fettsäuremischung überzogen ist.

6. Eine nicht klebrige, freifliessende feuerfeste Spritzmasse, bestehend aus:

Tonerde von 6 mm bis 10 Maschen pro

Zoll Körnung 25-70%

Tonerde von 100 bis 325 Maschen pro

Zoll Körnung 10-35$

Kyanit von 30 bis 40 Maschen pro

Zoll Körnung 5-35$

Kaolin 5-15$

85$ige Phosphorsäure 1-8$

Borsäure . 0,1-0,5$ mit Fettsäure überzogene Tonerde 0,50-5,

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wobei die mit Fettsäure überzogene Tonerde Tonerde von 100 bis 325 Maschen pro

Zoll Körnung 85-99,5$

Fettsäureüberzug 0,50-15,0$

enthält und die Fettsäure aus Fettsäuren, fettsauren Metallsalzen oder Mischungen davon besteht.

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