DE1471402B2

DE1471402B2 - Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Stoffs unter Verwendung von Phosphaten als Bindemittel für Ofenauskleidungen

Info

Publication number: DE1471402B2
Application number: DE19641471402
Authority: DE
Inventors: Robert W.; Ponzani David; Cleveland Ohio Limes (V.St.A.)
Original assignee: Republic Steel Corp., Cleveland, Ohio (V.St.A.)
Priority date: 1963-05-02
Filing date: 1964-04-30
Publication date: 1970-11-12
Also published as: GB1014446A; LU46007A1; DE1471402A1; NL6404881A; BE647352A

Description

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Das gebräuchlichste Abbinden von feuerfesten Bindung bewirkendes Material mit Wasser vermischt keramischen Stoffen, beispielsweise für Schmelzofen- werden, bevor diese Mischung vom Luftstrom mitwände, erfolgt durch Brennen oder Erhitzen, wobei genommen und durch die Düse hindurchgeblasen entweder eine glasartige Bindung oder Kristallisation wird. Falls das auf diese Weise erhaltene sogenannte unter Ausbildung einer Kristallbindung eintritt. In 5 Schlammgemisch jedoch zu trocken ist, tritt an der den letzten Jahren wurden jedoch bei feuerfesten Ofenwand ein übermäßiger Rückprall auf, der zu Stoffen mehr und mehr nicht durch Brennen erzeugte erhöhtem Abfall und erhöhten Installationskosten sogenannte chemische Bindungen angewandt. Hier- führt. Außerdem führt ein trockenes Gemisch häufig durch entfällt der kostspielige Brennvorgang bei der zu einer geringen Dichte und zu einer Absonderung normalen Verarbeitung und statt dessen kann die io der feuerfesten Auskleidung der Ofenwand. Wenn Hitze bzw. die hohe Temperatur des Schmelzofens andererseits das Gemisch zu feucht ist, erfolgt ein selbst ausgenutzt werden, in welchem der feuerfeste Abrutschen des Stoffs, wodurch die Menge bzw. Stoff zur Anwendung gelangt. Derartige feuerfeste Dicke des Materials begrenzt wird, die auf die Wand Stoffe können sehr oft ohne Trocknung gesetzt werden aufgebracht werden kann.

und besitzen den Vorteil, daß sie in großen Stücken 15 Bis heute war wenig Erfolg bei der Überwindung angewandt werden können, wodurch das zeitraubende des vorstehend beschriebenen Festigkeitsverlusts bei und teuere Auslegen der Ziegel entfällt, während basischen feuerfesten Stoffen in der Zwischen-Tempeandere vor Erzielung einer ausreichenden Verfestigung raturzone zu erzielen, was insbesondere für Spritzgetrocknet werden müssen, um zufriedenstellende gemische gilt, die sorgfältig gesteuerte Erhärtungs-Festigkeit zu gewährleisten. 20 bedingungen verlangen. Zur Zeit werden bei basischen

Ein Nachteil dieser chemisch gebundenen feuer- Spritzgemischen als Bindemittel Natriumsilicat, Magnefesten Zusammensetzungen, zu deren Erhärtung die siumsulfat und Magnesiumoxychloridzemente verHitze des Schmelzofens ausgenutzt werden kann, wendet. Keiner dieser Stoffe bindet jedoch schnell besteht darin, daß im Ofen stets ein Temperaturgefälle genug ab. Versuche zur Anwendung des Prinzips der von der verhältnismäßig hohen Temperatur an der 25 Phosphatbindung auf basisch reagierende Magnesiumheißen Innenfläche der Of enwand zur verhältnismäßig oxidgemische haben sich als nicht zufriedenstellend niedrigen Temperatur an der kühleren Außenfläche erwiesen, da die Phosphorsäure heftig mit dem vorhanden ist. In einer mittleren Zone der Wand ist Magnesiumoxid unter starker Wärmebildung reagiert, ein mittlerer bzw. Zwischen-Temperaturbereich vor- wodurch die Feuchtigkeit verdampft wird und die handen, in welchem nur eine geringe Verfestigung des 30 Körperstruktur des feuerfesten Stoffs zerbirst. Magneendgültigen feuerfesten Stoffs erzielt wird. Diese siumphosphate ergeben eine schlechte Bindungs-Zwischentemperatur reicht zwar aus, die chemische festigkeit.

Kaltbindung zu zerstören, ist jedoch nicht hoch Erfindungsgemäß hat es sich überraschenderweise

genug, um eine feste keramische Bindung hervor- gezeigt, daß eine zufriedenstellende chemische Bindung

zubringen. Aus diesem Grund treten hinter der heißen 35 bei basischen feuerfesten Zusammensetzungen durch

Fläche der Wand, hinter welcher sich dieser Bereich Verwendung einer Ammoniumphosphatlösung, die

niedriger Festigkeit befindet, häufig Rißbildungen auf, Monoammoniumphosphat, Diammoniumphosphat

und die Wand wird eher durch Abbröckeln als durch und Ammoniumpolyphosphat enthält, erzielt werden

Durchbiegung oder Abschmelzen unbrauchbar. kann. Besonders gut eignen sich für diesen Zweck

Ein herkömmlicher Versuch zur Vermeidung dieses 40 wäßrige Lösungen, die so viel Ammoniumpolyphos-Festigkeitsverlusts in der Zwischen-Temperaturzone phat enthalten, wie sich in Lösung bringen läßt,
besteht in der Verwendung von Aluminiumphosphaten, Die Erfindung liegt demgemäß in einem Verfahren wobei dieses Material entweder getrennt oder in situ der eingangs definierten Art, das dadurch gekennhergestellt wird. Obgleich mittels Phosphorsäure zeichnet ist, daß man ein normalerweise zur Herhergestellte Phosphate bei gebrannten Ton- und 45 stellung eines feuerfesten Stoffs verwendetes Substanz-Tonerdezusammensetzungen zufriedenstellend sind, gemisch, das mindestens 1 Gewichtsprozent Magneist dies bei basischen Stoffen, wie Magnesiumoxid, siumoxid enthält, mit einer wäßrigen Ammoniumnicht der Fall. Da jedoch bei der Stahlherstellung phosphatlösung vermischt, die Ammoniumorthophoserhöhter Wert auf basisches Ofenfutter gelegt wird, phat, Monoammoniumpyrophosphat und Ammoniumhat sich die Notwendigkeit für eine festere Bindung 50 polyphosphate und ausreichend Wasser enthält, um bei höherer Temperatur bei diesen Stoffen als immer dem Gemisch die zur Weiterverarbeitung geeignete wichtiger erwiesen. Konsistenz zu geben und das sich ergebende Gemisch

Auch bei der in geringen Zugaben bekannten Ver- in an sich bekannter Weise formt, erhärten läßt und

Wendung von Natriumphosphat werden selbst bei bei einer Temperatur von mindestens etwa 121⁰C

Zugabe als Meta-Pyro- und Polyphosphate diese mit 55 trocknet.

basischen Stoffen, also z. B. Magnesiumoxid auf- Bei der praktischen Durchführung der Erfindung tretenden Nachteile nicht ausreichend vermieden. hat es sich herausgestellt, daß feuerfeste Stoffe, welche Darüber hinaus breitet sich die Anwendung von in den Zwischen-Temperaturzonen ausreichende Festig-Spritzverfa'iren zum Auftragen von feuerfesten Aus- . keit besitzen, durch Umsetzen eines basischen Gekleidungen bzw. Futtern immer weiter aus. Bei diesem 60 misches, beispielsweise Magnesiumoxid, oder eines Verfahren wird die feuerfeste Zusammensetzung in magnesiumoxidhaltigen Gemisches mit einer Lösung einem Luftstrom einer Spritzdüse zugeführt, wo sie von Ammoniumphosphaten, die Ammoniumorthomit Wasser vermischt wird, und das gebildete nasse phosphat, Ammoniumpyrophosphat und Ammonium-Gemisch wird auf die Ofenwand geblasen. Gießbare polyphosphate enthält, hergestellt werden können, in und mörtelartige Mischungen eignen sich besonders 65 welchen verhältnismäßig hohe Konzentrationen an gut für diese Auftragsart. In Fällen, in welchen die Polyphosphate^ wie Pyrophosphat, Tripolyphosphat, Erhärtungszeit nicht ausschlaggebend ist, können eine Tetrapolyphosphat und noch höhere Polyphosphate, feuerfeste Zusammensetzung und ein eine chemische gelöst sind. Es hat sich gezeigt, daß die höheren

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Phosphatgehalte von derartigen gesättigten Ammo- ersetzt werden. Bei Verwendung von 100%igem .

niumphosphatlösungen vorteilhaft zur Hervorbringung sortiertem Magnesiumoxid hat sich ein Anteil von

der Bindung des feuerfesten Stoffs beitragen. Bei den 4 bis 12 Teilen einer Phosphatlösung als vorteilhaft

feuerfesten Zusammensetzungen gemäß der Erfindung erwiesen.

kann der Magnesiumoxidgehalt 1 bis 100 Gewichts- 5 Es hat sich gezeigt, daß Magnesiumoxid die Phos-

prozent, bezogen auf den Mischungsanteil, betragen, phatbindung verbessert und die Brennschrumpfung

während der als P₂O₅-Gehalt berechnete Phosphat- vermindert, die normalerweise bei Verwendung von

gehalt der hergestellten Zusammensetzung bei 0,5 bis Rohdolomit auftritt. Außerdem verbessert es die

6 % liegen kann. Obgleich das Phosphat in Form von Feuerbeständigkeit des Endproduktes.

Ammoniumphosphat eingeführt wird, weist das End- ίο Obgleich Magnesiumoxid bevorzugt wird, ist es

produkt praktisch keinerlei Ammoniumgehalt auf, da möglich, an Stelle eines Teils desselben calcinierten

während der verschiedenen Trocknungs- und/oder Dolomit zu verwenden, der einen beträchtlichen Magne-

Brennvorgänge Ammoniak entweicht. siumoxidgehalt aufweist. Manchmal reagiert der

Bei der Herstellung derartiger Zusammensetzungen calcinierte Dolomit und gibt übermäßige Wärme ab,

kann der Mischungsanteil aus verschiedenen Teilen 15 die zu einer unerwünschten Dampfbildung führt,

Magnesiumoxid zusammen mit verschiedenen Anteilen wenn sie nicht gesteuert wird. Dies kann jedoch da-

bestimmter Sorten von Schamotte, Rohdolomit, durch geschehen, daß man in dem Gemisch, eine aus-

Chromerz, Zirkon, Zirkonoxid usw. zubereitet werden. reichende Menge an verhältnismäßig inerten Stoffen,

Da, abgesehen von Zirkonoxid, das Magnesiumoxid wie Rohdolomit, vorsieht, die die Wärme vernichten

den teuersten Bestandteil der Mischung darstellt, 20 bzw. absorbieren.

ist es wünschenswert, möglichst wenig von diesem Bei Anwendung derartiger Kombinationen werden Stoff zu verwenden. Andererseits muß jedoch genügend vorzugsweise 10 bis 50% calcinierter Dolomit mit Magnesiumoxid vorgesehen werden, um dem her- 50 bis 90% Rohdolomit oder ähnliche, verhältnisgestellten feuerfesten Stoff zufriedenstellende Eigen- mäßig inerte Stoffe verwendet. In diesen Fällen schäften zu verleihen. Vorzugsweise wird schwach 25 werden vorzugsweise 6 bis 15 Teile der Phosphatcalciniertes oder totgebranntes Magnesiumoxid ver- lösung auf 100 Teile der Mischung angewandt, wendet. Für die Zwecke der Erfindung eignet sich Bei Verwendung von Magnesiumoxid zusammen besonders eine Phosphatlösung, wie sie auch als mit Tonerde, Zirkon oder Zirkonoxid liegen bevorzugte landwirtschaftliches Düngemittel bekannt ist, die Bereiche in der Größenordnung von 5 bis 50% Ammoniumphosphat und Ammoniumpolyphosphat 30 Magnesiumoxid und 50 bis 95% Tonerde, Zirkon enthält. Eine typische Analyse ergibt 10,2 % ammonia- und/oder Zirkonoxid. In diesen Fällen empfehlen sich kaiisch gebundenen Stickstoff und insgesamt 34,2% 6 bis 12 Teile an Phosphatlösung pro 100 Teile der P₂O₅, das sich etwa aus 38 % Orthophosphat, 48 % Mischung.

Pyrophosphat, 10 % Tripolyphosphat, 3 % Tetrapoly- Bei Verwendung eines geschmolzenen und gekörnten phosphat und 1% höheren Polyphosphaten zusammen- 35 feuerfesten Materials, das zum größten Teil aus

setzt. Magnesiumoxid und zu einem geringen Teil aus

Dieses handelsübliche Material weist etwa 4% Ver- Chromerz oder Tonerde besteht, werden vorzugsweise

unreinigungen auf, die jedoch seine Verwendung im 4 bis 12 Teile der Phosphatlösung verwendet.

Rahmen der Erfindung nicht nachteilig beeinflussen. Außerdem ist bei den oben angegebenen bevor-Diese Unreinheiten bestehen aus etwa 1,7% Schwefel- 40 zugten Mengenverhältnissen von Magnesiumoxid usw.

säure, 0,6% Eisen, 0,5% Aluminium und 0,05% zu beachten, daß, wie erwähnt, die Vorteile der

Fluor. Außerdem enthält dieses Produkt etwa rund Erfindung auch mit anderen Stoff mischungen erzielt

50% Wasser. ..·. werden können, bei denen mindestens 1% Magne-

Die entsprechende Menge der Phosphatlösung hängt siumoxid entweder als solches oder als Bestandteil bei Verwendung von Schamotte und 1 bis 5 Teilen MgO 45 vorhanden is,t, beispielsweise im calcinierten Dolomit

zum Teil von dem anzuwendenden Formverfahren odsr in dem vorgenannten geschmolzenen und ge-

ab, d. h. beim Pressen wird ein niedriger und beim körnten feuerfesten Material.

Gießen ein hoher Prozentsatz angewandt. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen er-

Da sowohl das Magnesiumoxid als auch die Phos- härten nach einfachem Mischen innerhalb weniger phatlösung für die Schamottemischung Flußmittel 50 Minuten, im allgemeinen innerhalb von etwa 4 bis

darstellen, wird ihr Anteil vorzugsweise auf einem 5 Minuten, und bedürfen außer dem Trocknen und

Mindestwert gehalten, wobei jedoch andererseits eine Entfernen des Wassers keiner besonderen Konditio-

so große Menge verwendet wird, daß die erforderliche nierung oder Behandlung. Das Trocknen kann auf

Festigkeit und die gewünschte Feuerbeständigkeit höchst wirksame Weise bei Temperaturen von etwa gewährleistet werden. 55 177 ⁰C während einer Zeitspanne von 8 Stunden und

Typische geeignete Mischungen von sortiertem mehr erfolgen, wobei höhere Temperaturen für

Rohdolomit bestehen aus 50 bis 90 Teilen sortiertem größere Stücke vorteilhafter sind. Andererseits sind

Rohdolomit, 10 bis 50 Teilen stark calciniertem oder auch Temperaturen von nur etwa 121° C während

totgebranntem Magnesiumoxid und 6 bis 12 Teilen längerer Zeitspannen geeignet, und es lassen sich auch der Phosphatlösung. Wie erwähnt, verbessern höhere 60 noch höhere Temperaturen anwenden, und zwar

Magnesiumoxidzusätze die bei diesen Zusammen- speziell in den Fällen, in denen das Gemisch unmittel-

setzungen erzielten Eigenschaften, doch ist es aus bar auf eine erhitzte Schmelzofenwand aufgetragen

wirtschaftlichen Gründen erforderlich, ein zur Er- wird.

zielung der gewünschten Eigenschaften eben noch Die Teilchengröße der Mischung wird entsprechend ausreichendes Magnesiumoxidverhältnis anzuwenden. 65 der speziellen endgültigen Dichte und anderer ge-

Bei beiden Zusammsnsetzungsarten können ent- wünschter Eigenschaften, der Art der verwendeten

weder die Schamotte oder der Rohdolomit durch Stoffe und der endgültigen Verwendung oder dem

andere Stoffe wie Zirkon, Zirkonoxid, Tonerde usw. Auftragverfahren ausgewählt. Wenn die Zusammen-

Setzung als Spritzmischung aufgetragen werden soll, verwendet" man zweckmäßigerweise ein Gemisch mit solcher Teilchengröße, das leicht durch die Spritzpistole zu fließen vermag. -

Für. das Spritzverfahren hat sich eine Teilchengrößenverteilung der Mischung als besonders vorteilhaft erwiesen, bei welcher 60% der Teilchen durch ein Sieb mit.einer lichten Maschenweite von 3,3 mm hindurchgehen, jedoch an einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm liegenbleiben (—6 bis +28 Tyler mesh) und 40% der Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,147 mm^: hindurchgehen (-1C0 Tyler mesh). Für das Gießen, Stampfen cder Pressen hat sich eine Teilchengrößenverteilung als vorteilhaft erwiesen, bei welcher 10% der Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 6,68 mm hindurchgehen, jedoch an einem Sieb mit 3,3 mm lichter Maschenweite liegenbleiben (—3 bis +6 Tyler mesh), 55% durch ein Sieb mit 3,3 mm lichter Maschenweite hindurchgehen, jedoch an einem Sieb mit 0,59 mm lichter Maschenweite liegenbleiben (—6 bis —28 Tyler mesh) und 35% ^an einem Sieb mit 0,147 mm lichter Maschenweite liegenbleiben.

Wenn nicht anders angegeben, finden diese Teilchengrößen in den¹ nachstehenden Beispielen Verwendung. Im allgemeinen ist es zulässig, daß 5 bis 15% der Mischung in einem mittleren Größenbereich liegen cder bis zu 5 % der Teilchen größer sind als die angegebenen Maximalgrößen.

. Beim Aufspritzen soll das feuerfeste Materialgemisch sofort abbinden bzw. erhärten, um ein Abfließen oder Heruntertropfen der Mischung von den Wänden, auf welche sie aufgetragen wird, zu vermeiden. Zur Erzielung des gewünschten schnellen Abbindens bzw. Erhärtens ist es erforderlich, dem basischen feuerfesten Material einen Härter zuzusetzen. Falls dieser Härter jedoch zu. schnell wirkt, erhärtet das Gemisch bereits in der Spritzpistole. Wenn der. Härter dagegen zu langsam wirkt, fließt oder fällt das Gemisch von der Stelle, auf welches es: aufgetragen wird, herunter. Die Phosphatlösungen und ebenso die Monoammoniumphosphatlösungen sind in diesem Fall besonders wirksam. Bei Verwendung von Diammoniumphosphatlösungen wird zur Beschleunigung der Reaktion vorzugsweise' eine organische Säure, wie Citronensäure, zugegeben. Ein besonders vorteilhaftes Mengenverhältnis umfaßt 1% Citronensäure und 4% Diammoniumphosphat.

Es hat sich auch als zweckmäßig erwiesen, an Stelle des Wassers die Phosphatlösung zu verwenden und dabei die Phosphatlösung in dem Augenblick den Trcckenbestandteilen zuzuihischen, in welchem das Gemisch aus der Spritzpistole austritt. Dieses Verfahren hat sich als besonders zufriedenstellend gezeigt, und es kennen verschiedene erfindungsgemäße Beschichtungen bzw. Ofenfutter aus feuerfestem Material auf diese Weise aufgebracht werden.

Es ist im allgemeinen vorteilhaft, die Mischungsbestandteile in mindestens zwei verschiedenen Teilchengrößen zu verwenden, so daß das endgültige Gemisch mit der maximalen Volumendichte erhalten werden kann. Solche Korngrößenstufen sind sowohl von Magnesiumoxid als auch von Rohdolomit im Handel erhältlich. Das Magnesiumoxid kann ein

ίο hochwertiges Magnesiumoxid, ein rückgewonnener basischer feuerfester Stoff oder Magnesit mit oder ohne Chromerz cder ein Spinell aus Magnesiumoxid und Tonerde sein. Besonders geeignet und wirtschaftlich ist ein geschmolzenes Gußkornmaterial aus 60% Magnesiumoxid und 40% Chromerz, das in Form von Abfallbacksteinen erhältlich ist. Darüber hinaus ist auch ein Spinell aus 70% Magnesiumoxid und 30% Tonerde besonders geeignet.

Die Verwendung einer sehr großen Menge an Roh-

ao dolomit kann den Vorteil haben; daß sich das aufgespritzte feuerfeste Wandfutter bei sinkender Temperatur durch Hydratbildung zersetzt. Diesen Umstand kann man nämlich zur Schlackenentfernung nutzbar machen, indem sich diese Schicht in Herdofen-Schlackenkammern von den Silika-Mauersteinen von selbst ablöst und dann auch die Schlackenschicht entsprechend abgelöst wird.

Die erfindungsgemäßen feuerfesten Zusammensetzungen können in Form von Ziegeln, als mono- lithische Gebilde oder als Futter bzw. Auskleidung von Wänden usw. verwendet werden;- wobei die Ziegel nach bekannten Verfahren gegossen, gepreßt oder gestampft werden können, während das Wandfutter vorzugsweise gespritzt wird. Diese Zusammensetzungen eignen sich speziell zur Verwendung in Herdofen und Lichtbogenofen.

Die Erfindung läßt sich am-besten an Hand der folgenden Beispiele beschreiben. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile- und Gewichtsangaben in den Beispielen und der Beschreibung auf Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozent. In den folgenden Beispielen stellt das Gesamtgemisch 100 Teile dar, während die verschiedenen Ammoniumphosphatlösungen die den 100 Gemischteilen zugegebenen Anteilwerte darstellen.

B e i s ρ i e 1 1

Bei Verwendung einer Mischung aus 98%igem Magnesiumoxid und den in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Arten und Mengen des Gemisches bzw. der Menge ah Phosphatlösung bzw. Diammoniumphosphat ergeben sich die in der Tabelle angeführten Eigenschaften, welche im Vergleich zu den Eigenschaften von handelsüblichen Ziegeln dargestellt sind. Die Teilchengrößen entsprechen dabei den vorhergehend angegebenen Verteilungen.

	Tabelle I	2 Geschmolzenes/ gekörntes Materialgemisch *)	3 ■ 98% - Magnesiumoxid	......4 . : . Herkömmliche . Ziegel
- ■ . ■ . Geroisch '. . ' ' ^:	1 Geschmolzenes/ gekörntes Materialgemisch*)	Gepreßt 3,0**)	Gestampft 4,2	0
Behandlungsart: Phosphatlösung in Teilen Diammoniumphosphat in Teilen**) .....	Gepreßt 2,4

-*) .60% MgO, 40% Chromerz. **) Als Trockenpulver und mit genügend Wasser zum Gemisch hinzugefügt, um die richtige Konsistenz zu erzielen.

Tabelle I (Fortsetzung)

Gemisch	1 Geschmolzenes/ gekörntes Materialgemisch *)	2 Geschmolzenes/ gekörntes Materialgemisch *)	3 98 »/ο Magnesiumoxid	4 Herkömmliche Ziegel
Bruchmodul in kg/cm², trocken Nach dem Brennen bei 982° C Nach dem Brennen bei 1343° C Linearänderung Nach dem Brennen bei 1650⁰C (%)... Porosität Nach dem Brennen bei 1650⁰C (⁰J₀)...	87,6 40,8 22,1 +0,9 22,2	50,2 27,0 2,53 +0,1 28,4	87,9 29,9 -2,1 21,9	92,8 14,8 14,8 -0,3 18,2

.*) 60% MgO, 4O°/o Chromerz.

B e i s pi e1 2

Ein trockenes Gemisch aus geschmolzenem gekörntem Material, bestehend aus 60% Magnesiumoxid und 40% Chromerz, der vorstehend oben beschriebenen Teilchengrößenverteilung wurde zum Flüssigkeit sind in der nachstehenden Tabelle II aufao geführt. Die erzielten Eigenschaften sind ebenfalls in Tabelle II angegeben. Wie sich aus der Tabelle ergibt, ist der Bruchmodul des phosphatgebundenen Produkts nach dem Brennen bei 982⁰C dem silicatgebundenen Produkt in jedem Fall überlegen, was auch bei Ver-

Auftragen auf eine Wand in eine Spritzpistole ein- 25 wendung von Phosphatlösung und Brennen bei 1343 °C geführt. Art und Menge der dem Gemisch zugemischten der Fall ist.

Tabelle!!

Beim Spritzen des Gemisches auf 100 Teile verwendete Flüssigkeit

11,5 Teile Phosphatlösung 5,6 Teile

Phosphatlösung

4,6 Teile H₂O

5,5 Teile*)

Monoammonium-

phosphat

12 Teile einer

37%igen Lösung a/

Natriumsilikat

Bruchmodul (kg/cm²) trocken

Nach dem Brennen bei 982° C..... Nach dem Brennen bei 1343° C

Linearänderung
Nach dem Brennen bei 1650° C..

Porosität (%) ■
Nach dem Brennen bei 1650⁰C.,

Tafelaufspaltung (Panel spalling) Nach dem Brennen bei 1650⁰C.

48,8 31,8 2,46

-1,4

24,5

8,9 28,1
21,1
7,03

^0,3
27,0

22,0
8,1
2,46

-0,6

33,3
18,4

33,7 6,82 6,26

-0,2 28,0 29,9

*) Dem trockenen Gemisch als Pulver beigemischt, Wasser in der Spritzpistole in ausreichender Menge zugegeben, um die gewünschte Konsistenz zu erzielen.

Diese Beispiele zeigen die bessere Festigkeit bei Zwischentemperaturen bei einem chemisch gebundenen feuerfesten Material, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Durch Hervorbringung dieser Eigenschaften bei einem chemisch gebundenen feuerfesten Material wird es möglich, den wesentlich kostspieligeren Vorgang des Brennens des feuerfesten Materials zu umgehen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Stoffs unter Verwendung von Phosphaten als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß man ein normalerweise zur Herstellung eines feuerfesten Stoffs verwendetes Substanzgemisch, das mindestens 1 Gewichtsprozent Magnesiumoxid enthält, mit einer wäßrigen Ammoniumphosphatlösung vermischt, die Ammoniumorthophosphat, Monoammoniumpyrophosphat und Ammoniumpolyphosphate und ausreichend Wasser enthält, um dem Gemisch die zur Weiterverarbeitung geeignete Konsistenz zu geben und das sich ergebende Gemisch in an sich bekannter Weise formt, erhärten läßt und bei einer Temperatur von mindestens etwa 121°C trocknet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substanzgemisch aus Magnesiumoxid, calciniertem Dolomit, Rohdolomit, .Schamotte bzw. Schamottebruch, Zirkon, Chromerz, Zirkonoxid,Tonerde und/oder einem geschmolzenen und gekörnten feuerfesten Material, bestehend im wesentlichen aus Magnesiumoxid und einem geringeren Anteil Chromerz oder überwiegend aus Magnesiumoxid und einem geringen Anteil Tonerde, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer wäßrigen Lösung die Ammoniumphosphate verschiedener

Komponenten in solchen Anteilen enthält, daß sich ein Gewichtsverhältnis von etwa 10,5 Gewichtsteilen ammoniakalischem Stickstoff zu 34,2 Gewichtsteilen als P₂O₅ berechnetem Gesamtphosphat ergibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphate in solchen Anteilen verwendet werden, daß sich ein Gewichtsverhältnis von etwa 38 Teilen Orthophosphat, 48 Teilen Pyrophosphat, 10 Teilen Tripolyphosphat, 3 Teilen Tetrapolyphosphat und 1 Teil Polyphosphat ergibt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substanzgemisch mit mindestens 10 Gewichtsprozent Magnesiumoxid verwendet wird;

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substanzgemisch von 10 bis 50 Gewichtsprozent Magnesiumoxid und 50 bis 90 Gewichtsprozent Rohdolomit bzw. gebrannter Dolomit, oder Tonerde, Zirkon und/oder Zirkonoxid verwendet wird, das auf 100 Teile Substanzgemisch 6 bis 12 bzw. 15 Gewichtsteile Ammoniumphosphatlösung enthält. :

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substanzgemisch aus 1 bis 5 Gewichtsprozent Magnesiumoxid und zu 95 bis 99 Gewichtsprozent aus Schamottebruch und/oder Schamotte verwendet wird, wobei auf 100 Teile Substanzgemisch 5 bis 25 Gewichtsteile der Ammoniumphosphatlösung zugesetzt werden.