DE1571614A1 - Feuerfeste Formsteine und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

PR-R-POSCHENRIEDER DR. E. BOETTNER

Patentanwälte

MÜNCHEN 8

iuoUe-Graha-Strale 36

Tefcfon 443755

Dr.S/Gh Case 4360

Efeiser Aluminum & Chemical Corporation, Kaiser Center, 300 lakeside Drive, Oakland, California (V.St.A.)

Feuerfeste Pormsteine und Verfahren zu ihrer Herstellung

Bei der Durchführung von metallurgischen Verfahren, lesonders bei der Stahlherstellung und insbesonde» beim Thomasverfahren (beim basischen Sauerstoffverfahrsn), werden die Arbeitsbedingungen bezüglich der Abnutzung der feuerfesten Produkte, welche zur Auskleidung der öfen benutzt werden, in welchen diese Verfahren durchgeführt werden, immer härter. Hierdurch wurde es erforderlich, nach feuerfesten Materialien zu suchen, welche unter solch harten Bedingungen gegen die Ofenatmosphären und die Ofenschlacke stabil sind und welche gute feuerfeste Eigenschaften aufweisen, so z.B. eine gute Belastungsfestigkeit bei hohen Temperaturen, Es wurde auch erkannt, daß es sehr wichtig ist, daß das feuerfeste Produkt nicht

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allein eine gute !Festigkeit in der Kälte und eine gute Festigkeit bei hohen Temperaturen aufweist, sondern daß das feuerfeste Material bei einer guttn Festigkeit gegen Abnutzung widerstandefähig 1st, wenn es durch den Bereich der mittleren Temperaturen hindurch aufgeheizt wird* Ein Pormetein in einer Ofenwand hat eine erhebliche Beins tung auszuhalten und unterliegt inneren Spannungen, da die fläche des Pormsteines, welche der Hitze des Ofens auegesetzt ist, sich in der Temperatur ausdehnt, wobei nich ein Temperaturgradient durch den Pormetein hindurch von der heißen Fläche des Pormsteins zu der kalten fläche hin erstreckt und auf diese Weise Spannungen innerhalb der Pormsteinstruktur selbst erzeugt. Ss ist von Be-Deutung, daß der formstein wahrend einer solchen Erhitzungsperiode nicht in einer Zone in einiger Entfernung von der heißen fläche des Pormsteines, wo die Temperatur geringer als an der heißen fläche oder in den heißen Bereich des Pormsteines ist, auseinander bridht. Gleichzeitig ist die Verwendung'von feuerfesten Materialien mit hohen Schmelzpunkten wesentlich · In dieser Hinsicht ist ein feuerfestes Material mit einen hohen Gehalt an Magnesiumoxyd besonders erwünscht, da dieses Oxyd in reinem Zustand einen Schmelzpunkt von annähernd oder etwa 2800°0 besitzt. Es ist besonders bei feuerfesten Materialien mit hohen Magnesiagehalt erwünscht, hole

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Festigkeiten während der oben angegebenen Bedingungen tu erzielen und sicher zu stellen, daß der Formstein wahrend der Aufheizperiode und während er unter Belastung fiteht, nur eine minimale Deformation oder Erieclverhalten erfährt.

Cemaß der vorliegenden Erfindung wurde nun erkannt, daß gebrannte Pormsteine mit außerordentlich verbesserten

en und
Festigkeit raigenechaften unter den oben beschriebenen Bedingungen dadurch erhalten werden» daß man niohtgeschmolzensn Beriklas, welcher mindestens 98,5J^ Magnesiumoxid und nicht über 0,75$ Silissiumdioxyd ent-Ialt, in einer Teilchengröße, welche für die Herstellung von Formsteinen geeignet ist, mit einem Bindemittel rennischt, die Hassen in Formen gr@Bt und zur Schaffung einer direkten Bindung der Perlklasteilehejs untereinander "brennt. Die gebrannten Formsteine bestehen aus nichtgeschmolzenen Periklasteilohen, welche zum größeren Teil oder vorzugaweise im wesentlichen ausschließlich direkt aneinander gebunden sind. Der Gehalt an Verunreinigungen beträgt nicht Über l,5j£» und zwar handelt es sich hier um Materialien, die nicht aus Magnesia bestehen und in der feuerfesten Hasse in diskreten, diskontinuierlichen Bereichen verteilt sind. Das erfindungsgemaße Produkt enthält nicht über O,75# Siliziumdioxyd und nicht über

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1,55* Kalk oder Kalziumoxyd, wobei der Kalk und das Siliziumdioxyd in einem relativen GewichteverhSltnle von mindestens 1 : 1 vorliegen. Das gebrannte Produkt weist eine sehr gute Festigkeit auf.und besitzt ins-

einen
besondere/Bruohmodul bei 1400 0, welcher wesentlich höher ist als der Bruchmodul eines nur geringfügig weniger reinen MagneBiaformsteines, welcher z.B. nur 3twa 98J* Magnesiumoxyd enthält. Es ist typisch für das gebrannte Produkt der vorliegenden Erfindung, daß der Periklas im wesentlichen ausschließlich in automorpher (euhedrischer) Form vorliegt. Ss ist allgemein bekannt, <laß frühere Magnesiaprodukte Periklas te liehen in abgerundeter oder allotriomorpher (anhedrischer) Form enthielten. Eb war ein Hachteil solcher Produkte, daß lie abgerundeten Periklasteilcher in einem Srumdgefüge von Silikr.ten eingebettet waren, welohe Sohmelssfunkte besaßen, die wesentlich unter den Schmelzpunkt der Magnesia selbst lagen. Dennoch wurden solche Produkrte bei dem Stand der Entwicklung der Hüttentechnik ihrer Zeit als befriedigend erachtet.

ITach der vorliegenden Erfindung ist es jedoch nun möglich, feuerfeste Magnesia-SOrmsteine vcn hoher Festigkeit herzustellen, worin der Periklan in der echten automorphen-(euhedrischen) Form vorliegt, d.h.» die

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KrißtaXloberflächen sind im wesentlichen eben und daher in der lage, sich direkt miteinander über solche relativ großen, et eil en Oberflächen zu binden, ohne durch die entlang den K₀Tn- oder Kristallgrenzen sickernden Verunreinigungen aus Nicht-Magnesiamaterial oder Silikat gestört zu werden. In dem vorliegenden erfindungsgemäßan

. Produkt verschieben sich die Magnesiakristalle nicht nur

en · . ■

nicht auf ein/Ööfügematerial von einem niedrigeren Schmelzpunkt, sondern sie sind direkt miteinander gebunden, und .zwar vorzugsweise im wesentlichen ausschließlich, Daa .gebraute Produkt der vorliegenden Erfindung zeigt ebenfalls gute Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung durch Ofenschlacken, und zwar sowohl im Hinblick auf den Kalkgehalt als auch im Hinblick auf den Eieenoxydgehalt solcher Schlacken. Ea ist ein weiteres Kennzeichen dee Produktes der vorliegenden Erfindung, daß das Verhältnis von Kalk zu Siliziumdioxyd bei mindestens 1:1 und vorzugsweise bei mindestens 1,86 : 1 gehalten wird, wobei im letzteren Falle mindestens ein Dikalziumeilikat-Verhältnis vorliegt. Es ist vorteilhaft, ein Verhältnis aufrechtzuerhalten, das annähernd dem Dikalziumsilikat entspricht, da diese 2uaammeneetzung den höchsten bekannten Schmelzpunkt aller

Kalk- verbindungen besitzt. Obgleich Siliziumdioxyd und Kalk nur in solch kleinen Mengen vorliegen, wurde überraschenderweise gefunden, daß die Aufrechterhaltung

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solcher Mengenverhältnisse eine ausgezeichnete Festigkeit des !Produktes ergibt.

Die Magnesia für die Herstellung der Produkte der vorliegenden Erfindung kann von einer Reihe τοη Rohstoffquellen stammen, entscheidend ist jedoch, daß das Rohstoffmaterial mindestens 98,5# Magneäiumoxyd enthält. ELe handelsübliche Magnesia enthält kleine Kengen Siliziumdioxyd oder Kalk oder, wie es meistens der Tall ist, beides. Diese Substanzen können in den gewünschten Q-ewichtßverhältnissen vorliegen, und in diesem ?all kann cie als Ausgangsmaterial verwendete Magnesia gebrannt, zu den gewünschten Korngrößen zerkleinert, mit einem temporären Bindemittel vermischt zu Forme teinen geformt und gebrannt werden· Meistens jedoch enthält die als Ausgangsmaterial verwendete Magnesia Siliziumdioxyd und Kalk nicht in den gewünschten GewiohtBverhältnißse,n. In diesem Falle werden die notwendigen Maßnahmen zur Erzielung eines solchen GewichteVerhältnisses ergriffen.

Bas Kalkmaterial, welches in der vorliegenden Erfindung, falls erforderlich,zur Regulierang des Kalk : Siliziumdioxydverhältnisses in dem Produkt eingesetzt wird, ist Kalziumoxyd oder ein Material,welches beim Brennen Kalziumoxyd ergibt, z.B. Kalziumhydroxyd, Kalziumkarbonat

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und dgl. Eb wird in feinzerteilter Form eingearbeitet, vorzugsweise in einer solchen Teilchengröße, daß es im wesentlichen vollständig durch ein 325 Mesh Sieb hiridurchselat. Has Siliziumdioxyd» welches, falls erforderlich, stur Regulierung des KalkrSiliziumdioxydverhältnisses
in dem Produkt eingesetzt wird, ißt ebenfalls sehr fein verteilt und liegt vorzugsweise in einer solchen Teilchengröße vor, welche es dem Material gestattet, ein 325 Mesh Sieb im wesentlichen vollständig zu passieren. Als ein solches Siliziumdioxyd kann beispielsweise verflüchtigtes Siliziumdioxyd eingesetzt werden, welches dem Fachmann vohl bekannt ist und beispielsweise aus den Abgasen der öfen, worin Ferro-Siliziua hergestellt wird, gewonnen
werden. Wahlweise können auch andere feinzerteilte
SJliziumdioxydmaterialien, wie z.B. Diatomeenerde oder dgl. eingesetzt werden. Torzugsweise ist solches Slliziumdioxyd von hoher Reinheit, d.h. es enthält mindestens $0$ Siliziumdioxyd.

Bei der Herstellung der Produkte oder Formstsine der
vorliegenden Erfindung wird das kömige feuerfeste Gemenge mit der erforderlichen Menge Magnesiumoxyd und Silisiu:idioxyd und Kalziumoxyd in den angegebenen Mengen sorgfältig mit einem temporären Bindemittel -vermischt.» geformt und bei einer Temperatur zur Bewirkung einer

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direkten Bindung zwischen den Periklasteilchen des Semengou, z.B. bei mindestens 1500⁰C, vorzugsweise bei 17OC⁰C, gebrannt. In vielen Pällen und insbesondere dann, wenn ü??.B als Ausgangsmaterial verwendete Magnesiamaterial Kalk und Siliziumdioxyd nicht in den· gewünschten Anteilen snthUH"? v/lrd ein Kagnesiumoxyd oder ein Magnesiumoxyd ergebendes Material von hoher Reinheit mit ausreichendem feinzerteilten ZaIk oder Kalk lieferndem Material,wie oben beschrieben,oder mit ausreichend* feinzerteilte"

Zinndioxyd
Sili /? vr^!.e oben boschrieben, vermischt so wie es Zur 'i>-::ielui?g des gewünschten 'KalkxSilisiumdioxydverhältnisses -.ri'ord(?rlioh sein mag. Die auf diese Weise Bchließliöh iwha^rrc Mischung enthält mindestens 98,59^ Magnesiumoxyd

äipxyd
icu Kalk und Silizium/l-n einem Gev.tchtsverhältnis von jBiiidc.ntens IsI,

liach einer 7orfabi*en8\yeise der iJurchführung des Verfahrens <]<;i vorliegenden Erfindung wird eine eolohe Mischung iiodann ?u Tafeln, Briketts oder anderen erwünschten Porm-""■jrp.-rn vei-dichtct oder zusammengepreßt, und zwar vorzugswfj.'ic unlf-T· hinein Druck ven mindestens 70 kg/cm (1000 psi) nid vorzugiwoioe bei höheren Drücken. Das zusammengepreßte llii.^ial wird nodann auf eine Teroporatur erhitzt, bei v/sicher ee tot brennt, z.B. auf eine Temperatur von nindentens 1400⁰C und vorzugsweise auf eine Temperatur

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von etwa 1700°ö . Der gesinterte Formkörper wird sodann zermahlen und die aermahlenen Teilchen einer für die Herstellung von Formsteinen geeigneten Größe (ein Beispiel hierfür ist unten angegeben) abgetrennt und mit etwa 0,5 - 1»5$ eines Bindemittels, welches vorzugsweise ein temporäree Bindemittel wie ein organisches Bindemittel, z.B« Ligninsulfonat, Dextrin, Melasse oder dgl. ist, sowie mit einer kleinen oder zur Anfeuchtung ausreichenden Menge Wasser vermischt. Geeigneterweise wird das Wasser in einer Menge von etwa 2 bis 3,5 Sew.-#,bezogen auf die gesamte Trockenmischung, hinzugefügt. Wahlweise zu der Verwendung eines temporären oder organischen Bindemittels, wie oben beschrieben, kann eine Phosphat- oder eine Sorelzementmischung, welche feinzerteil 'zz reaktionsfähige Magnesia und Magnesiumchlorid oder Magnesiumsulfat oder Chromsäure enthält, und den Magnesium-oXj-salz zement beim Härten mit Wasser ergibt, eingesetzt werden. Für beste Ergebnisse jedoch wird es bevorzugt, ein ligninsulfonat zu verwenden. Die Formsteinmischung wird nun unter Drücken, welche beim Trockenpressen angewendet werden, zu Formsteinen gepreßt. Hierfür werden z.B. Drücke von mindestens 350 kg/cm (5000 psi) und vorzugsweise von mindestens 700 kg/cm² (10.000 psi) verwendet. Falls erwünscht, wird die Masse bei etwa 150⁰O getrocknet und sodann bei einer Temperatur gebrannt, welche eine direkte

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Bindung zwischen den Periklasteilchen und die kermajrsche Bindung bewirkt. Ein aolohes Brennen wird vorzugeweiee bei einer Temperatur von mindestens 150O⁰O und vorteilhafterweise bei etwa 1700⁰C durchgeführt. Nach einer f bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist es zweckmäßig, diese Temperatur für etwa 6 Stunden aufrechtzuerhalten.

Falls erwünscht können die geringen Mengen an Kalk oder Slliziumdioxyd zu der als Startmaterial verwendeten Magnesiumverbindung zugefügt werden, d.h. zu dem Material, welches zur Bildung von Magnesia gebrannt oder kalziniert wird, wobei die Vermischung in jeder beliebigen Welse erfolgen kann. Bsi einer Durchführungsform können z.B. die Zusatzstoffe in gefälltes Magnesiumhydroxid eingemischt werden,und die gesamte Mischung kann sodann in die kalzinierende Zone eines Drehofens eingegeben werden, wo das Magnesiumhydroxid zu Magnesia umgewandelt wird· Die ao hergestellte Magnesia wird sodann zusammengepreßt oder brikettiert, gesintert wie ofcen beschrieben, zerkleinert, und sodann werden Formsteine unter Hinzufügen eines temporären Bindemittels und Wasser aus den fellchen der entsprechenden Größe geformt· Die Pormsteine werden

wie oben beschrieben, gebrannt. Es wird darauf hingewiesen, beim '^

daß/Kalzinieren oder Brennen des Magnesiamaterials zur

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Bildung des als Ausgangsmaterial benutzten Eorna bekannte Sintermittel z.B. Chromverbindungen, falls erwünscht, hinzugefügt werden können 00 lange der Magnesiagehalt dos Endproduktes bei mindestens 98,5$ Magnesiumoxyd gehalten wird. Wie aus den obigen Ausführungen verständlich ist, kann das Kalk:Silisiumdiüxydverhältnis zu dem gewünschten Wert eingestellt werden,und zwar durch. Einmirchen von feinzerteiltem Ealkmaterial oder feinzerteiltem Siliaiuindioxydmaterial, v/ie erforderlich, zu der als Auaßiuigsinnterial eingesetzten Magnesiumverbindung beim I'■ijiiunia—IiiäJzinierunßsprozesa oder während des Sinteme« Ι"·?βtaunliclierweise v/urde jedoch festgestellt, daß aus-. £·.? zeichne te Bndprodukte erhalten werden, indem ein gesintertes Kagneßiakorn hex'gestellt wird_r worauf sodann die notwendige Menge Iialk oder Siliziumdioxyd zur Einstellung des EalkiSiliziumdioxydverhältnisoes' hinsugemischt, die Mischung unter Zufügen des Bindemittels in einer Menge Wasser, die wie oben beschrieben ausreicht, um das Gemenge anzufeuchten, pm Pormsteinen geformt und sodaun unter Bildung einer keramischen Bindung und einer direkten Bindung der Periklasteilchen gebrannt wird» Im letzteren Falle wies das Endprodukt ausgezeichnete Peatigkeitßeigenaeliaften und Vfiderstandsfähigkeit gegen Abnutzung auf.

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Es ist ein Torteil des Produktes der vorliegenden Erfindung, daß der gebrannte formkörper eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit besitzt und auch eine "bessere Festigkeit, vrie durch den Bruchmoäul V>i 14CK)⁰O angegeben» sseigt als bisher bei Formsteinen nach dem Stande der Technik zu erreichen war. Früher war <5n meist üblich, den Bruch- πςδυΐ bei 126O⁰C (230O⁰P) festzustellen und anzugeben, und es wurde bisher festgestellt, daß die Festigkeltseigmschaften ganz merklich bei 1400⁰C abfallen. Die vorliegende Erfindung dagegßr ermöglicht es, hohe keitswerte bei 1400⁰C zu erzielen, wobei die Tßmperatur von 1400⁰C in engerer Beziehung km den tatsächlichen Arbeitsbedingungen in einem Ofen eteht.

Das gebrannte erfindungsgeaäße Produkt kann auch mit einem verkokbaren kohlenstoffhaltigen Bindemittel, wie z„E. Teer oder Pech irapi&gniert werden, so z.B. durch Eintauchen des Froduktes in ein Br.d von geschmolzenem Teer oder Pech. Palis erforderlich, kann das Produkt zum besseren Eindringen des Imprägniermittels in die feuerfeste Masse zuvor vakuurnüaehandelt werden. Solch© imprägnierten Produkte besitzen eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung. In einer Serie von Untersuchungen, welohe mit erfindungsgemäßen Formsteinen

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durchgeführt wurden, die einen Gehalt von über 99$ Magnesiumoncyd aufwieoen und mit Teer imprägniert waren, verloren diese Formsteine etwa 4 min (5/32") an Tiefe, wenn sie Abnutzungauntersuohimgen mit einer typischen Stahlofenschlacke unterworfen wurden, /ormsteine mit etwa 95$ Magnesiumoxyd, welche nach der USA-Patentschrift 2 537 013 hergestellt wurden, wiesen unter den gleichen Untersuchungsbedingungen Verluste von 10,3 mm (13/32") auf, was einem mehr als 2 1/2-fachen Verlust gegenüber den erfindungsgemäßen Formsteinen bedeutet.

In ej-nqr Reihe von Untersuchungen von Formsteinen, welche gemäß dem besten Verfahren des Standes der !Technik hergestellt wurden und die angenäherten Magnesiumoxydgehalte, wie angegeben, aufwiesen, wurden die folgenden Werte für den Bruchmodul bei 140O⁰O festgestellt:

a) 90$ Magnesiumoxyd, etwa 43,4 kg/cm² (620 pei),

b) 95$ Magnesiumoxyd, 33,6 kg/cm² (480 psi), c) 965ε Ifeghesiumoxyd,28 kg/cm² (400 psi), d) 98,1$ Magnesiumoxyd, 22,4 kg/cm (320 psi). In sämtlichen getesteten Formsteinen betrug das Kalk:Siliziumdioxydverhältnis über It7:1.» In der gleichen Serie von Untersuchungen mit Formsteinen, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden und 98,8$ Magnesiumoxyd enthielten und ein GaO ..:Siliziumdioxydverhältnis von 3,4 aufwiesen,

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besaßen einen Bruchmodul bei 1400 C von 66,1 kg/cm (943 psi). Dies beweist die scharfe Aufwärtsbewegung, welche an einer Kurve festgestellt wird, die anhand solcher Werte gezeichnet ist. Dies beweist weiterhin eine vollständige Umkehrung des Trends, welcher bislarg in bekannten Formsteinen mit eteigendem Magnesiumoxydgehalt und einem hohen KalktSiliziumdioxydverhältniB gefunden wurde. Gleichzeitig wird die Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung verbessert. Die Formsteine der vorliegenden Erfindung werden nur geringfügig durch Kalkschlacken angegriffen und reagieren vorzugsweise mit Eisenoxyden oder adsorbieren diese.

In einer anderen Versuchsserie mit Pormsteinen, welche wie hierin beschrieben hergestellt wurden und einen Gehalt von etwa 99$ Magnesiumoxyd enthielten und ein Kalziumoxyd:Siliziumdioxydverhältnis von 1:1 aufwiesen, wurde ein Bruchmodul bei 1400⁰C von 52,1 kg/cm (745 psi) festgestellt, welcher wesentlich höher liegt als der Bruchmodul eines-Formsteines mit 97>7# Magnesiumoxyd

I und einem Kalk:Siliziumdioxydverhältnis von 1:1 und einem Bruchmodul bei 1400 0 von weniger als 7 kg/cm (100 psi).

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Zur weiteren Erläuterung der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist das folgende Beiepiel wiedergegeben.

Beispiel I

line gepulverte_{ kalzinierte Kagnesia mit einer durch-

Durchniesser eehnittlichen Teilchengröße von veniger äle 1 Mikron^und 99,7^ %0, 0,055$ SiO₂, 0,17$ GaO₁ O,O33?f. Fe₂O₃, wobei dor Reet (weniger als 0,05$) nicht bestimmt wurde„ v:Jrd mit einer Menge Kalaiumhydrosyd, dßß durch ein 325 Mg-θΙι Sieb hindurchgeht, die ausreicht, um einen Gssamtgehalt von 0,89^· Kalßi«ao2iyd zu crgeben₃und mit

ReageHE
eint^jr Menge qnalitäte~SiliEiur-ⁱdioxyd vermischt, durch ein 525 MePh Sieh hindurchgeht, die ausreicht, 0,26$ Silißiumdioxyd au erge"bon_t vrobei "beido Werte auf den gegllüiten Zuntand hesogen ßind. Die MißcLung wird zu Tafeln von einer Dicke vcm etwa 2,5 cm (1 inch) und einer Fläche von 22,8 χ 10,1 cm (9 χ 4 inch) (oder zur vereinfachten Handhabung auf andere Dimensionen) unter 70 kg/cm* (lOOC pci) Truck gepreßt und diece Tafeln oodann 6 Stunden bei 1700⁰O gebrannt. Die gebrannten Tafeln werden aerxaahlen uric Irlatäert ,imd es wird eine EornmiBChung wie folgt erhalten: etwa 44;:^: der Teilchen, welche ein 4 Hesh Sieb passieren und auf einem

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10 Mesh Sieb zurückgehalten werden, 2OjS Teilchen, welche

ein 10 Mesh Sieb paseieren und auf einem 35 Mesh Sieb zurückgehalten werden, 9?6 Teilchen, welche ein 35 Mesh Sieb passieren und auf einem *65 Mesh Sieb zurückgehalten werden, und 27?6 Teilchen, welche ein 100 Mesh Sieb passieren. Diese Kornmisahung wird gründlich mit O*75# Ligninsulfonat und 3# Wasser vermischt und unter der Anwendung τοπ 700 kg/cm ( 10.000 psi) Druck zu Formsteinen geformt. Die Formsteine werden 8 Stunden bei 150⁰C getrocknet und sodann bei 1700⁰O 6 Stunden gebrannt. Die gebrannten Tormstelne werden gekühlt, in Stangen von 2,5x2,5 x 15 on ( 1 ι 1 ι 6") Größe geschnitten und einer Bestimmung des Bruchmodulebei 1400⁰O unterworfen, wobei eine Ühterguchungsmethode nach A.S,T.M. 0133-55 zur Anwendung gelangte. Der Durchschnittwert von 6 Untersuchungen betrug 66,1 kg/cm (943 psi) bei 1400°0. Der Bruchmodul bei 1260⁰O wurde entsprechend getestet,und es wurde ein Wert von 73,2 kg/cm (1046 psi) festgestellt. Die Prüfung dünner Schnitte dieser Formsteine unter einem petrographlschen Mikroskop ergab, daß die Magnesia im wesentlichen in automorpher (euhedrischer) Torrn vorlag und dass die Silikate in sehr kleinen diskreten Zonen verteilt waren, und zwar im allgemeinen in Ansammlungen an den Verbindungsstellen der Magnesiakrietalle, wo die ebenen Flachen enden oder sozusagen an den "Boken".

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Pie Magnesiakristalle sind im wesentlichen frei von jeglichem Silikat oder Yerunreinigungsfilm.

Wie oben beschrieben kann das Herstellungsverfahren variiert werden und kann in verschiedenen alternativen Äusführungsformen durchgeführt werden» In jedem Falle weist das Produkt eine hohe Festigkeit bei mittleren Temperaturen, entweder bei 1260⁰C oder 1400⁰C auf, wobei die frühere Tendenz zu niedrigeren Festigkeitswerteii bei steigendem Magnesiumoxydgehalt umgekehrt wird· Das Kalziumoxyd: Siliziumdioxydverhältnis wird auf einen Wert von mindestens 1:1 und vorzugsweise 1,86:1 () oder höher gehalten.

In Übereinstimmung mit der allgemeinen Praxis bei der Wiedergabe chemischer Analysendaten für feuerfeste Materialien sind in dieser Beschreibung und den Ansprüchen die Mengenverhältnisse der verschiedenen chemischen Komponenten, welche in einem Material vorliegen, so gegeben, als würden diese ^Komponente als einfache Oxyde vorliegen. So wird beispielsweise der Magnesiumgehalt als Magnesiumoxyd oder MgO angegeben, der als Silisium&iöxyd oder SiO₂ usw* obgleich das dioxyd in Tertttndu&g· stit Magnesiumoxyd, Kalsiismosyel

if

oäea? anderem Komponenten vorliegen kasm«

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und Teile ,«le sie in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen angegeben sind, sind, wenn nicht andere angegeben, auf das Gewicht besogen. Es wird darauf hingewiesen, daß das Brennen ohne allgemeines Schmelzen durchgeführt wird. Die Teilchengrößen sind entsprechend der Tyler-Siebreihe angegeben wie in "Chemical Engineers Bandbook¹¹, John H. Perry, zweite Ausgabe, Kcöraw Hill Book Oo, 1941, Seite 1719» erläutert.

- Tatentansprüche —

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Gebrannte Formsteine aue im wesentlichen nicht geschmolzenen Periklaeteilchen, welche im wesentlichen auGQchließlich direkt miteinander gebunden sind und nicht über 1,5# Verunreinigungen enthalten, die in diskreten diskontinuierlichen Bereichen angeordnet sind, wobei diese Formsteine mindestens 98,5$ Hagnesiumoxyd, nicht über 0,753* Siliziumdioxyd und nicht über 1,5$ lalziumoxyd enthalten, Ealziumoxyd und Siiiziumdioxyd in einem Gewichteverhältnis von mindestens 1:1 vorliegen und mindestens ein größerer Anteil der Oberflächen der Periklaeteilchen frei vom PiIm des GrundgefUges sind.

   im wesentlichen > 2. Gebrannte feuerfeste Pormsteine auedirekt miteinander gebundenen PeriklaBteilchen, worin die iormßteine mindestens 98,55^ Kagnesium, nicht über O,75# Siliziumdioxyd und nicht über l,5ji Ealeiurnoxyd enthalten, Ealziumoxyd und Siliziumdioxyd in einem Gewichtererhältnie von mindestens 1:1 vorliegen und die Periklasteilchen im wesentlichen frei von einem Film des Grundgefüges sind und im wesentlichen ausschließlich in automorpher (euhedrischer) Form vorliegen.

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   3. Feuerfeste Formsteine nach Anspruch 2, worin Kalziumoxyd und Siliziumdioxyd in einem Gewichteverhältnis von mindestens 1,86 : 1 vorliegen.

   4. Feuerfeste Formeteine nach Anspruch 2, worin Siliziumdioxyd in einer Menge von weniger als vorliegt.

   5. Gebrannte feuerfeste Formsteine aus im wesentlichen nicht-geschmolzenen, zumindestens sram größeren Teil direkt Miteinander gebundenen Perllclasteilchen, wobei die Formsteine mindestens 98,55$ Magnesiumoxyd_f nicht über O,75# Siliaium&ioxyd, nicht über 1,5$ Kalziumoxyd enthalten, Kalziumoxyd und Siliziumdidxyd in einem Gewichtsverhältnls von mindestens 1:1 vorliegen und mindestens ein größerer Anteil der Oberfläche der Periklasteilchen frei von einem Silikatfilm ist, und die Formstelne mit einen verkokbaren kohlenstoff* haltigen Mittel imprägniert sind.

   6. Verfahren zur Herstellung von gebrannten, feuerfesten Formeteinen, dadurch gekennzeichnet, daß

   A) eine Masse von nicht-geschmolzenen Ptriklaet«ilchen in for das Herstellen von Formsteinen geeigneten Größenberelohen hergestellt wird,

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   Ί5716Η

   B) diese Masse mindestens 98,5$ MgO und nicht über 0*75 i* Silizlumdtayd und nicht Über 1,5$ OaO enthält,

   G) das Gewichtaverhältnis von Kalk zu Siliziumdioxyd in der Masse auf einen Wert von mindestens 1 CaO zu 1 SiO₂ unter Aufrechterhaltung des Gehaltes ; von mindestens 98,5$ MgO eingestellt wird,

   etwa 'kz D) 0,5 bis 1,5$ eines Bindemittels und/5 bis etwa "_u

   3,5?S Wasser der Masse beigemischt werden,

   B) die Mischung in Formen gepreßt und

   P) die Formsteine zur Bildung einer keramischen Bindung und einer direkten Bindung der Periklaateilchen miteinander gebrannt werden.

   7. Verfahren zur Herstellung von gebrannten, feuerfesten Formsteinen, dadurch gekennzeichnet, daß

   A) eine Hasse aus feinzerteilter Magnesia von hoher . Reinheit mit mindestens 98,5# MgO, nicht über 0,75# SiO₂ und nicht Über 1,5$ OaO hergestellt wird,

   B) das Kalk % Siliziumdioxyd-Gewichtsverhältnis dieser Hasse auf einen Wert von mindestens 1 CaO zu 1 SiOg unter Aufrechterhaltung von mindestens 93,5# Mg© äaritt eingestellt wird, '

   C) die Masee in Formen gepreßt wird,

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   D) diese Formen bei mindestens 140O⁰O sum Tofbreimen der Magnesia gebrannt werden,

   E) die Formsteine zur Herstellung dee Periklas τοη bestimmter Korngröße sermahlen werden,

   F) der gekörnte Periklas mit 0,5 bis 1,5* Bindemittel und 2,0 bis 3»5# Wasser vermischt wird,

   G) die Mischung in Formen gepreßt wird,

   H) die Forms te ine zur Bildung einer direkten Bindung zwischen den Periklasteilchen gebrannt werden·

   3. Verfahren nach Anspruch 71 worin das Bindemittel Mgninsulfonat ist.

   9. Verfahren nach Anspruch 7, worin O,75# Ligninealfonat *-· und 2,5# Wasser augemischt werden.

   10. Verfahren nach Anspruch 7, worin die nach Verfahrensschritt G) geforaten Poraeteine bei 1700⁰C gebrannt werden.

   11» feuerfeste Hasse mir Herstellung τοη feuerfesten Fornsteinen τοη holier festigkeit aus in wesentlichen autoeorphen (euhedrleohen) MagneaiakriBtall»n_f welche direkt miteinander ^jfltonden sind ited nioht sehr «1b

   O0llfS'/»3·· βΛοο^ ,

   15716U

   enthalten Verunreinigungen** wobei die feuerfeste Masse

   im wesentlichen aus Periklaeteliehen und einem Bindemittel besteht, bezogen auf den geglühten Zustand mindestens 98,5# MgO₁ nicht über O_f75^ SiO₂ und nicht Über 1,5# CaO enthält, wobei Kalk und Siliziumdioxyd in einem Gewichtsverhältnis von mindestens 1 CaO zu vorliegen.

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