DE1646473A1 - Verfahren zum Herstellen von basischen hochfeuerfesten Formkoerpern aus Karbonaten - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von basischen hochfeuerfesten Formkörpern aus Karbonaten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung sehr dichter feuerfester basischer Formkörper aus karbonatischen Rohstoffen wie Kalkstein, Dolomit und/oder Magnesit durch Verdichten und anschließendes Brennen.
• Es ist bekannt, feuerfeste Formkörper aus gebrannten und gesinterten Oxiden des Calciumsund/oder Nagnesiumadurch Verpressen und nochmaliges Sintern der Formkörper herzustellen. Es ist ferner bekannt, feuerfeste Formkörper aus karbonatischem Material zu gewinnen, wobei man außer dem karbonatischen Rohstoff meistens eine*feuerfeste Grundmasse mit verwendet. Diese Verfahrensvariante führt zu feuerfesten Isoliersteinen, da das karbonatische Material beim Entsäuern porös wird. Es ist ferner bekannt, keramische Rohlinge durch isostatisches bzw. hydrostatisches Pressen zu erzeugen, wozu man eine elastische Form einem allseitigen isostatischen Druck, ggfs. nach vorheriger Evakuierung, aussetzt.
• Das isostatische*oder hydrostatische Pressverfahren eignet sich besonders gut für die Erzeugung kompliziert geformter Formkörper. Uberraschenderweise wurde gefunden, daß man sehr dichte und praktisch rißfreie feuerfeste basische Formkörper erhält, wenn man die karbonatischen Ausgangsstoffe feingemahlen ggfs. unter Zusatz von Bindemitteln isostatisch unter einem Druck von wenigstens 500 kg/cm 2 verdichtet, anschließend brennt lind bei Temperaturen von wenigstens 1500°C sintert. Es ist erflndungagemäß vorteilhaft, für das Verfahren einen Feinanteil unterhalb 0,1 mm in einer Menge von wenigstens .. 50 -vorzusehen. Es hat sich gezeigt, daß dieser Feinanteil die Dichte der feuerfesten Formkörper stark beeinflußt. Zweckmäßig sollte jedoch das gesamte Carbonat in feingemahlener Form 'vorliegen. Diesem Garbonat kann man erfindunnsgemäß bis zu 30 % oxydisches.feuerfestes Material zumischen, dessen Korngrößen auch oberhalb 0,1 mm liegen können; insbesondere dann, wenn es sich um gebrannten oder gesinterten Dolomit bz®. Magnesit oder Kalk handelt. Selbstverständlich ist es möölich,. in untergeordneten 113engen andere oxydische Rohstoffe, vorzugsweise in feingemahlener Form mit zu verwenden, z.3. Oxide des Eisens, ':angans, Titans und vorzugsweise des Chroms oder feinverteilten Kohlenstoff bzw: Graphit. Art und ':enge dieser Zusätze hängen von den beabsichtigten Einsatzgebieten der feuerfesten Formkörper ab. An stelle der reinen Oxide kann man selbstverständlich auch feingemahlene Erze verwenden. Da man bei dem erfindun?sgemäßen Verfahren direkt von dem carbonatischen 'ohstoff ausgeht, durchläuft der Formkörper beim anschließenden Erhitzen auf Sintertemperatur den Ents4uerungsbereich, in vrelchem C02 aus den Carbonaten abgespalten wird. Besonders innerhalb dieses Bereiches ist es vorteilhaft, die Temperatursteigerung langsam vorzunehmen, und zwar sollte die Temperatursteigerung höchstens 10oC/min betragen. Es empfiehlt sich im übrigen auch außerhalb des Entsäuerunp-sbereiches die Temperatursteigerung beim Erhitzen mit höchstens 25oC/min vorzunehmen. Ein zu schnelles Erhitzen kann zu unerrünschten Rißbildungen führen. Im allgemeinen werden Sintertemperaturen oberhalb 1500°C bis etwa 1750°G genügen. Durch höhere Sintertemperaturen sind bekanntlich dichtere Sinterkörper zu erhalten. Desgleichen erreicht man eine dichtere Sinterung durch längere Sinterzeit. Bei der Durchführung des Verfahrens wird in an sich bekannter ::reise das Ausgangsmaterial in die teilweise elastische Form gefüllt und der Füllprozeß ggfa. durch Rütteln oder Vibrieren bzw. Einstampfen unterstützt. Zweckmäßig wird nunmehr die Form evakuiert, um Luftpolster innerhalb des ttaterials zu entfernen. Anschließend bringt man die Form in ein Flüssigkeitsbad und er- höht deren Druck auf wenigstens 500 kg/cm 2, vorzugsweise etwa 1000 - 2000 kg/cm?. Nach der Entformung wird der Pcrmkörper dann durch langsames Aufheizen entsäuert und schließlich gesintert. Falls erwünscht, kann man die bei der Herstellung von feuerfesten Formkörpern üblichen Bindemittel, z.B, Öle, Pech, pechhaltigen Teer und dgl. in an sich bekannten Mengen dem Rohstoff zusetzen. Das erfindunirsgemiße Verfahren bietet folgende Vorteile: da man hauptsächlich von feinkörnigen Rohstoffen ausgeht, ist Gewähr für eine weitgehende :iomogenität des Preßkörpers und auch des feuerfesten Formkörpers gegeben. Iran kann in einfacher Weise andere feinteilige Zusatzstoffe durch Einmischen gleichmäßig verteilen. Durch den allseitigen Druck während der Verdichtung erhält man einen gleichmäßig dichten Formkörper, der bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zu*einem gleichmäßig sehr dichten, rißfreien feuerfesten Stein führt. Darüberhinaus ist es möglich, den verdichteten grünen Stein mechanisch zu bearbeiten und auf diese Weise Toleranzen in den Abmessungen weitgehend auszugleichen. Beispiel 1 Sehr reiner Rohdolomit der Körnung 0 - 0,09 mm wurde h7drostatiseh nach Einrütteln in elastische Formen unter einem Druck von 1400 kg/cm2 zu zylindrischen Formkörpern verpreßt, wobei der erhaltene Rohling bereits eine derartige Festigkeit besaß, daß er auf einer Drehbank zu Prüfkörpern von 45 mm Durchmesser und etwa 90 mm hinge abgedreht werden konnte. Dieser Prüfkörper wurde sodann in einem Tammannofen mit Tonerdeschutzrohr mit einer Temperatursteigerung von 50C/min erhitzt und eine Stunde bei 1754°C gesintert. Der erhaltene Sinterkörper war vollkommen rißrrei und hatte eine Gesamtporosität von 6,96 sowie eine Rohdichte von 3,16 g/cm3. Ein Vergleichskörper mit ähnlichen Abmessungen wurde auf einer normalen hydraulischen Stempelpresse mit einem Druck von eben-falls 1400 kg/cm 2 aus den gleichen Materialien hergestellt.
• Der Formling war schwierig zu handhaben und konnte sinngemäß nicht wie oben angegeben bearbeitet werden. Er wurde daher in der erhaltenen Form den oben angegebenen Brennbedingungen un- terworfen. Der Sinterkörper war stark rissig und seine Gesamtporosität lag 6 mal so hoch. Beispiel 2: Entsprechend dem Beispiel 1 wurde ein KalksteizLmehl verprsßt und gesintert. Der Sinterkörper hatte eine Gesamtporosität von 12,5 % und eine Rohdichte von 2,98 g/cm3. Auch von diesem Material wurde ein*Vergleichskörper herge- stellt, der stark rissig war und eine Gesamtporosität von 17,4 % und eine Dichte von 2,75 g/cm3 aufwies. Beispiel 3: . Es wurde ein Rohmagnesit entsprechend Beispiel 1 verpreßt und gesintert. Der Sinterkörper wies eine Gesamtporosität von 6,8 % und eine Rohdichte von 3,32 g/cm3 auf.

Claims (5)

1. P a t e n t a n a p r ü c h e f. Verfahren zur Herstellung sehr dichter feuerfester basischer Formkörper aus karbonatischen Rohstoffen wie Kalkstein, Dolomit und/oder Magnesit durch Verdichten und anschliessendes Brennen, dadurch gekennzeichnet, daß die karbonatischen Ausgangsstoffe feingemahlen und gegebenenfalls unter Zusatz von Bindemitteln isostatisch unter einem Druck von wenigstens 500 kg/cm 2 verdichtet, anschließend gebrannt und. bei Temperaturen von wenigstens 1500o 0 gesintert werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ksrbonatischen Rohstoffe zu wenigstens 50 % in Korngrößen unterhalb 0,1 mm verwendet werden.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 land 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim '.Erhitzen der Formkörper auf die Sintertemperatur eine Temperatursteigerung von nächstens 2500/min erfolgt.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteigerung während der Entsäuerung der Karbonate höchstens 1000/min beträgt.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mit den karbonatischen Rohstoffen vor der isostatisahen Verdichtung evaert wird. 61 Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch Sekenazeichnet, daß die karbonatxsehen Rohstoff: bis au 30 % Oxide, vorzugsweise Sinterkalk, Sinterdolomit oder Sintermagnesit enthalten. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekann$eiohnot, daß der Sinter in Körnungen oberhalb 0,1 nm vorliegt. .-- - - _ '