DE1646582C - Keramisch gebundener Formkörper - Google Patents

Description

1. etwa 80 Gewichtsprozent eines nicht geschmol- ^6o \?ⁿ Formkörper!! angewandt wird, stellt einen Teil zenen Frittematerials, von dem ein Hauptanteil dieses Materials und eine Kombination ausgebrannter eine Korngröße zwischen 0,21 und 4,76 mm 0 J^onerde (^ode/ plättchenformjger Tonerde die einaufweist und aus e..,t..i Korn besteht, das Alu- ^f^^ch eine dichtere und kristalhnerere Form der kalziminiumoxid und bis zu 15% Chromsesquioxid ^nier!^{en T}«^nerd<; ^α«"*?»¹) und Chromsesquioxid in fester Lösuni? enthält und ^{6s in einem} Gewichtsverhaltnis von 9:1 dar, wodurch

sich die gleiche chemische Analyse wie in dem gröbe-

2. etwa 20 Gewichtsprozent eines feinverteilten ren Aggregat ergibt, das ausschließlich aus dem ge-Matrixmaterials unter 0,21 mm 0 in Form fritteten Material erhalten wird.

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Die gesamte Cr₂O₃-Analyse des Formkörpers kann darstellt. Diese Materialien enthalten über 99%

sich auf 2 bis 30 Ve belaufen. Es ist bevorzugt, daß Al₂O₃. Es können jedoch auch Tonerdematerialien

eine chemische Homogenität durch die groben und weniger hohen Reinheitsgrades angewandt werden,

feinen Teilchen innerhalb dieses Bereiches vorliegt. wie z. B. kalzinierter Bauxit aus Südamerika. Unter

Dies ist jedoch nicht immer erforderlich, um einen 5 dem Begriff »Materialien hohen Tonerdegehaltes«

zufriedenstellenden Formkörper zu erhalten. Ange- versteht man Produkte, wie sie z. B. in der USA.-

strebt wird jedoch eine Kombination aus AI₂O₃ und Patentschrift 3 067 050 angegeben sind. Es werden

Cr₂O₄ sowohl in den groben als auch den feinen häufig verschiedene Materialien hohen Tonerdegehal-

Fraktionen der Ansätze. tes, da sie chemisch miteinander verträglich sind, ver-

Somlt kann an einem Ende des Bereiches ein vor- io misch, um so Produkte mit jedem angestrebten AL₁O₃-gebranntes Material mit 99% Al₂O₃ und 1 °/₀ Chrom- Gehalt zu gewinnen. So können auch andere Mateoxid erhalten, das durch ein chemisch vertrag- rialien hohen Tonerdegehakes im Gemisch für den liches Bindemittel aus 1 Teil Chromoxid und Erfindungsgegenstand angewandt werden. Es werden 39 Teilen nicht geschmolzener Tonerde zusammen- jedoch wenigstens 80% Al₂O₃ in dem gebrannten gehalten wird. Es ist bevorzugt, daß nicht mehr als 15 Formkörper, nicht mehr als 3% SiO₂ und nicht mehr 15% Cr₂O₃ sowohl in der groben als auch in der als 2% FcO₃ zum Erzielen bester Ergebnisse angefeinen Fraktion vorliegen. Somit schließt der größte strebt.

Bereich für Cr₂O₃ für erfindungsgemäße Formkörper Im folgenden ist ein bevorzugtes Verfahren zum

oder Steine 15 % Cr₂O₃ ein, das durch das gefrittete Herstellen des gefritteten Materials angegeben.

Material beigesteuert wird, und 15⁰O werden durch 20 Es werden 90°'« kalzinierte Tonerde mit einer

die Matrix beigesteuert. Korngröße von —0,044 mm sowie 10 Gewichtspro-

Bei der eigentlichen Vergleichsprüfung werden zent des feinverteilten Chromoxides, wie es oben Steine nach der USA.-Patentschrift 3192058 her- identifiziert ist, miteinander vermischt. Sodann ergestellt und mit den erfindungsgemäßen Steinen ver- folgt ein Tempern unter Anwenden von etwa 1 °/o glichen. Es finden identische Herstellungsverfahren as Dextrin und 5°/o Wasser auf der Grundlage des Gezum Herstellen dieser Vergleichssteine Anwendung. samtgewichtes des Ansatzes. Das Gemisch wird so-Die Steine bzw. Formkörper weisen identische ehe- dann in Formkörper überführt, die 10 Stunden bei mische Zusammensetzungen auf, d. h. auf der Oxid- einer Temperatur von 1820° C gebrannt werden, grundlage enthält jeder der Steine 90% Al₂O.. und Mineralogisch besteht das erhaltene Produkt über-10% Cr_äO_s. Für Steine nach der USA.-Patentschrift 30 wiegend aus einem Gemisch von zwei Feststoff 3 192 058 ergibt sich ein Bruchmodul bei Raum- lösungen, von denen die eine Tonerde in Chromoxid temperatur von 340 kg/cm². Die für Vergleichszwecke und die andere Chromoxid in Tonerde darstellt. Es hergestellten erfindungsgemäßen Steine weisen iden- liegen Spurenmengen an Chromoxid und etwa 5% tische chemische Zusammensetzung auf und weisen /i-Tonerde in dem in dieser Weise hergestellten Mateeinen Bruchmodul von 392 kg/cm² auf. Dies dürfte 35 rial vor, wie es für die Testarbeiten herangezogen eine sehr bemerkenswerte Verbesserung des Bruch- wird. Wenn die Tonerde einen höheren Reinheitsgrad modulwertes darstellen, und es ergab sich zunächst aufweist oder wenigstens kein Natriumcarbonat darin die Frage, ob die Verbesserung der mechanischen vorliegt, würde die /J-Tonerde wahrscheinlich nicht Festigkeit lediglich durch Anwenden des gefritteten vorliegen, und die Spurenmengen an Chromoxid Materials verursacht wird. Zu diesem Zweck ist ein 40 würden ohne Zweifel in Form einer festen Lösung Stein oder Formkörper identischer chemischer Zu- anwesend sein. Das Schüttgewicht des gefritteten sammensetzung (90% Al₂O₃ und 10% Cr₂O₃) herge- Materials beträgt 3,70.

stellt worden, der jedoch vollständig aus gefrittetem Es versteht, daß das gefrittete Material auch durch

Material besteht. Die Herstellungsweise und auge- Auspressen oder Strangpressen eines getemperten

meine Korngröße des Ansatzes sind praktisch iden- 45 Gemisches der oben angegebenen Art und sodann

tisch wie bei dem Stein für die Vergleichsprüfung Brennen desselben hergestellt werden kann. Weiterhin

wie er weiter oben angegeben ist. Der Bruchmodul kann auch ein Briquettieren erfolgen. Mit anderen

fällt auf 283 kg/cm^? und somit über einen Wert «on Worten, es kann praktisch jedes Verformungsverfah-

56 kg/cm² ab und liegt somit unter dem Wert des ren angewandt werden, das zu einem selbsttragenden

Steins oder Formkörpers nach der USA.-Patentschrift 50 Formkörper aus dem feinverteilten und innigen Ge-

3192 058 und um 109 kg/cm² unter dem Stein oder misch der oben angegebenen Art aufgebaut ist. Es

Formkörper, der nur teilweise aus dem gefritteten kann auch weiterhin praktisch jede Art eines her-

Material hergestellt ist. kömmlichen Eindesystems angewandt werden, das

Die obige Prüfung zeigt, daß die angestrebte über- nicht nachteilig die Chemie des Systems bei dem

legene mechanische Festigkeit nur durch die Kombi- 55 Brennen verändert, wie z. B. Sulfitablauge, einfaches

nation aus gefrittetem Material und einem Gemisch Wasser, Carobxymethylcellulose u. dgl.

aus nicht gefrittetem, matrixbildendem, feinverteilten Das Anwenden des gefritteten Materials und zu-

Al₂O₃ und Cr₂O₈ erhalten werden kann. sätzlicher sehr feinverteilter Tonerde und Chromoxid

Es ist bevorzugt, daß das in Anwendung korn- in der oben beschriebenen Weise führt zu einem mende Tonerdematerial für das Herstellen des ge- 60 Formkörper, der praktisch einheitlich hellrosa Farbe fritteten Materials und das zum Herstellen des die aufweist. Diese Farbe zeigt sich sowohl an Schnitt-Matrix bildenden Materials des Steins angewandte stellen als auch über den gesamten Außenoberflächen. Tonerdematerial ein Produkt hohen Reinheitsgrades Es scheint so, daß eine zusätzliche Feststofflösung und in Plättchenform vorliegt oder es sich um eine der oben angegebenen Art bei dem Brennen' des Tonerde handelt, die nach dem Bayer-Verfahren her- 65 Formkörpers in der gesamten Matrix ausgebildet gestellt und kalziniert ist sowie eine feuerfeste Sorte wird.

Claims (2)

ι 2 eines physikalischen Gemisches von bis zu 15% Patentanspruch: Chromsesquioxid und dem Rest Aluminium oxid. Keramisch gebundener Formkörper auf der Unter Matrix wird hierbei der Teil des feuerfesten Grundlage von Aluminiumoxid und Chrom- 5 Produktes bezeichnet, in dem das größere Korn emsesquioxid, der nicht mehr als 2 Gewichtsprozent gebettet ist. , . Eisenoxid und 3% Siliziumdioxid, bestehend aus Das ein als Teil des Matrix bildenden Bindemittels zwei Bestandteilen,' enthält, dadurch ge- angewandte Chromsesquioxid ist ein sehr feinverkenn ze ich net, daß derselbe die folgenden teiltes Pulver. Die getrennten und einzeln ausgepräg-Bestandteile aufweist: io ten Teilchen dieses Materials weisen im Durchschnitt einen Durchmesser von etwa 1 Mikron oder darunter

1. etwa 80 Gewichtsprozent eines nicht ge- _auf und sind in diesem Größenbereich bemerkenswert schmolzenen Frittematerials, von dem ein einheitlich. Dieses Produkt kristallisiert in dem hexa-Hauptanteil eine Korngröße zwischen 0,21 _gonalen System ähnlich der Hämatitstruktur. Die und 4,76 mm 0 aufweist und aus einem physikalische Form wird durch Elektronenmikro-Korn besteht, das Aluminiumoxid und bis £_k' _je angezeigt, und Hie Kristallinität wird durch zu 15% Chromsesquioxid in fester Lösung Vorliegen eines ausgeprägten Röntgenstrahl-Berechenthält und nungsmusters bestätigt. Ein derartiges Cr₂O₈-PrOdU kt

2. etwa 20 Gewichtsprozent eines feinverteilten ist wasserunlöslich. Die Vorschriften für ein der-Matrixmaterials unter 0,21 mm φ in Form ao artiges Cr₂O., sind: Reinheitsgrad wenigstens 97° o. eines physikalischen Gemisches von bis zu wasserlösliche Verunreinigungen höchstens 0,5" o, 15% Chromsesquioxid und dem Rest AIu- flüchtige Verunreinigungen höchstens 0,5%: speziminiumoxid. fische Dichte liegt bei etwa 5,1 bis 5,2.

Nach der bevorzugten Ausführung findet eine go-35 samte Korngrößenverteilung des in Anwendung kommenden Ansatzes zum Herstellen des Form körpers wie folgt Anwendung: 20% gehen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 4,76 mm hindurch und werde . durch ein Sieb mit einer lichten 30 Maschenweite von 1,68 mm zurückgehalten.

Die Erfindung betrifft einen keramisch gebundenen 30% gehen durch ein Sieb mit einer lichten

Formkörper auf der Grundlage von Aluminiumoxid Maschenweite von 1,68 mm hindurch und werden und Chromsesquioxid, der nicht mehr als 2 Gewichts- durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von prozent Eisenoxid und 3% Siliziumdioxid, bestehend 0,59 mm zurückgehalten.
aus zwei Bestandteilen, enthält. 35 10% gehen durch ein Sieb mil einer lichten

Wie auf dem Gebiet der feuerfesten Materialien Maschenweite von 0,59 mm hindurch und werden allgemein bekannt, gibt es relativ wenige anorganische durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von Materialien, die auf Grund des hohen Schmelz- 0,21 mm zurückgehalten.

punktes, der Mineralstabilität und verschiedener an- Die restlichen 40% gehen durch ein Sieb mit einer

derer feuerfester, kennzeichnender Merkmale geeig- 40 lichten Maschenweite von 0,21 mm hindurch,
net sind, um als Ausgangsprodukte für den Aufbau Das gefrittete Material liegt vorzugsweise größten-

keramischer und feuerfester Gegenstände zu dienen. teils in der -4,76 mm + 0,21 mm-Fraktion vor,

Der Fortschritt auf dem Gebiet der feuerfesten wobei etwa 10% (bezogen auf das Gesamtgewicht und keramischen Materialien ist zu einem erheblichen des Ansatzes) -0,21 mm sind. Natürlich kann auch Ausmaß durch Verbesserungen und Veränderungen 45 etwas Material mit größer als 4,76 mm und eine in den metallurgischen Industrien bestimmt worden, größere Menge an Feinanteilen als 0,21 mm vorwo feuerfeste und keramische Gegenstände insbeson- liegen, wie es für den einschlägigen Fachmann auf dere Anwendung finden. Da verschiedene der Arbeits- dem Gebiet der Herstellung feuerfester Formkörper parameter dieser metallurgischen Verfahren immer ausgehend von entsprechenden, größenklassierten höhere Anforderungen stellen, ist unter anderem eine 50 Kombinationen an Einzelbestandteilen versteht. In erhöhte mechanische Festigkeit ein bleibendes Er- jedem Falle sollen wenigstens der Hauptanteil (über fordernis, das an die bei derartigen Verfahren ange- 50%) des kalzinierten Materials sich auf —4,76 wandten feuerfesten Produkte gestellt wird. +0,21 mm belaufen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin. Wie aus den obigen Angaben ersichtlich, weist der

einen Formkörper zu schaffen, der eine hohe mecha- 55 bevorzugte Formkörper eine chemische Homogenität nische Festigkeit aufweist. durch das Aggregat und die Matrix eines gebrannten

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da- Formkörpers auf, d. h. das gefrittete Material besteht durch, daß derselbe die folgenden Bestandteile auf- zu 90% aus Al₂O₃ und 10% aus Cr₂O₃. Der weist: —0,21 mm-Anteil des Ansatzes, der zum Herstellen