DE1807637A1 - Feuerfeste Magnesia - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-CHEM. DR, WERNER KOCH DR.-ING. RICHARD GLAWE

DIPL.-ING. KLAUS DELFS DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

HAMBURG MÜNCHEN

"1

3000 Hamburg 52 · WaltzstraB· 12 · ««f 892255 8000 MOnehtn 22 · Ll«bh«rritrae. 20 · Ruf 22«548

unserzeichen MÖNCHEN

. A 95

IDHE BRITISH PERIGMSB COMPANY ilartlepool, County Durham, England

Feuerfeste Magnesia.

Die Erfindung bezieht sich auf feuerfeste Magnesia und insbesondere auf totgebrannte, feuerfeste Magnesia hoher Reinheit, die zur Verwendung bei der Herstellung von magnesiahaltigen, feuerfesten Gegenständen oder Massen geeignet ist, z.B. Mauersteinen, Blöcken, Mörteln, Stampf massen., 3?reß-

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SAD ORIGINAL

massen und gießfähigen Produkten, die aus totgebrannter Magnesia, gegebenenfalls in Kombination mit Chromerz oder anderen feuerfesten Mineralen und Oxyden hergestellt werden. Die Erfindung erstreckt sich auch auf derartige magnesiahaltige feuerfeste Gegenstände oder Massen, soweit diese unter Verwendung der erfindungsgemäßen totgebrannten feuerfesten Magnesia hoher Reinheit hergestellt sind.

Feuerfeste Magnesia und totgebrannte Magnesia werden in der Technik häufig als feuerfester Magnesit und totgebrannter Magnesit bezeichnet. Diese Ausdrücke sind jedoch dadurch entstanden, daß natürlicher Magnesit (Magnesium-Karbonat) ursprünglich das hauptsächlich als Ausgangsmaterial verwendete Mineral war. Heute ist das Ausgangsmaterial zwar häufig auch noch Magnesit, sehr oft aber ein Magnesiumhydroxyd, das aus Meerwassersole od.dgl. ausgefällt wird. Auch das Mineral Brucite wird verwendet. Das Ausgangsmaterial - gleichgültig welches - wird zuerst totgebrannt, wenn es in Magnesia oder - wie man auch sagt - "periclase" - umgewandelt wird. Das Totbrennen wird nicht immer in einem einzigen Schritt durchgeführt. Um eine feinkörnige feuerfeste Masse zu erhalten, wobei die einzelnen Stücke von beträchtlicher

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Größe, z.B. zwischen 5 und 25 mm,sein sollen, geht man häufig so vor, daß das Ausgangsmaterial zuerst zu einem chemisch aktiven oder kaustischen Oxyd calciniert wird, welches dann unter Hochdruckwalzen brikettiert wird. Die Briketts werden dann bei einer hohen Temperatur, z.B. zwischen I65o und 19oo°C in einem Schachtofen oder Drehofen gebrannt. Derartiger totgebrannter Magnesit wird für die Herstellung von feuerfesten Materialien verwendet, die als Auskleidungen in metallurgischen Öfen verwendet werden, insbesondere in Stahlschmelzöfen, wie z.B. Siemens-Martinöfen, LichtbogenelektroÖfen und insbesondere heutzutage in Sauerstoffkonvertern, die beim LD-, LD/AC und dem Kaldo-Verfahren verwendet werden. Üblicherweise verwendete feuerfeste Massen bestehen aus Magnesia entweder allein oder Z..B. in Kombination mit Chromerz oder totgebranntem Dolomit. Die feuerfesten Massen können sowohl in keramisch gebundener Form {

(z.B. gebrannt) und in chemisch gebundener Form vorliegen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich haift sächlich auf keramisch gebundene magnesiahaltige, feuerfeste Massen.

In der H??uptanmelduns B 85 212 VIb₇ 8ob wird ein Verfahren zur Herstellung totgebrannter feuerfester

-J-

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BAD ORIGINAL

Magnesia hoher Reinheit besohrleben, welches darin besteht, daß ein Magnesiamaterial totgebrannt wird, welches eine merkliche Quantität von Natriumoxyd oder einem oheniisohen Äquivalent davon enthält, wodurch eine totgebrannte feuerfeste Magnesia hoher Reinheit erzeugt wird, aus Welcher feuerfeste Steine gebildet werden können, die einen Bruohmodul bei 1260°C haben, dessen Wert mindestens ioo# höher 1st als derjenige von littinen, die auf gleiche Weise aus derselben Magnesia hergestellt sind, die Jedoch keinen wesentlichen Anteil von Natriumoxyd oder einem chemischen Äquivalent"enthält.

Die vorliegende Erfindung bezieht βloh Auf eine Verbesserung bzw. Weiterbildung der in der Hauptanmeldimg beeohriebenen Erfindung,

Gemäß der Erfindung ist eine totgebrannte feuerf öste Magnesia vorgesehen, die zwischen 90 und 99 ff«w.<*# MagnesiutaöXjrd (MgO) und jPfcrnftr KalKiumoxyd (CaO) Silitiiumoxyd (SiQg), Eisenoxyd (Fe₂O*) und Alurainiumoxyd (AIgO^) enthalt und die dadurch gekennzeichnet ist, daß der öewichtsanteil des Kalziumoxyds bis zu 5%beträgt, daß das Gewichtsverhältnis des Kalziumoxyds zum Siliziumoxyd in der totgebrannten Magnesia zwischen,1,5* 1 und 2,2 j 1 liegt, daß das

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ii 11. I \l ta ■ V * C

Elsenoxyd und Aluminiumoxyd in einer Gesamtmenge von bis zu einem Viertel der Gesamtmenge des Kalziumoxyds und Siliziumoxyds vorliegen, und daß die totgebrannte Magnesia ferner Boroxyd (BgO-j) bis zu o,l Gew.% sowie Natriumoxyd (Na₂O), Kaliumoxyd (K₂O) und/oder Lithiumoxyd (Li₂O) in einer Gesamtmenge, die der Boroxydmenge mindestens äquivalent ist und höchstens o,25 Gew.% beträgt, enthält. Aus einer derartigen totgebrannten Magneeia können | gebrannte feuerfeste Steine hergestellt werden, deren Bruohmodul mindestens Io5 kg/om² bei 126O⁰C, mindestens 70 kg/cm bei l400°Ö und mindestens j 56 kg/om² bei 1500⁰C beträgt. ^!

Vorzugsweise beträgt das Gewiohtsverhältnie von Kalziumoxyd zu Siliziumoxyd in der totgebrannten

agnesia zwischen 1,7 ι 1 und St,0 ι 1. Be ist ferner

bevorzugt, daß der Gehalt an Boroxyd in der totgebrannten Magnesia weniger als o,p5 Gew.Ji betragen j soll.

Außerdem kann die Magnesia vorteilhafterweise Chromoxyd (Cr₂O-,) in einer JMenge bis zu 0,5 Gew.Ji enthalten, wodurch die Verdichtung unterstützt wird

- 5 - ;■

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1807837

Bei der Herstellung von totgebrannter aua einem beliebigen Ausgangsmatörial, z.B. au· Magneeltmineral oder aus Meerwasserlauge, werden von den Herstellern große Herstellungen unternommen, um Magnesiumhydroxyd und Magnesia von hoher Relnr heit zu erzielen. Jedoch enthalten auch die reinsten kommerziell erhältlichen feuerfesten Magnesiaprodukte Verunreinigungen, die hauptsächlich aus Kalk und Siliziumoxyd bestehen. Sie können auch Eisenoxyd und Alumiumoxyd enthalten. Diese Sut&anzen sind üblicherweise im Bereich von o,l bis 5 Gew»# vorhanden. Es können auch zahlreiche andere Substanzen vorhanden sein. Im Bereich von O,öl bis o,5 Gew.# werden häufig Titanoxyd, Manganoxyd, Chromoxyd und Boroxyd gefunden. Spuren von zahlreichen anderen Elementen können in Mengen bis zu O^öl Gew.# gefunden werden. Analysen der Spurenelemente, die in zwei handelsüblichen Magnesiatypen gefunden werden, sind in Tabelle 1 angegeben. Viele, wenn auch nicht alle in der Magnesia vorhandenen Substanzen beeinträchtigen die Peuerfestigkeitseigenschaften. Insbesondere wenn aus der Magnesia Steine geformt werden, beeinträchtigen sie die ,Hoohtemperaturfestigkeit der Steine. Z.Zt. ist es ein Ziel der Hersteller von feuerfesten Produkten, insbesondere von feuerfesten Steinen, diese so auszubilden, daß sie eine

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hohe Festigkeit bei allen Temperaturen, jedoch insbesondere bei hohen Temperaturen und vor allem bei Temperaturen über 1200°0" aufweisen. Gemäß der vorliegenden Erfindung können, wie nooh erläutert wird, magnesiahaltige feuerfeste Produkte hergeefcellt werden, die verbesserte Eigenschaften und insbesondere eine verbesserte Hoohtemperaturfestigkeit besitzen. Insbesondere wurde nun gefunden, daß feuerfeste Produkte aus Magnesia, die Kalk, Siliziumoxyd, Eisenoxyd, Aluminiumoxyd und Boroxyd enthält, dadurch gewonnen werden können, daß die Eigenschaften dieser Oxyde, wie noch erläutert wird, kontrolliert werden und gleichzeitig sichergestellt wird, daß das Material, das zur Herstellung der feuerfesten Magnesia totgebrannt wird, eine ausreichende Menge von Natriumoxyd, Kaliuraoxyd oder Lithiumoxyd bzw. eine Substanz, die beim Totbrennen mindestens eines dieser Oxyde ergibt, enthält.

Somit bezieht sich die vorliegende Erfinduifauf ein Verfahren zur Herstellung von totgebrannter feuerfester Magnesia, welches darin besteht, daß man das Totbrennen mit einer Masse vornimmt, die eine künstliche Magnesia enthält, die aus 90 bis 99 Gew.% Magnesiuraoxyd sowie Kalziuraoxyd, SDLiziumoxyd,

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Eisenoxyd, Aluminiumoxid und Boroxyd besteht* wobei

zu das Gewichtsverhältnis von Kalziumoxyd. Siliziumoxyd in der Masse zwlsohen 1,0 . ι 1 und 4, ο : 1 liegt, und wobei die Masse ferner Natriumoxyd oder ein

chemisches Äquivalent davon enthält» wobei die Mengenverhältnisse von KalEiumoxyd, Siliziumoxyd., Elsenoxyd, Aluminiumoxyd, Boroxyd und Natriumoxyd bzw. der chemischen Äquivalente davon derart gewählt werden* daß beim Totbrennen die erfindungsgemäße totgebrannte Magneela gemäß obiger Definition gebildet wird»

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Tabelle 1

Spurenelemente in künstlicher Magnesia

	Molanteil	ppm	Sorte 112
	Sorte 11	0,o6
U	0,06	0,2
W	0,2	0,24
Nd	0,o8	0,o3
Pr	0,o2	0,o6
Ce	0,o6	0,o6
La	0,o6	8
Ba	0,3	0,2
Sn	0,o8	0,o8
Mo	0,o8	0,o2
Nb	0,o2	0,4
Zr	0,4	0,6
Y	0,2	0,6
Sr	0,6	0,6
Rh	•0,2	0,1
Br	0,o4	0,15
Ga	0,o6	5,o
Zn	1,2	0,3
Cu	0,5	2
Ni	2	2oo
Mn	6	6
V	2o	25
Ti	8	2
K	2	3
Cl	3	4
S	4	2o
P	6

Sütiö3u/ü831

I > 1

gorteetziitig !Tabelle 1

Molanteil ppm

Sorte 11 Sorte

N_a 2o . 6o

F o,2 lö ■

B 35o 5oo

- Io

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Die Magnesiamaterialien, die bei der Herstellung der totgebranntsn feuerfesten Magnesia gemäß der Erfindung verwendet werden, werden aus Seewasser, magnesiumhaltigen Salzlösungen od.dgl. künstlich hergestellt. Sie enthalten zwischen 90 und 99.. Gew.fo Magnesiumoxyd, vorzugsweise mindestens 95 oder 96 Gew.%, und ferner Kalk, Siliziumoxyd, Eisenoxyd, Aluminiumoxyd und Boroxyd* Zusätzlich können sie \ * bis zu etwa 9*5 Gew.# Chromoxyd und andere Spurenelemente enthalten. Das Verhältnis der Kalk- und j Siliziumoxydanteile in diesen Magnesiamaterialien liegt normalerweise im Bereich von l,o : 1 bis 4,ο : 1, vorzugsweise zwischen etwa 1,5 ϊ 1 bis 2,7 : 1 und insbesondere bei etwa 2,2 : 1. ■ ,

Um die erfindungsgemäße totgebi^iv? üü feuerfeste Magnesia herzustellen, die verhältnismäßig große Anteile von einem oder mehreren Alkalimetalloxyden enthält, muß sichergestellt werden, daß die beim Totbrennen verwendete Magnesia eine ausreichende Menge von Natriumoxyd oder einem chemischen Äquivalent davon, wie z.B. Kaliumoxyd oder Lithiumoxyd enthält. Der Ausdruck chemisches Äquivalent umfaßt hierbei auch solche Substanzen, die beim Totbrennen Natriumoxyd oder ein äquivalentes Oxyd ergeben. Die verwendete Menge des Oxyds (die auch durch einen Oxydvorläufer gebildet

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8AD ORiGiNM.

werden kann) liegt normalerweise Über 0*2o oder 0,25 Gew.^, im allgemeinen auch über 0,5o Gew.% und kann bis zu 1,0 Gew.# betragen. Sie sollte jedoch nicht so groß sein, daS die Feuerfestig'keitseigenschaften der aus der totgebrannten Magnesia hergestellten jfeuerfesten Produkte beeinträchtigt wird. Die Menge des dem Magnesiaausgangsmaterial zugesetzten Oxyds oder Oxydvorläufers muß so gewählt sein, daß die nach dem Totbrennen in der Magnesia vorhandene Menge dem Restanteil von Boroxyd mindestens gleich ist und den Anteil des Boroxyds auf ein Maximum von 0,1 Gew.% herabsetzt, falls in der Ausgangsmagnesia ein höherer Anteil vorhanden war. Die exakte Menge kann durch Versuche leicht gefunden werden. Geeignet ist normalerweise ein prozentualer Gewichtsanteil, der das Doppelte des prozentualen Gewichtsanteiles des Boroxyds beträgt. Geeignete Vorläufer des Natriumoxyds sind z.B. Natriumkarbonat, Natriumhydroxyd und Natriumsulfat. Natriumchromat kann ebenfalls verwendet werden. Dagegen sollten die Natriumhalogenide, wie z.B. das Chlorid und das Pluorid, nicht verwendet werden, wenn auch das natürliche Vorhandensein dieser Verbindungen in begrenzter Menge und als normale Verunreinigung hingenommen werden kann. Auch andere Natriumsalze., durch welche

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^-- ßAD ORIGINAL

schädliche Substanzen eingeführt würden, wie z.B. Natriumborat , sind nicht verwendbar.

Falls erforderlich können kalkhaltige und/oder siliziumoxydhaltige Materialien dem für das Totbrennen verwendeten Ausgangsmaterial zugefügt werden, um die Kalk- und/oder Siliziumoxydanteile sowie das Verhältnis von Kalk zu Siliziumoxyd auf die erfindungsgemäß vorgeschriebenen Werte zu bringen.

Unter den Ausdruck kalkhaltiges Material soll ein beliebiges Material -verstanden werden, welches Kaiziumoxyd - gleichgültig ob in chemischer Kombination oder nicht - enthält oder daraus besteht, und welches unter den beim Totbrennen auftretenden Bedingungen Kalziumoxyd für die Kombination mit anderen Substanzen freigibt .

Unter dem Ausdruck siliziumoxydhaltiges Material wird ein beliebiges Material verstanden, das Siliziumoxyd - gleichgültig ob in chemischer Kombination oder nicht - enthält bzw. daraus besteht und unter den beim Totbrennen auftretenden Bedingungen Siliziumoxyd zur Kombination mit anderen Substanzen freigibt.

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Es ist zu berücksichtigen, daß die zu verwendenden kalkhaltigen oder Siliziumoxydhaitigen Stoffe keine merkbaren Mengen von anderen Bestandteil en., die für die feuerfesten Eigenschaften des Produkts nachteilig sein könnten, enthalten sollen«, Wenn die kalkhaltigen und/ oder siliziumoxydhaleigen Stoffe dazu verwendet werden sollen, um die Kalk- und Siliziumoxydanteile in das richtige Verhältnis zu bringen und - falls erforderlich und möglich - die Gesamtmenge von gebranntem Kalk und Silizium auf mindestens die vierfache Menge des Eisenoxyds plus Aluminiumoxyds anzuheben, werden die kalkhaltigen und siliziumoxydhaltigen Stoffe mit der Magnesia vermischt, bevor diese totge.brannt wird, wobei sie entweder dem Magnesiumhydroxydbrei oder der kaustischen, kalzinierten Magnesia zugesetzt werden» Das Verhältnis von Kalk zu Siliziumoxyd wird bestimmt aufgrund der Eigenschaften der aus der Magnesia hergestellten Steine. Wenn das Verhältnis von Kalziumoxyd zu Siliziumoxyd weniger als 1,5 ! 1 beträgt,, werden die gewünschten. Festigkeitswerte nicht erzielt, und zwar auch dann, wenn die Anteile von Boroxyd., Eisenoxyd und Aluminiumoxyd niedrig sind und im gewünschten'Verhältnis zum Natriumoxydanteil stehen« Dies zeigt die nachfolgende Tabelle 3« Wenn das Verhältnis von gebranntem Kalk zu Siliziumoxyd über 2,2 % 1 liegt, ifird beim Totbrennen das Boroxyd bevorzugt vor dem Natriumoxyd zurückgehalten,

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BAU ORIGINAL

so daß es schwierig ist* gleichzeitig den gewünschten niedrigen Boroxydanteil von weniger als 0,1 % und einen dem Boroxydanteil mindestens gleichen Natriumoxydanteil zu erzielen. Um eine Dichte des Produkts von mindestens 3,2 g/ccm zu erzielen, muß das Totbrennen in der Weise erfolgen, daß die Maximaltemperatur mindestens l65o°C und die Aufheizungegeschwindigkeit über 100O⁰G mindestens 20° pro Minute beträgt. Wenn eine geringere Aufheizungsgeschwindigkeit angewendet wird, 1st es schwierig ein Produkt von ausreichender Dichte zu erzielen. Bei 2°C pro Minute wird eine Dichte von etwa 3>1 g/ccm erzielt und bei 10⁰C pro Minute eine Dichte von etwa 3*2 g/ccm. Nur bei einer Aufheizungsgeschwindigkeit von mehr als 20⁰C pro Minute kommen Dichten, von 3*25 bis 3,35 g/ccm erzielt werden. Die Aufheizung^Geschwindigkeit unter einer Temperatur von 1000⁰C 1st nicht kritisch.

Im folgenden wird die Herstellung von totgebrannter feuerfester Magnesia gemäß der Erfindung an Hand der Tabellen 2, 3 und H- näher beschrieben. Ferner werden Vergleichsbeispiele angegeben, welche die Deutung der genannten Konzentrationsgrenzen gemäß der Erfindung veranschaulichen.

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. 8AD ORIGINAL

4h

Die Experimente wurden durchgeführt mit·kaustischer Magnesia, die hergestellt wurde durch leichtes Kalzinieren von Magnesiumoxyd , welches aus Seewasser mittels gebranntem kalk und mittels Dolomitkalk ausgefällt wurde. Die Kaliinierung wurde in einem mehrherdigen Herreshoffofen durchgeführt, wobei die erreichte Höchsttemperatur zwischen 900 und 95O⁰C lag, und zwar so langei bis das Material zwischen 1/2 und 2 % Brennverlust (ignition loss) hatte. Das kaustische. Kalzinat wurde analysiert unter Verwendung eines direkt schreibenden Spektrophotometers. Die Anteile der verschiedenen Verunreinigungen, Kalk, Siliziumoxyd, Eisenoxyd und Aluminiumoxyd wurden dann auf die erforderlichen Werte eingestellt, indem Zusätze, z.B. spanischer Quarzit für Slliziumoxyd und Dolomitflugstaub für Kalk, in den erforderlichen Mengen zugeführt und gründlich eingemischt wurden. Der Gehalt an Boroxyd aller Proben wurden zwischen 0,05 und 0,25$ festgestellt. Jeder Probe wurde ein Gewichtsanteil von Natriumkarbonat, der äquivalent zu 0,5# Natriumoxyd war, zugeführt und eingemischt. Die Mischung wurde dann bei ca. 3000 kg/cm brikettiert und bei 1700⁰C totgebrannt. Die erhaltenen totgebrannten Magnesite hatten Dichten zwischen 3,2o und 3*35 g/ccm und eine mittlere Kristallgröße

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von 20 bis βθ Mikron.

Aus den verschiedenen totgebrannten Magnesiten wurden dann nach dem folgenden Verfahren Steine hergestellt:

Die totgebrannte Magnesia wurde gebrochen und zu einer für die Steinherstellung geeigneten Korngrößenmischung sortiert, bei der 70$ der Teilchen zwischen einem 5-Maschensieb und einem 72-Maschensieb (britisches Standardsieb) lagen und j50# der Teilchen durch ein 72-Maschensieb hindurchgingen. Der durch das 72-Maschensieb hindurchgehende Anteil der Mischung wurde in einer Kugelmühle hergestellt, durch Mahlen auf eine spezifische Oberfläche zwisehen 0,2ο und 0,25 m /g. Etwa 4 % eines organischen Bindemittels wurden dann zu der mit abgestufter Korngröße vorliegenden Magnesia hinzugefügt. Das organische Bindemittel war eine Sulfitlaugenlösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,2. Nach sorgfältigem Mischen der Masse wurde diese in einer

Preßform bei einem Druck von etwa 1200 kg/cm gepreßt. Die geformten Steine wurden dann bei einer Temperatur zwischen I65o und 17oo°C gebrannt, beispielsweise fünf Stunden lang bei l65O°C unter Verwendung einer Aufheizgeschwindigkeit von nicht mehr als 300⁰C pro Stunde.

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Die Resultate der verschiedenen Experimente sind in den Tabellen 2, 3 und 4· gezeigt, in denen die Analysen der jeweils hergestellten totgebrannten Magnesiaproben sowie die Bruchfestigkeiten der daraus in der beschriebenen Weise hergestellten feuerfesten Steine angegeben sind.

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Tabelle

Wirkung von Eisenoxyd und Aluminiumoxyd

Analyse der totgebrannten Magnesia Beispiel 12345678

CaO

SiO₂

AI2O3

^Pe2°3

Na₂O

MgO

Verhältnis CaO#/SiO₂#

Eigenschaften der gebrannten Magnesitsteine Bruchmodul einer 2,5 x"2,5 x 15 cm Stange 2£ in kg/cm² bei: - 120O⁰C «j .l400°C § 1500⁰C

1.36	2.74	2.81	1.8.9	2.48	4.17	2.48	2.75	2.69
0.78	I.71	I.72	0.90	0.91	2.15	1.2o	0.86	Ο.76
0.28	0.31	O.O6	Ο.47	0.41	0.41	Ο.12	Ο.56	0.26 I
0.17	0.12	O.50	' 1.33	1.56	0.05	2.12	3.91	0.633
0.37	0.39	O.o4	0.02	0.03	0.05	O.I3	o.o4	0.02
0.03	0.02	0.01	0.02	0.04	O.lo	0.05	0.05	0.02
0.05	0.07	0.05	O.I8	O.lo	0.22	0.06	0.05	0.C3
96.4	94.3	94.5	95.2	93.9	92.2	93,4	91.7	95.1
1.9	1.6	1.6	2.1	2.7	1.9	2.1	3.2	3Ö

Verhältnis % AI2O3

56 uau + £ SiO₂

135	137	I83	112	115	5	139	70	4	86	Io8
120	I33	-	14	11	58	126	28	61	lo,5	4?
I09	I30	127	11	8,		78	8,		-	24
0.21	0.10	0.12	0.64	0.		0.17	0.		1.24	-α °·
								OO
- 19 -								07637

Tabelle 3 Wirkung des Verhältnisses CaO₂ zu SiO₂

Analyse der totgebrannten Magnesia Beispiel 1 23 4 5 6 7 8

cao SiO₂

^A12°3 Pe₂O,

^Cr2°3

Ha₂O

MgO

Verhältnis

0.65	0.99	0.7ο	0.96	1.27	1.36	1.36	1.23
2,7ο	l.ol	0.7ο	0.71	0.73	0.7^	0.78	0.61
0.3ο	0.29	0.31	0.29	0.3ο	0.26	0.28	0.24
0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.17	0.12
Ο.ο3	0.Q3	0.ο5	Ο.ο3	0.ο4	0.ο5	0.37	0.36
*0.01	«0.01	<0.01	<0*01	0.01	<ο.οι ·	0.03	0.04
0.10	0.04	0.02	0.03	0.04	0.02	0.05	0.04
96.0	97Λ	98.5	97-7	97.5	97.2	96.8	97.2
0,3Π	1,OsI	1,OsI	1,3:1	1,7:1	1,8:1	ϊ,7	2,0

Eigenschaften der gebrannten Magnesitsteine

Pruchmodul einer 2,5 x 2,5 χ 15 cm Stange
in kg/enr bei: ■

1200⁰C l400°C 1500⁰C

ca ο CO oo

66	5	22,	5	30,	5	. 46	5	116	127	135	118
35	12,	5	14		19,	5	98	·· 1ο5	-	113
17,	ίο,	5	ίο,	5	Ιο,	77 .	*84	1ο9	75

Tabelle

Wirkung von Boroxyd und Alkalimetalloxyd (Eisenoxyd plus Aluminiumoxyd <l/4(SiO₂ +

Analyse der totgebrannten Magnesia 1 2 3 45 0 7 8 9

SiO₂ CaO

2.35	I.60	1.68	1.22	I.I6	1.60	o,75	o,74	0,64,	o,64
4.52	2.59	2.62	2.23	2.09	2.58	1.26	I.17	1.37	I.38
0.30	0.14	O.lo	0.24	0.25	0.34	O.27	0.28	O.28	0,22
0.56	0.64	0.43	0.42	0.33	0.45	O.15	0.15	0.17	O.I3
0.07	0.12	0.03	O.O3	O.O5	0.03	O.35	0.44	O.38	O.35
0.08	0.05	<0.0l	0.04	0.07	0.14	0.05	0.01	0.06	0.11
0.12	0.02	0.03	O.lo	0.11	0.05	0.03	o.o4	0.08	0.02
9I.8	94.6	94.5	95.4	95.5	94.7	96.7	96.7	96.8	96.9*
1.9	1.6	1.6	1.8	1.8	1.6	1.7	1.6	2.1	2.2"J

B₂O₅ Na₂O MgO Verhältnis CaO#/SiO₂#

Eigenschaften der gebrannten Magnesitsteine ■

ig Bruchraodul einer 2,5 x 2,5 x 15 cm Stange > in kg/era² bei: ■

g 1200°C 124 23 157 122 116 lo,5 95 115 125

j§ 14OO°C - 12,6 98 12o - -C7 56

150O⁰C loo 9,5 87 - 96 <7 - 70 116 , -

Der Bruchmodul,, der von jeder Magnesiaprobe hergestellten Steine wurde nach dem folgenden Ve/ahreri bestimmt.

Ein Probestück mit einem quadratischen Querschnitt von 2,5 χ 2,5 cm, das aus dem gebrannten Stein herausgeschnitten wird, wird bei .der Prüftemperatur in der Nähe seiner Enden auf Schneiden gelagert und im Mittelpunkt durch eine gewichtsbelastete bewegliche Schneide belastet. Das Gewicht wird mit einer konstanten Geschwindlgkeit vergrößert derart, daß die Spannung mit einer Geschwindigkeit von K2. kg/cm /Min. zunimmt, bis der Bruch jedes Prüfstückes eintritt. Der Bruchmodul wird dann aus der beim Bruch anliegenden Kraft und den Dimensionen des Prüfstückes unter Verwendung

der Pormal

3wl

T²

bestimmt, wobei W die Last in Kilogramm, 1 den Abstand ι zwischen den Unterstützungsschneiden in cm, b die

Breite der Probe in Zentimeter und d die Höhe der \ Probe in Zentimeter bedeutet.

Wenn man zunächst die in der Tabelle 2 wiedergegebe- ; nen Resultate betrachtet, erkennt man, daß die Bei- ! spiele 1, 2,3 und 6 die Herstellung der totgebrannten

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Magnesia gemäß der Erfindung veranschaulichen, wobei die Produkte zwischen den erforderlichen kritischen Zusararaensetzungsgrenzen liegen und die daraus hergestellten feuerfesten Steine eine gute Hochtemperaturfestigkeit, gemessen durch den Bruchmodul, bei jeder der drei betrachteten Temperaturen aufweisen. Die Beispiele 4, 5* 7 und 8 liegen außerhalb des Bereichs der Erfindung und zeigen die nachteilige Wirkung eines außerhalb der kritischen Grenzen liegenden Gehaltes an Eisenoxyd und Aluminiumoxyd bei verschiedenen Verhältnissen von Kalk zu Siliziumoxyd. Auch Beispiel 9 entspricht nicht der vorliegenden Erfindung, wobei der Gesamtgehalt von Bsenoxyd plus Aluminiumoxyd in der totgebrannten Magnesia gerade außerhalb des angegebenen spezifischen Prozentsatzes liegt und außerdem mit einem hohen Verhältnis von Kalk zu Siliziumoxyd gekoppelt ist.

In der Tabelle 3 veranschaulichen die Beispiele 5, 6, 7 und 8 totgebrannte feuerfeste Magnesia gemäß der Erfindung. Die Beispiele 1, 2, 3 und 4 entsprechen nicht den kritischen Zusammensetzungsgrenzen, da ihre Verhältnisse von Kalk zu Siliziumoxyd unter dem Minimum von 1,5*1 liegen.

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$? 1807137

Die Tabelle 4 veranschaulicht den Effekt eines Boroxyd- und Alkalimetallgehaltes auf die Eigenschaften der totgebrannten Magnesia. Von den Beispielen in dieser Tabelle entsprechen die Beispiele 2, 6, 7 und Io nicht der Erfindung, da die Prozentanteile von Natriumoxyd geringer sind als die entsprechenden Prozentanteile von Boroxyd. Auch die Beispiele 6 und Io entsprechen nicht der Erfindung., da der Boroxydgehalt außerhalb der kritischen oberen Grenze für diesen Bestandteil der totgebrannten Magnesia liegt.

Die angegebenen Beispiele zeigen, wie kritisch die Zusammensetzungsgrenzen sind, die bei jedem der genannten Bestandteile der totgebrannten feuerfesten Magnesia eingehalten werden müssen, damit die daraus hergestellten feuerfesten Produkte die erfindungsgemäß zu erzielende verbesserte Hochtemperaturfestigkeit aufweisen. Die Beispiele zeigen ferner, daß es nicht ausreicht, daß nur ein Teil der Zusammensetzungsgren- zen beachtet wird. Es müssen vielmehr alle genannten Kriterien berücksichtigt werden, wobei der wesentliche Gesichtspunkt der Erfindung in der Erkenntnis liegt, daß durch die spezielle Kombination aller dieser Kriterien eine totgebrannte feuerfeste Magnesia von besonders hoher Qualität erhalten werden kann.

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Claims (4)

1. I* Tötgebrannte feuerfeste Magnesia, enthaltend 90 und 99 Gew,$ Magneilumoxyd (MgO) sowie (CaO), SiliEiurnoxyd (SiOg), lisenoxyd und Aluminiuffloxyd (AIgO^), dadurch g e k e η n aeiehntt, daß d©i? prozentuale Qewiohts anteil v©n Kal^iumoxyd bis eu %$ beträgt, daß das Öewißhtsverhältoii von Kal^iumoxyd m Sili^iumoxyd in der totgebrannten Magnesia iwisohen 1,5»! und a,^il liegt, daß dai Siitnoxyd und dan Aluminiumoxid zusammen in einer trogentualtn QtwiohtBmtnge vorliegen, die bis zu einem Viertel der ötsamtmenge von Kal2iumoxyd und Siliziumbetrugt« und daß die totgebrannti Magnesia ferner

   g^) bii gu 0,1 ötw.^ sowie Natriumoxyd (Na^O), Kaliumoxyd (KgO) und/oder Lithiumoxyd (LigO) in_m einer Qssamtm.tnge, di© der Gesamtmenge des Boroxyds mindiit§ni äquivalent ist und höohstens 0,25 öew,^ betrügt« enthält.
2. 2. ^otgtbrannte Magnesia naoh Anspruch 1, dadurch gekennseio'hnet« daß das Qewiohtsverhältnis von KalEiumoxyd ^u Siligiumoxyd in der Magnesia zwisohen 1,TjI und i,©il liegt»

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3. 3· Totgebrannte feuerfeste Magnesia nach Anspruch I 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ¹ der Boroxydgehalt der Magnesia höchstens 0,of> Gew.%

   beträgt.
4. 4. Totgebrannte feuerfeste Magnesia nach einem der Ansprüche 1 bis J5, dadurch g e k e η η .ζ e i c h n e t, daß die Magnesia außerdem noch Chromoxyd W (CrgO·,) in einer Menge bis zu 0,5 Gew.% enthält.

   5· Totgebrannte Magnesia nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesia ein Schüttgewicht von mindestens 3,2 g_; ecm aufweist.

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