DE1948355A1 - Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Ziegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit feuerfesten Ziegeln und betrifft insbesondere einen wiedergebundenen oder direktgebundenen Periklas-Chrom-Ziegel mit verbesserter Beständigkeit gegen thermische Stöße, d. h. gegen Absplittern, zusätzlich zu einer guten Warmfestigkeit.

Direktgebundene, feuerfeste Ziegel wurden bisher durch Glasieren, Umbilden und Sintern (Brennen) homogener, verschmolzener Körner des Typs hergestellt, der einen Gesamt— zusammensetzung von 50 bis 70 Gewichts-% Magnesiumoxid aufweist, (im folgenden sind alle angeführten Prozentsätze als Gewichtsprozente zu verstehen!) Ein derartiger direktgebundener Ztiegel weist bezüglich Dichte und Warmfestigkeit

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon 1 281202 · Telegramm-Adre«ei Lipalli/München Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oikar-von-Mlllir-Rine, Kto.-Nr. 882 495 · Postscheck-Konto! Mönchen Nr. 163397

Oppenauer BOroi PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

gegenüber dem üblichen basischen Ziegel Vorteile auf, läßt aber den gewünschten Wärmestoßwiderstand vermissen.

Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zur Herste Llung von feuerfesten Ziegeln geschaffen, das sich aus folgenden Schritten zusammensetzt: Vermischen von Zuschlagkorner, die überwiegend aus verschmolzenem Chrom-Periklas bestellen und deren Größe zwischen k und kO Maschen (4,7 b i.s O,3'5 mm lichte Maschenweite) liegt, mit Grundgefügekornern aus verschmolzenem oder gesintertem Periklas, die wenigstens 90 <!-> Mgu enthalten und kleiner als 80 Maschen (0,175 mm lichte Mnseheuwei t,e) sind, Formen des Ziegels aus dem Gemisch und Brennen des ^ Ziegels bei einer Temperatur von etwa 153^' V-

, Die Zuschiagkörner und Grundgefügekörner in dem Ziegel sollten einen SiO -Gesamtgehalt aufweisen, der 2 ^r/i nicht übersteigt. Der freie Eisengehalt der verschmolzenen Zu— schlagkörner und Grundgefügekörner sollte unter 2 ^c/o liegen.

Bei der Herstellung des verbesserten Ziegels wird als überwiegendes Zuschlagkorn verschmolzenes Chrom—Periklas verwendet, das zwischen 25 und 50 % und vorzugsweise etwa 30 % Magnesiumoxid enthält. Als Grundgefügekürner wird verschmolzenes oder gesintertes Periklas verwendet, das wenigstens 90 % MgO und vorzugsweise 9t> fo oder mehr MgO ι enthält. Der SiOiGehalt sowohl der Zuschlagkörner als auch der GrundgefUgekörner sollte so gewählt sein, dall das Gemisch, wenn es zu Ziegeln geformt und gebrannt wird, nicht mehr als 2 % SiO₀ insgesamt enthält. Dazu kommt, daü der freie Eisengehalt der verschmolzenen Körner (Zuschlag und Grundgefüge) unter 2 $ gehalten werden sollte.

Die Größe der Zuschlagkörner sollte zwischen h und hü Maschen (Tyler-Normsiebskala) betragen, und die Größe der Grundgefügekörner sollte unter 80 Maschen liegen. Die Sieb-

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ofrnuiijEisgrüBeu betragen 4,7 nun für vier Maschen und 0,175 rom für ^v^o Masehen. ,

50 bis (i0 ^{*n der verschmolzenen Chrom—Per iklas— Körner, vorzugsweise jedoch 55 [O, werden mit 50 bis ^O und vorzugsweise Ί5 ^{/t> verschmolzener oder gesinterter Periklaskörner vermischt·, und dann wird eine ausreichende Wassermenge zugeführt, so dart sich eine plastische Ziegelformungsmischung bildet. Die verschmolzenen Chrom—Periklas—Korner lassen sich nuse.ezeirb.net. als Zuschlagteilchen oder grobe Teilchen verwenden, und die verschmolzenen oder gesinterten Periklas— körnor bilden die Grundgefugeteilchen. In einigen Fälleu können gewisse verschmolzene oder gesinterte Periklas— korner für .gewisse Zuschlagkörner verwendet werden, um sowohl die gewünscht ο Dichte als auch UesamLzusammensetzung /Ai erhalten. Aus diesel' Mischung werden Ziegel gepreßt und dann bei etwa 155^° C drei Stunden lang gebrannt. Als Erirobuis orhiilt mau einen wiederpebuudenen, d.h. direkt gebundenen, Chrom—Periklfts—Ziegel mit außergewöhnlichen Eigenschaften, obgleich dieser Ziegel im wesentlichen frei von Siliciumoxidbinduugen ist. Diese Eigenschaften sind für einige Beispiele in der folgenden Tabelle I angeführt, die /u Vergleichszwecken zwei Proben Λ und B des herkömmlichen, direktpebundeneu Ziegels enthalt.

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TABELLE 1 Typische Eigenschaften der angezeigten Arten direktgebundener Ziegel

Chemische Zusammensetzung, $

No. Ziegelart

MgO

handelsüblich 02,0 direktgebunden 58,0

A
B

X—14 verschmolzen

MgO Zuschlag u. verschmolzen 97% MgO Grundgefüge 62,6

X—15 verschmolzen 40% MgO Zuschlag u. verschmolzen 97% MgO Grundgefüge 64,1

X—iO verschmolzen 30% MgO Zuschlag u. gesintert 97 % MgO Grundgefüge 62,7

X-12 verschmolzen 40% MgO Zuschlag u. gesintert 97 % MgO Grundgefüge 64,2

Cr₂O

0-3

Al₂O₃

^Fe2°3 CaO SiO,.

Scheinbare Schutt- Scheinbare Porosität dichte Dichte % g/enr g/cm-'

handelsübliche Ziegel

7,1 8,2

10,1

lö,5 8,2 10,9 Versuchsziegel 1,0
1,2

1,5
2,3

17,3 6,8 10,5 0,7 1,5

16,7 6,5 9,1 0,9 1,8

14,6
16,8

3,21
3,18

17,1 3,15

16,8 3,18

3,75 3,77

17,3 6,8 10,4 0,7 1,8 15,9 3,20 3,81

16,7 6,5 9,0 0,9 2,1 16,3 3,19 3,82

3,79

3,80

noch TABELLE I

Typische Eigenschaften der angezeigten Arten direktgebundener Ziegel

Absplitterungsverlust

No.

A
B

X-14

X-15
X-IO
X-12

Bruchmodul

kp/cm

bei

12öO°C

139,9
155

131,6
131,6
131,6
131,6

14ö2°C

63,3 57,7

98,7 95,9 9^,5 93,1

I6ö6°c Wiedererwär— mungsveränderung durch Wechselbeanspru- durch Plattentechnik chungstechnik, Zahl der %* Zyklen bis zum Bruch *

handelsüblicher Ziegel

+0,7 +1,6

+0,3

+0,5 +0,6 +1,1 2-4 2-4

4-7 4-7 4-6 4-6

8,0

io,5

1,5 1,2

0,8 0,6

* ο

von 1371 C bis Raumtemperatur

#■*

herkömmliche Plattentechnik CD 4>· CO CO

cn on

Es ist leicht zu erkennen, daß die neuartigen direktgebundenen Ziegel der hier beschriebenen Art (X—IU, X-12, X—14 und X—15) eine größere Anzahl Zyklen bis zum Ausfall durch Absplittern und einen geringeren Abspli I- terungsverlus t aufweisen als die herkömmlichen direkfcgebuudenen Ziege L sowie auch eine sehr viel höhere Festigkeit bei l^Jtb2°C.

Die unten angeführten Tabellen II und IiI geben die chemische Zusammensetzung der Grundgefügekörner und Zuschlagkörner an, die bei den Proben der Tabelle 1 benutzt wurden sowie die GroßenbereiclE und Mengen der verwendeten beiden Korntypen.

TABELLE II

Chemische Zusammensetzung· der Zuschlag— und Grund— gefügekörner

Zusammensetzung Korn MgO Cr₃O ^A12°3 ^Fe2°" ^{Caü SiÜ}2

Grundgefüge, gesintert

(M-I) 97,5 0,0 0,3 o,h 0,7 0,6

Grundgefüge, verschmolzen (M-2). 97,3 0,1 U,2 0,2 0,7 1,2

Zuschlag, ■-verschmolzen (A-2) 30,6 33,3 12, B V), H u,~, k,h

Zuschlag, verschmolzen

(A-3) ^2,0 27, β 10,7 14, ⁽J 1,0 2,7

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TABELLE 111 Zi ogo i /msanimcnso tzung und Teilchengröße

Zuschlag Größe und Korn Grundgefügegroße

—Ί+l(i -lO+'iü und Korn

-^⁰-*. -hü (b0^f/;~200)

X-IO 30% A-2 22 A-2, 8% M-I hOft M-I

λ-l L! 3o> A-") 3ü> A-3 40£, M-I

X-IΊ 3t»'., A-U 22^ A-2, ti'/o M-2 'iO% M-2

λ-l I }u_£ A-3 3O'i x\-3 4ü% M-2

Das Miuusze ι c'lieii bestimmt den Teil dor Teilchen, die durch das Sieb h ι udurchf a 11 en . So becreuzt. beis{)ielsweise die AUirabfj -Ί + Ι.ιι η inen Tei 1 ('heii-i!:rülJeub.eroich, bei dem das firviHic reilcht'u durch ein Viermaschensiob (lichte Siebweite 'j, 7 mm) hiudurchuclit , waliroud das kleinste Teilchen von einem /,oliuna.sohi'UHi Sii-b (lichte Siebweite i,o!>i mm) zurückgehalten w i rd .

Obgleich der genaue Grund für den verbesserten thermischen Sloll- oder Sohockwidorstaud des neuartigen, aus Kö'ruern zweier vursclii edeifir Verbindungen zusammengesetzten, direktgebundenen Ziegels nicht bekannt ist, wird angenommen, daß er auf ein heterogenes Feinnefüge zurückzuführen ist, das die Unterschiede in dor V.ärmodehtmng, die zum üruch bei Warmestoß ^führen, bosser aufnimmt. Der hier beschriebene, neuartige Ziegel weist zwischen den nro.Unu und den kleinen Körnern unterschied 1iche Verbindungen oder zwischen gleichgroßen Körnern derselben Verbindung im Gecensatz zu der zwischen homogenen Körnern in herkömmlichen, diroktgebundeueu Ziegeln vorhandenen Bindung eine !gestaffelte Hindun ε auf.

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Claims (5)

Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HANSMANN «m/onrc? -DipL-Phys. SEBASTIAN HERRMANN UNITED STATES STEEL München,den 24. September I969 COHPORATION, PITTSBURGH, PENNSYLVANIEN, lhrZeichen u„..rZerch.„ WILLIAM PENN PLACE 525, - V. St. A. Ke/vL Patentanmeldung; Verfahren zur Herstellung von feuer- festen Ziegeln PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Ziegeln, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Mischen von Zuschlagkörner, die überwiegend aus verschmolzenem Chrom-Periklas bestehen und eine Maschengröße von 4 bis 40 Maschen (4,7 bis 0,35 mm lichte Maschenweite) aufweisen, mit Grundgefügekörnern aus verschmolzenem oder gesintertem Periklas, die wenigstens 90 % MgO enthalten und deren Korngröße kleiner als 80 Maschen (0,175 mm lichte Maschenweite) ist, Formen des Ziegels aus der Mischung und Brennen des Ziegels bei einer Temperatur von etwa 1538°C.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschBölzenen-Chrom—Periklas—Körner etwa 55 % der Mischung ausmachen, und daß der Rest von den verschmolzenen oder gesinterten Periklas-Körnern gebildet wird.

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3. Feuerfester Ziegel, gekennzeichnet durch Zuschlagkörner, die zum überwiegenden Teil aus verschmolzenem Chrom—Periklas bestehen, eine Größe von k bis kO Maschen (4,7 bis 0,35 mm lichte Maschenweite) aufweisen und direkt mit Grundgefüge— körnern gebunden sind, welche aus verschmolzenem oder gesintertem Periklas bestehen, wenigstens 90 % MgO enthalten und kleiner als 80 Maschen (0,175 mm lichte Maschenweite) sind.

k. Feuerfester Ziegel nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Ziegel nicht mehr als 2 $ SiO₂ enthält.

5. Feuerfester Ziegel nach Anspruoh 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschmolzenen Körner des Zuschlags und des Grundgefüges des Ziegels nioht mehr als 2 % freies Eisen enthalten.

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