DE2100802B2 - Verfahren zur Herstellung von Feuerleichtsteinen zur Anwendung bei hohen Temperaturen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Feuerleichtsteinen zur Anwendung bei hohen Temperaturen

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Description

Bekanntlich können hochtonerdehaltige Feuerleichtsteine für hohe Anwendungstemperaturen unter Verwendung von Korund mit nur wenig Ton und Porenbildnern, wie Hohl kugelkorund, oder Ausbrennstoffen, gasentwickelnden Stoffen oder Schaumbildnern, unter Zugabe von Bindemitteln, wie calcinierte Tonerde, oder organischen Stoffen hergestellt werden.
Man kann reinste Tonerde und Ausbrennstoffe bzw. Schaumbildner z. B. auch mit Gips binden, um Isoliersteine zu erhalten, die für Temperaturen bis zu 1530° C auch in stark reduzierender Ofenatmosphäre brauchbar sind. Solche Bedingungen liegen z. B. in manchen Wärmebehandlungsöfen, die mit reduzierendem Schutzgas — meist Wasserstoff — betrieben werden, vor. Hier würden feuerfeste Steine mit bei hoher Temperatur redurierbaren Oxiden, wie z. B. tongebundene SiO2-haltige Stoffe, ausreichende Haltbarkeit vermissen lassen.
Es ist ferner bekannt, daß sich durch Erhitzen von Tonerde und Magnesiumoxid ein Magnesium-Aluminiumspinell (MgO · Al2O3) bildet, der hochfeuerfest ist. Der Magnesium-ÄIuminiumspinell hat unter allen feuerfesten Oxiden die geringste Wärmeleitzahl und ist bis zu höchsten Temperaturen beständig gegenüber reduzierender Atmosphäre, insbesondere Wasserstoff.
Durch die deutsche Patentschrift 914 477 ist ein Verfahren zur Herstellung von hochfeuerfesten porösen Steinen und Massen mit einer Porosität von über 3O°/o, vorzüglich von etwa 50%, aus MgO-haltigen oder MgO lieferndem Material, wie Sinter- oder Schmelzmagncsia, kaustische Magnesia oder Magnesit, undAl2O3-haltigen Stoffen, wie Schamotte, Bauxit, Sillimanit, erforderlichenfalls unter Zusatz eines geeigneten Bindemittels, insbesondere Ton, bekanntgeworden. Es wird dabei vorgeschlagen, daß die Schamotte und das MgO-Material mit einer Feinheit von 0 bis etwa 0,2 mm angewandt und die Schamotte dem MgO-Material in solcher Menge zugemischt wird, daß nach dem anschließenden Brennen bei 1400 bis 1500° C das Endprodukt im wesentlichen aus Spinell, Magnt-iiumorthosilikat und MgO besteht. Der so erhaltene Formkörper ist indes silikathaltig und widersteht einer stark reduzierenden Atmosphäre bei hoher Temperatur nicht. Das nach diesem Vorschlag erhaltene Endprodukt enthält außerdem Magnesiumoxid. Magnesiumoxid hat eine höhere Wärmeleitzahl als Mg-Al-Spinell.
Es wurde nun gefunden, daß eine Masse aus Tonerde, kaustischem Magnesit und Porenbildnern mit Wasser nach dem Abformen unter Bildung von Magnesiumhydroxid abbindet. Solche Formi'tige können nach dem Trocknen bis zur Verflüchtigung des gebundenen Wassers und der Porenbildner ohne Zerfall erhitzt werden und bilden ein hochporöses Feststoffgerüst aus MgO und Al2O3. Bei hoher Temperatür geht dieses ohne wesentliche Schwindung je nach dem Mol-Verhältnis der Einsatzstoffe MgO: Al2O., teilweise oder ganz in hochfeuerfesten Magnesium-Aluminiumspinell über. Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zur Herstellung von Feuerleichtsteinen zur Anwendung bei hohen Temperaturen, insbesondere in stark reduzierender Ofenatmosphäre, aus einer Mischung von 70 bis 95 Gewichtsprozent Tonerde, die teilweise auch als Hohlkugelkorund vorliegen kann, 30 bis 5 Gewichtsprozent kaustisch gebranntem Magnesit und Porenbildnern, insbesondere Ausbrennstoffen und Schaumbildnern. Bei diesem Verfahren kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß diese Mischung unter Zugabe von Wasser in eine Form eingebracht, darin durch Magnesiunihydratbildung verfestigt und die erhaltenen Formkörper zu porösen, teilweise oder ganz aus Magnesium-Aluminium-Spinell bestehenden Leichtsteinen gebrannt werden. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Mischung so viel Porenbildner zugesetzt werden, daß der gebrannte Formkörper ein Raumgewicht zwischen 0,7 und 2,0 g/cm·1» entsprechend einem Porenvolumen zwischen 80 und 45 Volumprozent aufweist.
Ausführungsbeispiel 1
85 Gewichtsprozent Tonerde wurde gemeinsam mit 15% kaustisch gebranntem Magnesit feinst vermählen und dem Mahlprodukt zusätzlich 15 Gewichtsprozent Holzmehl sowie Wasser bis zu annähernder Gießkonsistenz zugegeben. Aus dieser Masse wurden Normalsteine in zerlegbaren Holzformen abgegossen. Nach einigen Stunden konnten die Formlinge ausgeschaltet werden. Sie erhärten durch weitergehende Magnesiumhydratbildung und sind nach 12 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur gut handhabungsfähig. Nach weiterer Trocknung wurden die Formlinge bei 1650° C 4 Stunden lang gebrannt. Die Temperatursteigerung betrug dabei 100° C/h.
Die erhaltenen Feuerleichtsteine hatten folgende Kennwerte:
Raumgewicht, g/cm» 1,28
Porosität, Volumprozent 67,5
Kaltdruckfestigkeit, kp/cm2 100
Druckfeuerbeständigkeit (0,5 kp/cm2 Bei.) ° C
VPunkt 1550°
tel0-Punkt 1650°
Die Zusammensetzung eines saldier. I-'eststufTgerüstes entspricht bei vollständiger Umwandlung etv ■: 500Zo Spinell und 50% Korund.
Durch Änderung der Menge an Porenbildnern bei gleicher Zusammensetzung des Feststoffgeriisies wie im Ausführungsbeispiel lassen sich die in der folgenden Tabelle angegebenen Werte wie folgt ändern:
Raumgewichi Porosität Kaltdruckicstigkeit
ig-'cm3) (Volumprozent) (kp/cm5)
0,7 80 40
0,9 75 60
U 70 80
1,3 65 100
1,5 58 150
2.0 45 200
Ausführungsbeispiel 2 Zu einer Mischung von
50 0Zo Hohlkugelkorund,
35 0Zo calcinierle Tonerde und i 5 °/n kaustischer Magnesit
wurde Wasser bis zur annähernden Gkßkonsistenz zugegeben und aus der Mischung Normaliueine, wie im Ausführur.gsbeispiel 1 beschrieben, hergestellt.
Die erhaltenen Feuerleichtsteine hatten folgende Kennwerte:
Raumgewicht, g/cnV 1,5
Porosität, Volumprozent 60,0
Kaltdruckfestigkeit, kp/cm2 125
Druckfeuerbeständigkeit (0,5 kpZcm2 Bel.) 0C
VPunkt 1580°
teI0-Punkt üb 1650°

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Feuerleichtsteinen zur Anwendung bei hohen Temperaturen, insbesondere in stark reduzierender Ofenatmosphäre, aus einer Mischung voti 70 bis 95 Gewichtsprozent Tonerde, die teilweise auch als Hohlkugelkorund vorliegen kann, 30 bis 5 Gewichtsprozent kaustisch gebranntem Magnesit und Porenbildnern, insbesondere AusbrennstofTen und Schaumbildnern, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mischung unter Zugabe von Wasser in eine Form eingebracht, darin durch Magnesiumhydratbildung verfestigt und die erhaltenen Formkörper zu porösen, teilweise oder ganz aus Magnesium-Aluminium-Spinell bestehenden Leichtsteinen gebrannt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung so viel Porenbildner zugesetzt werden, daß der gebrannte Formkörper ein Raumgewicht zwischen 0,7 und 2,0 g/cm3 entsprechend einem Poienvolumen zwischen 80 und 45 Volumprozent aufweist.
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BE761436A (fr) 1971-06-16
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