DE2114968C3 - Verfahren zum Herstellen feuerfester Formkörper auf Korundbasis - Google Patents

Description

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und feingersahlene Tonerde, vorzugsweise in Form gung des eutektischen Gemisches 91,3 Gewichtspro-

von kalzinierter Tonerde oder Tonerdehydrat, mitein- zent feinstgemahlenes Quarzmehl unter 40 μΐη zu 6,1

ander vermischt und bei Segerkegel 10 bis 15 vorge- Tonerdehydrat zugemischt Als Mineralisatoren

brannt werden. nimmt man eine Lösung von 0,76 Gewichtsprozent

Der technische Fortschritt ist darin begründet, daß 5 Mg(NO₃J_x · 6H_xO. Weiter wird 1,9 Gewichtsprozent

an Stelle der schmelzgegossenen Korundsteine relativ Monoaluminiumphosphat zugesetzt Dazu benötigt

billige Materialien verwendet werden können. Vor man die entsprechende Wassermenge bis zum Errei-

allem wird aber durch die Festkörper-Reaktion die chen der Granulierfähigkeit des Gemisches. Soll das

leidige Glasphase vermieden, da diese dazu beiträgt, Granulat lediglich getrocknet werden, gibt man etwas

daß die Durchbiegung der Brennplatten im Gebrauch io Kieselsol hinzu. Dieser SiO_x-Gehalt muß rechnerisch

stark zunimmt Insbesondere ist darauf hinzuweisen, von der oben angegebenen Sandmenge bzw. Quarz-

daß bei der Verwendung der erfindungsgemäß herge- mehlmenge abgezogen werden, damit die eutektische

a stellten Brennplatten bzw. Kapseln der Brenngerüst- Zusammensetzung erhalten bleibt Das eutektische Ge-

\ aufbau langlebig ist und die darauf gesinterten Al_xO₃- misch kann aber auch nach der Trocknung zwischen

reichen Produkte wenig zur Reaktion mit der Brenn- 15 Segerkegel 10 bis 15 — entsprechend dem Tempera

unterlage neigen. Außerdem kann mit gemäß diesem turbereich zwischen 1330 bis 1450⁰C — vorgebrannt

Verfahren hergestellten feuerfesten Produkten in der werden. Praxis zuverlässiger gearbeitet werden. In der Tabelle werden verschiedene Masseversätze

Wie aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht, mit entsprechenden keramischen Bindemitteln gegenbesteht das eutektische Gemisch aus SiO₁: Al₁O₃ im ao übergestellt, um einen Vergleich der einzelnen Bin-Verhältnis 94,5: 5,5 Gewichtsprozent, das entweder in dungsarten zu ermöglichen. Dabei kann man an den Granulat- oder Sprühkornform vorliegen kann. Dieses Masseversätzen 1 bis 3 feststellen, daß weder feinsteutektische Gemisch schmilzt bereits bei 1550⁰C. Beim gemahlener Sand noch feinste Tonerde als auch Ton-Brennen entsteht dann unter anderem Mullit erdehydrat nicht die Brenntemperatur unter 1700° C

Im Beispiel A wird das Herstellen des erfindungs- 25 erniedrigen. Dagegen ist an Versatz 4 festzustellen, daß gemäßen Massebestandteils in Form des eutektisch das bereits vorgefertigte eutektische Gemisch — wie es zusammengesetzten Gemisches als besonderes Pro- im Beispiel A vorliegt — den gewünschten Erfolg einer dukt näher beschrieben. Dieses wird dann den niedrigen Brenntemperatur erbringen. Ferner ist auch Korundkörnern als keramisches Bindemittel züge- festzustellen, daß die Wasseraufnahme beträchtlich gegeben. Im einzelnen werden beispielsweise zur Erian- 30 ringer geworden ist und die Porosität abnimmt.

Masse-Versatz Nr.	2	3	4
1	30	30	40
40	40	40	45
50	24	28,17	—
10

I Elektro-Schmelzkorund bis 0,3 mm, % I Elektro-Schmelzkorund 1,0 bis 2,0 mm, %

i Feinstgemahlener Sand unter 40 μΐη, %

Granulat gemäß Beispiel A, % — — — 10

Streu-Sand (ausgewaschen; unter 0,5 mm), % — — — — Feinste Tonerde, gegebenenfalls verschiedener — 6 — — Calzinierung, % Ton (Fundstätte Großalmenrode), % Tonerdehydrat (Alcoa), %

Al₁O₃-SP₁O₆, %

CaCO,, % ; Keramischer Brand, ⁰C

I Eigenschaften der Feuerfest-Körper:

j Wasseraufnahme, %

I Rohdichte, kp/dm*

_: Scheinbare Porosität, %

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen Brennhilfsmittel auf der Basis von Korund mit ver-

insbesondere darin, daß das eutektische Gemisch auf besserter Durchbiegefestigkeit als bei Verfahren be-

] Vorrat produziert werden kann. Hierzu wird es zweck- 60 kannter Art geliefert werden,

mäßigerweise granuliert. Ferner können feuerfeste

—	—	—	3
—	—	1,83	1,5
—	—	—	0,4
—	—	—	0,15
über 1700	über 1700	über 1700	über 1550
15,3	12,0	10,7	6,15
3,7	2,3	2,33	2,69
34,3	27,6	25,1	16,5

Claims (10)

1 2 einem Drittel Kristallwasserantcil, Rest Aluminium-Patentansprüche: oxid einer Korngröße kleiner 45 μΐη. Bei dem bekannten Verfahren soll insbesondere ein gut gießfähiger

1. Verfahren zur Herstellung feuerfester Form- Schlicker geschaffen werden, mit dem auch komplikörper auf Korundbasis mit einer aus SiOj-reichen S zierte Formen gegossen werden können. Besonders Zuschlagen entstandenen keramischen Bindung, durch die Zugabe von Aluminiumhydrat wird der dadurch gekennzeichnet, daß ein Wassergehalt des Schlickers reduziert Außerdem wird Gemenge aus 55 bis 95 Gewichtsprozent Schmelz- durch die Feinkörnigkeit des Aluminiumhydrats die korundkörnera von 0,1 bis 5 mm Größe mit 5 bis Fließfähigkeit des Schlickers verbessert und das Poren-45 Gewichtsprozent eines Quarz-Tonerdegemisches ίο volumen des fertiggebrannten Artikels reduziert.

— überwiegend im Korngrößenbereich unterhalb Es ist auch bekannt, standfeste feuerfeste Platten 40μπι und mit dem eutektischen Verhältnis aus gegossenen Blöcken von Schmelzkorund oder SiO₂: A1,O₃ von 94,5: 5,5 — mit kleinen Mengen Schmelzmullit herzustellen, wobei man dann die entorganischer Plastifikatoren sowie Wasser gemischt, sprechenden Abmessungen heraussagt Wegen ihrer sodann geformt und bei einer Temperatur von 1550 15 geringen Durchbiegung eignen sich solche Platten herbis 1800° C gebrannt wird. vorragend als Brennunterlagen für keramische Pro-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- dukte auf Al₁O₃-BaSiS, wobei zusätzlich noch eine zeichnet,, daß bis zu 2,5 Gewichtsprozent Minerali- höhere Lebensdauer erreicht wird. Das aufwendige satoren in Form von Salzen der Alkali- oder Erd- Schmelzen und Gießen als auch das Zerschneiden alkalimetalle zugemischt werden. »o macht diese Platten recht teuer.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Ferner geht aus der Literaturstelle »Feuerfestzeichnet, daß feingemahlener Quarzsand und fein- künde — Herstellung, Eigenschaften und Verwendung gemahlene Tonerde, vorzugsweise in Form von feuerfester Baustoffe« von F. Härders und S. K i ekalzmierter Tonerde oder Tonerdehydrat, mitein- now auf S. 639 hervor, daß feuerfeste Korundsteine ander vermischt und bei Segerkegel 10 bis 15 vor- as mit Kalkbindung eine sehr hohe Druckfeuerbeständiggebrannit werden. keit ergeben. Auch solche mit Quarzsand und 1 bis

2% CaO im Feinmehl haben sich bewährt. Die hochwertigen Produkte erhält man mit Tonerde als Bindemittel; dabei muß die Tonerde bei 1450 bis 1550⁰C 30 vorgebrannt und fein gemahlen werden. Bindungen mit reiner Tonerde erfordern aber eine Brenntempe-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ratur von mindestens 1700⁰C. Derartige Korundvon feuerfesten Formkörpern, insbesondere Brenn- erzeugnisse besitzen zwar eine hohe mechanische kapseln oder Platten für die keramische Industrie, auf Festigkeit und gute Schlackenbeständigkeit, aber ihre Korundbasis mit einer aus SiO_t-reichen Zuschlagen 35 Temperaturwechselbeständigkeit ist nur mäßig. Die entstandenen keramischen Bindung. Porosität beträgt 20 bis 24%.

In der Industrie werden feuerfeste Artikel aus Ko- Alle diese Vorschläge, Korundkörnungen einzubinrund, der einen hohen Schmelzpunkt von etwa 205O⁰C den, brachten unterschiedliche Erfolge. Sie konnten besitzt, seit geraumer Zeit genutzt. Eine besondere aber die gestellte Aufgabe, eine stabile Einbindung der Schwierigkeit dabei bietet das Einbinden der einzelnen 40 Korundkörner auch bei hohen Anwendungstempe-Korundkörner. Obwohl bereits eine Anzahl von Vor- raturen zu erzielen, nicht erreichen. Die Erfindung beschlagen gemacht wurden, mit Zusätzen von Tonen, trifft deshalb ein Verfahren, bei dem weder ein EinKaolinen, Elentoniten als auch mit Mischungen von schmelzen der gesamten Korundmassen notwendig ist feingemahlenem Quarz mit Tonerde die Korund- noch eine Glasmatrix zum Einbetten der einzelnen körner in eine Matrix einzubinden, ergaben sich 45 Korundkörner erforderlich ist, um qualitativ hoch-Schwierigkeiiten, ein festes Gefüge des Formkörpers wertige keramische feuerfeste Formkörper zu erhalten, bei hohen Anwendungstemperaturen zu erhalten. Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem

Aus der US-PS 21 95 950 geht ein solcher Bindungs- Verfahren der eingangs angegebenen Art nach der mechanisms hervor, wobei die Kristallite, die haupt- Erfindung dadurch erreicht, daß ein Gemenge aus 55 sächlich aus Korund bestehen und den Hauptanteil der so bis 95 Gewichtsprozent Schmelzkorundkörnern von Zusammensetzung darstellen, in eine glasige Matrix 0,1 bis 5 mm Größe mit 5 bis 45 Gewichtsprozent eines eingebettet werden. Die Körper werden aus einer Quarz-Tonerdegemisches — überwiegend im Korn-Mischung von Al₁O₃ sind SiO, oder deren Verbindun- größenbereich unterhalb 40 μπι und mit dem eutektigen mit einer zusätzlichen fluorhaltigen Substanz ver- sehen Verhältnis SiO₁: AI₁O₃ von 94,5: 5,5 — mit formt, um die Brenntemperatur zu reduzieren. Dabei 55 kleinen Mengen organischer Plastifikatoren sowie wird das Al₁O₃-SiO₁-Verhältnis in der Mischung so ge- Wasser gemischt, sodann geformt und bei einer Temwählt, daß nach dem Brennen kein wesentlicher Anteil peratur von 1550 bis 1800° C gebrannt wird,
von Mullitkristallen im Körper vorliegt Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung

Ein weiterer bekannter Vorschlag gemäß der US-PS werden bis zu 2,5 Gewichtsprozent Mineralisatoren in 32 20 862 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines 60 Form von Salzen der Alkali- oder Erdalkalimetalle Keramikkörpers aus Aluminiumoxidkörnern und zugemischt Es ist auch möglich, an Stelle dieser Stoffe einem feinteiligen SiO₁-Al₁O₃-GCmJsCh, in dem der Salze der Phosphorsäure zu verwenden. Überraschen-SiO₁-GeIIaIt überwiegt Dabei wird eine trockene un- derweise haben sich zum Verfestigen des Granulats verfestigte hochaluminiumoxidhaltige Mischung unter auch kleine Zugabemengen von Kieselsolen oder von Zusatz einer Flüssigkeit granuliert. Die besagte Mi- 65 Monoaluminiumphosphatlösungen als zweckmäßig erschung besteht im wesentlichen aus 1 bis 10 Gewichts- wiesen.

prozent feindispersem (verflüchtigtem) Quarz, 0,2 bis Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ver-

10 Gewichtsprozent Aluminiumhydrat mit ungefähr fahrens besteht darin, daß feingemahlener Quarzsand