DE2125073A1 - Feuerbeständiger Beton - Google Patents

Feuerbeständiger Beton

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DE2125073A1 DE19712125073 DE2125073A DE2125073A1 DE 2125073 A1 DE2125073 A1 DE 2125073A1 DE 19712125073 DE19712125073 DE 19712125073 DE 2125073 A DE2125073 A DE 2125073A DE 2125073 A1 DE2125073 A1 DE 2125073A1
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Description

  • FEUERBESTÄNDIGER BETON Die Erfindung bezieht sich auf die Zusammensetzung von feuerbeständigem Beton,der zur Auskleidung von Wärmeaggregaten bestimmt ist,die unter den Bedingungen gemeinsamer Einwirkung hoher Temperaturen und geschmolzener saurer Schlacken in der energetischen,metallurgischen und chemischen Industrie betrieben worden.
  • Es sind feuerbeständige Betont auf der Basis von feuer - beständigem Zuschlagstoff,Bindemittel auf er Basis der Ortho- phosphorsäure und Komponenten,die Titanoxid enthalten, bekannt.
  • Die bekannten Betone besitzen bei hohen Temperaturen (über 1500°C) ungenügend hohe Beständigkeit gegen erodierende und korrodierende Wirkung@geschmolzener saurer Schlacken und Brennstoffteilchen.
  • Dies führt zu einem raschen Verschleiß der aus solchen Retonen ausgeführten Auskleidungen und zur Notwendigkeit, Wärmeaggregate zur Reparatur stillzusetzen.
  • eck der Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile.
  • Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt,einen feuerbeständigen Beton zu entwickeln,der gegen gemeinsame Einwirkung hoher Temperaturen und geschmolzener saurer Schlacken bestandig ist.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelost,daß der feuerbeständige Beton auf der Basis von feuerbeständigem Zuschlagstoff,Binde- mittel auf der Basis der Orthophosphorsäure und Komponenten auf der Basis von Titanoxid erfindungsgemäß auch Kompononten auf der Basis von Zirkondioxid enthält.
  • Man verwendet zweckmäßig als Komponente,die Zirkondioxid enthält,enteisentens Zirkoniumkonzentrat.Das enteisente Zirkomiumkonzentrat ist ein besonders verbreitetes und billj -ges Zirkoniumhaltiges Material.
  • Es kann auch ein feuerbeständiger Beton verwendet werden, der folgende Komponenten enthält (Gew.%): Siliziumkarbid 43 - 72,32 Orthophosphorsäure (Dichte 1,3 1,8 g/cm3) 6,29 - 14,9 Titanschlacke (mit einem Gehalt an TiO2 von mindestens 70g0) 9,5 - 20,52 enteisent-es Zirkoniumkonzentrat (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66%) 10,3 - 21,49 jan verwendet zweckmäßig einen feuerbeständigen Beton der folgenden Zusammensetzung (Gew.%): Siliziumkarbid 64 - 70 Orthophosphorsäure (Dichte 1,3 - 1,8 g/cm³) 7 - 9 Titanschlacke (mit einem Gehalt an TiO2 von mindestens 70%) 9 - 14 enteisentes Zirkoniumkonzentrat (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66%) 13 - 16.
  • Der feuerbeständige Beton einer solchen Zusammensetzung gewährleistet die besten Kennwerte der Auskleidung nach Scuerbeständigkeit,Wärmeleitfähigkeit und Schlackbeständigkeit für Kesselanlagen und metallurgische Wärmeanlagen.
  • Es kann auch ein feuerbeständiger Beton der folgenden Zusammensetzung verwendet werden (Gew.%): Siliziumnitrid 65,3 - 72,85 Orthophosphorsäure (Dichto 1,3 - 1,8 g/cm³) 7,29 - 13,29 Titanschlacke (mit einem Gehalt an TiO2 von mindestens 70%) ¼, 2 - 14,3 entoisentes Zirkoniumkonzentrat (mit einem Gehalt an ZrO über 66%) 9,6 - 13,27.
  • Ein solcher feuerbeständiger Beton ist ein Ersatz für Beton, der als Zuschlagstoff Siliziumkarbid enthält.
  • Es kann auch ein feuerbestandiger Beton der folgenden Zusammensetzung vewendet werden (Gew.%); Chromoisenerz (mit einem Gehalt an Cr203 von mindestens 45%) 73,5 - 84,2 Orthophosphorsäure (Dichte 1,3 - 1,8 g/cm3) 4,15 - 8,12 Titansclacke (mit einem Gehalt an TiO2 von mindestens 70%) 5,44 - 8,25 enteisentes Zirkoniumkonzentrat (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66%) 5,6 - 10,2.
  • Ein solcher feuerbeständiger Beton besitzt zufrieden -stellende Feuerbeständigkeit und kostet gegenüber dem ili -ziumkarbid als Zuschlagstoff enthaltenden Beton 9 - 4 Mal weniger.
  • Durch die Erfindung ist ein feuerbestandiger Beton entwickelt worden,der eine hohe Beständigkeit gegen gemeinsame Einwirkung hoher Temperaturen und geschmolzener saurer Schlacken aufweist.
  • Das Herstellen des Betons der genannten Zusammensetzung erfolgt in Chargen - Betonmischern in denen die Komponent-en des Gemisches in nachstehend beschriebener Reihen -folge In die Trommel des Betenmischers füllt man Grob - und Feinzuschlagstoff,feingemahlenen Zusatz,enteinsentes Zirkoniumkonzentrat ein und mischt diese in trockenem Zustand 2 - 3 Minuten.Dann gibt man Titanschlacke zu und vermischt dit Komponenten noch weitere 3 Minuten.In das erhalt-ene Gemisch führt man die erforderliche Menge von Orthophosphorsäure ein und mischt weiter bis zur Erzielung einer homogenen Masse, nicht aber weniger als 5 Minuten.
  • In Falle der Verwendung des feuerbeständigen Betons für Zündgürtel von Kesselanlagen bringt man die erhaltene Beton mischung auf bezapfte Strahlungsrohre nach einem beliebigen bekannten Verfahren auf oder bringt in vorbereitete ficha- lung zur Herstellung von Elementen einer zapflossen Strahlungs -heizfläche ein.
  • In den Wärmeaggregaten der metallurgischen und chemi -schon Industrie bringt man die Betonmischung, ebenfalls in Schalung nach verschiedenen Verfahren ein, die die maximale Dichte der Jciiicht gewährleisten.
  • Nach dem Aufbringen der Betonmischung auf bezapfte Strahlwigsrohre oder deren Einbringen in Schalungen unter -wirft man diese einer Wärmebehandlung unter langsamem Tem -peraturanstieg auf 260 - 3000C mit einer Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs von 200C pro Stunde mit einer stündlichen Haltedauer bei Temperaturen von 80°C,100°C,120°C,140°C,160°C und 1er Endtemperatur der Behandlung.
  • Nachstehend werden Beispiele für die Zusammensetzung der feuerbeständigen Betone und deren wichtigsten physika -lisch - mechanischen Eigenschaften angeführt.
  • Beispiel 1. In diesem Beispiel werden Angaben für die Zusammensetzung des feuerbeständigen Betons mit minimaler Menge von enteinsentem Zirkoniumkonzentrat mit Siliziumkarbid als Zuschlagstoff angeführt.
  • lfde Bezeichnung der Komponente Verbrauch in Verbrauch Nr. ke; je 1m3 Beton in %
    1. Siliziumkarbid (mit Korngroße 692
    1,2 -1,4 mm)
    2. Silizumkarbid (mit Korngroße 519 . 71,4
    0,125 - 0,150 mm)
    3. Feingemahlenes Siliziumkarbid 519
    (mit Korngröße weniger als 0,09mm) 4. Enteisentes Zirkoniumkonzentrat 250 10,3 (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66,) 5. Titanschlacke (mit einem Gehalt an 250 10,3 Di°2 von 70 - 83,%") 6. Ortophosphorsäure (Dichte 1,51 g/cm³) 195 8,0 Die wichtigsten physikalisch - mechanischen Eigenschaften dieses Betons sind: Feuerbeständigkeit 1660°C Wärmeleitfähigkeit 12 kcal/m h Grad C Schalackenbeständigkeit etwa 21000 Stunden.
  • Beispiel 2. In diesem Beispiel werden Angaben für die Zusammensetzung des feuerbeständigen Beotns mit maximaler X,enge von enteisentem Zirkoniumkonzentrat mit Siliziumkarbid als Zuschlagstoff angeführt.
  • lfde Bezeichnung der Komponente Verbrauch in Verbrauch Nr kg je 1m³ Beton in %
    1. Siliziumkarbid (mit Korngröße 692
    1,2 - 1,4 mm)
    2. Siliziumkarbid (mit Korngröße 519 # 67,7
    0,125 - 0,150 mm)
    3. Feingemahlenes Siliziumkarbid 519
    (mit Korgröße weniger als 0,09 mm) 4. Enteisentes Zirkoniumkonzentrat 460 17,45 (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66%) 5. Titenschlacke (mit einem Gehalt an 250 9,45 TiO2 von 70 - 83 %) 6. Orthophosphorsäure (Dichte 195 7,4 1,51 g/cm3) Die wichtigsten physikalisch - mechanischen Eigenschaften dieses Betons sind: Feuerbeständigkeit 1730°C Wärmeleitfähigkeit 10 - 13 kcal/m h Grad C Schlackenbeständigkeit über 25000 Stunden.
  • Beispiel 3. In diesem Beispiel werden Angaben ur optimalen Zusammenstzung des feuerbeständigen Betons mit Siliziumkarbid als Zuschlagstoff angeführt.
  • lfde Bezeichnung der Komponente Verbrauch in Verbrauch Nr kg je 1m3 Beton in 7o
    1. Siliziumkarbid (mit Korngröße 692
    1,2 - 1,4 mm)
    2. Silizumkarbid (mit Korngröße 519 # 68,94
    0,125 - 0,150 mni)
    3. Feingemahlenes Silizumkarbid 519
    (mit Korngröße weniger als 0,09 mm) 4. Enteisentes Zirkoniumkonzentrat 334 13,31 (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66%) 5. Titanschlacke (mit einem Gehalt 250 9,98 TiO2 von 70 - 83 S0) 6. Orthophosphorsäure (Dichte 195 7,77 1,51 g/cm3) Die wichtigsten physikalisch - mechanischen Eigenschaften dieses Betons sind: Feuerbeständigkeit 1730°C Wärmeleitfähigkeit 10 - 13 kcal/m h Grad C Schlackenbeständigkeit über 25000 Stunden.
  • Beispiel 4. In diesem Beispiel werden Angaben für die Zusammensetzung des feuerbeständigen Betons mit optimaler Menge von enteisentem Zirkoniumkonzentrat mit Siliziumitrid als Zuschlagstoff angeführt.
  • lfde Bezeichnung der Komponente Verbrauch in Verbrauch Nr. kg je 1m3 Beton in X
    1. Siliziumnitrid (mit Korngröße 726
    1,2 - 1,4 mm)
    2. Siliziumnitrid (mit Korngröße 545 # 69,97
    0,125 - 0,150 mm)
    3. Feingemahlenes Siliziumnitrid 545
    (mit Korngröße weniger als 0,09 mm)
    4. Enteisentes Zirkoniumkonzentrat 334 12,88 (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66%) 5. Titanschlacke (mit einem Gehalt 250 9,63 an rDiO2 von 70 - 83%) 6. Orthophosphorsäure (Dichte 195 7,51 1,51 g/cm3) Die wichtigsten physikalisch - mechanischen Eigenschaften dieses Betons sind: Feuerbeständigkeit 1640°C Wärmeleitfähigkeit 10 - 13 kcal/m h Grad C Schlackenbeständigkeit gegen 20000 Stunden.
  • Beispiel 5. In diesem Beispiel werden Angaben für die Zusammensetzung des Seuerbestandigen Betons mit minimaler Menge von enteisentem Lirkoniumkonzentrat mit Siliziumnitrid als Zuschlagstoff angeführt.
  • lfde Bezeichnung der Komponente Verbrauch in Verbrauch Nr. kg je 1m³ Beton in %
    1. Siliziumnitrid (mit Korngröße 726
    1,2 - 1,4 mm)
    2. Siliziumnitrid (mit Korngröße 545 72,33
    0,125 - 0,150 mm)
    3. Feingemahlenes Siliziumnitrid 545
    (mit Korngröße weniger als 0,09 mm) 4. Enteisentes Zirkoniumkonzentrat 250 9,95 (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66%) 5. Titanschlacke (mit einem Gehalt 250 9,95 an TiO2 von 70 - 83%) 6. Orthophosphorsäure (Dichte 195 7,77 -1,51 g/cm³ Die wichtigsten physikalisch - mechanischen Eigenschaften dieses Betons sind: Feuerbeständigkeit 1600°C Wärmeleitfähigkeit 9 - 11 kcal/m h Grad 0 Schlackenbeständigkeit gegen 16000 Stunden.
  • Beispiel 6. In diesem Beispiel werden Angaben für die Zusammensetzung des feuerbeständigen Betons mit optimaler Menge von enteisentem Zirkoniumkonzentrat mit Chromeisenerz als Zuschlagstoff angeführt.
  • lfde Bezeichnung der Komponente Verbrauch in Verbrauch Nr kg je 1m³ Beton in % 1. Chromeisenerz (mit einem Gehalt an Cr2O3 von mindestens 45% einer Korngröße von 0 - 5 mm) 2500 57,12 2. Feingemahlenes Chromeinsener (mit Korngröße weniger als 0,09 mm) 1100 25,o6 3. Enteinsentes Zirkoniumkonzentrat (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66% 334 7,63 4. Titansolilacke (mit einem Gehalt an TiO2 von 70 - 83%) 250 5,74 5. Orthophosphorsaure (Dichte 195 4.45 1,51 g/cm³) Die wichtigsten physikalisch - mechanischen Eigenschaften dieses Betons sind: Feuerbeständigkeit 1580°C Wärmeleintfähigkeit 6 - 8 kcal/m Grad O Schlakenbeständigkeit gegen 20000 Stunden.
  • Beispiel . In diesem Beispiel werden Angaben für die Zusammensetzung des feuerbeständigen Betons mit minimaler Menge von enteisentem Zirkoniumkonzentrat mit Chromeinsenerz als Zuschlagstoff angeführt.
  • lfde Bezeichnung der Komponente Verbrauch in Verbrauch kg je 1m³ Beton in % 1. Chromeisenerz (mit einem Gehalt an Cr2O3 von mindestens 45% und einer Korngröße von 0 - 5 mm) 2500 58,25 2. Feingemahlenes Ohromeisenerz (mit Korngröße weniger als 0,09 mm) 1100 25,55 3. Enteisentes Zirkoniumkonzentrat (mit einem Schalt an ZrO2 über 66%) 250 5,83 4. Titanschlacke (mit einem Gehalt an TiO2 von 70 - 83%) 250 5,83 5. Orthophosphorsäure (Dichte 1,51 g/cm3) 195 4,54 Die wichtigsten physikalisch - mechanischen Eigenschaften dieses Betons sind: Beuerbestandigkeit 15800C Wärmeleitfähigkeit 5 - 7 kcal/m p? Grad C Schlackenbeständigkeit gegen 15000 Stunden.
  • Nach den vorliegenden Patentangaben US-PS3345192, DT-PS 1204570 und 1267161) sowie den Literaturquellen besitzen die für die Auskleidung von Kesseln und anderer Wärmeaggregate verwendeten feuerbe -ständigen Beton eine Feuerbeständigkeit bis 1600°C, eine Wärmeleitfähigkeit von 7 - 14 kcal/m b Grad C und eine Lebensdauer von nicht über 16000 Stunden.
  • Der erfindungsgemäße feuerbeständigen Beton besitzt eine Fuerbeständigkeit bis 1730°C, eine Wärmeleitfähigkeit von 10 - 13 kcal/m h Grad C und eine Lebensdauer von etwa 25000 Stunden.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Feuerbeständiger Beton auf der Basis von feuerbestän- digem Zuschlagstoff, Bindemmittel auf der Basis der Orthophos - phorsaure und Komponenten, die Ditandioxid enthalten, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dieser auch Komponenten auf der Basis von Zirkondioxid enthält.
2. Feuerbeständiger Beton nach Anspruch l,d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dieser als Zirkondioxid enthaltende Komponente enteisentesfd Zirkoniumkonzentrat ent -halt.
3. Feuerbeständiger Beton nach Anspruch 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er aus folgenden Komponenten besteht (Gew.%): Siliziumkarbid 44-74,32; Orthophosphorsäure (Dichte 1,3 - 1,8 g/cm³) 4,15 - 14,9; Titanschlacke (mit einem Gehalt an T102 von mindestens 70%) 9,5 - 20,52; enteisentes Zirkoniumkonzentrat (mit einem Ge -halt an ZrO2 huber 66%) 10,3 - 21,49.
4. Feuerbeständiger Beton nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er aus folgenden Komponenten besteht (Gew.%): Siliziumkarbid 64 - 70; Orthophosphorsäure (Dichte 1,3 - 1,8 g/cm3) 7 - 9; Titanschlacke (mit einem Gehalt an TiO2 von mindestens 70%) 9 - 14; enteisentes Zirko -niumkonzentrat (mit einem Gehalt an ZrO2 über 66X) 13 - 16.
5. Feuerbeständiger Beton nach Anspruch 1, (1 a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er aus folgenden Komponenten besteht (Gew.%): Siliziumnitrid 65,3 - 72,85; Orthophosphor -säure (Dichte 1,3 - 1,8 g/cm³) 7,29 - 13,29;Titanschlacke (mit einem Gehalt an DiO2 von mindestens 70%) 9,2 - 14,3; enteisentes Zirkoniumkonzentrat (mit einem Gehalt an ZrO2 uber 66%) 9,6 - 13,27.
6. Feuerbeständiger Beton nach Anspruch 1, d a d u r c h b' e k e n n z e i c h n e t , daß er aus folgenden Komponenten besteht (Gew.%): Chromeisenerz (mit einem Gehalt an Cr203 von mindestens 45%) 73,5 - 84,9; Orthophosphorsäure (Dichte 1,3 - 1,8 g/cm³) 4,15 - 8,12, Titanschlacke (mit einem Gehalt von Ti02 von mindestens 70X0) 5,44 - 8,25; enteisentes Zirkoniumkonzentrat mit einem Gehalt an ZrO2 Uber 66%) 5,6 - 10,2.
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