DE2137654B2 - Feuerfeste Masse auf der Basis von gebranntem Dolomit und gegebenenfalls gebranntem Magnesit - Google Patents

Description

Seit der Erfindung des Thomasprozesses zum Frischen von Roheisen zu Stahl am Ende der siebziger Jahre des 19. Jahrhunderts wurde bis heute gebrannter Dolomit in großem Umfang in der metallurgischen Industrie als basisches feuerfestes Material verwendet. Hierzu trägt sicherlich bei, daß Dolomit, MgCa(CO3)2, in den meisten Stahl erzeugenden Ländern vorkommt, so daß gebrannter Dolomit, MgO ■ CaO, zu verhältnismäßig niedrigen Kosten in der Nähe der Verbraucher gewonnen werden kann. Ein Nachteil des gebrannten Dolomits besteht darin, daß sein Kalziumanteil mit Wasser reagieren kann, sogar schon mit normaler Luftfeuchtigkeit, wobei Kalziumhydroxyd, Ca(OH)2, gebildet wird. Bei der Hydratisierung tritt eine Volumenvergrößerung ein, so daß bei Gegenwart von Wasser oder Luftfeuchtigkcite eine Quellung und ein mechanischer Zerfall der einzelnen Dolomitkörner erfolgt.

Um die Neigung von gebranntem Dolomit, mit Wasser zu reagieren, möglichst zu reduzieren, wird in der Regel der Dolomit bei einer möglichst hohen Temperatur gebrannt, so daß ein sogenanntes totgebranntes Produkt erhalten wird. Aber selbst bei einem derartigen Produkt muß bei industrieller Verwendung Rücksicht auf seine Reaktionsfähigkeit genommen werden.

Hydratisierungshemmende silikathaltige Mittel als stabilisierende Zusätze für feinteilige, pulverförmige, dolomitenthaltende feuerfeste keramische Mischungen, die auch mit Wasser mischbar sind, sind bereits aus der britischen Patentschrift 878 483 bekannt. In dem Werke von Harders-Kinow »Feuerfestkunde« S. 828 ist auch die dolomitstabilisierende Wirkung verschiedener Silikate, sowie von Wasserglas, bereits beschrieben. Es ist bekannt, den Dolomit mit solchen hydratisierungshemmenden Mitteln, die beim Brennen mit dem Ausgangsmaterial chemisch reagieren, zu erhitzen, so daß als Endprodukt ein sogenannter stabilisierter gebrannter Dolomit erhalten wird. Dieser zeigt zwar eine geringere Neigung, mit Wasser zu reagieren, besitzt aber in der Regel etwas schlechtere Feuerfestigkeit als ein ohne Zusätze gebrannter Dolomit.

Bei der Verarbeitung zu Steinen oder Blöcken oder

ίο beim Auftragen des Materials als Schicht auf einer Unterlage geht man in der Regel von gebrochenem gebranntem Dolomit aus, der, um ein möglichst dichtes Endprodukt zu sichern, eine sehr feine Fraktion mit einer Korngröße unter etwa 0,25 mm enthalten soll. Die feinsten Fraktionen besitzen auf Grund ihrer verhältnismäßig großen aktiven Oberfläche eine besonders hohe Reaktionsneigung und müssen daher gegen die Einwirkung von Wasser und Feuchtigkeit geschützt werden. Nach einem bekannten Verfahren wird zu diesem Zweck das gebrochene Material mit Steinkohlenteer vermischt, welcher dem gepreßten oder gestampften Gegenstand nicht nur eine genügende mechanische Zusammenhaltung gibt, sondern darüber hinaus die Dolomitkörner nach dem Verfor-

»5 men gegen den Angriff der Luftfeuchtigkeit schützt. Diese in der Technologie feuerfester Stoffe bekannten Methoden, bei denen Wasser oder wasserhaltige Stoffe, z. B. beim Formen, Gießen oder Spritzen, verwendet werden, konnte bis jetzt in den Fällen, wo die feinsten Fraktionen des körnigen, feuerfesten Materials aus gebranntem Dolomit bestehen, nicht benutzt werden. Zweck der Erfindung ist es, dieses zu ermöglichen.

Die Erfindung betrifft eine mit Wasser mischbare feuerfeste keramische Masse auf der Basis von gebranntem Dolomit und gegebenenfalls gebranntem Magnesit, bestehend aus einer Mischung von Kornfraktionen dieses feuerfesten Materials innerhalb eines Korngrößenbereichs von O bis 2,5 mm, wobei

♦° wenigstens ein Teil der feinsten Fraktionen mit einer Korngröße von maximal 0,1 mm aus gebranntem Dolomit besteht, und einem in dieser Mischung gleichmäßig verteilt vorliegenden hydratisierungshemmenden Mittel. Das Neue der Erfindung besteht darin, daß dieses hydratisierungshemmende Mittel aus einer im Wasser löslichen, Fluor enthaltenden chemischen Verbindung besteht, vorzugsweise handelt es sich hierbei um pulverförmiges Natriumsilikofluorid.

Die Erfindung soll an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden.

Beispiel 1

Eine Masse gemäß der Erfindung, die besonders zum Ausbessern des Futters, beispielsweise in einem Lichtbogenofen zur Herstellung von Stahl, geeignet ist, kann in der folgenden Weise hergestellt werden.

Gebrannter Dolomit wird in einem Hammerbreeher oder einem Konbrecher feingebrochen und dann fraktioniert. 40 bis 50 Teile einer Fraktion mit einer Korngröße von 0 bis 0,25 mm werden mit 50 bis 60 Teilen einer Fraktion mit einer Korngröße von 0,25 bis 2,5 mm vermischt. Während der Mischung werden 3 bis 5 Teile pulverförmiges Wasserglas als Bindemittel und 3 bis 5 Teile von pulverförmigem Natriumsilikofluorid als hydratisierungshemmendes Mittel zugesetzt.

Das Ausbessern des Futters kann während einer kurzen Zeitspanne zwischen dem Leeren des Ofens und der nächsten Beschickung vorgenommen werden. Die trockene Ausbesserungsmasse wird an die betreffende Stelle im Ofen durch ein langes rohrförmiges Mundstück mittels Druckluft eingespritzt; gleichzeitig wird Wasser, das sich mit dem feuerfesten Material vermischt, eingeblasen, soviel, daß sich eine kompakte Schicht an der vorgesehenen Stelle im Ofen absetzt. Das Bindemittel und das hydratisierungshemmende Mittel lösen sich schnell in Wasser. Auf Grund der hohen Temperatur des Ofens trocknet die aufgebrachte Schicht von feuerfestem Material sehr schnell, worauf das Bindemittel chemisch zu reagieren beginnt. Die chemische Bindung gibt dem aufgebrachten Material eine genügende Festigkeit, bis das Material später bei der Arbeitstemperatur des Ofens in der Ofenwand festgesintert wird. Das hydratisierungshemmende Mittel verhindert eine chemische Reaktion zwischen den feinen Körnern in der feuerfesten Masse und dem mit der Masse vermischten Wasser während der kurzen Zeit, bis die Masse getrocknet ist.

Eine spritzbare Masse der oben genannten Zusammensetzung, bei der nicht nur die feinsten, sondern auch die groben Anteile aus gebranntem Dolomit bestehen, läßt sich besonders dann mit gutem Erfolg verwenden, wenn ein Ofenfutter ausgebessert werden soll, das nur aus gebranntem Dolomit besteht. Es ist ein Vorteil, wenn die aufgespritzte Masse dieselben physikalischen und chemischen Eigenschaften besitzt wie die Unterlage, weil dadurch das Festbrennen der aufgespritzten Masse erleichtert und die Festigkeit verbessert wird.

Beispiel 2

Gebrannter Dolomit wird in einem Hammerbrecher oder Konbrecher feingebrochen und fraktioniert. Die folgenden Fraktionen werden in den angegebenen Mengenverhältnissen miteinander vermischt.

25 Teile, Korngröße 1,0 bis 2,5 mm

35 Teile, Korngröße 0,25 bis 1,0 mm

40 Teile, Korngröße 0 bis 0,25 mm

Zu 100 Teilen der Dolomitmasse werden während des Mischens 3 Teile Bindemittel als pulverförmiges Wasserglas und 1 Teil pulverförmiges Natriumfluorid als hydratisierungshemmendes Mittel zugesetzt.

Beispiel 3

Gebrannter Dolomit wird in einem Hammerbrecher oder Konbrecher auf eine Korngröße von maximal etwa 2,5 mm feingebrochen. Ein Teil des gebrochenen Dolomits wird in einer Kugelmühle auf eine Korngröße von höchstens etwa 0,1 mm gemahlen. Etwa 85 Teile der im Hammerbrecher oder Konbrecher erhaltenen Fraktion mit einer Korngröße von 0 bis 2,5 mm werden mit etwa 15 Teilen der in der Kugelmühle erhaltenen Fraktion mit 0 bis 0,1 mm Korngröße vermischt. Bei der Mischung werden zu 100 Teilen gebranntem Dolomit 3 Teile pulverförmiges Wasserglas als Bindemittel und 1 Teil pulverförmiges Natriumsilikofluorid als hydratisierungshemmendes Mittel zugesetzt'.

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Eine Mischung, bestehend aus etwa 70 Teilen gebranntem Dolomit und etwa 30 Teilen gebranntem Magnesit, wird in einem Hammerbrecher oder Konbrecher auf eine Korngröße von höchstens etwa

ao 2,5 mm gebrochen. Ein Teil der Mischung wird in einer Kugelmühle bis zu einer Korngröße von höchstens etwa 0,1 mm gemahlen. Etwa 85 Teile der Fraktion mit einer Korngröße von 0 bis 2,5 mm werden mit etwa 75 Teilen der Fraktion mit einer Korngröße von 0 bis 0,1 mm vermischt. Bei der Mischung werden auf 100 Teile der feuerfesten Masse 3 Teile Bindemittel in der Form von pulverförmigem Wasserglas und 1 Teil pulverförmiges Natriumsilikofluorid als hydratisierungshemmendes Mittel zugesetzt.

Das Verhältnis zwischen dem Dolomit und dem Magnesit kann nach Wunsch verändert werden.

Die feuerfesten Massen gemäß der Erfindung können mit Wasserzusatz auch zur Herstellung von Blökken oder Scheiben und zur Herstellung von ganzen Ofenfuttern verwendet werden, wobei das hydratisierungshemmende Mittel die unerwünschte Reaktion zwischen den feinsten Dolomitkörnern und dem Wasser verhindert.
Es ist offensichtlich nicht notwendig, daß das wasserlösliche Bindemittel schon in der trockenen keramischen Masse vorhanden ist, sondern das Bindemittel kann, wenn erwünscht, erst dann zugesetzt werden, wenn die Masse mit Wasser vermischt wird. Eine genaue Dosierung des Bindemittels läßt sich jedoch mit größerer Sicherheit erreichen, wenn das Bindemittel in trockenem Zustand der keramischen Masse zugesetzt wird. Bei der fabrikmäßigen Herstellung von feuerfesten Steinen kann auch das reaktionshemmende Mittel erst beim Einmischen des Wassers in die getrocknete Masse aus gebranntem Dolomit zugesetzt werden, aber dies scheint aus praktischen Gründen nicht zweckmäßig, denn es dürfte schwierig sein, eine längere Lagerungsdauer für den gebrochenen Dolomit zu vermeiden, so daß dieser nicht durch Luftfeuchtigkeit leidet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mit Wasser mischbare feuerfeste keramische Masse auf der Basis von gebranntem Dolomit und gegebenenfalls gebranntem Magnesit, bestehend aus einer Mischung von Kornfraktionen dieser Feuerfest-Materialien innerhalb eines Korngrößenbercichs von 0 bis 2,5 mm, wobei wenigstens ein Teil der feinsten Fraktionen mit einer Korngröße von maximal 0,1 mm aus gebranntem Dolomit besteht, und einem in dieser Mischung gleichmäßig verteilt vorliegenden hydratisierungshemmenden Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß das hydratisierungshemmende Mittel aus einer im Wasser löslichen, Fluor enthaltenden chemischen Verbindung besteht.

2. Keramische Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydratisierungshemmende Mittel aus pulverförmigem Natriumsilikofluorid besteht.

3. Keramische Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse zusätzlich pulverförmiges Wasserglas oder ein anderes in Wasser lösliches Bindemittel, wie z. B. Natriumpolyphosphat enthält.

4. Keramische Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr das hydratisierungshemmende Mittel in einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsprozent enthalten ist.