DE2208873C2

DE2208873C2 - Verfahren zur Herstellung von ungebrannten geformten und ungeformten feuerfesten Produkten und/oder Erzeugnissen für Ofengewölbe und Ausmauerungen

Info

Publication number: DE2208873C2
Application number: DE19722208873
Authority: DE
Inventors: Enrico Dr.-Ing. Genova Dellepiane
Original assignee: SANAC SpA
Current assignee: SANAC SpA
Priority date: 1971-03-02
Filing date: 1972-02-25
Publication date: 1981-10-29
Also published as: FR2127820A5; BE779601A; NL7202753A; GB1360183A; DE2208873A1; ES400307A1; LU64862A1; SE372247B

Description

— 50 bis 95% feuerfestem Stoff mit 30 bis 98% Tonerde enthaltendem kornförmigem Tonerde-Silicium oder Tonerde,

— 2 bis 50% geschmolzenem Tonerdezement,

— 1 bis 15% erstem, die Festigkeit im Temperaturbereich von 300 bis 1350⁰C erhöhendem Zuschlagstoff aus Natrium-Tonerde, Calciumphosphat, Natriumpyrophosphat (Na4P2C>7), Natriumsilikat (mit einem Na₂O/SiO₂-Verhältnis zwischen 1 und 3), Natriumpolyphosphat (Na₂O) · (NaPOs)_n, Magnesiumorthosilikat, Magnesiummetasilikat und/oder Natriumborat,

— 1 bis 15% zweitem, die Wärmebeständigkeit bei Temperaturschwankungen verbesserndem Zuschlagstoff aus Siliciumborid, Natriumwolframaten, Phosphorsäure, Lithiumsilikat, Lithiumfluorid, Zitronensäure und deren Estern, allgemein aliphatischen Säuren, Ammoniumzitrat und/oder Magnesiumoxid und

— 5 bis 20% Wasser

in Formkästen oder dichtgeschlossene an der Baustelle bereitgestellte Formen schüttet, danach rüttelt und anschließend bei Temperaturen von bis zu 500° C trocknet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als feuerfesten Stoff unbearbeiteten oder gebrannten Lehm, unbearbeiteten oder gebrannten Kaolin, Bauxit, Sillimanit, hydrierte, kalzinierte oder gesinterte Tonerde oder Korund verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch in Formkasten mittels Tauch- oder Oberflächenrüttler rüttelt, nach frühestens 8 Stunden ausschaltet und anschließend bis 500° C bei einer Temperatursteigerung von nicht mehr als 2O⁰C pro Stunde austrocknet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch mit 9% bis 12% Wasser verwendet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ungebrannten geformten und ungeformten feuerfesten Produkten und/oder Erzeugnissen für Ofengewölbe und Ausmauerungen, bei dem ein feuerfester Stoff aus bis zu 95% Tonerde und Silicium mit geringeren Mengen an Zuschlagstoffen, bei denen es sich um Lithium- und Erdalkaliverbindungen handeln kann, versetzt und die Masse gegebenenfalls nach Verformung wärmebehandelt wird.

Aus der IT-PS 781 329 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Tonerde-Silicium enthaltenden feuerfesten Materials mit einem Anteil von 30 bis 40% AI2O3 bekannt, bei dem man das Ausgangsmaterial unter Einhaltung bestimmter Bedingungen in besonderen Formkästen verformt Dieses Verfahren ermöglicht es, z. B. bei Temperaturen von 400 bis 900⁰C beständige Formteile, z. B. für Hängegewölbe von Öfen herzustellen, die widerstandsfähiger sind als nach herkömmlichen Verfahren hergestellte Formteile, bei denen bei vergleichsweise hohen Temperaturen gebrannt wird.

Aus der FR-PS 20 12 096 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von geformten und ungeformten feuerfesten Produkten aus Tonerde und Kieselerde sowie zwei Zusätzen aus a) Lithiumfluorid oder Lithiumcarbonat und b) Calcium- oder Magnesiumhydroxid oder Eisenoxid bekannt Auch bei diesem Verfahren werden die Ausgangsgemiscbe zur Herstellung von feuerfesten Produkten gebrannt, z. B. bei Temperaturen von 1200 bis 1500°C. Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist ferner, daß die eingesetzten Ausgangsverbindungen eine vergleichsweise hohe Reinheit und eine bestimmte Teilchengröße aufweisen müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das aus der IT-PS 7 81 329 bekannte Verfahren weiter zu verbessern, derart daß Produkte erhalten werden, die in einem Temperaturbereich von 300° C bis 1350° C eine hohe Festigkeit aufweisen, die höher ist als die von in bekann'er Weise gebrannten Produkten und die eine verbesserte Beständigkeit bei Temperaturschwanklingen aufweisen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das in den Ansprüchen angegebene Verfahren.

Die Formgebung des in Anspruch 1 angegebenen Gemisches erfolgt in dichten Formen nach dem in der IT-PS 7 81 329 angegebenen Verfahren. Es kann wie folgt verfahren werden:

a) Schüttung auf der Baustelle

Die Schüttung wird durch normale Tauch- oder Oberflächenrüttler geschüttelt und nach etwa 8 Stunden ausgeschaltet. Anschließend wird die Mauerung durch ein normales Trockenverfahren bis auf eine Temperatur von max. 500° C erhitzt, wobei darauf zu achten ist, daß die Mauertemperatur nicht um mehr als 20° je Stunde steigt. Danach kann die Mauerung in der gleichen Weise benutzt werden, wie eine aus gebrannten feuerfesten Steinen.

b) Herstellung von Ziegeln oder Blöcken
im Werk in Formen

Die ganze Form oder die Schüttung wird nach üblichen, bereits bekannten Verfahren geschüttelt Der Formling kann dann sofort aus der Form gehoben und dem Trockenverfahren ausgesetzt werden. Bei Herstellung von großen Blöcken oder Formkörpern führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einer beträchtlichen Leistungserhöhung und zu viel geringerer Arbeitsbeanspruchung des Personals, da bisher die halbgetrocknete, feuerfeste Mischung mit 5% bis 7% H₂O mittels pneumatischer Stampfer gestampft oder in Gipsformen geschüttet werden mußte, was beträchtliche Mehrkosten verursachte. Der aus der Form entfernte Formling wird bei einer Temperatur von 100° C bis 500° C getrocknet und kann nach erfolgter Trocknung wie ein in üblicher Weise gebrannter Formling verwendet werden.

Durch die vorliegende Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1) das erfindungsgemäße Verfahren kann mit bis zu 98% Al₂O₃ enthaltenden Tonerden durchgeführt werden;

2) die Verfahrsnsprodukte weisen eine verbesserte mechanische Festigkeit bei Tempern türen von 300⁰C bis 1350⁰C auf sowie eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber plötzlich eintretenden Temperaturschwankungen;

3) das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für das direkte Schütten von Gewölbe-i und Ofeciusmauerungen als auch zur Herstellung von Formkörpern oder Blöcken jeder beliebigen Größe für Gewölbe- und Ofenmauern, an Stelle von nach herkömmlicher· Methoden geformten und gebrannten feuerfesten Ziegeln und Blöcken.

2. Zusatz:

Siliciumborid
Zitronensäure
Phosphorsäure

Wasser:

wie für Beispiel 1 angegeben.

1%
5%
7%

10

In vielen Fällen sind die Eigenschaften der nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Produkte sogar besser als die von gebrannten feuerfesten Stoffen.

Im folgenden werden einige Beispiele Tür erfindungsgemäße Mischungen angegeben:

Beispiel 1	80,7% 5%
körniger, feuerfester Stoff mit 45% Al₂O₃ geschmolzener Tonerdezement
1. Zusatz:	2% 1%
Natriumpyrophosphat Magnesiummetasilikat
2. Zusatz:	10% 1% 0,3%
Phosphorsäure Lithiumsilikat Siliciumborid

Wasser:

Zur Herstellung einer Schüttung wird Wasser in einer Menge von 9% bis 20%, bezogen auf die Gesamtmenge der oben angegebenen Stoffe eingesetzt Bei der Herstellung von Formungen ist ein Wassergehalt von 5% bis 12% vorgesehen.

Beispiel 2

körniger, feuerfester Stoff

mit 45% Al₂O₃ 72%

geschmolzener Tonerdezement 10%

1. Zusatz:

Natriumpoh/phosphat 3%

Natriumaluminat 2%

B e i s ρ i e 1 3

körniger, feuerfester Stoff
mit 45% Al₂O₃
geschmolzener Tonerdezement

1. Zusatz:

Natriumphosphat
Natriumborat

2. Zusatz:

Lithiumfluorid
Siliciumborid

79%
7%

8%
2%

3%
1%

Wasser:
wie für Beispiel 1 angegeben.

Die angegebenen Gemische können in der beschriebenen Weise an der Baustelle oder im Werk verarbeitet werden.

F i g. 1 veranschaulicht die Festigkeiten von Formungen, die, ausgehend von den in den Beispielen 1 bis 3 angegebenen Gemischen, erhalten wurden, in Abhängigkeit von der Temperatur (Kurven 1 bis 3). Zu Vergleichszwecken wurden die Festigkeitswerte einer üblichen feuerfesten Schüttung nach dem Stande der Technik (Kurve 0) mit in das Diagramm eingetragen. Aus F i g. 1 ergibt sich die beträchtlich verbesserte Festigkeit der nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Produkte. Der Punkt »P« auf der Kurve 1 bezieht sich auf ein Material nach dem Stande der Technik, das jedoch gebrannt wurde. Aus der Lage des Punktes »/>« ergibt sich, daß ein ungebranntes Material nach der Erfindung zu einem gleichen Ergebnis führt, wie ein gebranntes Material nach dem Stande der Technik.

F i g. 2 veranschaulicht die Wärmebeständigkeit eines Produktes nach dem Verfahren der Erfindung (d) im Vergleich zu bekannten Produkten nach dem Stande der Technik (a)—(c). Angegeben ist jeweils der

Bruchmodul, warm gemessen, nach einer 15 Stunden langen Erhitzung auf 1250° C. Aus F i g. 2 ergibt sich, daß das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Produkt (d) eine Wärmebeständigkeit aufweist, die nahezu der eines gebrannten Produktes nach dem Stande der Technik (a) entspricht Bei den Produkten (b) und (c) handelt es sich um ungebrannte Produkte nach dem Stande der Technik.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von ungebrannten geformten und ungeformten feuerfesten Produkten und/oder Erzeugnissen für Ofengewölbe und Ausmauerungen, bei dem ein feuerfester Stoff aus bis zu 95% Tonerde und Silicium mit geringeren Mengen an Zuschlagstoffen, bei denen es sich um Lithium- und Erdalkaliverbindungen handeln kann, versetzt und die Masse gegebenenfalls nach Verformung wärmebehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus