DE2213913C3 - Verfahren zur Herstellung eines dichten hydratationsbeständigen feuerfesten Korns - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines dichten hydratationsbeständigen feuerfesten KornsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dichten hydratationsbeständigen, feuerfesten
Korns, durch leichtes Brennen von Dolomit, Hydratisierung des gebrannten Dolomits und Zugabe von
MgO oder einer Verbindung, die sich beim Brennen hierzu zersetzt, und Brennen des gemischten Materials.
Gebrannter Dolomit ist ein attraktives feuerfestes Material für die Herstellung von Stahl, was auf den hohen
Schmelzpunkt des CaO-MgO-Gemisches zurückzuführen ist Die eutektische Temperatur für dieses System
beträgt 24000C
Demgemäß werden feuerfeste Materialien auf der Basis von gebranntem oder gesintertem Dolomit, die
durch einen Hochtemperaturbrand und Sinterung von dolomitischen Erzen hergestellt worden sind, in der
Stahlindustrie in großem Ausmaß verwendet, und zwar um die Herde von basischen Elektroöfen und SM-Öfen
zu reparieren.
Weiterhin dienen solche feuerfesten Produkte oftmals für die Arbeitsauskleidung von Konvertern beim
Sauerstoff-Konverterprozeß zur Herstellung von Stahl.
Dolomitische feuerfeste Materialien werden auch für die Auskleidungen von Drehofen in der Zement- und
Kalkindustrie in weitern Ausmaß verwendet
Trotz des hohen Schmelzpunktes des CaO-MgO-Gemisches,
das in dolomitischen feuerfesten Materialien1 vorhanden ist, ist der Gebrauch eingeschränkt, weil die
Oxide, insbesondere Calciumoxid, die Neigung haben, sich in Hydroxide oder Carbonate umzuwandeln, wenn
sie der Feuchtigkeit oder dem Kohlendioxid in der Atmosphäre ausgesetzt werden. Ein weiteres Problem ist
die relativ geringe Beständigkeit solcher feuerfester Materialien gegenüber hocheisenhaitigen Schlacken.
Es sind schon verschiedene Versuche angestellt worden. um die Hydratationsbeständigkeit von dolomitischen
feuerfesten Materialien zu verbessern. Zur Verbesserung der Hydratationsbeständigkeit ist beispielsweise
der Zusatz bestimmter Stoffe, wie Ton, Siliciumdioxid, Eisenoxid und anderer Flußmittel vorgeschlagen
worden. Die Anwesenheit solcher Flußmittel übt aber auf die Feuerfestigkeit und insbesondere die Dichte
des resultierenden Produkts eine nachteilige Wirkung aus. Demgemäß sind Flußmittel enthaltende dolomitische
feuerfeste Materialien oftmals nicht in der Lage, den Anforderungen der derzeitigen Stahlherstellungsvenahren
zu genügen. Dies trifft insbesondere für das Sauerstoff-Konverter-Verfahren zu, bei welchem
zwecks größerer Schmelz- und Feinungsgeschwindigkeiten relativ höhere Temperaturen angewandt werden.
Andere Arbeitsweisen, die bislang zur Herstellung von dolomitischen feuerfesten Materialien verwendet
worden sind, haben die Vermischung des Dolomits mit Koksstücken und die Sinterung der Gemische in
Schachtofen vorgesehen. Die Verbrennung des Koks ergibt die zum Sintern erforderliche Wärme. Die zurückbleibende
Asche des Koks trägt jedoch in nachteiliger Weise zur Vermehrung der Verunreinigungen in
dem fertigen, totgebrannten Produkt bei. Daher haben,
wie bei der Zufügung von Flußmitteln, auch die nach diesem Verfahren erhaltenen Produkte nur eine erniedrigte
Feuerfestigkeit
Demgemäß wurde die Suche fortgesetzt um Verfahren ausfindig zu machen, mit deren Hilfe dolomitische,
feuerfeste Materialien hergestellt werden können, ohne daß es notwendig ist. Verunreinigungen einer beliebigen
Art einzubringen. Nach einem Vorschlag wird der Dolomit zunächst calciniert, um dolomitischen gebrannten
Kalk, ein inniges Gemisch von Calciumoxid und Magnesiumoxid, herzustellen. Sodann wird der gebrannte
Kalk unter Druck hydratisiert, bis die Calcium- und Magnesiumbestandteile vollkommen hydratisiert
sind. Der völlig hydratisierte gebrannte Kalk wird in eine geeignete feuerfeste Form gebracht und gesintert
oder totgebrannt, bis der gewünschte feuerfeste Ge genstand erhalten wird.
Dieses Verfahren ermöglicht es, dolomitische feuerfeste Materialien ohne die Zugabe von Flußmitteln herzustellen.
Der Dolomit muß jedoch vollkommen hydratisiert werden, wobei eine solche Hydratisierung die
Anwendung von Druck erfordert Daher erfordert dieses Verfahren die Verwendung von speziellen Einrichtungen
und Maßnahmen, beispielsweise eine Autoklavenbehandlung, die teuer und zeitraubend sind und die
die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ungünstig gestalten. Den bei einer völligen Hydratisierung des gebrannten
Kalks erhaltenen gebrannten dolomitischen feuerfesten Materialien ermangelt es auch im allgemeinen
einer genügenden Dichte und Hydratationsbeständigkeit,
als daß sie erfolgreich verwendet werden könnten.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden. Kalk oder
Dolomit mit geringer Reinheit zu Magnesiumhydroxid zu geben und hierauf dieses Gemisch zu einem synthe-
Ll
kfhen Klinker zu brennen. Im allgemeinen ist es je-
!fSi schwierig gewesen, feuerfeste Materialien mit
^*er gewünschten niedrigen Porosität aus syntheti-
**? j^iinkem zu erhalten, die. nach diesem Verfahren
hergestellt werden. Ferner ist, sofern man nicht für
Steine, die aus solchen Klinkern hergestellt werden, wöbe Brenntemperaturen anwendet, der Heiß-Bruch-„,odu!
zumeist unerwünscht niedrig.
Hn Versuch zur Stabilisierung von dolomitischen feuerfesten Körpern, der sich als erfolgreich erwiesen
hat besteht darin, ein dichtes, hochreines Dolomiiknrn
niit einer geringen Oberfläche herzustellen. Diese geringe
Oberfläche macht die kinetischen Verhältnisse für die Umwandhingsreaktion des CaO in das Hydroxid
oder das Carbonat weniger günstig. Ein derartiges V erfahren
ist in der USA-Patentanmeldunfe Serial 28 040 13 April 1970 beschrieben. Das dort beschriebene
Verfahren ist sehr günstig, da keine Flußmitlef zuged
d fft Material seine ausge
unter Bildung von MgO zersetzt oder leicht gebranntes MgO mit dem leicht gebrannten Dolomit
vermischt so daß eine Masse erhalten wird, die nach dem Brennen 45 bis 98% MgO enthält
Hierbei ist es vorteilhaft daß die Menge der Magnesium enthaltenden Verbindung, die mit dem Gemisch
der Oxide vermengt ist ausreichend ist, um eine feuerfeste Masse zu ergeben, die nach dem Brennen 65 bis
75 % MgO enthält
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der trtindung
wird das Verfahren derart durchgeführt daß man das teilweise hydratisierte Gemisch durch Pressen verformt, trocknet und hierauf bei Temperaturen von 1500
bis 1700° C brennt .
Nach der Erfindung wird «in feuerfestes Material erhalten, das die Vorteile eines feuerfesten Materials aut
der Basis von Magnesiumoxid allein, d. h. eine gute Hydratationsbeständigkeit
und eine gute Beständigkeit gegenüber einer stark eisenhaltigen Schlacke, besitzt.
werden und das feuerfeste Material seine ausge- D~o
. _-
ten Hochtemperatureigenschaften beibehält. 20 Feuerfeste Materialien, die gernaU der
,Verfahren ergibt aber ein Produkt das immer gestellt werden, besitzen auch die
hvdratationsanfällig ist doch erhöht die hohe schäften von dolomitischen feuerU
des Produkts die Gebrauchsdauer, indem die niedrigem Flußmjttelgehalt nämlich eine
Oberfläche, die durch die Feuchtigkeit an-
keit bei hohen Temperaturen und eine verminderte i Abl ch Schlackeninfiltration Die
Oberfläche, die durch die Feuchtigkeit an keit b p
werfen kann, vermindert wird. Daher kann .5 ^'^f^^^^^
dikihl Kt fur das neue Dolo
1. Die
40
Kosten für das neue Dolomit-Magnesit-Korn liegen zwischen denjenigen der teureren hochreinen Magnesitkörnungen
und denjenigen von Dolomitkörnungen mit niedrigem Flußmittelgehalt.
Dolomitische feuerfeste Materialien können gemäß der Erfindung aus den meisten leicht gebrannten, inländischen,
im Handel erhältlichen Dolomitmaterialien mit niedrigem Flußmittelgehalt hergestellt werden, d. h. aus
Massen, die mindestens etwa 97 Gewichtsprozent Ca
wird jedoch bevor-Reinheit, d. h. eines, μ..v, ...fc~ enthält, zu verwen-..
Dolomite ergeben Produkte ,.vojgkeit als Dolomite, die höhere
Verunreinigungen enthalten. Das in Nordwest-vjnio gefundene Dolomitgestein des Niagran-Typs
ist ein besonders gutes Ausgangsmaterial für "" Λ τ vorliegenden Erfindung.
der Erfindung verwende-IM1 b«.^.^...... Das leichte Brennen er-
Calcinierung des DoIomits bei Tempe-
aas iiju·«« s- und Schlackenbeständigkeitsverhalten
des in der US-Anmeldung S.N. 28 04ö beschriebenen Korns noch nicht befriedigen.
In der DL-PS 55 094 ist ein Verfahren zur Hersteilung
feuerfesten dichten Dolomitsinters beschrieben, worin entsäuerter Dolomit durch Wasserzugabe zu
Dolomithydrat hydratisiert, mit Magnesia vermischt und bei Temperaturen oberhalb 1200°C zu Sinterdolomit
gebrannt wird. Dieser Druckschrift lassen sich jedoch keinerlei Hinweise auf eine partielle Hydratisierung
von leicht vorgebranntem Dolomit auf einen spezifischen MgO-Gehalt und einen nachfolgendec Zusatz
einer Magnesia liefernden Verbindung, damit ein definierter vorbestimmter MgO-Gehalt erzielt wird, entnehmen.
Daher können die erzeugten Massen im Hinblick auf Dichte, Porosität und Schiackenbeständigkeitsverhalten
noch nicht befriedigen.
Nach der in der US-PS 30 26 211 angegebenen Methodik
wird gebrannter Dolomit nach dem Entsäuern
zu Calcium- und Magnesiumhydroxid hydratisiert, nach 45 te Dolomit isi
zu Calcium- und Magnesiumhydroxid hydratisiert, nach 45 te Dolomit isi
dem Austreiben des Wassers kompaktiert und zu folgt durch eine ^».»iiu!..^
einem feuerfesten Endprodukt bei 1400 bis 160O0C ge- raturen im Bereich von etwa 1000 bis 14000C. Die für
sintert Eine definierte Hydratation unter Ausschluß das leichte Brennen erforderliche Zeit variiert mit der
eines spezifischen MgO-Gehaltes und ein Zusatz einer angewendeten Temperatur. Sie liegt normalerweise im
MgO liefernden Verbindung nach der Hydratation er- 50 Bereich von etwa einer halben bis zwei Stunden. Ein
folgt bei diesem Verfahren nicht, weshalb sich keine leichtes Brennen zerstört die Carbonatstruktur des Do-MgO-Matrix
in dem gebrannten Korn, die die lomits, bewirkt aber keine Agglomerierung des DoIo-CaO-Körner
umgibt, ausbilden kann. mits zu großen Klumpen.
In Budηiko w, »Technologie der keramischen Er- Zum leichten Brennen des DoIomits kann jeder ge-
zeugnisse« 1950, S. 359, ist angegeben, daß die Hydra- 55 eignete Ofen, überlicherweise ein Schacht- oder Drehtation
durch Verminderung des Gehaltes an freiem ofen, verwendet werden. Der in dem Ofen verwendete
CaO im gebrannten Dolomit verzögert werden kann. Brennstoff sollte ein solcher sein, der keine überschüs-■
Nach dem bekannten Verfahren wird jedoch der sigen Mengen von Verunreinigungen in das calcinierte
CaO-Gehalt durch Zusatz von »Flußmitteln«, wie FeO, Produkt hineinbringt. Bei Drehöfen werden am besten
Ferth oder AI2O3 verringert, die die Feuerfestigkeitsei- 60 Kohle mit mäßigem oder niedrigem Aschegehalt oder
genschaften des DoIomits verschlechtern. Gas oder Heizöle verwendet. Ein Typ eines Schaft-
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren der ein- ofens, der als Arnold-Ofen bekannt ist, wird mittels
gangs genannten Art geschaffen, das dadurch gekenn- kohlenbeheizter Öfen erhitzt, die in den unteren Teil
zeichnet ist, daß man des Ofens hineinreichen. Andererseits werden
a) den bei 1000 bis 14000C gebrannten Dolomit bis 65 Schachtöfen des Azbe-Typs vorzugsweise mit Generazu
einem Gehalt von 3 bis 40 Gewichtsprozent torgas oder Naturgas beheizt.
MgO teilweise hydraiisiert. Die Stückgröße des zu calcinierenden Dolomitsteins
b) eine Magnesium enthaltende Verbindung, die sich wird im Hinblick auf den jeweilig verwendeten Ofen
ausgewählt, wobei die wirksamste und wirtschaftlichste
Verwendung des Ofens das primäre Kriterium ist und anderen speziellen Prozeßtechniken vorangeht
Bekanntlich ergibt die Calcinierung des rohen Dolomitsteins ein Gemisch von Oxiden, .hauptsächlich von
CaO und MgO, das überlicherweise als gebrannter Kalk bezeichnet wird. Gemäß der Erfindung wird nun
der gebrannte Kalk mit Wasser gelöscht, bis er teiiweise hydratisiert ist Die hierin gebrauchte Bezeichnung
»teilweise hydratisiert« soll bedeuten, daß der gebrannte Kalk zu einem Gemisch umgewandelt worden ist,
das Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und Magnesiumoxid umfaßt
Insbesondere enthält der gemäß der Erfindung teilweise hydratisierte gebrannte Kalk etwa 3 bis 40 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 5 bis 20 Gewichtsprozent Magnesiumoxid. Der Rest des teilweise hydratisierten
gebrannten Kalks ist ein Gemisch von Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid.
Der gebrannte Kalk wird teilweise hydratisiert, indem der calcinierte Dolomit im Wasser bei Atmosphärendruck
gelöscht wird. Mindestens 80 Gewichtsteile Wasser werden jeweils zu 100 Gewichtsteilen Dolomit
in dieser Löschstufe zugesetzt. Vorzugsweise werden 100 bis 150 Gewichtsteile Wasser je 100 Gewichtsteile
Dolomit verwendet.
Die teilweise Hydratisierung des gebrannten Kalks gemäß der Erfindung erfolgt überlicherweise in etwa
Ία bis 72 Stunden, je nach der Teilchengröße der gemischten
Oxide. Sie kann dadurch bewirkt werden, daß beispielsweise der calcinierte Dolomit und Wasser in
einen Trommelmischer gegeben werden. Der gewünschte Hydratisierungsgrad wird in etwa einer halben
bis zehn Stunden erreicht. Die Erreichung des gewünschten Hydratisierungsgrades kann durch routinemäßig
durchgeführte chemische Analysen bestimmt werden.
Gemäß der Erfindung wird eine Magnesiumverbindung, die sich unter Bildung von MgO zersetzt, oder
leicht gebranntes MgO mit den teilweise hydratisierten gemischten Oxiden vermischt, um den Magnesiumgehalt
des Gemisches auf mindestens 45 Gewichtsprozent zu erhöhen. Vorzugsweise wird genügend von dem Magnesium
enthaltenden Material zugesetzt, um nach dem Brennen des Gemisches eine kontinuierliche MgO-Phase
zu erhalten. Obgleich schon eine verbesserte Hydratationsbeständigkeit und Absplitterungsbeständigkeit
nach Schlackeninfiltration erhalten wird, wenn man genügend Magnesium enthaltendes Material zusetzt, um
den MgO-Gehalt auf geringfügig weniger als 50 Volumprozent zu erhöhen, wird doch eine merkliche Verbesserung
der Eigenschaften erhalten, wenn die MgO-Phase kontinuierlich ist. Die gewünschte kontinuierliche
MgO-Phase wird immer gebildet, wenn die gebrannte Masse 65 bis 75% MgO enthält, was derzeit als
die optimale Zusammensetzung angesehen wird.
Das Magnesium liefernde Material sollte MgO oder ein zersetzbares Magnesiumsalz sein, das sich beim Erhitzen
in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff ohne weiteres in die Oxidform zersetzt. Typische ohne weiteres
zersetzbare Salze sind z. B. MgC03, Mg(0H)2 und Mg(NO3)2 sowie Magnesiumacetat und Magnesiumhydrogencarbonat.
Das Magnesium enthaltende Material wird vorzugsweise zu den teilweise hydratisierten gemischten Oxiden
in dem Trommelmischer, Schraubenförderer oder einer anderen Mischvorrichtung gegeben. Zweckmäßigerweise
übersteigt nach dem Vermischen des Magnesium liefernden Materials mit den teilweise hydratisierten
Oxiden in einer solchen Mühle die mittlere Teilchengröße des Gemisches den Wert von etwa 10 μ
nicht Die Hydratisierung des leicht gebrannten DoIomits
kann auch nach Zugabe des Magnesium enthaltenden Materials durchgeführt werden.
Wenn MgO oder ein sonstiges Magnesiummaterial mit Ausnahme von Mg(HO)2 zu den teilweise hydratisierten
Oxiden gegeben wird, dann kann es zweckmäßig sein, mehr Wasser zuzugeben, um einen Teil des
MgO teilweise zu hydratisieren, damit die Verarbeitung erleichtert wird, indem das Material bei einer plastischen
Konsistenz gehalten wird.
Nach Zugabe der Magnesium enthaltenden Verbindung, wie oben angegeben, wird das resultierende Gemisch zu Körpern verformt, die für das Sintern (Totbrennen) geeignet sind, und hierauf gewöhnlich getrocknet !n manchen Fällen wird eine gesonderte Trocknungsstufe weggelassen, und das geringe Ausmaß der Trocknung, das erforderlich ist, um während des Brennens die Abriebbeständigkeit zu ergeben, findet in der Erhitzungsstufe des Brennverfahrens statt.
Nach Zugabe der Magnesium enthaltenden Verbindung, wie oben angegeben, wird das resultierende Gemisch zu Körpern verformt, die für das Sintern (Totbrennen) geeignet sind, und hierauf gewöhnlich getrocknet !n manchen Fällen wird eine gesonderte Trocknungsstufe weggelassen, und das geringe Ausmaß der Trocknung, das erforderlich ist, um während des Brennens die Abriebbeständigkeit zu ergeben, findet in der Erhitzungsstufe des Brennverfahrens statt.
Das Gemisch kann agglomeriert, stranggepreßt oder zu Granalien oder Briketts verpreßt werden. Die Verformungsstufe
umfaßt im allgemeinen einen Verdientungs- oder Preßvorgang, bei welchem herkömmliche
Einrichtungen verwendet werden, die einen genügenden Druck ergeben, um eine zusammenhängende, dichte
feuerfeste Form zu erzielen. Man kann entweder hydraulische oder mechanische Pressen verwenden.
Drücke im Bereich von etwa 316 bis 703 kg/cm2 haben sich als zufriedenstellend erwiesen, obgleich man auch
mit höheren Drücken arbeiten kann, die sich ungefähr bis zu 2110 kg/cm2 erstrecken. In manchen Fällen sind
höhere Drücke zu bevorzugen, damit festere feuerfeste Formkörper erhalten werden können, die während des
Gebrauchs eine bessere Abriebbeständigkeit aufweisen.
Es ist möglich, die Trocknungs- und Verformungsstufen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu
kombinieren, indem man strangpreßt oder auf einem Kettentrockner agglomeriert.
Die gebildeten feuerfesten Formkörper können gelagert oder unmittelbar gebrannt oder gesintert werden.
Es hat sich ergeben, daß die feuerfesten Formkörper zu einem Erhärten neigen, was auf die Bildung einer Carbonathaut
zurückzuführen ist, und daß sie stärker abriebbeständig werden, wenn man sie nach dem Verformen
und vor dem Sintern etwa 24 Stunden trocknen läßt.
Zur Erzielung der gewünschten feuerfesten Eigenschaften wird das dolomitische Material gemäß der Erfindung,
das zugesetztes Magnesium enthält, gesintert oder totgebrannt. Die Sinterung oder das Totbrennen
des geformten feuerfesten Körpers erfolgt in jedem beliebigen geeigneten Dreh- oder Schachtofen, der dazu
imstande ist, die gewünschten hohen Temperaturen zu liefern. Als Brennstoff zum Beheizen des Ofens kann
Naturgas, Brennöl, Kohlenstaub oder ein anderer geeigneter Brennstoff verwendet werden. Die Verwendung
von Naturgas oder Brennöl wird bevorzugt, da diese Brennstoffe im Gegensatz zu Kohle in das Produkt
keine weiteren Verunreinigungen einbringen.
Die Zeit zum Totbrennen oder Sintern variiert naturgemäß mit der angewendeten Temperatur. Erwartungsgemäß ist bei höheren Temperaturen eine kürzere Sinterungszeit erforderlich. So wurde z. B. gefunden, daß ein Brennen der feuerfesten Pnrmifirnor ,,„„„r^u_
Die Zeit zum Totbrennen oder Sintern variiert naturgemäß mit der angewendeten Temperatur. Erwartungsgemäß ist bei höheren Temperaturen eine kürzere Sinterungszeit erforderlich. So wurde z. B. gefunden, daß ein Brennen der feuerfesten Pnrmifirnor ,,„„„r^u_
20 bis 25 Minuten bei etwa 1700°C ein gesintertes dolomitisches
feuerfestes Material ergibt, das eine relativ hohe Dichte besitzt. Im allgemeinen liegt die Sinterungstemperatur
im Bereich von etwa 1300 bis 1800° C, vorzugsweise 1500 bis 1700° C. Das Verfahren der vorliegenden
Erfindung gestattet die Herstellung von dichten feuerfesten Körnern mit hohem Magnesiumoxidanteil
bei merklich geringeren Endbrenntemperaturen, als sie herkömmlich angewendet werden.
Nach dem Sintern kann das feuerfeste Produkt direkt verwendet werden, oder es kann mit Pech zu Steinen
verpreßt und diese auf die herkömmliche Weise getempert werden. Sehr häufig werden die dolomitischen
feuerfesten Körner mit Pech überzogen, bevor sie zur endgültigen Form verpreßt werden. Naturgemaß
kann das gesinterte feuerfeste Produkt auch zu einem geeigneten Steinformat gepreßt und hierauf auf
die herkömmliche Weise gebrannt werden.
Die am meisten gewünschte MikroStruktur für das nach der Erfindung hergestellte feuerfeste Korn ist
eine kontinuierliche MgO-Matrix, die isolierte Taschen von CaO enthält Diese MikroStruktur unterscheidet
sich ausgeprägt von der MikroStruktur des natürlichen dolomitischen feuerfesten Korns mit allerhöchster
Reinheit (< 1 % Verunreinigungen), das gewöhnlich etwa 40 % MgO und 60% CaO enthält und das eine
kontinuierliche CaO-Matrix aufweist, die isolierte Taschen von MgO enthält.
Die Dichte des gemäß der Erfindung hergestellten Materials ist nach dem Sintern sehr hoch, nämlich oberhalb
etwa 33 g/cm3. Die Porosität des Materials ist
sehr gering.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Darin sind sämtliche Angaben über Teile und Prozentmengen
auf das Gewicht bezogen, falls nichts anderes angegeben wird.
Beispielelbis3
Ein Dolomit mit niedrigem Flußmittelgehalt (< 1 % Verunreinigungen) wurde etwa 2 Stunden in einem
elektrischen Ofen bei 12000C calciniert Dieser Dolomit
enthielt 40 Gewichtsprozent MgO und 60 Gewichtsprozent CaO.
Vier getrennte Proben des calcinierten Dolomits wurden teilweise hydratisiert indem etwa 150 Teile
Wasser je 100 Teile des calcinierten Dolomits zugesetzt wurden, worauf dann etwa 2 Stunden in einem
Trommelmischer durchgemischt wurde.
Zu drei von diesen Proben wurde sodann so viel I.4g(OH)2 zugesetzt, daß Massen erhalten wurden, die
nach dem Brennen folgende Zusammensetzung hatten: Beispiel 1: MgO 48,8%, CaO 51,2%;
Beispiel 2: MgO 68,4%, CaO 31,4% und
Beispiel 3: MgO 74,4%, CaO 25,6%.
Beispiel 2: MgO 68,4%, CaO 31,4% und
Beispiel 3: MgO 74,4%, CaO 25,6%.
Zu der vierten Probe, die als Kontrollversuch diente, wurde kein MgO zugesetzt.
Hierauf wurden die vier Proben zu Tabletten ver-Ormt
und etwa 2 Stunden bei 1600° C gebrannt.
Ein Ätzen mit Wasser der nach der oben beschriebenen Weise hergestellten feuerfesten Materialien zeigt,
daß die MikroStruktur des Materials des Beispiels 1 und des Kontrollmaterials eine kontinuierliche CaO-Matrix
enthält, während die feuerfesten Materialien der Beispiele 2 und 3 eine kontinuierliche MgO-Matrix besitzen.
Die vier erhaltenen feuerfesten Materialien wurden hinsichtlich der Hydratationsbeständigkeit untersucht.
Eine Probe des jeweiligen feuerfesten Materials wird auf ein erhöhtes Gestell in einem geschlossenen Gefäß
gebracht, dessen Bobenoberfläche mit Wasser bedeckt ist. Das Wasser wird bei einer Temperatur von 22,2° C
gehalten, und der Wasserdampf sättigt die Atmosphäre im Inneren des Gefäßes. Im Kontrollversuch versagte
ein feuerfestes Material mit niedrigem Flußmittelgehalt, das kein zugesetztes MgO enthielt, und das Material
des Beispiels 1 nach 30 Tagen in dieser Umgebung, wobei die Kontrollprobe eine größere Hydratationsgeschwindigkeit
zeigte. Das Dolomit-Magnesit-Korn des Beispiels 2 mit einer kontinuierlichen MgO-Matrix
(68,4% MgO, 31,6% CaO) zeigte erst nach 78 Tagen in dem Gefäß eine Rißbildung. Das feuerfeste Korn des
Beispiels 3 (74,4 % MgO, 25,6 % CaO) zeigte nach 80 Tagen in dem Gefäß nur eine geringe Staubbildung an
der Oberfläche. Diese Ergebnisse zeigen eindringlich die verbesserte Hydratationsbeständigkeit, die durch
die feuerfesten Materialien gemäß der Erfindung erzielt wird.
Die Materialien der Beispiele 1 bis 3 ergeben auch eine bessere Schlackenbeständigkeit als natürliche dolomitische
feuerfeste Materialien mit niedrigem Flußmittelgehalt Sie zeigen schließlich auch höhere Festigkeitseigenschaften
und eine bessere Beständigkeit gegen AbspJitterung nach Schlackeninfiltration, wenn sie
mit reinen feuerfesten MgO-Materialien verglichen werden.
509646/3
»Aiii;
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines dichten, hydratationsbeständigen
feuerfesten Korns, durch leichtes Brennen von Dolomit, Hydratisierung des gebrannten
Dolomits und Zugabe von MgO oder einer Verbindung, die sich beim Brennen hierzu zersetzt
und Brennen des gemischten Materials, dadurch
gekennzeichnet, daß man
a) den bei 1000 bis 14000C gebrannten Dolomit
bis zu einem Gehalt von 3 bis 40 Gewichtsprozent MgO teilweise hydratisiert
b) eine Magnesium enthaltende Verbindung, die sich unter Bildung von MgO zersetzt, oder
leicht gebranntes MgO mit dem leicht gebrannten Dolomit vermischt, so daß eine Masse erhalten
wird, die nach dem Brennen 45 bis 98 °/o enthält
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine ausreichende einer Magnesium enthaltenden Verbindung, die mit dem Gemisch der
Oxide vermengt ist, verwendet wird, um eine feuerfeste Masse, die nach dem Brennen 65 bis
75 % MgO enthält, herzustellen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das teilweise hydratisierte
Gemisch durch Pressen verformt, trocknet und hier auf bei Temperaturen von 1500 bis 1700° C brennt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man genügend Magnesium enthaltende Verbindungen oder
MgO zusetzt, um ein feuerfestes Korn zu erhalten, das eine kontinuierliche MgO-Matrix besitzt
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den leicht gebrannten
Dolomit teilweise hydratisiert indem man ihn je 100 Teile des Oxides mit mehr als 80 Teilen
bis zu 150 Teilen Wasser vermischt
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