DE2223142A1 - Feuerfestes Auskleidungsmeterial und Auskleidungen auf der Grundlage von Siliciumdioxid,Aluminiumsilikat oder Aluminiumoxid - Google Patents

Feuerfestes Auskleidungsmeterial und Auskleidungen auf der Grundlage von Siliciumdioxid,Aluminiumsilikat oder Aluminiumoxid

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DE2223142A1 DE19722223142 DE2223142A DE2223142A1 DE 2223142 A1 DE2223142 A1 DE 2223142A1 DE 19722223142 DE19722223142 DE 19722223142 DE 2223142 A DE2223142 A DE 2223142A DE 2223142 A1 DE2223142 A1 DE 2223142A1
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Description

Feuerfeste Auskleidungen auf der Basis von Siliciumdioxid, Aluminiumsilikat oder Aluminiumoxid allein oder in Kombination besitzen bekanntlich gute feuerfeste Eigenschaften, haben aber auch den Nachteil, daß sie von basischen Schlacken stark angegriffen werden, was ihren Gebrauch beträchtlich einschränkt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diesen Mangel zu vermeiden, der, wie festgestellt wurde, auf der Tatsache beruht, daß alkalische Substanzen aus basischer Schlacke mit den feuer-
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festen Materialien unter Bildung von Silikaten oder Aluminaten, insbesondere in Poren und Rissen, reagieren, wo der chemische Angriff sich mit einer Berstwirkung infolge der Quellung der Aluminate, und Silikate überlagert.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, solche Poren und Risse in der Auskleidung, die mit der basischen Schlacke in Berührung kommen können, so weit wie möglich mit solchen Substanzen zu füllen, die bei Reaktion mit den basischen Bestandteilen der Schlacke nicht quellen. Es wurde gefunden, daß Substanzen mit solchen Eigenschaften kolloidale Kieselsäuresole, insbesondere wäßrige kolloidale Kieselsäuredispersionen, von diskreten Teilchen oberflächlich hydroxylierter Kieselsäure einerTeilchen größe bis zu 30,um, vorzugsweise zwischen 5 und 30 ,un sind. Solche kolloidale Kieselsäure ist im Handel unter dem Namen Ludox erhaltlich und es werden vorzugsweise deren wäßrige Dispersionen in Konzentrationen entsprechend etwa 40 Gewichts-% verwendet.
Die Erfindung beruht auf der Arbeitshypothese, daß die kolloidale Kieselsäure mit Alkali aus der Schlacke und mit Aluminium aus Aluminium enthaltenden feuerfesten Stoffen unter Bildung nicht quellender Verbindungen vom Carnegittyp (Na2CAl2O.,.2SiOj) reagiert, während in sauren feuerfesten Stoffen die Gegenwart kolloidaler Kieselsäure die Bildung von Tridymit und Cristobalit ansteigen läßt. Unabhängig davon, ob diese Hypothese zutrifft oder nicht, haben praktische Versuche gezeigt, daß die Behandlung der oben erwähnten feuerfesten Materialtypen mit kolloidaler
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Kieselsäure ihre Widerstandsfähigkeit gegen den Angriff basischer Schlacken beträchtlich verbessert.
Die Erfindung umfaßt daher feuerfeste Auskleidungsmaterialien sowie fertige Futter, die gegen Angriffe basischer Schlacken widerstandsfähig sind und mindestens eines der feuerfesten Produkte Kieselsäure, Aluminiumsilikat und Aluminiumoxid zur Grundlage haben, und die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens »olche Oberflächenzonen.des Auskleidungsmaterials oder des fertigen Futters, die im Gebrauch Angriffen basischer Schlacken ausgesetzt sind, mit kolloidaler Kieselsäure einer Teilchengröße bis zu 30 /im, vorzugsweise zwischen 5 und 30 Aim getränkt werden. Mit anderen Worten, die Poren solcher Oberflächenzonen werden mehr oder weniger vollständig mit feinen trockenen Teilchen aus kolloidaler Kieselsäure gefüllt.
Die Auskleidungsmaterialien oder fertigen Futter können auf einem der üblichen Wege hergestellt werden, und mindestens solche Oberflächen, die im Gebrauch dem Angriff basischer Schlacken ausgesetzt sind, können anschließend mit einer wäßrigen Suspension von oberflächenhydroxyHerten Kieselsäureteilchen einor Teilchengröße bis zu 30 yüm getränkt und schließlich getrocknet werden. Die Tränkung kann durch Aufsprühen, Streichen, Eintauchen, Vollsaugen usw. durchgeführt werden. In gewissen Fällen ist es jedoch möglich, die kolloidale Kieselsäuresuspension in die Massen, aus denen Ziegel und sonstige feuerfeste Gegenstände gefertigt werden, sowie in feuerfeste Hör.tel und Ramm- oder -_-.-;.. Stampfmassen einzumischen, wie sie zum Auskleiden von öfen,
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Pfannen u.dgl. benutzt werden. Um sonstige Eigenschaften solcher Mörtel und Massen nicht zu verändern, wird ihnen vorzugsweise nicht mehr kolloidale Kieselsäuresuspension zugemischt, als etwa 2 Gewichts-% SiO2 in dem fertigen Mörtel oder der fertigen Masse entspricht. Selbst wenn man diese Art Mörtel oder Ramm- oder Stampfmasse benutzt, ist es ratsam, nach vollständiger Fertigung der Auskleidung eine Nachbehandlung mit der kolloidalen Kiesel-•säuresuspension durchzuführen, um noch verbliebene Oberflächenporen auszufüllen.
Wenn gebrannte Ziegel oder fertige getrocknete Futter mit der kolloidalen Kieselsäuresuspension behandelt werden sollen, kann die Behandlung mehrmals unter Zwischenschaltung von Trocknung wiederholt werden, wobei das Porenvolumen der behandelten Oberflächenzone den maximalen Kieselsäureverbrauch bestimmt.
Im Folgenden wird die Erfindung an einigen Beispielen näher erläutert. Die Widerstandsfähigkeit gegen Schlackenangriff ist bei allen Produkten der Beispiele nach der genormten DIN-Prüfmethode untersucht worden.
Beispiel 1 Herstellung von Ziegeln
Ziegel auf der Grundlage von Silicium-dioxid, Aluminiumsilikat oder Aluminiumoxid werden in bisher bekannter Weise gefertigt und nach dem Brennen mit einer Suspension von kolloidaler Kieselsäure einer Teilchengröße von 5 bis 30,um imprägniert. Die Ziegel werden getrocknet und sind darauf gebrauchsfertig.
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Beispiel 2 Herstellung von feuerfestem Material
Eine Hörtelmasse, wie sie gewöhnlich für ungetränkte Siegel gemäß Beispiel 1 gebraucht wird, jedoch mit einem so niedrigen Alkaligehalt wie praktisch möglich, wird mit etwa 5 Gewichts-% einer 40 %-igen Suspension von kolloidaler Kieselsäure vermischt. Eine in dieser Weise hergestellte Mörtelmasse ist besonders geeignet für die Ausfütterung von Gie.Bpfannenöfen zur Stahlerzeugung. ·
Beispiel 3 Herstellung von gemauerten Auskleidungen
Gemäß Beispiel 1 hergestellte und getränkte Ziegel werden mit einem Mörtel nach Beispiel 2 verbunden, und das Wasser wird durch Trocknung bei etwa 110° entfernt, worauf die Auskleidung gebrauchsfertig ist. Die Verbindung kann weiter dadurch verbessert werden, daß man sie nach dem Trocknen mit einer Suspension aus kolloidaler Kieselsäure in solchen Fällen imprägniert, wo es aus technischen Gründen unzweckmäßig ist, ausreichende Mengen kolloidaler Kieselsäure dem Mörtel zuzusetzen.
Natürlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, zunächst eine Auskleidung mit den betreffenden Materialien in bisher üblicher Heise, z.B. m-ittels Vermauern, Stampfen oder Gießen herzustellen und nach erfolgter Trocknung des Futters seine Oberflächenzone mit einer Suspension kolloidaler Kieselsäure zu tränken und schließlich die getränkte Oberfläche zu trocknen.
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ülusaromenf assend ist festzustellen, daß die Erfindung im wesentlichen in der Benutzung kolloidaler Kieselsäure der angegebenen Art besteht, um einen ausgedehnten Gebrauch von feuerfesten Massen auf Grundlage von SiO- und/oder A^Og auch bei Gießpfannen
und öfen zur Behandlung vonMetallschmelzen mit basischen Schlakken möglich zu machen.
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Claims (6)

  1. 2223U2
    Patentansprüche
    l.\ Feuerfestes Äuskleidungsmaterial und fertige.feuerfeste Futter von hoher Widerstandsfähigkeit.gegen Angriff basischer Schlacken, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf mindestens einem der keramischen Stoffe Siliciumdioxid, Aluminiumsilikat oder Aluminiumoxid beruhen und daß mindestens diejenigen Oberflächenzonen, die dem Angriff basischer Schlacken ausgesetzt werden sollen, mit kolloidaler Kieselsäure einer Teilchengröße bis zu 30/um, vorzugsweise zwischen 5 und 30/um, getränkt werden.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung feuerfester Produkte und fertiger feuerfester Futter mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe durch basische Schlacken, dadurch gekennzeichnet, daß sie in an sich bekannter Weise aus mindestens einem der feuerfesten Materialien Siliciumdioxid, Aluminiumsilikat oder Aluminiumoxid gefertigt werden und daß während oder nach der Bildung der Produkte bzw. der fertigen Futter diese mindestens in solchen Oberflächenzonen, die basischen Schlacken ausgesetzt werden sollen, mit einer wäßrigen Suspension kolloidaler Kieselsäure einer Teilchengröße bis zu 30/απ, vorzugsweise zwischen 5 und 30yum, getränkt und schlielich getrocknet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch,2, dadurch gekennzeichnet, daß die kolloidale TCieselsäuresuspension eine Konzentration entsprechend etwa 40 Gewichts-% ^iO2 besitzt.
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  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 für Futter, die durch Vermauern unter Verfugen feuerfester Ziegel mit feuerfestem Mörtel hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziegel vor der Verfugung und vorzugsweise in Verbindung mit ihrer Herstellung mit kolloidaler Kieselsäuresuspension getränkt werden und eine kolloidale Kieselsäuresuspension auch dem Mörtel zugesetzt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet* daß nur ein Teil der kolloidalen Kieselsäuresuspension dem Mörtel vor der Aufmauerung des Putters zugesetzt wird, während der Rest der Oberfläche der Fugen,nachdem sie getrocknet sind, zugegeben wird und anschließend nochmals getrocknet wird, um das Wasser aus der zugesetzten wäßrigen Kieselsäuresuspension zu entfernen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2 zum Auskleiden durch Gießen oder Rammen mit einer feuerfesten Masse auf der Grundlage mindestens eines der keramischen Produkte Kieselsäure, Aluminiumsilikat oder Aluminiumoxid, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Suspension kolloidaler Kieselsäure der Masse und/oder der gegossenen oder gestampfen Auskleidung zugesetzt wird.
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