DE2442830B2

DE2442830B2 - Feuerfestes, hydraulisch abbindendes Material

Info

Publication number: DE2442830B2
Application number: DE2442830A
Authority: DE
Inventors: Andre Abbeville Claverie (Frankreich)
Original assignee: Efsi Ets Pour La Fabrication De Specialites Industrielles Abbeville (frankreich)
Current assignee: Efsi Ets Pour La Fabrication De Specialites Industrielles Abbeville (frankreich)
Priority date: 1973-09-07
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1980-08-21
Also published as: GB1446103A; FR2243163A1; CA1044707A; LU70855A1; BE819314A; ES430083A1; FR2243163B1; AU7310874A; US4102695A; JPS5072910A; IT1033091B; DE2442830A1; NL7411790A

Description

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Die Erfindung betrifft ein feuerfestes, hydraulisch abbindendes Material nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.

Ein derartiges Material ist aus der DE-OS 22 30 746 bekannt. Bei derartigen Mischungen ist es wichtig, die feuerfeste Substanz mit großer spezifischer Oberfläche und großer Wasseraufnahmefähigkeit zu entflocken. Diese Aufgabe übernehmen bei der bekannten Mischung Zusätze von 0,01 bis 1 Gew.-% alkalischer Phosphate, alkalischer Polyphosphate, alkalischer Karbonate oder anderer alkalischer Salze, eine Gruppe von Substanzen also, in die auch das einen pH-Wert seiner 10°/oigen wässerigen Lösung von 10 bis 11 aufweisende r> Phosphatpolymer einzuordnen ist, das in einer Menge von 0,01 bis 0,6 Gew.-°/o der hier beschriebenen Mischung beigefügt ist. Dabei ist die Entflockungswirkung dann besonders stark, wenn das Gemisch einen pH-Wert zwischen 6 und 9,2 aufweist, d. h. die Mischung to besitzt in diesem Bereich ein Viskostitätsminimum.

Die Praxis hat jedoch ergeben, daß bei der bekannten Mischung die Viskosität so schnell zunimmt, daß eine weitere Verarbeitung der Mischung kaum mehr möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, das Abbinden M des tonerdehaltigen Zements zu verzögern, und zwar unabhängig vom Fluidisieren und/oder Entflocken des feuerfesten Materials großer spezifischer Oberfläche.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Hauptanspruches angegeben.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Zusatzes ist unabhängig von der Wirkung des Entflockungsmittels und erzeugt einen Dämpfungseffekt im tonerdehaltigen Zement derart, daß die erfindungsgemäße Mischung einerseits gut durchgerührt und vermengt werden kann, andererseits aber nach der Vermengung eine ausreichende Verarbeitungszeit besitzt

Es ist festgestellt worden, daß es zur Herstellung eines feuerfesten, hydraulisch abbindenden Materials hoher Qualität notwendig ist, für jeden der Bestandteile, also für das feuerfeste Material, den hydraulischen Zement und das feuerfeste Material geringer Korngröße, die angegebenen Mengen mit größter Genauigkeit einzuhalten, weil sonst die Qualität des Materials beeinträchtigt wird.

Gemäß der Erfindung weist das zusammengesetzte Material folgende Charakteristiken auf:

1. Die Mischung des feuerfesten Stoffes mit der begrenzten Korngröße setzt sich folgendermaßen zusammen:

etwa 40 Gewichtsanteile eines feuerfesten Stoffes mit 2 bis 5 mm;

etwa 30 Gewichtsanteile eines feuerfesten Stoffes mit O₁? bis 2 mm;

etwa 20 Gewichtsanteile eines feuerfesten Stoffes mit 50 μπι bis 0,2 mm.

2. 80 bis 94 Gew.-% der vorangegangenen Mischung werden hinzugefügt:

a) 4 bis 12 Gew.-% eines hydraulischen, tonerdehaltigen Zements;

b) 2 bis 8 Gew.-% eines feuerfesten Materials mit einer Korngröße unter 50 μπι mit großer spezifischer Oberfläche und einem hohen Absorptionsvermögen für Wasser;

c) 0,01 bis 0,6 Gew.-% eines in einer wäßrigen Umgebung eines pH-Wertes zwischen 6 und 9,2 aktiven Entflockungsmittels, nämlich einen pH-Wert seiner 10%igen wäßrigen Lösung von 10 bis 11 aufweisenden Phosphatpolymers zum Entflocken des Materials großer spezifischer Oberfläche;

d) 0,01 bis 0,6 Gew.-% Natriumhexametaphosphat [3 P₂O₅ · 3 Na₂O bzw. (PO₃Na)₆] mit einem pH-Wert seiner l°/oigen wäßrigen Lösung von etwa 6 als das Abbinden des hydraulischen, tonerdehaltigen Zements bewirkenden Verzögerers, wobei dieser Zusatz darüber hinaus die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der durch das Material gewonnenen Erzeugnisse bei Kälte und Hitze verbessert.

Die aufgeführte Mischung wird mit wenig Wasser, etwa 3 bis 8 %, versetzt, wobei auf eine gute Verarbeitbarkeit, ein ausreichendes Zement/Wasser-Verhältnis und auf eine rasche Bereitstellung an der Vibrationsförderstrecke geachtet wird.

Die Korngrößenkurve für die feuerfesten Stoffe ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt, wobei die Nummern der Siebe entsprechend der AFNOR-Norm X 11-501 aus dem Jahre 1938 (Sieb Nr. 18 entspricht einer Maschenweite von 50μιη; Sieb Nr. 37 entspricht einer Maschenbreite von 4 mm) auf der Abszisse und die Prozente des Rückstandes auf der Ordinate dargestellt sind.

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Anschließend wird nun angegeben, welche Substanzen im einzelnen für das oben angegebene Material verwendet werden können.

1. Die feuerfesten Stoffe, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind: Chromerz, Mullit, Sillimanit, Kyanit, Forsterit, Olivin, Magnesia, Tonerden, gebrannter, feuerfester Ton, Schamotte, Bauxit, Korund, Tonerdepellets und Zirkon.

2a. Der hydraulische, tonerdehaltige Zement wird in einer Menge von 4 bis 12 Gew.-% verwendet Diese geringe Menge Zement sorgt dafür, daß in der Mischung 1 bis 3,5% Calciumoxid vorhanden sind. Dieses Oxid ist zwar notwendig, um bestimmte Reaktionen der Zusammensetzung zu unterstützen, würde aber bei zu großem Anteil die Entflockung beeinträchtigen.

2b. Die feuerfeste Substanz mit der großen spezifischen Oberfläche und dem hohen Absorptionsvermögen für Wasser ist hauptsächlich ein Ton, wie reiner Kaolinit, der in seinen Grundbestandteilen wenig schwankt; er wird in einer Menge von 2 bis 8 Gew.-% verwendet

2c. Bezüglich des verwendeten Verflüssigungs- und Entflockungsmittels ist folgendes vorauszuschikken. Die Viskositätskurve des Gemisches als Funktion des pH-Wertes läuft durch ein Minimum an der Stelle, wo die Entflockung ein Maximum erreicht. Für Kaolinit ist dies in F i g. 2 der Zeichnung dargestellt, auf der der Prozentsatz des Entflockungsmittels auf der Abszisse und die Viskosität in mPa s und der pH-Wert auf der Ordinate dargestellt sind. Es ist daraus ersichtlich, daß die Viskosität für einen pH-Wert zwischen 6

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35 und 9,2 besonders gering ist Eine weitere Viskositätskurve ist in Fig. 3 dargestellt, und zwar für eine Mischung mit zerkleinerter Schamotte, wobei der prozentuale Anteil der Schamotte auf der Abszisse und die Viskosität in mPa s auf der Ordinate aufgetragen sind.

Als Verflüssigungs- und/oder Entflockungsmittel wird bei der erfindungsgemäßen Mischung ein Phosphatpolymer, Handelsname: GIESSFIX-SPEZIAL, in einer Menge von 0,01 bis 0,6 Gew.-% verwendet, das in dem obenerwähnten pH-Bereich von 6 bis 9,2 der wäßrigen Umgebung wirksam ist und dessen pH-Wert seiner 10%igen Lösung zwischen 10 und 11 liegt

Die Viskosität des Tons hat bei einem pH-Wert von 8,4 ein Minimum.

2d. Bei hohem pH-Wert des tonerdehaltigen Zements, die pH-Werte können zwischen 8 und 12 variieren, ist es erforderlich, daß

1. ein Puffereffekt hervorgerufen wird, damit die Entflockung des Tons oder des feuerfesten Materials mit der großen spezifischen Oberfläche nicht beeinträchtigt wird, und

2. eine Verzögerung beim Abbinden des tonerdehaltigen Zements bewirkt wird, so daß eine nachfolgende Verarbeitung möglich ist.

Diese beiden Effekte werden dadurch erreicht, daß ein zusätzliches Mittel in einer Menge von 0,01 bis 0,6 Gew.-% verwendet wird, das aus einem nahezu neutralen Polyphosphat besteht, nämlich Natriumhexametaphosphat. Handelsname: FFB10, mit einem pH-Wert seiner l%igen wäßrigen Lösung von etwa 6.

Nachfolgend werden Zahlenbeispiele für die erfindungsgemäße Mischung angegeben.

Stoffe

Zusammensetzung gemäß der Erfindung
in Gew.-%

Schamotte 42/45 Al₂O₃ von 2 bis 5 mm

Schamotte 42/45 Al₂O₃ von 0,2 bis 2 mm

Schamotte 42/45 Al₂O₃ von 50 μπι bis 0,2 mm

Tonerdezement

Ton <50 μπι 42/45 Al₂O₃

Schamotte <50 μπι 42/45 Al₂O₃

Phosphatpolymer

Natriumhexametaphosphat

Wasser

38,60	39,50	39,50
29,00	29,65	29,65
19,40	19,85	19,85
7,00	7,00	5,00
6,00	4,00
		5,00
0,0330	0,0217	0,012
0,06	0,01	0,075
8,0	8,0	8,0

Die chemische Analyse des auf der Basis feuerfester Schamotte gemäß der Erfindung hergestellten Materials ist folgende:

Chemische Analyse	43-45%
Al₂O₃	49-51%
SiO₂	1,5-2%
TiO₂	1,5-2%
Fe₂O₃	1,5-2%
CaO
Alkalien

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feuerfestes, hydraulisch abbindendes Material aus 80 bis 94 Gew.-% einer Mischung feuerfester Stoffe mit einer mittleren Korngröße zwischen 50 μπι und 5 mm als Grundbestandteil, aus 4 bis 12 Gew.-% eines tonerdehaltigen Zements mit einem pH-Wert zwischen 8 und 12, aus 2 bis 8 Gew.-°/o einer feuerfesten Substanz mit großer spezifischer Oberfläche und großer Wasseraufnahmefähigkeit, die eine Körnung kleiner 50 μπι besitzt, und aus 0,01 bis 0,6 Gew.-% eines in einer wässerigen Umgebung eines pH-Wertes zwischen 6 und 9,2 aktiven Entflockungsmittels, nämlich einen pH-Wert seiner 10%igen wässerigen Lösung von 10 bis 11 aufweisenden Phosphatpolymers, gekennz.oichnetdurch Natriumhexametaphosphat

[3 P₂O₅ · 3 Na₂ObZW-(PO₃Na)₆]

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mit einem pH-Wert seiner l°/oigen wässerigen Lösung von etwa 6 als weiteren Bestandteil in einer Menge von 0,01 bis 0,6 Gew.-% als das Abbinden des hydraulichen, tonerdehaltigen Zements bewirkenden Verzögerers.

2. Feuerfestes Material nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

87 Gew.-% Schamotte einer Korngröße zwischen 50 μπι und 5 mm,

7 Gew.-% tonerdehaltiger Zement,

6Gew.-% Ton mit einer Körnung kleiner als

50 μπι,

0,033 Gew.-%Phosphatpolymer und
0,06 Gew.-% Natriumhexametaphosphat
sowie, bezogen auf dieses Gemisch,

8 Gew.-% Wasser.

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