DE2451935C3 - As a plastic mass, ramming mass or for the production of ceramic bodies suitable mass and its use. - Google Patents

As a plastic mass, ramming mass or for the production of ceramic bodies suitable mass and its use.

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DE2451935C3 DE19742451935 DE2451935A DE2451935C3 DE 2451935 C3 DE2451935 C3 DE 2451935C3 DE 19742451935 DE19742451935 DE 19742451935 DE 2451935 A DE2451935 A DE 2451935A DE 2451935 C3 DE2451935 C3 DE 2451935C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine als plastische Masse, Ή) Stampfmasse oder zur Herstellung von keramischen Körpern durch Formen und Brennen bis 165OT geeignete Masse, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist.The invention relates to a plastic mass, Ή) Ramming compound or for the production of ceramic bodies by molding and firing up to 165OT suitable mass, as described in the preamble of claim 1.

Hochtonerdehaltige. feuerfeste Materialien werden « seit vielen lahren für Baumaterialien, wie Ziegel, hergestellt. In der Vergangenheit sind Versuche unternommen worden, die Produkte durch Zugabe verschiedener Bestandteile zu dem Tonerdematerial zu verbessern. Um feuerfeste Produkte mit größerer Festigkeit und längerer Lebensdauer zu bilden, ist Chromoxid in unterschiedlichen Mengen zugesetzt worden. Dieses feuerfeste Tonerde-Chromoxid-Material ist dichter und weniger porös als feuerfeste Tonerdematerialien, die kein Chromoxid enthalten. inHigh alumina. refractories are " Manufactured for many years for building materials such as bricks. In the past there are attempts the products have been made by adding various ingredients to the clay material to enhance. To form refractory products with greater strength and longer life is Chromium oxide has been added in varying amounts. This alumina-chromium oxide refractory material is denser and less porous than refractories Alumina materials that do not contain chromium oxide. in

Aus der DE-OS 23 58 268 sind Massen bekannt, bei deren Herstellung die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Ausgangsmaterialien verwendet werden. Als Bindemittel dieser vorbekannten, feuerfesten Materialien wird ein Ligninderivat verwendet Weiterhin ist aus der US-PS 28 52 401 ein Feuerfestmaterial bekannt, bei dessen Herstellung ein bei Raumtemperatur gegenüber der als Bindemittel verwendeten Phosphorsäure inerter, feuerfester Zuschlagstoff und ein geringerer Anteil eines aluminiumhaltigen Materials, das sich bei Raumtemperatur mit Phosphorsäure chemisch umsetzt verwendet wird. In Spalte 6, Zeilen 3 —5 in dieser Druckschrift ist angegeben, daß Aluminiumphosphat kein geeigneter Ersatz für das Phosphorsäurebindemittel ist Zwar ist in den Berichten der Deutschen keramischen Geseilschaft 37 (1960), Heft8, Seiten 362-367, die Verwendung von Monoaluminiumphosphatlösungen als Bindemittel von keramischen Rohstoffen beschrieben, jedoch ergibt sich aus dieser Druckschrift kein Hinweis auf die vorteilhaften Eigenschaften, welche gemäß der verwiegenden Erfindung bei Verwendung von Aluminiumphosphat als Bindemittel im Vergleich zu Phosphorsäure erzielt wurden. From DE-OS 23 58 268 masses are known, in the production of which the starting materials mentioned in the preamble of claim 1 are used. A lignin derivative is used as the binder of these previously known, refractory materials. Furthermore, US Pat. No. 2,852,401 discloses a refractory material, during the production of which a refractory additive, which is inert at room temperature to the phosphoric acid used as a binder, and a smaller proportion of an aluminum-containing material, is used chemically reacts with phosphoric acid at room temperature. In column 6, lines 3-5 in this publication it is stated that aluminum phosphate is not a suitable substitute for the phosphoric acid binder of ceramic raw materials described, but this publication does not give any indication of the advantageous properties which were achieved according to the weighing invention when using aluminum phosphate as a binder in comparison to phosphoric acid.

Die Erfindung betrifft den in den Ansprächen gekennzeichneten Gegenstand.The invention relates to in the claims featured item.

Die Massen gemäß der Erfindung ergeben entweder nach dem Brennen oder, nachdem sie bei ihrem Einsatz beispielsweise als Stampfmasse oder plastische Masse auf erhöhte Temperatur gebracht worden sind, ein Material mit einem wesentlich höheren Bruchmodul als vorbekannte, feuerfeste Tonerdematerialien oder Tonerde-Chromoxidmaterialien und weisen eine höhere Rohdichte als vorbekannte Produkte auf.The compositions according to the invention yield either after firing or after they have been used for example, have been brought to an elevated temperature as a rammed mass or plastic mass Material with a significantly higher modulus of rupture than previously known, refractory alumina materials or alumina-chromium oxide materials and have a higher Bulk density than previously known products.

Das Tonerde-Rohmaterial, das erfindungsgemäß eingesetzt werden kann, ist ein Tonerde-Rohmaterial, das aus Tonerdezusammensetzungen und Tonerde mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99% und mehr (99 + % Tonerde) und Mischungen davon ausgewählt ist und mindestens 50% Tonerde enthält Diese Materialien schließen Aluminiumoxiderze, wie Cyanit. und Verbindungen, wie Sillimanit und Mullit ein. All diese Materialien sind chemisch miteinander verträglich und können getrennt voneinander oder in Form von Mischungen miteinander verwendet werden, wodurch sich jeder beliebige Tonerdeprozentsatz erreichen läßt.The alumina raw material that can be used in the present invention is an alumina raw material, that of alumina compositions and alumina with an aluminum oxide content of 99% and more (99 +% Alumina) and mixtures thereof is selected and contains at least 50% alumina These materials include alumina ores such as cyanite. and compounds such as sillimanite and mullite. All these Materials are chemically compatible with one another and can be used separately or in the form of Mixtures with each other can be used, whereby any desired percentage of alumina can be achieved.

Wenn als Tonerde-Rohmaterial eine Tonerde mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99% oder mehr, d. h. eine Tonerde hoher Qualität verwendet wird, kann ausschließlich tafelförmige Tonerde verwendet werden. Unter tafelförmiger Tonerde ist ein Material zu verstehen, das durch Erhitzen von calcinierter Tonerde auf höhere Temperaturen, z. B. 2000° C, erhalten worden ist und eine plättchen- bzw. tafelförmige Einzelkristallstmktur des a-Aluminiumoxids aufweist. Vorzugsweise wird jedoch eine Mischung aus tafelförmiger und calcinierter Tonerde verwendet wobei die calcinierte Tonerde jedoch eine Teilchengröße von < 0.043 mm aufweist. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Massen werden das Tonerde-Rohmaterial, das Chromeisenerz und das Aluminiumphosphat und gegebenenfalls die wetteren Bestandteile Bentonit und Wasser in den angegebenen Mengen ausreichend vermischt. Eine solche Mischung kann dann als Stampfmasse oder plastische Masse eingesetzt werden, oder sie kann geformt und anschließend in der angegebenen Weise unter Bildung des Feuerfestmaterials gebrannt werden.When, as the alumina raw material, an alumina having an alumina content of 99% or more, i.e. H. If a high quality clay is used, only tabular clay can be used. Tabular alumina is understood to mean a material which is produced by heating calcined alumina to higher temperatures, e.g. B. 2000 ° C, has been obtained and has a platelet or tabular single crystal structure of the a-aluminum oxide. Preferably however, a mixture of tabular and calcined clay is used, the calcined However, alumina has a particle size of <0.043 mm. For the production of the invention The alumina raw material, the chromium iron ore and the aluminum phosphate and possibly the weather components bentonite and water are in bulk sufficiently mixed in the specified quantities. Such a mixture can then be used as a ramming mass or Plastic mass can be used, or it can be shaped and then in the manner indicated be fired to form the refractory material.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. In diesen Beispielen wurde ein auf eine Teilchengröße von < 0,043 mm vermahlenes Chromeisenerz mit den folgenden Analysenwerten eingesetzt:The invention is illustrated by the following examples explained in more detail. In these examples, a particle size of <0.043 mm ground chromium iron ore with the following analysis values used:

OaO3 OaO 3 45,66%45.66% Fe-OxideFe oxides 27,24%27.24% Al2O3 Al 2 O 3 15,26%15.26% SiO2 SiO 2 1,47%1.47% MgOMgO 10,24%10.24% CaOCaO 0,13%0.13% eiterhinstill wurden tafelförmige und calciniertewere tabular and calcined

zu einer homogenen Mischung vermischtmixed to a homogeneous mixture

Aus der Masse wurden Steine mit den Abmessungen 228,6 mm χ 114,3 mm χ 76,2 mm geformt und diese während 5 Stunden bei 15600C gebrannt Der Bruchmodul der hierbei erhaltenen Steine ist ebenfalls in der Tabelle angegeben.From the mass stones having dimensions of 228.6 mm 114.3 mm χ χ 76.2 mm formed and this for 5 hours at 1560 0 C baked The modulus of rupture of the blocks obtained in this way is also indicated in the table.

Diese Eigenschaft ist wesentlich besser als die von vergleichbaren, vorbekannten feuerfesten Ton-Tonerde eingesetzt erde-Chromoxid-Produkten. In der Tabelle sind Ver-Die tafelförmige Tonerde mit einer Teilchengröße ίο gleichsversuche angegeben, bei denen an Stelle von von < 635 mm bis > 0,043 mm besitzt die folgende Aluminiumphosphat als Bindemittel entweder 80%ige Teilchengrößenverteilung: Phosphorsäure oder Sulfitablauge verwendet wurde,This property is significantly better than that of comparable, previously known, refractory clay-alumina used earth-chromium oxide products. In the table are Ver-Die Tabular clay with a particle size ίο similar tests indicated in which instead of from <635 mm to> 0.043 mm, the following aluminum phosphate has either 80% strength as a binder Particle size distribution: phosphoric acid or sulphite waste liquor was used,

> 0,246 mm bis < 6,35 mm 66% weiterhin ein Vergleichsversuch, bei welchem an Stelle> 0.246 mm to <6.35 mm 66% continued a comparative test in which instead of

> 0043 mm bis <0,246 mm 34.0% vo" Chromeisenerz Chromoxid eingesetzt wurde.> 0043 mm to <0.246 mm 34.0% vo "chromite chromium oxide was used.

is Aus diesen Werten ergibt sich die hervorragendeis The excellent

Zur Herstellung der Masse wurden die Bestandteile in Eign, :ng von Aluminiumphosphat als Bindemittel in den den in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen gut erfindungsgemäßen Massen.For the production of the mass, the constituents were suitably: ng of aluminum phosphate as a binder in the the amounts given in the table below are good compositions according to the invention.

Tabelle
Ansatz ATabel
Approach A

BestandteileComponents Vergleichsversuch oder BeispielComparative experiment or example kgkg kgkg 11 kgkg 22 kgkg AA. 85,985.9 erf.gem.according to 763763 erf.gem.according to 80,080.0 VergLComp Gew.-%Wt% Gew.-%Wt% Gew.-%Wt% 663663 72,172.1 64,164.1 76,776.7 74,074.0 TonerdeClay 81,181.1 davon:of that: 19,419.4 83,883.8 12,412.4 923923 6,06.0 tafelförmigtabular 77,477.4 4,7-0,043 mm4.7-0.043 mm —- 16,216.2 —- 7373 —- tafelförmigtabular 22,622.6 S 0,043 mmS 0.043 mm 4,74.7 —- 6,16.1 —- 10,010.0 calciniertcalcined —- 5 0,043 mm5 0.043 mm 10,010.0 5,85.8 17,417.4 9393 10,010.0 Calcinierte TonerdeCalcined clay 4,44.4 50,043 mm50.043 mm 5353 16,416.4 —- 9393 -- ChromeisenerzChromium ore 9393 -- 6,06.0 4.84.8 £0.043 mm£ 0.043mm —- —- —- -- —- Phosphorsäure, 80%igPhosphoric acid, 80% 5,05.0 -- 5,75.7 —- 4,64.6 -- AluminiumphosphatAluminum phosphate —- —- -- SulfitablaugeSulphite waste liquor , -, - -- —- ChromoxidChromium oxide -- 54335433 62136213 Bruchmodul (kg/cm2)Modulus of rupture (kg / cm 2 ) 530,1530.1 Vergleichsversuch oder BeispielComparative experiment or example Tabelle (Fortsetzung)Table (continued) 33 Ansatz AApproach A erf.gem.according to BestandteileComponents Gew.-%Wt% CC. kgkg DD. kgkg Vergl.Cf. Vergl.Cf. Gew.-%Wt% Gew.-%Wt%

Tonerde 76,2 80,0 74,8 763 86,7 90,0Alumina 76.2 80.0 74.8 763 86.7 90.0

davon:of that:

tafelförmig 92,5 74.0 83,8 64,1 100 90,0tabular 92.5 74.0 83.8 64.1 100 90.0

4,7-0,043 mm4.7-0.043 mm

tafelförmig 7,5 6,0 16.2 12.4tabular 7.5 6.0 16.2 12.4

S 0,043 mmS 0.043 mm

calciniert — — — — — —calcined - - - - - -

50,043 mm50.043 mm

Calcinierte Tonerde 4,8 5.0 6,0 6,1 - -Calcined clay 4.8 5.0 6.0 6.1 - -

50.043 mm50,043 mm

ιι ChromeisenerzChromium ore 55 24 5124 51 kgkg 935935 kgkg 66th DD. kgkg ff I < 0,043 mmI <0.043 mm 15,015.0 17,417.4 Vergl.Cf. __ I FortsetzungI continued \ Phosphorsäure, 8O°/oig \ Phosphoric acid, 8O ° / oig Gew.-%Wt% I BestandteileI components ξ Aluminiumphosphatξ aluminum phosphate Vergleichsversuch oder BeispielComparative experiment or example —- -- __ —- II. J: SulfitablaugeJ: Sulphite waste liquor 33 5,05.0 CC. —- -- ί Chromoxidί chromium oxide erf.gcm.erf.gcm. -- Vergl.Cf. £3£ 3 -- 3,83.8 I Bruchmodul (kg/cm2)I modulus of rupture (kg / cm 2 ) Gew.-%Wt% -- Gew.-%Wt% -- -- 10,010.0 f Tabelle (Fortsetzung)f table (continued) 14,314.3 17,017.0 3,73.7 ;. Ansatz B;. Approach B 9,69.6 : Bestandteile: Components —- —- 316,4316.4 4,84.8 rsuch oder Beispielrsuch or example —- —- —- —- ; Tonerde; Clay 460,0460.0 kgkg 406,0406.0 kgkg 55 kgkg l· davon: l of which: 80,080.0 85,085.0 erf.gem.according to 85,085.0 r tafelförmig r tabular Gew.-%Wt% ί 4,7-0,043 mmί 4.7-0.043 mm Vergleichs'uComparison u 62,062.0 62,062.0 81,081.0 62,062.0 i, tafelförmigi, tabular 44th BB. } < 0,043 mm} <0.043 mm erf.gem.according to 18,018.0 Vergl.Cf. 18,018.0 72\972 \ 9 18,018.0 calciniertcalcined Gew.-%Wt% Gcw.-%Weight% < 0.043 mm<0.043 mm 76,076.0 —- 80,880.8 5,05.0 21.221.2 5,05.0 : Calcinierte Tonerde : Calcined clay < 0,043 mm<0.043 mm 77,577.5 10,010.0 72,972.9 10,010.0 5,95.9 10,010.0 ChromeisenerzChromium ore < 0,043 mm<0.043 mm 10,010.0 21.221.2 5.05.0 9,49.4 5,05.0 Phosphorsäure, 80% igPhosphoric acid, 80% AluminiumphosphatAluminum phosphate —- -- 5,95.9 5,25.2 4,84.8 -- SulfitablaugeSulphite waste liquor 5,25.2 -- 5,05.0 ChromoxidChromium oxide —- 9,49.4 —- —- —- Bruchmodul (kg/cm*)Breaking modulus (kg / cm *) -- -- 4,84.8 -- 4,84.8 —- -- —- 5,05.0 495,0495.0 5,05.0 -- —- —- —- -- 621,7621.7 473,5473.5

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Als plastische Masse, Stampfmasse oder zur Herstellung von keramischen Körpern durch Formen und Brennen bis 16500C geeignete Masse, bestehend aus1. As a plastic mass, ramming mass or for the production of ceramic bodies by molding and firing up to 1650 0 C suitable mass, consisting of 65 bis 96 Gew.-% Tonerde-Rohmaterial, ausgewählt aus Fonerdezusammensetzungen, Tonerde mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99% und mehr und Mischungen davon mit einem Tonerdegehalt von mindestens 50%, wobei 65 bis 94% des vorhandenen Tonerde-Rohmaterials eine Teilchengröße von < 635 mm bis > 0,043 mm aufweisen und der Rest eine Teilchengröße von < 0,043 mm besitzt, und wobei im Fall einer Tonerde mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99% und mehr der eine Teilchengröße von < 635 mm bis > 0,043 mm aufweisende Anteil in Form von tafelförmiger Tonerde vorhanden ist, während 25% bis 100% der Tonerde mit einer Teilchengröße von < 0,043 mm als tafelförmige Tonerde und der Rest als calcinierte Tonerde vorliegen,65 to 96% by weight of alumina raw material selected from alumina compositions, alumina with an alumina content of 99% and more and mixtures thereof with an alumina content of at least 50%, with 65 to 94% of the raw alumina present having a particle size of <635 mm to> 0.043 mm and the rest has a particle size of <0.043 mm, and in the case of an alumina with an aluminum oxide content of 99% and more, the particle size of < 635 mm to> 0.043 mm is present in the form of tabular alumina, while 25% to 100% of the alumina is present particle size <0.043 mm as tabular clay and the remainder as calcined Clay is present, 3 bis 25 Gv:w.-% Chromeisenerz mit einer Teilchengröße von < 0,043 mm, das 35 bis 50% CoO3,15 bis 35% FeO und 25 bis 40% der Oxide von Silicium, Magnesium, Calcium, Aluminium und/oder anderen Metallen enthält,3 to 25 Gv: w .-% chrome iron ore with a particle size of <0.043 mm, the 35 to 50% CoO 3 , 15 to 35% FeO and 25 to 40% of the oxides of silicon, magnesium, calcium, aluminum and / or others Contains metals, 0 bis 10 Gew.-% calcinierte Tonerde mit einer Teilchengröße von < 0,043 mm und0 to 10% by weight calcined clay with a particle size of <0.043 mm and ein Bindemittel,a binder, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Aluminiumphosphat ist und in einer Menge von 1 bis 10Gew.-%,als P2O5 berechnet, vorliegtcharacterized in that the binder is aluminum phosphate and in an amount from 1 to 10% by weight, calculated as P2O5, is present 2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Verwendung als plastische Masse aus 65 bis 96 Gew.-% Tonerde, 3 bis 20 Gew.-% Crromeisenerz, 1 bis 4 Gew.-% Bentonit 0 bis 12 Gew.-% Wasser und I bis 10 Gew.-% Aluminiumphosphat, als P2O5 berechnet, besteht.2. Mass according to claim 1, characterized in that it is made of when used as a plastic mass 65 to 96% by weight of alumina, 3 to 20% by weight of chrome iron ore, 1 to 4% by weight of bentonite 0 to 12 % By weight of water and 1 to 10% by weight of aluminum phosphate, calculated as P2O5. 3. Verwendung der Masse nach Anspruch 1 zur Herstellung von feuerfesten Formkörpern durch Formen zu einem keramischen Körper und Brennen bei 350 bis 1650° C während 2 bis 8 Stunden.3. Use of the composition according to claim 1 for the production of refractory moldings Form into a ceramic body and firing at 350 to 1650 ° C for 2 to 8 hours. 4545
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