DE2502930A1 - Feuerfestes material und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL · DIPL.-CHEM. DR. SCHÖN

DIPL.-PIIYS. HERTEL ο Γ Π Ο Π Ο Π

ι ο υ L y ο υ

PATENTANWÄLTE

T 16-9

The Chas. Taylor's Sons Company, 8631 Broadwell Road, Cincinnati, Ohio / USA

Feuerfestes Material und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung betrifft ein feuerfestes Material, das sich beim Erhitzen permanent ausdehnt, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Es sind bereits feuerfeste oder hxtzebeständige Aluminiumoxid -Chromoxid-Produkte , wie feuerfeste Steine etc, hergestellt worden. Diese feuerfesten Produkte sind mit Hilfe einer Reihe von Mitteln gebunden worden, die auch entweder eine Monoaluminiumphosphatlösung oder eine '80%ige Phosphor-

5 0 9835/0992

ORKSJNAL INSPECTED

MÜNCHEN 8β, SIEBSRTSTR. 4, POSTFACH 800 720, KABSI.: RHEINPATENT, TSI.: (080) 47 10 70/79 TELEX: 3-22639

Säurelösung einschließen* Obwohl diese Produkte eine gute lineare Stabilität und eine gute Volumenstabilität besitzen, ist es erwünscht, Produkte zu bilden, die beim Erhitzen eine permanente Ausdehnung zeigen.

Diese Eigenschaft der permanenten Ausdehnung ist dann erwünscht, wenn dieses Produkt für konstruktive oder Bauzwecke verwendet wird, beispielsweise als Auskleidung für kernlose Induktionsöfen. Für diese Anwendungszwecke ist es erwünscht, daß die Auskleidung eine permanente Ausdehnung zeigt, so daß die sich gegebenenfalls bildenden Risse sich nicht öffnen und ein Durchdringen des Metalls durch die Ofenauskleidung bewirken können.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein feuerfestes Material, das sich beim Erhitzen permanent ausdehnt und das 72% bis 98% Aluminiumoxid, 1% bis 25% Chromoxid, 0,1% bis 0,5% Magnesiumoxid und 0,5% bis 4,0% P^⁰K enthält.

Das Magnesiumoxid und das P₇O₁- werden in Form einer Magnesiumphosphat lösung eingesetzt, die 3% bis 7% MgO und 35% bis 55% Phosphorsäure und als Rest Wasser enthält.

Die Magnesiumphosphatlösung wird zu den Aluminiumoxid- und Chromoxid-Bestandteilen unter Bildung einer Mischung zugesetzt, die 72% bis 98% Aluminiumoxid, 1% bis 25% Chromoxid und 4% bis 7% Magnesiumphosphatlösung enthält.

Die in dieser Weise gebildete Mischung wird dann entweder als keramische Masse in ungeformtem Zustand verpackt, das heißt in Form eines "Spezial"-Produkts, das heißt eines Produkts, das durch den Kunden geformt wird, oder verformt, beispielsweise zu Steinen und dergleichen, die dann von dem Hersteller gebrannt werden.

50 9 835/0992

Das gebrannte feuerfeste Produkt besitzt eine permanente Ausdehnung, die erwünschter ist als die linearen Eigenschaften, die man erhält, wenn man entweder Phosphorsäure oder Monoaluminiumphosphat als Phosphatquelle in der Aluminiumoxid-Chromoxid-Mischung verwendet,Weiterhin wird auch der Bruchmodul gesteigert.

Das erfindungsgemäß verwendete Aluminiumoxid sollte ein Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 99% und mehr (99+%) sein und kann entweder in Tafelform (tabular) oder als Mischung aus tafelförmigem und calciniertem Aluminiumoxid vorliegen. Das Aluminiumoxid sollte mit einer Teilchengröße vorhanden sein, die sich von K 0,043 mm bis 4,7 mm erstreckt. Wenn calciniertes Al₃O₃ eingesetzt wird, wird es mit einer Teilchengröße von ( 0,043 mm angewandt.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung weiter erläutern. Man verwendet eine Mischung der folgenden Bestandteile:

Tafelförmiges Aluminiumoxid 1,17 - 4,70 mm 29,8 kg

Tafelförmiges Aluminiumoxid 0,246 .-.i./i7 mm 21,6 kg

Tafelförmiges Aluminiumoxid 0,043 - Q-,246 mm 14,8 kg

Tafelförmiges Aluminiumoxid ^0,043 mm 19,1 kg

Calciniertes Aluminiumoxid \ 0,043 mm ' · 4,7 kg

Chromoxid <Ό,Ο43 mm 10,0 kg

Magnesiümphosphatlösung 5,4 kg

Man verformt die Mischung dann zu Steinen mit den Abmessungen 228,6 mm χ 114,3 mm χ 76,2 mm und brennt die Steine während 5 Stunden bei 1566⁰C. Die gebrannten Steine besitzen die folgenden Eigenschaften;

509835/0992

Lineare Veränderung nach dem Brennen + 0,19 % Bruchmodul ·596,8 kg/cm²

Porosität 10,9 %

Absorption 3,3 %

Dichte 3,34 g/cm³

Es werden zwei als Ansätze A und B bezeichnete Vergleichsansätze durchgeführt, bei denen anstelle von 5,4 kg Magnesiumphosphatlösung 5,5 kg einer 80%igen Phosphorsäurelösung (Ansatz A) bzw. 4,7kg Monoaluminiumphosphat (Ansatz B) eingesetzt werden.- Sämtliche anderen Bestandteile sind die gleichen wie die im obigen Beispiel verwendeten. Die sich ergebenden Eigenschaften der Produkte des Beispiels und der Vergleichsansätze A und B sind in der folgenden Tabelle zum Zwecke des direkten Vergleichs angegeben.

Aus der obigen Beschreibung und den angegebenen Beispielen ist deutlich zu ersehen, daß eine permanente Ausdehnung dadurch erreicht wird, daß man Magnesiumphosphat zu dem feuerfesten Aluminiumoxid-Chromoxid-Material zusetzt.

Tabelle

Eigenschaften Beispiel . Vergleichsansatz A Vergleichsansatz B

Lineare Veränderung -K), 19 -0,08 -O,O8

nach dem Brennen
%

Bruchnodul, kg/cm² 596,8 493,1 516,5

509835/0992

Claims (4)

P a. t. e. n. t a η s ρ r ü c h e

1. Feuerfestes Material, das sich beim Erhitzen permanent -- ausdehnt, enthaltend 72% bis 98% Aluminiumoxid, 1% bis 25% Chromoxid, 0,1% bis 0,5% Magnesiumoxid und 0,5% bis 4,0% P₂ ^O5*

2. Verfahren zur Herstellung des feuerfesten Materials nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß man 72% bis 98% Aluminiumoxid, 1% bis 25% Chromoxid und 4% bis 7% einer Magnesiumphosphatlösung, die 3% bis 7% MgO und 35% bis 55% Phosphorsäure enthält, vermischt, die Mischung zu Steinen verformt und die Steine unter Bildung des feuerfesten Materials brennt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumoxid Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 99% und mehr (99+%) verwendet.

4. Verfahren zur Herstellung einer ungeformten Keramikmasse, dadurch gekennzeichnet, daß man 72% bis 98% Aluminiumoxid, 1% bis 25% Chromoxid und 4% bis 7% einer Magnesiumphosphatlösung vermischt, die 3% bis 7% MgO und 35% bis 55% Phosphorsäure enthält.

509835/0992