DE2502930B2 - Feuerfestes material und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

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

Es sind bereits feuerfeste oder hitzebeständige Aluminiumoxid-Chromoxid-Produkte, wie feuerfeste Steine usw., hergestellt worden. Diese feuerfesten Produkte sind mit Hilfe einer Reihe von Mitteln gebunden wenden, die auch entweder eine Monoaluminiumphosphatlösung oder eine 80%ige Phosphorsäurelösung 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 Anw:ndungszwecke 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 cer Erfindung ist daher ein feuerfestes Material, das sich beim Erhitzen permanent ausdehnt und das 72 bi» 98% Aluminiumoxid, 1 bis 25% Chromoxid, 0,1 bis 0,5% Magnesiumoxid und 0,5 bis 4,0% P2OS enthält.

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

Die Magnesiumphosphatlösung wird zu den Aluminiumoxid- und Chiomoxid-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, d. h. in Form eines »Spezial«-Produkts, d. h. eines Produkts, das durch den Kunden geformt wird, oder verformt, beispielsweise zu Steinen u. dgl., die dann von dem Hersteller gebrannt werden.

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 _t und calciniertem Aluminiumoxid vorliegen. Das Aluminiumoxid sollte mit einer Teilchengröße vorhanden sein, die sich von < 0,043 bis 4,7 mm erstreckt. Wenn calciniertes AI2O3 eingesetzt wird, wild 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 bis 4,70 mm 29,8 kg

Tafelförmiges Aluminiumoxid

0,246 bis 1,17 mm 21,6 kg

Tafelförmiges Aluminiumoxid

0,043 bis 0,246 mm 14,8 kg

Tafelförmiges Aluminiumoxid

< 0,043 mm 19,1 kg

Calciniertes Aluminiumoxid

< 0,043 mm 4,7 kg

Chromoxid < 0,G43 mm 10,0 kg

Magnesiumphosphatlösung 5,4 kg

Man verformt die Mischung dann zu Steinen mit den Abmessungen 228,6 · 114,3 · 76,2 mm und brennt die Steine während 5 h bei 1566° C. Die gebrannten Steine besitzen die folgenden Eigenschaften:

Lineare Veränderung

nach dem Brennen +0,19%

Bruchmodul 596,8 kg<cm²

Porosität 10,90%

Absorption 3,30%

Dichte 3,34 g/cm³

Es werden zwei als Ansätze A und B bezeichnete Vergleichsansätze durchgeführt, bei denen an Stelle

von 5,4 kg Magnesiumphosphatlösung 5,5 kg einer 8O°/oigen Phosphorsäurelösung (Ansatz A) bzw. 4,7 kg Monoaluminiumphosphat (Ansatz B) eingesetzt werden. Sämtliche anderen Bestandteile sind jöie 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 AIuminiumoxid-Chromoxid-Material zusetzt.

Eigenschaften

Beispiel

Vergleichs- Vergleichsansatz A ansatz B

Lineare Veränderung nach dem Brennen % +0,19 —0,08 —0,08

Bruchmodul, kg/cm² 596,8 493,1 516,5

Claims (3)

ο/ Patentansprüche:

1. Feuerfestes Material, das sich beim Erhitzen permanent ausdehnt, auf .ier Basis von Aluminiumoxid, das ein Erdalkaliphosphat als Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 72 bis 98% Aluminiumoxid mit einer Reinheit von mindestens 99%, dis in Form von tafelförmigem Aluminiumoxid mit einer Teilchengröße von < 0,043 bis 4,7 mm oder aus einer Mischung aus tafelförmigem und calciniertem Aluminiumoxid mit einer Teilchengröße des tafelförmigen Aluminiumoxids von < 0,043 bis 4,7 mm und mit einer Teilchengröße des calcinierten Aluminiumoxids von < 0,043 mm vorliegt, 1 bis 25°/c Chromoxid und Magnesiumphosphat in einer Menge, die 0,1 bis 0,5% Magnesiumoxid und 0,5 bis 4,0% P2O5 entspricht, besteht.

2. Verfahren zur Herstellung des feuerfesten Materials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 72 bis 98% des in Anspruch 1 definierten Ahiminiumoxids mit 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. Verfallren zur Herstellung einer ungeformten Keramikmasse, dadurch gekennzeichnet, daß man 72 bin, 98% des in Anspruch 1 definierten Alumiriiumoxids mit 1 bis 25% Chromoxid und 4 bis 7% einer Magnesiumphosphatlösung vermischt, die 3 bis 7% MgO und 35 bis 55% Phosphorsäure enthält.