DE2534353B1 - Feuerfester feuerbeton - Google Patents

Feuerfester feuerbeton

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DE2534353B1 DE19752534353 DE2534353A DE2534353B1 DE 2534353 B1 DE2534353 B1 DE 2534353B1 DE 19752534353 DE19752534353 DE 19752534353 DE 2534353 A DE2534353 A DE 2534353A DE 2534353 B1 DE2534353 B1 DE 2534353B1
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Description

45 Gew.-% Korund,
27Gew.-%Baddeleyit,
40 3Gew.-%Mullit,
25 Gew.-% Glasphase.
Die Erfindung betrifft einen hydraulisch abbindenden feuerfesten Feuerbeton aus Zuschlag und 5 bis
Gew.-% Tonerdezement sowie dem Zusatzstoff Bruch aus derartigen Steinen fällt in relativ großen
aktiver Tonerde. 45 Mengen an, so daß ein wirtschaftlicher Rohstoff vor-
Unter einem feuerfesten Feuerbeton versteht man liegt, der sich infolge anhaftender Glasreste und hervorallgemein eine aus gekörnten feuerfesten Zuschlägen, ragender Härte ausgezeichnet zur Herstellung von einem Bindemittel und gegebenenfalls pulverförmigen Feuerbetonen mit den in vorstehender Aufgaben-Zusatzstoffen sowie Zusatzmitteln, beispielsweise einem stellung angeführten Eigenschaften eignet. Die Er-Verflüssigungsmittel, bestehende Mischung, die nach 50 Schließung des Bruchs von gebrauchten Glaswannen-Zugabe von Wasser oder einer anderen Anmach- steinen als körnigem Zuschlag für Feuerbetone ist ein flüssigkeit bei Raumtemperatur abbindet und erhärtet. besonderer Verdienst der Erfindung, zumal der Bruch Mischungen dieser Art sind beispielsweise aus der zur Herstellung gebrannter feuerfester Erzeugnisse DT-OS 20 48 488 bekannt. Sie setzen sich zusammen wegen Zerfließen der anhaftenden Glasreste bei 900° C aus: 55 nicht verwendbar ist.
Der durch die Glasschmelze verunreinigte Zuschlag
86 bis 92 Gewichtsanteilen eines feuerfesten kör- bewirkt eine frühe Versinterung des Feuerbetons im nigen Zuschlages, beispielsweise 86 Teilen Scha- normalerweise durch die Dehydratation des abgebunmotte mit 40 % Al2O3 oder 92 Teilen Bauxit mit denen Zementes festigkeitsmäßig geschwächten Be-88% Al2O3, 60 reich zwischen 700 und 1200° C, was gleichbedeutend
5 bis 8 Gewichtsanteilen eines hydraulischen ton- ist mit der Erreichung eines hohen mechanischen erdehaltigen Zements, Widerstandes gegen Abrasion in diesem Temperatur-
0,01 bis 0,3 Gewichtsanteilen eines Verflüssigers bereich.
als Zusatzmittel und Dadurch entsteht ein Feuerbeton, der auch in
2,5 bis 4 Gewichtsanteilen eines pulverförmigen 6g mittleren Temperaturbereichen sehr dicht und damit feuerfesten Materials mit sehr großer spezifischer äußerst abriebfest ist und zudem eine relativ gute Oberfläche und einer hohen Wasserabsorptions- Temperaturwechselbeständigkeit sowie eine befriedifähigkeit als Zusatzstoff. gende Standzeit aufweist. Sein Einsatz beispielsweise
als feuerfeste Verkleidung in Satellitenkühlern von Drehrohröfen erbrachte einen erheblichen Fortschritt, da der Beton der schlagenden Beanspruchung des aus dem Drehtrommelofen fallenden scharfkantigen Klinkers den erforderlichen mechanischen Widerstand entgegensetzt, ohne die Sprödigkeit und Härte aufzuweisen, welche die Ursache von strukturellen, die Standzeit bzw. Lebensdauer der Auskleidung gefährdenden Rißbildungen sein kann. Der an sich bekannte, vergleichsweise niedrige Zementanteil zwischen 5 und 17 Gew.- % bürgt für günstige Aufheizeigenschaften des Betons.
Zweckmäßig sind im Beton neben dem Zuschlag 5 bis 15 Gew.-% aktiver bzw. pulverförmiger Tonerde, 5 bis 15 Gew.-% Korund, Sinterkorund oder Edelkorund in der Korngröße von 0 bis 0,5 mm als Zusatzstoffe vorgesehen. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Verbesserung gegen mechanischen Abrieb und eine Erhöhung der Anwendungsgrenztemperatur erreicht, was auch zu verbesserter chemischer Korrosionsbeständigkeit führt, beispielsweise gegen flüssigen Zunder in Stoßöfen.
Vorteilhaft enthält der Feuerbeton einen Verflüssiger als Zusatzmittel mit einem Anteil von 0,01 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf Zuschlag und Zusatzstoff.
Die chemische Analyse des Feuerbetons weist vorteilhaft
10 bis 33 Gew.-% ZrO2
50 bis 70 Gew.-% Al2O3,
5 bis 15 Gew.-% SiO2,
3 bis 10 Gew.-% CaO,
0 bis 4 Gew.- % andere Oxide
30
35
Die Erfindung ist nachstehend näher beschrieben an Hand von in einer Tabelle zusammengefaßten Beispielen, die Mischungen und Eigenschaftswerte von Feuerbetonen angeben. Hiervon liegen die Beispiele 1 und 6 außerhalb der Erfindung, während die Beispiele 2 bis 4 erfindungsgemäß sind.
Aus den Beispielen ist die erforderliche Anmachwassermenge pro 100 kg Mischung ersichtlich, weiterhin die Ausschalzeit und die Abriebfestigkeit, die nach einem Vorbrand der Feuerbetone von 4 Stunden bei 6000C bestimmt wurde, mittels eines auf den Beton einwirkenden Sandstrahles.
Die Beispiele lassen erkennen, daß die erfindungsgemäßen Feuerbetone mit Bezug auf die der Erfindung zugrunde liegende Zielsetzung ausgezeichnet geeignet sind.
Die Feuerbetone mit den in der Tabelle angegebenen Zusammensetzungen sind so hergestellt, daß die Trockenbestandteile zunächst 5 Minuten in einem Zwangsmischer gemischt und nach Zugabe des Anmachwassers und gegebenenfalls des Verflüssigers weitere 3 Minuten gemischt wurden. Danach wurden die Betone in Metallformen mit inneren Abmessungen von 230 χ 64 χ 54 mm gegeben, etwa 5 Minuten mit einem Außenrüttler mit 6000 Upm verdichtet und nach Ablauf der in der Tabelle angegebenen Ausschalzeiten die Formkörper ausgeschalt, die dann weitere 48 Stunden zwecks endgültigen Abbindens und Erhärtens bei Raumtemperatur in feuchter Atmosphäre stehenblieben. Anschließend sind an den Formkörpern die Kaltdruckfestigkeit, die Abriebfestigkeit durch Sandstrahl nach Vorbrand 600°/4h und die Kaltdruckfestigkeit nach Brand bei 1000°/4h bestimmt worden.
Die Abriebfestigkeit ist insbesondere bei der Beurteilung von keramischen Formkörpern und Steinen von Bedeutung, die mechanischem erosivem Verschleiß ausgesetzt sind.
Für die Bestimmung der Abriebfestigkeit durch Sandstrahl wurde ein Prüfgerät verwendet, bei dem die durch eine Blechschablone mit einer Kreisöffnung von 60 mm Durchmesser freigehaltene Prüffläche des Formkörpers durch einen senkrecht von unten auftreffenden Sandstrahl beaufschlagt wird. Während einer Minute werden aus einer Düse in 40 mm Abstand auf die Prüffläche 750 g Prüf sand mit einem Gebläsedruck von 3 atü aufgeschleudert, wobei sich die Prüffläche 60mal um ihre Mittelachse dreht. Als Prüfsand diente trockner Quarzsand in der Körnung 34% 0,2 bis 0,5 mm und 66% 0,5 bis lmm. Der Abrieb wurde als Volumenverlust des Formkörpers, bezogen auf die beanspruchte Körperfläche, angegeben.
Mischungen Anmachwasser
1/100 kg		 Tonerdezement Zusatzstoffe
über 70 % aktive Tonerde
AI4O5 		(Gew.-%) Korund
0—0,5 mm		 Zuschlag, gebrochene
Schmelzsteine		 Zusatzmittel**)
Verflüssiger
(Polyelektrolyt)
Beispiel (Gew.-JO 4 (Gew.-JO (Gew.-%) (Gew.-JO
7 4 15 15 77 (0—3 mm)
1*) 7 8 10 15 62 (0—6 mm) + 0,1
2 6 12 5 10 68 (0—lmm) + 0,05
3 6,5 15 10 — 80 (0—3 mm) + 0,15
4 5,5 12 — 78 (0—6 mm) + 0,1
5 10 25 75 (0-3 mm)
6*)
Eigenschaftswerte
Beispiel Ausschaltzeit Kaltdruckfestig Kaltdruckfestig Sandstrahlabrieb Raumgewicht Anwendungs
keit (kp/cm*) keit nach Brand nach Brand, (g/cm3) grenztempe
nach Trocknung 1000° C/4h 6O0°C/4h ratur (° C)
110° C (cm3/cms)
1*) 12 h 55 35 0,35 2,98 1500
2 3h 430 310 0,11 3,10 1550
3 2h 820 640 0,08 3,23 1500
4 2h 900 750 0,06 3,23 1450
5 2h 800 650 0,07 3,30 1500
6*) 4h 700 600 0,26 3,15 1400
*) Keine erfindungsgeinäßen Beispiele.
**) Auf 100% des Zuschlages und der Zusatzmittel.

Claims (3)

Die mit vorliegender Erfindung zu lösende Aufgabe Patentansprüche: wird darin gesehen, unter Verwendung eines wirt schaftlichen Zuschlages einen Feuerbeton, insbesondere
1. Hydraulisch abbindender feuerfester Feuer- mit hervorragender Abriebfestigkeit, ausreichender beton aus Zuschlag und 5 bis 17 Gew.-% Tonerde- 5 Temperaturwechselbeständigkeit und Standzeit sowie zement sowie dem Zusatzstoff aktiver Tonerde, verhältnismäßig hoher Anwendungsgrenztemperatur dadurch gekennzeichnet, daß der von etwa 15000C zu schaffen.
Zuschlag aus dem auf Körnungen unter 6,3 mm Feuerbetone mit derartigen Eigenschaften werden
zerkleinerten Bruch von gebrauchten, schmelz- im Industrieofenbau, beispielsweise bei Stoßöfen, gegossenen ZrO2 — Al2O3 — SiO2-Wannensteinen io Hubbalkenöfen und in Drehrohröfen für die Zementfür Glasschmelzöfen besteht mit einem Anteil an Industrie benötigt. Die dort bisher eingesetzten Betone der Mischung von 55 bis 90Gew.-%. sind nicht zufriedenstellend, entweder wegen mangeln-
2. Feuerbeton nach Anspruch 1, dadurch ge- der Erfüllung der betrieblichen Anforderungen oder kennzeichnet, daß der Beton neben dem Zuschlag mangelnder Wirtschaftlichkeit. Den Erfordernissen 5 bis 15 Gew.-% aktive Tonerde, 5 bis 13 Gew.-% 15 einigermaßen gerecht werdende Feuerbetone werden Korund, Sinterkorund oder Edelkorund in der mit kostspieligen feuerfesten Zuschlägen, z. B. Edel-Korngröße von 0 bis 0,5 mm als Zusatzstoff enthält. korund, Siliziumcarbid usw. hergestellt.
3. Feuerbeton nach Anspruch 1 und 2, dadurch Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung im gekennzeichnet, daß er einen Verflüssiger als Zu- wesentlichen dadurch gelöst, daß der Zuschlag zu 55 satzmittel enthält mit einem Anteil von 0,01 bis 20 bis 90 Gew.-% aus dem auf Körnungen unter 6,3 mm 0,2 Gew.-%, bezogen auf Zuschlag und Zusatz- zerkleinerten Bruch von gebrauchten, schmelzgegosstoff. senen ZrO2 — Al2O3 — SiO2-Wannensteinen für Glas-
4. Feuerbeton nach den Ansprüchen 1 bis 3, schmelzofen besteht.
dadurch gekennzeichnet, daß seine chemische Die Steine, aus denen der Zuschlag gebrochen wird,
Gesamtanalyse 25 sind unter dem Begriff ZAC-Steine bekannt. Sie sind
z. B. in »Feuerfestkunde« vonHarders/Kienow,
10 bis 33 Gew.-% ZrO2, Springer-Verlag Berlin, 1960, S. 648 und 649 beschrie-
50 bis 70 Gew.-% AI2O3, ben und enthalten üblicherweise 33 bis 34% ZrO2.
^ l·»;« 1 s r™ °/ <>ίη Es gibt jedoch auch Steine mit Gehalten an ZrO2
I w in r o/ r η 3° 2W^11611 15 und 20%· Für den Zuschlag des Feuer-
3 bis 10 uew.-/0 CaO, betons gemäß der Erfindung als besonders geeignet
0 bis 4 Gew.-% übrige Oxide erweies sich das gebrochene Material von zirkonoxid-
aufweist. haltigen Steinen mit dem ZrO2-Gehalt von 33 bis 34%,
entsprechend einer mineralischen Zusammensetzung 35 von
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