DE2604756C2 - Feuerfeste wärmeisolierende Masse und deren Verwendung - Google Patents
Feuerfeste wärmeisolierende Masse und deren VerwendungInfo
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Description
2. Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, daß das Magnesiumoxid totgebrannter Magnesit ist.
3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial Aluminosilikat- oder Calciumsilikatfaser, Mineralwolle, Steinwolle oder Schlackenwolle ist.
4. Masse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Fasermaterial 5 bis 7
Gew.-% der Masse ausmacht.
5. Masse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzbinder ein Phenol- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder ein Gemisch von
Phenol- und Harnstoff-Formaldehyd-Harzen ist.
6. Masse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Magnesiumoxid zu Olivin zwischen 4 : 6 und 6 : 4 liegt.
7. Masse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger als 5 Gew.-% FeO enthält.
8. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
Magnesiumoxid
Olivin
Schlackenwolle
Phenol-Formaldehyd-Harz ca.
Phenol-Formaldehyd-Harz ca.
HarnstofT-Formaldehyd-Harz ca.
Bentonit
Papiemiasse
Papiemiasse
42 - 45 Gew.-%
40 - 45 Gew.-%
5-7 Gew.-%
3,5 Gew.-%
0-
2,5 Gew.-% 1 Gew.-%
0-3 Gew.-0/
9. Verwendung einer feuerfesten Masse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 in Form
von vorgeformten Platten zur Auskleidung von Gießpfannen oder -wannen.
Die Erfindung betrifft feuerfeste wärmeisolierende Massen, enthaltend ein feuerfestes Material, ein Bindemittel
und einen Faseranteil.
Es wurden nach dem bekannten Stand der Technik viele wärmeisolierende Massen vorgeschlagen, die
einen Kompromiß zwischen den Faktoren Feuerfestigkeit und Beständigkeit eingehen, jedoch wurde für
bestimmte Anwendungsbedingungen, insbesondere beim Auskleiden von für den kontinuierlichen Guß verwendeten Gießwannen bis jetzt keine zufriedenstellende Zusammensetzung entwickelt. Ein besonderer
Nachteil, den viele der früher vorgeschlagenen typen aufwiesen, war der Zusatz an Asbest und/oder Siliciumdioxid. Dieser Zusatz erhöhte die gesundheitliche
Gefahrdung des Personals, das mit der Entfernung und Beseitigung des verbrauchten feuerfesten Materials, das
viel Staub erzeugte, beschäftigt war.
ίο In der FR-PS 22 16 245 ist eine wärmeisolierende
Masse beschrieben, die aus einer Mischung aus feuerfestem Material, Fasern und einem oder mehreren weiteren Bestandteilen, beispielsweise einem Bindemittel,
Sinterhilfsmittel, Leichtfüllstoff oder einer Mineral
faser sowie Wasser besteht. Diese Druckschrift stellt
sich die Aufgabe, die Verarbeitbarkeit der feuerfesten Massen zu verbessern, wobei diese Massen einen sehr
hohen Anteil an Papierfasern und dadurch keine guten feuerfesten Eigenschaften aufweisen.
Die DE-AS10 59 823 betrifft ein zementartiges feuerfestes oder halbfeuerfestes Material aus Magnesia sowie
je einer Bor- und Chromverbindung, wobei die Chrom- und Borverbindung in einem bestimmten Mengenverhältnis zueinander vorgesehen sind. Ein derartiges
feuerfestes Material soll Probleme, die bei der Verwendung bekannter Materialien in Industrieöfen entstanden, z. B. Schrumpfung, Rißbildung und Festigkeitsverlust, vermeiden. Der Einsatz von Olivin oder Magnesiumoxid/Chromgemischen ist neben zahlreichen
anderen Materialien hier lediglich als Füllstoff vorgesehen, ohne daß hierdurch irgend ein anderer Einfluß auf
die feuerfesten Körper beschrieben wäre, um die Bedeutung einer bestimmten Magnesium-/Olivinmischung für die Steuerung der physikalischen und
mechanischen Eigenschaften eines feuerfesten Materials zu erkeanen, insbesondere deren wärmeisolierende Eigenschaften.
Aus der BE-PS 7 46 094 sind wärmeisolierendc Massen bekannt, die aus einem feuerfesten Material, einer
anorganischen Faser und einem Bindemittel bestehen. Als feuerfeste Materialien sollen insbesondere solche
mit einem geringen spezifischen Gewicht, sogenannte Leichtstoffe, eingesetzt werden, die die Forderung nach
lang andauernder Feuerfestigkeit und Beständigkeit
gegen den Angriff durch geschmolzenes Metall nicht
erfüllen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile nach dem bekannten Stand der
Technik zu vermeiden und solche Massen vorzustellen, die lang andauernde Feuerfestigkeit und Beständigkeit
gegen den Angriff durch geschmolzenes Metall mit hoher Wärmeisolierungskapazität vereinigen. Solche
Massen sollten gleichzeitig möglichst billig sein, so daß sie nach einmaligem Gebrauch fortgeworfen werden
können, und sollten nach der Verwendung keine schädlichen Rückstände hinterlassen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die feuerfeste wärmeisolierende
Masse die folgende Zusammensetzung in Gew.-% aufweist:
a) 1 bis 11% Fasermaterial, aus bis zu 4% Zellulosefasern
und bis zu 7% feuerfesten Fasern,
h) 4 bis 8% synthetisches Harz als Bindemittel,
c) 80 bis 95%eines Gemisches aus den Einzelkomponenten Magnesiumoxid und Olivin, mit einem Gewiclitsverhältnis von Magnesiumoxid zu Olivin zwischen 1 : 10 bis 4 : 1
h) 4 bis 8% synthetisches Harz als Bindemittel,
c) 80 bis 95%eines Gemisches aus den Einzelkomponenten Magnesiumoxid und Olivin, mit einem Gewiclitsverhältnis von Magnesiumoxid zu Olivin zwischen 1 : 10 bis 4 : 1
io
20
d) und gegebenenfalls einen Gehalt an Bentonitton
bis zu 1%.
Wenn das Verhältnis von Magnesiumoxid zu Olivin zu niedrig ist, ist die Beständigkeit der Masse niedrig
und daraus hergestellte Platten können unter lang anhaltender hoher Temperatur und Schlackenangriff
nicht verwendet werden. Wenn das Verhältnis von Magnesiumoxid zu Olivin oberhalb 4 : 1 ist, wird die
Fähigkeit zum Wärmeisolieren nachteilig beeinflußt und die Kosten des Materials steigen in einen unwirtschaftlichen Bereich. Das Gewicht von Platten aus einer
solchen Masse würde auch in einen Bereich kommen, in dem Platten der üblichen Größe, z. B. zum Auskleiden
von Gießwannen für das kontinuierliche Gießen, insbesondere für einen Mann, schwer zu handhaben sind.
Das verwendete Magnesiumoxid ist auf übliche Weise calcinierter oder totgebranntcr Magnesit, der als
übliche-, feuerfestes Material erhältlich ist. Vorzugsweise ist das feuerfeste Fasermaterial kein Asbest. Es
können Aluminosilikat, Calciumsilikat, Schlackenwolle, Steinwolle und Mineralwolle oder Gemische
davon verwendet werden. Vorzugsweise enthält die Masse 5 bis 7 Gew.-% feuerfestes Fasermaterial. Das
synthetische Harz, das als Bindemittel dient, kann aus einer großen Anzahl zur Verwendung auf dem feuerfesten Sektor bekannter Harzbinder gewählt werden, z. B.
Phenol- und Harnstoff-Formaldehydharze, Melamin-Formaldehydharze, Furanharze usw. Ein besonders
bevorzugtes Bindemittel ist das Gemisch aus Harnstoff- und Phenol-Formaldehydharzen. Das Gewichtsverhältnis von Magnesiumoxid zu Olivin liegt vorzugsweise
zwischen 4 : 6 und 6 : 4. Eisenoxid (FeO) liegt in der Masse als ein Bestandteil des Olivins vor und kann auch
in Form von Verunreinigungen des Magnesiumoxids anwesend sein, wenn das Magnesiumoxid aus Magnesit
stammt. Da FeO zur Erhöhung der Verschlackung und zur Verringerung der Feuerfestigkeit neigt, liegt der
Gehalt an gesamtem FeO in der Masse vorzugsweise unter 5 Gew.-%
Eine besonders bevorzugte Klasse an Zusammensetzungen für die erfindungsgemäßen Massen besteht aus
den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Gewichtsteilen:
30
40
45
Magnesiumoxid 42 bis 45%
Olivin 40 bis 45%
Schlackenwolle 5 bis 7%
Phenol-Formaldehydharz etwa 3,5%
Harnstoff-Formaldehydharz etwa 2,5%
Bentonit 0 bis 1%
Papiermasse 0 bis 3%
Erfindungsgemäß hergestellte geformte Artikel können nach irgend einem der üblichen Verfahren zur Herstellung
von faserhaltigen! feuerfestem Material hergestellt werden. Bevorzugt werden Verfahren, bei
denen aus den Bestandteilen ein Schlicker hergestellt wird, ein Anteil des Schlickers in einer Form entwässert
wird und so einen feuchten selbsttragenden Gegenstand ergibt und danach den Gegenstand trocknet.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung:
Beispiel 1 <,,
Eine Masse wurde aus folgenden Bestandteilen (in Gew.-%) hergestellt:
Papier 3,0%
Totgebrannter Magnesit 43,0% (unter 250μΓη)
und zu feuerfesten Tafeln für die Auskleidung von
Gießwannen verarbeitet. Stahl der Zusammensetzung 1,6%C, l,4%Mn und 0,26%Si wurde bei derTemperatur
des flüssigen Metalls in die Gießwanne von 1540° C in
einem Gießzyklus von 1 ^h h gegeben. Die Tafeln wurden nicht angegriffen.
Wie in Beispiel 1 wurden Platten der folgenden Zusammensetzung (Gew.-%) hergestellt:
Papier 3,0%
(unter 250 μπι)
Stahl von 0,18% C, 0,60% Mn und 0,30% Si wurde durch die Gießwannen bei einer Metalltemperatur in
der Gießwanne von 1545°C gegossen. Während eines 3V2- stündigen Gießzyklus war kein Verschleiß an den
Platten festzustellen.
Ein Satz feuerfester Platten wurde aus folgenden Bestandteilen (in Gew.-%) hergestellt:
Calciumsilikatfaser
Phenol-Formaldehydharz
Papier
Rest Magnesiumoxid und Olivin.
2% 6%
Die Platten wurden dann geprüft, indem man sie in einen Hochfrequenz-Induktionsofen hängte, der
geschmolzenen Stahl von 1650° C enthielt, der mit einer 45% SiO2-haltigen Schlacke bedeckt war. Die Platten
wurden 5 min lang so eingetaucht, daß ein Teil in Kontakt mit dem Stahl und ein anderer Teil in Kontakt mit
der Schlacke war. Die PLatten wurden dann entfernt und ihre Beständigkeit gegen den Angriff von Stahl und
Schlacke visuell beurteilt und mit Werten einer Skala von 0 (keine Beständigkeit gegen den Angriff) bis 10
(Platte unverändert) bewertet. Der Wert 5 wird als ausreichende Beständigkeit für die meisten Verwendungsarten der Platten betrachtet. Die mit verschiedenen
Olivin-Magnesit-Gemischen erhaltenen Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle aufgeführt.:
5 | 26 04 756 | |
Tabelle I | ||
Gew.-Verhältnis Magnesiumoxid : Olivin |
Beständigkeit gegen Stahlangriff |
Beständigkeit gegen Schlacken- angrilT 5 |
ganz aus Olivin | 0 | 0 |
1 : 12 | 4 | 5 |
1 : 10 | 5 | 6 10 |
1 : 1 | 7 | 7 |
3 : 1 | 8 | 8 |
4 : 1 | O | 9 |
15
Es wurde festgestellt, daß man nur dann eine genügende Beständigkeit erreicht, wenn das Verhältnis von
Magnesiumoxid zu Olivin in den Bereich 1 :10 bis 4 :1
fällt.
20
25
30
4U
45
50
55
60
Claims (1)
1. Feuerfeste, wärmeisolierende Masse, enthaltend ein feuerfestes Material, ein Bindemittel und
ein Fasermaterial, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung in Gew.-%:
a) 1 bis 11% Fasermaterial, aus bis zu 4% Zellulosefasern und bis zu 7% feuerfesten Fasern,
b) 4 bis 8% synthetisches Harz als Bindemittel,
c) 80 bis 95% eines Gemisches aus den Einzelkomponenten Magnesiumoxid und Olivin, mit
einem Gewichtsverhältnis von Magnesiumoxid zu Olivin zwischen 1 : 10 bis 4 : 1
d) und gegebenenfalls einen Gehalt an Bentonitton bis zu 1%.
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