DE2605950B2 - Refractory product with improved thermal shock resistance - Google Patents
Refractory product with improved thermal shock resistanceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein feuerfestes Erzeugnis mit verbesserter Temperaturwechselbeständigkeit, aus einer gemischten, geformten, getrockneten und schließlich gebrannten Ausgangsmasse, die aus einem Rohstoff, einem Zuschlagstoff und einem Bindemittel besteht. Die Erfindung zeigt gleichzeitig ein Verfahren zur Herstellung derartiger feuerfester Erzeugnisse mit verbesserter Temperaturwechselbeständigkeit.The invention relates to a refractory product with improved thermal shock resistance a mixed, shaped, dried and finally fired starting material, which is made from a raw material, consists of an aggregate and a binder. The invention also shows a method of production such refractory products with improved thermal shock resistance.
Feuerfeste Erzeugnisse unterliegen neben vielfältigen thermischen, chemischen und mechanischen Angriffen häufig auch starken Temperaturwechselbeanspruchungen. Durch die Kombination bekannter feuerfester Rohstoffe sowie durch Körnungsmaßnahmen hat man bislang mehr oder weniger erfolgreich versucht, die Temperaturwechselbeständigkeit zu erhöhen. Eine der gebräuchlichsten Maßnahmen zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit ist der Einsatz von MgO-haltigen Zuschlagsstoffen zur Bildung des Minerals Cordierit, wobei allerdings der Nachteil einer begrenzten Einsatztemperatur infolge des bekannt niedrigen Schmelzpunktes des Cordierits in KaufRefractory products are subject to various thermal, chemical and mechanical attacks often also strong thermal shock loads. By combining well-known fireproof Raw materials as well as through graining measures have so far tried more or less successfully that Increase thermal shock resistance. One of the most common measures used to improve Resistance to temperature changes is the use of MgO-containing additives to form the mineral Cordierite, although the disadvantage of a limited use temperature due to the known low melting point of cordierite
genommen werden mußte.had to be taken.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendungstemperatur kommen dabei feuerfeste Erzeugnisse auf Schamotte-, Cordierit-, Siliimanit-, Korund-, Mullit-, Zirkonsilikat- und SiC-Basis sowie Kombinationen daraus mit unterschiedlichen Bindungen zum Einsatz.Depending on the respective application temperature, refractory products are produced Fireclay, cordierite, siliconite, corundum, mullite, zirconium silicate and SiC base as well as combinations from it with different bindings for use.
So zeigt auch die DE-PS 5 89 959 ein Verfahren zur Herstellung hochfeuerfester Steine, jedoch unter Verwendung von Quarzit Quarzit ist ein mineralogisches Gestein kristallinen Aufbaus. Quarzit weist bei entsprechender Temperatur Umwandlungssprünge auf, mit denen beachtliche Längenänderungen verbunden sind. Quarzit ist daher temperaturwechselunbeständig.For example, DE-PS 5 89 959 shows a process for the production of highly refractory bricks, but below Use of quartzite Quartzite is a mineralogical rock with a crystalline structure. Quartzite indicates corresponding temperature transformation jumps with which considerable changes in length are connected are. Quartzite is therefore not resistant to changes in temperature.
Für die Herstellung von säurebeständigen Geräten für den Chemiker, insbesondere für kleine Tiegel, Schalen und Becher wird Quarzglas eingesetzt, welches durch Schmelzfließen in die entsprechende Form gebracht wird. Quarzglas ist ein durchsichtiges klares, erst bei 1720° C schmelzendes Glas der Dichte 2 - 2,2. Es besitzt einen äußerst geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten. Quarzgut ist ein trübes undurchsichtiges Kieselsäureglas mit Verunreinigungen. Es besitzt ebenfalls einen äußerst geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine Dichte von 2 - 2,2. Obwohl es seit langem bekannt ist, daß Quarzgut und Quarzglas sehr kleine Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, ist die Verwendung von Quarzgut in Verbindung mit keramischen Rohstoffen für die Herstellung von feuerfesten Erzeugnissen nicht bekannt. Dies liegt in erster Linie daran, daß Quarzgut oder Quarzglas sowie Mischungen daraus mit anderen Zuschlagsstoffen, wobei Quarzgut oder Quarzglas einen merklichen Anteil stellt, eine relativ niedrige Heißbiege- und Druckfestigkeit aufweisen. Hinzu kommt, insbesondere bei Mischungen, die niedrige mechanische Festigkeit, die anscheinend einen Einsatz als feuerfestes Erzeugnis bislang ausgeschlossen hat Wesentlich ist weiterhin, daß in der Fachwelt bestehende Vorurteile, daß feuerfeste Erzeugnisse unter Einsatz von Quarzgut oder Quarzglas als Rohstoff nicht zu vernünftigen Ergebnissen führen können, weil durch die bekannte Rekristallisation des Quarzgutes Cristobalit und Tridymit solche Stoffe entstehen, bei deren Aufheizung oder Abkühlung hohe reversible Ausdehnungseffekte auftreten, so daß mit diesem Rohstoff hergestellte feuerfeste Erzeugnisse von vornherein für Temperaturwechsel nicht verwendungsfähig erscheinen. Es bestand weiterhin das Vorurteil in der Fachwelt, daß durch diese Umwandlung angeblich die notwendige Druck- und Biegefestigkeit der feuerfesten Erzeugnisse sich nicht in notwendigem Maße aufrechterhalten ließ.For the manufacture of acid-resistant devices for the chemist, especially for small crucibles, Quartz glass is used for bowls and beakers, which melt flowing into the appropriate shape is brought. Quartz glass is a transparent, clear glass with a density of 2 - 2.2 that only melts at 1720 ° C. It has an extremely low coefficient of thermal expansion. Fused silica is a cloudy, opaque one Silica glass with impurities. It also has an extremely low coefficient of thermal expansion and a density of 2-2.2. Although it has long been known that fused silica and fused silica are very have small coefficients of thermal expansion is the use of fused silica in conjunction with ceramic raw materials for the manufacture of refractory products not known. This is in primarily because quartz material or quartz glass as well as mixtures thereof with other additives, with fused quartz or fused silica a noticeable proportion, a relatively low hot bending and Have compressive strength. In addition, especially in the case of mixtures, the low mechanical strength, which has apparently ruled out its use as a refractory product so far It is still essential that in the professional world existing prejudices that refractory products using fused silica or Quartz glass as a raw material cannot lead to sensible results because of the well-known recrystallization of the quartz material cristobalite and tridymite, such substances are formed when they are heated or cooled high reversible expansion effects occur, so that refractory products made with this raw material do not appear usable for temperature changes from the outset. It still existed Prejudice in the professional world that this conversion supposedly provides the necessary compressive and flexural strength of the refractory products could not be maintained to the necessary extent.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein feuerfestes Erzeugnis mit verbesserter Temperaturwechselbeständigkeit der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, bei dem die üblichen Nachteile und Schwächen feuerfester Erzeugnisse, wie beispielsweise Rißbildung infolge starker Ausdehnung, Zerbrechen, Ausbrechen, Zerplatzen der Steine in der Ofenwandung od. dgl, gemindert bzw. weitgehend beseitigt sind.The invention is based on the object of providing a refractory product with improved thermal shock resistance to show the type described, in which the usual disadvantages and Weaknesses in refractory products, such as cracking as a result of excessive expansion, breaking, Breaking out, bursting of the stones in the furnace wall or the like are reduced or largely eliminated.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem feuerfesten Erzeugnis der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß der Rohstoff insbesondere Schamotte, Siliimanit, Korund, Mullit, Zirkonsilikat, SiC oder eine Kombination dieser Stoffe ist. Dabei findet als Zuschlagstoff Quarzgut oder Quarzglas Verwendung, welches in Gewichtsanteilen von 5 — 50% und in einer Körnung von 0-7 mm, vorzugsweise 0,1-3 mm, eingesetzt wird. Die getrockneten Formlinge werden jeAccording to the invention, this is achieved in a refractory product of the type described at the outset achieved that the raw material in particular chamotte, Siliimanit, corundum, mullite, zirconium silicate, SiC or a Combination of these substances is. Fused quartz or quartz glass is used as an aggregate, which in weight proportions of 5 - 50% and in a grain size of 0-7 mm, preferably 0.1-3 mm, is used. The dried bricks are ever
nach Art des Rohstoffes und der Bindung bei Temperaturen zwischen 1000 und 15000C gebrannt Das Quarzgut bzw. Quarzglas als Zuschlagsstoff wird in einer im wesentlichen vom Einsatzzweck und der Gestalt des Formlings bestimmten Körnung eingesetzt. Dabei wird die einzelne Körnung bzw. die Breite der eingesetzten Körnung nach dem gewünschten Ergebnis ausgerichtet Das Quarzgut bzw. Quarzglas wird ohne Fein- und Feinstgut eingesetzton the type of raw material and the bonding at temperatures between 1000 and 1500 0 C baked The fused silica or quartz glass as aggregate is used certain grain size in a direction substantially on the intended use and the shape of the molding. The individual grain size or the width of the grain size used is aligned with the desired result. The quartz material or quartz glass is used without fine or very fine material
Der Erfindungsgedanke ist ganz allgemein auf die Verwendung von Quarzgut bzw. Quarzglas als Zuschlagstoff bei der Herstellung feuerfester Erzeugnisse gerichtetThe idea of the invention is very generally based on the use of fused quartz or quartz glass as an aggregate directed in the manufacture of refractory products
Die Erklärung für die Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit der feuerfesten Erzeugnisse nach der Erfindung dürfte in einem engen Zusammenhang damit stehen, daß die Gesamtwärmeausdehnung der mit Quarzgut bzw. Quarzglas versetzten Erzeugnisse auf Grund des sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten wesentlich niedriger als bei den bisher auf dem Markt befindlichen vergleichbaren Erzeugnissen liegt.The explanation for the improvement in thermal shock resistance of the refractory products according to the invention should be closely related thus stand that the total thermal expansion of the products mixed with quartz material or quartz glass Due to the very low coefficient of thermal expansion, it is significantly lower than the previous ones on the Comparable products on the market.
Dieses überraschende Ergebnis war bei Zusätzen von gekörntem Quarzgut insofern nicht zu erwarten, als Quarzgut bei den vorgesehenen Einsatztemperaturen entglast Die dabei entstehenden SiO2-Modifik;ationen Cristobalit und Tridymit haben bekanntlich hohe reversible Ausdehnungseffekte. Hinzu kommt, daß man annehmen mußte, daß die Ausdehnung und die Temperaturwechselbeständigkeit durch den feuerfesten Hauptrohstoff bestimmt werden und nicht durch das Zusatzmittel.This surprising result was not to be expected with the addition of granular fused quartz insofar as fused quartz devitrified at the intended use temperatures. The resulting SiO 2 modifications, cristobalite and tridymite, are known to have high reversible expansion effects. In addition, one had to assume that the expansion and the resistance to temperature changes are determined by the refractory main raw material and not by the additive.
Durch den Einbau geeigneter Körnungen scheint es jedoch so zu sein, daß zum einen die Entglasung in Grenzen gehalten wird und zum anderen des Quarzgutkorn die Spannungen des umgebenden Rohstoffes aufnimmt und abbaut Durch die dadurch in den Bindungsbrücken entstehenden Mikrorisse zwischen den einzelnen Quarzgutkörnern entsteht ein elastisches Gefüge mit hoher Temperaturwechselbeständigkeit und s noch ausreichender mechanischer FestigkeitDue to the installation of suitable grains, however, it seems to be the case that, on the one hand, devitrification in Limits are kept and on the other hand of the quartz grain, the stresses of the surrounding raw material absorbs and breaks down due to the resulting micro-cracks in the binding bridges between the individual quartz grains create an elastic structure with high thermal shock resistance and s still sufficient mechanical strength
Die nachstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele lassen die geschilderten Vorteile und Eigenschaften deutlich erkennen:The exemplary embodiments listed below leave the advantages and properties described clearly see:
65 Gew.-% Schamotte der Körnung zwischen 0 und 3 mm wurden mit 20 Gew.-% Quarzgut als Zuschlagsstoff der Körnung 0,2-3 mm und mit 15 Gew.-% Ton als Bindemittel zu der formbaren Ausgangsmasse verarbeitet zu einem feuerfesten Formkörper geformt und bei entsprechender Temperatur gebrannt. Es ergaben sich folgende Eigenschaften:65% by weight of chamotte with a grain size of between 0 and 3 mm were mixed with 20% by weight of fused silica as aggregate with a grain size of 0.2-3 mm and with 15% by weight of clay processed as a binder to the moldable starting material formed into a refractory molded body and fired at the appropriate temperature. The following properties were found:
Rohdichte
Kaltdruckfestigkeit
Temperaturwechselbeständigkeit Bulk density
Cold compressive strength
Resistance to temperature changes
2,0 g/cm3
500 kp/cm2 2.0 g / cm 3
500 kgf / cm 2
> 50 Abschreckungen> 50 deterrents
Hier wurden 60 Gew.-% Sillimanit der Körnung 0-3 mm als Rohstoff mit 35% Quarzgut der Körnung 0,2—3 mm als Zuschlagsstoff und 15 Gew.-% Ton als Bindemittel verarbeitet Nach dem Brennen wies das feuerfeste Erzeugnis folgende Eigenschaften auf:Here, 60% by weight of sillimanite with a grain size of 0-3 mm were used as the raw material with 35% fused silica in the grain size 0.2-3 mm processed as aggregate and 15% by weight of clay as binder. After firing, this showed refractory product has the following properties:
Rohdichte 2,25 g/cm3
Kaltdruckfestigkeit 350 kp/cm2
Temperaturwechselbeständigkeit > 50 AbschreckungenBulk density 2.25 g / cm 3
Cold compressive strength 350 kp / cm 2
Resistance to temperature changes> 50 deterrents
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DE19762605950 DE2605950B2 (en) | 1976-02-14 | 1976-02-14 | Refractory product with improved thermal shock resistance |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2605950A1 DE2605950A1 (en) | 1977-08-18 |
DE2605950B2 true DE2605950B2 (en) | 1978-08-24 |
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ID=5969896
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DE19762605950 Withdrawn DE2605950B2 (en) | 1976-02-14 | 1976-02-14 | Refractory product with improved thermal shock resistance |
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DE (1) | DE2605950B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3546603C2 (en) * | 1985-08-02 | 1989-04-06 | Refratechnik Gmbh, 3400 Goettingen, De | Heavy ceramic moulding from the group of fireclay-containing, alumina-rich and high-alumina materials, and use thereof |
DE19919264A1 (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-02 | Moeckel Wolfgang | Refractory bricks, especially silica bricks, are produced from a mixture containing crushed silica glass |
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DE102004010739B4 (en) * | 2004-03-05 | 2006-05-18 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Process for the preparation of an unshaped or shaped, fired or unfired refractory product |
-
1976
- 1976-02-14 DE DE19762605950 patent/DE2605950B2/en not_active Withdrawn
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DE19919264A1 (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-02 | Moeckel Wolfgang | Refractory bricks, especially silica bricks, are produced from a mixture containing crushed silica glass |
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DE2605950A1 (en) | 1977-08-18 |
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8230 | Patent withdrawn | ||
8227 | New person/name/address of the applicant |
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