DE2640927C3 - Feuerfeste Masse für monolithische Ofenauskleidungen - Google Patents
Feuerfeste Masse für monolithische OfenauskleidungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Masse für monolithische Ofenauskleidungen.
Derartige Massen werden am Ort gestampft, gegossen, gespritzt oder pastös mit der Kelle verarbeitet
und sind folglich monolithisch. Monolithische Stampfgemische, die aus kleinteiligem feuerfestem Material
bestehen, werden gewöhnlich mit etwa 3% Wasser angefeuchtet und weisen Eigenschaften auf, die ihre
Stampfung am Ort gestatten. Monolithische Gießgemische ähneln den Stampfmassen, werden jedoch
gewöhnlich mit mehr Wasser angefeuchtet und haben Eigenschaften, welche ein Gießen, üblicherweise mit
Hilfe von Vibrationstechniken, ermöglichen.
Gieß- und Stampfgemische enthalten typischerweise einen feuerfesten Zement oder Binder. Der Binder
muß aus Stampf- und Gießgemischen hergestellte Auskleidungen von hinreichender Härte liefern, um
den in dem speziellen Ofen auftretenden Bedingungen standzuhalten. Oft ist der Binder nur temporärer
Natur, bei erhöhten Temperaturen wird seine Bindung durch einen keramischen Verbund ersetzt, der sich
durch Sintern und Zusammenfließen der die monolithische Auskleidung bildenden Teilchen ausbildet.
Andererseits kann der Binder Teil des bei hohen Temperaturen gebildeten keramischen Verbundes
werden. Monolithische Spritzgemische sind kleinteilige feuerfeste Mischungen, die mit Druckluft auf
den auszukleidenden oder zu reparierenden Flächenbereich aufgebracht werden. Sie werden mit Wasser
angefeuchtet, entweder vor Eingabe in die Druckluftpistole oder an der Düse der Pistole. Spritzgemische
enthalten gewöhnlich einen schnellhärtenden Binder, welcher die aufgespritzte Auskleidungs- oder Reparaturmasse
dort hält, wo sie aufgebracht wurde.
Zahlreiche Binder werden in feuerfesten monolithischen und Mörtelmassen verwendet und umfassen
beispielsweise Sulfitlauge, Natriumsilikat, Melassen, Dextrin, Stärke, Gelatine, Calciumaluminatzemente,
Bittersalze (Magnesiumsulfat) und eine Anzahl von Phosphaten. Mit Ausnahme der Phosphatbinder verlieren
die meisten feuerfesten Binder ihre Festigkeit beim Erhitzen unterhalb der Temperatur, bei welcher
der keramische Verbund gebildet wird. Phosphatbinder selbst entwickeln beim Erhitzen einen Verbund,
der bei erhöhten Temperaturen verhältnismäßig fest bleibt und bis zu einem gewissen Grade an der
Bildung des keramischen Verbunds teilnimmt. Phosphatbinder haben den zusätzlichen Vorteil, daß sie
feuerfeste Auskleidungen mit einer gewissen Festigkeit gegenüber Benetzung durch korrodierende
Schlacken und Metalle liefern. Die für monolithische Massen als Binder geeigneten Phosphate umfassen
beispielsweise die löslichen Phosphate, einschließlich die Natriumphosphatsalze, Natriumphosphatgläser,
Ammoniumphosphate und Phosphorsäure. Phosphorsäure wird bekanntlich gegenüber anderen Phosphaten
bevorzugt wegen ihrer Fähigkeit, einen festeren Verbund zu bilden. Wo jedoch Phosphorsäure als
Binder für feuerfeste Monolithe verwendet wird, ist typischerweise die Lagerstabilität schlecht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine feuerfeste Masse zu schaffen, die eine gute Lagerstabilität besitzt,
d. h. bei der vor der Verwendung keine Wasserabspaltung oder ein Erhärten auftritt.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebene Zusammensetzung.
Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Die Erfindung soll nachfolgend annand von Beispielen erläutert werden. In der Beschreibung und in
den Ansprüchen beziehen sich alle Prozentangaben auf das Gewicht.
Verschiedene monolithische Feuerfestansätze wurden hergestellt, indem zunächst die Komponenten
hinsichtlich ihrer Teilchengröße eingestellt wurden, so daß ein Maximum von 5% 4,70 mm, 3 bis 20%
zwischen 1,65 und 4,70 mm, 3 bis 20% 0,59 bis 1,65 mm und 10 bis 25% 0,20 bis 0,59 mm aufwies.
Etwa 50 bis 65% passierten ein Sieb von 0,20mm lichter Maschenweite und etwa 40 bis 55% ein Sieb
von 0,1 mm lichter Maschenweite. Nach Zusammenmischen der Ansatzbestandteile wird die Phosphorsäure
dem Ansatz homogen zugemischt, und es wird Anfeuchtfiüssigkeit zugegeben. Die Gemische und
ihre Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
| Tabelle 1 | 55 | Calzin. | Gemisch | 5 | B | 5 | C | - | 5 | - | D |
| Südamerika-Bauxit | A | '» 1 | 50% | 1 | 52% | +7,5 | 57% | ||||
| *>o Calzin. Tonerde | 52% | + 7 | +8 | +8,1 | |||||||
| Rohkyanit | + 12 | 35 | + 14 | 34 | 37 | ||||||
| Bindeton | 34 | 9 | 9 | - | |||||||
| Kaolinton | ' 8 | - | 6 | ||||||||
| 65 Bentonit | - | - | |||||||||
| 85%ige Phosphorsäure | - | ||||||||||
| Wasser | + 16 | ||||||||||
| +5,8 | |||||||||||
Fortselzu.nc
Gemisch A B
Eigenschaften nach
Trocknen bei 260 C
Trocknen bei 260 C
nicht getestet, da schlechte Lagerbeständigkeit
Die Gemische A und B entsprachen der Erfindung. Diese Gemische weisen die oben diskutierten, angestrebten
Eigenschaften auf, sie zeigen eine verhältnismäßig gute Lagerbeständigkeit und Gebrauchsfahigkeit.
Die Gemische C und D entsprechen nicht
| Dichte, r//cm3 | 2,432 | 2,192 |
| Bruchmodul, | 125,3 | 58,80 |
| kp/cm" | ||
| Kaltkollerfestig | 163,1 | - |
| keit, kp/cm2 | ||
| Porosität, % | 27,5 | 34,9 |
der Erfindung. Es wird angenommen, daß die Anwesenheit von Bentonit Kaolinton für den Erfolg der
erfindungsgemäßen Gemische maßgebend ist.
Die erfindungsgemäße feuerfeste Masse wird hauptsachlich
als Dichtungs-, Auskleidungs- und Reparalurmasse verwendet; sie kann jedoch auch am Ort
pastös verarbeitet oder unter Vibration gegossen werden. Die maximale Arbeitstemperatur für die
Feuerfestmaterialien liegt bei etwa 1700 C. Diese
ίο Feuerfestmaterialien haften sehr gut an vorhandenen
Feuerfeststeinen, widerstehen der Bruchbildung und blättern nicht, insbesondere, wenn sie zur Dichtung
oder Reparatur von Feuerfeststeinen mit hohem Aluminiumoxidgehalt verwendet werden. Die mono'ithisehen
Materialien sind zur Verwendung schnell versandfähig und erfordern keinerlei Mischen am Ort
ihres Einsatzes.
Typische chemische Analysen für in den Beispielen verwendete Rohmaterialien sind in Tabelle II zu-
sammengefaßt.
Chemische Analyse Calzinierter Calzinierte
Südamerika- Tonerde
Bauxit
Rohkyanit
Bindeton
Bentonit
Kaolinton
Fe2O.,
Alkalien
Verlust bei
Zündung
6,4% 88,7
3,3
1,5
Spur
Spur
Spur
Spur
0.02
0,02% 99,2 Spur
0,05 Spur Spur
0,5
0,2
61,8%
33,6
33,6
2,2
1,1
0,2
0,3
0,6
66,1 %
22,6
22,6
0,2
3,8
1,3
2,9
3,0
45,68% 38,51
1,43
0,44
0,24
0,14
0,18
13,51
13,51
Claims (4)
1. Feuerfeste Masse für monolithische Ofenauskleidungen mit einer Kombination aus Kaolinton
und Bentonit, gekennzeichnet durch etwa 45 bis 55 Gew.-% calzinierten Bauxit,
etwa 30 bis 35 Gew.-% calzinierte Tonerde, etwa 0,5 bis 5 Gew.-% Bentonit, etwa 0,5 bis 10 Gew.-% Kaoliriton,
etwa 0,5 bis 10 Gew.-% Rohkyanit, die — bezogen auf das Gesamtgewicht — P2O5 in
einer Menge, die der von etwa 5 bis 17% Phosphorsäure
von 85% Konzentration gelieferten Menge entspricht, und eine Anfeuchtflüssigkeit in einer
Menge zwischen etwa 2 und 19% enthält
2. Masse nach Anspruch 1 aus etwa 48 bis 52 Gew.-% calziniertem Bauxit, etwa 32 bis 34
Gew.-% calzinierter Tonerde, etwa 1 bis 3 Gew.-% Bentonit, etwa 1 bis 8 Gew.-% Kaolinton, etwa
1 bis 8 Gew.-% Rohkyanit, etwa 7 bis 14 Gew.-% Phosphorsäure und etwa 5 bis 15 Gew.-% Anfeuchtflüssigkeit.
3. Masse nach Anspruch 1 aus etwa 50 bis 52 Gew.-% calziniertem Bauxit, etwa 34 bis 35
Gew.-% calzinierter Tonerde, etwa 1 Gew.-% Bentonit, etwa 8 bis 9 Gew.-% Rohkyanit, etwa 5 Gew.-%
Kaolinton, etwa 7 bis 8 Gew.-% Phosphorsäure und etwa 12 bis 14 Gew.-% Anfeuchtfiüssigkeit.
4. Masse nach Anspruch 1, in welcher die Anfeuchtfiüssigkeit Wasser ist.
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