DE2736442A1

DE2736442A1 - Verfahren zur herstellung chemisch gebundener, kohlenstoffhaltiger, feuerfester steine

Info

Publication number: DE2736442A1
Application number: DE19772736442
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Koltermann; Heinz Stadtler
Original assignee: Beck & Kaltheuner Fa; BECK U KALTHEUNER
Current assignee: Beck U Kaltheuner Feuerfeste Erzeugnisse & C GmbH
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2736442C2

Description

Verfahren zur Herstellung chemisch gebundener, kohlenstoff-
haltiger, feuerfester Steine Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung chemisch gebundener, kohlenstoffhaltiger, feuerfester Steine, bei dem das Ausgangsmaterial mit chemischem Bindemittel versetzt sowie Kohlenstoffzusatz zugesetzt, das Gemisch verformt und bei Temperaturen bis zu 8000C getempert wird.
Feuerfeste, kohlenstoffhaltige Steine werden u.a. in verschiedenen Industrieöfen und auch in Torpedopfannen zum Transport von flüssigem Metall verwendet. Es ist bekannt, daß durch den Kohlenstoffgehalt der Angriff der Schlacke auf den Stein herabgesetzt und damit der Verschleiß geringer wird.
Bisher wurden feuerfeste, kohlenstoffhaltige Steine dadurch hergestellt, daß sie gebrannt oder chemisch gebunden wurden.
Die Steine wurden dann mit Teer, dem gegebenenfalls Pech, Graphit, Ruß @sw. zugesetzt wurde, oder mit anderen, stark kohlenstoffhaltigen organischen Stoffen getränkt bzw.
imprägniert, wobei dieser Vorgang häufig unter vermindertem Druck durchgeführt lfurdc.
Beim Einsatz dieser Steine traten leim Aufheizen schädliche Teerdämpfe in großer Menge aus, was zu einer erheblf eher Umweltbelastung führte.Um das Austreten dieser Dämpfe weitgehend zu verhindern, wurden in letzte: Zeit die teergetränkten Steine in komplizierten Anlagen bei Temperaturen bis zu 5000C getempert (vorerhitzt), wobei die meisten flüchtigen Bestandteile des Teers austraten und verbrannt wurden. Erst nach dieser umständlichen Nachbehandlung wurden die Steine in Industrieöfen oder Torpedopfannen verwendet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die einfache Herstellung sauberer und umweltfreundlicher kohlenstoffhaltiger, feuerfester Steine erlaubt.
Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man als Kohlenstoffzusatz Graphit, Ruß oder Kohlenstaub oder eine Mischung dieser Stoffe in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der feuerfesten Steine, verwendet und daß man den Kohlenstoffzusatz vor dem Verformen zu dem das Ausgangsmaterial und das Bindemittel enthaltenden Gemisch zusetzt.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf der überraschenden Feststellung, daß man qualitativ hochwertige kohlenstoffhaltige, feuerfeste Steine erhält, wenn man nicht den fertigen Stein mit Teer tränkt,sondern dem das Ausgangsmaterial und das Bindemittel enthaltenden Gemisch vor dem Verformen direkt den -Kohlenstoffzusatz in Form von Graphit Ruß oder Kohlenstaub oder einer Mischung dieser Stoffe zusetzt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden kohlenstoffhaltige, feuerfeste Steine erhalten, aus denen keine schädlichen und umweltbelastenden Teerdämpfe austreten und die vor ihrem Einsatz in Industrieöfen oder Torpedopfannen nicht in kornplizierter Weise vorerhitzt werden müssen.
Vorzugsweise wird im erfindungsgemäßen Verfahren Graphit, Ruß oder Kohlenstaub oder eine Mischung dieser Stoffc in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-Vo, bezogen auf das Gesamtgewicht der feuerfesten Steine, verwendet, da solche Kohlenstoffgehalte für die meisten Anwendungszwecke ausreichend sind.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können alle gewünschten Arten feuerfester, kohlenstoffhaltiger Steine hergestellt werden. So werden beispielsweise bei Verwendung von Korund, Tonerdesilikat mit mehr als 30 Gew.-% A1203, Spinell, Magnetit und/ce Magnesitchrom als Ausgangsmaterial vorzügliche kohlenstoffhaltige, feuerfeste Steine erhalten.
Die erfindungsgemäß hergestellten Steine eignen sich insbesondere für den Einsatz in reduzierend betriebenen Hochtemperaturaggregaten. Untersuchungen in oxidierender Atmosphäre haben gezeigt, daß abhängig von der Art des Xohlenstoffzusatzes und der Temperatur die Oxidation der erfindungsgemäß hergestellten Steine langsam erfolgt und ein Einsatz unter bestimmten Betriebsbedingungen auch in oxidierender Atmosphäre möglich ist.
Eine zweckmäßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend im einzelnen beschrieben: Das gemahlene, körnige Ausgangsmaterial wird mit einem üblichen chemischen Bindemittel, wie einem Phosphatbindemittel oder Wasserglas, mit dem erfindungsgemäßen Kohlenstoffzusatz sowie mit Wasser versetzt. ach gründlichem Vermischen der Bestandteile wird die so erhaltene feuchte, krümelige Masse zu Steinen verpresst oder verstampft. Diese Steine werden dann bei Temperaturen bis zu 3000C getempert. Gewünschtenfalls können die Steine daiui noch bei höheren Temperaturen, beispielsweise bei 1200°C, in reduzierender Atmosphäre gebrannt werden.
Bei Verwendung von Phosphatbindemittel wird dies zweckmäßigerweise in solchen Mengen eingesetzt, daß der auf das Phosphatbindemittel zurückgehende r20 5-Gehalt des Fertigproduktes 1 bis 3 Gew.-% beträgt.
In den folgenden Beispielen sind die Eigenschaften von nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Steine zusammengestellt.

B e i s pi e l e 1) Phosphatgebundener Korundstein mit 80 Gewichtsprozent Al2O3 und SiO2 und 20 Gewichtsprozent C:

nach Temperung nach dem Brennen in

bei 400°C reduzierender Atmosphä-

Raumgewicht, g/cm³ 2,57 2,57

offene Poren, % 16,8 17,2

galtdruckfestigkeit,

kp/cm2 325 300

Heißdruckfestig-

keit bei 1200°C,

kp/cm2 130

2) Phosphatgebundener Korundstein mit 86 Gewichtsprozent Al2O3 und SiO2 und 14 % C: nach Temperung nach dem Brennen in reduzierender Atmosphäre bei 1200°C Raumgewicht, g/cm3 2,59 2,60 offene Poren, % 17,7 18,4 Kaltdruckfestigkeit, kp/cm2 335 430 Heißdruckfestigkeit, kp/cm2 100

Claims

Patentansprüche if Verfahren zur HersteIlung chemisch gebundener, kohlenstoffhaltiger, feuerfester Steine, bei dem das Ausgangsmaterial mit chemischem Bindemittel versetzt sowie Eohlenstoffzusatz zugesetzt, das Gemisch verformt und bei Temperaturen bis zu 8000C getempert wird, dadurch g e k e n n z ei c h -n e t, daß man als Kohlenstoffzusatz Graphit, Ruß oder Kohlenstaub oder eine Mischung dieser Stoffe in einer Menge von bis 50 Gew. -%, bezogen auf das Gesamtgewicht der feuerfesten Steine, verwendet und daß man den Xohlenstoffzusatz vor dem Verformen zu dem das Ausgangsmaterial und das Bindemittel enthaltenden Gemisch zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e ke n n z e i c hn e t, daß man 1 bis 20 Gew.-% Kohlenstoffzusatz verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß man als Ausgangsmaterial Korund, Tonerdesilikat mit mehr als 30 Gew.-% Al2O3, Spinell, Magnesit und/oder Ilagnesitchrom einsetzt.