DE2738974C2 - Zusammensetzung zur Herstellung feuerfester Gegenstände auf der Basis des Systems A1↓2↓O↓3↓/ZrO↓2↓/SiO↓2↓ und deren Verwendung - Google Patents
Zusammensetzung zur Herstellung feuerfester Gegenstände auf der Basis des Systems A1↓2↓O↓3↓/ZrO↓2↓/SiO↓2↓ und deren VerwendungInfo
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- C04B35/106—Refractories from grain sized mixtures containing zirconium oxide or zircon (ZrSiO4)
Description
(1) 0—50% schmelzgegossenes feinkörniges AZS zu wenigstens 60% in der Größenordnung
0,043—0,417 mm und
(2) 0—30% wenigstens eines der Bestandteile
(a) Aluminiumoxid bestehend zu wenigstens 90% aus Korn der Größe 0,043 mm, zu wenigstens
98,5% aus Al2O3 und nicht mehr als 0,5% aus Na2O,
(b) Chromoxid der Größe 0,043 mm bestehend zu wenigstens 95% aus Cr2O3,
(c) schnieizgegossenes ultrafeinkörniges AZS zu wenigstens 96% der Größe 0,147 mm und zu
wenigstens 20% der Größe 0,043 mm,
worin das schmelzgegossene AZS eine dreiphasige MikroStruktur verketteter Kristalle einer Korundphase,
einer Baddeleyitphase und einer zwischengelagerten, 15—30 VoL-% betragenden Glasphase aufweist und
analytisch auf Oxidbasis besteht aus 35—60 Gew.-% Al2O^Cr2O3, wobei Cr2O3<60 Gew.-%
Al2O3+Cr2O3,25—50% ZrO2,10-18% SiO2,0,8-13% Na2O+K20,0,7% anderen Bestandteilen.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzgegossene AZS analytisch in Gew.-% aus 40—55% Al2O3+Cr2O3, wobei Cr2O3
< 50% Al2O3+Cr2O3,30—45% ZrO2,10—16%
SiO2,1 — 1,6% Na2O+K2O und 0—0,5% anderen Bestandteilen besteht
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzgegossene AZS analytisch in Gew.-%, aus 40—55% AI2O3,30—45% ZrO2,10—16% SiO2,1-1,6 Na2O und bis zu 0,5% anderen
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzgegossene AZS zu
20-30 VoL-% aus Glasphase und analytisch in Gew.-% aus 45—50% Al2O3,33-41% ZrO2,12-16% SiO2,
1,1 — 1.5% Na2O und bis zu 03% anderen Bestandteilen besteht
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das grobe Korn (A) 33—37 Gew.-%,
das mittlere Korn (B) 20—25Gew.-% beträgt und die wenigstens eine weitere Komponente (C) zu
40—45 Gew.-% aus wenigstens einem der Bestandteile
(1) 15-45 Gew.-% feines Korn
(2) 0—30 Gew.-% wenigstens einem von
(a) zu wenigstens 98,5 Gew.-% AI2O3 aufweisendem Aluminiumoxid,
(b) zu wenigstens 95 Gew.-°/o Cr2O3 aufweisendem Chromoxid
besteht
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das grobe Korn (A) 33—37 Gew.-%,
das mittlere Korn (B) 32—37 Gew.-% beträgt und die wenigstens eine weitere Komponente (C) zu 30—35
Gew.-% aus wenigstens einem der Bestandteile
(1) 0—25 Gew.-% feines Korn,
(2) 10—30 Gew.-% wenigstens einem von
(a) zu wenigstens 983 Gew.-% Al2O3 aufweisendem Aluminiumoxid,
(b) zu wenigstens 95 Gew.-% Cr2O3 aufweisendem Chromoxid,
(c) ultrafeinem Korn
besteht.
7. Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (2a),
Aluminiumoxid, wenigstens 5 Gew.-% und die Komponente (2b), Chromoxid, wenigstens 5 Gew.-% beträgt.
8. Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 als gebrannter, feuerfester Gegenstand.
9. Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruch 3 als gebrannter, feuerfester Gegenstand.
Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen aus feuerfestem Material für gesinterte, feuerfeste Gegenstände
aus schmelzgegossenem Korn der Phase Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid-Siliziumdioxid, kurz als AZS-Korn
bezeichnet, das in schmelzgegossener Form zu einem Block erstarren gelassen, zerkleinert und erneut zu einem
Körper gebunden wird.
Die Wiederbindung des aus schmelzgegossenen Massen erhaltenen Korns zu einem Formling ist seit den
US-PS 12 40 490 und 12 40 491 bekannt Im Gegensatz zu einem tonigen Flußmittel nach US-PS 9 30 376 soll die
Wiederverbindung hier mit Hilfe gewöhnlicher keramischer Bindemittel erfolgen. Für feuerfeste Körper soll das
schmelzgegossene AZS-Zirkoniumdioxid bis zum äquimolekularen Verhältnis zum Aluminiumoxid (z.B.
54,7 Gew.-% ZrO2,453 Gew.-% AI2O3, unter Vernachlässigung der Verunreinigungen) erhalten.
Ähnlich schlägt die US-PS 13 24 546 schmelzgegossenes AZS-Korn, allerdings mit einem größeren MgO-Bestandteü, vor. Außerdem schmelzgegossenen Korn und dem tonigen Flußmittel können auch noch ieingemahlene Bestandteile gleicher Zusammensetzung beigegeben werden. Die erhaltenen feuerfesten Körper sollen
weitgehend korrosions- und erosionsbeständig (z. B. gegenüber geschmolzenen Metallen oder Glas), verformungsbeständig bei hohen Temperaturen und rissefest bei Temperatisrwechselbelastung sein. Später wurde
erkannt, daß die Bindung mit Ton als Flußmittel die Feuerfestigkeit und chemische Beständigkeit begrenzt Nach
den GB-PS 6 05 215 und 6 10 334 sollen daher wiedergebundene AZS Körper lediglich aus geschmolzenem AZS
Korn hergestellt werden, jedoch ohne der genauen Korngröße besondere Beachtung zu widmen (es sollen
lediglich Mischungen mit einem feinkörnigen Anteil verwendet werden).
Die in jüngerer Zeit vorgeschlagenen wiedergebundenen feuerfesten Stoffe aus geschmolzenem AZS Korn
mit besserer Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schmelzen und Wärmeschockfestigkeit enthalten beispielsweise schmelzgegossenes AZS Korn mit bestimmten Anteilen an Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid, US-PS
37 82 980, Anteile von Aluminiumoxid und/oder Mullit mit Kieselsäure als Bindemittel, GB-PS14 29 723, Anteile
von Kyanit, 2gr|oniumdioxid, gebrannter Tonerde, Chromoxid und Kieselsäure, US-PS 38 46145. Die GB-PS
12 54 792 enthält den Vorschlag, kleinere schmelzgegossene Platten mit einem Bindemittel aus schmeizgegossenem AZS Korn, hydraulisch härtendem Zement, gestrecktem Ton oder chemischen Bindern zu feuerfesten
Blöcken zu verkitten.
Die Erfindung hat feuerfeste Gegenstände und hierfür geeignete Zusammensetzungen auf AZS Grundlage
mit verbesserter Korrosionsfestigkeit und Alkalienbeständigkeit, insbesondere beim Kontakt mit Glasschmelzen, verbesserter Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur, und hoher Festigkeit gegen Wärmebelsstung und
Wärmeschock zur Aufgabe.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, welche für feuerfeste Gegenstände auf AZS Grundlage die
folgenden Zusammensetzungsmerkmale vorsieht:
(A) 25—60% schmelzgegossenes, grobkörniges AZS Korn zu wenigstens 89% in der Größenordnung
0,833-3327 mm,
(B) 0—38% schmelzgegofsenes AZS mittlerer Körnung zu wenigstens 73% in der Größenordnung
0,417-1,651 mm,
(C) 30—50% wenigstens eine der Komponenten:
(1) 0—50% schmelzgegossenes feinkörniges AZS zu wenigstens 60% in der Größenordnung
0,043—0,417 mm und
(2) 0—30% wenigstens eines der Bestandteile
(a) Aluminiumoxid, bestehend zu wenigstens 90% aus Korn der Größe 0,043 mm, zu wenigstens
98,5% aus AI2O3 und nicht mehr als 0,5%.aus Na2O,
(b) Chromoxid der Größe 0,043 mm bestehend zu wenigstens 95% aus Cr2Os,
(c) schmelzgegossenes ultrafeinkörniges AZS zu wenigstens 96% der Größe 0,147 mm und zu wenigstens 20% der Größe 0,043 mm,
worin das schmelzgegossene AZS eine dreiphasige MikroStruktur verketteter Kristalle einer Korundphase,
einer Baddeleyitphase und einer zwischengelagerten, 15—30 Volumen-% betragenden Glasphase aufweist und
analytisch auf Oxidbasis besteht aus 35—60Gew.-% Al2O3-I-Cr2O3, wobei Cr2O3<60 Gew.-% Al2O3-I-Cr2O3,
25-50% ZrO2,10-18% SiO2,0,8-13% Na2O + K20,0,7% anderen Bestandteilen.
Diese besonders sorgfältige, ausgewogene Zusammensetzung enthält auch einen erheblichen Volumenanteil
einer Glasphase, die durch Umsetzung mit anderen Bestandteilen beim Brennen eine Mullitphase sowohl in dem
schmelzgegossenen Korn selbst, als auch als bindende Glasmatrix und reduzierte Glasphase ergibt, welche
wahrscheinlich einen wesentlichen Beitrag zur Erzielung der günstigen Eigenschaften leistet Diese Glasphase
entsteht durch die sorgfältig ausgewogenen Anteile SiO2, AI2O3, Na2O, K2O und andere Bestandteile (z. B. auch
Verunreinigungen) die als Glasphase vorliegen. Wesentlich sind auch die sorgfältig ausgewählten und geregelten
Korngrößen und deren sorgfältig ausgewogene Anteile an der Gesamtzusammensetzung.
Die Analyse auf Oxidbasis der schmelzgegossenen AZS-Zusammensetzungen ergibt als breitesten und als
engeren, bevorzugten Bereich:
| Bereich | AI2O3H-Cr2O3 | ZrO2 | SiO2 | Na2O-HK2O |
andere
Bestandteile |
|
breitester
bevorzugter |
35-60
40-55 |
25-50
30-45 |
10-18
10-16 |
0,18-1.8
1,0-1,6 |
bis zu 0,7
bis zu 03 |
Hierin ist Cr2O3 gleich oder kleiner als 60 Gew.-% (vorzugsweise 50 Gew.-%) von AI2O3+Cr2O3. Aus wirtschaftlichen Gründen wird Cr2O3 vorzugsweise weggelassen. Eine besonders günstige AZS-Zusammensetzung
enthält analytisch, auf Oxidbasis: 45—60Gew.-% AI2O3, 33—41 Gew.-% ZrO2, 12—16Gew.-% SK)2.
1,1—1,5 Gew.-% Na2O und bis zu 03 andere Bestandteile.
Der aus dieser Zusammensetzung gebrannte Gegenstand hat eine MikroStruktur aus Korund, Baddeleyit,
Mullit und Glasphase, worin Mullit etwa 5—25 Gew.-% (vorzugsweise 8—22%) und die Glasphase ca. 5—20
5 Volumen-% (vorzugsweise 5—17 VoL-%) ausmacht.
Ak Korundphase wird auch Cr3Q3 in fester Lösung mit Al2O3 verstanden.
Zur Herstellung feuerfester Gegenstände durch Pressen ist besonders günstig die Zusammensetzung nach
Anspruch 5, zur Herstellung durch Guß bc-sonders günstig die Zusammensetzung nach Anspruch
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen, gebrannten, feuerfesten Gegenstände wurden zwei verschiedene
ίο schmelzgegossene AZS-Zusammensetzungen als zerkleinertes und klassiertes Korn (AZS 1 und AZS 2) verwendet:
25 Baddeleyit Baddeleyit
Diese wurden folgendermaßen zerkleinert und klassiert: (1) das grobe Korn hatte die kumulierte Korngrößenverteilung:
| AZS-I | AZS-2 | |
| Al2O3 Gew.-% | 49,6 | 45,4 |
| ZrO2Gew.-% | 33,5 | 40,4 |
| SiO2 Gew.-% | 15,2 | 123 |
| Ma2O Gew.-% | 1,5 | 1,1 |
| Fe2O3 Gew.-% | 0,1 | 0,1 |
| TIO2 Gew.-ffo | 0,1 | 0,1 |
| Glasphase, Gi*w.-% | 15—20 | 13-18 |
| Glasphase, VoL-% | 20—30 | 20—30 |
| Kristallphase | Corund | Corund |
| Korngröße | kumulative Gew.-% des Sieb | Minimum | Minimum | Minimum |
| μπί | rückstands | 0 | 0 | 0 |
| Maximum | 12 | 10 | 23 | |
| 3327 | 0 | 69 | 36 | 34 |
| 2362 | 32 | 84 | 55 | 43 |
| 1651 | 89 | 89 | 73 | 51 |
| 1387 | 99 | 53 | ||
| 833 | 99 | kumulative Gew.-% des Sieb | kumulative Gew.-% des oieb- | 60 |
| : die folgende Kor | η größenverteilung: | rückstands | ruckstands | |
| Korugröße | Maximum | Maximum | ||
| μπι | 0 | 0 | ||
| 30 | 43 | |||
| 1651 | 56 | 54 | ||
| 1168 | 75 | 63 | ||
| 833 | 93 | 71 | ||
| 590 | tive Korngrößenverteilung: | 73 | ||
| 417 | 80 | |||
| : folgende kumula | ||||
| KorngröBe | ||||
| um | ||||
| 417 | ||||
| 208 | ||||
| 147 | ||||
| 105 | ||||
| 74 | ||||
| 62 | ||||
| 44 |
(4) das ultrafeine Korn hatte die folgende kumulative Korngrößenverteilung:
| Korngröße | kumulative Gew,- | % des Sieb- |
| μπι | rückstands | |
| Maximum | Minimum | |
| 147 | 0 | 0 |
| 74 | 4 | 0 |
| 62 | 8 | 4 |
| 44 | 80 | 40 |
Das Aluminiumoxid wurde zu 95 Gew.-% zu 0,043 mm zerkleinert und hatte die folgende typische chemische
Zusammensetzung in Gew.-%:
99,2% AI2O3,0,45% Na20,0,04% Fe2O3,0,02% SiO2 und 03% Brennschwindung.
Es wurden mehrere gepreßte und gebrannte feuerfeste Körper der Zusammensetzung nach Tabelle I hergestellt,
in dem die Zusammensetzungen mit einem geeigneten Gleit- und Bindemittel (z. B. 0—03 Gew.-% wasserlösliches
Polyäthylenglycolwachs und 1,75—3 Gew.-% LJgninsulfitbimder) gemischt, von Hand oder mechanisch
zu verschiedenen Formkörpern wie 227 kg schweren Ziegeln bis zu 450 kg schweren komplizierten Formen
geformt und bei 1500—1700° C wenigstens bis zur Entwicklung keramischer Bindung gebrannt wurden.
Ähnliche Eigenschaften in gebranntem Zustand erhält man durch Ersetzen des AZS-1 Korns durch AZS-2
Korn in den Beispielen der Tabelle I.
Zusammensetzung in Gew.-%
ABCDEFG
ABCDEFG
Bestandteile
grobes AZS-I Korn mittleres AZS-I Korn feines AZS-I Korn Aluminiumoxid Chromoxid
grobes AZS-I Korn mittleres AZS-I Korn feines AZS-I Korn Aluminiumoxid Chromoxid
Eigenschaften bei 1600° C gebrannt anscheinende Porosität in VoL-%
Schüttgewicht, g/cm3 Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur in N/mm2
Biegefestigkeit bei 13400C in N/mm2
Wärmewechselbelastung — Zimmertemperatur auf 14000C und zurück
Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur nach Wärmeschockbelastung in N/mm2
233
18,6 735
9,8
8,05
63
Eigenschaften bei 16600C anscheinende Porosität in VoL-%
Schüttgewicht, g/cm3 3,14
Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur in N/mm2
Biegefestigkeit bei 1340° C in N/mm2 5,6
Wärmewechselbelastung — Zimmertemperatur 20+ auf 1400° C und zurück
Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur nach 10,15 Wärmeschockbelastung in N/mm2
| 12 | 12£ | 12 | 13 | 15 | 13 |
| 3,16 | 33 | 3,12 | 3,11 | 3,11 | 3,17 |
| 593 | 54,6 | 65,5 | 59,5 | 48,7 | 43,4 |
| 63 | 6,6 | 8,12 | 8,05 | 7,53 | 9,1 |
| 20+ | 20+ | 20+ | 20+ | 20+ | 20-f |
10,5 9,1
4,5
7,7 8,4 735
Zum Vergleich wurden im Hände! erhältliche feuerfeste Körper der im wesentlichen gleichen analytischen
Zusammensetzung aus wiedergebandenem AZS (wohl entsprechend der CA-PS 7 54 627, Beispiel 2, Tabelle I,
Seite 8) geprüft:
Aluminiumoxid geringerer Reinheit und niedrigerem Na2O-GeIIaIt ist ebenfalls brauchbar. Das verwendete
Chromoxid war einheitlich von der Größe 0,043 mm und hatte mit einer Reinheit von 98 Gew.-% Pigmentqualität.
Chromoxid geringerer Reinheit (z. B. metallurgischer Qualität) ist ebenfalls brauchbar. 20
| 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 40 |
| 25 | 25 | 25 | 20 | 20 | 20 | 25 | |
| 15 | 20 | 25 | 35 | 40 | 45 | 10 | |
| 25 | 20 | 15 | 10 | 5 | — | 15 | 45 |
| — | — | — | — | — | — | 15 | |
| 16,1 | 16,7 | 14,5 | 15,5 | 163 | 17,5 | 17,0 | |
| 3,16 | 3,16 | 3,17 | 3,17 | 3,14 | 3,11 | 3,16 | |
| 42,7 | 41,7 | 413 | 45,5 | 473 | 36,4 | 39,2 | |
| 9,1 | 8,4 | 10,5 | 10,5 | 10,8 | 7,7 | 10,0 | |
| 20+ | 20+ | 20+ | 20 + | 20+ | 20+ | 20-f | |
Anscheinende Porosität in Vol.-% 17,1
Schüttgewicht g/cm3 3,16
Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur in N/mm2 10,5
Biegefestigkeit bei 1340°C in N/mm2 52,5
Wärmeschockwechselbelastung von Zimmertemperatur auf 1400° C und zurück 20+
Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur nach
Wärmescnockwechselbelastung in N/mm2 7,7
ι ο Die Bezeichnung 20 + bedeutet keinen Schaden nach 20 Zyklen der Wärmeschockbelastung.
Der Vergleich mit Tabelle II, Probe C der Erfindung zeigt die Vorzüge der erfindungsgemäß gebrannten
Preßlinge bei Kontakt mit Kalk- und Borsilikatglas folgender Zusammensetzung:
20
| 72% SiO2 | 81% SiO2 |
| 14% Na2O+ K2O | Yi0Zo U2U3 |
| 13% CaO +MgO | 4% Na2O |
| 1% Al2O3 | 2% AI2O3 |
Die Probe C wird hier bevorzugt, weil hier offenbar eine weitgehendere Umwandlung der Glasphase zu Mullit
stattfindet. Die Prüf methoden für den Korrosionsschnitt und Steinbildung sind in den US-PS 35 19 447 und
36 32 359 beschrieben. Die Korrosionsbewertung erfolgte durch willkürliche Zuordnung des Werts 100 für die
Probe C als Standard und Berechnung der Probe X des bekannten Körpers:
Die Prüfmethcde für die Blasenbildung entsprach der US-PS 35 19 448. Die Werte zeigen eine wesentlich
größere Beständigkeit, niedrigere Stein- und Blasenbildung bei Kontakt mit Glasschmelzen der erfindungsgemäßen feuerfesten Gegenstände.
CXCX
| Korrosionsschniit am Schmelzspiegel, | 136 | 2,26 | 0,73 | 132 |
| mm | ||||
| Korrosionsbewertung | 100 | 60 | 100 | 55 |
| Steinbildung | UO | 2,48 | 0,6 | 0,9 |
| Blasenbildung | — | — | 16 | 35 |
40
45
Die Tabelle III zeigt für zwei Beispiele die Vergleichswerte des Korrosionstests in Glasschmelzen zur
Herstellung von Glaswolle, nämlich ein feuerfester, fester schmelzgegossener AZS-I Körper und ein Z.Z.
gebräuchlicher Chrom-Aluminiumoxidkörper (Probe Y). Glaswolle hat typischerweise die Zusammensetzung in
Gew.-% 59% SiO2, 16% CaO, 11% Na2O, 5,5% MgO, 4,5% Al2O3, 3,5% B2O3 und 0,5% K2O. Die typische
Analyse der Chrom-Alnminiumkörper ist in Gew.-% 81,7% AI2O3, 16% Cr2O3, 0,8% P2O3, 0,5% SiO2, 0,5%
Fe2O3 und 0,5% Na2O. Mit AZS-I als willkürlich angenommenem Standard zeigt Probe G überlegene Eigenschaften. Da feur-feste Körper mit Chromoxid gegenüber Glaswollschmelzen besser sind als ohne Chromoxid,
ist die schlechte Korrosionsfestigkeit der Probe C gegenüber Glaswollschmelzen nicht überraschend.
| AZS-I | 100 |
| G | 129 |
| C | 0 (abgeschnitten) |
| Y | 64 |
60
65
Gute Korrosionsfestigkeit gegenüber Glaswollschmelzen erhält man auch durch Zusatz von Cr2O3 zu den
erfindungsgemäßen, gebrannten feuerfesten Gegenständen. Die Zusammensetzung ist dann beispielsweise
283 Gew.-% Al2O3,28 Gew.-% Cr2O3,28 Gew.-% ZrO2,14,6 Gew.-% SiO2 und 1,1 Gew.-% Na2O (ohne geringe
Die Untersuchung mit einem statischen Alkalienfestigkeitstest ergab überlegene Festigkeitswerte, die eine
verlängerte Lebensdauer, z. B. beim Einsatz als feuerfester Überbau in Glasschmelzöfen und dergleichen bedeuten. Für die Prüfung wurden Tiegel durch Ausfahren eines 5 cm langen und 2,54 im Durchmesser betragenden
Kerns aus Würfeln mit 7,6 cm langen Seitenflächen hergestellt, 30 g NajCCvj in die Tiegel gegeben und diese mit
dem gleichen gebrannten, feuerfesten Material abgedeckt, auf 15000C erhitzt, 7 Tage gehalten, abgekühlt und
senkrecht in zwei Teile geschnitten und nach einer willkürlich aufgestellten Skala von 1 (keine sichtbaren
Schäden) bis 10 (starke Abblätterung, Risse, Auflösungserscheinungen der mit der Schmelze in Berührung
gewesenen Oberfläche bis zu einer Tiefe von mindestens 1,9—2,5 mm) bewertet Die Tabelle IV enthält die
Ergebnisse: to
F 1
C 7
X 10
Eine Reihe gegossener und gebrannter feuerfester Proben wurden mit Zusammensetzungen nach Tabelle V
hergestellt, mit einem Äthylsilikat als Bindemittel (7 Gew.-% für die Proben H-M und 0,8 Gew.-°/o für die Probe
N) und 0,2 Gew.-% Triäthanolamin als Katalysator für die Umsetzung oder Gelierung des Bindemittels gemischt (Das Bindemittel enthielt nach Angabe des Herstellers 40,5—42,5 Gew.-% S1O2 in kjar weißer Flüssigkeit
des spezifischen- Gewichts 1,05—1,08 bei 200C, l,5Gew.-% maximal freies Äthanol, Säure als
HCl < 0,01 Gew.-%, Gefrierpunkt unter —57°C.) Jede Mischung wurde in bekannter Weise durch Vibrationsguß
geformt, das Bindemittel gelieren gelassen, aus der Form genommen, bei etwa 93° oder etwas darüber ca. 8 Std.
getrocknet, und der grüne Körper wenigstens 4 Std. bei 1550—16600C gebrannt.
Das kolloide kieselsäurehaltige Bindemittel kann auch in anderer Form als durch Zugabe von Äthylsilikat, z. B.
als Alkylsilikat Kieselsäuresol, kolloide Kieselsäurelösung oder -suspension vorgesehen werden, die vorzugsweise 2—7 Gew.-% S1O2 Rückstand in der feuerfesten Zusammensetzung ergeben. Ferner können andere
bekannte Katalysatoren für die Umsetzung oder Gelierung dieser verschiedenen Bindemittel verwendet werden.
| Zusammensetzung in Gew.-% | I | J | K | L | M | N | O | 40 | |
| H | |||||||||
| Bestandteile | — | 33 | 33 | 37 | 33 | 33 | 33 | ||
| grobes AZS-I Korn | 33 | — | 33 | 32 | 33 | 37 | 37 | 37 | |
| mittleres AZS-I Korn | 37 | — | 15 | 25 | — | 15 | 15 | 15 | 45 |
| feines AZS-I Korn | 15 | 15 | — | 10 | 30 | 10 | 5 | 15*) | |
| Aluminiumoxid | 15 | — | — | 5 | 10 | ||||
| Chromoxid | — | 15 | — | — | — | — | — | ||
| ultrafeines AZS-I Korn | — | 33 | — | — | — | — | — | — | |
| grobes AZS-2 Korn | — | 37 | — | — | — | — | — | — | 50 |
| mittleres AZS-2 Korn | — | 15 | — | — | — | — | — | — | |
| feines AZS-2 Korn | — | ||||||||
| Eigenschaften bei 16000C gebrannt | 21 | 21,7 | 19,6 | 233 | 22 | 24 | 23 | ||
| anscheinende Porosität in VoL-% | 21,3 | 2 | 235 | 233 | 23 | 2,98 | 23 | 233 | 55 |
| Schüttgewicht g/cm3 | 236 | 25^ | 25,2 | 28,7 | 243 | 23,8 | 21 | 28 | |
| Biegefestigkeit bei Zimmer | 31 | ||||||||
| temperatur in N/mm2 | 7 | 5,6 | 104 | 9,45 | 1,4 | 33 | 7,7 | ||
| Biegefestigkeit bei 13400C, N/mm2 | 7 | 20+ | 20+ | 20+ | 20+ | 20+ | 20+ | 20+ | |
| Wärmeschockwechselbelastung | 20+ | 60 | |||||||
| von Zimmertemperatur auf 14000C | |||||||||
| und zurück | 535 | 9,1 | 7,18 | 16,8 | 63 | 10,15 | 11,2 | ||
| Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur | 13,65 | ||||||||
| nach Wärmeschockbelastung, N/mm2 |
*) A-2 Aluminiumoxid statt A-10 Aluminiumoxid, wie in den übrigen Beispielen.
Zum Vergleich hatten bekannte Körper aus gebranntem AZS Korn nach der GB-PS 14 29 723, Probe Z, die
folgenden Eigenschaften:
. Anscheinende Porosität — VoI.-%
5 Dichte, g/cm3 Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur, N/mm2 14,4
Biegefestigkeit bei 1340° C, N/mm2 Wärmeschockwechselbelastung von Zimmertemperatur
auf 1400° C und zurück 20+
ίο Biegefestigkeit bei Zimmertemperatur
nach Wärmeschockbelastung, N/mm2
Zusammensetzung:
Al2O3 47,00 Gew.-% Na2O 030 Gew.-% maximal
15 ZrO2 36,00 Gew.-% Fe2O3 0,20 Gew.-% maximal
SiO2 16,50 Gew.-% TiO2 0,20 Gew.-% maximal
Glasphase etwa 5 Gew.-% Kristaiiphasen — Muiiit, monokiines Zirkoniumdioxid.
20 Die Tabelle Vl zeigt Vergleichswerte für die Proben H und Z für die Korrosionsfestigkeit gegenüber Glasschmelzen
und unterstreicht die erfindungsgemäß erzielte Verbesserung.
25 Prüfbedingungen Kalkglas
1350° C 2 Tage
H Z
30 Korrosionsschnitt am Schmelzspiegel, mm 0,24 0,48
Korrosionsbewertung 100 50
Die Proben H und Z wurden auch dem zuvor beschriebenen statischen Alkalienfestigkeitstest unterzogen.
Probe H blieb im wesentlichen unverändert nach Kontakt mit geschmolzenem Natriumkarbonat, während die
35 Probe Z Risse und Abblätterungen aufwies.
Claims (1)
1. Zusammensetzung zur Herstellung feuerfester Gegenstände auf der Basis des Systems Al2CVZrO2ZSiO2
(AZS), dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält (in Gew.-%):
(A) 25—60% schmelzgegossenes grobkörniges AZS zu wenigstens 89% in der Größenordnung
0333—3327 mm,
(B) 0—38% schmelzgegossenes AZS mittlerer Körnung zu wenigstens 73% in der Größenordnung
0.417-1,651 mm,
ίο (C) 30—50% wenigstens eine der Komponenten:
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