DE2842176C2 - Chemically setting mass with a high alumina content based on bauxite without the addition of clays and its use as shaped bodies, in particular stones, for lining aluminum melting units - Google Patents
Chemically setting mass with a high alumina content based on bauxite without the addition of clays and its use as shaped bodies, in particular stones, for lining aluminum melting unitsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine chemisch abbindende Masse mit hohem Tonerdegehalt auf Bauxitbasis ohne Zusatz von Tonen sowie deren Verwendung als Formkörper, insbesondere Steine, für Aluminiumschmelzaggregate. The invention relates to a chemically setting composition with a high alumina content based on bauxite without the addition of clays and their use as shaped bodies, in particular stones, for aluminum melting units.
Chemisch abbindende Massen mit hohem Tonerdegehalt auf Bauxitbasis ohne Zusatz von Tonen sind bereits bekannt, sie werden u. a. zur Herstellung vo;; feuerfesten Formkörpern und insbesondere Feuerfeststeinen verwendet.Chemically setting compounds with a high alumina content based on bauxite without the addition of clays are already known, they will inter alia. for the production of ;; refractory moldings and in particular refractory bricks used.
Solche Massen enthalten als Hauptbestandteile Bauxit, beispielsweise in einer Größenordnung von 80 bis 95 Gew.-%. Außerdem kann ihnen in geringer Menge noch caicinierte Tonerde, üblicherweise in einer Menge von 5 bis 12 Gew.-%, zugesetzt werden.Such masses contain bauxite as main constituents, for example in the order of magnitude of 80 to 95 wt%. In addition, a small amount of caicinated clay, usually in a Amount of 5 to 12% by weight, can be added.
Die Korngröße des Bauxits liegt in dem üblicherweise bei der Herstellung von feuerfesten Massen bzw. deren Weiterverarbeitung zu Steinen angewandten Bereich, d. h. die maximale Korngröße liegt üblicherweise zwischen 3 und 8 mm. und die Korngrößenverteilung ist derart, daß eine möglichst dichte Packung erzielt wird.The grain size of the bauxite is the same as that usually used in the manufacture of refractory masses or their further processing into stones applied area, d. H. the maximum grain size is usually between 3 and 8 mm. and the grain size distribution is such that the closest possible packing is achieved.
Der grobkörnige Anteil des Bauxits mit einer Korngröße oberhalb von 1 mm macht üblicherweise 35 bis 70 Gew.-'ϊί der Gesamtmasse aus. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Masse mit einer Körnungslücke herzustellen, d. h. eine Masse, bei welcher ein bestimmter mittlerer Korngrößenbereich, üblicherweise zwischen 0.2 bis 0.5 mm. fehlt.The coarse-grained portion of the bauxite with a grain size above 1 mm usually makes 35 to 70 wt .- 'ϊί of the total mass. Of course it is also possible to produce a mass with a grain gap, i.e. H. a mass at which has a certain mean grain size range, usually between 0.2 to 0.5 mm. is missing.
Als Bauxitausgangsmaterial kann ein üblicher, gegebenenfalls aufbereiteter Bauxit verwendet werden, wobei der Gehalt an Fe2O, jedoch möglichst 5r/r und insbesondere 2,5% nicht übersteigen soll. Der SiO2-Gehalt des Bauxits liegt üblicherweise unterhalb von \2r/r, vorteilhafter unterhalb K)ri. Bevorzugt werden sogenannte latentisehe Bauxite verwendet, die einen hohen Tonerde-, niedrigen Kieselsäure* und niedrl· gen Eisengehalt aufweisen.A conventional, optionally processed bauxite can be used as the bauxite starting material, the content of Fe 2 O, however, if possible not exceeding 5 r / r and in particular 2.5%. The SiO 2 content of the bauxite is usually below \ 2 r / r, more advantageously below K) r i. So-called latent bauxites are preferably used, which have a high alumina, low silica * and low iron content.
Solche Massen werden chemisch gebunden, d. h. Unter Zusatz von üblicherweise Phosphorsäure oder einem sauren Aluminiumphösphat, z. B, Mönöaluminiumphosphat. Die Phosphorsäure wird üblicherweise als 80%ige Lösung, d. h. mit einem P2OyGehaft von 58% eingesetzt. Das Monoaluminiumphosphat kann entweder in gelöster Form oder als fein zerteiltes Pulver zugemischt werden.Such masses are chemically bound, ie with the addition of usually phosphoric acid or an acidic aluminum phosphate, eg. B, monoaluminum phosphate. The phosphoric acid is usually used as an 80% solution, ie with a P 2 Oy content of 58%. The monoaluminium phosphate can be added either in dissolved form or as a finely divided powder.
Solche Massen werden zur Verarbeitung auf einen ϊ Feuchtigkeitsgehalt zwischen 3 und 6% eingestellt, in einem Zwangsmischer gründlich durchgemischt und dann unter Druck zu Formkörpern oder Steinen verformt. Anschließend kann entweder nur ein Trocknen bei Temperaturen bis zu 120° C oder auch ein Brennen bis zu Temperaturen von 700° C erfolgen.Such masses are adjusted to a ϊ moisture content between 3 and 6% for processing, in Thoroughly mixed in a compulsory mixer and then shaped under pressure into moldings or stones. Then either just drying at temperatures of up to 120 ° C or firing up to temperatures of 700 ° C.
Solche Massen bzw. hieraus hergestellte Formkörper und insbesondere Steine finden hauptsächlich Anwendung in Aluminiumschmelzaggregaten, d. h. in Aluminiumschmelzrinnen, AluminiumschmelztiegelnSuch masses or shaped bodies produced therefrom and in particular stones are mainly used in aluminum smelting units, d. H. in aluminum melting troughs, aluminum melting pots
ij oder Aluminiumschmelzöfen, die bei Temperaturen bis zu 1000° C betrieben werden. Bei höheren Betriebstemperaturen und auch bei einem Gehalt in der Masse bzw. Formkörper an Ton als Bindemittel wird die Infiltration und Korrosion wesentlich erhöht, soij or aluminum smelting furnaces that operate at temperatures can be operated up to 1000 ° C. At higher operating temperatures and also at a content in the Mass or moldings of clay as a binder, the infiltration and corrosion is significantly increased, so
in daß für diese Bedingungen die angeführten Materialien nicht mehr geeignet sind. Ein wesentlicher Nachteil solcher bis zu 1000J C eingesetzten bekannten Massen besteht jedoch darin, daß das flüssige Aluminium bzw. die darauf schwimmende Schlacke an denin that the materials listed are no longer suitable for these conditions. A major disadvantage of such known masses used up to 1000 J C is, however, that the liquid aluminum or the slag floating on it to the
r> senkrechten Wänden in starkem Maße hochkriecht und auf waagerecht liegende Teile übertritt.r> crawls up vertical walls to a large extent and steps over horizontally lying parts.
Aufgabe der Erfindung sind chemisch abbindende Massen bzw. hieraus hergestellte Formkörper, die diese unerwünschte Eigenschaft des HochkriechensThe object of the invention are chemically setting compositions or molded articles produced therefrom which this undesirable trait of creeping up
«ι von Aluminium oder Schlacke nicht aufweisen.«Ι do not have aluminum or slag.
überraschenderweise wurde nun gefunden, daß ein Zusatz von fein zerteiltem Bariumsulfat zu solchen Massen den Effekt hat, daß bei aus solchen Massen hergestellten Steinen in Aluminiumschmelzaggrega-Surprisingly, it has now been found that the addition of finely divided barium sulfate to such Masses has the effect that stones made from such masses in aluminum smelting aggregates
n ten ein Hochkriechen von Aluminiummetall oder darauf schwimmender Schlacke an den senkrechten Wänden der aus solchen Massen hergestellten Steine bestehenden Aluminiumschmelzaggregaten nicht mehr auftritt.There was a creeping up of aluminum metal or slag floating on it on the vertical ones Walls of the aluminum smelting aggregates made from such masses are not occurs more.
Die chemisch abbindenden Massen mit hohem Tonerdegehalt auf Bauxitbasis ohne Zusatz von Tonen gemäß der Erfindung zeichnen sich daher dadurch aus. daß sie 3 bis 30 Gew.-Of- fein zerteiltes Bariumsulfat enthalten.The chemically setting masses with a high alumina content based on bauxite without the addition of clays according to the invention are therefore distinguished by this. that they have 3 to 30 percent by weight of finely divided barium sulfate contain.
■r. Vorzugsweise enthalten solche Massen 10 bis 25 Gew.-ri Bariumsulfat.■ r. Preferably such compositions comprise from 10 to 25 wt r i barium sulfate.
Im Fall der Verwendung der Masse nach der Erfindungin Form von hieraus hergestellten Formkörpern und insbesondere Steinen sollen diese bei höchstensIn the case of using the composition according to the invention in The shape of molded bodies produced therefrom, and in particular stones, should be at most
in 1000' C entsprechend den in Aluf;; rniumschmelzaggregaten herrschenden Temperaturen gebrannt werden. Vorzugsweise wird der Brand bei 650-750 C vorgenommen.in 1000 'C corresponding to those in Aluf ;; rnium melting units be fired at the prevailing temperatures. The firing is preferably at 650-750 ° C performed.
Unter fein zerteiltem Bariumsulfat ist ein MaterialAmong finely divided barium sulfate is one material
v. zu verstehen, das eine maximale Komobergrenze von 0.2 mm. vorteilhafter 0.1 mm und vorzugsweise 0.04 mm besitzt. Die Korngrößenverteilung des Bariumsulfates innerhalb des Bereiches bis zur oberen Korngröße ist nicht kritisch, üblicherweise handelt esv. to understand the maximum com limit of 0.2 mm. advantageously 0.1 mm and preferably 0.04 mm. The grain size distribution of barium sulfate within the range up to the upper grain size is not critical, usually it is
(,ο sich um ein Material, das entweder bis zu dieser oberen Korngröße vollständig gebrochen wurde oder aus einem gebrochenen Material durch Absieben bis zu der betreffenden, oberer! Korngröße erhalten wurde. Als Bariumsulfat kann ein handelsübliches Material verwendet werden, wie es beispielsweise auch als Pigment Verwendung findet. Es kann sich um einen fein gemahlenen, natürlichen Schwerspat handeln, selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, ein gefälltes(, ο being a material that either goes up to this top Grain size has been completely broken or made from a broken material by sieving up to the one in question, upper one! Grain size was obtained. A commercially available material can be used as the barium sulfate, as is also the case, for example, as a pigment Is used. It can be a finely ground, natural barite, of course However, it is also possible to cut a
Bariumsulfat zu verwenden, das dann bereits in sehr fein zerteiltem Zustand vorliegt, d. h. nicht mehr gemahlen werden muß, da seine Korngröße unterhalb 0,1 mm liegt.To use barium sulfate, which is then already in a very finely divided state, d. H. no longer ground must be, since its grain size is below 0.1 mm.
Die Verwendung von Bariumverbindungen in Feuerfestmaterialien ist bereits bekannt, siehe Harders-Kienow, Feuerfestkunde (1960), S. 490, wonach bei Schamottesteinen für die Glasindustrie bereits ein Zusatz von Bariumcarbonat erfolgte, um bariumoxidhaltige Steine, welche gegen Boidämpfe und Bleioxiddämpfe beständig sind, herzustellen. Nach diesem Stand der Technik soll jedoch das Bariumoxid zweckmäßigerweise in Form von Bariumcarbonat und nicht als Bariumsulfat eingeführt werden. Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 2474544 ein schmelzgegossener Al2O3-Stein bekannt, der 4 bis 9 % an Zuschlägen enthalten kann, wobei ein Zuschlag BaCO3 ist. Diese Zuschläge dienen dazu, in den Stein etwa 1,5 % Glasphase einzuführen. Gemäß den Angaben in dieser US-Patentschrift beträgt der maximale BaO-Gehalt jeöcxh 0,4%. Außerdem liegt bei einem solchen Stein der Ai2O3-Gehait bei über 90%, während bei dem aus den erfindungsgemäßen Massen hergestellten, chemisch gebundenen Steinen der AljOj-Gehalt neben den unvermeidlichen Verunreinigungen im Bauxit 88 Gew.-% Al2O3 im gebrannten Endprodukt nicht übersteigt.The use of barium compounds in refractory materials is already known, see Harders-Kienow, Feuerfestkunde (1960), p. 490, according to which barium carbonate has already been added to fire bricks for the glass industry in order to produce bricks containing barium oxide that are resistant to boi vapors and lead oxide vapors . According to this prior art, however, the barium oxide should expediently be introduced in the form of barium carbonate and not as barium sulfate. Furthermore, US Pat. No. 2,474,544 discloses a melt-cast Al 2 O 3 brick which can contain 4 to 9% of aggregates, one of which is BaCO 3 . These additives serve to introduce about 1.5% glass phase into the stone. According to the information in this US patent, the maximum BaO content is 0.4% each. In addition, the Al 2 O 3 is at such a stone -Gehait over 90%, while produced in the from the compositions of this invention, the chemically bonded stones AljOj content in addition to the inevitable impurities in the bauxite 88 wt .-% Al 2 O 3 does not exceed the final fired product.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by means of the following examples.
Es wurde folgendes Ausgangsgemisch aus einem lateritischen Bauxit, Bariumsulfat und calcinierter Tonerde hergestellt:The following starting mixture was made from a lateritic bauxite, barium sulfate and calcined Alumina produced:
40% Iateritischer Bauxit, Korngröße, 1—4 mm
15% Iateritischer Bauxit, Korngröbe 0,5-1 mm
18% Iateritischer Bauxit, Korngröße 0-0,5 mm
21 Gew.-% Bariumsulfatmehl, Korngröße 0-0,1 mm 6% calcinierte Tonerde.40% Iateritic bauxite, grain size, 1-4 mm
15% Iateritic bauxite, grain size 0.5-1 mm
18% Iateritic bauxite, grain size 0-0.5 mm
21% by weight barium sulphate flour, grain size 0-0.1 mm, 6% calcined clay.
Nach gründlichem Mischen dieser Bestandteile wurden 6% Phosphorsäure als 80%ige Lösung zu der Masse in einem laufenden Zwangsmischer zugesetzt und der Feuchtigkeitsgehalt durch weitere Zugabe von Wasser auf 5% eingestellt.After thoroughly mixing these ingredients, 6% phosphoric acid was added as an 80% solution Mass added in a running compulsory mixer and the moisture content by further addition adjusted to 5% of water.
Nach gründlichem Mischen in dem Zwangsmischer wurden aus dieser Masse in einer hydraulischen Presse Steine mit den Abmessungen 15 X 20 X 10 cm hergestellt und bei einer Temperatur von 650° C gebrannt.After thorough mixing in the compulsory mixer, this mass was made into a hydraulic press Stones with the dimensions 15 X 20 X 10 cm produced and fired at a temperature of 650 ° C.
Aus den Steinen wurden dann durch Ausbohren kleine Tiegel hergestellt, in denen Aluminium bei Temperaturen von 800° C für mehrere Stunden ge-Hi schmolzen gehalten wurde. Auf dem Aluminium befand sich eine Schlackenschicht.Small crucibles in which aluminum was then made from the stones were then bored out Temperatures of 800 ° C for several hours ge-Hi was kept melted. There was a layer of slag on top of the aluminum.
Hierbei wurde gefunden, daß weder das Aluminium noch die Schlacke an den Wänden des Tiegels senkrecht hochkriecht und auch nicht auf den waagerechi) tan Rand hiervon übertritt.It was found that neither the aluminum the slag still creeps up vertically on the walls of the crucible and also not on the horizontal chi) tan edge of it transgresses.
Bei zu Vergleichszwecken hergestellten Tiegeln, die aus einer Ausgangsmasse hergestellt worden waren, bei denen das Bariumsulfatmehl durch eine gleiche Gewichtsmenge an Bauxitmehl der gleichen M Korngröße ersetzt worden war, kroch das Aluminium und die Schlacke an der senkrechten Tiegelwand hoch und trat auf die waagerechten Abschnitte der Tiegeloberseite über.In the case of crucibles made for comparison purposes that were made from a starting material, in which the barium sulfate flour is replaced by an equal weight of bauxite flour M grain size had been replaced, the aluminum and the slag crept up the vertical crucible wall and stepped over to the horizontal sections of the top of the crucible.
,, Beispiel2,, Example2
Es wurde eine zweite Ausgangsmischung folgender Zusammensetzung hergestellt:
55% Iateritischer Baaxit, Korngröße 1-4 mm
15% Iateritischer Bauxit, Korngröße 0—1 mm
so 20% Iateritischer Bauxit, Korngröße 0—0,5 mm
5 Gew.-% Bariumsulfatmehl, KorngrößeA second starting mixture was prepared with the following composition:
55% Iateritic baaxite, grain size 1-4 mm
15% Iateritic bauxite, grain size 0-1 mm
so 20% lateritic bauxite, grain size 0-0.5 mm
5% by weight barium sulfate flour, grain size
Korngröße 0-0,04 mmGrain size 0-0.04 mm
5% calcinierte Tonerde (Mehl)5% calcined clay (flour)
Die weitere Verarbeitung der Masse erfolgte ems') sprechend den Angaben in Beispiel 1, wobei jedoch
statt der 6 Gew.-Teile 80%iger Phosphorsäure nur 4 Gew.-Teile Phosphorsäure und 2 Gew.-Teile Monoaluminiumphosphatpulver
als Mittel für das chemische Abbinden zugesetzt wurden.
Auch bei aus dieser Masse hergestellten Tiegeln ergab sich kein Hochkriechen von Aluminium oder
Schmelze.The further processing of the mass was carried out according to the instructions in Example 1, but instead of 6 parts by weight of 80% phosphoric acid, only 4 parts by weight of phosphoric acid and 2 parts by weight of monoaluminum phosphate powder were added as an agent for chemical setting became.
Even with crucibles made from this mass, there was no creeping up of aluminum or melt.
Claims (4)
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FR2593805B1 (en) * | 1986-02-04 | 1992-02-21 | Olifan Sa | REFRACTORY COMPOSITION, ESPECIALLY FOR THE MAKING OF A CRUCIBLE OR BASIN OVEN |
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1978
- 1978-09-28 DE DE2842176A patent/DE2842176C2/en not_active Expired
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