DE3211056A1 - Feuerfeste erzeugnisse und nicht-waessriges thermoplastisches bindemittel zu deren herstellung - Google Patents

Feuerfeste erzeugnisse und nicht-waessriges thermoplastisches bindemittel zu deren herstellung

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DE3211056A1 DE19823211056 DE3211056A DE3211056A1 DE 3211056 A1 DE3211056 A1 DE 3211056A1 DE 19823211056 DE19823211056 DE 19823211056 DE 3211056 A DE3211056 A DE 3211056A DE 3211056 A1 DE3211056 A1 DE 3211056A1
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Description

HOFPMANN · 3EIXLE; & .PA-RTNER 3211056
PATENTANWÄLTE
DR. I NG. E. HOFF-MANN (1930·197ί) . Dl PL.-I N G. W. EITLE . D R. R E R. NAT. K. H OFFMAN N · D I PL.-1 N G. W. LE H N
DH'L.-ING. K. FOCHSlE . DR. RER. NAT. B. HANSFN ARABELLASTRASSE 4 . D-BOOO M O N CH E N 81 · TE LEFON (089) 9)1087 · TE LE X 05-J9619 (PATHE)
GENERAL REFRACTORIES COMPANY, BALA CYNWYD, PA./USA
Feuerfeste Erzeugnisse und nicht-wässriges termoplastischcs Bindemittel zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft feuerfeste Erzeugnisse mit einem nichtwässerigen, thermoplastischen Bindemittel und insbesondere nichtwässerige, thermoplastische Bindemittel für solche Erzeugnisse.
Ein üblicherweise verwendetes nicht-wässeriges, thernoplastisches Bindemittel für feuerfeste Erzeugnisse ist Steinkohlenteer. Die Vorteile der Verwendung von Steinkohlenteer für diesen Zweck liegen in seinem niedrigen Preis und ferner darin, daß er leicht verarbeitet werden kann. Ein Nachteil der Verwendung von Steinkohlenteer als Bindemittel für feuerfeste Erzeugnisse besteht jedoch darin, daß beim nachfolgenden Erhitzen der Erzeugnisse Dämpfe gebildet werden, und es ist nachgewiesen worden, d_aß diese Dämpfe sowohl toxisch als auch karzinogen sind.
Die vorliegende Erfindung zielt daher vor allem darauf ab, ein nicht-wässeriges, thermoplastisches Bindemittel für feuerfeste Erzeugnisse zu schaffen, das die erwähnten Nachteile nicht auf-.weist. Insbesondere besteht ein Ziel der Erfindung darin, ein nicht-wässeriges, thermoplastisches Bindemittel für feuerfeste Materialien zu schaffen, das im Vergleich zu Steinkohlenteer weniger toxisch ist. Ferner soll durch die vorliegende Erfindung ein nicht-wässeriges, thermoplastisches Bindemittel für feuerfeste Erzeugnisse zur Verfugung gestellt werden, das im Vergleich zu Steinkohlenteer weniger karzinogen ist, und das überdies mit geringen Kosten erhältlich und auch gut verarbeitbar ist.
Weitere Ziele' und Vorteile der Erfindung sind in der folienden Beschreib-ung erörtert oder aus dieser ersichtlich, und ;;ie können mit Hilfe von Maßnahmen und Kombinationen von l-iafinahr-on ex-halten werden v/ie sie insbesondere in den Patentansprüchen
dargelegt sind.
Zur Ereichung dieser Ziele betrifft die Erfindung insbesondere ein nicht-wässeriges, thermoplastisches Bindemittel für feuerfeste Materialien, das einen harzartigen Petroleumrückstand mit einen Erweichungspunkt von JB bis 65 C enthält und zu weniger als 2 % in Benzol unlöslich ist. Ferner betrifft die Erfindung feuerfeste Erzeugnisse, die aus einem feuerfesten Material und einen nichtwässerigen, theraoplastischen Bindemittel aufgebaut und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als Bindemittel einen harzartigen Petroleumrückstand mit einem Erweichungspunkt von 38 bis 65°C enthalten, der zu weniger als 2 % in Benzol unlöslich ist.
Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert, wobei vor allem bevorzugte Ausführungsformen in einzelnen beschrieben werden..
. Das nicht-wässerige, thermoplastische Bindemittel gemäß der Erfindung weist bei einer bevorzugten Ausführungsform einen fixen Kohlenstoffgehalt von 30 bis 40 % auf. Wenn dies erforderlich ist. kann der Gehalt an fixem Kohlenstoff durch Zusatz von kohlenstoffhaltigen Materialien zu der feuerfesten Mischung erhöht werden.
Vorzugsweise soll jedoch der Gehalt an solchen Kohlenstoffzusätzen nicht über 3 Gew.-Ji der feuerfesten Mischung betragen.
Die oben verwendete Bezeichnung "harzartiger Petroleumrücl;-stand" bezieht sich auf die Stoffe, die zurückbleiben, wenn ein Ausgangsmaterial, wie Kondensate von Gaslagerstätten, Naphtha oder Kerosin, zur Herstellung von Äthylen mit Hilfe von Wasserdampf oder katalytisch gekrackt und die Leuchtpetroleuafraktionen bzw. Fraktionen mit einem Siedepunkt von unter .33S0C entfernt werden. Dieses Material wird mitunter auch als Ä'thyleakrackrück-
stand bezeichnet., Hinsichtlich der chemischen Struktur unterscheidet es sich von Steiakohlenteerpech dadurch, daß die aromatischen Ringe stärker alkyliert sind und fast keine Verbindungen auf der Basis von Kresylen und stickstoffhaltige Verbindungen, wie Pyridine und Chinoline, "vorhanden sind»
Ein feuerfestes Erzeugnis gniäß der Erfindung enthält demnach ein feuerfestes Material und ein Bindemittel, das von einem harzartigen Petroleumrückstand mit eines Erweichungspunkt von 38 bis 65°C, der weniger als zu 2 % in Benaol unlöslich ist, gebildet
ist. Vorzugsweise enthält dabei das harzartige Bindemittel entsprechend den obigen Ausführungen fixen Kohlenstoff in einer Menge von JO bis 40 Ja, uad erforderlichenfalls kann der Gehalt an
fixem Kohlenstoff dtireh Zusatz von kohlenstoffhaltigen Materialien zu der feuerfesten Mischung erhöht werden» Vorzugsweise soll der Kohlenstoffzusatz 5 Gew.-55 der feuerfesten Mischung.nicht überschreiten. · ..... .,.
Das feuerfeste Material und das Bindemittel können ia heißen oder in kaltes Zustand miteinander vermischt werden. Vorzugsweise wird die Viskosität des Bindemittels durch Verwendung eines viskositätsregelnden Kittels eingestellt.
Als viskositätsregelnde Kittel können verschiedene Lösungsmittel verwendet werden, doch -'Werden für diesen Zweck vorzugsweise aronatiscbe Lösungsmittel benutzt. Als Beispiele für solcie aroaatische Lösungsmittel, die im Hahmen der Erfindung brauchbar
sind, können aromatisches Petroleunöl, Xyloldestillationsrückstände, Styrolmonomere und Styüroldestillationsrückstände genannt werden. Die Vermischung des harzartigen Bindemittels aus Petroleumrückständen und dem viskos-Vtätsregelnden Mittel aur Einstellung
einer geeigneten Viskosität kann entweder in der Wärme oder in der Kälte durchgeführt werden.
Eine zufriedenstellende Viskosität für das erfindungsgemäße harzartige Bindemittel aus Petroleumrückstand bei 6O0C beträgt 0,30 bis 0,50 Pa.s. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß un so mehr Lösungsmittel zum Erreichen einer geeigneten Viskosität erforderlich ist, je höher der Erweichungspunkt des harzartigen Bindemittels ist. Die Einstellung des Lcsungsr.ittelgehaltes zwecks Erreichung einer brauchbaren Viskosität liegt in Rahmen des Könnens eines Fachmannes auf -diesem Gebiet.
Pur die Bindemittel gemäß der Erfindung und die mit deren Hilfe hergestellten feuerfesten Erzeugnisse gibt es eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Diese Bindemittel sind besonders für eine Zustellung der Stichlöcher, der Abstichrinnen und der Rast bzw. . des Herdes von Hochöfen geeignet. Ferner können sie in Sondererzeugnissen, wie Stampf- und Vibrationsmassen für die Zustellung der Abstichrinnen, der Schlackenformen, des Eisenabstiches, der Rast und des Herdes von Hochöfen verwendet werden. Venn sie für die Herstellung von kohlenstoffhaltigen Steinen, wie Steinen für Gefäße für die Stahlerzeugung oder Gießpfannen für die Eisenhüttenindustrie, verwendet werden, ist es wünschenswert, zusätzlich ein Harz von der Kovolak-Phenol-Type und/oder Hexamethylentetramin zu verwenden.
Die Erfindung wird an Hand des folgenden Beispiels näher erläutert.
Beispiel; Es wurde von einer feuerfesten Mischung der folgenden Zusammensetzung ausgegangen:
Material ' Gew.-?S
Gebrannter, feuerfester Ton 15 Eoher, plastischer Ton 2?
Koksgrus ■ 25
" Sand 13
Andere Stoffe 20
Dieser Mischung wurden 1,5 Gew.-?i eines kohlenstoffhaltigen Stoffes und 21 bis 24 Gew.-?i einer Lösung eines harzartigen Petroleumrückstandes zugesetzt. Die Lösung des Petroleumrückstandes wurde durch Vermischen von harzartigem Petroleumrückstand mit einen; Erweichungspunkt von 44-0C, 33»7 % fixem Kohlenstoff und weniger als 2 % Benzolunlöslichem (die Daten bezüglich des Gehaltes an Benzolunlöslichem wurden von der Lieferfirma des Petroleumrückstandes erhalten) mit etwa 21,0 bis 23,0 % aromatischem Petroleumöl hergestellt, wobei eine Lösung mit einer Viskosität von 0,4-5 Pa. s · bei 600C erhalten wurde; diese Lösung enthielt 26,6 % fixen-Kohlenstoff und weniger als 10 % insgesamt an Destillaten bei 2700C.
Ein Material dieser Zusammensetzung wurde in der Praxis unter Erhalt günstiger Ergebnisse für die Zustellung des Stichloches in zwei Kochöfen in Fora einer nicht-wässerigen Mischung erprobt.
Das erfindunrsgenäße harzartige Bindemittel aus -Petroleuarückstand kann für feuerfeste Materialien beliebiger Art verwendet werden, und die angeführten Beispiele stellen lediglich besonders günstige und bevorzugte Ausführungsformen dar.

Claims (15)

HOFFMANN · SIXiLdS^ «P^-KTN^R ö l' 'UDD PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . 01 P UNO. W. EITLE · D R. R E R. N AT. K. H OFFMAN N . Ol PL.· I NG. W. LE H N DIPL.-ING. K.fOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRA5SE < . D-SOOO M O NCH EN 81 · TELE FON (OS?) 911087 . TELEX 05-W19 (PATHE) GENERAL REFRACTORIES COMPANY, BALA CYNWYD, PA./USA Feuerfeste Erzeugnisse und nicht-wässriges thermoplastisches Bindemittel zu deren Herstellung Paten tan s'orüche
1. Feuerfeste Erzeugnisse mit einem nicht-wässerigen, thermoplastischen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bindemittel einen harzartigen Petroleumrückstand mit einem Erweichungspunkt von 38 bis 650C und einen Gehalt von weniger als 2 ?^Benzol- unlöslichem enthalten.
2. Feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-. net, daß das Bindemittel einen fixen Kohlenstoffgehalt von 30 bis 40 % aufweist.
3. Feuerfestes Erzeugnis ,nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen viskositätsregelnde.i Stoff enthält.
4-, Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dor viskositätsragelrids Stoff ein aromatisches Lösungsmittel ist.
5. Feuerfestes Srzaugnis nach Anspruch 4, dadurch gekerinzoichnet, daß das aromatische Lösungsmittel aus der Gruppe aromatisches ?et:r^leur;cl, Xy.\c-vio;?tillai;ion3r\ickst3nde, Styrolnonocere und Styrcldestiliati^^rrüik.jtäade ausgewählt ist.
5. Feucrfec';-j.3 Srssugnis nach einen der Ansprüche 3 bis 55 dadurch gekennzeichnet, daß dar harzartige Petroleumrückst and und dar viskositcitsriigeind1* Stoff zusammen in einer Menge von 21 bis 2"- Oew.-%5 besogau ruf das feuerfeste Material, vorliegen.
7. Feuerfestes Erzeugnis nach einsm der Ansprüche 1 bis 6,
3211058
dadurch gekennzeichnet, daß es auch einen kohlenstoffhaltigen Zusatz in einer Menge von nicht über 3 Gew.-J», bezogen auf das feuerfeste Material, enthält.
8. Feuerfestes Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein Harz von der Novolak-Phenol-Type enthält.
9· Feuerfestes Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich noch Hexamethylentetramin enthält.
10. Feuerfestes Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Stichloches für einen . Hochofen vorliegt.
11. Feuerfestes Erzeugnis nach einen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer Auskleidung für die Abstichrinnen eines Hochofens vorliegt.
12.· Feuerfestes Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß es in Form von Stampf - oder Vibrationsmassen für die Zustellung der Abstichrinnen, der Schlackenformen und des Eisenabstiches von Hochöfen vorliegt.
13. Feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch 8 oder 9> dadurch gekennzeichnet, daß es in Form von kohlenstoffhaltigen Steinen vorliegt.
14. Nicht-wässeriges, thermoplastisches Bindemittel für feuerfeste Erzeugnisse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da-
25- durch gekennzeichnet, daß es von einem harzartigen Petroleumrückstand mit einem Erweichungspunkt von 38 bis 650C und einem Gehalt an Benaolunloslichem von weniger als 2 % gebildet ist.
15. Bindemittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Gehalt an fixem Kohlenstoff von 30 bis 40 % hat.
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