DE3325167A1

DE3325167A1 - Feuerfester moertel

Info

Publication number: DE3325167A1
Application number: DE19833325167
Authority: DE
Inventors: Cecil Morre 01605 Worcester Mass. James
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1982-08-04
Filing date: 1983-07-12
Publication date: 1984-02-09
Also published as: JPS5926981A; FR2531423A1; GB2124611B; GB8315984D0; GB2124611A

Description

Die Anwendung feuerfester Mörtel für die Zustellung von Öfen und feuerfesten Gefäßen ganz allgemein ist bekannt. Die feuerfeste Zustellung ist bei derartigen Anwendungen extrem korrosiven Dämpfen und Schlakkert in Gegenwart einer Metallschmelze ausgesetzt. Kieselsäurereiche Schlacken (Western U.S. coal slag) sind ganz besonders korrosiv. Aus der FR-PS 24 78 621 sind Ofönauskleidungen, die hoch silicatischen Schlacken ausgesetzt sind, bekannt. Die feuerfesten Steine bestehen aus einem aus Chromerz und Magnesia zusammengeschmolzenen Korn und einem relativ feinen Korn und wufden nach Formen bei Raumtemperatur bei 175O⁰C gesintert. Für das Chrommagnesit-Korn,welches mit Sulfitablauge und Wasser als temporäres Bindemittel gemischt wird und der Sinterbrand unter reduzierenden Bedingungen stattfindet, wurde folgende Siebanalyse angewandt:

1A-57 034 - έ -

•V

Cr η /MgO-Korn

25 % 6 - 12 mm

25 % 1,5 - 6 mm

20 % < 1,5 mm

30 % < 0,12 mm

Nach dieser französischen Patentschrift kann Chrommagnesit-Korn gleicher Korngrößenverteilung als Mörtel für die Vermauerung der Steine angewandt werden. Aus dieser Druckschrift entnimmt man also die Anwendung eines Mörtels, der aus einem Korn von zusammengeschmolzenem Chromerz/Magnesia-Spinell besteht« Das zusammengeschmolzene Chrommagnesit-Korn bildet beim Sintern eine Bindung der Steine. Dies steht im Gegensatz zu dem, was erfindungsgemäß angestrebt wird.

Ein allgemein anwendbarer feuerfester Mörtel ist aus US-PS 32 85 762 bekannt, der in der Hauptsache aus Eisenoxid,durch Kugelmahlen zerkleinertem totgebranntem Magnesit,wasserlöslichem wasserhaltigem Natriumsilicat als Plastifiziermittel,Ton und ein weiteres Plastifiziermittel wie Maisstärke besteht. Zu dem Gemisch der Pulver wird ausreichend Wasser zugesetzt, um eine Konsistenz des Mörtels, die eine Verarbeitung mit der Kelle ermöglicht, zu erreichen. Die Anwendung des Mörtels geschieht in üblicher Weise. Diese Druckschrift zeigt somit die Anwendung von Ton und einem organischen Plastifiziermittel.

Aus der US-PS 24 06 909 ist eine relativ plastische feuerfeste Masse, die sich als Mörtel eignet, bekannt _}

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welche 81 % MgO, 8 % CaO, 4 % SiO₂, 2 % Cr₂O₃, 2 ■# Al₂O₃ und 0,5 % B₂O₃ enthält. Für diese Masse wenden als Plastifiziermittel wasserlösliche Stärke, Toil» plastischer feuerfester Ton undBentonit angewaMt.

Auk der US-PS 38 68 261 ist ein feuerfester Mörtel aufe Chrommagnesit-Korn mit einer besonderen KorngrössetiVerteilung,feinem Cr₂O₃,Dextrin und Methylcellulose bekannt. Das Chrommagnesit-Korn wird nach diesem Stand der Technik hergestellt durch Sintern von Chromerz und Magnesia, so daß das einzelne Korn aus gesinterten Teilchen von Cr₂O₃ und MgO besteht«, Dies ist etwas anderes als das erfindungsgemäß angewandte Korn.

Die Erfindung betrifft einen feuerfesten Mörtel, insbesondere für die Vermauerung von feuerfesten Steinen auf der Basis von Chrom-Magnesia-Spinell, wie sie beispielsweise aus der FR-PS 24 78 621 bekannt sind, sowife für Steine, die besonders widerstandsfähig sind gegenüber dem korrosiven Angriff von kieselsäurereichfen Schlacken. Die Zusammensetzung des Mörtels wird vorzugsweise soweit als möglich an die Zusammensetzung der Steine angepaßt. Ein zusammengeschmolzenes Chrommagnesit-Korn ist notwendig, um optimale Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion und beste Volumenstabilität im Betrieb für das Fugenmaterial zu gewährleistfen. Die Korngröße des Kornmaterials soll gering sein, um möglichst enge Fugen mauern zu können. Das zusammengeschmolzene Korn von Chrom-Magnesia-Spinell macht im trockenen Mörtel 75 bis 95 Gew.-% aus und soll bevorzugt eine Korngröße von ^ 44 /um bis 250 /um für Fugen minimaler Breite besitzen. Gröberes Korn läßt sich anwenden, jedoch ist ein solcher gröberer Mörtel weniger wünschenswert. Es besteht zwar keine strenge An-

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förderung auf die Menge von Chromerz zu Magnesia in dem zusammengeschmolzenen Korn, jedoch liegt die ideale Zusammensetzung etwas auf der Seite chromreicher Spinelle mit etwa 79 Gew.-?ti CrpO, und etwa 21 Gew.-% MgO.

Die temporäre Bindung des feuerfesten Korns geschieht durch eine Kombination von 1 bis 10 Gew.-% feuerfestem Plastifiziermittel und 6 bis 12 Gew.-% feinem Chromerz oder Chromerz zusammen mit bis zu 5 Gew.-% feiner Magnesia bzw. diese liefernden Substanzen. Das CrpO^r bzw. CrpO,/MgO-Pulver ist der hauptbindende Bestandteil, jedoch unterstützt das feuerfeste Plastifiziermittel die keramische Bindung des Chrommagnesit-Korns. Darüberhinaus wirkt das feuerfeste Plastifi-Ziermittel natürlich auch als Plastifiziermittel im üblichen Sinn. Das bevorzugte feuerfeste Plastifiziermittel ist plastischer Ton, Bentonit oder Kaolin, insbesondere ein Gemisch von 2 bis 6 Gew.-^ plastischer Ton und 1 bis 3 Gew.-% Bentonit. Wird ein solches Gemisch mit geschmolzenem Chrommagnesit-Korn gebrannt, wie dies im allgemeinen im Rahmen des Aufheizens eines neu zugestellten Ofens stattfindet, reagiert feines Chromerz und Magnesia unter Bildung in situ einer mikrokristallinen Grundmasse aus im wesentlichen Chrom/ Magnesia -Spinell oder einer mikrokristallinen Grundmasse aus Crp°-5» wenn nur Chromerz als Hauptbestandteil der Kornbindung angewandt wird. Chromerzpulyer sollte eine mittlere Korngröße von etwa «£ 1 /um/und Magnesia ist am wirksamsten bei einer mittleren Korngröße von ^ 30 /um. Während die Ausgangsprodukte für CrpO, und MgO nicht kritisch sind, sollen pie einen hohen Anteil davon enthalten, beispielsweise eignet sich Periklas für MgO und Chromgrün für Cv₁S)-Z ganz besonders.

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Obigfes feuerfestes Gemisch wird plastifiziert und spach telüör oder auftragbar durch Anmachen mit einer entspre chenden Menge an Wasser und einem organischen Plastifiziertfcittel. Im allgemeinen wendet man das organische Plastifiziermittel in einer Menge bis etwa 2 Gew.-%, bezögen auf feuerfestes Material, an. Die Anwendung eines organischen Plastifiziermittels ist jedoch nicht absolut erforderlich. Die Wassermenge richtet sich nach der angestrebten Konsistenz des Mörtels. Soll der Mörtel mit einer Spachtel aufgetragen werden, so sollte das Gemisch relativ steif sein und man wird etwa 40 bis 45 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der feuerfesten Stoffe, zusetzen. Wird andererseits der Mör tel auf die Steine durch Eintauchen dieser oder durch · Spritzen aufgetragen, wird man eine größere Wassermenge zusetzen, beispielsweise 50 %_t bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfesten Gemischs.

Als organisches Plastifiziermittel eignen sich die verschiedensten Produkte wie Naturgummen, Alginate, Wachse, Alkohole, Cellulose, Lignin und Sohmieriette.Bevorzugt wird Methylcellulose in einer Menge bis etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht anorganischer Stoffe, angewandt.

Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter erläutert.

Der bevorzugte Mörtel wird hergestellt durch Mischen folgender feuerfester Materialien:

1A-57 034 - &-

Λ-

Gew.-%

geschmolzenes Chrommagnesit-
^4

Korn ^.74/um 85

Pulver von plastischem Ton 3

Pulver von Bentonit 2

Chromoxid ^1 /um 8

Periklas <30 /um 2

Zu dem Pulvergemisch setzt man 0,1 Gew.-% - bezogen auf Gewicht der feuerfesten Pulver - einer Methylcelluloselösung mit einer- Viskosität von 400 mPa»s und etwa 50 Gew.-% Wasser zu. Dieser angemachte Mörtel eignet sich zum Tauchen.Nach dem Brennen zeigt er praktisch kein Schrumpfen, da das durch das Verdampfen des Wassers und Ausbrennens der Methylcellulose erfolgende Schrumpfen im wesentlichen durch Volumenzunahme infolge der Reaktion von Chromoxid und Periklas bei der Spinellbildung kompensiert wird. Feuerfeste Steine, wie solche nach FR-PS 24 78 621, werden in den Mörtel getaucht und mit diesem dann ein Ofen zugestellt. Die Ofenwärme führt dann zu einem Einbrennen des Mörtels an Ort und Stelle.

Ein spachtelbarer Mörtel wird hergestellt aus folgenden Produkten:

Gew.-Teile

Zusammengeschmolzenes Chrom-

magnesit-Korn <216 /um 425

Plastischer Ton 15

Bentonit 10

Chromoxid < 1 /um 40

I ::'"-: _: . : 3325Ί67

1A-&7 034 - /-

Gew.-Teile

gekannte Magnesia £44 /um 10 Methylcellulose 0,5

Wasser 225

Der angemachte Mörtel hat eine glatte butterartige Konsistenz und läßt sich gut zur Vermauerung feuerfester Steine mit Hilfe einer Spatel verarbeiten. Die Steine werden an Ort und Stelle so zusammengepreßt, daß eine möglichst schmale Fuge entsteht. Nach dem Brennen besteht zwischen dem gebrannten Mörtel und den Steinen eine hervorragende Bindung.

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Claims

D-8000 MÜNCHEN 90 Anm,i NORTON COMPANY schveigerstrasse* telefon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent TELEX: 5 24070 Patentansprüche

1. Feuerfester Mörtel in Form eines Gemisches von 75 bis 95 Gew.-% eines zusammengeschmolzenen Chrommagnesit-Korns, 1 bis 10 Gew.-% eines feuerfesten Plastifiziermittels in Form von plastischem Ton, Bentonit und/ oder Kaolin und 6 bis 12 Gew.-% feines Chromerz sowie O bis 5 Gew.-% feine Magnesia liefernden Materials,

2o Feuerfester Mörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das zusammengeschmolzene Korö eine mittlere Korngröße zwischen ^44 bis 250 /um besitzt, die Chromoxid liefernde Verbindung eine mittlere Korngröße von ^1 /Um und die Magnesia liefernde Verbindung eine mittlere Korngröße von ^ 30 /um aufweist.

3, Feuerfester Mörtel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß 2 bis 6 Gew.-% plastischer Ton und 1 bis 3 Gew.-% Bentonit enthalten sind.

4. Feuerfester Mörtel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das zusammengeschmolzene Korn und die Mischung der Chromoxid und Magnesiumoxid liefernden Verbindungen aus etwa 79 Gew.-% Cr,J-K^ und 21 Gev/.-⁽;i 'Magnesiumoxid bestehen.

Λ O I

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5« Feuerfester Mörtel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß 85 Gew.-% zusammengeschmolzenes Korn mit einer Teilchengröße ^74 /Um enthalten ist und als feuerfestes Plastifiziermittel 3 Gew.-% plastischer Ton und 2 Gew.-% Bentonit enthalten sind, wobei die Chromoxid liefernde Verbindung Chromgrün ist und in einer Menge von 8 Gew.-% und die Magnesia liefernde Verbindung Periklas ist und in einer Menge von 2 Gew.-% vorliegt.

6. Feuerfester Mörtel nach Anspruch 1 bis *p, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich bis zu 2 Gew.-% organisches Plastifiziermittel enthält.

7. Feuerfester Mörtel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Anmachen

Wasser
AO bis 50 Gew.-%/, bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfesten Mörtels, anwendet.

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