DE3343782A1

DE3343782A1 - Gebrannter, feuerfester formkoerper auf grundlage von magnesiumsilikat

Info

Publication number: DE3343782A1
Application number: DE19833343782
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr. 6200 Wiesbaden Naefe; Morteza Dr. Nazirizadeh
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1983-12-03
Filing date: 1983-12-03
Publication date: 1985-06-13
Also published as: DE3343782C2

Description

Gebrannter, feuerfester Formkörper auf
Grundlage von Magnesiumsilikat Die Erfindung betrifft einen gebrannten, feuerfesten Formkörper, insbesondere für Zementdrehrohröfen, auf der Grundlage von Magnesiumsilikat.
Aus der deutschen Auslegeschrift 23 08 171 sind bereits gebrannte, feuerfeste Formkörper auf Magnesiumsilikatbasis bekannt, bei deren Herstellung ein vorgefertigter Spinell zugesetzt worden ist. Weiterhin sind aus der schweizerischen Patentschrift 200 601 keramische Baustoffe bekannt, bei denen während der Herstellung von feuerfesten Magnesiumsilikatsteinen ein Feinmaterial zugesetzt wurde, das im wesentlichen aus Chromspinell oder Mischungen von Stoffen bestand, welche zur Bildung von Spinellen während des Brennvorganges in der Lage waren und die MgO und Cr203 enthielten. Die unter Verwendung solcher Spinelle hergestellten Magnesiumsilikatsteine weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie keine besonders hohe Temperaturwechsel beständigkeit (TWB) besitzen. Weiterhin sind sie teilweise gegenüber einem Angriff durch Schlacken und insbesondere gegenüber einem Sulfatangriff nicht besonders beständig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von gebrannten, feuerfesten Formkörpern auf der Grundlage von Magnesiumsilikat mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere hohen Werten der Temperaturwechselbeständigkeit.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß mit einem Anteil von Bruch von gebrauchten, schmel zgegossenen ZrO2-Al 203-SiO2-Wannensteinen für Glasschmelzöfen die mechanischen Eigenschaften von Magnesiumsilikatsteinen bzw. von Forsteritsteinen verbessert werden können.
Die Erfindung betrift daher einen gebrannten, feuerfesten Formkörper auf der Grundlage von Magnesiumsilikat, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er mit einem Anteil von 5 bis 30 Gew.- Schmelzsteine-Bruch, bezogen auf 100 Gew.-70 der körnigen feuerfesten Ausgangsstoffe hergestellt worden ist.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Formkörpers sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 näher beschrieben.
Gebrannte, feuerfeste Formkörper aus Magnesiumsilikat werden vorzugsweise aus Olivin als Ausgangsmaterial hergestellt. Solche Steine enthalten als Mineralphase im wesentlichen Forsterit (2 MgO Si02). Diese Steine besitzen gegenüber Eisenoxid und eisenoxidhaltigen Schmeizen gute Beständigkeit, so daß sie in Ufen zur Stahlherstellung eingesetzt werden. Da dem Rohstoff Olivin zur vollständigen Forsteritbildung MgO fehlt, wird dem Ausgangsmaterial auch häufig MgO zugsetzt, so daß eine vollständige Forsteritbildung während des Brennprozesses erfolgt und die schmelzpunkterniedrigende Fayalitkomponente (2Fe0 SiO2) durch Bildung von Magnesioferrit abgebaut wird. Reine Forsteritsteine haben jedoch aufgrund ihrer rohstoffbedingten Sprödigkeit eine schlechte Temperaturwechsel beständigkeit, welche entsprechend dem zuvor beschriebenen Stand der Technik durch den Zusatz von Spinellen verbessert werden konnte.
Durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Schmelzsteine-Bruch zu gebrannten, feuerfesten Formkörpern auf der Grundlage von Magnesiumsilikat konnte nun diese Temperaturwechselbeständigkeit ganz wesentlich erhöht werden.
Während normale Forsteritsteine eine Temperaturwechselbeständigkeit von etwa 4 besitzen (gemessen nach DIN 51068, Teil 2 (Luft) und unter Verwendung von Spinell hergestellte Forsteritsteine eine Temperaturwechsel beständigkeit von etwa 10 bis 15 besitzen, beträgt die Temperaturwechsel beständigkeit der erfindungsgemäßen, gebrannten, feuerfesten Formkörper etwa 100, d.h. der TBW-Wert ist etwa 10-fach besser als bei vorbekannten Forsteritsteinen.
Der zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper verwendete Schmelzsteine-Bruch ist ein an sich bekanntes Material auf Basis von A1203-Si02-Zr02, die in einer Schmelzmatrix eingebettet sind. Solche Schmelzsteine werden bei Glaswannenöfen als Baumaterial eingesetzt. Nach ihrem Verschleiß werden diese Steine ausgebrochen und der hierbei anfallende Bruch wird, gegebenenfalls nach Sortierung von Hand und Entfernung von anhaftenden Eisenteilen zerkleinert und nach Größen klassiert.
Die Angabe der Korngröße von 0 bis 4 mm bedeutet, daß das Bruchmaterial bis zu einer Maximal korngröße von 4 mm abgesiebt wurde, dasselbe gilt für Material mit einer maximalen Korngröße von 2 mm. Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert: Beifelel 1 Als feuerfeste Ausgangsstoffe wurden natürlicher Olivin sowie Magnesiasinter verwendet. Das Olivinmaterial war bis zu einer maximalen Korngröße von 6 mm gebrochen, die Korngrößenverteilung ergibt sich aus der folgenden Zusammenstellung.
Der Magnesiasinter wurde in einer Korngröße von 0 bis 0,2 mm verwendet.
Weiterhin wurde Schmelzsteine-Bruch mit einer maximalen Korngröße von 3 mm eingesetzt, die genaue Zusammensetzung des Gemisches ergibt sich aus der folgenden tabellarischen Zusammenstellung, in der auch das Bindemittel, Sulfitablauge, aufgeführt ist.
Beispiel 1 TABELLE I Olivin 1 - 6 mm 35 Gew.-% 0,2 - 1 mm 10 Gew.-70 0 - 0,2 mm 25 Gew.-tO Magnesiasinter 0 - 0,2 mm 10 Gew.-70 Schmelzsteinebruch 1 - 3 mm 10 Gew.-tO 0 - 1 mm 10 Gew.-tO Bindemittel: + 2,5 Gew.-% Sul fitablauge (Litergewicht 1,26 kg/l) Diese Ausgangsmischung wurde gut vermischt und in einer Presse zu Steinen geformt. Diese Steine wurden nach dem Entformen bei 120'C getrocknet und anschließend bei 1500°C gebrannt. Die Temperaturwechselbeständigkeit ergab bei der Untersuchung von 6 Proben einen Durchschnittswert von 93 Abschreckungenv Beispiel 2: Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit den in der folgenden Tabelle II angegebenen Ausgangsgemischen wiederholt, wobei die ebenfalls in der Tabelle angegebenen Werte für die Temperaturwechselbeständigkeit (TWB) gefunden wurden.
TABELLE II Vergleich A Beispiel 2 Beispiel 3 (Gew.-%) (Gew.-70) (Gew.-%) Olivin 1 - 6 mm 47 42 35 0,2 - 1 mm 21 15 10 0 - 0,2 mm 22 23 20 Magnesiasinter O - 0,2 mm 10 10 10 Schmelzsteinebruch 1 - 2 mm -- 5 10 0 - 1 mm -- 5 15 Bindemittel Sul fi tabl auge + 3 + 3 + 3 TWB Abschreckungenµ 2 über 30 über 30 - Nach DIN 51068 (Luft) wird die Prüfung nach 30 durchgeführten Abschreckungen abgebrochen.

Claims

Gebrannter, feuerfester Formkörper auf Grundlage von Magnesiumsilikat P a t e n t an 5 p r ii c h e: }».Gebrannter, feuerfester Formkörper, insbesondere für Zementdrehrohröfen, auf der Grundlage von Magnesiumsilikat, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Anteil von 5 bis 30 Gew.-% Bruch von gebrauchten, schmelzgegossenen ZrO2-Al203-SiO2-Wannensteinen für Glasschmelzöfen, bezogen auf 100 Gew.-% der körnigen feuerfesten Ausgangsstoffe hergestellt worden ist.
2. Gebrannter, feuerfester Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzsteine-Bruch eine Korngröße von 0 bis 4 mm besaß.
3. Gebrannter, feuerfester Formkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzsteine-Bruch eine Korngröße von 0 bis 2 mm besaß.
4. Gebrannter, feuerfester Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Anteil von 10 bis 25 Gew.- Schmeizsteine-Bruch, bezogen auf 100 Gew.-% der körnigen feuerfesten Ausgangsstoffe hergestellt worden ist.