DE3347250A1 - Basische, feuerfeste steine oder massen auf der basis von olivin-magnesia-mischungen oder von magnesium-aluminium-spinell mit einem gehalt an celsian - Google Patents

Basische, feuerfeste steine oder massen auf der basis von olivin-magnesia-mischungen oder von magnesium-aluminium-spinell mit einem gehalt an celsian

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Description

KXR/I.o/Sa/Sc ΡΛ JJ3i>
DIDIER- WERKE AG
Lessingstraße 16 - 18
6200 Wiesbaden
Basische, feuerfeste Steine oder Massen auf der Basis von Olivin-Magnesia-Mischungen oder von Magnesium-Aluminium-Spinel1 mit einem Gehalt an Celsian
Die Erfindung betrifft basische feuerfeste Steine oder Massen auf Basis von Olivin-Magnesia-Mischungen, gegebenenfalls mit einer Zusatzmenge an Magnesium-Aluminium-Spinell oder auf der Basis von Magnesium-Aluminium-Spinell, insbesondere für die Auskleidung von Zanentdrehrohröfen und Regeneratoren von Glaswannenöfen.
Aus der deutschen Patentschrift 536 799 sind bereits keramische Massen auf Basis von Celsian, d.h. BaO Al203-2Si02, bekannt, die eine bessere Basenbeständigkeit der hieraus hergestellten Formkörper besitzen. Diese Massen enthalten jedoch überwiegend die zur Bildung von Celsian notwendigen Bestandteile und keine weiteren Feuerfestmaterialien. .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von basischen,
feuerfesten Steinen oder Massen, die eine verbesserte Festigkeit und Korro- ;
sionsbeständigkeit gegenüber al kali haltigen Salzen aus dem Zementrohmehl ; und gegenüber alkali- und SOg-haltigen üfengasen im Vergleich zu gebrann- ! ten' oder chemisch gebundenen, basischen Steinen auf der Basis von Olivin-Magnesia-Mischungen oder Magnesium-Aluminium-Spinel 1 besitzen, wobei die . erfindungsgemäßen Steine oder Massen ihre vorteilhaften Eigenschaften j bereits erreichen, wenn sie bei niedrigeren Temperaturen gebrannt werden [ oder bei niedrigeren Anwendungstemperaturen eingesetzt werden. .· l
00F1Y
• ■ · ■ -3- -
Die erfindungsgemaßen basischen, feuerfesten Steine oder Massen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie Celsian oder zur Bildung von Celsian bei Brenn- oder Anwendungstemperaturen fähige Bestandteile in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-X, berechnet als Bariumoxid, enthalten. .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfonn enthalten die erfindungsgemaßen Steine oder Massen Celsian oder zur Bildung von Celsian fähige Bestandteile in einer Menge von 3 bis 8 Gew.-%, berechnet dls Bariumoxid.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, welche gebrannte Steine betrifft, sind diese bei 1100 bis IbOO °C gebrannt worden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von gebrannten Steinen ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsgeinisch zur Herstellung der gebrannten Steine Bariumsulfat als zur Bildung von Celsian fähiger und notwendiger Bestandteil zugesetzt wird.
Die Herstellung der basischen, feuerfesten Steine oder.Massen erfolgt in üblicher Weise durch Vermischen der Ausgangsmaterialien, die in geeigneter Korngröße vorliegen.
Als Feuerfest-Ausgangsmaterial wird bei den erfindungsgemaßen basischen, feuerfesten Steinen oder Massen Olivin verwendet. Olivin ist ein natürlich vorkommendes Material, das gegebenenfalls in geeigneter Weise aufgearbeitet und auf die gewünschten Korngrößen zerkleinert wird. Diese Olivin-Ausgangsmaterial kann in Korngrößen von 0 bis 6 mm, vorteilhafterweise 0 bis 4 mm und vorzugsweise 0 bis 3 mm eingesetzt werden. Der zweite Bestandteil in den Feuerfest-Ausgangsmischungen ist Magnesia. Diese Magnesia wird vorteilhäfterweise als Magnesiasinter eingesetzt und liegt in üblichen Korngrößen vor, vorteilhafterweise in Korngrößen von 0 bis 0,2 mm. Magnesium-Aluminium-Spinell (MgO^Al2O3) wird als gesintertes Vorprodukt mit ebenfalls üblicher Korngrößenverteilung verwendet, z.B. 0 bis 6 mm, vorteilhafterweise 0 bis 3'mm. In den Olivin-Magnesia-Mischungen liegt die Magnesia als Magnesiasinter in Mengen von 2 bis 10 Gew.-% vor.
Gegebenenfalls kann in dem Feuerfest-Ausgangsgemisch noch Magnesium-Aluminium-Spinell in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% vorliegen.
-4- " ί
ORIGINAL INSPECTED
Der in den erfindungsgemäßen Steinen oder Massen enthaltene Celsian wird r
vorzuysweise in gemahlener Form, d.h. mit einer Korngröße von 0 bis U,6 rntn eingesetzt. Falls in den basischen, feuerfesten Steinen oder Massen der CeI si an nicht als fertig vorgebildetes Produkt, sondern in Form der /ur Bildung von Celsian bei Brenntemperaturen oder Anwendungstemperaturen der .yi · erfindungsgemäßen Steine oder Massen fähigen Bestandteile zugesetzt wird,·;.,- -.., kann als Bariumoxid liefernder Bestandteil entweder Bariumcarbonat oder , vorzugsweise Bariumsulfat in fein gemahlener Form, d.h. als sogenanntes'^ ?" Mehl mit einer Korngröße unterhalb von 0,09 mm und vorzugsweise unterhalb von 0,04 mm,, eingesetzt, werden. Als weiterer Bestandteil zur Bildung von Celsian bei Brenntemperaturen oder Anwendungstemperaturen werden feinteil iges Al2O3 und/oder SiO2 enthaltende Materialien, wie Korund, calcinierte Tonerde, feuerfester Ton, Aluminiumsilikate (ungefähre Zusammensetzung Al2O3-1SiO2, z.B. Andalusit, Kerphalit), Quarz, Quarzgut und pyrogene =· Kieselsäure verwendet. Diese Al203/Si02-liefernden Bestandteile werden ebenfalls in fein gemahlener Form eingesetzt, d.h. mit einer Korngröße . unterhalb von 0,09 mm und vorzugsweise unterhalb von 0,04 mm.
Die Mengenverhältnisse der zur Bil.dung, von Celsian fähigen Bestandteile , werden so ausgewählt, daß die Bildung der Celsianphase, d.h.,,BaO-Al2O3--2SiO2 möglich ist. Geringe überschußmengen oder Unterschußmengen an Al2O3 oder" ..... SiO2 stören in diesem Fall nicht, da neben dem Celsian in geringerer Menge . . ' noch andere Mineral phasen bzw. Glasphasen gebildet werden.
Bei der Herstellung der basischen, feuerfesten Steine oder Massen können weitere auf dem Feuerfestgebiet üblicherweise verwendete Zusatzstoffe eingesetzt werden, Beispiele hierfür sind organische Bindemittel, d.h. temporäre Bindemittel, wie Sulfitablauge oder eine chemische Bindung herbeiführende Bindemittel, wie Magnesiumsulfat oder Natriumpolyphosphat. Bei der Herstellung der basischen, feuerfesten Steine oder Ma.ssen,wird . ■ weiterhin noch Wasser nach Bedarf zugesetzt, wobei die Wassermerige von der · Art des herzustelle,ndenrEndproduktes abhängig ist. Diese Wasserme.nge kann jedoch aufgrund von einfachen Vorversuchen festgelegt werden. .' -
■ ■ .-- 3· \ :■·*.(t~ '■.. :i-^;- - ■'»vvi' ■■'■■-. . ■*■ »ι- >■■
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert: . r
'ORIGiNALINSPECTED
334725
Beispiel 1
5 Gew.-Teile'Magnesia mit einer Korngröi3e von 0 bis 0,2 mm, 45 Gew.-Teile Olivin mit einer Korngröße von 1 bis 6 mm und 50 Gew.-Teile Olivin mit einer Korngröße von 0 bis 1 mm wurden in einem Mischer gründlich vermischt. Hierzu wurden 10 Gew.-Teile Bariuinsulfatmen! mit einer Korngröße unterhalb von 0,09 mm und 15 Gew.-Teile Kerphalit mit einer Korngröße unterhalb von 0,09 mm zugesetzt. Weiterhin wurden zu dem Gemisch noch 2,4 Gew.-Teile Sulfitablauge als temporäres, organisches Bindemittel sowie 1 Gew.-Teil Wasser zuyesetzt und grundlich vermischt. Aus dieser Mischung wurden Steine hergestellt, diese wurden bei 1450 "C im Tunnelofen gebrannt, nachdem sie vorher bei 120 *C getrocknet worden waren.
Beispiel 2
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch 5 Gew.-Teile Magnesia, 10 Gew.-Teile Magnesium-Aluminium-Spinell und 40 Gew.-Teile Olivin mit einer Korngröße von 1 bis 6 mm und 45 Gew.-Teile Olivin mit einer Korngröße von 0 bis 1 mm verwendet wurden.
Es wurden Steine mit einer Rohdichte von 2,71 und einer Kaltdruckfestigkeit
von 90 N/mm erhalten.
Beispiel 3
Als Feuerfest-Ausgangsmaterial wurde in diesem Beispiel ein synthetisch hergestellter Magnesium-Aluminium-Spinell verwendet. Die Korngrößenverteilung dieses Spinells betruy:
20 Gew.-% 0 - 0,1 mm
50 Gew.-% 0,1 - 2 mm
30 Gew.-% 2 - 4 mm
Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 wiederholt, d.h. auf 100 Gew.-Teile des Magnesium-Aluminium-Spinells wurden 10 Gew.-Teile Bariumsulfatmehl und Gew.-Teile Kerphalitmehl zugesetzt.
Die aus dieser Mischung hergestellten Steine wurden ebenfalls im Tunnelofen bei 1450 *C gebrannt.
-6-
OOPY
ORIGINAL INSPECTED

Claims (5)

21.X2.1983 KXR/Lo/Sa/Sc PA 333b DIOIEH- WERKE AG Lessingstraße 16 - 18 62U0 Wiesbaden Basische, feuerfeste Steine oder Massen auf der Basis von Olivin-Magnesia-Mischungen oder von Magnesium-Aluminium-Spineil mit einem Gehalt an Celsian Patentansprüche:
1. Basische feuerfeste Steine oder Massen auf Basis von 01ivin-Magnesia-Mischungen, gegebenenfalls mit einer Zusatzmenge an Magnesium-Aluminium-Spinell oder auf der Basis von Magnesium-Aluminium-Spinell, insbesondere für die Auskleidung von Zementdrehrohrüfen und Regeneratoren von Glaswannenöfen, dadurch gekennzeichnet, daß sie Celsian oder zur Bildung von Celsian bei Brenn- oder Anwendungstemperaturen fähige Bestandteile in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, berechnet als Bariumoxid, enthalten.
2. Steine oder Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Celsian oder zur Bildung von Celsian fähige Bestandteile in einer Menge von 3 bis 8 Gew.-%, berechnet als Bariumoxid, enthalten.
3. Steine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei 1100 bis 1500 *C gebrannt worden sind.
4. Verfahren zur Herstellung von gebrannten Steinen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsgemisch Bariumsulfat als zur Bildung von Celsian fähiger Bestandteile zugesetzt wird.
5. Verwendung von basischen, feuerfesten Steinen oder Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Auskleidung von Zementdrehrohrüfen" und Regeneratoren von Glaswannenöfen.
CX)PY
ORIGINAL INSPECTED
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