DE3644666A1 - Feuerbeton - Google Patents

Feuerbeton

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DE3644666A1 DE19863644666 DE3644666A DE3644666A1 DE 3644666 A1 DE3644666 A1 DE 3644666A1 DE 19863644666 DE19863644666 DE 19863644666 DE 3644666 A DE3644666 A DE 3644666A DE 3644666 A1 DE3644666 A1 DE 3644666A1
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Harald Dr Boess
Hartmut Dr Heilmann
Klaus Dipl Ing Kreuels
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Description

Die Erfindung betrifft einen Feuerbeton für die Herstellung von gegen Metallschmelzen, insbesondere Aluminiumschmelzen, beständigen Auskleidungen oder Formkörpern, welcher als feuerfestes Zuschlagmaterial Zirkon, d. h. Zirkoniumsilikat, und als hydraulisches Bindemittel Tonerdezement umfaßt.
Feuerbetone auf Basis von Zirkon und Tonerdezement sind bekannt. Falls solche Feuerbetone für die Herstellung von gegen Aluminiumschmelzen beständigen Auskleidungen oder Formkörpern eingesetzt werden, sollen diese Feuerbetone außer dem im Zirkon gebundenen SiO₂ möglichst keine anderen Silikate oder freies SiO₂ enthalten, da die Beständigkeit insbesondere gegenüber Aluminiumschmelzen durch solche anderen SiO₂-haltigen Bestandteile stark herabgesetzt wird. Aus den bekannten Feuerbetonen auf Basis von Zirkon und Tonerdezement hergestellte Auskleidungen oder Formkörper besitzen eine hohe Wärmeleitfähigkeit als Folge ihrer durch das Zirkonsilikat bedingten hohen Rohdichte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Feuerbetons zur Herstellung von Auskleidungen oder Formkörpern, die gegenüber Metallschmelzen und insbesondere Aluminiumschmelzen beständig sind und eine geringere Wärmeleitfähigkeit, d. h. bessere Isoliereigenschaften, besitzen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß es möglich ist, die Rohdichte eines solchen Feuerbetons trotz Verwendung von silikatischen Materialien herabzusetzen.
Die Erfindung betrifft daher einen Feuerbeton der zuvorgenannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er weiterhin 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Festbestandteile, an feuerfesten Leichtstoffen umfaßt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Feuerbeton als Leichtstoffe Vermiculit, Perlit, Leichtschamotte und/oder mineralische Fasern. Der Vermiculit und der Perlit werden hierbei in geblähter Form eingesetzt. Bei der Leichtschamotte handelt es sich um eine Schamotte, welche eine geringe Rohdichte besitzt. Eine solche Leichtschamotte kann beispielsweise durch Vermischen von Schamottenmehl und einem Ausbrennstoff, z. B. Sägespänen oder Korkmehl, Herstellen von Formkörpern, Brennen der Formkörper und der Verflüchtigung der Ausbrennstoffe und Zerkleinern der erhaltenen Leichtschamotte-Formkörper auf die gewünschte Körnung, erhalten werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Feuerbeton können als Leichtstoffe auch mineralische Fasern eingesetzt werden, d. h. Fasern, welche in den Auskleidungen oder Formkörpern, die aus dem erfindungsgemäßen Feuerbeton hergestellt werden, nicht aufschmelzen. Beispiele für solche mineralische Fasern sind Steinwollefasern oder auch sogenannte keramische Fasern, d. h. Fasern, welche einen Al₂O₃-Gehalt von 45 Gew.-% besitzen. Keramische Fasern mit einem Al₂O₃-Gehalt besitzen beispielsweise Anwendungsgrenztemperaturen von 1260°C.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Feuerbeton 30 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Festbestandteile, an feuerfesten Leichtstoffen. Hierdurch ist es möglich, die Rohdichte der aus dem Feuerbeton hergestellten Auskleidungen oder Formkörper besonders niedrig zu halten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Gehalt an Tonerdezement in dem erfindungsgemäßen Feuerbeton 15 bis 25 Gew.-%. Diese Tonerdezementmengen haben sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, um einen einwandfreien Einbau der Leichtstoffe in dem Feuerbeton zu erreichen, d. h. eine Entmischung bei der Verarbeitung zu vermeiden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Feuerbeton 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Festbestandteile, an Zirkon, d. h. Zirkoniumsilikat.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat das im Feuerbeton enthaltene Zirkon eine solche Korngröße, daß 40 bis 60 Gew.-% als sogenannter "Zirkonsand", d. h. mit einer Korngröße von 0,09 bis 0,5 mm vorliegen, während die restlichen 60 bis 40 Gew.-% des Zirkons als sogenanntes "Zirkonmehl" vorliegen, d. h. mit einer Korngröße von 0,09 mm.
Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß die in dem erfindungsgemäßen Feuerbeton enthaltenen silikatischen Leichtstoffe bei der Verarbeitung des Feuerbetons, d. h. bei Zusatz von Wasser, nicht nur mit den Feinbestandteilen des Tonerdezements, sondern auch mit diesem sehr feinen Zirkonmehl bevorzugt überzogen werden, so daß eine besonders gute Beständigkeit gegenüber Metallschmelzen, insbesondere Aluminiumschmelzen, erreicht wird.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele und des Vergleichsversuchs näher erläutert.
Beispiel 1
Es wurde eine Mischung aus 22,5 Gew.-Teilen Tonerdezement, 17,5 Gew.-Teilen Zirkonmehl mit einer Korngröße 0,09 mm, 25 Gew.-Teilen Zirkonsand mit einer Körnung von 0,09 bis 0,5 mm und 35 Gew.-Teilen Leichtschamotte mit einer Korngröße von 0 bis 5 mm hergestellt. 100 Gew.-Teile dieser Trockenmischung wurden mit 12 l Wasser zu einem Feuerbeton angesetzt, aus diesem angemachten Feuerbeton wurden Prüfquader hergestellt. Die Entschalungszeit betrug etwa 5 Stunden. Anzumerken ist noch, daß der erfindungsgemäße Feuerbeton eine Verarbeitungszeit von etwa 1 Stunde besitzt.
Vergleichsversuch
Zum Vergleich wurde ein Feuerbeton nur unter Verwendung von Tonerdezement und Zirkon hergestellt. Der Anteil des Tonerdezements in der Trockenmischung betrug etwa 18 Gew.-%, der Rest bestand aus Zirkonsand und Zirkonmehl im Gewichtsverhältnis 2 : 1. Aus dieser Trockenmischung wurde unter Verwendung von 8 l Wasser auf 100 kg der Trockenmischung ebenfalls ein Feuerbeton angemacht und zu Prüfquadern verformt.
Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Prüfquader sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Tabelle
Beispiel 2
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch statt der Leichtschamotte geblähter Vermiculit verwendet wurde.
Aus diesem Feuerbeton wurden ebenfalls Prüfquader hergestellt, welche vergleichbare Eigenschaften wie die Prüfquader aus der in Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung besaßen.
Beispiel 3
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch anstelle der Leichtschamotte des Beispiels 1 geblähter Perlit verwendet wurde.
Aus diesem Feuerbeton wurden ebenfalls Prüfquader hergestellt, welche vergleichbare Eigenschaften wie die Prüfquader aus der in Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung besaßen.
Beispiel 4
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei eine Mischung verwendet wurde, die 15 Gew.-Teile Tonerdezement, 35 Gew.-Teile Zirkonmehl, 30 Gew.-Teile Zirkonsand und 20 Gew.-Teile keramische Fasern mit einer Anwendungsgrenztemperatur von 1260°C enthielt.
Die aus dieser Feuerbetonmischung hergestellten Prüfquader besaßen ebenfalls eine geringe Wärmeleitfähigkeit und dennoch eine gute Beständigkeit gegenüber einer Aluminiumschmelze.

Claims (6)

1. Feuerbeton für die Herstellung von gegen Metallschmelzen, insbesondere Aluminiumschmelzen, beständige Auskleidungen oder Formkörpern, umfassend Zirkon als feuerfestes Zuschlagmaterial und Tonerdezement als hydraulisches Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Festbestandteile, an feuerfesten Leichtstoffen umfaßt.
2. Feuerbeton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als feuerfeste Leichtstoffe Vermiculit, Perlit, Leichtschamotte und/oder mineralische Fasern umfaßt.
3. Feuerbeton nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er 30 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Festbestandteile, an feuerfesten Leichtstoffen umfaßt.
4. Feuerbeton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Festbestandteile, an Tonerdezement umfaßt.
5. Feuerbeton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Festbestandteile, an Zirkon umfaßt.
6. Feuerbeton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Zirkons mit einer Korngröße 0,09 mm 60 bis 40 Gew.-% beträgt.
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