DE3743217A1 - Hydrophobierendes binde- und plastifizierungsmittel fuer basische feuerfeste massen auf basis von dolomit - Google Patents
Hydrophobierendes binde- und plastifizierungsmittel fuer basische feuerfeste massen auf basis von dolomitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Binde- und Plastifizierungs
mittel als hydrophobierender Zusatz für basische,
feuerfeste Massen und Formkörper auf Basis von Dolomit.
Eine wichtige Gruppe basischer Feuerfesterzeugnisse
bilden Massen und geformte Produkte auf der Basis
von Dolomit. Derartige Dolomitmassen werden zum Aus
kleiden von Behältern, z. B. Pfannen, für flüssige
Metalle eingesetzt. Geformte Dolomitsteine werden zur
Zustellungvon metallurgischen Öfen, z. B. Konvertern,
verwendet. Auf Grund ihrer guten technischen und
wirtschaftlichen Eigenschaften werden Dolomiterzeugnisse
in großem Umfang eingesetzt.
Nachteilig bei der technischen Verwendung von Dolomit
erzeugnissen ist jedoch ihre unzureichende Lager
beständigkeit. Als Hauptkomponente liegen die Oxide CaO
und MgO sowie Fremdoxide vor. Infolge der Anwesenheit
von Calciumoxid neigen Dolomit- und Sinterdolomit
erzeugnisse zu rascher Hydration, die einen Zerfall
der Steine zur Folge hat. Deshalb ist eine Bindung des
freien und des gebundenen Calciumoxides oder ein Schutz
durch organische Stoffe notwendig.
Eine Vielzahl der heute hergestellten Sinterdolomit
steine wird durch Tränken mit Teer oder Pech sowie an
schließender Wärmebehandlung (Temperofen bei 400°C),
Einschweißen in Kunststoffolien und Lagerung in klima
tisierten Hallen bei niedriger Temperatur und niedriger
relativer Luftfeuchtigkeit vor hydratationseffekten
geschützt. Die Lagerfähigkeit derart vorbehandelter
Erzeugnisse kann mehrere Monate betragen.
Die verbreitete Verwendung von Teer hat jedoch den
Nachteil, daß dieser zahlreiche aromatische, herero
cyclische und kondensierte organische Ringverbindungen
enthält, die als toxisch und carcinogen bekannt sind.
Wird ein mit derartigen Erzeugnissen zugestelltes
metallurgisches System in Betrieb genommen, verflüchtigen
sich zunächst die im Teer enthaltenen Bestandteile
und führen, wie auch die entsprechenden Vorschriften
für "Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen" und der
"TA-Luft" aufweisen, zu gesundheitlichen Gefährdungen
der Beschäftigten und der Umwelt. Hierzu gehören
Verbindungen wie Benzol, Toluol, Xylol, Phenol, Kresol,
Resocin, Naphthole, Naphthalin, Chrysen, Benzopyren,
Chinone sowie Pyridin und andere Heterocyclen mit
Stickstoff und/oder Schwefel im Ringsystem. Neben der
schädigenden Wirkung durch diese Inhaltsstoffe er
fordert die Teertränkung aber auch einen hohen
technischen und energetischen Aufwand.
Auf diese Weise sind bereits verschiedene Teerersatz
produkte vorgeschlagen worden. So werden in der
deutschen Auslegeschrift 12 57 051 Peche auf der Basis
pflanzlicher Öle als Bindemittel beschrieben. Produkte
dieser Art enthalten jedoch immer auch Anteile von
Acrolein, welches ebenfalls den extrem toxischen
Substanzen zuzuordnen ist. In der DE 27 47 636 werden
Teerersatzprodukte auf der Basis von Triglyceridölen
beschrieben; sie spalten bei thermischer Beanspruchung
ebenfalls Acrolein ab. Weiterhin ist die Hydrophobierung
des Sinterdolomitsteines durch Glyceride wegen
konkurrierender Verseifungsprozesse bei Anwesenheit von
Alkalien nicht ausreichend gewährleistet. In der
DE 28 10 686 wird eine Tränkmasse aus einer Mischung
von Paraffin, Cumaronharzen und Polyethylenen be
schrieben, die eine Arbeitstemperatur von über 140°C
bei schon vorgeheizten Dolomitsteinen verlangt. Damit
ist aber ein hoher energetischer Aufwand verbunden.
Steine und Tränkflüssigkeit müssen aufgeheizt werden,
und außerdem bedeutet die Tränkung einen zusätzlichen
Verfahrensschritt.
Auch eine Stabilisierung mittels geeigneter mineralischer
Zuschlagstoffe konnte sich nicht durchsetzen, weil
durch sie die Feuerfestigkeit stark beeinträchtigt wird.
Es wurde nun gefunden, daß basische feuerfeste Massen
auf Basis von Dolomit durch ein hydrophobierendes
Binde- und Plastifizierungsmittel stabilisiert werden
können, das gekennzeichnet ist durch eine wasserfreie
Zusammensetzung aus einem terpenischen Naturharzprodukt
allein oder in Kombination mit einer oder mehreren
Komponenten aus der Gruppe der Paraffinkohlenwasserstoffe
mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen, der natürlichen und
der synthetischen Wachse, der Kohlenwasserstoffharze,
der Polyethylene, der Polyglykole, der Polxalkylen
oxidaddukte wie Polyglykolether und Polyglykolester,
der Wachsalkohole, Fettalkohole, Fettsäuren, der Poly
vinylether und der Silikonharze.
Das hydrophorbierende Binde- und Plastifizierungsmittel
kann zusätzlich zu diesen Komponenten einen weiteren
Gehalt an chemischen Bindemitteln und/oder oberflächen
aktiven Substanzen aufweisen.
Das erfindungsgemäße Zusatzmittel ist wasserfrei und
besteht aus einer oder mehreren Komponenten. Die erste
Komponente ist in jedem Falle ein Produkt vom Terpen-
und Naturharztyp. Als solches kommen terpenische
Kohlenwasserstoffe und terpenische Naturharzstoffe
in Frage, wie z. B. Diterpene, Limonene, kondensierte
Polyterpene und Polyisoprene, Schellacke, Balsame,
Terpentinöle, Kolophonium, Harzsäuren, Harzalkohole
u. dgl.
Diese Komponente kann allein oder in Kombination mit
einer oder mehreren weiteren Komponenten (Komponente 2)
zur Anwendung kommen. Letztere wird aus einer Gruppe
von Verbindungen und Produkten wachsartig-öliger Natur
ausgewählt; hierzu gehören Paraffine mit linearer oder
verzweigter Kette von 8 und mehr Kohlenstoffatomen,
natürliche und synthetische Wachse, Montanwachse, Ester
wachse, Bienenwachs, Japanwachs und dgl., Mikroparaffine,
Kohlenwasserstoffharze wie z. B. Cumaron- und Inden
harze, Polyethylene (polar und unpolar), Polyglykole,
Polyalkylenoxidaddukte wie Polyglykolether und Poly
glykolester, Polyvinylether, Fett- und Wachsalkohole,
Fettsäuren und deren Gemisch sowie andere Verbindungen
und Produkte ähnlicher ölig-wachsartiger Konsistenz
bzw. Zusammensetzung.
Das Mischungsverhältnis der Komponenten kann innerhalb
der Grenzen
100-25 Gewichtsteile Komponente 1
75-0 Gewichtsteile Komponente 2 variiert werden. Die gewählten Komponenten werden bei erhöhter Temperatur homogen vermischt. Dabei ist es zweckmäßig, die höher schmelzende Komponente in die vorher aufgeschmolzene, niedriger schmelzende Komponente einzuarbeiten. Auch eine getrennte Einarbeitung der Zusatzmittel-Komponente in die dolomitische Rohstoff mischung ist möglich; sie wird dann zweckmäßigerweise in die erwärmte Masse vorgenommen. Das aus den Komponenten gemischte Zusatzmittel hat bei Raumtemperatur die Konsitenz einer hochviskosen, thermoplastischen Flüssigkeit.
100-25 Gewichtsteile Komponente 1
75-0 Gewichtsteile Komponente 2 variiert werden. Die gewählten Komponenten werden bei erhöhter Temperatur homogen vermischt. Dabei ist es zweckmäßig, die höher schmelzende Komponente in die vorher aufgeschmolzene, niedriger schmelzende Komponente einzuarbeiten. Auch eine getrennte Einarbeitung der Zusatzmittel-Komponente in die dolomitische Rohstoff mischung ist möglich; sie wird dann zweckmäßigerweise in die erwärmte Masse vorgenommen. Das aus den Komponenten gemischte Zusatzmittel hat bei Raumtemperatur die Konsitenz einer hochviskosen, thermoplastischen Flüssigkeit.
Das Zusatzmittel bewirkt eine Hydrophobierung des
Dolomiterzeugnisses im grünen, im getemperten und im
gebrannten Zustand. Im Gegensatz zu bekannten Tränkungs
stoffen, die eine Hydrophobierung herbeiführen sollen,
kann das erfindungsgemäße Mittel direkt in die Masse
eingearbeitet werden, wodurch eine homogene Verteilung
erreicht wird. Dabei wird nicht nur die Oberfläche
der Mischung hydrophobiert, sondern es werden auch
alle Körner innerhalb der Mischung ummantelt. Dies
bedeutet einen wirkungsvollen Schutz gegen angreifende
Luftfeuchtigkeit.
Die Mischung des Zusatzmittels kann durch Auswahl eines
geeigneten Kornspektrums optimiert werden, wobei zu
berücksichtigen ist, daß Partikeln mit Korngrößen
unter 1 mm besonders hydratationsempfindlich sind.
Um diese unerwünschte Wirkung des Dolomitfeinanteils zu
vermeiden, wird dieser daher üblicherweise durch
Magnesitmehl ersetzt.
Durch die Verwendung des hydrophobierenden Zusatzmittels
ergeben sich ferner technologische Verbesserungen bei
der Herstellung basischer, feuerfester Formkörper und
Massen auf Basis von Dolomit, da einige Arbeitsschritte,
wie sie beim bisher üblichen Hydrophobieren dieser Er
zeugnisse notwendig waren, wegfallen können.
Die Wirksamkeit der Abmischung aus den beschriebenen
Komponenten wird nicht beeinträchtigt, wenn ihr
weitere übliche Substanzen wie oberflächenaktive
Verbindungen, schmierend wirkende Stoffe, die temporäre
Bindung verstärkende Stoffe sowie chemische Bindemittel
zugemischt werden. Die Mengen dieser Stoffe richten
sich nach dem in der dolomitischen Masse benötigten
Anteil und können in ihrem Verhältnis zum Anteil des
hydrophobierenden Zusatzmittels in weiten Bereichen
beliebig gewählt werden, zumal diese Zusätze ganz oder
teilweise auch bereits der dolomischen Versatz
mischung zugegeben werden können.
Die Bindung der das hydrophobierende Zusatzmittel ent
haltenden Dolomitmasse wird dann bei höheren Temperaturen
über chemische Bindungsmittel bewirkt. Als solche
können die bekannten Bindemittel wie z. B. Phosphate,
Silikate, Borate, Carbonate, Sulfate, Chromate,
Citrate, Lactate, Sulfonate und/oder Oxalate mit den
entsprechenden Kationen (Aluminium, Calcium usw.)
eingesetzt werde. Ihre Einarbeitung richtet sich nach
der Art des gewählten Bindemittels. Dieses kann
entweder schon der dolomitischen Versatzmischung beige
mischt werden, oder man kann es zunächst mit dem
hydrophobierenden Zusatzmittel vermischen und zusamen
mit diesem in die Versatzmasse einarbeiten.
Herstellung des erfindungsgemäßen Zusatzmittels:
30 Gewichtsteile eines synthetischen Wachses (Komponente 2, z. B. Paraffin) werden bei ca. 80°C aufgeschmolzen und anschließend mit 69 Gewichtsteilen eines termpenischen Naturharzes (Komponente 1, z. B. Balsam) unterrührt. Durch Weiterrühren bei 80°C werden die Komponenten homogen vermischt. Zum Schluß wird noch 1 Gewichtsteil eines Netzmittels (z. B. Poly glykolether) zugegeben und bis zur vollkommenen Homogenisierung weitergemischt.
30 Gewichtsteile eines synthetischen Wachses (Komponente 2, z. B. Paraffin) werden bei ca. 80°C aufgeschmolzen und anschließend mit 69 Gewichtsteilen eines termpenischen Naturharzes (Komponente 1, z. B. Balsam) unterrührt. Durch Weiterrühren bei 80°C werden die Komponenten homogen vermischt. Zum Schluß wird noch 1 Gewichtsteil eines Netzmittels (z. B. Poly glykolether) zugegeben und bis zur vollkommenen Homogenisierung weitergemischt.
Es wird eine Versatzmasse aus
80 Gew.-T. Dolomit und
20 Gew.-T. MgO-Mehl mit
3 Gew.-T. eines anorganischen Bindemittels auf der Basis von Phosphaten angesetzt, innig durchmischt und auf ca. 80°C aufgeheizt. Danach werden in die aufgeheizte Masse 5 Gewichtsteile eines Zusatzmittels der Zusammen setzung
65 Gew.-T. eines Naturharzes
35 Gew.-T. eines isomeren Paraffins
zugegeben und unter weiterer Wärmezufuhr eingemischt. Die optimale Verteilung des Zusatzmittels ist dann erreicht, wenn sich die gesamte Mischung dunkel verfärbt hat. Diese Verfärbung zeigt an, daß dann jeder Kornpartikel des Versatzgemisches durch Zusatz mittel und Feinkornpartikel ummantelt ist. Aus dieser Masse können Formkörper hergestellt werden. Diese sind nach einer Temperung bei 300°C länger als 1 Monat freistehend an Luft lagerstabil, wogegen ungetemperte Formkörper nur etwa 8 Tage stabil bleiben.
80 Gew.-T. Dolomit und
20 Gew.-T. MgO-Mehl mit
3 Gew.-T. eines anorganischen Bindemittels auf der Basis von Phosphaten angesetzt, innig durchmischt und auf ca. 80°C aufgeheizt. Danach werden in die aufgeheizte Masse 5 Gewichtsteile eines Zusatzmittels der Zusammen setzung
65 Gew.-T. eines Naturharzes
35 Gew.-T. eines isomeren Paraffins
zugegeben und unter weiterer Wärmezufuhr eingemischt. Die optimale Verteilung des Zusatzmittels ist dann erreicht, wenn sich die gesamte Mischung dunkel verfärbt hat. Diese Verfärbung zeigt an, daß dann jeder Kornpartikel des Versatzgemisches durch Zusatz mittel und Feinkornpartikel ummantelt ist. Aus dieser Masse können Formkörper hergestellt werden. Diese sind nach einer Temperung bei 300°C länger als 1 Monat freistehend an Luft lagerstabil, wogegen ungetemperte Formkörper nur etwa 8 Tage stabil bleiben.
Die Festigkeit der getemperten und der ungetemperten
Formkörper wurde über den Temperaturbereich von
20 bis 1500°C untersucht. Im gesamten Temperatur
bereich lagen die Festigkeitswerte oberhalb 20 Nmm-2
und waren damit ausreichend.
Eine Versatzmasse der Zusammensetzung
84 Gew.-T. Dolomit
16 Gew.-T. MgO-Mehl
wird mit
2,5 Gew.-T. anorganischer Binder (z. B. Aluminiumphosphat)
und
4,4 Gew.-T. Zusatzmittel
angesetzt. Das Zusatzmittel ist zuvor aus
70 Gew.-T. eines Naturharzes (z. B. Schellack)
und
30 Gew.-T. eines Wachses (z. B. Mikroparaffin)
hergestellt worden. Die Komponenten werden vermischt und während des Vermischungsvorganges aufgeheizt. Als Mischtemperatur werden hier 75°C verwendet. Nach Abschluß der Vermischung wird die noch warme Masse zu Formkörpern verpreßt.
84 Gew.-T. Dolomit
16 Gew.-T. MgO-Mehl
wird mit
2,5 Gew.-T. anorganischer Binder (z. B. Aluminiumphosphat)
und
4,4 Gew.-T. Zusatzmittel
angesetzt. Das Zusatzmittel ist zuvor aus
70 Gew.-T. eines Naturharzes (z. B. Schellack)
und
30 Gew.-T. eines Wachses (z. B. Mikroparaffin)
hergestellt worden. Die Komponenten werden vermischt und während des Vermischungsvorganges aufgeheizt. Als Mischtemperatur werden hier 75°C verwendet. Nach Abschluß der Vermischung wird die noch warme Masse zu Formkörpern verpreßt.
Die so hergestellten Dolomitkörper sowie auch ungeformte
Massen können 1 Monat frei an Luft gelagert werden,
ohne daß Hydratationserscheinungen auftreten. Werden
die Körper vorher getempert (300°C), so beträgt die
Lagerstabilität sogar mehrere Monate. Die Prüfung der
Festigkeitswerte über eine Temperaturbereich von
20 bis 1500°C ergab auch hier, daß ausreichende
Werte oberhalb 20 Nmm-2 erzielt wurden.
In diesem Beispiel soll die Rolle des Kornaufbaus der
Versatzmasse gezeigt werden.
Benutzt man z. B. eine Dolomitmischung mit dem Kornaufbau
35 Gew.-T. <3 mm
55 Gew.-T. 1-3 mm
10 Gew.-T. <1 mm
in Kombination mit 2 Gew.-T. eines anorganischen Binders und 5 Gew.-T. des erfindungsgemäßen Zusatzmittels (Beispiele 1 bis 3), so werden an Formkörpern und Massen daraus in getempertem und in ungetempertem Zustand bei Lagerung an Luft gute Ergebnisse erzielt. Benutzt man dagegen eine Dolomitmischung mit einer Körnung 0-3 mm, so erhält man in der entsprechenden Zusammensetzung (100 Gew.-T. Dolomit, 2 Gew.-T. anorganischer Binder, 5 Gew.-T. Zusatzmittel) nur eine stark verkürzte Lagerstabilität. Die geformten Erzeugnisse neigen beim Tempern außerdem zu starker Rißbildung.
35 Gew.-T. <3 mm
55 Gew.-T. 1-3 mm
10 Gew.-T. <1 mm
in Kombination mit 2 Gew.-T. eines anorganischen Binders und 5 Gew.-T. des erfindungsgemäßen Zusatzmittels (Beispiele 1 bis 3), so werden an Formkörpern und Massen daraus in getempertem und in ungetempertem Zustand bei Lagerung an Luft gute Ergebnisse erzielt. Benutzt man dagegen eine Dolomitmischung mit einer Körnung 0-3 mm, so erhält man in der entsprechenden Zusammensetzung (100 Gew.-T. Dolomit, 2 Gew.-T. anorganischer Binder, 5 Gew.-T. Zusatzmittel) nur eine stark verkürzte Lagerstabilität. Die geformten Erzeugnisse neigen beim Tempern außerdem zu starker Rißbildung.
Claims (3)
1. Hydrophobierendes Binde- und Plastifizierungsmittel
für basische feuerfeste Massen auf Basis von Dolomit,
gekennzeichnet durch wasserfreie Zusammensetzung aus
einer terpenischen Naturharzprodukt allein oder in
Kombination mit einer oder mehreren Komponenten aus
der Gruppe der Paraffinkohlenwasserstoffe mit
mindestens 8 Kohlenstoffatomen, der natürlichen und
der synthetischen Wachse, der Kohlenwasserstoffharze,
der Polyethylene, der Polyglykole, der Polyalyklen
oxidaddukte wie Polyglykolether und Polyglykolester,
der Wachsalkohole, die Fettalkohole, der Fettsäuren,
der Polyvinylether und der Silikonharze.
2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
weiteren Gehalt an chemischen Bindemitteln und/oder
oberflächenaktiven Substanzen.
3. Verwendung des hydrophobierenden Binde- und
Plastifizierungsmittels nach den Ansprüchen 1 und 2
als Zusatz für basische feuerfeste Formkörper und
Massen auf Basis von Dolomit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873743217 DE3743217A1 (de) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | Hydrophobierendes binde- und plastifizierungsmittel fuer basische feuerfeste massen auf basis von dolomit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873743217 DE3743217A1 (de) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | Hydrophobierendes binde- und plastifizierungsmittel fuer basische feuerfeste massen auf basis von dolomit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3743217A1 true DE3743217A1 (de) | 1989-06-29 |
| DE3743217C2 DE3743217C2 (de) | 1990-09-20 |
Family
ID=6343056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19873743217 Granted DE3743217A1 (de) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | Hydrophobierendes binde- und plastifizierungsmittel fuer basische feuerfeste massen auf basis von dolomit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3743217A1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4040159A1 (de) * | 1989-12-18 | 1991-06-20 | Zschimmer & Schwarz Gmbh & Co | Verfahren und zusatzmittel zur herstellung kohlenstoffhaltiger feuerfesterzeugnisse |
| DE4207248A1 (de) * | 1992-03-08 | 1993-09-09 | Veitscher Magnesitwerke Ag | Binde- und plastifizierungsmittel zur herstellung feuerfester, keramischer, kohlenstoffhaltiger werkstoffe sowie damit hergestellter werkstoff |
| US5254613A (en) * | 1991-06-18 | 1993-10-19 | Hoechst Aktiengesellschaft | Molding composition for the production of inorganic sintered products |
| US5258151A (en) * | 1991-06-01 | 1993-11-02 | Hoechst Aktiengesellschaft | Molding composition for the production of inorganic sintered products |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| HUT71991A (en) * | 1992-03-08 | 1996-03-28 | Veitsch Radex Ag | Process for producing fireproof compounds and fireproof moulding from this compounds |
| DE19805344B4 (de) * | 1998-02-11 | 2009-04-02 | Romonta Gmbh | Verwendung eines Hydrophobierungs- und Bindemittels in Faserbau-bzw. -dämmstoffen |
-
1987
- 1987-12-19 DE DE19873743217 patent/DE3743217A1/de active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Derwent, Ref. 81-74994 D [41] * |
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|---|---|---|---|---|
| DE4040159A1 (de) * | 1989-12-18 | 1991-06-20 | Zschimmer & Schwarz Gmbh & Co | Verfahren und zusatzmittel zur herstellung kohlenstoffhaltiger feuerfesterzeugnisse |
| US5258151A (en) * | 1991-06-01 | 1993-11-02 | Hoechst Aktiengesellschaft | Molding composition for the production of inorganic sintered products |
| US5254613A (en) * | 1991-06-18 | 1993-10-19 | Hoechst Aktiengesellschaft | Molding composition for the production of inorganic sintered products |
| DE4207248A1 (de) * | 1992-03-08 | 1993-09-09 | Veitscher Magnesitwerke Ag | Binde- und plastifizierungsmittel zur herstellung feuerfester, keramischer, kohlenstoffhaltiger werkstoffe sowie damit hergestellter werkstoff |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3743217C2 (de) | 1990-09-20 |
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