DE3806563A1 - Magnesiumoxidhaltige feuerfestmassen - Google Patents

Magnesiumoxidhaltige feuerfestmassen

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Description

Die Erfindung betrifft magnesiumoxidhaltige Feuerfestmas­ sen, insbesondere Stampfmassen, enthaltend gebrannten Magnesit und/oder gebrannten Dolomit als hauptsächliches Feuerfestmaterial sowie gegebenenfalls weitere übliche Bestandteile und 2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamt­ zusammensetzung, eines ein trocknendes Öl umfassenden temporären Bindemittelsystems.
Aus der DE-PS 27 47 636 sind bereits Dolomitmassen bekannt, welche als Bindemittel Leinöl und ein trocknes, anorgani­ sches, gemahlenes Bindemittel und gegebenenfalls Papier­ mehl und/oder andere kohlenstoffhaltige Stoffe umfassen. Weiterhin sind aus der DE-AS 24 24 936 Stichlochmassen bekannt, welche als Bindemittel Leinöl und ein hitzehärt­ bares Harz enthalten. Aus der DE-AS 28 22 653 sind Feuer­ festmassen bekannt, welche als Bindemittel eine Mischung aus einem Phenolresolharz und Tallöl enthalten. Weiterhin sind basische Massen bekannt, welche als hauptsächlichen Bindemittelanteil Pech enthalten, siehe DE-AS 12 74 489.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von magnesiumoxidhaltigen Feuerfestmassen, welche anstelle von Pech, Teer oder Bitumen andere, umweltfreundlichere Bindemittel enthalten, d.h. Bindemittel, welche bei der Temperaturbeaufschlagung der Massen keine umweltschädlichen Gase abgeben, z.B. Benzpyrene, wobei diese Massen eine gute Verdichtbarkeit aufweisen sollen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß bei Verwen­ dung eines Bindemittelsystems, das sowohl trocknende Öle als auch ungesättigte Fettsäuren, eine Borverbindung und ein hitzehärtbares Harz umfaßt, Feuerfestmassen erhalten werden können, welche bei ihrer Anwendung, d.h. bei Beauf­ schlagung mit hohen Temperaturen, kaum umweltschädliche Stoffe bzw. Gase abgeben und dennoch eine hohe Verdicht­ barkeit besitzen.
Zur Lösung der zuvor geschilderten Aufgabe dienen daher die magnesiumoxidhaltigen Feuerfestmassen der beschriebe­ nen Art, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Binde­ mittelsystem besteht aus:
30 bis 50 Gew.-% eines trocknenden Öles,
30 bis 50 Gew.-% einer ungesättigten Fettsäure,
 5 bis 20 Gew.-% einer Borverbindung,
 5 bis 20 Gew.-% eines hitzehärtbaren Harzes,
wobei die Gesamtsumme der Einzelbestandteile des Binde­ mittelsystems 100 Gew.-% ausmacht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Feuerfestmassen als weiteren Bestand­ teil 1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Feuerfeststoffe, an Graphit, Ruß und/oder Koks, wobei die Verwendung von Flockengraphit und/oder Petrolkoks be­ sonders bevorzugt ist.
In den magnesiumoxidhaltigen Feuerfestmassen gemäß der Erfindung wird als hauptsächliches Feuerfestmaterial ge­ brannter Magnesit und/oder gebrannter Dolomit in Form einer geeigneten Körnung eingesetzt. Die Körnungsvertei­ lung entspricht den üblichen Werten, z.B. kann folgende Korngrößenverteilung vorliegen:
0 bis 0,6 mm|40%
0,6 bis 1,5 mm 15%
1,5 bis 6 mm 45%
Hierbei kann die maximale Korngröße auch auf Werte von 3 mm bzw. 4 mm beschränkt sein, wobei der zuvor angegebe­ ne Bereich dann einer Korngröße von 1,5 bis 3 mm bzw. 1,5 bis 4 mm entspricht.
Als weitere übliche Bestandteile können die erfindungsge­ mäßen Feuerfestmassen, wie bereits zuvor beschrieben, Graphit, Ruß und/oder Koks in feinteiliger Form enthalten, wobei Flockengraphit und/oder Koks besonders bevorzugt sind. Diese Zusätze an Graphit, Ruß und/oder Koks werden vorteilhafterweise dann angewandt, wenn besondere Feuer­ festeigenschaften der Massen erreicht werden sollen, z.B. eine bessere Schlackenbeständigkeit bzw. Schlackeninfiltra­ tionsbeständigkeit.
In den erfindungsgemäßen Feuerfestmassen wird ein Binde­ mittelsystem verwendet, das aus insgesamt vier Bestand­ teilen besteht.
Der erste Bestandteil, der in dem Bindemittelsystem in einer Menge von 30 bis 50 Gew.-% vorliegt, ist ein trock­ nendes Öl. Zu den trocknenden Ölen zählen sowohl die eigentlichen trocknenden Öle als auch die sogenannten halbtrocknenden Öle oder die gekochten Öle wie z.B. Stand­ öle, Beispiele hierfür sind Leinöl, Sojaöl, Rüböl und Standöl. Solche trocknenden Öle sind in Ullmanns Encyklo­ pädie der technischen Chemie, 3. Auflage (1966) Band 17, Seite 694 ff., näher beschrieben.
Der zweite Bestandteil, der in einer Menge von 30 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtbindemittelsystem, vorliegt, ist eine ungesättigte Fettsäure. Beispiele für solche unge­ sättigten Fettsäuren sind Ölsäure, Linolsäure, und Lino­ lensäure, wobei jedoch auch mehrfach ungesättigte Fettsäu­ ren Verwendung finden können. Falls diese ungesättigten Fettsäuren nicht flüssig sind, können sie auch in einem Gemisch mit anderen, flüssigen und ungesättigten Fettsäu­ ren vorliegen, oder sie können in einem organischen Lösungs­ mittel, z.B. einem Mineralöl oder einem Alkohol wie Metha­ nol oder Ethanol, oder in Benzol oder Chloroform gelöst sein.
Bei dem dritten Bestandteil des Bindemittelsystems handelt es sich um eine Borverbindung. Als Borverbindung können sowohl Borate oder Borsäure Verwendung finden, es können jedoch auch Bortrifluoridaddukte (BF3-Addukte) Verwendung finden, wie sie in der DE-AS 12 61 281 aufgeführt sind. Die Borverbindung wird in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%, berechnet als B2O3, in dem Bindemittelsystem eingesetzt.
Als vierten Bestandteil umfaßt das Bindemittelsystem 5 bis 20 Gew.-% eines hitzehärtbaren Harzes, wobei Resolharze und Novolakharze besonders bevorzugt sind. Es können je­ doch auch hitzehärtbare Furanharze oder Melaminharze ver­ wendet werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiele 1 bis 5
Es wurde gebrannter Dolomit mit der in der folgenden Ta­ belle angegebenen Korngrößenverteilung zusammen mit Ruß und Flockengraphit sowie fester Borsäure in einem Mischer vermischt.
Zu diesem homogenen Gemisch wurden, jeweils auf 100 Gew.- Teile die in der folgenden Tabelle aufgeführten weiteren Bestandteile des Bindemittelsystems aufgegeben und hieraus homogene Massen hergestellt. In einem Hobart-Mischer wurde während 15 min vermischt, anschließend wurden die Massen der Verdichtbarkeitsprüfung und der Wärmedruckfestigkeit unterzogen.
Die Verdichtbarkeit wurde bestimmt, indem in eine leicht geölte zylindrische Form mit einem Innendurchmesser von 50 mm und einer Höhe von 140 mm 275 g der verarbeitungs­ fertigen Masse locker eingefüllt wurden. Anschließend wurde der Stempel in die zylindrische Form auf das Probenmaterial aufgesetzt und die Masse mit vier Schlägen verdichtet. Die nach diesen vier Schlägen erreichte Höhe des Probekörpers wurde bestimmt und mit H4 bezeichnet.
Dann wurden weitere sechs Schläge aufgebracht, danach wurde die Höhe des Probekörpers wiederum bestimmt, diese Höhe wurde mit H10 bezeichnet.
Die Versuchsergebnisse wurden nach folgender Formel berech­ net:
Diese Messung wurde an jeweils drei Probekörpern durchge­ führt.
Die Wärmedruckfestigkeit wurde an Probekörpern bestimmt, welche 15, 30 bzw. 45 Minuten im Trockenschrank bei 280°C erhitzt gehalten worden waren. Die Wärmeprobekörper wurden mittels einer Presse zur Bestimmung der KDF-Werte unter­ sucht, wobei sie bis zum Bruch mit konstanter Belastungs­ geschwindigkeit (1,0 ± 0,1 N/mm2 sec) zusammengedrückt wur­ den.
Die Zusammensetzung der Feuerfestmassen und die an diesen Feuerfestmassen bestimmten Meßwerte sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Tabelle

Claims (2)

1. Magnesiumoxidhaltige Feuerfestmassen, insbesondere Stampfmassen, enthaltend gebrannten Magnesit und/oder gebrannten Dolomit als hauptsächliches Feuerfestmaterial sowie gegebenenfalls weitere übliche Bestandteile und 2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, eines ein trocknendes Öl umfassenden temporären Binde­ mittelsystems, dadurch gekennzeichnet, daß das Binde­ mittelsystem besteht aus: 30 bis 50 Gew.-% eines trocknenden Öles,
30 bis 50 Gew.-% einer ungesättigten Fettsäure,
 5 bis 20 Gew.-% einer Borverbindung,
 5 bis 20 Gew.-% eines hitzehärtbaren Harzes,wobei die Gesamtsumme der Einzelbestandteile des Bindemittel­ systems 100 Gew.-% ausmacht.
2. Feuerfestmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als weiteren Bestandteil 1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, an Flockengraphit, Ruß und/oder Koks enthalten.
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