DE582893C

DE582893C - Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Produkten aus Magnesiumsilikaten

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Publication number: DE582893C
Application number: DEM107116D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-10-24
Filing date: 1928-10-24
Publication date: 1933-08-24
Also published as: DK44664C

Description

Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Produkten -aus Magnesiumsilikaten Es ist bekannt, feuerfeste Produkte aus magnesiumorthosilikatreichen Naturprodukten, wie Olivin, Peridotit, Dunit, dadurch herzustellen, daß die genannten Ausgangsstoffe gegebenenfalls unter Zuschlag von Magnesiumhydrosilikaten, wie Serpentin, Talk u. dgl., und von magnesiumreichen Stoffen, wie Magnesiumoxyd, Magnesit u. dgl., auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Hierbei wurden teils pulverförmige, teils körnige oder auch zum Teil aus pulverförmigem, zum Teil aus körnigem Material bestehende Mischungen verarbeitet.
Bei Durchführung dieser bekannten Verfahren hat sich herausgestellt, daß beim Brennen ein mehr oder weniger starkes Schwinden der Produkte stattfindet; es wurden u. a. Schwindungen bis zu ro °/o beobachtet. Infolge dieses Umstandes war man auf die Herstellung verhältnismäßig kleiner Formstücke beschränkt. Bei Herstellung größerer Formstücke traten, abgesehen von dem Schwinden auch noch häufig Rissebildungen auf. Infolge dieser Umstände war man außerdem gezwungen, die Formstücke an der Fabrikationsstelle fertigzubrennen; erst dann konnte man sie zu Öfen u. dgl. zusammenbauen.
Die vorliegende Erfindung gestattet, beim Brennen räumbeständig bleibende Formstücke von beliebiger Größe, auch solche von sehr großen Abmessungen, unter Erzielung einwandfreier, insbesondere rissefreier Erzeugnisse herzustellen und hierdurch die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu beheben. Durch die Möglichkeit der Herstellung größerer Formstücke, z. B. Steine, wird der Fabrikationsprozeß wie auch der Zusammenbau der Formstücke zu Öfen, feuerfesten Apparaturen u. dgl. vereinfacht und verbilligt und die Zahl der bei derartigen Apparaturen stets unerwünschten Fugen auf ein Minimum beschränkt. Weiterhin ist man vermöge der Erfindung in der Lage, Rohsteine u. dgl. zusammenzubauen und den Brand bzw. Fertigbrand derselben alsdann vorzunehmen.
Hierbei kommt noch ein besonderer Vorteil der aus magnesiumorthosilikatreichen Naturprodukten hergestellten Rohsteine zur Geltung. Dieselben besitzen nämlich gegenüber anderen bekannten Rohsteinen den großen Vorzug, daß sie praktisch unempfindlich sind gegen den Einfluß der Feuchtigkeit. Man kann dieselben infolgedessen im Freien lagern und ungeschützt transportieren, ohne befürchten zu müssen, daß die Beschaffenheit der Rohsteine ungünstig beeinflußt wird und Stö-,rungen beim späteren Brand oder Fertigbrand hervorgerufen werden.
Schließlich kann man auch z. B. mit Hilfe von Stampfverfahren große Gebilde herstellen und rissefrei brennen.
Nach der Erfindung wird derart verfahren, daß körniges oder stückiges Olivingestein mit einem zur Magnesiumorthosilikatbildung befähigten, beim Erhitzen schwindenden Feinmehl in solchem Verhältnis gemischt wird, daß beim Brennen wesentliche Änderungen des Gesamtvolumens nicht stattfinden. Als Feinmehl kann man z. B. Mischungen von Magnesit mit Serpentin, oder mit Serpentin und Olivin, oder mit Magnesiumhydrosilikathaltigern Olivingestein verwenden.
Die Lösung der Aufgabe der Herstellung von beim Brennen raumbeständig bleibenden Formstücken aus Olivingestein war insofern nicht einfach, als das Ausgangsmaterial neben Magnesiumorthosilikat stets noch mehr oder weniger große Mengen von Eisen, z. B. 5 bis 2o % und mehr (berechnet als Fe0) enthält, welches in der Hauptmenge dem Magnesiumorthosilikat isomorph beigemengt ist. Außerdem enthält das als Ausgangsmaterial in Betracht kommende Olivingestein stets noch Magnesiumhvdrosilikate, wie Serpentin, Talk usw., in' wechselnden Mengen. Bei Verarbeitung derartiger Ausgangsstoffe nach den eingangs erwähnten bekannten Verfahren spielen sich verschiedene Reaktionen ab. So wird z. B. das Eisenorthosilikat zerlegt in Eisenoxyd und Kieselsäure. Das Eisenoxyd reagiert mit Magnesiumoxyd unter Bildung von Magnesiumferrit, die Kieselsäure reagiert mit Magnesiumoxyd unter Bildung von Magnesiumsilikat, vorzugsweise Magnesiumorthosilikat. Es war nicht vorauszusehen, in welcher Weise die beim Brennprozeß sich abspielenden chemischen und physikalischen Vorgänge sich mit Bezug auf die erstrebte Volumkonstanz der Produkte auswirken würden. Die Erfindung beruht auf folgender Beobachtung: Erhitzt man Olivin in Körnerform oder Stückform, so bleibt derselbe verhältnismäßig raumbeständig. Erhitzt man dagegen Olivin, insbesondere serpentinreichen Olivin in Mischung mit Magnesiumoxyd, Magnesit u. dgl. in Pulverform, so findet ein beträchtliches Schwinden statt. Wie gefunden wurde, gelingt es nun, durch Herstellung passender Mischungen von körnigem, in diesem Formverhältnis mäßig raumbeständigen Olivin mit feinpulverigem Gemenge von z. B. Serpentin oder serpentinhaltigem Olivin oder von Serpentin und Olivin mit Magnesiumoxyd oder Magnesit-Gebilde zu erzielen, die beim Brennen praktisch raumbeständig bleiben. Selbstverständlich müssen die Mengenverhältnisse von körnigem Material und beim Erhitzen schwindendem Feinmehl dem gewollten Zweck entsprechend abgestimmt sein. Im allgemeinen hat sich gezeigt, daß zur Erreichung des Effektes mindestens 4o °/o der Gesamtmasse aus Körnern, z. B. solchen von o,25 bis 4 mm bestehen müssen, während der Rest aus einem zur Zementfeinheit gemahlenem Stoffgemenge bestehen muß, welches geeignet ist, unter Volumverminderung Magnesiumorthosilikat zu bilden.
Als Feinmehl kann man z. B. auch ein Gemenge von kristallisierter oder amorpher Kieselsäure mit Magnesiumoxyd oder Magnesit anwenden bzw. mitverwenden.
Das erfindungsgemäß zusammengesetzte Mischgut kann gegebenenfalls unter Mitwirkung von Bindemitteln oder von Druck, zweckmäßig hohem Druck oder durch Vereinigung beider Maßnahmen in Formkörper, wie Steine, Röhren, Platten, Tiegel usw., übergeführt und letztere in an sich bekannter Weise durch Brennprozesse, die gegebenenfalls mehrstufig durchgeführt werden können, verfestigt werden. Als Bindemittel werden zweckmäßig organische Stoffe, die beim Brennprozeß zerstört werden, wie z. B. Sulfitcelluloseablaugen oder daraus gewonnene Konzentrate verwendet werden. Die Mischungen können auch als Stampfmasse, Grußmasse, Mörtel o. dgl. Verwendung finden. Das Brennen kann gegebenenfalls erst an der Verwendungsstelle stattfinden, z. B. derart, daß man zunächst nur die Formkörper herstellt, diese in rohem oder nur vorgebranntem Zustand an der Verwendungsstelle einbaut bzw. zusammenbaut, zweckmäßig mit Hilfe von erfindungsgemäß hergestelltem Mörtel, und sie nach erfolgtem Zusammenbau durch Brennen bzw. Fertigbrennen in die gewünschte Endform überführt. Die Brennprozesse werden zweckmäßig so durchgeführt, daß die zur Magnesiumorthosilikatbildung befähigten Bestandteile der Mischung möglichst weitgehend in Magnesiumorthosilikat übergeführt werden. Beispiel Als Ausgangsmaterial verwendet man eine innige Mischung von 49 bis 6o Gewichtsprozenten eines gröberen Olivingesteins (Korngröße z bis 4 mm) und von 6o bis 4o Gewichtsprozenten eines Feinmehles. Das grobkörnige Olivinmaterial besitzt folgende Zusammensetzung: q.20/0 S'02, 0,4% A1203, 4 % Fez 03, 3 °/o Fe O, o, 4 % Ca O, 47 °1o Mg 0, H20. Das Feinmehl enthält 70 °/o desselben Materials, außerdem r 5 °1o Serpentin und 15 °1o Magnesiumoxyd und wird vorteilhaft auf Zementfeinheit vermahlen. Das Grobkorn und das Feinkorn werden miteinander unter gegebenenfalls stufenweiser .Zugabe von z. B. B. Gewichtsprozenten Wasser vermischt. Eventuell wird dem Wasser zur besseren Verfestigung des geformten Materials in gelöster Form eine gewisse Menge eines die Verfestigung fördernden Bindemittels, wie Magnesiumchlorid oder Melasse, zugefügt. Das gemischte und mit Wasser versetzte Material wird in geeignete Form gebracht, gegebenenfalls unter Anwendung eines Druckes von beispielsweise 400 kg per cm2. Die Formkörper werden einem Brennprozeß unter Anwendung von für die Magnesium--orthosilikatbildung geeigneter Temperatur unterworfen, oder in ungebranntem oder vorgebranntem Zustand an der Verwendungsstelle fertiggebrannt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Produkten aus Magnesiumsilikaten, insbesondere magnesiumorthosilikatreichen Naturprodukten und magnesiumreichen Stoffen, wie Magnesiumoxyd, Magnesit u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß körniges oder stückiges Olivingestein mit einem zur Magnesiumorthosilikatbildung befähigten, beim Erhitzen schwindenden Feinmehl in solchem Verhältnis gemischt wird, daß beim Brennen wesentliche Änderungen des Gesamtvolumens nicht stattfinden.
2. Verfahren nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 40 °/D der Mischung aus körnigem oder stückigem Olivingestein besteht.
3. Verfahren nach Patentansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinmehl aus Olivin, Serpentin und Magnesiumoxyd oder magnesiumoxydbildenden Stoffen besteht. q.. Verfahren nach Patentansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der feuerfesten Produkte in einem mehrstufigen Prozeß erfolgt, z. B. derart, daß zunächst ungebrannte oder vorgebrannte Steine oder Formkörper erzeugt werden und diese erst später, gegebenenfalls an der Verwendungsstelle, z. B. nach erfolgtem Zusammenbauen gebrannt bzw. fertiggebrannt werden. BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI