DE583194C - Verfahren zur Herstellung hochfeuerfester Produkte - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung hochfeuerfester Produkte Es ist bekannt, daß Magnesiumorthosilikat, welches in der Natur als Forsterit vorkommt, einen sehr hohen Schmelzpunkt besitzt. Das natürliche Vorkommen von Forsterit ist aber ein so geringes, daß an die Verwendung dieses Minerals für die Herstellung hochfeuerfester Erzeugnisse nicht gedacht werden kann.
• Man hat infolgedessen versucht, Magnesiumorthosilikat aus natürlich vorkommendem Magnesiumhydrosilikat herzustellen.
• In der Patentschrift 417 36o (Dr. J a k o b) wird z. B. die Möglichkeit der Herstellung von Magnesiumorthosilikat aus Serpentin und Magnesia im Schmelzfluß erörtert und mit der Begründung verworfen, daß Serpentin erst bei relativ hohen Temperaturen in. den schmelzflüssigen Zustand übergeht, während Magnesia sich bereits bei niedrigeren Temperaturen verflüchtige. Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wird in Patentschrift 417 36o ein Umweg vorgeschlagen, darin bestehend, daß Serpentin zunächst mit Quarzsand und Magnesiumsulfat zusammengeschmolzen wird, wobei durch fortwährendes Verdampfen von S03 bzw. S02 der Schmelzpunkt allmählich bis zum Schmelzpunkt des Magnesiumorthosilikats ansteigen soll. Alsdann soll in die Magnesiumorthosilikatschmelze ein Gemisch äquivalenter Mengen von Serpentin und Magnesiumsulfat eingetragen werden. Auch dieses Verfahren ist mit technisch wirtschaftlichem Erfolg nicht durchführbar, da der bei sehr hohen Temperaturen sich abspielende Schmelzprozeß zu rascher Zerstörung des Ofenmaterials, führt und der Vorgang unter Entwicklung von Schwefeldioxyd und Schwefeltrioxyd verläuft, deren Unschädlichmachung bzw. Verwertung nur mit großen Schwierigkeiten und Kosten möglich ist. Auch dürfte es kaum möglich sein, aus geschmolzenem Magnesiumorthosilikat feuerfeste Steine u. dgl. direkt zu gießen, da, abgesehen von der Schwierigkeit der Beschaffenheit genügend widerstandsfähiger Formen, beim Erstarren der Schmelze die Bildung von Pissen und Sprüngen kaum vermeidbar ist. Man müßte infolgedessen das erschmolzene Material zerkleinern, wieder verformen und nochmals brennen.
• Nach vorliegender Erfindung werden alle diese Schwierigkeiten dadurch behoben, daß die Überführung des Magnesiumhydrosihkats mittels magnesiumreicher Stoffe, wie Magnesiumoxyd, Magnesit u. dgl., in Magnesiumorthosilikat unter Vermeidung der Überführung in schmelzflüssigen Zustand erfolgt.
• In Ausübung der Erfindung kann man z. B. derart verfahren, daß man ein pulveriges Gemisch von Talk (Speckstein) und Magnesiumoxyd, Magnesit o. dgl. in ungeformtem oder geformtem Zustand auf hohe Temperaturen, z. B. solche von xooo bis 1500', vorzugsweise solche von 130o bis 145o °, erhitzt unddenBrennprozeß unter diesen Bedingungen so lange fortführt, bis das Magnesiumorthosilikat in gewünschtem Ausmaß sich gebildet hat. Die Mischungen werden zweckmäßig so zusammengesetzt, daß das Mengenverhältnis von Kieselsäure (Siliciumdioxyd) und Oxyden aus zweiwertigen Metallen, insbesondere Magnesiumoxyd, nicht unter 2 Molekülen Metalloxyde auf i Molekül Siliciumdioxyd liegt und andererseits ein. Überschuß von freiem Magnesiumoxyd in, dem gebrannten Produkt nicht so groß ist, daß das Erzeugnis sich in der Zusammensetzung reinen Magnesiasteinen nähert. Das Magnesiumoxyd kann hierbei zu einem gewissen Teil durch Eisenoxydul ersetzt werden. Zur Durchführung des Verfahrens kann man sowohl reine als auch unreine Ausgangsstoffe verwenden. Man kann billige Naturprodukte, z. B. rohen oder gebrannten Magnesit, verarbeiten. Mit Vorteil verwendet man kaustisch gebrannten (nicht totgebranuten) Magnesit, da hierdurch die Formbarkeit und Bindefähigkeit verbessert wird. Man kann den Mischungen auch noch in der Keramik übliche Bindemittel, wie z. B. Melasse, Sulfitcelluloseablauge u. dgl., zusetzen. Beispiele x. 6o kg kaustisch gebrannter Magnesit und 40 kg Talkum (Specksteinmehl) werden in eine pulverige Mischung übergeführt, gegebenenfalls derart, daß das Mischgut fein gemahlen wird. Die Mischung kann als Stampfmasse, Gußmasse, Spritzmasse, Färbemasse, Mörtel o. dgl. Verwendung finden. Durch Zusatz von Wasser und gegebenenfalls noch Bindemitteln, z. B. Syrup, kann die Masse kaustisch gemacht und gegossen oder geformt werden. Durch Brennen z. B. auf Temperaturen zwischen x2oo und 145o ° kann die Magnesiumorthosilikatbildung erreicht werden. Die Temperaturhöhe und die Brenndauer richten sich nach dem erstrebten Zweck. Man kann z. B. so lange brennen, bis die Magnesiumorthosilikatbildung vollendet oder nahezu vollendet ist. In gegebenen Fällen kann man sich auch mit einem schwächeren oder kürzeren Brennen begnügen, z. B. dann, wenn die Erzeugnisse bei der späteren Verwendung Temperaturen ausgesetzt werden, bei welchen die Magnesiumorthosilikatbildung fortschreitet.
• 2. 3o Gewichtsteile Specksteinmebl werden mit 7o Gewichtsteilen Magnesiumcarbonat gemischt und der Behandlung nach Beispiel x unterworfen.
• 3. Ein Gemisch von Stoffen nach. Beispiel x wird bei einer Temperatur zwischen x3oo und 145o ° während 48 Stunden gebrannt. Nach einer Ausführungsform der Erfcndung werden den Ausgangsstoffen bzw. den daraus hergestellten Mischungen noch Magerungsmittel oder Füllstoffe einverleibt. Als solche kommen in erster Linie Magnesiumorthosilikat oder magnesiumorthosilikatreiche Stoffe, z. B. Abfälle aus früheren Brennprozessen, in Betracht. Mit besonderem Vorteil verwendet man magnesiumorthosilikatreiche Naturprodukte, wie Olivin, welche außer Magnesiumorthosilikat stets noch wechselnde Mengen von Eisen, vorzugsweise in Form von Eisenorthosilikat, enthalten. Die Zuschläge können in gewünschten Korngrößen zur Anwendung gebracht werden. Die Mengenverhältnisse der magnesiumorthosilikatbildenden Bestandteile und der Füllstoffe können innerhalb weiter Grenzen schwanken. Man kann z. B. den Mischungen von Talk und Magnesiumoxyd oder magnesiumoxydbildenden Stoffen 2o bis 5o Gewichtsprozent an Olivin u. dgl. einverleiben. Die Mengenverhältnisse können z. B. so gewählt werden, daß das beim Brennprozeß gebildete Magnesiumorthosilikat die Zwischenräume zwischen den Olivinkörnern ausfüllt. Man kann auch so arbeiten, daß man mehr als 5o 0/a, z. B. 5o bis 8o °/o, vorzugsweise 65 bis 75 Teile an fertigem Magnesiumorthosilikat oder an magnesiumorthosilikatreichen Naturprodukten, (Olivin) anwendet und die Magnesiumorthosilikatteilchen bzw. Olivinteilchen durch das beim Brennprozeß gebildete Magnesiumorthosilikat miteinander verkittet.
• Die Erfindung gestattet die Herstellung keramischer Massen und Produkte, welche 5 Temperaturen ertragen können, die wesentlich höher sind als 160o °. Das Verfahren kann z. B. derart ausgeübt werden, daß man die erfindungsgemäß zusammengesetztenMischungenals Mörtel, Kitte, Gußmassen, Stampfmassen u. dgl. verwendet und das Brennen an der Verwendungsstelle vornimmt. Ebenso kann man Formkörper, z. B. Steine, Platten, Tiegel u. dgl., erzeugen und diese durch Brennprozesse verfestigen. Das Brennen kann dabei auch stufenweise durchgeführt werden, z. B. derart, daß man die Formkörper am Herstellungsort einem Vorbrennprozeß, gegebenenfalls bei niedrigeren Temperaturen, unterwirft und sie an der Verwendungsstelle gegebenenfalls nach erfolgtem Zusammenbau fertig brennt. Zum Zusammenbau verwendet man zweckmäßig erfindungsgemäß zusammengesetzte Mörtel oder Kitte, welche bei Erhitzung ebenfalls in Magnesiumorthosilikat übergehen.
• Die Produkte eignen sich für chemische, metallurgischeundelektrometallurgischeZwecke. Sie besitzen u. a. den Vorzug, daß sie auch bei hohen Temperaturen eine beträchtliche Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beeinflussungen (Druck) besitzen und daß sie gegen manche chemischen Einflüsse, z. B. gegen die Einwirkung alkalischer Schmelzen, große Widerstandsfähigkeit aufweisen. Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte vermögen u. a. beträchtliche Mengen von. Eisensauerstoffverbindungen aus Schmelzchargen, z. B. Schlacken, aufzunehmen, ohne daß die Feuerfestigkeit in einem Grade vermindert wird, wie dies z. B. bei Schamottesteinen der Fall ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen aus Magnesiumorthosilikat bestehenden feuerfesten Produkten durch Erhitzen von natürlichem Magnesiumhydrosilikat und magnesiumreichen Stoffen, wie Magnesiumoxyd und Magnesit, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen aus Talk (Speckstein) und magnesiumreichen Stoffen gegebenenfalls unter Zuschlag von bereits fertig gebildetem Magnesiumorthosilikat auf höhere Temperaturen, vorzugsweise solche von =3oo bis =45o ° C, unter Vermeidung der Überführung der Massen in schmelzflüssigen Zustand erhitzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß als magnesiumreicher Stoff kaustisch gebrannte Magnesia verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen x und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als magnesiumorthosilikathaltiger Zuschlag magnesiumorthosilikatreiche Naturprodukte, wie Olivin, verwendet werden. q.. Verfahren nach Ansprüchen z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß solche Mengen von Magnesiumorthosilikat bzw. mägnesiumorthosilikatreichen Naturprodukten zugeschlagen werden, daß das zugeschlagene Magnesiumorthosilikat in dem Fertigprodukt die Menge des synthetisch gebildeten Magnesiumorthosilikats überwiegt.