DE650717C - Verfahren zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse - Google Patents

Verfahren zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse

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DE650717C
DE650717C DEG91513D DEG0091513D DE650717C DE 650717 C DE650717 C DE 650717C DE G91513 D DEG91513 D DE G91513D DE G0091513 D DEG0091513 D DE G0091513D DE 650717 C DE650717 C DE 650717C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse Durch das Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen aus Magnesiumorthosilikat bestehenden feuerfesten Erzeugnissen geschützt, welches darin besteht, daß eisenhaltige magnesiumorthosilikatreiche Naturgesteine, wie Olivin, Peridotit, Dunit, in Mischung mit magnesiumreichen Stoffen, wie Magnesiumoxyd, Magnesiumhydroxyd u. dgl., gegebenenfalls in Gegenwart von Bindemitteln, wie Ton oder organischen Bindestoffen, in geformtem oder ungeformtem Zustand auf hohe Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Gemisches erhitzt werden.
  • Durch ein älteres Zusatzpatent ist die Durchführung des Verfahrens des Hauptpatentes 6o5 371 mit der Maßgabe geschützt, daß der Zuschlag an magnesiumoxydreichen Stoffen der Menge der in den Magnesiumsilikaten anwesenden Eisenverbindungen, insbesondere Eisenorthosilikat, und der Menge der anwesenden Magnesiumhydrosilikate angepaßt wird zum Zwecke der Überführung der leichtschmelzenden Eisenverbindungen in hochschmelzende Verbindungen, vorzugsweise Magnesiumferrit, der Überführung der Magnesiumhydrosilikate in Magnetisumorthosilikat und der Bindung der vorhandenen oder beim Brennprozeß frei werdenden Kieselsäuare zu Magnesiumorthosilikat.
  • Nach vorliegender Erfindung wird das Verfahren des Hauptpatentes mit der Maßgabe durchgeführt, daß den zu verarbeitenden magnesiumorthosilikätreichen Stoffen grobkristallines Magnesiumoxyd in Form von Sinter- oder totgebrannter Magnesia zugeschlagen wird. Dies bietet den Vorteil, daß die erhaltenen Baustoffe gegen chemische Einwirkungen unempfindlicher sind als solche, welche unter Anwendung von kaustisch gebrannter Magnesia oder ungebranntem Magnesit oder gefälltem Magnesiumhydroxyd hergestellt worden sind. Dies gilt insbesondere für Baustoffe, die bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, z. B. unterhalb 140o°, gebrannt worden sind. Die Anwendung von Sinter- oder totgebrannter Magnesia ist besonders vorteilhaft beim Hinarbeiten auf Erzeugnisse, welche in fertiggebranntem Zustand noch freies (ungebundenes) Magnesiumoxyd enthalten. Derartige Erzeugnisse zeichnen sich durch besondere Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, geschmolzene Schlacken, insbesondere saure Schlacken, Flugstaub, Kohlensäure usw., aus.
  • Als Ausgangsstoffe . kommen natürliche Olivingesteine, wie Peridotit, @Dunit; ferner auch Erzeugnisse, welche synthetisches Magnesiumorthosilikat enthalten, in Betracht. 'Die zu verarbeitenden Gesteine können neben Magnesiumorthosilikat noch andere Magnesiumsilikate, z. B. Magnesiumhydrösilikate, wie Serpentin, oder Metasilikaw.,-z. B. Enstatit, enthalten. Den Olivinen und dergleichen Ausgangsstoffen können noch Magnesiumsilikate, wie Talk, Serpentin, Enstatit, Magnesiumhornblende, Chlorit oder auch künstlich hergestelltes Magnesiumorthosilikat, gegebenenfalls verschiedene derartige Stoffe, zugeschlagen werden.
  • Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Rohstoffe ganz oder zum Teil einer Entwässerung bzw. Röstung zu unterwerfen. Dies gilt insbesondere mit Bezug auf wasserhaltige Magnesiumsilikate, wie Talk, Serpentin u. dgl., sowie mit Bezug auf Olivingesteine, die wasserhaltige Mägnesiumsilikate enthalten.
  • Durch das Rösten werden die Magnesiumhydrosilikate in wasserarme oder wasserfreie Zwischenerzeugnisse übergeführt. Wenn man z. ß. Serpentin der Röstung bei geeigneten Temperaturen, z: B. solchen von etwa goo° C, unterwirft, s0 kann man Rösterzeugnisse erhalten, die, wie gefunden wurde, größtenteils aus synthetischem Magnesiumorthosilikat bestehen. Derartige Rösterzeugnisse sind für die Weiterverarbeitung auf feuerfeste Baustoffe im Sinne der Erfindung ausgezeichnet geeignet. Bei Anwendung der Rösterzeugnisse von Hydrosilikaten, wie Serpentin u. dgl., kann man auf die Mitverwendung von Stoffen, welche von Natur aus größere Mengen von Magnesiumorthosilikat enthalten, z. B. von Olivinen, verzichten. Man kann auch andere auf Kosten von Naturgesteinen hergestellte Zwischenerzeugnisse, welche synthetisches Magnesiumorthosilikat an Stelle oder neben natürlichem Magnesiumorthosilikat enthalten, erfindungsgemäß zu feuerfesten Baustoffen verarbeiten.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, die Olivinkörnchen in ungeröstetem oder auch geröstetem Zustand mit einer Säure zu behandeln, deren Magnesiumsalz schwerlöslich ist, beispielsweise einer wäßrigen, z. B. 5o °/oigen Lösung von Oxalsäure. Hierdurch werden die einzelnen Olivinkörner an der Oberfläche aufgerauht und mit einem besonders bindenden f_lberzug, der z. B. aus , amorpher Kieselsäure und einem schwerlöslichen Magnesiumsalz bestehen kann, bedeckt.
  • Die Magnesiumsilikate bzw. magnesiumsilikatreichen Naturerzeugnisse können in pulveriger Form angewendet werden. Zweckmäßig werden sie zum Teil in körniger, zum anderen Teil in pulveriger Foem zur Anwendung gebracht. Das körnige Gut kann in -feinkörniger oder auch grobkörniger Form verarbeitet werden. Im allgemeinen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß mindestens ein Teil des Gutes in Form verhältnismäßig grober Körner; z. B. solcher von 3 bis 6 min, verarbeitet wird: Die totgebrannte, z. B. aus Mägnesit erzeugte Magnesia wird vorteilhaft ie feinkörniger bzw. pulveriger Form zur Anwendung gebracht. Bei Anwendung der Hauptmenge des Olivins in Kärngrößen von z. B. 3 bis 6 mm kann man die totgebrannte Magnesia z. B. in Korngrößen, welche zweckmäßig 0,2 mm nicht übersteigen; z. B. solchen von o,2 bis o, t mm und darunter; zur Anwendung bringen. Das in Pulverföriii anzuwendende Olivingestein wird zweckmäßig mit der totgebrannten Magnesia zu einer innigen Feinmischung vermahlen und dieses Gemenge mit der in grobkörniger Form anzuwendenden Hauptmenge des Olivingesteins vermischt. Je nach Wahl der Korngrößen und der Mengenverhältnisse kann man die Zwischenräume zwischen den gröberen Olivinkörnern mehr oder weniger weitgehend ausfüllen. In dieseln Falle spielen sich die Reaktionen in der Hauptsache in dem zwischen dem Grobkorn befindlichen Feineren Gut und an der Oberfläche der gröberen Körner ah.
  • Die Menge an totgebrannter oder sintergebrannter Magnesia wird zweckmäßig so gewählt, daß in dem fertigen feuerfesten Erzeugnis nach Ablauf aller chemischen Umsetzungen noch freies Magnesiumoxyd vorhanden ist.
  • Als Binder können Stoffe, wie kaustische Magnesia, Kalk, Bindeton, Bentonit, Magnesiumchlorid, Wasserglas, Cellulose, Melasse, Dextrinlösüngen, Gummilösungen usw., gegebenenfalls Mischungen verschiedener Binder, z. B. anorganischer oder organischer Bindemittel, verwendet werden. Die Bindemittel werden' zweckmäßig in geringen, vorzugsweise 5 °(a des Gemenges nicht übersteigenden Mengen zur Anwendung gebracht. Beispiele r. Als Ausgangsstoff dient ein Naturgestein, welches etwa .4o Gewichtsprozente Serpentin und 6o Gewichtsprozente Olivin in inniger Verwachsung enthält, mit einem durchschnittlichen Eisengehalt von 6 °/o Fe0. Das Gestein wird auf etwa 3 min Höchstkorngröße zerkleinert und 3 Stunden bei-etwa 800° C geröstet, um den Serpentinanteil weitgehend zu entwässern, wobei - auf dessen Kosten großenteils Magnesiumorthosilikat entsteht. Das Röstgut wird mit 6 bis i2 Gewichtsprozenten Sintermagnesia vermahlen, auf eine mittlere Korngröße von etwa o,o5 bis o,2 mm. Das Mahlgut wird unter Zusatz. von Wasser und gegebenenfalls kleinen Mengen organischer oder anorganischer Bindemittel verformt, beispielsweise zu Formsteinen, worauf die letzteren bei Temperaturen von beispielsweise 130o° C 6 bis io Stunden gebrannt werden. Vor der Verformung können geeignete Füllstoffe zugefügt werden, wie serpentinarme Olivingesteine oder entsprechende synthetische magnesiumorthosilikatreiche Erzeugnisse, wie etwa Erzeugnisse aus früheren Bränden des vorliegenden Herstellungsverfahrens, wobei die Füllstoffe vorzugsweise in gröberer Korngröße zugefügt werden.
  • 2. Serpentin, welcher 35 bis 43 % Mg 0 enthält, neben etwa 4.4. % Si 02 1 bis 8 0/0 Eisenoxyden und 13 bis 14 °/0 H20, wird nach eventuell vorhergehender Zerkleinerung zuerst geröstet, und zwar vorzugsweise bei Temperaturen von z. B. 80o bis iooo° C und wird sodann mit einer solchen Menge von totgebrannter Magnesia oder Sintermagnesia vermischt, daß auf ioo Gewichtsteile des gerösteten Serpentins etwa 13 bis 3o Teile zugefügtes Magnesiumoxyd kommen, vorteilhaft z. B. 16 Teile Mg O in Form von Sintermagnesia. Die Mischung von geröstetem Serpentin und Sintermagnesia wird fein gemahlen, beispielsweise auf Zementfeinheit, sodann mit Wasser angeteigt, eventuell unter Zusatz organischer und anorganischer Bindemittel und gegebenenfalls nach vorheriger Formung auf Temperaturen von z. B. 700 bis i5oo° C erhitzt. Die Erhitzung kann so weitgehend durchgeführt werden, daß im wesentlichen die Magnesiumorthosilikatbildung beendet ist. Man kann die Erhitzung aber auch vorher abbrechen und die Vollendung der Umsetzungen zwischen Magnesiumsilikaten und Sintermagnesit erst am Verwendungsorte des Baustoffes, beispielsweise in der Wandung eines metallurgischen Ofens, zur Durchführung bringen. Als Füllstoffe kann man dem feuerfesten Baustoffe eine passende Menge, beispielsweise 4o bis 70 % von gegebenenfalls gröber gekörntem, serpentinfreiem oder serpentinarmem, rohem oder geröstetem Olivingestein zufügen, beispielsweise mit einer Korngröße von o,2 bis 5,0 rnm.
  • 3. Als Ausgangsstoff diene ein serpentinarmes oder serpentinfreies Olivingestein, welches neben etwa 85 Gewichtsprozenten Olivin beispielsweise io Gewichtsprozente Enstatit, 3 Gewichtsprozente Talk und 2 Gewichtsprozente Chromeisenstein enthält. Das Olivingestein möge durchschnittlich 7 bis z i 0/0 Fe 0 enthalten. Das Gestein wird auf eine Höchstkorngröße von 4 mm zerkleinert, von dem Feinkorn (unter 0,3 mm) werden 2o Gewichtsprozente (bezogen auf die gesamte Gewichtsmenge des Gesteins) abgesiebt und mit io Gewichtsprozenten Sintermagnesia ('ebenfalls bezogen auf die Gesarntgewichtsmenge des Olivingesteins) vermengt und fein vermahlen, auf eine Höchstkorngröße von etwa o,1 mm. Dieses Feinkorn wird mit dem Grobkorn gemischt unter Zugabe von etwa i bis 2 Gewichtsprozenten Bindeton unter Zugabe einer verdünnten Melasselösung als Anmacheflüssigkeit, sodann zu Formsteinen verformt, getrocknet und bei einer Temperatur von etwa 1.a.50° C gebrannt.

Claims (3)

  1. PA'1ENTANSPRÜCiiR: i. Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen aus Magnesiumorthosilikaten bestehenden feuerfesten Erzeugnissen durch Erhitzen von Gemengen aus eisenhaltigen magnesiumorthosilikathaltigen Naturgesteinen, wie Olivin, Peridotit, Dunit, mit magnesiumreichen Stoffen nach Pätent 6o5 371, dadurch gekennzeichnet, daß als magnesiumreiche Zuschläge totgebrannte oder sintergebrannte Magnesia verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß totgebrannte oder sintergebrannte Magnesia im Überschuß angewendet wird, derart, daß in dem gebrannten Erzeugnis noch freies Magnesiumoxyd vorhanden ist.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und -2, dadurch gekennzeichnet, daß die tot- bzw. sintergebrannte Magnesia in fein verteiltem Zustand zur Anwendung gebracht wird. 4.. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoffe magnesiumorthosilikathaltige Naturerzeugnisse, weiche mit Magnesiunihydrosilikaten und/oder Magnesiummetasilikaten verwachsen sind, verwendet werden. . 5. Verfahren nach Ansprüchen i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoffe magnesiumorthosilikathaltige Naturerzeugnisse,. z. B. Olivine, denen andere Magnesiumsilikate, wie Magnesiumhydrosilikate, oder Magnesiummetasilikate zugeschlagen sind, verwendet werden. 6. Abänderung des Verfahrens gemäß Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Erzeugnisse, welche synthetisches Magnesiuinorthosilikat enthalten, unter Zuschlag von totgebrannter oder sintergebrannter Magnesiä verarbeitet werden. 7. Verfahren nach Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magne-
    9. Verfahren nach Ansprüchen z bis 8; dadurch gekennzeichnet, daß die magnesiumsilikathaltigen Ausgangsstoffe zum Teil in Form gröberer Körner, zum anderen Teil in feiner verteilter Form, zweckmäßig in inniger Mischung mit ebenfalls feinverteilter totgebrannter oder sintergebrannter Magnesia zur Anwendung gebracht werden.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE914477C (de) * 1949-06-14 1954-07-01 Dynamidon Werk Engelhorn & Co Verfahren zur Herstellung von hochfeuerfesten poroesen Steinen und Massen
DE1113469B (de) * 1958-06-26 1961-09-07 Dynamidon Werk Engelhorn & Co Auskleidung des Herdes von Waermebehandlungsoefen
FR2365768A1 (fr) * 1976-09-27 1978-04-21 Quigley Co Procede de refection de revetements refractaires basiques pour operations metallurgiques

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