DE653705C - Masse fuer feuerfeste Gegenstaende, Schleifmittel u. dgl. - Google Patents

Masse fuer feuerfeste Gegenstaende, Schleifmittel u. dgl.

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DE653705C
DE653705C DEC49939D DEC0049939D DE653705C DE 653705 C DE653705 C DE 653705C DE C49939 D DEC49939 D DE C49939D DE C0049939 D DEC0049939 D DE C0049939D DE 653705 C DE653705 C DE 653705C
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Description

  • Masse für feuerfeste Gegenstände, Schleifmittel u. dgl. Gegenstand der Erfindung ist eine 'lasse für feuerfeste Gegenstände, Schleifmittel u. dgl. und ein '-erfahren zu ihrer Herstellung. Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine derartige Masse aus einem erstarrten Schmelzgemisch -%'on Oxyden des Aluminiums. Chrom;. llagnesiunis, Siliciums und Eisens herzustellen. Es hat sich aber gezeigt, daß bei Einhaltung bestimmter 'Mischungsverhältnisse die 'lasse Eigenschatten zeigt, die bei den bekannten -lassen nicht erzielt werden.
  • Gemäß der Erfindung besteht das Schmelzgemisch aus den Oxvden des Aluminiums. Chroms, Magnesium;. Siliciums, Eisens mit einem Gehalt von über ;o °,'o Tonerde in Form einer homogenen festen Lösung mit Chromfit. wobei llagnesiumox_vd in 'Mengen unter io"o und Kieselsäure in Mengen unter 5 °/o vorhanden ist. Eine solche Masse zeigt sowohl hinsichtlich ihrer Feuerfestigkeit als auch der Widerstandsfähigkeit gegen Druckeinwirkung bei hohen Temperaturen erhebliche Vorteile. Außerdem ist sie den bekannten 'Massen auch bezi.i"licli ihrer Schlackenbeständigkeit und bezüglich ihrer @@'iderstandsf:ihigkeit gegen Temperaturwechsel erheblich überlegen. Die -Masse enthält vorzugsweise Chronispinell finit Tonerde in fester Lösung und Eisenoxvd in mindestens iiduiitiolekularein Verhältnis zum llironioxvd, ain -testen ist in dein Gemisch nicht weniger als io °j. C r_ 03 und nicht weniger als (i'/" Fe 0 enthalten. Zur Herstellung von feuerfesten Gegenständen, Schleifmitteln o. dgl. wird die in der angegebenen @@'eise zusammengesetzte 'lasse geschmolzen und gegossen, wobei die Tonerde finit Chromfit unter Bildung einer im wesentlichen homogenen. nach dem Erstarren kristallinen 'lasse verschmolzen wird.
  • Die auf diese Weise hergestellten feuerfesten Gegenstände sind auf vielen Gebieten der 'Metallurgie außerordentlich wertvoll, beispielsweise für die Wände von Schmelzöfen, Kesselfeuerungen usw.
  • Man kann aber auch aus der Schmelze geniäß der Erfindung hergestellte Körner in der geeigneten Korngröße gemischt mit einem Bindemittel zu einem gebundenen, feuerfesten Körper vereinigen. wobei man als Bindemittel vorzugsweise ein Rohgut in ähnlicher Zusammensetzung wie das Korn selbst verwendet und es dann in keramischen Ofen hoch erhitzt.
  • Als Ausgangsstoffe können solche Erze verwendet werden, die die angegebenen Bestandteile in entsprechenden Anteilen enthalten und genügend frei von unerwünschten Beimischungen sind. Die gebräuchlichen Chromiterze weisen im allgemeinen einen zu geringen Gehalt ;in Tonerde auf; weiterhin enthalten sie Verunreinigungen, die leim Verschmelzen mangelhafte Ergebnisse zeitigen.
  • Chromit, welcher der wesentliche Bestandteil von Chromherzen ist, ist ein Doppeloxyd von Ferrooxvd und Chromoxyd; er kristallisiert im regulären System: Der in der Natur gefundene C hromit kommt immer zusammen mit Magnesia und Kieselsäure vor, die oft mit ihm in isomorpher Verbindung gefunden werden. Für die Zwecke der Erfindung ist es sehr zweckmäßig, Chromiterze mit einem geringen Gehalt von 'lagnesia und Kieselsäure auszusuchen, da bei einem zu hohen Gehalt von Magnesia das erhaltene Produkt zu basisch und bei zuviel Kieselsäuregehalt übermäßig sauer reagiert. Die Begriffe basisch und sauer werden in diesem Zusammenhang in dem gebräuchlichen metallurgischen Sinne gebraucht. Ferrooxvd ist so lange kein unerwünschter Bestandteil der zum Schmelzen ausgewählten Erze, solange wenigstens ein 'lolekularäquivalent Chromoxyd (Cr=03) für jedes 'Molekül Ferroox_yd (Fe O) anwesend ist.
  • In keinem Falle sind nun Chromiterze vollkommen frei von unerwünschten Bestandteilen; deren schädliche Wirkungen jedoch gemäß der Erfindung beseitigt werden.
  • Es wurde gefunden, daß die beim Verschmelzen von Tonerde mit Chromit sich ergebende Schmelze im wesentlichen eine homogene kristalline Masse .darstellt. Ein Steigern des Tonerdeanteils bewirkt kein Auskristallisieren von freier Tonerde ; selbst bei einem Gehalt von bis über 3o Gewichtsprozent Tonerde wurde bei der petrographischen Untersuchung keine freie Tonerde festgestellt. Die gesamte Tonerde wird offensichtlich von dem geschmolzenen Chromit in fester Lösung aufgenommen.
  • Die Chromittonerdeschmelze zeigt sich bei der mikroskopischen Untersuchung als ,eine dichte Masse von Chromspinellkristallen, die dazu neigen, die Form von Octaedern anzunehmen. Es ist dies die übliche Kristallform in der Gruppe der Spinelle. Diese feste Tonerde-Chromit-Lösung ist ebenfalls wie geschmolzener Chromit selbst isotrop oller nur sehr schwach doppelbrechend. Kristallographisch bestellt kein wesentlicher Unterschied zwischen geschmolzenem Chromit und einer Schmelze des gleichen C:hromits mit Tonerde, nur (Maß in letzterem halle der (Nie Z\vischenräunie füllende Stoa infolge (leg Verunreinigung (ini allgemeinen Silikate) anviel geringer ist; so <Maß die 1-Zristallkö rner (lichter gepackt sind und (Nie Homogenität (los Endproduktes in hohem Grade verbessert ist. Dies bedingt aber eine Erhöhung der Feuerfestigkeit und der Trägheit gegenüber chemischen Vorgängen. Außerdem scheint eine derartige feste. echte Lösung von zwei Oxyden die chemischen Eigenschaften des mehr inerten Bestandteils anzunehmen.
  • Bei der Auswahl (los Rohstoffs für die vorliegende Erft:(lun'" zieht man C hromiterze mit einem hohen Gehalt von Chromoxyd bei einem möglichst geringen Gehalt von Jsieselsäure (SiO_) und 'Magnesia (2#l"0) vor. Tedoch ist die Erfindung nicht auf irgendwelche bestimmte Chromiterze beschränkt.
  • Als zutreffendes Beispiel sei eine -Mischung angegeben, die 25 Gewichtsteile Chromiterz und ; .# Gewichtsteile eines geschmolzenen Tonerdenebenerzeugnisses enthält, das einen Gehalt von ungefähr. 9; °f o A'=03 hat. während der Rest hauptsächlich aus Oxyden des Eisens und Titans besteht. Je reiner die Tonerde ist, um so besser ist es. man kann aber jeden Ausgangsstoff verwenden, der einen sehr hohen Gehalt von Tonerde aufweist. sogar Bauxit.
  • Die Verunreinigungen zeistören die Kristallstruktur nicht, da der Chrotnspinell die Tonerde in fester Lösung aufnimmt, während Magnesia und hauptsächlich alle Kieselsäure in .den Zwischenräumen der Kristalle gefunden werden. Uni den Anteil an Kieselsäure und 'Magnesia in dem Endprodukt zu verringern, verwendet man in der Ausgangsmischung mindestens gleiche Gewichtsteile von Tonerde und Chromiterz, bis zu S.# Teile Tonerde auf 15 Teile Chromiterz.
  • Bei Benutzung eines reinen Ausgangsstoffes für die Tonerde. z. B. der als Nebenerzeugnis anfallenden geschmolzenen Tonerde, werden die Bestandteile der Mischung zunächst auf ungefähr 3 bis V nim und auch feiner gebrochen und dann vor dem Schmelzen vermischt. Verwendet man dagegen Bauxiterze als Ausgangsstoff für -die Tonerde, dann wird zunä chct der Bauxit allein mit einer genügenden Menge hohle erhitzt, um Verunreinigungen. wie Eisenoxyd und Kieselsäure, zu reduzieren. Darauf wird (las Chromiterz zugegeben, (las sich homogen in der geschmolzenen Tonerle auflöst. Das Schmelzverfahren wird in üblicher Weise durchgeführt, jedoch so, daß mir eine mög- i liehst geringe Reduktion (leg Erze, insbesondere des Chromits, erfolgen kann. Wenn jedoch ein Überschuß von Kieselsäure vorhanden ist, kann es bei den gleichen Bedingungen auch zweckmäßig sein, beim Schmelzen unter t reduzierenden Bedingungen zu arbeiten. :o"-,(r auch nach (lein Zusatz (los Chromits, so (1a1,) man möglichst viel Kieselsäure reduziert und verflüchtigt wird.
  • Man inuß dabei immer darauf achten, (Maß i nian kein ('lirotiloxy(1 und auch nicht zuviel Ferrooxvd zu Metall reduziert. 1?isenoxv(1 ist in diesen Schmelzen immer in der Ferroform vorhanden und allgemein im molekularen Verhältnis mit Chromoxyd in der Form eines Spinells (FeCr204) gebunden. Wenn jedoch in bestimmten Fällen ein Überschuß von Eisen über die Menge vorhanden ist, die in Gegenwart von Chromit zur Chromspinellbildung erforderlich ist, kann man diesen Überschuß von Ferrooxvd mit Tonerde zu einem Eisenspinell (Fe01204) vereinigen, der sich wiederum homogen mit dem Chromspinell und anderen Spinellen in der Schmelze vereinigt. Für .den Fall, daß das Erz außergewöhnlich reich an Chromoxyden ist, kann man auch. Eisenoxyderze zusetzen, um den Anteil von Eisenspinell zu erhöhen, das auch wieder in größtem Umfange Tonerde in fester Lösung aufnehmen kann.
  • Zur Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet man zweckmäßig in an sich bekannter Weise einen elektrischen Ofen mit einem mit Wasser gekühlten Mantel ohne besondere Auskleidung, in dem mittels eines elektrischen Lichtbogens geschmolzen wird.
  • Der Ofen kann eine seitliche Öffnung zum Ablassen des geschmolzenen Materials haben oder zum Kippen eingerichtet sein.
  • Die Schmelze, die außerordentlich flüssig ist, wird bis zu einer Temperatur, die bet r, ächtlich oberhalb des Schinelzpunktes liegt, erhitzt und dann in Formen gegossen, die wie üblich aus einem körnigen, feuerfesten, mit einem Kernbindemittel gebundenen Stoff bestehen oder auch aus Platten von vorgebranntem feuerfestem Stoff oder Kohle oder einem geeigneten Metall zusammengesetzt sein können. Wenn erforderlich, werden diese Formen vorher erhitzt; sie können auch, um einen zu schnellen Wärmeabfluß zu verhindern, durch das bekannte Einbetten in eine Gießgrube, in der sie mit Sand oder anderen Wärme isolierenden Materialien umgeben werden, isoliert werden.
  • Die Formen sollen mit weiten Steigern versehen sein, um- eine vollständige Füllung zu erreichen und sich mit kleinstem O_uerschnitt unmittelbar an die Form ansetzen.
  • Die gegossenen Stücke können, wie erwähnt, zur weiteren Wärmebehandlung in der Form belassen werden oder, wenn Eisenformen verwendet werden, nach dem Erhärten herausgenommen und an der Luft abgekühlt werden. Gewöhnlich werden die gegossenen Stücke in einem Ofen allmählich gekühlt.
  • Wenn die Stücke kalt sind, können Rückstände des Gußkopfes oder auch geringere Unebenheiten durch Behauen oder durch Schleifen in gebräuchlicher Weise entfernt werden.
  • Es ist besonders vorteilhaft, den Chromitgehalt über io °/o zu halten. Die gewünschten Eigenschaften werden vorzugsweise erreicht, wenn der Cr, 0,-Gehalt io °/o und mehr und der Fe O-Gehalt 6 °/o oder mehr beträgt. Die obere Grenze des A120,- Gehalts soll nicht höher als 8o % sein.
  • Die vorliegende Erfindung wurde hauptsächlich in der Anwendung für feuerfeste Stoffe beschrieben. Sie ist jedoch auch zur Herstellung chemisch und mechanisch beanspruchter Körper zu verwenden. Beispielsweise kann ein Schleifmittelkorn von guter Beschaffenheit hergestellt werden; seine Kristalle brechen derart, daß es vorteilhafte Eigenschaften als Schleifmittel hat, und es ist auch zäher als gewöhnlicher Spinell. Weiterhin ist es infolge der Verbindung mit Tonerde härter als jegliche normale Spinellverbindung, wobei jedoch gleichzeitig die kristallinen Eigenschaften, wie die charakteristische würfelartige Spaltbarkeit der Kristalle, beibehalten werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i i. Masse für feuerfeste -Gegenstände, Schleifmittel u. dgl., bestehend aus einem erstarrten Schmelzgemisch aus den Oxyden des Aluminiums, Chroms, Magnesiums, Siliciums, Eisens mit einem Gehalt über 50 °/o Tonerde in Form einer homogenen festen Lösung mit Chromit, wobei Magnesiumoxyd in Mengen unter io °1o und Kieselsäure in Mengen unter 5 oIQ vorhanden ist. a. Masse nach Anspruch i,_ dadurch gekennzeichnet, ,daß das Schmelzgemisch Chromspinell mit Tonerde in fester Lösung und Eisenoxyd in mindestens äquimolekularem Verhältnis zum Chromoxyd enthält. 3. Masse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgemisch von Chromspinell und Tonerde " nicht weniger als io °/a Cr, 03 und nicht weniger als 6 °/o Fe O enthält. q.. Verfahren zur Herstellung von Massen nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schmelzvorgang unter reduzierenden Bedingungen durchführt. 5. Ein aus einer Masse nach einem der Ansprüche i bis q. durch Schmelzen und Gießen in eine Form hergestellter feuerfester Block.
DEC49939D 1933-12-18 1934-12-04 Masse fuer feuerfeste Gegenstaende, Schleifmittel u. dgl. Expired DE653705C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE747660C (de) * 1941-06-05 1944-10-09 Hochfeuerfeste Masse zum Ausbessern von heissem Silikamauerwerk
DE750654C (de) * 1939-04-07 1945-01-23 Verfahren zum Herstellen von koernigem Sintergut

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE750654C (de) * 1939-04-07 1945-01-23 Verfahren zum Herstellen von koernigem Sintergut
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