DE667691C

DE667691C - Feuerfeste Masse

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Publication number: DE667691C
Application number: DES112548D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-01-21
Filing date: 1934-01-21
Publication date: 1938-11-18

Description

Feuerfeste Masse Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Masse, die insbesondere zur Erzeugung feuerfester Formkörper bestimmt ist. Daneben dient sie aber auch als Mörtel, als Stampfmasse, als feuerfester Anstrich, kurz zu jedem Zweck für welchen Feuerfestigkeitseigenschaften des Materials gefordert werden.
Die neue Masse besteht ganz oder zäum überwiegenden Teil aus gemahlenem Chromerz, einem Stoff, dessen Verwendung zu feuerfesten Zwecken des öfteren in Vorschlag gebracht worden ist und der auch zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse praktisch benutzt wird. An bekannten Erzeugnissen sind zu nennen die Chromitsteine, bereitet aus gemahlenem Chromerz und Bindemitteln, weiter chromerzhaltige Mörtel sowie feuerfeste Massen und Steine, bei welchen Chromerz als Zuschlag oder Bindestoff verwendet wird.
Die bekannten Erzeugnisse" haben sehr wechselnde Eigenschaften; manche, sind sehr gut, andere wieder weniger gut. Häufig ist eine ungenügende Druckfe.uerbeständigkeit vorbanden, und ,auch die Widerstandsfähigkeit gegen Schlackenangriffe, besonders bei hohen Temperaturen, ist in vielen Fällen nicht ausreichend.
Es wurde nun überraschendexweise gefunden, daß eine aus Chromerz oder mit Hilfe dieses Stoffes bereitete feuerfeste Masse .die bisherigen Schwierigkeiten, überwindet und feuerfeste Erzeugnisse für höchste Ansprüche, d. h. mit hoher Drwckfeuerbeständigkeit, hoher Schlackenwiderstandsfähigkeit und Gewährleistung gleichbleibender Güte, resultieren, wenn die feuerfeste Masse aus gemahlenem Chromerz, welches die Oxyde Fe0, Mg0 einerseits, A1203, Cr2 03, Fe. 03 andererseits in möglichst ,äquimolekularem Verhältnis, wobei also das Verhältnis der Moleküle A1203, Cr. 03, Fee O3 zu der Anzahl der Moleküle Fe0, Mgd nahezu gleich i ist rund weniger als 3% Si02 enthält, sowie gegebenenfalls bindend bzw. klebend wirkenden organischen oder kieselsäurearmen anorganischen Stoffen und !unter Umständen anderen Si O.,-armen Zuschlagstoffen aufgebaut ist.
Wesentlich ist, wie vom Erfinder gefunden, nicht der Chromoxydgehalt des Chromerzes, wie .dies in Literaturangaben zu finden ist, sondern das bestimmte Verhältnis der Einzelbestandteile des Chromerzes und der Kieselsäuregehalt. Nur die Feuerfestigkeit bzw. das Sinteruingsverhalte;n wird in gewissem Grade durch dein Gehalt an Eisenoxyden beei:nflußt. Chromerze mit höherem Eisengehalt sintern lei,clzter als solche mit niederem Gehalt an Eisenoxyd bzw. an Eisenoxyden; aber in jedem Fall werden ausgezeichnete feuerfeste Erzeugnisse erhalten, wenn das Chromerz die oben angegebenen Bedingungen bezüglich Abstimmung :der Einzelbestandteile sowie hinsichtlich des erfüllt.
Wie erwähnt; kann die neuartige feuerfeste Masse zur Herstellung der verschiedensten feuerfesten Erzeugnisse bzw. Bauteile verwendet werden. Das in bestimmter Weise ausgewählte Chromerz kann für sich allein benutzt werden. Im allgemeinen empfiehlt sich jedoch, geringe Mengen solcher Stoffe zuzuschlagen, welche bei gewöhnlicher Te,; peratur kittend wirken. Zu nennen ist e»gi Zu satt von kolloidaler Tonerde, Magnesia,lliydrat o. dgl. Bedingung für den Bindestoff isde@ er kieselsäurearm ist. Wiassezglas ist slem@ beispielsweise nicht zu verwenden. Danzben .und an Stelle dieser anorganischen Bindestoffe ist aber auch an organische, beim Brennen sich verflüchtigende -Stoffe als Bindestoff zu denken. Hier sind zu nennen: Klebstoffe, Teer, trocknende Öle.
Die Verwendung von Bindestoffen ist kein unbedingtes Erfordernis, da Chromerz allein die Bindung bewirkt, die allerdings eist im Brande wirksam wird. Beim Brande 'sind um so höhere Temperaturen für die Hervorrufeng dieses Effekts anzuwenden, je ärmer das Chromerz an Eisenoxyden ist. Um bei niederen. Brenntemperaturen zu arbeiten, empfiehlt .sich also die Verwendung eines Chromerzen mit höherem Gehalt an. Eisenoxyden; insbesondere ist die Verwendung solchen Stoffes als Zusatz zu eisenoxydarmem Chromerz empfehlenswert.
Die neuartige feuerfeste Masse kann sowohl aus Chromerz allein, evtl.unter Zuhilfenahme der benannten Bindestoffe, oder :auch unter Zuschlag von anderen feuerfesten Massen hergestellt werden.. Für diese Zuschlagstoffe ist die Bedingung einzuhalten, daß sie kieselsäurearm sind bzw. Kieselsäure inwenig reaktionsfähigem Zustand enthalten: Geeignete Zuschlagstoffe sind Oxyde, wie gesinterte oder geschmolzene Magnesia, Korund, Bauxit, Tonerde in jeder beliebigen Form, Zirkon,. ferner Silicide, z. B. Siliciumcarbid, Borcarbid, Nitride, kurz die verschiedenartigsten feuerfesten Rohstoffe. Es. ist euch an Mischungen oder Verbindungen mehrerer der genannten Stoffe zu denken: Unter Umständen kommt auch die Verwendung von geschmolzenen Silicaten, insbesondere hochbasischen Silicaten, in Frage.
In jedem Falle ist es empfehlenswert, diesen Zusatzstoffen eine nur kleine Oberfläche zugeben; es ist also eine feine bzw. Pulverform zu vermeiden., um möglichst keine Umwandlung des Chromerzes in weniger widerstandsfähige Verbindungen beim Brande zu bewirken.
Besonders ausgezeichnet hinsichtli,cli ihres thermischen Verhaltens bzw. Widerstandsfähigkeit gegen Schlackenangriffe-sind solche feuerfesten Massen, welche ,gemäß der Fullerkurve oder ähnlichen. Richtlinien auf Dichtlagerung abgestimmt sind. Das gilt sowohl beim Aufbau der feuerfesten Masse aus Chromerz allein als auch bei Vergeudung eines Gemisches des gekennzeichneten Chromerzes mit anderen feuerfesten Stoffen. Im letztgenannten Falle empfiehlt -es sich, Chromerz als Feinanteil des Korngemisches zu ver-Y,;wenden und unter Umständen in diesem eisen-°-0 "xydreieheres- Material als- feinstes Gut zu enutzen..
Bei der Herstellung von feuerfesten Steinen bzw. sonstigen Formkörpern ist vorzugsweise die Verformung auf Pressen, durch Stampfung oder ähnliche Arbeitsweisen vorzunehmen und für das Brennen solche Brenngrade anzuwenden, daß hochgradige Versinterung der Masse eintritt. Es sind also Temperatur en bis zu 1700'C anzuwenden.
Überraschenderweise besitzen aus. den neuartigen feuerfesten Massen gefertigte Steine trotz hoher Dichte und hochgradiger Versinterung eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit.
Die Anteile des in bestimmter .Weise ausgewählten Chromerzes einerseits, der körnigen bis stückigen feuerfesten Rohstoffe anderer Herkunft andererseits können in den weitesten Grenzen schwanken: Bildet Chromerz den Hauptbestandteil, d.h. mehr als 5o% der zu verformenden Masse, und liegen die sonstigen Zuschlagstoffe also in dem Chromerz eingebettet, so ist der Charakter des Steines praktisch einzig und allein durch das Chromerz bestimmt. Solche Erzeugnisse besitzen also neben höher Feuerfestigkeit und Feuerstandfestigkeit vor allem auch ausgezeichnete Schlackenwiderstandsfähigkeit.
Daneben ist aberauch möglich, das Chromerz der bestimmten Art nur als Zusatz bzw. Bindemittel für aus anderen kieselsäurearmen feuerfesten Stoffen,b.estehende Massen zu benutzen, und es bewirkt in diesem Falle eine erhebliche Verbesserung der Eigenschaften. Ein Zuschlag von 5 bis io% des besonderen. Chromerzes zu gesinterter oder geschmolzener Magnesia oder auch zu Korund, Bauxit o. dgl. steigert die Festigkeit, die Druckfeuerbeständigkeit, die Temperaturwechselbeständigkeit und die Dichte.
Es ist noch zu erwähnen, daß neben der Auswahldes in bestimmter Weise zusammengesetztenChromerzes unter d-en zur Verfügung stehenden Chromiten .es auch möglich ist, künstlich durch Sinterung entsprechende Materia.lien zu .erzeugen bzw. Chromerze ungeeigneter Zusammensetzung zu korrigieren. Besitzt ein Chromerz beispielsweise zu geringen. Gehalt an Basen (FcO, MgO), so empfiehlt sich ein Zuschlag von MgO in berechneter Menge zudem gemahlenen Chromerz, Sinterung dieser Mischung und Verwendung dieses Sinterproduktes zu den angegebenen Zwecken. Liegt ein Chromerz vor, das einen. Unterschoß an sauren Bestandteilen aufweist, so ist in äh,nfficher Weise, wie eben beschrieben, vorzugehen, wobei als Korrektionsmittel Tonerde verwendet wird.
Schließlich ist es auch möglich, eine entsprechende Masse aus kieselsäurereicherem Chromerz, Magnesia und Tonerde zusammenzustellen, die innige Mischung zu versintern und diese Masse zu verwenden.
In jedem Fall werden, beim Arbeiten gemäß der Erfindung in ihren verschiedensten Ausführungsformen. ausgezeichnete feuerfeste Erzeugnisse hergestellt.
Ausführungsbeispiele i. Als Ausgangsstoff dient ein Chromerz der Zusammensetzung 5i,8 ()/o Cr203, 13,50/0 A1,03, 5,4oio Fe2O3, i3,3% FeO, 13,2o/0 MiO, i,20/0 Si02, MnO, CaO. Dieses Chromerz wurde gemahlen auf eine maximale Korngröße von 3 mm, im übrigen aber die Masse entsprechend der *Fullerkurve abgestimmt.
Die Masse. kann ohne weitere Behandlung oder unter Zuschlag von etwa 5% Teer als Stampfmass:e bzw. zur Herstellung feuerfester Formkörper benutzt werden.
2. Zu 95 Teilen gesinterten Magnesites, gekörnt, wurden 5% feingemiahlenen Chromerzes, entsprechend Beispiels, 2,5% Wasser und i % Sulfitablauge zugeschlagen. Die Masse wurde. zu Steinen verformt und in üblicher Weise gebrannt.

Claims

Pr1TL;NTANSPRÜcI-R; i. Feuerfeste Masse, insbesondere zur Erzeugung feuerfester Chromitsteine, dadurch gekennzeichnet, daß .sie zum überwiegenden Teil aus gemahlenem Chromerz, welches die Oxyde Fe 0, MgO einerseits, A1.03, Cr203, Fe.203 andererseits in möglichst äquimolekularem Verhältnis, wobei also das Verhältnis der Moleküle A12 O3, Cr. 03, Fee, 03 zu der Anzahl der Moleküle Fe O, Mg O nahezu gleich i ist und weniger als 30/0 Si 02 enthält, sowie gegebenenfalls bindend bzw. klebend wirkenden organischen oder kieselsäurearmen anorganischen Stoffen und unter Umständen anderen Zuschlagstoffen aufgebaut ist.
2. Feuerfeste Masse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie hinsichtlich ihres Kornaufbaues gemäß der Fullerkurve oder ähnlichen Richtlinien auf Dichtlagerung ,abgestimmt ist.
3. Verfahren zur Herstellung -feuerfester Massen ,nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Chromerz in gemahlenem Zustande mit körnigen feuerfesten Rohstoffen und gegebenenfalls klebend wirkenden, beim Brande sich verflüchtigenden Substanzen zu einer formfähigen Masse aufbereitet wird.
4. Verwendung der feuerfesten Massen nach Anspruch i und 2 ,als Zuschlag oder Bindemittel für aus anderen, vorzugsweise durch Schmelzung oder Sinterung gewonnenen feuerfesten Rohstoffen gebildeten Massen.
5. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Chromerze ungeeigneter Zusammensetzung vor ihrer Verwendung durch Zuschlag von MgO oder A12 03 oder beiden, innige Vermischung und Versinterung der Mischung entsprechend korrigiert werden.