DE69322539T2

DE69322539T2 - Feuerfestbeton-Zusammensetzung

Info

Publication number: DE69322539T2
Application number: DE69322539T
Authority: DE
Inventors: Pierre F-62250 Boulogne Sur Mer Cechin; Jean-Claude F-62520 Le Touquet Lerouge
Original assignee: BOULONNAIS TERRES REFRACTAIRES; WAHL REFRACTORIES
Current assignee: BOULONNAIS TERRES REFRACTAIRES; WAHL REFRACTORIES
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2013-04-07
Also published as: EP0565440B1; EP0565440A1; FR2689882B1; FR2689882A1; ATE174582T1; DE565440T1; DE69322539D1

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine aluminiumoxidhaltige feuerfeste Betonzusammensetzung insbesondere für Eisenhüttenanwendungen, wo ein hervorragendes Verhalten gegen den durch die Metalle und die Schmelzschlacke bedingten chemischen und mechanischen Verschleiß ebenso wie ein erhöhter Druckwiderstand gefordert ist.
Im allgemeinen enthalten derzeit bekannte aluminiumoxidhaltige feuerfeste Betonarten Metallfasern in einem mittleren Anteil von 16 Vol.- %, die der Armierung des Betons dienen, wobei diese dem Beton so ein verbessertes Bieg- und Schlagwiderstandsverhalten verleihen.
Aus dem Patent US-4 366 255 ist eine feuerfeste Betonzusammensetzung zur Herstellung versteifter feuerfester Teile bekannt, die dadurch hergestellt werden, daß eine feuerfeste flüssige Zusammensetzung in eine Schicht aus Metallfasern eindringt.
Bei der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, entweder die Dichte dieser Betonarten zu erhöhen, um die Nachteile auszuräumen, die durch die Zuschläge in Form von Metallstücken oder Stanzabfällen hervorgerufen werden, oder diese Dichte durch Einbringen eines schäumenden Produkts zu verringern, das dem armierten Beton erhebliche thermische und akustische Isolationseigenschaften verleiht.
Demzufolge betrifft die Erfindung eine feuerfeste Betonzusammensetzung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Zusammensetzung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.
Das Verfahren zur Herstellung der feuerfesten Betonzusammensetzung ist in den Ansprüchen 6 und 7 beschrieben.
Die erodierenden und abrasierenden, mechanischen und chemischen Erscheinungen können nicht vernachlässigt werden und sind bei den untersuchten Anwendungsfällen unvermeidlich, so daß schließlich dem aluminiumoxidhaltigen Betonschlamm kombiniert gänzlich oder teilweise in einem Verhältnis im Bereich von 8 bis 20 Vol.-% des Betonschlamms, Zuschlagstoffe, wie Olivin, Magnesiumoxid und Hämatit, beigemischt wurden.
Die Fluidisierungsmittel, sowie Reaktionsverzögerer oder -beschleuniger, können in gleicher Weise zur Verfestigung der Mischung beitragen. Die Beschleuniger sind insbesondere alkalische Verbindungen, wie Kalium- und Kalziumhydroxide, Natrium- und Kaliumcarbonate und Natrium- und Kaliumsilikate, Natrium- und Kalziumsulfate (in einem Bereich zwischen 0,5 und 1 Massen-%), gebrannter Gips, verdünnte Schwefelsäurezusammensetzungen, Lithiumsalze, Lignosulfonate, "Portland"-Zemente und Triethanolamine.
Die Verfestigungsverzögerer der Mischung sind insbesondere saure Zusammensetzungen, wie Essigsäuren und andere gesättigte Fettsäuren, Kalzium-, Barium-, Magnesium-, Kalium- und Natriumchloride, Aluminiumchloridhydrate, Natriumtetraborate, Borsäuren, Kalzium- und Natriumsulfate, Magnesium- und Bariumhydroxide, Bleisalze, Phosphate, Isopropylalkohole, Glycole, Glyzerin, Stärke, Mehl, Zucker, Casein, Produkte auf der Basis von Zellulose und Sulfonate und Salze der Hydroxycarbonsäuren.
Die endgültige Zusammensetzung dieses Betonschlamms enthält in Suspension mehrere Fluidisierungsmittel in geringen Mengen, wie Aluminium-, Molybdän-, Zirkonerde-, Bornitrit- und Siliciumcarbidpulver, die ein Verklumpen der Metallschmelze und ein Eindringen in den feuerfesten Stoff verhindern und so deren Fließfähigkeit verbessern sowie den Verschleiß erheblich verringern.
In einer weiteren Ausführungsform enthält diese endgültige Zusammensetzung des Betonschlamms weiterhin ein Fluidisierungsmittel, das die Mischung fließfähig bleiben läßt und auf das als Lösungsmittel dienende Wasser reduzierend wirkt. So sind diese Reduktionsmittel insbesondere Natriumglukonat oder Natriumcitrat, während die Weichmacher aus Bentonit (zwischen 2 und 3 Massen-%), feuerfestem Ton (zwischen 5 und 15 Massen-%) und schließlich einem gasförmigen Dispergiermittel ausgewählt sind.
Zur Herstellung der fertigen Produkte vergießt man eine sehr flüssige Zusammensetzung, deren Bestandteile im Anspruch 6 beschrieben sind, sogenannten Betonschlamm oder "Slurry", in eine der gewünschten endgültigen Form entsprechende Gießform, wobei in der gesamten Form Fasern schichtförmig und flach angeordnet sind.
Aufgrund seiner Viskosität dringt dieser Betonschlamm in die Lücken zwischen den Fasern, ohne diese zu bewegen oder deren Lagen zu verändern. Auf diese Weise wird ein sehr spezifischer Eindringeffekt mit einer charakteristisch gerichteten Faseranordnung erzielt.
Nach dem Brennen weisen die fertigen Produkte eine erhöhte Dichte auf.
Um ein armiertes feuerfestes Material zu erhalten, bei dem einerseits der Gewichts- und Dichteeffekt nicht erwünscht, aber andererseits eine geringe Dichte für Anwendungen zur thermischen und akustischen Isolation gefordert ist, wird der hierzu notwendigen hohe Auflockerungsgrad des Betonschlamms durch einen Zusatz von schäumenden Derivaten erhalten, die aus der Seifentechnologie stammen und in einem Verhältnis im Bereich von 0,05 bis 5 Vol.-% in Bezug auf die anderen Bestandteilen des Betonschlamms vorliegen.
Die vorhergehende Beschreibung verdeutlicht, daß die Erfindung eine Neuheit auf dem Anwendungsgebiet eines so zusammengesetzten armierten feuerfesten Betons darstellt. Seine Anwendungen eignen sich hervorragend für den Eisenhütten- oder Gießereibereich, insbesondere für Ausgießtüllen von Pfannenbären, sowie für Innenauskleidungen von Schornsteinen oder Rauchabzügen, von Mischern oder Gießpfannenkränzen.
Darüber hinaus lassen sich Fasern aus unmagnetischer Legierung für die Auskleidung des Bodens induktiver Schmelztiegelöfen, ebenso wie für die Beschickungstische, wo der Verschleiß besonders hoch ist, zum Einsatz bringen.

Claims

1. Feuerfeste Betonzusammensetzung für Eisenhüttenanwendungen, insbesondere zum Schmelzen von eisenhaltigen oder nicht- eisenhaltigen Metallen, der als Hauptbestandteil aluminiumoxidhaltige Stoffe aufweist, ebenso wie Metallfasern, Wasser als Lösungsmittel, Fluidisierungsmittel, die das Verklumpen der Metallschmelze und ein Eindringen in den feuerfesten Stoff verhindern, Reaktionsverzögerer oder -beschleuniger zur Verfestigung, einen Weichmacher und ein Additiv zum Ausgleich der Dichte, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung Zuschlagstoffe enthält, die einen Teil der aluminiumoxidhaltigen Zuschlagstoffe ersetzen, wie Olivin, Magnesiumoxid und Hämatit in einem Verhältnis im Bereich von 8 bis 20 Vol.-% des Betonschlamms (wobei dieser "Betonschlamm" mit Ausnahme der Metallfasern aus allen Bestandteilen der Zusammensetzung besteht), und daß das Additiv zur Korrektur der Dichte aus metallischen Spanabfällen besteht, um die Dichte zu erhöhen, oder ein aus der Seifentechnologie stammendes schäumendes Produkt in einem Verhältnis im Bereich von 0,05 bis 5 Vol.-% des Betonschlamms ist, um diese Dichte herabzusetzen.

2. Feuerfeste Betonzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verwendung zur Auskleidung von Induktionsöfen die magnetischen Metallfasern durch nicht-magnetische Fasern ersetzt sind.

3. Feuerfeste Betonzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidisierungsmittel Aluminium-, Molibdän-, Zirkon-, Bornitrid- und Siliciumcarbidpulver enthält, um das Verklumpen der Metallschmelze zu verhindern.

4. Feuerfeste Betonzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung ein Reduktionsmittel, wie Natriumglukonat oder Natriumcitrat, enthält.

5. Feuerfeste Betonzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher entweder Bentonit (zwischen 2 und 3 Masse-% des Betonschlamms) oder feuerfester Ton (zwischen 5 und 15 Masse-% des Betonschlamms) ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Betons nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der fertigen Produkte eine sehr flüssige Zusammensetzung, sogenannten Betonschlamm, in eine der gewünschten endgültigen Form entsprechende Gießform vergießt, wobei in der gesamten Form Metallfasern schichtförmig und flach angeordnet sind, und wobei der Betonschlamm aluminiumoxidhaltige Zuschlagstoffe, Wasser als Lösungsmittel, Fluidisierungsmittel, die das Verklumpen der Metallschmelze und ein Eindringen in den feuerfesten Stoff verhindern, Reaktionsverzögerer oder -beschleuniger zur Verfestigung, einen Weichmacher, Zuschlagstoffe, die einen Teil der aluminiumoxidhaltigen Zuschlagstoffe ersetzen, wie Olivin, Magnesiumoxid und Hämatit in einem Verhältnis im Bereich von 8 bis 20 Vol.-% des Betonschlamms, und ein Additiv zum Ausgleich der Dichte enthält, das entweder aus metallischen Spanabfällen besteht, um die Dichte zu erhöhen, oder ein aus der Seifentechnologie stammendes schäumendes Produkt in einem Verhältnis im Bereich von 0,05 bis 5 Vol.-% des Betonschlamms ist, um diese Dichte herabzusetzen.

7. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Betons nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonschlamm zwischen die Fasern gegossen wird, ohne deren jeweilige Lage zu verändern, um so eine gerichtete Faseranordnung aufrechtzuerhalten.