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Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Steinen Die Erfindung. betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Steinen:, die besonders gegen chemische
und Schlackenangriffe bei hohen Temperaturen beständig sind und demnach in erster
Linie für solche Zwecke bestimmt sind, bei denen hohe Widerstandsfähigkeit gegen
derartige Angriffe er--wünscht ist.
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Nach der gegenwärtigen Auffassung hat man die höchste Beständigkeit
gegen derartige Beanspruchungen bei solchen feuerfesten Steinen angenommen, die
ein möglichst dichtes Gefüge besitzen, und dementsprechend sinngemäß auch die Herstellung
auf die Erzeugung möglichst dichter und porenarmer Körper eingestellt. Daneben hat
man auch versucht, dem zerstörenden Einfluß von chemischen und Schlackenangriffen
bei hohen Temperaturen durch Benutzung hochfeuerfester und stark verdichteter Grundstoffe,
z. B. geschmolzener Tonerde, Schmelzmagnesit, hochgradig gesinterten Magniesit u.
dgl., gegebenenfalls unter Benutzung der gleichen Stoffe in feinst gemahlenem Zustand
als Bindemittel zu begegnen.
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Obwohl es gelungen, ist, auf keramischem Wege feuerfeste Stein-- auch
aus solchen hochfeuerfesten Grundstoffen mit einer Raumponigkeit bis herunter zu
io °/o herzustellen, war jedoch eine gute Widerstandsfähigkeit der Erzeugnisse gegen
chemische und Schlackenangriffe bei hohen Temperaturen nur im beschränktem Umfange
zu erzielen. Es wurde nun gefunden, daß die mangelnde Widerstandsfähigkeit der üblichen,
auf keramischem Wege hergestellten feuerfesten Steine, selbst bei Verwendung gegen
die Angriffsstoffe besonders widerstandsfähiger Grundstoffe, darauf zurückzuführen
ist, daß in den Erzeugnissen ganz oder zum Hauptteil feine Poren enthalten sind,
die eine Kapillarwirkung ausüben und ein Einsaugen der geschmolzenen oder sich -durch
Schmelzen ergebenden Angriffsstoffe herbeiführen. Damit erhalten die . zerstörend
wirkenden Stoffe einen schnellen Zugang ins Innere des Steines, füllen in geringer
Menage und in kurzer Zeit die Poren des Steines bis zu größeren Tiefem aus und führen
so zu völliger Verdichtung und infolgedessen zum Abplatzen von mehr oder weniger
großen Steinteilen.
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Mit der Erkennung dieser Ursachen ergab sich auch die Möglichkeit
zur Beseitigung. Die Erfindung zeigt nun den Weg, auf welchem gegen chemische und
Schlackenangriffe bei gleichzeitiger Einwirkung hoher Temperaturen höchst winderstandsfähige
Steine erzeugt werden können.
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Erfindungsgemäß werden die feuerfesten Steine aus Oxyden oder Oxydgemischen
aufgebaut, und zwar solchem, die für sich bei hoher Temperatur eine möglichst gute
chemische bzw. Schlackenbeständigkeit aufweisen. Die Verarbeitung dieser zu Steinen
erfolgt jedoch in der Weise, d:aß den Steinen ein geringeres Raumgewicht erteilt,
grobe
Poren in diese eingearbeitet und die Bildung von Poren mit-
Kapillarwirkung möglichst weitgehend unterdrückt wird.
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Die großen Poren sollen entweder geschlossene Poren darstellen oder
nur durch feine Verbindungskanäle miteinander verbunden sein. Sie wirken dann gewissermaßen
als Schlackentaschen und verhindern so ein Einsaugen: in größere Tiefen des Steines.
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Wichtig ist dabei, daß die verwendeten Grundstoffe für sich einerseits
auf Grund ihrer chemischen Natur eine hohe Beständigkeit gegen die Angriffsstoffe
besitzen, anderseits eine derartige physikalische Beschaffen heit aufweisen, daß
ein Eindringen. von Angriffsstoffen in das Innere des Kornes erschwert ist. Man
benutzt also hochgradig verdichtete Grundstoffe in: körniger Form, also weitgehend
versinterte oder gar geschmolzene. Als solche Grundstoffe kommen in Frage: Magnesia,
Kalk, Tonerde, Chromerz, Zirkon, als Oxyde, Oxydgemische oder Silicate.
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Von Bedeutung für die Zurückdrängung vier Bildung von Poren mit Kapillarwirkung
ist die Auswahl der Bindemittel. Von der Verwendung von Ton muß abgesehen werden,
da bei Benutzung dieses oder sich ähnlich verhaltender Stoffe die Bildung von Poren
mit Kapillarwirkung nicht zu vermeiden: ist. Gut anwendbar sind dagegep hochfeuerfeste
Stoffe in fein gemahlener Form, am besten i jeweils die gleichen wie die verwandten
Grundstoffe, was an sich bei der Erzeugung feuerfester Formkörper bekannt ist. Da
j porige Steine eine größere Oberfläche besitzen als dichte, ist die Benutzung eines
chemisch besonders widerstandsfähigen Bindemittels von großer Bedeutung. Wichtig
ist weiter, E das Bindemittel bis zu Staubfeinheit feiest zu vermahlen. -Die erstrebte
Ausbildung von Großporen erfolgt durch Einarbeitung verbrennbarer Zusatzstoffe in
die Formmischung in entsprechend grober Körnung. Es können also Arbeitsweisen angewandt
werden, wie sie an sich zur Herstellung feuerfester Leichtsteine, die zu wärmeisolierenden
Zwecken dienten. Anwendung finden, jedoch mit der Abänderung, daß die Bildung von
feinen Poren mit Kapillarwirkung vollständig oder weitgehend I zu unterdrücken ist.
Das wird bei Benutzung der verbrennbaren Zusatzstoffe durch Verzicht auf die Einarbeitung
feiner und, feinster Teilchen solcher Zusätze erreicht.
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Es ist keineswegs erforderlich, d@aß das Enderzeugnis einen besonders
hohen Anteil an Großporen besitzt, daß also die Steine ein sehr niedriges Raumgewicht
aufweisen. In vielen Fällen genügt schon eine von etwa 30 v. H., wobei jedoch
diese Porigkeit ganz oder zum Hauptteil durch Großporen gebildet werden muß.
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Trotzdem, wie erwähnt, schon bei verhältnismäßig geringer Porigkeit,
von z. B. 30 v. H. ausgezeichnete Ergebnisse zu erzielen sind, kann es sich
unter Umständen doch empfehlen, auf höhere Porigkeiten. von z. B. qo bis 6o v. H.
hinzuarbeiten. Das Arbeiten im niedrigen Porigkeitsbereich ist besonders empfehlenswert
bei der Verwendung von Grundstoffen mit hoher Feuerbeständigkeit und hoher chemischer
Widerstandsfähigkeit.
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Beim Einbau erfindungsgemäß erzeugter feuerfester Meine in Feuerungen
oder Industrieöfen der verschiedensten Art entsteht auf der Oberfläche der großporigen
Auskleidung unter Brückenbildung ein Überzug mit den Schlackenstoffen. Der eigentliche
Charakter der Überzugsmasse bleibt gewahrt, ein Weiterdringen der Schlacke, die
selbst ein poröses Gefüge behält, wird unterbunden, die Schlackenhaut wird zu einer
mitschützenden Decke.
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Der Aufbau der Ofenausfütterungen kamt aus Steinen der beschriebenen
Art in gebranntem Zustand, vorzugsweise unter Verw@endung eines gleichfallls nur
Großporen aufweisenden Mörtels, gebildet werden. Möglich ist «-eiter die Benutzung
ungebrannter Steine, die erst nach dem Brennen im Verwertungsofen selbst das erstrebte,
im wesentlichen nur Großporen -aufweisende Gefüge ergeben. Geeignet sind derartige
Auskleidungen insbesondere für hochbeanspruchte (Ofen der verschiedensten Art, z.
B. Zementöfen, metallurgische Ofen usw.