DE748222C - Verfahren zur Herstellung von hochfeuerfesten Magnesitsteinen aus einem Gut, dessen Grob- kornanteile zusammen mit den Feinkornanteilen den Anteil mittelgrossen Kornes ueberwigen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von hochfeuerfesten. Magnesitsteinen aus einem Gut, dessen Grobkornanteile zusammen mit den Feinkornanteilen den Anteil mittelgroßen Kornes überwiegen Zweck der Erfindung ist die Herstellung von Sintermagnesitsteinen, die gegen schroffen Temperaturwechsel wesentlich beständiger als die bisher bekannten Sintermagnesitsteine sind, ohne daß die charakteristische Widerstandsfähigkeit dieses feuerfesten Materials gegen basische Einflüsse wesentlich beeinträchtigt ist.
• Der Erfindung gemäß wird die Maßnahme, daß dem Gut 2 bis 6% A1203 als reine Tonerde oder in Form solche liefernder (z. B. Aluminiumpulver) oder hochschmelzende Tonerde enthaltender Stoffe, wie Bauxit, feuerfester Ton, Schamotte, in feiner Aufteilung zugesetzt werden, mit der Einstellung bestimmter Korngrößenverhältnisse in den den Ausgangsstoff bildenden Sintermagnesit verbunden. Im normalen Sintermagnesitmahlgut liegen die Mengen des Feinkornes unter Ioo c zwischen I2 bis 25° und des Grobkornes über 8oo p zwischen I6 bis 38 °, so daß die Mittelfraktion von ioo µ bis 8oo µ mindestens 5ö% vom Ganzen ausmacht und daher auf das Feinkorn und Grobkorn zusammen höchstens 5o ° entfallen. Für die erfindungsgemäß zuwählendeKornzusammensetzung dient als Hauptregel, daß der gemahlene Sinternagnesit durch Zusatz oder Ausscheidung von Mengen eines oder nehrerer Körnungsbereiche auf ein wesentlich kleineres Anteilsverhältnis des Mittelkornes zwischen ioo µ und 8oo c gegenüber der Summe des Feinkornes unter Ioo u und des Grobkornes über 8oo µ gebracht wird, derart, daß die Menge des Feinkornes zwischen o u und Ioo µ zu der Mittelkorntnenge zwischen Ioo y und Iooo c und zu der Grobkornmenge oberhalb Iooo µ sich wie 2o bis 40 : 15 bis 25 : 35 bis 65 verhält.
• Die Zusammensetzung des Gutes aus Feinkorn und groben Anteilen ist eine in der Industrie Keramischer Massen häufig angewendete Maßnlhme, die im Dienste der Herstellunn von Sintermagüesitsteine'n schon Anwendunc, gefu'aden hat, und dies auch in der Weise, daß die Gesamtmenge des Feinkornes und des grobkörnigen Gutes im Satz den Anteil an Körnern mittlerer Größe überwiegt.

  :in solches Verfahren ist in der britischen

  'atentschrift 271 847 mit dem Beifügen be-

  -hrieben, daß sich die feinen Teilchen in'die

  Spalten und Hohlräume zwischen den groben

  -eilchen einlagern, so daß in dieser Weise

  in Stein von möglichst großer Dichtheit und

  'estigkeit entsteht (Seite z, Zeile 5 bis 26

  er angezogenen Patentschrift). In denselben

  lahnen bewegt sich ein späteres Verfahren

  französische Patentschrift 699 598), das den

  'lan verfolgt, durch Verminderung oder

  Ierausnahme einer Mittelfraktion aus dem

  gut besonders dichte und widerstandsfähige

  fägnesitsteine zu erhalten. Weder mit dem

  lteren Verfahren noch mit dem jüngeren

  'erfahren, dessen Vorschriften für die Wahl

  er Korngrößenverhältnisse den Arbeits-

  edinaungen - des vorliegenden Verfahrens

  hnlich sind, konnte jedoch die Aufgabe :der

  ;ewinnung von besonders temperaturrvechsel-

  eständigen Magnesitsteinen gelöst werden.

  >ie besten itn Handel befindlichen Magnesit-

  teine aus Sintermagnesia, dem gewöhnlichen

  illigen Rohstoff der Magnesiterzeugung, er-

  eichen, auf 95o° erhitzt und mit Druckluft

  ngeblasen, nur eine Abschreckzahl von 3

  nd q.. Die Korngrößenverhältnisse, die im

  rüheren Schrifttum angegeben sind, ver-

  iögen also ohne die Gegenwart von ent-

  prechenden Mengen A1203 in der aus Sinter-

  iagnesia bestehenden Grundmasse eine Er-

  öhung der Temperaturwechselbeständigkeit

  ur in bescheidenstem Maße hervorzurufen.

  Tingegen liefert :das vorliegende Verfahren

  intermagnesitsteine, deren Abschreckzahl.

  wischen 4o bis 8o liegt. Dabei ist die Dichte

  fieser Steine nicht höher als die guter ge-

  -öhnlicher Steine, die aus einem Mahlgut,er--

  eugt sind, wie es üblicherweise von der

  !fühle kommt, ohne daß Vorkehrungen zu

  iner besonderenZinstellung derKorngrößen-

  erhältnisse getroffen werden; die Festigkeit

  er neuen Steine in kaltem Zustand ist sogar

  -esentlich geringer als die normaler Steine.

  Andererseits sind auch Sintermagnesit-

  teine aus gewöhnlichem Mahlgut mit einem

  eringen Gehalt an Tonerde (bis zu 6010

  )auxit) schon bekannt gewesen. Kleine Ton-

  rdetnengen bleiben aber auf die Temperatur-

  -echselbeständigkeit beinahe ohne Einfluß,

  -enn, nicht gleichzeitig die Kornzusaminen-

  et7ung des 1@Iahlgütes den Regeln der Er-

  ndung gemäß verändert wird. . ,

  MTeiter ist zu erwähnen, daß Zusatzstoffe,

  ie reich an A1_03 sind, mit der°ausgespro-

  lienen Absicht, hierdurch eine Steigerung

  e r 'feiiiperattirwechsell)eständiglzeit e herbei-

  tiführen, der Grundmasse von Sinter-

  iagnesitsteinen in Mengen von 5 bis 3 5 °io

  ttgeschlagen worden sind (französische

  'atcntschri ft 697 S98). Nach diesem be-

  kannten Verfahren soll ohne sonstige Veränderung der Korngrößenverhältnisse der feinste Anteil der Magnesitgrundmasse (o bis Ioo t) entfernt und durch gleiche Mengen eines gleichartig feingemahlenen A1203 reichen Materials, z. B. Bauxit, ersetzt werden. Unter diesen Arbeitsbedingungen läßt sich aber mit kleinen Mengen Tonerde nur eine sehr mäßige Erhöhung der Temperaturwechselbeständigkeit erreichen, wogegen beim Zusatz von Mengen, die eine beträchtliche Steigerung dieser Eigenschaft hervorrufen, eine andere nicht minder wichtige Eigenschaft der Magnesitsteine, nämlich ihre Widerstandsfähigkeit gegen den Angriff basischer Schlacken, empfindlich geschädigt wird. Nach Beispiel I der Patentschrift liefert das Verfahren Steine mit 9,2o/o Al203, die, auf f Ioo° C erhitzt und mit Luft angeblasen, eine Abschreckzahl von 5 bis 7 zeigen; nach Beispiel 2 enthält der Stein 17,5° A1203 und zeigt eine Temperaturwechselbeständigkeit entsprechend den Zahlen 9 bis Io. Die Verschlackungsbeständigkeit der nach beulen Ausführungsbeispielen hergestellten Steine ist nicht befriedigend. Im Gegensatz hierzu liefert das vorliegende Verfahren Steine, die erheblich widerstandsfähiger gegen basische Einflüsse sind und deren Abschreckzahl (bei 95o° C bestimmt), wie erwähnt, zwischen 4o und So liegt.
• Es muß hinzugefügt werden, daß der Zusatz von tonerdehaltigen Stoffen zu Sintermagnesitgrundmassen auch schon bei einem Gut Anwendung gefunden hat, das aus groben und feinen Anteilen zusammengesetzt ist (vgl. amerikanische Patentschrift 852 9oS). Das Wesen dieses seit langem bekannten Verfahrens besteht jedoch darin, daß der schwerschmelzbaren Grundmasse ein leichtschmelzbares Bindemittel beigefügt wird: durch Zusammensetzung des Gutes aus entsprechenden Mengen von grobkörnigem und feinkörnigeu Material sollte die Aufgabe gelöst werden, Sintermagnesitsteine nit leichtschmelzbaren Bindemitteln, z. B. mit unreinem Ton, herzustellen, während für diesen Zweck bis dahin nur reiner feuerfester Ton als brauchbar gegolten hatte. Als Äquivalente des gewöhnliehen Tons sind in der Patentschrift Gemische von Alkali- oder Metalloxyden mit Kieselsäure oder Alkali- und Metallsilikate angefihrt. Das Brennen soll hernach bei Temperaturen ausgeführt werden, bei denen (las leichtschmelzbare Bindemittel eben noch schmilzt. Iin Gegensatz hierzu zielt (las vorliegende Verfahren nicht darauf ab, die für die Erzeugung lioclifeuerfesterilIägnesitsteine üblichen Brenntemperaturen herabzusetzen; wie im Ausführungsbeispiel angegeben, werden vielmehr Brenntemperaturen zwischen 14oo und I6öo° verwendet. Es ist ferner zwingende Voraussetzung für den erfindungsgemäß angestrebten Erfolg, daß beim Brennprözeß die chemische Verbindung A1203 in schwerschmelzbarer Form vorhanden ist, wobei aber die Mengen nach unten und oben hin begrenzt sind. Außerdem weichen auch die Vorschriften des vorliegenden Verfahrens über die Korngrößenverhältnisse von den Angaben der amerikanischen Patentschrift wesentlich ab. Da beim bekannten Verfahren für die feine Fraktion der Korngrößenabstand 74 bis Io4 µ und für die grobe Fraktion der Allstand 6oo bis 833 µ gelten soll, fehlen im Vergleich zu den erfindungsgemäß zu wählenden Arbeitsbedingungen im Feinkorn die Feinsten Körner der Größe o bis 74 c und sind im groben Korn die Anteile, die größer als 8oo c sind, nur in ganz geringer Menge vo,rhanden; hingegen ist eine Mittelfraktion von 6oo bis 8oo µ stark vermehrt, was mit den Regeln der angemeldeten Erfindung gleichfalls in Widerspruch steht. Tatsächlich sind auch diese Abweichungen in den Korngrößenverhältnissen für die Herbeiführung der sprunghaft erhöhten Temperaturwechselbestäncligkeit von wesentlicher Bedeutung* Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwischen der feinen, mittleren und groben Kornfraktion die Grenz-Korigrößen ausgesondert, so daß im fertigen Satz das größte Korn einer Fraktion vom kleinsten Korn der nächsthöheren Fraktion sich um mindestens Ioo µ im Durchmesser unterscheidet. Zweckmäßig beträgt die Durchmesserdifferenz 4oo bis Iooou. Geht man hierbei bis zur obersten Grenze, d. h. bis Iooo µ, so fällt das ganze Mittelkorn fort.
• Ausführungsbeispiele I. Zu dem von derMühle anfallenden Mallgut von ioo Gewichtsteilen o bis 3000 µ werden 5ö Gewichtsteile Feinmehl (o bis Ioo µ) und IIo Gewichtsteile Grobkorn (Iooo bis 3ooo t), außerdem 2 bis 6°/o Tonerde (vorzugsweise o bis Ioo ei) zugemischt. Nach Hinzufügung von Wasser, gegebenenfalls auch anderer organischer oder anorganischer Bindemittel, wird das Gut unter Anwendung eines Druckes von 2öobis 1ooo kg/cm2 verformt, getrocknet ucl bei Temperaturen, die zwischen I4oo und I6oo° liegen, gebrannt. An Stelle von reiner Tonerle können den Tonerdegehalt von 2 bis 6% entsprechende Mengen einer tonerdelältigen Substanz, wie Baukt, Schamotte, schwerschnelzbarer tlön o. dgl., benützt werden. Auch kann statt dessen Aluminiumpulver in einer solchen Menge zugesetzt werden, daß sich beim rennett der obige Tonerdegehalt ergibt.
• 2. Das zur Verfügung stehende. Ma@lgut von o bis 3ooo u wird in drei Fraktionen mit den Durchmesserintervallen von etwa o bis Ioo s Ioo bis Ioöo µ und Iooo bis 3ooo µ zerlegt. Aus diesen Fraktionen wird das zu verpressende Gut in der Weise zusammengesetzt, daß sich der feine zum mittleren und grobkörnigen Anteil wie 3o : 2o : 5o verhält. Diese Verhältniszahlen stellen einen Mittelwert dar und können nach oben und unten etwa um ein Drittel schwanken. Die weitere Verarbeitung erfolgt, wie oben angegeben.
• 3. Das Mahlgut wird in drei Fraktionen von etwa o bis Ioo µ, Ioo bis Iooo µ und Iooo bis 3ooo c geteilt. Aus der mittleren Fraktion werden die Korngrößen Ioo bis 5oo µ, aus der groben Fraktion die Korngroßen rooo bis I5oo c ausgeschieden, der Rest wird in gleicher Weise, wie beim ersten Beispiel beschrieben, weiterverarbeitet.
• Es hat sich gezeigt, daß die angegebene Wahl der Korngrößenverhältnisse bei Zusatz Gier angegebenen Mengen Tonerde auch die Erzeugung kaltgebundener, nicht gebrannter Magnesitsteine mit erheblich erhöhter Teenperaturweclselbeständigkeit möglich macht, wobei als Bindemittel sowohl organische Bindemittel, z. B. Leinöl, Sulfitablauge, oder anorganische Bindemittel, z. B. Wasserglas, Schnellbindezenent u. cgl., verwendet werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von hochfeuerfesten Magnesitsteinen aus einem Gut, dessen Grobkornanteile zusammen mit den Feinkornanteilen den Anteil mittelgroßen Kornes überwiegen, dadurch gekennzeichnet, daß I. gemahlener Sintermagnesit als Ausgangsstoff in der Kornzusammensctzing durch Zusatz oder Ausscheidung von Mengen eines oder mehrerer Körnungsbereiche auf ein wesentlich kleineres Anteilsverhältnis des Mittelkornes zwischen Ioo und 8oo r gegenüber der Summe des Feinkornes unter Ioo r und des Grobko@nes über 8oo µ gebracht wird, derart, daß die Menge des Feinkornes zwischen o und Ioo c zu ler Mittelkor@menge zwischen ioo und Iooo r und zu der Groblornmenge oberhalb Iöoo µ sich wie 2o bis 4o : I 5 bis 25 : 3 5 bis 65 verhält, 2. dem Gut 2 bis 6 % Al203 als reine Tonerde oder in Form solche liefernder (z. B. Aluminiumpulver) oder hochschmelzende Tonerde enthaltender Stoffe, wie Bauxit: feuerfester Ton, Schäniotte> in feiner :\itfteilung zigesetzt werden: 2. Verfalircn nach Anspruch i, dadurch gca:ennzeclinet, daß die Grenzkorngrößcn zwischen der feinen, mittleren und groben Kornfraktion ausgeschieden werden, so daß im fertigen Satz das größte Korn einer Fraktion vom kleinsten Korn der nächsthöheren Fraktion um mindestens Ioo µ im Durchmesser unterschieden ist. 3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelkorn völlig ausgeschieden wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 437 Io6, 46o 418; französische Patentschriften - 697898, 699 598, 7o8 826; britische Patentschrift ..... - 36o 572; USA.-Patentschrift ....... - 852 9o8; Zeitschrift Feuerfest (i93o), S. 8i bis 85.