DE849669C - Verfahren zur Erzeugung dichter, raumbestaendiger Schamotte und feuerfester Steine - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung dichter, raumbeständiger Schamotte und feuerfester Steine Die hauptsächlich zur Herstellung feuerfester Schamottesteine dienende, aus kohlenstoffhaltigem Schieferton bisher sintergebrannte Schamotte ist stark porös, und sie ist nicht raumbeständig. Die Anzahl der Poren, insbesondere der offenen Poren, ist so hoch, daß die Wasseraufnahme über dem den Dichtbrand kennzeichnenden Grenzwert von 3 °/o liegt. Die Schamottestücke werden poröser, und es tritt eine Volumvergrößerung, ein Wachsen ein. je höher der Kohlenstoffgehalt des rohen Schiefertons ist bzw. je mehr Kohlenstoff noch die daraus erbrannte Schamotte enthält, desto stärker treten diese für eine Schamotte üblen Eigenschaften auf.
• Bei der Verwendung solcher sintergebrannten Schamotte, insbesondere zur Herstellung hochfeuerfester Steine, wirken sich diese Nachteile im erzeugten Stein ungünstig aus. Dieser erhzst eine hohe Porosität, wächst im Nachbrand an der Verwendungsstelle im Ofen und ist nicht temperaturwechselbeständig.
• Die Erfindung ermöglicht, aus kohlenstoffhaltigem Schieferton Schamotte zu erzeugen, die eine größtmögliche Dichte besitzt und raumbeständig im Nachbrand ist. Daraus hergestellte Steine haben eine niedrige Porositärt, sie wachsen nicht im Nachbrand, und sie sind temperaturwechselbeständig.
• Nach der Erfindung wird der kohlenstoffhaltige Schieferton bei einer Temperatur gebrannt, bei der das .spezifische Gewicht des Dichtbrandes, das dem höchst erreichbaren spezifischen (Gewicht praktisch gleichkommt, erreicht wird. Diese Temperatur liegt einerseits unterhalb der Temperatur, bei der durch Eintreten von Sintererscheinungen geschlossene Poren gebildet werden, im allgemeinen etwa 1100' C, andererseits über der ,Mindesttemperatur, bei der das spezifische Gewicht des gebrannter Tonstückes annähernd ein Höchstmaß erreicht hat, im allgemeinen etwa goo° C. Zwischen diesen Temperaturgrenzen liegt je nach der Tonart -die langsam vom kalten Zustand ansteigende Endbrenntemperatur ,der Schamotte. Die Einwirkung des Brennens mit oxydierender Atmosph:ä.re geschieht so lange und bis zur Endtemperatur, bis der erstrebte Zustand der Schamotte eingetreten ist. Die Zeitdauer hängt von der Stückgröße ab. Sie wird durch Ziehproben beim Erstbrand einer Tonsorte ermittelt.
• Bei diesem Brennvorgang brennt der gesamte, mindestens aber der größte Teil des Kohlenstoffes aus. Die Hohlräume des Tonstückes werden infolge Schrumpfens der Tonsubstanz enger. Dazu tritt eine molekulare Umlagerung der Tonsubstanz bzw. des Metakaolins ein. Dadurch wird ein Höchstmaß des spezifischen Gewichtes erreicht. Das Schamottestück ist dann, wenn man auch die ursprünglich vom Kohlenstoff erfüllten Hohlräume als Poren betrachtet, von einer insgesamt geringvolumi,geren Gesamtporosität erfüllt als .das ursprüngliche Tonstück, auch dann, wenn dieses etwa zwecks Ausscheidung von Kohlenstoff vorher schon bis etwa 80o° C gebrannt wurde.
• Die so gebrannte Schamotte hat bereits etwa -das höchst erreichbare spezifische Gewicht. Sie ist aber noch nicht dicht. Um diesen Zustand zu erreichen, wird die vorher bei etwa goo bis i,ioo° C :gebrannte Schamotte neuerlich vom kalten Zustand langsam ansteigend in oxydierender Atmosphäre bis auf die Sinterungstemperatur, etwa 140o° C, erhitzt.
• Mit zunehmender Temperatur über etwa üioo° C verengen und schließen sich die Hohlräume. -Die nach dem Brande bei bis etwa 1 ioo° C vorhandenen offenen Poren gehen überwiegend in geschlossene Poren über. Das Schamottestück wird dicht. In der oxydierenden Atmosphäre wird bei der langsam steigenden Erhitzung .der etwa noch vorhandene Kohlenstoffrest ausgebrannt, ehe ein Schließen der Poren oberhalb etwa iioo° C stattfindet. Dadurch wird ein Aufblähen vermieden, welches bei Anwesenheit von Kohlenstoff selbst in kleinsten Mengen von z. B. o, i % immer eintritt. Die so erhaltene Schamotte ist sticht. Sie zeigt nur ein Wa.sseraufnahmevermögen von 0,5 bis 2 %. Da kein Kohlenstoffeinschluß beim Diohtbrand erfolgt; so ist -die Schamotte raumbeständig.
• Das Wesen .der Erfindung besteht darin, eine dichte, raumbeständige Schamotte aus kohlenstoffhaltigem Schieferton zu erzeugen durch Ausscheidung des Kohlenstoffes bei offenen Poren unter gleichzeitiger Erreichung des höchsten spezifischen Gewichtes und Verengung und Schließung der Poren zur Erzielung der größten Dichte nach erfolgter vollständiger Entfernung des Kohlenstoffes.
• Durch das Verfahren ist es möglich, aus Schieferton mit einem Kohlenstoffgehalt von 1 bis 5 °l0 eine vollkommen dichte, raumbeständige Schamotte zu erzeugen. Bei entsprechend langsam ansteigenden und andauernden Erh:itzungsvorgängen kann auch aus Schieferton mit noch höheren Kohlenstoffgehalten eine dichte, raumbeständige Schamotte erzeugt werden.
• Hauptsächlich dient die nach der Erfindung erzeugte Schamotte zur Herstellung feuerfester Schamottesteine nach üblicher bekannter Herstellungsweise. Man kann hierzu die bei der Sintertemperatur dichtgebrannte und gekörnte Schamotte verwenden, die mit einem Bindemittel, z. B. Bindeton, vermischt wird. Die Formlinge werden dann in üblicher Weise gebrannt.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung wird jedoch die bis etwa 90o bis I ioo' C gebrannte Schamotte verwendet, die noch nicht die größte Dichte besitzt, und man formt nach erfolgter Zerkleinerung auf zweckentsprechende Körnungen daraus unter Zusatz eines Bindemittels, z. B. Bindeton, Steine oder Formstücke. Diese Formlinge werden dann in langsam bis etwa 140o° C ansteigendem oxydierendem Feuer gebrannt. Hierbei vollzieht sich in einem Brand das Dichtbrennen der Schamotte und die keramische Verfestigung deren Körner mit dem Bindemittel, was ein besonders festes und gegen Temperaturwechsel widerstandsfähiges Steingefüge ergibt, abgesehen noch von der Brennstoffersparnis :durch Wegfall des Schamottebrennens. Hierbei braucht die Schamotte sogar nicht vollständig kohlenstofffrei zu sein, da durch den neuerlichen Brand im Stein in langsam ansteigender Weise der noch vorhandene @Kohlenstoffrest ausgebrannt wird. Dieser Vorgang ist bei etwa rioo° C beendet. Dann schließt sich der die dichte Schamotte erzeugende Sinterbrand gleichzeitig verbunden mit der Versinterung des Bindetons an. Die erhaltenen Schamottesteine sind hochfeuerfest, dicht, besitzen eine niedrige Porosität und sind temperaturwechselbestämdig. Diese Eigenschaften konnten bis jetzt in erheblichen Ausmaßen noch nicht in einem Stein vereinigt werden. Das gleiche gilt auch für am Verwendungsort aus einer solchen Schamotte enthaltenden Masse geformte oder gestampfte Gebilde, bei denen der Brand durch die Betriebshitze des Ofens erfolgt. Das Aufheizen des Ofens braucht nur unter Beachtung ,der :dabei auf die Masse mit zu erzielenden Wirkung erfolgen.
• Es ist zweckmäßig, die Schollen des rohen kohlenstoffhaltigen Schiefertons vor dem Brennen zu zerkleinern und für den Brand nur die Stücke mit Durchmessern von etwa 2 bis 25 mm zu benutzen. Das Zerkleinerungsgut unter 2 mm Korngröße ist kohlenstoffreicher als die größeren Stücke. Durch dessen Ausscheidung wird bereits ein erheblicher Kohlenstoffanteil beseitigt. Korngrößen über 25 mm zu benutzen, ist wegen der zu großen Ungleichheit .der Stücke unzweckmäßig. Man kann übrigens auch besonders kohlenstoffreiche Stücke, die sich schon -durch die dunkle Färbung hervorheben, durch Ausklauben beseitigen.
• Ferner ist es vorteilhaft, auch stark eisenhaltige Stücke auszuscheiden. Dies kann durch Ausklauben von Hand geschehen oder nach bekannter Weise durch magnetische Ausscheidung, nach welcher die bei etwa Soo bis 6oo° C in reduzierender Atmosph.ä,re gebrannten Tonstücke einen iMagnetscheider durchlaufen, der die stark eisenhaltigen Stücke absondert.
• Schieferton mit höheren Kohlenstoffgehalten, etwa über 8 °/o, kann man auch noch einer Vorbehandlung unterziehen, indem man sie vorteilhaft ebenfalls schon weitgehend vom Eisen und dem Feingut unter 2 mm Korngröße befreit, in oxydierender Atmosphäre vom kalten Zustand langsam ansteigend bis auf etwa 700 bis 8oo° C erhitzt und die Hitze bei -dieser Temperatur so lange anhält, bis der Kohlenstoff vollständig oder weitestgehend ausgebrannt ist. Diese Schwachbrandschamotte hat ein Höchstmaß an Poren. Daran schließt sich je nach dem Ausbrand des Kohlenstoffes das weitere Brennen nach der Erfindung zur Erzielung der erstrebten dichten, raumbeständigen Schamotte an.
• Das Brennen der Schamotte nach der Erfindung kann grundsätzlich in jedem Ofen geschehen, .der bei Erzielung eines gleichmäßigen Brandes einen Durchsatz des kleinstiickigen Gutes ermöglicht. Besonders geeignet ist jedoch ein Drehrohrofen, der durch die Bewegung des Gutes Wärme an alle Flächen der Stücke gleichmä<Big und sicher kommen läßt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung dichter, raumbeständiger Schamotte aus kohlenstoffhaltigem Schieferton und Herstellung feuerfester Steine daraus, dadurch gekennzeichnet, daß .der rohe Schieferton zweckmäßig in Körnungen von etwa 2 bis 25 mm in oxydierender Atmosphäre vom kalten Zustand langsam ansteigend bis auf etwa goo bis i ioo° C erhitzt und die erhaltene Schamotte nochmals vom kalten Zustand langsain ansteigend bis zur Sintertemperatur von etwa i4oo° C gebrannt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Steine aus bis ooo bis i ioo° C erhitzter Schamotte und einem Bindemittel geformt und die Formlinge vom kalten Zustand langsam ansteigend bis zur Sintertemperatur der Schamotte gebrannt werden.