DE881477C - Verfahren zum Herstellen hochfeuerfester Silikaerzeugnisse - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen hochfeuerfester Silikaerzeugnisse Zu den keramischen Massen, die in der Metallurgie eine besondere Rolle spielen, gehören vor allem die Silikaerzeugnisse. Silikasteine werden überwiegend aus Ouarziten durch Brennen bei hohen Temperaturen zwecks Umwandlung der Kieselsäure in Kristobalit bzw. Tridymit hergestellt. Man verwendet sie namentlich dort, wo es auf hohen Widerstand gegen Abschmelzen ankommt, vornehmlich für den Bau von Martin- und Elektrostahlöfen. Hier erfüllen sie die Anforderungen aber auch nur bedingt, weil sie nicht in der Lage sind, denjenigen Temperaturen standzuhalten, die zu einer Verbesserung der Stahlherstellungsverfahren in qualitativer und quantitativer Beziehung notwendig sind. Man hat sich deshalb, beispielsweise beim Bau von Martinofengewölben, schon mit konstruktiven Mitteln zu helfen versucht, ohne damit aber entscheidend weitergekommen zu sein. Es ist auch schon versucht worden, die ualität der Silikasteine weiter zu verbessern, und- zwar durch Entfernung der den Schmelzpunkt erniedrigenden Bestandteile der Ausgangsstoffe, insbesondere der Tonerde.
• Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Güte der Silikaerzeugnisse, vor allem in bezug auf ihre Feuerfestigkeit zu verbessern, um ihnen dadurch unter Umständen gänzlich neue Anwendungsgebiete zu erschließen. Das gelang nach langen Beobachtungen und Versuchen durch die überraschende Feststellung, daß die Zugabe von freier Phosphorsäure zu Silikamassen, die Tonerde bzw. Ton enthalten, zu einer sprunghaften Erhöhung des Erweichungs- und Schmelzpunktes der Silikaerzeugnisse, aber auch einer ebenso sprunghaften Vergrößerung des Intervalls zwischen Erweichungs- und Schmelzpunkt führt. Diese Wirkung der Phosphorsäure ist am stärksten; wenn die zugegebene Menge an freier Phosphorsäure gerade ausreicht, in den dann selbst, d. h: ohne Kalkzusatz od. dgl., bindenden Quarziten die Begleiter, insbesondere Tonerde, als Orthophosphate abzubinden. Es scheint, daß diese Wirkung auf dem hohen Schmelzpunkt der Orthophosphate, z. B. ALP 04, beruht, deren Kristallstruktur und Eigenschaften in vieler Hinsicht denen der verschiedenen Modifikationen von Kieselsäure verwandt sind; eine Ansicht, die darin ihre Bestätigung finden kann, daß beispielsweise die verfärbende Wirkung des Eisenoxyds beim Brand in mit Phosphorsäure versetzter Silikämasse praktisch unterbleibt.
• Im Schrifttum ist bereits der Vorschlag behandelt worden, den Massen zur Herstellung von Silikasteinen geringe Mengen von Phosphorit, Knochenasche, Natriummetaphosphat oder -Calciummetaphosphat zuzusetzen zu dem Zweck, die beim Brennen eintretende Umwandlung der ursprünglich als Quarz vorliegenden Kieselsäure in Tridymit zu beschleunigen. Ein derartiger Zusatz ist aber zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht geeignet. Das liegt daran, daß mit den Natrium- und Calciummetaphosphaten, vor allem mit dem Phosphorit und der Knochenasche, Alkalien bzw: Erdalkalien in die Massen eingetragen werden, die bekanntermaßen schmelzpunkterniedrigend wirken.
• Im einzelnen mögen die Vorgänge, die sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen hochfeuerfester Silikamassen abspielen, und die Ursachen für die sprunghafte qualitative Verbesserung derselben noch nicht völlig geklärt sein. Entscheidend ist, daß diese Verbesserung mit dem erfindungsgemäßen Mittel, d. h: durch den Zusatz von Phosphorsäure, der mengenmäßig auf die Ab-Bindung der in den Quarziten enthaltenen schmelzpunkterniedrigenden Stoffe, insbesondere der Tonerde, zu höherschmelzenden Orthophos: phaten abgestellt ist, stets sicher und betrieblich einfach erreicht wird. Das ist auch der Fäll, wenn man die Phosphorsäure in Form von Ammoniumphosphat verwendet.
• Was die qualitative Verbesserung der Silikamassen im einzelnen betrifft, so ergab sich, daß mit der erfindungsgemäßen Behandlung nicht nur eine sprunghafte Erhöhung der Schmelz- und Erreichungspunkte erreicht wird, vielmehr auch andere Eigenschaften der Massen, die in der Technik eine besondere Rolle spielen, dabei maßgeblich beeinflußt werden. Dazu gehören z. B. die merkliche Verdichtung des Scherbens sowie die glasurartige Oberflächenbeschaffenheit der gebrannten Teile. Es wird weiteren Beobachtungen vorbehalten bleiben, welchen Einfluß die erfindungsgemäßen Maßnahmen auf die Güte der keramischen Stoffe einst noch haben und inwieweit dadurch die Brauchbarkeit entscheidend gefördert wird. Wesentlich ist aber stets, daß die aus den erfindungsgemäßen Silikamassen durch den Brand entstehenden Körper in bezüg auf ihre Schmelz- und Erweichungspunkte Eigenschaften annehmen, die bisher völlig unbekannt waren und auch nicht für möglich gehalten werden. Eigenschaften, die beispielsweise den Silikasteinen ein weit größeres Anwendungsgebiet als bisher verschaffen. Das ist entscheidend vor allem für die weitere Entwicklung der Metallurgie des Eisens, die auf die Anwendung von Ofentemperaturen angewiesen ist, denen bis heute nur solche Massen einigermaßen standhielten, derenBeschaffung sich aus wirtschaftlichen Gründen verbot und die in nur wenigen eisenerzeugenden Ländern unmittelbar zur Verfügung stehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen hochfeuerfester Silikaerzeugnisse, dadurch gekennzeichnet, daß von tonerdehaltigen Quarziten ausgegangen und diesen vor dem Brand so viel Phosphorsäure zugesetzt wird, daß die Masse selbstbindend wird und sämtliche anwesende Tonerde zu Orthophosphat abgebunden ist. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorsäure in Form von Ammoniumphosphat zur Verwendung gelangt. Angezogene Druckschriften: Niederleuthner, Uribildsame Rohstoffe keramischer Massen, 1928, S. a99.