DE897222C - Aus dem Schmelzfluss gegossenes feuerfestes Erzeugnis - Google Patents
Aus dem Schmelzfluss gegossenes feuerfestes ErzeugnisInfo
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Description
- Aus dem Schmelzfluß gegossenes feuerfestes Erzeugnis Die feuerfesten Steine, welche zum Bau von Schmelzöfen für Gläser verwendet werden, die bei ihren Schmelztemperaturen in hohem Maße korrodierend sind, verunreinigen das Glas durch Schlieren, die teils sichtbar, teils für das unbewaffnete Auge nicht sichtbar sind. Gleichgültig, ob sie sichtbar oder nicht sichtbar sind, besitzen sie einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Glas und führen zu Spannungen, welche seine Temperaturbeständigkeit verschlechtern. Die üblicherweise verwendeten feuerfesten Baustoffe enthalten einen beträchtlichen Anteil an Tonerde, welcher Schlieren von hohem Ausdehnungskoeffizienten ergibt, die besonders ungünstig in Borsilikatgläsern wirken, in denen dieser Unterschied noch durch den niedrigen Ausdehnungskoeffizienten des Glases selbst verstärkt wird, während gerade eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechselbeanspruchungen angestrebt wird. Zweck der Erfindung ist es, ein feuerfestes Erzeugnis zu schaffen, welches diese Wirkungen auf ein Minimum herabsetzt.
- Die ungünstigen Wirkungen der aus den feuerfesten Steinen herrührenden Schlieren können auf zwei verschiedenen Wegen herabgesetzt werden. Der erste dieser Wege ist der einer Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des feuerfesten Stoffes gegen chemische Angriffe. Hierdurch wird die Menge an feuerfestem Material, welche in das Glas gelangt und von diesem gelöst wird, verringert. Das bekannte Verfahren zur Herstellung von Tonerde-Kieselsäure-Körpern durch .Schmelzen und Gießen, statt durch Brennen, wie es in der USA.-Patentschrift 1615 750 beschrieben ist, strebt dieses Ergebnis an. Die zweite Möglichkeit zur Verringerung der durch die erwähnten Schlieren verursachten Spannungen ist die der Wahl einer feuerfesten Masse von hinreichend widerstandsfähiger Zusammensetzung, welche Schlieren ergibt, deren Ausdehnungskoeffizient niedrig ist. Es wurde gefunden, daß diese Eigenschaft gewissen Zusammensetzungen von hohem Zirkonerdegehalt in befriedigendem Grade zukommt.
- Im Handel kommt Zirkonerde in Form eines rohen Oxydes vor, das als Zirkit verkauft wird und erhebliche Mengen an Kieselsäure, Eisenoxyd und Tonerde enthält. Das als Zirkon bekannte Silikat ist demgegenüber verhältnismäßig rein, besitzt jedoch einen Kieselsäuregehalt von 35 °/o: Typische Analysen dieser beiden Stoffe sind im folgenden wiedergegeben:
Zirkit J Zirkit I Zirkon 1 Zirkon Zr02........ 78,o 73,8 64,o 62,6 SiO2 ........ =o,89 15,95 3500 35,00 A1203 ....... 3,46 5,5 0,16 0,r2 Fe, 03 ....... 5,12 5,36 o,oi o,1o Ti 02 ........ 1,4o o,84 0,3o I,75 CaO ...... . 0,30 0,31 0,15 0,1o Mg0........ o,1o 0,00 0,15 0,05 Alkali ....... 9,22 0,56 0,02 0,00 P2 05 ........ o,36 o,68 0,15 0;20 - Zirkon kann jedoch durch Schmelzen mit kalzinierter Soda behandelt und so ein. Erzeugnis mit ungefähr 9,5 °/o SiO2 und bis zu 1,5 °/o Na20 erhalten werden, das im übrigen im wesentlichen aus Zirkondioxyd besteht. Es kann auch Zirkon mit Koks in einem elektrischen Ofen geschmolzen werden, mit dem Ergebnis, daß der Hauptteil der Kieselsäure reduziert wird und sich verflüchtigt, wobei ein Produkt mit ungefähr 95 °% Zr 02 und 5 % Si 02 erhalten wird. Wenn dieses letztere ohne Koks erneut geschmolzen wird, so wird der Rest der Kieselsäure unter dem Einfluß der hohen Temperatur verflüchtigt und ein Enderzeugnis erhalten, das im wesentlichen aus reinem geschmolzenem Zirkondioxyd besteht.
- Es wurde gefunden, daß aus diesen Stoffen mit gewissen Zusätzen auf dem Schmelzwege feuerfeste Erzeugnisse hergestellt werden können, die nicht nur frei von Tonerde sind und daher nicht Neigung zu Schlieren ergeben, sondern auch erheblich widerstandsfähiger sind als die bekannten feuerfesten Erzeugnisse, so daß nur ein kleinerer Anteil in dem Glas gelöst wird.
- Während durch Versuche nachweisbar ist, daß 1oö°%iges Zirkondioxyd der höchstwiderstandsfähige Stoff gegen Glasschmelzen ist, macht sein hoher Schmelzpunkt von 27oo° C seine praktische Verwendung schwierig: Es wurde jedoch gefunden, daß zu Zirkondioxyd verschiedene Flußmittel in gewissen Mengen zugesetzt werden können, ohne die Widerstandsfähigkeit unter zweckmäßige Grenzen herabzusetzen. Die Flußmittel, die vorzugsweise verwendet werden, sind Alkalien, Erdalkalien und Kieselsäure, d. h. sämtlich Stoffe, die normale Bestandteile handelsüblicher Gläser sind und weder Färbungen noch Gase durch Reaktion mit dem Glas erzeugen.
- Es wurde gefunden, daß K20, . Na20 oder Li20 in Mengen bis zu 15)/, eingeführt werden können, beispielsweise als Karbonate, ohne die Widerstandsfähigkeit eines gegossenen Körpers aus im übrigen reinem Zirkondioxyd erheblich zu verringern. Jedoch ist die Flüchtigkeit des nicht in Reaktion getretenen Alkalis so groß, daß ein erheblicher ÜberSChuß eingeführt werden muß, um ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen, besonders dann, wenn die geschmolzene Menge gering ist. Hierdurch werden selbstverständlich die Kosten gesteigert, wenn nicht Sorge für eine Wiedergewinnung des kondensierten Alkalis getragen wird. Beispielsweise mußten 25 °/o Na20 (44 Teile schweres Nag CO,) zugesetzt werden, um einen Gehalt der Gußstücke von 18 0/0 Na, 0 zu erzielen. Der Verlust ist bei höherem Anteil des Flußmittels geringer. Vorzugsweise wird Nag C 03 verwendet, da Na20 das billigste Alkali und nicht so flüchtig ist wie andere. Nachstehend wird eine geeignete Zusammensetzung angegeben, in welcher das Zr02 in einer Korngröße von unter o,4 mm vorliegt.
Zusammensetzung Zusammensetzung Gemengesatz der Mischung des Gußkörpers 8o Teile Zr02 .... 8o % Zr 0, 85 0/0 Zr02 35 Teile Na2C03 . . 2o °/o Na20 15 % Na20 - Andererseits ermöglichen die höheren Verflüchtigungstemperaturen der Oxyde der Erdalkalimetalle, nämlich von Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontuim und Barium, ihr fast völliges Verbleiben in dem Erzeugnis, wenn eines oder mehrere dieser Oxyde als Flußmittel für reines Zirkondioxyd 'verwendet werden. Bis zu 25 0/0 können zugesetzt werden, ohne die Widerstandsfähigkeit erheblich herabzusetzen. Ca0, Sr0 und BaO bilden, wenn sie in zu hohen Anteilen gebraucht werden, Zirkonate, und diese Phasen sind in ihrer Widerstandsfähigkeit dem Baddeleyit erheblich unterlegen. BaO ergibt, auf sein Gewicht bezogen, die größte Flußmittelwirkung, und Zusammensetzungen mit diesem Oxyd sind deshalb am leichtesten zu gießen. Die Erdalkalien können offenbar in irgendeiner Form eingeführt werden, welche bei erhöhten Temperaturen das Oxyd durch Dissoziation frei werden läßt. Das BaO z. B. kann in Gestalt des Monoxyds, Dioxyds, Carbonats oder Sulfats verwendet werden. Eine vorzugsweise Gemischzusammensetzung bei der Verwendung von Erdalkalien als Flußmittel ist die folgende:
Zusammensetzung Zusammensetzung Gemengesatz der Mischung des Bußkörpers 85 Teile Zr 02 .... 85 0/0 Zr 02 85 0/0 Zr 02 =g Teile BaC03 . . 15 0/0 BaO 15 0/0 BaO I. Zusammensetzung Gemengesatz der Mischung Zr02 I si02 ioo Teile rohes ZrO2 . . . . . . . . . I 95 0/0 5 0/0 II. Zusammensetzung Gemengesatz der Mischung Zr02 I Sioa 500/, rohes Zr02 . . . . . . . . . . . . . 47,5% 9-,5% 50 % Zirkon . . . . . . . . . . . . . . . . . 32,0% 17,5 0/0 79,5()/o I 20,00/0 I: Zusammensetzung Zusammensetzung Gemengesatz- des Gemenges des Gußkörpers Zr02I Sioz INa20 Zr021 Si02 INaz0 85,5 Teile - rohes Zr 02... 81 4,3 27 Teile schwe- res Nag C 03 . . 15 81 I 4,3 j 15 92 1 4 ! 3,6 II. Zusammensetzung Zusammensetzung Gemengesatz des Gemenges des Gußkörpers Zr021 Si0z INa20 Zr02l Si02 INaz0 ioo Teile Zr02 Trübungsmittel 89 9,5 1,5 89,9 9,40 0,71 I. Zusammensetzung Gemengesatz der Mischung Zr02 I Si02 I Ba0 95 Teile rohes Zr0......... 90,2 4,8 6,5 Teile BaC03 ............ l 5;o 90,2 I 4,8 I 5,0 II. Zusammensetzung - Gemengesatz " " der Mischung Zr02 I Si02 I Na20 I Ba0 95 Teile rohes Zr02 .:... 84,5 9,o 1,43 6,5 Teile BaC03 ........ 5,0 84-5 9,0' i,43' 5,0
Claims (7)
- PATENTANSPRÜCHE: i. Im Schmelzfluß erzeugtes und gegossenes feuerfestes Erzeugnis, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus kristallinem Zirkonoxyd besteht, das in einer Grundmasse eingebettet ist, die aus Alkalien, Erdalkalien, Kieselsäure oder ihren Gemischen besteht und Tonerde höchstens als Verunreinigungen enthält.
- 2. Aus dem Schmelzfluß gegossenes feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es neben Zirkonoxyd noch ein oder mehrere der Alkalien; wie li20, Na, 0, K20, enthält, wobei der Gesamtgehalt an Alkali geringer ist als 15 Gewichtsprozent auf Grund chemischer Analyse.
- 3. Aus dem Schmelzfluß gegossenes feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es neben Zirkonoxyd noch ein oder mehrere Erdalkalioxyde, wie Mg 0, Ca 0, Be 0, Sr 0 und Ba 0, enthält, wobei der Gesamtgehalt an Erdalkali geringer ist als 25 Gewichtsprozent auf Grund chemischer Analyse.
- 4. Aus dem Schmelzflug gegossenes feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es rieben Zirkonoxyd noch Kieselsäure enthält, wobei der Kieselsäuregehalt geringer ist als 2o Gewichtsprozent auf Grund chemischer Analyse.
- 5. Aus dem Schmelzfluß gegossenes feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es neben Zirkonoxyd bis 2o °/o Kieselsäure und bis 15 °/o Alkali enthält.
- 6. Im Schmelzfluß erzeugtes und gegossenes feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch 3; dadurch gekennzeichnet, daß es neben Zirkonoxyd und einem Gehalt von höchstens 2o °/o Kieselsäure bis 25 °/o Erdalkalioxyd enthält.
- 7. Aus dem Schmelzfluß gegossenes feuerfestes Erzeugnis nach Anspruch i, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kieselsäuregehalt weniger als 5 Gewichtsprozent beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US897222XA | 1939-10-11 | 1939-10-11 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE897222C true DE897222C (de) | 1953-11-19 |
Family
ID=22219274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES20427D Expired DE897222C (de) | 1939-10-11 | 1940-10-09 | Aus dem Schmelzfluss gegossenes feuerfestes Erzeugnis |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE897222C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0403387A1 (de) * | 1989-06-15 | 1990-12-19 | Societe Europeenne Des Produits Refractaires | Schmelzgegossene feuerfeste Produkte mit einem hohen Gehalt an Zirkoniumoxid |
-
1940
- 1940-10-09 DE DES20427D patent/DE897222C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0403387A1 (de) * | 1989-06-15 | 1990-12-19 | Societe Europeenne Des Produits Refractaires | Schmelzgegossene feuerfeste Produkte mit einem hohen Gehalt an Zirkoniumoxid |
FR2648455A1 (fr) * | 1989-06-15 | 1990-12-21 | Produits Refractaires | Produits refractaires fondus et coules a forte teneur en zircone |
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