DE933977C

DE933977C - Hochfeuerfeste Steine und Massen aus Quarzgut

Info

Publication number: DE933977C
Application number: DED3078D
Authority: DE
Inventors: Robert Clemens Dipl-Ch Kanters
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1944-02-13
Filing date: 1944-02-13
Publication date: 1955-10-06

Description

Hochfeuerfeste Steine und Massen aus Quarzgut Es ist bekannt, hochfeuerfeste Steine aus Quarzgut herzustellen und diese als feuerfesten Baustoff für heißgehende Öfen zu benutzen. Zerkleinertes Quarzgut wurde mit Kalk oder Sulfitablauge, welche Stoffe als Bindemittel dienen, vermischt. Das Gemisch wurde zu Steinen verformt, die dann gebrannt wurden.
Diese so hergestellten Steine besaßen jedoch nur eine geringe Temperaturwechselbeständigkeit. Ferner lag die Feuerfestigkeit der gebrannten Steine meist so tief unter der Feuerfestigkeit des Quarzgutes, daß der erstrebte Zweck, einen besonders hochfeuerfesten Baustein zu erhalten, nicht erreicht wurde.
Die Erfindung ermöglicht die Herstellung hochfeuerfester Bausteine aus Quarzgut, die eine überragende Temperaturwechselbeständigkeit besitzen und im ungebrannten Zustand eine so hohe Kalkdruckfestigkeit zeigen, daß sie ungebrannt versandt und eingebaut werden können.
Nach der Erfindung wird gekörntes Quarzgut mit Portlandzement vermischt. Aus dem Gemisch werden Steine geformt. Nach kurzer Trockenzeit zeigen die Steine bereits die erwünschten Eigenschaften. Ein Brennen der Steine erfolgt nicht. Ihr Brand geschieht nach erfolgtem Einbau im Ofen durch dessen Betriebshitze.
Statt Steine zu formen und diese in die Ofen einzubauen, können auch Ofenteile durch Stampfen der aus Quarzgut und Portlandzement bestehenden Masse, aus der sonst die geformten Steine bestehen, im Ofen selbst gebildet werden. Dies ermöglicht insbesondere bei Ausbesserung ein genaues Einpassen der neuen Teile eines Ofens in das sie umgebende, bereits stehende Mauerwerk. Diese gestampften Ofengebilde besitzen die gleichen Eigenschaften wie die geformten Steine; sie sind äußerst hoch standfest und besitzen eine außergewöhnlich hohe Temperaturwechselbeständigkeit.
Zum zweckmäßig abgestuft gekörnten Quarzgut werden 5 bis io °/o Portlandzement zugemischt. Dieser enthält geringe Mengen Tonerde und Kalk, hauptsächlich aber Kieselsäure. Die geringen Kalk-und Tonerdemengen beeinflussen die Feuerfestigkeit praktisch nur sehr wenig im Sinne einer Herabsetzung, während die Kieselsäure bezüglich der Feuerfestigkeit überhaupt nicht herabsetzend wirkt. Es wird also die hohe Feuerfestigkeit des Quarzgutes in den nach der Erfindung hergestellten Steinen oder gestampften Ofengebilden praktisch völlig erhalten. Dazu kommt die hohe Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechsel. Der Portlandzement bildet eine dünne Bindehaut zwischen den Quarzgutkörnern. Infolge liydraulischer Abbindung hält der Portlandzement die Ouarzgutkörner fest zusammen. Dieser feste Zusammenhalt wird auch beim Erhitzen nicht gestört. Die Portlandzementhaut versintert, und es entsteht eine keramische Verfestigung. Dieser Verfestigungsvorgang wird nicht durch Ausdehnung der Massekörner gestört, da Quarzgut sich beim Erhitzen praktisch nicht ausdehnt. Die versinternde Bindehaut des Portlandzementes wird daher nicht zerrissen. Dadurch bleibt das feste Gefüge des Steines bzw. des gestampften Ofenteilen bestehen. Die Steine besitzen einen hohen Widerstand gegen Temperaturwechsel und sind hoch feuerfest, dem Quarzgut selbstnahe kommend., da dessen Feuerfestigkeit nicht durch die Vermengung mit die Feuerfestigkeit herabsetzenden Bindemitteln erniedrigt wird.
So zeigten Steine, die aus Quarzgut in abgestuften Körnungen von o bis io mm hergestellt wurden, wobei etwa 25 bis 30°/0 unter o,i mm Korngröße lag, und das Korngemisch im Koller 6% Portlandzement und 6% Wasser zugesetzt erhielt, nach dem Formen und 5tägigem Lagern ungebrannt eine Kaltdruckfestigkeit von 2[6o kgcm2, und sie hielten 5o Abschreckungen (Wasserprobe) aus. Auch nach einem 4stündigem Erhitzen auf 4oo bzw. 8oo und i2oo ° C blieb die Kaltdruckfestigkeit von über 200 kgcm2 bestehen. Der ta-Punkt lag bei 169o°. Die Steine waren außerordentlich kantenfest und konnten versandt werden. Ihr Einbau im Ofen erfolgte im ungebrannten Zustande. Zur Vermauerung der nach der Erfindung hergestellten Steine wind nach der Erfindung ein Mörtel benutzt, der die gleiche Massenzusammensetzung besitzt wie die Steine selbst. Nur sind die gewählten Korngrößen kleiner als die der Steinmasse. Dieser Mörtel kann auch zur Vermauerung anderer feuerfester Steine verwendet werden, und er ist insbesondere infolge der Temperaturwechselbeständigkeit geeignet zum Ausfugen von Mauerwerk und als Anstrich bzw. aufgetragene Schutzmasse von Steinen oder Mauerwerk.
Die Steine und Massen nach der Erfindung eignen sich besonders für Ausbesserungen von Ofen. Steine können, ohne zu springen oder zu reißen, mit einer normalen Außentemperatur sofort in die höchsten Ofentemperaturen gebracht werden. Die aus der Masse im Ofen gebildeten Ofenteile brauchen nicht erst langsam angeheizt zu werden. Sie können sofort mit der vollen Betriebstemperatur belastet werden. Dadurch wird ein wesentlicher technischer Belang erfüllt. Die Vermeidung einer Stillegung der Ofen zu ihrer Ausbesserung sowie der Wegfall des langsamen, allmählich ansteigenden Wiederhochheizens sind insbesondere in Zeiten der Höchstanspannung der Produktion von ausschlaggebendem Vorteil.
Andere Zemente, wie Aluminiumzement, Tonerdezement, eignen sich nicht. als Bindemittel, da sie zu große Mengen Stoffe enthalten, welche die Feuerfestigkeit herabsetzen.
Die Verwendung des Portlandzementes als Bindemittel für Schamotte, Sintermagnesit, Siliciwmcarbid und für Quarz zur Herstellung von Steinen ist bereits bekannt. Solche mit Portlandzement hergestellten Steine wurden aber vor ihrem Einbau im Ofen erst gebrannt. Ihnen mangelte allen die Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechsel und die gleichmäßige Festigkeit in allen Erhitzungsstufen. So führt z. B. ein Gemisch von Quarz und Zement bei Temperaturen zwischen 400 und 8oo° C zu einem starken Abfallen der Kaltdruckfestigkeit. Dies bedeutet eine Gefahr bei der Verwendung solcher Steine z. B. als druckbelastete Gewölbesteine, die aber bei jedem Ofen während .des Aufheizens vorhanden sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hochfeuerfeste Steine und Massen- aus Quarzgut, gekennzeichnet durch ein Gemisch aus gekörntem Ouarzgüt und geringen Mengen Portlandzement.
2. Verfahren zur Herstellung hochfeuerfester Steine und Massen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Quarzgut in abgestuften Körnungen, wobei etwa 25 % Feinmehl von o bis o,i mm Korngröße vorhanden ist, mit 5 bis io% Portlandzement versetzt und das Gemisch gegebenenfalls zu Steinen verformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch von Quarzgut und Portlandzement etwa der gleiche Hundertsatz des Portlandzementes Wasser zugegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngrößen des Quarzgutes 1,o mm nicht übersteigen und über 5o% der Menge des Quarzgutes eine Korngröße unter o,2 mm besitzt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 720 142, 596 380, 582,446, 351 789, 15o 628.