EP3468938A1 - Spinel refractory granulates which are suitable for elasticizing heavy-clay refractory products, method for their production and use thereof - Google Patents

Spinel refractory granulates which are suitable for elasticizing heavy-clay refractory products, method for their production and use thereof

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EP3468938A1
EP3468938A1 EP17713279.2A EP17713279A EP3468938A1 EP 3468938 A1 EP3468938 A1 EP 3468938A1 EP 17713279 A EP17713279 A EP 17713279A EP 3468938 A1 EP3468938 A1 EP 3468938A1
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EP
European Patent Office
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refractory
sintered
magnesia
mgo
spinel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17713279.2A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Liever
Hilmar Schulze-Bergkamen
Carsten Vellmer
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Refratechnik Holding GmbH
Original Assignee
Refratechnik Holding GmbH
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Filing date
Publication date
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Abstract

The invention relates to a granular refractory mineral elasticizing granulate for refractory products, in particular for basic refractory products, wherein the minerals consist of mono-phase sintered spinel mixed crystals of the ternary system MgO-Fe2O3-Al2O3 of the composition range MgO: 12 to 19.5, in particular 15 to 17 wt.-%, remainder: Fe2O3 and Al2O3 in a quantity ratio range of Fe2O3 to Al2O3 between 80 to 20 and 40 to 60 wt.-%, the respective mixed crystals having an Fe2O3 and Al2O3 content, starting from an MgO content between 12 and 19.5 wt.-%, from the limited ranges indicated for each case, to obtain 100% in the total composition. The invention also relates to a method for producing said elasticizing granulate and to the use of the same.

Description

Zur Elastifizierung von grobkeramischen Feuerfesterzeugnissen geeignete feuerfeste Spinellgranulate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre  Refractory spinel granules suitable for elastification of heavy clay fireproof products, process for their preparation and their
Verwendung  use
Die Erfindung betrifft zur Elastifizierung von grobkeramischen, insbesondere basischen, feuerfesten Erzeugnissen geeignete feuerfeste Spinellelastifizie- rergranulate, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Spi- nellelastifizierer haltigen, grobkeramischen, insbesondere basischen Feuerfesterzeugnissen. The invention relates to the refining of coarse ceramic, in particular basic, refractory products suitable refractory spinel elastomer granules, a process for their preparation and their use in spinelelastifizieriferous, coarse ceramic, especially basic refractory products.
Keramische Feuerfesterzeugnisse basieren auf feuerfesten Werkstoffen, z. B. auf basischen feuerfesten Werkstoffen. Feuerfeste basische Werkstoffe sind Werkstoffe, in denen die Summe der Oxide MgO und CaO deutlich überwiegt. Sie sind z. B. in den Tabellen 4.26 und 4.27 im „Taschenbuch Feuerfeste Werkstoffe, Gerald Routschka, Hartmut Wuthnow, Vulkan-Verlag, 5. Auflage" aufgelistet. Ceramic refractory products are based on refractory materials, eg. B. on basic refractory materials. Refractory basic materials are materials in which the sum of the oxides MgO and CaO clearly outweighs. They are z. B. in Tables 4.26 and 4.27 in "Paperback refractory materials, Gerald Routschka, Hartmut Wuthnow, Vulkan-Verlag, 5th edition" listed.
Elastifizierende Spinellgranulate - im Folgenden auch nur„Spinellelastifizierer" oder„Elastifizierer" genannt, die üblicherweise in Form von grobkörnigen Granulaten eingesetzt werden - in einem grobkeramischen, als sogenannte Hauptkomponente mindestens ein feuerfestes mineralisches Feuerfestwerkstoffgranulat aufweisenden, z. B. basischen, Feuerfesterzeugnis sind mit einem jeweils geeigneten Gehalt den Feuerfesterzeugnissen beigemengte, statistisch im Feuerfesterzeugnisgefüge verteilte, körnig vorliegende, eine im Vergleich zur Hauptkomponente andere mineralische Zusammensetzung aufweisende Feuerfestwerkstoffgranulate, die im Vergleich zur Hauptkomponente z. B. einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen und die das Gefüge des Feuerfesterzeugnisses durch Herabsetzung des E- und G- Moduls elastifizieren bzw. die Sprödigkeit des Feuerfesterzeugnisses vermindern und dadurch, z. B. infolge Mikrorissbildung, die Temperaturwechselbeständigkeit bzw. die Temperaturschockbeständigkeit erhöhen. In der Regel bestimmen sie das physikalische bzw. mechanische und thermomechanische Verhalten eines z. B. basischen Feuerfesterzeugnisses, das als Hauptkomponente mindestens einen körnigen, z. B. basischen, feuerfesten mineralischen Werkstoff aufweist. Derartige Elastifizierer sind z.B. MA-Spinell, Hercynit, Ga- laxit, Pleonast aber auch Chromit, Pikrochromit. Sie werden z. B. im oben genannten Taschenbuch im Kapitel 4.2 im Zusammenhang mit verschiedenen, z. B. basischen grobkeramischen Feuerfesterzeugnissen beschrieben. Elasticizing spinel granules - hereinafter also referred to as "spinel elastomers" or "elastifiers", which are usually used in the form of coarse granules - in a coarse ceramic, as a so-called main component at least one refractory mineral refractory material granules, z. B. basic, refractory products are mixed with a suitable content of the refractory products, randomly distributed in the refractory product structure, granular present, compared to the main component other mineral composition having refractory material granules, which in comparison to the main component z. B. have a different coefficient of thermal expansion and elasticize the structure of the refractory product by reducing the E and G module or reduce the brittleness of the refractory product and thereby, for. B. due to microcracking, increase the thermal shock resistance or thermal shock resistance. Usually determine the physical or mechanical and thermo-mechanical behavior of a z. B. basic refractory product, the main component at least one granular, z. B. basic, refractory mineral material. Such elastifiers are, for example, MA spinel, hercynite, galaxite, pleonast but also chromite, picrochromite. They are z. B. in the above-mentioned paperback in Chapter 4.2 in connection with various, z. As basic coarse ceramic refractory products described.
Übliche Körnungen von körnigen Spinellelastifizierergranulaten liegen bekanntlich hauptsächlich z. B. zwischen 0 und 4 mm, insbesondere zwischen 1 und 3 mm. Die Körnungen der Hauptkomponenten der Feuerfesterzeugnisse aus feuerfesten, z. B. basischen Werkstoffen liegen bekanntlich hauptsächlich z. B. zwischen 0 und 7 mm, insbesondere zwischen 0 und 4 mm. Der Begriff „körnig" wird im Folgenden grundsätzlich im Gegensatz zu den Begriffen Mehl oder Pulver bzw. mehlfein oder pulverfein verwendet, wobei unter Mehl oder Feinanteile oder feinteilig Körnungen unter 1 mm, insbesondere unter 0,1 mm verstanden werden soll. Hauptsächlich meint, dass jeder Elastifizierer untergeordnete Mehlanteile und Gröberes aufweisen kann. Aber auch jede Hauptkomponente kann Mehl- bzw. Pulveranteile bis z.B. 35 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-% und untergeordnet Gröberes enthalten. Denn es handelt sich um industriell erzeugte Produkte, die nur mit begrenzten Genauigkeiten erzeugbar sind. Usual grain sizes of granular spinel elastomers are known to be mainly z. B. between 0 and 4 mm, in particular between 1 and 3 mm. The grains of the main components of the refractory products of refractory, z. B. basic materials are known mainly z. B. between 0 and 7 mm, in particular between 0 and 4 mm. The term "granular" is used in the following in principle in contrast to the terms flour or powder or fine flour or fine powder, which is to be understood by flour or fines or finely divided grits below 1 mm, in particular below 0.1 mm However, each main component may also contain flour or powder fractions of up to, for example, 35% by weight, in particular 20% by weight and subordinately coarser, because these are industrially produced products which are only available with Limited accuracies are generated.
Grobkeramische Feuerfesterzeugnisse sind hauptsächlich geformte und unge- formte keramisch gebrannte oder ungebrannte Erzeugnisse, die durch ein grobkeramisches Herstellungsverfahren unter Verwendung von Korngrößen der feuerfesten Komponenten z. B. bis 6 mm oder 8 mm oder 1 2 mm hergestellt sind (Taschenbuch, Seite 21 /22). Crude ceramics refractory products are mainly shaped and unformed ceramically fired or unfired products produced by a heavy clay manufacturing process using refractory component grain sizes, e.g. B. to 6 mm or 8 mm or 1 2 mm are made (Paperback, page 21/22).
Die feuerfeste Hauptkomponente - auch Resistor genannt - bzw. die feuerfesten Hauptkomponenten derartiger z. B. basischer Feuerfesterzeugnisse gewährleisten im Wesentlichen die gewünschte Feuerfestigkeit sowie mechani- sehe bzw. physikalische und chemische Resistenz, während die Elastifizierer neben ihrer elastifizierenden Wirkung ebenfalls zumindest unterstützend die mechanischen und thermomechanischen Eigenschaften, aber auch ggf. die Korrosionsbeständigkeit sowie eine chemische Beständigkeit z. B. gegen Alkalien und Salze gewährleisten sollen. In der Regel überwiegt der Anteil der feuerfesten Hauptkomponente, d. h. er beträgt über 50 Masse-% im Feuerfesterzeugnis, so dass demgemäß der Gehalt an Elastifizierer in der Regel bei unter 50 Masse-% liegt. The refractory main component - also called Resistor - or the main refractory components of such z. B. basic refractory products essentially ensure the desired fire resistance and mechanical see or physical and chemical resistance, while the elastifiers in addition to their elasticizing effect also at least supportive of the mechanical and thermomechanical properties, but also possibly the corrosion resistance and a chemical resistance z. B. to ensure against alkalis and salts. As a rule, the proportion of the main refractory component predominates, ie it is more than 50% by mass in the refractory product, so that the content of elastifier is generally below 50% by mass.
Feuerfeste Elastifizierer - auch Mikrorissbilder genannt - werden für grobkeramische Feuerfesterzeugnisse z. B. in DE 35 27 789 C3, DE 44 03 869 C2, DE 1 01 1 7 026 B4 beschrieben. Es sind demnach feuerfeste Werkstoffe, die die Resistenz des Gefüges der feuerfesten, z. B. basischen Erzeugnisse gegen mechanische und thermomechanische Belastungen, insbesondere durch Herabsetzung des E-Moduls erhöhen und die Resistenz gegen chemische Angriffe, z. B. gegen Schlackenangriffe, sowie Salz- und Alkalienangriffe zumindest nicht verschlechtern. In der Regel sind Ursache für die Elastifizierung Gefügestörungen wie Verspannungen und/oder Mikrorisse, die dazu führen, dass von au ßen eingetragene Spannungen abgebaut werden können. Refractory elastifiers - also called micro crack images - are used for heavy clay fireproof products such. B. in DE 35 27 789 C3, DE 44 03 869 C2, DE 1 01 1 7 026 B4 described. It is therefore refractory materials that the resistance of the structure of the refractory, z. B. increase basic products against mechanical and thermo-mechanical stresses, in particular by reducing the modulus of elasticity and resistance to chemical attack, eg. B. against slag attacks, as well as salt and Alkalalienangriffe at least not worsen. As a rule, cause of the elastification microstructural disorders such as tensions and / or microcracks, which can lead to the fact that externally registered voltages can be reduced.
Bekannt ist, dass Aluminiumoxid enthaltende basische Feuerfesterzeugnisse für den Gebrauch z. B. in der Zement-, Kalk- oder Dolomitindustrie bei hohen Betriebstemperaturen um die 1 .500 °C im Allgemeinen ausreichende mechanische sowie thermomechanische Eigenschaften besitzen. Diese Erzeugnisse werden gewöhnlich durch die Zugabe von Aluminiumoxid und/oder Magnesi- umaluminat-Spinell (MA-Spinell) zu gebrannter Magnesia bzw. Schmelzmagnesia elastifiziert. Solcherart Feuerfesterzeugnisse auf der Basis von Magnesia erfordern niedrige Calciumoxid-Gehalte (CaO), was nur durch gut aufbereitete, teure Rohstoffe möglich ist. Im Beisein von Calciumoxid bilden Aluminiumoxid und MA-Spinell CaO-AI203-Schmelzen und beeinflussen damit die Sprödigkeit der keramischen Erzeugnisse negativ. Zusätzlich entstehen in industriellen Ofenaggregaten, z. B. in Zementöfen, bei hohen Temperaturen Reaktionen zwischen Aluminiumoxid, in-situ-Spinell oder MA-Spinell und der CaO enthaltenden Zementklinkerschmelze Minerale, z. B. Mayenit (Ca12AI14033) und/oder Ye'elimit (Ca4AI6012(S04)), die zu einem vorzeitigen Verschlei ß der Ofenauskleidung führen können. Darüber hinaus neigen dichte und niedrig-poröse Magnesiaspinell-Steine, die als elastifizierende Komponenten entweder gesinterte oder geschmolzene MA-Spinelle (Magne- siumaluminatspinelle) enthalten, nur wenig zur Ausbildung einer stabilen Ansatzschicht, die sich aus Zementklinkerschmelzen während des Betriebs auf der feuerfesten Auskleidung aufbaut und im Zementdrehrohrofen erwünscht ist. It is known that alumina-containing basic refractory products for use z. B. in the cement, lime or dolomite industry at high operating temperatures around 1, 500 ° C generally have sufficient mechanical and thermo-mechanical properties. These products are usually elasticized by the addition of alumina and / or magnesium aluminate spinel (MA spinel) to calcined magnesia. Such magnesia-based refractory products require low levels of calcium oxide (CaO), which is only possible with well-prepared, expensive raw materials. In the presence of calcium oxide, aluminum oxide and MA spinel form CaO-Al 2 O 3 melts and thus adversely affect the brittleness of the ceramic products. In addition, arise in industrial furnace units, eg. As in cement kilns, at high temperatures reactions between alumina, in-situ spinel or MA spinel and the CaO-containing cement clinker melt minerals, z. B. Mayenite (Ca 12 Al 14 0 3 3) and / or Ye'elimit (Ca 4 AI 6 0 12 (S0 4 )), which can lead to premature wear ß the furnace lining. In addition, dense and low-porous magnesia spinel bricks containing as elasticizing components either sintered or molten MA spinels (magnesium aluminate spinels), have little tendency to form a stable cladding layer which builds up from cement clinker melts during operation on the refractory lining and in the cement rotary kiln is desired.
Diese Nachteile haben dazu geführt, Hercynit (FeAI204) als Elastifizierer einzusetzen, und zwar in Feuerfesterzeugnissen für die Brennzonen in Zementdrehrohröfen, die aufgrund der Eisengehalte des Elastifizierers ein deutlich verbessertes Ansatzvermögen aufweisen und im Falle von synthetischem Hercynit (DE 44 03 869 C2) oder Eisenoxid-Aluminiumoxid-Granulat (DE 1 01 1 7 026 A1 ) der keramischen Versatzmasse des Feuerfesterzeugnisses zugegeben werden. These disadvantages have led to use hercynite (FeAI 2 0 4 ) as an elasticizer, in refractory products for the combustion zones in cement rotary kilns, which have a significantly improved reactivity due to the iron content of the elastifier and in the case of synthetic hercynite (DE 44 03 869 C2 ) or iron oxide-aluminum oxide granules (DE 1 01 1 7 026 A1) are added to the ceramic batch mass of the refractory product.
Variierende Redoxbedingungen, die z. B. in Öfen der Zement-, Dolomit-, Kalk und Magnesitindustrie auftreten, führen bei Hercynit enthaltenden Auskleidungssteinen allerdings zu einem nachteiligen Austausch von Aluminium- und Eisenionen bei hohen Temperaturen. Oberhalb von 800 °C kann eine komplette feste Lösung innerhalb des Stoff-Systems FeAI204 (Hercynit)-Fe304 (Magnetit) im Hercynitkristall stattfinden, wobei sich unterhalb von 800 °C ein Zweiphasensystem mit ausgeschiedenem Magnetit bildet, was eine unerwünschte chemische und physikalische Angreifbarkeit von Hercynit in Feuerfesterzeugnissen unter bestimmten Redoxbedingungen zur Folge hat. Varying redox conditions, the z. B. occur in furnaces of the cement, dolomite, lime and magnesite industry, lead in Hercynit-containing lining stones, however, to a disadvantageous exchange of aluminum and iron ions at high temperatures. Above 800 ° C, a complete solid solution within the material system FeAl 2 0 4 (hercynite) Fe 3 0 4 (magnetite) can take place in the hercynite crystal, with a two-phase system with excreted magnetite forming below 800 ° C undesirable chemical and physical vulnerability of hercynite in refractory products under certain redox conditions.
Der Einsatz alternativer Brennstoffe und Rohstoffe in modernen Drehrohröfen z. B. der Zement-, Kalk-, Dolomit- oder Magnesitindustrie verursacht in deren Atmosphäre beträchtliche Konzentrationen von Alkalien und Salzen verschiedener Provenienz. Hercynit zersetzt sich bekanntlich bei typischen Betriebstemperaturen unter Sauerstoffzutritt und/oder Luftzutritt zu FeAI03 und Al203. Diese mehrphasigen Reaktionsprodukte reagieren mit alkalischen Verbindungen und Salzen zu weiteren Sekundärphasen, die wiederum zu einer Ver- sprödung des Feuerfesterzeugnisses führen und dessen Einsatz limitieren. The use of alternative fuels and raw materials in modern rotary kilns z. As the cement, lime, dolomite or magnesite industry causes in their atmosphere considerable concentrations of alkalis and salts of various origins. Hercynite decomposes, as is known, at typical operating temperatures with access of oxygen and / or admission of air to FeAlO 3 and Al 2 O 3 . These multiphase reaction products react with alkaline compounds and salts to form further secondary phases, which in turn lead to embrittlement of the refractory product and limit its use.
Eine derartige Mehrphasigkeit entsteht aber auch bereits bei der Herstellung von Hercynit während des Sinterns oder Schmelzens, und zwar beim Abkühlen durch Oxidation. Nach dem Abkühlen liegt ein mehrphasiges Produkt mit Hercynit als Hauptphase vor und zudem sind sogenannte Nebenphasen vorhanden. Im Einsatz von Hercynit als Elastifizierer enthaltenden Feuerfesterzeugnissen, d. h. in situ z. B. in betriebenen Zementdrehrohröfen, wirken auch die herstellungsbedingten Nebenphasen wie die oben beschriebenen, bei Betriebstemperaturen aus Hercynit entstehenden Nebenphasen versprödend. However, such a multiphase also arises in the production of hercynite during sintering or melting, namely by cooling by oxidation. After cooling, there is a multiphase product with hercynite as the main phase and, in addition, so-called secondary phases are present. Use of refractory products containing hercynite as elastifiers, d. H. in situ z. As in operated Zementdrehrohröfen, the production-related secondary phases act as the above-described, resulting in operating temperatures from hercynite secondary phases embrittling.
Zur Vermeidung der Oxidation ist gemäß CN 1 01 82 38 72 A vorgeschlagen worden, Hercynit monophasig herzustellen, indem das keramische Brennen in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird. Diese Maßnahme ist sehr aufwändig und kann zwar eine Monophase des Hercynits gewährleisten, diese ist aber dennoch in situ instabil und weist mangelnde Beständigkeit unter oxidie- renden Bedingungen in einem Ofenaggregat auf. In order to avoid oxidation, according to CN 1 01 82 38 72 A, it has been proposed to produce hercynite in monophase by carrying out the ceramic firing in a nitrogen atmosphere. Although this measure is very time-consuming and can guarantee a monophase of the herbinite, it is still unstable in situ and has a lack of resistance under oxidizing conditions in a furnace aggregate.
Die Erfindung nach DE 1 01 1 7 026 B4 beschreibt eine Alternative zum Hercynit, indem als Elastifizierer ein synthetischer Feuerfestwerkstoff vom Typ pleo- nastischer Spinell mit der Mischkristallzusammensetzung (Mg2+, Fe2+) (Al3+, Fe3+)204 und MgO-Gehalten von 20 bis 60 Gew.-% vorgeschlagen wird. In der Literatur wird der kontinuierliche Austausch von Mg2+- und Fe2+-lonen beim Übergang vom Spinell sensu stricto (ss) MgAI204 bis hin zum Hercynit (FeAI204) beschrieben, wobei Mitglieder dieser Reihe mit Mg27Fe2+- Verhältnissen von 1 bis 3 als Pleonast bezeichnet werden (Deer et al., 1 985 Introduction to the rock forming minerals). Verglichen mit Sinter- oder Schmelzhercynit zeigen diese Elastifizierer eine verbesserte Alkali- bzw. Klinkerschmelzen-Resistenz (Klischat et al., 201 3, Smart refractory Solution for stress-loaded rotary kilns, ZKG 66, Seite 54-60). The invention according to DE 1 01 7306 B4 describes an alternative to hercynite in that a synthetic refractory material of the pleonastic spinel type having the mixed crystal composition (Mg 2+ , Fe 2+ ) (Al 3+ , Fe 3+ ) 2 0 4 and MgO contents of 20 to 60 wt .-% is proposed. The literature describes the continuous exchange of Mg 2+ and Fe 2+ ions in the transition from spinel sensu stricto (ss) MgAI 2 0 4 to hercynite (FeAI 2 0 4 ), with members of this series containing Mg 2 7Fe 2+ ratios of 1 to 3 are referred to as pleonast (Deer et al., 1,985 Introduction to the Rock Forming Minerals). Compared to sintered or melted hercynite, these elastomers show improved resistance to alkali or clinker melt (Klischat et al., 201 3, Smart Refractory Solution for stress-loaded rotary kilns, ZKG 66, pages 54-60).
Im Falle des aus der Schmelze resultierenden Pleonasts oder pleonastischen Spinells mit 20-60 Gew.-% MgO sind z. B. die drei Mineralphasen MgFe204ss, MgAI204 und Periklas präsent. Die Existenz dieser Mineralphasen resultiert aus einem Energie intensiven Herstellungsprozess aus Komponenten aus dem ternären Stoffsystem MgO-Fe203-AI203 mit störenden Nebenphasen. Das Sintern bzw. Schmelzen in einem Schmelzaggregat, z. B. in einem elektrischen Lichtbogenofen, führt zu beträchtlichen Mengen an Nebenphasen wie gelöstem FeO in MgO (MgOss, Magnesiowüstit) und resultiert in einem komplexen Gemisch aus mehreren Mineralphasen. In the case of the resulting from the melt Pleonasts or pleonastic spinel with 20-60 wt .-% MgO z. B. the three mineral phases MgFe 2 0 4 ss, MgAI 2 0 4 and periclasic present. The existence of these mineral phases results from an energy-intensive manufacturing process of components from the ternary material system MgO-Fe 2 O 3 -Al 2 O 3 with interfering secondary phases. The sintering or melting in a melting unit, for. B. in an electric arc furnace, leads to considerable amounts of secondary phases such as dissolved FeO in MgO (MgOss, Magnesiowüstit) and results in a complex mixture of several mineral phases.
DE 1 01 1 7 026 B4 beschreibt, dass der Elastizitätmodul (E-Modul) untersuchter feuerfester Steine mit steigenden MgO-Gehalten des in ihnen eingesetzten pleonastischen Spinells direkt proportional ist. Die Erhöhung von 20 auf 50 Gew.-% MgO in den Beispielen lässt den E-Modul von 25,1 auf 28,6 GPa ansteigen. Die hierbei gewählten Mengen an pleonastischem Spinell bedingen in vielen Fällen gleichzeitig die Präsenz von Mineralphasen wie Periklas (MgO), Magnesiowüstit (MgO ss) und Magnesioferrit (MgFe203), die als inhärente Bestandteile den Längenausdehnungskoeffizienten des Spinells beeinflussen und sich nachteilig auf die Sprödigkeit des den Spinell enthaltenden feuerfesten Erzeugnisses auswirken können. DE 1 01 1 7 026 B4 describes that the modulus of elasticity (modulus of elasticity) of investigated refractory bricks is directly proportional to increasing MgO contents of the pleonastic spinel used in them. Increasing from 20% to 50% by weight of MgO in the examples causes the modulus of elasticity to increase from 25.1 to 28.6 GPa. The quantities of pleonastic spinel selected in this case in many cases simultaneously determine the presence of mineral phases such as periclase (MgO), magnesiowüstite (MgO ss) and magnesioferrit (MgFe 2 0 3 ), which, as inherent constituents, influence the coefficient of linear expansion of the spinel and adversely affect the spinel Brittleness of spinel-containing refractory product.
Bei Glühverlustbestimmung gemäß DIN EN ISO 26845:2008-06 bei 1 .025 °C weisen Hercynit und Pleonast einen Glühgewinn von bis zu 4 % bzw. bis zu 2 % auf. Unter oxidierenden Bedingungen und entsprechenden Temperaturen zerfällt das Kristallgitter des Hercynits. Beim Pleonast wird der Magnesiowüstit in Magnesioferrit überführt. Aufgabe der Erfindung ist, ein niedrigeres Oxidationspotential aufweisende bzw. oxidationsbeständigere, insbesondere in basischen Feuerfesterzeugnissen besser und dauerhafter elastifizierend wirkende Spinellelastifizierer zu schaffen, die vorzugsweise neben der guten Elastifizierung auch eine gute thermochemische und thermomechanische Resistenz und eine gleiche Elastifizierung bei im Vergleich z. B. zu Hercynit- oder Pleonastgehalten relativ geringeren Gehalten in insbesondere basischen Feuerfesterzeugnissen gewährleisten, insbesondere im Falle der Verwendung der sie enthaltenen Feuerfesterzeugnisse in Zementdrehrohröfen, wobei sie dabei zudem eine gute Ansatzbildung bewirken sollen. Aufgabe der Erfindung ist auch, grobkeramische basische Feuerfesterzeugnisse und Verwendungen dafür zu schaffen, die durch einen Gehalt mindestens eines Elastifizierergranulats des erfindungsgemäßen Typs den bekannten grobkeramischen, insbesondere basischen Feuerfesterzeugnissen hinsichtlich Oxidationsbeständigkeit sowie thermo- chemischer und thermomechanischer Resistenz und Ansatzbildung in situ überlegen sind. When determining the ignition loss according to DIN EN ISO 26845: 2008-06 at 1 .025 ° C, Hercynit and Pleonast have an annealing gain of up to 4% and up to 2%, respectively. Under oxidizing conditions and corresponding temperatures, the crystal lattice of the hercynite breaks down. In the case of Pleonast, the magnesia resistance is converted into magnesia ferrite. The object of the invention is to provide a lower oxidation potential or oxidation-resistant, especially in basic refractory products better and more durable elastifying acting spinel, preferably in addition to the good elastification and a good thermochemical and thermomechanical resistance and the same elastification in comparison z. B. to hercynite or Pleonastgehalten relatively lower levels in particular basic refractory products, especially in the case of using the refractory products contained in cement rotary kilns, they also should cause a good formation of deposits. The object of the invention is also to provide coarse ceramic basic refractory products and uses therefor which are superior to the known coarse ceramic, in particular basic refractory products with respect to oxidation resistance as well as thermochemical and thermomechanical resistance and buildup in situ by a content of at least one Elastifizierergranulats of the type according to the invention.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 7 und 1 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den von diesen Ansprüchen abhängigen Unteransprüchen charakterisiert. These objects are achieved by the features of claims 1, 7 and 1 2. Advantageous developments of the invention are characterized in dependent on these claims dependent claims.
Die Erfindung betrifft durch ein Sinterverfahren in neutraler, insbesondere oxi- dierender Atmosphäre, insbesondere in einer Luftatmosphäre hergestellte Spinellelastifizierergranulate mit ausgewählten Zusammensetzungen der Spinelle im Dreistoffsystem MgO-Fe203-AI203. Das Sinterverfahren ist gegenüber dem Schmelzverfahren sehr viel energieeffizienter durchführbar. Au ßerdem bewirkt das Sinterverfahren im Vergleich zum Schmelzverfahren den überraschenden Effekt, dass sich jeweils eine oxidationsbeständige Spinellmonophase praktisch ohne Nebenphasen ausbildet, die auch in situ resistent ist und somit in einem, einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzten, mindestens einen erfindungsgemäßen Spinell-Elastifizierer z. B. in Form eines Granulats enthaltenden grobkeramischen, insbesondere basischen Feuerfesterzeugnis stabil bleibt und dessen Elastifizierung gewährleistet sowie auch dessen ther- mochemische und thermomechanische Beständigkeit unterstützt. Außerdem führt die Spinellmonophase zu einer sehr guten Ansatzbildung in einem Zementdrehrohrofen. The invention relates to by a sintering process in neutral, especially oxidising forming atmosphere, particularly in an air atmosphere made Spinellelastifizierergranulate with selected compositions of spinels in the ternary system MgO Fe 2 03-AI 2 03. The sintering process is compared with the melting process much more energy efficient feasible. In addition, the sintering process brings about the surprising effect, in comparison to the melting process, that an oxidation-resistant spinel monophase forms practically without secondary phases, which is also resistant in situ and thus exposed to at least one spinel elasticizer according to the invention in an oxidizing atmosphere. B. in the form of granules containing coarse ceramic, especially basic refractory product remains stable and ensures its elasticity and also supports its thermochemical and thermomechanical resistance. In addition, the spinel monophase leads to a very good formation of deposits in a cement rotary kiln.
Dass im Dreistoffsystem MgO-Fe203-AI203 ein Bereich mit Spinellmonophasen in Form von komplexen ternären Mischkristallen existiert, ist von W. Kwestroo, in J. Inorg. Nucl. Chem., 1959, Vol. 9, Seite 65 bis 70, anhand von Laborversuchen beschrieben worden. Demnach wurde gemäß Fig. 1 und 2 a.a.O. ein relativ großer Molgewichtsbereich bei in Luft bei den Brenntemperaturen 1 .250 und 1 .400 °C gebrannten und gemahlenen und röntgenographisch analysierten Proben festgestellt, in dem stabile Spinellmonophasen unterschiedlicher Zusammensetzung existieren. Es wurde dabei ermittelt, dass die magnetische Sättigung oder die Curie-Temperatur der jeweiligen Monophase eine Funktion deren chemischer Zusammensetzung sein können. Weitere Eigenschaften der Monophasen wurden nicht untersucht oder angegeben. Die Monophasen wiesen unterschiedliche Mengen von (AI, Fe)203 in fester Lösung im Spinellkristall auf. That in the ternary system MgO-Fe 2 O 3 -Al 2 O 3 a region with spinel monophases in the form of complex ternary mixed crystals exists, is by W. Kwestroo, in J. Inorg. Nucl. Chem., 1959, Vol. 9, pages 65 to 70, has been described on the basis of laboratory experiments. Accordingly, as shown in FIGS. 1 and 2, aaO, a relatively large molecular weight range was observed for samples fired and ground in air at the firing temperatures of 1 .250 and 1 .400 ° C. and X-ray analyzed, in which stable spinel monophases of different composition exist. It was determined that the magnetic saturation or the Curie temperature of the respective monophase can be a function of their chemical composition. Further properties of the monophases have not been investigated or indicated. The monophases had different amounts of (Al, Fe) 2 0 3 in solid solution in the spinel crystal.
Im Rahmen der Erfindung konnte im Dreistoffsystem MgO-Fe203-AI203 ein engbegrenztes Zusammensetzungsfeld monophasiger stabiler Mischkristallspinelle im bekannten weiten Bereichsfeld der Spinellmonophasen aufgefunden werden mit als Elastifizierer geeigneten monophasigen Sinterspinell- Mischkristallen der folgenden Zusammensetzung gemäß Bereichsfeld Fig. 1 : Within the scope of the invention, in the ternary system MgO-Fe 2 O 3 -Al 2 O 3, a narrow composition field of monophasic stable mixed crystal spinels in the known wide range of spinel monophases could be found with monophasic sintered spinel monocrystals of the following composition according to range of fields as elastifiers.
MgO: 12 bis 19,5, insbesondere 15 bis 17 Gew.-% MgO: 12 to 19.5, especially 15 to 17 wt .-%
Rest: Fe203 und Al203 im Mengenverhältnisbereich Fe203 zu Al203 zwischen 80 zu 20 und 40 zu 60 Gew.-%. Rest: Fe 2 0 3 and Al 2 0 3 in the ratio range Fe 2 0 3 to Al 2 0 3 between 80 to 20 and 40 to 60 wt .-%.
Das Feld des erfindungsgemäßen ESS ergibt sich wie folgt: Der minimale und maximale MgO-Gehalt wurde im Rahmen der Erfindung mit 12 Gew.-% bzw. 19.5 Gew. -% festgestellt. Die seitlichen Begrenzungen des ESS-Feldes sind jeweils Linien konstanter Fe203/Al203 Verhältnisse (Gew.-%). The field of the ESS according to the invention is as follows: The minimum and maximum MgO content was within the scope of the invention with 12 wt .-% and 19.5% by weight determined. The lateral boundaries of the ESS field are in each case lines of constant Fe 2 O 3 / Al 2 O 3 ratios (% by weight).
Linke Begrenzung : Fe203/Al203 = 80/20 Left limit: Fe 2 03 / Al 2 03 = 80/20
Rechte Begrenzung: Fe203/Al203 = 40/60 Right limit: Fe 2 0 3 / Al 2 0 3 = 40/60
Graphisch stellen diese Begrenzungen ein Teilstück der Verbindungslinie von der Spitze des Dreiecks (MgO) zur Basis des Dreiecks dar. Die oben genannten Verhältnisse sind die Koordinaten der Punkte der Basis des Dreiecks. Graphically, these boundaries represent a section of the connecting line from the apex of the triangle (MgO) to the base of the triangle. The above ratios are the coordinates of the points of the base of the triangle.
Ausgehend vom MgO-Gehalt zwischen 1 2 und 1 9,5 Gew.-% enthalten die Mischkristalle jeweils einen Fe203 und Al203-Gehalt in fester Lösung aus den dafür jeweils angegebenen begrenzten Bereichen derart, dass sich eine Gesamtzusammensetzung zu 1 00 Gew.-% errechnet. Die Zusammensetzungen liegen somit bezüglich MgO immer im Spinellfeldbereich des Dreistoff Systems zwischen 1 2 und 1 9,5 Gew.-% MgO. Starting from the MgO content between 1 2 and 1 9.5 wt .-%, the mixed crystals each contain a Fe 2 0 3 and Al 2 0 3 content in solid solution from the respective specified limited areas such that a total composition to Calculated 1 00 wt .-%. The compositions are thus always in the spinel field range of the ternary system with respect to MgO between 1 2 and 1 9.5 wt .-% MgO.
Besonders geeignet als Elastifizierer sind Spinelle aus dem erfindungsgemäßen Zusammensetzungsfeldbereich, die in körniger Form Kornrohdichten von mindestens 2,95, insbesondere von mindestens 2,99, vorzugsweise mindestens 3,0 g/cm3, insbesondere bis 3,2 g/cm3, ganz besonders bis 3,7 g/cm3, gemessen nach DIN EN 993-1 8, aufweisen. Diese Elastifizierer elastifizieren insbesondere damit versetzte grobkeramische basische Feuerfesterzeugnisse optimal. Particularly suitable as elasticizer are spinels from the inventive composition field region, which in granular form Kornrohdichten of at least 2.95, particularly at least 2.99, preferably at least 3.0 g / cm 3, in particular up to 3.2 g / cm 3, most especially up to 3.7 g / cm 3 , measured according to DIN EN 993-1 8. These elastifiers optimally elasticize in particular coarse ceramic basic refractory products offset therewith.
Monophasig im Sinne der Erfindung meint, dass in den erfindungsgemäßen technischen hergestellten Spinellmischkristallen keine, allenfalls aber weniger als 5, insbesondere weniger als 2 Gew.-% Nebenphasen, z. B. aus Verunreinigungen der Ausgangsmaterialien stammend, vorliegen. Monophasic for the purposes of the invention means that in the technical spinel mixed crystals according to the invention no, but at most less than 5, especially less than 2 wt .-% secondary phases, for. B. originating from impurities of the starting materials.
Vorteilhaft ist, wenn die Korndruckfestigkeiten der Körner des Elastifizierergra- nulats zwischen 20 MPa und 35 MPa, insbesondere zwischen 25 MPa und 30 MPa liegen (gemessen nach DIN EN 1 3055 - Anhang C). Die erfindungsge- mäßen körnigen Spinellelastifizierer werden vorzugsweise mit folgenden Kornverteilungen hergestellt und verwendet (Ermittlung durch Siebung): It is advantageous if the grain compressive strengths of the grains of the elastification granules are between 20 MPa and 35 MPa, in particular between 25 MPa and 30 MPa (measured in accordance with DIN EN 1 3055 - Appendix C). The inventive granular spinel elastomers are preferably prepared and used with the following grain distributions (determination by sieving):
0,5-1 ,0 mm 30-40 Gew.-% 0.5-1.0 mm 30-40% by weight
1 ,0-2,0 mm 50-60 Gew.-%, dabei können jeweils auch bis 5 Gew.-% Körnungen kleiner 0,5 mm und größer 2 mm vorliegen, die die anderen Körnungen mengenmäßig entsprechend verringern. 1, 0-2.0 mm 50-60 wt .-%, while in each case up to 5 wt .-% grain sizes smaller than 0.5 mm and greater than 2 mm are present, which reduce the other grain sizes accordingly.
Die Körnungen werden mit normalen, üblichen Kornverteilungen, insbesondere Gau ß'schen Kornverteilungen, oder mit bestimmten üblichen Kornfraktionen, in denen bestimmte Kornfraktionen fehlen (Ausfallkörnung), verwendet, wie es gängige Praxis ist. The grain sizes are used with normal, customary grain distributions, in particular Gaussian grain distributions, or with certain conventional grain fractions in which certain grain fractions are absent (default grain size), as is common practice.
Die erfindungsgemäßen monophasigen Sinterspinellelastifizierer sind mit Hilfe der Röntgendiffraktometrie eindeutig als ausschließlich monophasig vorhanden identifizierbar, wie weiter unten dargestellt wird. The monophasic sintered spinel elastomers according to the invention are clearly identifiable by means of X-ray diffractometry as exclusively monophasic present, as will be shown below.
Außerdem sind die Spinellmonophasen als ausschließlich vorhanden in lichtmikroskopischen Aufnahmen analysierbar und quantitativ ist die Zusammensetzung der Mischkristalle bzw. Monophasen mit einer Röntgenfluoreszenz- Elementaranalyse bestimmbar, z.B. mit einem Röntgenfluoreszenzspektrome- ter z. B. mit vom Typ Bruker S8 Tiger. In addition, the spinel monophases are analyzable as exclusively present in light micrographs and quantitatively the composition of the mixed crystals or monophases can be determined by X-ray fluorescence elemental analysis, e.g. with an X-ray fluorescence spectrometer z. B. with the type Bruker S8 Tiger.
Fig. 1 zeigt im ternären Dreistoffsystem MgO-Fe203-AI203 in Gew.-% den erfindungsgemäß aufgefundenen Zusammensetzungsfeldbereich der als Elasti- fizierer geeigneten monophasigen Spinellmischkristalle als ESS begrenztes Viereck, während das Zusammensetzungsfeld der bekannten pleonastischen Spinellelastifizierer als Pleonast begrenztes Rechteck eingezeichnet ist. Außerdem ist auf der Zusammensetzungslinie Fe203-Al203 des Dreistoffsystems die typische Spinellelastifiziererzusammensetzung des üblicherweise verwendeten Hercynits als Hercynit begrenztes Rechteck gekennzeichnet. Die Erfindung betrifft somit eisenreiche Sinterspinelle, die innerhalb des ternä- ren Systems MgO-Fe203-AI203 liegen und weder den Spinellen der Hercynit- noch denen der Pleonast-Gruppe zuzuordnen sind. Nach dem Sintern entsprechender hochreiner Rohstoff- bzw. Ausgangsmaterialien besteht das jeweilige Spinellprodukt lediglich aus einer synthetischen Mineralmonophase und weist aufgrund der überwiegenden Existenz von dreiwertigem Eisen (Fe3+) kein oder kaum Oxidationspotential auf. Reaktive Nebenphasen wie sie z. B. häufig bei pleonastischen oder hercynitischen Spinelltypen vorhanden sind, sind nicht bzw. röntgenographisch nicht erkennbar vorhanden und können bei den erfindungsgemäßen Spinellprodukten die Leistungsfähigkeit von Feuerfesterzeugnissen, die die erfindungsgemäßen Spinellprodukte enthalten, nicht beeinträchtigen. Fig. 1 in wt .-% is in the ternary ternary system MgO-Fe 2 03-Al 2 03 according to the invention discovered composition field region of fizierer as an elastic appropriate monophasic Spinellmischkristalle as ESS limited rectangle, while the composition Field of the known pleonastic Spinellelastifizierer drawn limited rectangle as pleonaste is. In addition, on the composition line Fe 2 O 3 -Al 2 O 3 of the ternary system, the typical spinel elasticizer composition of the commonly used hercynite is characterized as a limited rectangle Hercynite. The invention thus relates to sintered iron-rich spinels which are within the ternä- ren system MgO Fe 2 03-AI 2 03 and neither the spinels of Hercynit- are still made in which the pleonaste group. After sintering of correspondingly high-purity raw material or starting materials, the respective spinel product consists only of a synthetic mineral monophase and, due to the predominant existence of trivalent iron (Fe 3+ ), has no or hardly any oxidation potential. Reactive secondary phases as z. B. are often present in pleonastic or hercynitic spinel types are not present or not detectable by X-ray and can not affect the performance of refractory products containing the spinel products according to the invention in the spinel products according to the invention.
Werden erfindungsgemäße Spinelle als elastifizierende Komponente selbst bei geringerer Einwaage in geformten und ungeformten, insbesondere basischen Feuerfestmaterialien, z. B. für Ofenaggregate der Zement- und Kalkindustrie oder Dolomitindustrie oder Magnesitindustrie, eingesetzt, entstehen unter Anwendung üblicher Produktionsmethoden keramische Feuerfesterzeugnisse mit hoher Korrosionsresistenz gegenüber in der Ofenatmosphäre auftretenden Alkalien und Salzen. Au ßerdem besitzen diese Feuerfesterzeugnisse hervorragende thermochemische und thermomechanische Eigenschaften sowie eine starke Neigung zur Ansatzbildung in den genannten industriellen Ofenaggregaten bei hohen Temperaturen, wobei letztere Eigenschaften wohl auf relativ hohe oberflächennahe Eisenoxidgehalte des Feuerfestprodukts zurückzuführen sind. Spinels according to the invention as elastifying component even with lower initial weight in shaped and unshaped, especially basic refractory materials, eg. As used for kiln aggregates of the cement and lime industry or dolomite or magnesite industry, arise using conventional production methods ceramic refractory products with high corrosion resistance to alkalis occurring in the furnace atmosphere and salts. For putting these refractory products have excellent thermochemical and thermo-mechanical properties and a strong tendency to buildup in the mentioned industrial furnace aggregates at high temperatures, the latter properties are probably due to relatively high near-surface iron oxide contents of the refractory product.
Erfindungsgemäße als Elastifizierer verwendbare Spinellgranulate liegen in einem begrenzten ternären System, das alle Vorteile der chemischen Resistenz, der Ansatzfreudigkeit, der Elastifizierung und auch einer guten Energiebilanz durch ein ökonomisches Herstellungsverfahren für das Feuerfestmaterial einbringt. Die Erfindung schließt somit eine Lücke zwischen Hercynit- und Ple- onastspinellelastifizierern, ohne die Nachteile des einen oder des anderen befürchten zu müssen. Spinel granulates useful as elastomers in accordance with the present invention are in a limited ternary system which incorporates all the advantages of chemical resistance, ease of picking, elastification, and also good energy balance through an economical refractory production process. The invention thus closes a gap between Hercynit and Ple Onastspinellelastifizierern without having to fear the disadvantages of one or the other.
Die erfindungsgemäß in Granulatform verwendeten Monophasensinterspinelle aus dem ternären Stoffsystem MgO-Fe203-AI203 unterscheiden sich im Wesentlichen von den pleonastischen Spinellen durch die Valenz der Kationen und durch niedrigere MgO-Gehalte. Ein Magnesiumüberschuss, der nur im Hochtemperaturbereich auftritt, zeigt sich im ternären System vom erfindungsgemäß verwendeten eisenreichen Spinell nicht, sondern letzterer besteht nur aus einer mineralischen Monophase dank des Fehlens von Nebenphasen wie z. B. Magnesioferrit, Magnesiowüstit. Die erfindungsgemäß verwendeten mo- nophasigen Spinelle sind den pleonastischen Spinellem deshalb überlegen, weil die genannten Nebenphasen fehlen, die Längenausdehnungskoeffizienten besitzen, die nahe denen von Magnesia liegen und damit nur eine geringe elastifizierende Wirkung haben. The monophase sintered spinels of the ternary material system MgO-Fe 2 O 3 -Al 2 O 3 used according to the invention in granular form differ essentially from the pleonastic spinels by the valence of the cations and by lower MgO contents. An excess of magnesium, which occurs only in the high temperature range, does not show up in the ternary system of iron-rich spinel used in the invention, but the latter consists only of a mineral monophase thanks to the absence of secondary phases such. B. Magnesioferrit, Magnesiowüstit. The monophasic spinels used according to the invention are therefore superior to the pleonastic spinel because the abovementioned secondary phases are missing, have the coefficients of linear expansion close to those of magnesia and thus have only a slight elasticizing effect.
Ökologisch und ökonomisch vorteilhaft ist, dass sich die erfindungsgemäß verwendeten Spinelle durch ein einfaches Verfahren herstellen lassen, das nach Aufbereitung von drei Rohstoffkomponenten einen Sinterprozess bei im Vergleich zu Schmelzprozessen moderaten Temperaturen vorsieht. Im Rahmen der Erfindung wurde gefunden, dass sich z. B. aus einem Gemisch von Sintermagnesia, natürlich vorkommendem Eisenoxid und/oder Walzenzunder sowie Aluminiumoxid nach dem Sintern eine mineralische Monophase bildet, wobei kaustische Magnesia, Schmelzmagnesia und metallurgischer Bauxit ebenfalls als Ausgangsstoffe verwendet werden können. It is ecologically and economically advantageous that the spinels used according to the invention can be prepared by a simple process which, after the preparation of three raw material components, provides for a sintering process at temperatures which are moderate compared to melting processes. In the context of the invention it has been found that z. B. from a mixture of sintered magnesia, naturally occurring iron oxide and / or mill scale and alumina after sintering forms a mineral monophase, wherein caustic magnesia, fused magnesia and metallurgical bauxite can also be used as starting materials.
Die strukturelle Eigenheit der erfindungsgemäß als Granulat verwendeten Spinelle ermöglicht, Oxide wie Al203 bzw. Fe203 in fester Lösung im Kristall aufzunehmen, so dass die Endglieder durch γ-ΑΙ203 bzw. Y-Fe203 repräsentiert werden. Dieser Umstand erlaubt die Herstellung der mineralischen Monophase im ternären Dreistoffsystem MgO-Fe203-AI203, deren elektrische Neutralität durch Kationen-Fehlstellen im Spinell-Kristallgitter gewährleistet wird. Im Allgemeinen führt die Differenz von Längenausdehnungskoeffizienten zweier oder mehrerer Komponenten in einem keramischen Feuerfesterzeugnis bei dessen Abkühlung nach einem Sintervorgang zur Ausbildung von Mikroris- sen hauptsächlich entlang der Korngrenzen und erhöht damit dessen Duktilität bzw. verringert die Sprödigkeit. Die Mischung, Formgebung und das Sintern von gebrannter Magnesia im Gemisch mit erfindungsgemäßen Spinellgranulaten unter Anwendung üblicher Produktionsmethoden führt zu basischen Feuerfestmaterialien mit reduzierter Sprödigkeit, hoher Duktilität und hervorragender Alkaliresistenz, die besonders basischen Erzeugnissen überlegen ist, die Sinter- oder Schmelzhercynit oder Sinter- oder Schmelzpleonast als Elastifi- ziererkomponente enthalten. Im Kontakt mit Zementklinkerschmelzphasen im Zementofen bedingt die eisenreiche Oberfläche erfindungsgemäßer, erfindungsgemäßes Spinellgranulat enthaltender Feuerfesterzeugnisse die Ausbildung des bei 1 .395 °C schmelzenden Brownmillerit, das zu einer sehr guten Ansatzbildung und damit zu einem sehr guten Schutz des Feuerfestmaterials gegen thermomechanische Beanspruchung durch das Brenngut im Ofen beiträgt. The structural peculiarity of spinels employed in this invention as granules allows to include oxides such as Al 2 0 3 or Fe 2 0 3 in solid solution in the crystal, so that the end members represented by γ-ΑΙ 2 0 3 or Y-Fe 2 0 3 become. This circumstance allows the preparation of the mineral monophase in the ternary ternary system MgO-Fe 2 0 3 -AI 2 0 3 , whose electrical neutrality is ensured by cation defects in the spinel crystal lattice. In general, the difference in linear expansion coefficients of two or more components in a ceramic refractory product when cooled after a sintering operation results in the formation of microcracks mainly along the grain boundaries, thus increasing its ductility or reducing brittleness. The blending, shaping and sintering of burnt magnesia in admixture with spinel granules of the present invention using conventional production techniques results in basic refractory materials having reduced brittleness, high ductility and excellent alkali resistance which is superior to particularly basic products, sinter or melt hercynite or sintered or enamel bulk as an elasticizer component. In contact with cement clinker melt phases in the cement kiln, the iron-rich surface of inventive refractory products containing spinel granules causes the formation of the brownmillerite melting at 1 .395 ° C., which leads to a very good deposit formation and thus to a very good protection of the refractory material against thermomechanical stress by the kiln Contributes furnace.
Im Folgenden wird die Herstellung des erfindungsgemäß als Elastifizierer verwendeten Sinterspinells beispielhaft beschrieben. Es handelt sich wie bereits oben erläutert, um einen eisenreichen Sinterspinell aus dem Zusammensetzungsfeld ESS gemäß Fig. 1 im Dreistoffsystem MgO-Fe203-AI203 (im Folgenden wird der Sinterspinell auch nur ESS genannt). The production of the sintered spinel used according to the invention as an elasticizer is described by way of example below. As already explained above, this is an iron-rich sintered spinel from the composition field ESS according to FIG. 1 in the three-substance system MgO-Fe 2 O 3 -Al 2 O 3 (in the following the sintered spinel is also referred to as ESS).
Ausgangsmaterialien sind mindestens eine Magnesiakomponente, mindestens eine Eisenoxidkomponente und mindestens eine Aluminiumoxidkomponente. Starting materials are at least one magnesia component, at least one iron oxide component and at least one alumina component.
Die Magnesiakomponente ist insbesondere eine hochreine MgO-Komponente und insbesondere Schmelzmagnesia und/oder Sintermagnesia und/oder kaustische Magnesia. The magnesia component is in particular a high-purity MgO component and in particular fused magnesia and / or sintered magnesia and / or caustic magnesia.
Der MgO-Gehalt der Magnesiakomponente liegt insbesondere über 96, vorzugsweise über 98 Gew.-%. Die Eisenoxidkomponente ist insbesondere eine hochreine Fe203- Komponente und insbesondere natürlicher oder aufbereiteter Magnetit und/oder Hämatit und/oder Walzenzunder, ein Nebenprodukt aus der Eisen- und Stahlproduktion. The MgO content of the magnesia component is in particular above 96, preferably above 98 wt .-%. The iron oxide component is in particular a high-purity Fe 2 O 3 component and in particular natural or processed magnetite and / or hematite and / or mill scale, a by-product of iron and steel production.
Der Fe203-Gehalt der Eisenoxidkomponente liegt insbesondere über 90, vorzugsweise über 95 Gew.-%. The Fe 2 0 3 content of the iron oxide component is in particular more than 90, preferably more than 95 wt .-%.
Die Aluminiumoxidkomponente ist insbesondere eine hochreine Al203- Komponente und insbesondere alpha und/oder gamma Alumina. The alumina component is in particular a high-purity Al 2 O 3 component and in particular alpha and / or gamma alumina.
Der Al203-Gehalt der Aluminiumkomponente liegt insbesondere über 98, vorzugsweise über 99 Gew.-%. The Al 2 0 3 content of the aluminum component is in particular more than 98, preferably more than 99 wt .-%.
Diese Ausgangsmaterialien weisen vorzugsweise Mehlfeinheit auf mit Korngrößen < 1 , insbesondere < 0,5 mm. Sie werden innig gemischt bis eine homogene bis nahezu homogene Verteilung der Ausgangsmaterialien in der Mischung vorliegt. Zweckmäßig ist, die Mehle in einem Mahlaggregat zu mischen und mit einer Mahlenergie zu beaufschlagen, die die Feinheit erhöht und die Reaktivität der Mehlteilchen infolgedessen für einen Sinterprozess erhöht. Beispielsweise kann die Mahlung und/oder Mischung in einer z. B. eine Tonne Mahlgut aufnehmenden Kugelmühle oder Walzenmühle innerhalb von z. B. 20 bis 40 Minuten erfolgen. Durch einfache Mahl-Mischversuche kann eine Optimierung des Mahl-Mischprozesses für eine Reaktionsaktivierung der Ausgangsmaterialien für den Sinterprozess ermittelt werden. Die Mahlzeit beträgt z. B. 1 5 bis 30, insbesondere 20 bis 25 Minuten. These starting materials preferably have a fineness of fineness with particle sizes <1, in particular <0.5 mm. They are intimately mixed until a homogeneous to nearly homogeneous distribution of the starting materials in the mixture is present. It is expedient to mix the flours in a grinding unit and to apply a grinding energy which increases the fineness and consequently increases the reactivity of the flour particles for a sintering process. For example, the grinding and / or mixing in a z. B. a ton of millbase receiving ball mill or roll mill within z. B. 20 to 40 minutes. By simple mixing-mixing experiments, an optimization of the grinding-mixing process for a reaction activation of the starting materials for the sintering process can be determined. The meal is z. B. 1 5 to 30, especially 20 to 25 minutes.
Die für die Sinterreaktion optimale Mehlfeinheit und Mischung der Ausgangsmaterialien kann aber auch vorteilhafterweise im Mahlaggregat durch Mahlung erzeugt werden, indem mindestens ein körniges Ausgangsmaterial mit Korngrößen z. B. über 1 , z. B. 1 bis 6 mm verwendet wird, das während der Mahlung mehlfein zerkleinert wird. Nach der Mischung bzw. Mahlung soll die Feinheit der Mischung z. B. 90 Gew.-% <100 μιη, insbesondere <45 μιη betragen. However, the optimal fineness of the sintering reaction and mixture of the starting materials can also be advantageously produced in the grinding aggregate by grinding, by at least one granular starting material having grain sizes z. B. over 1, z. B. 1 to 6 mm is used, which is comminuted very fine during the grinding. After mixing or grinding, the fineness of the mixture z. B. 90 wt .-% <100 μιη, in particular <45 μιη amount.
Die Mischung der Ausgangsmaterialien wird anschließend in neutraler oder oxidierender Atmosphäre, insbesondere unter Luftzufuhr z. B. 3 bis 8, insbesondere 4 bis 6 Stunden z. B. bei Temperaturen zwischen 1 .200 °C und 1 .700 °C, insbesondere zwischen 1450 und 1550 °C bis zum Erreichen der gewünschten Monophase gesintert, wobei ein ESS-Festkörper gebildet wird oder mehrere Festkörper gebildet werden. Danach wird abgekühlt und der Festkörper zerkleinert, z. B. mit Kegel- oder Walzenbrechern oder dgl. Zerkleinerungsaggregat, so dass als Elastifizierer verwendbare, gebrochene Granulate gebildet werden. Anschließend wird das zerkleinerte, körnige Material z. B. durch Siebung in bestimmte körnige ESS-Granulatfraktionen aufgeteilt. Für das Sintern können z.B. Drehrohröfen, Herdwagen, Schacht- oder Tunnelöfen verwendet werden. The mixture of the starting materials is then in neutral or oxidizing atmosphere, in particular under air supply z. B. 3 to 8, in particular 4 to 6 hours z. B. sintered at temperatures between 1 .200 ° C and 1 .700 ° C, in particular between 1450 and 1550 ° C until reaching the desired monophase, wherein an ESS solid is formed or more solids are formed. It is then cooled and the solid crushed, z. B. with cone or roll crushers or the like. Crushing unit, so that usable as elastifiers, broken granules are formed. Subsequently, the crushed, granular material z. B. divided by sieving into certain granular ESS granule fractions. For sintering, e.g. Rotary kilns, bogies, shaft or tunnel ovens are used.
Zweckmäßig ist ein Verdichten der Mischung, z. B. durch Granulieren, Pressen oder Vibrieren vor dem Sintern. Vorzugsweise werden aus der Mischung verdichtete, insbesondere gepresste Formkörper, z. B. Tabletten, Briketts, kugelförmige oder eckige Formkörper hergestellt. Die Granalien haben zweckmäßigerweise ein Volumen zwischen 10 und 20 cm3, insbesondere zwischen 12 und 15 cm3 und Rohdichten zwischen 2,90 und 3,20 g/cm3, insbesondere zwischen 3,00 und 3,10 g/cm3. Die Rohdichte wird nach DIN EN 993-18 bestimmt. Gepresste Formkörper haben z. B. Volumina zwischen 1 .600 bis 2.000 cm3. Conveniently, a compression of the mixture, for. By granulating, pressing or vibrating before sintering. Preferably, from the mixture compressed, in particular pressed moldings, for. As tablets, briquettes, spherical or angular shaped body produced. The granules have expediently a volume between 10 and 20 cm 3 , in particular between 12 and 15 cm 3 and densities between 2.90 and 3.20 g / cm 3 , in particular between 3.00 and 3.10 g / cm 3 . The density is determined according to DIN EN 993-18. Pressed moldings have z. B. volumes between 1 .600 to 2,000 cm 3 .
Die Verdichtung der Mischung beschleunigt die Sinterreaktionen und begünstigt die Nebenphasenfreiheit der erzielbaren Monophasen des ESS. The compaction of the mixture accelerates the sintering reactions and favors the extra-phase freedom of the achievable monophases of the ESS.
Nach der Sinterung und Abkühlung liegen in der jeweiligen Monophase mineralogisch betrachtet Mischkristalle mit Fe203 in fester Lösung vor, wobei das Eisen vorzugsweise ausschließlich oder mit zumindest zu 90, insbesondere zumindest zu 95 Mol-% in der dreiwertigen Oxidationsstufe Fe3+ vorliegt. Im Falle eines Syntheseverfahrens mit Mischungen aus dem erfindungsgemäßen Bereich durch Schmelzen liegen dagegen in der Regel nicht unerhebliche Anteile von zweiwertigem Eisen Fe2+ sowie unerwünschten Mineralnebenphasen vor. After sintering and cooling, mixed crystals of Fe 2 O 3 in solid solution are present in the respective monophase, the iron preferably being present exclusively or with at least 90, in particular at least 95 mol%, in the trivalent oxidation state Fe 3+ . in the By contrast, in the case of a synthesis process with mixtures of the range according to the invention by melting, not insignificant proportions of divalent iron Fe 2+ and undesired mineral secondary phases are present.
Zur abgrenzenden Verdeutlichung der Erfindung gegen pleonastische Spinelle nach DE 101 17 029 B4 sind als Beispiele nach einem oben beschriebenen erfindungsgemäßen jeweils gleichen Verfahren Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzungen aus gleichen Ausgangsmaterialien hergestellt worden, deren Zusammensetzung gekennzeichnet ist durch die eingezeichneten Punkte in den abgegrenzten Feldern in Fig. 1 . To delineate clarification of the invention against pleonastic spinels according to DE 101 17 029 B4 mixtures of different compositions from the same starting materials have been prepared as examples according to a method according to the invention described above, the composition is characterized by the drawn points in the demarcated fields in Fig. 1st ,
Die Zusammensetzungen an den Punkten 1 , 2, 2-1 entsprechen Zusammensetzungen des ESS für die Erfindung (im Folgenden auch erfindungsgemäße Zusammensetzung oder erfindungsgemäßer Spinell oder erfindungsgemäßer Bereich genannt). Die Zusammensetzungen an den Punkten 5, 5-1 sowie an den Punkten 6-1 , 6-2, 6-3, 6-4, die in dem eingezeichneten Kreis bei„6" liegen, entsprechen pleonastischen Zusammensetzungen gemäß DE 101 17 029 B4. The compositions at points 1, 2, 2-1 correspond to compositions of the ESS for the invention (hereinafter also referred to as composition according to the invention or spinel or inventive region according to the invention). The compositions at points 5, 5-1, as well as at points 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, which are "6" in the drawn circle, correspond to pleonastic compositions according to DE 101 17 029 B4 ,
Die chemische Zusammensetzung bei den jeweiligen Punkten ist die Folgende: The chemical composition at the respective points is the following:
Zusammensetzungen MgO Fe203 Al203 Si02 Glühverlust [Gew.-%] [%] Compositions MgO Fe 2 0 3 Al 2 0 3 Si0 2 Loss on ignition [% by weight] [%]
1 17.49 63.33 17.37 0.80 0.14 1 17.49 63.33 17.37 0.80 0.14
2 17.64 33.02 48.22 0.40 0.19 2 17.64 33.02 48.22 0.40 0.19
2-1 19.41 32.06 47.42 0.37 0.1 1 2-1 19.41 32.06 47.42 0.37 0.1 1
5 21 .42 46.49 30.65 0.57 0.22 5-1 25.26 44.64 28.60 0.63 0.03 5 21 .42 46.49 30.65 0.57 0.22 5-1 25.26 44.64 28.60 0.63 0.03
6-1 21 .01 32.54 45.30 0.38 0.12 6-1 21 .01 32.54 45.30 0.38 0.12
6-2 25.86 30.37 43.69 0.26 0.03 6-2 25.86 30.37 43.69 0.26 0.03
6-3 21 .29 32.27 45.34 0.35 0.12 6-3 21 .29 32.27 45.34 0.35 0.12
6-4 22.26 31 .73 44.91 0.35 0.17 6-4 22.26 31 .73 44.91 0.35 0.17
Ausgangsmaterialien waren ein Eisenerzkonzentrat (Magnetit) sowie hochwertige Schmelzmagnesia und Alumina. Die Summe der Oxide MgO, Fe203 und Al203 betrug 98 Gew.-%. Die folgende Tabelle enthält die chemische Analyse der mehlförmigen Ausgangsmaterialien in Gew.-%: Starting materials were an iron ore concentrate (magnetite) and high-quality fused magnesia and alumina. The sum of the oxides MgO, Fe 2 0 3 and Al 2 0 3 was 98 wt .-%. The following table contains the chemical analysis of the flour-like starting materials in% by weight:
Die eingewogenen Ausgangsmaterialien wurden für 4 Minuten in einer Schei- benschwingmühle bei 1 .000 U/min vermählen und gemischt, wobei das resultierende Mahlgut eine Feinheit von < 45 μιη besaß. Anschließend wurde mit vergälltem Alkohol angefeuchtet und das Mahlgut zu Tabletten mit einem Durchmesser von 2.54 cm und einer Dicke von 1 cm verpresst (5,1 cm3). Nach einem Trocknen bei 100 °C wurden diese Tabletten für 12 Stunden bei 1 .250 °C in einem elektrisch beheizten Ofen in Luftatmosphäre gebrannt. Anschließend wurden die gebrannten Tabletten gemahlen und Proben für mikroskopische Untersuchungen und Phasenanalysen mittels Röntgenpulverdiffraktomet- rie präpariert. The weighed starting materials were ground and mixed for 4 minutes in a rotary disk mill at 1 000 rpm, the resulting ground stock having a fineness of <45 μm. It was then moistened with denatured alcohol and the millbase into tablets with a Diameter of 2.54 cm and a thickness of 1 cm pressed (5.1 cm 3 ). After drying at 100 ° C, these tablets were fired for 12 hours at 1, 250 ° C in an electrically heated oven in air atmosphere. Subsequently, the fired tablets were ground and samples prepared for microscopic examinations and phase analyzes by means of X-ray powder diffractometry.
Von mehreren Unterscheidungskriterien des eisenreichen erfindungsgemäßen Spinells zum pleonastischen Spinell gemäß DE 101 17 029 B4 stellt die Mo- nophasigkeit, die mittels Röntgenpulverdiffraktometrie bzw. Lichtmikroskopie veranschaulicht werden kann, ein charakteristisches Merkmal dar. Die Fig. 2 zeigt untereinander Röntgendiffraktogramme der Zusammensetzungen 1 , 2, 5 und 6-2. Sämtliche Reflexe lassen sich im Falle der Zusammensetzungen 1 und 2 einer singulären ESS-Mineralphase bzw. ESS-Monophase zuordnen, während die Zusammensetzungen 5 und 6-2 deutlich erkennbar mindestens eine zweite kristalline Mineralphase aufweisen. Da die Röntgendiffraktome- teraufnahmen mit gleichen Parametern durchgeführt worden sind, kann man anhand der Peakhöhe und Peakausgestaltung deutlich erkennen, dass im Falle der Zusammensetzungen 5 und 6-2 Mehrphasigkeit vorliegt, während die Abbildungen der Zusammensetzungen 1 und 2 die Einphasigkeit deutlich zeigen. Of several distinguishing criteria of the iron-rich spinel according to the invention to the pleonastic spinel according to DE 101 17 029 B4, the monophase, which can be illustrated by X-ray powder diffractometry or light microscopy, a characteristic feature is. FIG. 2 shows each other X-ray diffractograms of the compositions 1, 2, 5 and 6-2. In the case of compositions 1 and 2, all reflexes can be assigned to a singular ESS mineral phase or ESS monophase, while compositions 5 and 6-2 clearly have at least one second crystalline mineral phase. Since the X-ray diffractometer images were carried out with the same parameters, it can be clearly seen from the peak height and peak configuration that in the case of compositions 5 and 6-2 there is multiphase, while the images of compositions 1 and 2 clearly show the single-phase nature.
Die Fig. 3 bis 6 zeigen die lichtmikroskopischen Aufnahmen der Zusammensetzungen 1 , 2, 5 und 6-2. Die Aufnahmen in den Fig. 3 und 4 zeigen nur die Spinellmonophase„S" der Zusammensetzungen 1 und 2 aus dem erfindungsgemäßen Sinterspinellbereich des Dreistoffsystems MgO, Fe203, Al203. Die Aufnahmen in den Fig. 5 und 6 zeigen als Hauptphase die Spinellphase„ST und in geringerem Umfang die Spinellphase„S2". Eine einzige Monophase liegt somit nicht vor. Figures 3 to 6 show the light micrographs of compositions 1, 2, 5 and 6-2. The photographs in Figs. 3 and 4 show only the Spinellmonophase "S" of the compositions 1 and 2 of the inventive Sinterspinellbereich of the ternary system MgO, Fe 2 0 3, Al 2 0 3. The photographs in Figs. 5 and 6 show as Main phase the spinel phase "ST and to a lesser extent the spinel phase" S2 ". A single monophase is therefore not available.
Verwendet wurde ein Röntgenpulverdiffraktometer der Firma Panalytical X'Pert Pro mit einem X'Cellerator Detektor. Die Messungen erfolgten mit einer Kupfer-Röntgenröhre, wobei die Anregung der Röntgenröhe mit 45 kV und 40 mA erfolgte. An X-ray powder diffractometer from Panalytical X'Pert Pro was used with an X'Cellerator detector. The measurements were done with a Copper X-ray tube, with the excitation of the X-ray at 45 kV and 40 mA.
Die Oxidationsbeständigkeit erfindungsgemäßer ESS zeigen Fig. 7a und 7b. Fig. 7a zeigt das Röntgendiffraktogramm nach der Herstellung eines ESS mit der Zusammensetzung 1 . Fig. 7b zeigt das Röntgendiffraktogramm nach einer Behandlung des ESS bei 1 .250 °C und 12 Stunden in einer Luftatmosphäre in einem elektrisch beheizten Ofen. Man erkennt, dass die ursprüngliche Spinellstruktur trotz Temperatureinwirkung und Vorhandensein von Sauerstoff erhalten geblieben ist. Eine Neubildung von Mineralphasen konnte mittels Rönt- genpulverdiffraktometrie nicht festgestellt werden. The oxidation resistance of ESS according to the invention is shown in FIGS. 7a and 7b. FIG. 7 a shows the X-ray diffractogram after the preparation of an ESS with the composition 1. FIG. Fig. 7b shows the X-ray diffractogram after treatment of the ESS at 1, 250 ° C and 12 hours in an air atmosphere in an electrically heated oven. It can be seen that the original spinel structure has been preserved despite the influence of temperature and the presence of oxygen. A new formation of mineral phases could not be determined by X-ray powder diffractometry.
Zum Vergleich wurde eine Hercynitprobe gemäß DE 44 03 869 A1 erschmolzen und ein Röntgendiffraktogramm erstellt (Fig. 8a). Danach wurde die Hercynitprobe ebenfalls bei 1 .250 °C 12 Stunden lang in einer Luftatmosphäre in dem elektrisch beheizten Ofen behandelt. Das Ergebnis zeigt Fig. 8b. Eindeutig ist zu erkennen, dass die ursprüngliche Spinellstruktur durch die Temperatureinwirkung und eine Oxidation des zweiwertigen Eisens (Fe2+) gestört wurde. Die für das Kristallgitter des Hercynitspinells notwendigen zweiwertigen Kationen sind nicht mehr verfügbar. Die neu gebildeten Phasen sind Hämatit (Fe203) und Korund (Al203). For comparison, a hercynite sample according to DE 44 03 869 A1 was melted and an X-ray diffractogram was created (FIG. 8 a). Thereafter, the hercynite sample was also treated at 1250 ° C for 12 hours in an air atmosphere in the electrically heated furnace. The result is shown in FIG. 8b. It can be clearly seen that the original spinel structure was disturbed by the effect of temperature and oxidation of divalent iron (Fe 2+ ). The divalent cations necessary for the crystal lattice of the hercynite spinel are no longer available. The newly formed phases are hematite (Fe 2 0 3 ) and corundum (Al 2 0 3 ).
Die Erfindung betrifft auch die Herstellung von basischen Feuerfesterzeugnissen, z. B. basische Feuerfestformkörper und basische Feuerfestmassen. Zum Beispiel weisen erfindungsgemäße basische Feuerfesterzeugnisse folgende Zusammensetzung auf: The invention also relates to the production of basic refractory products, e.g. As basic refractory moldings and basic refractory materials. For example, basic refractory products according to the invention have the following composition:
50 bis 95 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-% mindestens eines körnigen basischen feuerfesten Werkstoffs, insbesondere Magnesia, insbesondere Schmelzmagnesia und/oder Sintermagnesia mit Korngrößen z. B. zwischen 1 und 7, insbesondere zwischen 1 und 4 mm, 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 2 bis 18 Gew.-% mindestens eines mehlförmigen basischen feuerfesten Werkstoffs, insbesondere Magnesia, insbesondere Schmelzmagnesia und/oder Sintermagnesia mit Korngrößen < 1 mm, insbesondere < 0,1 mm, 50 to 95 wt .-%, in particular 60 to 90 wt .-% of at least one granular basic refractory material, in particular magnesia, in particular fused magnesia and / or sintered magnesia with particle sizes z. B. between 1 and 7, in particular between 1 and 4 mm, 0 to 20 wt .-%, in particular 2 to 18 wt .-% of at least one flour-shaped basic refractory material, in particular magnesia, in particular fused magnesia and / or sintered magnesia with grain sizes <1 mm, in particular <0.1 mm,
5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 6 bis 15 Gew.-% mindestens eines erfindungsgemäßen körnigen ESS mit Korngrößen z. B. zwischen 0,5 und 4, insbesondere zwischen 1 und 3 mm, 5 to 20 wt .-%, in particular 6 to 15 wt .-% of at least one granular ESS according to the invention with particle sizes z. B. between 0.5 and 4, in particular between 1 and 3 mm,
0 bis 5, insbesondere 1 bis 5 Gew.-% mindestens eines erfindungsgemäßen mehlförmigen ESS als Zusatzstoff mit Korngrößen < 1 mm, insbesondere < 0,1 mm, 0 to 5, in particular 1 to 5 wt .-% of at least one flour-like ESS according to the invention as an additive with grain sizes <1 mm, in particular <0.1 mm,
0 bis 5, insbesondere 1 bis 2 Gew.-% mindestens eines für Feuerfesterzeugnisse bekannten Bindemittels insbesondere mindestens eines organischen Bindemittels wie Ligninsulfonat, Dextrin, Methycellulose. 0 to 5, in particular 1 to 2 wt .-% of at least one known for refractory products binder in particular at least one organic binder such as lignosulfonate, dextrin, methyl cellulose.
Welche Bindemittel für welche Feuerfesterzeugnisse verwendbar sind, ergibt sich aus dem oben genannten Taschenbuch, Seite 28/29. Which binders are suitable for which refractory products can be found in the above-mentioned paperback, page 28/29.
Das folgende Beispiel zeigt, dass mit erfindungsgemäßen Feuerfesterzeugnissen, die geringere Zusatzmengen an Elastifizierer im Vergleich zu Zusatzmengen mit Hercynit oder Pleonast aufweisen, gleichwohl sehr gute Feststoffeigenschaften erzielbar sind. Die Beispielzusammensetzung war die folgende: The following example shows that very good solid properties can nevertheless be achieved with refractory products according to the invention which have lower addition amounts of elastifier compared to addition amounts with hercynite or pleonast. The example composition was as follows:
43.1 Gew.-% Sintermagnesia mit Korngrößen zwischen 1 und 4 mm 43.1% by weight sintered magnesia with particle sizes between 1 and 4 mm
44.4 Gew.-% Sintermagnesiamehl mit Korngrößen unter 1 mm 44.4% by weight of sintered magnesia flour with grain sizes below 1 mm
10.5 Gew.-% ESS mit der Zusammensetzung 1 mit Korngrößen zwischen 1 und 3 mm 10.5 wt .-% ESS with the composition 1 with particle sizes between 1 and 3 mm
2 Gew.-% organisches Bindemittel Aus der Mischung wurden Steine mit einer Presskraft von 180 MPa gepresst und diese in einem Tunnelofen in Luftatmosphäre bei 1 .520 °C 6 Stunden gebrannt. 2% by weight of organic binder From the mixture stones were pressed with a pressing force of 180 MPa and this burned in a tunnel oven in an air atmosphere at 1 .520 ° C for 6 hours.
Die chemische Zusammensetzung des gebrannten Feuerfesterzeugnisses ergibt sich aus der folgenden Tabelle: The chemical composition of the fired refractory product is given in the following table:
Die physikalischen und thermochemischen Eigenschaften enthält die folgende Tabelle: The physical and thermochemical properties include the following table:
Mit gleicher Zusammensetzung unter gleicher Behandlung wurde eine Probe mit einem Pleonastgranulat mit der Zusammensetzung 6-2 des Spinells als Elastifizierer anstelle des ESS-Elastifizierers erzeugt. Die gebrannte Probe wies einen erheblich höheren E-Modul auf, was sich aus der folgenden Tabelle ergibt: With the same composition under the same treatment, a sample having a pleonast granule having the composition 6-2 of spinel as an elasticizer was produced in place of the ESS elastifier. The fired sample showed a considerably higher modulus of elasticity, which is shown in the following table:
Das Ergebnis obigen Beispiels zeigt, dass mit geringeren Mengen an ESS- Elastifizierer E-Moduli gewährleistbar sind, die mit Pleonast als Elastifizierer nur mit deutlich höheren Zusatzmengen erzielbar sind. The result of the above example shows that with smaller amounts of ESS elastifiers, moduli of elasticity can be ensured which, with pleonast as elastifiers, can only be achieved with significantly higher addition quantities.
Anhand von basischen Magnesiaformkörpern, die ESS enthalten, wird im Folgenden gezeigt, dass diese Feuerfesterzeugnisse alkaliresistenter sind als gleiche Feuerfesterzeugnisse mit Hercynitspinellgranulat oder Pleonastspi- nellgranulat. Dazu wurde nach dem Tiegelverfahren bei 1 .400 °C (Verweildauer 3 Stunden) mit Kaliumcarbonat als Reaktionsagens geprüft. Der Test erfolgte nach der Methode„Prüfverfahren für dichte feuerfeste Erzeugnisse - Leitlinien zur Prüfung von durch Flüssigkeiten hervorgerufene Korrosion an feuerfesten Erzeugnissen; deutsche Fassung CEN/TS 1 541 8: 2006". Based on basic magnesia moldings containing ESS, it is shown below that these refractory products are more resistant to alkalis than the same refractory products with hercynite spinel granules or Pleonastspellell granules. For this purpose, after the crucible process at 1 .400 ° C (residence time 3 hours) was tested with potassium carbonate as a reaction agent. The test was carried out by the method "Test method for dense refractory products - Guidelines for the examination of fluid-induced corrosion of refractory products; German version CEN / TS 1 541 8: 2006 ".
Das Ergebnis zeigt die Fig. 9. Verglichen mit der„Hercynitprobe" (rechtes Bild) und der„Pleonastprobe" (Mitte) zeigen die ESS enthaltende Formkörper (linkes Bild) eine deutlich verbesserte Alkaliresistenz bei gleicher Einwaage der Komponenten ESS (linkes Bild), Pleonast (Mitte) und Hercynit (rechtes Bild). The result is shown in FIG. 9. Compared to the "hercynite sample" (right image) and the "pleonite sample" (center), the ESS-containing moldings (left image) show a significantly improved alkali resistance with the same weight of components ESS (left image), Pleonast (center) and Hercynit (right picture).
Schließlich zeigt auch Fig. 1 0 die Überlegenheit erfindungsgemäßer feuerfester Erzeugnisse mit ESS gegenüber Feuerfesterzeugnissen gleicher Zusammensetzung mit Pleonast. Das linke Bild in Fig. 1 0 zeigt eine Probe, die mit 8.5 % ESS hergestellt worden war. Dabei sind jeweils gleiche Korngrö ßenver- teilungen der Hauptkomponente, nämlich Schmelzmagnesia und der Spinellkomponente verwendet worden. Außerdem waren auch die Brennbedingungen gleich. Nach dem keramischen Brand wurden die Proben einer genormten Temperaturwechselbeständigkeitsprüfung bei 1 .200 °C unterzogen (30 Zyklen, je 30 Minuten nach DIN EN 993-1 1 ). Finally, Fig. 1 0 shows the superiority of refractory products according to the invention with ESS compared with refractory products of the same composition with Pleonast. The left image in Figure 10 shows a sample made with 8.5% ESS. In each case the same particle size distribution is used. tions of the main component, namely fused magnesia and the spinel component has been used. In addition, the firing conditions were the same. After the ceramic firing, the samples were subjected to a standardized thermal shock resistance test at 1 .200 ° C. (30 cycles, 30 minutes each in accordance with DIN EN 993-1 1).
Deutlich ist die Temperaturwechselbeständigkeit der linken ESS enthaltenden unzerstörten Probe zu erkennen, während die rechte Pleonast enthaltende Probe gerissen ist. The thermal shock resistance of the left ESS-containing undestructed sample is clearly visible, while the sample containing the right pleonast is cracked.
Im Folgenden werden erfindungsgemäße vorteilhafte Merkmale angegeben, wobei alle Merkmale einzeln oder in unterschiedlichen Kombinationen mit den Merkmalen des Hauptanspruchs kombinierbar sind unabhängig von ihrer Aufzählung in den jeweiligen Unteransprüchen. In the following, advantageous features according to the invention are specified, wherein all features can be combined individually or in different combinations with the features of the main claim, regardless of their list in the respective subclaims.
Die Erfindung wird insbesondere charakterisiert durch einen körnigen Elastifi- zierer in Form eines gebrochenen Granulats für Feuerfesterzeugnisse, insbesondere für basische Feuerfesterzeugnisse, mineralisch bestehend jeweils aus einem monophasigen gesinterten Mischkristallspinell des Dreistoffsystems MgO-Fe203-AI203 aus dem Zusammensetzungsbereich The invention is particularly characterized by a granular Elastifi- Painters in the form of a broken granulate for refractory products, in particular for basic refractory products, mineral each consisting of a single-phase sintered Mischkristallspinell of the ternary system MgO-Fe 2 03-AI 2 03 from the composition range
MgO: 12 bis 19,5, insbesondere 15 bis 17 Gew.-% MgO: 12 to 19.5, especially 15 to 17 wt .-%
Rest: Fe203 und Al203 im Mengenverhältnisbereich Fe203 zu Al203 zwischen 80 zu 20 und 40 zu 60 Gew.-%. wobei ausgehend von einem MgO-Gehalt zwischen 12 bis 19,5 Gew.-% die jeweiligen Mischkristalle jeweils einen Fe203- und Al203-Gehalt in fester Lösung aus den dafür jeweils angegebenen begrenzten Bereichen derart enthalten, dass sich eine Gesamtzusammensetzung zu 100 Gew.-% ergibt. Rest: Fe 2 0 3 and Al 2 0 3 in the ratio range Fe 2 0 3 to Al 2 0 3 between 80 to 20 and 40 to 60 wt .-%. starting from a MgO content between 12 to 19.5 wt .-%, the respective mixed crystals each containing a Fe 2 0 3 - and Al 2 0 3 content in solid solution from the respective specified limited areas such that a Total composition to 100 wt .-% results.
Vorteilhaft ist ferner, wenn der Elastifizierer aufweist: eine Kornrohdichte > 2,95, insbesondere > 2,99, vorzugsweise > 3,2 g/cm3, ganz vorzugweise bis 3,7 g/cm3, gemessen 5 nach DIN EN 993-18 oder weniger als 5, insbesondere weniger als 2 Gew.-% Nebenphasen oder It is furthermore advantageous if the elasticizer has: a grain density> 2.95, in particular> 2.99, preferably> 3.2 g / cm 3 , very preferably up to 3.7 g / cm 3 , measured 5 according to DIN EN 993-18 or less than 5, in particular less than 2 wt .-% secondary phases or
Korndruckfestigkeiten zwischen 20 MPa und 35 MPa, insbesondere zwischen 25 MPa und 30 MPa, gemessen in Anlehnung an DIN EN13055 - Anhang C oder lineare Ausdehnungskoeffizienten zwischen 8,5 und 9,5, insbesondere zwischen 8,8 und 9,2 · 10"6 K"1 oder Corneal strengths between 20 MPa and 35 MPa, in particular between 25 MPa and 30 MPa, measured on the basis of DIN EN13055 - Appendix C or linear expansion coefficients between 8.5 and 9.5, in particular between 8.8 and 9.2 · 10 "6 K "1 or
Korngrößenverteilung zwischen 0 und 6, insbesondere zwischen 0 und 4 mm, vorzugsweise mit folgenden Kornverteilungen, jeweils mit normalen üblichen Kornverteilungen, insbesondere Gauß'schen Kornverteilungen, oder mit bestimmten ausgewählten Kornfraktionen bzw. Kornbändern. Grain size distribution between 0 and 6, in particular between 0 and 4 mm, preferably with the following grain distributions, in each case with normal customary grain distributions, in particular Gaussian grain distributions, or with certain selected grain fractions or grain bands.
0,5-1 ,0 mm 30-40 Gew.-% 0.5-1.0 mm 30-40% by weight
1 ,0-2,0 mm 50-60 Gew.-%  1, 0-2.0 mm 50-60% by weight
Die Erfindung wird insbesondere auch charakterisiert durch ein Verfahren zur Herstellung eines monophasigen Sinterspinells, wobei The invention is also characterized in particular by a process for producing a monophasic sintered spinel, wherein
- mindestens eine hochreine, insbesondere mehlförmige MgO- Komponente - At least one high purity, in particular flour-shaped MgO component
- mindestens eine hochreine, insbesondere mehlförmige Fe203- Komponente - mindestens eine hochreine, insbesondere mehlförmige Al203- Komponente in bestimmten, im Zusammensetzungsbereich nach Anspruch 1 liegenden, auf die Oxide bezogenen Mengen gemischt und die Mischung in neutraler oder oxidierender Atmosphäre in einem keramischen Brennprozess bis zum Erreichen der jeweiligen monophasigen Sinterspinellmischkristallausbildung gesintert wird, anschließend das gesinterte Material abgekühlt wird, woraus ein gesinterter Festkörper oder mehrere gesinterte Festkörper resultieren, der bzw. die zu Granulat zerkleinert wird bzw. werden, wonach aus dem Granulat, z. B. durch Siebung, ein Elastifizierergranulat mit vorbestimmter Kornzusammensetzung erstellt wird. - At least one high purity, especially flour-shaped Fe 2 0 3 - component - Mixed at least one high purity, in particular flour-shaped Al 2 0 3 - component in certain, in the composition range according to claim 1, based on the oxides amounts and the mixture is sintered in a neutral or oxidizing atmosphere in a ceramic firing process until reaching the respective monophasic Sinterspinellmischkristallausbildung , then the sintered material is cooled, resulting in a sintered solid or a plurality of sintered solids, which is or are comminuted into granules, after which from the granules, z. B. by screening, a Elastifizierergranulat is created with a predetermined grain composition.
Vorteilhaft ist ferner, wenn die folgenden Verfahrensparameter verwendet werden: als MgO-Komponente mindestens ein Ausgangsmaterial aus der folgenden Gruppe verwendet wird: Sintermagnesia, kaustische Magnesia insbesondere mit MgO-Gehalten über 96, vorzugsweise über 98 Gew.-% Furthermore, it is advantageous if the following process parameters are used: as MgO component at least one starting material from the following group is used: sintered magnesia, caustic magnesia, in particular with MgO contents above 96, preferably above 98 wt.
als Fe203-Komponente mindestens ein Ausgangsmaterial aus der folgenden Gruppe verwendet wird: Hämatit oder Magnetit, insbesondere mit Fe203-Gehalten über 90, vorzugsweise über 95 Gew.-% as Fe 2 0 3 component is used at least one starting material from the following group: hematite or magnetite, and in particular with Fe 2 0 3 contents above 90, preferably above 95 wt .-%
als AI203-Komponente mindestens ein Ausgangsmaterial aus der folgenden Gruppe verwendet wird: alpha und/oder gamma Alumi- na, insbesondere mit Al203-Gehalten über 98, vorzugsweise über 99 Gew.-%, vorzugsweise alpha und gamma Alumina. as AI 2 0 3 component is at least used a starting material from the following group: alpha and / or gamma alumina, in particular Al 2 0 3 content above 98, preferably above 99 wt .-%, preferably alpha and gamma alumina ,
Anstelle der reinen üblicherweise verwendeten hochwertigen Primär-Rohstoffe können auch Granulate aus Recyclingmaterialien wie Walzenzunder (Fe203) oder recycelte Magnesiasteine (MgO) oder Magnesia-Spinellsteine (Al203, MgO) zumindest in Teilmengen verwendet werden. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Komponenten mit Mahlenergie in einem Mahlaggregat zerkleinert und gemischt werden, vorzugsweise bis zu einer Feinheit < 0,10, insbesondere < 0,05 mm, oder die Mischungen bei Temperaturen zwischen 1 .200 und 1 .700, insbesondere zwischen 1400 und 1600, vorzugsweise 1450 bis 1550 °C, insbesondere 5 bis 7 Stunden gesintert werden, oder die Mischungen vor dem Sintern z. B. durch Granulieren oder Pressen verdichtet werden, insbesondere zu Granalien z. B. mit Volumina zwischen 10 und 20, insbesondere zwischen 12 und 15 cm3, sowie Rohdichten z. B. zwischen 2,90 und 3,20, insbesondere zwischen 3,0 und 3,1 g/cm3 bestimmt nach DIN EN 993-18 gepresst werden vorzugsweise mit Pressdrücken zwischen 40 MPa und 130 MPa insbesondere zwischen 60 und 100 MPa. Ge- presste Formkörper haben z. B. Volumina zwischen 1 .600 und 2.000 cm3. Instead of the pure commonly used high quality primary raw materials, granules of recycled materials such as mill scale (Fe 2 0 3 ) or recycled magnesia (MgO) or magnesia spinel (Al 2 0 3 , MgO) can be used at least in part. It is furthermore advantageous if the components are comminuted and mixed with grinding energy in a grinding unit, preferably up to a fineness <0.10, in particular <0.05 mm, or the mixtures at temperatures between 1.200 and 1, 700, in particular be sintered between 1400 and 1600, preferably 1450 to 1550 ° C, in particular 5 to 7 hours, or the mixtures before sintering z. B. be compacted by granulation or pressing, in particular to granules z. B. with volumes between 10 and 20, in particular between 12 and 15 cm 3 , and bulk densities z. B. between 2.90 and 3.20, in particular between 3.0 and 3.1 g / cm 3 determined to DIN EN 993-18 are pressed preferably with pressing pressures between 40 MPa and 130 MPa, in particular between 60 and 100 MPa. Pressed moldings have z. B. Volumes between 1 .600 and 2,000 cm 3 .
Die Erfindung betrifft auch ein basisches, keramisch gebranntes oder ungebranntes Feuerfesterzeugnis in Form von Feuerfestformkörpern, insbesondere gepressten Feuerfestformkörpern oder ungeformten Feuerfestmassen aufweisend, insbesondere bestehend aus: The invention also relates to a basic, ceramically fired or unburnt refractory product in the form of refractory shaped bodies, in particular pressed refractory shaped bodies or unshaped refractory masses, in particular consisting of:
50 bis 95 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-% mindestens eines körnigen, basischen, feuerfesten Werkstoffs, insbesondere Magnesia, insbesondere Schmelzmagnesia und/oder Sintermagnesia mit Korngrößen z. B. zwischen 1 und 7, insbesondere zwischen 1 und 4 mm 50 to 95 wt .-%, in particular 60 to 90 wt .-% of at least one granular, basic, refractory material, in particular magnesia, especially fused magnesia and / or sintered magnesia with particle sizes z. B. between 1 and 7, in particular between 1 and 4 mm
0 bis 20, insbesondere 2 bis 18 Gew.-% mindestens eines mehlförmi- gen, basischen, feuerfesten Werkstoffs, insbesondere Magnesia, insbesondere Schmelzmagnesia und/oder Sintermagnesia mit Korngrößen <0 to 20, in particular 2 to 18 wt .-% of at least one flourförmi- basic, refractory material, in particular magnesia, especially fused magnesia and / or sintered magnesia with grain sizes <
1 mm, insbesondere < 0,1 mm 5 bis 20, insbesondere 6 bis 1 5 Gew.-% mindestens eines erfindungsgemäßen körnigen Elastifizierergranulats mit Korngrößen z. B. zwischen 0,5 und 4, insbesondere zwischen 1 und 3 mm 1 mm, in particular <0.1 mm 5 to 20, in particular 6 to 1 5 wt .-% of at least one granular Elastifizierergranulats invention with grain sizes z. B. between 0.5 and 4, in particular between 1 and 3 mm
0 bis 5, insbesondere 1 bis 5 Gew.-% mindestens eines mehlförmigen Zusatzstoffes, z. B. aus einem erfindungsgemäß hergestellten mehlförmigen Sinterspinell mit Korngrößen < 1 mm, insbesondere < 0,1 mm 0 to 5, in particular 1 to 5 wt .-% of at least one flour-shaped additive, for. Example, from a flour-shaped sintered spinel according to the invention with particle sizes <1 mm, in particular <0.1 mm
0 bis 5, insbesondere 1 bis 2 Gew.-% mindestens eines für Feuerfesterzeugnisse bekannten Bindemittels, insbesondere mit mindestens einem organischen Bindemittel wie Ligninsulfonat, Dextrin, Methylcellulose, etc. 0 to 5, in particular 1 to 2 wt .-% of at least one known for refractory binder, in particular with at least one organic binder such as lignosulfonate, dextrin, methylcellulose, etc.
Die erfindungsgemäßen, erfindungsgemäße Elastifizierergranulate enthaltenden Feuerfesterzeugnisse eignen sich insbesondere für die Verwendung als feuerseitige Auskleidung von industriellen großvolumigen Ofenaggregaten, die mit neutraler und/oder oxidierender Ofenatmosphäre betrieben werden, insbesondere für die Auskleidung von Zementdrehrohröfen. The refractory products according to the invention containing the elastification granules are particularly suitable for use as the fire-side lining of industrial large-volume furnace units, which are operated with a neutral and / or oxidizing furnace atmosphere, in particular for the lining of cement rotary kilns.

Claims

Ansprüche claims
1 . Körniges feuerfestes mineralisches Elastifizierergranulat für Feuerfesterzeugnisse, insbesondere für basische Feuerfesterzeugnisse, mineralisch bestehend jeweils aus einem monophasigen Sinterspinellmischkristall des Dreistoffsystems MgO-Fe203-AI203 aus dem Zusammensetzungsbereich 1 . Granular refractory mineral Elastifizierergranulat for refractory products, especially for basic refractory products, mineral consisting of a monophasic sintered spinel mixed crystal of the three-component system MgO-Fe 2 0 3 -AI 2 0 3 from the composition range
MgO: 12 bis 19,5, insbesondere 15 bis 17 Gew.-% MgO: 12 to 19.5, especially 15 to 17 wt .-%
Rest: Fe203 und Al203 im Mengenverhältnisbereich Fe203 zu Al203 zwischen 80 zu 20 und 40 zu 60 Gew.-% wobei ausgehend von einem MgO-Gehalt zwischen 12 bis 19,5 Gew.-% die jeweiligen Mischkristalle jeweils einen Fe203- und Al203-Gehalt in fester Lösung aus den dafür jeweils angegebenen begrenzten Bereichen derart enthalten, dass sich eine Gesamtzusammensetzung zu 100 % ergibt. Rest: Fe 2 0 3 and Al 2 0 3 in the ratio range Fe 2 0 3 to Al 2 0 3 between 80 to 20 and 40 to 60 wt .-% starting from a MgO content between 12 to 19.5 wt. % of the respective mixed crystals each contain a Fe 2 0 3 - and Al 2 0 3 content in solid solution from the respective specified limited ranges such that a total composition results in 100%.
2. Elastifizierergranulat nach Anspruch 1 , 2. Elastifizierergranulat according to claim 1,
gekennzeichnet durch  marked by
eine Rohdichte > 2,95, insbesondere > 2,99, vorzugsweise > 3,2 g/cm3, ganz besonders bis 3,7 g/cm3, gemessen nach DIN EN 993-18. a bulk density> 2.95, in particular> 2.99, preferably> 3.2 g / cm 3 , very particularly up to 3.7 g / cm 3 , measured according to DIN EN 993-18.
3. Elastifizierergranulat nach Anspruch 1 und/oder 2, 3. Elastifizierergranulat according to claim 1 and / or 2,
gekennzeichnet durch  marked by
weniger als 5, insbesondere weniger als 2 Gew.-% Nebenphasen.  less than 5, in particular less than 2 wt .-% secondary phases.
4. Elastifizierergranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch 4. Elastifizierergranulat according to one or more of claims 1 to 3, characterized by
Korndruckfestigkeiten zwischen 20 MPa und 35 MPa, insbesondere zwischen 25 MPa und 30 MPa, gemessen in Anlehnung an DIN EN 13055 (Anhang C). Corneal strengths between 20 MPa and 35 MPa, in particular between 25 MPa and 30 MPa, measured on the basis of DIN EN 13055 (Appendix C).
5. Elastifizierergranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch 5. Elastifizierergranulat according to one or more of claims 1 to 4, characterized by
einen linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 8.5 und 9.5, insbesondere zwischen 8.8 und 9.2 · 1 CT6 K~1. a linear expansion coefficient between 8.5 and 9.5, in particular between 8.8 and 9.2 · 1 CT 6 K ~ 1 .
6. Elastifizierergranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Korngrößen mit normalen üblichen Kornverteilungen, insbesondere Gau ß'schen Kornverteilungen, oder mit bestimmten Kornfraktionen zwischen 0 und 6, insbesondere zwischen 0 und 4 mm, vorzugsweise mit folgenden Kornverteilungen: 6. Elastifizierergranulat according to one or more of claims 1 to 5, characterized by particle sizes with normal customary grain distributions, in particular Gau ß'schen grain distributions, or with certain grain fractions between 0 and 6, in particular between 0 and 4 mm, preferably with the following particle size distributions:
0.5-1 .0 mm 30-40 Gew.-% 0.5-1 .0 mm 30-40 wt.%
1 .0-2.0 mm 50-60 Gew.-%.  1 .0-2.0 mm 50-60% by weight.
7. Verfahren zur Herstellung eines monophasigen Elastifizierergranulats nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, 7. A process for producing a monophasic elastifying granule according to one or more of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet dass  characterized in that
- mindestens eine hochreine, insbesondere mehlförmige MgO- Komponente - At least one high purity, in particular flour-shaped MgO component
- mindestens eine hochreine, insbesondere mehlförmige Fe203- Komponente - At least one high purity, especially flour-shaped Fe 2 0 3 - component
- mindestens eine hochreine, insbesondere mehlförmige Al203- Komponente in bestimmten, im Zusammensetzungsbereich nach Anspruch 1 liegenden, auf die Oxide bezogenen Mengen gemischt und die Mischung in neutraler oder oxidierender Atmosphäre in einem keramischen Brennpro- zess bis zum Erreichen der jeweiligen monophasigen Sinterspinellmischkristallausbildung gesintert wird, anschließend das gesinterte Material abgekühlt wird, woraus ein gesinterter Festkörper oder mehrere gesinterte Festkörper resultieren, der bzw. die zu Granulat zerkleinert wird bzw. werden, woraus aus dem Granulat, z. B. durch Siebung, ein Elastifizie- rergranulat mit bestimmter Kornzusammensetzung erstellt wird. - Mixed at least one high purity, in particular flour-shaped Al 2 0 3 - component in certain, in the composition range according to claim 1, based on the oxides amounts and the mixture in a neutral or oxidizing atmosphere in a ceramic firing process until reaching the respective monophasic Sinterspinellmischkristallausbildung is sintered, then the sintered material is cooled, resulting in a sintered solid or more sintered solids, which is comminuted into granules or be, from which from the granules, z. For example, by sieving, a Elastifizier- is granules made with certain grain composition.
8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
- als Mg O- Komponente mindestens ein Rohstoffmaterial aus der folgenden Gruppe verwendet wird: Schmelzmagnesia, Sintermagnesia, kaustische Magnesia, insbesondere mit MgO-Gehalten über 98, vorzugsweise über 98 Gew.-%, oder eine eisenreiche, alpine Sintermagnesia  at least one raw material material from the following group is used as the Mg O component: fused magnesia, sintered magnesia, caustic magnesia, in particular with MgO contents above 98, preferably above 98 wt.%, or an iron-rich, alpine sintered magnesia
- als Fe203-Komponente mindestens ein Rohstoffmaterial aus der folgenden Gruppe verwendet wird: Magnetit, Hämatit, Walzenzunder insbesondere mit Fe203-Gehalten über 90, vorzugsweise über 95 Gew.-% - as Fe 2 0 3 component at least one raw material material from the following group is used: magnetite, hematite, mill scale, in particular with Fe 2 0 3 levels above 90, preferably above 95 wt .-%
- als AI203-Komponente mindestens ein Rohstoffmaterial aus der folgenden Gruppe verwendet wird: Aluminiumoxid, insbesondere in Form von alpha oder gamma Alumina, insbesondere mit Al203-Gehalten über 98, vorzugsweise über 99 Gew.-%, oder calcinierter metallurgischer Bauxit. - As Al 2 0 3 component at least one raw material material from the following group is used: alumina, in particular in the form of alpha or gamma alumina, in particular with Al 2 0 3 levels above 98, preferably above 99 wt .-%, or calcined metallurgical bauxite.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und/oder 8, 9. The method according to claim 7 and / or 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Komponenten in einem Mahlaggregat gemischt und/oder zerkleinert werden, vorzugsweise bis zu einer Feinheit < 0,5, insbesondere < 0,1 mm.  the components are mixed and / or comminuted in a grinding unit, preferably up to a fineness <0.5, in particular <0.1 mm.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, 10. The method according to one or more of claims 7 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Mischungen bei Temperaturen zwischen 1 .200 und 1 .700, insbesondere zwischen 1400 und 1600, vorzugsweise 1450 bis 1550 °C, insbesondere 4 bis 8 Stunden gesintert werden.  the mixtures are sintered at temperatures between 1 .200 and 1 .700, in particular between 1400 and 1600, preferably 1450 to 1550 ° C., in particular 4 to 8 hours.
1 1 . Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 1 0, dadurch gekennzeichnet, dass 1 1. Method according to one or more of claims 7 to 10, characterized in that
die Mischungen vor dem Sintern z. B. durch Granulieren oder Pressen verdichtet werden, insbesondere zu Granalien z. B. mit Volumina zwischen 10 und 20 cm3, insbesondere zwischen 12 und 15 cm3, sowie Rohdichten z. B. zwischen 2,90 und 3,20, insbesondere zwischen 2,95 und 3,1 0 g/cm3, bestimmt nach DIN EN 993-18, gepresst werden, vorzugsweise mit Pressdrücken 5 zwischen 40 MPa und 130 MPa, insbesondere zwischen 60 und 100 MPa. the mixtures before sintering z. B. be compacted by granulation or pressing, in particular to granules z. B. with volumes between 10 and 20 cm 3 , in particular between 12 and 15 cm 3 , and bulk densities z. B. between 2.90 and 3.20, in particular between 2.95 and 3.1 0 g / cm 3 , determined according to DIN EN 993-18, are pressed, preferably with pressing pressures 5 between 40 MPa and 130 MPa, in particular between 60 and 100 MPa.
12. Basisches, keramisch gebranntes oder ungebranntes Feuerfesterzeugnis in Form von Feuerfestformkörpern, insbesondere gepressten Feuerfestformkörpern, oder in Form von ungeformten Feuerfestmassen aufweisend, insbesondere bestehend aus: 12. Basic, ceramically fired or unburnt refractory product in the form of refractory moldings, in particular pressed refractory moldings, or in the form of unshaped refractory compositions, in particular consisting of:
50 bis 95 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-% mindestens eines körnigen, basischen, feuerfesten Werkstoffs, insbesondere Magnesia, insbesondere Schmelzmagnesia und/oder Sintermagnesia, mit Korngrößen z. B. zwischen 1 und 7, insbesondere zwischen 1 und 4 mm 50 to 95 wt .-%, in particular 60 to 90 wt .-% of at least one granular, basic, refractory material, in particular magnesia, in particular fused magnesia and / or sintered magnesia, with grain sizes z. B. between 1 and 7, in particular between 1 and 4 mm
0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 2 bis 18 Gew.-% mindestens eines mehlförmigen, basischen, feuerfesten Werkstoffs, insbesondere Magnesia, insbesondere Schmelzmagnesia und/oder Sintermagnesia mit Korngrößen < 1 mm, insbesondere < 0,1 mm 0 to 20 wt .-%, in particular 2 to 18 wt .-% of at least one flour-shaped, basic, refractory material, in particular magnesia, in particular fused magnesia and / or sintered magnesia with grain sizes <1 mm, in particular <0.1 mm
5 bis 20, insbesondere 6 bis 15 Gew.-% mindestens eines erfindungsgemäßen körnigen Elastifizierergranulats mit Korngrößen z. B. zwischen 0,5 und 4 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm 5 to 20, in particular 6 to 15 wt .-% of at least one granular Elastifizierergranulats invention with particle sizes z. B. between 0.5 and 4 mm, in particular between 0.5 and 3 mm
0 bis 5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-% mindestens eines mehlförmigen Zusatzstoffes z. B. aus einem erfindungsgemäß hergestellten gesinterten Material mit Korngrößen < 1 mm, insbesondere < 0,1 mm 0 bis 5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 2 Gew.-% mindestens eines für Feuerfesterzeugnisse üblicherweise verwendeten Bindemittels, insbesondere mindestens eines organischen Bindemittels wie Dextrin, Methylcellulose, Ligninsulfonat. 0 to 5 wt .-%, in particular 1 to 5 wt .-% of at least one flour-shaped additive z. B. from a sintered material according to the invention with particle sizes <1 mm, in particular <0.1 mm 0 to 5 wt .-%, in particular 1 to 2 wt .-% of at least one binder commonly used for refractory products, in particular at least one organic binder such as dextrin, methyl cellulose, lignosulfonate.
3. Verwendung eines erfindungsgemäßen Feuerfesterzeugnisses nach Anspruch 1 2 enthaltend ein Elastifizierergranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, das hergestellt ist nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 1 1 , als feuerseitige Auskleidung von großvolumigen, industriellen mit neutraler oder oxidierender Ofenatmosphäre betriebenen Ofenaggregaten, insbesondere für die Auskleidung von Zementdrehrohröfen. 3. Use of a refractory product according to claim 1 2 containing an elastifying granule according to one or more of claims 1 to 6, which is prepared according to one or more of claims 7 to 1 1, as a fire-side lining of large-volume, industrial operated with neutral or oxidizing furnace atmosphere Furnace aggregates, in particular for lining cement rotary kilns.
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