DE2446820A1

DE2446820A1 - Keramische masse

Info

Publication number: DE2446820A1
Application number: DE19742446820
Authority: DE
Inventors: Edward Lining Manigault
Original assignee: TAYLORS SONS CO CHAS
Current assignee: TAYLORS SONS CO CHAS
Priority date: 1973-10-01
Filing date: 1974-10-01
Publication date: 1975-04-03
Also published as: CA1016963A; JPS5427007B2; US3888687A; DE2446820C3; FR2246514A1; GB1480849A; JPS5062216A; FR2246514B1; DE2446820B2

Description

Die Erfindung betrifft eine keramische Masse mit 59 bis. 98 % Gew.-% tafelförmigem Aluminiumoxyd, O bis Io Gew.-% calciniertem Aluminiumoxyd und 1 bis 25 Gew.-% Chromoxyd.

Zur Herstellung von feuerfesten Steinen ist es bereits bekannt, ein Gemisch von 65 bis 99% tafelförmigem Aluminiumoxyd, O bis lo% calciniertem Aluminiumoxyd und 1 bis 25% Chromoxyd zu verwenden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine keramische Masse zu schaffen, die gebrannt, verglichen mit der bekannten Masse, eine verbesserte Fülldichte, einen verbesserten Bruchmodul und eine verringerte Porosität aufweist,, wobei die übrigen Eigenschaften der bekannten feuerfesten Steine beibehalten werden, und die auch als Stampfmasse und als plastische Masse verwendbar ist.

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ORISlNAL INSPECTED

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Diese Aufgabe wird ausgehend von der keramischen Masse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Masse 1 bis l8 Gew.-% Phosphatverbindung enthält.

Als Phosphatverbindung eignet sich besonders Phosphorsäure, Monoaluminiumphosphat, Monoammoniumphosphat, Aluminiumdihydrogenorthophosphat und Mischungen davon.

Das tafelförmige Aluminiumoxyd hat zweckmäßigerweise dabei eine Teilchengröße, die einer lichten Maschenweite zwischen 6,35 mm und 0 nun entspricht. 65 bis <)k % des Aluminiumoxyds haben eine Teilchengröße, die einer lichten Maschenweite von 6,35 nun bis o,o43 mm entspricht. Der Rest hat eine Teilchengröße, die einer lichten Maschenweite von weniger als o,o4t3 mm entspricht.

Vorteilhafterweise liegen 25 bis loo % des Aluminiumoxyds mit einer Teilchengröße von weniger als o,o^3 mm als tafelförmiges Aluminiumoxyd vor, während der Rest calciniertes Aluminiumoxyd ist.

Die keramische Masse ist als Stampfmasse verwendbar. Aus der Masse lassen sich feuerfeste gebrannte Steine herstellen, wobei die Mischung 2 bis 8 h bei 5oo C bis 1650 C gebrannt wird. Die keramische Masse läßt sich außerdem günstig in der Gießereitechnik als plastische Masse verwenden, wobei 1 bis k Gew.-56 Bentonit und 0 bis 12 Gew.-% Wasser zugegeben werden.

Die erfindungsgemäße keramische Masse hat den Vorteil, daß sie als Stampfmasse oder gebrannter feuerfester Stein gegenüber der bekannten Masse eine erhöhte Fülldichte, einen verbesserten Bruchmodul und eine verringerte Porosität aufweist und sich außerdem auch als plastische Masse einsetzen läßt.

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Die Anwesenheit von Bentonit erhöht die Plastizität in der Mischung. Das,plastische Gemisch enthält folgende Bestandteile: 59 bis 97 % tafelförmiges Alurainiumoxyd, 0 bis Io % calciniertes Aluminiumoxyd, 1 bis 25 % Chromoxyd, 1 bis l8 % Phosphatverbindung, 1 bis 4 % Bentonit und O bis 12 % Wasser. Die Anwesenheit von Bentonit in der Mischung ist nicht erforderlich, wenn die Mischung als Stampfmasse verwendet oder zur Erzeugung der feuerfesten Masse gebrannt wird.

Bei der Herstellung der feuerfesten Masse ist es wichtig, daß in der Mischung eine Vielzahl von Größen der verschiedenen Bestandteile verwendee wird. Es kann Aluminiumoxyd allein verwendet werden, bevorzugt wird jedoch ein Gemisch von tafelförmigem und calciniertem Aluminiumoxyd.

Das tafelförmige Aluminiumoxyd sollte in verschiedenen Größen verwendet werden. Das gesamte -6,35 mm + o,o43 mm Aluminiumoxyd sollte in der tafelförmigen Ausbildung verwendet werden. Zusätzlich sollte bezüglich des -o,o43 mm Aluminiumoxyds ein Viertel bis der gesamte Anteil des -o,o43 «im Aluminiumoxyds in der tafelförmigen Ausbildung vorliegen. Wenn calciniertes Aluminiumoxyd verwendet-wird, sollte es eine Größe von -o,o43 mm haben. 65 % bis 94 % des Aluminiumoxyds sollten eine Größe von -6,35 nun bis +o,o43 mm haben, während der Rest des Aluminiumoxyds auf -o,o43 mm gemahlen werden sollte. Das Chromoxyd sollte eine Größe von -o,o43 mm haben. Wenn Bentonit verwendet wird, sollte es -o,o43 mm haben.

Bei der Herstellung der feuerfesten Formprodukte werden das Aluminiumoxyd, das Chromoxyd und die Phosphatverbindung gemischt und in die gewünschten Formen gebracht, die dann bei Temperaturen von 5oo C bis l65o°C 2 bis 8 h gebrannt werden. Nach dem Brennen haben die feuerfesten Produkte eine erhöhte Schüttdichte und einen erhöhten

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Bruchmodul bei verringerter Porosität, verglichen mit Aluminium-Chromoxyd-Ziegelmassen, welche keine Phosphatverbindungen enthaltene Weiterhin wurde gefunden, daß die gleiche Mischung von Aluminiumoxyd, Chromoxyd und Phosphatverbindung sich für.den Einsatz als Stampfmischung eignet. Zusätzlich kann aus der gleichen Mischung auch eine plastische Mischung hergestellt werden, wobei es erwünscht sein kann, daß 1 bis k % Bentonit und erforderlichenfalls Wasser zugegeben werden.

Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.

Beispiel 1

Zur Herstellung eines feuerfesten Gemisches werden folgende Bestandteile zugegeben:

tafelförmiges Aluminiumoxyd 51 > 4 kg -4,7 mm +o,246 mm

tafelförmiges Aluminiumoxyd 14,8 kg -o,246 mm +o,o43

tafelförmiges Aluminiumoxyd 19,1 kg -o,o43 mm

calciniertes Aluminiumoxyd 4,7 kg =o,o43 mm

Chromoxyd lo,o kg -o,o43 mm

8o ?6ige Phosphorsäure 5»o kg

Das Gemisch wird dann zu Steinen von 228,6 mm χ Il4,3 nun χ 76,2 mm geformt. Die Steine werden dann bei I560 C 5h lang gebrannt. Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur werden die Steine analysiert, um ihre Eigenschaften festzustellen, die wie folgt lauten:

Bruchmodul %93,o6 kp/cm

Porosität lo,2 %

Absorption 3» ο %

Fülldichte 3.37 g/cm^J

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Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle von Phosphorsäure gemäß Beispiel 1 4,7 kg Monoalumxniumphosphat zugesetzt· werden. Die Steine haben Eigenschaften, die denen nach Beispiel 1 hergestellten ähnlich sind.

Die Zusammensetzungen und Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammen mit denen von Beispiel 1 zusammengestellt.

Zu Vergleichszwecken wird ein Vergleichsversuch durchgeführt, bei welchem keine Phosphatverbindung verwendet wird. Die Ergebnisse dieses Vergleichsversuchs sind ebenfalls in der Tabelle gezeigt. Die Mischungen gemäß Beispiel 1 und 2 können auch als Stampfmischungen verwendet werden.

Beispiel 3

Es wird ein weiteres Gemisch hergestellt, welches die folgenden Bestandteile enthält:

Tafelförmiges Aluminiumoxyd 51»^ kg -4,7 "im +o,246 mm

tafelförmiges Aluminiumoxyd l4,8 kg -o,246 mm +o,o43 mm

tafelförmiges Aluminiumoxyd 19t1 kg -o,o43 mm

calciniertes Aluminiumoxyd 4,7 kg -o,o43 nun

Monoalumxniumphosphat l4 kg -o,o43 mm

Bentonit 2 kg -o,o43 mm

Chromoxyd Io kg -o,o43 mm

Dieses Gemisch wird als ein plastisches Gemisch im Hals eines Induktionsofens verwendet, in welchem Temperguß geschmolzen wird. Es hat sich gezeigt, daß diese Mischung

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nach vier Tagen unverändert ist, während das bekannte Material, welches aus 9o % plastischem Aluminiumoxyd besteht, ersetzt werden muß»

Die Mischung kann auch für die Türschwelle und den Umgebungsbereich eines indirekten Lichtbogenofens zum Schmelzen von Grauguß verwendet werden. Dieses Gemisch hält wenigstens viermal so lang wie die bekannte plastische Aluminiumoxydmasse.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß feuerfeste Produkte, welche Aluminiumoxyd und Chromoxyd enthalten, hergestellt werden können, welche einen überlegenen Bruchmodul, niedrigere Porositäten und höhere Fülldichten haben, wenn Phosphatverbindungen in diesen , Gemischen verwendet werden.

Zusätzlich bilden die feuerfesten Mischungen vor dem Brennen überlegene Stampfmassen und plastische Massen.

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TABELLE

Material

Tafelförmiges Alumxniumoxyd tafelförmiges Alumxniumoxyd tafelförmiges Alumxniumoxyd calciniertes Alumxniumoxyd Chromoxyd Lxgnxnflussigkext Wasser 80 %lge Phosphorsäure Monoaluminiumphosphat

Eigenschaften

2 -Bruchmodul in kp/cm Porosität in % Absorption in % Fülldichte in g/cm"'

	7	mm	+o,246 mm	Bexspxele 1 2	51,4 kg	Vergleichs versuch
-4,	246	mm	+o,o43 mm	51,4 kg	14,8	51,4 kg
-ο,	o43	mm		14,8	19,1	14,8
-ο,	o43	mm		19,1	4,7	19,1
-O,	o43	mm		4,7	lo, ο	4,7
-O,				Io, ο	0	lo,o
				0	0	2,ο
				0	0	1,9
				5,ο	4,7	0
			0	⁰ ^

493,	06	516,	55	387,	74	2446820
lo,	2	lo,	9	14,	2
3,	0	3,	2	4,	3
3,	37	3,	39	3,	29

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Keramische Masse mit 59 bis 98 Gew.~% tafelförmigem Aluminiumoxyd, O bis Io Gew.-% calciniertem Aluminiumoxyd und 1 bis 25 Gew.-% Chromoxyd, gekennzeichnet durch 1 bis l8 G.evr.-% Phosphatverbindung.
2. Keramische Masse nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphatverbindung aus Phosphorsäure, Monoaluminxumphosphat, Monoammoniumphosphat oder Aluminiumdihydrogenorthophosphat oder aus Mischungen davon besteht.
3· Keramische Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das tafelförmige Aluminiumoxyd eine Teilchengröße hat, die einer lichten Maschenweite zwischen 6,35 mm und O entspricht, 65 bis 94 % des Aluminiumoxyds eine Teilchengröße haben, die einer lichten Maschenweite von 6,35 mm bis o,o43 mm entspricht,und der Rest eine Teilchengröße aufweist, die einer lichten Maschenweite von weniger als o,o43 mm entspricht.
4. Keramische Masse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Viertel bis zur gesamten Menge des Aluminiumoxyds mit einer Teilchengröße von weniger als o,o43 mm als tafelförmiges Aluminiumoxyd vorliegt, während der Rest calciniertes Aluminiumoxyd ist.

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5· Verwendung der keramischen Masse nach Anspruch 1 bis 4 als Stampfmasse.
6. Verwendung der keramischen Masse nach Anspruch 1 bis Λ zur Herstellung von gebrannten feuerfesten Steinen, wobei die Mischung 2 bis 8 h bei 5oo C bis 1650 C gebrannt wird.

7· Verwendung der keramischen Masse nach Anspruch 1 bis k als plastische Masse mit einer Zugabe von 1 bis k Gew.-% Bentonit und O bis 12 Gew.-% Wasser.

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