DE2446820A1 - Keramische masse - Google Patents
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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.
509814/0923
2U6JTZ0
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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2U6820
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
50981 A/0923
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.
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/cmJ
509814/0923
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.
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
5098U/0923
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.
5098U/0923
Material
Tafelförmiges Alumxniumoxyd
tafelförmiges Alumxniumoxyd tafelförmiges Alumxniumoxyd
calciniertes Alumxniumoxyd Chromoxyd Lxgnxnflussigkext
Wasser 80 %lge Phosphorsäure Monoaluminiumphosphat
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 (6)
- PATENTANSPRÜCHEKeramische 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.509814/0923
- 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.509 8 U /0923 owwnal inspect»
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
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