DE2451935C3

DE2451935C3 - Als plastische Masse, Stampfmasse oder zur Herstellung von keramischen Körpern geeignete Masse und ihre Verwendung.

Info

Publication number: DE2451935C3
Application number: DE19742451935
Authority: DE
Inventors: Edward Lining Cincinnati Ohio Manigault
Original assignee: DIDIER TAYLOR REFRACTORIES CORP CINCINNATI OHIO US
Current assignee: DIDIER TAYLOR REFRACTORIES CORP CINCINNATI OHIO US
Priority date: 1974-10-31
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1981-03-12
Also published as: DE2451935A1; DE2451935B2

Description

Die Erfindung betrifft eine als plastische Masse, Ή) Stampfmasse oder zur Herstellung von keramischen Körpern durch Formen und Brennen bis 165OT geeignete Masse, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist.

Hochtonerdehaltige. feuerfeste Materialien werden « seit vielen lahren für Baumaterialien, wie Ziegel, hergestellt. In der Vergangenheit sind Versuche unternommen worden, die Produkte durch Zugabe verschiedener Bestandteile zu dem Tonerdematerial zu verbessern. Um feuerfeste Produkte mit größerer Festigkeit und längerer Lebensdauer zu bilden, ist Chromoxid in unterschiedlichen Mengen zugesetzt worden. Dieses feuerfeste Tonerde-Chromoxid-Material ist dichter und weniger porös als feuerfeste Tonerdematerialien, die kein Chromoxid enthalten. in

Aus der DE-OS 23 58 268 sind Massen bekannt, bei deren Herstellung die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Ausgangsmaterialien verwendet werden. Als Bindemittel dieser vorbekannten, feuerfesten Materialien wird ein Ligninderivat verwendet Weiterhin ist aus der US-PS 28 52 401 ein Feuerfestmaterial bekannt, bei dessen Herstellung ein bei Raumtemperatur gegenüber der als Bindemittel verwendeten Phosphorsäure inerter, feuerfester Zuschlagstoff und ein geringerer Anteil eines aluminiumhaltigen Materials, das sich bei Raumtemperatur mit Phosphorsäure chemisch umsetzt verwendet wird. In Spalte 6, Zeilen 3 —5 in dieser Druckschrift ist angegeben, daß Aluminiumphosphat kein geeigneter Ersatz für das Phosphorsäurebindemittel ist Zwar ist in den Berichten der Deutschen keramischen Geseilschaft 37 (1960), Heft8, Seiten 362-367, die Verwendung von Monoaluminiumphosphatlösungen als Bindemittel von keramischen Rohstoffen beschrieben, jedoch ergibt sich aus dieser Druckschrift kein Hinweis auf die vorteilhaften Eigenschaften, welche gemäß der verwiegenden Erfindung bei Verwendung von Aluminiumphosphat als Bindemittel im Vergleich zu Phosphorsäure erzielt wurden.

Die Erfindung betrifft den in den Ansprächen gekennzeichneten Gegenstand.

Die Massen gemäß der Erfindung ergeben entweder nach dem Brennen oder, nachdem sie bei ihrem Einsatz beispielsweise als Stampfmasse oder plastische Masse auf erhöhte Temperatur gebracht worden sind, ein Material mit einem wesentlich höheren Bruchmodul als vorbekannte, feuerfeste Tonerdematerialien oder Tonerde-Chromoxidmaterialien und weisen eine höhere Rohdichte als vorbekannte Produkte auf.

Das Tonerde-Rohmaterial, das erfindungsgemäß eingesetzt werden kann, ist ein Tonerde-Rohmaterial, das aus Tonerdezusammensetzungen und Tonerde mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99% und mehr (99 + % Tonerde) und Mischungen davon ausgewählt ist und mindestens 50% Tonerde enthält Diese Materialien schließen Aluminiumoxiderze, wie Cyanit. und Verbindungen, wie Sillimanit und Mullit ein. All diese Materialien sind chemisch miteinander verträglich und können getrennt voneinander oder in Form von Mischungen miteinander verwendet werden, wodurch sich jeder beliebige Tonerdeprozentsatz erreichen läßt.

Wenn als Tonerde-Rohmaterial eine Tonerde mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99% oder mehr, d. h. eine Tonerde hoher Qualität verwendet wird, kann ausschließlich tafelförmige Tonerde verwendet werden. Unter tafelförmiger Tonerde ist ein Material zu verstehen, das durch Erhitzen von calcinierter Tonerde auf höhere Temperaturen, z. B. 2000° C, erhalten worden ist und eine plättchen- bzw. tafelförmige Einzelkristallstmktur des a-Aluminiumoxids aufweist. Vorzugsweise wird jedoch eine Mischung aus tafelförmiger und calcinierter Tonerde verwendet wobei die calcinierte Tonerde jedoch eine Teilchengröße von < 0.043 mm aufweist. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Massen werden das Tonerde-Rohmaterial, das Chromeisenerz und das Aluminiumphosphat und gegebenenfalls die wetteren Bestandteile Bentonit und Wasser in den angegebenen Mengen ausreichend vermischt. Eine solche Mischung kann dann als Stampfmasse oder plastische Masse eingesetzt werden, oder sie kann geformt und anschließend in der angegebenen Weise unter Bildung des Feuerfestmaterials gebrannt werden.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. In diesen Beispielen wurde ein auf eine Teilchengröße von < 0,043 mm vermahlenes Chromeisenerz mit den folgenden Analysenwerten eingesetzt:

OaO₃	45,66%
Fe-Oxide	27,24%
Al₂O₃	15,26%
SiO₂	1,47%
MgO	10,24%
CaO	0,13%
eiterhin	wurden tafelförmige und calcinierte

zu einer homogenen Mischung vermischt

Aus der Masse wurden Steine mit den Abmessungen 228,6 mm χ 114,3 mm χ 76,2 mm geformt und diese während 5 Stunden bei 1560⁰C gebrannt Der Bruchmodul der hierbei erhaltenen Steine ist ebenfalls in der Tabelle angegeben.

Diese Eigenschaft ist wesentlich besser als die von vergleichbaren, vorbekannten feuerfesten Ton-Tonerde eingesetzt erde-Chromoxid-Produkten. In der Tabelle sind Ver-Die tafelförmige Tonerde mit einer Teilchengröße ίο gleichsversuche angegeben, bei denen an Stelle von von < 635 mm bis > 0,043 mm besitzt die folgende Aluminiumphosphat als Bindemittel entweder 80%ige Teilchengrößenverteilung: Phosphorsäure oder Sulfitablauge verwendet wurde,

> 0,246 mm bis < 6,35 mm 66% weiterhin ein Vergleichsversuch, bei welchem an Stelle

> 0043 mm bis <0,246 mm 34.0% ^vo" Chromeisenerz Chromoxid eingesetzt wurde.

is Aus diesen Werten ergibt sich die hervorragende

Zur Herstellung der Masse wurden die Bestandteile in Eign, :ng von Aluminiumphosphat als Bindemittel in den den in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen gut erfindungsgemäßen Massen.

Tabelle
Ansatz A

Bestandteile	Vergleichsversuch oder Beispiel	kg	kg	1	kg	2	kg
	A	85,9		erf.gem.	763	erf.gem.	80,0
	VergL		Gew.-%		Gew.-%
	Gew.-%	663	72,1	64,1	76,7	74,0
Tonerde	81,1
davon:		19,4	83,8	12,4	923	6,0
tafelförmig	77,4
4,7-0,043 mm		—	16,2	—	73	—
tafelförmig	22,6
S 0,043 mm		4,7	—	6,1	—	10,0
calciniert	—
5 0,043 mm		10,0	5,8	17,4	93	10,0
Calcinierte Tonerde	4,4
50,043 mm		53	16,4	—	93	-
Chromeisenerz	93	-		6,0		4.8
£0.043 mm		—	—	—	-	—
Phosphorsäure, 80%ig	5,0	-	5,7	—	4,6	-
Aluminiumphosphat	—		—		-
Sulfitablauge	, -		-		—
Chromoxid	-		5433		6213
Bruchmodul (kg/cm²)	530,1	Vergleichsversuch oder Beispiel
Tabelle (Fortsetzung)		3
Ansatz A		erf.gem.
Bestandteile		Gew.-%	C	kg	D	kg
			Vergl.		Vergl.
		Gew.-%	Gew.-%

Tonerde 76,2 80,0 74,8 763 86,7 90,0

davon:

tafelförmig 92,5 74.0 83,8 64,1 100 90,0

4,7-0,043 mm

tafelförmig 7,5 6,0 16.2 12.4

S 0,043 mm

calciniert — — — — — —

50,043 mm

Calcinierte Tonerde 4,8 5.0 6,0 6,1 - -

50.043 mm

ι	Chromeisenerz	5	24 51	kg	935	kg	6	D	kg
f	I < 0,043 mm			15,0		17,4		Vergl.	_
I Fortsetzung	\ Phosphorsäure, 8O°/oig						Gew.-%
I Bestandteile	ξ Aluminiumphosphat	Vergleichsversuch oder Beispiel	—		-	_	—
I	J: Sulfitablauge	3	5,0	C	—		-
	ί Chromoxid	erf.gcm.	-	Vergl.	£3	-	3,8
	I Bruchmodul (kg/cm²)	Gew.-%	-	Gew.-%	-	-	10,0
f Tabelle (Fortsetzung)	14,3		17,0		3,7
;. Ansatz B					9,6
: Bestandteile	—		—		316,4
	4,8	rsuch oder Beispiel	—
	—
	—		—
; Tonerde	460,0	kg	406,0	kg	5	kg
l· davon:		80,0		85,0	erf.gem.	85,0
r tafelförmig					Gew.-%
ί 4,7-0,043 mm	Vergleichs'u	62,0		62,0	81,0	62,0
i, tafelförmig	4		B
} < 0,043 mm	erf.gem.	18,0	Vergl.	18,0	72\9	18,0
calciniert	Gew.-%		Gcw.-%
< 0.043 mm	76,0	—	80,8	5,0	21.2	5,0
^: Calcinierte Tonerde
< 0,043 mm	77,5	10,0	72,9	10,0	5,9	10,0
Chromeisenerz
< 0,043 mm		10,0	21.2	5.0	9,4	5,0
Phosphorsäure, 80% ig
Aluminiumphosphat	—	-	5,9	5,2	4,8	-
Sulfitablauge		5,2		-		5,0
Chromoxid		—	9,4	—	—	—
Bruchmodul (kg/cm*)		-		-	4,8	-
			4,8		—
			-
—	5,0	495,0
5,0	-
—	—
—	-
621,7	473,5

Claims

Patentansprüche:

1. Als plastische Masse, Stampfmasse oder zur Herstellung von keramischen Körpern durch Formen und Brennen bis 1650⁰C geeignete Masse, bestehend aus

65 bis 96 Gew.-% Tonerde-Rohmaterial, ausgewählt aus Fonerdezusammensetzungen, Tonerde mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99% und mehr und Mischungen davon mit einem Tonerdegehalt von mindestens 50%, wobei 65 bis 94% des vorhandenen Tonerde-Rohmaterials eine Teilchengröße von < 635 mm bis > 0,043 mm aufweisen und der Rest eine Teilchengröße von < 0,043 mm besitzt, und wobei im Fall einer Tonerde mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99% und mehr der eine Teilchengröße von < 635 mm bis > 0,043 mm aufweisende Anteil in Form von tafelförmiger Tonerde vorhanden ist, während 25% bis 100% der Tonerde mit einer Teilchengröße von < 0,043 mm als tafelförmige Tonerde und der Rest als calcinierte Tonerde vorliegen,

3 bis 25 Gv:w.-% Chromeisenerz mit einer Teilchengröße von < 0,043 mm, das 35 bis 50% CoO₃,15 bis 35% FeO und 25 bis 40% der Oxide von Silicium, Magnesium, Calcium, Aluminium und/oder anderen Metallen enthält,

0 bis 10 Gew.-% calcinierte Tonerde mit einer Teilchengröße von < 0,043 mm und ein Bindemittel,

dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Aluminiumphosphat ist und in einer Menge von 1 bis 10Gew.-%,als P2O5 berechnet, vorliegt

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Verwendung als plastische Masse aus 65 bis 96 Gew.-% Tonerde, 3 bis 20 Gew.-% Crromeisenerz, 1 bis 4 Gew.-% Bentonit 0 bis 12 Gew.-% Wasser und I bis 10 Gew.-% Aluminiumphosphat, als P2O5 berechnet, besteht.

3. Verwendung der Masse nach Anspruch 1 zur Herstellung von feuerfesten Formkörpern durch Formen zu einem keramischen Körper und Brennen bei 350 bis 1650° C während 2 bis 8 Stunden.

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