DE2716572C2 - Verfahren zur Herstellung feuerfester Materialien mit dichter Struktur - Google Patents
Verfahren zur Herstellung feuerfester Materialien mit dichter StrukturInfo
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Description
a) die Art oder Menge des Mineralisators, welcher den jeweiligen Gruppen des primären Materials
in Form von Einzelteilchen während der Stufe der Granulierung zugesetzt wird, verändert
wird, und/oder
b) das Verhältnis der Menge der Komponenten während der Stufe des Granulierung der verschiedenen
Gruppen im Primärmaterial verändert wird, und/oder
c) die Teilchengrößenverteilung der Teilchen des Primärmaterials in Form von Einzelteilchen
zum Zeitpunkt der Granulierung der verschiedenen Gruppen verändert wird, und/oder
d) die Wärmebehandlung des primären Materials verändert wird, und/oder
e) das Verfahren zur Granulierung des Primärmaterials
verändert wird.
2. Feuerfeste Materialien, gekennzeichnet durch das Herstellungsverfahren nach Anspruch i.
Körnern eines Granulats und kleinere Stellen mit niedriger Dichte aus feinen Körnern und feinen Pulvern aus
einem Granulat verbunden mit feinem Pulver eines primären Materials, die in einem Zickzackmuster willkürlich
an den Grenzflächen zwischen den groben und mittleren Körnern verteilt sind, aufweist, wobei die Stellen
mit niedriger Dichte in extremen Fällen Haarrisse aufweisen, wobei Teilchen von mindestens zwei Gruppen
eines primären Materials mit einer Größe von weniger als 74 μπι des feuerfesten Materials derart aufbereitet
und granuliert werden, daß die entsprechende Anzahl der Gruppen der Granulate, die aus den jeweiligen
Gruppen primären Materials aufbereitet sind, verschiedene Schwindungen aufweisen, wobei der Unterschied
weniger als 4% beträgt, und wobei die auf diese Weise hergestellten Gruppen von Granulaten aufgrund ihrer
Körnung in eine Anzahl von Teilchengrupper. mit verschiedenen Größenbereichen getrennt und die Teilchengruppen
aus jeder Granulatgruppe zu einer Gesamtchargenmischung. die aus mehr als 60 Gew.-% aus
Teilchen aus einem Granulat mit einer Körnung von mehr als 0,5 mm und aus weniger als 40 Gew.-% eines
Granulats mit einer Teilchengröße von weniger als 0,5 mm besteht, vereinigt werden, und die gesamte
Chargenmischung unter einem vorbestimmten Druck zwischen 300 und 11XK) kg/cm2 zu einem grünen Körper
verformt und dieser bei einer Temperatur von 1600 bis 18000C gesintert wird.
Bei feuerfesten Materialien bestimmt die Dichte der Struktur andere Eigenschaften, wie beispielsweise die
mechanische Festigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion und Erosion. Materialien mit einer
hochdichten Struktur sind im allgemeinen gegenüber einem durch Wärme bedingten Absplittern nicht
beständig. Es besieht daher ein Bedarf an der Herstellung von feuerfesten Materialien, welche alle vorstehend
beschriebenen Eigenschaften besitzen.
Durch die DE-OS 25 33 862 ist e,;n derartiges Verfahren
zur Herstellung feuerfester Materialien mit hochdichten Strukturen sowie einer hchen Widerstandsfähigkeit
gegenüber einer durch Wärme bedingten Absplitterung bekannt, bei welchem eine Teilchengrößenverteilung
des Granulats zur Herstellung des Endprodukts erfolgt. Die mit dem bekannten Verfahren hergestellten
feuerfesten Materialien weisen eine Struktur auf, in der kleinere Bereiche niedriger Dichte heterogen
in der Struktur des dichteren feuerfesten Materials verteilt sind. Dadurch Können diese feuerfesten Materialien
einmal hochdichte Strukturen haben, sowie einen hohen Widerstand gegen thermische Belastungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Materials zu
schaffen, welches eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Absplittern aufweist, wobei die große Dichte des
Materials erhalten bleibt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerfester Materialien mit dichter und heterogener
Struktur und einer Widerstandsfestigkeit gegenüber Absplittern, wobei die heterogene Struktur größere
Stellen mit hoher Dichte aus groben sowie mittleren
a) die Art oder Menge des Mineralisators, welcher den jeweiligen Gruppen des primären Materials in
Form von Einzelteilchen während der Stufe der Granulierung zugesetzt wird, verändert wird, und/
oder
b) das Verhältnis der Menge der Komponenten während der Stufe der Granulierung der verschiedenen
Gruppen im Primärmaterial verändert wird, und/ oder
c) die Teilchengroßenverteilung der Teilchen des Primärmaterials
in Form von Einzelteilchen zum Zeitpunkt der Granulierung der verschiedenen Gruppen
verändert wird, und/oder
d) die Wärmebehandlung des primären Materials verändert wird, und/oder
e) das Verfahren zur Granulierung des Primärmaterials verändert.wird.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird der Schwindungskoeffizient entweder durch Veränderung
der Menge des Mineralisators im Primärmaterial, durch Veränderung der Anteile der Komponenten im Primärmateria!,
durch Veränderung der Teilchengroßenverteilung im Primärmaterial, durch Veränderung der Kalzinierung
des Primärmaterials oder durch Veränderung des Granulierverfahrens eingestellt. In der Stufe der
Herstellung der Granulate aus dem Ausgangsmaterial werden mindestens zwei Gruppen Ausgangsmaterial
verwendet. Diese Gruppen des Ausgangsmaterials werden granuliert, um eine entsprechende Anzahl von
Gruppen an Granulaten herzustellen, die verschiedene
Schwindungen haben, wobei die Schwindungsunterschiede
wenigei als 4% betragen.
Als mögliches Verfahren zur Einstellung des Unterschieds des Schwindungskoeffizienten der Granulate
wenigstens zweier dieser Gruppen ergibt sich:
1. Die Art oder Menge der Mineralisatoren, beispielsweise
Siliziumdioxid, Titandioxid, Magnesiumdioxid oder dgL die dem Gemisch zugeführt werden,
können geändert werden, wobei diese Stoffe im Ausgangsmaterial in der Stufe der Granulierung
des Ausgangsmaterials zugeführt werden.
2. Die Art oder das Verhältnis der feinen Teilchen der Ausgangsmaterialien der einzelnen Komponenten,
die beim Granulieren verwendet werden, können geändert werden.
3. Die Teilchengrößenzusammenselzung der feinen
Teilchen des Ausgangsmaterials, welches bei der Granulierung verwendet wird, kann verändert werden.
4. Die Bedingungen der Wärmebehandlung, beispielsweise
Temperatur- und Erhitzungsdauer des feinen Materials, körnen verändert wurden.
5. Es können die Granulationsbedingungen oder die Granulationsverfahren geändert werden und das
Bindemittelmaterial kann in entsprechender Weise ausgewählt werden. Weiterhin können andere Bedingungen,
wie Temperatur und Konzentralion der Materialien, bei der Granulierung, beispielsweise
bei der Sprühtrocknung, in entsprechender Weise eingestellt werden.
Zusätzlich ist es möglich, die Oberfläche der Teilchen der Granulate mit verschiedenen Chemikalien zu beschichten.
Mit den zunehmend kritischer werdenden Bedingungen beim Betrieb von Industrieöfen steigt auch der Bedarf
an feuerfesten Materialien mit verbesserten F.igan- f>o
schäften.
Jedes feuerfeste Material kann entweder als gewöhnliches feuerfestes Material oder als ein feuerfestes Material
mit hochdichter Struktur klassifiziert werden, wobei die Struktur du.ch die Anzahl und Größe der Körner
und Poren, die Ar', in welcher die Poren in dem Material angeordnet sind, sowie die physikalische Festiekeit
des Köroers definiert wird.
Da herkömmliche feuerfeste Materialien eine scheinbare
Porosität von ungefähr 10 bis 20 Volumen-% aufweisen
und die Porosität der Matrixzone zwischen 30 und 40 Volumen-% liegt, und da das Ausmaß des Eindringens
von Schlacke und geschmolzenem Metall schnell mit zunehmender Porosität ansteigt, reagieren
diese korrosiven Mittel in zunehmendem Maße mit den feuerfesten Materialien bei hohen Temperaturen, wodurch
die Korrosion und die Erosion beschleunigt werden, so daß ein Absplittern die Folge ist.
Andererseits besitzen feuerfeste Materialien mit hochdichter Struktur, die eine scheinbare Porosität von
weniger als 10 Volumen-% aufweisen und nach der Schmelzgießmethode oder der Sintermethode hergestellt
werden, wobei feine und/oder ultrafeine Teilchen als Rohmaterial eingesetzt werden, eine charakteristische
geringe Porosität, eine hohe mechanische Festigkeit und eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber
Korrosion und Erosion, wobei jedoch die Widerstandsfähigkeit gegenüber ein·;.·:.! durch Wärme bedingten
Absplittern gering ist. Dies b rdingt. daß diese Materialien für solche Zwecke ungeeignet sind, bei denen
plötzliche Temperaturveränderungen auftreten, so daß derartige Materialien nur in begrenztem Umfange
einge-;2tzt werden können.
Die Erscheinung des durch Wärme bedingten Absplitterns geht hauptsächlich auf eine plötzliche Temperaturveränderung
in den feuerfesten Materialien zurück, wodurch Wärmespannungen entstehen. Übersteigen
diese Spannungen die Scher- oder Zugfestigkeit der feuerfesten Körper, dann entwickeln sich Risse innerhalb
der Struktur und bedingen ein Zerbrechen der feuerfesten Materialien. Um ein durch Wärme bedingtes
Absplittern zu verhindern wird die Verwendung eines Materials mit entweder einem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten
oder einer hohen Wärmeleitfähigkeit empfohlen. Diese Materialien werden jedoch dazu verwendet,
die Entwicklung von Wärmespannuiigen zu verhindern und nicht die Entwicklung von Rissen anzuhalten.
Obwohl kein Unterschied in der Zusammensetzung besteht, ist ein gewöhnliches feuerfestes Material normalerweise
einem feuerfesten Material mit dichter Struktur überlegen, wenn man die Widerstandsfähigkeit
gegenüber der durch Wärme bedingten Abspaltung während des Gebrauchs vergleicht.
Analysiert man den Mechanismus, auf welchem die Widerstandsfähigkeit gegenüber einem durch Wärme
bedingten Absplittern beruht, so stellt man eine enge Verbindung zu der Art des Weges fest, längs welchem
sich ein Riß entwickelt, und zwar entweder linear o'ler
unregelmäßig, da alle feuerfesten Materialien in einem rew.si-en Ausmaße Risse statt irgendeine Verbindung
derselben zu der Ursache der Rißbildung entwickeln.
Im allgemeinen entwickelt sich ein Riß ίϊ, einem feuerfesten
Material mit dichter Struktur linear, wobei der auftretende Bruch scharfe und glatte Ränder aufweist,
während sich ein Riß in einem herkömmlichen feuerfesten Material in einem Zickzackmuster oder in unregelmäßiger
Weise entwickelt und der Rand des Bruchs gezackt ist. Der Unterschied zwischen den Typen der
auftretenden Brüche geht auf den Unterschied in der Struktur der feuerfesten Materialien zurück. Ein herkömmliches
feuerfestes Material besteht aus einer Aggregatzone, die eine hohe Dichte und eine größere Bindefestigkeit
aufweist, und einer Matrixzone, die eine geringere Dichte sowie eine geringere Bindefestigkeit besitzt.
Der durch eine WürmesDannung verursachte Riß
entwickelt sich in der schwächeren Matrixzone und
breitet sich durch diese längs einer Linie geringsten Widerstandes aus, so daß eine zickzackförmige oder unregelmäßige Fraktur die Folge ist. Im Falle eines feuerfesten Materials mit dichter Struktur, das eine gleichmäßige Struktur und eine gleichmäßige Bindefestigkeit aufweist, entwickelt sich ein Riß in einer geraden Linie, da
keine einzige Stelle schwächer ist als eine andere.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in einem feuerfesten Material mit dichter Struktur die
schwächere Matrixzone auf einem Minimum gehalten und unregelmäßig in ähnlicher Weise wie in einem herkömmlichen feuerfesten Material verteilt. Wärmespannungen verursachen daher eine unregelmäßige und keine geradlinige Rißbildung wie im Falle eines herkömmlichen feuerfesten Materials, wodurch die Widerstandsfähigkeit gegenüber einem durch Wärme bedingten Absplittern erhöht wird, ohne daß dabei die Vorteile eines
feuerfesten Materials mit einer dichten Struktur verlorengehen. Die Struktur des modifizierten feuerfesten
Materials mit dichter Struktur ist dicht und ungleichmäßig. Risse infolge einer Wärmespannung entwickeln sich
durch die schwächere Zone in der gleichen Weise wie im Falle eines herkömmlichen feuerfesten Materials, so daß
ein Absplittern schwierig ist. Damit wird die Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Absplittern erhöht.
Ein dichter feuerfester Körper, der nach der Sinterungsmethode hergestellt wird, wird gewöhnlich dadurch hergestellt, daß das Rohmaterial zu einem feinen
und/oder ultrafeinen Pulver vermählen wird, wobei die
Teilchengrößen zwischen 100 und 74 μιη oder darunter,
vorzugsweise unterhalb 44 μη\, schwanken. Dann werden die erhaltenen Teilchen klassiert, die verschiedenen
Materialien vermischt und schließlich das Produkt ausgeformt und zur Bewirkung einer Schrumpfung und
Verdichtung gesintert. Die Teilchen aus feinem und/ öder uiirafeinern Pulver besitzen eine erhöhte Oberfläche und sind von einer größeren Luftmenge begleitet,
die das Verformungsverfahren beeinträchtigt. Zur Vermeidung dieses Problems wird im allgemeinen eine Verzögerung oder Granulierung dieser Teilchen aus ultrafeinem Pulver durch eine geeignete Methode vorgesehen, beispielsweise unter Verwendung eines Granulators, eines Sprühtrockners oder einer Pelletisierung.svorrichtung.
Krfindungsgemäß werden Agglomerate, die durch Zusammenbringen von feinen und/oder ultrafeinen
Teilchen unter Bildung größerer Teilchen gebildet werden, im allgemeinen als sekundäre Materialien in Form
von Einzelleilchen bezeichnet, und zwar im Gegensatz zu solchen feinen und/oder ultrafeinen Teilchen, die als
Rohmaterialien eingesetzt werden und als primäres Material in Form von Einzelteilchen bezeichnet werden.
Anhand von Verformungs- und Brennversuchen unter Einsatz einer Mischung aus Materialien mit verschiedener Teilchengrößenzusammensetzung des sekundären Materials in Form von Einzelteilchen wurde
gefunden, daß eine größere Menge des feinen Pulvers in dem sekundären Material in Form von Einzelteilchen
ungünstige Ergebnisse bezüglich der Absplitterungsbeständigkeit der gebrannten feuerfesten Körper zur Folge hat Es wurde ferner gefunden, daß die Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Absplittern von der Menge
des sekundären Materials in Form von Einzelteilchen mit einer TeilchengröBe von mehr als 0,5 mir, abhängt
Ferner hat es sich herausgestellt, daß die Menge des sekundären Materials in Form von Einzelteilchen mit
dieser Teilchengröße oberhalb 60 Gew.-% liegen sollte.
während der restliche Teil aus feinem Pulver und/oder feinen Körnern des sekundären Materials in Form von
Einzelteilchen mit einer Größe von weniger als 0,5 mm bestehen kann, wobei auch eine unvermeidbare Verun
reinigungsmenge eines kleinen primären Materials in
Form von Einzelteilchen mit einer Größe von weniger als 0,1 mm vorliegen kann. Je kleiner die Menge mit
einer Größe von mehr als 0,5 mm ist, desto mehr nimmt
die Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Absplittern
to ab. Ist die Menge mit einer Größe von mehr als 0,5 mm
extrem gering, dann ist es unmöglich, eine derartige Widerstandsfähigkeit zu erzeugen. Alle nachstehend angegebenen Mengen beziehen sich, sofern nichts anderes
angegeben ist, auf das Gewicht.
Was den Unterschied des durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten betrifft, so wurde folgendes
festgestellt. Die Struktur der feuerfesten Materialien, die aus der Chargenmischung aus sekundärem Material
in Form von Einzeiteiichen hergesicni werden, ISGi sieh
dadurch charakterisieren, daß die physikalischen Eigenschaften der Gruppen des sekundären Materials in
Form von Einzelteilchen, aus welchem sich die Gesamtchargenmischung für den grünen Körper zusammensetzt, definiert werden.
Der Unterschied zwischen dem durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten eines jeden Teilchens des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegendem Materials infolge eines Unterschiedes der
verschiedenen physikalischen Eigenschaften gibt sich
während der Sinterungsstufe zu erkennen, welche die Bildung von Haarrissen an den Grenzflächen der Teilchen des sekundären in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials bewirkt, aus dem die Struktur gebildet
wird. Das Ausmaß der Bildung dieser Haarrisse hängt
von dem Unterschied der durchschnittlichen linearen
Schrumpfungskoeffizienten der Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials
ab, was bedeutet, daß die Größe und das Ausmaß derartiger Risse dadurch gesteuert werden kann, daß der Un-
terschied der durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten der Gruppen während der Stufe der
Herstellung der Chargenmischung für einen geformten grünen Körper verändert oder abgestimmt wird. Die
Erfindung beruht auf der weiteren Erkenntnis, daß dann,
falls der Unterschied in den durchschnittlichen linearen
Schrumpfungskoeffizienten zwischen den Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden
Materials, das eine Komponente der Gesamtchargenmischung zur Herstellung des grünen Körpers bildet,
oberhalb 4% liegt, die Haarrisse, die an den Grenzflächen der Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials stark ausgeprägt sind
und schließlich ein Reißen der Struktur zur Folge haben. Kann der Unterschied dieser Koeffizienten innerhalb
eines Bereichs von weniger als 4% gehalten werden,
dann ergibt die heterogene Struktur, die durch die Bildung eines weniger dichten und schwachen Abschnitts
erzeugt wird, welcher an den Grenzflächen der Teilchen aus dem sekundären, in Form von Einzelteilchen vorlie
genden Material gebildet wird, feuerfeste Materialien
mit einem Widerstand gegen Absplittern nach dem Verformen und Sintern.
Was die Methoden zur Einstellung des Unterschiedes des Koeffizienten der Teilchen von wenigstens zwei
Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials innerhalb des Bereiches von 4%
betrifft, so seien die nachfolgenden verschiedenen Methoden erwähnt die ebenfalls in den Rahmen der Erfin-
dung fallen. Es werden wenigstens zwei verschiedene Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen
vorliegenden Materials mit verschiedenen linearen Schrumpfungskoeffizienten gewählt, wobei der Unterschied,
der 4% nicht übersteigt, wie folgt eingestellt werden kann:
1. Durch Veränderung der Art oder Mengen der Mineralisatoren,
beispielsweise Siliciumdioxid, Titandioxid, Magnesiumoxid oder dergleichen, welche
der Mischung aus feinen oder ultrafeinen Teilchen des primären. Form von Einzelteilchen vorliegenden
Materials während der Stufe der Granulierung der primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden
feuerfesten Materialien zugesetzt werden, wobei als Mineralisatoren beispielsweise basische,
saure und neutrale Materialien erwähnt seien, beispielsweise Aluminiumoxid sowie andere ähnliche
Oxidmaterialien.
2. Durch Veränderung der Art oder des Verhältnisses der feinen Teilchen des primären, in Form von Einzelieilchen
vorliegenden Einzelkomponentenmaterials, das zur Granulierung im Falle von zusammengesetzten
Materialien eingesetzt wird, d. h. beispielsweise feuerfesten Materialien aus Magnesiumoxid/Chromoxid,
Magnesiumoxid/ Dolomit, AIuminosilikat, Aluminozirkon sowie Spinell.
3. Durch Veränderung der Teilchengrößenzusammensetzung der feinen Teilchen des primären, in
Torrn von Einzelteilchen vorliegenden Materials, das zur Granulierung eingesetzt wird.
4. Durch Veränderung der Wärmebehandlungsbedingungen, beispielsweise durch Veränderung der
Temperaturen sowie der Heizperioden der feinen Teilchen des primären. Form von Einzelteilchen
vorliegenden Materials, das zur Granulierung eingesetzt wird.
5. Durch Veränderung der Granulicrungsbcdingungen oder des Granulierungsverfahrens, beispielsweise
der Art oder Menge des Bindemittels oder durch Veränderung anderer Bedingungen, wie beispielsweise
der Temperatur oder der Konzentration der Materialien bei der Durchführung des Granulierungsverfahrens,
beispielsweise eines Sprühtrocknens.
6. Durch Überziehen der Oberfläche von Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden
Materials mit verschiedenen Arten oder Mengen von chemischen Verbindungen.
Verschiedene Arten oder Konzentrationen von Beschichtungsmitteln, wie löslichen Kohlehydraten, Gelatine,
Carboxymethylzeliulose, Methylzellulose oder Polyvinylalkohol, können auf die Oberfläche der Teilchen
des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials aufgebracht werden, wobei in heterogener
Weise schwache Abschnitte in einem minimalen Ausmaß an den Grenzflächen des sekundären, in Form
von Einzelteilchen vorliegenden Materials erzeugt werden.
Wahlweise kann die vorstehend erwähnte Beschichtung durchgeführt werden, nachdem in einem gewissen
Ausmaß eine Wärmebehandlung der Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials
durchgeführt worden ist und eine herkömmliche Sinterung an dieses Beschichten durchgeführt worden
ist, wobei schwache Abschnitte in der vorstehend beschriebenen
Weise erzeugt werden.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen Behandlung näher erläutert.
Erste Ausführungsform
Als Mineralisatoren kommen beispielsweise TiOj,
SiO2, Fe2O3, ZnO2, CuO, Cu2O, CaO. MgO, B2O5, Si sowie
Legierungen in Frage, die Silicium enthalten, und
ίο zwar einzeln oder in Kombination, wobei vorzugsweise
Mengen von weniger als 10%, bezogen auf die Teilchen
des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials, das zur Granulierung eingesetzt wird, verwendet
werden. Übersteigt die Menge 10%, dann wird die durchschnittliche lineare Schrumpfung nach dem
Sintern so groß, daß eine außergewöhnlich geringe Verdichtung und eine zu starke Heterogenität in der Struktur
der feuerfesten Materialien auftreten, so daß es unmöglich wird, feuerfeste Materialien zu erhalten, die
eine Absplitterungsbeständigkeit besitzen und gleichzeitig feuerfest sind. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber
Schlacke sowie Metallen nimmt ebenfalls ab. In der folgenden Tabelle sind Beispiele zusammengefaßt, bei
deren Durchführung eine Verbesserung der Absplitterungswiderstandsfähigkeit
durch Einstellung der Teilchengrößenverteilung des sekundären, in Form von Einzelteilchen
vorliegenden Materials sowie des durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten dieses
Materials erzielt wird. Der Unterschied zwischen den durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten
wird durch eine Veränderung der Menge der Art des Mineralisators während der Granulierungsstufe
verursacht.
Was die Teilchengrößenzusammensetzung des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials betrifft, so müssen mehr als 60% der Chargenmischung der Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials eine Teilchengröße von mehr als 0,5 mm besitzen, wie nachfolgend näher gezeigt wird. Die tatsächliche Teilchengrößenverteilung des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials der Vergleichsgruppc in der Tabelle I (Aluminiumoxid) und Il (Magnesiumoxid) ist wie folgt:
Was die Teilchengrößenzusammensetzung des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials betrifft, so müssen mehr als 60% der Chargenmischung der Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials eine Teilchengröße von mehr als 0,5 mm besitzen, wie nachfolgend näher gezeigt wird. Die tatsächliche Teilchengrößenverteilung des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials der Vergleichsgruppc in der Tabelle I (Aluminiumoxid) und Il (Magnesiumoxid) ist wie folgt:
3 ~ 1 mm
1 - 0,5 mm
0,5 — 0 mm
70%
10%
20%
(a) Die Teilchengrößen verteilung der Teilchen des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden
Aluminiumoxids, aus welchem die Teilchen des sekundären,
in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials anfallen, ist wie folgt:
44-20 μ 15%
20 - 5 μ 33%
5 ~ 0 μ 52%
(b) Die Teilchengrößenverteilung der Teilchen des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden
Magnesiumoxids, aus welchem Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen bestehenden
Materials erhalten werden, ist wie folgt:
65
44 - 20 μ 32%
20 ~ 5 μ 46%
5 - 0 μ 22%
10
Physikalische Eigenschaften der feuerfesten Materialien, die aus einer Gesamtchargenmischung verschiedener
Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials hergestellt worden sind, wobei die
Gesamtchargenmischung einen gegebenen Bereich einer Teilchengrößenverteilung aufweist und die verschiedenen
Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials verschiedene durchschnittliche lineare
Schrumpfungskoeffizienten aufweisen, welche durch die Veränderung der Art oder durch Veränderung des Mineralisators
erzielt werden.
Nr. I
Nr. 2
Nr 4
Art des Mineralisators SiO2 SiO2 TiO2 TiO2
Menge des Mineralisators(%) +0.5 +0.3 +0,2 +0,5 Durchschnittlicher
linearer Schrumpfungskoeffizient, %**) Il 10 10 12 Teilchengrößenverteilung
linearer Schrumpfungskoeffizient, %**) Il 10 10 12 Teilchengrößenverteilung
des sekundären, in Form von ,
Einzelteilchen vorliegenden Materials
MgO
+ 0.6
SiO2
0
0
SiO2 + 0,6
13.2
Aluminiumoxid Nr. 5*)
TiO2 + 0.5
12
3 ~ I mm | 35 | 35 | I | kein | 30 | 40 | 2 | kein | 40 | 30 | 2 | kein | 35 35 | kein | 70 |
1 ~ 0.5 mm | 5 | 5 | 3,77 - | Absplittern | 5 | 5 | 3.78 | Absplittern | 8 | 2 | 3.78 | Absplittern | 5 5 | Absplittern | 10 |
0.5 ~ 0 mm | 10 | IO | 3.59 | 5 | 15 | 3.69 | 9 | 11 | 3.46 | 10 10 | Haarriß- | 20 | |||
Unterschied der durch | 4.51 | 6.0 | 8.3 | büuung | |||||||||||
schnittlichen linearen | gut | gut | gut | ||||||||||||
Schrumpfungskoeffizienten, | 20 | 20 | 20 | ||||||||||||
% | 4.2 | 0 | |||||||||||||
Scheinbares spez. Gewicht | 3.88 | 3.74 | |||||||||||||
Schüttgewicht | 3,52 | 3.59 | |||||||||||||
Scheinbare Porosität, Vol.-% | 9.2 | 3.9 | |||||||||||||
Absplitterungstest, Zahl der | |||||||||||||||
Absplitterungen***) | 20 | 15 | |||||||||||||
Ab | |||||||||||||||
splittern | |||||||||||||||
Aussehen des gesinterten | gut | ||||||||||||||
Körpers |
*) Die Gruppe Nr. 5 ist die Vcrgleichsgruppe. die nur aus einer Chargenmischung besteht, in welcher Titandioxid als Mineralisator
verwendet wird.
**) Der durchschnittliche lineare Schrumpfungskoeffizient ist erfindungsgemäß der Koeffizient des sekundärer in Form von
Einzelteilchen vorliegenden Materials, wenn eine in der Tabelle 1 angegebene Menge an Mineralisator während der Stufe
der Granulierung des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials zugesetzt wird, wobei die Menge des
Mineralisators durch den Prozentsatz der Erhöhung in bezug auf die Bruttomenge der Mischung der Teilchen des primären,
in Form von Einzclteilchen vorliegenden Materials angegeben wird.
"*) Testbedingungen: Der Test in einer Wiederholung des Erhitzens einer Seite der Probe in einem Laborofen auf l200°C
wahrend einer Zeitspanne von 15 Minuten und anschließendes Abkühlen in kalter Luft, wobei Standardziegcl mit einer
Abmessung von 300 χ 200 χ 150 mm verwendet werden, die bei 1700'C während einer Zeitspanne von 10 Stunden gebrannt
worden sind, nachdem sie unter einem Druck von 900 kg/cm-' verpreßt worden sind.
Die Ergebnisse werden in der Weise ausgedrückt, daß die Anzahl der Zyklen angegeben wird, während welcher diese
Behandlung ohne Absplittern durchführbar ist.
Physikalische Eigenschaften der feuerfesten Materialien, die aus einer Gesamtchargenmischung verschiedener
Gruppen des sekundären, in Form von Einzelicilchen vorliegenden Materials hergestellt worden sind, wobei die
Gesamtchargenmischung einen gegebenen Bereich einer Teilchengrößenverteilung aufweist und die verschiedenen
Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials verschiedene durchschnittliche lineare
Schrumpfungskoeffizienten aufweisen, welche durch die Veränderung der Art oder dur :h Veränderung des Mineralisators
erzielt werden.
Nr. I | ι TiO: | 2 | Nr. 2 | AI2Oj | 3 | Nr. 3 | 1 | kein | Al2O1 | Nr.4 | Magnesi | |
+ 0,5 | 3.44 | + 1 | 3,44 | 3.43 | + 2 | um | ||||||
3,30 | 3.25 | 3.20 | oxid Nr. 5*) | |||||||||
Art des Mi'ieralisators | TiO; | 4.2 | TiO3 | 5,6 | SiO: | 6.8 | TiO: TiOj | TiO2 | ||||
Menge des Mineralisators (%) | + 1 | 9 | + 1 | 8 | + 0.5 | Il | + 0,2 +2 | + 1 | ||||
Durchschnittlicher | IO | 13 | 20 | |||||||||
linearer Schrumpfungs- | Absplittern | Absplittern | ||||||||||
koe,'fizient.°/o**) | il | 11 | 9 | 8 12.3 | M | |||||||
TeiichengröBcii verteilung | ||||||||||||
des sekundären, in Form von | 35 | 40 | 30 | |||||||||
Einzelteilchen vorliegen | 5 | 5 | 2 | |||||||||
den Materials | IO | gut | 15 | ganz gut | 11 | |||||||
3 ~ 1 mm | 35 | 30 | 40 | 35 35 | 70 | |||||||
1 ~ 0,5 mm | 5 | 5 | 8 | 5 5 | IO | |||||||
0.5 ~ 0 mm | 10 | 5 | 9 | 10 iO | 20 | |||||||
Unterschied der durch | ||||||||||||
schnittlichen linearen | ||||||||||||
Schrumpfungskoeffizienten, | ||||||||||||
% | 4.3 | 0 | ||||||||||
Scheinbares spez. Gewicht | 3.45 | 3,45 | ||||||||||
Schüttgewicht | 3,40 | 3,29 | ||||||||||
Scheinbare Porosität, Vol.-% | 1.5 | 4.6 | ||||||||||
Absplitterungstest. Zahl der | Absplittern | |||||||||||
Absplitterungen***) | gut | 20 | 6 | |||||||||
Absplittern | Ab | |||||||||||
splittern | ||||||||||||
Aussehen des gesinterten | Haarriß | gut | ||||||||||
Körpers | bildung |
*) Nr. 5 entspricht Tabelle I.
**) Der durchschnittliche lineare SchrumpFungskoeffiziem ist der gleiche wie in Tabelle I.
**") Die Absplitierungstesibedingungcn sind die gleichen wie in Tabelle 1. mit der Ausnahme, daß die Sinterungsiempcratur
1750'C beträgt.
Zweite Ausführungsform
Die Teilchengrößenverieilung des feinen Pulvers aus primärem, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Magnesiumoxids
sowie diejenige des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Chromoxids ist bei der
Durchführung dieser Ausführungsform wie folgt:
Magnesiumoxid Chromoxid
44 ~ 20 μ
20 - 5 μ
5 -Ομ
36%
46%
18%
46%
18%
53%
39%
8%
Ein Vermischen von Teilchen des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Magnesiumoxids mit
dem primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Chromoxid mit der vorstehend angegebenen Teilchengrößenverteilung
bzw. ein Granulieren werden zur Erzeugung von zwei verschiedenen Gruppen von Teilchen
aus sekundärem, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Material durchgeführt, wobei diese Gruppen unterschiedliche
durchschnittliche lineare Schrumpf ungskr
effizienten von beispielsweise 10.3 bzw. 11.2 wie im Falle
des Ansatzes Nr. I aufweisen.
Diese zwei Arten von Gruppen des sekundären, in
Form von Einzeiteiichen vorliegenden Materials, die auf
diese Weise hergestellt worden sind, werden jeweils in verschiedene Gruppen nach ihrer Größe durch Sieben
getrennt.
Dann wird die Gesamtchaigenmischung durch Vermischen
der vorstehend erwähnten verschiedenen Gruppen in dem in der Tabelle III angegebenen Verhältnis
wieder hergestellt, worauf sich ein Verformen und Sintern anschließen.
Was die Teilchengrößenverteilung des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials betrifft,
so sollte ein sekundäres, in Form von Einzelteilchen vorliegendes Material mit einer Größe von mehr
als 0,5 mm mehr als 60% der Gesamtchargenmischung ausmachen.
Im Falle des Ansatzes Nr. 3 macht das sekundäre, in
Form von Einzelteilchen vorliegende Material mit einer Größe von mehr als 0,5 mm 80% aus, während der Rest
(20%) der Gesamtchargenmischung eine Größe von weniger als 0,5 mm besitzt.
Der Ansatz Nr. 5 ist ein Vergleichsansatz, in dem nur
eine Gruppe des sekundären, in Form von Einzelteilchen
vorliegenden Materials für die Chargenmischung eingesetzt wird, deren Teilchengrößenverteilung wie
folgt ist:
3 - 1 mm
1 ~ 0,5 mm
0,5 ~ 0 mm
1 ~ 0,5 mm
0,5 ~ 0 mm
70%
10%
20%
10%
20%
Gruppen mit verschiedenen durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten getrennt hergestellt und
unter Bildung der Gesamtchargenmischung vermischt werden, welche die in der Tabelle angegebene definierte
Teilchengrößenzusammensetzung besitzt Dann schließt sich ein Verformen und Sintern unter herkömmlichen
Bedingungen an. Zum Verformen eingesetzte herkömmliche Drucke schwanken zwischen 300
und 1500 kg/cm2, während die herkömmlichen Sinterungstemperaturen
zwischen 1600 und 18000C liegen. Die herkömmlichen Bedingungen bezüglich des Verformens
and Sinterns betreffen diese Druck- und Temperaturbereiche im Falle der vorliegenden Erfindung.
Wie aus der Tabelle III hervorgeht, können sowohl dichte als auch absplitterungsbeständige feuerfeste Materialien
bei Verwendung der Ansätze Nr. 1 bis Nr. 4 erhalten werden, wobei mehr als zwei verschiedene
Physikalische Eigenschaften von feuerfesten Materialien, die aus der Gesamtchargenmischung mit einer gegebenen
Teilchengrößenverteilung hergestellt worden sind, die in der Weise hergestellt worden ist, daß verschiedene Gruppen
des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials vermischt worden sind, wobei diese Gruppen
verschiedene durchschnittliche lineare Schrumpfungskoeffizienten aufweisen, die in der Weise erzeugt werden, daß
das Verhältnis oder die Menge der Materialkomponenten bei der Hersteilung von feuerfesten Verbundmaterialien
verändert werden.
Nr. 1 | 0.9 | 60 | gut | Nr. 2 | 60 | 1,6 | Nr. 3 | Nr. A | ι | 70 | 2,2 | Nr. 5*) | |
Magnesiumpulver, % | 70 | 3.65 | 40 | 80 | 40 | 3,69 | 90 50 | 90 | 30 | 3,68 | 70 | ||
Chromoxidpulver, % | 30 | 3.39 | 20 | 3.41 | 10 50 | 10 | 3.46 | 30 | |||||
Minierer durch | 8.2 | 7.5 | 6.0 | ||||||||||
schnittlicher Schrumpfungs | IU | IU | 1OJ | ||||||||||
koeffizient. %") | 103 | 6 | 9.6 | 8 | 8.1 12.4 | 8.1 | 5 | 10.3 | |||||
Teilchengrößen verteilung | Absplittern | Absplittern | |||||||||||
des sekundären, in Form von | |||||||||||||
Einzclteilchen vorliegen | |||||||||||||
den Materials | 35 | 40 | 50 | ||||||||||
3 ~ 1 mm | 35 | 5 | 30 | 5 | 40 30 | 20 | 5 | 70 | |||||
I ~ 0.5 mm | 5 | 10 | 5 | 15 | 8 2 | 5 | 15 | 10 | |||||
0.5 ~ 0 mm | 10 | 5 | 9 Il | 5 | 20 | ||||||||
Unterschied der durch | gut | gut | |||||||||||
schnittlichen linearen | |||||||||||||
Schrumpfungskoeffizienten. | '*) Der durchschnittliche lineare Schrumpfungskoeffizient in dieser Tabelle ist derjenige des sekundären, in | ||||||||||||
% | 43 | 0 | |||||||||||
Scheinb. spcz. Gewicht | 3.70 | 3.66 | |||||||||||
.Schüttgewicht | 3.36 | 3.40 | |||||||||||
Scheinb. Porosität. Vol.-% | 9.1 | 7.2 | |||||||||||
Absplitterungstesi, Zahl der | |||||||||||||
Absplitteriingen***) | Absplittern | 10 | 3 | ||||||||||
Absplittern | Ab | ||||||||||||
splittern | |||||||||||||
Aussehendes | Haarriß | ||||||||||||
gesinterten Körpers | ") Nr. 5 ist die Verglcichsgruppc. | bildung | gut | ||||||||||
Form von Einzel | |||||||||||||
teilchen vorliegenden Materials, das durch Granulieren einer Mischung aus Teilchen des primären, in Form von Einzclteilchen
vorliegenden Komponcmcnmalcrials mit dem in der Tabelle angegebenen Verhältnis hergestellt worden ist.
***) Die Absplitterungslcslbcdingungcn sind die gleichen wie in Tabelle II.
***) Die Absplitterungslcslbcdingungcn sind die gleichen wie in Tabelle II.
Im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform seien zwei verschiedene Möglichkeiten der Herstellung
von Gruppen des sekundären, in Form von Einzeltcilchen vorliegenden Materials mit verschiedenen durchschnittlichen
linearen Schrumpfungskoeffizienten erwähnt. Beide Methoden fallen in den Rahmen der Erfindung.
I. Die eine Methode besieht darin, die verschiedenen Arten der Materialien (beispielsweise Magnesiumoxid
und Chromoxid im Falle dieser Ausführungsform) in einem gewünschten Mengenverhältnis
während der Stufe des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials zu vermischen,
wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht.
2. Die andere Methode besteht darin, die verschiedenen Arten der Materialien während der Stufe des
sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials nach der Granulierung zu vermischen,
die unter Einsatz der jeweiligen Materialien durchgeführt worden ist.
15 16
Beide Stufen lassen sich mit dem gleichen Wirkungs- Stufe der Granulierung zur Herstellung des sekundären,
grad ausführen. in Form von Einzelteilchen vorliegenen Materials verwendet
wird, wobei ein heterogener schwacher Teil, der
Dritte Ausführungsform in extremen Fällen Haarrisse aufweist, an den Grenzflä-
5 chen der Teilchen des sekundären, in Form von Einzel-
Der Unterschied zwischen den durchschnittlichen Ii- teilchen vorliegenden Materials nach einem herkömmlinearen
Schrumpfungskoeffizienten wird durch eine chen Formen und Sintern erzeugt werden kann.
Veränderung der Teilchengrößenverteilung des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials (a) Aluminiumoxid
verursacht. io
Veränderung der Teilchengrößenverteilung des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials (a) Aluminiumoxid
verursacht. io
Je feiner die Teilchen des primären, in Form von Ein- Durch Veränderung der Zeitspanne der Pulverisie-
zelteilchen vorliegenden Materials sind, desto größer ist rung des primären, in Form von Einzelteilchen vorlie-
der durchschnittliche lineare Schrumpfungskoeffizient genden Materials kann die Teilchengrößenverteilung in
des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegen- der Gruppe des primären, in Form von Einzelteilchen
den Materials. Unter Ausnutzung dieser Eigenschaften is vorliegenden Materials, das für die Granulierung zur
sowie durch Veränderung der Teilchengrößenvertei- Herstellung des sekundären, in Form von Einzelteilchen
lung der Teilchen des primären, in Form von Einzelteil- vorliegenden Materials verwendet wird, innerhalb des
chen vorliegenden Materials kann man verschiedene folgenden Bereiches gesteuert werden, wie auch aus der
Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteüchen Tabelle !V hervorgeht,
vorliegenden Materials mit unterschiedlichen durch- 20
schnittlichen linearen .Schrumpfungskoeffizienten in der
> 44
Weise erhalten, daß die Teilchengrößenverteilung der 44 ~ 20 μ
Teilchen des primären, in Form von Einzelteilchen vor- 20 ~ 5 μ
liegendcri Materials verändert wird, das während der 5 ~ 0 μ
Die physikalischen Eigenschaften von feuerfesten Materialien, die aus einer Gesamtchargenmischung aus zwei
verschiedenen Gruppen von sekundärem, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Material mit verschiedenen
durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten hergestellt werden, welche durch Veränderung derTeilchengröß'.-n.erteilungen
des primären, in Form von Einzclieilchen vorliegenden Aluminiumoxidmaterials erzeugt werden,
das zum Granulieren eingesetzt wird, wobei die Chargenmischung eine gegebeneTeilchengrößenzusammcnsetzung
aufweist
Nr. I | 0 | Nr. 2 | 3,3 | I | Nr. 3 | 0.8 | 0 | Nr.4 | 6.1 | 10 | Nr. 5*) | |
Teilchengrößenverteilung des | 25 | 1 | 18 | 18 | ||||||||
primären, in Form von | 32 | 31 | 3 | 3 | ||||||||
Einzelteilchen vorliegenden | 43 | 63 | 79 | 79 | ||||||||
Materials | ||||||||||||
>44 μ | 13 | 20 | 0 | 30 | 0 | |||||||
44 - 20 μ | 34 | 9.4 | 14 | 10.1 | 23 | 12 | 43 | 12.1 | 18 | |||
20 - 5 μ | 17 | 26 | 18 | 15 | 3 | |||||||
5 - Ομ | 36 | 40 | 59 | 15 | 79 | |||||||
Durchschnittlicher | ||||||||||||
linearer Schrumpfungs | ||||||||||||
koeffizient. %**) | 7.3 | 35 | 6.8 | 40 | 11.2 | 40 | 5,9 | 50 | 12.1 | |||
Teilchengrößenverteilung | 5 | 5 | 8 | 5 | ||||||||
des sekundären, in Form | 10 | 15 | 9 | 15 | ||||||||
von Einzeiicilchen vor | ||||||||||||
liegenden Materials | ||||||||||||
3 ~ 1 mm | 35 | 30 | 30 | 20 | 70 | |||||||
1 ~ 0,5 mm | 5 | 5 | 2 | 5 | 10 | |||||||
0,5 ~ 0 mm | 10 | 5 | 11 | 5 | 20 | |||||||
Unterschied des durch | ||||||||||||
schnittlichen linearen | ||||||||||||
Schrumpfungskoeffizienten. 0A | ) 2,1 | Ö | ||||||||||
Fortsetzung | Nr. 1 | 332 | kein | 27 16 572 | 3,86 | kein | Nr. 3 | 3,77 | kein | 18 | 3,92 | kein | I | Nr.5*) | |
17 | 3,49 | Absplittern | 3,50 | Absplittern | 3,62 | Absplittern | 3,48 | Absplittern | 3,75 | ||||||
Scheinb.spez. Gewicht | 11.0 | 93 | 4,1 | Nr.4 | IU | Haarriß | 3,63 | ||||||||
Schüttgewicht | gut | Nr. 2 | ganz gut | gut | bildung | 3,1 | |||||||||
Scheinb. Porosität, Vol-°/o | 20 | 20 | 20 | 20 | |||||||||||
Absplitterungstest, Zahl | 13 I | ||||||||||||||
der Absplitterungen··*) | Ab- I | ||||||||||||||
splittern I | |||||||||||||||
I | |||||||||||||||
Aussehen des | gut I | ||||||||||||||
gesinterten Körpers | |||||||||||||||
·) Nr. 5 ist die Vergleichsgruppe, bei welcher eine Gruppe der Chargenmischung mit einer Teilchengrößenverteilung zur
Granulierung des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials verwendet wird. Die maximale Größe der
Teilchen in der Gruppe mit mehr als 44 μ beträgt möglicherweise bis zu 1 mm. Als Mineralisator werden 0,4% Titandioxid in
die Granulierungsmischung der feinen Teilchen lies primären, in Form von Einzeltcilchcn vorliegenden Materials eingemengt ,
·*) Der durchschnittliche lineare Schrumpfungskoeffizient ist derjenige von Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials, die aus Teilchen des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials hergestellt
werden, das die Teilchengrößenverteilung aufweist, die in der gleichen Spalte erwähnt ist.
"*) Die Bedingungen des ADsplitterungstests sind die gleichen wie in Tabelle I.
(b) Magnesiumoxid >44
25 44 ~ 20 .μ.
Verschiedene Gruppen dts sekundären, in Form von 20 ~ 5 μ
Einzelteilchen vorliegenden Materials mit verschiedenen 5- 0μ
durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten
durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten
werden durch Granulieren von verschiedenen feinen PuI- Die Teilchengröße in der Gruppe mit mehr
vern des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegen- 30 als 44 μ kann möglicherweise den Maximalwert von
den Magnesiuraoxids mit einer ^ jterschiedlichen Teil- 1 mm erreichen, sofern ein Granulieren verhindert
chengrößenverteilung hergestellt, das durch Verände- wird.
rung der Pulverisierungsperioden ·. halten worden ist. Als Mineralisator wird 1% Titandioxid der Granulie-
Die Teilchengrößenverteilung des auf diese Weise erhal- rungsmischung der feinen Teilchen des primären, in
tenenprimären.in Form von Einzelteilchen vorliegenden 55 Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials zuge-
Magnesiumoxidsistwicfolgt(vgl.TabelleV). mengt.
Physikalische Eigenschaften von feuerfesten Materialien, die aus einer Gesamtchargenmiscliung verschiedener
Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials mit verschiedenen durchschnittlichen
linearen Schrumpfungskoeffizienten hergestellt worden sind, die durch Veränderung der Teilchengrößenverteilungcn
des primären, in Form von F.inzelteilchen vorliegenden Magnesiumoxids erhallen worden sind, das zur Granulierung
verwendet wird, wobei die Chargenmischung eine gegebene Teilchengrößenzusammensetzung aufweist
Nr. 1 | 0 | Nr. 2 | 3 | Nr. 3 | 0 | Nr.4 | 0 | Nr.5*) | |
Teilchengrößenverteilung des | 21 | 23 | 11 | 21 | |||||
primären, in Form von | 48 | 49 | 47 | 32 | |||||
Einzelicilchen vorliegenden | 31 | 25 | 42 | 47 | |||||
Materials | |||||||||
> 44 μ | 14 | 14 | 0 | 13 | 0 | ||||
44 - 20 μ | 28 | 10.3 | 33 | 8.3 | 26 | 12.3 | 43 | 12,6 | 26 |
20-5 μ | 36 | 42 | 38 | 19 | 38 | ||||
5 - 0 μ | 22 | 11 | 36 | 25 | 3b | ||||
Durchschnittlicher | |||||||||
linearer Schrumpfungs- | |||||||||
koeffizient. %##) | 7.8 | 35 | 6,6 | 40 | 11,2 | 30 | 7.2 | 35 | 11.2 |
Teilchengrößenverteilung | 5 | 5 | 2 | 5 | |||||
des sekundären, in Form | 10 | 15 | 11 | 10 | |||||
von Einzelteilchen vor | |||||||||
liegenden Materials | |||||||||
3 - 1 mm | 35 | 30 | 40 | 35 | 70 | ||||
I ~ 0,5 mm | 5 | 5 | 8 | 5 | 10 | ||||
0.5 ~ 0 mm | 10 | 5 | 9 | 10 | 20 | ||||
Nr. 1 | 2,5 | kein | 27 16 572 | 1.7 | kein | Nr. 3 | U | 20 | 5,5 | kein | Nr. 5*) | |
ϊ 19 | 3,49 | Absplittern | 3,46 | Absplittern | 3,48 | 3,49 | Absplittern | |||||
Fortsetzung | 3,18 | 3,10 | 3,41 | Nr.4 | 3,20 | Haarriß | ||||||
8,9 | gut | Nr. 2 | 10,3 | gut | 2,1 | 83 | bildung | 0 | ||||
Unterschied des durch | 3,46 | |||||||||||
schnittlichen linearen | 20 | 20 | 11 | 20 | 332 | |||||||
v Schrumpfungskoeffizienten, % | Absplittern | 4,1 | ||||||||||
: Scheinb. spez. Gewicht | ||||||||||||
Schüttgewicht | 6 | |||||||||||
Scheinb. Porosität, Vo!-% | gut | Ab | ||||||||||
Absplitterungstest, Zahl | splittern | |||||||||||
der Absplitterungen**·) | ||||||||||||
gut | ||||||||||||
Aussehendes | ||||||||||||
gesinterten Körpers | ||||||||||||
*) Nr. 5 entspricht Tabelle IV.
**) Der durchschnittliche lineare Schrumpfungskoeffizient ist der gleiche wie in Tabelle IV.
***) Die Bedingungen des Abspüiterungstests sind die gleichen wie in Tabelle II angegeben.
Vierte Ausführungsform nen durch Granulieren von unterschiedlichen Mischungen
verschiedener Materialien (beispielsweise B und C
Der Unterschied zwischen den durchschnittlichen Ii- in TabelL· VI) des primären, in Form von Einzelteilchen
nearen Schrumpfungskoeffizienten des sekundären, in 25 vorliegenden Materials in unterschiedlichen Mengen-Form
von Einzelteilchen vorliegenden Materials wird Verhältnissen, wie aus der Tabelle hervorgeht, die verdurch
Veränderung der Bedingungen der Wärmebe- schiedenen Wärmebehandlungen unierzogen worden
handlung bei der Herstellung der Teilchen des primären, sind, hergestellt werden.
in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials er- In der folgenden Tabelle Vl ist das Material B ein
zeugt, das zur Durchführung der Granulierung einge- 3c feines Pulver aus Aluminiumoxid, das durch Sintern bei
setzt wird. einer Temperatur von mehr als 18000C hergestellt wor-
Hauptsächlich im Falle eines synthetischen Materials, den ist, während das Material C durch Sintern bei einer
wie synthetischem Magnesiumoxid, können die Eigen- Temperatur unterhalb 12000C erzeugt worden ist.
schäften der Teilchen, beispielsweise das Sinterungsver- Die Teilchengrößenverteilungen von Teilchen des
mögen, durch eine Veränderung der Bedingung der 35 primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Ma-
Wärmebehandlung des primären, in Form von Einzel- terials B sowie des Materials C sind wie folgt:
teilchen vorliegenden Materials erzeugt werden, und
zwar auch da"n, wenn die Teilchen die gleiche Größe
besitzen.
teilchen vorliegenden Materials erzeugt werden, und
zwar auch da"n, wenn die Teilchen die gleiche Größe
besitzen.
Die unterschiedlichen Gruppen von Mischungen mit verschiedenen, durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten
der Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials kön-
Physikalische Eigenschaften von feuerfesten Materialien, die aus einer Gesamtchargenmischung aus einem sekundären,
in Form von Einzelteilchen vorliegenden Material mit einem gegebenen Bereich der Teilchengrößenverteilung
hergestellt worden sind, wobei die Gesamtchargenmischung aus unterschiedlichen Gruppen des sekundären, in Form
von Einzeltdlchen vorliegenden Materials mit unterschiedlichen durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten
besteht, die durch Vereinigung von unterschiedlichen Gruppen feiner Pulver des primären, in Form von
Einzelteilchen vorliegenden Materials hergestellt worden sin^l, de unter verschiedenen Erhitzungsbedingungen
hergestellt worden lind
44 ~ | 20 μ | B | C | |
40 | 20 - | 5μ | ||
5 - | 0μ | 16% | 13% | |
19% | 12% | |||
76% | 78% |
Nr. 1 | 20 | Nr. 2 | 10 | Nr. 3 | 10 | Nr.4 | 0 | Nr 5*) | |
Material B, % | 10 | 80 | 0 | 90 | 30 | 90 | 60 | 100 | 10 |
Material C, % | 90 | 100 | 70 | 40 | 90 | ||||
Durchschnittlicher | |||||||||
linearer Schrumpfungs | 10,3 | 11 | 11 | 12,1 | |||||
koeffizient, %'·) | 11 | 12,1 | 9,6 | 7,8 | 11 | ||||
Teilchengrößenverteilung | |||||||||
des sekundären, in Form von | |||||||||
Einzelteilchen vorliegen | |||||||||
den Materials | 35 | 40 | 40 | 20 | |||||
3 - 1 mm | 35 | 5 | 30 | 5 | 30 | 8 | 50 | 5 | 70 |
1 - 0.5 mm | 5 | 10 | 5 | 15 | 2 | 9 | C | 15 | 10 |
0.5 ~ 0 mm | 10 | 5 | 11 | 5 | 20 | ||||
21 22
Fortsetzung
Nr. I | 0,7 | kein | Nr. 2 | 1.1 | kein | Nr.3 | 1.4 | kein | Nr.4 | 43 | kein | Nr. 5·) | |
Unterschied des durch | 3,80 | Absplittern | 3,78 | Absplittern | 3,82 | Absplittern | 3,88 | Absplittern | |||||
schnittlichen linearen | 3.50 | 3.54 | 3,48 | 3,47 | Haarriß- | ||||||||
Schrumpfungskoeffizienten, | 7.8 | gut | 6,3 | gut | 9,0 | gut | 10,6 | bildung | |||||
% | 0 | ||||||||||||
Scheinb. spez. Gewicht | 20 | 20 | 20 | 20 | 3,78 | ||||||||
Schüttgewicht | 3,53 | ||||||||||||
Scheinb. Porosität. Vol.-% | 6,7 | ||||||||||||
Absplitterungstest, Zahl der | |||||||||||||
Absplitterungen***) | 14 | ||||||||||||
Ab | |||||||||||||
splittern | |||||||||||||
Aussehendes | |||||||||||||
gesinterten Körpers | gut |
*) Nr. 5 ist eine Vcrgleichsgruppe, in der nur eine Gruppe der Chargenmischung des sekundären, in Form von Einzelteilchen
vorliegenden Materials zum Formen verwendet wird.
·*) Der durchschnittliche lineare Schrumpfungskoeffizient in dieser Tabelle ist derjenige des sekundären, in Form von Einzel
leilchen vorliegenden Materials, das durch Granulierung einer anderen Mischung eines anderen in Form von Einzelteilchen
vorliegenden primären Materials hergestellt worden ist. das in verschiedenen Mengenverhältnissen gebildet worden ist.
wobei die Materialien unter verschiedenen Erhilzungsbedingungen behandelt worden sind.
"*) Die Bedingungen des Absplittcrungstests sind die gleichen wie in Tabelle l(a).
Fünfte Ausführungsform
Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials mit unterschiedlichen durchschnittlichen
linearen Schrumpfungskoeffizienten können durch Veränderung der Granulierung des primären, in Form von
Einzelteilchen vorliegenden Materials zu dem sekundären, in Form von Einzeltcilchen vorliegenden Material hergestellt
werden.
Beispielsweise kann unter Verwendung von Teilchen des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden
Aluminiumoxids mit folgender Teilchengrößenverteilung:
44 ~ 20 μ 16%
20- 5 μ 19%
5 - 0 μ 75%
sowie durch Veränderung der Mengen an Polyvinylalkohol als Bindemittel man unterschiedliche Gruppen des
sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials mit unterschiedlichen durchschnittlichen linearen
Schrumpfungskoeffizienten herstellen, wie aus der Tabelle VIl hervorgeht.
Anschließend wird eine Gesamtchargenmischung zum Verformen mit einer gegebenen Teilchengrößenverteilung,
wie sie in der Tabelle erwähnt wird, mit 0.5 Gewichts-% Siliciumdioxid als Mineralisator vermischt, worauf sich ein
Formen und Sintern anschließt. Dabei erhält man folgende Ergebnisse:
Physikalische Eigenschaften von feuerfesten Materialien, die aus einer Gesamtchargenmischung mit einer gegebenen
Teilchengrößenverteilung erhalten werden, die durch Vermischen unterschiedlicher Gruppen des sekundären, in
Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials erhalten wird, welche verschiedene durchschnittliche lineare
Schrumpfungskoerfizienten aufweisen, und wobei unterschiedliche Granulierungsmethoden angewendet werde...
Mr. 1 | #) | 2 | PVA*) | Nr. 2 | 3 | PVA·) | Nr.3·") | |
Art des Bindemittels | PVA | 3,77 | 1 | PVA·) | 331 | 2 | PVA*) | |
Menge, % | 2 | 3,52 | 0,5 | 331 | 2 | |||
Durchschnittlicher linearer Schrumpfungs | 6,6 | 11 | 19 | 13 | ||||
koeffizient, % | 13 | 10 | 13 | |||||
Teilchengrößenverteilung des sekundären, in Form | ||||||||
von Einzelteilchen vorliegenden Materials | 35 | 35 | ||||||
3 ~ 1 mm | 35 | 5 | 35 | 5 | 35 | |||
1 - 0,5 mm | 5 | 10 | 5 | 10 | 5 | |||
0.5 ~ 0 mm | 10 | 10 | 10 | |||||
Unterschied des durchschnittlichen linearen | ||||||||
Schrumpfungskoeffizienten, % | 0 | |||||||
Scheinb. spez. Gewicht | 3.78 | |||||||
Schüttgewicht | 3.46 | |||||||
Scheinbare Porosität. VoI-% | 83 | |||||||
Forlsetzung
Nr. 2
Nr. 3*")
Absplitterungstest, Zahl der Absplitterungen·*)
Aussehen des gesinterten
Körpers
Körpers
·) PVA = Polyvinylalkohol.
**) Der Abspliiterungstesl ist der gleiche wie in Tabelle I.
·") Nr. iisi ein Vergleichsansatz.
Sechste Ausführungsform
Unterschiedliche Gruppen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials mit unterschiedlichen
durchschnittlichen linearen Schrumpfungskoeffizienten können durch Überschichten wenigstens
eines Teils der Oberfläche von Teilchen der Gruppen aus dem sekundären, in Form von Ein2elteilchen vorliegenden
Material mit Filmen aus organischen Polymeren hergestellt werden, worauf die auf diese Weise beschichteten
Teilchen mit einer gegebenen Teilchengrößenverteilung unter Bildung einer Chargenmischung
zum Verformen und Sintern in herkömmlicher Weise vermischt werden.
Auf diese Weise wird ein latent schwacher Abschnitt an der Grenzflächen zwischen den Teilchen gebildet.
Dieser Abschnitt weist Haarrisse infolge des Brennens der dünnen Schicht aus organischem Polymeren beim
Sintern auf, was eine Verbesserung der Absplitierungsbeständigkeit
der daraus hergestellten feuerfesten Materialien zur Folge hat.
Eine Methode zum Beschichten von Teilchen aus beispielsweise sekundärem, in Form von Einzeiteiichen
vorliegenden Material besteht darin, eine Lösung des organischen Polymeren auf die Teilchen zu sprühen,
während diese Teilchen gedreht werden. Die Filmdicke sowie die überzogene Fläche lassen sich durch Veränderung
der Sprühgeschwindigkeit, der Konzentration der Sprühlösung, der Rotationsgeschwindigkeit der sekundären
Teilchen oder der Sprühperiode steuern.
Was die idealen Beschichtungsbedingungen betrifft, so nimmt mit abnehmender Dicke des Überzugs die
Absplitterungsbeständigkeit zu. Die überzogene Fläche nimmt vorzugsweise ein Drittel bis zwei Drittel der gesamten
Oberfläche der Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials ein. Als
Chemikalien zum Überziehen kommen verschiedene Arten von Chemikalien in Frage, beispielsweise wasserlösliche
Materialien, wie Polyvinylalkohol, CMC 20
kein
Absplittern
gut
20
kein
kein
Absplittern
einigermaßengut
einigermaßengut
14
Absplittern
Absplittern
gut
(Carboxymethylzellulose) und Dextrin, alkohollösliche Materialien, wie PVB (Polyvinylbutyral) sowie PoIyäthylenglykol,
oder öllösliche Materialien, wie Teer und Pech.
In der Tabelle VIII sind die Ergebnisse von Versuchen
zusammengefaßt, bei deren Durchführung die Gesamt-Chargenmischungen
zum Verformen in der Weise vermischt werden, daß unterschiedliche Gruppen von Mischungen
vermischt wurden, zu deren Herstellung unterschiedliche Konzentrationen an wasserlöslichem Polyvinylalkohol
oder einer Alkohollösung von Polyvinylbutyral zum Sprühen verwendet wurden, wobei herkömmliche
Verformungs- und Sinterungsmethoden anschließend an dieses Mischen angewendet wurden. Die
Teilchengrößenverteilung von primären, in Form von Einzelteilchen vorliegendem Aluminiumoxid ist wie
folgt:
44 - 20 μ
20 ~ 5 μ
5 ~ 0μ
15%
33%
52%
33%
52%
uie ieiichengröBenverteiiung des sekundären, in
Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials ist wie folgt:
3 ~ 1 mm
1 - 0,5 mm
0,5 ~ 0 mm
1 - 0,5 mm
0,5 ~ 0 mm
60%
20%
20%
20%
20%
0,5% Siliciumdioxid werden als Mineralisator zur Granulierung eingesetzt.
Führt man die verschiedenen Ausführungsformen der ersten bis zur fünften Methode aus, dann kann man
unterschiedliche durchschnittliche lineare Schrumpfungskoeffizienten erzeugen, welche die Bildung von
Abschnitten mit unterschiedlichen Dichten an den Grenzstellen der Teilchen in der Struktur der daraus
hergestellten feuerfesten Materialien zur Folge haben.
Physikalische Eigenschaften von feuerfesten Materialien, die unter Einsatz von Gesamtchargenmischungen erhalten
wurden, die durch Vermischen unterschiedlicher Chargenmischungen erhalten wurden, wobei zum Überziehen der
Oberflächen der Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials unterschiedliche
Polymerkonzentrationen eingesetzt wurden
Überziehen durch Aufsprühen | Überziehen durch | Kein |
einer wäßrigen Polyvinyl- | Aufsprühen einer | Auf |
alkohollösung | Polyvinylbutyral- | sprühen |
lösung |
Gewichts-% des Überzugsmittels,
bezogen auf das Gewicht der
sekundären Teilchen
% des Überzugsmittels, bezogen
auf die Oberfläche der
Teilchen des sekundären,
in Forrn von Einzelheiten
vorliegenden Materials
bezogen auf das Gewicht der
sekundären Teilchen
% des Überzugsmittels, bezogen
auf die Oberfläche der
Teilchen des sekundären,
in Forrn von Einzelheiten
vorliegenden Materials
Scheinb. spez. Gewicht
Schüttgewicht
Scheinbare Porosität, Vol-%
Absplitterungstest. Anzahl
eier Absplitterungen
Schüttgewicht
Scheinbare Porosität, Vol-%
Absplitterungstest. Anzahl
eier Absplitterungen
Aussehen des gesinterten Körpers
0,5
0,77
0,03
0.5
0,03
ungefähr | ungefähr | ungefähr | ungefähr | ungefähr | 0 |
41,7 | 5,8 | 2.5 | 41.7 | 2.5 | 3.77 |
3,94 | 3,86 | 3,84 | 3,93 | 3.83 | 3.59 |
3,35 | 3,49 | 3,58 | 3.36 | 3.59 | 4.9 |
15.0 | 9,6 | 6.7 | 14.6 | b.4 | |
20 20 20 20 20
kein kein kein kein kein Ab-
Absplittern Absplittern Absplittern Absplittern Absplittern splittern
schlecht einiger gut schlecht gui gut
schlecht einiger gut schlecht gui gut
maßen
Diese Methoden können einzeln oder in Kombination durchgeführt werden, beispielsweise entweder durch
Vereinigung eines Verfahrens, bei dessen Durchführung die Art des Mineralisators verändert wird, mit einem
anderen Verfahren, bei dessen Ausführung das Verhältnis der Menge der Verbindungskomponente verändert
wird. Ferner kann man das Verfahren, bei dessen Durchführung die Granulierungsmethode verändert wird, mit
den vorstehend beschriebenen zwei Verfahren kombinieren, um in wirksamer Weise die erfindungsgemäß
gestellte Aufgabe zu lösen.
Durch Fixieren der Teilchengrößenverteilung des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials
innerhalb eines definierten Bereiches sowie durch Begrenzung der Unterschiede der durchschnittlichen
linearen Schrumpfungskoeffizienten innerhalb der jeweiligen Gruppen der Teilchen des sekundären, in
Form von Einzelteälchen vorliegenden Materials auf weniger als 4% tritt eine Verformung an den Grenzflächen
zwischen den jeweiligen Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials sowie
ein schwacher Abschnitt mit geringer Dichte auf, der in extremen Fällen Haarrisse aufweist. Die Heterogenität
der auf diese Weise erzeugten Struktur ergibt feuerfeste Materialien, die eine Widerstandsfähigkeit
gegenüber einem Absplittern sowie eine dichte Struktur aufweisen.
Trotz der Tatsache, daß der mittlere Abstand zwischen den Teilchen ~des primären, in Form von
Einzelteilchen vorliegenden Materials praktisch gleich dem Abstand zwischen den jeweiligen Teilchen des
sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials ist, sowie trotz der Tatsache, daß der Kontakt
zwischen den jeweiligen Teilchen des sekundären, in Form von. Einzelteilchen vorliegenden Materials sehr
eng ist kann eine minimale Heterogenität der Struktur infolge der geeigneten Unterschiede der durchschnittlichen
linearen Schrumpfungskoeffizienten zwischen den Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteilchen
vorliegenden Materials erzielt werden.
Beim einachsigen Verprcssen. beispielsweise beim hydraulischen Verpressen sowie beim Reibungsverpressen
bei der Herstellung von feuerfesten Materialien mit dichter Struktur treten häufig Schichtungen auf.
Erfindungsgemäß wird es möglich, beispielsweise beim einachsigen Verpressen eine Laminierung zu vermeiden.
Ein isostatisches Verpressen kommt erfindungsgemäß ebenfalls in Frage.
Die F i g. 1 zeigt in schematischer Weise die Struktur
von feuerfesten Materialien aus beispielsweise Aluminiumoxid, die durch Verformen und anschließendes
Sintern einer Gesamtchargenmischung erhalten werden, welche in der Weise hergestellt wird, daß
so wenigstens zwei verschiedene Gruppen von Chargenmischungen vermischt werden, die verschiedene lineare
Schrumpfungskoeffizienten aufweisen, wobei der Unterschied weniger als 4% beträgt, und wobei die
Teilchengrößenverteilung mehr als 60 Gewichts-% der
Teilchen des sekundären, in Form von Einzelteiichen vorliegenden Materials mit einer Größe von mehr als
03 mm und weniger als 40 Gewichts-% Teilchen mit
einer Größe von weniger als 03 mm gemäß dem
vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Prinzip vorsieht. In dieser F i g. 1 wird durch die Bezugszahl das
grobkörnige sekundäre, in Form von Einzelteilchen vorliegende Material bezeichnet, das eine Größe von
mehr als 1 mm besitzt, durch die F i g. 2 das r littelkörnige sekundäre, in Form von Einzelteilchen
vorliegende Material, das in den Bereich von 0.1 bis 1 mm fällt, durch die Bezugszahl 3 die Teilchen aus
grobkörnigem sekundären, in Form von Einzeiieilchen vorliegenden Material, die durch Schmelzen vereinigt
werden sind, und durch die Bezugszahl 4 die
Grenzflächen, welche in einem Zickzackmuster willkürlich
z\v ischen den groben und mittleren Körnern verteilt
sind und aus dem feinkörnigen und feinpulverigen sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden
Material mit einer Größe von weniger als 0,5 mm gebildet worden sind, wobei sie gegebenenfalls zusammen
mit Teilchen des primären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials vorliegen, die in
unvermeidbarer oder beabsichtigter Weise zugegen sind, und die eine Zone niedriger Dichte bilden und in
extremen Fällen Haarrisse aufweisen. Die Heterogenitat der Struktur erhöht die Widerstandsfähigkeit
gegenüber Absplittern. Durch Warmespannung verursachte Risse entwickeln sich in einem Zickzackmuster
längs dieser Zone geringer Dichte, wodurch die Widerstandsfähigkeit gegenüber Absplittern erhöht
Diese Heterogenität der Struktur der feuerfesten Materialien ajs Zonen mit hoher Dichte aus groben
sowie mittelgroßen Körnern der sekundären, in Form von Einzelteilchcn vorliegenden Materialien sowie aus
Grenzzonen mit niedriger Dichte, die willkürlich zwischen den groben und den mittleren Körnern
vorliegen, wobei im Extremfall Haarrisse vorliegen können, stellen das wichtigste Merkmal der Erfindung
dar.
Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften stellt nvin nicht nur bei feuerfesten Materialien aus
Aluminiumoxid fest, auf die Bezug genommen wurde, sondern auch im Falle von allen feuerfesten Materialien,
die aus sekundären, in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materialien hergestellt werden, welche
aus basischen Substanzen, wie Magnesiumoxid, Magnesinmoxid/Chromoxid.
Chromoxid/Magnesiumoxid oder Magnesiumoxid/Aluminiumoxid, sauren Substanzen,
wie Aluminiumoxid/Siliciumioxid, Zirkon, Zirkonoxid oder Siliciumdioxid, oder neutralen Substanzen, wie
Aluminiumoxid oder Chromoxid bestehen können, und wobei es sich jeweils um feine und/oder ultrafeine
Materialien handelt.
!n allen Fällen werden feuerfeste Materialien mit einer ausgezeichneten Absplitterungsfestigkeit und
einer hervorragenden Struktur, wie sie durch die F i g. 1 dargestellt wird, erhalten.
Um die Überlegenheit der erfindungsgemäß erhaltenen feuerfesten Materialien im Vergleich zu solchen
Materialien zu zeigen, die nach herkömmlichen Methoden erhalten werden, ist auf die F i g. 2 zu
verweisen, welche die Struktur von herkömmlichen feuerfesten Materialien wiedergibt. In dieser Fig.
bedeute! die Bezugszahl 5 die Matrixfläch^ und die Bezugszahl 6 das Aggregat. Vergleicht man diese Fig.
mit der Fig. I, dann sieht man. da3 die Struktur der
dichten feuerfesten Materialien, die erfindungsgemäß erhalten wird, aus einer sehr kleinen Zone geringer
Dichte und einer großen Zone mit hoher Dichte besteht.
ίο Demgegenüber weisen herkömmliche feuerfeste Materialien
eine große Matrixzone mit niedriger Dichte auf. Die feuerfesten Materialien mit dichter Struktur, die
erfindungsgemäß erhalten werden, besitzen daher nicht
nur eine gewünschte sehr dichte Struktur, sondern weisen auch eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen
über Absplittern infolge der Struktur auf. die aus einer großen Zone mit sehr dichter Struktur und einer kleinen
Zone mit
Da die erfindungsgemäßen feuerfesten Materialien nicht nur eine dichte Struktur und eine gute
Widerstandsfähigkeit gegenüber Absplittern besitzen, sondern sich auch durch gute Abriebfestigkeit und
Korrosionsbeständigkeit, beispielsweise gegenüber Schlacken und Metallen, auszeichnen, können sie auf
verschiedenen Gebieten eingesct/t werden, beispielsweise zum Auskleiden von Glasrohren und Rasten von
Hochöfen, als Bodenbeläge von Mischern zum Entschwefeln sowie zum Auskleiden von Schlackenbehältern
bei der Herstellung von Roheisen. Ferner können sie zur Herstellung wichtiger Stellen von Anlagen einer
Argon-Sauerstoff-Entkohlung, eines Creusot-Loire-Uddeholm-Verfahrens. eines Q-BOP (Quality Basic oxygen
process)-Verfahrens sowie zur Herstellung von Abstichlöchern verwendet werden. Außerdem können
beschädigte Teile von Konvertern bei der Stahlherstellung unter ihrem Einsatz ausgebessert werden. Ferner
können sie an heißen Stellen und als Abdeckungen in elektrischen öfen, als "'.onenauskleidungen für
Gießpfannen, zur Herstellung von Düsen, als Bauelc-
^o mente zur Durchführung des DH (Dortmund Hörder)-Verfahrens
sowie des RH (Ruhrstahl Heraeus)-Verfahrens, als Ziegel zum Auskleider von Pfannen, als Eintauchdüsen, zur Herstellung von
Blasrohren, Glasschmelzöfen. Koksöfen. Zementöfen, Nichtmetallöfen. Glasofen, Öfen zum Zerkleinern von
Materialien, als elektronische Materialien sowie als Kernreaktorbaiimaterialien verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung feuerfester Materialien mit .dichter und heterogener Struktur und einer
Widerstandsfestigkeit gegenüber Absplittern, wobei die heterogene Struktur größere Stellen mit hoher
Dichte aus groben sowie mittleren Körnern eines Granulats und kleinere Stellen mit niedriger Dichte
aus feinen Körnern und feinen Pulvern aus einem Granulat verbunden mit feinem Pulver eines primären
Materials, die in einem Zickzackmuster willkürlich an den Grenzflächen zwischen den groben und
mittleren Körnern verteilt sind, aufweist, wobei die
Stellen mit niedriger Dichte in extremen Fällen Haarrisse aufweisen, wobei Teilchen von mindestens
zwei Gruppen eines primären Materials mit einer Größe von weniger als 74 μιτι des feuerfesten Materials
derst; \ aufbereitet und granuliert werden, daß
die entsprechende Anzahl der Gruppen der Granulate, die aus den jeweiligen Gruppen primären Materials
aufbereitet sind, verschiedene Schwindungen aufweisen, wobei der Unterschied weniger als 4%
beträgt, und wobei die auf diese Weise hergestellten Gruppen von Granulaten aufgrund ihrer Körnung in
eine Anzahl von Teilchengruppen mit verschiedenen Größenbereichen getrennt und die Teilchengruppen
aus jeder Granulatgruppe zu einer Gesamtchargenmischung, die aus mehr als 60 Gew.-% aus Teilchen
aus einem Granulat mit einer Körnung von mehr als 0.5 mm und aus weniger als 40 Gew.-°/o eines Granulats
mit einer Teilchengröße von weniger als 0,5 mm besteht, vereinigt werden, und die gesamte Chargenmischung
unter einem vorbe5..mmten Druck zwischen 300 und 1500 kg/cmJ zu einem grünen Körper
verformt und dieser bei einer Temperatur von 1600 bis 18000C gesintert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772716572 DE2716572C2 (de) | 1977-04-14 | 1977-04-14 | Verfahren zur Herstellung feuerfester Materialien mit dichter Struktur |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772716572 DE2716572C2 (de) | 1977-04-14 | 1977-04-14 | Verfahren zur Herstellung feuerfester Materialien mit dichter Struktur |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2716572A1 DE2716572A1 (de) | 1978-10-26 |
DE2716572C2 true DE2716572C2 (de) | 1984-03-08 |
Family
ID=6006298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772716572 Expired DE2716572C2 (de) | 1977-04-14 | 1977-04-14 | Verfahren zur Herstellung feuerfester Materialien mit dichter Struktur |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2716572C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4334683A1 (de) * | 1993-10-12 | 1995-04-13 | Ulbricht Joachim Doz Dr Ing Ha | Feuerfestzusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3720460A1 (de) * | 1987-06-20 | 1988-12-29 | Didier Werke Ag | Verfahren zur herstellung eines gebrannten, feuerfesten magnesiasteins auf der grundlage von sintermagnesia und feinverteiltem zirkonsilikat |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5727865B2 (de) * | 1974-08-13 | 1982-06-12 | ||
DE2549652C3 (de) * | 1975-11-05 | 1988-04-14 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften eV, 3400 Göttingen | Keramikformkörper hoher Bruchzähigkeit |
-
1977
- 1977-04-14 DE DE19772716572 patent/DE2716572C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4334683A1 (de) * | 1993-10-12 | 1995-04-13 | Ulbricht Joachim Doz Dr Ing Ha | Feuerfestzusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2716572A1 (de) | 1978-10-26 |
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