DE2817339A1 - Feuerfester zement und seine verwendung - Google Patents
Feuerfester zement und seine verwendungInfo
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Description
DIPL. ING. HEINZ DARDEHLE DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS
München,
20. P-PFiI 1S78
2817339
Aktenzeichen:
Anmelder:
Morgan Thermic S. A. Rue de Tivoli 17130 Montendre
Frankreich
Unser Zeichen:
P 2702
Feuerfester Zement und seine Verwendung
Kanzlei: Herrnstrafie 15, München 32
Die Erfindung betrifft feuerfeste bzw. hitzebeständige Zemente, insbesondere zur Verwendung in Gußformen für Stahlgußblöcke.
Ein solcher Zement ermöglicht das bequeme und rasche Einsetzen von feuerfesten Siliziumkarbid/Graphit-Platten in
den Ausnehmungen der Grundplatte von Kokillen oder Gießformen, ohne daß spezielle Auskleidungen nötig sind.
Zum Gießen von Stahlgießblöcken ist es üblich, eine auf einer Gußeisen-Grundlage angeordnete Kokille zu verwenden. Auf
diese Gußeisen-Grundlage trifft der Strahl aus flüssigem Stahl aus einer Höhe von 2 bis 3 m oder mehr, je nach Größe
der Kokille, auf. Dies hat zum Ergebnis, daß die mittlere Oberfläche der Grundlage der Kokille sehr schnell erodiert
und ausgehöhlt wird, was dazu führt, daß der Gußblock beim Strippen stark hängenbleibt und der Prozentsatz an fehlerhaften
Gußblockböden, die bearbeitet werden müssen, erhöht wird. Nach einigen Dutzen Güssen wird die Grundplatte unbrauchbar.
Daher ist zur Verlängerung ihrer Gebrauchsdauer eine geometrische Ausnehmung (rund, quadratisch, oval) in der
Mitte der Grundplatte gemacht worden. In diese Ausnehmung wird eine feuerfeste Platte vom Typ Siliziumkarbid/Graphit
angeordnet, die eine regelmäßige Fuge zwischen der Seite der Ausnehmung und der Platte von 5 bis 10 mm freiläßt,
wenn die Grundplatte neu oder wenig gebraucht ist; diese Fuge kann sehr veränderliche Abmessungen und Formen besitzen,
wenn die Grundplatte bereits viel gebraucht wurde. Die Platte aus feuerfestem Siliziumkarbid/Graphit-Material besitzt
genügende Hitzebeständigkeit und Feuerfestigkeit, um die
Gebrauchsdauer der Grundplatte von 50 auf 100, ja sogar 200 gegossene Gußblöcke zu verlängern; ferner verbessert
sie die metallurgische Qualität des Bodenteils des Gußblocks sowohl wegen guter thermischer Leitfähigkeit als
auch weil der Gußblock nicht am feuerfesten Material klebt.
Gemäß dem bekannten Verfahren wird die Platte gewöhnlich
an der Grundlage entweder mit Ton und silikat-gebundenen feuerfesten Zuschlagen, die durch Trocknen oder hydraulisches
Abbinden in der Kälte erhärten, oder durch Abbinden in der Wärme (150 bis 200° C) unter Verwendung von
Spezialzementen festgeklebt.
Die Nachteile einer Platte, die mit einer ton~und/oder
silikat-gebundenen Masse befestigt wurde oder wobei das Abbinden durch Entfernung von Wasser oder Lösungsmittel
erreicht wurde, liegen vor allem darin, daß: Es schwierig ist, die Fuge festzustampfen und eine gleichmäßige
Füllung zu erhalten;
die Gefahr besteht, daß die Masse schlecht trocknet und
Wasser oder Lösungsmittel unter der Platte zurückbleibt, wenn eine Schicht von Bindemitteln auf den Boden der
Ausnehmung oder in die Ecken und Seiten der Fuge aufgebracht wurde;
ein feuerfester Fugenzement, dessen geringe thermische Leitfähigkeit den gewöhnlichen Wärmefluß einer Platte
aus Siliziumkarbid/Graphit -Material einschränken kann, eine gute metallurgische Qualität am Boden des Gußblocks
nicht begünstigt.
So enthält z. 3. ein Zement oder hydraulischer Mörtel
selbst nach dem Einbringen unter Verwendung eines Rüttlers oder Vibrierkopfs, mindestens 12 bis 15 % Wasser und besitzt
dementsprechend eine lange Trocknungszeit, bis das vollständige hydraulische Abbinden sichergestellt ist.
Wenn das flüssige Metall in die Kokille eingegossen wird, be steht bei ungenügender Trocknung die Gefahr einer Explosion,
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was gefährlich sein kann. Zusätzlich hört die kalte Härtung als Ergebnis ler Entfernung von Wasser oder Lösungsmittel
oder als Ergebnis des hydraulischen Abbindens auf oder v/ird beträchtlich verringert, wenn die Temperatur
innerhalb der Fuge aufgrund des Gießens des flüssigen Metalls ansteigt. Bei hoher Temperatur oberhalb von 1000° C
wird eine starke keramische Bindung gebildet und kann eine gute Befestigung der Platte in ihrer Ausnehmung in dem Maße
sicherstellen, wie die Feuerfestigkeit ausreicht und kein Reißen, Schrumpfen oder Verschlacken stattfindet. Jedoch
verursacht die geringe Beständigkeit von Material dieses Typs gegen mittlere Temperaturen oft die Ablösung des feuerfesten
Stücks während des Gießvorganges.
Der Erfindung liagt daher die Aufgabe zugrunde, einen
guten feuerfesten Zement, insbesondere einen Zement, der eine v/irksame Abdichtung zwischen der unteren Grundlage
und den Seiten von Siliziumkarbid/Graphit-Platten und Ausnehmungen, die in Gußeisen-Kokillen vorgesehen sind,
zur Verfügung zu stellen, der eine hohe mechanische Festigkeit sowohl in kalten als auch bei mittleren und Hohen
Temperaturen besitzt und zufriedenstellende Feuerfest!jkeit
bei 1550 ° C, der durchschnittlichen Gießtemperatur,aufweist.
Zusätzlich soll das gewünschte Material vorzugsweise eine Zusammensetzung haben, die eng an diejenige der Siliziumkarbid/Graphit-Platte
herankommt und hohe thermische Leitfähigkeit besitzt.
Ferner ist es wichtig, daß das Verfahren zum Aufbringen des Zements, dessen allgemeine Eigenschaften oben beschrieben
wurden,leicht durchführbar ist,und daß er in der Kälte
abbindet und weder bei gewöhnlicher Temperatur noch bei
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hohen Temperaturen beträchtliche Mengen an Wasser oder flüchtigen Produkten freisetzt.
Gegenstand der Erfindung ist daher in erster Linie ein feuerfestes Ze-nentsystem auf Grundlage eines flüssigen
Aluminiumphosphat-Bindemittels, eines oder mehrerer kaltaushärtender
fester feuerfester Bestandteile, die mit dem Aluminiumphosphat reagieren und/oder Wasser, das beim
Abbinden des Zements freigesetzt wird oder zur Herstellung eines verarbeitbaren Gemischs benötigt wird, aufnelraen,
sowie eines oder mehrerer wärmeleitender feuerfester Fällstoffe.
Ein solches System kann/em aus mehreren einzelnen Packungen bestehende Mehrkomponentenverpackung vertrieben werden,
wobei das Aluminiumphosphat, von den reaktiven Bestandteilen getrennt ist.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf den gebrauchsfertig hergestellten Zement und auf Gegenstände, insbesondere
Stahlgußkokillen, in denen er verwendet wurde, sowie auf ein Verfahren zum Befestigen von Wärmeleitenden oder anderen
feuerfesten keramischen Körpern unter Verwendung dieses Zements. In der folgenden Beschreibung werden zuerst
das flüssige Bindemittel und dann die festen Bestandteile diskutiert. Was das flüssige Bindemittel anbetrifft, so
spricht die Beschreibung von Aluminium-"Monophosphat" Al(H2PO4)-,, auch primäres oder saures Aluminiumphosphat
oder AWP genannt; es ist jedoch anzumerken, daß das Bindemittel, wenn es flüssig ist, nicht diese ganz spezielle
Zusammensetzung zu besitzen braucht. Es kann aus Phosphorsäure und Aluminiumoxid ohne zusätzliches Wasser hergestellt
werden.
Aluminium-Monophosphat "AMP" ist ein Bindemittel zur Herstellung von feuerfesten bzw. hitzebeständigen Produkten.
Sein Wert erklärt sich nicht nur durch seine Bindekraft, sondern auch durch die Feuerfestigkeit, die
er dem schließlich erhaltenen Zement verleiht. Ferner ermöglichen Aluminiumphosphat-Bindungen, daß eine gute
Haftung an Metallen erreicht wird.
Das verwendete AMP ist vorzugsweise von 50 %iger molarer
Konzentration an Al3O-, dem z. B. 1 bis 2 % Inhibitor-Konzentrat
zugesetzt wurde, um den Angriff des AI-IPs auf Metallverunreinigungen des Pulverbestandteils beim Mischen
zu vermeiden oder zu verringern, was zu einer zu hohen Gasentwicklung führen würde, die einen Verlust
an mechanischer Festigkeit bewirken würde.
Es wird angenommen, daß folgende Reaktion im Zement abläuft,
jedoch wird die Erfindung nicht auf irgendein spezielles Reaktionsschema begrenzt, das insgesamt wie
folgt wiedergegeben werden kann:
Al(H0PO.) 3+2 Al (3H)-, Abbinden 3 AlPO. + 6 H-O
I 4 j 4 2
Erhitzen über 1000° C
(P2O5-Verflüchtigung) * Δ J
Gemäß der oben angeführten Abbinde- oder Neutralisationsreaktion wird Wasser erzeugt. Diese Wassermenge ist
nicht groß und beträgt etwa 5 1 auf 100 1 AMP in der üblichen Konzentration von 50 %, die für eine Abbindereaktion
in einem Zement geeignet ist.
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Ähnliche Reaktionen können in Anwesenheit von anderen reaktiven Erzeugnissen, die neutral oder basisch sind,
oder auch Oxide sind, durchgeführt werden. Je größer die Reaktionsfähigkeit des Reaktionspartners des AMPs
ist, desto besser kann die Abbinde- bzw. Aushärtereaktion in der Kälte in einer kürzeren Zeit durchgeführt werden.
Wenn man alternativ das primäre Phosphat \\(Ή.~90 Λ ..
allein unter Anstieg der Temperatur betrachtet, wird das primäre Phosphat durch Verlust von Wasser bei 18O0C
in Metaphosphat Al(PO3J3 umgewandelt, das bis zu 82O°C
stabil bleibt. Bei dieser Temperatur beginnt Aluminium-Metaphosphat,
P?0,- freizusetzen und ein umgekehrtes
Verfahren der Phosphatbildung wird erreicht, das bei 880 c Ortophosphat aus Polyphosphat Al2(P4O13) und Pyrophosphat
.zn (P9O7)- ergibt. Wenn die Temperatur
weiter ansteigt, bleibt nach der Entfernung des gesamten P2O- über 1000°c· Al3O^ zurück. Aluminiumoxid bildet
eine gute feuerfeste keramische Bindung und es wird angenommen, daß der Phosphor von anderen, reaktionsfähigen
Bestandteilen des Gemischs aufgenommen wird.
Das AMP sollte 1 bis 2 % Inhibitor für Nebenreaktionen des sauren Bindemittels mit den Metallelementen enthalten;
diese Reaktionen können Ursache für zu große Gasentwicklung sein und die Hitzebeständigkeit der Verbindung durch
die Korrosität, die sie verursacht, verringern. Jedoch ist eine gesteuerte Ausdehnung von 1 bis 2 % für eine
sichere Befestigung der Platte in ihrer Ausnehmung erwünscht. Dies ist aufgrund eines klugen Gleichgewichts
zwischen den chemischen und physikalischen (Feinheit) Eigenschaften der Bestandteile der Formulierungen möglich,
von denen z. B. unten eine gegeben wird.
Eine bevorzugte Mischung der festen Bestandteile besteht
Siliziumkarbid 30 bis SO %
95%iges Silizium oder
Ferrosilizium 10 bis 30 %
Feuerfestes hydraulisches
Bindemittel, das z. B.
3 bis 10 % CaO enthält 10 bis 50 %
Ton, enthaltend z. B.
40 bis 42 % Λ12Ο3 ° bis 6 %
Dieses Pulver wird dann mit flüssigem Ai-IP in Abhängigkeit
von der gewünschten Fließfähigkeit gemischt, d. h. für 100 kg Pulvergemisch 15 bis 35 1 AMP.
Die folgenden Punkte sind zu beachten:
1. Die Äushärtezeit wird als Funktion der reaktiven
festen Bestandteile, wie z. B. Alkali-, Erdalkali- und seltene Erdenoxiden, deren Gehalt und Art eine
Steuerung der Reaktionsfähigkeit des flüssigen AIuminium-MonoDhosphats
ermöglicht, bestimmt. Zum Beispiel kann in einem hydraulischen Bindemittel von geeigneter Feuerfestigkeit, wie es im nachfolgenden
Absatz genannt wird, Kalziumoxid im Überschuß vorhanden sein.
2. Eine geringe Wassermenge kann während des chemischen Aushärtungsprozesses des AMP freigesetzt werden. Als
Sicherheitsmaßnahme wird dieses Wasser bei seinem Auftreten an reaktionsfähigen Bestandteilen gebunden,
die als hydraulische Mittel wirken und zusätzlich die Eigenschaft besitzen, feuerfest zu sein.
3. Die Feuerfestigkeit bzw. Hitzebeständigkeit ist
vorteilhaft dermaßen, daß das Erzeugnis häufige Wärmeschocks von Ci 1550 C aushalten kann.
4. Das Erzeugnis besitzt vorzugsweise eine wärmeleitfähigkeit,
die ähnlich derjenigen von SlIiziumkarbid/Graphit-Platten
ist. Ein Siliziumkarbid-Füllstoff
entspricht dieser Anforderung und der geraden Anforderung an die Hitzebeständig-bzw.
Feuerfestigkeit.
5. Das leichte Anbringen wird bestimmt durch
einen Zement, der in Abhängigkeit von dem Volumen des zugesetzten AMPsmehr oder weniger flüssig ist;
chemische Aushärtung innerhalb Stunden (günstigste
Zeit 1^ 8 Stunden);
eine Korngröße, vorzugsweise unter 1 mm, die es ermöglicht, daß sich der Zement unter leichtem
Druck in feinen Fugen (1 bis 2 mm) verteilt.
6. Es ist vorteilhaft, wenn Silizium oder Ferrosilizium
zugesetzt wird, um insbesondere das Problem eines Kompromisses zwischen der Wärrneausdeh-.nung
des Systems nach dem ersten Gießen zwischen der Platte und der Gußeisengrundlage zu lösen.
7. Aus Gründen der ßearbeitungsfähigkeit und des Haftens
an den Wänden kann eine kleine Menge an kolloidalem Ton mit 40 bis 42 % Al-Cι zugesetzt werden.
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Im folgenden werden beispielhaft die verschiedenen Schritte des Einsetzens einer Siliziumkarbid/Graphit-Platte
in die Ausnehmung einer Gußeisengrundlage einer Gußkokille genannt:
1. Man reinigt die Flächen der Ausnehmung und der Platte bei gewöhnlicher Temperatur.
2. Man bringt mit einem Pinsel eine Beschichtung aus Aluminiumphosphat auf die Flächen der Ausnehmung
und der Platte, die in Kontakt mit dem Fugenzement treten, auf.
3. Man gießt oder streicht das kalte flüssige Gemisch, das den Fugenzement bildet, innerhalb 15 Minuten nach
dem Mischen in die Ausnehmung in der Grundplatte, wobei die Menge so beurteilt wird, daß sie den Raum
zwischen der Platte und der Grundplatte (Boden- und Seitenfuge) füllt.
4. Man setzt die Siliziumkarbid/Graphit-Platte in die Ausnehmung, nötigenfalls mit Hilfe eines Hebel eisens.
Die folgenden Punkte sind zu beachten:
1. Die Fließfähigkeit des Zements sollte so sein, daß
er vom Boden der Ausnehmung bis auf das oberste Niveau der Fuge zwischen der Platte und der Grundplatts
.ansteigen kann. Es wird empfohlen, eine Zementschicht zwischen der Platte und der Grundlage mit einer Dicke
im Bereich von 5 ram zurückzulassen. Ferner ist die Anzahl der Gasse, die bei dem Platten-Fugen-Grundlagen-System
getätigt werden können, um so höher, je geringer die Breite der Fuge ist; es wird empfohlen,
Fugen mit nicht über 5 mm Breite zu verwenden.
809844/0849
Dies ist bei Siliziumkarbid/Graphit-Fugen möglich, da änderungen zwischen dem Stück nach dem Pressen
und dem fertigen gebrannten Stück sehr gering sind.
Die zum Kaltaushärten benötigte Zeit kann in Abhängigkeit von der Zugabe oder dem Gehalt von bestimmten
Bestandteilen in der Rezeptur variabel sein. Der angegebene Typ der Rezeptur weist genügende Härtung auf,
so daß es möglich ist, die Gußkokillen acht Stunden nach dem Einsetzen handzuhaben, wobei das Gießen auf
die Platte 12 Stunden nach dem Einsetzen möglich ist.
Während des Aushärtens erfolgt eine geringe Ausdehnung aufgrund der chemischen Reaktionen (etwa 1 bis
2 %), die zwei nützliche Folgen hat, die zu den Vorteilen des Verfahrens gehören:
mit zunehmender Härtung nimmt auch die Ausdehnung zu, was bedeutet, daß die Platte zunehmend wirksam
befestigt ist;
aufgrund der Ausdehnung tritt eine Anschwellung an der Oberfläche der Fuge auf. Diese Anschwellung
erfährt den größten Angriff aufgrund der Erosion durch den Strahl flüssigen Stahls, der auf die
Platte gegossen wird, bei dem ersten Gußvorgang. Das thermische und strukturelle Gleichgewicht
wird daher leichter am kritischen Teil des Systems, d. h. zwischen der Oberseite der Platte und der
Fuge erreicht.
übliche, im Handel erhältliche Beschichtungen können
ohne sekundäre Schwierigkeiten auf die Platten und die Fuge aufgetragen werden.
Wenn Stücke von der Seite der Platte verlorengehen oder die Fuge hohl wird, können Reparaturen auch
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während der Lebensdauer der Platte durchgeführt werden; es ist lediglich nötig, die zu reparierende Oberfläche
zu säubern und mit einer dünnen Schicht aus Aluminium-Monophosphat zu aktivieren. Eine übliche Herstellung
von Monophosphat-Fugenzetnent macht es möglich, die gewünschten
Reparaturen durchzuführen.
Das oben beschriebene Verfahren macht es möglich, Platten
sehr fest in Ausnehmungen in den Grundplatten von Gußkokillen auf einfache Weise zu befestigen, ohne daß die
Grundplatte getrocknet und erhitzt zu werden braucht. Die Fugenverbindung besitzt gute Hitzebeständigkeit,
hohe mechanische Festigkeit von Raumtemperatur an bis zur Gußtemperatur des Stahls sowie eine gute Wärmeleitfähigkeit.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel verdeutlicht:
Es wurde die folgende Zementformulierung hergestellt:
Es wurde die folgende Zementformulierung hergestellt:
Siliziumkarbid | 45 % |
95 % Silizium | 20 % |
Hydraulisches Bindemittel, enthaltend 8 % CaO |
3p % |
Kolloidaler Ton, enthaltend 40 bis 42 % Al3O3 |
5 % |
Gesamtmenge des trockenen Pulvergemischs |
100 % |
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Das trockene Pulver wurde innig mit Aluminium-Monophosphat
FPB 40 ex Continentale Parker in einem Verhältnis von 28 1 auf 100 kg gemischt und so ein Zement
erhalten, der genügend flüssig war, um in die Ausnehmung in den Gußeisengrundplatten gegossen zu werden. Davor
wurde eine dünne Beschichtung von Aluminiura-Monophosphat auf die Seiten der Ausnehmung und der Siliziumkarbid/Graphit-Platte
aufgetragen, um die Flächen, die in Kontakt mit dem Zement treten sollen, zu aktivieren.
Als die Platte in ihrer Ausnehmung eingesetzt wurde, verursachte sie aufgrund ihres Gewichts mit Hilfe eines gewissen
äußeren Drucks das Ansteigen des flüssigen Zements durch die Fuge.
Ergebnis:
8 Stunden nach dem Einsetzen können die Grundplatte und die Platte behandelt werden;
12 Stunden nach dem Einsetzen kann der erste Guß erfolgen.
Die Leistungsfähigkeit oder Qualität wird aufgrund der
Anzahl der Güsse, die unter Anwendung der Platte möglich sind, bewertet. Sie ist eng mit der Dicke der Zementfuge
zwischen der Platte und der Gußeisengrundplatte verbunden. Wenn eine leichte Schlackenbildung oder ein leichtes
Abblättern an der Fuge stattfindet oder diese hohl wird, ist es möglich, sie in situ mit demselben Produkt, mit
dem die Platte befestigt wurde, zu reparieren.
Zum Beispiel wurden mit einer Siliziumkarbid/Graphit-Platte ("Morplax" der Morgan Thermic, Frankreich), die
oval (660 .um χ 800 mm) und 130 mm dick ist, mit einer
4/0849
- is- -
Höchsttienge von 5 mm Zement der oben gegebenen Zusammensetzung
zwischen dem Boden der Ausnehmung und der Unterseite der Platte folgende Ergebnisse erhalten:
Dicke der Seitenfuge
Durchschnittl. Anzahl der Güsse
neue
Grundplatte — 5 mm
5 bis 10 mm
abgenutzte
Grundplatte
Grundplatte
bis zu 200 bis zu 100
bis zu 50
Zusammenfassend ist festzustellen, daß der hydraulische
Zement, der gemäß der bevorzugten Ausführungsform als feste feuerfeste Komponente dem feuerfesten Zementgemisch
zugesetzt wird, einerseits als einfaches feuerfestes Material wirkt, das mit dem Phosphat reagiert,
andererseits aber auch auf folgende Weise wirken kann:
1. Er nimmt Wasser auf, das im Gemisch vorliegt, um es verarbeitbar zu machen, insbesondere in dem flüssigen
Phosphat (wenn auch sirupöse Phosphorsäure, die die bevorzugte Grundlage für den Phosphatbinder ist, nur
ungefähr 15 % freies Wasser enthält) und
2. er nimmt Wasser auf, das bei solchen Reaktionen, wie sie summarisch vorne auf Seite 7 angegeben werden, und
die die Haupthärtungsreaktionen in dem angewandten Zementgemisch sind, freigesetzt wird. Bei der Wasserauf-
8 0 9 8 k L ι η p L q
nähme reagiert der hydraulische Zement so, wie z. B.
gewöhnlicher Zement reagiert, bei dem die Abbinde- und Aushärtereaktion Wasser benötigt und dieses auch
aufnimmt. Unabhängig davon, was nun tatsächlich die Wirkung des hydraulischen Zements, der vorzugsweise
als eine Komponente verwendet wird, sein mag, ist die im Gemisch insgesamt vorliegende Wassermenge gering,
da seine Verarbeitbarkeit durch das flüssige Aluminiumphosphat sichergestellt wird, und die Hauptaushärtereaktion
erfolgt durch Phosphatreaktionen, in denen Wasser freigesetzt wird. Ferner tritt sicher unabhängig
von den Reaktionen beim Abbinden in der Kälte eine Phosphatbindung bei den Metallgießtemperaturen auf.
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Claims (6)
- Patentansprüche.i Feuerfester Zement auf Grundlage eines flüssigen Alurainiumphosphat-Bindemittels, dadurch gekennzeichnet, daß er einen oder mehrere kalthärtende feste feuerfeste Bestandteile, die mit dem Aluminiumphosphat reagieren und/oder Wasser, das beim Aushärten des Zements freigesetzt wird oder zum Herstellen eines bearbeitbaren Gemischs benötigt wird, und einen oder mehrere wärmeleitfähige feuerfeste Füllstoffe enthält.
- 2. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste feuerfeste Bestandteil ein hydraulischer Zement ist.
- 3. Zement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumphosphat durch Zugabe von Aluminiumoxid zu sirupöser Phosphorsäure hergestellt wurde.
- 4. Zement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 15 bis 35 1 Aluminiumphosphat-Bindemittel auf jeweils 100 kg eines Gemischs mit folgenden Gextfichtsanteilen an festen Bestandteilen verwendet wirds309844/0849Kanzlei: Herrnstraße 15, München 32feuerfester hydraulischer Zement 10 bis 50 %Ton-Plazifiziermittel 0 bis 6 %Siliziumkarbid als leitenderFüllstoff 30 bis 30 %Ferrosilizium oder 95 %igesSilizium als leitender Füllstoff 10 bis 30 %
- 5. Zement nach einem der \nspr:iche 1 bis 4, in Form einer Mehrkomponentenpackung, die Äluminiumphosphat getrennt von den festen Komponenten enthält.
- 6. Verwendung des Zementsystems nach einem der Ansprüche. 1 bis 5 zur Befestigung einer Gießplatte oder eines anderen wärmeleitfähigen feuerfesten keramischen Körpers in einer Kokillengrundplatte oder einer anderen Abstützung./ ο
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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AT379367B (de) * | 1982-07-22 | 1985-12-27 | Brohltal Deumag Ag | Verfahren und herstellung von feuerfesten, kohlenstoffhaltigen, nicht-basischen steinen und massen |
DE19804696A1 (de) * | 1998-02-06 | 1999-08-19 | Didier Werke Ag | Mehrkomponentenklebstoff |
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1978
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT379367B (de) * | 1982-07-22 | 1985-12-27 | Brohltal Deumag Ag | Verfahren und herstellung von feuerfesten, kohlenstoffhaltigen, nicht-basischen steinen und massen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BARDEHLE, H., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |