DE2938966A1 - Ungebranntes feuerfestes gemisch - Google Patents
Ungebranntes feuerfestes gemischInfo
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Description
Mit Ausnahme bestimmter Arten von feuerfesten Stoffen, wie Kohlenstoffblöcken, treten gewöhnlich bei der Herstellung
großer Formkörper aus feuerfesten Stoffen, beispielsweise von kubischen Blöcken mit 2 m Kantenlänge, Schwierigkeiten
auf, die auf Begrenzungen in den Produktionsanlagen, wie dan verfügbaren Gesamtdruck der verwendeten Formpresse und
die Größe und Festigkeit der Form, sowie auf Begrenzungen in den Eigenschaften und der Art der Stoffe zurückzuführen
sind, wozu Sprünge und Verformungen der feuerfesten Steine infolge ihrer Ausdehnung und Schrumpfung während des Brennens
oder während ihres Gebrauchs bei starken Temperaturänderungen gehören.
Die Herstellung verschiedener Öfen und Feuerungsanlagen mit ungeformten feuerfesten Stoffen, beispielsweise durch Gießen
von Anlagen aus gießfähigen feuerfesten Stoffen und pneumatisches Stampfen von plastischen feuerfesten Stoffen.zur
Herstellung großer Einheitsformkörper, wurde viele Jahre
lang gründlich erforscht. Jedoch zeigen alle nach bekannten Verfahren erhaltenen feuerfesten Produkte eine starke Porosität
von 15% oder mehr. Infolgedessen ist ihre Festigkeit
beim tatsächlichen Gebrauch niedrig und ihr Aufbau besitzt nur geringe Dichte. Die bekannten Produkte haben den weiteren
Nachteil, daß die Hohlräume zwischen den Körnern in den gegossenen oder gestampften Formkörpern sich vergrößern,
wenn ihre Bindungsfestigkeit vermindert wird, da die gießfähigen
feuerfesten Stoffe zur Erleichterung des Gießens eine große Menge Wasser enthalten, oder plastische Stoffe,
wie rohe Tone, die den plastischen feuerfesten Stoffen zugesetzt werden, um ausreichende Plastizität zu erreichen.
Ferner werden im Fall von ungeformten feuerfesten Stoffen
03001
Γ I
verhältnismäßig große Mengen von organischen und anorganischen Bindemitteln zugesetzt, um die erforderliche Festigkeit
zu erreichen. Diese großen Mengen von Bindemitteln sind die Hauptursache für die Erniedrigung des Schmelzpunktes,
Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit und die geringere Beständigkeit gegen Alkalien der erhaltenen Produkt
e.
Es war demnach stets das Ziel bei der Herstellung aller Formkörper aus feuerfesten Stoffen, eine einheitliche
große Form mit dichter Struktur und frei von Sprüngen zu erhalten, die durch ungleichmäßige Verteilung von Spannungen
sogar bei wiederholtem Gebrauch mit großen Temp.eraturschwankungen
verursacht werden. Bisher konnten jedo'ch große Formkörper
aus feuerfesten Stoffen mit dichtem Aufbau mit einer Porosität unter 15%, die weniger anfällig gegen Sprünge und
Verformungen sind und Volumenbeständigkeit aufweisen, noch nicht erhalten werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ungebranntes feuerfestes Gemisch auf Siliziumcarbidbasis zu schaffen,
das sich zur Herstellung von großen Formkörpern eignet, ohne die Nachteile des Standes der Technik aufzuweisen. Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäße ungebrannte feuerfeste Stoffe auf Siliziumcarbidbasis durch Einstellung
der Teilchengröße des Siliziumcarbid-Rohmaterials mit geringerer Ausdehnung und Schrumpfung und niedrigerer Benetzbarkeit
bei Berührung mit geschmolzenem Metall hergestellt werden. Hierzu wird in einer ersten Stufe eine Formulierung
von Siliziumcarbid mit der gleichen Korngröße wie bei üblichen Verfahren zur Herstellung feuerfester Stoffe
bereitet. Diese werdendann einer zweiten Einstellung der Teilchengröße
unterzogen, wobei superfeines Siliziumcarbidpulver mit superfeinem Siliziumdioxidpulver in einem besonders günstigen
Bereich vermischt wird, um die Kompaktheit der feinen Teilchen zu erhöhen. Die beiden genannten Arten von super-
03001 A/0906
ORIGINAL INSPECTED
Γ I
feinen Teilchen dienen zum Auffüllen der sehr kleinen Hohlräume.
Die Koagulierungskraft der superfeinen Teilchen bei
der Wasserzugabe wird ausgenutzt, um die Herstellung von großen feuerfesten Formkörpern mit geringer Porosität und
stabilem Volumen zu ermöglichen.
Beispielsweise wird erfindungsgemäß die Teilchengröße des
Siliziumcarbids derart eingestellt, daß ein Gemisch von groben, mittleren und feinen Teilchen erhalten wird, das
ein gewünschtes Maß an Dichte aufweist. Dann wird die feinteilige Fraktion mit superfeinem Siliziumcarbidpulver versetzt,
das mindestens 30% Teilchen mit einer Größe von höchstens 1 μ enthält.. Dabei wird ein Siliziumcarbid erhalten,
das 1,5 bis 8% Teilchen mit einer Größe von höchstens 1 μ enthält. Hierauf werden 95 bis 99»5% dieses Siliziumcarbids
mit 0,5 bis 5% superfeinem Siliziumdioxidpulver vermischt, das mindestens ^>Ο}Ό Teilchen mit einer Größe von höchstens
1 (a nach der Koagulierung enthält (bestimmt nach dem Andreasen-Sedimentverfahren).
Dabei wird ein ungebranntes feuerfestes Gemisch auf Siliziumcarbidbasis mit gleichmäßig geringer
Porosität erhalten.
Nach einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung werden
100% des vorstehend hergestellten Gemisches zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften mit 0,5 bis 4% metallischem
Silizium und 0,3 bis 4-% eines thermoplastischen Harzes mit einem thermischen Aushärtungsmittel versetzt.
Die Erfindung betrifft somit den in den Patentansprüchen gekennzeichneten
Gegenstand.
Die .erfindungsgemäßen feuerfesten Gemische auf Siliziumcarbidbasis
eignen sich zur Herstellung von großen Blöcken mit geringer Porosität und hoher Festigkeit, die Volumenbeständigkeit
bei hohen Temperaturen und hervorragende Festigkeit bei plötzlichen Temperaturänderungen aufweisen.
0300U/0906
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Dreiecksdiagramm (oben), das die Anteile
an groben, mittleren und feinen Teilchen zeigt, und ein Dreiecksdiagramm (unten), das die Anteile
an superfeinem Siliziumcarbidpulver und superfeinem Siliziumdioxidpulver zeigt, die der feinteiligen
Fraktion zugesetzt werden.
Fig. 2 zeigt in graphischer Darstellung die Anteile an superfeinem Siliziumcarbidpulver und superfeinem
Siliziumdioxidpulver im erfindungsgemäßen feuerfesten Gemisch.
Erfindungsgemäß wird Siliziumcarbid als Hauptbestandteil
verwendet, da es weniger Ausdehnung und Schrumpfung zeigt, durch geschmolzenes Metall weniger benetzbar ist und vor
allem hervorragende Beständigkeit gegen Korrosion und Alkalien aufweist. Um die hervorragenden Eigenschaften des Siliziumcarbids
voll zur Geltung zu bringen, wird Siliziumcarbid mit mindestens 75prozentiger, vorzugsweise mindestens
8Oprozentiger Reinheit verwendet, und mindestens 95%
des feuerfesten Gemisches bestehen aus derart hochreinem Siliziumcarbid.
Der Grund für den Zusatz von SiIiziumcarbidteilchen mit
einer Teilchengröße von höchstens 1 μ besteht darin, daß diese Teilchen mit dem superfeinen Siliziumdioxidpulver bei
der Erhöhung der Festigkeit und der Verminderung der Porosität zusammenwirken und die Alkalibeständigkeit bei hohen
Temperaturen von 1000 bis 12000G verbessern. Wenn der Anteil
an Siliziumcarbidteilchen mit einer Größe von höchstens 1 μ geringer als 1,5% oder größer als 8% ist, dann
wird die Porosität vergrößert, die Festigkeit vermindert und die Beständigkeit gegen Alkalien bei 1000 bis 12000C
kann nicht verbessert werden.
030014/0906
Γ "I
Ferner erfolgt der Zusatz des superfeinen Siliziumcarbidpulvers, um die Verminderung der Festigkeit bei Temperaturen
von 12000C oder darüber auszugleichen, die durch den nachstehend
beschriebenen Zusatz des superfeinen Siliziumdioxidpulvers
verursacht wird.
Der Grund für den Zusatz des superfeinen Siliziumdioxidpulvers (SiO--Gehalt: mindestens 85%) mit einem Gehalt von
mindestens 50% Teilchen mit einer Größe von höchstens 1 μ nach der Koagulierung besteht darin, daß es den Zusammenhalt
zwischen den feinen Siliziumcarbidteilchen erhöht, ferner die Porosität durch seine Koagulierung vermindert, und die
Festigkeit bei hohen Temperaturen im Bereich von 600 bis 10000C verbessert. Wenn der Gehalt an superfeinem Siliziumdioxidpulver
weniger als 0,5% beträgt, kann das angestrebte Ergebnis nicht erreicht werden. Andererseits wird bei einem
Gehalt von mehr als 5% die Festigkeit bei hohen Temperaturen über 12000C und die Beständigkeit gegen Alkalien vermindert.
Ein weiterer Grund für den Zusatz des superfeinen Siliziumdioxidpulvers
liegt darin, daß es eine größere Wirksamkeit in Bezug auf die Verminderung der Porosität entfaltet als der
Zusatz des superfeinen Siliziumcarbidpulvers.
Der Grund für den Zusatz des metallischen Siliziums und des thermoplastischen Harzes, das ein thermisches Aushärtungsmittel enthält, zu dem Gemisch mit der vorstehend beschriebenen
Teilchengrößenverteilung besteht darin, daß das metallische Silizium bei Temperaturen von etwa 11000C oder darüber
mit dem aktiven Kohlenstoff, der durch die Zersetzung des Kunstharzes in reduzierender Atmosphäre entsteht, zu ß-Siliziumcarbid
umgesetzt wird. Dadurch wird eine starke Alkalibeständigkeit und eine merkliche Verbesserung der Festigkeit
bei hohen Temperaturen erreicht. Das metallische SiIizium soll in einer Menge von 0,5 bis A-% zugesetzt werden.
Bei einem Zusatz unter 0,5% wird das gewünschte Ergebnis
0300U/0908
nicht erreicht. Andererseits wird bei einem Zusatz über keine proportionale Verbesserung mehr erreicht, so daß sich
nur wirtschaftliche Nachteile ergeben.
Das thermoplastische Kunstharz mit einem thermischen Aushärtungsmittel
wird dem Gemisch zu dem Zweck zugesetzt, die Festigkeit des geformten Produkts bei niedrigen Temperaturen
im Bereich von 150 bis 6000C unter reduzierender Atmosphäre
nach dem Formen merklich zu verbessern, und zwar zusätzlich zu der Verbesserung der Beständigkeit gegen Alkalien
durch die Umsetzung zwischen dem aktiven Kohlenstoff und dem metallischen Silizium. Hierbei kann bei einem Kunstharzzusatz
von weniger als 0,3% das gewünschte Ergebnis nicht
erhalten werden. Andererseits wird bei einem Zusatz über M-%
die Porosität durch das Entweichen der flüchtigen Bestandteile im Kunstharz bei hohen Temperaturen vergrößert.
Das erfindungsgemäße feuerfeste Gemisch vereinigt die günstigen Eigenschaften aller vier Hauptbestandteile, nämlich
des superfeinen Siliziumcarbidpulvers, des superfeinen Siliziumdioxidpulvers, des feinen metallischen Siliziumpulvers
und des thermoplastischen Kunstharzes, das vorzugsweise ein Phenolharzpulver vom Novolak- Typ ist. Auch synergistische
Wirkungen, die durch die Verbindung dieser Stoffe auftreten,
werden in vollem Umfang ausgenutzt zur Herstellung der erfindungsgemäßen
feuerfesten Gemische auf Siliziumcarbidbasis, die sich für große feuerfeste Blöcke mit geringerer Porosität
und hoher Festigkeit, Volumenstabilität bei hohen Temperaturen und hervorragender Festigkeit bei plötzlichen
Temperaturänderungen eignen.
Das superfeine Siliziumdioxidpulver spielt die Hauptrolle bei dem Vorhaben, den Zusatz von Wasser zu vermindern, die
Porosität zu erniedrigen und einen dichten Aufbau zu erreichen. Das superfeine Siliziumcarbidpulver vervollständigt
die Wirkung des superfeinen Siliziumdioxidpulvers. Wenn das
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superfeine Siliziumdioxidpulver in geeigneter Menge zugesetzt wird, kann der v/asser zusatz um 2 bis 4-% vermindert werden.
Dementsprechend wird die Porosität um 5 bis 10%, entsprechend
der Einsparung an V/asser, vermindert. Wird dagegen das Siliziumdioxidpulver in zu großer Menge zugesetzt,
dann erhöht sich die Viskosität des Gemisches. Dadurch wird ein weiterer Wasserzusatz erforderlich, was zu erhöhter Porosität
führt, und die erhaltenen Produkte können bei Temperaturen von 120O0G oder darüber lokal schmelzen und ihre
Festigkeit ist vermindert.
Indessen mildert das superfeine Siliziumcaruidpulver die Beschränkung
des Zusatzes an superfeinem Siliziumdioxidpulver und sichert so eine ausreichende Festigkeit bei hohen Temperaturen
von 12000C oder darüber.
Ferner ergibt das Phenolharz vom Novolak-Typ, das durch Kondensation
durch Erhitzen auf Temperaturen im Bereich von bis 17O0C ausgehärtet wurde, Festigkeit im Temperaturbereich
von Raumtemperatur bis 8000C durch die Bindung mit Kohlenstoff
unter reduzierender Atmosphäre. Die Festigkeit im Temperaturbereich von 600 bis 11000C wird durch die Koagulierung
des superfeinen Siliziumdioxidpulvers bewirkt. Schließlich wird die Festigkeit im Temperaturbereich über 11000C
durch die Entstehung von ß-Siliziumcarbid bewirkt, das sich
durch Umsetzung des aus dem Kunstharz stammenden Kohinstoffs mit metallischem Silizium bildet. So bestimmen die integrierten
Wirkungen dieser Stoffe die allgemeinen Eigenschaften
der erfindungsgemäßen feuerfesten Gemische.
30
Zur Herstellung der in den erfindungsgemäßen feuerfesten Gemischen
verwendeten Stoffe wird das Siliziumcarbid, das den Hauptbestandteil des feuerfesten Gemisches darstellt, in
eine Fraktion grober Teilchen, eine Fraktion mittelgrober Teilchen und eine Fraktion feiner Teilchen aufbereitet, um
den günstigsten Bereich der Teilchengröße für den Zusammen-
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halt festzulegen, wie es in Figur 1 (oben) gezeigt ist.
Zur Verstärkung des Zusammenhalts der feinteiligen Fraktion
werden superfeines Siliziumcarbidpulver, das zum größten
Teil eine Teilchengröße nicht über 3 /u aufweist und mindestens 30% Teilchen mit einer Größe von höchstens 1 μ enthält
(Fig. 2) und superfeines Siliziumdioxidpulver mit einer maximalen Korngröße von 3 /u- und einem Gehalt von mindestens
50% Teilchen mit einer Größe von höchstens 1 μ
(Fig. 2) mit dem nach vorstehender Beschreibung hergestellten Siliziumcarbid vermischt (Fig. 1, unten).
Als thermoplastisches Kunstharz zur Verwendung im erfindungsgemäßen
feuerfesten Gemisch eignet sich mindestens ein Phenolharz vom Novolak-Typ, Polyesterharz, Polyäthylenharz,
Polystyrolharz, Vinylacetatharz oder Polyvinylchloridharz.
Als thermisches Aushärtungsmittel kann Hexamethylentetramin, Paraformaldehyd, Trioxymethylen, ein Formaldehydharz, Phenolharz
vom Resol-Typ, Anilinharz, Sulfonamidharz, Crecolharz
oder Xylolharz, einzeln oder im Gemisch, verwendet werden.
Jedoch eignen sich als thermoplastisches Kunstharz besonders Phenolharze, insbesondere Phenolharze vom Novolak-Typ,
und als thermisches Aushärtungsmittel Hexamethylentetramin und Phenolharze vom Resol-Typ. Im allgemeinen vergrößert
das thermoplastische Kunstharz die Porosität nach dem Brennen, da es einen niedrigen Rest Kohlenstoffgehalt nach der
thermischen Zersetzung durch Erhitzen in reduzierender Atmosphäre auf v/eist.
Der Grund, warum sich Phenolharze, beispielsweise aus Phenol, synthetischem Phenol, Xylol und Cresol, erfindungsgemäß
besonders gut als thermoplastische Harze eignen, liegt darin, daß diese Phenolharze einen Benzolring in ihrem MolekUl
enthalten, ein hohes C/H-Verhältnis besitzen, nach ihrer thermischen Zersetzung durch Erhitzen in reduzierender
03001 A/090
Atmosphäre einen Rest Kohlenstoffgehalt von etwa 50% "behalten
und ein starkes Bindungsvermögen mit Kohlenstoff aufweisen. Um die gewünschte Festigkeit nach dem Trocknen zu erhalten,
ist es wünschenswert, daß sowohl das thermoplastisehe Kunstharz als auch das thermische Aushärtungsmittel so
feinteilig wie möglich eingesetzt werden. Besonders wirksam
sind Teilchen mit einer Größe von höchstens 7^ /■*·
Da ein flüssiges Kunstharz im allgemeinen eine hohe Viskositat besitzt, muß eine große Menge des flüssigen Kunstharzes
verwendet werden, um eine geeignete Fließfähigkeit zu erreichen. Diese erhöhte Menge an flüssigem Kunstharz führt zu
einer Vergrößerung der Porosität nach dem Brennen und vermindert somit die Festigkeit. Um einen Anstieg der Porosität,
der durch eine erhöhte Menge an flüssigem Kunstharz verursacht wird, zu vermeiden, und um ferner einen durch eine
hohe Viskosität der Flüssigkeit verursachten schlechten Zusammenhalt zu vermeiden, insbesondere im Fall eines Schwingungen
ergebenden Verfahrens, wird das thermoplastische Kunstharz in Pulverform eingesetzt.
Für allgemeine Zwecke kann ein Dispergiermittel, wie Wasser, öl, Ä'thylenglykol, höhere Alkohole, flüssige Kunstharze und
Teer, verwendet werden. Wenn jedoch die Viskosität des Dispergiermittels
hoch ist, dann wird für eine ausreichende Fließfähigkeit eine große Flüssigkeitsmenge benötigt, die
wiederum die Porosität nach dem Brennen erhöht und somit die Festigkeit vermindert. Deshalb ist die Auswahl eines Dispergiermittels
mit geringer Viskosität erforderlich. Unter den vorstehend genannten Stoffen zeigt Wasser die niedrigste
Viskosität und ergibt bereits bei geringer Menge eine zur Bearbeitung geeignete Fließfähigkeit. Es eignet sich deshalb
am besten zur Erhöhung der Kompaktheit der geformten Produkte. Auch ist V/asser ein färb- und geruchsloser stabiler
Stoff, der nicht mit dem Siliziumcarbid reagiert. Deshalb ist Wasser das am besten geeignete Dispergiermittel.
0300U/0906
Die erfindungsgemäßen ungebrannten feuerfesten Gemische auf Siliziumcarbidbasis eignen sich selektiv zum Bau von Wandungen
für verhältnismäßig große Brennanlagen, wie Hochöfen, Tiefofen und Heizöfen in der Stahlindustrie.
Das Beispiel erläutert die Erfindung.
Beispiel Gemäß Tabelle I werden 6 Gemische hergestellt und in Blockformen
von A-O χ 40 χ 160 mm unter Schütteln zu Prüfstücken
geformt. Diese Prüfstücke werden in Bezug auf die Porosität, den heißen Bruchmodul und die lineare Änderung nach JIS
R2554 geprüft. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle I
aufgeführt.
Die erfindungsgemäßen Gemische 1 bis 3 ermöglichen im Gegensatz zum Vergleichsgemisch 5 die Herstellung mit einem geringeren
Wassergehalt. Sie ergeben eine geringere Porosität nach dem Trocknen und dem Reduktionsbrennen bei 12000C und
eine Verbesserung der Festigkeit bei hohen Temperaturen von 800 bis 12000C. Auch entsteht bei den erfindungsgemäßen Gemischen
2 und 3 ß-Siliziumcarbid durch Umsetzung zwischen dem metallischen Silizium und dem aus dem Kunstharz stammenden
Kohlenstoff, wobei eine weitere Verbesserung der Festigkeit in der Hitze bei 12000C erreicht wird. Im Vergleichsbeispiel 6 wird ein flüssiges Kunstharz verwendet. Dabei
wird 10% flüssiges Kunstharz zugesetzt, um eine die Bearbeitung ermöglichende Fließfähigkeit zu erreichen. In diesem
Beispiel beträgt das Schrumpfungsverhältnis nach dem Reduktionsbrennen bei 12000C -0,71% und die Porosität überschreitet
30%.
Zur Bestimmung der Beständigkeit gegen Alkalien werden die in Tabelle I aufgeführten Gemische unter Schütteln in einer
Blockform von 20 χ 20 χ 60 mm geformt und bei 1500C getrocknet.
Es werden die Prüfstücke Nr. 1 bis 6 erhalten.
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Die Prüfstücke werden in Behälter getaucht, die mit einem Gemisch von Kaliumcarbonat und Koksgrus im Verhältnis 1Ά
gefüllt sind, und danach 5 Stunden bei 120O0C gebrannt.
Dies wird fünfmal wiederholt. Es wird die lineare Änderung und der heiße Bruchmodul der Prüfstücke bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle II zusammengefaßt.
Die erfindungsgemäßen Gemische 1 bis 3 zeigen im Vergleich
zu den Vergleichsgemischen 4 und 5 eine deutliche Verbesserung der Festigkeit in heißem Zustand nach der Prüfung
auf Alkalibeständigkeit. Insbesondere im Fall der erfindungsgemäßen
Gemische 2 und 3, bei denen durch die Umsetzung zwischen dem metallischen Silizium und dem aus dem Kunstharz
stammenden Kohlenstoff ß-Siliziumcarbid entsteht, ist die Festigkeit in der Hitze nach der Prüfung der Alkalibeständigkeit
weiter verbessert und die Beständigkeit gegen Alkalien ist ebenfalls erhöht.
Ferner werden Tests zur Bestimmung der Porosität und der
Verteilung der Poren in den aus den erfindungsgemäßen feuerfesten Gemischen hergestellten großen Blöcken durchgeführt.
Für diese Prüfung werden die in Tabelle I aufgeführten Gemische unter Schütteln in einer großen Blockform von 2 m
Länge, 1,3m Breite und 0,6 m Höhe geformt. Die erhaltenen
Formlinge werden 4-8 Stunden bei 1100C getrocknet und danach
in 27 Stücke mit gleichem Volumen geteilt. Die Ergebnisse
der Prüfungen sind in Tabelle III zusammengefaßt.
Die Prüfstücke 1 bis 3, die aus den erfindungsgemaßen Gemisehen
hergestellt wurden, zeigen im Vergleich zu den Vergleichsprodukten 4- bis 6 nicht nur eine geringere Porosität,
sondern auch eine gleichmäßige Verteilung der Poren über die ganzen großen Blöcke mit sehr geringer lokaler Häufung.
03001 WOSOS
Peilchengrößenver- | 35-1mm | P r | 1 | Superfeines Siliziumdioxid- | Nach dem Trock | 3 | 2 | ü f s | tück | e | 6 | |
beilung des SiC in | 1-0,3 | Erfindung | 50 | >ulver mit mindestens 50% | nen bei 1500C | 50 | 50 | |||||
5 | der Formulierung,% | ^0,3 | 10 | Peilchen mit einer Größe | Nach dem Brennen | 10 | 3 | Vergleich | 10 | |||
3iC-Teilchen = 1 u in | 37 | von höchstens 1 p,% | bei 12000C | 35 | 50 | 5 | 35 | |||||
der Formulierung,^ | 4,0 | Metallisches Silizium,% | Nach dem Reduk | 2,8 | 10 | 50 | 2,8 | |||||
Pulverförmiges Novolak- | tionsbrennen bei | 39 | 10 | |||||||||
10 | Phenolharz, % | 8000C | 6,0 | 37 | ||||||||
Flüssiges Novolak- Phenol | bei 10000C | |||||||||||
larz, % | bei 12000C | |||||||||||
Iexamethy1ent etramin | Nach dem Trock | 5 | 5 | |||||||||
(thermisches Aushärtungs- | nen bei 15O°C 'Nach dem Reduk- |
(D | (D | |||||||||
nittel), % | t io ns br e nne η bei 1200 C |
1 | ||||||||||
Pulverförmiges Resol- | W | (2) | (2) | 3 | ||||||||
15 | i'henolharz (thermisches | |||||||||||
kushärtungsmittel),% | 12,7 | (2) | (10) | |||||||||
//asser, % | ||||||||||||
3orosi- | 12,8 | |||||||||||
bät,% | (0,18) | (0,9) | ||||||||||
20 | 105 | |||||||||||
■leißer | 117 | |||||||||||
3ruch- | 102 | (5) | ||||||||||
odul | (D | |||||||||||
g/cm | -0,02 | 13,7 | (5) | 1^,5 | ||||||||
25 | -0,06 | (6) | ||||||||||
14,0 | 13,8 | 30,1 | ||||||||||
meare nderung |
16,5 | |||||||||||
14,8 | ||||||||||||
171 | 17,1 | 86 | ||||||||||
180 | 101 | |||||||||||
30 | 157 | 179 | 111 | |||||||||
183 | 81 | |||||||||||
-0,03 | 168 | 87 | -0,05 | |||||||||
-0,06 | 76 | -0,71 | ||||||||||
-0,03 | ||||||||||||
35 | -0,07 | -O,04 | ||||||||||
4 | -0,06 | |||||||||||
50 | ||||||||||||
10 | ||||||||||||
40· | ||||||||||||
(8) | ||||||||||||
20,6 | ||||||||||||
21,3 | ||||||||||||
35 | ||||||||||||
30 | ||||||||||||
+1 | ||||||||||||
•0,07 | ||||||||||||
■O,O8 · |
Die Zahlenwerte in Klammern bedeuten ausschließliche Proζentangabeη
03001 4/090S
5 | Lineare^ Änderung, % | Prüfstücke, | Vergleich |
10
15 ί |
Heißer Bruchmodul, kg/cm | Erfindung | H 5.6 |
20
25' \ t 30 |
12 3 | -0,08 -o,ll -0,68 -0,05 -0r09 -0,65 -0,01 -0,09 -0,6U +0,01 -0,06 -0,60 +0,01 -0,08 -0,60 |
|
Nach einmal' 5 Std. Brennen "bei 12OÖ°C. -0,08 0 +0,01 Nach zweimal 5. Std. Brennen "bei 12000C -0,10 +0,O1* +0,03 Nach dreimal 5-Std^. ■- Brennen bei 1200oC.;. +0,30 +0,09 +0,07 Nach viermal 5 Std. Br.ennen bei 12000C, +0,35 +0,10 +0^15 Nach fünfmal 5 Std. Brennen bei 12000G +0fl»7 +0,12 +0r19 |
39 46 101 34 45 103 M2 Hl lOi» 30 28 110 29 32 109 |
||
Nach einmal 5 Std. Brennen, bei 12000C> 82 196 191 Nach zweimal 5 Std. Brennen bei 1200°C. ; 77 190 I98 Nach dreimal 5iStd.-. Brennen bei .12000C ( 70 175 203 Nach viermal 5 Std. Brennen bei 12000C » 63 201 199 Nach fünfmal 5 Std.; Brennen bei 12000C s 55 203 200 |
|||
3 00U/09Ö6
1 Tabelle III
Porosität und ihre Verteilung in großen Blöcken
Maximum Minimum Durchschnitt (N = 27) |
Prüfstücke | Vergleich ■■·· | |
Porösität | £C£indung | 4 5 6 | |
12 3 | 23,0 18,1» i6,8 18,5 15,1 14,0 20,1 16,6 15,1 |
||
15,1 15,2 15, ^ 12,3 13,1 13,3 13,9 14,0 14,2 |
030014/0906
ι Λ.,
Leerseite
Claims (2)
- VOSSIUS · VOSSIUS · HILTL · TAUCHNER · HEUNEMANNSI E BE RTSTRAS S E A ■ 8OOO MDNCHEN 86 · PHONE: (O89) 47 4O7 5 CABLE: B EN ZOLPATENT MÖNCHEN · TELEX 6-29 453 VOPAT Du.Z.: P 33I CRa/H) 2 6 SEP 1979Case: 6162NIPPON STEEL CORPORATION UND HARIMA REFRACTORY CO., LTD. Tokio und Hyogo, Japan"Ungebranntes feuerfestes Gemisch"Priorität: 26. September 1978, Japan, Nr. 118 432/78Pat entansprUche1/ Ungebranntes feuerfestes Gemisch auf Siliziumcarbidbasis, bestehend aus 95 bis 99,5%» bezogen auf das Gemisch, Siliziumcarbid, das 1,5 bis 8%, bezogen auf das Siliziumcarbid, Teilchen mit einer Größe von höchstens 1 ja enthält, und 0,5 bis 5% superfeines Siliziumdioxidpulver mit mindestens 50% Teilchen mit einer Größe von höchstens 1 μ nach einer Koagulierung.
- 2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0,5 bis 4% metallisches Silizium und 0,3 bis 4% thermoplastisches Kunstharzpulver mit einem thermischen Aushärtungsmittel enthält, wobei beide Prozentangaben auf 100% Gemisch bezogen sind.3· Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Kunstharzpulver ein Phenolharz vom Novolak- Typ ist.
350300U/O 906
ORIGINAL INSPECTEDGemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Kunstharzpulver eine Teilchengröße von höchstens 7^ /u aufweist und Wasser als Dispergiermittel enthalten ist.Verwendung des Gemisches nach Anspruch 1 bis 4 zur Herstellung der Wandung von großen Heizanlagen, wie hochöfen, Tiefofen und Heizöfen in der Stahlindustrie.0300U/0 9
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Patent Citations (2)
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---|---|---|---|---|
DE438065C (de) * | 1924-05-13 | 1926-12-08 | Siemens & Co Geb | Verfahren zur Herstellung von Koerpern aus Siliciumcarbid |
DE898267C (de) * | 1951-09-28 | 1953-11-30 | Koppers Gmbh Heinrich | Verfahren zur Herstellung von geformten Koerpern aus Siliziumkarbid |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3414153A1 (de) * | 1984-04-14 | 1985-10-17 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Verfahren zur herstellung feuerfester steine oder anderer formkoerper |
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