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Verfahren zur Herstellung feuerfester Steine aus Dolomit Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerfester Steine aus Dolomit unter Zusatz
von Flußmitteln durch Mischen mit nichtwäßrigen Flüssigkeiten sowie anschließendem
Formen und Brennen der Masse, bei dem die Dolomitteilchen von einer Flußmittelschicht
umkleidet werden.
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Dolomitisteine 'haben -die unangenehme Eigenschaft bei Berührung mit
Luft zu hydratisieren und schließlich zu zerfallen. Es sind bereits zahlreiche Verfahren
zur Herstellung von Steinen vorgeschlagen worden, die diese Eigenschaft nicht aufweisen
bzw. bei denen der Zerfall weitgehend gehemmt wird. Unter anderem können dazu zwei
Wege eingeschlagen werden. Einmal kann man durch Zumischen von Flußmitteln beim
Brennen ternäre Mischungen entstehen lassen, in denen der Kalk nicht frei sondern
in Verbindungen auftritt. Zum anderen kann man die Dolomitteilchen mit einer glasigen
Flußmittelschicht umkleiden, die einen Zutritt von Luft und Feuchtigkeit zu den
. Teilchen für längere Zeit verhindert.
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Bei dem ersteren Weg wird durch die Einführung eines ternären Bestandteiles
der Schmelzpunkt der Steine erheblich erniedrigt, so daß die Qualität der Steine
darunter leidet. ,Außerdem sind derartige Verfahren verhältnismäßig kompliziert.
So hat man bereits in Vorschlag gebracht, Wasser zu Dolomit zuzusetzen, der geglüht,
gemahlen und mit Zusätzen, wie z. B.. Kaolin und Feldspat, vermischt wird, die einer
solchen -Hydratisierung des Steines entgegenwirken, worauf dann diese
Mischung
:geforMt und gebrannt wird. Bei einem anderen Verfahren wird der Dolomit, der leicht
geglüht, gemahlen und mit mineralischen Substanzen vermischt wurde, die eine die
Hydratisierung verhindernde Eigenschaft aufweisen; zwei aufeinanderfolgenden Brennverfahren
unterworfen, und-zwar dem ersten nach dem Mischen mit dem _ .Verhnderuilgsmi.itel
für die Hydratisierung und dem Formen mit Wasser und dem zweiten nach dem Mahlen
des Produktes, das aus dem ersten Brennprozeß anfällt und nach der weiteren Beimischung
von die Hydratisierung verhindernden Stoffen und Formung mit Hilfe eines nichtwäßrigen
Binders, wie z. B. C51 oder Teer.
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Mit Hilfe solcher Verfahren, die die Anwesenheit von relativ großen
Anteilen (von io bis 2o%) von silicat- und aluminiumhaltigen Produkten benötigen,
ist es möglich, schwer schmelzbare Steine zu gewinnen, die jahrelang aufbewahrt
werden können, ohne zu hydratisieren. Bei dem zuletzt beschriebenen Verfahren sind
indessen die anfängliche partielle Glühung und das Mischen mit den die Hydratisierung
verhindernden Stoffen und Wasser sehr schwierig durchzuführende Operationen, und
obgleich gute Ergebnisse mit diesem Verfahren erzielt werden, ist es langsam, kompliziert
und sehr kostspielig in seiner Durchführung.
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Wird entsprechend dem zweiten Weg gearbeitet, so entstehen Steine,
die zwar eine nicht ganz so große Lagerfähigkeit aufweisen, jedoch hinsichtlich
ihres Schmelzpunktes erheblich bessere Eigenschaften zeigen. Gemäß der Erfindung
wird dabei vorgeschlagen, kohlendioxydfreien, gebrannten Dolomit mit Kalk, Kaolin
und (Feldspat in einer Gesamtmenge von etwa bis ,io% sowie in an sich bekannter
Weise mit 7% Mineralöl zu versetzen und nach dem Formen einmal zu brennen. Dieses
Verfahren nach her Erfindung ist wesentlich einfacher als die bisher bekannten Verfahren
zur Herstellung von feuerfesten Dolomitsteinen. Auch werden keine größeren Zuschlagmengen
verwendet als bei den bisherigen Verfahren. Obgleich die einzelnen, zugesetzten
Stoffe bereits als Flußmittel bei der Herstellung von die Hydratisierung verhindernden
ternären Mischungen vorgeschlagen wurden, lag es doch nicht nahe, die gleichen Stoffe
auch zur Herstellung von glasigen Überzügen zu verwenden: Der als Ausgangsmaterial
verwendete gesinterte Dolomit ist ein Handelsprodukt, welches, obgleich es frei
von COE ist, wochenlang der Luft ausgesetzt werden kann, ohne daß es sich mit Wasser
verbindet. Es wird gewonnen, indem man Rohdolomit bei sehr hoher Temperatur (bis
zu i8oo° C) sintert, wobei diese Operation mit einer beträchtlichen Kontraktion
verbunden ist, die sich während des Brennens der Steine nicht wiederholt. .Der nichtwäßrige
Binder ist zweckmäßig bei Raumtemperatur .flüssig, wie beispielsweise die Öle, die
als Gas- oder Heizöle bekannt sind. Es ist indessen auch möglich, halbflüssige oder
feste Produkte, wie Paraffin oder Wachs, zu verwenden, die leicht verflüssigt werden
können. Gegenüber dem bei den bisher bekannten Verfahren vorgeschlagenen Teer haben
Mineralöle den Vorteil, daß die zü bildende Schicht, die die Teilchen umgibt, besser
wird und einen besseren Schutz gewährleistet.
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Insbesondere kann das Verfahren in der Weise durchgeführt werden,
daß der vorher bei i8oo° C gesinterte und dann gemahlene Dolomit mit 21 bis 5; Gewichtsprozent
Kalk, 1 bis 2 Gewichtsprozent Kaolin und i bis 2 Gewichtsprozent Feldspat gemischt
und dann mit dem C)1 versetzt wird, worauf die Mischung geformt und bei einer Temperatur
von etwa i5oo° C oder mehr gebrannt wird. Es werden also relativ kleine Mengen an
Silicat- und aluminiumhaltigen Stoffen als eine Hydratisierung verhindernde Mittel
verwendet. Die gewonnenen Steine haben sich besonders bei Hochtemperaturöfen bewährt
und weisen trotzdem noch eine Widerstandsfähigkeit gegen eine Hydratisierung auf,
die es ermöglicht, diese Ziegelsteine ohne Nachteile mehrere Wochen zu lagern.
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Vorzugsweise kann ferner der zugesetzte Kalk, der ein Dolomitkalk
sein kann, aus einer Mischung im Verhältnis 4 : 1 von totgebranntem Kalk, der frei
von Kohlendioxyd ist und von Kalk bestehen, der noch einen Gewichtsanteil von etwa
io % an verbliebenem Kohlendioxyd aufweist.
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Ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist folgende: Der gesinterteDolomit
wird vermahlen und mit 5% Kalk, 2% Kaolin und 2% Feldspat (Gewichtsprozente) versetzt.
Der Kalk, der Dolomitkalk sein 'ann, besteht vorzugsweise (was aber nicht notwendig
ist) aus einer Mischung in einem Verhältnis von 4 : 1 von totgebranntem Kalk, der
frei von Kohlendioxyd ist, und einem Kalk, der noch etwa io Gewichtsprozent an Kohlendioxyd
enthält. Nachdem der gesinterte Dolomit und die zugesetzten, eine Hydratisierung
verhindernden Stoffe durchgemischt sind, wird ein nichtwäßriger Binder, beispielsweise
C51 (Gasöl), in einer Menge eingearbeitet, die für eine Form der Masse ausreicht.
Es wurde als zweckmäßig gefunden, etwa 13,5 1 Öl für etwa 20o kg an mineralischen
Bestandteilen zuzusetzen. Diese Mischung wird dann in die gewünschte Form gebracht
und einem B'rennprozeß bei einer Temperatur von mindestens i5ooq C unterworfen.
Das Brennen wird vorteilhaft in einem kontinuierlich arbeitenden Ofen durchgeführt
und kann drei Tage oder länger dauern.
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Nach dem Entfernen aus dem Ofen können die feuerfesten Steine ohne
Qualitätsminderung an der Luft für eine gewisse Zeit aufbewahrt werden, allerdings
nicht so lange wie Steine, die mehrmals gebrannt wurden. Andererseits sind sie aber
für eine Verwendung in öfen und Stahlkonvertern geeigneter als die letztgenannte
Art von Steinen. Der Ausdruck feuerfeste Steine, so wie er in der vorliegenden Beschreibung
verwendet wird, bedeutet nicht nur Körper, die zu einer Gestalt geformt sind, wie
sie üblicherweise Ziegelsteine aus Ton aufweisen, sondern schließt auch Blöcke ein,
die in jede gewünschte Form (beispielsweise durch Pressen) gebracht werden, so wie
sie beispielsweise als
Futter für einen Ofen oder einen Konverter
gebraucht werden.
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Die Verhältniszahlen, die für die verschiedenen Bestandteile in dem
Beispiel genannt werden, können ebenfalls verändert werden, ebenso wie die Natur
der zugesetzten, eine Hydratisierung verhindernden Stoffe. Das erfindungsgemäße
Verfahren kann sehr wirtschaftlich durchgeführt werden und bedarf keiner kostbaren
oder besonderen Einrichtung.