DE945227C

DE945227C - Verfahren zur Herstellung ungebrannter hochfeuerfester Magnesiterzeugnisse

Info

Publication number: DE945227C
Application number: DEA13171D
Authority: DE
Inventors: Karl Albert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-10
Filing date: 1951-04-10
Publication date: 1956-07-05
Also published as: GB718205A

Description

Verfahren zur Herstellung ungebrannter hochfeuerfester Magnesiterzeugnisse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ungebrannter hochfeuerfester Magnesiterzeugnisse, z. B. von Magnesitsteinen und Stampfmassen aus Sintermagnesit und/oder Brocken von gebrauchten Magnesitsteinen. Bei bekannten Verfahren dieser Art werden die in den üblichen Körnungen gemischten Rohstoffe mit Bindemitteln, wie Wasserglas, gemischt, anschließend durch Einstampfen, Einrütteln, Verpressen od. dgl. geformt und' schließlich bei Temperaturen von etwa aoo° C getrocknet. Diese kalt gebundenen Steine haben sich wegen ihrer hohen Temperaturwechselbeständigkeit, ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit und ihrer Ansatzfreudigkeit in der Sinterzone, z. B. von Zementöfen, bewährt und werden in steigendem Maße in der Zement- und Kalkindustrie eingesetzt. Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung dieser ungebrannten Steine und Stampfmassen die Rohstoffe mit einem tonende- und kieselsäurehaltigen Flußmittel, insbesondere feingemahlenem Ton, zu versetzen. Beim Auftempern dieser kalt gebundenen Steine sind die Teilchen zunächst durch das Bindemittel, z. B. durch die Wasserglaslösung zusammengeklebt. Beim Erwärmen im Feuer verkleben die erweichenden Alkalisilikatteilchen anfänglich noch die Magnesitkörner, bis sie von diesen unter Bildung verhältnismäßig hochschmelzender Verbindungen aufgenommen werden. Inzwischen sind. die den Rohstoffen beigemischten. Flußmittel, also beispielsweise der feingemahlene Ton, in der Wärme erweicht und halten die hochfeuerfesten Magnesitkörnchen bei mittleren bis höheren Temperaturen zusammen, bis diese bei weiterer Temperaturerhöhung selbst zusammensintern.
Bei der Verwendung dieser bekannten, mit einem feinverteilten Stoff von bestimmter Erweichungstemperatur versetzten kaltgebundenen Steine hat sich nun der Nachteil gezeigt, daß sich an der dem Feuer ausgesetzten Seite der Steine ein zusammengesinterter Steinkopf bildet, d. h. eine oberflächlich zusammengesinterte Steinschicht, die Mit dem sich nach der Vermauerungsseite zu erstreckenden Teil des kalt gebundenen Steines nicht fest verbunden ist und daher bei plötzlichen Temperaturveränderungen, wie.sie in jedem Ofen auftreten, abplatzt, wodurch eine allmähliche Zerstörung der. Ofenauskleidung bewirkt wird.
Der Erfinder hat erkannt, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß die kalt gebundenen Steine bei ihrem Einsatz im Industrieofen auf der Feuerseite hohen Temperaturen ausgesetzt sind, während sie auf der Einbauseite nur eine sehr niedrige Temperatur haben und diese Temperatur auch nicht überschreiten. Das dem Stein zugesietzte Flußmittel erweicht daher lediglich an dem der Feuerseite ausgesetzten hocherhitzten Teil des Steines und übernimmt dort die Bindung der Magnesitteilchen. An dem nach der Einbauseite zugelegenen. Steinteil kommt das Flußmittel jedoch wegen der dort herrschenden niedrigeren Temperaturen noch nicht zur Wirkung.
Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß den gekörnten Rohstoffen ein Gemisch von gemahlenem gebranntem Ton und Glas bis zu einer maximalen Teilchengröße von o,2 mm in Mengen von r bis 5 % als. Flußmittel zugesetzt wird. Glas und gebrannter Ton haben bekanntlich einen verschiedenen, weit auseinanderliegenden Erweichungspunkt. Beim _ Erhitzen der neuen kalt gebundenen Steine übernimmt bei mittleren, Temperaturen das Glasmehl die Verklebung der Magnesitteilchen und sichert die erforderliche Festigkeit des Steines. Beim Weitererwärmen des Steines von der Feuerseite her, wird das zugesetzte Giasmnehl ständig weiter erweicht und von der Oberfläche der Magnes.itkörnchen aufgenommen. Inzwischen übernehmen -an der Feuerseite des Steines die nunmehr erweichenden Tonteilchen die Verklebung der Körnchen, während an dem nach der Vermauerungsseite zu kälteren Steinteil die Verklebung-der Mägnesitteilchen noch durch das Glasmehl übernommen wird. Es wird also eine gestaffelte Sinterung erzielt, durch die es ausgeschlossen wird, da sich auf def Feuerseite ein versinterter Steinteil bildet, an den sich ohne übergang ein ungebundener Restteil des kalt gebundenen Steines anschließt. Auch die Kaltdruckfestigkeit und die Temperaturwechselbeständigkeit der erzielten Magnesiterzeugnisse wird weiter erheblich- erhöht. Die Feuerfestigkeit der Steine liegt bei etwa SK 42.
-Es ist zwar bereits bekannt, bei der Herstellung von Steinzeug oder von gebrannten feuerfesten Steinen, z. B. Magnes.itsteinen oder von Tiegeln, dem. Rohstoffen Glasmehl, Ziegelmehl, Korund oder ein Gemisch verschiedener- Stoffe; z. B. von Glaspulver und Ton, von Korund, Glaspulver und Borsäure, oder von Chromerz und Korund, zuzusetzen. Der verschiedene Erweichungspunkt dieser Zusätze wirkt sich aber bei der Herstellung gebrannter feuerfester Erzeugnisse nicht aus, weil diese einen von der jeweiligen Brenntemperatur abhängigen Endzustand erreichen, so daß nicht die bei kalt gebundenen Steinen oder Massen vorhandenen Besonderheiten auftreten, die darauf zurückzuführen sind, daß diese auf der Feuerseite sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind, während sie auf der Einbauseite stets eine sehr niedrige Temperatur behalten. Durch die planmäßige Zumischung von Flußmitteln verschiedenen Erweichungspunktes werden demgemäß bei kalt gebundenen feuerfesten Steinen Wirkungen erzielt, die bei gebrannten Erzeugnissen nicht auftreten. Als gemahlener gebrannter Ton kann den gekörnten Rohstoffen neben dem Glasmehl Schamotte- oder Ziegelmehl zugesetzt werden. Als ganz besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als gebrannten Ton. ein Gemisch von Schamotte- -und Ziegelmehl zu verwenden. Durch die gleichzeitige Verwendung von Schamotte- und Ziegelmehl mit verschiedenem Erweichungspunkt wird die gestaffelte Durchsinterung verbessert.
Es `empfiehlt sich, etwa gleiche Teile von Schamotte-, Ziegel- und Glasmehl zu verwenden. Gegebenenfalls kann der Anteil des Glasmehls aber auch gegenüber dem Anteil des gebrannten Tones etwa gleich gewählt werden, so daß dem Magnesit je -etwa 1 Teil Schamotte- und Ziegelmehl sowie etwa 2 Teile Glasmehl zugesetzt werden. So können beispielsweise zerkleinerte Magnesitbrocken verschiedener Herkunft mit den angegebenen Flußmitteln vorzugsweise in folgenden Körnungs- und Mengenverhältnissen gemischt werden. Magnesit, Körnung 10 bis 3 mm ... . 15 bis 50% Magnesit, Körnung 3 bis. o mm . . . . 30 - 55'/0 Magnesitmehl . . . . . . . . , . . . . . . . . 10 - 30'/o Schamottemehl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o,5 - 51/0 Ziegelmehl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,5 - 5'10 Glasmehl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0;5 - 10 % Das angegebene Gemenge von Magnesit und Flußmitteln wird zum Verformen mit z. B. 6 Gewichtsprozent Wasserglas (d = 1,35o), bezogen auf das Gemenge, versetzt sowie ferner mit Wasser bis zur Verformbarkeit. Das Gemenge wird durchgemischt und durch Einrütteln, Einstampfen oder Pressen zu Steinen verdichtet bzw. als Stumpfmasse verwendet. Die Erzeugnisse werden dann durch Erwärmen auf -1oo bis 25o' C abgebunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden dem Gemenge aus gekörntem Magn.esit und Flußmitteln an Stelle-von Wasserglas zum Verformen Lösungen alkalihaltiger Verb'indungen beigegeben, welche kolloidale Kieselsäure oder Aluminiumoxyd enthalten.
An Stelle dieser alkalischen Bindemittel können dem Gemenge aus gekörntem Magnesit und Flußmitteln zum Verformen auch Lösungen neutraler, halbsaurer öder saurer Salze der Alkali- und Erdalkaligruppe beigegeben werden. Besonders bewährt hat sich eine Lösung aus 2 bis 4 Gewichtsteilen Natriumbisulfat, i bis 2 Gewichtsteilen Bittersalz, 2 bis 3 Gewichtsteilen Schwefelsäure (d = 1,83) und 4 bis 8 Gewichtsteilen Wasser. Statt einer Lösung der angegebenen Stoffe können diese auch in fester Form dem Gemenge beigegeben und durch Zugabe von vorzugsweise warmem Wasser gelöst werden. Ebenso können Zusatzstoffe verwendet werden, welche die genannten Verbindungen als Beimengungen enthalten, z. B. Zusatzstoffe, die Alkalialuminat oder -silikat als Rückstände von chemischen Aufschlüssen enthalten.
Diese Lösungen werden als Bindemittel, in Mengen von etwa 5 bis 12 Gewichtsprozent dein Gemenge beigegeben, worauf die Mischung durch Einrütteln, Einstampfen od. dgl. verdichtet und bei einer Temperatur von ioo bis 25o° C zur Abbindung gebracht wird.
Dieses neue Verfahren läßt sich auch in gleicher Weise auf kalt gebundene Steine aus anderen. Rohstoffen, z. B. aus Thermitschlacken und allen solchen Stoffen anwenden, die neben Aluminiumoxyd und Kieselsäure auch sonstige hochschmelzende Oxyde, z. B. die der IV. bis VII. Nebengruppe des periodischen Systems enthalten. i. Ausführungsbeispiel Ein Gemenge von 15 bis 350/0 Magnesit, KÖrnung 3 bis 6 mm, 2o bis 55% Magnesit, Körnung 3 bis o mm, 2o bis 30'/o Magnesitmehl, i % Glas -meh:l, o,5 % Schamottemehl, o,5 % Ziegelmehl wird mit 6 Gewichtsprozent Wasserglas (d =1,35o) und der zur Verformung notwendigen Wassermenge gemischt. Die durch Einrütteln in Formen hergestellten Steine werden auf Temperaturen von ioo bis 25o° C erwärmt und dadurch zur Abbindung gebracht. 2. Ausführungsbeispiel Ein Gemenge gemäß Ausführungsbeispiel i wird durch Zusatz einer Lösung aus 2 bis 4 Gewichtsteilen Natriumbisulfat, i bis 2 Gewichtsteilen Bittersalz, 2 bis 3 Gewichtsteilen Schwefelsäure (d = 1,83), 4 bis 8 Gewichtsteilen Wasser verformbar gemacht. Dabei werden etwa 5 bis 12 Gewichtsprozent der Lösung, bezogen auf das Gemenge, zugegeben. Nach dem Einrütteln oder Einstampfen werden die verdichteten Formlinge bei Temperaturen von ioo bis 25o° C zur Abbindung gebracht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung ungebrannter hochfeuerfester Magnesiterzeugnisse, wie Magnesitsteine und Stampfmassen aus Sintermagnes.it und/oder Brocken von gebrauchten Magnesitsteinen, bei denen die in den üblichen Körnungen gemischten und mit einem tonerdc-und kieselsäurehaltigen Flußmittel versetzten Rohstoffe mit Bindemitteln., wie Wasserglas, gemischt, durch Einstampfen, Einrütteln, Verpressen od. dgl. geformt und, anschließend bei Temperaturen von etwa 200° C getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, daß den gekörnten Rohstoffen ein Gemisch von gemahlenem gebranntem Ton und Glas bis zu einer maximalen Teilchengröße von o,2 mm in Mengen von i bis 5 % als Flußmittel zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als gebrannter Ton ein Gemisch von Schamotte- und Ziegelmehl zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, da,ß dem Gemenge aus gekörntem Magnesit und Flußmitteln zum Verformen an Stelle von Wasserglas- Lösungen alkalihaltiger Verbindungen beigegeben werden, welche kolloidale Kieselsäure oder Aluminiumoxyd enthalten.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemenge aus gekörntem Magnesit und Flußmitteln zum Verformen an Stelle von Wasserglas Lösungen neutraler, halbsaurer und saurer Salze der Alkali- und Erdalkaligruppe beigegeben werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung aus 2 bis 4 Gewichtsteilen Natriumbisulfat, i bis 2 Gewichtsteilen Bittersalz, 2 bis 3 Gewichtsteilen Schwefelsäure (d = 483) und 4 bis 8 Gewichtsteilen Wasser verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 867 073, 748 222, 742 738, 723 558, 660 485, 659 218; österreichische Patentschriften Nr. 153 200, 137 672; britische Patentschrift Nr. 370 013; USA.-Patentschriften Nr. 2 304 562, 1 390 328; Nieder1euthner, Unbildsame Rohstoffe keramischer Massen, 1928, S. 492; »Hütte«, Taschenbuch für Eisenhüttenleute, 3. Auflage, 1923, S. 143 Nasarow, Herstellung von Chromit- und Magnesitsteinen, Moskau, 1931; Mitt. des Kaiser-Wilhelm-Inst., Bd. XXIV, 1942, S. 7 bis 22. -