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Feuerfestes Material Gegenstand der Erfindung ist eine bindende Mischung
aus zwei reaktionsfähigen Stoffen, von denen einer kalkhaltig und der andere kieselsäurehaltig
ist, und ihre Herstellung. Diese Stoffe bilden beim Erhitzen zunächst bei relativ
niedrigen Temperaturen eine Flüssigkeit und anschließend ein hochfeuerfestes Calciumsilicat,
das wenigstens so basisch wie das Orthosilicat ist. Die erfindungsgemäßen feuerfesten
Bindemittel aus Caleiumsilicat haben einen großen potentiellen Anwendungsbereich.
Zum Beispiel können sie zum Binden von feuerfesten, körnigen, basischen oder neutralen
Teilchen verwendet werden.
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Es ist bereits bekannt ( USA.-Patent 2 62113 1,
kanadisches
Patent 506 763), basische, körnige, feuerfeste, vorwiegend aus Kalk und Magnesia
bestehende Teilchen durch niedrigschmelzende saure, 42 bis 740/a Kieselerde enthaltende
Silicate miteinander zu verbinden, vorausgesetzt, daß die basischen, körnigen, feuerfesten,
Teilchen einen Kalküberschuß von wenige stens 6-1/e über die zur Bildung von Calciumorthosilicat
(2 Ca 0 - Si 02) aus der gesamten Kiese.lorde in. den Teilchen erforderliche
Menge enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis von Kalk zu Kieselerde in der Gesamtmischung
nicht unter 1,87. betragen soll. Die Be,-dingungen, insbesondere die, daß das körnige
Material 6:1/o Kalk enthält, sind unter Umständen schwer zu erfüllen. Hierdurch
werden automatisch praktisch sämtliche handelsmäßig erhältlichen körnigen., feuerfesten
Stoffe ausgeschaltet, die überwiegend allein. aus Magnesia, Magnesia und Chromerz
oder nur aus Chromerz; bestellen, und sogar alle kalkhaltigen, feuerfesten Materialien,
in denen, das Verhältnis von Kalk zu Kiese-lerde entweder ni-cht größer als
1,87 ist oder aber größer ist, aber -der Kalküberschuß weniger als
6 0/e beträgt.
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Es wurde nun gefunden, daß niedrigschmelzende Silicate-zum Binden
von allen nach- dem Stand der Technik nicht geeigneten körnigen,- fetter-festen
Materialien angewendet werden können, wenn man- neben einer geringen Menge dieser
niedrigschmelzenden Silicate eine ausreichende Menge an. kalkhaltigem Material,
wie Dolomit oder Kalkstein, verwendet, um praktisch die gesamte Kieselerde der Mischung
unter Anwendung von Wärme in -Calciumorthosilicat umzuwandeln. Gemäß der Erfindung
können zahlreiche körnige Materialien derart behandelt werden., einschließlich praktisch
aller handelsmäßigell: feuerfesten, Magnesiaarten und Chromerze sowie Calciumorthosilicat
enthaltenden Materialien, die. keinen merklichen Ka.lküberschuß aufweisen.
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Gemäß der Erfindung wird das vorstehend beschriebene körnige Material
1. mit 5 bis 2511/o (entsprechend den hesonderen je-
weiligen
Bedingungen) eines leicht schmelzbaren Silicats, z. B. einer vorwiegend aus Calciummeta.-silicat
(Ca0 - Si 0,) bestehenden, und praktisch gleiche Anteile an Kalk und
Yieselerde enthaltenden Phosphor-Ofenschlacke oder eines niedrigschmelzenden Calcium-
oder Calcium-Magnesium-Silicats, und als basischer Bestandteil einer ausreichenden
Menge an gebranntem oder ungebrannt tem Dolomit oder Kalk vermischt, um die gesamte
kieselerde in, der Mischung zusammen mit gegebenenfalls vorliegendem Kalk in Calciumorthosilicat
umzuwandeln, danach die Mischung in Jede gewünschte Stelle, beispielsweise auf erodierte
Flächen an Bänken. oder auf den Böden von Siernens-Martin-Öfen oder elektrischen
Stahlöfen gegeben, ausreichende Wärme angewendet, um das nicht feuerfeste Silicat
zu schmelzen, das dann als Flüssigkeit- sämtliche Teilchen der Mischung überzieht,
und so lange weitererhitzt, daß sich durch Umsetzung der Kieselerde mit dein Kalk
feuerfestes Calciumorthosilicat gebildet hat und die Masse dadurch verfestigt und
so feuerfest geworden, ist, daß sie bei den maximalen Betriebstemperaturen der Öfen
durch die Ofenwärme so. gut wie gar nicht angegriffen wird.
Gemäß
der Erfindung kann nicht nur die Zusammensetzung der zu bindenden körnigen, feuerfesten
Materialien. verschieden sein, auch ihre Teilchengröße kann innerhalb weiter Grenzen
schwanken. Ein feuerfestes Material geeigneter Korngröße wird üblicherweise durch
Zerkleinern eines Klinkerproduktes von Drehrohröfen oder aus anderen Öfen auf eine
maximale Größe von 6,35 bis 12,7 mm erhalten, wobei die Feinstoffe
gehalten werden. Auch gröbere Produkte mit einer maximalen Größe von 19,05
bis 25,4 mm oder Produkte, deren feine Fraktion entfernt worden ist, können verwendet
werden. Es ist aber auch möglich, relativ inertes, zu bindendes Chromerz auf durchschnittlich
1,651 mm oder darunter zu zerkleinern, wobei alle feinen Teilchen zurückgehalten
und trotzdem unter Verwendung geeigneter Anteile von Dolomit und nicht feuerfestem
Silicat eine befriedigende Verfestigung erreicht wird. Bei den zu bindenden Produkten
handelt es sich meist um totgebrannte Magnesite, die wenigstens um 50 Gewichtsprozent
gröber als 0,833 mm sein sollten.
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Die nicht feuerfesten Silicate müssen drei Hauptbedingungen erfüllen:
Sie müssen erstens leicht schmelzbar sein, d. h. bei 1500' C praktisch
vollständig schmelzen oder wenigstens 50#l/a Flüssigkeit zum Binden entwickeln.
Die bei dieser Temperatur vorliegende Flüssigkeitsmenge soll wenigstens
5 Oh, bezogen auf das Gewicht der fertigen Mischung, betragen.
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Das nicht feuerfeste Silicat muß zweitens so zusammengesetzt sein,
daß praktisch die gesamte zu Anfang gebildete Flüssigkeit bei der anschließenden
Umsetzung mit dem Kalk aufgebraucht wird. Der Aluminiumoxydgehalt muß deshalb im
allgemeinen weniger als 20#l/o betragen, um die Bildung merklicher Mengen von Gehlenit
(2 Ca 0 - A12 0,3 - Si 02) zu vermeiden., der einen Schmelzpunkt von
1590' C hat und mit dem Caleiumor-thosilicat ein bei 1545' C schmelzendes
Eutektikum und mit weniger basischen Caleiumsilicaten ein schon bei 1310' C
schmelzendes Eutektikum bildet. Der gleiche Einwand gilt für Eisenoxyd, das im Endprodukt
vorzugsweise in Mengen von nicht mehr als 5 bis 10"fo vorliegen soll.
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Magnesia, die häufig der Hauptbestandteil des zu bindendenMaterials
ist,bildetsowohl mitAluminiumoxyd als auch mit Eisenoxyd feuerfeste Verbindungen,
die aber ihrerseits niedrigschmelzende Eutektika. mit Calciumorthosilicaten bilden,
die stören, wenn die Mischung eine höchstmögliche Feuerfestigkeit behalten soll.
Wenn eine geringere Feuerfestigkeit zulässig ist und es hauptsächlich auf eine hohe
Dichte ankommt, kann das Vorliegen von größeren Mengen Aluminium- oder Eisenoxyd
sozar erwünscht sein..
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Als dritte Bedingung sG11 di-c Korngröße der nicht feuerfesten Silicate
derart ausgewählt sein, daß in der fertigen Mischung einmal genügend kieselsäurehaltige
Flüssigkeit vorliegt, um alle hasischen oder neutralen körnigen Teilchen sowie die
Teilchen des kalkhaltigen Bestandteiles zu überziehen und zu verfestigen. Dagegen
muß unbedingt vermieden werden, daß das niedrigschmelzende Silicat fein zermahlen
und anschließend mit einer größeren Menge feine Anteile enthaltendem reaktionsfähigem
Kalk vermischt wird, da sich in diesem Fall zwar beim Schmelzen des Silicats Flüssigkeit
bildet, diese aber unmittelbar mit den basischen Feinstoffen reagiert und ausgeschieden
wird, so daß in der Masse keine ausreichende Flüssigkeit vorhanden ist, um die gröberen
Teilchen zu überziehen und die Masse zu verfestigen.
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Im allgemeinen erfüllt man die erwünschten Bedingungen, wenn das nicht
feuerfeste Silicat- relativ grob ist und beispielsweise durch ein Sieb, einer Maschenweite
von 3,327 mm hindurchgeht, aber wenigstens 5011/o, auf einem Sieb einer Maschenweite
von 0,833 mm zurückgehalten werden. Beim Erhitzen schmelzen die einzelnen
Teilchen aus nicht feuerfestem Silicat und bilden genügend Flüssigkeit, um die benachbarten
festen Teilchen in der Mischung zu überziehen, ehe die Umsetzung in Calciumorthosilicat:
zu weit fortgeschritten ist. Wenn jedoch die feinsten Teilchen aus den basischen
Bestandteilen der Mischung entfernt- werden, ist die Teilchengröße des nicht feuerfesten
Bestandteils relativ unwichtig, da dieser schmilzt, bevor die Umsetzung erfolgt
und so eine ausreichende Flüssigkeitsmenge für das Binden liefert.
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Es ist auch möglich, die Korngröße der Bestandteile so zu regeln,
daß ein niedrigschmelzendes Silicat in situ bei den in der Mischung stattfindenden
ersten Reaktionen gebildet wird. Wenn das zu bindende körnige, feuerfeste Material
vorwiegend aus Magnesia besteht und gro-bkö.rniger ist als 01833 mm - (Siebweite)
und wenn ein Dolomit verwendet wird, der durch ein Sieb einer Maschenweite von
3,327 mm hindurchgeht, aber von Sieben mit 0,833 mm Maschenweite zurückgehalten
wird, wird vorteilhafterweise feinteilige Kieselerde, die durch ein Sieb mit Öffnungen
von 0,147 mm hindurchgeht, an Stellevon niedrigschmelzenden Silicaten verwendet,
da. in diesem Fall zuerst ein niedrigschmelzendes Eutektikum gebildet und dieses
anschließend mit dem restlichen. Kalk zu Calciumorthosilicat und Periklas umgesetzt
wird, wodurch eine stark gebundene, hochfeuerfeste Masse erhalten wird.
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Bei Verwendung von sehr feinteiligem, niedrigschmelzendem Silicat
muß der Dolomit oder ein anderer kalkartiger Bestandteil der Mischung relativ grob
sein (z. B. 0,83 mm), während bei grobern Silicat der Dolomit vorteilhafterweise
fein ist, um ein Endprodukt gewünschter Dichte zu erhalten, da, bei sonst gleichenBedingungen
feuerfesteMaterialiennormalerweise besser zusammenbacken und gebunden werden, wenn
sie genügend feine Teilchen enthalten, um die Hohlräume zwischen den größeren Teilchen
auszufüllen. Man erreicht eine gute Bindung, wenn ein grober basischer und ein feiner
saurer Bestandteil oder ein feiner basischer und ein grober saurer Bestandteil umgesetzt
werden, da in beiden Fällen eine ausreichende Flüssigkeitshildung stattfindet In
jedem Fall muß aber in der Endmischung genügend kalkhaltiges Material, üblicherweise
5 bis 300/e, vorliegen, um in der Endmischung ein Gesamtverhältnis von Kalk
zu Kieselerde von wenigstens 1,87 zu erhalten, wie dies z. B. bei Calciumorthosilicat
der Fall ist.
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Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen erläutert. Beispiel
1
Es wird ein Magnesitklinker mit einem Kalküberschuß von 0,5"79 über die
zur Bildung von Caleiumorthosilicat mit der gesamten im Klinker vorliegenden Kieselerde
erforderliche Menge verwendet. Dieser Überschuß ist viel zu klein, um ein Binden
zu ermöglichen, wenn, wie bei bekannten Verfahren, nur ein saures Silicat mit niedrigem
Schmelzpunkt verwendet wird. Das hier verwendete nicht feuerfeste Silicat ist eine
körnige Hochofen-Kupferschlacke, die ein Minimum an feinen Teilchen. enthält. Als
Kalkquelle wird totgebrannter Dolomit verwendet. Die Einzelheiten sind in der nachstehenden
Tabelle
1 aufgeführt.
Tabelle 1 |
Zusammensetzung der selbsthärtenden feuerfesten |
Mischling |
Materialien Korngröße Cao si 0, Ca O/Si
02 |
in mm |
a) Chemische Zusammensetzung |
Magnesit .... bis 4,699 16 ' 8 8,7 1,93 |
Schlacke ..... bis 3 327 21,0 47,4 |
Dolomit .... bis 3:327 51,6 1,1 |
b) Mischung in Gewichtsprozent |
Magnesit .... 81,2 13,64 7,06 |
Schlacke .... 8 0 1 ' 68 3,79 |
Dolomit ..... 10,8 5,57 0,12 |
Fertige |
Mischung 100,0 20,89 10,97 1,90 |
Die in Tabelle
1 beschriebene Mischung wird in einen, auf
1550' C
vorerwärmten Ofen gegeben. Die Schlacke mit einem Schmelzpunkt von etwa
1250,' C
schmilzt sofort und überzieht Klinker und Dolomitteilchen mit Flüssigkeit.
Eine Prüfung nach
30 Minuten zeigt, daß die Masse durch die Reaktion zwischen
Kalk und Kieselerde in den drei Bestandteilen, unter Bildung von feuerfestem Calciumorthosilicat
bei praktisch vollständigem Verschwinden der Flüssigkeit hart geworden ist.
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Beispiel 2, Es wird mit dem Klinker und Dolomit des Beispiels
1 gearbeitet und in gleicher Weise erhitzt,
je-
doch wird als niedrigschmelzendes
Silicat eine 47,01/9 CaO und 42,6"/o Si0, enthaltende pho#sphorhaltige, auf
3,327 mm Siebweite zerkleinerte Ofenschlacke verwendet. Die Mengen der Bestandteile
und die Zusammensetzung des Produktes sind in Tab#elle2 aufgeführt.
Tabelle 2 |
Versuch mit phosphorhaltiger Ofenschlacke |
Materialien Gewidits- Cao Si 02 Ca O/Si 02 |
prozent |
Magnesit .... 86,6 14,55 7,53 1,93 |
Schlacke .... 8,0 3,76 3,41 |
Dolomit ..... 5,4 2,79 0,06 |
Endmischung 100,0 1 21,10 11,00 1,92 |
Obgleich die bei diesem Versuch verwendete Schlacke nicht bei einer ähn-lich niedrigen
Temperatur wie irii Beispiel
1 Flüssigkeit bildet, sind die Ergebnisse doch
in allen Hauptpunkten vergleichbar. Die Masse wird bei hoher Temperatur hart und
bleibt auch nach dem Abkühlen stark gebunden.
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Zur Untersuchung ihres Verhaltens bei verschiedenen Bedingungen wird
eine identische Mischung in einen kalte-n, amschließend auf 1650' C erhitzten
Ofen gegeben, und trotz der höheren Temperatur eine noch bessere Härtung erhalten.
Dies wird auf die vollständigere Ausscheidung der Flüssigkeit auf Grund der praktisch
erreichten Gleichgewichtsbedingungen bei der höheren Temperatur zurückgeführt. Dies
ist für Umsetzungen zu liochfeuerfestem Calciurno,rtho#silicat mit einem Schmelzpunkt
von 2130' C kennzeichnend, da die Masse bei steigenden Behandlungszeiten
und bei Temperaturen bis weit über 1600' C entsprechend härter wird.
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Beisp4el
3
Der Versuch wird unter den Bedingungen des Beispiels
1 durchgeführt, jedoch unter Verwendung eines Klinkers mit einem niedrigen
Verhältnis von Kalk zu Kieselerde und einer relativ niedrigen Feuerfestigkeit, der
bei alleiniger Verwendung unbefriedigende Härtung und Bindung zeigt. Als Silicat
wird die Schlacke des Beispiels
1, als Kalkquelle Rohkalkstein verwendet.
Die Einzelheiten sind in Tabelle
3 aufgeführt.
Tabelle 3 |
Binden von Klinker mit niedriger Feuerfestigkeit |
Materialien Korngröße Cao Si 02 Ca O/Si 02 |
1 in mm |
a) Chemische Zusammensetzung |
Magnesit .... bis 6,68 3 '3 6,5 0,51 |
Schlacke .... bis 3,327 21,0 47,4 |
Kalkstein .... bis 3,327 54,2 1,0 |
b) Mischung in Gewichtsprozent |
Magnesit .... 55 ' 0 1,81 3,57 |
Schlacke .... 15,0 3,15 7,11 |
Kalkstein .... 30,0 16,26 0,30 |
Endmischung 100,0 21,22 110,98 1,93 |
Das Endprodukt härtet bei
1550' C gut und zeigt beini Abkühlen eine ausgezeichnete
Festigkeit. Der Versuch wird mit gebranntem Dolomit an Stelle von Kalkstein und
mit entsprechenden Anteilen Klinker und Schlacke wiederholt und ähnliche Ergebnisse
erhalten. Im vorliegenden Beispiel waren die im Magnesit-Klinker vorliegenden Silicate
Monticellit (CaO-Mg0-SiO.) und Forsterit (2Mg0-SiO.), aber ähnlich gute Ergebnisse
werden mit Merwinit (3CaO-MgO-SiO.) erhalten.
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Beisp,iel 4 Der gleiche Versuch wird unter Verwendung von Calciumchlo,rid
als kalkhaltiges Material in einer dem Ca,leiumgehalt des Kalksteins des Beispiels
3 entsprechenden Menge durchgeführt. Infolge des außerordentlich niedrigen
Schmelzpunktes von Calciumchlorid verhält sich die Mischung beim Erhitzen anders
als die der vorhergehenden Beispiele, aber die erhaltene Bindung ist auch hier ausgezeichnet.
Zur weiteren Kontrolle wird eine identische Mischung in einen kalten Ofen gegeben
und langsam auf 1650' C
erhitzt. Auch in diesem Fa,11 wird eine bessere Härtung
selbst bei - oder voraussichtlich auf Grund der - wesentlich höheren
Temperatur erhalten.
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BeispIel
5
Es. wird ein hochfeuerfester, totgebrannter Magnesit
mit einem Kalkgehalt von weniger als 3% und einer Teilchengröße bis zu
6,68 mm (Siebweite) verwendet. Auf 79,4 Teile Magnesit werden
8,8
Teile phosphorhaftige Ofenschlacke mit einer Korngröße von
3,327
bis
0,833 mm (Siebweite.) und
11,8 Teile totgebrannter Dolomit verwendet,
so daß das Gesamtverhältnis von Kalk zu Kieselerde in der Mischung
2,17 und
im Gleichgewicht der gesamte Gehalt an feuerfestem Periklas und Calciumo#rthc>silicat
etwa
95 % beträg-t. Trotz der außerordentlich hohen Feuerfestigkeit des Produkts
ist die Verfestigung bei
1550' C und die Bindung nach dem Abkühlen befriedigend.
Beispiel
6
Zur Prüfung des Verfahrens beim Binden von Chromerz wird ein etwa SO/&
Serpentin enthaltendes Erz verwendet, das in situ eine kieselsäurehaltige Flüssigkeit
zum Binden bildet. Die einzigen Zusätze sind feinteilige Kieselerde und gebrannter
Dolomit, wie aus Tabelle 4 hervorgeht.
Tabelle 4 |
Binden mit einer in situ gelbildeten kieselsäurehaltigen Flüssigkeit |
Material Korngröße Cao mg0 Si 02 Ca O/Si 02 |
in mm Siebweite |
a) Zusammensetzung |
Chromerz ......................... bis 2,362 1,0
18,5 3,5 |
Kieselerde ........................ bis 0,147
- - 99,5 |
Dolomit .......................... von 3,327 57,0
41,5 1,0 |
bis 0,833 |
b) Mischung in Gewichtsprozent |
Chromerz ......................... 83 0,83 15,36 2,90 |
Kieselerde ........................ 2 - 1,99 |
Dolomit ......... . ................ 15
8,55 6,22 0,15 |
Gesamtmischung .............. . ... 1100 9,38 21,58
5,04 1,86 |
Bei der üblichen Prüfung bei
1550' C ist die Verfestigung gut und nach dem
Abkühlen auf Raumtemperatur ist die Masse stark gebunden. Aus der zugegebenen und
der im Serpentin des Chromerzes enthaltenen Kieselerde,- der geringen Menge Magnesia
und einem Teil des Kalks bilden sich zuerst etwa
8
bis IOA'lo einer kieselsäurehaltigen
Flüssigkeit vom eutektischen
Typ bei einer Temperatur von
1350' C,
und
zwar unabhängig von den Spinellen im Chromerz. Anschließend reagiert diese Flüssigkeit
mit dem Rest des vorhandenen Kalks unter Bildung von Calciumorthosilicat und Periklas.
Statt wie üblich gemäß der Erfindung ein niedrigschmelzendes Silicat zuzugeben,
bildet sich in diesem Fall bei einer relativ niedrigen Temperatur während der Umsetzung
ein flüssiges
S ilicat, bindet die feuerfesten Bestandteile und reagiert
anschließend mit dem Kalk zu Calciumorthosilicat. Ein solches Ergebnis kann nur
durch eine Regelung der relativen Oberflächen der miteinander reagierenden Bestandteile,
d. h. durch die Verwendung geeigneter Korngrößen, erhalten werden.
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B eispiel 7
je nach Art der verwendeten Rohmaterialien kann
es erwünscht sein, die Masse längere Zeit oder auf höhere Temperaturen-zu erhitzen"
um eine größere Festigkeit in der Masse zu entwickeln. Beispielsweise wird ein Versuch
mit den Klinkern. der Schlacke des Beispiels 3, aber unter Verwendung von
gebranntem Gips als kallzhaltigem Material, durchgeführt. Wach einer Behandlungszeit
von 30 Minuten bei 155011 C
wird eine nur mittlere Härtung erhalten,
da. nicht die gesamte Flüssigkeit verbraucht wird. Bei erneutem Erhitzen des Materials
auf 1650' C am folgenden Tag ist die Härtung bei dieser Temperatur gut und
die Bindung nach dem Abkühlen ausgezeichnet. Bei nur geringer Änderung der Verfahrensbedin,--ungen
können daher auch Anhydrit oder Gips als Kalkquelle verwendet werden.
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Beispiel 8
Die Herstellung von Produkten, mit bestimmten Eigenschaften
kann unter Umständen -durch Auswahl von bestimmten, diese Eigenschaften verleihenden
Rohstoffen erreicht werden. Wenn beispielsweise ein ausnahmsweise dichtes Produkt
gewünscht wird, verwendet man den sehr dichten, aber nicht sehr feuerfesten Klinker
des Beispiels 3 zusammen mit üblichem gebranntem Dolomit und einer körnigen
Kupferschlaucke aus einem Flammofenherd, die relativ viel Kieselerde und erhebliche
Mengen Eisenoxyd und Aluminiumoxyd enthält. Das Produkt enthält nach dem Brennen
etwa 56e/o. Periklase, 30%. Calciumorthosilicat und 14% Magnesiumferrit und Magnesinmalumina,t.
Durch die Gegenwart von 1417o Spinellen ist das Produkt etwas weniger feuerfest
als das Produkt des Beispiels 3, hat aber eine größere Dichte.
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In den vorstehenden, Beispielen kann roher Dolomit, roher Kalkstein
oder Kalk an Stelle von totgebrannteni Dolomit in zur Bildung der entsprechenden
Menge an freiem Kalk ausreichenden Mengen verwendet werden. üblicherweise wird gebrannter
Dolomit rohen Carbonaten gegenüber bevorzugt, da dann kein Kohlendioxyd entfernt
werden muß. Auch gebrannter Kalk wird bevorzugt, da er zusätzliche Magnesia, bei
niedrigen. Kosten liefert als üblicherweise aus anderen Quellen möglich ist.
Wenn aber die Mischung vor oder während der Verwendüng-benetzt wird, wird
vorteilhafterweise roher Dolomit oder Kalkstein verwendet, um eine störende Hydratisierung
des Kalks zu vermeiden-.
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Es ist nicht wesentlich, daß Kalk als Oxyd oder Ca,rbona,t eingeführt
wird, da Calciumverbindungen, die zu Kalk oder Kalkverhindungen umg e-setzt werden
können, diesen chemisch gleichwertig sind. Dies trifft beispielsweise auf folgende
Reaktionen zu: 2 CaC12 + 02 + Si 02 # 2 Ca0 - S'02 + 2 C'21
2 CaC12 + 2H20 + S'02 = 2 Cao - Si02 + 4110,
2 CaS 04 + S'02 = 2 Ca.0 - S'02 + 2 S 03.
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Das Calcium reagiert in diesen Fällen in Form der Salze mit der Kieselerde
bei hohen Temperaturen im wesentlichen, als wenn es in Form von Kalk eingeführt
wäre, und wird deshalb in der Anmeldung dem Calcium von Kalk gleichgesetzt.
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Da erfindungsgemäß erhebliche Mengen CaIciumorthosilicat gebildet
werden, werden -geeigneterweise geringe Mengen einer Borverbindung oder ähnlicher
Stoffe zugegeben, um das neugebildete Calciumorthosilicat zu stabilisieren und gegen
eine Umwandlung bei hoher Temperatur in die y-Form zu verhindern, durch die das
Produkt vollständig zerstört werden
kann. Das üblicherweise in geringen
Anteilen in phosphorhaltigen Ofenschlacken vorliegende Phosphorpentoxyd ist ein
guter Stabilisator für Calciumorthosilicat.
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Der Gesamtbereich der handelsmäßigenAnwendung der Erfindung ist noch
nicht bekannt, sie eignet sich aber vor allen Dingen, für Anwendungszwecke, bei
denen die gewünschten Reaktionen bei der Härtung möglichst schnell erfolgen sollen,
beispielsweise beim Ausbessern der Böden von offenen. Herdöfen oder von elektrischen
Stahlöfen. Die in diesen, Öfen herrschenden hohen Temperaturen bewirken ein schnelles
Schmelzen des nicht feuerfesten Silicats und eine schnelle anschließende Bildung
von feuerfestem Calciumorthosilicat, so, daß eine erhebliche Zeitersparnis erreicht
wird. Die gleichen Grundsätze lassen sich bei der Herstellung bestimmter Arten von
Ziegeln und Formkörpern anwenden, die ebenfalls in den Rahmen der Erfindung fallen.
Die erfindungsgemäßen Mittel können auch bei Verfahren mit relativ niedrigen Temperaturen
angewendet werden, wenn das niedrigschmelzende Silicat unter den Verfahrensbedingungen
Flüssigkeit bildet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich nicht zum Binden von körnigen,
feuerfesten. Materialien anwenden, die einen erheblichen Kalküberschuß Über die
zur Bildung des Calciumorthosilicats mit der Kieselerde in den feuerfesten Materialien
erforderlichen Mengen enthalten, noch auf körnige Magnesium- oder Aluminiumsilicate
oder andere feuerfeste Materialien, die mit Calciumorthosilicat reagieren. Die Gegenwart
geringer Mengen solcher Silicate #st jedo#ch oft zu-lässig.