DE1815438C - Feuerfester, gebrannter Magnesit stein - Google Patents
Feuerfester, gebrannter Magnesit steinInfo
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Description
i 2
Es sind bereits Magnestisteine mit einem Gehalt erwähnt werden, der folgende Zusammensetzung hat:
von unter I4Z0, z. B. 0,45 ·/„ Fe1O3 bekannt, die ein
etwa C,5 bis 3.75 aufweisen und aus über 50·/, Magne- Fe1O, 0,4·/,
siagrobkorn von über 0,3 mm und unter 50% Ma- Al1O, 0,3°/,
gnesiafeinkorn von unter 0,2 mm aufgebaut sind, CaO 2,7·/,
wobei das Magnesiagrobkorn und das Magnesia- MgO 95,5 °/0
feinkorn die gleiche Zusammensetzung aufweisen. io GIv 0.0*/·
hältnis von 1,22 und Magnesiafeinkorn mit einem Verhältnis von 2,45 aufweist, ist hochfeuerfest, und
hältnissen aufgebaut, daß ihr Kalk-Kieselsäure-Ver- 15 Steinen Brenntemperaturen von 17*0 bis 1800 C
iiaiiiiis z, 10 uv..a6i, v-viw „;w u»..,«-k-~ „. .;„., km: »_f~~i„i;,.k ,.m «>in<» oute keramische Bindung zu
schung von Magnesiagrobkorn mit einem Kalk- erreichen. Ein Brand bei derart hohen Temperaturen
Kieselsäure-Verhälinis von 3,63 und Magnesiafein- ist aber nun nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen
korn mit einem solchen Verhältnis von 1,22 und ungünstig, sondern für den Steinerzeuger auch de·»-
haben ein Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von 2,63. 20 wegen nachteilig, weil eine Verwendung von normalen
Das Ziel der Erfindung besteht nun darin, einen Brennofen nicht in Betracht kommt und daher auch
von Zusätzen von FremdstofTen freien Magnesitstein für verhältnismäßig geringe Steinmengen ein beson-
mit einem Gehalt von unter l°0 Fe2O3 zu schaffen, derer Brennofen, der ein Brennen bei höheren Tem-
der im Vergleich zu den bekannten Magnesitsteinen peraturen als den üblichen Brenntemperaturen von
dieser Art verbesserte Eigenschaften bei hoher Tem- 35 etwa 1600 C ermöglicht, betrieben werden muß. Auf
peratur, insbesondere eine hohe Heißbiegefestigkeit, Grund der Erfindung gelingt es nun, aus einer solchen
u:.d gleichzeitig eine gute Kaltdruckfestigkeit und hochfeuerfesten Sintermagnesia bei einer normalen
auch in sonstiger Hinsicht günstige Eigenschaften Brenntemperatur von etwa 1600 C gebrannte Steine
aufweist. mit einer guten keramischen Bindung und den an-
Es wurde gefunden, daß dieses Ziel dann erreicht 30 gestrebten wertvollen Eigenschaften herzustelien. Dies
werden kann, wenn für den Aufbau des Steines ein gelingt auf Grund des Umstandes, daß für das Grob-Feinkornanteil
mit einem bestimmten, vom Grobkorn- korn einer Korngröße von mindestens 0,3 mm eine
anteil verschiedenen Kalk-Kieselsäure-Verhältnis (Ge- Sintermagnesia mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältwichtsverhältnis)
verwendet wird. Demnach betrifft nis von 1,87 bis 5,0, vorzugsweise über 2,0, verwendet
die Erfindung einen feuerfesten, gebrannten Magnesit- 35 wird, gleichzeitig aber mindestens 2°/0 Magnesiastein,
der unter l°/„, vorzugsweise unter 0,5 °/0, Fe2O3 feinkorn einer Korngröße von höchstens 0,2 mm
enihäh, ein Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von minde- eingesetzt werden, die ein Kalk-Kieselsäure-Verhältstens
1,65, vorzugsweise etwa 1,87, bis 2,50 aufweist nis von unter 1,0 aufweisen. Im Grenzfall kann das
und aus über 50°/0 Magnesiagrobkorn von minde- gesamte Magnesiafeinkorn ein Kalk-Kieselsäure-Verster.s
0,3 mm und unter 50°/0 Magnesiafeinkorn von 40 hältnis von unter 1,0 haben; in den meisten Fällen
höchstens 0,2 mm aufgebaut ist, wobei das Magnesia- wird jedoch neben dieser Feinkornfraktion noch eine
grobkorn ausschließlich aus einer Magnesia mit Feinkornfraktion mit einem Kalk-Kieselsäure-Vereinem
Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von über 1,87, hältnis, das dem des Magnesiagrobkorns entspricht,
vorzugsweise über 2,0, z. B. 3,75, besteht, und das also zwischen 1,87 und 5,0 legt, verwendet. Es bedarf
Magnesiagrobkorn und auch das gesamte Magnesia- 45 keiner Erwähnung, daß gleichzei'g verschiedene Arten
feinkorn unter 1%, vorzugsweise unter 0,5 °/0, Fe2O3 von Grobkorn und/oder Feinkorn verwendet werden
enthalten. Dieser Stein ist dadurch gekennzeichnet, können, sofern die angegebenen Bedingungen bedaß
Has Magnesiagrobkorn aus einer Magnesia mit 2ügiich der Kalk-Kieselsäure-Verhältnisse erfüllt
einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von 1,87 bis zu 5,0 sind.
besteht und mindestens 2°/0 Magnesiafeir.Korn mit 50 Auf Grund dieser Darlegungen ist es verständlich,
einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von unter 1,0 daß als Magnesiagrobkorn eine Sintermagnesia der
vorhanden sind. Vorzugsweise soll das Magnesia- oben angeführten Zusammensetzung brauchbar ist.
feinkorn mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von Als Magnesiafeinkorn mit einem Kalk-Kieselsäureunter
1,0 eine Korngröße von 0 bis 0,12 mm auf- Verhältnis (CjS) von unter 1,0 ist beispielsweise
weisen. 55 folgende Sintermagnesia geeignet;
Die Steine gemäß der Erfindung müssen eisenarm
sein, d. h., sie dürfen nicht über 1 °/0 Fe2O3 enthalten. SiO2 3,5 °/„
Versuche haben nämlich gezeigt, daß bei einer Er- Fe2O3 0,3 °/0
höhung des Fe,O3-Gehaltes auf über 1 °/0 die Heiß- Al2O3 0,3 °/0
biegefestigkeitbei höherenTemperaturenverschlechtert 60 CaO 1,7°/0
wird und ferner bei Verwendung der Steine eine Sam- MgO 94,2°/0
melkristaliisation des Periklas und damit in weiterer GIv 0,0°/„
Folge nachteilige bzw. schädliche Gefügeänderungen C/S 0,49
auftreten.
Durch die Erfindung werden die Schwierigkeiten, 65 Auf alle Fälle muß die Bedingung erfüllt sein, daß
die sich bisher bei der Verarbeitung von verschiedenen im fertigen Stein das Kalk-Kieselsäure-Verhältnis
eisenarmen Sinter- oder Schmelzmagnesiten zur Her- mindestens 1,65 und nicht über 2,50, vorzugsweise
stellung von feuerfesten Steinen ergeben haben, ver- nicht über 2,20, beträgt und möglichst die Haupt-
menge der anwesenden Silikate aus Dikalziumsilikat
besteht. Das Magnesiagrobkorn und auch das Magnesiafeinkorn sollen vorzugsweise unter 0,5·/, Fe1O1
enthalten. Die Menge des Magnesiafeinkorns liegt im allgemeinen zwischen 20 und 40%, vorzugsweise
zwischen 25 und 35"V0. Ferner ist es für den Erhalt
bester Ergebnisse von Bedeutung, daß die Steine von Borverbindungen bzw. B1O, frei sind, d. h., nicht
mehr als 0,050Z0B1O, enthalten. Bei Verwendung
eines Magnesiagrobkorns mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von 3,0 und darüber wird vorzugsweise
ein nichtwäßriges Bindemittel, wie Teer, Pech oder Bitumen, verwendet, oder die Steinmischungen werden
trocken ohne Bindemittel zu Steinen verpreßt.
Die Steine gemäß der Erfindung sind für die Zu-
c.»ll„no vnn hei hnhm- TVmneral.ir hrtriehenen
Industrieofen und -gefäßen aller Art geeignet und bewähren :uh auf Grund ihrer günstigen Hochtemperatureigenschaften
und Kaltdruckfestigkeitswerte vor allem in Konvertern und insbesondere in Kaldokonvertern.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die Beispiele 1 und 2 beziehen
sich auf die Verwendung von Sintermagnesia, doch kann im Rahmen der Erfindung, wie aus Beispiel 3, b)
zu ersehen ist, an Stelle von Sintermagnesia in gleicher Weise auch Schmelzmagnesia verwendet werden.
Ferner könne: die Steine nach dem Brand gewünschtenfalls mit Teer, Pech, Bitumen und ähnlichen Gemischen
hochmolekularer Kohlenwasserstoffe imprägniert werden.
1,06«/,
Fe2O3 0,40%
Al2O3 0,30%
CaO 2,13%
MgO 96,11Ο/Ο
GIv 0,0°/0
C/S 2,01
28% erhaltenen Steine hatten folgcitde Eigenschaften
CMittelwerte aus Versuchen mit zehn Steinen):
Kaltdruckfestigkeit (KDF) .. 562 kp/cm* Druckfeuerbeständigkeit (DFB)
h >1700°C
abgesunken 0
to Heißbiegefestigkeit (HBF)
bei 12600C 145 kp/cm1
bei 1480aC 35 kp/cm*
Die chemische Zusammensetzung der Steine war »5 wie folgt:
SiO, i,iö"/0
Fe2O3 0,40%
Al2O3 0,30%
ao CaO 2,11 °/0
MgO 95,82°/0
GIv 0,21%
C/S 1,82
Die Steinmischung wurde aus verschiedenen Sorten von Sintermagnesia wie folgt aufgebaut:
C/S · Korngröße in mm
Für die Herstellung des Grobkorns wurde eine Sintermagnesia folgender Zusammensetzung verwendet
:
15% Sintermagnesia 2,30 3 bis 5 52 "/Ό Sintermagnesia 1,98 0,3 bis 3
22 % Sintermagnesia 4,20 0 bis 0,15 11°/, Sintermagnesia 0,43 0 bis 0,12
1 °/0 Sulfitablauge, trocken
1,8 1 Wasser/100 kg Steinmischung.
1,8 1 Wasser/100 kg Steinmischung.
Die verwendeten Arten von Sintermagnesia hatten folgende Analysen:
als
67% von diesem Grobkorn wurden mit
Sintermagnesia der gleichen Zusammensetzung
Feinkorn und ferner mit 5% Magnesiafeinkorn der oben angeführten Zusammensetzung mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von 0,49 vermischt. Als Bindemittel wurde 1% Zellpech zusammen mit Wasser verwendet. Die Steinmischung war demnach wie folgt zusammengesetzt:
Sintermagnesia der gleichen Zusammensetzung
Feinkorn und ferner mit 5% Magnesiafeinkorn der oben angeführten Zusammensetzung mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von 0,49 vermischt. Als Bindemittel wurde 1% Zellpech zusammen mit Wasser verwendet. Die Steinmischung war demnach wie folgt zusammengesetzt:
SiO, .
Fe2O3
Al2O3
CaO .
MgO .
GIv. .
Fe2O3
Al2O3
CaO .
MgO .
GIv. .
2,30
c/s
1,98
4,20
0,43
1,00
0,40
0,20
2,30
95,90
0,20
0,40
0,20
2,30
95,90
0,20
1,06 0,36 0,22 2,10 96,16 0,10
0,83 0,42 0,18 3,48 94,93 0,16
3,30 0,37 0,19 1,42 94,51 0,21
| C/S | Korngröße in mm | bis | 5 |
| 2,01 | 3 | ibis | 3 |
| 2,01 | 0,2 | bis | 0,12 |
| 2,01 | 0 | bis | 0,12 |
| 0,49 | 0 |
15% Sintermagnesia
52% Sintermagnesia
28% Sintermagnesia
5% Sintermagnesia
1 % Zellpech, trocken
2,11 Wasser/100 kg Steinmischung.
5% Sintermagnesia
1 % Zellpech, trocken
2,11 Wasser/100 kg Steinmischung.
Aus dieser Steinmischung wurden unter einem Druck von 1000 kp/cm1 Steine gepreßt, getrocknet
und bei einer Temperatur von 155O°C gebrannt. Die
Aus der erwähnten Steinmischung wurden unter einem Druck von 1100 kp/cms Steine gepreßt, getrocknet
und bei einer Temperatur von 1580°C gebrannt.
Die erhaltenen Steine hatten folgende Eigenschaften :
Porosität 16,7%
BDF 125kp/cma
KDF 480 kp/ern"
DFB
/6 >1700°C
abgesunken 0
HBF bei 126O0C 135 kp/cm»
HBF bei 14800C 31 kp/cm1
BDF
KDF
HBF bei 12600C
HBF bei 1480"C
HBF bei 1480"C
c/s
1,59
2,78
108 kp/cm2 440 kp/cm2 83,6 kp/cm2
10,5 kp/cm2
70 kp/cm2
326 kp/cm2
47 kp/cm2
25 kp/cm2
Der folgende Vergleich zeigt, wie durch Verwendung eines Magnesiafeinkorns mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis
von unter 1,0 gegenüber in ansonst gleicher Weise aufgebauten Steinen, in welchen jedoch
das Magnesiafeinkorn ausschließlich ein Kalk Kieselsäure-Verhältnis von über 1,0 aufweist, die Kaltdruckfestigkeit
gesteigert werden kann.
a) Die Steinrnischung wurde aus einer Schmelzmagnesia
folgender Zusammensetzung aufgebaut:
SiO2 .
Fe2O3
Al2O3
CaO .
Fe2O3
Al2O3
CaO .
0,84 %
0,42°/0
0,22%
2,22°/0
MgO 96,21 %
GIv.
C/S
0,09% 2,64
Von dieser Schmelzmagnesia wurden 15°/0 in einer
Körnung von 3 bis 5 mm, 52°/0 in einer Korngröße
von 0,3 bis 3 mm und 33°/0 in Form von Feinmehl von 0 bis 0,12 ran mit l°/0 trockener Sulfitablauge
unter Zusatz von 21 Wasser/100 kg Steinmischung vermischt und unter einem Druck von 1050 kp/cm2
zu Steinen verpreßt. Die Steine wurden getrocknet und bei einer Temperatur von 156O0C gebrannt. Die
Zusammensetzung der Steine war die gleiche, wie sie oben für die Schmelzmagnesia angegeben ist.
Die erhaltenen Steine hatten folgende Eigenschaften:
16,0% 220 kp/cm2
Die chemisch« Zusammensetzung der Steine war die folgende:
SiO, 1,24%
Fe1O1 0,38%
ΑΙ,Ο, 0,20%
CaO 2,36°/o
MgO 95 42%
GIv 0,40°/0
C/S 1,90
Bei Kalk-Kieselsäure-Vernältnissen von unter 1,65
und über 2,50 in den Steinen erfolgt ein Absinken der BDF, KDF und HBF. Dies ergibt sich aus folgender Gegenüberstellung:
dies oben unter a) angeführt ist, erhaltenen Steine war
wie folgt:
SiO, .
Fe8O,
A!,O,
CaO .
MgO
GIv .
C/S .
| Scfamdz- | Steine |
| magnesia | |
| 3.5% | 0,97% |
| 0.3% | 0,41% |
| 0.3% | 0,22% |
| 1.7% | 2,20% |
| 94,2% | 96.11% |
| 0.0% | 0,09% |
| 0.49 | 2,27 |
Porosität
KDF
DFB
ib >1700°C
abgesunken 0
HBF bei 14800C 40 kp/cm2
b) Zu Vergl.'ichszwecken wurde in der oben angeführten
Steinmischung aus Schmelzmagnesia 5% des Feinmehls von 0 bis 0,12 mm durch eine Schmelzmagnesia
mit ci:icm Kalk-Kiesclsäure-Verhältnis von
0,49 ersetzt. Die Zusammensetzung dieser Schmelzmagnesia und der dann auf die gleiche Weise, wie
Porosität 16,0%
Λ- i-J Γ ..................... 3 UO Kpi'viu *
DFB
/6 > 1700 C
abgesunken 0
HBF bei 14800C 45 kp/cm2
Es zeigt sich somit, daß durch Verwendung von
»5 5°/0 Feinmehl einer Korngröße von 0 bis 0,12 mm
mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von unter 1,0 an Stelle der gleichen Menge Feinmehl von 0 bis
0,12 mm mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von über 1,0 die Kaltdruckfestigkeit erheblich gesteigert
werden kann.
Claims (4)
1. Feuerfester, gebrannter Magnesitstein, der unter 1%, vorzugsweise unter 0,5 °/0, Fe2O3 enthält,
ein Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von mindestens 1,65, vorzugsweise etwa 1,87, bis 2,50
aufweist und aus über 50% Magnesiagrobkorn von mindestens 0,3 mm und unter 50% Magnesiafeinkorn
von höchstens 0,2 mm aufgebaut ist, wobei das Magnesiagrobkorn ausschließlich aus
einer Magnesia mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von über 1,87, vorzugsweise über 2,0,
z. B. 3,75, besteht, und das Magnesiagrobkorn und auch das gesamte Magnesiafeinkorn unter
1%, vorzugsweise unter 0,5%, Fe2O3 enthalten,
dadurch gekennzeichnet, daß das Magiiesiagrobkorn aus einer Magnesia mit einem
Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von 1,37 bis zu 5,0 besteht und mindestens 2% Magnesiafeinkorn
mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von unter 1,0 vorhanden sind.
2. Feuerfester, gebrannter Magnesitstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 20
bis 40%, vorzugsweise 25 bis 35%, MagnesiafeinKorn enthält.
3. Feuerfester, gebrannter Magnesitstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Magnesiafeinkorn mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis
von unter 1,0 eine Korngröße von 0 bis 0,12 mm aufweist.
4. Feuerfester, gebrannter Magnesitstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Vorliegen eines Magnesiagrobkorns mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von
3,0 und darüber die zu verpressende Steinmischung ein nichtwässeriges Bindemittel, wie Teer, Pech
oder Bitumen, enthält oder bindemittelfrei ist.
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