DE945227C

DE945227C - Process for the production of unfired, highly refractory magnesite products

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.Process for the production of unfired, highly refractory magnesite products The invention relates to a method for producing unfired, highly refractory Magnesite products, e.g. B. of magnesite bricks and ramming masses made of sintered magnesite and / or chunks of used magnesite bricks. In known processes this Art are the raw materials mixed in the usual grain sizes with binding agents, like water glass, mixed, then by pounding, shaking in, pressing Od. Like. Shaped and 'finally dried at temperatures of about aoo ° C. These cold-bonded stones have proven themselves because of their high resistance to temperature changes, their low thermal conductivity and their ease of setting in the sintering zone, z. B. cement kilns, proven and are increasingly used in the cement and lime industry used. It is already known in the manufacture of these unfired bricks and ramming mixes the raw materials with a flux containing clay and silica, especially finely ground clay. When tempering this cold-bound Stones are the particles initially through the binder, e.g. B. by the water glass solution glued together. When heated in the fire, the softening alkali silicate particles stick together initially still the magnesite grains until they are proportionately formed by these Refractory compounds are included. Meanwhile are. which the raw materials mixed in. Flux, for example finely ground clay, in the heat softens and holds the highly refractory magnesite granules at medium to higher levels Temperatures together until this increases with a further increase in temperature sinter together yourself.

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.When using this known, with a finely divided substance Cold-bonded stones offset from a certain softening temperature has now become the disadvantage shown that on the exposed side of the stones one sintered stone head forms, d. H. a superficially sintered one Stone layer, with the part to be extended after the walling side of the cold-bound stone is not firmly connected and therefore in the event of sudden temperature changes, as they occur in every furnace, flakes off, causing a gradual destruction of the. Furnace lining is effected.

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.The inventor has recognized that this is due to the fact that the cold-bound stones when used in the industrial furnace on the fire side are exposed to high temperatures, while on the installation side only a very have a low temperature and do not exceed this temperature. That the Flux added to stone therefore only softens on that exposed to the fire side highly heated part of the stone, where it binds the magnesite particles. On the one facing the installation side. Stone part comes because of the flux the lower temperatures prevailing there have not yet taken effect.

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.According to the invention this disadvantage is avoided in that the grained Raw materials a mixture of ground fired clay and glass up to a maximum Particle size of 0.2 mm in amounts of r to 5% as. Flux is added. It is well known that glass and fired clay have a different, widely spaced one Softening point. When the new cold-bonded stones are heated, they take over medium, temperatures the glass powder glues together and secures the magnesite particles the required strength of the stone. When further heating the stone from the On the fire side, the added Giasm powder is continuously softened and from the Surface of the magnesite granules recorded. In the meantime take over on the fire side of the stone the now softening clay particles the agglutination of the granules, while on the part of the stone, which is too colder after the walling side, the gluing of the magnesite particles is still taken over by the glass powder. So it will be a staggered sintering achieved, by which it is excluded, since there is a sintered on def fire side Part of the stone forms, to which an unbound remaining part of the cold-bound is attached without transition Steines connects. Also the cold pressure resistance and the resistance to temperature changes the achieved magnesite products is further increased considerably. The fire resistance the stone is around 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.-Although it is already known in the manufacture of stoneware or of fired refractory bricks, e.g. B. Magnesite stones or crucibles, the. Raw materials glass powder, brick powder, corundum or a mixture of different substances; z. B. of glass powder and clay, of corundum, glass powder and boric acid, or of chrome ore and corundum to be added. The different softening point of these additives has an effect but in the manufacture of fired refractory products, this is not the case achieve a final state dependent on the respective firing temperature, so that the peculiarities of cold-bonded stones or masses do not occur, which are due to the fact that these are very high temperatures on the fire side are exposed, while they always have a very low temperature on the installation side keep. Through the scheduled addition of fluxes with different softening points accordingly, effects are achieved with cold-bonded refractory bricks that at burned products do not occur. As ground fired clay, the Fireclay or brick flour can be added to granulated raw materials in addition to the glass flour. It has proven to be particularly advantageous as fired clay. a mixture of fireclay and brick flour to use. By using them at the same time of fireclay and brick flour with different softening points is graded Sintering improved.

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.It`s best to use roughly equal parts of fireclay, brick and Use glass flour. If necessary, however, the proportion of glass powder can also be opposite the proportion of the fired clay can be chosen to be approximately equal, so that the magnesite About 1 part of fireclay and brick flour and about 2 parts of glass flour each were added will. For example, crushed magnesite chunks of different origins can be used with the specified fluxes, preferably in the following grain and quantity ratios be mixed. Magnesite, grain size 10 to 3 mm .... 15 to 50% magnesite, grain size 3 to. o mm. . . . 30 - 55 '/ 0 magnesite flour. . . . . . . . ,. . . . . . . . 10 - 30 '/ o fireclay flour. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.5 - 51/0 brick dust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.5 - 5'10 glass flour. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0; 5 - 10% The specified amount of magnesite and Flux is used for deforming with z. B. 6 percent by weight water glass (d = 1.35o), based on the mixture, mixed with and furthermore with water until deformable. The mixture is mixed and closed by shaking, tamping or pressing Stones compacted or used as stump mass. The products are then through Warming to -1oo to 25o'C set.

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.According to a further embodiment of the invention, the mixture from granular Magn.esit and flux instead of water glass for shaping solutions alkali-containing compounds added, which colloidal silica or aluminum oxide contain.

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.Instead of these alkaline binders, the mixture of granular Magnesite and fluxes for deforming also solutions of neutral, semi-acidic or more acidic salts of the alkali and alkaline earth groups be added. A solution of 2 to 4 parts by weight of sodium bisulfate has proven particularly useful, i to 2 parts by weight of Epsom salt, 2 to 3 parts by weight of sulfuric acid (d = 1.83) and 4 to 8 parts by weight of water. Instead of a solution of the specified substances you can these are also added to the mixture in solid form and preferably by adding be dissolved in warm water. Additives can also be used, which contain the compounds mentioned as admixtures, e.g. B. additives, the alkali aluminate or silicate contained as residues from chemical decomposition.

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.These solutions are used as binders, in amounts of about 5 to 12 Weight percent added to your mixture, whereupon the mixture by shaking in, pulping or the like. Compressed and set at a temperature of 100 to 25o ° C will.

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.This new process can also be applied in the same way to cold-bound stones from other. Raw materials, e.g. B. from thermite slag and all those substances that, in addition to aluminum oxide and silica, also other high-melting oxides such. B. contain those of the IV. To VII. Subgroups of the periodic system. i. Exemplary embodiment A mixture of 15 to 350/0 magnesite, grain size 3 to 6 mm, 20 to 55% magnesite, grain size 3 to 0 mm, 20 to 30% magnesite flour, 1% glass flour: 1.05% fireclay flour 0.5% brick dust is mixed with 6% by weight water glass (d = 1.35o) and the amount of water necessary for shaping. The stones produced by shaking them into molds are heated to temperatures of 100 to 25o ° C and thereby set. 2nd embodiment A mixture according to embodiment i is made deformable by adding a solution of 2 to 4 parts by weight of sodium bisulfate, 1 to 2 parts by weight of Epsom salt, 2 to 3 parts by weight of sulfuric acid (d = 1.83), 4 to 8 parts by weight of water. About 5 to 12 percent by weight of the solution, based on the mixture, are added. After shaking in or tamping in, the compacted briquettes are set at temperatures of 100 to 25o ° C.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of unfired highly refractory Magnesite products, such as magnesite bricks and ramming masses from Sintermagnes.it and / or Chunks of used magnesite bricks with the usual grain sizes mixed raw materials mixed with a flux containing alumina and silica with binders, such as water glass, mixed, by tamping, shaking in, pressing or the like shaped and then dried at temperatures of about 200 ° C, characterized in that the granular raw materials are a mixture of ground Fired clay and glass up to a maximum particle size of 0.2 mm in quantities from 1 to 5% is added as a flux.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the fired clay is a mixture of fireclay and brick flour is added.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that, ß the mixture of granular magnesite and flux for shaping instead of water glass Solutions of alkaline compounds are added, which is colloidal silica or contain aluminum oxide.

4. The method according to claim i to 3, characterized in that that the mixture of granular magnesite and flux for deforming instead of Water glass solutions of neutral, semi-acidic and acidic salts of the alkali and alkaline earth groups be added.

5. The method according to claim 4, characterized in that a solution of 2 to 4 parts by weight of sodium bisulfate, 1 to 2 parts by weight of Epsom salt, 2 to 3 parts by weight of sulfuric acid (d = 483) and 4 to 8 parts by weight of water is used. Cited pamphlets: German Patent Nos. 867 073, 748 222, 742 738, 723 558, 66 0 485, 659 218; Austrian Patent Nos. 153 200, 137 672; British Patent No. 370 013; . USA. Patent Nos 2,304,562, 1,390,328; Nieder1euthner, Unbildsame raw materials of ceramic masses, 1928, p. 492; "Hütte", pocket book for ironworkers, 3rd edition, 1923, p. 143 Nazarow, production of chromite and magnesite stones, Moscow, 1931; Communication from the Kaiser Wilhelm Institute, Vol. XXIV, 1942, pp. 7 to 22. -