DD155896A1

DD155896A1 - Verfahren zur herstellung von feuerfesten zirkonerzeugnissen

Info

Publication number: DD155896A1
Application number: DD22627880A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Zschiedrich; Hartmut Suess; Frank Lorenz; Guenter Kirsch
Original assignee: Wolfgang Zschiedrich; Hartmut Suess; Frank Lorenz; Guenter Kirsch
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1982-07-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerfester Zirkonerzeugnisse hoher Dichte. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die ueblicherweise auftretende Auflockerung des Gefueges infolge hoher Schwindung der Bindung und dadurch bedingten Abreissens der Bindung von den Geruestkoernern und entstehender Schwindungsrisse in der Bindung selbst zu verhindern. Das wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass ein Zirkonschwachbrandsinter mit merklicher Wasseraufnahme eingesetzt wird, so dass sich bei der Herstellung des Gemenges die feinen Teilchen der Bindung fest an den Schwachbrandsinter anheften und eine innige Verbindung ergeben. Unterstuetzt wird diese Verbindung dadurch, dass der Schwachbrandsinter beim Fertigwarenbrand noch schwindet. Der Schwachbrandsinter wird aus dem gleichfalls als Bindung dienenden Feinstzirkon kleiner 5 my m durch Brennen bei Temperaturen zwischen 1150 Grad C und 1450 Grad C hergestellt und macht 30% bis 80% der Versatzkomponenten aus. Duennwandige Zirkonerzeugnisse werden durch teilweisen oder vollstaendigen Ersatz des Schwachbrandsinters hergestellt. Das Verfahren kann in der Feuerfestindustrie genutzt werden.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung feuerfester Zirkonerzeugnisse

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung feuerfester Zirkonerzeugnisse, insbesondere die Herstellung dichter Zirkonsteine. Das Verfahren kann in der Feuerfestindustrie angewendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß zur Erreichung hoher Dichtewerte der in der Natur vorkommende Zirkonsand auf Feinheiten kleiner '100...60/4m aufgemahlen Und daraus hergestellte Erzeugnisse bei Temperaturen bis 1800 ⁰C gebrannt v/erden. Zur Verringerung der Schwindung als Voraussetzung zur Erzielung maßhaltiger und rissefreier Zirkonsteine wird oft ungemahlener Zirkonsand oder hochdichter Zirkonsinter dem Versatz zugegeben. Diese bekannte Verfahrensweise hat den Nachteil, daß bei Zugabe von dichter Körnung, wie Zirkonsand oder hochgebrannter Zirkonschamotte, beim Brennen durch entstehende Risse in der Bindung und um die Gerüstkörner infolge der hohen Schwindung der Bindung das Gefüge aufgelockert wird. Diese Gefügeauflockerungen und Risse wirken sich nachteilig auf die Haltbarkeit der Erzeugnisse aus,' da aggressive Glasschmelzen, Schlacken und Dämpfe in den Stein leichter eindringen können . und ihn früher zerstören» Außerdem hat das Verfahren der Herstellung von hoohgebranntem dichten Zirkonsinter den Nachteil, daß für die hohe Brenntemperatur ein hoher Energieaufwand notwendig ist. . .

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.Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die vorstehenden Mangel der be~ kannten Verfahren zur Herstellung-von Zirkonsteinen hoher Dichte zu beseitigen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Versatz zu finden, der die beim Brennen eintretende Schwindung weitestgehend ausschließt und ein Abschwinden der Bindung von den Gerüstkörnernverhindert_e

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe ¥/ird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Herstellung von Zirkonsteinen mit hoher Dichte neben sehr fein gemahlenen Zirkonkomponenten 30 bis 80 % eines nur mäßig gebrannten Zirkonsinters, des. Z irkonschwach.br and sinters, zuge-.geben werden. Dadurch, daß dem Zirkonschwachbrandsinter ein Teil der hohen Brennschwindung vorweggenommen ist, reduziert sich die Schwindung des Fertigerzeugnisses, wobei gleichzeitig durch die noch beträchtliche Wasseraufnähme des Schwachbrandsinters sich die feinen Zirkonteilchen der Bindesubstanz bei der Masseaufbereitung sehr fest an die Gerüstkörner ansetzen, so daß beim Brand ein homogenes Gefüge mit hervorragend eingebundenen Gerüstkörnern entsteht. Unterstützt wird dieser Vorgang dadurch, daß sowohl die Bindung als auch die Gerüstkörner beim Brand schwinden können. Damit schwinden die Erzeugnisse gegenüber solchen, die unter Verwendung von dichtgebrannten Sinter hergestellt v/erden, zwar etwas mehr, dafür entstehen in der Bindung und um die Gerüstkörner keine Schwindungsrisse. und die: Dichte ist solchen Erzeugnissen gegenüber wesentlich höher. Zur Erreichung einer maximalen Dichte des Magerungsmittel beim Fertigwarenbrand wird der Rohstoff dafür auf Feinheiten kleiner 5jUt& gemahlen und nach üblichen keramischen Formgebungsverfahren weiterverarbeitet. Zur Gewährleistung des Effektes" der Nachschwindung des Sinters beim Fertigwarenbrand erfolgt das Brennen des Schwachbrandsinters bei Temperaturen zwischen.1150 ⁰G und 14-50 °G> vorzugsweise bei 1300 ⁰C.

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Bei der Herstellung dünnwandiger Zirkonerzeugnisse kann der Schwachbrandsinter durch Feinstzirkon mit Feinheiten kleiner 5 /Um ersetzt werden, da hierbei Spannungen infolge Brennschwindung aufgrund der geringen Wandstärke nur in minimaler Weise auftreten und damit nicht wie bei starkwandigen Erzeugnissen zum Bruch führen können.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird anhand von 2 Ausführungsbeispielen erläutert.

Beispiel 1:

Es werden 100 kg Zirkonsilikat so fein gemahlen, daß eine Feinheit von 90 % kleiner 3 Atm entsteht. Die Hälfte des so entstandenen Feinstzirkons wird mit Wasser und wenig Sulfitablauge so angemacht, daß ein preßfähiges Gemenge entsteht, dieses auf einer hydraulischen Presse bei Preßdrücken von 40 - 50 N/mm gepreßt^ getrocknet und in einem Tunnelofen bei 1300 ⁰C gebrannt wird. Dieser so erhaltene Schwachbrandsinter wird auf üblichen Aufbereitungsaggregaten gebrochen, gemahlen kleiner 2 mm und enteisent. 50 kg des vorher feinst aufgemahlenen Zirkons, 40 kg des Schwachbrandsinters und 10 kg eines handelsüblichen Zirkonmehles kleiner 63>&m werden mit Wasser und Verflüssiger zu einem gießfähigen Schlicker angemacht, in Gipsformen gegossen, bei mäßigen Temperaturen vorsichtig getrocknet und anschließend bei ca, 1600 ⁰C gebrannt.

Beispiel 2;

Es wird die Arbeitsweise nach Beispiel' 1 wiederholt mit der Ausnahme, daß die Herstellung des Schwachbrandsinters entfällt und an seiner Stelle noch weiterer Feinstzirkon mit 90 % kleiner 3/Mm eingesetzt wird. Mit einem derartigen Schlicker können Kleinteile mit Wandstärken·bis 20 mm und Erzeugnisse im Hohlgußverfahren hergestellt werden«

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Die so erhaltenen keramischen Scherben aus Zirkon enthalten keine mikroskopischen Fehlstellen mehr, wie Schwindungsrisseder Bindung und lose im Gefüge liegende Gerüstkörner. Eine visuelle Unterscheidung zwischen dem Magerungsmittel und der Bindung ist praktisch nicht mögliche Dieses Gefüge bewirkt eine hohe Dichte des Scherbens, so daß solche Steine eine hervorragende Beständigkeit, insbesondere gegenüber alkaliarmen Spezialgläsern, aufweisen.

Claims

22 6 27 8 3 Erfindungsaasprüche · . .

1. Verfahren zur Herstellung feuerfester Zirkonerzeugnisse hoher Dichte_s dadurch gekennzeichnet, daß·der Versatz '" aus 30 - 80 % Zirkonschwachbrandsinter, O - 50 % Zirkonmehl kleiner 63/Um und 15 - 70 % Feinst zirkon kleiner besteht.

2. Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schwachbrand s int er aus Feinstzirkon kleiner 5/-im nach üblichen keramischen Formgebungsverfahren hergestellt und bei Temperaturen zwischen 1150 ⁰C und 14-50 ⁰C, vorzugsweise bei 1300 ⁰C, gebrannt wird.

3» Verfahren nach . Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung dünnwandiger Zirkonerzeugnisse der Schwachbrandsinter ganz oder teilweise durch Feinstzirkon kleiner 5juw. ersetzt wird.