DE2064205C2

DE2064205C2 - Verfahren zur Herstellung von feuerbeständigen Auskleidungen oder Formkörpern

Info

Publication number: DE2064205C2
Application number: DE19702064205
Authority: DE
Inventors: Eugéne Camille Balmoral Sart-lez-Spa Deketelaere
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-12-30
Filing date: 1970-12-29
Publication date: 1982-11-25
Also published as: FR2074472A5; BE761002A; DE2064205A1; GB1342879A; LU62347A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feuerbeständigen Auskleidungen oder Formkörpern beliebiger Gestalt aus Teilchen oder Agglomeraten von feuerbeständigen Metalloxiden oder solche Metalloxide enthaltenden Materialien, welche die Eigenschaft haben, im Erstarrungsintervall zwischen dem geschmolzenen und festen Zustand weich zu werden oder in der Glasphase zu seigern; sie betrifft insbesondere die Herstellung von feuerbeständigen Ofenauskleidungen und Formkörpern verschiedener Gestalt, wie z. B. Blöcken, Ziegeln, Tafeln, Wandbelägen und -auskleidungen aus Teilchen oder Agglomeraten von feuerbeständigen Nietalloxiden oder solche Metalloxide enthaltenden Materialien mit

ίο den obengenannten Eigenschaften, wie z. B. ungebrauchten feuerbeständigen Metalloxiden oder Abfällen von elektrisch geschmolzenen oder gesinterten feuerbeständigen Metalloxiden.

Es Ist bekannt, daß aus Teilchen oder Agglomeraten

von feuerbeständigen Materialien feuerfeste Auskleidungen oder Formkörper beliebiger Gestalt hergestellt werden können, indem man die Teilchen oder Agglomerate zum Schmelzen bringt und die dabei erhaltene Schmelze in die gewünschte Form gießt (vgl. zum Beispiel

J. J. Baron, »Techniques de I'lng6nleur, G6neralitSs«, Seite A-2142-2 und A-2140-3, sowie A.N. GiadiÜrte et al, »Technologie der Metalle«, Moskau 1952). Die zur Durchführung eines solchen Verfahrens erforderlichen Temperaturen sind jedoch außerordentlich hoch und die zur Durchführung eines solchen Verfahrens erforderlichen Apparaturen sind sehr kostspielig.

In dem Bestreben, üieses Verfahren wirtschaftlicher zu gestalten, ist man dazu übergegangen, das Ausgangsmaterial nicht bis zur Entstehung einer Schmelze, sondern nur bis zur SlnterteT.peratur, die unterhalb der Schmelztemperatur liegt, zu erhitzen. Aber auch dieses Verfahren ist wegen der Höhe der Sintertemperatur noch außerordentlich unwirtschaftlich. Insbesondere wenn man berücksichtigt, daß die Kosten für die erforderlichen

Wärmeenergie ständig steigen

Es ist auch möglich, die Ausgangsmaterialien durch Anwendung entsprechend hoher Drücke zu Formkörpern zu pressen, in diesem Falle Ist es jedoch erforderlich. Bindemittel zu verwenden, weiche du: Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkörper beeinträchtigen. So Ist beispielsweise aus Harders/Kienow, »Feuerfestkunde« I960, Seiten 651 bis 653, ein Verfahren zur Herstellung von feuerbeständigen Formkörpern bekannt, bei dem feuerbeständige Teilchen unter Verwendung eines Bindemittels durch Stampfen verdichtet und anschließend gesintert werden.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Auskleidungen und Formkörpern beliebiger Gestalt aus Teilchen oder Agglomeraten von feuer- festen Materlallen zu entwickeln, daß einerseits wirtschaftlicher Ist als die bisher bekannten Verfahren, und andererseits zu Produkten mit verbesserten Eigenschaften führt. Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe erfln dungsgemäß dadurch gelöst werden kann, daß man eine Masse aus Teilchen oder Agglomeraten aus einem feuerfesten Material ohne Verwendung eines Bindemittels erhitzt, bis sie innerhalb des Erstarrungsintervalls zwischen dem geschmolzenen und dem festen Zustand weich werden oder In der Glasphase seigern, und sie gleichzeitig oder unmittelbar daran anschließend warm komprimiert oder stampft. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bestimmte Ausgangsmaterialien In dem Erstarrungslntervall zwischen dem geschmolzenen und dem festen Zustand unterhalb der Sintertemperatur einer Erweichung oder Seigerung unterliegen. Dieses Phänomen der Erweichung oder der Seigerung In der Glasphase bewirkt, daß die Oberfläche der Teilchen oder Agglomerate des

Ausgangsmateilals von einer lnterstltiellen Haut aus geschmolzenen; Glas umgeben wird, die bewirkt, daß die einzelnen Teilchen aneinander kleben, ohne daß es erforderlich Ist, ein Bindemittel zu verwenden. Durch gleichzeitige oder anschließend durchgeführte Wärmekompression ist es möglich, diese anelnanderklebenden Teilchen sr> zu verdichten, daß eine keramische Bindung erhalten wird, wobei sich die Teilchen, gegenseitig durchdringen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Auskleidungen oder Formkörpern beliebiger Gestalt buo Teilchen oder Agglomeraten von feuerbeständigen Metalloxiden oder solche Metalloxide enthaltenden Materialien, welche die Eigenschaft haben, im Erstarrungsintervall zwischen dem geschmolzenen und festen Zustand weich zu werden oder in der Glasphase zu seigern, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Masse aus derartigen Teilchen oder Agglomeraten ohne Verwendung e'nes Bindemittels durch Erhitzen zum Seigern oder Erweichen gebracht und während oder unmittelbar nach dem Seigern oder Erweichen der Teilchen oder Agglomerate irn Erstarrungsintervali warm komprimiert oder gestampft wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber den vergleichbaren Verfahren den Vorteil, daß es wirtschaftlicher ist, well die Erweichungs- bzw. Seigerungstemperatur wesentlich niedriger ist als die Sintertemperatur und weil die Verwendung eines Bindemittels entfallen kann, wodurch nicht nur die Kosten für das Bindemittel eingespart werden, sondern auch die durch das Bindemittel hervorgerufenen ungünstigen Einflüsse auf die fertigen Formkörper eliminiert werden können. Hinzu kommt, daß durch das Erhitzen des Ausgangsmaterials auf die Erweichungs- bzw. Selgerungstemperatur, die weit unterhalb der Sintertemperatur liegt, die nachteiligen Einflüsse der Sintertemperatur auf die physikalischen Eigenschaften der fertigen Formkörper, wie z. B. das Auftreten von inneren Spannungen, vermieden werden können. Gegenüber den durch Vergießen von Schmelzen hergestellten Formkörpern haben die erfindungsgemäß hergestellten Formkörper ferner den Vorteil, daß bei ihnen keine Lunkerbildung auftritt und daß auch die Entstehung von kristallinen Zonen, Rissen und anderen Defekten, die zu einer vorzeitigen Zerstörung der Formkörper führen, vermieden wird.

Das erfindungsgemäß gleichzeitig mit dem Erweichen oder Seigern oder Im Anschluß an das Erweichen oder Seigern durchgeführte Komprimieren oder Stampfen im warmen Zustand bietet den Vorteil, daß poren- und defektfrele sowie besonders dichte Formkörper erhalten werden, in denen die als Ausgangsmaterial eingesetzten Teilchen oder Agglomerate test Ineinander verzahnt sind.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Formkörper weisen eine vorteilhafte Kombination von außergewöhnlich guten Eigenschaften auf, wie z. B. eine besonders hohe Härte, eine besonders hohe Beständigkeit gegen Reibung, Abrieb und Druckeinwirkung im kalten und warmen Zustand sowie eine außergewöhnlich hohe Wärmebeständigkeit.

Das erilndungsgemäße Verfahren Ist durchführbar mit schwerschmelzbamn Metalloxidteilchen, z. B. solchen aus Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumdioxid, Chromoxid und Ihren Gemischen und Legierungen, welche die Eigenschaft haben, bei einer Temperatur weit unterhalb ihrer Schmelztemperatur oberflächlich welch zu werden oder In der Glasphase zu seigern.

Das erflndunipgemäße Verfahren bietet gegenüber den bekannten Verfahren ferner den Vorteil, daß es unter Verwendung von Abfällen von schwer-schmelzharen Oxiden durchgeführt werden kann., ü. angewendeten Temperaturen wesentlich niedriger sif»ü ei* L-ί! den bib- \\vf hekn.nnten vergleichbaren Verfahren und daß durcrt einfache Wärmekompression extrem dichten, von Poren o-.k! inneren Fehlern freie monolithische Produkte bzw. Formkörper erhalten werden können, wie sie mit keinem der bisher vergleichbaren Verfahren erziehlt werden können. Es war für den Fachmann auf diesem Gebiet keineswegs vorhersehbar, daß durch Verwendung von schwerschmelzbaren Metaüoxlden, durch einfaches Wärmepressen bei einer Temperatur weit unterhalb der Schmelztemperatur der Ausgangsmaterialien Produkte mit den vorstehend angegebenen vorteilhaften Eigenschaften, insbesondere vorteilhaften mechanischen Eigenschaften, wie Druck- und Wärmebeständigkeit, Schockbeständigkeit, erhalten werden können, die mindestens gleichwertig den Eigenschaften sind, die mit im Elektroofen erschmolzenen feuerfesten Metalloxiden bei wesentlich höheren Temperaturen erzielt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren V :un z. B. zur Hersteiiung von feuerbeständigen Ziegeln anccwcndct werden, wobei vorgeformte und durch Ton gebundene feuerbeständige Stoffe in erhitztem Zustand einer Kompressfon unterworfen werden; diese Prozedur kann auf verschiedene Welse ausgeführt werden:

a) während des Brennens bei einer Temperatur, bei der der Stoff seine natürliche Feuchtigkeit abgegeben hat und die darin enthaltenen brennbaren Verunrelnigungen verdampft sind, und die Mischung infolge der Ausdehnung seiner Komponsnten, wie Krisioba-IH, Tridymlt, Quarz, Poren und Risse enthält, wobei diese Temperatur jedoch unterhalb der Erweichungspunkte des Bindemittels und der Füllstoffe Hegt;

b) bei einer Temperatur, die dem Erweichungspunkt des Bindemittels entspricht;

c) bei einer Temperatur, bei der die Erweichung des Füllstoffs beginnt.

Die erwähnte Kompression kann auch auf einen schon gebrannten Ziegel angewendet werden. Diese Kompression ,η erhitztem Zustand bringt eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften des behandelten Produkts mit sich, wie z. B. seiner Porosität, seiner Härte, seiner Gasundurchlässigkeit, seiner Abriebfestigkeit, und beseitigt die bei den elektrisch geschmolzenen und gegossenen Produkten häufig anzutreffenden Gießfehler, wie Poren, Drusen, schwammige Zonen, Gießnarben, unregelmäßige Seitenflächen und unbrauchbare Hlnterflächen. Diese Kompression in erhitztem Zustand kann auch mit Abfällen elektrisch geschmolzener feuerbeständiger Ziegel ausgeführt werden, wobei diese Abfälle nach einer mechanischen Zerkleinerung ohne Bindemittel kompr'-.iiiert werden.

Die von einer elektrischen Sch-nelze herrührenden Teilchen können gegebenenfalls mit ande/en Stoffen gemischt werden, wie z. B. Stoffen mit größerer Widerstandfähigkeit gegenüber Laugen, Schlacken und Korundstücken. Auf diese Art und Welse kann also eine elektrisch geschmolzene Masse nach Zerkleinerung zu feinen Teilchsn oder ?ulver durch Selgerung als Bindemittel für andere Stoffe wie Korund dienen, dl<* diese Eigenschaft nirht besitzen.
Anstelle einer Kompressor* Im erwärmten Zustand kann die Masse run Teilchen oder Agglomeraten eines Stoffes ücr Im Erstarr uagslntervall erweicht oder aehiirt. und die durch Zerkleinerung von Abfällen eiektrisc. geschmolzener feuerbeständiger Ziegel erhallen würde

und gegebenenfalls mit anderen Stoffen gemischt ist. auch im kalten Zustand gepreßt werden. In diesem Fall wird das Brennen erst nach der Kompression bei einer die Erweichung oder Selgerung der Teilchen Im Erstarrungsintervall bewirkenden Temperatur vorgenommen.

In manchen Fällen kann die Kompression im warmen Zustand durch ein einfaches Vibrieren ersetzt werden, das entweder Im warmen oder Im kalten Zustand erfolgen kann, wobei Im letzteren Fall aber ein Erhitzen folgen muß.

Es Ist zweckmäßig, die Teilchen oder Abfälle elektrisch geschmolzener Stoffe vor dem eben beschriebenen Zusammenschweißen sehr fein zu zerkleinern. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden diese also geschmolzen und Im geschmolzenen Zustand In eine Gießrinne oder ein Gießrohr gegossen. In denen die Masse durch Wasser unter hohem Druck (ungefähr I N/mm¹) unter gleichzeitigem Abkühlen pulverisiert Die Korngrößen der In dem erflndungsgemäßen Verfahren /u verwendeten Teilchen oder Agglomerate sind nicht kritisch. Es Ist jedoch vorteilhaft, fein verteilte Teilchen von möglichst gleichförmiger Korngröße zu ί verwenden.

Nachstehend werden einige Vorzüge des erflndungsgemüßcn Verfahrens aufgeführt:

Das erllndungsgemäße Verfahren, bei dem durch den Erwelchungs- oder Selgerungsvorgang Im Erstarrrungslntervall die Teilchen oder Agglomerate zusammengeschweißt werden, gibt die Möglichkeit, auf die Gegenwart von tonerdehaltlgen oder anderen Bindemittel zu verzichten und so die von diesen In den bekannten Verfahren bewirkten Nachtelle, wie vorzeitige Zerstörung des geformten Gegenstandes und/oder Verunreinigung der In damit ausgekleideten Schmelzöfen behandelten Stoffe durch Bindemittel enthaltende Formkörper (Ziegel oder Blöcke) auszuschließen.

Die zu behandelnde Masse wird In einem an sich μ bekannten Schmelzofen 1 geschmolzen. Das geschmolzene Oxid 2 wird In eine Rinne 3 eines Kanals oder Rohrs 4 gegossen. In der es von In Richtung des Pfeils .V fließendem Wasser pulverisiert und In (nicht dargestellte) Behälter fließt, wobei das Wasser das Oxid gleichzeltig mahlt oder pulverisiert und abkühlt.

Die als Ausgangsprodukte für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Teilchen oder Agglomerate sind zweckmäßig Abfälle von elektrisch geschmolzenen oder gesinterten Metalloxiden, wie sie durch Abrieb in den jo mit feuerfestem Material ausgekleideten Schmelzöfen oder bei Abbruch oder Instandsetzung solcher Öfen anfallen. Diese Teilchen oder Agglomerate enthalten neben größeren Anteilen an Aluminiumoxid und/oder Zirkoniumoxid kleinere Anteile an Kieselerde und weltere Verunreinigungen, wie Elsenoxid und Schmelzmittel.

Die als Ausgangsmaterial verwendeten Teilchen oder Agglomerate können auch von ungebrauchten oder reinen feuerbeständigen Metalloxiden herrühren, wie z. B. *o Korund oder Zirkoniumoxid, In diesem Fall müssen aber häufig weitere Produkte zugefügt werden, um eine Erweichung oder Selgerung der Mischung zu ermöglichen.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können als feuerbeständige Ausgangsproduk'.e z. B. in Betracht gezogen werden: aiumlniumhaltige Verbindungen. Aluminiumoxid, wasserhaltige Aluminiumoxide, wie Bauxit, Aluminiumsilikate und Silllmanlt; siliziumhaltlge Verbindungen, wie Kieselerde. Siliziumcarbid. verschiedene £;!lkate wie Alumlnlumsülkat, Zirkon; chromhaltige Verbindungen wie Chromlt, Chromoxid: zirkonium- oder thoriumhaltige Verbindungen wie Zirkoniumoxid, Zlrkonerde. Thorerde; sowie andere Stoffe wie Dolomit oder Magnesiumoxid. Bei allen genannten feuerbeständigen Verbindungen liegt der Schmelzpunkt über 1700° C und bei einigen sogar über 2000° C.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch unter Verwendungen von nicht feuerbeständigen Produkten in Teilchen- oder Agglomeratfonn durchgeführt werden, so 7.. B. mit verschiedenen Tonerden.

Falls In dem erflndungsgemäßen Verfahren ein Bindemittel mitverwendet wird, handelt es sich dabei um ein im warmen oder kalten Zustand, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, erstarrendes Bindemittel, besonders einen Zement, einen wärmehärtbaren Kunststoff (wie z. B. ein Phenol-Formaldehyd-Harz), eine Säure (wie Phosphorsäure) oder ein tonerdhaltiges Bindemittel.

ι/ίΐΛ criiiiuüiigsgciiimjc vcnariieii wnu uuiiti ine

Abwesenheit des Bindemittels wirtschaftlich Interessanter, da einerseits die Kosten des Bindesmittels und andererseits die des Mlschens und Behandeins der Teilchen und des Bindemittels eingespart werden können.

Gegenüber dem Sinterverfahren zur Herstellung von Formkörpern hat das Selgerungsv^rfahren gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem den Vorteil, daß der Selgerungsvorgang der Teilchen oder Agglomerat bei einer Temperatur vorgenommen werden kann, die weit unter der Slnlertemperatur liegt, die oft eine nachteilige Wirkung auf die physlallschen Eigenschaften der Formkörper ausübt, unte; anderem durch das Auftreten innerer Spannungen.

Im Vergleich zur Herstellung von Formkörper aus elektrisch geschmolzenen und gegosse.iC-Λ Mischungen hat das erflndungsqema'ße Verfahren -!er. V„;icii, die dabei Ublkhe-v?;:^ auftretenden Lunkerbildungen, verschieden kristallisierten Zonen, Drusen, schwammigen Zonen. Risse und anderen Nachtelle zu verhindern, die zu einer vorzeitigen Zerstörung der Formkörper führen.

Das Komprimieren oder Stampfen Im warmen Zustand hat mancherlei Vorteile, unter anderem den, daß poren- und fehlerfreie Formkörper sowie besonders kompakte Gegenstände erhalten werden. In denen die ursprünglichen Körner oder Teilchen fest ineinandergedrückt und zusammengepreßt sind, ohne daß die Behandlung diese zeist«*-;.

Die narh dem erflndungsgemäßen Verfahren hergestellten Formk^-fij'· und -schichten besitzen auiiorge· wohnliche Eigenschaften, wie eine besonders große Härte, einen großen Relbungs- und ⁴.briebw!derst2nd. einen bemerkenswerten Durckwlderstand sowohl Im kalten wie Im warmen Zustand sowie bei Abwesenheit eines Bindemittels eine außergewöhnliche Wärmebeständigkeit.

Ein nach dem erflndungsgemäßen Verfahren hergestellter Ziegel weist z. B. folgende Merkmaie auf:

- scheinbare Dichte (als Zieeel); 3,2 (nach AFNOR NFB. 49-104);

- Druckwiderstand Im kalten Zustand: > 300 N/mm^:

- Wärmebeständigkeit: > 1800⁰C;

- Dehnung: ± 2% bei 1500° C;

- Porosität: praktisch null;

- Eindringen von Schlacken und alkalischen Laugen: nicht nennenswert;

- Abriebwiderstand: I,5cm³/42cm² nach DIN 52 108 mit üblicher Schleifscheibe;

- Mohs-Härte: ähnlich derjenigen von Silizlumcarbid;

Belastungswiderstand: Beginn TA bei 1610° Γ nach AFNOR- NFB. 49.105;

Wärmeleitfähigkeit: K = 5.0 bis 8.8 Kj/h/m/0^c C:
Wärmeschockwiderstand: widersteht ± 21 Härtungen nach DIN 1068;

besonders widerstandsfähig gegenüber Gasen, Fe_;O,-Schlacken, Silizium, Laugen und Abrieb In sok.xjn Mitteln;
hält die Schlacke nicht zurück;
keinerlei Innere oder äußere Fehler, wie Risse Abblätterungen. Kornbrüche, Poren, D.usen, Kristallisationen, schwammige Zonen. Lunkerbildung. Gießnarben und Flächenverformungen, gleichgerichtete Innere Spannungen, stärker verunreinigte Zonen. Nebenreaktionen zwischen Bindemittel und Füllstoff oder Bindemittel und Brenngasen bei der Verbrennung der Im Ofen behandelten Stoffe, Erweichung des Rindemittels oder Verbindung oder

L.-1 l-l-.l

fen bei der Behandlunestemperatur;

- außergewöhnlich gute Oberflächengleltfählgkelt
Das nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt kann bei folgenden Anwendungen eingesetzt werden:

- für Sohlen von Stoßöfen für Schmiede. Walzwerke. Drahtzieherelen;

- für Abriebszonen In Zement und Kalkwerken (Dreh- und Vertikalöfen);

- für Abriebszonen In Schmelzöfen In der chemischen und Eisenindustrie;

- für johlen und Wände von Glasschmelzöfen;

- für elektrische Schmelzofenteile;

- für Hochofentelle;

- für Abflußrinnen für Gußelsen und Schlacke In Hochöfen;

- für Gießpfannen mit großer Leistung;

- für Koksofenteile;

- für Erdölraffinerien;

- für Kesseltelle für Energiezentralen;

- für Konverterteile;

- zahlreiche Anwendungen auf chemischem Gebiet, da die erfindungsgemäßen "rodukie in kaltem und warmem Zustand säurebeständig sind;

- Anwendungen In der Bauindustrie, z. B. als Schutzsteine und -verkleidungen;

- für Schleifscheiben und Schleifwerkzeuge.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Eine stark alumlnlumhaltige Tonerde folgender Zusammenstellung: etwa 65% AI₂O₁, etwa 15% ZrO_: und etwa 12% SlO₂, mit einem Maximalgehalt von 5% an Alkallmetallen, wird auf Schmelztemperatur (etwa 2300° C) gebracht.

Die geschmolzene Masse wird, wie oben geschrieben, durch Kontakt mit einem Kaltwasserstrom pulverigen. Die auf diese Weise In feine Teilchen von höchstens ö,i πιπί i-ik'c'rcr'e Masse kann gegebenenfalls mit einem als Füllstoff dienenden Stoi'f g;-.^; H?r Natur, aber aus gröberen Teilchen und aus gemahlenen Abfällen herrührend, vermischt werden und diese Mischung kann in kaltem Zustand ohne Bindemittel geformt werden. Man kann aber auch ein provisorisches, beim Brennen sich verflüchtigendes Bindemittel wie Zellstoff bis zu einem Gehalt von 3% mitverwenden.

Das Formen in kaltem Zustand geschieht bei einem Druck von 150 N/mm² entweder in einer GieBform oder auf der Sohle oder an den Wänden eines Schmelzapparats, zu dessen Bekleidung das Produkt dienen soll.

Sobald dieser Formvorgang beendet Ist, wird der Gegenstand oder die Auskleidung ohne jegliches Vortrocknen, da es sich ja um eine praktisch trockene Masse handelt, auf eine den Selgerungsvorgang Im Erstarrungs-Intervall bewirkende Temperatur von etwa 1600⁰C gebracht. Bei dieser Temperatur wird alsdann die erhitzte Masse sofort unter einen Druck von 80 N/mm² gesetzt, wodurch gleichzeitig eine keramische Selgerungsblndung und ein gegenseitiges Durchdringen der Teilchen erreicht wird.

Beispiel 2

Eine dem im Beispiel 1 beschriebenen Material entsprechende Mischung wird gemäß dem dort beschriebenen Verfahren pulverisiert.

Die Teilchen oder Pulverkörner werden alsdann direkt

_..r .ι·- r~i~- ι ei ι~ι ι · ·.._ . — _

etwa 1700° C erhitzt und In der Kompressionsform gestampft. Man braucht dabei keine Kaltkompression vorzunehmen.

Man erhält wie Im Beispiel I ein feuerbeständiges Produkt, das den elektrisch geschmolzenen und gegossenen

?> und selbstverständlich den meisten handelsüblichen Produkten dieser Art weit überlegen ist.

Beispiel 3

Die In den Beispielen 1 und 2 verwendeten Ausgangsstoffe werden durch Abfälle von elektrisch geschmolzenen Materlallen ersetzt, die gegebenenfalls nach einer mechanischen Reduktion auf Korngrößen von 0,1 bis 5 mm wie in den obigen Beispielen behandelt werden.

'' Beispiel 4

Man verfährt wie In Beispiel 3. ersetzt aber die Kompression beim Selgerungsvorgang durch ein Vibrieren der Masse. Dieselbe wird alsdann bei 1500⁰C gebrannt, oder der Bcnnvorgang wird In dem Augenblick vorgenommen. In dem die damit ausgekleidete Schmelzapparatur zum ersten Mal erhitzt wird.

Beispiel 5

Ein gewöhnlicher feuerbeständiger Ziegel aus Kieselerde und 30% Tonerde und mit der Tonerde als Bindemittel vorgeformt worden Ist, wird unter Erhitzen unter einem Druck von 200 N/mnr komprimiert. Bei der

ίο Temperatur von etwa 1100° C verliert der Ziegel seine natürliche Feuchtigkeit und die brennbaren Verunreinigungen. Obwohl diese Temperatur unter dem Erweichungspunkt des Bindemittels und des Füllstoffs !legt, enthält der Ziegel als Folge der Ausdehnung von darin enthaltenen Cristobalit, Trldymit und Quarz, Poren und Risse.

Beispiel 6

Das Verfahren des Beispiels 5 wird wiederholt, der Ziew> gel jedoch auf die dem Erweichungspunkt des Bindemittel entsprechende Temperatur von etwa 1300° C erhitzt.

Beispiel 7

Das Verfahren des Beispiels 5 wird wiederholt, üer Ziegel jedoch auf eine dem Erweichungspunkt des Füllstoffs entsprechende Temperatur von etwa 1500° C erhitzt, was zur Bildung von Agglomeraten führt.

Beispiel 8

Ein durch Gießen vorgeformter elektrisch geschmolzener Ziegel aus Tonerde (50%), Zirkoniumoxid (34%) und Kieselerde) 14"b) wird bei 1650° C komprimiert, wobei ein Erweichen eintritt. Es handelt sich hler um die weiter oben beschriebene Kompression im warmen Zustand.

Beispiel 9

Aus schon gebrauchten oder ungebrauchten Abfüllen elektrisch geschmolzener Produkte aus Tonerde. Kieselerde und Zirkoniumoxid werden durch mechanische Zerkleinerung und Erhitzen auf etwa 1600" C unter einem Druck von etwa 200 N/mm^; ohne Bindemittel feuerbeständige Ziegel hergestellt.

Die so hergestellten Ziegel weisen die bei Warmguß auftretenden Nachteile ncht auf und besitzen Im kalten Zustand einen Druckwiderstand von mehr als 300 N/mm·¹. „__, ,₀

Man wiederholt die In den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Versuche unter Zugabe von Korund zu den elektrisch geschmolzenen und gemahlenen oder pulverisierten Teilchen. Durch Kompression In warmem Zustand erhält man während des Scigerungsvorgangs außer der keramischen Bindung eine gute wechselseitige Durchdringung der einzelnen Teilchen.

10

Beispiel Il

Nach der Im Beispiel 9 oder 10 beschriebenen Arbeitswelse wird uns Brennen der Gegenstände bei 1500'C. welches den Selgerungsvorgang bewirkt, erst nach einer Kompression In kaltem Zustand unter 200 N/mm² vorgenommen. Man erhält auf diese Weise ohne Bindemittel ein erstklassiges Qualitätsprodukt, dessen Eigenschaften denjenigen elektrisch gesthmolzener und gegossener Produkte sehr nahe kommen, ohne jedoch die bei den durch Warmguß hergestellten Gegenständen üblichen, weiter oben genannten Fehler aufzuweisen

Beispiel 12

Nach einer der in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Arbeitsweise wird ein Zweischichten· »erbundprodukt durch Aufeinanderlegen einer 6 cm dicken Schicht aus Abfällen von gewöhnlichen und mit den üblichen Bindemitteln hergestellten Ziegein umi einer zweiten, ebenfalls 6 cm dicken Schicht aus Abfällen von geschmolzenen selgernden Produkten hergestellt Man erhiilt so. obwohl die erste Schicht keine Seigerungselgenschaften besitzt, eine sehr wirtschaftliche Auskleidung, z. B. für Gießpfannen, deren Lehensdauer diejenige der üblichen Auskleidungen dieser Art um ein Mehrfaches übertrifft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Auskleidungen oder Formkörpern beliebiger Gestalt aus Teilchen oder Agglomeraten von feuerbeständigen Metalloxiden oder solche Metalloxide enthaltenen Materialien, welche die Eigenschaft haben, im Erstarrungsintervall zwischen den* geschmolzenen und festen Zustand weich zu werden oder In der Glasphase zu seigern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus derartigen Teilchen oder Agglomeraten ohne Verwendung eines Bindemittels durch Erhitzen zum Seigern oder Erweichen gebracht und während oder unmittelbar nach dem Seigern oder Erweichen der Teilchen oder Agglomerate irn Erstarrungslntervall warm komprlmitiert oder sesiampfi "'!rd.

2. Verfahren nach Anspruch 1, uadurch gekennzeichnet, daß die Massen der Teilchen oder Agglomerate währenö des Seigerns oder Erweichens in Vibration versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsprodukte Abfälle von elektrisch geschmolzenen feuerbeständigen Metalloxiden mit einem großen Anteil an Aluminiumoxid und/oder Zirkoniumoxid und geringeren Anteilen an Kieselerde und anderen Verunreinigungen oder feuerbeständige Metalloxide wie Korund oder Zirkon, deren Zusammenstellung entweder rein oder gebraucht ist und gegebenenfalls durch Beimischungen zu einer im Erstarrung:: ntervall seigernden Masse verwandelt werden, oder Aluminiumoxid, s'nmlnlumhaltlge Verbindungen, wasserhaltige Aluminiumoxide, wie Bauxit, Aliiminiumslllkate, SÜIImant, slllziumhaltlge Verbindungen, wie Kieselerde, blllzlumcarbld, verschiedene Silikate, wie Alumlnlumslllkal oder Zirkon, chromhaltige Verbindungen, wie Chromil, zirkonlum- oder thorhaltlge Verbindungen, wie Zirkoniumoxid, Thorlumerde, sowie andere Verbindungen, wie Dolomit und Magnesiumoxid, oder ein nicht feuerbeständiger, aber Im Erstarrungsintervall selgernder Stoff verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekenzelchnet, daß das Ausgangsprodukt zuerst geschmolzen und dann schnell abgekühlt wird, um die Masse zu feinen Teilchen zu zerkleinern, bevor diese zu einem Formkörper geformt oder gegossen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schnelle Abkühlen durch Versprlt zen der geschmolzenen Masse In einen Kaltwasserstrom vorgenommen wird.

6. Verwendung eines durch Aluminiumoxid gebundenen Ziegels als Ausgangsmaterial zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis S.

1. Verwendung eine ungebrannten Ziegels als Ausgangsmaterial zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

8. Verwendung eines gebrannten Ziegels als Ausgangsmaterial zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 5.