DE1646583C - Keramisch gebundener, feuerfester Formkörper hohen Tonerdegehaltes - Google Patents

Description

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Zum Herstellen von keramischen Zündkerzenisola- körper zu brüchig, d, h, dieselben weisen nicht austoren ist es bereits bekanntgeworden (deutsche Patent- reichende Wärmeschockfestigkeit auf. Es hat sich somit schrift 847 569), ein Gemisch von mindestens zwei ergeben, daß als ein Kompromiß es erforderlich wird, Tonerdesorten unterschiedlicher Säurelöslichkeit an- die größtmögliche Dichte zu erhalten, ohne Zugeständzuwenden, wobei der Anteil der weniger löslichen Sorte 5 nisse bei dem erforderlichen Ausmaß der Wärmeschockum so höher gewählt wird, je geringer das Kornwachs- festigkeit zu machen. Ein derartiges Produkt wird turn sein soll. Es erfolgt hierbei eine Säurebehandlung. gewöhnlich aus einem feuerfesten, für die Herstellung

Bei keramischen Massen für das in der genannten von Formkörpern geeigneten, größenklassierten, im deutschen Patentschrift vorgesehene Anwendungsge- geschmolzenen Zustand gegossenen Material eines biet stellt die Wärmeschockfestigkeit keinen Faktor dar, io gegebenen feuerfesten Oxides hergestellt, das in Ander von Wichtigkeit ist, und dies steht im Gegensatz zu sätze für die Formkörper oder Steine verformt und sofeuerfesten Auskleidungen entsprechender öfen u. dgl., dann unter erneutem Binden durch Oberfl ' ensintern die periodisch starken Temperaturschwankungen aus- der Bestandteile des geschmolzenen Materials gebrannt gesetzt sind. wird.

Es sind zahlreiche keramische Massen bzw. Körper 15 Der erfindungsgemäße Formkörper ist nun dadurch und Verfahren zu deren Herstellung bekanntgeworden, gekennzeichnet, daß derselbe aus einem Ansatz herwie auch nach der deutschen Patentschrift 1 070 984, gestellt ist, der im wesentlichen aus 40 bis 80% ^emes wonach es im wesentlichen um das Anwenden eines geschmolzenen Tonerdematerials aus 59 bis 5%dnes Korundpulvers mit spezifischer alpha-Kristallstruktur nicht geschmolzenen feuerfesten Materialshohen Ton- und einen extremen Reinheitsgrad, sowie einer Korn- *o erdegehaltes und aus 1 bis 15 Gewichtsprozent eines größe geht, die unterhalb eines bestimmten Teilchen- unlöslichen, feinverteilten Cr₄O₃ hohen Reinheitsgragrößenbereiches liegt. Die hierbei gewonnenen Form- des besteht, wobei praktisch alle einzelnen Teilchen körper besitzen extreme Härte und werden im wesent- desselben praktisch einheitliche Größe und einen liehen für Schneidwerkzeuge benutzt. Dieselben sind durchschnittlichen Durchmesser von kleiner als etwa jedoch auf Grund ihrer arteigenen Eigenschaften nicht as 1 Mikron aufweisen, die geschmolzene Tonerde etwa für die Ausmauerung metallurgischer Gefäße u. dgl. 0,5 bis 5 Gewichtsprozent TiO₈ enthält, der Gesamtgeeignet, wo es auf eine extrem hohe Dichte des Aus- gehalt an AI₄O₃ des Formkörpers sich auf wenigstens kleidungsmaterials ankommt etwa 80 Gewichtsprozent beläuft und nicht mehr als

Allgemein gesehen, ist es auf dem Gebiet der feuer- 3% SiO₈ und 2% EcjOj vorliegen,

festen Materialien bekannt, daß es relativ wenige an- 30 Das Chromoxid ist sehr feinverteilt. Die getrennten

organische Produkte gibt, die auf Grund des hohen und einzelnen Teilchen des Materials weisen einen

Schmelzpunktes, der mineralischen Stabilität und ver- durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 Mikron

schiedener kennzeichnender Eigenschaften geeignet oder darunter auf und sind bemerkenswert einheitlich

sind, um als Ausgangsprodukt für den Aufbau feuer- bezüglich des Größenbereiches. Dasselbe kristallisiert

fester oder keramischer Gegenstände zu dienen. Diese 35 im hexagonalen System ähnlich wie die Hernatitstruk-

Produkte. die meistens Oxide sind, lassen sich allge- tür. Die physikalische Form ergibt sich auf Grund

mein als basisch oder nicht basische Produkte, auf der elektronenmikroskopischer Untersuchungen, und die

Grundlage, deren Neigungen bei erhöhten Temperatu- Kiistallinität wird durch das Vorliegen eines ausge-

ren Mineralien zu bilden, klassifizieren. prägten Röntgenstrahl-Brechungsindexes bestätigt, bin

Da der Erfindungsgegenstand feuerfeste Materialien 40 derartiges CrjO,-Material ist in Wasser unlöslich. Allhohen Tonerdegehaltes betrifft, handelt es sich hierbei gemein angenommene Vorschriften für ein derartiges um die nicht basische Gruppe. Cr₂O₃ sind im folgenden angegeben: Der Reinheitsgrad

Die Dichte ist eines der wichtigeren physikalischen beläuft sich auf wenigstens 97%, die in V/asser lös-Eigens^haftcn, die bei feuerfesten Formkörpern oder liehen Verunreinigungen betragen höchstens 0,5%, die Steinen angestrebt werden. Das Erzielen einer Ver- 45 flüchtigen Verunreinigungen betragen höchstens 0,5%, besserung nur einiger weniger zehntel g/cm¹ an Dichte- die Dichte beläuft sich auf etwa 5,1 bis 5.2.
gewinn bedingt in vielen Fällen die Unterschiede zwi- Die theoretische Dichte dei Torserde beträgt 3,97g/ sehen Erfolg und Versagen bei gegebenen Verfahrens- cm'. Das typische tafelförmige Tonerde^odukt, wie bedingungen. Weiterhin sind die heute angewandten es im Handel ist, weist eine Dichte in der Größenfeuerfesten Produkte praktisch die gleichen, mit denen 5" Ordnung von 3,55 g/cm* auf (es gibt noch dichtere Arten auf dem einschlägigen Gebiet seit Jahrhunderten ge· nicht geschmolzener Tonerde, jedoch werden dieselben arbeitet wird. Die Verbesserungen oder der Fortschritt nicht allgemein angewandt). Das erfindungsgemäß in auf dem Gebiet der feuerfesten Materialien wird somit Betracht gezogene geschmolzene Tonerdematerial bedingt durch unterschiedliche Anteile bekannter weist eine Dichte von 3.85 g/cm* auf. Dies ist somit ein Bestandteile. Verändern der physikalischen (z. B. kri- 55 ungewöhnlich dichtes Material. Dasselbe weist eine stallinen) Gestaltung der Endprodukte, Verändern des wirksame Menge an Titandioxid auf. Unter »wirksame Reinheitsgrades, Verändern der Größenklassierung Menge« ist eine ausreichende Menge zu verstehen, usw, durch die ein Verdichten und Kristallwachstum in der

Es sind verschiedene der obigen Faktoren bei der Tonerde während de» Brennen« induziert wird. Das fortgesetzten Suche nach erhöhter Dichte angewandt βο Titandioxid kann natürlich entweder eine hochreine worden. Nun ist es z. B. bekannt, daß ein geschmolze- Pigmentsorte oder das weniger reine Rutil sein. Das ernes Produkt wahrscheinlich die dichteste Form eines haltene geschmolzene Produkt enthalt wenigstens 95% gegebenen feuerfesten Oxides darstellt, Gelegentlich AI₁O₁,0,5 tis 5% Titandioxid, wobei der ratliche An· unterstützt eine geringe Menge an Zusatzmitteln oder teil Kieselerde, Eisenoxid, Alkalien und Erdalkalioxide Kristallisationsmitteln die Bemühungen dahingehend, 6$ darstellt. Geeignete, Aluminiumverbindungen ent' daO eine sogar noch höhere Dichte erzielt wird. Für haltende Rohprodukte für das Schmelzen werden viele Anwendungsgebiete sind natürlich geschmolzene, wenigstens etwa 90% AI₁Oi enthalten und so ist z. B. d. h. im geschmolzenen Zustand gegossene Form* kalzinierter Bauxit aus Südamerika geeignet. Bei dem

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Erschmelzen eines derartigen Materials wie Bauxit den. Ein Formkörper nach Beispiel Il dieser Patent-Irennen sich die ansonsten unzweckmäßigen Kiesel- schrift, der zu 90% aus Tonerde hohen Reinheitserde- und Eisenoxidbestandteile als Ferrosilizium ab, grades und zu 10% aus Chromoxid hergestellt wird, und man erhält den oben angegebenen Gesamtgehalt weist somit praktisch identische chemische Analyse auf, »in AI_aO_a, 5 Die für Vergleichszwecke hergestellten Formkörper Die chemische Analyse des bevorzugten geschmolze- oder Steine werden bei der gleichen Temperatur genen Materials für das erfindungsgemäße Verfahren brannt. Dieselben weisen eine Dichte von 3,1 g/cm³ beläuft sich (auf der Gewichts- und Oxidgrundlage) auf. Der Bruchmodul bei Raumtemperatur beträgt auf folgende Werte: 310 kg/cm²,und dies ist ein etwas besserer Wert als für τ j /A_1n^ _o.,_0/ ίο die erfindungsgemäßen Formkörper. Bei 1260 C be-

i onerae W<p>?> 96,b /_{0 ]äuft sich} j_{edoch def Br}uchmodul auf 175 kg/cm², und

nan loxia ι ι _z) _,» _dj_es ^j^ _ej_nen Wert dar, der wesentlich unter dem

Kieselerde (i>iu₂) 0,4 entsprechenden Wert der erfindungsgemäßen Form-

Magnesiumoxid (MgO) 0,22 körper liegt

Calciumoxid (CaO) 0,19 _{l5 Dje GtQndej warum die} erfindungsgemäßen Form-

hisenoxid (^e₂U₁) 0,14 _k„_{rper hohe Heißfestigkejt jm} Vergleich zu denjenigen

^Allcalien °·⁰² 'ο nach der USA.-Patentschrift aufweisen, sind nicht

Es ist zu beachten, daß die Menge an Tonerde und vollständig geklärt. Es wird von der Annahme ausge-Titandioxid sich auf wenig über 99% der Gesamt- gangen, daß schon alkine die erhöhte Dichte des gernasse beläuft. Es ist bevorzugt, daß diese zwei Be- 20 schmolzenen Materials zu der erhöhten Heißfestigstandteile wenigstens 97% des geschmolzenen Mate- keit führt. Möglicherweise jedoch führt das in Anrials ausmachen. Wendung kommende Titandioxid zu einem besonderer. Das Titandioxid kann sich von wirksamer Menge, Schmelzvorgang unter Ausbilden der ausgezeichneten wie sie hier angegeben ist, auf nicht mehr als 5 % be- Dichte. Während des Brennens des Formkörpers laufen. Ein Wert von etwa 3% hat sich als besonders as scheint ein gewisser Anteil des Titandioxides aus dem geeignet erwiesen, wobei man auf ylus oder minus geschmolzenen Material in die Bestandteile der Matrix einige zehntel Prozent bezüglich des Erzes hin arbeitet. zu diffundieren. Rein weiße Teilchen, die durch die Bei dem bevorzugten erfindungsgemäßen Form- Grundmasse des erfindungsgemäßen gebrannten Formköiper stellt der geschmolzene Anteil 80% des An- körpers verteilt sind, könnten einen Hinweis darauf satzes dar. 10% des \nsatzes sind Chromsesquioxid, 30 geben, daß das Titandioxid in einem hierzu unterwie es oben identifiziert worden ist, und der restliche schiedlichen Oxidationszustand verbleibt (das Mate-Anteil von 10% stellt feinverteilte ^vorzugsweise mit rial ist ziemlich dunkelgrau, wenn es in dem ursprüngeiner Korngröße von —0,044 mm) Tonerde entweder liehen Ansatz eingebracht wird),
in tafelförmiger oder weniger dichter Form dar, wie sie Somit scheint die Auswahl der die Matrix bildenden vermittels des Bayer-Verfahrens erhalten wird. Der 35 Bestandteile des Ansatzes von durchaus großer Wichbevorzugte Bereich der Größenverteilung für den be- tigkeit zu sein. Es sind Laboratoriumsarbeiten duichvorzugten Ansatz ist im wesentlichen der folgende: geführt worden, die diese Tatsache beweisen. So sind 20% gehen durch ein Sieb mit einer lichten Maschen- Formkörper nach der USA -Pate itxhrift 3 067 050 weite von 4,76 mm hinduich und werden durch ein hergestellt worden, bei denen eine große Menge des Sieb mit einer lichten Maschenweite vcr. 1,68 mm zu- 40 in diesem Fall angewandten geschmolzenen Materials rückgehalten, 30% gehen durch ein l,bC-mm-Sieb für das tafelförmige Tonerdeprodukt ersetzt worden hindurch und werden durch ein 0,59-mm-Sieb zurück- sind, wie es bei bestimmten der in der Patentschrift angehalten, 10% gehen durch ein 0,59-mm-Sieb hindurch gegebenen Arten erforderlich ist. Fin derartiger Formund werden durch ein 0,21-mm-Sieb zurückgehalten, körper wird mit einem identischen Formkörper ver- und der restliche Anteil in einer Menge von 40% geht 45 glichen, der unter Anwenden der dort angegebenen durch ein 0,21-mm-Sieb hindurch. Wie an Hand dieser tafelförmigen Tonerde hergestellt worden ist. Zur Analyse ersichtlich, Iiegt das geschmolzene Material Überraschung wurda gefunden, daß der Austausch des praktisch vollständig nach der Ausführungsform mit geschmolzenen Materials zu einem schlechteren Formeiner Korngröße von f 0,21 mm vor, jedoch können körper führte, und zwar insbesondere bei dem Bebis zu 20% —0,21mm aufweisen, da 20% des 5° lastungstest bei erhöhten Temperaturen. Dies zeigt, daß Gesamtgeinisches das Chromsesquioxid und die nicht das aus dem geschmolzenen Material herausdiffundiegeschmolzene Tonerde darstellen. Es kann natürlich rende Titandioxid mit dem MuIUt Umsetzungsproeine gewisse weitere Veränderung bezüglich geschmol- dukte liefert, d. h. mit der Kieselerde enthaltenden zener Fraktion mit —0,21mm vorliegen auf Grund Matrix des Formkörpers, wie er nach der USA-der Handhabung, des Mischens, des Ausbildens des SS Patentschrift 3 067 050 heigestellt worden ist unter Formkörpers usw. aus dem Rohprodukt. Bei der ei' Bilden von Verbindungen, die nicht so feuerfest wie der gentlichen Laboratoriumsarbeit, an Hand der oben Formkörper ist. der ohne das Titandioxid enthaltende beschriebenen bevorzugten Formkörper mit Abmes· Material hergestellt wird.

sungen von 23 · 11,5 ■ 6,4 oder 7,6 cm hergestellt wur» Es sind weiterhin Formkörper hergestellt worden, die

den, weisen die Formkörper eine Dichte von 3,4 g/cm* «o nur das Titandioxid enthaltende geschmolzene Material

auf. Die Formkörper werden bei 168O°C gebrannt Der aufweisen. Die gesamt OröBenklassifizierung der Bruchmodul bei Raumtempcfatur Iiegt vorzugsweise Einzelbestandteile ist praktisch identisch zu den ende*

bei 282 kg/cm*. Der Bruchmodul bei 1260" C betragt ren weiter oben erläuterten eifindungsgemäßen Form·

218 kg/cm*, und dies stellt eine bemerkenswerte Heiß· körpern. Derartige Formkörper zeigten jedoch nicht

festigkeit dar. Bei Vergleichsarbeiten werden Form* H die angestrebte Heißfestigkeit. Dieselben versagen körper nach der USA.-Patentschrift 3192058 herge· praktisch bei der Temperatur des ursprünglichen stellt, die praktisch identische chemische Analysen auf· Brennvorganges. Brflndungsgemaß jedoch werden

weisen und fttr Verglefchszwecke herangezogen wer· Formkörper mit einer Tonerde*Chromsesquioxid·

matrix nicht durch das Titandioxid bei der Brenntemperatur beeinflußt, wodurch sich ein feuerfesterer j-'ormkürper ergibt, der nicht deformiert wird, sobald derselbe späternin bei der Benutzung Temperaturen jibcr der ursprünglichen Brenntemperatur unterworfen wird.

Wie weiter oben angegeben, liegt der Gehalt an Titandioxid des geschmolzenen Materials vorzugsweise nicht über V/o· Der untere Grenzwert ist veränderlich. Es muli eine ausreichende Menge an Titandioxid vorliegen, durch die eine merkhcne, im Gegensatz zu einer vernachlässigbaren Verdichtung und Kristallwachstum während des Schmelzens erfolgt. Weniger als 0,5% Titandioxid dürften wahrscheinlich nicht ausreichend sein.

Die Gesamtmenge an Chromsesquioxid ist ebenfalls veränderlich. Dieselbe sollte nicht über 15% liegen. Diese Menge wird weiter durch die Erfordernisse der Gröüenklassifizierung gesteuert, die bei der Herstellung von Formkörpern berücksichtigt werden müssen als irgendwelche andere Faktoren, mit denen die Patentinhabern vertraut ist. Der untere Grenzwerf ist flexibel. Es muli jedoch eine ausreichende Menge vorliegen, um sich mit dem Titandioxid umzusetzen. Wenn zu wenig vorliegt, wird weiterhin die angestrebte Verdichtung, wi? sie in der USA.-Patentschntt 3 192 058 erläutert ist, nicht erreicht. Somit sind allgemein gesehen 1 bis 15^u/o Chromoxid, wie es weiter oben denniert ist, für das Gemisch erforderlich.

Die Menge an feinverteilter Tonerde kann ebenfalls schwanken. Dieselbe hängt von der vorliegenden Menge an Chromoxid in dem geschmolzenen Material ab. Die Menge an geschmolzenem Material wird mehr oder weniger durch die Erfordernisse der Größenklassilizierung der Bestandteile gesteuert. ZweckmätSigerweise ertordern derartige Arbeitsweisen, daü 40 Dis 60⁰/₀ des Materials in der Größenordnung von —4,76, 4 0,21 mm voi liegen und somit die restlichen 40 bis 60°/₀ des Materials eine Korngröße von 0,21 mm aufweisen. 40 bis 60^U/₀ des Materials mit einer KorngröUe von — 0,21 mm weist eine KorngröUe von — 0,044 mm auf. In jedem Falle stellt das erfindungsgemäße geschmolzene Material gewöhnlich die gesamte Fraktion mit i 0,21 mm dar. Dasselbe kann bis zu 80% des Gcsamtaniatzes ausmachen. Somit können 4U bis 80% des Formkörpers aus dem geschmolzenen Material bestehen. Somit können bis zu 20% des Ansatzes aus geschmolzenem Material mit einer Korngröße von — 0,21 mm bestehen. Das Chromoxid, wie es weiter oben definiert ist, stellt 1 bis 15% des Ansatzcs dar. Somit können nicht geschmolzene Ionerdematerialien 59 bis 5% des Ansatzes ausmachen. Es wird von der Annahme ausgegangen, daü wenigstens etwas und vorzugsweise wenigstens etwa 5% des feinverteilten, nicht geschmolzenen tonerdehaltigen Materials vorliegen müssen, um bei dem Brennen die angestrebte chemische Zusammensetzung der Matrix leicnt zv erreichen.

Bei d«r obigen Erläuterung ist das Anwenden einer sehr amen tafelförmigen oder nicht dem Bayer-Ver· fahren erhaltenen Tonerde als der nicht geschmolzene, tonerdehaltige Bestandteil des Ansatzes beschrieben. Es können auch andere Materialien hohen Tonerde* gehaltes angewandt werden. So kann z. B. kalzinierter Bauxit aus Südameu'.ta angewandt werden. Wenn jedoch derartige Materialien zur Anwendung kommen, sollten dieselben praktisch vollständig mit einer Korn· größe von -0,21 mm vorliegen und der Gesamtge« halt an Kieselerde eines erfindungsgemäßen Formkörpers, der ein derartiges Material enthält, sollte sich auf weniger als etwa 3% und der Gesamtgehalt an Eisenoxid auf weniger als etwa 2^q/₀ belaufen. Solange

diese Grenzwerte aufrechterhalten werden, können andere Materialien hohen Tonerdegehaltes und Gemisches derselben angewandt werden. Der Begriff »Material hohen Tonerdegehaltes« ist allgemein auf dem einschlägigen Gebiet bekannt und in der USA.-

Patentschrift 3 067 050 im einzelnen erläutert. Für die erfindungsgemäßen Zwecke liegen insgesamt wenigstens 80% Al_aO₃ in den erhaltenen gebrannten Formkörpern vor.
Der ernndungsgemäß erzielte technische Fortschritt

t₅ wird im folgenden vergleichsweise zu der Offenbarung nach der USA.-Patentschrift 2 058 834 auf experimenteller Grundlage abgehandelt, nach der ein Chromoxid mit einer Teilchengröße von kleiner als einer lichten Maschenweite von 0,105 mm in entsprechender Weise

so in einen: Ansatz zum Herstellen eines feuerfesten, dolomitenthaltenden Formkörpers r/.gewandt wird.

Es werden drei Ansätze mit einer Größenklassifizierung der Teilchen und Bestandteile entsprechend der Tabelle I hergestellt. Einer der Ansätze, der als Ge-

a₅ misch A identifiziert ist, besteht nur aus Chromerz, Magnesit und Temperungsmittel. Das Gemisch B ist gleich dem Gemisch A mit der Ausnahme, daß 10% des Ansatzes (Magnesi tfeinanteile) durch ein Chromoxid mit einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite von kleiner als 0,105 nun ersetzt werden. (Im folgenden wird der Einfachheit halber bezüglich derTeiichengröße lediglich angegeben, welche Maschenweite nach DIN denselben entspricht.) Ein dritter Ansatz, der als Gemisch C identifiziert ist, ist gleich dem

Gemisch B mit der Ausnahme, daß Chromoxid mit einer Teilchengröße von 0,7 Mikron (durchschnittliche Te.bhengrößs) an Stelle des Materials mit — 0,105 mm angewandt wird.
Tabelle I

»u . -	(	A	jcrnisch	C
	65	B	65
Philippinen Chromerz (grob) ...	35	65	25
45 Magnesit-Feinanteile		25
Chromoxid (—0,105 mm)		10
Chromoxid (0,7 Mikron durch			10
schnittliche Teilchengröße) ...
Lignin und Wasser
50 (50: 50 Lösung auf der Ge-	3,0		3,0
wichtüßrundlaßel	1,5	3,0	1.5
Wasser	1,5

Jedes der Gemische wird in einen Formkörper vermittels einer herkömmlichen Steinpresse unter einer Belastung von 560 Kg/cm^a verpreßt.

Das Gemisch A führt zu einem Formkörper mit

einer Schüttdichte von 3,28 g/cm⁸. Dieser Wert beläuft sich auf 0,085 g/cm³ weniger als die theoretische Dichte.

In der Tabelle Π sind die spezifischen Dichten ange-

geben, die für diesen Schluß angewandt werden.

Tabelle H S D des Phili,ipinen-Chromerzes 3,75 S O des Magnesites 3,58 SG des Chromoxides 5,21 S G der LigninflUssigkeit 1,25

S O des Wassers 1,00

SD = Schuttdichte und S O = spezifisches Gewicht.

Im folgenden sind die Berechnungen wiedergegeben, wie sie für das Bestimmen der theoretischen Schüttdichte angewandt wurden.

Tabelle ttt Gemisch A Volumen des Chfometzes

(°/₀ des Gemisches) 65

(SG 62.4)

Volumen des Magnesits

(3.58) (62.4) Volumen der Ligniiiflüssigkeit

(1.25) (62.4)

Volumen des Wassers

1.5

(1.00) (62,4) Gewicht 1.672

Volumen 0.4898

(3.75) (62.4)

- (0.305 m)» ■ 0.2777

- (O,3O5m)' 0.1567

- (0.305 m)⁹ · 0.0385

Schüttdichte ~

(0.305 m)¹ · 0.0240

- 3.37 g/cm*

Hieraus ergibt sich, daß sich der Wert von 3.284gicm³ auf 0.085 g'cm³ kleiner als die theoretische Dichte von 3.37 g/cm³ beläuft.

Bezüglich des Formkörpers aus dem Gemisch B, das 10ⁿ/_ndes Chromoxides mit — 0.105 mm enthält der in der gleichen Weise wie das Gemisch A hergestellt wird, beträgt die Schüttdichte des Formkörpers 3.364 g/cm³ oder 0.10253 g,'cm^s weniger als der theoretische Wert. Der Formkörper des Gemisches C enthält ebenfalls 10⁰Z₀ Chromoxid, jedoch mit einem durchschnittlichen Teilchengrößendurchmesser von 0.7 Mikron (unter Anwenden gleicher Preß- und Verformungsverfahren) und besitzt eine Schüttdichte von 3.476 g'cm³ oder liegt innerhalb von 0.0096 g'cm³ des theoretischen Dichtewertes. Die gleichen Berechnungen werden sowohl mit dem Gemisch B als auch mit dem Gemisch C für das Bestimmen der obigen Werte angewandt, und die hierbei herangezogenen Rechnungen sind in der Tabelle IV wiedergegeben.

	des	Tabelle IV	Gesamtvolumen	1.672	0.2777	■ (0.305	m)3
		Gemische B und C	Schüttdichte	0,4829"
Volumen	des	Chromerzes			0,1119	• (0.305	m)3
		65 (3.75) (63.4) ~
Volumen	des	Magnesits		0,0308	• (0,305	m)3
		25 (3.58) (62.4) ~"
Volumen	der	Chromoxides	0,0385	• (0.305	m)3
		10 (5.21) (62,4) ~
Volumen	des	Ligninfiüssigkcit	0.0240	• (0,305	m)3
		3 (1.25) (62.4) ~~	; 0,482')	■ (0,305	m)3
Volumen	Wassers	3,463
	1,5 (1,00) (62.4)"

Es versteht sich, dal) bei dem Berechnen der »theoretischen Schüttdichte« angenommen wird, daß die gesamte Luft aus dem Gemisch entfernt worden ist, und dies stellt das maximale Gewicht dar, das theore-

S tisch nach dem Verpressen erzielt werden kann.

Die obige Untersuchung zeigt, daß die ArI; der Blindprobe (Gemisch A) an Stelle eines Teils dts ursprünglich vorliegenden Magnesiteszugesetlten Chromoxide* eine sehr überraschende Wirkung auf die

«o Dichte ausübt Die in den obigen Tabellen wiedergegebenen Berechnungen zeigen, daß der Ersati von Cr₁O, für das Magnesit 10% des Ansatzes entspricht und die Schüttdichte des Formkörper um 0.0977 gern* erhöhen sollte, d. h. 3.463 g/em* (theore-

is tische Dichte mit dem Cr₁O,) minus 3.37 g/cm¹ (theoretische Dichte ohne das Chromoxid entsprechend 0.0977 g/cm·). Wenn jedoch eine gleiche Menge an Magnesit in Form von Kugelmühlen-Feinanteilen durch Chromoxid mit einer Teilchengröße entsprechend

«ο -0.105 mm ersetzt wird, muß die Dichte um nur etwa 0.08O1 g/cm* zunehmen, d. h. 3.364 minus 3.284 0,0801 g/cm*. Dieser Wert beläuft sich auf etwa 0.02243 g/cm³ kleiner, als es sich für die Differenz der Dichte der zwei Materialien ergibt, d. h. die Diffe-

*5 renz zwischen dem Chromoxid mit 0,105 mm und dem hierdurch ersetzten Magnesit

Nach einem überraschenden Vergleich erfoijjt nun bei dem Anwenden von grünem Chromsesquioud mit einer Teilchengröße von 0.7 Mikron an Stelle von 10" „ des Ansatzes, d. h. 10 Gewichtsteile des Kugelmühlen-Feinanteile Mignesits. daß die Schüttdichte um 0.1922 g cm* erhöht wird. d. h. 3.476 (Dichte des Formkörpers mit 0.7 Mikron Cr₁O₁) minus 3.8284 (Gemisch A) 0.192 gern*. Diese Erhöhung der Dichte beläuft sich auf 0.0897 (0.1922 0.1025) g/cm³ größer, als es sich durch die Differenzen in der Dichte zwischen dem Magnesit und dem grünen Chromsesqjioxid herleiten läßt.

Die Tatsache, daß ein Wert von 0,00961 ρ cm' grö-

ßer als die theoretische Dichte für das Gemisch C erreicht wurde, stellt entweder (1) einen menschlichen Fehler bei dem Vermessen der physikalischen Werte des Formkörpers oder (2). wahrscheinlich logischer, einen Tatbestand dar. der durch das Tcmpcrungs wasser bedingt wird, das in die Poren des Chromerzes eindringt, wodurch das tatsächliche Volumen der Ansatzbestandteile verringert wird. In jed"m Fall müssen die oben wiedergegebenen Zahlenwerti; als die tatsächlichen Gegebenheiten widerspiegelnde Werte angesehen werden und stützen die Vorstellung, daß Chromoxid mit 0.7 Mikron Teilchengröße eher einen synergistischen als einen additiven Effekt auf die Dichte des Ansatzniatcrials ausübt.

Hieraus ergibt sich schlüssig, daß Chromoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0.7 Mikron wesentlich wirksamer für das Erhöhen der Dichte des Formkörpers bei dem Verpressen als das gröbere Chromoxid mit einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite von 0.105 mm (durc'lischnittliehe Teilchengröße von 6,2 Mikron) ist.

CJei den obigen Ausführungen verstehen sich alle Teile und Prozentsätze auf der Gcwichtsgrundlage und alle chemischen Analysen auf der Grundlage der Oxidanalysc im weitesten Sinne auf dem Gebiet der feuer-

festen Materialien. _n .. .

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Keramisch gebundener, feuerfester Formkörper hohen Toncrdcgchaltcs, dadurch gc-

109 648/206

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kennzeichnet, daß derselbe aus einem Ansatz hefgestellt ist, der im wesentlichen aus 40 bis 8O°/o eines geschmolzenen Tonerdematerials aus 59 bis 5% eines nicht geschmolzenen feuerfesten Materials hohen Tonerdegehaltes und aus 1 bis S 15 Oewiehtsorozent eines unlöslichen, feinver* teilten Cr₁U₃ hohen Reinheitsgrades, besteht, wobei praktisch alle einzelnen Teilchen desselben praktisch einheitliche Größe und einen durchschnittlichen Durchmesser von kleiner als etwa 1 Mikron aufweisen, die geschmolzene Tonerde etwa 0,5 bis t Gewichtsprozent TiO₁ enthält, der Gesamtgehalt In AI₁O₃ des Formkörpers sieh auf wenigstens etwa lO Gewichtsprozent belauft und nicht mehr als jl % SiO₁ und 2 % Fe₁Oi vorliegen.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Material Wenigstens 97% AI₁O₃ plus TiO₁ aufweist.

3. Formkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Material etwa ao ) % TiO₁ aufweist.

4. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Material praktisch vollständig mit einer Teilchengröße von f-0,2l mm vorliegt, der restliche Anteil des An* satzes feinverteiltes Chromsesquioxkl und Material ist, das aus der Gruppe, bestehend aus tafelförmiger Tonerde mit einer Teilchengröße von —0,21 mm und kalzinierter, nach dem Bayer* Verfahren gewonnener Tonerde, ausgewählt ist.

5. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzen«! Material etwa 80 Gewichtsprozent des Form' körpers Cr₁O₃, etwa 10% und das nicht geschmolzene tonerdehaltige Material den rest' liehen Anteil ausmacht.

6. Formkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß etwa die folgende allgemeine Größenverteilung des Ansatzes vorliegt: 20 % gehen durch ein 4,76-mm-Sieb hindurch und werden auf einem 1,68-mm-Sieb zurückgehalten, 30⁰Z₀ gehen durch ein 1,68-mnvSieb hindurch und werden durch ein 0,59-mm-Sieb zurückgehalten, 10%gehen durch ein 0,59-mnvSieb hindurch und werden durch ein 0,21-mm-Sieb zurückgehalten, 40% gehen durch ein 0.21-mm-Sieb hindurch.

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