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DE2432791A1 - Feuerfestes bindemittel - Google Patents

Feuerfestes bindemittel

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Publication number
DE2432791A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refractory
binder
anions
aluminum
acidic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2432791A
Other languages
English (en)
Inventor
John Edward Cassidy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imperial Chemical Industries Ltd filed Critical Imperial Chemical Industries Ltd
Publication of DE2432791A1 publication Critical patent/DE2432791A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/02—Phosphate cements
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    • C04B35/6303—Inorganic additives
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Priorität: I7. Juli 1975, GROSSBRITANNIEN Nr. 33916/73
Die Erfindung bezieht sich auf Bindemittel für feuerfeste Materialien und auf feuerfeste Stoffzusammensetzungen, welche dieses Bindemittel enthalten.
In den GB-PSen 1 322 724 und 1 357 541 sind halogenhaltige und insbesondere chlorhaltige komplexe Phosphate von Aluminium, die Herstellung derselben und ihre Anwendung als Bindemittel für feuerfeste Stoffzusammensetzungen beschrieben. Diejenigen Bindemittel, welche Aluminium und Phosphor in einem Molverhältnis von im wesentlichen 1:1 enthalten,
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zersetzen sich, um sehr rasch ein feuerfestes Produkt zu ergeben. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, dass feuerfeste Stoffe, welche mit Bindemitteln verbunden sind, welche dieses Verhältnis an Aluminium zu Phosphor enthalten, eine gute Schlackenbeständigkeit und Zerfallbeständigkeit besitzen. Infolgedessen werden' die halogenhaltigen und insbesondere die chlorhaltigen Aluminiumphosphatbindemittel bevorzugt, welche Aluminium und Phosphor in einem Molverhältnis von im wesentlichen 1:1 enthalten. Die besonders beschriebenen Bindemittel enthalten daher auch im allgemeinen Halogen und Aluminium in einem Molverhältnis von im wesentlichen 1:1 und in den genannten Beschreibungungen ist angegeben, dass dieses Verhältnis bevorzugt wird.
In der DT-PA P 22 51 315 sind weiterhin Bindemittel beschrieben, welche aus komplexen Phosphaten von Aluminium bestehen, und welche zusätzlich Anionen einer Carbonsäure oder einer Mineralsäure enthalten. In diesen komplexen Phosphaten beträgt das bevorzugte Molverhältnis von Aluminium zu Phosphor ebenfalls im wesentlichen 1:1 und das Molverhältnis von zusätzlichen Anionen zu Aluminium ist im allgemeinen vorzugsweise 1:1, das als bevorzugt angesehen wird, obwohl auch ein Kolverhältnis von 0,5:1 bis 2,1:1 beschrieben ist.
Im Hinblick auf die Angaben in den genannten Druckschriften ist nunmehr überraschenderweise gefunden worden, dass eine verbesserte Bindung von feuerfestem Material durch komplexe Phosphate von Aluminium erreicht werden kann, wenn das Molverhältnis von zusätzlichem Anion (das ein Halogenid sein kann) zu Aluminium in den Bindemittel, in dem sie verwendet werden, vergrcssert wird. Die gebundenen feuerfesten Produkte, welche aus dem feuerfesten Material hergestellt werden, besitzen im allgemeinen eine verbesserte Festigkeit, was aus den verbesserten Kalt- und Heissmodulen hervorgeht.
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_ 3 —
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird nunmehr eine Lösung eines Aluminiumphosphatbinders in einem Verdünnungsmittel vorgeschlagen, wobei die Lösung Aluminiumionen und Phosphationen in einem Molverhältnis von Al:P von im wesentlichen 1:1 und andere saure Anionen enthält, wobei das Molverhältnis der anderen sauren Anionen zu Aluminium innerhalb des Bereiches von 1 ,3:1 bis 2:1 liegt.
Unter einem Al:P-Molverhältnis von im wesentlichen 1:1 wird ein Verhältnis im Bereich von 0,8:1 bis 1,2:1 verstanden. Vorzugsweise liegt das letztgenannte Verhältnis in dem Bereich von 0,95:1 bis 1,05:1.
Die anderen sauren Anionen, d.h. "die sauren Anionen, welche andere sind als die Oxyphosphorsäureanionen, und die in der ι folgenden Beschreibung als saure Anionen bezeichnet sind, können ausgewählt werden aus Carbonsäureanionen und Mineralsäureanionen. Beispielsweise können die Carbonsäureanionen, welche die Anionen einer Polycarbonsäure sein können,die Anionen von Zitronen- oder Oxalsäure .sein.
Die Mineralsäureanionen können Halogenidionen sein und Chloridionen werden besonders bevorzugt. Die Mineralsäure kann eine Hineraloxysäure sein und die entsprechenden sauren Anionen können beispielsweise aus Nitrat, Sulfat oder Chlorat bestehen. Die Lösung kann zusätzlich zu den Phosphationen auch eine Mischung von zwei oder mehr unterschiedlichen Säureanionen enthalten.'
Das Phosphat besteht vorzugsweise eus Orthophosphat.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine feuerfeste Stoff zusammensetzung vorgeschlagen, welche aus einem Schlar.n oder einer Paste besteht und welche ein feinverteiltes feuerfestes Material und eine Lösung eines
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Aluminiumphosphatbindemittels in einem Verdünnungsmittel enthält, wobei die Lösung aus Aluminiumionen und Phosphationen in einem Molverhältnis von A1:P von im wesentlichen 1:1 und anderen sauren Anionen im Molverhältnis von anderen sauren Anionen zu Al von mindestens 1,3:1 und weniger als 2,4:1 enthält. . .
Durch Vergrössern des MolVerhältnisses von sauren Anionen zu Al kann die Kaltfestigkeit des sich ergebenden gebundenen feuerfesten Materials vergrössert werden, obwohl gefunden wurde, dass die Kaltfestigkeit über einem Verhältnis von etwa 1,7:1 abzufallen beginnt, insbesondere wenn das saure Anion ein Chlorid ist. Weiterhin ist festzustellen, dass je höher der seure Anionengehalt ist umso stärker korrosiv ist die Binderlösung und umso unzweckmässiger wird es sie zu lagern und zu handhaben. So sollte für allgemeine Zwecke die Binderlösung in der feuerfesten Stoffzusammensetzung ein saures Anion:Al-Molverhältnis- unter 2,4-:1 besitzen, und vorzugsweise ein solches innerhalb des Bereiches von 1,4:1 bis 2:1. Besonders gute. Ergebnisse werden erzielt bei Anwendung eines Verhältnisses innerhalb des Bereiches von 1,5:1 bis 1,9:1.
Das Verdünnungsmittel in der Binderlösung kann ein wässriges Verdünnungsmittel sein und besteht zweckmässig im wesentlichen aus Wasser, obwohl das Verdünnungsmittel auch teilweise aus einem nicht-wässrigen Medium bestehen kann.
Die Lösung des Aluminiumphosphatbindemittels kenn in verschiedener Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Vermischen einer Lösung eines geeigneten Aluminiumsalzes, wie beispielsweise eines Aluminiumhalogenids, z.B. Aluminiumchlorid, mit Phosphorsäure in einem geeigneten Verdünnungsmittel und erforderlichenfalls unter Entfernung des notwendigen Betrages an Säure des zusätzlichen Anions,
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wie beispielsweise Salzsäure aus der Lösung, um eine Lösung zu ergeben, welche eine Molverhältnis von Säureanion zu Al in dem gewünschten Bereich besitzt. Die Säure des zusätzlichen Anions kann beispielsweise durch Verdampfen entfernt werden. Ein Verfahren, durch das die rasche Kontrolle des Saureaniongehaltes der Lösung erleichtert werden kann, besteht darin, dass eine Lösung von Aluminiumhydroxid, Phosphorsäure und de© Säure des Anions, wie beispielsweise Salzsäure, in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt wird, wobei das Holverhältnis von dem Säureanion:Al dadurch kontrolliert wird, dass die Menge der Säure des Anions, die zu der Lösung zugesetzt wird, kontrolliert wird. Vorzugsweise wird das Aluminiumhydroxid unter Rückfluss mit der Säure des Anions, beispielsweise Salzsäure, erwärmt, die Phosphorsäure wird zugesetzt und die Rückflussbehandlung wird solange fortgesetzt, bis eine klare lösung entsteht.
Bei anderen Verfahren, bei denen das Säureanion ein Halogenid einer Lösung von Aluminium ist, kann Hydroxyhalogenid mit entsprechenden Mengen Hydrogenhalogenid und Phosphorsäure umgesetzt werden und ein festes halogenhaltiges komplexes Phosphat von Aluminium, das chemisch-gebundenes Wasser enthält, kann wie in der GB-PS 1 322 724 beschrieben, in einer Lösung von Hydrogenhalogenid aufgelöst werden, um die gewünschte Lösung zu ergeben.
Bei den oben beschriebenen Verfahren kann das Molverhältnis von A1:P kontrolliert werden, durch entsprechende Kontrolle der relativen Mengen von Aluminiumverbindung und Phosphorsäure, die bei der Herstellung verwendet werden.
Die Lösungen gemäss der Erfindung können in Konzentrationen geliefert werden, in denen sie verwendet werden sollen oder sie können in konzentrierterer Form geliefert werden, bei-
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spielsweise als gesättigte Lösungen, die dann vor der Verwendung bei der Herstellung der Schlämme verdünnt werden. Im allgemeinen werden die Lösungen eine Binderkonzentration von mindestens 5 % und vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-^, ausgedrückt als Gesamtmenge von Aluminium und Phosphat, besitzen.
Die Menge an Aluminiumphosphatbinder, der bei den feuerfesten Massen verwendet wird, hängt von der Menge des feuerfesten Materials ab, das gebunden werden soll. Im allgemeinen ist nur eine geringe Menge des Binders im Verhältnis zu dem feuerfesten Material erforderlich. Beispielsweise kann das Bindemittel in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-^, insbesondere 2 bis 10 Gew.-^ (ausgedrückt als Gesamtmenge von Aluminium und Phosphat), bezogen auf das feuerfeste Material verwendet werden, obwohl auch Bindemittelmengen oberhalb oder unterhalb dieser Grenzen verwendet werden können.
Die Menge an Verdünnungsmittel in der feuerfesten Stoffzusammensetzung hängt von der gewünschten Konsistenz ab, die ihrerseits von der jeweiligen Verwendung abhängt, für die der Schlamm oder die Paste eingesetzt werden soll. Beispielsweise wird eine dünnere Mischung im allgemeinen für einen Mörtel als für einen Beton verwendet werden. Gewöhnlich wird eine ausreichende Menge Verdünnungsmittel zugegen sein, um mindestens einen Hauptteil des Aluminiumphosphatbinders und vorzugsweise den ganzen aufzulösen. Beispielsweise wird im allgemeinen die Stoffzusammensetzung zwischen 1 und 50 #, vorzugsweise zwischen 4 und 20 Gew.-% Verdünnungsmittel, bezogen auf die Gewichtsmenge des feuerfesten Materials, enthalten.
Die Art des feuerfesten Materials in der feuerfesten Stoffzusammensetzung wird von dem jeweiligen Zweck abhängen, für
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den die Stoffzusammensetzung bestimmt ist; ob sie als Mörtel oder Zement gewünscht ist und ob sie seuer oder basisch sein soll. Der Aluminiumphosphatbinder ist im allgemeinen besonders brauchbar, wenn saure oder neutrale feuerfeste Materialien gebunden werden, insbesondere Metalloxide und Silikate, beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkonoxid und Aluminiumsilikat sowie Zirkonsilikat. Weitere Beispiele von feuerfesten Materialien, welche verwendet v/erden können, sind: Glimmer, Mullit, Siliciumoxid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Graphit. Gewünschtenfalls können Mischungen von zwei oder mehr feuerfesten Materialien verwendet ■ werden. Feuerfeste Materialien, welche aus Mischungen von groben und feinen Teilchen bestehen, werden bevorzugt, da die Festigkeiten der Produkte, welche bei der Verwendung solcher Mischungen erhalten werden, im allgemeinen höher sind, als in dem Fall, wo die verwendeten Teilchen eine ähnliche Teilchengrösse besitzen.
Das feinzerteilte Material in der feuerfesten Stoffzusammensetzung kann untereinander gebunden werden, indem man die Stoffzusammensetzung abbinden lässt. Dieses Abbinden der Stoffzusammensetzung kann durch Wärme erfolgen. Die genaue Temperatur, welche in jedem besonderen Fall erforderlich ist, wird von der Zusammensetzung des Binders abhängen und insbesondere von der Art der Säure8nionen in dem Binder. Die genaue Temperatur wird im allgemeinen nicht kritisch sein, obwohl Temperaturen von mindestens 800C und im allgemeinen eine Temperatur innerhalb des Bereiches von 80 bis 200 C sich als befriedigend herausstellen wird. Gewünschtenfalls können auch höhere oder niedrigere Temperaturen angewendet werden.
Gewünschtenf alls kann inen die feuerfeste Stoff zusammensetzung in der Kälte abbinden lassen, indem ein Abbindemittel verwendet wird, welches sich mit den vorhandenen
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Säureanionen umsetzt. ^o sollte das Abbindemittel basisch sein und beispielsweise 8us Magnesiumoxid bestehen. Die Verwendung von bevorzugten Formen von Magnesiumoxid als Abbindemittel für Aluminiumρhosρhatbinder ist im einzelnen in der DT-PA P 23 25 973 beschrieben.
Da die feuerfeste Stoffzusammensetzung einen Überschuss an Säureanion gegenüber Aluminiumionen besitzt, können stärker reaktionsfähige Formen von Magnesiumoxid oder Abbindemitteln erforderlich sein, die reaktionsfähiger sind als Magnesiumoxid an sich, wenn die Abbinde zeit nicht ungewöhnlich lang sein soll. Andere geeignete Abbindemittel sind Calciumoxid und Dicalciumsilikat.
Nach dem Abbinden kann das gebundene feuerfeste Material bei erhöhter Temperatur gebrannt werden, um zu erreichen, dass dieses Material seine volle Festigkeit entwickelt. Eine geeignete Brenntemperatur liegt zwischen 800 und 12000C.
Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen näher erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein.. Die Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1
Eine Lösung eines Aluminiumphosphatbinders wurde dadurch hergestellt, dass konzentrierte wässrige (36 #) Salzsäurelösung trockenem Aluminiumhydroxid zugesetzt und die entstehende Mischung 2 Stunden lang bei einer Temperatur von nicht mehr als 90 C erhitzt wurde, worauf eine wässrige (88 #ige) Orthophosphorsaurelosung aus einem Tropftrichter im Verlauf von 30 Minuten zugesetzt und die Mischung dann 4· Stunden lang unter Rückfluss behandelt wurde. Die Orthophosphorsäure wurde in einer Menge verwendet, die ausreichend ist, um ein AluminiumrPhosphar-Molverhältnis in der
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Binderlösung von 1:1 zu ergeben, während die Salzsäure in einer Menge verwendet wird, die ausreichend ist, um ein Chlor:Aluminium-Molverhältnis von 1,3:1 zu ergeben.
Die beschriebene Arbeitsweise wurde mehrmals wiederholt unter Verwendung von sich steigernden Mengen an Salzsäurelösung, um andere Binderlösungen herzustellen, in denen das Chlor:Aluminium-Molverhältnis 1,4:1, 1,5:1, 1,6:1 und 2:1 betrug.
Jede der sich ergebenden Lösungen wurde mit Wasser verdünnt, um Binderlösungen zu ergeben, welche 26 % Binder, ausgedrückt als Gesamtgewicht von Aluminium und Phosphat, zu ergeben.
Getrennte Schlämme wurden hergestellt aus 100 Teilen jeder Binderlösung und 1000 Teilen einer feuerfesten Mischung, die 95j6 % gradiertes Aluminiumoxid, 4 % einen hohen Aluminiumoxid enthaltenden Kugelton und 0,4 # Magnesiumoxid mit einem geringen Oberflächenwert enthielt (im Handelt erhältlich als Magnorite 10Oi1). Die Schlämme wurden in getrennte Formen gegossen und bei Raumtemperatur stehen gelassen, bis sie abgebunden haben, und dann durch Erhitzen auf 1100C 2 Stunden lang-getrocknet« Die Proben wurden dann aus den Formen entfernt und die Bruchmodulen jeder Probe wurden bei Raumtemperatur bestimmte, Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt.
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- ίο -
Tabelle 1
Binderlösung Molverhältnis Mittel Bruchmodul Standard
Cl: Al (kg/cm2) abweichung
1 2,0:1 79,44 6,68
2 1,6:1 102,78 4,15
3 1,5:1 89,07 10,25
1,4:1 71,84 6,23
5 1,3:1 79,08 5,17
Die beschriebene Arbeitsweise wurde vergleichsweise wiederholt in drei getrennten Versuchen mit der Abwandlung, dass die Binderlösungen, welche verwendet wurden, Molverhältnisse von Chlor:Aluminium von 1,0:1, 1,2:1 und 3,0:1 besassen.
ρ Die mittleren Bruchmodulen, gemessen in kg/cm , der Proben wurden bei Raumtemperatur bestimmt und sie betrugen bei Verwendung dieser Binderlösungen 46,12, 57,13 bzw· 54,76 mit Standardabweichungen von 3,67, 2,76 bzw. 3,56.
Bei einem weiteren Versuch wurden die Proben unter Verwendung von der Binderlösung 2 2 Stunden lang bei 900°C ge-
2 ' brannt. Der Bruchmodul in der Wärme betrug 162,25 kg/cm mit einer Standardabweichung von 17,14. Vergleichsweise sei festgestellt, dass der Bruchmodul in der Wärme bei einer Probe, die nach dem angegebenen Verfahren hergestellt wurde, mit der Ausnahme, dass die verwendete Binderlösung ein ChlorϊAluminium-Molverhältnis von 1,2:1 besass, 106,5 kg/cm betrug mit einer Standardabweichung von 49,07.
Beispiel 2
Es wurden zwei getrennte Portionen von 3000 Teilen gradiertem Aluminiumsilikat (Al2Ox-Gehalt etwa 60 %) gemischt mit (1) 300 Teilen der Lösung 2, wie in Beispiel 1 und 240 Teilen
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Wasser und (2) 450 Teilen der Lösung 2, wie in Beispiel 1, und 150 Teilen Wasser.
Die sich ergebenden Schlämme wurden sorgfältig vermischt und zu 12 mm starken Platten vergossen.
Die Platten wurden zunächst 7 Tage lang bei Raumtemperatur, dann 2 Tage bei 1100C getrocknet und schliesslich 2 Stunden bei 13000C gebrannt. Nach dem Abkühlen wurden 8us den Platten Probestücke geschnitten, um die Bruchmodulen in der Wärme zu ermitteln. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt.
/
Tabelle 2
Zusammensetzung Versuchs Bruchmodul Standard-Abwei
temperatur
(0G)		 (kg/cm2) chung
(1) 600 115,78 7,31
800 121,33 16,94
1000 82,81 0,56
1100 35,64 18,63
1200 22,56 3,~^
1400 5,83 . 0,49
(2) 600 100,18 20,46
800 • 119,86 20,39
1000 92,09 19,19
1100 24,18 4,64
1200 17,65 2,88
1400 4,57 0,70
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Geringe Mengen von jedem dieser Schlämme wurden als Mörtel zur Verbindung von feuerfesten Ziegeln verwendet. Die Verbindungen wurden ausgehärtet, indem sie in der oben angegebenen Weise erhitzt wurden und der Bruchmodul bei Raumtemperatur wurde ermittelt.
Bei der Formulierung (1) betrug der Bruchmodul «0,91 kg/cm
2 Bei der Formulierung (2) betrug der Bruchmodul » 4,57 kg/cm
Beispiel 3
Es wurden fünf getrennte feuerfeste Stoffzusammensetzungen hergestellt, wobei in jedem Falle eine Binderlösung verwendet wurde, die die gleiche war wie die Lösung 2 des Beispiels 1.
Die feuerfesten Stoffzusammensetzungen wurden unter Verwendung folgender Bestandteile hergestellt, indem die einzelnen Bestandteile zunächst 5 Minuten lang trocken vermischt und dann der Binderlösung zugesetzt wurden, worauf weitere 5 Minuten lang gemischt wurde.
Tabelle 3 Bestandteil I
/		 A Teile C D E
Aluminiumoxid
(graded tabular alumina)		 96 B · 96 . 96 96
Kugelton mit eine hohen
Aluminiumoxidanteil		 4 96 4 4 4
Binderlösung
Magnesiumoxid*		 10
0,4		 4 10
0,4		 10
0,4		 10
0,4
Totgebranntes Calciumoxid 0,1 10
0,4		 — — -
Dicalciumsilikat — — 0,1 - -
Hexamin - - - 0,3 -
Olivin - " - — — —
1,0
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+ -30OR geschmolzenes Magnesiumoxid (Thermal Syndicate).
Proben jeder Stoffzusammensetzung wurde in getrennte Formen· eingefüllt und bis zum Abbinden bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die Abbinde zeiten und die Bruchmodulen in der Wärme bei verschiedenen Temperaturen sind in der.if olgenden·Tabelle 4 zusammengestellt.
Tabelle 4
A B C ' . D E
Abbindezeit (Std.) q 5 5 5 "(24
Warmbruchmodul (kg/om )
8000C . 117,47 93,15 95,82 79,02 133,57
1000°C 45,50 90,83 50,26 74,45 119,59
120O0C 2,81 2,25 -2,53 1,83 3,8?
Beispiel 4
Eine Lösung eines Aluminiumphosphatbinders wurde hergestellt, indem konzentrierte Salpetersäure trockenem Aluminiumhydroxidzugesetzt und die sich ergebende Mischung 3 Stunden bei einer Temperatur von etwa 900C erhitzt wurde* Dann wurde aus einem Tropftrichter eine wässrige (88 $ige) Orthophosphorsaurelosung im Verlauf von 1 Stunde zugesetzt und die Mischung weitere 5 Stunden unter Rückfluss behandelto Die Orthophosphorsäure wurde in einer Menge verwendet, die ausreichend war, um ein Al:P-Verhältnis in der Binderlösung von 1:1 zu ergeben, während die Salpetersäure in einer Menge verwendet wurde, die ausreichend war, um ein Molverhältnis von NO^:Al von 1,5:1 zu ergeben»
Die Lösung wurde mit Wasser verdünnts um eine Lösung zu ergeben, die 26 % Bindemittel enthielt,, ausgedrückt als Gesamtgewichtsmenge von Aluminium und Phosphato Die Lösung war klar und besass eine Dichte von 1S47 g/csrao
Diese Arbeitsweise wurde unter Verwendung von weniger Salpetersäure wiederholt. Die sich ergebende Lösung wurde mit Wasser verdünnt, um eine Lösung zu ergeben, die 26 Gew.-% Aluminium plus Phosphat enthielt und ein Molverhältnis von NO,:Al von 1,3:1.besass.
100 Teile jeder Lösung wurden zur Herstellung eines Schlammes mit 1000 Teilen einer Mischung verwendet, die 95,6 # Aluminiumoxid (graded tubular alumina), 4 % Kugelton
hohen . .
mit einemlAluminiumoxidgehaIt und 0,4 J6 Magnesiumoxid mit einem niedrigen Oberflächenwert (im Handel verfügbar als . Magnorite 10Oi1) enthielt.
Proben jeder Mischung wurden dann in eine Form gefüllt, bei Raumtemperatur binden gelassen und dann 2 Stunden lang auf 110 C erhitzt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Tabelle 5
Lösung Mol-Verh.
NO5:Al		 Abbindezeit
(Std.)		 Bruchmodul nach
Trocknern bei 3
1100C in kg/cnr		 Warmbruch
modul bei
9000C in
kg/cm^
1
2		 1,3 *
1,5		 24
48		 80,49 (5,41)
61,51 (3,52)		 90,70 (8,65)
75,01 (12,72)
Die in Klammern angegebenen Vierte sind Standardabweichungen.
Beispiel 5
Dia Arbeitsweise des Beispiels 3 wurde wiederholt unter Verwendung der in Tabelle 5 angegebenen Stoff zusammensetzung·!!.
4088St/t?2§
Das feuerfeste Meterial war wie folgt zusammengesetzt:
Tabelle 6 Komponente Teile
A · B
Aluminiumoxid
(graded tabular alumina) . 96 96
Kugelton mit einem hohen
Aluminiumoxidanteil 4 4
Binderlösung 2 wie in Beispiel 1 10 10
Magnesiumoxid
(-300R geschmolzenes Magnesiumoxid,
Thermal Syndicate) 0,5 0,6
Die Abbinde zeiten der Stoffzusammensetzungen pnd die Eigen schaften der Produkte sind in der folgenden !Debelle 7 zusammengestellt:
Tabelle
AB
Abbindezeiten (Std.) 4 3
ο Warebruchmodul in kg/cm 8000C
10000C
12000C
Keltbruchfestigkext in kg/cm nach dem Trocknen bei Raum- " temperatur 24 Stunden lang nach dem Trocknen bei 110 C 24 Stunden lang
121,20 106,50
112,27 ' • 90,91
3,94 2,81
50,41 81,90
294,49 269,25
Pa tentansprüche: 409886/0928

Claims (12)

  1. PATENTANSPRÜCHE:
    (~ Feuerfestes Bindemittel, bestehend aus einer Lösung aus einem Aluminiumphosphatbindemittel in einem Verdünnungsmittel, wobei die Lösung Aluminiumionen und Phosphationen in einem Molverhältnis von A1:P von im wesentlichen 1:1 und weitere saure Anionen (andere als Oxyphosphorsäureanionen) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis der anderen sauren Anionen zu Al innerhalb des Bereiches von . 1,3:1 bis 2:1 liegt.
  2. 2. Feuerfestes Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen sauren Anionen" ausgewählt werden aus Carbonsäureanionen und Mineralsäureanionen.
  3. 3. Feuerfestes Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen sauren Anionen aus Chloridionen bestehen oder solche enthalten.
  4. 4·. Feuerfestes Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis der anderen sauren Anionen zu Al innerhalb des Bereiches von 1,5:1 bis 1,9:1 liegt.
  5. 5. Feuerfestes Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration an Bindemittel innerhalb des Bereiches von 10 bis 50 Gew.-# liegt.
  6. 6. Feuerfeste Stoffzusammensetzung, bestehend aus einem Schlamm oder einer Paste, welche ein feinverteiltes feuerfestes Material und eine Lösung eines Aluminiumphosphatbindemittels in einem Verdünnungsmittel enthält, wobei die
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    Losung aus Aluminiumionen und Phosphationen in einem Molverhältnis von A1:P von im wesentlichen 1:1 und andere saure Unionen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis der anderen sauren Ionen zu Al mindestens 1,3:1 und weniger als 2,4:1 beträgt.
  7. 7- Feuerfeste Stoffzusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen sauren Anionen ausgewählt werden aus Carbonsäureanionen und Mineralsäureanionen.
  8. 8. "Feuerfeste Stoffzusammensetzung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die.Säureanionen aus Chloridionen bestehen oder solche enthalten.
  9. 9. Feuerfeste Stoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis der anderen sauren Anionen zu Al'innerhalb des Bereiches von 1,4:1 bis 2:1 liegt.
  10. 10. Feuerfeste Stoffzusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis der anderen sauren Anionen zu Al innerhalb des Bereiches von 1,4:1 bis 1,9:1 lliegt.
  11. 11. Feuerfeste Stoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ausgedrückt als Gesamtanteil an Aluminium und Phosphat in einer. Menge innerhalb des Bereiches von 1 bis 25 Gew.-# des feuerfesten Materials zugegen ist.
  12. 12. Feuerfeste Stoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in einer Menge innerhalb des Bereiches von 1 bis Gew.-% des feuerfesten Materials vorliegt.
    PATEMTANWXLTE
    409886/0928 ot*».h.hncke,dipi ing.η.torn
    OIPU'IMG. S. 8IAEGE«
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