DE705569C - Verfahren zur Herstellung feuerfester Formsteine - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung feuerfester Formsteine Es ist bekannt, die Sinterzone in Drehöfen mit einem Klinkerzementmörtel auszustampfen oder. aus erbranntem Klinker und Zement Betonfarmsteine herzustellen, die man hydraulisch erhärten läßt und in die Sinterzo!ne in diesem Zustand einbaut. Man hat auch bereits versucht, Klinkerbetonmassen in sog. Kastensteine, das sind hohle, in die Sinterzone eingebaute Formsteine aus hochfeuerfestem Schamottematerial, einzustampfen.
• Der allgemeinen Verwendung solcher B.eto:nklinkermassen steht jedoch die verhältnismäßig geringe Betriebsdauer gegenüber den hochwertigen keramischen Futtererzeugnissen hemmend im Wege. Dies ist besonders dann der Fall, wenn hohe Anforderungen an die Sinterzone, z.- B. bei der Erzeugung gleichmäßiger, scharf gebrannter Klinker, gestellt werden.
• Die Ursache des Versagens solcher Betonklinkermassen für Sinterzonen sind einmal begründet durch die Anwendung der hydraulischen Verfestigung durch den wasserbindenden Zement. Beim zunehmenden Erhitzen im Drehrohrofen verlieren diese Massen zum großen Teil ihre Festigkeit, so daß leicht ein mechanischer Abrieb durch das Brenngut erfolgt.
• Außerdem reagiert der Träger der feuerfesten Eigenschaft des Klinkerbetons, das Tricalriumsilicat, mit der Kieselsäure der Kohlenasche oder mit dem kieselsäurereicheren Ansatz unter Bildung von Bicalciumsilicat. Diese Bildung findet vornehmlich an der Grenzfläche zwischen Klinkerbeton -und Ansatz statt, so daß der Übergang der ß- in die ",,-Form des Bicalciumsilicates unterhalb 675 ' durch den damit verbundenen Volumeneffekt wiederholt das Abspringen des den Betonstein schützenden Ansatzes bewirkt.
• Besonders nachteilig auf die Haltbarkeit des Klinkerbetons wirkt nun das wiederholte unmittelbare, aber einseitige Brennen der Oberfläche des Betons. Dieses schichtweise oberflächliche Brennen oder auch Schmelzen bz-,v. Verdichten der Oberflächenschichten führt zu Spannungsunterschieden gegenüber den mürben, entwässerten dartuiterliegendcn Betoninassen. Diese Spannungsunterschiede bedingen ein schichtweises Absprengen des Klinkerbetons und damit eine schnelle Reduzierung der Futterstärke.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formsteinen, insbesondere von Futtersteinen, für die Sinterzone von Drehöfen, die hochfeuerfest sind und damit die Nachteile der bisher bekannten Futtersteine nicht aufweisen. Das Verfahren besteht darin, daß zur Herstellung der Formsteine gebrochener oder gemahlener Klinker von geeigneter Körnung verwendet wird, der neben den hochkalkigen Zementmineralien nach freien Kalk enthält, und daß die daraus gebildeten Formlinge vor ihrer Verwendung durch Brennet. in keramischen Ofen unterhalb der Schmelztemperatur verdichtet werden. Gegebenenfalls können dem Klinker vor seiner Formgebung grobkristallines, totgetranntes, oder geschmolzenes Caleiumosyd oder andere Zusätze erteilt werden, welch: die Sinter- bzw. -die Schmelztemperatur heraufsetzen.
• Als Ausgangsmaterial kommt somit in dem Verfahren nur ein kalkreicher Zementklinker in Betracht, d. h. das Rohmaterial des Zementklinkers muß so in bezug auf eingestellt sein, daß beim Brennen im Klinker etwa i o`o und mehr freies Ca0 entsteht. Je höher der Kalkgehalt, um so höher die Sintertemperatur, d. h. die Feuerbeständigkeit der aus dem Klinker hergestellten Steine. Beispielsweise wird von einem Rohmehl von der folgenden Zusammensetzung ausgegangen: S10- = 13,3°0. A1.,03 = 3"10.0, Fe. 0;" - .,20:0. MAC 0g= 2,50o, CaCO3 _ 7 n,6 Beim einmaligen Zementklinkerbrennen, bei dem das Rohmehl nur etwa '!'.Stunde einer Höchsttemperatur von etwa 1500- ausgesetzt wird, ist die Bildung von 3 Ca 0 # S10. unvollständig ; es entsteht neben Bicalciumsilicat freier Kalk, und es ergibt sich alsdann folgende Zusammensetzung Si O_ = 2o,q0"o, =>L1,0 - 5.30ö. Fe_Oj= 1,)0ö, MgO = 1.90`0, C a t-t ; o,o 0 !i (darin freier Kalk 3,80 0, analytisch bestimmt). Es berechnet sich infolgedessen folgende Mineralzusammensetzung: 3 Ca0 # Si0. - 72,30;'0, 2 Ca0 # S10, = 5,,1%, 3 Ca 0.AI,O., - 10,80p, 4. Mg0 Ca O . Al., _ 0., . . Fe= O,, - - - 1,9 5.80/0, % Ca 0 ('frei) = 3,8 % .
• Der heiße Klinker wird durch Berieselung mit Wasser und folgendes Ablagern treibfrei gemacht, d. h. das freie Calciumoxyd wird in Ca(OH)2 übergeführt. Dieses Produkt stellt dann das Ausgangstn itcrial zur Herstellung der Formsteine dar.
• Beim- Tempern bei 1456' von z. B. 48 Stunden wird weiterer freier Kalk gebunden, und das 2 Ca O # Si 0., wird in 3 Ca O . Si 0., übergeführt. Das getemperte Produkt besitzt dann nur folgende Mineralien: 3 Ca0 # SiO, = 79,.10;o, 3CaO#Al.Ö3 = 1o,80/0, ,1 Ca O # Al , O.; # Fe _2 0.; = 5, 8 %, Mg 0 . = 1,9 0,o, Ca 0 (frei) 2,10,'o.
• Es ist schon vorgeschlagen worden, aus Zementklinker bestehende Futter durch Schmelzen, gegebenenfalls unter Zusatz eines schmelzbaren Bindemittels, zu verkitten. Demgegenüber werden im Sinne der Erfindung die Steine nicht geschmolzen. Es wird auch kein, schmelzbares Bindemittel hinzugesetzt, sondern Zement, das ist das gemahlene Klinkerprodukt mit etwa 30lo Gips, also nur die Klinkermasse in feingemahlenem Zustand. Ferner wird Calciumosyd in irgendeiner Form zugesetzt, nicht um ein schmelzbares Bindemittel zu erzeugen, sondern um die Schmelztemperatur heraufzusetzen. Die Steine werden also nicht geschmolzen, sondern es wird durch Reaktion im festen Zustand die quantitative Reaktion und Bildung des Tricakiumsilicates und besonders eine KornvergrOberung des Trägers der feuerfesten Masse, nämlich des Tricalciumsilicates, bewirkt. Diese für den aggressiven Angriff von Kohlenasche so wichtige Bedeutung der Kornvergrößerung kann man nicht durch Schmelzen der Steine i erreichen. Zement als Zusatz hat ferner den Vorteil, daß aus dem Gips des Zements durch Austreiben von schwefliger Säure Kalk zur . restlosen Bildung des Trisilicates frei wird. Das Schmelzen des Klinkers hat aber, da i Tricaleiumsilicat inkongruent schmilzt, den besonders großen Nachteil, daß unter Abspaltung von freiem Kalk Bicalciumsilicat sich bildet. Gerade aber die Bildung dieses Silicats soll in dem Verfahren gemäß der Erfin- i dang vermieden werden.
• Der Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß die nach ihm gewonnenen Steine sich vollkommen indifferent verhalten. Außerdem hat das neue Verfahren den Vorteil, daß es im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren zur Herstellung hochwertiger Futtersteine unabhängig von der Einfuhr von Rohmaterialien aus dem Ausland ist und somit erheblich billiger arbeitet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Formsteinen, insbesondere von Futtersteinen, für die Sinterzone von Drehöfen aus Zementklinkern und Zement unter Wasserzusatz, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Formsteine gebrochener oder gemahlener Klinker von geeigneter Körnung verwendet wird, der neben dein hochkalkigen Zementmineralien noch freien Kalk enthält, und daß die daraus gebildeten Formlinge vor ihrer Verwendung ' durch Brennen in keramischen Öfen unterhalb der Schmelztemperatur verdichtet werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klinker vor seiner Formgebung grobkristallines, totgebranntes, oder geschmolzenes Calciumoxyd oder andere Zusätze erteilt werden, welche die Sinter- bzw. die: Schmelztemperatur heraufsetzen.