Kamillo Konopicky Knihy

InhaltsverzeichnisBeitrag zur flammenphotometrischen Bestimmung des Calciums.- Die Wanderung von Schlackenbestandteilen in feuerfesten Baustoffen.

InhaltsverzeichnisI Eigenschaften der verwendeten feuerfesten Steine.- II Vorgänge beim Angriff der Schlacken auf die Steine.

In Massen und Steinen, die mit einem Mineral der Al 0 • Si0 - 2 3 2 Gruppe aufgebaut sind, ist die quantitative röntgenographische Erfassung der Mineralkomponenten (wie Sillimanit, Korund, Mullit, Cristobalit) mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Um das Umwandlungsverhalten der Minerale Andalusit, Kyanit und Sillimanit besser zu verstehen, sollten sowohl die restlichen Mineralbestandteile als auch die Neubildungen, insbesondere Mullit, umfassend untersucht werden. Dies umfasst chemische, mikroskopische, röntgenographische, UR-spektroskopische und elektronenoptische Analysen. Da die Erzeugnisse überwiegend aus gröberem Korn bestehen, wurden die Untersuchungen nicht nur an Pulvern, sondern auch an Stücke durchgeführt, um die Umwandlung zu bestätigen und zu erweitern. Eine größere Anzahl von Proben wurde untersucht, um tiefere Einblicke in die Umwandlung der AI Si0 -Minerale, die Bildung von Zwischenphasen und die Morphologie des Mullits zu gewinnen. In den letzten 50 Jahren haben zahlreiche Forscher das Brenn- und Umwandlungsverhalten von Andalusit, Kyanit und Sillimanit eingehend betrachtet, wobei umfassende Studien zu den keramisch-technologischen Eigenschaften, chemischen Zusammensetzungen, physikalischen Eigenschaften und thermodynamischen Stabilitäten der Rohstoffe und deren Brennprodukten durchgeführt wurden.

Inhaltsverzeichnis1. Einleitung.2. Ziel der Arbeit.3. Versuchsmaterial.4. Die Eigenschaften von Kohlenstoffsteinen.5. Die Abhängigkeit der Eigenschaften von Kohlenstoffsteinen von den Herstellungsbedingungen.6. Verschleiß der Kohlenstoffsteine im Hochofen.7. Schlußfolgerungen.Tabellenanhang.

Inhaltsverzeichnis1. Bisherige Untersuchungen.2. Aufgabenstellung.3. Versuchsdurchführung.4. Versuchsergebnisse.5. Das allgemeine Bild des Reaktionsmechanismus Glas—Tonerdesilikatstein.Zusammenfassung.Literaturzusammenstellung.

Feuerfeste Erzeugnisse bestehen aus Korn unterschiedlicher Größe, das durch Feinstmehl oder Bindemittel verbunden ist. Der sichtbare Anteil, meist über 0,3-0,5 mm, wird als Korn bezeichnet, während der restliche Anteil als Matrix gilt. Diese Produkte werden aus natürlichen Rohstoffen durch Zerkleinern und Fraktionieren in Kornklassen hergestellt. Die chemische Analyse vermittelt oft den Eindruck eines homogenen Körpers, was jedoch irreführend ist. Beim Zerkleinern können weichere Flußmittelkomponenten im Feinanteil anreichern und das Verhalten der Matrix beeinflussen. Häufig haben die härteren Bestandteile des Korns eine andere Zusammensetzung als der Durchschnitt des Rohstoffgemisches. Bindemittel wie Kalkmilch in Silikasteinen oder Ton in Schamotte- und Korundsteinen finden sich in der Matrix und können beim Brand in das Korn eindringen. Bewusst inhomogen aufgebaute Steine, wie die der Periklas-Chromit-Reihe, sind weit verbreitet. Ihre Eigenschaften werden entscheidend durch die Zusammensetzung und Menge der Kornkomponenten sowie der Matrix beeinflusst. Diese sprachliche Trennung ist auch für das Studium der Verschlackung feuerfester Erzeugnisse relevant, da die einwandernden Flußmittel sich primär in der Matrix bewegen, die sich häufig durch ihre Farbe vom unveränderten Korn unterscheidet.

An Tonstäben aus verschiedenen charakteristischen Rohstoffen wurden die Möglichkeiten untersucht, einen Elastizitäts-Modul in Abhängigkeit vom Feuch tigkeitsgehalt mit Hilfe einer dynamischen Methode zu bestimmen. Mit fort schreitender Trocknung wurde ein Ansteigen der Elastizität beobachtet. Für das anisotrope Material läßt sich auch im plastischen Zustand ein Äquivalent-Elastizi täts-Modul finden, der mittels einer statischen Meßmethode überprüft werden konnte. Ferner war hierdurch die Möglichkeit gegeben, den elastischen und pla stischen Verformungsanteil getrennt zu erfassen. Die Untersuchungen könnten als Modell für die Aussagen des E-Moduls feuer fester Erzeugnisse bei hohen Temperaturen dienen. 7 1. Einleitung An plastisch geformten Tonstäben sollte untersucht werden, bei welchem Feuch tigkeitsgehalt im Verlaufe des Trocknens der Elastizitäts-Modul bestimmt werden kann, bzw. wie er während des Trocknens ansteigt. Dies ist in Zusammenhang mit der Beurteilung der Trockenempfindlichkeit des betreffenden Tones interessant, da die Rißbildung nicht nur vom Schwindmaß, sondern auch von der Starrheit bzw. der Elastizität des trocknenden Körpers abhängt.

Der Zerfall von Kaolinit und die Bildung von Hochtemperaturphasen wie Mullit und Cristobalit sowie der Zwischenprodukte Meta-Kaolin und y-Tonerde sind von grundlegender Bedeutung und wurden bereits mehrfach untersucht. Der Zerfall der Tonminerale ist entscheidend für das Verständnis der keramischen Eigenschaften von bei hohen Temperaturen gebrannten Erzeugnissen. Neuere Arbeiten zeigen, dass Kaolinit bei etwa 600°C zerfällt; die entwässerten Schichtpakete im Meta-Kaolin weisen jedoch ein ähnliches Raumgerüst wie Kaolin auf. Der exotherme DTA-Peak bei 950 bis 1000°C wird unterschiedlich interpretiert: Einige sehen die freigesetzte Energie als Kristallisationswärme möglicher Kristallphasen, während andere sie als eine Reaktion im aktiven Zustand deuten, die durch den Zusammenbruch des Meta-Kaolinit-Gerüstes verursacht wird. Die thermischen Effekte beim Kaolinzerfall wurden bereits 1935 von INSLEY und EWELL beschrieben, die annahmen, dass bei 550 bis 600°C amorphe Tonerde und Kieselsäure entstehen und der exotherme Effekt bei 950 bis 1000°C durch die Bildung von y-Al2O3 hervorgerufen wird. Elektronenoptische Untersuchungen und die Auswertung von Beugungsaufnahmen zeigen, dass zwischen 700 und 1100°C y-Tonerde, ab 950°C Mullit und ab 1200°C Cristobalit nachweisbar sind.

Nach den heutigen Erkenntnissen ist der Mullit die einzige Verbindung im System SiO2-Al2O3, die bis ca. 1810°C beständig ist. Da etwa 80 % aller feuerfesten Steine eine alumosilikatische Basis haben, ist Mullit in der Feuerfest-Technologie von großer Bedeutung. Erste Untersuchungen zur Struktur des Mullits wurden von TAYLOR durchgeführt. Mullit kristallisiert rhombisch-bipyramidal und gehört zur Raumgruppe D2h, ähnlich wie Sillimanit, mit dem er oft fälschlicherweise identifiziert wurde. H. SCHOLZE bestätigte TAYLORs Ergebnisse und zeigte eindeutige Identifizierungsmöglichkeiten auf. J. GROFCSIK fasste die Erkenntnisse über Mullit, seine Struktur und Bildung bis 1959 zusammen. Die Kenntnisse über die Struktur des Mullits und seine Verwandtschaft mit Sillimanit haben sich in letzter Zeit erheblich erweitert. Bereits früher vermuteten W. EITEL, H. MARK, K. ROSBAUD, E. KORDES und K. SCHLOSSMACHER, dass im System SiO2-Al2O3 Mischkristalle vorliegen müssten, da die Gitterparameter von Sillimanit und verschiedenen Mulliten auf eine Kontinuität hindeuteten. Auch E. C. SHEARS und W. A. ARCHIBALD vertraten die Ansicht, dass im Bereich der Mullitzusammensetzung ein Mischkristallgebiet vorhanden sein sollte.