DE3443250A1 - Monolithisches feuerfestmaterial - Google Patents

Abstract

1 Die Erfindung betrifft monolithisches Feuerfestmaterial, das eine relativ hohe thermische Leitfähigkeit und einen relativ hohen Wasserunlöslichkeitsgrad aufweist. Um eine Stampfmischung zu schaffen, die besonders für die Verwendung als Füllmaterial für Kühlplatten in Hochöfen geeignet ist, wird erfindungsgemäß ein monolithisches Feuerfestmaterial vorgeschlagen, gekennzeichnet durch 50-75 Gew.-% grobkörnigen Flockengraphit, 5-30 Gew.-% feinkörnigen Flockengraphit und als Rest Rohton, und durch einen Zusatz, der auf dem Gesamtgewicht der Mischung basiert, von 10-25 Gew.-% von flüssigem Phenolharz in Kombination mit einem alkoholischen Lösungsmittel und von einem Harz-Härtemittel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Monolithisches Feuerfestmaterial und insbesondere eine Zusammensetzung für die Herstellung einer Stampfmasse zur Verwendung als Kühlplatten-Füllmaterial in Hochöfen.

Monolithische oder Monolith-bildende Feuerfestmaterialien sind Mischungen aus trockenen granularen oder versteiften plastischen Feuerfestmaterialien, mit denen Ofenauskleidungen praktisch ohne Verbindungsstellen hergestellt werden.

Ihre mineralogische Zusammensetzung umfaßt einen weiten Bereich und entsprechend unterschiedlich sind ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften. In den unterschiedlichsten Öfen werden monolithische Feuerfestmaterialien benutzt, um gegenüber einer Steinauskleidung Vorteile zu erzielen. Die Verwendung von monolithischen Feuerfestmaterialien ermöglicht einen Einbau in einer relativ kurzen Zeit, wobei jegliche Verzögerungen, die sich durch erforderliche Anfertigung von Spezialformstücken ergeben, vermieden werden können. Weiterhin wird durch die Verwendung von monolithischen Feuerfestmaterialien häufig die schwierige Aufgabe der Schichtung der Steine vermieden. Die Verwendung von monolithischen Feuerfestmaterialien ist für die Wartung des Ofens von besonderer Bedeutung. Wesentliche Ausbesserungen können unter einem minimalen Zeitverlust durchgeführt werden und in einigen Fällen während des weiteren Betriebes des Ofens.

Eine Stampfmischung stellt ein Beispiel für die Zusammensetzung, die üblicherweise zur Herstellung eines Monoliths verwendet wird, dar. Das Anwendungsgebiet für eine Stampfmischung umfaßt auch ihre Verwendung als Füllmaterial für Kühlplatten in Hochöfen.

Um den Erfordernissen dieser besonderen Anwendungsform zu genügen, werden folgende Anforderungen an eine Stampfmischung gestellt. Eine relativ hohe thermische Leitfähigkeit, eine Trocken- Kaltdruckfestigkeit von mindestens 70 kg/cm[hoch]2, eine Wiedererwärmungsstabilität bei 537.8° C, eine Formbeständigkeit der Stampfmischung oder eine plastische Formbeständigkeit, ein relativ hoher Wasserunlöslichkeitsgrad und eine Härtetemperatur, die 121.11° C nicht übersteigt. Obgleich einige Stampfmischungen eine oder mehrere der erforderlichen Eigenschaften erfüllen, genügt eine Stampfmischung gemäß der Erfindung allen diesen Anforderungen. Weiterhin wird die erfindungsgemäße Stampfmischung als Einzelkomponente verkauft und besitzt eine Gebrauchsfähigkeit von vier Monaten.

Die kommerzielle Notwendigkeit eines Feuerfestmaterials, das als Füllmaterial für die Hochofenauskleidung und als Kühlplatte verwendet werden kann und das die folgenden Eigenschaften aufweist, wurde erkannt:

1) eine thermische Leitfähigkeit von 38962.5 Joule/mh° C bei 815.6° C (in der "schnellen" Richtung)

2) eine Trocken - Kaltdruckfestigkeit von mindestens 70 kg/cm[hoch]2

3) eine Wiedererwärmungsstabilität bei 537.8° und

4) eine Formbeständigkeit der Stampfmischung oder eine plastische Formbeständigkeit.

Die hier verwendete Bezeichnung "schnelle" Richtung stellt die Messung der Leitfähigkeit in eine Richtung senkrecht zu der, in der das Material zur Verwendung desselben gepreßt wurde, dar, während die "langsame Richtung" bei der Messung der thermischen Leitfähigkeit die Richtung parallel zu der, in welcher das Material gepreßt oder gestampft wurde, angibt.

Anfangs wurde angenommen, daß ein auf Siliziumcarbid und/oder Flockengraphit basierendes monolithisches Feuerfestmaterial hergestellt werden könnte, um den obigen Anforderungen zu genügen. Die anfänglichen Arbeiten beinhalteten die Bewertung einer Reihe von Mischungen (bench scale mixes), die aus Siliziumcarbid, Graphit und Ton bestanden.

Diese Bewertungen wurden durchgeführt, um die Wirkung, falls eine vorhanden ist, festzustellen, die die Zugabe oder Elimination von Graphit zu einer handelsüblichen Stampfmischung, auf die plastische Formbeständigkeit der Mischung ausübt. Bezogen auf die Tabellen I und II, so zeigen die Mischungen E, E-1 und F entsprechend ihres Flockengraphit-Gehaltes in einer Menge, die 12.5 % übersteigt, geringe plastische Eigenschaften und verminderte Druckfestigkeit. Die Mischung A besitzt die höchste Kaltdruckfestigkeit (von 63.27 kg/cm[hoch]2) nach dem Trocknen. Die thermische Leitfähigkeit einer Stampfmischung, die 10 % Flockengraphit enthielt, betrug 23793.1 Joule/mh° C bei 815.6° C in der "schnellen" Richtung. Folglich konnte angenommen werden, daß die thermische Leitfähigkeit von Mischung D bis G das gewünschte Ziel von mindestens 38962.5 Joule/mh° C nicht erreichen würde.

Tabelle I

Bezeichnung der Mischung: A A-1 A-2 B

___ ___ ___ ___

Mischung:

Siliziumcarbid (Korngrößen)

<2.38 />1.19 mm --------------------------40%---------------------------------

<1.19 />0.59 mm ----------------------------5%---------------------------------

<0.59 />0.297 mm ---------------------------10%--------------------------------

<0.297 />0.149 mm ----------------------------5%---------------------------------

Siliziumcarbid DCF 30 30 35 25

1631 Flockengraphit --- --- --- ---

Mexaloy Graphit --- --- --- ---

M & D Bindeton 10 --- --- 15

Jackson Bindeton --- 10 --- ---

SPV Volclay --- --- 5 ---

Zusätze:

Silicanit ----------------------------2%---------------------------------

Wasser (zum Pressen) 7.3 6.8 8.8 7.7

Wasser (f.d. Lagerung) 10.3 7.9 9.8 12.7

Schüttdichte kg/m[hoch]3 (Av. 3)

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 121.1° C 2498.87 2530.90 2402.76 2482.85

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 1093.3°C* 2498.87 2498.87 2386.74 2434.79

Scheinbare Porosität,

% (Av. 3)

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 1093.3° C*: 20.1 19.4 23.0 20.9

Wiedererhitzen auf

1093.3° C: (Av. 3)*

lineare Ausdehnung -0.3 -0.2 +0.2 -/+0.2

Volumenausdehnung -0.8 -0.2 -0.2 -0.4

Kaltdruckfestigkeit kg/cm[hoch]2

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 121.1° C 63.27 62.57 52.02 51.32

Bearbeitbarkeit (Lagerungs-

daten) 14# wt. f.d. Pressen 40 40 35 37

Angefeuchtet f.d. Lagerung 43 50 50 50

(5# wt.) (5# wt.)

nach einer Woche 29 26 32 56

(5# wt.)

nach einem Monat 42 21 24 55

nach zwei Monaten 33 22 25 49

nach drei Monaten 37 16 24 44

(*) Reduzierende Bedingungen

Fortsetzung der Tabelle I

Bezeichnung der Mischung: B-1 C C-1 D

___ ___ ___ ___

Mischung:

Siliziumcarbid

<2.38 />1.19 mm --------------------------40%---------------------------------

<1.19 />0.59 mm ----------------------------5%---------------------------------

<0.59 />0.297 mm ---------------------------10%--------------------------------

<0.297 />0.149 mm ----------------------------5%---------------------------------

Siliziumcarbid DCF 25 20 20 15

1631 Flockengraphit --- --- --- 10

Mexaloy Graphit --- --- --- ---

M & D Bindeton --- 20 --- 15

Jackson Bindeton 15 --- 20 ---

SPV Volclay --- --- --- ---

Zusätze:

Silicanit ----------------------------2%---------------------------------

Wasser (zum Pressen) 7.8 8.1 8.0 8.6

Wasser (f.d. Lagerung) 10.8 9.6 9.0 10.6

Schüttdichte kg/m[hoch]3 (Av. 3)

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 121.1° C: 2482.85 2466.83 2434.79 2354.70

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 1093.3°C*: 2434.79 2402.76 2370.72 2306.65

Scheinbare Porosität,

% (Av. 3)

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 1093.3° C*: 20.7 21.6 22.7 22.6

Wiedererhitzen auf

1093.3° C: (Av. 3)*

lineare Ausdehnung +/-0.3 +/-0.3 -0.3 -0.3

Volumenausdehnung -0.3 -0.3 -0.7 -0.8

Kaltdruckfestigkeit kg/cm[hoch]2

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 121.1° C 52.02 44.99 42.18 44.29

Bearbeitbarkeit (Lagerungs-

daten) 14# wt. f.d. Pressen 43 37 39 33

Angefeuchtet f.d. Lagerung 45 43 44 46

(5# wt.)

nach einer Woche 31 31 30 33

(5# wt.)

nach einem Monat 50 24 23 33

nach zwei Monaten 39 21 19 33

nach drei Monaten 35 18 15 38

(*) Reduzierende Bedingungen.

Tabelle II

Bezeichnung der Mischung: D-1 D-2 E E-1

___ ___ ___ ___

Mischung:

Siliziumcarbid

<2.38 />1.19 mm --------------------------40%---------------------------------

<1.19 />0.59 mm ----------------------------5%---------------------------------

<0.59 />0.297 mm ---------------------------10%--------------------------------

<0.297 />0.149 mm ----------------------------5%---------------------------------

Siliziumcarbid DCF 15 20 12.5 12.5

1631 Flockengraphit 10 --- 12.5 12.5

Mexaloy Graphit --- 10 --- ---

M & D Bindeton --- --- 15 ---

Jackson Bindeton 15 --- --- 15

SPV Volclay --- 10 --- ---

Zusätze:

Silicanit ----------------------------2%---------------------------------

Carboxymethylcellulose --- --- --- ---

Wasser (zum Pressen) 8.5 9.7 8.5 8.6

Wasser (für d. Lagerung) 10.0 11.2 10.0 10.1

Schüttdichte kg/m[hoch]3 (Av. 3)

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 121.1° C: 2338.68 2306.65 2322.66 2306.65

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 1093.3°C*: 2290.63 2274.61 2274.61 2258.59

Scheinbare Porosität,

% (Av. 3)

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 1093.3° C*: 22.8 23.8 23.2 23.1

Wiedererhitzen auf

1093.3° C: (Av. 3)*

lineare Ausdehnung -0.2 -0.4 +/-0.2 -0.2

Volumenausdehnung -0.5 -0.5 -0.4 -0.7

Kaltdruckfestigkeit kg/cm[hoch]2

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 121.1° C 42.18 52.73 37.96 35.85

Bearbeitbarkeit (Lagerungs-

daten) 14# wt. f.d. Pressen 35 30 32 39

Angefeuchtet f.d. Lagerung 50 43 43 50

nach einer Woche 43 36 26 36

nach einem Monat 34 33 29 39

nach zwei Monaten 31 32 28 34

nach drei Monaten 30 32 28 35

(*) Reduzierende Bedingungen.

Fortsetzung der Tabelle II

Bezeichnung der Mischung: E-2 F G

___ ___ ___

Mischung:

Siliziumcarbid

<2.38 />1.19 mm --------------------40%-------------------------

<1.19 />0.59 mm ---------------------5%-------------------------

<0.59 />0.297 mm --------------------10%------------------------

<0.297 />0.149 mm ---------------------5%------------------------

Siliziumcarbid DCF 15 15 15

1631 Flockengraphit --- 15 ---

Mexaloy Graphit 15 --- 15

M & D Bindeton --- 10 10

Jackson Bindeton --- --- ---

SPV Volclay 10 --- ---

Zusätze:

Silicanit ---------------------2%-------------------------

Carboxymethylcellulose --- 0.75 0.75

Wasser (zum Pressen) 10.0 12.6 13.5

Wasser (für d. Lagerung) 11.1 14.6 15.5

Schüttdichte kg/m[hoch]3 (Av. 3)

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 121.1° C: 2242.57 2098.41 2002.30

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 1093.3°C*: 2194.52 2066.37 1986.28

Scheinbare Porosität,

% (Av. 3)

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 1093.3° C*: 25.1 30.1 32.1

Wiedererhitzen auf

1093.3° C: (Av. 3)*

lineare Ausdehnung -0.2 -0.1 +/-0.4

Volumenausdehnung -0.4 -0.5 -0.4

Kaltdruckfestigkeit kg/cm[hoch]2

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 121.1° C 42.18 39.37 19.68

Bearbeitbarkeit (Lagerungs-

daten) 14# wt. f.d. Pressen 32 35 35

Angefeuchtet f.d. Lagerung 46 46 46

nach einer Woche 38 36 38

nach einem Monat 38 52 50

nach zwei Monaten 35 60+ 60+

nach drei Monaten 37 --- ---

(*) Reduzierende Bedingungen.

Bezogen auf die Tabelle III werden hier die Ergebnisse der Überprüfung einer zweiten Reihe von Mischungen gezeigt. Die zweite Reihe von Mischungen, bezeichnet von H bis L, wurde aus einer Menge von Siliziumcarbid, Ton und wachsenden Anteilen entweder von feinstgemahlenem amorphen oder feinstgemahlenem Mexaloy-Flockengraphit hergestellt.

Diese Mischungen enthielten ebenso als Zusatz zur Verbesserung der Druckfestigkeit nach dem Trocknen Pech in Pulverform. Die Mischungen I, K und L enthielten feinstgemahlenen Flockengraphit. Diese Mischungen erforderten für die Herstellung des Monolithes zusätzliche Mengen an Wasser und folglich wurde die Dichte dieses Monoliths deutlich verringert. Als thermische Leitfähigkeit der Mischung H und J wurden 1558.5 Joule/mh °C in der "langsamen" Richtung ermittelt. Keine dieser Mischungen erwies sich für die kommerzielle Verwendung als geeignet.

Tabelle III

Es wurden zusätzlich die in der Tabelle IV angegebenen Mischungen (M, N, O, P und R) hergestellt. Diese Mischungen stellen harzgebundene, plastische Flockengraphit-Mischungen dar. Diese Mischungen enthielten 80 bis 100 % Flockengraphit (Asbury 3166 A und Asbury FG feinstgemahlen) mit Zusätzen von Tonerde (M) oder Bindeton (N, O und P). Der Harzanteil, der für die plastischen Eigenschaften dieser Mischungen erforderlich ist, liegt im Bereich von 35 bis 50 %. Diese Mischungen waren zwar preßbar, jedoch traten Lamellierungen und scharfe Risse nach dem Trocknen der gepreßten Formstücke auf.

Tabelle IV

Bezeichnung der Mischung: M N O P R

____ ____ ____ ____ ____

Mischung:

Asbury 3166 A Graphit 50% 55% 60% 55% 60%

Asbury feinstgemahlener

Flockengraphit, FG 30 30 30 30 40

M & D Bindeton --- 15 10 15 ---

A-17 Tonerde 20 --- --- --- ---

Zusätze:

ML-53 Harz 35 35 --- --- ---

RL-2302 Harz --- --- --- 50 50

RM 441 Harz --- --- 35 --- ---

Stadex 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0

Darvon C 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10

Formungsverfahren: 15.24 cm-Stäbe wurden bei 70.3 kg/cm[hoch]2 gepreßt.

Beobachtungen: Keine dieser Mischungen zeigte eine gute Verdichtung und nach dem Pressen entstanden Lamellierungen.

Schüttdichte kg/m[hoch]3

nach Trocknen von 18 Std.

bei 260° C 1601.84 1489.71 1633.87 1601.84 1489.71

Zusätzliche Mischungen (X, Y und Z) wurden als Stampfmischungen hergestellt, die verminderte Bindemittelzusätze aufweisen. Diese Mischungen werden detailliert in der Tabelle V beschrieben. Die Mischungen Y und Z (100 % Flockengraphit) enthielten verringerte Mengen an Flüssigharz, während die Mischung X Wasser enthielt. Die Mischung Y mit dem Zusatz von 20 % Bindeton stellt die Mischung mit der besten Stampfeigenschaft dar. Die thermische Leitfähigkeit der Mischung Y in der "langsamen" Richtung betrug 28 572.5 Joule/mh° C bei 815.56° C. Im Gegensatz dazu zeigte die Mischung X für die thermische Leitfähigkeit einen Wert von 18 182.5 Joule/mh °C bei 815.56° C in der "langsamen" Richtung. Die thermische Leitfähigkeit für Mischung Y wurde ebenfalls in der schnellen Richtung bestimmt. Dieses geschah durch kontinuierliche Stampfung eines großen Blockes aus diesem Material und anschließendes Abtrennen von 22.86 cm-Streifen von dem Block. Die thermische Leitfähigkeit wurde senkrecht zur Stampfrichtung gemessen. Der Wert der thermischen Leitfähigkeit für die Mischung Y in der schnellen Richtung betrug 42 910.7 Joule/mh° C bei 815.56° C. Dieses ergibt eine Differenz von 14 338.2 Joule/mh° C für den Wert der thermischen Leitfähigkeit derselben Mischung in der "langsamen" Richtung.

Tabelle V

Bezeichnung der Mischung: X Y Z

____ ____ ____

Mischung:

Asbury 3166 A Trockengraphit 40% 50% 50%

feinstgemahlener Asbury

Flockengraphit, FG 30 30 50

M & D Bindeton 20 20 ---

pulverförmiges Pech 10 --- ---

Zusätze:

RM 441 Flüssigharz --- 21 30

Wasser 18 --- ---

Stadex 4 4 4

Darvon C 0.10 0.10 0.10

Schüttdichte kg/m[hoch]3 (Av. 3)

nach Herstellung 1762.02 1874.15 1633.87

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 260° C 1441.65 1729.98 1377.58

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 815.56°C*

Formungsdruck, kg/cm[hoch]2 70.3 140.6 70.3

Aussehen nach der Formung: einige La- Gute Ver- mehrere Lamellie-

mellie- dichtung rungen traten in den

rungen tra- gepreßten 22.86 mm-

ten im Form- Streifen auf.

stück auf.

Kaltdruckfestigkeit kg/cm[hoch]2

(Av. 3)

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 260,0° C 45.70 92.09 30.93

Lineare Ausdehnung, %

nach Erhitzen von 18 Std.

bei 260,0° C -0.056 -0.028 ---

nach Erhitzen von 5 Std.

bei 815.56° C* --- -0.084 ---

Verhalten bei Lagerung:

nach einer Woche gut gut ---

nach einem Monat gut gut ---

nach zwei Monaten --- gut ---

Schüttdichte kg/m[hoch]3 (Av. 3)

nach kontinuierlicher

Stampfung --- 1649.89 ---

nach dem Stampfen und

Erhitzen von 18 Std.

bei 260° C --- 1489.71 ---

Aussehen nach dem Stampfen Die von großen gestampften Blöcken abgetrennten

und Trocknen bei 260° C Proben waren im wesentlichen frei von La-

Nur Mischung Y mellierung. Die Steine dienten zur Bestimmung

der thermischen Leitfähigkeit in der "schnellen"

Richtung.

(*) Reduzierende Bedingungen.

Nach dem Erhitzen bei 815.56° C zeigte die Mischung Y eine lineare Ausdehnung von - 1.2 % und eine Volumenausdehnung von - 3.8 %. Die Tabelle VI zeigt einen Vergleich der thermischen Leitfähigkeiten zwischen den Mischungen H, J, X und Y.

Infolge der Prüfung wurde festgestellt, daß die Mischung Y das beste Beispiel für eine Stampfmasse mit hoher Leitfähigkeit auf Graphit-Basis darstellt. Eine Probe der Mischung wurde überprüft mit dem Ergebnis, daß die Mischung den kommerziellen Anforderungen in jeder Hinsicht genügte, ausgenommen, daß sie einen relativ hohen Grad an Wasserlöslichkeit aufwies und deshalb eine höhere als gewünschte Temperatur von 260° C zur Härtung des Harzes erforderte. Es wurden zusätzliche Untersuchungen durchgeführt, um eine Mischung mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit herzustellen, die einen hohen Grad an Wasserunlöslichkeit aufweist und eine Härtetemperatur oberhalb von 121.11° C. Mischung Y wurde als Ausgangsbasis für die zusätzlichen Untersuchungen verwendet.

Tabelle VI

thermische Leitfähigkeit für ausgewählte Mischungen*

Bezeichnung der Mischung:

_____________H_____________ _____________J____________

langsame Richtung langsame Richtung

Durch- thermische Durch- thermische

schnitts- Leitfähigkeit schnitts- Leitfähigkeit

temp.(°C) temp.(°C)

161.67 12 137.90 161.67 13 195.30

573.89 14 563.79 565.50 12 291.45

1773.00 17 652.61 977.78 17 299.35

790.56 16 395.42 785.00 16 660.37

587.22 14 992.77 587.22 15 621.37

382.22 13 964.16 380.56 14 525.22

117.22 12 717.36 120.56 13 486.22

_____________X_____________

langsame Richtung

Durch- thermische

schnitts- Leitfähigkeit

temp.(°C)

155.00 12 774.51

618.89 13 891.43

971.67 20 229.33

774.44 19 008.51

562.22 18 208.48

348.89 18 702.00

106.67 18 151.33

Bezeichnung der Mischung:

_____________Y_____________ _____________Y____________

langsame Richtung schnelle Richtung

Durch- thermische Durch- thermische

schnitts- Leitfähigkeit schnitts- Leitfähigkeit

temp.(°C) temp.(°C)

152.22 26 058.12 155.00 44 100.36

623.33 23 897.00 629.44 42 900.31

1003.33 29 434.87 365.00 44 645.83

799.44 29 320.58 107.22 46 214.72

586.67 29 593.28

370.56 28 151.71

112.78 29 211.49

(*) Argon-Atmosphäre

Joule/mh° C

Tabelle VII zeigt die Prüfung der zusätzlichen Mischungen AA - EE. Ein Harz vom Resorcin-Typ und verschiedene Phenolharze in Pulverform wurden den Mischungen in einem Versuch zur Erzielung der besten Härtung bezüglich der Wasserunlöslichkeit zugegeben. Die Wasserlöslichkeit wurde durch Bestimmen des Gewichtsverlustes der gehärteten Proben gemessen, die sechs Stunden lang kochendem Wasser ausgesetzt waren. Die Tests zu Beginn zeigten, daß die Mischung EE, die RL-2302 Harz, hergestellt von der Bordon Chemical Company, enthielt (RL-2302 Harz wurde früher als ML-25R Harz verkauft) die beste Wasserunlöslichkeit (den geringsten Gewichtsverlust) aufwies.

Tabelle VII

Wie in Tabelle VIII gezeigt, wurden zusätzliche Tests mit neu hergestellten Mischungen FF - JJ durchgeführt. Diese Mischungen wurden alle mit RL-2302-Harz hergestellt. In diesen Mischungen wurde die Menge an feinstgemahlenem Asbury FG Graphit variiert, um dessen Auswirkungen auf die Stampfbarkeit, Porengröße und letztlich auf die thermische Leitfähigkeit festzustellen. Ein Mercury-Porositätstest, durchgeführt mit den Mischungen GG, II und JJ, ergab, daß die Mischung II den geringsten durchschnittlichen Porendurchmesser (5 Mikron) aufwies. Die thermische Leitfähigkeit der Mischung II wurde senkrecht zur Stampfrichtung (hohe thermische Leitfähigkeit oder "schnelle" Richtung) und parallel zur Stampfrichtung (geringe thermische Leitfähigkeit oder "langsame" Richtung), bestimmt.

Tabelle VIII

Fortsetzung der Tabelle VIII

Tabelle IX zeigt die Vergleichsprüfung, die mit diesen Mischungen durchgeführt wurde.

Mischung II zeigte im Vergleich zu den anderen Mischungen die beste Stampfung und Kompaktion. Ihr Wasserunlöslichkeitsgrad nach dem Härten bei 82.22° C und 121.11° C war im Vergleich zu den zuvor hergestellten Mischungen verbessert. Die thermische Leitfähigkeit dieses Materials betrug 87 431.85 Joule/mh° C im Vergleich zu 44 105.55 Joule/mh° C für die zuvor hergestellte Mischung Y ("schnelle" Richtung). Die Mischung JJ wies eine thermische Leitfähigkeit von 36 053.3 Joule/mh° C auf. Die Mischung II hatte im Vergleich zu den Mischungen Y und JJ entsprechend der besseren Stampfeigenschaften, der erhöhten Stampfdichte und der geringeren durchschnittlichen Porengröße, eine verbesserte thermische Leitfähigkeit. Daher zeigte die Mischung II von allen die besten Eigenschaften für die kommerzielle Verwendung als Stampfmischung zum Ummanteln/Auskleiden der Hochofen-Kühlplatten. Die Mischung II zeichnet sich durch hohe thermische Leitfähigkeit, hohe Kaltdruckfestigkeit (mehr als 105.45 kg/cm[hoch]2 nach dem Erhitzen auf 121.11° C), einem hohen Grad an Wasserunlöslichkeit und gute Stampfeigenschaften aus.

Tabelle IX

Thermische Leitfähigkeit (Argon-Atmosphäre)

Bezeichnung der Mischung:

_____________Y*_____________ _____________Y*____________

Schnelle Richtung Langsame Richtung

Durch- thermische Durch- thermische

schnitts- Leitfähigkeit schnitts- Leitfähigkeit

temp.(°C) temp.(°C)

155.00 44105.55 152.22 26078.9

629.44 42910.7 623.33 23897.0

365.00 44625.05 370.56 28156.9

107.22 46235.50 113.33 29195.9

_____________II**____________

Schnelle Richtung

Durch- thermische

schnitts- Leitfähigkeit

temp.(°C)

155.56 87431.85

649.44 72522.20

376.11 74288.50

125.56 78964.0

Bezeichnung der Mischung:

_____________II**_____________ _____________JJ***____________

Langsame Richtung Schnelle Richtung

Durch- thermische Durch- thermische

schnitts- Leitfähigkeit schnitts- Leitfähigkeit

temp.(°C) temp.(°C)

153.89 28156.90 154.44 36053.3

637.78 26234.75 663.33 34027.25

376.11 27897.15 389.44 36001.35

117.78 28884.2 116.67 39845.65

(*) Proben wurden gehärtet bei 260° C

(**) Proben wurden gehärtet bei 537.78° C

(***) Proben wurden gehärtet bei 121.11° C

Tabelle X zeigt die Korngrößenanalyse der Mischung II entsprechend der Tyler-Siebreihe

Tabelle X

Bezeichnung der Mischung: __________II_________

Korngrößenanalyse

% > 2.362 mm

> 1.651 mm

_____________________ ____________________

> 1.168 mm --

> 0.833 mm --

> 0.589 mm 2 2

_____________________ ____________________

> 0.417 mm 8

> 0.295 mm 28

> 0.208 mm 22 58

_____________________ ____________________

> 0.147 mm 10

> 0.104 mm -- 10

_____________________ ____________________

> 0.074 mm 2

> 0.053 mm --

> 0.044 mm -- 2

< 0.044 mm 28 28

_____________________ ____________________

Claims (5)

1. Monolithisches Feuerfestmaterial, das eine relativ hohe thermische Leitfähigkeit und einen relativ hohen Wasserunlöslichkeitsgrad aufweist, gekennzeichnet durch 50 - 75 Gew.% grobkörnigen Flockengraphit, 5 - 30 Gew.% feinkörnigen Flockengraphit und als Rest Rohton, und durch einen Zusatz, der auf dem Gesamtgewicht der Mischung basiert, von 10 - 25 Gew.% von flüssigem Phenolharz in Kombination mit einem alkoholischen Lösungsmittel und von einem Harz-Härtemittel.

2. Monolithisches Feuerfestmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der grobkörnige Flockengraphit 70 Gew.%, der feinkörnige Flockengraphit 10 Gew.% und das flüssige Phenolharz in Kombination mit einem alkoholischen Lösungsmittel 20 Gew.% beträgt.

3. Monolithisches Feuerfestmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung bei einer Temperatur von ungefähr 121.1° C für eine Zeitdauer von mindestens sechs Stunden gehärtet ist.

4. Monolithisches Feuerfestmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung bei einer Temperatur von ungefähr 121.1° C für eine Zeitdauer von mindestens sechs Stunden gehärtet ist.

5. Monolithisches Feuerfestmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung als Stampfmischung.