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DE3838778A1 - Leichte feuerfestzusammensetzung - Google Patents

Leichte feuerfestzusammensetzung

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DE3838778A1
DE3838778A1 DE19883838778 DE3838778A DE3838778A1 DE 3838778 A1 DE3838778 A1 DE 3838778A1 DE 19883838778 DE19883838778 DE 19883838778 DE 3838778 A DE3838778 A DE 3838778A DE 3838778 A1 DE3838778 A1 DE 3838778A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerfestzusammensetzung, die wenn sie mit Wasser oder mit einer anderen Flüssig­ keit gemischt wurde, geeignet ist hydraulisch abbinden­ de, gießbare und spritzbare Feuerfestprodukte zu liefern zur Auskleidung verschiedener Kessel und Über­ tragungsleitungen für Produktionszwecke, wobei die Zusammensetzung eine hohe Abriebfestigkeit und eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Während eine Reihe von gießbaren und spritzbaren Zu­ sammensetzungen für sich alt und allgemein bekannt sind, gibt es viele spezielle Anforderungen in Abhängigkeit vom Einsatzzweck, die derartige Produkte nicht verwend­ bar machen.
So sind bspw. gießbare Feuerfestprodukte, die in der Petro-Chemie zum Auskleiden von Übertragungsleitungen bei katalytischen Krack- oder Verkokungseinheiten für Flüssigkeiten benutzt werden nicht vollständig befrie­ digend aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit.
Versuche die Wärmeleitfähigkeit durch Zusatz von Leicht­ aggregaten wie Perlit, Vermikulit und dergleichen zu senken, waren nicht erfolgreich, weil die Festigkeit der resultierenden Guß- oder Spritzprodukte stark reduziert wird.
Die bekannten gießbaren Produkte sind auch deshalb nicht vollständig befriedigend, weil in derartigen Leitungen die Katalysatoren, die auf Aluminium basieren und Koks stark abreibend sind und mit hoher Geschwin­ digkeit strömen, wodurch erhebliche Erosionsprobleme für die gesamte Anlage bestehen.
Spritzmischungen die für derartige Zwecke benutzt wurden, fehlt die notwendige niedrige Wärmeleitfähig­ keit, Abriebfestigkeit und gewünschte Festigkeit.
Die US-PS 46 56 146 beschreibt eine verbesserte abrieb­ feste Feuerfestzusammensetzung für die Petro-Chemie und sie beseitigt das bisherige Problem der niedrigen Wärmeleitfähigkeit mit annehmbarer Dichte. Obwohl ein derartiges Gießprodukt grundsätzlich annehmbar ist, hat es immmer noch nicht den gewünschten Grad des Abriebwiderstandes kombiniert mit niedriger thermischer Leitfähigkeit.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Feuerfestzu­ sammensetzung mit hohem Abriebwiderstand, niedriger thermischer Leitfähigkeit und adäquater Festigkeit mit annehmbarer Dichte, wie sie speziell für die petrochemische Anwendung brauchbar ist.
Zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Feuerfest­ zusammensetzung, die eine geschmolzene gießbare Kiesel­ säure enthält mit einer Kieselsäurekomponente und einem Binder und für jeweils 100 Gew.-Teile dieser geschmolzenen Kieselsäure etwa 3 bis 20 Gew.-Teile Mikrokugeln auf Tonerde-Kieselsäure-Basis.
Der wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Benutzung der Mikrokugeln auf Tonerde-Kieselsäure- Basis.
Der hier verwendete Begriff "Mikrokugeln auf Tonerde­ kieselsäure-Basis" betrifft Tonerde-Kieselsäure hohle Tonerdekugeln bei denen die Hülle sich aus etwa 50 bis 60% Kieselsäure (SiO2); 30 bis 40% Tonerde (Al2O3) und als Rest Eisen und Spurenelemente zusammensetzt. Derartige Mikrokugeln sind erhaltbar unter dem Namen "FILLITE".
Es wurde nun gefunden, daß derartige Kugeln die Wärme­ leitfähigkeit merklich herabsetzen und dennoch einen guten Abriebwiderstand und eine gute Festigkeit beibe­ halten, insbesondere wo sie solchen erosiven Materialien wie Tonerde oder Koks, die im katalytischem Kracksystem der Petro-Chemie anwesend sind, ausgesetzt sind.
Die verwendete gießbare geschmolzene Kieselsäure kann jedes herkömmliche geschmolzenen Kieselsäuresystem, so wie es derzeit für Gießprodukte bekannt ist und wie es bspw. in der US-PS 46 56 146 beschrieben ist, sein. Dieses enthält als Hauptbestandteil glasige Kieselsäure, evt. ein gebranntes feuerfestes Aggregat wie Schamotte, tafelförmige Tonerde, Bauxit, Spinel oder Mischungen davon sowie einen Binder. Die herkömmlich benutzten Binder sind Kalziumaluminat, Kalziumsilikat, Lignin­ mischungen und Phosphatbinder wie Monoaluminiumphosphat.
Für die vorliegende Zusammensetzung wird Kalziumaluminat­ zement vorgezogen.
Eine derartige gießbare Zusammensetzung kann die ver­ schiedenen Komponenten in ihrer üblichen Menge ent­ halten, gewöhnlich etwa 40 bis 95 Gew.-% der Kiesel­ säureverbindungen, vorzugsweise glasige Kieselsäure, etwa 5 bis 25 Gew.-% gebrannter feuerfester Aggregat (falls verwendet) und als Rest Kalziumaluminatzement.
Bezüglich der Mikrokugeln auf Tonerde-Kieselsäure-Basis werden frei bewegliche hohle Tonerde-Kieselsäure Mikro­ kugeln vorgezogen die eine Teilchengröße von etwa 1 bis 300 Mikron vorzugsweise 30 bis 300 Mikron haben.
Gewöhnlich werden diese in einer Menge von wenigstens 3 bis 15 Gew.-% je 100 Gew.-Teile gießbarer Kieselsäure zugesetzt bis die gewünschte niedrige Wärmeleitfähigkeit ohne Beeinträchtigung des Abriebwiderstandes oder der Festigkeit erhalten ist.
Mengen über 15 Gew.-% sind nicht zufriedenstellend, weil es dem Produkt bei gegebener niedriger Wärmeleitfähigkeit an der gewünschten Festigkeit mangelt.
Eine Mischung kann einfach durch Zusammenmischen der Komponenten hergestellt werden. Für die Anwendung kann die Zusammensetzung durch Zusatz von Wasser oder anderer Flüssigkeit zum Ausbilden der hydraulischen Abbindung wie üblich hergestellt werden und sie wird dann auf die Oberfläche des Petrochemischen Kessels oder der Leitung so aufgebracht wie es bisher geschehen ist.
Die Erfindung soll nachfolgend bspw. erläutert werden:
Beispiel 1 bis 4
Eine Reihe von unterschiedlichen Zusammensetzungen wurde hergestellt, gegossen und dann getestet auf Festigkeit, Abriebwiderstand und Wärmeleitfähigkeit. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.
Tabelle 1
Es ist ersichtlich, daß die Zusammensetzungen, die Mikrokugeln enthalten eine geringere Wärmeleitfähig­ keit besitzen, als die andere Zusammensetzung (Beisp. 1) die keine Mikrokugeln enthält.
Der Abriebwiderstand und die Festigkeit der Zusammen­ setzung mit Mikrokugeln waren zufriedenstellend.

Claims (6)

1. Feuerfestzusammensetzung, gekennzeichnet durch eine geschmolzene Kieselsäurezusammensetzung, die aus einer Kieselsäurekomponente und einem Binder sowie für jeweils 100 Gew.-teile der geschmolzenen Kieselsäure­ zusammensetzung etwa 3 bis 15 Gew.-Teilen hohlen Mikro­ kugeln auf Tonerde-Kieselsäure-Basis besteht.
2. Feuerfestzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein gebranntes feuerfestes Aggregat, ausgewählt aus Schamotte, tafelförmiger Tonerde, Bauxit, Spinel oder Mischungen davon enthält.
3. Feuerfestzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat Schamotte ist.
4. Feuerfestzusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder ein Kalziumaluminatzement ist.
5. Feuerfestzusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokugeln eine Teilchengröße von etwa 30 bis 300 Mikron haben.
6. Feuerfestzusammensetzung bestehend im wesentlichen aus einer geschmolzenen Kieselsäurezusammensetzung, die etwa 40 bis 95 Gew.-% glasige Kieselsäure, bis zu etwa 25 Gew.-% eines gebrannten feuerfesten Aggregates und als Rest einen Kalziumaluminatzement enthält, sowie für jeweils 100 Gew.-Teile der geschmolzenen Kieselsäurezusammensetzung etwa 3 bis 15 Gew.-Teile hohle Mikrokugeln auf Tonerde-Kieselsäure-Basis mit einer Teilchengröße von etwa 30 bis 300 Mikron.
DE19883838778 1987-11-18 1988-11-11 Leichte feuerfestzusammensetzung Withdrawn DE3838778A1 (de)

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