Feuerfester Kieselsäurestein

Quarzsand
Es ist der wichtigste Rohstoff zur Herstellung feuerfester Kieselsteine. Hochwertiger Quarzsand mit hohem SiO2-Gehalt, geringen Verunreinigungen und geeigneter Partikelgröße wird bevorzugt.
 

Kaolin oder Ton
Um die Plastizität und Formbarkeit des Quarzsandes zu verbessern, können kleine Mengen Kaolin oder Ton zugesetzt werden.
 

Aluminiumoxid
Um die Feuerfestigkeit und mechanische Festigkeit der Steine ​​zu erhöhen, können dem Quarzsand kleine Mengen Aluminiumoxid zugesetzt werden.
 

Bindemittel
Um die Festigkeit und Plastizität der Ziegel zu verbessern, können der Rohstoffmischung organische Bindemittel wie Stärke oder Zellulose zugesetzt werden.
 

Additive
Der Mischung können kleine Mengen verschiedener Zusatzstoffe zugesetzt werden, um bestimmte Eigenschaften des Endprodukts zu verbessern, wie z. B. die Temperaturwechselbeständigkeit oder Korrosionsbeständigkeit. Die genaue Zusammensetzung feuerfester Silikasteine ​​kann je nach Anwendungsanforderungen, Herstellungsverfahren und Verfügbarkeit der Rohstoffe variieren. Quarzsand ist jedoch immer der Hauptbestandteil feuerfester Silikasteine, während andere Materialien in kleinen Mengen hinzugefügt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.

Hoher Schmelzpunkt
Silica hat einen hohen Schmelzpunkt von etwa 1.710 Grad Celsius (3.110 Grad Fahrenheit). Diese Eigenschaft ermöglicht es feuerfesten Silica-Steinen, extrem hohen Temperaturen standzuhalten, ohne signifikante strukturelle Veränderungen zu erfahren.
 

Geringe Wärmeausdehnung
Feuerfeste Kieselsteine ​​haben einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, was bedeutet, dass sie sich bei hohen Temperaturen nur sehr wenig ausdehnen. Diese Eigenschaft trägt dazu bei, das Risiko von Rissen oder Abplatzungen zu minimieren und die strukturelle Integrität der Steine ​​unter thermischer Belastung sicherzustellen.
 

Gute Wärmeleitfähigkeit
Feuerfeste Kieselsteine ​​weisen eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, sodass sie Wärme effizient übertragen können. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen Wärme gleichmäßig verteilt oder aus bestimmten Bereichen abgeführt werden muss.
 

Chemische Eigenschaften
Die chemischen Eigenschaften von feuerfesten Kieselsteinen tragen zu ihrer hervorragenden Beständigkeit gegen chemische Korrosion bei. Hier sind einige wichtige chemische Eigenschaften von feuerfesten Kieselsteinen:
 

Säurebeständigkeit
Feuerfeste Kieselsteine ​​sind sehr säurebeständig und daher für Anwendungen geeignet, bei denen sie mit säurehaltigen Substanzen in Kontakt kommen. Sie widerstehen der korrosiven Wirkung von Säuren, einschließlich Schwefelsäure und Salzsäure.
 

Alkalibeständigkeit
Feuerfeste Kieselsteine ​​weisen außerdem eine gute Beständigkeit gegen Laugen wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid auf. Dank dieser Eigenschaft können sie der alkalischen Umgebung standhalten, die in industriellen Prozessen häufig vorkommt.
 

Stabilität bei hohen Temperaturen
Feuerfeste Kieselsteine ​​bleiben auch bei hohen Temperaturen stabil, sodass ihre chemischen Eigenschaften und ihre strukturelle Integrität erhalten bleiben. Diese Stabilität ist bei Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen die Steine ​​sowohl hohen Temperaturen als auch chemischen Substanzen ausgesetzt sind.
 

Mechanische Eigenschaften
Feuerfeste Kieselsteine ​​besitzen günstige mechanische Eigenschaften, die zu ihrer Haltbarkeit und Zuverlässigkeit beitragen. Hier sind einige bemerkenswerte mechanische Eigenschaften von feuerfesten Kieselsteinen:
 

Hohe Druckfestigkeit
Feuerfeste Kieselsteine ​​haben eine hohe Druckfestigkeit, sodass sie erheblichem Druck standhalten können, ohne sich zu verformen oder zu versagen. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen die Steine ​​hohen Belastungen oder Druck ausgesetzt sind.
 

Geringe Thermoschockbeständigkeit
Feuerfeste Kieselsteine ​​haben eine gute Wärmeschockbeständigkeit, das heißt, sie können schnellen Temperaturschwankungen standhalten, ohne zu reißen oder abzuplatzen. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen die Steine ​​zyklischer Erwärmung und Abkühlung ausgesetzt sind.

Die feuerfesten Silikasteine ​​werden in Form mehrerer asymmetrischer Formen hergestellt, die normalerweise durch Nut und Feder miteinander verbunden oder verriegelt sind. Ziel des Herstellers von feuerfesten Silikasteinen ist es, die Rohstoffe und das Brennverfahren so auszuwählen, dass der Grad der Quarzumwandlung für die beabsichtigte Anwendung des Steins geeignet ist. Der Rohstoff für Silikasteine ​​ist natürlich vorkommender Quarzit, der bestimmte Anforderungen erfüllen muss, um optimale Steineigenschaften zu erzielen. Wenn Feuerfestigkeit oder Wärmeausdehnung unter Belastung (Kriechen) die Hauptanforderungen sind, muss ein Quarzit mit hoher chemischer Reinheit ausgewählt werden. Rohstoffe für volumenstabile Produkte sollten gute Umwandlungseigenschaften aufweisen.

Für die Bewertung des Quarzits als Rohstoff ist die chemische Zusammensetzung von Bedeutung, insbesondere der Gehalt an Tonerde und Alkalien, da diese den Schmelzpunkt herabsetzen und die Einsatzmöglichkeiten erheblich einschränken. Außerdem muss das Brennverhalten des Quarzits berücksichtigt werden. Nachdem die gewaschenen Rohstoffe gebrochen, gemahlen und in die verschiedenen Kornfraktionen gesiebt wurden, werden die einzelnen Fraktionen je nach den gewünschten Einsatzeigenschaften in vorgegebenen Mengenverhältnissen zusammengeführt. Zum Mischen werden meist Mischer und spezielle Bindemittel eingesetzt. In der Regel werden dabei etwa 2 % Löschkalk in flüssiger Form (Kalkwasser) und etwas Sulfitlösung als temporäres Bindemittel zugegeben. Das krümelige Gemisch wird dann auf Friktionspressen oder hydraulischen Pressen verarbeitet.

Komplizierte Formen oder solche, bei denen kleine Stückzahlen erforderlich sind, werden noch immer von Hand gerammt. Das Trocknen dauert nur kurz, ein bis zwei Tage, da kalkgebundene Kieselsäure beim Trocknen unempfindlich ist. Die reversible Wärmeausdehnung hängt auch von der Mineralzusammensetzung ab. Tridymit und Cristobalit dehnen sich beim Erhitzen nicht linear aus, sondern zeigen sowohl beim Erhitzen als auch beim Abkühlen plötzliche Längenänderungen.

Diese Längenänderungen sind auf das plötzliche Umwandlungsverhalten des Raumgitters dieser Minerale zurückzuführen. Quarz zeigt eine solche Umwandlung bei 573 °C, Tridymit bei 117 °C und Cristobalit zwischen 225 °C und 270 °C. Dabei ist besonders zu beachten, dass die thermische Ausdehnung von Cristobalit wesentlich größer ist als die von Tridymit. Da gut umgewandelte Silikasteine ​​wenig oder keinen Restquarz enthalten, wird ihr Verhalten unter Temperatureinfluss maßgeblich durch das Verhältnis von Cristobalit zu Tridymit bestimmt.

Silikasteine ​​dehnen sich beim Aufheizen rasch aus, wobei die gesamte reversible Ausdehnung bei etwa 800 °C abgeschlossen ist. Sie sind deshalb oberhalb von 800 °C unempfindlich gegen Temperaturschwankungen (Rotglut), unterhalb dieser Temperatur jedoch wegen der plötzlichen Volumenausdehnung sehr anfällig. Deshalb muss beim Aufheizen von Öfen auf etwa 800 °C ausreichend Zeit eingeplant werden. Charakteristisch für Silikasteine ​​ist die Differenz von nur 10 K zwischen Beginn und Ende der Erweichung beim Feuerfestigkeitstest. Wegen ihres geringen Glasanteils bilden die Steine ​​bei hohen Temperaturen nur sehr geringe Mengen Flüssigkeit. Der Anteil der flüssigen Phase beträgt bei 1600 °C zwischen 10 % und 20 % und steigt erst oberhalb von 1650 °C stark an. Silikasteine ​​sind deshalb praktisch bis zum Schmelzpunkt einsetzbar. Bei zu hohen Temperaturen in Kombination mit chemischen Angriffen tropfen oder verlaufen die Steine.

Die thermische Ausdehnung unter Last (Kriechen) und der Anteil der flüssigen Phase werden insbesondere durch den Al2O3-Gehalt negativ beeinflusst. Die in den letzten Jahren gestiegenen Anforderungen an Silikasteine ​​für Koksöfen, Hochofenöfen und Glasöfen haben zur Entwicklung extrem dichter, flussmittelarmer Steine ​​geführt. Diese aus ausgewählten Rohstoffen hergestellten Spezialsteine ​​enthalten bei 1695 °C die gleiche Menge an viskoser Schmelze wie normale Steine ​​bei 1650 °C. Sie haben daher eine wesentlich höhere Temperaturbeständigkeit, bevor der Zerstörungsprozess durch Schmelzen und Abtropfen einsetzt. Aufgrund ihrer hohen Dichte haben die Spezial-Silikasteine ​​für Koksöfen eine viel höhere Wärmeleitfähigkeit als gewöhnliche Silikasteine. Dies verbessert den thermischen Wirkungsgrad der Koksofenbatterien.

Die bei der Herstellung feuerfester Silikasteine ​​verwendeten Bindemittel sind Sulfitzellstoff-Abfallflüssigkeit und Kalkmilch. Kalkmilch fungiert als Bindemittel und als Weichmacher. Kalkmilch verleiht dem Stein beim Trocknen eine höhere Festigkeit und wird beim Brennen zu einem Mineralisierungsmittel, das die Umwandlung von Quarz fördert. Kalk sollte eine große Menge aktives CaO, unzersetztes CaCO3 und nicht mehr als 5 % MgCO3 und mehr als 5 % Al2O3 + Fe2O3 + SO2F enthalten. Wenn das Produkt große Partikel von nicht ausreichend gebranntem Ca-CO3 oder übergebranntem Kalk enthält, entstehen Schmelzlöcher, die die Qualität des Produkts beeinträchtigen. Beim Dosieren sollte auf die Zugabe von Kalk-CaO umgestellt werden. Die zugegebene Menge hängt vom jeweiligen Produkt ab und schwankt üblicherweise zwischen 1,5 und 2,5 %. Bei der Herstellung von Silikasteinen für Koksöfen beispielsweise wird 20–30 % CaO zugegeben. Herstellung von Silikasteinen für den Elektroofen, CaO-Zugabe 1,4 – 1,75 %.

Verwenden Sie Kieselsäure mit einem Verunreinigungsgehalt von weniger als 0,5 % und spülen Sie sie vor dem Dosieren mit Leitungswasser ab, um die Qualität frühzeitig sicherzustellen. Beim Dosieren erfolgt eine schnelle Umwandlung von Quarz und eine langsame Umwandlung der Quarzmischung, wodurch die Brenntemperatur um 20 Grad gesenkt werden kann. Die kritische Partikelgröße wird beim Dosiervorgang von 3 mm auf 2 mm reduziert, wodurch die Grenzflächenenergie des Materials erhöht und die Umwandlung des Quarzes gefördert werden kann. Darüber hinaus ist die Auswahl neuer Mineralisierungsmittel wichtig, um die Produktqualität zu verbessern. Derzeit verwenden die meisten Hersteller von Mineralisierungsmittelzusätzen noch Kalkmilch und Eisenzunder. Um die Erweichungstemperatur des Produkts zu verbessern, wurde die Zugabe von FeO von 2,5 % auf weniger als 1 % reduziert. Bessere Ergebnisse können durch die Verwendung von feldspatartigen Mineralien mit Alkalimetallen oder zusammengesetzten Mineralisierungsmittel erzielt werden.

Dieses Produkt darf nicht in wasserdichten Lagern aufbewahrt werden. Es kann weiterhin verwendet werden, wenn es bei einer Temperatur von unter 100 Grad nass und langsam trocknend ist. Wasserhaltige Silica-Steine ​​beeinträchtigen nach dem Einfrieren die Festigkeit und müssen nach dem Trocknen erneut untersucht werden. Beim Mauerwerk aus feuerfesten Steinen sollten Dehnungsfugen entsprechend der vom Hersteller angegebenen Ausdehnungsrate verbleiben. Temperatur- und Zeitkurven für den regelmäßigen Gebrauch von feuerfesten Steinen oder Öfen sollten vernünftig formuliert werden, insbesondere die intensive Ausdehnung vor 600 Grad muss streng kontrolliert werden. Beim Mauerwerk aus feuerfesten Steinen wird Schlamm in hoher Qualität verwendet, damit er mit den feuerfesten Steinen kompatibel ist. Manchmal entstehen Schäden an feuerfesten Steinen dadurch, dass die Fugen der feuerfesten Steine ​​zuerst geätzt wurden, wodurch alkalische Dämpfe in die zuvor eingeführten Fugen der feuerfesten Steine ​​eindringen.

Heutzutage verwenden einige Glasfabriken zur Erhöhung der Schmelztemperatur und Verlängerung der Gesamtlebensdauer des Ofens, der kleinen Ofenöffnung und der Brustwand elektrogeschmolzene feuerfeste Zirkonkorundsteine, und einige Gewölbe oder Teile davon verwenden andere Materialien. Der Verbrauch an feuerfesten Kieselsteinen mag geringer sein, aber feuerfeste Kieselsteine ​​haben eine hohe Erweichungstemperatur, sind leicht, günstig und haben andere Vorteile. Der Glasofenbogen und Teile der oberen Struktur des Ofens werden weiterhin feuerfeste Kieselsteine ​​verwenden. Daher kann die Verbesserung der Qualität von feuerfesten Glasofensteinen immer noch nicht ignoriert werden.

Fabrik 1984 gegründet, Abteilung für internationales Geschäft 2010 gegründet. Fabrik mit 10.000 m2 Fläche, 120 Angestellte, darunter 20 professionelle Ingenieure. CH REFRACTORIES ist ein professioneller Hersteller von Schamottsteinen, Mörtel, Fertigteilen, vorgeformten Teilen, Isolierprodukten, Gießmassen und Funktionsprodukten für die Eisen- und Stahl-, Zement-, Glas-, Energie- und Petrochemieindustrie. Darüber hinaus produziert und exportiert CH REFRACTORIES auch feuerfesten Zement A600 A700 A900 CA70, Bauxit und andere feuerfeste Rohstoffe in die ganze Welt.

Häufig gestellte Fragen: