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Verfahren zur Herstellung hochfeuerfester Mangesit-Chromformkörper
Im Bau metallurgischer öfen ist die Forderung nach einer feuerfesten Auskleidung stark beanspruchter Stellen, beaspielswesie der Gewölbe oder der Stirnseiten von Siemens-Martin-Öfen, besonders dann schwierig zu erfüllen, wenn es sich um heissgehende öfen, z. B. solche mit ölfeuerung handelt.
Diess hebe Beanspruchung ist nicht nur durch die hohe Temperatur, sondern auch durch die auftretenden Temperaturwechsel, sowie durch von der Ofenatmosphäre stammende Angriffe chemischer und durch von. Flugstäuben stammende Angriffe mechanischer Art bedingt. In diesem Zusammenhang sind auch Angriffe basischer Schlacken und solche, die von Metalloxyden ausgehen, zu erwähnen.
An solchen stark beanspruchten Stellen werden heute fast allgemein Qhrommagnesitsteine verwendet, d. h. Steine mit einem Chromerxgehalt von mehr als 50% (nach der Definition des Deutschen Fachnormenaussehusses enthalten Chrommagnesit-
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reine Magnesitsteine sowie Magnesit-Chromsteine (letztere sind. nach der iDefinition des oben genann- ten Ausschusses solche mit 80-55% MgO) besser entsprechen, weil die Beständigkeit gegen chemische Angriffe mit zunehmendem MgO-Gehalt steigt, doch haben solche Steine eine unbefriedi- gendeTemperaturwechselbeständigkeitundDruckfeuerbeständigkeit.
Es liegt somit das Bedürfnis vor, einen gegen die genannten Angriffe besonders widerstandsfähigen Stein höchster Druckfeuerbeständigkeit zu schaffen, der gleichzeitig hinsichtlich seiner Temperaturweselbeständigkeit und Kaltdruckfestigkeit be- friedigt.
Erfindungsgemäss ist es gelungen., einen Formkörper auf Magnesit-Chrom-Basis durch besondere Körnungsmassnahmen herzustellen, dessen Druck- feuerbeständigiceit, Kaltdruckfestigkeit und Tem- peraturweehselbeständigkeit höher liegt als bei den bisher hergestellten, bekannten Formkörpern. Es werden hiebei Steine mit mindestens 70-80% Sintennagnesit und mindestens 20% Chromerz erzeugt.
Ernndungsgemäss wird von einem Ausgangsgemenge aus Sintermagnesit und Chromerz ausgegangen, in welchem das Chromerz in fein- ster Mahlung von unter 0, 2 mm Korndurchmesser vorliegt, wobei es mehr als 40% Feinstanteil unter 0, 06 mm Komdurchmesser aufweist, zweckmässig zu mehr als 70% aus dieser Körnung besteht, welches Gemenge anschliessend direkt in an sich bekannter Weise zu Formkörpern verarbeitet wird.
Der Sintermagnesitanteil kann in weiten Grenzen beliebig verwendet werden, doch hat es sich gezeigt, daS man besonders hochwertige Erzeugnisse erhält,
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ges zu 10-50% aus einer Körnung von 1, 7 bis 4, 5 mm besteht, wogegen der Rest des Sinter-
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bis 1, 5 mm.Ausgangsgemenge wird sodann direkt in an sich bekannter Weise zu Formkörpern verarbeitet, d. h. dass das fertiggestellte Ausgangsgemenge entweder zu Steinen verpresst, wobei sowohl chemisch gebundene als auch gebrannte Steine herstellbar sind, oder aber als Stampfmasse in eine dem Anwen-
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Herstellung von splitterfesten Steinen aus Mischungen von Sintermagnesit und Chromit beschrieben worden, die 15 bis 5D Teile Chromit enthalten, so dass der Magnesiaanteil zwischen 50 und 85% liegt.
Die bevorzugte Mischung entspricht nach diesen Vorschlägen dem Verhältnis 70 Teile Magnesia zu 30 Teilen Chromit. Durch eine Kornauswahl, deren Wesen darin liegt, dass der Möller aus groben und feinen Anteilen zusammengesetzt und der Chromit ganz oder teilweise als Grobkorn eingebracht wird, konnte man auf diesem Mischungsgebiet eine bedeutende Steigerung der Temperaturwechselbeständigkeit erreichen. Um die noch nicht voll befriedigende Tem- peraturwechselbeständigkeit solcher Chromitsteine zu verbessern und ihnen auch eine gute Druckfeuerbeständigkeit zu erteilen, ist ferner vorgeschlagen worden, von einer'bestimmten Mischung von Chromit und Magnesia auszugehen und innerhalb dieser Mischung eine bestimmte granulometrische Zusammensetzung e'innzuhalten.
Im wesentlichen laufen diese Massnahmen auf die Vereinigung der folgenden Teilvorschriften hinaus : a) Zusammensetzung des Möllers aus einer Mischung von Chromit mit Magnesia, die mindestens
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20%, höchstens 40%, vorzugsweise 30% Magnesia enthält, wobei der Hauptanteil der Magnesia vorzugsweise die feinste Kornfraktion bildet. b) bestimmtegranulometrischeZusammensetzung, die darin besteht, dass der Satz aus einer Feinkorngruppe unterhalb von 200 (vorteilhaft
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über 800p, (vorteilhaft über1000u) besteht, wobei das Verhältnis von Fein- korn : Mittelkorn : Grobkorn wie 20 bis 40 : 15 bis 25 : 35 bis 65 eingestellt wird.
Gemäss diesem älteren Verfahren liegt somit die Magnesia vorwiegend in feiner Form, das Chromerz hingegen in grösserer Form vor.
Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse aus einem Gemisch aus Chromit mit weniger als 50% Magnesia bekannt geworden, das die Hauptmenge der Magnesia in fein verteilter Form, hingegen kein Chromitfeinmehl enthält, wobei nur Chromitmehl bis zu einer Korngrösse von 0, 5 bis 1 mm belassen wird, wogegen die feineren Anteile, mindestens jene bis zu einer Grösse von 0,1 mm und darunter, ausgeschieden werden. Dieses Verfahren arbeitet demnach mit einem Gemenge, in welchem Chromitanteile, welche den erfindungsgemässen Bereich von 0, 06 mm umfassen, nicht vorhanden sind.
In der französischen Patentschrift Nr. 800521 und der brit. Patentschrift Nr. 468, 456 werden Magnesitsteine erhöhter Temperaturwechselbestän- digkeit beschrieben. Dies soll dadurch erreicht werden, dass dem Magnesit Chromerz und tonerde-
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Kömungsmassnahmen vorgesehen werden. Die Körnungsmassnahmen bestehen darin, dass der Magnesitanteil zu 0 bis 25 % aus einer Körnung von 0 bis 0, 5 mm in feiner Form und zu 45 bis 60% aus einer Körnung von 1 bis 3 mm, der Chromsrz- anteil zu 10 bis 20% aus einer Körnung von 0 bis 0, 5 mm und zu 0 bis 20% aus grober Körnung von 1'bis 3 mm besteht. Das Chromerz kann h"ebei bis zu 7% durch tonerdehaltige Substanzen ersetzt werden.
Es handelt sich also hiebei um herkömmliche Körnungsmassnahmen, welche Grobund Feinfraktion von Magnesit und Chromerz verwendet, bei welcher jedoch die Mittelfraktion zwecks Erhöhung der Temperaturwechselbeständig-
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im Grenzfalle maximal 20% Chromerz-Feinanteil
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<tb>
<tb> Ausführungsbeispiele <SEP> : <SEP>
<tb> Sintermagnesit <SEP> 1, <SEP> 5-4, <SEP> 5mmGew.-% <SEP>
<tb> 0 <SEP> -1,5 <SEP> mm <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Chromerzmehl <SEP> 0 <SEP> -0,2 <SEP> mm <SEP> Gew.-%
<tb>
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Steine zeigen überraschenderweise eine hohe Druckfeuerbeständigkeit unter Beibehaltung der bei Magnesit-Chrom-Steinen guten Temperaturwechselbeständigkeit, sowie auch eine gesteigerte Kaltdruckfestigkeit.
Nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte Steine zeigen, wohl bedingt durch den hohen Fcinstmehlanteil des Chrom- einer Korngrösse von unter 0, 5 mm, wobei jedoch die Anweisung gegeben wird, möglichst den Anteil unter 0, 1 mm auszuscheiden, um die Kaltdruckfestigkeit zu heben. Beim erfindungsgemässen Vorgehen wird jedoch bewusst nur Feinstanteil des Chromerzes von über 20% verwendet, wobei der Hauptanteil eine. Körnung von unter 0, 06 mm aufweist.
Die österr. Patentschrift Nr. 113. 677 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von ungebrannten feuerfesten Artikeln aus totgebranntem, gepulvertem Magnesit (vorzugsweise 60%), Chromerz (35%) und einem Zusatz von Bindemittel (5% Natriumsilikat). Es wird bei diesem Vorschlag die Anweisung gegeben, diese Stoffe als Pulver zu vermahlen, doch werden nähere Angaben über die Kornklassierung des Chromerzantsils nicht gemacht.
Schliesslich soll noch auf ein Verfahren zur Herstellung von Magnesitchromsteinen hingewiesen werden, bei welchen eine bestimmte Zusammensetzung von Sintermagnesit und Chromerz als Satz zur nachfolgenden Niederschmel. zung angegeben wird. Es handelt sich dabei also um ein Verfahren, bei welchem ein Satz aus Sinterrnagnesit und
Chromerz niedergeschmolzen wird und dieses
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als Ausgangsmaterialgemenge zu schmelzen und dann zu verarbeiten, einen anderen Weg zur Erzeugung feuerfester Arti- kel dar, der sich sowohl fabrikatorisch als auch in bezug auf die Eigenschaften der Produkte grundsätzlich unterscheidet.
Im Gegensatz zu diesen älteren Vorschlägen, die sich schon sehr gründlich mit der Frage der Körnung der zur Herstellung von Magnesitchromsteinen dienenden Ausgangsstoffe und der Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit solcher Steine beschäftigen, wird vorliegendenfalls der Chromerzanteil bewusst in feinster Form von unter 0, 2 mm, vorwiegend jedoch unter 0, 06 mm verwendet und dieser in einer Menge von mindestens 20% dem Ausgangsgemenge zugegeben.
Aus den nachstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der jeweilige Anteil an Fein-und Grobkomponente des Sintermagnesits, sowie an Chromerzfeinstmehl in verschiedenen Mischungen : zu ersehen.
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<tb>
<tb> a) <SEP> b) <SEP> c) <SEP> d) <SEP> e)
<tb> 10 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 20
<tb> 60 <SEP> 30 <SEP> 65 <SEP> 45 <SEP> 60
<tb> 30 <SEP> 30 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 20
<tb>
erzes, auch eine geringere Porigkeit, was die
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gegen chenische Angriffewendung von Chromerzmehl einen bedeutenden Fortschritt in der Verwertung des Chromitmehles, bzw. des Chromerzfilterstaubes.
Die folgende Gegenüberstellung der Eigen-
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ter Steine zeigt die erzielten Verbesserungen. In beiden Fällen wurden Ausgangsstoffe gleicher chemischer Zusammensetzung verwendet. Das Chrom- erz hat dabei einen SiO2-Gehalt von ca. 6bis 2, 3% und einen Cr2O3-Gehalt von 36 bis 53%.
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<tb>
<tb>
Bekannte <SEP> Steine <SEP> Erfindungsgemässe
<tb> (Chromerz <SEP> mit <SEP> Steine <SEP> (Chromerz
<tb> weniger <SEP> als <SEP> 20% <SEP> mit <SEP> mehr <SEP> als <SEP> 40%
<tb> 0 <SEP> bis <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> mm) <SEP> 0 <SEP> bis <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> mm) <SEP>
<tb> Druckfeuerbeständigkeit <SEP> ta''C <SEP> 1550 <SEP> bis <SEP> 1670 <SEP> 1700 <SEP> bis <SEP> < 1750
<tb> tb <SEP> (Bruch) <SEP> 1 <SEP> C <SEP> 1590 <SEP> bis <SEP> > 1750 <SEP> > 1750 <SEP> bis <SEP> > 1750 <SEP>
<tb> Kaltdruckfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 200 <SEP> bis <SEP> 300 <SEP> 250 <SEP> bis <SEP> 400
<tb> Temperaturwechselbeständigkeit <SEP> 30 <SEP> 30
<tb> Porigkeit <SEP> % <SEP> 21 <SEP> bis <SEP> 24 <SEP> 18 <SEP> bis <SEP> 21
<tb>
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dadurch noch veDbessertMagnesitanteil zum Teil als Grobkorn beigegeben wird.
Der Magnesitanteil soll alsdann etwa 10 bis 50% aus einer Körnung von 1, 7 bis 4, 5 mm bestehen, wogegen der übrige Magnesitanteil in feinet Form vorliegt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung hochfeuerfester Magnesit-ChromoformkörperguterTemperaturwech- selbeständigkeit und Druckfeubeständigkeit, bestehend aus 70 bis 80% Sintermagnesit und min- destens 20% Chromerz, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Ausgangsgemenge aus Sintermagnesit und Chromerz ausgegangen wird, in welchem das Chromerz in feinster Mahlung von unter 0, 2 mm Kordurchmesser vorliegt, wobei es mehr als 40% Feinstanteil unter 0, 06 mm Korndurchmesser aufweist, zweckmässig zu mehr als 70% aus dieser Körnung besteht, welches Gemenge anschliessend direkt in an sich bekannter Weise zu Formkörpern verarbeitet wird.