AT345142B - Auskleidung von industriellen oefen und heissgehenden gefaessen, insbesondere zur stahlherstellung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Auskleidung von industriellen Öfen und   heissgehenden Gefässen,   insbesondere zur Stahlherstellung. 



   Bekanntlich werden bei Öfen und Gefässen zur Stahlherstellung, insbesondere solchen, die einer Vakuumbehandlung standhalten sollen, unter Bedachtnahme auf einen möglichst geringen Fugenverschleiss der feuerfesten Ausmauerung, hinsichtlich Verlegungsart und Oberflächenbeschaffenheit der feuerfesten Formkörper sehr hohe Anforderungen gestellt. 



   Eine nahezu fugenlose Verlegung der feuerfesten Steine ist zwar dann gegeben, wenn diese an der Oberfläche überschliffen werden ; diese Nachbehandlung ist aber sehr aufwendig und gewährleistet keine innige Verbindung zwischen den aneinander grenzenden Formkörpern, so dass auch bei   überschliffenen   Oberflächen in den Fugen verschleiss empfindliche Stellen vorliegen. 



   Es ist bekannt, feuerfeste Steine bei der Zustellung von Öfen mit Blechzwischenlagen zu verlegen oder die Steine im Zuge ihrer Herstellung mit Blechmänteln oder mit in die Oberflächenschicht der Steine eingebetteten durchbrochenen Eiseneinlagen zu versehen. Während des Betriebs des Ofens reagiert das Metall der Blechmäntel oder-zwischenlagen mit dem feuerfesten Material der Steine unter Bildung einer Zone, welche gleichsam als Mörtel wirkt und benachbarte Steine aneinanderfrittet,   z. B.   unter Bildung einer Magnesiaferritzone bei magnesiahaltigen Steinen und Eisenblechen. Dies setzt jedoch voraus, dass in der Ofenatmosphäre ein ausreichendes Sauerstoffangebot herrscht, um die Bleche zu oxydieren.

   Ist das Sauerstoffangebot zu gering, was beispielsweise in Roheisenmischern und Vakuumstahlentgasungsgefässen der Fall ist, so kann das Blech mit dem Feuerfestmaterial nicht in Reaktion treten. Es schmilzt und rinnt ab und kann demnach nicht als Fugenmörtel dienen. Ausserdem kann durch das Metall, z. B. Eisen, die Feuerfestigkeit der Steine herabgesetzt werden. 



   Diese Nachteile treten auch bei den aus der GB-PS Nr. 880, 060 bekannten basischen, feuerfesten Steinen auf, die anstatt eines Blechmantels mit einer aufgeklebten Deckschicht aus Eisenoxyden oder -sulfiden oder Eisenkörnern versehen sind. 



   Gemäss der Erfindung sollen die genannten Nachteile vermieden und eine innige Verbindung zwischen den Formkörpern ermöglicht und damit ein voreilender Fugenverschleiss verhindert werden   ; d. h.   der   Fugenverschleiss   soll etwa auf das Ausmass des Verschleisses der feuerfesten Steine herabgesetzt werden. 



   Nach der Erfindung gelingt dies durch Verwendung von feuerfesten Formkörpern, welche mit einer dünnen Metallbeschichtung versehen sind, die aus einem Metall oder einer Legierung besteht, das bzw. die beim Sauerstoffpartialdruck der Luft bei Temperaturerhöhung in das entsprechende Oxyd übergeht, wobei die dann entstandenen Oxyde selbst und in Verbindung mit dem Stein zumindest die Feuerfestigkeit des unbehandelten Steines besitzen, gegebenenfalls in abwechselnder Reihenfolge mit von solcher Beschichtung freien feuerfesten Steinen, zur Auskleidung von industriellen Öfen und heissgehenden Gefässen, insbesondere zur Stahlherstellung, zwecks Verhinderung eines voreilenden Fugenverschleisses. 



   Aus der US-PS Nr. 3, 378, 498 ist es bekannt, feuerfeste oder keramische Formkörper,   z. B.   auf   Schamotte- oder Hochtonerdebasis,   mit einer eindiffundierten Metallbeschichtung, namentlich aus Schwermetallen, aber unter anderem auch aus Magnesium oder Aluminium, dadurch zu versehen, dass die Formkörper mit den Metallen, Salzen dieser Metalle oder Mischungen derselben in Gegenwart von Ammoniumnitrat oder einem Nitrat des verwendeten Metalls bei einer erhöhten Temperatur in Kontakt gehalten werden, bei der die Diffusion des Metalls in die Formkörper ermöglicht wird.

   Im Gegensatz zur Erfindung sind diese bekannten Formkörper zum Einsatz in Atomreaktoren bestimmt,   u. zw.   als Brennelement oder als Brüter, wenn ein spaltbares Metall bzw. ein in ein spaltbares Metall überführbares Metall eindiffundiert ist, oder als Schutz- oder Steuerelement, wenn das eindiffundierte Metall Neutronen oder andere radioaktive Teilchen adsorbieren oder in anderer Weise neutralisieren kann. 



   Bei der erfindungsgemässen Verwendung metallbeschichteter feuerfester Formkörper zur Auskleidung von industriellen Öfen und heissgehenden Gefässen, insbesondere zur Stahlherstellung, reagiert die Metallschicht im Betrieb in der Ofenhitze unter Bildung eines voluminösen, hochreinen, feuerfesten Oxyds. Das Oxyd füllt die Fugen vollständig aus und dringt darüber hinaus auch in die Poren des gegebenenfalls unbehandelten Nachbarsteines ein und ergibt somit eine innige Verbindung der beiden Steine. Auch das tiefer in den oberflächennahen Bereich des Formkörpers eingedrungene Metall trägt zu dieser Wirkung bei.

   Im Gegensatz zur langsamen und allmählichen Oxydation bei   Blechummantelungen   oder - zwischenlagen erfolgt die Oxydation der Metallbeschichtung während des Anheizens des Ofens oder Gefässes sehr schnell, insbesondere dann, wenn die Steine während des Anheizens im Ofen feuerseitig, 

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   z. B.   mittels einer Lanze, kurzzeitig mit Luft oder Sauerstoff beaufschlagt werden. Auf diese Weise wird von vornherein eine innige Verbindung der Steine im Ofen gesichert. 



   Ein feuerfester Formkörper auf Basis von Magnesia und/oder Chromerz wird erfindungsgemäss vorzugsweise mit einer Beschichtung aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung und ein feuerfester Formkörper auf Korundbasis am besten mit einer Beschichtung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung versehen sein. 



   Das Beschichtungsmetall kann auch in die Poren des Formkörpers eingedrungen sein, doch soll dieses Eindringen zweckmässig auf den oberflächennahen Bereich des Formkörpers,   d. h.   auf einen Bereich mit einer Dicke in der Grössenordnung von 2 cm, beschränkt sein. 



   Das Auftragen der Metallschicht kann durch Tauchen in die Metallschmelze, wenn es die Schmelztemperatur des Metalls zulässt, oder in eine Metallsuspension oder in beliebiger anderer Weise,   z. B. durch   Auftragen der Metallsuspension mittels Pinsel, erfolgen. Um die gewünschte Eindringtiefe in der Grössenordnung von 2 cm zu erreichen, genügt bei einer Metallschmelze ein Tauchen für die Dauer eines Bruchteils einer Minute. 



   Nach der Erfindung kann der voreilende Fugenverschleiss stark reduziert werden. Hinzu kommt, dass bei Verwendung metallbeschichteter feuerfester Formkörper deren Oberflächenbeschaffenheit und die Verlegungsart auf die Haltbarkeit der Ausmauerung nicht so ausschlaggebend ist wie bei Verwendung von feuerfesten Formkörpern ohne Metallüberzug. 



   Die Vorteile der Erfindung kommen insbesondere bei Verwendung metallbeschichteter feuerfester Formkörper zur Auskleidung von Gefässen oder Vorrichtungen, z. B. Roheisenmischern oder Vakuumentgasungsgefässen, zur Geltung, in denen eine starke Badbewegung vor sich geht und die auf Grund von mechanischer Beanspruchung einem starken Verschleiss ausgesetzt sind. 



   Die Erfindung und die erfindungsgemäss erzielbaren Vorteile sollen an Hand eines Beispiels näher erläutert werden :
Ein gebrannter Magnesiastein aus eisenarmem Magnesiasinter (unter 1% Fe203) wurde mit einer Magnesiumschicht überzogen, indem der Stein auf etwa 4000C vorgewärmt und kurzzeitig, 5 s lang, in ein   98% iges   Magnesiumbad von 6700C getaucht wurde. Das Tauchen und Abkühlen des Steines auf unter   400 C   erfolgte unter   S02-Schutzgas.   



   Gleichartige, aber nicht metallbeschichtete gebrannte Magnesiasteine wurden in einer Seitenwand eines Lichtbogenofens ohne Mörtel eingebaut. Der mit der Magnesiumschicht überzogene Stein wurde in diesem Verband verlegt. Nach Betrieb und Abstellen des Ofens zeigte sich ein voreilender Fugenverschleiss zwischen allen Magnesiasteinen, mit Ausnahme des vorbehandelten Steines und der Nachbarsteine. 



  Beim Ausbau konnte dieser Stein an der Fuge nicht von den angrenzenden Steinen getrennt werden. 



     PATENTANSPRÜCHE   : 
1. Verwendung von feuerfesten   Formkörpern,   welche mit einer dünnen Metallbeschichtung versehen sind, die aus einem Metall oder einer Legierung besteht, das bzw. die beim Sauerstoffpartialdruck der Luft bei Temperaturerhöhung in das entsprechende Oxyd übergeht, wobei die dann entstandenen Oxyde selbst und in Verbindung mit dem Stein zumindest die Feuerfestigkeit des unbehandelten Steines besitzen, gegebenenfalls in abwechselnder Reihenfolge mit von solcher Beschichtung freien feuerfesten Steinen, zur Auskleidung von industriellen Öfen und heissgehenden Gefässen, insbesondere zur Stahlherstellung, zwecks Verhinderung eines voreilenden Fugenverschleisses. 



   2. Verwendung von feuerfesten Formkörpern auf Basis von Magnesia und/oder Chromerz mit der Massgabe, dass sie mit einer Beschichtung aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung versehen sind, für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.

Claims (1)

1. 3. Verwendung von feuerfesten Formkörpern auf Basis von Korund mit der Massgabe, dass sie mit einer Beschichtung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung versehen sind, für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck. <Desc/Clms Page number 3>

   4. Verwendung von feuerfesten Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit der Massgabe, dass deren Poren im oberflächennahen Bereich, d. h. in einem Bereich mit einer Dicke in der Grössenordnung von 2 cm, mit dem Beschichtungsmetall gefüllt sind, für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.