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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten, direkt-gebundenen Magnesitchrom- und Chrommagnesitsteinen, die bei einer Temperatur von mindestens 17000C gebrannt sind, mit einem Zusatz von feinkörnigem Chromoxyd.
Direkt-gebundeneMagnesitchrom-undChrommagnesitsteine stellen eine wichtige - wenn nicht die wich- tigste - Klasse von feuerfesten Erzeugnissen dar, die zum Auskleiden von Öfen verwendet werden.
Die Herstellung von herkömmlichen direkt-gebundenen Produkten dieser Art ist weit entwickelt. Ihre Einführung wurde in den frühen 1960er Jahren durch die Verfügbarkeit von Rohmaterialien mit verhältnismässig hoher Reinheit, insbesondere von gewaschenen oder konzentrierten Chromerzen, bei denen der SiO- Gehalt von 4 bis 6% auf unterhalb 2% vermindert worden war, und von Erzen afrikanischer Herkunft, die als Transvaal-Konzentratebekanntsindundsogarnurl%SiO enthalten, möglich gemacht. Auch von den Philippinen sind aufbereitete Chromerze mit einem Si02 -Gehalt von 1, 5 bis 3% erhältlich.
Diese Erze können mit synthetischem Periklas oder totgebranntem Magnesit hoher Reinheit, der weniger als 1, 5%, vorzugsweise weniger als 1%, Sitz enthält, in herkömmlicher Weise zu Steinen bzw. Formkörpern verarbeitet und diese bei Temperaturen von mehr als 16500C gebrannt werden, ohne dass ein zu starkes Schwinden oder Kleben erfolgt. Wie in der Literatur ausführlich beschrieben ist, ist die auf diese Weise ausgebildete direkte Bindung das Ergebnis von Hochtemperaturwechselwirkungen zwischen dem Chromit und dem Magnesiumoxyd, wobei Reaktionen im festen Zustand, Lösungs-Ausfällungs-Reaktionen und Umverteilungen von Silikaten, die in den Rohmaterialien als begleitende Mineralphasen vorhanden sind, stattfinden.
Am wünschenswertesten ist es, wenn die Periklaskristalle direkt an das Chromerz angesintert sind, Periklas an Periklas gebunden ist und sekundäre Spinelle Periklaskristalle binden. Zusätzlich kann gleichzeitig auch eine gewisse Silikatbindung vorliegen.
Bei der Herstellung von direkt-gebundenen Steinen werden grössenklassiertes Magnesiumoxyd und Chrom- erz mittemporären Bindemitteln vermischtund bei Drücken von mehr als 351, 5 kg/cm , z. B. von 1124, 8 kg/cm2, verpresst, getrocknet und bei Temperaturen von über 16500C gebrannt. Geeignete Materialien, Klassierungmethoden und Verfahren sind z. B. in der US-PS Nr. 3, 180, 744 beschrieben.
Die Erfindung zieltnun darauf ab, direkt-gebundene Magnesitchrom- und Chrommagnesitsteine zu schaffen, die gegenüber den bisher bekannten Steinen dieser Art eine verbesserte Schlacken- und Temperaturwechselbeständigkeit und eine zumindest gleichwertige Absplitterungsfestigkeit aufweisen.
Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten, direkt-gebundenen Magnesitehrom- und Chrommagnesitsteinen, die bei einer Temperatur von mindestens 17000C gebrannt sind, mit einem Zusatz von feinkörnigem Chromoxyd, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Mischung von a) 40 bis 75 Gew.-% Periklas, der mindestens 94 Gew.-% MgO enthält, b) 25 bis 60 Gew.-% Chromerz und c) 0, 5 bis 10 Gew.-% gepulvertem Chromoxyd zu Steinen verpresst und diese vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 17600C brennt.
Es kannhier festgehalten werden, dass ein Verfahren zur Herstellung von direkt-gebundenen, feuerfesten Steinen aus 60 bis 98% Periklas mit einem MgO-Gehalt von mindestens 95% und 2 bis 40% Chromerz oder Chromoxyd bekannt ist, wobei die Mischung dieser Stoffe zu Steinen verformt wird und diese bei 1600 bis 17600C gebrannt werden (GB-PS Nr. 1, 014, 626). Ein gemeinsamer Zusatz von Chromerz und Chromoxyd zu Magnesia erfolgt bei diesem bekannten Verfahren jedoch niemals, und dadurch haben die erhaltenen Steine eine höhere Porosität und eine schlechtere Schlackenbeständigkeit als die erfindungsgemässen Steine.
FeuerfesteSteineaufderGrundlagevonMagnesitchrom und Chrommagnesit, die gegenüber konventionel- len Steinen aus diesen Materialien eine erhöhte Lebensdauer aufweisen, können bekanntlich auch dadurch erhalten werden, dass man eine Mg-liefernde Komponente, wie Magnesiumhydroxyd oder-carbonat, z. B. Magnesit, oder auch Magnesia zusammen mit Chromerz in zerkleinerter Form, zweckmässig nach vorheriger Brikettierung, bei hoher Temperatur brennt bzw. sintert und das erhaltene Sintermaterial zu Steinen verarbeitet.
Wenn die Mischung aus der MgO-liefernden Komponente und Chromerz unter Einhaltung bestimmter Bedingungen bei mindestens 1700 C, vorzugsweise mindestens 1750OC, gesintert wird, erhält man ein Sintermaterial bzw. vorreagiertes Gut, das auch als Simultansintermaterial bezeichnet wird und eine direkte Bindung zwischen den Periklas- und Chromerzteilchen aufweist (vgl. z. B. AT-PS Nr. 265099). Für viele Steinerzeuger ist jedoch die Herstellung eines solchen vorreagierten Gutes insoferne nachteilig, als dadurch ihre Anlage zur Gewinnung und Weiterverarbeitung von MgO bzw. Periklas durch Chromerz verunreinigt wird. Fernerhabenfeuerfeste Steine aus einem vorreagierten Material dieser Art häufig eine unbefriedigende Temperaturwechselbeständigkeit (TWB).
In diesem Zusammenhang sind Magnesitchrom- und Chrommagnesitsteine zu erwähnen, die auf die Weise erhalten werden, dass ein Sinter- oder Schmelzmaterial aus Magnesia und Chromerz mit einem Mischungsverhältnis von 90 : 10 bis 40 : 60 in Form von Grob- und Mittelkorn mit 5 bis 35% Magnesia und 5 bis 35% reinem Chromoxyd als Feinkorn vermischt und zu Steinen verformt wird, worauf die Steine bei einer Temperatur von 15500C oder darüber gebrannt werden. Als höchste Brenntemperatur sind dabei 1700 C angegeben (DE-OS 2350662). Im Gegensatz zu diesem bekannten Ver-
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fahren wird erfindungsgemäss für den Aufbau der Steine nicht ein vorreagiertes Korn, sondern Periklas und Chromerz verwendet, und die fertigen Steine enthalten 40 bis 75% Periklas.
Im wesentlichen ähnliches gilt für ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung von feuerfesten, gebrannten Steinen unter Verwendung von Magnesia und Chromerz, wobei Chromerz, ein Bindemittel und ein durch gemeinsames Sintern von Magnesit und 5 bis 15% eines Materials aus der Gruppe Chromerz, Eisenoxyd, Titandioxyd und Chromoxyd erhaltener Klinker mit einem weiteren Bindemittel und Magnesia vermischt und zu Steinen verformt werden, die bei 1600 bis 17000C gebrannt werden (GB-PS Nr. 1, 073,691). Bei diesem Verfahren können zwar direkt- - gebundene Steine erhalten werden, doch erfolgt niemals ein Zusatz von gepulvertem Chromoxyd direkt zu der Steinmischung, sondern Chromoxyd wird nur zur Herstellung des Klinkermaterials verwendet.
Schliesslich ist hier auch noch ein Verfahren zu erwähnen, bei dem eine Mischung von Periklas und Chromerz zu einem direkt-gebundenen Sintermaterial verarbeitet und dieses nach Vermischen mit 2 bis 10% Chromoxyd zu Steinen verformt wird, die dann gebrannt werden (US-PS Nr. 3, 594, 199). Auch bei diesem Verfahren wird also nicht eine Mischung von Magnesia, Chromerz und Chromoxyd für die Steinherstellungverwendet, sondern die Steine werden aus einem Simultansintermaterial aus Magnesia und Chromerz mit einem Zusatz von Chromoxydhergestellt, undsiesindgegenAbsplitterungund Temperaturwechsel weniger beständig als konventionelle direkt-gebundene Steine.
Eine weitere Gruppe bekannter Steine aus Mischungen von Magnesia und Chromerz stellen die konventio- nellenMagnesitchrom-undChrommagnesitsteinedar. Soist z. B. ein feuerfestes Material aus 1 bis 15% was- serunlöslichem, feinverteiltem Chromoxyd und einer komplementären Menge eines feuerfesten Materials, das weniger als 5% plastisches Tonmaterial enthält, beschrieben worden (GB-PS Nr. 994,097). Als feuerfestes Material kann dabei z. B. eine Mischung von 80% Chromerz und 20% Magnesia oder 30% Chromerz und 70% Magnesia verwendetwerden, doch werden die erhaltenen Steine bei einer verhältnismässig niedrigen Temperaturvonz. B. 16100C gebrannt, so dass in ihnen keine direkte Bindung vorliegen kann.
Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Steinen bekannt, bei welchem eine Mischung von gebrannter Magnesia mit einem Gehalt an Dikalziumsilikat und Dikalziumferrit mit 1 bis 10% grünem Chromoxyd vermischt und die Mischung nach Verformung bei über 10000C gebrannt wird (GB-PS Nr. 1, 034,544). Als höchste Brenntemperatur ist eine solche von über 15000C angegeben. Bei dieser Temperatur können aber keine Steine mit einer direkten Bindung erhalten werden, denn eine solche wird erst bei Temperaturen ab 17000C ausgebildet.
Selbst wenn daher bei diesem Verfahren auch Steinmischungen aus 59 bis 94% gebrannter Magnesia, 5 bis. 40% Chromerz und 1 bis 10% Chromoxyd verwendet werden können, sind die erhaltenen Steine nicht mit direkt- - gebundenen Steinen vergleichbar. Nach einem andern älteren Verfahren können übliche Steine aus Magnesia und Chromerz, die z. B. 70 oder 88% Chromerz enthalten, mit einem Zusatz von Magnesiumchromat oder Chromsäure erhalten werden (FR-PS Nr. 1. 014.588).
Zur Vervollständigung des Standes der Technik sind auch noch die Schmelzgusssteine und die Schmelzkornsteine auf der Basis von Mischungen von Chromerz und Magnesia anzuführen. Diese schmelzgegossenen basischen Steine sind wesentlich teurer als die herkömmlichen direkt-gebundenen Steine gleicher Zusammensetzung, extrem dicht und im wesentlichen von Mikroporen frei. Obgleich diese Produkte gegen Schlackenerosion hochbeständig sind, versagen sie oftmals auf Grund von Abblätterungserscheinungen, Rissbildungen und Absplitterungen, die durch Temperaturwechselbeanspruchungen bewirkt werden. Diese Eigenschaften verringern ihre Verwendbarkeit für Deckenmittelabschnitte und Rückwände von mit Sauerstoff betriebenen SM-Öfen und von AOD-Konvertern u. a.
Schmelzkornsteine, d. s. Steine, die aus zerkleinertem, geschmolzenem Material aufgebaut sind, sind sogar noch teurer als Schmelzgusssteine und weniger schlackenbeständig als diese.
Es ist ferner bekannt, dass einer feuerfesten Mischung mit einem Gehalt von z. B. Magnesia, Magnesitchrom, Tonerde oder Zirkonoxyd zugesetztes Chromoxyd als Pressmittel oder Schmiermittel wirkt und die Dichte der Steine nach dem Pressen und Brennen erhöht. Ein Teil der Dichteerhöhung ist darauf zurückzuführen, dass das Chromoxydmaterial Bestandteile mit niedrigerem spez. Gewicht ersetzt. Das spez. Gewicht von cru, beträgt 5, 1 bis 5,2, das von Periklas 3,5 bis 3,6. Die Verwendung von Chromoxyd ist bisher jedoch auf spezielle Zusammensetzungen beschränkt gewesen, da im allgemeinen die Ergebnisse die erhöhten Herstellungskosten nicht rechtfertigen konnten.
Beim Verfahren gemäss der Erfindung wird vorzugsweise eine Mischung von a) 55 bis 65 Gew.-% Periklas, b) 35 bis 45 Gew.-% Chromerz und e) 2 bis 7 Gew.-% gepulvertem Chromoxyd verwendet. Der Periklas soll am besten einen MgO-Gehalt von 96 bis 99 Gew.-% haben.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform wird für den Aufbau der Steine eine Mischung von Periklas, Chromerz und Chromoxyd mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von höchstens 1 : 1 und einem Kieselsäuregehalt von unter 3 Gew.-%, zweckmässig mit einem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von höchstens 0, 5 : 1 und einem Kieselsäuregehalt von unter 2 Gew.-%, verwendet.
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044des nachfolgenden Bruchs, der Rissfortpflanzung und gegebenenfalls des Absplitterns, das einen üblichen Ver- schleissmechanismus von feuerfesten Produkten darstellt.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele erläutert. In diesen sind sämtliche Angaben bezüglich der Prozentgehalte und Teile auf das Gewicht bezogen, wenn nichts anderes angegeben ist.
EMI4.1
in einer hydraulischen Presse zu Stangen mit den Abmessungen 15, 2 x 2, 5 x 2, 5 cm verpresst. Nach dem Trocknen wurden die Testformsteine in einem Hochbrennofen bei 17600C gebrannt und auf dieser Temperatur mindestens 4 h vor Beginn des Abkühlungszyklus gehalten.
Die Ausgangsmaterialien hatten folgende Zusammensetzung :
Hochreiner Periklas
EMI4.2
<tb>
<tb> MgO <SEP> 97,6%
<tb> SiO2 <SEP> 0, <SEP> 7%
<tb> Fe <SEP> 0, <SEP> 2%
<tb> Al <SEP> 0, <SEP> 3%
<tb> CaO <SEP> 1, <SEP> 0% <SEP>
<tb> B2O3 <SEP> 0,2%
<tb>
EMI4.3
EMI4.4
<tb>
<tb>
- <SEP> l, <SEP> 651 <SEP> mm <SEP> -0, <SEP> 208 <SEP> mm
<tb> (10 <SEP> mesh) <SEP> (-65 <SEP> mesh)
<tb> 8. <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 8% <SEP> 2, <SEP> 2% <SEP>
<tb> Cr2O3 <SEP> 35,5% <SEP> 36,1%
<tb> FeO <SEP> 15,2% <SEP> 15,9%
<tb> Al203 <SEP> 29,8% <SEP> 30,2%
<tb> CaO <SEP> 0, <SEP> 3% <SEP> 0,2%
<tb> MgO <SEP> 16, <SEP> 4% <SEP> 15, <SEP> 4% <SEP>
<tb>
EMI4.5
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Tabelle I
EMI5.1
EMI5.2
<tb>
<tb>
Siebklassierung
<tb> (Mischung) <SEP> A <SEP> B <SEP> N <SEP> D <SEP> E
<tb> Periklas-2, <SEP> 362 <SEP> mm <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 589 <SEP> mm <SEP> 26 <SEP> 26 <SEP> 26 <SEP> 26 <SEP> 26
<tb> Kugelmuhlenfeinstoffe
<tb> (60% <SEP> Minium <SEP> -0,044 <SEP> mm) <SEP> 22 <SEP> 22 <SEP> 22 <SEP> 22 <SEP> 22
<tb> Chromerz <SEP> -1,651 <SEP> mm <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 32
<tb> - <SEP> 0, <SEP> 208mm <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9
<tb> Hoch <SEP> gebrannter-2, <SEP> 362 <SEP> mm <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 589 <SEP> mm <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Steinausschuss, <SEP> -0, <SEP> 295 <SEP> mm <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 60% <SEP> MgO
<tb> Zugesetztes-0, <SEP> 044mm <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 10,
<SEP> 0 <SEP>
<tb> Chromoxyd
<tb> Zugesetztes <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Lignosulfonatbindemittel
<tb> Raumgewicht <SEP> (RG) <SEP> g/cm3 <SEP> 3,01 <SEP> 3,06 <SEP> 3,05 <SEP> 3,15 <SEP> 3,25
<tb> nach <SEP> d. <SEP> Trocknen
<tb> bei <SEP> 1490C
<tb>
Auf Grund der chemischen Analyse der Rohmaterialien war die chemische Zusammensetzung der Kontrollmischung A wie folgt :
EMI5.3
<tb>
<tb> Si02 <SEP> 1, <SEP> 7%
<tb> Fe <SEP> pus <SEP> 7, <SEP> 2%
<tb> Al2O3 <SEP> 13, <SEP> 8% <SEP>
<tb> CaO <SEP> 0, <SEP> 7%
<tb> MgO <SEP> 60,3%
<tb> Crp3 <SEP> 16, <SEP> 3% <SEP>
<tb>
Die Mischungen B, N, D und E mit einem erhöhten Cr 0 -Gehalt stehen mit den Zusätzen von Chrom- oxydpulver gemäss Tabelle I im Einklang.
Jede Probe wurde vor und nach dem Brennen untersucht, um Dimensionsveränderungen zu bestimmen, die auf Reaktionen zwischen den Rohmaterialien zurückzuführen waren. Die Eigenschaften wurden ermittelt, indem die offene oder scheinbare Porosität, das Raumgewicht, die Heissbiegefestigkeit (HBF) bei 14820C und die Heissdruckfestigkeit (HDF) bei 15380C bestimmt wurden.
Die physikalischen Eigenschaften sind in der Tabelle II zusammengestellt.
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Tabelle II
EMI6.1
<tb>
<tb> Mischung
<tb> A <SEP> B <SEP> N <SEP> D <SEP> E
<tb> Lineare <SEP> Änderung <SEP> +0, <SEP> 07-0, <SEP> 02-0, <SEP> 07-0, <SEP> 05 <SEP> +0, <SEP> 03 <SEP>
<tb> beim <SEP> Brennen
<tb> RG <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Brennen, <SEP> 2, <SEP> 96 <SEP> 3, <SEP> 01 <SEP> 3, <SEP> 01 <SEP> 3, <SEP> 10 <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP>
<tb> g/cm3
<tb> Scheinbare <SEP> Porosi-17, <SEP> 8 <SEP> 17, <SEP> 8 <SEP> 16, <SEP> 7 <SEP> 16, <SEP> 3 <SEP> 15, <SEP> 1 <SEP>
<tb> tät, <SEP> %
<tb> HBF <SEP> bei <SEP> 1482 C, <SEP> 35, <SEP> 5 <SEP> 27, <SEP> 8 <SEP> 29, <SEP> 2 <SEP> 36, <SEP> 6 <SEP> 45, <SEP> 0 <SEP>
<tb> kg/cm2
<tb> HDF <SEP> bei <SEP> 1538 C, <SEP> 54,8 <SEP> 52,4 <SEP> 61,5 <SEP> 65,4 <SEP> 89,9
<tb> kg/cm2
<tb>
Esist ersichtlich,
dass bei steigendem Zusatz von Chromoxydpulver das Raumgewicht, die HBF und HDF erhöht werden, während die Porosität vermindert wird.
Beispiel 2 : Weitere direkt-gebundene Versuchsmischungen der 60% MgO-Klasse wurden im Labora-
EMI6.2
wurden rechteckige Steine mit den Abmessungen 22,9x11, 4x6, 4 cm gepresst. Diese wurden bei 98 ; 90C getrocknet und in einem technischen Hochbrenntunnelofen bei einer Spitzentemperatur von etwa 17600C über einen Minimalzeitraum von 6 h gebrannt.
Die chemische Zusammensetzung des bei diesen Versuchen verwendeten Periklas war wie folgt :
EMI6.3
<tb>
<tb> Hochreiner <SEP> Periklas
<tb> MgO <SEP> 97,8%
<tb> Si02 <SEP> 0,6%
<tb> Fe <SEP> 0, <SEP> 3%
<tb> AlP3 <SEP> 0, <SEP> 3% <SEP>
<tb> CaO <SEP> 0,8%
<tb> BP3 <SEP> 0,2%
<tb>
Das Chromerz war das gleiche Material, das in Beispiel 1 mit-1, 651 mm angeführt ist.
Die Analyse der Mischungen ist in Tabelle III angegeben.
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Tabelle III
EMI7.1
<tb>
<tb> Siebklassierung
<tb> (Mischung)
<tb> Periklas-4, <SEP> 699 <SEP> mm+2, <SEP> 362 <SEP> mm <SEP> 19, <SEP> 5 <SEP> 19, <SEP> 5 <SEP> 19, <SEP> 5 <SEP> 19, <SEP> 5 <SEP>
<tb> - <SEP> 2, <SEP> 362 <SEP> mm <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 589 <SEP> mm <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Kugelmühlenfeinstoffe
<tb> (60% <SEP> Minimum-0, <SEP> 044 <SEP> mm) <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Chromerz <SEP> -1, <SEP> 651 <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 589, <SEP> mm <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP>
<tb> - <SEP> 0, <SEP> 589 <SEP> mm <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Kugelgemahlen
<tb> - <SEP> 0, <SEP> 104 <SEP> mm <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 5,
<SEP> 0 <SEP>
<tb> Hochgebrannter
<tb> Steinausschuss <SEP> -Q, <SEP> 295 <SEP> mm <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Zugesetztes
<tb> Chromoxyd-0, <SEP> 044mm <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Zugesetztes
<tb> Lignosulfonat <SEP> (Lösung) <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP>
<tb> RG <SEP> nach <SEP> Trocknen
<tb> bei <SEP> 104, <SEP> 40C <SEP> g/cm3 <SEP> 3, <SEP> 10 <SEP> 3, <SEP> 15 <SEP> 3, <SEP> 17 <SEP> 3, <SEP> 24 <SEP>
<tb>
Der Test zur Bewertung der Materialien erfolgte wie in Beispiel 1, wobei zusätzlich noch die HBF und HDF bestimmt wurden. Wie in Beispiel 1 wurden Verbesserungen hinsichtlich des Raumgewicht nach dem Brand und der Porosität festgestellt.
Darüber hinaus zeigen die Eigenschaften bei den extrem hohen Temperaturen von 1593 und 17050C ausgeprägte Verbesserungen auf Grund der zusätzlichen Bindung, die durch die Bildung von Magnesiumchromspinell in der Matrix bewirkt wird. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt.
Tabelle IV
EMI7.2
<tb>
<tb> Mischung <SEP> Mischung <SEP> Mischung <SEP> Mischung
<tb> RG <SEP> nach <SEP> Brand, <SEP> g/cm3 <SEP> 3, <SEP> 03 <SEP> 3, <SEP> 11 <SEP> 3, <SEP> 15 <SEP> 3, <SEP> 18 <SEP>
<tb> Scheinbare <SEP> Porosität, <SEP> % <SEP> 18, <SEP> 0 <SEP> 15, <SEP> 5 <SEP> 14, <SEP> 0 <SEP> 13, <SEP> 5 <SEP>
<tb> HBF, <SEP> kg/cm2
<tb> bei <SEP> 14820C <SEP> 43, <SEP> 2 <SEP> 35, <SEP> 8 <SEP> 44, <SEP> 3 <SEP> 52, <SEP> 7 <SEP>
<tb> bei <SEP> 15380C <SEP> 39, <SEP> 0 <SEP> 24, <SEP> 9 <SEP> 31, <SEP> 9 <SEP> 32, <SEP> 3 <SEP>
<tb> bei <SEP> 15930C <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP> 10, <SEP> 9 <SEP> 14, <SEP> 8 <SEP> 14, <SEP> 7 <SEP>
<tb> HDF, <SEP> kg/cm2
<tb> bei <SEP> 15380C <SEP> 45, <SEP> 0 <SEP> 62, <SEP> 6 <SEP> 75, <SEP> 9 <SEP> 54, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Druckfeuerbeständigkeit,
<tb> 3,
<SEP> 52 <SEP> kg/cm2 <SEP> bei <SEP> 17050C <SEP>
<tb> h <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Zusammen-kein <SEP> Versa- <SEP>
<tb> bruch <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 75 <SEP> 0, <SEP> 75 <SEP> gen <SEP> nach <SEP> 2 <SEP> h
<tb>
Beispiel 3 : Verbesserungen der in Beispiel 2 gezeigten Hochtemperatureigenschaften können auch bei hochgebrannten, direkt-gebundenen Steinen erreicht werden, bei denen eine niedrige Porosität durch Verwendung von hochdichtem Periklas mit einem hohen Verhältnis von Caleiumoxyd zu Siliciumdioxyd erzielt wird.
Dieser Periklas ergibt, wenn er mit Chromerz mit dem niedrigsten Siliciumdioxydgehalt kombiniert wird, eine direkt-gebundene Masse mit einem Gesamtverhältnis von Caleiumoxyd zu Siliciumoxyd von mehr als 1, 3 : 1, das sogar 2 : 1 betragen kann, oder durch Zugabe von verschiedenen, Calciumoxyd liefernden Stoffen eingestellt werden kann. Solche Steine können unter Erhalt einer hohen Dichte verpresst werden und neigen dazu, beim Brennen weniger zu wachsen, ja in manchen Fällen sogar zu schwinden. Diese Produkte sind im Handel erhältlich und dem Fachmann bekannt.
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Versuchsansätze wurden zu Steinen verarbeitet, gebrannt und auf die in Beispiel 2 angeführte Weise getestet. Die chemische Zusammensetzung der Ausgangsrohmaterialien war wie folgt :
Periklas mit hohem CaO-Gehalt
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<tb>
<tb> MgO <SEP> 96,2%
<tb> Si02 <SEP> 1,2%
<tb> Fe203 <SEP> 0, <SEP> 2%
<tb> Alps <SEP> 0,2%
<tb> CaO <SEP> 2,2%
<tb> BP3 <SEP> 0, <SEP> 02%
<tb>
Chromerz mit niedrigem SiO-Gehalt
EMI8.2
<tb>
<tb> sio2 <SEP> 0, <SEP> 9%
<tb> Fepg <SEP> 26,0%
<tb> Alpg <SEP> 15,9%
<tb> Crpg <SEP> 46, <SEP> 5%
<tb> MgO <SEP> 10,5%
<tb> CaO <SEP> 0,2%
<tb>
Die Versuchsmassen und die Testeigenschaften sind aus Tabelle V zu ersehen.
Tabelle V
EMI8.3
<tb>
<tb> Siebklassierung
<tb> (Mischung) <SEP> J <SEP> K
<tb> Periklas-4, <SEP> 699 <SEP> mm+2, <SEP> 362 <SEP> mm <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP>
<tb> - <SEP> 2, <SEP> 362 <SEP> mm <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 589 <SEP> mm <SEP> 37, <SEP> 0 <SEP> 37, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Kugelmühlenfeinstoffe
<tb> (60%-0, <SEP> 044 <SEP> mm) <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Chromerz <SEP> 0, <SEP> 589mm <SEP> 42, <SEP> 5 <SEP> 42, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Zugesetztes
<tb> Chromoxyd-0, <SEP> 044mm-4, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Zugesetztes
<tb> Lignosulfonat <SEP> (Lösung) <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP>
<tb> RG <SEP> nach <SEP> d.
<SEP> Brennen,
<tb> g/cm3 <SEP> 3, <SEP> 29 <SEP> 3, <SEP> 36 <SEP>
<tb> Scheinbare <SEP> Porosität,
<tb> % <SEP> (Kerosin-Methode) <SEP> 14, <SEP> 0 <SEP> 13, <SEP> 6 <SEP>
<tb> HBF, <SEP> kg/cm2
<tb> bei <SEP> 14820C <SEP> 39, <SEP> 7 <SEP> 38, <SEP> 7 <SEP>
<tb> bei <SEP> 15930C <SEP> 18, <SEP> 3 <SEP> 22, <SEP> 8 <SEP>
<tb> CaO/SiO2-Verhältnis <SEP> 1,4 <SEP> :1 <SEP> 1,4:1
<tb>
Aus den Versuchsergebnissen wird ersichtlich, dass ein Zusatz von 4,0% Chromoxyd zu einem direkt-gebundenen, feuerfesten Producktmitniedriger Porosität und hohem Calciumoxyd/Siliciumdioxyd-Verhältnis nur mässige Verbesserungen der Höchsttemperaturfestigkeiten ergibt.
Die weitere Bewertung dieses Zusammensetzungsbereichs zeigt, dass die chromreichen Spinelle in Bindestellen der heissen Vorderseite beim Betrieb zwar eine Rolle spielen, jedoch in diesen Massen mit hohem Calciuoxyd/Siliciumdioxyd-Verhältnis weniger
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wirksam sind, das Eindringen von Schlacken zu verhindern. Eine Verbesserung der Schlackenbeständigkeit konnte im Vergleich zu dem gleichen Basisgemisch ohne Chromoxydzugabe nicht festgestellt werden. Auf dieser Grundlage werden daher Mischungen mit niedrigen CaO/SiO-Verhältnissen bevorzugt.
Direkt-gebundene Mischungen, nämlich die Mischungen J und K, wurden mit einer Zusammensetzung, nämlich Mischung C, bei der derChromoxydzusatz 4,0% betrug, bei einem Drehschlackentest verglichen, der in der Industrie als der Valley Dolomite Slag Test bezeichnet wird. Die Grundzusammensetzung der Mischung C
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troöfen (EO) und Argon-Sauerstoff-Entkohlungs- (AOD)-Gefässen wurden zum Vergleich der Mischung mit den Mischungen J und K auf Grund ihrer reaktiven Natur mit basischen, feuerfesten Produkten und deswegen ausgewählt, weil man annimmt, dass sie bei der Bestimmung der Verschleissgeschwindigkeit von feuerfesten Auskleidungen in solchen Gefässen eine Rolle spielen.
Die Zusammensetzungen der Schlacke waren wie folgt :
Chemische Zusammensetzung-Synthetische Schlacke (%)
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<tb>
<tb> L-5 <SEP> (AOD) <SEP> M-1 <SEP> (EO)
<tb> CaO <SEP> 27 <SEP> 33
<tb> SiO2 <SEP> 54 <SEP> 33
<tb> Fe <SEP> O <SEP> 5 <SEP> 20
<tb> 2 <SEP> 3
<tb> A1203 <SEP> 4 <SEP> 4
<tb> MnO <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> MgO <SEP> 5 <SEP> 5
<tb>
Der ursprüngliche Innendurchmesser (Öffnung) des feuerfest ausgekleideten Schlackenofens war etwa 7,62 cm. 4,54 kg synthetische Schlacke, pelletisiert zu Pellets mit einem Durchmesser von etwa 2,54 cm wurden in den Ofen mit einer Geschwindigkeit von 1, 81 kg in der ersten Stunde und von 0,91 kg/h während der folgenden 3 h eingeführt. Die heisse Vorderseite der feuerfesten Auskleidung wurde auf 1677 bis 1732 C gehalten.
Nach dem Abkühlen wurden die erodierten Teststeine herausgenommen und zersägt, um die Innenstruktur von der heissen zur kalten Steinseite freizulegen. Die Tiefe der Schlackeninfiltration wurde durch physikalische Verdichtung und Verfärbung ermittelt und später durch eine petrographische Untersuchung bestätigt. Die Mischung C mit 4,0% Chromoxyd wurde willkürlich als Einheit oder 1 genommen. Bewertungen von mehr als 1 weisen auf eine grössere oder tiefere Infiltration hin.
In der Tabelle VI sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt :
Tabelle VI
Relative Schlackeninfiltration
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<tb>
<tb> Schlacke <SEP> Mischung <SEP> J <SEP> Mischung <SEP> K <SEP> Mischung <SEP> C <SEP> herkömmliche <SEP> (1)
<tb> L-5 <SEP> 1,49 <SEP> 1,63 <SEP> 1,00 <SEP> 1,18
<tb> M-1 <SEP> 1,09 <SEP> 1,11 <SEP> 1,00 <SEP> 1,02
<tb>
(1) 60% MgO-Klasse direkt-gebunden ohne Chromoxyd-ähnlich der Mischung A
Bei der in Tabelle VI getesteten Zusammensetzung widerstanden die Mischungen J und K, obgleich sie die erwünschten Eigenschaften einer niedrigen Porosität und hohen Dichte hatten, dem Eindringen von kieselsäurehaltigen Schlacken in einem geringeren Ausmass als die Mischung C. Noch überraschender sind die schlechten relativen Ergebnisse der Mischung C, die Chromoxyd enthält, im Vergleich zur Mischung J oder C.
Diese unerwarteten Ergebnisse können dadurch erklärt werden, dass die nativen Silikate der Mischung C, die durch das Caleiumoxyd/Siliciumdioxyd-Verhältnis bedingt werden, gegenüber den Silikaten der Schlacke, deren Phasen durch das Caleiumoxyd/Siliciumdioxyd-Verhältnis bestimmt werden, verträglicher und weniger reaktiv sind. Wenn man die Mischung C und die Schlacken L-5 und M-l in Betracht zieht, dann sind die Calciumoxyd/Siliciumdioxyd-Verhältnisse etwa l : l oder weniger als 1 : 1.
Die mit Chrom angereicherten SpinellederMischungK sind in dem hoch CaO-haltigen Bereich der basischen Steinzusammensetzungnichtso stabil und daher nicht so verfügbar, um als Schlackeinhibitoren zu wirken, wie die Chromitspinelle in der Mischung C, die ein niedrigeres Caleiumoxyd/Silieiumdioxyd-Verhältnis haben. Dies weist also gleichfalls darauf hin, dass niedrigere CaO/SiO-Verhältnisse vorzuziehen sind.
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niedrigen Calclumoxyd/Silieiumdtoxyd-Verhältnisfür die Widerstandsfähigkeit gegen Schlackeninfiltration wird bei der Untersuchung der Mikrogefüge der feuerfesten Produkte der folgenden Beispiele noch deutlicher.
Beispiel 4 : Gleich wichtig wie eine erhöhte Schlackenbeständigkeit ist die Optimalisierung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der thermischen Absplitterungsbeständigkeit. Es wurden direkt-gebundene Zusammensetzungen hergestellt, die der Mischung A des Beispiels 1 ähnlich waren. Eine Zusammensetzung war chromoxydfrei, die andere wurde durch Zusatz von 4% Chromoxyd modifiziert. Nach dem Brennen in einem üblichen Tunnelofen bei Temperaturen von über 17000C über einen Zeitraum von mindestens 4 h wurden die Steine zusammen mit andern handelsüblichen Klassen von feuerfesten Magnesitchromsteinen auf Absplitterungsfestigkeit geprüft.
Zur Bestimmung der Temperaturwechselbeständigkeit (TWB) wurde der sogenannte Prismaabsplitterungstestverwendet. Aus jeder Steinprobe wurden Prismen mit den Abmessungen 7,6 x 5, 1 x 5, 1 cm heraus- geschnitten undin einen elektrisch vorerhitzten Testofen eingebracht und auf eine Temperatur von 12050C erhitzt. Nach 20minütigem Halten auf dieser Temperatur wurden die Proben herausgenommen und in ruhiger Luft 10 min lang abgekühlt. Dieses Vorgehen wurde bis zu 40mal wiederholt oder bei den Proben abgebrochen, die durch eine zu starke Rissfortpflanzung zerbrochen waren. Steine, die imstande sind, einer höheren Anzahl von Abschreckungen zu widerstehen, haben eine höhere TWB.
Es wurden die folgenden Sorten von feuerfesten Steinen miteinander verglichen :
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<tb>
<tb> Steinsorte <SEP> Chemische <SEP> Zusammensetzung <SEP> (%)
<tb> SiO <SEP> Fe203 <SEP> Al203 <SEP> Cr203 <SEP> CaO <SEP> MgO <SEP> Abschreckungen <SEP>
<tb> Herkömmliche,
<tb> direkt-gebundene <SEP> 2,0 <SEP> 7,0 <SEP> 13,7 <SEP> 15,9 <SEP> 0,9 <SEP> 60,5 <SEP> 35-40
<tb> Direkt-gebundene
<tb> mit <SEP> einem <SEP> Zusatz
<tb> von <SEP> 4% <SEP> Chromoxyd <SEP> 1,6 <SEP> 6,8 <SEP> 13, <SEP> 1 <SEP> 19,0 <SEP> 0,9 <SEP> 58,6 <SEP> 38+
<tb> Hochgebrannte
<tb> Schmelzkornsteine <SEP> 1,5 <SEP> 11,2 <SEP> 6,9 <SEP> 17, <SEP> 8 <SEP> 0,7 <SEP> 62,0 <SEP> 23
<tb> Hochgebrannte,
<tb> direkt-gebundene,
<tb> auf <SEP> der <SEP> Basis <SEP> von
<tb> vorreagiertem <SEP> Magnesia-Chrom-Sinter <SEP> 2,9 <SEP> 9,5 <SEP> 6,6 <SEP> 22,7 <SEP> 1,2 <SEP> 57,
<SEP> 1 <SEP> 15
<tb> Schmelzgegossene <SEP> 2,5 <SEP> 10,5 <SEP> 8,0 <SEP> 20,0 <SEP> 0,5 <SEP> 56,5 <SEP> 2
<tb> Steine <SEP> (FeO)
<tb>
Die Ergebnisse, beim Prismaabsplitterungstest zeigen, dass, obgleich die erfindungsgemässen hochgebrannten, direkt-gebundenen und Chromoxyd enthaltenden Steine eine niedrigere Porosität und eine gute Schlackenbestandigkeit haben, ihrethermisohe Absplitterungsbeständigkelt ebenso gut oder besser ist als die von konventionellen direkt-gebundenen Steinen. Die hochgebrannten Steine mit Chromoxyd haben eine bessere TWB als Schmelzkornsteine, Steine aus vorreagierten Produkten oder schmelzgegossene, basische, feuerfeste Steine mit 60% MgO.
Beispiel 5 : Ein konventioneller, direkt-gebundener Stein, entsprechend Mischung A von Beispiel 1, wurde durch Zugabevon4% Chromoxyd modifiziert, wodurch die Mischung C gebildet wurde. Nach dem Brennen wurde der erhaltene Stein Absplitterungstests und einer petrographischen Untersuchung unterworfen.
Es wurde erneut der dynamische Drehschlackentest angewendet. Die Absplitterungsversuche wurden bei 1677 bis 17050C mit 4,54 kg synthetischer Schlacke durchgeführt, die über einen Zeitraum von 4 h einwirken gelassen wurde. Die Zusammensetzung der Schlacke war wie folgt :
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Zusammensetzung der Schlacke (%)
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<tb>
<tb> CaO <SEP> 37,5
<tb> SiO <SEP> 37, <SEP> 5
<tb> FeO <SEP> 18,0
<tb> A1203 <SEP> 2, <SEP> 0
<tb> MnO <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP>
<tb> P20S <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> CaF <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
Die Erosions-und Eindringsfaktoren wurden bei der Mischung, die Chromoxyd enthielt, als 1, 0' bezeich- net. Werte von mehr als 1 zeigen stärkere Verluste durch Erosion und eine stärkere Infiltration an.
Die Produkte waren diejenigen, die in Beispiel 4 getestet worden waren. Es wurden folgende Testergebnisse erhalten :
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<tb>
<tb> Hochgebrannte <SEP> Steine <SEP> Schlackenerosion <SEP> Schlackeninfiltration
<tb> Konventionell <SEP> (Mischung <SEP> A) <SEP> 1,3 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Mischung <SEP> A <SEP> plus <SEP> 4%
<tb> Chromoxyd <SEP> (Mischung <SEP> C) <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0
<tb> Schmelzkornsteine <SEP> 0,6 <SEP> 1,0
<tb> Steine <SEP> aus <SEP> vorreagiertem
<tb> Korn <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Schmelzgusssteine <SEP> 0,5 <SEP> 0,7
<tb>
Die Erfindungwird durch die Zeichnungen weiter erläutert.
Es zeigen Fig. 1 eine Mikrophotographie mit einer 35fachen Vergrösserung, die das Mikrogefüge eines verschlackten Steines zeigt, welcher aus der erfin- dungsgemässen Mischung C aufgebaut ist ; Fig. 2 eine Mikrophotographie mit einer 35fachen Vergrösserung, die das Mikrogefüge eines verschlackten Steines zeigt, der aus der konventionellen Mischung A erhalten worden ist ; Fig. 3 eine Mikrophotographie mit 130facher Vergrösserung, die das Mikrogefüge eines verschlackten Steines hinter dem heissen Steinende zeigt, wobei dieser Stein aus der erfindungsgemässen Mischung C aufge-
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ten Steines, der aus der konventionellen Mischung A aufgebaut ist, im Bereich des heissen Steinendes zeigt ;
Fig. 6 eine Mikrophotographie mit einer 130fachen Vergrösserung, die das Mikrogefüge eines konventionellen, direkt-gebundenen Steines mit 50% MgO nach seiner Verwendung zeigt ; Fig. 7 eine Mikrophotographie mit einer 130fachen Vergrösserung, die das Mikrogefüge eines verschlackten Steines, der aus der erfindungsgemässen Mischung C aufgebaut ist, im Bereich des heissen Steinendes zeigt ; und Fig. 8 eine Mikrophotographie mit einer 140fachen Vergrösserung, die das Mikrogefüge eines verschlackten Steines, der aus der erfindungsgemässen Mischung C aufgebaut ist, 1 bis 2 mm hinter der heissen Steinfläche nach seiner Verwendung zeigt.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen die Mikrogefügeunterschiede zwischen direkt-gebundenen, verschlackten Steinen, die gemäss der Erfindung hergestellt worden sind, und konventionellen, direkt-gebundenen verschlackten Steinen, die nicht gemäss der Erfindung hergestellt worden sind. Die Fig. 1 zeigt mit geringer Vergrösserung das Mikrogefüge eines Steines, der aus der erfindungsgemässen Mischung C gebildet und wie in den Beispielen 4 und 5 beschrieben, verschlackt worden ist. Die Fig. 2 zeigt bei der gleichen Vergrösserung das Mikrogefüge eines Steines, der aus der konventionellen Mischung A aufgebaut und in der gleichen Weise verschlackt worden ist. Die Schlacke erscheint in beiden Mikrophotographien im oberen Teil.
Der Mechanismus der Schlackeninfiltration umfasst sowohl bei den erfindungsgemässen Steinen als auch den konventionellen Steinen ein Eindringen durch die Grenzflächen zwischen den einzelnen Periklas- und Chromitkristallen. Ein wesentliches Merkmal dieser Erfindung, das-selbst bei der geringen Vergrösserung der Fig. 1 und 2 in dem Mikrogefüge der Mischung C ersichtlich ist, ist die wesentlich grössere Anzahl der Periklas-Chromit-Bindungen der Steine aus der Mischung C im Vergleich zu den direkt-gebundenen Standardsteinen aus der Mischung A.
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Es wurde festgestellt, dass die Menge der Schlackenflüssigkeit als Funktion der Tiefe hinter den heissen Steinenden bei den Steinen aus der Mischung C rascher abnimmt als bei den Steinen der konventionellen Zusammensetzung A. Die Steine aus der Mischung C haben in geringerer Tiefe hinter dem heissen Steinende auch mehr Sekundärspinelle. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, erstrecken sich "Anker" oder rekristallisierte Vorsprünge von Spinell von den Chromitkristallen (als "Cr" bezeichnet) in die Matrix der Steine aus der Mischung C hinein. Diese "Anker" aus Spinellen tragen vermutlich wesentlich zur Festigkeit der Steine bei.
Die Einzelheiten des Mikrogefüges der heissen Enden der Steine aus der Mischung C und der Mischung A sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Wie oben ausgeführt, ist die Menge der Periklas (P)-Chromlt (Cr)-Bindungen eines der wesentlichen Merkmale der erfindungsgemässen Steine. Das Mikrogefüge der heissen Steinenden der konventionellen, direkt-gebundenen Steine aus der Mischung A, das in Fig. 5 dargestellt ist, zeigt eine grössere Menge einer intragranularen Schlackeninfiltration als bei den Steinen aus der Mischung C. Das. schwamm- artigeAussehenderChromitteilchennachdemAngriffderSchlacke scheint für den Angriff durch eine Schlacke mit der chemischen Zusammensetzung gemäss Beispiel 5 charakteristisch zu sein.
Die Mikrophotographien der Zeichnungen zeigen, dass erfindúngsgemäss hergestellte Steine die Spinellbindung näher am heissen Steinende beibehalten als konventionelle, direkt-gebundene Steine. Dies ist für die überlegene Schlackenerosions-und-inflltrationsbeständigkeit, sowie die verbesserten Hochtemperatureigenschaften von erfindungsgemäss hergestellten Steinen im Vergleich zu konventionellen, direkt-gebundenen Steinen massgeblich. Weiterhin sind die erfindungsgemäss hergestellten Steine nützlicher als andere verfügbare, schlackenbeständige Produkte, z. B. Schmelzkornsteine, Steine aus vorreagiertem Korn und schmelzgegossene Steine der Beispiele 4 und 5, was auf die überlegene TWB zurückzuführen ist.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen die Einzelheiten des Mikrogefüges der Steine nach dem Betrieb in einem 100 t AOD-Konverter. Die Fig. 6 zeigt das Mikrogefüge eines direkt-gebundenen Steines mit 50% MgO im Bereich des heissen Steinendes von oberhalb der Metallinie. Bei diesem gebrauchten konventionellen Stein haben Silikate (S) einen grossen Teil der Bindung zwischen den abgerundeten Periklaskristallen (P) aufgebrochen. Die Silikatphasen am heissen Steinende sind Merwinit und Monticellit, die auch in der Schlackenzusammensetzung des Reduktionszyklus vorhanden sind.
Proben von verbesserten, direkt-gebundenen Steinen der Sorte mit 60% MgO, die erfindungsgemäss hergestellt worden waren, wurden untersucht, nachdem sie im Vergleich zu den andern direkt-gebundenen ProduktenimAOD-Testausgezeichnete Ergebnisse gebracht hatten. Die Fig. 7 zeigt die Einzelheiten des Mikrogefüges der erfindungsgemäss verbesserten, direkt-gebundenen Steine im Bereich des heissen Steinendes. Eine interkristalline Silikatinfiltration zeigt sich nur unmittelbar am heissen Steinende.
Die Mikrophotographie der Fig. 8, die 1 bis 2 mm hinter der heissen Steinfläche aufgenommen ist, zeigt die Anwesenheit von Spinellstrukturen (Sp), die offensichtlich bei der Aufrechterhaltung des Steingefüges in der Nähe der Arbeitsoberfläche die Hauptrolle spielen. Diese Aufrechterhaltung der Bindung ist für die verbesserte Betriebslebensdauer, die durch die direkt-gebundenen Steine gemäss der Erfindung erreicht wird, massgeblich.
Die struktuelle Stabilität, die von der Bindung durch thermisch stabile Spinelle nahe dem heissen Steinende herrührt, ist in Kombination mit der guten TWB für das überlegene Verhalten dieser verbesserten, direkt-gebundenen Steine in Decken und Rückwänden von sauerstoffgeblasenen SM-Öfen sowie in AOD-Konvertern und in den Seitenwänden von Elektroöfen verantwortlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten, direkt-gebundenen Magnesitchrom- und Chrommagnesitsteinen, die bei einer Temperatur von mindestens 17000C gebrannt sind, mit einem Zusatz von feinkörnigem Chromoxyd, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung von a) 40 bis 75 Gew. -% Periklas, der mindestens 94 Gew.-% MgO enthält, b) 25 bis 60 Gew.-% Chromerz und c) 0,5 bis 10 Gew.-% gepulvertem Chromoxyd zu Steinen verpresst und diese vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 17600C brennt.
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a) 55 bis 65 Gew.-% Periklas, b) 35 bis 45 Gew. -% Chromerz und e) 2 bis 7 Gew.-% gepulvertem Chromoxyd verwendet wird.