AT513100A2

AT513100A2 - Korrosionsbeständiger Ziegel und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: AT513100A2
Application number: ATA50424/2013A
Authority: AT
Inventors: Kenichi Yamaguchi; Jusuke Kimura
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-01-15
Also published as: CN103508741A; AT513100A3; US20140004382A1; JP2014028742A

Abstract

Der korrosionsbeständiger Ziegel ist ein korrosionsbeständiger Ziegel erhalten durch: Ausbilden einer Abdeckschicht, bei einem Al-Cr-basierten Ziegel, einem Al-Mgbasierten Ziel oder einem Cr-Mg basierten Ziegel auf einer Ziegeloberfläche und Erhitzen und Schmelzen des Magnetitpulvers, um die jeweiligen Komponenten des Ziegels mit Fe zu reagieren, wodurch eine Abdeckschicht gebildet wird, die ein ternäres Oxid der Ziegelkomponenten und Fe ist und aus einer festen Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher gemacht ist.

Description

P13238

KORROSIONSBESTÄNDIGER ZIEGEL UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DESSELBEN

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung [0001]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen korrosionsbeständigen Ziegel mit einer langen Lebensdauer, welcher Ziegel beispielsweise in einem Schmelzofen für Nicheisenme-talle, einen Elektroschrott-Recycling-Schmelzofen und Ähnlichem Verwendung findet und der eine exzellente Korrosionsbeständigkeit hinsichtlich der Erosion durch eine Schmelze aufweist sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-147246 beansprucht, angemeldet am 29. Juni 2012, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.

Beschreibung des Fachgebiets [0002]

Magnesia-Chromoxid Ziegel (im Folgenden geschrieben als Cr-Mg-basierte Ziegel), Magnesium-Aluminiumoxid Ziegel (im Folgenden geschrieben als Al-Mg-basierte Ziegel), Aluminiumoxid-Chromoxid Ziegel (im Folgenden geschrieben als Al-Cr-basierte Ziegel) und Ähnliche werden in Schmelzöfen für Nicht-Eisenmetalle in Elektroschrott-Recycling-Schmelzöfen und Ähnlichem verwendet. Mit Ausnahme von Elektroformziegeln haben diese Ziegel eine große Porosität von 2% bis 40%. Da die Ziegel in Kontakt mit einer Schmelze in einem Ofen gebracht und chemischer Erosion unterworfen werden, in der die chemischen Komponenten der Schmelze in den Komgrenzen in den Ziegeln eingeschlossen werden, ist im Allgemeinen der Grad der chemischen Erosion bei Ziegeln großer Porosität hoch. Zum Beispiel dringen Si02, FeO, CaO, Νβ2θ und Ähnliches, welches Komponenten einer Schmelze wie beispielsweise Schlacke sind, in die Komgrenzen in Ziegeln ein und reagieren mit MgO, 0γςΟ3, AI2O3 und Ähnlichem, welche die Komponenten der Ziegel sind, wodurch die chemische Erosion fortschreitet. --

NACHGEREICHT M Mit

P1323S -2- [0003]

Um die chemische Erosion zu verhindern, wurden Maßnahmen getroffen, die die Zusammensetzung der Ziegel, den Zustand von Bestandteil-Partikeln oder die Herstellungsverfahren ändern. Hinsichtlich Aluminiumoxid-Magnesiumoxid Ziegeln ist ein Magnesiumoxid-Spinell-Feuerfest bekannt, in dem Periklas mit Magnesiumoxidkristallen geschlossene Poren mit einem Porendurchmesser von Ιμητ bis 5um hat, der Periklas eine gleiche Größe hat und die Kristallkomgrenzen im Periklas aus Spinellphasen aufgebaut sind, die Periklas und MgO-AkCb enthalten (siehe japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer 200-281429). ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Probleme, die mit der Erfindung gelöst werden sollen [0004]

Die Erfindung schafft einen Ziegel, in dem die chemische Erosion, die durch Reaktion zwischen Ziegelkomponenten und den Komponenten in der Schmelze, wie beispielsweise Schlacke, insbesondere die Erosion von Schlackekomponenten in Komgrenzen im Ziegel durch Bildung einer Abdeckschicht mit speziellen Komponenten auf einer Ziegeloberfläche gehemmt wird anstelle der Verwendung eines Verfahrens zur Einstellung der Bestandteile eines Segels, so dass die Korrosionsbeständigkeit verbessert wird.

Mittel um die Probleme zu lösen [0005]

Die Erfindung betrifft einen korrosionsbeständigen Ziegel umfassend die folgende Konfiguration.

[1] Ein korrosionsbeständiger Ziegel umfasst einen Hauptkörper und eine Abdeckschicht, die auf einer Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist, wobei der Hauptkörper ein Al-Cr-basierter Ziegel, ein Al-Mg-basierter Ziegel oder ein Cr-Mg basierter Ziegel ist und die Abdeckschicht ein ternäres Oxid von Fe und jeder Komponente des Al-Cr-basierten

NACHGEREICHT

Ziegels, des Al-Mg basierten Ziegels oder des Cr-Mg-basierten Ziegels ist und die Abdeckschicht aus einer festen Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher hergestellt ist.

[2] Der korrosionsbeständige Ziegel nach dem obigen Absatz [1], wobei die Abdeckschicht die feste Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher ist, welche eine ternäre Qxidschicht ist, die während der Herstellung des Ziegels durch Aufbringen einer Schicht von Magnetitpulver auf einer Ziegeloberfläche, die gebrannt werden soll, Erhitzen und Schmelzen des Magnetitpulvers und Reagierenlassen des Magnetitpulvers mit den Komponenten des Ziegels erhalten wird.

[3] Der korrosionsbeständige Ziegel entsprechend den obigen Absätzen [1] oder [2], wobei die Abdeckschicht eine feste Al-Cr-Fe Oxidlösung, eine feste Al-Mg-Fe Oxidlösung oder feste Cr-Mg-Fe Oxidlösung ist, und die feste Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 160CTC oder höher ist.

[0006]

Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Ziegels, welches die folgende Konfiguration umfasst.

[4] Ein Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Ziegels umfasst einen Schritt des Aufbringens einer Schicht von Magnetitpulver auf einer Oberfläche eines zu brennenden Ziegels während der Herstellung des Ziegels, wobei der Ziegel irgendeinen von einem Al-Cr-basierten Ziegel, einen Al-Mg-basierten Ziegel und einem Cr-Mg-basierten Ziegel aufweist, einen Schritt des Erhitzens und Schmelzens des Magnetitpulvers, um das Fe und Komponenten des Al-Cr-basierten Ziegels, eines Al-Mg-basierten Ziegels, eines Al-Mg-basiserten Ziegels oder eines Cr-Mg-basierten Ziegels zu reagieren und einen Schritt des Ausbildens einer Abdeckschicht auf einer Oberfläche eines Hauptkörpers bei dem korrosionsbeständigen Ziegel, wobei die Abdeckschicht aus einem ternären Oxid von Fe und den Komponenten des Ziegels gebildet ist und aus einer festen Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher gemacht ist.

NACHGEREICHT -4- [5] Das Verfahren zum Herstellen eines korrosionsbeständigen Ziegels entsprechend dem obigen Absatz [4], wobei ein zu brennender Ziegel mit einer Schicht aus Magnetitpulver, die auf der Oberfläche ausgebildet ist zum Schmelzpunkt von Magnetit oder höher in einer Inertatmosphäre erhitzt wird, um das Magnetitpulver zu schmelzen, und in der Folge die Atmosphäre auf eine Luftatmosphäre umgestellt wird, wobei der Ziegel erhitzt wird, um Magnetit mit den Komponenten des Ziegels zu reagieren, so dass eine Abdeckschicht gebildet wird, die eine feste Al-Cr-Fe Oxidlösung, eine feste Al-Mg-Fe Oxidlösung oder eine feste Cr-Mg-Fe Oxidlösung ist und eine feste Spinelllösung ist mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher, und wobei die Atmosphäre in der Folge auf eine Inertatmosphäre geschaltet und der Ziegel auf Raumtemperatur gekühlt wird.

Effekt der Erfindung [0007]

Da der korrosionsbeständige Ziegel der vorliegenden Erfindung die Abdeckschicht hergestellt aus einer festen Spinelllösung des ternären Oxids der Komponenten des Ziegels und von Eisen auf der Ziegeloberfläche hat, können in einem Ofen Schlackekomponenten nicht einfach in den Ziegel eindringen und Erosion, die durch die Reaktion zwischen den Schlackekomponenten und den Ziegelkomponenten hervorgerufen wird, kann zuverlässig unterdrückt werden. Deshalb verbessert sich die Korrosionsbeständigkeit des Ziegels signifikant und ein Ziegel mit einer langen Lebensdauer kann erhalten werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0008] FIG. 1 ist eine schematische Bilddarstellung eines Erosionstests. FIG. 2 ist eine EPMA-Fotographie, die einen Schnitt eines Kontaktbereichs zwischen Schlacke und Pellets bei den Pellets von Beispiel 1 zeigt. FIG. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Kontaktbereichs A zwischen einer festen Spinelllösung und der Schlacke von FIG. 2.

NACHGEREICHT P13238 ·· ·· ·· #**· t »· ··♦·*· · *« * ·····♦ · « *«# ·**♦·· I « β · ι · · ( · · φ φ φ ·· ·· ·· ·* «I« ·· -5- FIG. 4 ist eine EPMA-Fotographie, die einen Verteilungszustand von Si, die durch eine Oberflächenanalyse in dem Bereich von FIG 3 erhalten wurde. FIG. 5 ist eine EPMA-Fotographie, die einen Verteilungszustand von Ca zeigt, die durch eine Oberflächenanalyse in dem Bereich von FIG. 3 erhalten wurde. FIG. 6 ist eine EPMA-Fotographie, die einen Schnitt eines Kontaktbereichs zwischen Schlacke und Pellets in den Pellets des Vergleichsbeispiels zeigt. FIG. 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Kontaktbereichs B zwischen Pellets und Schlacke von FIG. 6. FIG. 8 ist eine EPMA-Fotographie, die einen Verteilungszustand von Si zeigt, die durch eine Oberflächenanalyse in einem Bereich von FIG. 7 erhalten wurde. FIG. 9 ist eine EPMA-Fotographie, die einen Verteilungszustand von Ca zeigt, die durch eine Oberflächenanalyse in dem Bereich von FIG. 7 erhalten wurde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0009]

Im folgenden wird eine Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung beschrieben werden.

Ein korrosionsbeständiger Ziegel der Ausführungsform ist ein korrosionsbeständiger Ziegel ausgewählt aus einem Al-Cr-basierten Ziegel, einem Al-Mg-basierten Ziegel oder einem Cr-Mg-basierten Ziegel mit einer Abdeckschicht, die ein ternäres Oxid von Komponenten jedes der Ziegel und Eisen ist, und die aus einer festen Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher hergestellt ist.

Ein korrosionsbeständiger Ziegel der Ausführungsform, der unter Verwendung eines Al-Cr-basierten Ziegels, eines Al-Mg-basierten Ziegels oder eines Cr-Mg-basierten Ziegels hergestellt ist, kann einen Al-Cr-basierten Ziegel (einen Anteil eines Al-Cr-basierten Ziegels), einen Al-Mg-basierten Ziegel (einen Anteil eines Al-Mg-basierten Ziegels) oder einen Cr-Mg-

Γ iACHGEREICHT P13238 ♦ * • · • • * • « * • * · • « • « « · « · • • • · • · • · ·· *· • #« ·· » • «4« » « · ♦ · · • Μ I* basierten Ziegel (einen Anteil eines Cr-Mg-basierten Ziegels) als Hauptkörper umfassen und eine Abdeckschicht, die auf einer Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist.

[0010]

Die allgemeinen Mengen der Komponenten des Al-Cr-basierten Ziegels, des Al-Mg-basierten Ziegels und des Cr-Mg-basierten Ziegels sind wie folgt.

Al-Cr-basierter Ziegel: AI2O3 (50 Gew,-% bis 98 Gew.-%)-Cr203 (2 Gew.-% bis 50 Gew.-%)

Al-Mg-basierter Ziegel: MgO (50 Gew.-% bis 98 Gew.-%)-Al203 (2 Gew.-% bis 50 Gew.-%)

Cr-Mg-basierter Ziegel: MgO (40 Gew.-% bis 98 Gew.-%)-Cr203 (2 Gew.-% bis 60 Gew.-%) [0011]

Der korrosionsbeständige Ziegel der Ausführungsform kann durch Aufbringen einer Schicht von Magnetitpulver auf einer Ziegeloberfläche des Al-Cr-basierten Ziegels, des Al-Mg-basierten Ziegels oder des Cr-Mg-basierten Ziegels, Erhitzen und Schmelzen des Magnetitpulvers und Reagieren der einzelnen Komponenten der einzelnen Komponenten der zu brennenden Ziegel und Eisen während der Herstellung des Ziegels hergestellt werden, wodurch eine Abdeckschicht gebildet wird, die ein ternäres Oxid der Ziegelkomponenten und Eisen ist und aus einer festen Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600 °C oder höher hergestellt ist.

[0012]

Beispiele von Magnetitpulver, das als Pulvermischung mit einer Magnetitzusammensetzung (Fe3Ü4) verwendet werden kann, wird erhalten durch Mischen von Hematitpulver (FeiOs) und Eisenpulver (Fe), Magnetitpulver (FesOi), Pulver von magnetischen Eisenoxid und Ähnlichem.

NACHGEREICHT » P13238 ** ·· mm ··«* ····«· * *··«·« « *···♦* « * · · · · mm · *m mm mm mm -7- m

[0013]

Im Speziellen kann die Abdeckschicht, die aus der festen Spinelllösung hergestellt ist, auf der Ziegeloberfläche beispielsweise unter Verwendung des folgenden Verfahrens ausgebildet werden. (i) Bei der Herstellung des Ziegels wird Magnetitpulver (Fe3C>4 Pulver) auf der Oberfläche des Al-Cr-basierten Ziegels, des Al-Mg-basierten Ziegels oder des Cr-Mg-basierten Ziegels, die noch gebrannt werden müssen, verteilt, wodurch eine Magnetitpulverschicht auf der Oberfläche des Ziegels ausgebildet wird. (ii) Der zu brennende Ziegel wird in einem Brennofen platziert, so dass die Magnetitpulverschicht oben ist, eine Inertatmosphäre (Argon, Stickstoff, Helium oder Ähnliches) wird in dem Ofen ausgebildet und der Ziegel wird bis zum Schmelzpunkt von Magnetit oder höher erhitzt, wodurch das Magnetitpulver geschmolzen wird. (iii) Als nächstes wird die Atmosphäre auf eine Luftatmosphäre umgestellt, und der Ziegel wird weiter auf ungefähr 1650°C erhitzt. Geschmolzener Magnetit wird von der Oberfläche des Ziegels in Korngrenzen im Ziegel eingebettet und reagiert mit jeder der Komponenten [Magnesiumoxid (MgO), Chromoxid (Cr2Ü3) und Aluimniumoxid (AI2O3)], die die Struktur des Ziegels bilden, wodurch eine dichte, feste Spinelllösung gebildet wird.

[0014]

Die Erhitzungstermperatur in dem Brennofen, wenn die Inertatmosphäre in den Brennofen aufrecht erhalten wird, ist bevorzugt 1550°C bis 1600°C. Auf der anderen Seite ist die Erhitzungstemperatur in dem Brennofen, wenn die Luftatmosphäre in dem Brennofen aufrecht erhalten wird, bevorzugt 1600°C bis 1700°C, und bevorzugt 1600°C bis 1650°C.

[0015]

Beispielsweise reagiert der Magnetit, das in die Komgrenzen im Ziegel aufgenommen wurde, mit den Komponenten des Al-Cr-basierten Ziegels, um eine feste ALOi-CruOs-Fe.sOi Spinelllösung zu bilden. Zusätzlich reagiert der Magnetit mit den Komponenten des Al-Mg-basierten Ziegels, um eine feste AkOa-MgO-FeaOi Spinelllösung zu bilden. Zusätzlich rea-

NACHGEREICHT P13238 P13238 • Φ· • φ φ φ φ«φ Φ·φ φφ ♦ * ·* *· ···· ······ * ·**♦«· « *»*·*· * * · · « t ·· *

·· ·φ II II -8- giert der Magnetit mit den Komponenten des Cr-Mg-basierten Ziegels, um eine feste CftCb-MgO-Fe3<I)4 Spinelllösung zu bilden.

[0016]

Die festen Lösungen aus den Komponenten des Ziegels und Fe (feste AhOs-C^Qr Fe304 Spinelllösung, feste AlaCVMgO-FesCU Spinelllösung und feste C^Cb-MgO-FesCb Spinelllösung) haben unterschiedliche Schmelzpunkte entsprechend den Mengen von AI2O3, Cr203, Fe304 und MgO. Deshalb wird die feste Spinelllösung, die aus den ternären Oxid der Komponenten der einzelnen Ziegel und Fe gebildet ist und einen Schmelzpunkt von 1600°C oder höher hat, durch Emstellen der Menge von Magnetit und der Erhitzungsbedingungen entsprechend der Menge der jeweiligen Ziegelkomponenten gebildet.

[0017]

Die Temperatur der geschmolzenen Schlacke eines Nichteisenmetalls sowie beispielsweise Blei oder Kupfer, die in Kontakt mit den Ziegeln in den Ofen gebracht wird, beträgt im Allgemeinen 1000°C bis 1300°C. Darüber hinaus sind die Schmelzpunkte der festen ternären Spinelllösung (feste Al203-Cr203-Fe304 Spinelllösung, feste AhOs-MgO-FeaOi Spinelllösung und feste Cr203-Mg0-Fe304 Spinelllösung) allesamt 1600°C oder höher. Deshalb wird die feste Spinelllösung nicht geschmolzen und nicht aufgrund des mechanischen Drucks der geschmolzenen Schlacke von der Oberfläche des Ziegels abgeschält, wenn die Abdeckschicht aus der festen SpinelUösung in Kontakt mit der geschmolzenen Schlacke gebracht wird.

[0018]

Da die feste SpinelUösung, die aus dem ternären Oxid der Ziegelkomponenten und Fe gebildet ist, eine dichte feste Lösung mit einer Spinellstruktur ist, ist es in zuverlässiger Weise möglich, wenn die feste SpinelUösung auf der Oberfläche des Ziegels ausgebüdet ist, die Schlackekomponenten (Si02, FeO, CaO, Na20 und Ähnliches) daran zu hindern, in die Komgrenzen des Ziegels einzudringen und die Auflösung der Ziegelkomponenten (MgO, G2O3, AI2O3 und Ahrüiches) zu verhindern.

NACHGEREICHT

[0019] PI3238 PI3238

• · • · * • « • · t a · « ·· 99 99 -9- • · « • · · ··· Μ

Die Dicke der Abdeckschicht, die aus der festen Spinelllösung hergestellt und auf der Ziegeloberfläche ausgebildet ist, kann bevorzugt in einem Bereich von 0,5 mm bis 100 mm (ungefähr 0,1% bis 25% einer Ziegeldicke) auf der Ziegeloberfläche, und stärker bevorzugt in einem Bereich von 20 mm bis 60 mm (ungefähr 5% bis 15% der Ziegeldicke) auf der Ziegeloberfläche liegen.

BEISPIELE

[0020]

Beispiele der Erfindung werden nachfolgend zusammen mit Vergleichsbeispielen beschrieben werden.

In den Beispielen und Vergleichsbeispielen sind die Querschnittsfotographien von Pellets und Schlacke EPMA-Fotographien, und BEI in den Fotographien ist die Abkürzung für BACKSCATTERED ELECTRON IMAGE. Bei einer Oberflächenanalyse von Elementen unter Verwendung eines ΕΡΜΑ zeigt ein größerer weißer Anteil in der Verteilung von Si oder Ca in der Fotographie die Verteilung einer größeren Menge des entsprechenden Elements an. Element-freie Abschnitte erscheinen schwarz.

[00211 [Beispiel 1: Al-Cr-basierter Ziegel]

Korrosionsbeständige Al-Cr-basierte Ziegelpellets 1 mit einer Abdeckschicht hergestellt aus einer festen Al203-Cr203-Fe304 Spinelllösung auf den Oberflächen wurden gemäß der folgenden Reihenfolge hergestellt.

NACHGEREICHT P13238 Μ ·* * 9 • · * · • 9 99 Μ 99 999# 9 • 9 9 • 99 9 • 9 9 9 V • 9 9 9 9 9 9 9 Μ 9 • ··· • · · • · · Μ» Μ -10- (ii) Ungefähr 1 cm breites Papier wurde auf eine seitliche Oberfläche des Pellets 1 gewunden und ein oberer Bereich des Papiers wurde über eine obere Pellet-Endfläche überstehen gelassen, um die obere Pellet-Endoberfläche zu umhüllen, (iii) Zusätzlich wurden Hematitpulver (Fe2Ü3) und Eisenpulver (Fe) gemischt, um eine Pulvermischung mit einer Magnetitzusammensetzung (FesOi) herzustellen. (iv) Die Pulvermischung (0,13 g) mit einer Magnetit (FeäOi) Zusammensetzung wurde gleichmäßig verteilt und auf der oberen Endoberfläche des Pellets 1, die mit dem Papier umgeben ist, abgelagert. (v) Die Pellets 1 mit der Pulvermischung mit einer Magnetitzusammensetzung, die auf der oberen Endoberfläche verteilt war, wurde in einen Magnesiumoxidschmelztiegel gegeben und in einen elektrischen Ofen geladen, anfangs in einem Argon-Gasstrom auf 1550°C erhitzt, die Pulvermischung mit einer Magnetit (FcsOi) Zusammensetzung wurde geschmolzen, dann wurde der Strom auf einen Luftstrom umgestellt, die Pellets w_urden_auf 1650oC erhitzt und für ungefähr 1 Stunde gehalten. Danach wurde das Heizen beendet, der Strom wurde wieder auf einen Argon-Gasstrom geschaltet, die Pellets wurden auf Raumtemperatur gekühlt und aus dem elektrischen Ofen entfernt.

[0022] [Beispiel 2: Al-Mg-basierter Ziegel] (i) Magnesiumoxidpulver (MgO) und Aluminiumoxidpulver (AI2Q3) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 85:15 gemischt, die Pulvermischung (1,3 g) wurde in eine Form verbracht (Durchmesser: 12 mm), und bei einem Druck von ungefähr 3 T/cm2 gepresst, wodurch die Pellets 2 (MgO- AI2O3 Ziegelprobe) erhalten wurden.

Dann wurden die Behandlungen (ii) bis (v) auf die selbe Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, wodurch korrosionsbeständige Al-Mg-basierte Ziegelpellets 2 mit einer Abdeckschicht hergestellt aus einer festen AbCVMgO-FeaQi Spinelllösung auf den Oberflächen hergestellt wurden.

[0023] NACHGEREICHT | PI3238 ·· • ft ·· ···· • ftft • ft • a ft · ft ft« · • · • · ·· ft • ftft · • · • a * * • • a • 4 • · ft ft ft · • · • ft • · ft« «ft ft·· «« -11 - [Beispiel 3: Mg-Cr-basierter Ziegel] (i) Magnesiumoxidpulver (MgO) und Chromoxidpulver (CX2O3) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 80:20 gemischt, die Pulvermischung (1,3 g) wurde in eine Form verbracht (Durchmesser: 12 mm), und bei einem Druck von ungefähr 3 T/cm2 gepresst, wodurch die Pellets 3 (MgOC^Ch Ziegelprobe) erhalten wurden.

Dann wurden die Behandlungen (ii) bis (v) auf die selbe Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, wodurch korrosionsbeständige Mg-Cr-basierte Ziegelpellets 3 mit einer Abdeckschicht hergestellt aus einer festen MgO-C^QrFeaCh Spinelllösung auf den Oberflächen hergestellt wurden.

[0024]

Die Ziegelpellets 1 bis 3 hatten alle Spuren vom schwarzem Magnetit, der geschmolzen und in die Pellets eingedrungen war und blieb auf Oberflächen, auf denen Magnetit verteilt und abgelagert wurde und es konnte bestätigt werden, dass, wenn die Ziegelpellets in die Nähe eines Magneten gebracht wurden, die Ziegelpellets angezogen wurden, so dass der Magnetit geschmolzen und in die Pellets eingedrungen war.

[0025] [Vergleichsbeispiele]

Zu Beispiel 1 wurden die Behandlungen (ii) bis (v) nicht ausgeführt, nach dem die Pellets unter Verwendung von (i) oben hergestellt wurden und anstelle dessen wurden die Pellets für 1 Stunde bei 1650°C gebrannt, wodurch Al-Cr-basierte Ziegelpellets Bl ohne Abdeckschicht hergestellt wurden, die als Vergleichsprobe verwendet wurden.

Zu Beispiel 2 wurden die Behandlungen (ii) bis (v) nicht ausgeführt, nach dem die Pellets unter Verwendung von (i) oben hergesteilt wurden und anstelle dessen wurden die Pellets für 1 Stunde bei 1650°C gebrannt, wodurch Al-Mg-basierte Ziegelpellets B2 ohne Abdeckschicht hergestellt wurden, die als Vergleichsprobe verwendet wurden.

NACHGEREICHT

Zu Beispiel 3 wurden die Behandlungen (ii) bis (v) nicht ausgeführt, nach dem die Pellets unter Verwendung von (i) oben hergestellt wurden und anstelle dessen wurden die Pellets für 1 Stunde bei 1650°C gebrannt, wodurch Mg-Cr-basierte Ziegelpellets B3 ohne Abdeckschicht hergestellt wurden, die als Vergleichsprobe verwendet wurden.

[0026] [Erosionstest]

Die korrosionsbeständigen Ziegelpellets 1 bis 3, die in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt wurden, wurden auf den Schlackenoberflächen in Magnesiumoxidschmelztiegeln installiert, so dass die Abdeckschichten mit der Schlacke wie in FIG. 1 illustriert in Kontakt gebracht wurden und wurden bei einer Temperatur von 1300°C für 24 Stunden in einer Argon-Gasatmosphäre gehalten. Als Vergleichsbeispiele wurden die Oberflächen der Ziegelpellets Bl bis B3, die keine Abdeckschicht haben, in Kontakt mit Schlacke unter den selben Bedingungen gebracht. Nach der Haltezeit wurden die Schlacke und die PeUets in jedem Schmelztegel geschnitten und der Zustand des Kontaktbereichs zwischen der Schlacke und den Pellets wurde beobachtet. Die Zusammensetzung der Schlacke ist in Tabelle 1 beschrieben. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den FIGS. 2 bis 9 und in Tabelle 2 dargestellt.

[0027] [Tabelle 1]

Komponenten S1O2 FeO AI2O3 CaO MgO Na20 Total Zusammensetzung (Gew.-%) 48 13 22 9 3 3 100 [0028] FIG, 2 zeigt den Querschnitt (EPMA-Fotographie) des Kontaktbereichs zwischen der Schlacke und dem Pellet bei den korrosionsbeständigen Pellets 1, die in Beispiel 1 hergestellt wurden. FIG. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A, der in Kontakt mit der Schlacke der festen Spinelllösung FIG. 2 gebracht wurde. Zusätzlich zeigt FIG. 4 den Vertei-_

NACHGEREICHT lungszustand von Si im Bereich von FIG. 3, der unter Verwendung einer Oberflächenanaylse erhalten wurde und FIG. 5 zeigt den Verteilungszustand von Ca in dem Bereich von FIG. 3, der unter Verwendung einer Oberflächeanalyse erhalten wurde. 100291 FIG. 6 zeigt den Querschnitt (EPMA-Fotographie) des Kontaktbereichs zwischen der Schlacke und dem Pellet bei den korrosionsbeständigen Pellets Bl, die im Vergleichsbeispiel hergestellt wurden. FIG. 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B, der in Kontakt mit der Schlacke der festen Spinelllösung in FIG. 6 gebracht wurde. Zusätzlich zeigt FIG. 8 den Verteilungszustand von Si in dem Bereich von FIG. 7, der unter Verwendung einer Oberflächenanalyse erhalten wurde, und FIG. 9 zeigt den Verteilungszustand von Ca in dem Bereich von FIG. 7, der unter Verwendung einer Oberflächenanalyse erhalten wurde.

[0030]

Bei den korrosionsbeständigen Ziegelpellets 1, die keine Abdeckschicht gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen, war wie in FIG. 5 gezeigt in dem Bereich, der in Kontakt mit der Schlacke der festen Spinelllösung wie in FIG. 3 gezeigt gebracht wurde, Si nicht in dem Bereich der festen Spinelllösung wie in FIG. 4 gezeigt verteilt und Ca war ebenfalls nicht in dem Bereich verteilt und Ca war nicht in dem Bereich der festen Spinelllösung wie in FIG. 5 gezeigt verteilt. Das Si und das Ca sind die Komponenten der Schlacke und somit konnte gefunden werden, dass die Schlackekomponenten nicht in dem Bereich der festen Spinelllösung eindringen. Die selben Zustände wurden ebenfalls für die korrosionsbeständigen Pellets 2 und 3 gemäß der Erfindung gefunden. Die beobachteten Resultate sind in Tabelle 2 beschrieben.

[0031]

Andererseits war bei den Pellets Bl des Vergleichsbeispiels ohne Abdeckschicht in dem Bereich, der mit der Schlacke der festen Spinelllösung wie in FIG. 7 gezeigt gebracht wurde, Si in dem Bereich der Pellets wie in FIG. 8 gezeigt auf genommen und auch Ca war in dem Bereich der Pellets wie in FIG. 9 gezeigt aufgenommen und die Pellets waren durch die Schlackekomponenten erodiert. Dieselben Zustände wurden auch für die Pellets B2 und B3

NACHGEREICHT PI3238 PI3238 • · * * · • * « « ·* · ♦ «· Μ·· * · · · · · · ♦ ·····« · *«···· · * · t · « « · · -14- der Vergleichsproben gefunden. Die beobachteten Resultate sind in Tabelle 2 zusammengefasst und beschrieben.

[00321 [Tabelle 2]

Ziegelzusammensetzung Abdeckschicht Eindringungszustand Pellets 1 Al (65 Gew.-%) -Cr (35 Gew.-%) Al203-Cr203-Fe304 nein Pellets 2 Mg (85 Gew.-%)-Al (15 Gew.-%) AbOa-MgO-FesOi nein Pellets 3 Mg (80 Gew.-%) -Cr (20 Gew.-%) Mg0-Cr203-Fe304 nein Pellets Bl Al (65 Gew.-%)-Cr (35 Gew.-%) keine ja Pellets B2 Mg (85 Gew.-%)-Al (15 Gew.-%) keine ja Pellets B3 Mg (80 Gew.-%)-Cr (20 Gew.-%) keine ja (Anmerkungen) Die Pellets 1 bis 3 sind Beispiele, und die Pellets Bl bis B3 sind Vergleichsbeispiele.

[0033]

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben und illustriert wurden, sollte es selbstverständlich sein, dass diese beispielhaft für die Erfindung und nicht als limitierend aufgefasst werden sollen. Hinzufügungen, Weglassungen, Ersetzungen und

NACHGEREICHT P13238 ·· ·· ·« • ♦ ♦ · · 4 ► · ♦ · ·· ► » · I » * · ·» -15-andere Änderungen können ausgeführt werden, ohne vom Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorangehende Beschreibung limitiert zu betrachten und wird lediglich durch den Umfang der angehängten Ansprüche beschränkt.

NACHGEREICHT

Claims

P1323S P1323S • · * · Μ ΦΙΜ • ·· * * • · • ft ft ·· • · • · ft · · • • · • · • · · • ft ft -16- ANSPRÜCHE Was beansprucht wird, ist 1. Ein korrosionsbeständiger Ziegel umfassend: einen Hauptkörper und eine Abdeckschicht, die auf einer Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist, wobei der Hauptkörper ein Al-Cr-basierter Ziegel, ein Al-Mg-basierter Ziegel oder ein Cr-Mg basierter Ziegel ist, wobei die Abdeckschicht ein ternäres Oxid von Fe und jeder Komponente des Al-Cr-basierten Ziegels, des Al-Mg basierten Ziegels oder des Cr-Mg-basierten Ziegels ist, und wobei die Abdeckschicht aus einer festen Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher hergestellt ist.
2. Der korrosionsbeständiger Ziegel gemäß Anspruch 1, wobei die Abdeckschicht die feste Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher ist, welche eine ternäre Oxidschicht ist, die während der Herstellung des Ziegels durch Aufbringen einer Schicht von Magnetitpulver auf einer Ziegeloberfläche, die gebrannt werden soll, Erhitzen und Schmelzen des Magnetitpulvers und Reagierenlassen des Magnetitpulvers mit den Komponenten des Ziegels erhalten wird.
3. Der korrosionsbeständiger Ziegel gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Abdeckschicht eine feste Al-Cr-Fe Oxidlösung, eine feste Al-Mg-Fe Oxidlösung oder feste Cr-Mg-Fe Oxidlösung ist, und die feste Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Ziegels umfassend: einen Schritt des Aufbringens einer Schicht von Magnetitpulver auf einer Oberfläche eines zu brennenden Ziegels während der Herstellung des Ziegels, wobei der Ziegel irgend- NACHGEREICHT -17- einen von einem Al-Cr-basierten Ziegel, einen Al-Mg-basierten Ziegel und einem Cr-Mg-basierten Ziegel aufweist einen Schritt des Erhitzens und Schmelzens des Magnetitpulvers, um das Fe und Komponenten des Al-Cr-basierten Ziegels, eines Al-Mg-basierten Ziegels, eines Al-Mg-basiserten Ziegels oder eines Cr-Mg-basierten Ziegels zu reagieren und einen Schritt des Ausbildens einer Abdeckschicht auf einer Oberfläche eines Hauptkörpers bei dem korrosionsbeständigen Ziegel, wobei die Abdeckschicht aus einem ternären Oxid von Fe und den Komponenten des Ziegels gebildet ist und aus einer festen Spinelllösung mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher gemacht ist.
5. Verfahren zum Herstellen eines korrosionsbeständigen Ziegels gemäß Anspruch 4, wobei ein zu brennender Ziegel mit einer Schicht aus Magnetitpulver, die auf der Oberfläche ausgebildet ist zum Schmelzpunkt von Magnetit oder höher in einer Inertatmosphäre erhitzt wird, um das Magnetitpulver zu schmelzen, in der Folge die Atmosphäre auf eine Luftatmosphäre umgestellt wird, wobei der Ziegel erhitzt wird, um Magnetit mit den Komponenten des Ziegels zu reagieren, so dass eine Abdeckschicht gebildet wird, die eine feste Al-Cr-Fe Oxidlösung, eine feste Al-Mg-Fe Oxidlösung oder eine feste Cr-Mg-Fe Oxidlösung ist und eine feste Spinelllösung ist mit einem Schmelzpunkt von 1600°C oder höher, und wobei in der Folge die Atmosphäre in der Folge auf eine Inertatmosphäre geschaltet und der Ziegel auf Raumtemperatur gekühlt wird. NACHGEREICHT