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procédé pour la préparation simultanée de métaux ou d'allia- ges et de matières fortement réfractaires. on a décrit dans le brevet principal une matière for- tement réfractaire et un procédé pour sa fabrication dans le- quel des oxydes du magnésium, de 1 aluminium et du chrome, éventuellement aussi du silicium sont fondus ensemble Une condition imposée est que la somme des oxydes du magnésium et de l'aluminium, éventuellement aussi du chrome vaille dans la masse fortement réfractaire 75% ou plus et que la teneur
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en acide silicique soit inférieure à 15%.
Une semblable masse réfractaire présente une série de pro- priétés avantageuses. Elle surpasse en pratique tous les maté- riaux de construction réfractairesconnus jusqu'à présent. on exige en particulier des matériaux fortement réfractai- res trois propriétés:
1) Un point de fusion élevé;
2) une température de ramollissement élevée;
3) une résistance élevée aux attaques chimiques,spéciale- ment aussi à une température élevée.
Ces propriétés sont possédées le plus souvent par la masse fortement réfractaire fabriquée suivant le procédé du brevet mentionné ci-dessus, mais on a toutefois observé que par la présence de grandes quantités d'acide silicique, surtout en cas de présence simultanée d'un ou de quelques pourcents d'o- xyde de fer, il peut se produire une action défavorable sur les propriétés avantageuses lorsqu'on ne tient pas compte des propriétés caractéristiques spéciales de la masse.
Suivant la présente invention, on parvient à écarter ces difficultés. La présente invention concerne une masse forte- ment réfractaire qui répond pratiquement à toutes les exigen- ces même$ les plus difficiles.
Cette nouvelle masse fortement réfractaire est préparée suivant les prescriptions du brevet principal par fusion des oxydes du magnésium, de l'aluminium, du chrome et du silicium.
Les différents constituants ont en outre leurs proportions ac- cordées de telle façon que la matière présenteune teneur telle en oxyde d'aluminium que le produit du triple de la somme des oxydes du silicium et du fer avec addition de la différence en- tre les teneurs en pourcent de l'oxyde d'aluminium et de l'oxy. de de chrome - dans les cas dans lesquels la teneur en alumi- nium est plus grande que la teneur en oxydede chrome- ne dé- passe pas le nombre 60.
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on a constaté alors ce fait surprenant que l'action nuisi- ble d'une teneur plus élevée en oxydes du fer et du siliciui peut tre combattue dans de certaines limites par un abaissem ment de la teneur en aluminium.
Le présent inventeur a en ou- tre fait la constatation surprenante que pour une certaine teneur en oxydes du silicium et du fer, une teneur plus élevée en oxyde de chrome rend également possible une teneur plus élevée en oxyde d'aluminium; ceci semble dépendre de ce que l'oxyde de chrome donne au bain ou aux oxydes contenus dans celui-ci, lors de la prise, la tendance de former en partie un constituant vitreux riche en oxyde de chrome, qui est pau- vre en acide silicique et possède par contre une teneur con- sidérable en oxyde d'aluminium, et en partie des cristaux riches en acide silicique.
Par 1 enrichissement en acide si- licique dans les cristaux, il peut se produire dans la masse d'ensemble, moyennant une composition appropriée de la sco- rie, des silicates facilement fusibles de magnésium et d'alu- minium qui ont une action nuisible sur le caractère réfrac- taire de la matière. L'action de la teneur plus élevée en aci- de silicique se fait en outre sentir plus fortement qu'une élé vation de la teneur en oxyde d'aluminium.
Si le bain est composé conformément à la prescription donnée ci-dessus, on obtient des masses réfractaires de qua- lité très élevée.,
Il est avantageux de rendre la teneur en oxyde d'aluminiun un peu plus élevée que ce qui correspond à la règle indiquée ci¯dessus. on ne fait avantageusement pas intervenir dans le compte,lors du calcul du nombre 60, la teneur entière mais bien la moitié de la teneur en oxyde de chrome;
on établit à donc l'accord dans la masse de telle façon que'le produit du triple de la somme des oxydes du fer et du silicium avec ad- dition de la différence entre la teneur en po rcent de l'oxy- de d'aluminium et le demi-pourcentage de l'oxyde de chrome
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(dans le cas où la teneur en oxyde d'aluminium est plus gran- de que la moitié de la teneur en oxyde de chrome) ne dépasse pas le nombre 60. outre les constituants indiqués ci-dessus, la matière réfractaire peut aussi contenir d'autres oxydes comme CaO, TiO2, mais de préférence en quantités plus petites.Il est avantageux d'établir la composition de la scorie de telle fa- çon que les oxydes du magnésium, de l'aluminium et du chrome calculés ensemble valent environ 80% et plus.
Une teneur en oxyde d'aluminium comprise entre 10 et 25% donne en règle générale le meilleur résultat pour des masses destinées à être employées pour le revêtement de fours basiques*
Si l'on désire une résistance élevée, aux attaques chi- miques, la teneur en oxyde de chrome ne doit avantageusement pas descendre en- essous de la$. Il est avantageux de l'élever fortement* 'Dans la plupart des cas et en particulier pour des masses qui doivent etre employées pour le revêtement de fours basiques, une teneur en oxyde de chrome de la à 25% est la plus avantageuse* En cas de teneur plus élevée en oxyde de chrome, et spécialement lorsqu'elle dépasse le double de la teneur en oxyde d'aluminium, la teneur en oxyde de fer doit atteindre une valeur plus grande, dépassant même 5%.
Par con- tre, en pareils cas, la teneur en oxyde de magnésium doit at- teindre avantageusement au moins le double de la teneur en acide silicique car si non lors de la prise il peut se produi- re une formation de silicates facilement fusibles.Pour des teneurs plus faibles en oxyde de chrome, la teneur en fer doit également etre maintenue basse, par exemple 1-3% au moins.
La matière fabriquée suivant la présente invention est parti- culièrement avantageuse pour le reniement de fours s'échauf- fant fortement, par exemple de fours de fusion de l'acier (fours Martin); on a déjà mentionné plus aut la résistance aux matières basiques, elle est d'autre part aussi remarqua-
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blement résistante aux attaques acides.
Une matière réfractaire du genre décrit ci-dessus peut être fabriquée par simple fusion ensemble des oxydes appro- priés ou de composés ou de corps minéraux contenant ces oxy- desElle peut toutefois aussi être préparée avec avantage comme scorie lors d'autres opérations de fusion réductrice, par exemple lors de la préparation de ferro-chrome dans le four électrique-
La matière fondue fortement réfractaire peut être em- ployée en morceaux, par exemple par coulée du bain liquide dans des moules appropriés, ou bien on peut la broyer et la mouler en brique ou en éléments analogues au moyen de liants appropriés. particulièrement dans ce dernier cas,
il est im- portant d'adapter la composition de façon qu'il ne se produise pas de formation de quantités trop grandes de cristaux faci- lement fusibles lors de la prise du bain.
La masse ayant fait prise, ou la scorie, peut naturel- lement aussi être employée comme masse à damer ou comme ad- dition lors de la fabrication de corps moulés, etc. au moyen d'une autre matière.
Exemple de la composition de la matière fortement ré- fractaire;
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process for the simultaneous preparation of metals or alloys and highly refractory materials. The main patent describes a highly refractory material and a process for its manufacture in which the oxides of magnesium, aluminum and chromium, possibly also silicon, are fused together. A condition imposed is that the sum of the oxides of magnesium and aluminum, possibly also chromium in the highly refractory mass of 75% or more and that the content
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in silicic acid is less than 15%.
Such a refractory mass exhibits a number of advantageous properties. In practice, it outperforms all refractory building materials known to date. In particular, three properties are required from highly refractory materials:
1) A high melting point;
2) high softening temperature;
3) high resistance to chemical attack, especially also at high temperature.
These properties are most often possessed by the highly refractory mass produced according to the process of the patent mentioned above, but it has however been observed that by the presence of large amounts of silicic acid, especially in the case of the simultaneous presence of one or of a few percent of iron oxide, an adverse effect on the advantageous properties may occur when the special characteristic properties of the mass are not taken into account.
According to the present invention, these difficulties are overcome. The present invention relates to a highly refractory mass which meets virtually all of even the most difficult requirements.
This new highly refractory mass is prepared according to the prescriptions of the main patent by melting the oxides of magnesium, aluminum, chromium and silicon.
The different constituents also have their proportions matched so that the material has such a content of aluminum oxide as the product of three times the sum of the oxides of silicon and iron with the addition of the difference between the contents. in percent of the aluminum oxide and the oxy. of chromium - in cases where the aluminum content is greater than the chromium oxide content - does not exceed the number 60.
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this surprising fact has then been found that the harmful action of a higher content of iron and silicon oxides can be combated within certain limits by lowering the aluminum content.
The present inventor has moreover made the surprising finding that for a certain content of oxides of silicon and iron, a higher content of chromium oxide also makes possible a higher content of aluminum oxide; this seems to depend on whether the chromium oxide gives to the bath or to the oxides contained therein, on setting, the tendency to partly form a glassy component rich in chromium oxide, which is poor in acid silicic and, on the other hand, has a considerable content of aluminum oxide, and partly crystals rich in silicic acid.
By enrichment in silicic acid in the crystals, there may be produced in the bulk, with a suitable composition of the slag, readily fusible silicates of magnesium and aluminum which have a deleterious action. on the refractory character of matter. The effect of the higher content of silicic acid is moreover felt more strongly than an increase in the content of aluminum oxide.
If the bath is composed according to the prescription given above, very high quality refractory masses are obtained.
It is advantageous to make the content of aluminum oxide a little higher than what corresponds to the rule given above. when calculating the number 60, the entire content is advantageously not included in the count, but rather half the content of chromium oxide;
the agreement is therefore established in the mass in such a way that 'the product of three times the sum of the oxides of iron and silicon with the addition of the difference between the percentage content of the oxide of aluminum and the half percentage of chromium oxide
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(in case the aluminum oxide content is greater than half of the chromium oxide content) does not exceed the number 60. In addition to the constituents indicated above, the refractory material may also contain d 'other oxides such as CaO, TiO2, but preferably in smaller amounts. It is advantageous to establish the composition of the slag in such a way that the oxides of magnesium, aluminum and chromium calculated together are worth about 80 % and more.
An aluminum oxide content of between 10 and 25% generally gives the best result for masses intended to be used for the coating of basic furnaces *
If a high resistance to chemical attack is desired, the content of chromium oxide should advantageously not drop below $. It is advantageous to increase it greatly * 'In most cases and in particular for masses which are to be used for the coating of basic furnaces, a chromium oxide content of 1 to 25% is most advantageous * In case higher content of chromium oxide, and especially when it exceeds twice the content of aluminum oxide, the content of iron oxide should reach a larger value, even exceeding 5%.
On the other hand, in such cases, the content of magnesium oxide should advantageously reach at least twice the content of silicic acid, since otherwise, during setting, the formation of easily fusible silicates can occur. For lower contents of chromium oxide, the iron content should also be kept low, for example at least 1-3%.
The material manufactured according to the present invention is particularly advantageous for the denial of highly heated furnaces, for example steel smelting furnaces (Martin furnaces); we have already mentioned more about the resistance to basic materials, it is also noted
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slightly resistant to acid attacks.
A refractory material of the kind described above can be made by simple melting together of the appropriate oxides or of compounds or inorganic bodies containing these oxides. It can, however, also be prepared with advantage as a slag in other reducing melting operations. , for example when preparing ferro-chromium in the electric oven-
The highly refractory molten material can be used in pieces, for example by pouring the liquid bath into suitable molds, or it can be crushed and molded into bricks or the like by means of suitable binders. particularly in the latter case,
it is important to adapt the composition so that too large amounts of easily fusible crystals do not form when the bath is set.
The set mass, or the slag, can of course also be used as a tamping mass or as an addition in the manufacture of moldings, etc. by means of another material.
Example of the composition of the highly refractory material;
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