DE10063607A1 - Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des Formkörpers - Google Patents
Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des FormkörpersInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Versatz, insbesondere zur Herstellung feuerfester Formkörper oder Massen, zumindest aufweisend: DOLLAR A a) Al¶2¶O¶3¶ als feuerfeste metalloxidische Hauptkomponente, DOLLAR A b) eine organische Binderkomponente, DOLLAR A c) einen Kohlenstoffträger, DOLLAR A d) metallisches Magnesium zur Ausbildung von Magnesium-Aluminium-Spinell unter Einsatzbedingungen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Versatz für einen feuerfesten
Stein sowie ein Verfahren zur Herstellung des Versatzes und des
Formkörpers.
Während es früher üblich war, dass der durch Frisch- und Ferti
gungsprozesse im Konverter oder Elektrolichtbogenofen herge
stellte Stahl "fertig" war und weiterverarbeitet werden konnte,
schließt sich heute an den Frisch- oder Schmelzprozess im Kon
verter oder Elektrolichtbogenofen in aller Regel eine Nachbe
handlung des Stahls in der Pfanne an, da die erhöhten Quali
tätsanforderungen und die Weiterentwicklung der verschiedenen
Stahlgüten besonders zweckgerichtete Behandlungsverfahren er
fordern. Diese Weiterbehandlung des Stahls in Pfannen wird als
Sekundärmetallurgie bezeichnet.
Die Sekundärmetallurgie hat zur einer grundlegenden Veränderung
der Technologie der Stahlerzeugung geführt.
Insofern ist es notwendig, den flüssigen Rohstahl aus dem Elek
trolichtbogenofen oder Konverter in die Stahlgießpfanne zu
überführen. Beim Abstich eines Konverters oder Elektrolichtbo
genofens in die Stahlgießpfanne wird der Stahl von den genann
ten Aggregaten in die Gießpfanne eingegossen, wobei der extrem
heiße, flüssige Stahl aus einer Höhe von mehreren Metern auf
einen Bereich im Boden oder in der Wand einer Stahlgießpfanne
auftrifft. Dieser Auftreffbereich des flüssigen Stahls in der
Pfanne wird als Gießstrahlaufprall bezeichnet. Zwar ist es üb
lich, die Pfanne vor dem Eingießen des flüssigen Stahls zu tem
perieren, die Temperaturen der Pfanne und die des flüssigen
Rohstahls weisen dabei jedoch immer noch einen Unterschied von
einigen hundert Grad auf, was zu einer erheblichen Temperatur
wechselbelastung (Wärmeschock) des die Pfanne auskleidenden
feuerfesten Verschleißfutters führt. Eine weitere extreme Bela
stung für die feuerfeste Zustellung ist die immense errosive
Wirkung des flüssigen Metallstrahls, dem durch die Verwendung
von speziellen Steingüten Rechnung getragen werden muss. Trotz
aller Anstrengungen kommt es in diesem extrem belasteten Be
reich der Pfanne aufgrund des erheblichen stärkeren Angriffs zu
einem schnelleren Verschleißfortschritt als beim restlichen
Futter der Pfanne. Dies führt dazu, dass die Pfannen aufgrund
des Vorverschleißes in diesem Bereich außer Betrieb genommen
werden müssen, obwohl die restliche feuerfeste Zustellung noch
Reststeinstärken aufweist, die einen Weiterbetrieb erlauben
würden. Bei der nachfolgenden erneuten Zustellung der Pfanne
mit feuerfestem Verschleißfutter muss jedoch das gesamte Futter
ausgetauscht werden, so dass an sich noch taugliches Feuerfest
material zusammen mit dem bis zur Grenze verschlissenen Feuer
festmaterial des Aufprallsbereichs verworfen wird. Dies bedeu
tet einen erheblichen Verlust.
Für die erhöhten Anforderungen bei der Roheisenbehandlung und
für die Stahlerzeugung werden pech- und harzgebundene Al2O3-
reiche feuerfeste Produkte, insbesondere mit Kohlenstoffzusät
zen, eingesetzt. Üblicherweise weisen derartige Produkte eine
Pech- oder Harzbindung auf, wobei als Kohlenstoffträger Graphit
in Mengen bis 20% zugesetzt wird. Ferner weisen derartige
hochleistungsfähige Feuerfestprodukte auf Al2O3-Basis Zusätze
wie Antioxidantien, SiC oder ähnliches auf.
Als besonders geeignet für den genannten Einsatzbereich sind
pech- oder kunstharzgebundene Alumina-Magnesia-Kohlenstoff-
(AMC-)Steine. Derartige Steine weisen neben der Hauptkomponente
Al2O3 zusätzlich MgO auf. Während der Durchwärmung der Zustel
lung im Einsatz reagieren Al2O3 und MgO unter Bildung von MgAl2O4
(MA-Spinell) miteinander. Diese Spinellbildung bewirkt eine
Dehnung, die zum Schließen von Fugen und Poren führt und be
wirkt zudem eine Verfestigung durch die Ausbildung von Sinterbrücken
aus Spinell zwischen MgO und Al2O3. Diese Spinellbildung
findet erst bei Temperaturen oberhalb 1000°C statt. Durch die
hohe Reaktionstemperatur wird bei derartigen Alumina-Magnesia-
Kohlenstoffsteinen der Stein von der feuerseitigen Schicht
langsam nach innen umgewandelt. Die Ausbildung der Endfestig
keit des Steines schreitet also nur langsam voran, wobei die
Verfüllung der Poren durch die eher schwache Reaktion nicht be
sonders effektiv ist. Die verbleibende offene Porosität übt
allerdings einen erheblichen Einfluss auf die Verschleißfestig
keit aus. Zudem ist von Nachteil, dass durch die lediglich
teilbereichsweise Umwandlung des Spinells - insbesondere nur in
einer feuerseitigen relativ dünnen Schicht - im Stein selber
Spannungen entstehen, die zu Abplatzungen führen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Versatz und einen feuerfe
sten Stein hieraus zu schaffen, welcher eine deutliche Erhöhung
der Reißfestigkeit und Bruchenergie über einen weiteren Tempe
raturbereich aufweist, wobei die offene Porosität deutlich ab
gesenkt ist und dem auftreffenden heißen Stahl ein höherer Ver
schleißwiderstand entgegengesetzt wird.
Die Aufgabe wird mit einem Versatz mit den Merkmalen des An
spruch 1 und einem Formkörper mit den Merkmalen des Anspruch 38
gelöst.
Es ist ferner eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung des
Formkörpers zu schaffen. Die Aufgabe wird mit einem Verfahren
mit den Merkmalen des Anspruch 40 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß werden die Aufgaben dadurch gelöst, dass die
Spinellbildung erheblich effektiver und bei niedrigen Tempera
turen durchgeführt wird. Insbesondere wird erfindungsgemäß ein
Versatz aus Tabulartonerde mit 5% Graphit und Kunstharzbindung
aufgebaut, wobei anstelle von MgO metallisches Magnesium in ge
nau dem Maße zugesetzt wird, dass der Stein im Einsatz unter
Reaktion mit Luftsauerstoff die gleiche gesamtchemische Analyse
aufweist wie ein Stein, dem MgO zugegeben wurde. Das Magnesium
wird aus Handhabungsgründen als Aluminium-Magnesium-Legierung
eingebracht. Magnesium schmilzt bereits bei 649°C und verdampft
bei 1.090°C. Das flüssige bzw. dampfförmige Material hat eine
extrem hohe Bereitschaft zur Reaktion mit der Tonerde, wodurch
bereits bei Temperaturen um 600°C sehr effektiv der Spinell
(MgAl2O4) ausgebildet wird. Hierdurch werden schon bei diesen
niedrigen Temperaturen, d. h. schon beim Wärmen der Pfanne der
Stein verfestigt und die Poren geschlossen.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen
dabei:
Fig. 1 den Gehalt an MA-Spinell in Prozent in Abhängigkeit
von der Behandlungstemperatur;
Fig. 2 den Verschleiß eines erfindungsgemäßen Formkörpers
gegenüber einem Formkörper gemäß dem Stand der Tech
nik.
Der erfindungsgemäße Versatz wird aus mehreren Komponenten aus
gebildet.
Hauptkomponente ist Al2O3. Das Al2O3 wird in Form von Bauxit,
kalzinierter Tonerde, Tabulartonerde oder Schmelzkorund in den
Versatz eingebracht, wobei der Rohstoff zwischen 70 und 99%
Al2O3 enthält. Bauxit ist ein Gestein, das überwiegend aus Ton
erdehydraten (Diaspor und Gibbsit) besteht. An Nebenbestandtei
len enthält Bauxit neben Kieselsäure noch Eisen- und Titanoxi
de, wobei für die erfindungsgemäßen Zwecke bevorzugt eisen
oxidarme Bauxite mit hohem Al2O3-Gehalt verwendet werden.
Schmelzkorund kann beispielsweise aus Bauxit im Lichtbogenofen
erschmolzen werden. Sehr reine Sorten können auch aus kalzi
nierter Tonerde nach demselben Verfahren hergestellt werden.
Somit können auch Schmelzkorund, kalzinierte Tonerde, Tabular
tonerde und Bauxit nebeneinander einzeln oder in Mischungen im
erfindungsgemäßen Versatz vorgesehen sein. Die Al2O3-Rohstoffe
werden entsprechend einem gewünschten Kornband aus mehreren
Kornfraktionen zusammengestellt, wobei die verschiedenen Korn
fraktionen einheitlich aus einem Rohstoff oder jeweils aus Roh
stoffgemengen aufgebaut sein können. Ferner können die Einzel
fraktionen auch aus unterschiedlichen Rohstoffen ausgebildet
sein, so dass beispielsweise die Mehlkomponente aus kalzinier
ter Tonerde und eine gröbere Komponente aus Schmelzkorund aus
gebildet ist. Der Al2O3-Rohstoff liegt in einer Körnung von 0
bis 10 mm insbesondere 0 bis 5 mm vor, wobei eine Mehlkomponen
te, eine Körnung 0 bis 1 mm, eine Körnung 1 bis 2 mm und eine
Körnung 2 bis 4 mm das Kornband ausbilden können.
Der erfindungsgemäße Versatz umfasst weiter eine Binderkompo
nente. Die Binderkomponente kann als Einkomponentenkunstharz
(Resolharz) oder als Zweikomponentenkunstharz (Novolakharz)
ausgebildet sein. Erfindungsgemäß kann auch eine Pechbindung
angestrebt werden, wobei als Bindekomponente Pech und ein Här
ter (Nitrat, Schwefel) verwendet wird. Bei der Verwendung von
Kunstharzen beträgt deren Anteil am Gesamtversatz 1 M-% bis 5 M-%,
insbesondere 2 bis 3 M-%.
Der erfindungsgemäße Versatz weist ferner einen Kohlenstoffträ
ger, insbesondere in Form von Ruß und/oder Graphit auf, wobei
der Kohlenstoffträgergehalt im Gesamtversatz zwischen 0,5 M-%
und 30 M-% insbesondere zwischen 11 M-% bis 15 M-% liegt. Der
Versatz kann zudem Antioxidantien, insbesondere metallische An
tioxidantien wie Silizium, Aluminium oder Magnesium und Mengen
von 0 M-% bis 10 M-% enthalten. Der Gesamtkohlenstoffgehalt
nach Verkoken beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 M-% und 30 M-%.
Als Magnesiumträger können metallisches Magnesium oder Magnesi
um-Aluminiumlegierungen eingesetzt werden. Das Magnesium oder
die Magnesium-Aluminium-Legierung kann in Form von Pulver bzw.
Mehl oder als feinkörniges Granulat im Versatz enthalten sein.
Der Magnesiumträger enthält zwischen 20 und 100% Magnesium, wo
bei von diesem Magnesiumträger zwischen 1 und 20 M-% zugesetzt
werden, wobei vorzugsweise soviel Magnesiumträger zugesetzt
wird, dass nach der Umsetzung des Magnesiumträgers mit dem vor
handenen Aluminiumoxid 5 M-% bis 15 M-% MA-Spinell enthalten
sind.
Der Versatz kann zudem Fasermaterial zur Armierung enthalten,
wobei dieses Fasermaterial beispielsweise SiC oder Stahlfasern,
insbesondere Edelstahlfasern sind.
Bei der Verwendung von Kunstharzen als Binder kann zudem ein
Graphitisierungshilfsmittel enthalten sein, welches dafür
sorgt, dass anstelle des sich sonst aus dem Kunstharz bilden
den wenig duktilen Glaskohlenstoff graphitischer, kristalliner
und damit duktiler Kohlenstoff schon bei niedrigen Temperaturen
bildet. Als Graphitisierungshilfsmittel dienen insbesondere me
tallorganische Verbindung der Übergangselemente wie beispiels
weise Metallocene, -naphtenate, -benzoate oder feinste,
feinstverteilte bzw. hochdisperse Pigmente dieser Metalle oder
deren Oxide, insbesondere des Eisens.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, ein entsprechendes
Kornband der Al2O3-Komponente aus verschiedenen Kornfraktionen
zusammenzusetzen. Zur weiteren Verarbeitung kann der Al2O3-
Komponente der Magnesiumträger in einer geeigneten Körnung bei
spielsweise als Pulver oder feines Granulat zugesetzt werden.
Insbesondere ist es jedoch auch möglich, eine aus mischungs
technischen Gründen geeignete gewünschte Kornfraktion der Al2O3-
Komponente zunächst mit dem Magnesiumträger zu vermischen und
anschließend entsprechend des gewünschten Kornbandes die übri
gen Kornfraktionen zuzusetzen. Insbesondere ist es möglich, den
Magnesiumträger dem Mehl, Feinst- und Feinkornanteil des ge
wünschten Kornbandes zuzusetzen. Dieser Anteil weist beispiels
weise eine Körnung von 0 bis 100 ▱m auf. Der Magnesiumträger
wird dieser Fraktion oder dem gesamten Kornband nach und nach
in einem Mischer zugemischt, bis die gewünschte Menge an Magne
siumträger enthalten ist. Anschließend wird bis zur Homogenität
weitergemischt. Dieser Mischung kann anschließend der trockene
Kohlenstoffträger wie Graphit oder Ruß zugesetzt werden, wobei
auch der Kohlenstoffträger zunächst lediglich einer Kornfraktion
des Al2O3-Kornbandes zugegeben werden kann. Zudem ist es mög
lich, zu diesem Zeitpunkt bereits Antioxidantien und ggf. wei
tere trockene Zusatzstoffe zuzugeben.
Sollen Formkörper mit einer Harzbindung erzielt werden, wird in
den kalten Mischer das Harz zugegeben und bis zur Homogenität
gemischt. Wird eine Harz-Härtermischung verwendet, wird das
Harz mit dem Härter vorgemischt und gemeinsam zugegeben oder
zunächst nur das Harz und dann der Härter zugegeben und jeweils
bis zur Homogenität gemischt. Es ist zudem möglich, diverse Ne
benbestandteile wie Antioxidantien zunächst im Harz vorzumi
schen und anschließend die Harz-Härter-Antioxidantienmischung
den festen Bestandteilen zuzugeben. Darüber hinaus kann das
Harz bereits die Graphitisierungshilfsmittel wie metallorgani
sche Verbindungen der Übergangselemente oder extrem fein dis
perse Metall- oder Metalloxidpigmente enthalten. Es ist ferner
möglich, die Mischung aus der Al2O3-Komponente, dem Magnesium
träger, dem Kohlenstoffträger sowie gegebenenfalls der Antioxi
dantien zum Vermischen mit dem Harz bzw. Bindemittel einem ge
trennten, speziell dafür vorgesehenen Mischer aufzugeben, um
dort die Vermischung mit dem Harz vorzunehmen. Ferner können
Presshilfsmittel und/oder weitere gewünschte Zusatzstoffe zuge
geben werden, wenn dies benötigt wird.
Die fertige Versatzmischung wird den in der Feuerfest-Industrie
üblichen Pressen zugeführt und dort zu Formkörpern verpresst.
Die angewandten Pressdrücke können hierbei bis 180 N/mm2, insbe
sondere 160 N/mm2 betragen.
Die fertiggestellten harzgebundenen Formkörper werden anschlie
ßend dem für diese Technologie eigenen und üblichen Härtungs
schritt bei Temperaturen zwischen 120°C und 200°C unterworfen.
Soll eine Pechbindung des erfindungsgemäßen Versatzes erzielt
werden, werden die Verfahrensschritte bis zur fertigen Mischung
der festen Bestandteile, inklusive eventuell notwendiger Neben
bestandteile wie Antioxidantien oder Armierungsfasern, insbe
sondere Stahlfasern oder Graphitisierungshilfsmitteln durchgeführt
und anschließend diese Vormischung in einen beheizten Mi
scher gegeben, wo diese Mischung mit Pech vermischt und homoge
nisiert wird. Es wird insbesondere ein Pechgehalt von 1 M-% bis
5 M-% angestrebt. Nach der Homogenisierung des Pechs oder dabei
werden die Vernetzer für das Pech zugegeben, insbesondere
Schwefel und/oder Nitrat. Nach dem Verpressen auf den für diese
Technologie üblichen Pressen, insbesondere beheizten Pressen,
werden die erzielten Formkörper einem Temperschritt bei 200°C
bis 300°C unterworfen, wobei das Pech mit Hilfe der Vernetzungs
mittel vernetzt wird.
Die auf die genannten Weisen erzielten Formkörper werden an
schließend an den entsprechenden Stellen in der metallurgischen
Pfanne eingebaut. Zudem ist es möglich, Formkörper zu erstel
len, welche im Tundish dort im Aufprallbereich des Gießstrahls
aus der Pfanne als Aufprallplatten oder Bereiche dienen.
Während des Hochheizen und Betriebes der Formkörper, insbeson
dere während des Hochheizens und Aufwärmens der Pfanne wird be
reits bei Temperaturen um 600°C sehr effektiv MgAl2O4 gebildet,
wodurch eine zusätzliche Verfestigung und Schließung der Poren
erzielt wird.
Es ist darüber hinaus möglich, den erfindungsgemäßen Versatz
mit den verschiedensten in der Feuerfestindustrie üblichen Bin
dungsarten wie Phosphatbindung, Sulfitablaugebindung, Pech-
oder Harzbindung bezüglich seiner Viskosität derart einzustel
len, dass er als Stampf-, Spritz- oder Rammmasse in ein feuer
fest ausgekleidetes Aggregat wie eine Pfanne oder den Tundish
eingebaut werden kann. Der Härtungsschritt bei der Harzbindung
bzw. Vernetzungsschritts bei der Pechbindung wird dann beim
Hochheizen der Pfanne entsprechend ausgeführt, wobei die erfin
dungsgemäßen Vorteile auch bei der Verwendung des Versatzes als
Stampf-, Spritz- oder Rammasse erzielt werden.
Selbstverständlich können erfindungsgemäße Massen oder Formkör
per auch in allen anderen Bereichen eingesetzt werden in denen
zuvor AMC-Steine oder -Massen eingesetzt wurden.
Ein Formkörper aus dem erfindungsgemäßen Versatz wurde im Gieß
strahlaufprall einer Stahlgießpfanne eingesetzt. Das feuerfeste
Verschleißfutter dieser Stahlgießpfanne begrenzte die Gesamt
haltbarkeit dieser Pfanne regelmäßig auf ca. 70 bis 80 Chargen.
Mit dem erfindungsgemäßen Versatz bzw. einem Formkörper hieraus
erreichte die Pfanne 125 Chargen. Nach diesen 125 Chargen war
der Verschleißfortschritt im Gießstrahlaufprallbereich ähnlich
stark wie im übrigen Bereich der Pfanne.
In der folgenden Tabelle ist ein handelsüblicher AMC-Stein und
ein Formkörper gemäß der Erfindung mit 6% metallischer Al-Mg-
Zugabe gegenübergestellt:
Aus der Tabelle sind die mit der Erfindung erzielten enorm ge
stiegenen Festigkeiten und. Bruchenergien sowie die Absenkung
der offenen Porosität um 40% ersichtlich. Die gesamtchemische
Zusammensetzung bleibt hierbei praktisch unverändert. Insbeson
dere der Anstieg der Bruchenergien erst zwischen 1200°C und
1500°C der auf die Versinterung durch die MgAl2O4-Bildung zu
rückzuführen ist, zeigt die erfindungsgemäß erzielte beschleu
nigte Bildung von MgAl2O4.
Ein Formkörper aus dem erfindungsgemäßen Versatz wurde im Gieß
strahlaufprall einer Stahlgießpfanne eingesetzt. Das feuerfeste
Verschleißfutter dieser Stahlgießpfanne begrenzte die Gesamt
haltbarkeit dieser Pfanne regelmäßig auf ca. 70 bis 80 Chargen.
Mit dem erfindungsgemäßen Versatz bzw. einem Formkörper hieraus
erreichte die Pfanne 125 Chargen. Nach diesen 125 Chargen war
der Verschleißfortschritt im Gießstrahlaufprallbereich ähnlich
stark wie im übrigen Bereich der Pfanne.
Dieser Vorteil wird insbesondere in Fig. 2 besonders deutlich.
Bei dem erfindungsgemäßen Versatz und Formkörpern bzw. Massen
hieraus ist von Vorteil, dass die Spinellbildung in den Massen-
und/oder Formkörpern in weit effektiverem Maße und bei erheb
lich niedrigeren Temperaturen stattfindet, wobei eine deutliche
Absenkung der offenen Porosität und einer Erhöhung der Reißfe
stigkeit und Bruchenergien über einen weiten Temperaturbereich
erzielt wird und hiermit dem auftreffenden heißen Stahl ein hö
herer Verschleißwiderstand entgegengesetzt wird. Darüber hinaus
ist von Vorteil, dass mit den erfindungsgemäßen Massen-
und/oder Formkörpern die Verschleißrate der höchst belasteten
Stellen in der metallurgischen Pfanne bzw. dem Tundish bezüg
lich ihrer Verschleißrate an das übrige feuerfeste Verschleiß
futter des jeweiligen Aggregats angepasst werden, so dass zum
einen mehr Pfannenreisen ermöglicht werden und zum anderen kein
an sich noch taugliches Verschleißfutter wegen eines Vorver
schleißes in wenigen Bereichen mit ausgebaut werden muss. Dies
hat erhebliche Einsparungen zur Folge.
Claims (48)
1. Versatz, insbesondere zur Herstellung feuerfester Formkör
per oder Massen, zumindest aufweisend:
- a) Al2O3 als feuerfeste metalloxidische Hauptkomponente,
- b) eine organische Binderkomponente,
- c) einen Kohlenstoffträger,
- d) metallisches Magnesium zur Ausbildung von Magnesium- Aluminium-Spinell unter Einsatzbedingungen.
2. Versatz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Magnesium als Legierung mit mindestens einem anderen
Metall enthalten ist.
3. Versatz nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Magnesium als Aluminium-Magnesium-Legierung enthalten
ist.
4. Versatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Magnesium in einer Menge enthalten ist, die während
des Einsatzes im Versatz 5 bis 15 Masse-% Spinell bildet.
5. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Al2O3 in Form von Bauxit, kalzinierter Tonerde, Tabu
lartonerde, Schmelzkorund oder einer Mischung dieser Roh
stoffe im Versatz enthalten ist.
6. Versatz nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Al2O3-Gehalt im Rohstoff zwischen 70 und 99% beträgt.
7. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein eisenoxidarmer Bauxit als Al2O3-Träger enthalten ist.
8. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Al2O3-Rohstoff entsprechend einem gewünschten Kornband
aus mehreren Kornfraktionen zusammengestellt enthalten
ist.
9. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die verschiedenen Kornfraktionen des Al2O3-Trägers ein
heitlich aus einem Rohstoff oder jeweils aus Rohstoffge
mengen enthalten sind.
10. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Al2O3-Träger in einer Körnung von 0 bis 10 mm, insbe
sondere 0 bis 5 mm enthalten ist.
11. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Al2O3-Träger mit einer Mehlkomponente, einer Körnung 0
bis 1 mm, einer Körnung 1 bis 2 mm und einer Körnung 2 bis
4 mm enthalten ist.
12. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die organische Binderkomponente ein Einkomponentenkunst
harz enthält.
13. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die organische Binderkomponente ein Zweikomponentenkunst
harz (Novolakharz) enthält.
14. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die organische Binderkomponente Pech enthält.
15. Versatz nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Härter für das Pech enthalten ist.
16. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Kunstharze in einer Menge von 1 bis 5 Masse-%, insbesonde
re 2 bis 3 Masse-%, bezogen auf den Gesamtversatz, enthal
ten sind.
17. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kohlenstoffträger Ruß und/oder Graphit enthält.
18. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kohlenstoffträgergehalt bezogen auf den Gesamtversatz
0,5 bis 30 Masse-%, insbesondere 11 bis 15 Masse-% be
trägt.
19. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Antioxidantien enthalten sind.
20. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Antioxidantien metallische Antioxidantien wie Silizi
um, Aluminium oder Magnesium enthalten sind.
21. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gesamtkohlenstoffgehalt nach Verkoken zwischen 0 und
30 Masse-% beträgt.
22. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnesiumträger zwischen 20 und 100% metallisches Ma
gnesium enthält.
23. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen 1 und 20 Masse-% Magnesiumträger enthalten sind.
24. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Versatz Fasermaterial zur Armierung enthält.
25. Versatz nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fasermaterial aus SiC- oder Stahl-Fasern, insbesondere
Edelstahlfasern ausgebildet wird.
26. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fasern aus einem schmelzgesponnenen Edelstahlmaterial
ausgebildet sind, welches duktil ist.
27. Versatz nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fasern einen Durchmesser von 5 bis 250 µm bei einer
Länge von 4 bis 100 mm aufweisen.
28. Versatz nach Anspruch 26 oder 27,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Versatz bis 3 Masse-% nach dem Melt-Overflow-Verfahren
hergestellte Fasern oder bis 5 Masse-% nach dem Melt-
Extract-Verfahren hergestellte Fasern enthält.
29. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Graphitisierungshilfsmittel zur Erzielung von kristal
linem Graphitkohlenstoff aus dem Harz enthalten ist, wobei
das Graphitisierungshilfsmittel aus der Gruppe der redu
zierbaren organischen Verbindungen der Übergangselemente
und/oder der Gruppe der aktiven organischen oder anorgani
schen Metallverbindungen oder Metalle, wie harzlösliche
Metallsalze, der chemisch gefällten oder mikronisierten
Metalloxide oder Metalle stammt, wobei das Graphitisie
rungshilfsmittel im Zeit- und/oder Temperaturintervall der
Umwandlung des Kunstharzes zu Kohlenstoff (Verkokung) in
molekularer Form zur Verfügung steht.
30. Versatz nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Graphitisierungshilfsmittel als leicht reduzierbare
organische Verbindung der Übergangselemente Metallocene
und/oder Metallbenzoate und/oder Metalloktoate und/oder
Metallnaphtenate und/oder weitere organische Metallverbin
dungen enthält.
31. Versatz nach Anspruch 29 und/oder 30,
dadurch gekennzeichnet, dass
die organischen Verbindungen Verbindungen der Metalle Kup
fer und/oder Chrom und/oder Eisen und/oder Nickel und/oder
Kobalt und/oder Platin und/oder Rhodium und/oder Germanium
und/oder weiterer ähnlicher Metalle sind.
32. Versatz nach einem der Ansprüche 29 bis 31,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Graphitisierungshilfsmittel Ferrocen enthalten ist.
33. Versatz nach einem der Ansprüche 29 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Graphitisierungshilfsmittel anorganische Metallverbin
dungen, wie harzlösliche Metallsalze oder chemisch gefäll
te oder mikronisierte Metalloxide oder Metalle enthält.
34. Versatz nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Graphitisierungshilfsmittel anorganische Metallverbin
dungen, wie harzlösliche Metallsalze oder chemisch gefäll
te oder mikronisierte Metalloxide oder Metalle enthält.
35. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Graphitisierungshilfsmittel als organische Metallver
bindung Verbindung des Kupfer und/oder Chrom und/oder Eisen
und/oder Nickel und/oder Kobalt und/oder Platin
und/oder Rhodium und/oder ähnlicher Metalle ist oder diese
Metalle in metallischer Form enthält.
36. Versatz nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Graphitisierungshilfsmittel rotes Hämatit-Pigment ent
hält.
37. Versatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gehalt der feuerfesten metalloxidischen Komponente im
Versatz zwischen 65 und 98 Masse-% liegt.
38. Feuerfester Formkörper bestehend aus einem Versatz nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 37.
39. Verwendung eines Versatzes nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 37 als Spritz- und/oder Stampf- und/oder
Ramm- und/oder Reparaturmasse.
40. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers unter Verwen
dung eines Versatzes nach einem oder mehreren der Ansprü
che 1 bis 37,
dadurch gekennzeichnet, dass
die feuerfeste metalloxidische Komponente klassiert wird
und ein gewünschtes Kornband aus mehreren Kornfraktionen
zusammengesetzt wird und einer ausgewählten oder allen
Kornfraktionen gemeinsam ein metallischer Magnesiumträger
zugemischt wird und anschließend oder gleichzeitig die me
talloxidische Komponente sowie der metallische Magnesium
träger gemeinsam mit dem Harz und ggf. dem Kohlenstoffträ
ger vermischt und die Mischung anschließend verpresst und
dann ggf. gehärtet wird.
41. Verfahren nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Mischung Antioxidantien zugemischt werden.
42. Verfahren nach Anspruch 40 oder 41,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Mischung Armierungsfasern zugemischt werden.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 42,
dadurch gekennzeichnet, dass
zudem ein Graphitisierungshilfsmittel zugemischt wird.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Graphitisierungshilfsmittel als mikronisierte, vorge
mahlene Zubereitung aus der feuerfesten metalloxidischen
Komponente und dem Graphitisierungshilfsmittel zugegeben
wird, wobei die Zubereitung dadurch erzeugt wird, dass zu
mindest ein Teil der oxidischen Komponente und das Graphi
tisierungshilfsmittel in einer Kugelmühle gemeinsam ver
mahlen werden.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 44,
dadurch gekennzeichnet, dass
zudem Presshilfsmittel und/oder weitere an sich bekannte
Nebenbestandteile zugemischt werden.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 45,
dadurch gekennzeichnet, dass
der fertig gemischte Versatz bei Pressdrücken bis 180 MPa
verpresst wird.
47. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 40 bis
46,
dadurch gekennzeichnet, dass
die verpressten Formkörper 4 bis 10 Stunden bei 150 bis
250°C getrocknet und gehärtet werden.
48. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 40 bis
47,
dadurch gekennzeichnet, dass
1 bis 5 Masse-% Pech zugemischt werden, wobei zudem Ver
netzer für das Pech zugemischt werden und nach dem Ver
pressen der Formkörper die erzielten Formkörper einem Tem
perschritt bei 200 bis 300°C ausgesetzt werden.
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DE2000163607 DE10063607A1 (de) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des Formkörpers |
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DE2000163607 DE10063607A1 (de) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des Formkörpers |
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