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 Formkörpers

Info

Publication number
DE10063607A1
DE10063607A1 DE2000163607 DE10063607A DE10063607A1 DE 10063607 A1 DE10063607 A1 DE 10063607A1 DE 2000163607 DE2000163607 DE 2000163607 DE 10063607 A DE10063607 A DE 10063607A DE 10063607 A1 DE10063607 A1 DE 10063607A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
offset
magnesium
offset according
mass
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2000163607
Other languages
English (en)
Inventor
Helge Jansen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Refratechnik Holding GmbH
Original Assignee
Refratechnik Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Refratechnik Holding GmbH filed Critical Refratechnik Holding GmbH
Priority to DE2000163607 priority Critical patent/DE10063607A1/de
Publication of DE10063607A1 publication Critical patent/DE10063607A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/101Refractories from grain sized mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

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.
DE2000163607 2000-12-20 2000-12-20 Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des Formkörpers Withdrawn DE10063607A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000163607 DE10063607A1 (de) 2000-12-20 2000-12-20 Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des Formkörpers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000163607 DE10063607A1 (de) 2000-12-20 2000-12-20 Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des Formkörpers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10063607A1 true DE10063607A1 (de) 2002-06-27

Family

ID=7668009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000163607 Withdrawn DE10063607A1 (de) 2000-12-20 2000-12-20 Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des Formkörpers

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10063607A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10253712B4 (de) * 2002-11-18 2005-09-22 Refratechnik Holding Gmbh Feuerfester Reparaturmassenversatz und Verfahren zu seiner Herstellung
CN1326806C (zh) * 2005-09-29 2007-07-18 郑州大学 矾土基电熔高纯尖晶石及其制备方法
CN108751957A (zh) * 2018-07-10 2018-11-06 浙江自立高温科技有限公司 一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3214580A1 (de) * 1981-04-27 1982-11-18 Armco Inc., 45043 Middletown, Ohio Erosionsbestaendiger feuerfester werkstoff
US4382997A (en) * 1980-09-04 1983-05-10 The Dow Chemical Company Spinel surfaced objects

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4382997A (en) * 1980-09-04 1983-05-10 The Dow Chemical Company Spinel surfaced objects
DE3214580A1 (de) * 1981-04-27 1982-11-18 Armco Inc., 45043 Middletown, Ohio Erosionsbestaendiger feuerfester werkstoff

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AN 1988-171415/25 zu JP 63108950 A *
AN 1988-179910/26 zu JP 63117951 A *
AN 1988-179914/26 zu JP 63117955 A *
WPIDS Abstracts: AN 1979-87153B/48 zu SU 574918 A *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10253712B4 (de) * 2002-11-18 2005-09-22 Refratechnik Holding Gmbh Feuerfester Reparaturmassenversatz und Verfahren zu seiner Herstellung
CN1326806C (zh) * 2005-09-29 2007-07-18 郑州大学 矾土基电熔高纯尖晶石及其制备方法
CN108751957A (zh) * 2018-07-10 2018-11-06 浙江自立高温科技有限公司 一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法
CN108751957B (zh) * 2018-07-10 2020-06-16 浙江自立高温科技股份有限公司 一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3366389B1 (de) Verbundwerkstoffe mit sehr hoher verschleissbeständigkeit
DE112007002497B4 (de) Stichlochmasse
EP1357310B1 (de) Verbundwerkstoff mit Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff
DE102014019351A1 (de) Feuerfeste Erzeugnisse und ihre Verwendung
EP3237356B1 (de) Verwendung feuerfester erzeugnisse
DE3409006C2 (de)
DE2943926C2 (de)
EP1074529B2 (de) Feuerfester Formkörper sowie feuerfester Versatz und Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers für metallurgische Prozesse
EP0611740B1 (de) Titanhaltiger Zuschlagstoff und dessen Verwendung zur Erhöhung der Haltbarkeit der feuerfesten Ausmauerung eines Ofens
EP1280743B1 (de) Versatz, verwendung und verfahren zur herstellung kohlenstoffhaltiger feuerfester formkörper mit verbessertem oxidationsverhalten
DE3001553A1 (de) Feuerfeste masse
EP1538223B1 (de) Kohlenstoffsteine mit Mikroporosität oder Supermikroporosität und Verfahren zu deren Herstellung
DE19925591C2 (de) Feuerfester Versatz, Formkörper hieraus und Verfahren zur Herstellung des Formkörpers
DE10063607A1 (de) Feuerfester Versatz sowie Formkörper hieraus und Verfahren zum Herstellen des Versatzes und des Formkörpers
EP1072670B1 (de) Anwendung TiO2-haltiger partikulärer Materialien für feuerfeste Erzeugnisse
EP0432628A1 (de) Verfahren zur Haltbarkeitssteigerung von feuerfesten Gefässzustellungen
DE102006040700A1 (de) Verfahren für die Herstellung von kohlenstoffhaltigen feuerfesten Klebsand-Erzeugnissen durch Pressformgebung und/oder bildsamer Formgebung
AT398195B (de) Binde- und plastifizierungsmittel zur herstellung feuerfester, keramischer, kohlenstoffhältiger werkstoffe sowie damit hergestellter werkstoff
DE102007010365B4 (de) Verwendung eines keramischen Erzeugnisses für die Auskleidung eines Zement-Drehrohrofens
EP0249647B1 (de) Feuerfester Ausguss
DE4317383C2 (de) Ungeformtes feuerfestes Gießmaterial
EP3483134B1 (de) Feuerfeste platte für einen schieberverschluss, verwendung eines schmelzrohstoffs als werkstoff in einer solchen platte sowie ein eine solche platte aufweisendes schmelzgefäss
DE3004711A1 (de) Dauerhafte auskleidung fuer einen converter
DE112017007680T5 (de) Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffhaltigen feuerfesten Erzeugnissen
EP0414897A1 (de) Torkretmasse

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8130 Withdrawal