DE102009037540B4 - Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102009037540B4
DE102009037540B4 DE200910037540 DE102009037540A DE102009037540B4 DE 102009037540 B4 DE102009037540 B4 DE 102009037540B4 DE 200910037540 DE200910037540 DE 200910037540 DE 102009037540 A DE102009037540 A DE 102009037540A DE 102009037540 B4 DE102009037540 B4 DE 102009037540B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon
pressed
weight
refractory products
particle size
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200910037540
Other languages
English (en)
Other versions
DE102009037540A1 (de
DE102009037540A8 (de
Inventor
Vasileios Roungos
Christos Aneziris
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.)
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Original Assignee
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
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 Technische Universitaet Bergakademie Freiberg filed Critical Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority to DE200910037540 priority Critical patent/DE102009037540B4/de
Publication of DE102009037540A1 publication Critical patent/DE102009037540A1/de
Publication of DE102009037540A8 publication Critical patent/DE102009037540A8/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009037540B4 publication Critical patent/DE102009037540B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • C04B35/013Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics containing carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14Closures
    • B22D41/16Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/18Stopper-rods therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles
    • B22D41/52Manufacturing or repairing thereof
    • B22D41/54Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
    • 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
    • C04B35/103Refractories from grain sized mixtures containing non-oxide refractory materials, e.g. carbon
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/405Iron group metals
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/428Silicon
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562Heating rate
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661Multi-step sintering
    • C04B2235/662Annealing after sintering

Abstract

Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis, die aus einem Gemisch von Aluminiumoxid, kohlenstoffhaltigen Bindemitteln, zusätzlichen Kohlenstoffträgern und weiteren Oxiden und/oder Nicht-Oxiden außer primär-Siliziumkarbid bestehen und mit einer vor Oxydation schützenden Oberfläche versehen sind, gekennzeichnet dadurch, dass die Pressmasse aus 50 bis 60 Gew.-% Aluminiumoxid, 20–30 Gew.-% Graphit und/oder Ruß, 4–12 Gew.% kohlenstoffhaltigen Bindemitteln, 2–7 Gew.% Silizium und/oder FeSi und/oder SiMn mit einer Korngröße kleiner 500 μm, 1–4 Gew.% Flussmitteln mit einer Korngröße kleiner als 500 μm, und 2 bis 7 Gew.-% Siliziumdioxid mit einer Korngröße kleiner als 500 μm besteht und die Feuerfesterzeugnisoberfläche in Form einer Selbstglasur ausgestaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die erfindungsgemäßen Feuerfesterzeugnisse finden z. B. Anwendung als Monoblock-stopfen, Eintauchausgüsse sowie Pfannenverteilerrohre, die beim Vergießen von Metallen verwendet werden, insbesondere beim Vergießen vom Stahl.
  • Feuerfesterzeugnisse der Werkstoffgruppe Al2O3-C sind als Funktionalprodukte bei der Stahlherstellung weitverbreitet. Bauteile wie Monoblockstopfen, Eintauchausgüsse und Pfannenverteilerrohre finden vor allem in der Stahlindustrie beim Strangguss Einsatz. Durch die Kombination von Aluminiumoxid und Graphit werden einige hervorragende Eigenschaften erzielt, wie Korrosionsbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, Erosionsbeständigkeit, mechanische und thermo-mechanische Festigkeit, sowie geringe Benetzung und Infiltration von Schlacken und Stahlschmelzen. Der wichtigste Nachteil dieser Feuerfestprodukte ist die geringe Oxidationsbeständigkeit aufgrund des Kohlenstoffgehaltes. Während der Kohlenstoffbinder schon ab 300–400°C oxidiert, beginnt das Ausbrennen des Graphits erst bei ca. 600°C. Die Oxidation des Kohlenstoffes kann von einer Verschlechterung der Eigenschaften der feuerfesten Werkstoffe bis zum Versagen führen, was nicht nur gesundheitliche sondern auch wirtschaftliche Gefahren verursachen kann.
  • Um diese Beeinträchtigung zu vermindern, werden nach dem Stand der Technik hauptsächlich zwei Maßnahmen vorgenommen. Um den Kohlenstoff vor Oxidation zu schützen, werden unterschiedliche Antioxidationsmittel eingesetzt, insbesondere feinkörnige Pulver aus leicht oxidierbaren Metallen wie Silizium, Aluminium, Magnesium, Mangan und andere sowie deren Kombinationen ( US 4 540 675 A , WO 2001 027 048 A1 ). Bei der Zugabe von leicht oxidierbaren Metallen wird der Kohlenstoff vor Oxidation geschützt. Beim Sauerstoffangriff reagieren die Metalle mit dem Sauerstoff und bilden eine Schutzschicht aus den jeweiligen Metalloxiden. Dadurch wird die Oxidation des Kohlenstoffes verhindert. Außerdem, reagieren diese Metalle mit dem Kohlenstoff und bilden metallische Karbide und/oder Nitride, die zu einer Verstärkung der Feuerfesterzeugnisse führen und deren thermo–mechanische Eigenschaften verbessern. Die Zugabe von leicht oxidierbaren Metallen hat also eine Doppelfunktion. Zum einem wird die Oxidation des Kohlenstoffes verhindert, indem die Metalle mit dem Sauerstoff reagieren, und zum anderem reagieren die Metalle selber mit dem Kohlenstoff, bilden Karbide und/oder Nitride und verfestigen und verbessern die Eigenschaften der feuerfesten Funktionalbauteile. Nichtsdestotrotz, ist diese Maßnahme kein direkter Oxidationsschutz im Sinne, dass die Oxidation des Kohlenstoffes nicht vollständig verhindert wird, sondern die Geschwindigkeit der Oxidation des Kohlenstoffs wird verringert. Die Oxidationsrate des Kohlenstoffs wird herabgesetzt.
  • Die zweite Maßnahme besteht darin, die Oberfläche der Erzeugnisse mit möglichst dichten Überzügen zu versehen ( DE 38 54 366 T2 , DE 699 00 251 T2 , US 5 856 015 A , US 5 681 499 A , US 5 188 989 A ). Die Anforderungen an diese Überzüge und der Aufwand der Beschichtung der Feuerfesterzeugnisse sind hoch. Erstens sollen die Überzüge einen möglichst breiten Erweichungsbereich aufweisen, damit der Kohlenstoff bei diesem breiten Temperaturbereich erfolgreich vor Oxidation geschützt werden kann. Im Idealfall betrifft dieser Bereich Temperaturen von 300°C bis hin zu 1600°C. Des Weiteren müssen die Überzüge möglichst dicht sein, damit der Sauerstoffzutritt auf dem Kohlenstoff ausgeschlossen werden kann. Dabei sind also möglichst fehlerfreie Überzüge erforderlich, die keine Risse, Abplatzungen, Nadelstiche und sonstige Fehler beinhalten. Was die Auftragsmethoden betrifft, so sind mehrere Verfahren bekannt, die in den letzten Jahrzehnten entwickelt wurden. Verfahren wie Eintauchen, Aufspritzen und Anstreichen können hier als Beispiele genannt werden. Bei der meistverbreiteten Methode, die auch möglicherweise den geringsten Aufwand aufweist, werden die feuerfesten Funktionalprodukte in eine wässrige Suspension des Überzuges eingetaucht.
  • DE 601 20 675 T2 beschreibt ein kohlenstoffhaltiges Feuerfestmaterial, das als Auskleidungsmaterial für die Seitenwände und die Bodenregion eines Hochofens geeignet sind. In diesem Feuerfestmaterial liegt der Aluminiumoxid-Anteil in einem geeigneten Bereich von 5 bis 15%.
  • Die Druckschrift US 5 681 499 A offenbart ein Al2O3 Feuerfesterzeugnis für die Stahlproduktion, welches durch Zugabe von Graphit, kohlenstoffhaltigen Bindemitteln, Silica, Silizium, Borcarbid/nitrid/glas und anschließende Wärmebehandlung bis 1400°C in Luft eine dichte und erosions- und oxidationsbeständige Oberfläche aufweist. Die dabei eingesetzten Feuerfestmischungen enthalten weniger als 10% Kohlenstoff.
  • EP 0 354 304 A1 umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Eintauchausgusses für Metallschmelzen, insbesondere Stahlschmelzen, aus einer Aluminiumoxid und Bornitrid umfassenden Ausgangsmischung unter Verwendung wenigstens eines Flussmittels, eines Bindemittels und gegebenenfalls weiterer üblicher Zusatzstoffe, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teil des Aluminiumoxids durch andere Zuschlagsstoffe, wie Siliciumcarbid, Mullit, Porzellanbruch und Schmelzkalk ersetzt wird und das Aluminiumoxid dabei mit einer maximalen Korngröße von 250 μm eingesetzt wird. Im Versatz selbst ist ein maximaler Aluminiumoxidanteil von 41% offenbart. Außerdem muss im Versatz Bornitrid enthalten sein.
  • Die DD 48 157 A1 beinhaltet ein Verfahren zur Erzielung einer Selbstglasur bei kohlenstoffgebundenen Siliziumkarbid-Erzeugnissen, die zum Schmelzen von Metallen, insbesondere von Kupfer oder Aluminium und deren Legierungen verwendet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Basis von Aluminiumoxid mit einer oxidationsgeschützten Oberfläche zu entwickeln, ohne dass ein Überzug auf die feuerfesten Erzeugnisse aufgetragen werden muss.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Pressmasse aus 50 bis 60 Gew.-% Aluminiumoxid, 20–30 Gew.-% Graphit und/oder Ruß, 4–12 Gew.% kohlenstoffhaltigen Bindemitteln, 2–7 Gew.% Silizium und/oder FeSi und/oder SiMn mit einer Korngröße kleiner 500 μm, 1–4 Gew.% Flussmitteln mit einer Korngröße kleiner als 500 μm, und 2 bis 7 Gew.-% Siliziumdioxid mit einer Korngröße kleiner als 500 μm besteht und die Feuerfesterzeugnisoberfläche in Form einer Selbstglasur ausgestaltet ist. Als feingepulverte Metalle oder Legierungen auf Siliziumbasis sind Si und/oder FeSi und/oder SiMn besonders geeignet. Als feingemahlene Flussmittel sind Natrium- und/oder Kaliumwasserglas und/oder verschiedene Fritten und/oder Bortrioxid und/oder Natriumtetraborat und/oder Borsäure und/oder Feldspat enthalten. Das feine Siliziumdioxid ist in Form von Quarzglas im Versatz enthalten.
  • Die erfindungsgemäßen Feuerfesterzeugnisse werden hergestellt, indem die Ausgangsstoffe homogen vermischt, die Pressmassen bei Drücken zwischen 50 und 200 MPa zu Formkörpern verpresst, die Formkörper bei Temperaturen von 800 bis 1500°C in reduzierender bzw. Inertgas-Atmosphäre verkokt werden und die so mit bekannten Verfahren erhaltenen abgekühlten Formkörper nachträglich mit einer Heizrate von 10 bis 40 K/min in Luftatmosphäre auf Temperaturen zwischen 1000 und 1500°C erhitzt und bei diesen Temperaturen bis zu 6 Stunden wärmebehandelt werden. Durch die erfindungsgemäße Wärmenachbehandlung bildet sich bei den Pressmassen der angegebenen Zusammensetzung eine äußerst haltbare und dichte Selbstglasur aus.
  • Weitere Maßnahmen oder Prozessschritte sind nicht erforderlich. Die Erfindung soll anhand der folgenden drei Beispiele verdeutlicht werden:
  • Beispiel 1
  • Es werden kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis hergestellt, die beim Vergießen von Stahl verwendet werden. Für die Herstellung der Al2O3-C Funktionalprodukte werden handelsübliche Fraktionen von Aluminiumoxid und Graphit eingesetzt. Die Zusammensetzung des Versatzes ist wie folgend:
    Komponente Gew.-%
    Aluminiumoxid 50–60
    Graphit 20–30
    Kunstharz mit Härter 8–12
  • Dem Versatz werden folgende Komponenten in feiner Pulverform während des Mischvorganges hinzugegeben:
    Komponente Gew.-%
    Silizium 2–6
    Siliziumdioxid 3–7
    Wasserfreies Natriumtetraborat 1–4
  • Nach der Mischung aller Komponenten werden gemäß der kommerziellen Praxis die Feuerfesterzeugnisse kalt-isostatisch gepresst und anschließend in reduzierender Atmosphäre verkokt.
  • Für die Erzeugung der Selbstglasur werden die Al2O3-C Funktionalprodukte einer speziellen thermischen Behandlung unterzogen. Dabei werden die Erzeugnisse auf 1300°C mit einer Heizrate von 21 K/min aufgeheizt und für 5 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Nach dem Abkühlen der Al2O3-C Werkstoffe können diese eingesetzt werden.
  • Beispiel 2:
  • Es werden kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis hergestellt, die beim Vergießen von Stahl verwendet werden. Für die Herstellung der Al2O3-C Funktionalprodukte werden handelsübliche Fraktionen von Aluminiumoxid und Graphit eingesetzt. Die Zusammensetzung des Versatzes ist wie folgend:
    Komponente Gew.-%
    Aluminiumoxid 50–60
    Graphit 15–20
    Ruß 5–10
    Kunstharz 8–12
  • Dem Versatz werden folgende Komponenten in feiner Pulverform unter 500 μm während des Mischvorganges hinzugegeben:
    Komponente Gew.-%
    Ferrosilizium 2–7
    Siliziumdioxid 2–6
    Bortrioxid 1–4
  • Nach der Mischung aller Komponenten werden gemäß der kommerziellen Praxis die Feuerfesterzeugnisse kalt–isostatisch gepresst und anschließend in reduzierender Atmosphäre verkokt.
  • Für die Erzeugung der Selbstglasur werden die Al2O3-C Funktionalprodukte einer speziellen thermischen Behandlung unterzogen. Dabei werden die Erzeugnisse auf 1300°C mit einer Heizrate von 30 K/min aufgeheizt. Nach dem Abkühlen der Al2O3-C Werkstoffe können diese eingesetzt werden.
  • Beispiel 3
  • Es werden kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis hergestellt, die beim Vergießen von Stahl verwendet werden. Für die Herstellung der Al2O3-C Funktionalprodukte werden handelsübliche Fraktionen von Korund und Graphit eingesetzt. Die Zusammensetzung des Versatzes ist wie folgend:
    Komponente Gew.-%
    Korund 59
    Graphit 25
    Kunstharz auf Formaldehydbasis 6
    Hexamethylentetramin (Härter) 0,5
  • Dem Versatz werden folgende Komponenten in feiner Pulverform unter 200 μm während des Mischvorganges hinzugegeben:
    Komponente Gew.-%
    Silizium 4
    Silica 4
    wasserfreies Natriumtetraborat 2
  • Nach der Mischung aller Komponenten werden gemäß der kommerziellen Praxis die Feuerfesterzeugnisse kalt–isostatisch mit einem Pressdruck von 100 MPa gepresst und anschließend in reduzierender Atmosphäre bei 1400°C verkokt. Für die Erzeugung der Selbstglasur werden die Al2O3-C Funktionalprodukte einer speziellen thermischen Behandlung unterzogen. Dabei werden die Erzeugnisse auf 1300°C mit einer Heizrate von 21 K/min in einer Luftatmosphäre aufgeheizt und 5 Stunden lang bei dieser Temperatur wärmebehandelt.

Claims (4)

  1. Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis, die aus einem Gemisch von Aluminiumoxid, kohlenstoffhaltigen Bindemitteln, zusätzlichen Kohlenstoffträgern und weiteren Oxiden und/oder Nicht-Oxiden außer primär-Siliziumkarbid bestehen und mit einer vor Oxydation schützenden Oberfläche versehen sind, gekennzeichnet dadurch, dass die Pressmasse aus 50 bis 60 Gew.-% Aluminiumoxid, 20–30 Gew.-% Graphit und/oder Ruß, 4–12 Gew.% kohlenstoffhaltigen Bindemitteln, 2–7 Gew.% Silizium und/oder FeSi und/oder SiMn mit einer Korngröße kleiner 500 μm, 1–4 Gew.% Flussmitteln mit einer Korngröße kleiner als 500 μm, und 2 bis 7 Gew.-% Siliziumdioxid mit einer Korngröße kleiner als 500 μm besteht und die Feuerfesterzeugnisoberfläche in Form einer Selbstglasur ausgestaltet ist.
  2. Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse nach Anspruch, gekennzeichnet dadurch, dass als Flussmittel Natrium- und/oder Kaliumwasserglas und/oder verschiedene Fritten und/oder Bortrioxid und/oder Natriumtetraborat und/oder Borsäure und/oder Feldspat enthalten sind.
  3. Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass als Siliziumdioxid Quarzglas enthalten ist.
  4. Verfahren zur Herstellung von gepressten, kohlenstoffgebundenen Feuerfesterzeugnissen gemäß Anspruch 1, indem die Ausgangsstoffe homogen vermischt, die Pressmassen bei Drücken zwischen 50 und 200 MPa zu Formkörpern verpresst, die Formkörper bei Temperaturen von 800 bis 1500°C in reduzierender bzw. Inertgas-Atmosphäre verkokt werden, gekennzeichnet dadurch, dass die so erhaltenen abgekühlten Formkörper nachträglich mit einer Heizrate von 10 bis 40 K/min in Luftatmosphäre auf Temperaturen zwischen 1000 und 1500°C erhitzt und bei diesen Temperaturen bis zu 6 Stunden wärmebehandelt werden.
DE200910037540 2009-08-17 2009-08-17 Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung Expired - Fee Related DE102009037540B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910037540 DE102009037540B4 (de) 2009-08-17 2009-08-17 Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910037540 DE102009037540B4 (de) 2009-08-17 2009-08-17 Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung
PCT/EP2010/061977 WO2011020832A1 (de) 2009-08-17 2010-08-17 Gepresste, kohlenstoffhaltige bzw. kohlenstoffgebundene feuerfesterzeugnisse aus aluminiumoxidbasis und verfahren zu ihrer herstellung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE102009037540A1 DE102009037540A1 (de) 2011-03-03
DE102009037540A8 DE102009037540A8 (de) 2011-06-01
DE102009037540B4 true DE102009037540B4 (de) 2013-02-28

Family

ID=42697338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910037540 Expired - Fee Related DE102009037540B4 (de) 2009-08-17 2009-08-17 Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009037540B4 (de)
WO (1) WO2011020832A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013110755A1 (de) 2013-09-27 2015-04-02 Technische Universität Bergakademie Freiberg Kohlenstoffhaltige bzw. kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse mit einem Hybridglasursystem und Verfahren zu ihrer Herstellung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3326982A1 (de) 2016-11-29 2018-05-30 RÜTGERS Germany GmbH Kohlenstoffgebundene feuerfeste formkörper und verfahren zu ihrer herstellung
DE102020006167A1 (de) 2020-10-07 2022-04-07 Technische Universität Bergakademie Freiberg, Körperschaft des öffentlichen Rechts Beschichtungen und keramische Filter für die Metallschmelzefiltration

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0354304A1 (de) * 1988-08-12 1990-02-14 Didier-Werke Ag Eintauchausgüsse für Metallschmelzen
US5681499A (en) * 1994-06-15 1997-10-28 Vesuvius Crucible Company Method and compositions for making refractory shapes having dense, carbon free surfaces and shapes made therefrom
DE60120675T2 (de) * 2000-03-30 2007-06-14 Nippon Steel Corp. Kohlenstoffhaltiges, feuerfestes material und verfahren zur herstellung desselben

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD48158A (de)
US4540675A (en) 1983-05-02 1985-09-10 Vesuvius Crucible Company Carbon-containing refractories with superior erosion and oxidation resistance
DE3439954C2 (de) * 1984-11-02 1988-10-27 Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden, De
FR2617157B1 (fr) 1987-06-26 1991-01-11 Vesuvius Crucible Co Revetement isolant pour corps refractaires, procede de revetement et article associes
US5188989A (en) 1987-12-01 1993-02-23 Dresser Industries Coating mix to prevent oxidation of carbon substrates
US5171495A (en) * 1988-08-12 1992-12-15 Didier-Werke Ag Immersion nozzles for metal melts
GB9326526D0 (en) 1993-12-29 1994-03-02 Cookson Group Plc Glaze for refractory materials
FR2779716B1 (fr) 1998-06-15 2000-08-18 Vesuvius France Sa Materiau refractaire isolant, procede de preparation et pieces a base de ce materiau
WO2001027048A1 (en) 1999-10-14 2001-04-19 Vesuvius Crucible Company Carbon-containing refractory article having a protective coating

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0354304A1 (de) * 1988-08-12 1990-02-14 Didier-Werke Ag Eintauchausgüsse für Metallschmelzen
US5681499A (en) * 1994-06-15 1997-10-28 Vesuvius Crucible Company Method and compositions for making refractory shapes having dense, carbon free surfaces and shapes made therefrom
DE60120675T2 (de) * 2000-03-30 2007-06-14 Nippon Steel Corp. Kohlenstoffhaltiges, feuerfestes material und verfahren zur herstellung desselben

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013110755A1 (de) 2013-09-27 2015-04-02 Technische Universität Bergakademie Freiberg Kohlenstoffhaltige bzw. kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse mit einem Hybridglasursystem und Verfahren zu ihrer Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011020832A1 (de) 2011-02-24
DE102009037540A8 (de) 2011-06-01
DE102009037540A1 (de) 2011-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014019351A1 (de) Feuerfeste Erzeugnisse und ihre Verwendung
EP0353542A1 (de) Unter Druck gesinterte, polykristalline Mischwerkstoffe auf Basis von hexagonalem Bornitrid, Oxiden und Carbiden
DE60120675T2 (de) Kohlenstoffhaltiges, feuerfestes material und verfahren zur herstellung desselben
DE102009037540B4 (de) Gepresste, kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse auf Aluminiumoxidbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69729581T2 (de) Schlackenlinienmanschette für düse mit untergetauchtem eintritt und zusammensetzung dafür
DE102004010739A1 (de) Feuerfester keramischer Versatz
EP0193751A2 (de) Verwendung von zementfreien Vibriermassen auf Basis von Aluminiumoxid und/oder Zirkoniumdioxid zur Herstellung von Verschleissteilen
WO2016102149A1 (de) Feuerfeste erzeugnisse und ihre verwendung
DE3439954C2 (de)
DE102009009559B4 (de) Verfahren zum Verlängern der Standzeit von technischen Oberflächen
EP2030959B1 (de) Gesinterte, polykristalline Mischwerkstoffe auf Basis von Bornitrid und Zirkoniumdioxid, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
WO2015044378A1 (de) Kohlenstoffhaltige bzw. kohlenstoffgebundene feuerfesterzeugnisse mit einem hybridglasursystem und verfahren zu ihrer herstellung
KR102135422B1 (ko) 재사용이 가능한 마그네시아 카본질 내화물
EP1234807B1 (de) Feuerfester Formkörper mit erhöhter Alkalibeständigkeit
EP0354304A1 (de) Eintauchausgüsse für Metallschmelzen
EP3511307B9 (de) Schmelzrohstoff zur herstellung eines feuerfesten erzeugnisses, ein verfahren zur herstellung des schmelzrohstoffs sowie eine verwendung des schmelzrohstoffs
AT398195B (de) Binde- und plastifizierungsmittel zur herstellung feuerfester, keramischer, kohlenstoffhältiger werkstoffe sowie damit hergestellter werkstoff
EP3053897A1 (de) Versatz zur Herstellung eines feuerfesten Erzeugnisses, ein Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Erzeugnisses, ein feuerfestes Erzeugnis sowie die Verwendung eines feuerfesten Erzeugnisses
KR101865571B1 (ko) 카본 함유 블록 수리용 세라믹 조이닝재
AT509204B1 (de) Beschichtung für bei der herstellung von roheisen oder von stahl verwendeten maschinenteilen
WO2001081271A1 (de) Feuerfester werkstoff mit verbessertem widerstand gegen schlackenangriffe
EP3502078B1 (de) Feuerfester versatz, ein verfahren zur herstellung eines ungeformten feuerfesten keramischen erzeugnisses aus dem versatz sowie ein durch das verfahren erhaltenes ungeformtes feuerfestes keramisches erzeugnis
EP2982462B1 (de) Nitridgebundenes siliziumnitrid als werkstoff für bauteile der aluminium-giesserei
KR101072523B1 (ko) 용선예비처리 설비용 내화벽돌
DE1571359A1 (de) Feuerfeste Schmelzgusskoerper

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8196 Reprint of faulty title page (publication) german patentblatt: part 1a6
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130529

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee