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

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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.
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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
DE3439954A1 (de) * 1984-11-02 1986-05-07 Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden Feuerfestes verschleissteil zum vergiessen fluessiger schmelzen
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
EP1252115A1 (de) 1999-10-14 2002-10-30 Vesuvius Crucible Company Kohlenstoffhaltiger feuerfester formkörper mit schutzbeschichtung

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

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